JP3009168B2 - データ処理装置 - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 〔発明の利用分野〕 本発明は、拡張記憶装置（ES）を備えたデータ処理装
置に関し、特に拡張記憶装置（ES）のデータの内容を完
全に保証する拡張記憶装置管理方式に関する。

〔従来の技術〕

最近の半導体技術の著しい進歩により、大容量の半導
体記憶装置が経済的に得られるようになってきたことか
ら、データ処理装置に一時的なワークファイルメモリと
して機能する拡張記憶装置（ES）を設けたデータ処理装
置が提案されている。

この拡張記憶装置（ES）は、データ処理装置の中央処
理装置（IP）が発行する特定の命令により、主記憶装置
（MS）との間でデータ転送ができる。

このような拡張記憶装置を開示した公知文献として
は、特開昭63−128454号、特開昭63−201745号及び特開
平１−169552号公報等が知られている。

〔発明が解決しようとする課題〕

拡張記憶装置（ES）は、その容量が極めて多きく、例
えば2Gバイト程度の容量を持っている。

一方、拡張記憶装置（ES）は、半導体記憶装置である
がゆえに停電が生じると、その記憶内容が失われてしま
う。

このため、従来の拡張記憶装置（ES）を有するデータ
処理装置は、銀行の顧客データ等の重要データを扱うの
には不適当であり、この分野への適応において問題があ
った。

本発明の目的は、拡張記憶装置（ES）の記憶内容をバ
ックアップして、データの保存の信頼性を向上させるこ
とにある。

本発明の他の目的は、拡張記憶装置（ES）のバックア
ップ用の不揮発性記憶装置を設け、拡張記憶装置（ES）
と主記憶装置とがデータ転送していない期間において拡
張記憶装置（ES）の内容と不揮発性記憶装置の内容との
一致をとるデータ処理装置を提供することにある。

本発明の他の目的は、拡張記憶装置（ES）の内容と不
揮発性記憶装置の内容とが一致していない部分のデータ
を保持するバッテリバックアップされた半導体記憶装置
をもち、停電が回復したとき、不揮発性記憶装置の内容
とバッテリバックアップされた半導体記憶装置の内容と
により、拡張記憶装置（ES）の内容を回復するデータ処
理装置を提供することにある。

〔課題を解決するための手段〕

上記課題を解決するために、本発明は命令プロセッサ
と、記憶制御装置と、主記憶装置と、命令プロセッサの
指示により主記憶装置との間でデータを同期転送する拡
張記憶装置とを有するデータ処理装置において、 該データ処理装置はさらに、該拡張記憶装置よりも大
きいかあるいは等しい容量を有する不揮発性記憶装置を
有し、 該拡張記憶装置は、主記憶装置からデータの転送を受
けると、自己に書き込むのと並行して該不揮発性記憶装
置にもそのデータを書き込む第１の手段と、停電回復
に、該不揮発性記憶装置のデータを自己に書き込む第２
の手段とを有する。

また、不揮発性記憶装置の書き込み速度が、拡張記憶
装置の書き込み速度よりも遅いことを勘案して、本発明
によれば、さらに、拡張記憶装置は、バッテリバックア
ップされた複数のバッファと、拡張記憶装置に格納すべ
きデータを拡張記憶装置と並行して該バッファの一つに
書き込む第３の手段と、書き込みが終了したバッファか
らデータを読み出し該不揮発性記憶装置に書き込む第４
の手段とを有する。

また、バッファの内容が不揮発性記憶装置に転送し終
らないうちに停電が発生する場合に対処するため、本発
明では、停電回復時に、該複数のバッファの内不揮発性
記憶装置にデータを書き終わっていないバッファのデー
タを該拡張記憶装置に書き込む第５の手段を有する。

〔作用〕

本発明のこのような構成によれば、拡張記憶装置のデ
ータは、不揮発性記憶装置に退避されているために、停
電回復時において、不揮発性記憶装置のデータを拡張記
憶装置に回復することができる。

また、不揮発性記憶装置の書き込み速度が遅い場合で
も、拡張記憶装置と同じアクセス速度を有するバッテリ
バックアップされたバッファに並行にデータ書き込みが
行われるため、拡張記憶装置のアクセス速度が低下する
ことはない。

さらに、バッファのデータを不揮発性記憶装置に書き
込まないうちに停電が発生しても、バッファはバッテリ
バックアップされており、このデータを拡張記憶装置に
戻すことにより、拡張記憶装置のデータの回復ができ
る。

