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JPS62236052A - Microprocessor - Google Patents

Microprocessor

Info

Publication number
JPS62236052A
JPS62236052A JP61079469A JP7946986A JPS62236052A JP S62236052 A JPS62236052 A JP S62236052A JP 61079469 A JP61079469 A JP 61079469A JP 7946986 A JP7946986 A JP 7946986A JP S62236052 A JPS62236052 A JP S62236052A
Authority
JP
Japan
Prior art keywords
cache
section
data
microprocessor
instruction
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Pending
Application number
JP61079469A
Other languages
Japanese (ja)
Inventor
Kenji Akimoto
秋本 賢治
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
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by NEC Corp filed Critical NEC Corp
Priority to JP61079469A priority Critical patent/JPS62236052A/en
Publication of JPS62236052A publication Critical patent/JPS62236052A/en
Pending legal-status Critical Current

Links

Classifications

    • GPHYSICS
    • G06COMPUTING OR CALCULATING; COUNTING
    • G06FELECTRIC DIGITAL DATA PROCESSING
    • G06F12/00Accessing, addressing or allocating within memory systems or architectures
    • G06F12/02Addressing or allocation; Relocation
    • G06F12/08Addressing or allocation; Relocation in hierarchically structured memory systems, e.g. virtual memory systems
    • G06F12/0802Addressing of a memory level in which the access to the desired data or data block requires associative addressing means, e.g. caches
    • G06F12/0844Multiple simultaneous or quasi-simultaneous cache accessing
    • G06F12/0846Cache with multiple tag or data arrays being simultaneously accessible
    • G06F12/0848Partitioned cache, e.g. separate instruction and operand caches
    • GPHYSICS
    • G06COMPUTING OR CALCULATING; COUNTING
    • G06FELECTRIC DIGITAL DATA PROCESSING
    • G06F2212/00Indexing scheme relating to accessing, addressing or allocation within memory systems or architectures
    • G06F2212/10Providing a specific technical effect
    • G06F2212/1032Reliability improvement, data loss prevention, degraded operation etc

Landscapes

  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Theoretical Computer Science (AREA)
  • Physics & Mathematics (AREA)
  • General Engineering & Computer Science (AREA)
  • General Physics & Mathematics (AREA)
  • Techniques For Improving Reliability Of Storages (AREA)
  • Debugging And Monitoring (AREA)
  • Memory System Of A Hierarchy Structure (AREA)

Abstract

PURPOSE:To avoid deterioration of the cache hit factor and also to improve both operability and availability of a system, by invalidating a cache part on the corresponding side in case a cache part has a high error frequency and utilizing the other cache part for both instructions and data. CONSTITUTION:The parity error detecting circuits 114 and 153 detect a errors respectively. In other words, a counter 154 counts those detected errors when signal lines 175 and 177 are set at logical '1'. Then the count value of the counter 154 is added with 1 for each detection of an error. The initial value of the counter 154 is equal to '0'. A comparator 156 checks whether the value of the counter 154 is coincident with the contents of a register 155 set previously. If the coincidence is secured through the comparator 156, an interruption signal line 182 is equal to logical '1' and an interruption is given to a microprocessor 1. That is, a data cache part 5 can be used for both instructions and data by setting both an instruction access mode F/F and a data access mode F/F to the part 5.

Description

【発明の詳細な説明】 「産業上の利用分野」 この発明はマイクロプロセッサ、主記憶部、これら間に
介在する命令用キャッシュ部及びデータ用キャッシュ部
を有するマイクロプロセッサ処理装置(二関するもので
ある。
Detailed Description of the Invention "Field of Industrial Application" The present invention relates to a microprocessor processing device having a microprocessor, a main memory section, an instruction cache section and a data cache section interposed therebetween. .

「従来の技術」 マイクロプロセッサの処理速度の向上(:伴い。"Conventional technology" Improving the processing speed of microprocessors (accompanied by:

マイクロプロセッサと主記憶部との間にキャッシュ(メ
モリ)が設けられるようf二なり、更(ニジステムの性
能向上を計るためこのキャッシュを命令用とデータ用と
(二分けた構成をとり、かつ各々の容1孜も大きくなっ
てキャツシュヒツト率を高めている。
In order to improve the performance of the f2 system, a cache (memory) is provided between the microprocessor and the main memory. His size has also grown and his catch rate has increased.

