JP2659007B2 - 情報処理方法及び装置 - Google Patents

情報処理方法及び装置

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JP2659007B2
JP2659007B2 JP8155195A JP15519596A JP2659007B2 JP 2659007 B2 JP2659007 B2 JP 2659007B2 JP 8155195 A JP8155195 A JP 8155195A JP 15519596 A JP15519596 A JP 15519596A JP 2659007 B2 JP2659007 B2 JP 2659007B2
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Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【産業上の利用分野】本発明は情報処理装置における記
憶方法及び装置に係り、特に書き込み不可能なアドレス
領域を備えた第1のメモリと読み書き可能で当該第1の
メモリよりも高速アクセス可能な第2のメモリとを備え
た場合に好適な情報処理方法及び装置に関する。
【0002】
【従来の技術】中央処理装置(CPU)から低速大容量
の主メモリへのデータアクセスを見かけ上高速化する手
段として、高速小容量のキャッシュメモリを用いる方法
がある。この方法では、CPUのメモリアクセスは、ま
ず主記憶装置のデータの一部がコピーされているキャッ
シュメモリに対して行い、求めるデータがキャッシュメ
モリに存在しなかった場合にのみ主メモリに対するアク
セスを行う。通常のプログラムにおいては、データアク
セスに局所性があるので、主メモリ上の適当なデータを
キャッシュメモリにコピーしておけば、CPUからのデ
ータアクセスのほとんど高速なキャッシュメモリへのア
クセスだけで済ませることができる。
【0003】キャッシュメモリの一方式であるダイレク
トマップ方式(コングルエント方式ともいう)の構成の
一例を図2に示す。
【0004】キャッシュメモリ17は、主メモリ4のデ
ータのコピーが記憶されているBS(バッファ記憶装
置、Buffer Storage)3と、BS3のデータが主メモ
リ4のどのアドレスのデータかを示す情報であるアドレ
スタグが記憶されているAA(アドレス・アレイ・Add
ress Array)2の2つから構成されている。AA2お
よびBS3は、CPU1の出力するアドレス9のうち、
下位ビット部10によりアドレッシングされる。一方、
残りの上位ビット部11は、アドレスタグ12としてA
A2に記憶する。CPU1のメモリアクセス時に、アド
レス上位ビット部11とAA2から読出したアドレスタ
グ12をコンパレータ5によって比較する。前記比較の
結果が一致した場合をヒット、一致しなかった場合をミ
スヒットと呼び、この情報はヒット情報13としてコン
パレータ5から出力される。
【0005】メモリリード時にヒットした場合(以後リ
ードヒットと呼ぶ)、ヒット情報13によってデータセ
レクタ7はBSデータ14を選択し、データバス16を
通してCPU1にデータを送る。メモリリード時にミス
ヒットした場合(以後リードミスヒットと呼ぶ)、ヒッ
ト情報13によってデータセレクタ7は主メモリデータ
15を選択し、データバス16を通してCPU1にデー
タを送る。さらに、リードミスヒット時には主メモリデ
ータ15を、データバッファ8を通してBS3にコピー
するとともに、アドレスの上位ビット部11をアドレス
バッファ6を通してAA2に書き込む。
【0006】一方、メモリライト時にはBS3の内容と
主メモリ4の内容の一致を保つために以下に示す動作を
行う。メモリライト時にヒットした場合(以後ライトヒ
ットと呼ぶ)、BS3と主メモリ4の両方の内容を更新
する。メモリライト時にミスヒットした場合(以後ライ
トミスヒットと呼ぶ)は主メモリ4だけを更新する。
【0007】なお、このようなキャッシュメモリを用い
た情報処理装置の方式としては情報処理学会誌Vol.
