JPS61237145A - ストアバツフアの制御方式 - Google Patents

ストアバツフアの制御方式

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Publication number
JPS61237145A
JPS61237145A JP7837885A JP7837885A JPS61237145A JP S61237145 A JPS61237145 A JP S61237145A JP 7837885 A JP7837885 A JP 7837885A JP 7837885 A JP7837885 A JP 7837885A JP S61237145 A JPS61237145 A JP S61237145A
Authority
JP
Japan
Prior art keywords
address
data
main memory
store buffer
written
Prior art date
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Pending
Application number
JP7837885A
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English (en)
Inventor
Masayuki Tanji
雅行 丹治
Yoshihiro Miyazaki
義弘 宮崎
Tadaaki Bando
忠秋 坂東
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Hitachi Ltd
Original Assignee
Hitachi Ltd
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Publication date
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Publication of JPS61237145A publication Critical patent/JPS61237145A/ja
Pending legal-status Critical Current

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Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 〔発明の利用分野〕 本発明はストアバッファの制御方式に係シ、特に同一ア
ドレスに対する書き込みが頻発する応用プログラムのス
ループット改善に好適な制御方式〔発明の背景〕 特開昭55−43685号公報「高速書込方式」に見ら
れる様に低速の記憶装置に対する処理装置から見た書込
み速度を向上させる目的で、スメアバッファが用いられ
ることがある。しかし従来のストアバッファの制御方式
では、書き込むデータのアドレスについては意識してお
らず、同一アドレスに対して頻繁に書き込みが生じる場
合は、バッファ内に同一アドレスに対する新旧の書込み
データが格納されるという無駄が生ずる場合がある。
〔発明の目的〕
本発明の目的は、ストアバッファ内に貯えられているデ
ータのアドレスを意識して、従来方式において発生し得
る無駄を取り除くことにより、ストアバッファの書き込
み速度の改善効果を向上させるようKしたストアバッフ
ァの制御方式を提供するにある。
〔発明の概要〕
本発明は、主メモリ上の同一アドレスに対して頻繁に書
き込みが行われる場合について着目したものである。即
ち、ストアバッファ内に主メモリの同一アドレスに対す
る書き込みデータが複数個飯在する場合に、古いデータ
の書き込みを省くことにより、主メモリに対する書き込
みの起動を減らせることができ、実質的にストアバッフ
ァ内のデータの、主メモリに対する書き込み/速度を向
上させることができる。
〔発明の実施例〕
第2図は、本発明の詳細な説明するためのシステムの全
体構成を示す。1000がBPU(基本処理装置、20
00がMCU (メモリ制御装置)、3000〜400
0が主メモリ、5000,6000が入出力機器の例と
して夫々FCP (ファイル制御装置)及びディスク装
置(ファイル装置)を表わす。
各要素は、夫々データ線、アドレス線、制御線により接
続される。10〜30がアドレス線を表わし、40〜6
0がデータ線を表わす。また70〜90が制御線である
。50000FCPと6000のディスク装置の間は、
データa110.ファンクション線120、及び状態線
130によシ接続される。
MCUloooと主メモリ(MS 1. MS 2 )
 3000゜4000、MCU 1000とF’CP5
000の間の接続は夫夫バス構造となっておυ、複数の
