JPH1131072A - メモリ先行ロード装置 - Google Patents

メモリ先行ロード装置

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JPH1131072A
JPH1131072A JP20242697A JP20242697A JPH1131072A JP H1131072 A JPH1131072 A JP H1131072A JP 20242697 A JP20242697 A JP 20242697A JP 20242697 A JP20242697 A JP 20242697A JP H1131072 A JPH1131072 A JP H1131072A
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JP
Japan
Prior art keywords
memory
processor
address
instruction fetch
register
Prior art date
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Pending
Application number
JP20242697A
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English (en)
Inventor
Masashi Shinohara
真史 篠原
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.)
NEC Corp
Original Assignee
NEC Corp
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Publication date
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Abstract

(57)【要約】 【課題】メモリアクセスの特に命令フェッチリクエスト
において、メモリのアクセスタイムを隠蔽し、システム
性能を向上させるメモリの先行ロード装置の提供。 【解決手段】プロセッサより命令フェッチ要求が発生し
た場合、後続のメモリアクセスが空いているタイミング
に、命令フェッチのアドレスから予測した予測命令フェ
ッチアドレスにてメモリを読み出しプロセッサに対応さ
せて保持する手段を備え、次に予測した命令フェッチが
きたとき、保持された読み出しデータをプロセッサに返
す。