21,No.4(Apr.1980)PP332−34
0「キャッシュ記憶」において論じられている。
【0008】CPU1のメモリ空間には、キャッシュメ
モリへのコピー対象である主メモリの他に、ROM(R
ead Only Memory)やI/O(Input/Output)デバ
イス等がマッピングされるのが普通である。コピー対象
外のデバイスに対するCPU1のアクセスにおいては、
キャッシュメモリをバイパスし、直接これらのデバイス
をアクセスする。例えば、米国インテル社のキャッシュ
コントローラ82385では、NCA(Non−Cacheab
le Access)という入力端子が設けられており、これに
よりキャッシュメモリをバイパスできるようになってい
る。前記キャッシュコントローラについては、米国イン
テル社発行の82385データシート290143−0
01,pp17に詳しく述べられている。
【0009】キャッシュメモリへのコピー対象領域およ
びコピー対象領域外へのアクセスにおけるキャッシュメ
モリの更新の様子を図3に示す。
【0010】
【発明が解決しようとする問題点】ROMには、システ
ム立上げのためのプログラムや、基本入出力プログラム
等が記憶されている。また、通常のプログラムやデータ
は、磁気記憶装置などから主メモリへ転送した後、CP
U1からアクセスするのが一般的であるが、これらの情
報をROMに記憶しておくことにより前記転送を不要と
することができる。
【0011】しかし、上記従来技術では、ROMのアド
レス領域がキャッシュメモリへのコピー対象外となって
おり、ROM上のプログラムやデータをキャッシュメモ
リを用いて高速にアクセスすることができないという問
題があった。
【0012】本発明の目的は、読み出し専用のアドレス
領域を備えた第1のメモリに記憶した情報を、当該第1
のメモリへのアクセスを高速化する第2のメモリに、情
報の安全性を保った状態でコピーし、記憶することがで
き、結果的に第1のメモリに記憶した情報をより高速に
処理可能な情報処理方法及び装置を提供することにあ
る。
【0013】
【問題点を解決するための手段】本発明の目的は、読み
出し専用のアドレス領域を備えた第1のメモリと、当該
第1のメモリへのアクセスを高速化する第2のメモリと
備え、前記第1のメモリの少なくとも一部に記憶され
た情報の写しを前記第2のメモリに記憶する手段と、前
記第2のメモリに格納された前記第1のメモリの情報の
写しに対し、更新アクセスが試みられた際、当該情報の
更新を禁止する手段とを備えたことにより達成される。
【0014】また、第1のメモリの少なくとも一部に記
憶された情報の写しを前記第2のメモリに記憶し、前記
第2のメモリに格納された前記第1のメモリの情報の写
に対し、更新アクセスが試みられた際、当該情報の更
新を禁止することにより達成される。
【0015】更に、第1のメモリの少なくとも一部に記
憶された情報の写しを前記第2のメモリに記憶する手段
と、前記第2のメモリに格納された前記第1のメモリ
情報の写しに対し、更新アクセスが試みられた際、当該
情報を無効とする手段とを備えたことにより達成され
る。
【0016】また、第1のメモリの少なくとも一部に記
憶された情報の写しを前記第2のメモリに記憶し、前記
第2のメモリに格納された前記第1のメモリの情報の写
に対し、更新アクセスが試みられた際、当該情報を無
効とすることにより達成される。
【0017】好ましい実施態様によれば、前記第2のメ
モリの記憶内容のうち無効とされた情報に次回アクセス
する際、前記第1のメモリの少なくとも一部に記憶され
た前記情報の写しを前記第2のメモリに再度記憶する。
【0018】
【作用】上記のように構成すれば、第1のメモリの読み
出し専用のアドレス領域を、当該第1のメモリへのアク
セスを高速化する第2のメモリへのコピー対象領域とし
た際、当該第2のメモリにコピーされた情報へのライト
アクセスが行われても、前記第1のメモリの読み出し専
用のアドレス領域に記憶された情報と前記第2のメモリ
にコピーされた情報との間で処理上不一致が生じないよ
う制御できる。したがって、情報の安全性が保たれた状
態で、読み出し専用のアドレス領域を備えた第1のメモ
リに記憶された情報を、読み書き可能で高速アクセス可
能な第2のメモリへコピーし、記憶することができる。
これにより、第1のメモリに記憶された情報の処理にあ
たり、当該情報をコピーした高速アクセス可能な第2の
メモリとの間で情報の処理が可能となるため、より高速
な情報の処理が可能となる。
【0019】
【実施例】以下、本発明の一実施例を図面を参照しなが
ら説明する。本実施例では、図4に示すようにCPU1
のメモリ空間は16MB(M=2 20 であり、このうち
000000H番地(末尾のHはHEXの略で16進数
を表す)から0FFFFFH番地の1MBが主メモリ領