主メモリ及び複数の入出力機器を接続することが可能で
ある。
本実施例では主メモリが2組、及びFCPが1組の構成
を表わしている。
第3図はMCU2000の構成を示す図である。
MCU2000は、アドレス変換を行う九めのMMU2
100とキャッシュメモリ(CACHE ) 220’
O、及びストアバッファ2300と全体を制御する制御
回路(CTL)2600よりなる。夫々の要素はアドV
ス、゛データ、制御に対応する内部信号バス200゜2
10,220により結合され、また夫々の信号はインタ
ーフェース回路2700〜2900 を介してBPU、
主メモリ、FCPに接続される。
8PUま念はFCPからの主メモリアクセスがあった場
合に、MCU2000は常にキャッシュメモリを参照す
る。主メモリに対するリードアクセスの際に、キャッシ
ュメモリ内にデータが存在する場合は、キャッシュメモ
リよりデータを読み出してBPUに応答を返す。キャッ
シュメモリ内にデータが存在しない場合は、主メモリよ
りデータを読み出してアクセス元に応答を返すとともに
、余分にデータを読み出してキャッシュメモリに格納す
る。
主メモリに対するアクセスがライトの際に、キャッシュ
メモリ内に同一アドレスのデータが存在する場合は、キ
ャッシュメモリとともにストアバッファに対してデータ
を、ストアバッファには更にそのデータのアドレスとデ
ータ巾等の制御情報を格納して応答を返す。
キャッシュメモリ内に同一アドレスのデータが存在しな
い場合は、ストアバッファにのみデータ、アドレス、制
御情報を格納して直ちに応答を返す。
第1図及び第4図よシ第6図を用いて、上記の動作を詳
細に説明する。
第1図はストアバッファの構成を示す図である。
BPUまたは入出力機器からの主メモリに対する書き込
み要求により、アドレス、データ、デーfizoを介し
て2310,2320,2330の各バッファに格納さ
れる。2340〜2360は各バッファよシ主メモリに
書き込みを行う際に、主メモリがビジーの間、アドレス
、データ、制御信号を保持してかくためのラッチレジス
タであり、2450はラッチを指示する制御線である。
これらのラッチレジスタの出力はバス240〜260に
よってインターフェース回路2800に伝えられる。
260の制御信号バスのうち、主メモリアクセスが終了
したことを示す信号が2430によってストアバッファ
の制御回路2370に与えられる。
本実施例において、アドレス、データ、コントロールの
各バッファが4語によシ構成されているとする。240
0はこの4語のいずれに書き込みを行うかを指定する信
号であシ、2390は書き込みイネーブル信号である。
2420はラッチレジスタにセットする語を指定するた
めの信号であシ、2310〜2330の各バッファの出
力270〜290は本信号によシ指定される。またアド
レスバッファつ出力27(1:比較器2380の一方に
入力され、他方の入力はやはりアドレスバッファの出力
300であるが、2410により指定された語の出力で
ある。2440は比較器2380の出力であって、比較
の結果が一致した場合に″1”となる。
第4図は第1図に示すストアバッファコントローラ23
70とストアバッファ2310〜2330の具体的な一
実施例を示し友ものである。
第3図で説明し九格納語指定線2400は、カウンタG
ETP 2460の出力であり、GETPの出力は同時
にシーケンサ2490にも入力される。2530はGE
TPの内容を+1歩進させるための信号である。′カウ
ンタRLSP2480はラッチレジスタに出力する語を
指定し、2420によシ各バッファに伝えられるととも
に、シーケンサ及びカウンタWORKP2470 にも
伝えられる。R,L8Fの歩進はシーケンサの出力25
 ioにより行なわれる。
WORKPは、第1図に示す比較器2380の一方の入
力を指定するもので、2411介してアドレスバッファ
に伝えられ、7・WORKP Kより指定された語の出
力がバス300に現われることとなる。
2520はWORKPの内容を+1歩進させるための信
号であシ、2540はRLSPの内容をWOR,K P
に書き込むためのロード信号である。
第5図(ト)はストアバッファの状態遷移図を示す。
ライト起動がない間はEMP即ち空の状態であるが、ラ
イト起動を受けるとEMPの状態に遷移する。またライ
ト起動を受けた際にはGE’l’Pを+1歩進したのち
にGETPO指すストアバッファの1語にアドレス、デ
ータ、制御情報を格納する。
連続してライト起動が生じた場合にはEMPの状態に停
シ、ストアバッファの内容が全てメモリに書き終るとE
MPの状態に遷移する。RLSPは、主メモリに書き込
む語を指定するため、ストアバッファの内容が全て主メ
モリに書き終ったときにはGETP=PLSPの関係が
成シ立つ。
GETPの歩進は第4図2540によシ行い、GETP