〔実施例〕

第１図は、本発明の実施例にかかるデータ処理装置の
要部を示したブロック図である。第１図において、デー
タ処理装置は、命令の実行を行う命令実行プロセッサ
（IP）10、記憶制御装置（SC）20、主記憶装置（MS）3
0、拡張記憶装置（ES）40、不揮発性記憶装置として磁
気ディスク装置50及び各種の10を制御するための10プロ
セッサ（IOP）60を具備している。拡張記憶装置（ES）4
0は、ページ単位にデータを記憶するものであり、2Gバ
イトの容量を有している。一方、磁気ディスク装置50
は、拡張記憶装置（ES）40と等しいかそれよりも大きい
容量を有するものであり、拡張記憶装置（ES）40と同じ
数だけのページ数のデータを記憶することができる。

第2A図及び第2B図は、主記憶装置（MS）30と拡張記憶
装置（ES）40との間の同期転送命令の形式の一例を示す
ものである。尚、同期転送とは、命令プロセッサ（IP）
10の命令処理において、命令後で起動し、その命令実行
中にデータ転送を行うものである。このデータ転送の命
令処理が実行されると、データ転送の処理完了まで、命
令プロセッサ（IP）10は待ち状態となり、次の命令処理
が実行されない。このため、データ転送は命令実行と同
期して行われるので、これを同期転送と呼ぶのである。

データ転送命令は、第2A図に示すように、命令コード
と主記憶装置（MS）30上の１オペランドアドレスを生成
するインデックスレジスタX,ベースレジスタB,ディスプ
レイスメントＤを指定する形式となっている。主記憶装
置（MS）30で指定されるオペランドは、第2B図に示すよ
うに、３ワード（W0,W1,W2）から構成されている。具体
的には、オペランドの各ワードは、それぞれデータ転送
のための指示制御データか格納される。W0ワードには、
データ転送の種類、すなわち、主記憶装置（MS）30から
拡張記憶装置（ES）40かまたはその逆方向の転送かを示
すコマンド（Command）と、データ長（Ｌ）が格納され
る。W1ワードには、データ転送先またはデータ転送元の
拡張記憶装置（ES）40のアドレス（ES Address）が格
納され、また、W2ワードにはデータ転送先またはデータ
転送元の主記憶装置MS（30）のアドレス（MS Addres
s）が格納される。

第３図に、拡張記憶装置（ES）40の詳細回路図を示
す。拡張記憶装置（ES）40には、命令プロセッサ（IP）
10からは、該命令プロセッサが主記憶装置（MS）30から
読み出したコマンド（Command），拡張記憶アドレス（E
S Address）およびデータ長（Ｌ）が与えられる。ま
た、書き込み要求のときにはデータも与えられる。

デコーダ102は、コマンドをデコードして、書き込み
要求であれば線202に書き込み要求を表す信号を発生す
る。また、アクセス要求があれば線204にアクセス要求
を表す信号を発生させる。命令プロセッサ（IP）10から
のアドレス（ES Address）及びデータ長（Ｌ）は、線2
06を介してレジスタ110にセットされる。カウンタ112
は、レジスタ110のアドレスおよびデータ長が設定さ
れ、データ長分該アドレスを更新して順次拡張記憶装置
（ES）アドレスを発生し、線214に出力する。全データ
長についてアドレスを発生したのならば線215に終了信
号を発生する。

線204のアドレスは、拡張記憶素子（ESD）120に与え
られるとともにバッファ群126にも与えられる。

R/W制御回路118は、デコーダ102からの線202,204の信
号に応じて、拡張記憶素子120へのデータのリード／ラ
イトを行う。データは線208を介して、主記憶装置（M
S）30とやりとりされる。

線202の書き込み要求信号は、カウンタ122にも与えら
れる。カウンタ122は、循環式のカウンタであり、書き
込み要求がある毎に１ずつ増加される。カウンタ122の
カウント数は、バッファ群126およびレジスタ群128に含
まれるバッファ及びレジスタの数に等しい。カウンタ12
2のカウント数は線128を介してバッファ群126及びバッ
ファ群128から夫々一つのバッファとレジスタを特定す
るのに使用される。

バッファ群126は、拡張記憶素子（ESD）と同じアクセ
ス速度を持つ素子で構成された少なくとも１ページ分の
容量を持つバッファを複数個（図においては４個）含む
バッファ群であり、線218の選択信号により一つのバッ
ファが選択される。夫々のバッファは、カウンタ112か
らの線214のカウント数をもとにアドレスが与えられ、
線208を介して、拡張記憶素子（ESD）120をバイパスし
て与えられるデータを指定されたアドレス位置に格納す
る。これにより、拡張記憶素子（ESD）120及びバッファ
群126にはデータが同時に書き込まれる。