通常、キャッシュはディレクトリ部とデータ部と(二分
かれ、ディレクトリ部の内容と主記憶部(;アクセスす
るアドレスとを比較し、一致(キャツミスヒツト)すれ
ば主記憶部の替りにデータ部の内容をプロセッサ(:送
出する。前記アドレスの比較結果が一致しなければ(キ
ャッシュミスヒツト)、主記憶部から情報が読出される
Normally, the cache is divided into a directory part and a data part.The contents of the directory part and the main memory part are compared with the address to be accessed, and if they match, the contents of the data part are transferred to the processor instead of the main memory part. (: Send. If the comparison results of the addresses do not match (cache miss), information is read from the main memory.

キャッシュのディレクトリ部及びデータ部にはパリティ
ピットが付加されており、ディレクトリ部又はデータ部
を続出し時(ニパリテイエラーがあればキャツシュヒツ
ト時もミスヒツトと見なして主記憶部をアクセスする。
A parity pit is added to the directory section and data section of the cache, and when the directory section or data section is successively read out (if there is a parity error, the cache hit is also treated as a miss and the main storage section is accessed).

またディレクトリ部のパリティエラーは重大障害とみな
してシステムチェックにする装置もある。
In addition, some devices consider a parity error in the directory section to be a serious failure and perform a system check.

「発明が解決しようとする問題点」 上述した従来のキャッシュを有したマイクロプロセッサ
処理装置では、キャツシュヒツト時にキャッシュパリテ
・fエラーが発生した場合、ミスヒ;、 ットとして主
記憶部にアクセスする。このためキャッシュメモリ故障
、キャッシュパリティエラー検出回路の故障が発生する
とキャツシュヒツト率が低下し、システムの性能が低下
する。又キャッシュディレクトリ部のパリティエラーで
システムチェック(システム障害)とするとシステムの
可用性が低下する等の欠点がある。
``Problems to be Solved by the Invention'' In the above-described conventional microprocessor processing device having a cache, if a cache parity/f error occurs during a cache hit, the main memory is accessed as a miss. Therefore, when a cache memory failure or a failure of the cache parity error detection circuit occurs, the cache hit rate decreases and the performance of the system decreases. Furthermore, if a parity error in the cache directory section is used as a system check (system failure), there are drawbacks such as a decrease in system availability.

「問題点を解決するための手段」 この発明のマイクロプロセッサ処理装置は、マイクロプ
ロセッサと、主記憶部と、これらマイクロプロセッサと
主記憶部との間に介在する命令用キャッシュ部及びデー
タ用キャッシュ部を有し。
"Means for Solving the Problems" A microprocessor processing device of the present invention comprises a microprocessor, a main memory, an instruction cache and a data cache interposed between the microprocessor and the main memory. has.

その命令用キャッシュ部及びデータ用キャッシュ部は、
キャッシュパリティエラー発主時、キャッシュミスヒツ
トとして主記憶部(−アクセスする手段と、そのパリテ
ィエラー発生回数を計数する手段とを有し、そのバリテ
・fエラー発生回数が所定IL!!以上(二なると上記
マイクロプロセッサは上記命令用キャッシュ部又はデー
タ用キャッシュ部の使用を中止し、命令用キャツンユ部
を命令用及びデータ用キャッシュ部として、又はデータ
用キャッシュ部をデータ用及び命令用キャッシュ部とし
て置換える手段とを有すること(二よりキャツシュヒツ
ト率、システム可用性の各々の低下を防ぐ。
The instruction cache section and data cache section are
When a cache parity error occurs, a cache miss is detected in the main memory (-), and the parity error count is greater than or equal to a predetermined IL!! (2). Then, the microprocessor stops using the instruction cache section or the data cache section, and replaces the instruction cache section as an instruction and data cache section, or replaces the data cache section as a data and instruction cache section. (Secondly, this prevents a decrease in cash hit rate and system availability.)

「実施例」 次(二この発明(二ついて図面を参照して説明する。"Example" Next (2) This invention (2) will be explained with reference to the drawings.

第1図はこの発明の一実施例を示す。マイクロプロセッ
サl、主記憶部2はバス3(−接続され、またバス3を
介してマイクロプロセッサ1と主記憶部2との間に命令
用キャッシュ部4とデータ用キャッシュ部5とが介在さ
れている。更(二これら間にアドレス線6及び情報線7
が接続されている。
FIG. 1 shows an embodiment of the invention. The microprocessor 1 and the main memory section 2 are connected to a bus 3 (-), and an instruction cache section 4 and a data cache section 5 are interposed between the microprocessor 1 and the main memory section 2 via the bus 3. Furthermore, there is an address line 6 and an information line 7 between these two lines.
is connected.