とRLSPの比較は比較器2380によシ行う。
第5図@は主メモリライト起動部の状態遷移を表わす。
主メモリが非動作状態、即ちREADY中にストアバッ
ファがEMPとなった場合は、中間黴態LATCHを経
てBUSYの状態に遷移する。
このとき2530によりR,LIPの内容は+1歩進さ
れる。主メモリの起動は、コントロールラッチ2360
に起動信号がラッチされるととKよって発生する。主メ
モリが動作中はBUSYの状態を続け、2430により
動作終了が伝えられる。51DYの状態に復帰する。主
メモリに書き込むデータがストアバッファ内にない場合
は、主メモリライト起動部はREADY状態となり続け
る。
第6図は第4図に示すシーケンサ24900本発明に特
徴的な命令シーケンスを示したものである。
第5図(4)、■に示した状態のうち、EMPかつBB
U8Yの状態となった時にシーケンサは(10)よシ命
令の実行を開始する。本命令シーケンスでは、WOR,
KPKよりストアバッファ内を検索し、RLSFが指し
ている、即ち次に主メモリに書き込むべき語と同じアド
レスの語であった場合にR,LSPt−+1歩進して古
いデータを書き込まないように制御する。
即ち、(10)では検索の開始の語t−WOR,KPに
設定するためまずRLSPの内容を写す。これ幇254
0のロード信号によシ行う。(20)では9520の信
号をセットしてWORKPの内容を歩進することによっ
て検索開始の語を指定する。しかし、このとき(30)
の判定によ!DWORKPの内容がGETPO内容より
大きければ、ストアバッファ中のデータは全て書き込ま
れていることを示すためにアイドル状態に戻る。(40
)では比較器2380の出力によシ、Won、KPが指
す語のアドレスと、RLSPが指す語のアドレスを比較
する。
両者が等しければ、古いデータを書き込むことをやめる
ために(50)において、信号線251oを用いてRL
SFを歩進する。また両者が等しくないならば、WOR
KPがGETPよシ大になるまで検索を続ける。
第7図の実施例では第4図に示す装置に対し、有効フラ
グ2550が追加された点及び24101Cよシ指定さ
れる語の出力300eアドレスラツチ2340によシラ
ツチできる点が異なる。
第8図は、第7図における構成の場合の制御を場合の制
御が異なる。即ち、(so)ではWORKPの指す語の
アドレス、データ、制御情報をラッチレジスタ2340
〜2360にラッチし、(60)では、2550内のW
ORKPの指す語の有効フラグをクリアする。
本制御方式では、ストアバッファ内の各エントリの有効
、無効の管理を行うため、ストアバッファ内に主メモリ
に書き込む直前のデータと同一アドレスの語が複数存在
する場合に、−回の主メモリアクセス中にこれらの有効
フラグをクリアすることができる。
第9図の実施例では、第4図に示す装置に対し、有効フ
ラグ2550が追加された点及び、比較器2380の一
方の入力がアドレスラッチ2340の出力となっている
点が異なる。
本実施例の場合には、ストアバッファ内のデータを、格
納し九のとは逆順にラッチレジスタ2340〜2360
にラッチして主メモリに書き込み、主メモリがBUOY
の間にWORKPt−用いてストアバッファ内を検索し
、書き込み中のデータと同一アドレスの語が存在する場
合に、2550内の対応する有効フラグをクリアする。
本実施例では第7図に示す実施例と同様に、ストアバッ
ファ内の各エントリの有効・無効の管理を行うため、ス
トアバッファ内に、主メモリに書き込み中のデータと同
一アドレスの語が複数存在する場合に、−回の主メモリ
アクセス中にこれらの語に対する有効フラグをクリアす
ることができる。
〔発明の効果〕
本発明によれば、同一アドレスに対する書き込みが連続
した場合には、通常数マシンサイクル以上必要な主メモ
リへの書き込みを省略することが可能となシ、ストアバ
ッファが満杯となる確率を減少させることによってスル
ープットの改善を図ることができる。
【図面の簡単な説明】
第1図は本発明の特徴部分であるストアバッファの一実
施例ブロック図、第2図は本発明の実施例となるシステ
ムの構成図、第3図はfaz図に示すメモリ制御装置の
一実施例ブロック図、第4図に第1図の具体的な一実施
例構成図、第5図は本発明の詳細説明に用いられるスト
アバッファコントローラの状態遷移図、第6図は本発明
の動作説明に用いられる制御フロー図、第7図、第9図
はそれぞれストアバッファの他の実施例図、第8図は第
7図の動作説明に用いられる制御フロー図である。 1oov−1゜基本処理装置(BPU)、2000 ・
・・メモリ制御装置(MCU)、2300・・・ストア
バッファ、3000〜4000 ・・・主メモリ(MS
)、5000・・・ファイル制御装置CFCP)、60
00・・・ディスク装置(DISK)。、