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【発明の属する技術分野】本発明は共有メモリ型マルチ
プロセッサシステムに関し、特にメモリの先行ロード装
置に関する。
【0002】
【従来の技術】メモリの読み出しは、プロセッサの速度
と比較して低速であり、システム全体の性能がメモリア
クセスによって制限されることになる。最近は、コスト
パフォーマンスという点から、シンクロナスDRAM
(「SDRAM」という)が使用されるに至っている
が、SDRAMはメモリアクセスタイムが長いため、シ
ステム性能を上げるには、工夫が必要となる。
【0003】またマルチプロセッサシステムにおいて、
共有メモリをアクセスする際に他のプロセッサとの競合
が発生するケースではさらに、データの戻りが遅くな
る。
【0004】なお、メモリセクセス制御に関連する技術
として、例えば特開平3−51942号公報には、低速
のIOと高速のメモリアクセスが重なった時の制御方式
が記載されている。また特開昭61−292746号公
報、特開昭61−5358号公報には、メモリの先行読
み出しに関する技術が開示されているが、単一プロセッ
サ、単一メモリ構成とされ、メモリのバンク構造等は考
慮されていない。
【0005】
【発明が解決しようとする課題】以上説明したように、
上記従来技術においては、メモリのアクセスタイムが長
い場合、プロセッサの命令フェッチでメモリアクセスを
行った場合、必要なデータがプロセッサに戻ってくるま
での時間がかかる、システム性能の向上を図ることが困
難である、という問題点を有している。
【0006】その理由は、メモリのアクセスタイムはプ
ロセッサの動作周波数(速度)と比較して低速であり、
システム全体の性能がこのメモリアクセスによって左右
されるためである。また、SDRAMを用いた場合にお
いてもメモリアクセスタイムが長いため、システム性能
を上げるには工夫が必要となる。
【0007】また、マルチプロセッサシステムにおい
て、他のプロセッサとの競合が発生するケースではさら
に、データの戻りが遅くなるという問題点を有してい
る。
【0008】したがって、本発明は、上記問題点に鑑み
てなされたものであって、その目的は、メモリアクセス
の特に命令フェッチリクエストにおいて、メモリのアク
セスタイムを隠蔽し、システム性能を向上させるメモリ
の先行ロード装置を提供することにある。
【0009】
【課題を解決するための手段】前記目的を達成するため
本発明のメモリ先行ロード装置は、前記メモリ装置内
において、前記プロセッサから命令フェッチリクエスト
が出された場合、命令フェッチリクエストのアドレスを
保持する手段と、保持したアドレスから次の命令フェッ
チのアドレスを生成する手段と、予測したアドレスをも
とにメモリの内容を読み出す手段と、読み出したデータ
をプロセッサ対応に保持しておく手段と、予測した命令
フェッチがきたとき、前記先行読み出しデータ手段の保
持している値を前記プロセッサに返す手段を有し、前記
プロセッサからの命令フェッチリクエストのメモリのア
クセスタイムを隠蔽することを可能とすることを特徴と
する。
【0010】
【発明の実施の形態】本発明の実施の形態について以下
に説明する。本発明は、その好ましい実施の形態におい
て、複数のプロセッサと複数のメモリ装置を有し、前記
プロセッサと前記メモリ装置との間をつなぐクロスバを
有するマルチプロセッサシステムにおいて、プロセッサ
より命令フェッチ要求が発生した場合、後続のメモリア
クセスが空いているタイミングに、前記命令フェッチの
アドレスから予測した予測命令フェッチアドレスにて前
記メモリを読み出し前記プロセッサに対応させて保持す
る手段を備え、次に予測した命令フェッチがきたとき、
前記保持された読み出しデータを前記プロセッサに返す
ことを特徴とする。
【0011】
【実施例】上記した本発明の実施の形態について更に詳
細に説明すべく、本発明の実施例を図面を参照して以下
に説明する。
【0012】図1は、本発明の一実施例のシステム構成
を示す図である。図1を参照すると、本発明の一実施例
に係る共有メモリ型マルチプロセッサシステムは、N個
のプロセッサと、M個のメモリからなり、プロセッサと
メモリを接続するためのクロスバ101を備えている。
【0013】プロセッサ#0からリクエストが出される
と、プロセッサ側ネットワーク(PNU)によりリクエ
ストのポートが決定される。リクエストの送出ポートが
決定されると、クロスバ101を通って目的のメモリ部
にリクエストが発行される。
【0014】メモリ部に到達したリクエストは、アドレ
スに従って、所望のデータを読み出してくる。リードリ
クエストの動作について記述したが、ライト動作時も同
様であり、リードリクエストと異なる点は、ライトデー
タがリクエストと同時に(もしくは、一定時間遅れて)
メモリに送出される。
【0015】図2は、メモリ部の詳細な構成を示すブロ
ック図である。以下ではリード動作について説明する。
【0016】メモリ部に到達したリクエストは以下の情
報を持っている。すなわち、取り出すデータのアドレス
と、該リクエストが命令フェッチか否かを示すビットを
有する。
【0017】リクエストが命令フェッチリクエストの場
合、命令フェッチリクエスト(Ifech req)信
号は“1”になる。この信号はレジスタ(IR)201
で受け取る。同時に、アドレス(address)が必
要なデータのアドレスをレジスタ(ADR0)202で
受け取る。レジスタ(IR)201とレジスタ(ADR
0)202の出力よりアドレス予測回路203でアドレ
ス予測を行う。アドレスの予測は、次に来るであろうと
思われる命令フェッチのアドレスを予測するものであ
る。
【0018】アドレスをバンクアドレス(BA)とバン
ク内アドレス(AA)に分けた時、アドレスの予測は、
以下のように行う。
【0019】バンクアドレス(BA)が全て(ALL)
“1”で無い時、BAを+1する。バンク内アドレス
(AA)はそのままである。
【0020】バンクアドレス(BA)がALL“1”の
時、BAはALL“0”に設定し、バンク内アドレス
(AA)を+1する。
【0021】以上の操作をレジスタ(IR)201が
“1”にセットされた時に行い、アドレス予測の結果を
レジスタ(ADPR)204で受け取る。
【0022】アドレス予測を行っている間に、もともと
の命令フェッチリクエストは、競合調停回路(ARBI
TER)210を通り、他のプロセッサ(CPU)から
のリクエストとの間で競合調停を行う。競合調停回路
(ARBITER)210で、決められた優先順位に従
って、リクエストの通過を制限する。
【0023】競合調停でクロスバの通過を許可されたリ
クエストは、クロスバ211を介して目的のメモリ(M
OD)212に向けられる。
【0024】メモリ(MOD)212に到達するとバン
ク内アドレス(AA)に従ってメモリがアクセスされ、
所望のデータが読み出される。SDRAMの場合には、
読み出しに複数タイミングを要するため、タイミング規
定回路213により、データが読み出されるタイミング
を知る。タイミング規定回路213より、読み出し完了
通知がでると、読み出しデータがレジスタ(RDR)2
15に受け取られる。読み出し完了通知は、リプライ
(応答)側の調停回路(ARBITER)214にも信
号を送出する。
【0025】調停回路(ARBITER)214はメモ
リから読み出したデータをプロセッサに返す際の競合を
調停する。競合に負けたリクエストは保留される。競合
に勝ったリクエストは、クロスバ216を通り、レジス
タ(RDROR)217にセットされる。レジスタ(R
DROR)217の出力はプロセッサにもどされ、メモ
リからのデータ読み出しが完了する。
【0026】アドレス予測の結果を保持しているレジス
タ(ADPR)204の値をもとに、該アドレスをアク
セスするリクエストを入力部で発生させる。このとき、
調停回路(ARBITER)210での調停の結果、競
合調停で負けた場合には、リクエストは保留される。レ
ジスタ(ADPR)204の値は、次に新たな命令フェ
ッチがくるまで保持される。
【0027】レジスタ(ADPR)204の出力、すな
わち、次の命令フェッチの予測したアドレスによりメモ
リを参照する。参照する経路は、通常にリクエストと同
じパスが用いられるが、優先順位は下げる。このため、
調停回路(ARBITER)210での優先順位は低
い。調停回路(ARBITER)210を通過し、クロ
スバ211を通過したリクエストはメモリ212に到達
し、一定時間後に読み出される。読み出されたデータは
レジスタ(RDROR)217にセットされる。該デー
タはプロセッサに返さず、レジスタ(RDPR)218
で受け取る。その際、読み出しが完了したことを示すフ
ラグ(RVR)222をたてる。
【0028】この状態で、次の命令フェッチリクエスト
が発行された時、アドレスはレジスタ(ADR0)20
2に受け取られる。同時にレジスタ(IR)201が
“1”にセットされる。レジスタ(IR)201が
“1”にセットされると、レジスタ(ADPR)204
の値と、レジスタ(ADR0)202の値の一致をコン
パレータ220により検出する。一致した場合、レジス
タ(AMCH)221がセットされる。レジスタ(AM
CH)221とレジスタ(RVR)222が両方とも
“1”の場合、リプライデータとして、レジスタ(RD
PR)218の値をプロセッサに返す。
【0029】先行して、メモリの値を読み出しておくこ
とにより、メモリのTAT(Turn Around
Time)を隠すことができる。
【0030】後続の命令フェッチが先行の命令フェッチ
に少し遅れてきたときは、レジスタ(AMCH)221
が先にオンし、メモリからのリードが完了したタイミン
グ、すなわちレジスタ(RVR)222がオンしたタイ
ミングでデータが読み出される。
【0031】このタイミングであっても、通常のリクエ
ストでのメモリ読み出しよりも早くメモリのデータを読
み出すことが可能となる。
【0032】
【発明の効果】以上説明したように、本発明によれば、
比較的低速なメモリの読み出しを行うとき、特に命令の
取り出しのためにメモリをアクセスする場合において、
高速な読み出しを可能とする、という効果を奏する。
【0033】その理由は、本発明においては、命令フェ
ッチ時に次の命令フェッチアドレスを予測し、そのアド
レスによって先行して次に必要となると予測した命令情
報をメモリから読み出しで保持しておくように構成した
ことによる。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明の一実施例のシステムの構成を示す図で
ある。
【図2】本発明の一実施例のメモリ部の構成を示す図で
ある。
【符号の説明】
201 レジスタ(IR) 202 レジスタ(ADR0) 203 アドレス予測回路 204 レジスタ(ADPR) 205 セレクタ 206 レジスタ 207 入力バッファ 208 レジスタ(AB0R) 209 セレクタ 210 調停回路 211 クロスバ 212 メモリ 213 タイミング規定回路 214 調停回路 215 レジスタ(RDR) 216 クロスバ 217 レジスタ(RDR0R) 218 レジスタ(RDPR) 219 セレクタ 220 コンパレータ 221 レジスタ(AMCH) 222 フラグ(RVR) 223 ANDゲート