域に、FF0000H番地からFFFFFFH番地の6
4KB(K=2 10 がROM領域にそれぞれ割り当てら
れている。図5に本実施例の構成図を示す。主メモリ領
域デコーダ18は、アドレス9の値をデコードし、00
0000H〜0FFFFFHの主メモリ領域である場合
に、主メモリ領域信号19をアクティブとする。ROM
領域デコーダ20は、アドレス9の値をデコードし、F
F0000H〜FFFFFFHのROM領域である場合
に、ROM領域信号21をアクティブとする。オアゲー
ト22は、主メモリ領域信号19とROM領域信号21
のどちらかがアクティブならば、コピー対象領域信号2
3をアクティブとする。キャッシュメモリ制御部24
は、コピー対象領域信号23に従って、図3に示したよ
うにキャッシュメモリ17を構成するAA2およびBS
3の更新を制御する。本実施例の特徴は、ROM領域を
キャッシュメモリ17へのコピー対象領域としたことで
ある。
【0020】図6は、本発明の第2の実施例の構成図で
ある。本実施例の特徴は、第1の実施例にアンドゲート
25を加えたことである。アンドゲート25には、RO
M領域デコーダ20から出力されるROM領域信号21
と、リードアクセスであることを示すRD信号27が入
力される。アンドゲート25は、2つの入力が共にアク
ティブであるとき、ROM領域リード信号26をアクテ
ィブとする。オアゲート22は、主メモリ領域信号19
とROM領域リード信号26のいずれかがアクティブの
場合に、コピー対象領域信号23をアクティブとする。
これにより、ROM領域へのライトアクセスにおいて
は、コピー対象領域信号23はアクティブとならない。
前記コピー対象領域信号23にもとづいてキャッシュメ
モリ制御部24が行う、AA2およびBS3の更新を図
1に示す。図1に示すようにROM領域へのライトアク
セスにおいてヒットしても、BS3の内容は不変であ
り、ライトアクセスによって内容の変化しないROMと
の一致性が保たれる。
【0021】図7は、本発明の第3の実施例の構成図で
ある。AA2には、AA2の各内容の有効性を示すVビ
ット31が付加されている。キャッシュメモリへのコピ
ー対象領域信号23は、第1の実施例と同様に、主メモ
リ領域信号19とROM領域信号21をオアゲート22
に入力することにより得る。一方、ROM領域信号21
と、ライトアクセスであることを示すWT信号29を、
アンドゲート28に入力し、ROM領域ライト信号30
を得る。キャッシュメモリ制御部24は、ROM領域ラ
イト信号30がアクティブであるライトアクセスに対し
て、前記ライトアクセスで参照されるAA2の内容に付
加されているVビット31を、無効を示す値に設定す
る。これにより、上記ライトアクセスを行ったアドレス
を次にリードした場合、Vビット31が無効となってい
るので、ミスヒットとして扱われる。リードミスヒット
の場合、ROMが直接参照されるので、上記ライトアク
セスにおいてヒットした場合に更新されているBS3の
内容が参照されることはない。
【0022】図8は、本発明の第4の実施例を示す構成
図である。本実施例の特徴は、図6で示される第2の実
施例に加えキャッシュメモリへのコピー対象領域を設定
するレジスタ32を設けたことである。レジスタ32
は、Mビット33とRビット34を持ち、それぞれ主メ
モリ領域とROM領域に対応する。このレジスタ32に
対する設定は、アドレス9およびデータ16のバスを用
いてCPU1が行う。Mビット33の値とRビット34
の値は、主メモリ領域イネーブル信号35および、RO
M領域イネーブル信号36としてそれぞれ出力される。
主メモリイネーブル信号35と主メモリ領域信号19が
共にアクティブな時、アンドゲート37は主メモリコピ
ー信号38をアクティブとする。同様に、ROM領域イ
ネーブル信号36とROM領域リード信号26が共にア
クティブな時、アンドゲート39はROMコピー信号4
0をアクティブとする。そして、主メモリコピー信号3
8とROMコピー信号40のいずれかがアクティブなと
き、オアゲート22はコピー対象領域信号23をアクテ
ィブとする。これにより、主メモリ領域あるいはROM
領域へのアクセス時におけるキャッシュメモリの参照と
更新を、それぞれの領域について独立に許可あるいは禁
止することができる。
【0023】図9は、図8で示された第4の実施例を含
む情報処理装置によって、主メモリ4のメモリチェック
を行うフローチャートである。まず主メモリ4のメモリ
チェックに先立って、レジスタ32のMビット33に
“0”を、Rビット34に“1”を設定する。これによ
り、ROM領域だけがキャッシュメモリへのコピー対象
領域となる。次に、主メモリ4に対してリードライトチ
ェックを行う。このとき、主メモリ領域はコピー対象外
となっているので、主メモリ4を直接リードライトする
ことができる。