命令用キャッシュ部4とデータ用キャツンユ部5との構
成は同じであり、後述するフリップフロップ116及び
117の設定でのみ区別されるため第2図ロ命令用キャ
ツンユ部4を示す。第2図(二おいてキャッシュディレ
クトリ部11は主記憶部2へのアクセスアドレスの上位
部分が格納され。
The instruction cache unit 4 and the data cache unit 5 have the same configuration, and are distinguished only by the settings of flip-flops 116 and 117, which will be described later. Therefore, the instruction cache unit 4 is shown in FIG. In FIG. 2, the cache directory section 11 stores the upper part of the access address to the main storage section 2.

ディレクトリ部11f二はパリティ部112がある。The directory section 11f2 has a parity section 112.

キャッシュデータ部(この場合のデータは命令コードの
意味である)15(二もパリティ部152が設けられで
ある。キャツシュヒツト。キャッシュミスヒツトはキャ
ツシュヒツト判定回路113で判定される。ディレクト
リ部11のパリティチェックは回路114で行われる。
Cache data section (data in this case means instruction code) 15 (Secondly, a parity section 152 is provided. Cash hit. Cache miss is determined by cash hit judgment circuit 113. Parity check of directory section 11 is performed in circuit 114.

マイクロプロセッサ1のアクセスモード(命令又はデー
タ)はデコード回路115でデコードされる。命令アク
セスモードF/F (フリッププロップ)116、デー
タアクセスモードF/Fl17の各出力とデコード回路
115の各出力との論理積がアンド回路191a、19
1bでとられる。ディレクトリ部11に上位アドレスを
書込む(ミスヒツト時)ときパリティ発生回路118よ
りパリティピットをパリティ部112(二書込む。デー
タ部15を読出すとそのパリティピットはデータパリテ
ィチェック回路153でチェックされる。ディレクトリ
部11又はデータ部15のパリティエラー発生回数は計
数器154で計数され、レジスタ155にマイクロプロ
セッサl(二よりあらかじめ設定される任意の定数が保
持され、計数器154の計数1直とレジスタ155の内
容との一致が比較回路156で検出される。
The access mode (instruction or data) of the microprocessor 1 is decoded by the decode circuit 115. The logical product of each output of the instruction access mode F/F (flip flop) 116 and the data access mode F/Fl 17 and each output of the decoding circuit 115 is calculated by the AND circuits 191a and 19.
It is taken in 1b. When writing an upper address to the directory section 11 (in the event of a miss), the parity generation circuit 118 writes a parity pit to the parity section 112 (2). When the data section 15 is read, the parity pit is checked by the data parity check circuit 153. The number of parity errors in the directory section 11 or the data section 15 is counted by a counter 154, and an arbitrary constant preset by the microprocessor l (2) is held in a register 155. 155 is detected by the comparison circuit 156.

マイクロプロセッサlは初期設定として命令用キャッシ
ュ部4(;は、命令アクセスモードF/F116をセッ
トし、データアクセスモードF/F117をリセットす
る。データ用キャッシュ部5の場合はこの逆でF/F1
16をリセットし、F/F117をセットする。更にレ
ジスタ155(二は予め決めた任意の値(2進数)をセ
ットしておく。以下説明は命令用キャッシュ部4につい
て行う。
As an initial setting, the microprocessor l sets the instruction access mode F/F 116 and resets the data access mode F/F 117 in the instruction cache unit 4.
16 and set F/F117. Furthermore, a predetermined arbitrary value (binary number) is set in the register 155 (2).The instruction cache section 4 will be described below.

