JPH07210454A - 高速化処理装置 - Google Patents

高速化処理装置

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JPH07210454A
JPH07210454A JP6006273A JP627394A JPH07210454A JP H07210454 A JPH07210454 A JP H07210454A JP 6006273 A JP6006273 A JP 6006273A JP 627394 A JP627394 A JP 627394A JP H07210454 A JPH07210454 A JP H07210454A
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JP
Japan
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data
read
memory
processing
speed
Prior art date
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Pending
Application number
JP6006273A
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English (en)
Inventor
Masayuki Eto
正幸 江藤
Yoshifumi Ishikawa
善文 石川
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Sharp Corp
Original Assignee
Sharp Corp
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Publication date
Application filed by Sharp Corp filed Critical Sharp Corp
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Abstract

(57)【要約】 【目的】 リードデータを先読みするためのバッファ回
路を設置し、該バッファ回路を適切なプログラムで動作
させることによって、低速なI/Oデバイスやメモリへ
のリードアクセスの処理時間の短縮を図る。 【構成】 先読み制御回路3aは必要とするデータのア
ドレスを含む命令を受け取ると、直ちに先読み専用バッ
ファ2にデータを取り込む。バスマスタは他の処理を実
行し、データを必要になった時点で通常のリード命令を
実行する。先読み制御回路3aはリード命令を受け取る
と、通常のリードサイクルを開始すると共に、その対象
アドレスを先読み制御回路3a内に記憶されているアド
レスと比較し、等しい場合には通常のリードサイクルを
中止して、先読み専用バッファ2からデータをバスマス
タに渡す。このため、バスマスタが低速なデバイスから
のリードに際し、ウェートが挿入されて処理を中断する
ことがなくなり、処理速度の向上が可能となる。