レジスタ群128は、バッファ群126のバッファの数と等
しい数のレジスタを有し、それぞれのレジスタがバッフ
ァ群126のバッファに対応している。レジスタ群128は、
線218の選択信号により一つのバッファが選択され、レ
ジスタ110のデータ長（Ｌ）及びアドレス（ES Addres
s）が格納される。

カウンタ124は、磁気ディスク装置50からのデータ格
納終了信号により、カウント数を１ずつ増加するカウン
タであり、カウンタ124のカウント数は、バッファ群126
およびレジスタ群128に含まれるバッファ及びレジスタ
の数に等しい。カウンタ124のカウント数は線223を介し
てバッファ群126及びレジスタ群128から夫々一つのバッ
ファとレジスタを特定するのに使用される。

カウンタ124により指定されたバッファ群126のバッフ
ァからはデータが順次読出され、線224を介して磁気デ
ィスク装置50に与えられる。その際、レジスタ群128の
レジスタの一つが線223のカウント数により指定され、
線226を介して、データ長（Ｌ）及びアドレス（addres
s）を磁気ディスク装置にあたえる。磁気ディスク装置
は、バッファ群126からのデータを指定されたデータ長
（Ｌ）だけ記憶すると、データ格納終了信号を線222に
出力する。

これにより、バッファ群126からは、連続的にデータ
が磁気ディスク装置50に書き込まれることになる。

比較回路130は、カウント122のカウント数とカウンタ
124のカウント数とをカウンタ122をカウントアップする
タイミングで比較する。これは、磁気ディスク装置50に
格納し終わっていないバッファに対して、新たなデータ
を書き込むのを防止するものであり、比較回路130から
の一致結果は、主記憶装置（MS）30への待機信号とな
る。

バッファ群のバッファ数が多いほど、このような待機
信号が出る確立を下げることができる。

次に、停電が起こった際について説明する。

ここにおいて、レジスタ110、カウンタ112,124,バッ
ファ群126及びレジスタ群128は、それぞれバッテリバッ
クアップされている。

停電検出回路134は、停電が起ったことを検出し、回
復時に線236に検出信号を出力する。制御回路138は検出
信号に応答して、線234起動信号を発生する。また、制
御装置138は、線212に拡張記憶素子（ESD）120の回復信
号を発生する。この信号は、R/W制御回路212に対して、
拡張記憶素子（ESD）120に書き込み動作を行うよう指示
する。また、この信号はバッファ群126に対して、読み
出したデータの転送方向を磁気ディスク装置50ではなく
て拡張記憶素子（ESD）120の方へ送るように指示する。

まず、磁気ディスク装置50は、線234に起動信号に応
答して、全データを線232を介して拡張記憶素子（ESD）
120に送出する。

次に、線223を介して全データの転送を報告された制
御装置138は、線213を介し、カウンタ112に対して、カ
ウント途中であった場合に、そのカウント値を戻すよう
に制御する。また、線213の信号は、バッファ群126に対
して、カウンタ122のカウント値によりデータを読み出
すべきバッファを選択するよう指示する。カウンタ112
は、レジスタ110のデータを参照して、アドレスを発生
する。この結果、バッファ群126において、線208からの
データを格納途中であったバッファからデータが読み出
され、拡張記憶素子（ESD）120に記憶される。

カウンタ112がカウント終了を線215に出力すると、制
御回路138は、線213を介しカウンタ112に対して通常の
カウントアップ動作を行うよう指示するとともに、バッ
ファ群126に対し、データを読み出すべきバッファをカ
ウント124により選択するよう指示する。

カウンタ124は、バッファ群126及びレジスタ群128か
らそれぞれバッファとレジスタを選択する。選択された
レジスタに記憶されたデータ長（Ｌ）とアドレス（ES
Address）は線226を介して、マルチプレクサ139に与え
られる。マルチプレクサ139は、線212の信号により、線
226からの情報をレジスタ110に送る。

レジスタ110は、カウンタ112のカウントダウン動作が
終了するとマルチプレクサ139からの情報をセットし、
カウンタ112に与える。カウンタ112はカウントアップ動
作を開始しアドレスを線214に発生する。これにより、
バッファ群126のデータは、拡張記憶素子（ESD）120に
書き込まれる。