Claims (3)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】プロセッサより命令フェッチ要求が発生し
    た場合、後続のメモリアクセスが空いているタイミング
    に、前記命令フェッチのアドレスから予測した予測命令
    フェッチアドレスにて前記メモリを読み出し前記プロセ
    ッサに対応させて保持する手段を備え、次に予測した命
    令フェッチが到来したとき、前記保持された読み出しデ
    ータを前記プロセッサに返す、ように構成されてなるこ
    とを特徴とする先行読み出しメモリ装置。
  2. 【請求項2】複数のプロセッサと複数のメモリ装置を有
    し、前記プロセッサと前記メモリ装置との間をつなぐク
    ロスバを有するマルチプロセッサシステムにおいて、 前記メモリ装置内において、前記プロセッサから命令フ
    ェッチリクエストが出された場合、前記命令フェッチリ
    クエストのアドレスを保持する手段と、 保持した前記アドレスから次の命令フェッチのアドレス
    を生成する手段と、 予測したアドレスをもとにメモリの内容を読み出す手段
    と、 読み出したデータをプロセッサ対応に保持する手段と、 予測した命令フェッチがきたとき、前記先行読み出しデ
    ータ手段の保持している値を前記プロセッサに返す手段
    と、 を備え、 前記プロセッサからの命令フェッチリクエストのメモリ
    のアクセスタイムを隠蔽することを可能としたことを特
    徴とする先行読み出しメモリ装置。
  3. 【請求項3】複数のプロセッサと複数のメモリ装置を有
    し、前記プロセッサと前記メモリ装置との間をつなぐク
    ロスバを有するマルチプロセッサシステムにおいて、 プロセッサより命令フェッチ要求が発生した場合、後続
    のメモリアクセスが空いているタイミングに、前記命令
    フェッチのアドレスから予測した予測命令フェッチアド
    レスにて前記メモリを読み出し前記プロセッサに対応さ
    せて保持する手段を備え、次に予測した命令フェッチが
    きたとき、前記保持された読み出しデータを前記プロセ
    ッサに返す、ことを特徴とする先行読み出しメモリ装
    置。
JP20242697A 1997-07-11 1997-07-11 メモリ先行ロード装置 Pending JPH1131072A (ja)

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Legal Events

Date Code Title Description
A02 Decision of refusal

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A02

Effective date: 20010529