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【産業上の利用分野】本発明は、高速化処理装置に関
し、より詳細には、リードアクセスの処理時間の短縮を
図るようにした高速化処理装置に関する。例えば、低速
なI/O(Input/Output:入出力)デバイスやメモリを
用いた回路に適用されるリードサイクルの高速化を図る
ことができる。
【0002】
【従来の技術】低速なI/Oデバイスやメモリへのアク
セスにおいて、バッファを用いた高速化が可能なライト
サイクルよりも、高速化の手段のないリードサイクルの
方が時間がかかる。つまり、ライトサイクルではライト
データを高速動作可能なデバイスでバッファリングし、
それ以降の動作をバスの管理回路に委任することによっ
て、低速なデバイスを直接アクセスすることなく、CP
U(中央処理装置)等のバスマスタはサイクルを終了す
ることができるからである。しかし、リードサイクルで
は低速なデバイスの動作が終了するまでアクセスが終了
しないため、アクセスタイムは低速なデバイスの動作速
度に依存し、一連の動作を短縮することができなかっ
た。
【0003】図4は、従来の処理装置の構成図で、図
中、11はCPU(Central Processing Unit:中央処
理装置)、12はメモリコントローラ、13はメモリ
(低速メモリ)である。CPU11において、前処理が
行なわれてからリード命令が実行されると、アドレスバ
スを介してメモリコントローラ12にリード命令が伝え
られる。該メモリコントローラ12においては、メモリ
アドレスとメモリコントロール信号が作成され、メモリ
アドレスバスを介してメモリ13へ伝えられ、該メモリ
13においてデータが出力され、データバスを介してC
PU11でデータの読み込みが行なわれる。CPU11
で後処理が行なわれてライト命令が実行されると、アド
レスバスを介してメモリコントローラ12にライト命令
が伝えられる。該メモリコントローラ12においては、
メモリアドレスバス及びメモリコントロール信号が作成
され、メモリ13においてデータの書き込みが行なわれ
る。
【0004】図5は、図4に示す処理装置の動作を説明
するためのフローチャートである。CPU11の処理
は、図5からもわかるように、「前処理」「データリー
ド」「後処理」「データライト」の4つのモードから成
っている。以下、各モードに沿って順に説明する。前処理 :CPU11において前処理が行なわれる。データリード :CPU11においてリード命令の実行が
行なわれると、メモリコントローラ12においてメモリ
アドレス及びコントロール信号が作成され、メモリ13
においてデータ読み出しが行なわれる。CPU11にお
いてデータの読み込みが行なわれる。
【0005】後処理:CPU11において後処理が行な
われる。データライト :CPU11においてライト命令の実行が
行なわれると、データの出力がなされ、メモリコントロ
ーラ12において、メモリアドレス及びコントロール信
号が作成されるとともにデータのラッチが行なわれ、メ
モリ13においてデータの書き込みが行なわれる。
【0006】すなわち、「前処理」モード終了後に、C
PU11はデータリード命令を実行し、「データリー
ド」モードが開始される。データリード命令を受け取っ
たメモリコントローラ12は、アドレスに該当する低速
メモリ13を制御してデータを読み出す。CPU11は
このデータをデータバスを介して低速メモリ13から直
接受け取る。このため、CPU11は低速メモリ13か
らのデータ読み出しが終了するまで「データリード」モ
ードを終了できない。
【0007】
【発明が解決しようとする課題】前述のように、従来の
処理装置においては、I/Oデバイスやメインメモリ
は、CPU(中央処理装置)等のバスマスタの動作速度
に比べ遅い。メインメモリには高速なデバイスを用いる
ことも可能であるが、基板スペースやコストの問題か
ら、実際に使用することは難しい。このために、ライト
サイクルではライトバッファが用いられ、処理速度の改
善に寄与している。しかし、リードサイクルの短縮には
有効な手段がなく、処理速度向上のネックになっている
という問題があった。
【0008】本発明はこのような実情に鑑みてなされた
もので、高価な高速メモリデバイスを使用することな
く、メモリの高速リードアクセスを可能とする高速化処
理装置を提供することを目的としている。
【0009】
【課題を解決するための手段】本発明は、上記目的を達
成するために、リード命令を実行する処理装置と、必要
とするデータのアドレスからなるコマンドによって動作
するメモリコントローラ内に設けられた先読み制御回路
と、前記アドレスに該当するメモリからのデータを取り
込む先読み専用バッファとから成り、前記処理装置によ
るデータリード命令により、前記メモリコントローラが
先読みデータとのアドレスの比較を行い、該アドレスが
等しい場合は、前記メモリのリードサイクルを中止して
前記先読み専用バッファからのデータを前記処理装置へ
供給するようにしたことを特徴としたものである。
【0010】
【作用】先読み制御回路は、必要とするデータのアドレ
スを含む命令を受け取ると、直ちに先読み専用バッファ
にデータを取り込む。この後、バスマスタは他の処理を
実行し、データを必要になった時点で通常のリード命令
を実行する。先読み制御回路はリード命令を受け取る
と、通常のリードサイクルを開始すると共に、その対象
アドレスを先読み制御回路内に記憶されているアドレス
と比較し、これが等しい場合には通常のリードサイクル
を中止して、先読み専用バッファからデータをバスマス
タに渡す。このため、バスマスタが低速なデバイスから
のリードに際し、ウェートが挿入されて処理を中断する
ことがなくなり、処理速度の向上が可能となる。
【0011】
【実施例】実施例について、図面を参照して以下に説明
する。図1は、本発明による高速化処理装置の一実施例
を説明するための構成図で、図中、1はCPU(Centra
l Processing Unit:中央処理装置)、2は先読み専用
バッファ、3はメモリコントローラ、3aは先読み制御
回路、4はメモリ(低速メモリ)である。なお、CPU
1の処理は「前処理」「データリード」「後処理」「デ
ータライト」の4つのモードから成っている。
【0012】「前処理」モードを開始する以前に、必要
とするデータのアドレスからなるコマンドを「先読みコ
マンドの書き込み」モードでメモリコントローラ3内部
の先読み制御回路3aに書き込む。該先読み制御回路3
aは「先読みコマンドの書き込み」を受け取るとコマン
ド内に書かれたアドレスに該当する低速メモリ4から、
先読み専用バッファ2にデータを取り込む。CPU1
は、先読み制御回路3aへの「先読みコマンドの書き込
み」が終了すると、直ぐに「前処理」を開始する。「デ
ータリード」モードが開始されると、CPU1はデータ
リード命令を実行する。
【0013】データリード命令を受け取ったメモリコン
トローラ3は、アドレスに該当する低速メモリ4の制御
を開始すると共に、そのアドレスを先読み制御回路3a
内に記憶されているアドレスと比較し、これが等しい場
合には低速メモリ4へのリードサイクルを中止して、先
読み専用バッファ2からデータをCPU1に渡す。この
ため、先読み専用バッファ2に目的のデータが存在すれ
ば、CPU1は低速メモリ4をアクセスすることなく、
直ちにデータを受け取り「データリード」モードを終了
することができる。
【0014】低速なI/Oデバイスやメモリをアクセス
する高速化処理装置において、データの先読みを行うた
めの先読み制御回路と、先読みデータを格納するための
先読みデータ専用バッファとを備え、データリード命令
を受け取るメモリコントローラがアドレスに該当する低
速メモリ制御を開始し、該アドレスが先読み制御回路に
記憶されているアドレスと等しい場合は、低速メモリの
リードサイクルを中止して先読み専用バッファからのデ
ータをCPUへ供給する動作をさせることによって、リ
ードアクセスにおける処理時間の短縮を可能にすること
ができる。
【0015】図2及び図3は、図1における高速化処理
装置の動作を説明するためのフローチャートである。C
PU1の処理は、「前処理」「データリード」「後処
理」「データライト」の4つのモードから成っている。
以下、各モードに沿って順に説明する。前処理 :前処理の開始前にCPU1において先読みコマ
ンドの書き込みが行なわれる。前処理が開始されると、
CPU1において前処理が行なわれると共に、メモリコ
ントローラ3においてメモリアドレス及びコントロール
信号が作成され、メモリ4においてデータが出力され、
メモリコントローラ3においてメモリ4から出力された
データをラッチする。
【0016】データリード:CPU1においてリード命
令の実行が行なわれると、メモリコントローラ3におい
てメモリアドレス及びコントロール信号が作成され、先
読みデータとのアドレスの比較が行なわれる。先読みデ
ータとアドレスとが異っていれば、通常のメモリリード
を行ない、同じであれば、メモリ4へのアクセスを中止
すると共に、前記ラッチデータの出力を行なう。CPU
1ではデータの読み込みを行なう。
【0017】後処理:CPU1において後処理が行なわ
れる。データライト :CPU1においてライト命令が実行され
ると、データ出力が行なわれ、メモリコントローラ3に
おいてメモリアドレス及びコントローラ信号が作成され
るとともにデータのラッチが行なわれ、メモリ4におい
てデータの書き込みが行なわれる。
【0018】ここで、CPU1は1サイクルに動作周波
数30MHzで2クロック(60nsec)、低速メモリの
アクセスには800nsecかかるものとし、先読み制御回
路3aと先読み専用バッファ2にはノンウェートでアク
セスできるものとすれば、図5のように従来の回路を用
いた処理では、1ループにかかる時間は以下の(1)式のよ
うになる。 x+800+y+60(nsec) … (1)
【0019】しかし、図2及び図3のような本発明に基
づいた高速化処理装置を用いた処理では、前記処理時間
xが十分に長い場合、低速メモリから先読み専用バッフ
ァ2へのデータ転送時間は、前処理時間xに吸収され、
CPU1から見た場合0nsecとなる。したがって1
ループにかかる時間は以下(2)式のようになる。 60+x+60+y+60(nsec)…(2) ただしx>800(nsec)
【0020】このように、最適動作が可能な場合には、
低速メモリのアクセスに要する時間に関係なく、「先読
みコマンドの書き込み」のための1CPUサイクル(6
0nsec)と、「先読み専用バッファからの読み出
し」のための1CPUサイクル(60nsec)の合計
2CPUサイクル(120nsec)で低速メモリから
のデータリードが可能となる。
【0021】
【発明の効果】以上の説明から明らかなように、本発明
によれば、低速なI/Oデバイスやメモリをアクセスす
る高速化処理装置において、データの先読みを行うため
の先読み制御回路と、先読みデータを格納するための先
読み専用バッファとを備え、データリード命令を受け取
るメモリコントローラがアドレスに該当する低速メモリ
制御を開始し、該アドレスが先読み制御回路に記憶され
ているアドレスと等しい場合は、低速メモリのリードサ
イクルを中止して先読み専用バッファからのデータをC
PUへ供給する動作をさせることによって、リードアク
セスにおける処理時間の短縮を可能にするようにしたの
で、高価な高速メモリデバイスを使用することくなく、
メモリの高速リードアクセスが可能になる。また、I/
Oデバイス等の低速デバイスのリードアクセスの高速化
には、より効果的で、システム全体の処理速度が大きく
向上する。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明による高速化処理装置の一実施例を説明
するための構成図である。
【図2】図1における高速化処理装置の動作を説明する
ためのフローチャート(その1)である。
【図3】図1における高速化処理装置の動作を説明する
ためのフローチャート(その2)である。
【図4】従来の処理装置の構成図である。
【図5】図4における処理装置の動作を説明するための
フローチャートである。
【符号の説明】
1…CPU(Central Processing Unit:中央処理装
置)、2…先読み専用バッファ、3…メモリコントロー
ラ、3a…先読み制御回路、4…メモリ。