カウンタ112が所定のデータ長分のカウントアップを
終了すると、線215に終了信号を出力するが、制御回路1
38は、この信号により、カウンタ124のカウント値の増
加を線217を介して指示する。この結果、次のバッファ
に対するデータの読み出しが行われる。

比較回路140は、カウンタ122とカウンタ124のカウン
ト値を比較して、一致している場合は、バッファ群126
のデータを全て拡張記憶素子（ESD）120に戻したものと
判断して、回復終了信号を線230に出力する。

第４図は、制御回路138の詳細説明図である。制御回
路138はフリップフロップ151,152,153及び154のアンド
ゲート155から構成され、所定の制御信号を発生する。
すなわち、停電検出信号236の発生により、信号212を発
生し、拡張記憶素子（ESD）120回復時に信号212をリセ
ットする。また、停電検出信号236の発生により、信号2
34を発生し、磁気ディスク装置50の全データ転送完了し
たとき信号223に応答して、信号234をリセットする。ま
た、信号223が発生したとき、バッファ群126に書き込み
途中であったデータを拡張記憶素子（ESD）120に書き込
むため、信号213を発生し、書き込み終了時信号215に応
答して、信号213をリセットする。また、バッファ群126
に書き込み終了し磁気ディスク装置50にはまだ、データ
の書き込みが終了していないデータを拡張記憶素子（ES
D）120に書き込むため、信号217を発生する。また、全
データを回復したい、信号228に応答して、信号230を発
生させる。

〔発明の効果〕

本発明によれば、停電時が発生したとしても、拡張記
憶装置（ES）の内容は不揮発性記憶装置に確保されてい
るので、拡張記憶装置（ES）の内容が回復でき、信頼性
の高いデータ処理装置を提供することができる。

また、本発明によれば、格調記憶装置（ES）への書き
込みと不揮発性記憶装置への書き込みが平行して行われ
るため、拡張記憶装置（ES）へのアクセス速度を維持し
たままで付記は生記憶装置にバックアップコピーをとる
ことができるという効果がある。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明のブロック図、第2A図及び第2B図は主記
憶装置（MS）30と拡張記憶装置（ES）40の間の転送命令
のフォーマット図、第３図は拡張記憶装置（ES）40の詳
細回路図、第４図は制御回路138の詳細回路図である。 10……命令プロセッサ、20……記憶制御装置、 30……主記憶装置、40……拡張記憶装置、 50……IOプロセッサ。

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (56)参考文献 特開 昭59−82700（ＪＰ，Ａ) 特開 平１−220050（ＪＰ，Ａ) 特開 昭61−201356（ＪＰ，Ａ) 特開 昭58−180000（ＪＰ，Ａ) 実開 平３−121440（ＪＰ，Ｕ) (58)調査した分野(Int.Cl.⁷，ＤＢ名) G06F 12/16

Claims (4)

(57)【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】命令プロッセッサと、記憶制御装置と、主
   記憶装置と、命令プロセッサの指示により主記憶装置と
   の間でデータを同期転送する拡張記憶装置とを有するデ
   ータ処理装置において、 該データ処理装置はさらに、前記拡張記憶装置よりも大
   きいかあるいは等しい容量を有する不揮発性記憶装置
   と、バッテリバックアップされた複数のバッファとを有
   し、 前記主記憶装置から前記拡張記憶装置へデータを転送す
   る際、前記拡張記憶装に書き込むのと並行して前記複数
   のバッファの一つにもそのデータを書き込む第１の手段
   と、書き込みが終了したバッファからデータを読み出し
   前記不揮発性記憶装置に書き込む第２の手段とを有する
   ことを特徴とするデータ処理装置。
2. 【請求項２】請求項第１項記載のデータ処理装置におい
   て、停電回復時に、前記不揮発性記憶装置のデータを前
   記拡張記憶装置に書き込む第３の手段を有することを特
   徴としたデータ処理装置。
3. 【請求項３】請求項第２項記載のデータ処理装置におい
   て、停電回復時に、前記不揮発性記憶装置にデータを書
   き終わっていないバッファのデータを前記拡張記憶装置
   に書き込む第４の手段を有することを特徴とするデータ
   処理装置。
4. 【請求項４】請求項第３項記載のデータ処理装置におい
   て、停電回復時に、まず、不揮発性記憶装置のデータを
   拡張記憶装置に転送した後、該第４の手段を起動する第
   ５の手段を有することを特徴とするデータ処理装置。