【0024】また、リードライトチェックプログラムを
キャッシュメモリへのコピー対象領域となっているRO
Mに入れておくことにより、高速にプログラムを参照で
き、主メモリ4のチェックを短い時間で終了することが
できる。
【0025】本発明は、以上述べた実施例のみにとどま
るものではない。例えば、ROM領域、主メモリ領域の
アドレスは実施例に示したアドレスでなくてもよい。ま
た、キャッシュメモリの方式としては、ダイレクトマッ
プ方式に限らず、セットアソシアティブ方式等でもよ
い。また、ライト時の書込み方式はライトスルー方式で
もコピーバック方式でもよい。
【0026】
【発明の効果】本発明によれば、第1のメモリの読み出
し専用のアドレス領域を、当該第1のメモリへのアクセ
スを高速化する第2のメモリへのコピー対象領域とした
際、当該第2のメモリにコピーされた情報へのライトア
クセスが行われても、前記第1のメモリの読み出し専用
アドレス領域に記憶された情報と前記第2のメモリに
コピーされた情報との間で処理上不一致が生じないよう
制御できる。したがって、情報の安全性が保たれた状態
で、読み出し専用のアドレス領域を備えた第1のメモリ
に記憶された情報を、アクセスを高速化する第2のメモ
リへコピーし、記憶することができる。これにより、第
1のメモリに記憶された情報の処理にあたり、当該情報
をコピーした高速アクセス可能な第2のメモリとの間で
情報の処理が可能となるため、より高速な情報の処理が
可能となる。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明の一実施例における動作を示す図であ
る。
【図2】キャッシュメモリの説明図である。
【図3】キャッシュメモリの動作図である。
【図4】本発明の一実施例におけるメモリマップを示す
図である。
【図5】一実施例における構成図である。
【図6】他の実施例における構成図である。
【図7】他の実施例における構成図である。
【図8】他の実施例における構成図である。
【図9】本発明による主メモリチェック方式のフローチ
ャートである。
【符号の説明】
1…CPU、2…AA、3…BS、4…主メモリ、9…
アドレス、17…キャッシュメモリ、18…主メモリ領
域デコーダ、20…ROM領域デコーダ、22…オアゲ
ート、24…キャッシュメモリ制御部、25…アンドゲ
ート、27…RD信号、29…WT信号。

Claims (5)

    (57)【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】読み出し専用のアドレス領域を備えた第1
    のメモリと、当該第1のメモリへのアクセスを高速化す
    第2のメモリとを備え、前記第1のメモリの少なくと
    も一部に記憶された情報の写しを前記第2のメモリに記
    憶する手段と、前記第2のメモリに格納された前記第1
    のメモリの情報の写しに対し、更新アクセスが試みられ
    た際、当該情報の更新を禁止する手段とを備えたことを
    特徴とする情報処理装置。
  2. 【請求項2】読み出し専用のアドレス領域を備えた第1
    のメモリと、当該第1のメモリへのアクセスを高速化す
    第2のメモリとを備え、前記第1のメモリの少なくと
    も一部に記憶された情報の写しを前記第2のメモリに記
    憶する手段と、前記第2のメモリに格納された前記第1
    のメモリの情報の写しに対し、更新アクセスが試みられ
    た際、当該情報を無効とする手段とを備えたことを特徴
    とする情報処理装置。
  3. 【請求項3】前記第2のメモリの記憶内容のうち無効と
    された情報に次回アクセスする際、前記第1のメモリの
    少なくとも一部に記憶された前記情報の写しを前記第2
    のメモリに再度記憶することを特徴とする請求項2記載
    の情報処理装置。
  4. 【請求項4】読み出し専用のアドレス領域を備えた第1
    のメモリの少なくとも一部に記憶された情報の写しを、
    当該第1のメモリへのアクセスを高速化する第2のメモ
    リに記憶し、前記第2のメモリに格納された前記第1の
    メモリの情報の写しに対し、更新アクセスが試みられた
    際、当該情報の更新を禁止することを特徴とする情報処
    理方法。
  5. 【請求項5】読み出し専用のアドレス領域を備えた第1
    のメモリの少なくとも一部に記憶された情報の写しを当
    該第1のメモリへのアクセスを高速化する第2のメモリ
    に記憶し、前記第2のメモリに格納された前記第1のメ
    モリの情報の写しに対し、更新アクセスが試みられた
    際、当該情報を無効とすることを特徴とする情報処理方
    法。
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