Claims (1)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 リード命令を実行する処理装置と、必要
    とするデータのアドレスからなるコマンドによって動作
    するメモリコントローラ内に設けられた先読み制御回路
    と、前記アドレスに該当するメモリからのデータを取り
    込む先読み専用バッファとから成り、前記処理装置によ
    るデータリード命令により、前記メモリコントローラが
    先読みデータとのアドレスの比較を行い、該アドレスが
    等しい場合は、前記メモリのリードサイクルを中止して
    前記先読み専用バッファからのデータを前記処理装置へ
    供給するようにしたことを特徴とする高速化処理装置。
JP6006273A 1994-01-25 1994-01-25 高速化処理装置 Pending JPH07210454A (ja)

Priority Applications (1)

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JP6006273A JPH07210454A (ja) 1994-01-25 1994-01-25 高速化処理装置

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JP6006273A JPH07210454A (ja) 1994-01-25 1994-01-25 高速化処理装置

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JPH07210454A true JPH07210454A (ja) 1995-08-11

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ID=11633813

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JP6006273A Pending JPH07210454A (ja) 1994-01-25 1994-01-25 高速化処理装置

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JP (1) JPH07210454A (ja)

Cited By (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
WO2000067255A1 (fr) * 1999-04-30 2000-11-09 Fujitsu Limited Unite de disques
WO2001004760A1 (fr) * 1999-07-07 2001-01-18 Hitachi, Ltd. Controleur de memoire
US7017000B2 (en) 2003-04-11 2006-03-21 Renesas Technology Corp. Data transfer control circuit in system LSI

Cited By (4)

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