Claims (1)

  1. 【特許請求の範囲】 1、論理アドレスを物理アドレスに変換するアドレス変
    換回路と、データの出し入れを高速に行うキャッシュメ
    モリ回路と、処理装置、主メモリ及び入出力装置とのイ
    ンターフェイス回路よりなるメモリ制御装置に設けられ
    るものであつて、処理装置から主メモリへ書き込みを行
    う場合のデータとアドレスを一時的に記憶するストアバ
    ッファにおいて、ストアバッファ中に格納されている各
    アドレスと、主メモリに書き込みを行う直前のデータの
    アドレスを比較する比較手段を設け、 主メモリが動作中の間に、主メモリに書き込む直前のデ
    ータのアドレスと、ストアバッファ中のデータのアドレ
    スを比較し、同一アドレスのデータがあることを検出し
    た場合には、主メモリに書き込む直前のデータとアドレ
    スの組み合せを、その次のデータとアドレスの組み合せ
    に置きかえるようにしたことを特徴とするストアバッフ
    ァの制御方式。 2 論理アドレスを物理アドレスに変換するアドレス変
    換回路と、データの出し入れを高速に行うキャッシュメ
    モリ回路と、処理装置、主メモリ及び入出力装置とのイ
    ンターフェース回路よりなるメモリ制御装置に設けられ
    るものであつて、処理装置から主メモリへ書き込みを行
    う場合のデータとアドレスを一時的に記憶するストアバ
    ッファにおいて、ストアバッファ中に格納されているデ
    ータが有効か無効かを設定及び検出する手段と、ストア
    バッファ中に格納されている各アドレスと、主メモリに
    書き込みを行う直前のデータのアドレスを比較する比較
    手段を設け、 主メモリが動作中の間に、主メモリに書き込む直前のデ
    ータのアドレスと、ストアバッファ中のデータのアドレ
    スを比較し、同一アドレスのデータがあることを検出し
    た場合には、主メモリに書き込む直前のデータを、スト
    アバッファ中の同一アドレスのデータにより置きかえる
    とともに、該エントリを無効として設定するようにした
    ことを特徴とするストアバッファの制御方式。 3、論理アドレスを物理アドレスに変換するアドレス変
    換回路と、データの出し入れを高速に行うキャッシュメ
    モリ回路と、処理装置、主メモリ及び入出力装置とのイ
    ンターフェース回路よりなるメモリ制御装置に設けられ
    るものであつて、処理装置から主メモリへ書き込みを行
    う場合のデータとアドレスを一時的に記憶するストアバ
    ッファにおいて、 ストアバッファ中に格納されているデータが有効か無効
    かを設定及び検出する手段と、ストアバッファ中に格納
    されている各アドレスと、主メモリに書き込み中のデー
    タのアドレスを比較する比較手段を設け、 データがストアバッファへ格納されたのと逆の順序にス
    トアバッファ中のデータを主メモリに書き込み、主メモ
    リが書き込み動作中の間に書き込み中のデータのアドレ
    スとストアバッファ中のデータのアドレスを比較し、同
    一アドレスであることを検出した場合には、ストアバッ
    ファ中の該エントリを無効として設定することを特徴と
    するストアバッファの制御方式。
JP7837885A 1985-04-15 1985-04-15 ストアバツフアの制御方式 Pending JPS61237145A (ja)

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JPS61237145A true JPS61237145A (ja) 1986-10-22

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Cited By (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPH01250163A (ja) * 1988-03-30 1989-10-05 Nec Corp バス制御装置
US6085297A (en) * 1996-08-09 2000-07-04 Nec Corporation Single-chip memory system including buffer
US9262122B2 (en) 2013-03-18 2016-02-16 Fujitsu Limited Arithmetic processing apparatus and control method of arithmetic processing apparatus

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