マイクロプロセッサ1の前記初期設定後、命令の読出し
アクセスが出されると、そのアクセスアドレス下位部1
71+二よりディレクトリ部11及びデータ部15がア
クセスされる。キャツシュヒツト又はミスヒツトの判定
は判定回路113で行われる。即ちアドレス上位部17
2とディレクトリ部11から読出された内容173とが
一致し、かつ命令アクセスモー ド信号線180が論理
+1111であり、ディレクトリ部11のパリティエラ
ー検出回路114でパリティエラーが検出されず(信5
 9線174が論P1”)、データ部15のパリテ・r
エラー検出回路153でパリティエラーが検出されない
(信号線176が論理″l”)ときにキャツシュヒツト
となり、ヒツト信号178が出力されデータ部15の内
容がマイクロプロセッサ1へ送出される。上記条件を/
1肯足巳なければキャッシュミスヒット信号179が出
力され、主記憶部2ヘアクセスされる。
After the initial setting of the microprocessor 1, when a read access of an instruction is issued, the access address lower part 1
The directory section 11 and the data section 15 are accessed from 71+2. A determination circuit 113 determines whether there is a hit or a miss. That is, the address upper part 17
2 and the content 173 read from the directory section 11 match, and the instruction access mode signal line 180 is logic +1111, and the parity error detection circuit 114 of the directory section 11 does not detect a parity error (signal 5).
9 line 174 is the logic P1"), the parity r of the data section 15
When the error detection circuit 153 does not detect a parity error (the signal line 176 is at logic "1"), a cache hit occurs, a hit signal 178 is output, and the contents of the data section 15 are sent to the microprocessor 1. The above conditions/
If 1 is not confirmed, a cache miss signal 179 is output, and the main storage section 2 is accessed.

ハリティエラー検出回路114又は153でエラーが検
出される。即ち信号線175又は177が論11”l”
!−なると、これは計数器154で計数され、エラーが
検出される毎Cニゲラス1ずつ計数される。計数器15
4の初期値は” O’−t”ある。
The error is detected by the harrity error detection circuit 114 or 153. That is, the signal line 175 or 177 is connected to logic 11"l"
! -, this is counted by the counter 154, and is counted by 1 for each error detected. Counter 15
The initial value of 4 is "O'-t".

計数器154の値があらかじめ設定されているレジスタ
155の内容と一致しているか否かが比較回路156で
比較され、もし一致していれば割込信号線182が論理
”l”となり、マイクロプロセッサ1に1割込む。マイ
クロプロセッサ1はその割込処理の中で命令用キャッシ
ュ部4の使用を禁しヒするため命令アクセスモードF/
F L 16をリセットし、従ってキャツシュヒツト判
定回路113を無効化する。更にデータ用キャッシュ部
5(命令用キャッシュ部1と構成が同じなので敢えて図
示していない)の命令アクセスモードF/Fをセットす
る。即ちデータ用キャッシュ部5は命令アクセスモード
F/F及びデータアクセスモードF/Fが両方共セット
されること口より、データキャッシュ部5は命令用及び
データ用のキャッシュを兼ねることができる。命令用キ
ャッシュ部4が、データ用キャッシュ部5の使用禁止(
二より。
A comparison circuit 156 compares whether the value of the counter 154 matches the preset contents of the register 155. If they match, the interrupt signal line 182 becomes logic "L" and the microprocessor Add 1 to 1. The microprocessor 1 sets the instruction access mode F/ to prohibit the use of the instruction cache section 4 during its interrupt processing.
The F L 16 is reset, and the cash hit determination circuit 113 is therefore disabled. Furthermore, the instruction access mode F/F of the data cache section 5 (not shown since it has the same configuration as the instruction cache section 1) is set. That is, since both the instruction access mode F/F and the data access mode F/F are set in the data cache section 5, the data cache section 5 can serve as both an instruction cache and a data cache. The instruction cache unit 4 prohibits the use of the data cache unit 5 (
From the second.

データ用のキャッシュも兼ねることができることも上記
説明から容易(二わかるので省略−「る。
It is easy to understand from the above explanation that it can also serve as a data cache (I will omit it because it is obvious).

「発明の効果」 以上説明したようにこの発明は命令用キャッシュ及びデ
ータ用キャッシュを有するマrクロプロセッサ処理装置
で、キャッシュ部のエラーの頻度が少ないときはキャッ
シュミスヒツトとして王記憶部アクセスを行い、エラー
頻度が多いときは該当−rる側のキャッシュ部を無効≦
二し、もう片方のキャッシュ部i二命令用とデータ用と
を兼ねさせること(二よりキャツシュヒツト率の低下を
防ぎ、又システムの連用性、可用性を高めることができ
るという効果がある。
``Effects of the Invention'' As explained above, the present invention is a microprocessor processing device having an instruction cache and a data cache, and when the frequency of errors in the cache section is low, the main memory section is accessed as a cache miss. , if the error frequency is high, disable the cache section on the corresponding −r side ≦
Second, the other cache section i can be used both for instructions and data (secondly, this has the effect of preventing a decrease in the cache hit rate and increasing the usability and availability of the system.

【図面の簡単な説明】[Brief explanation of drawings]

第1図はこの発明の一実施例を示すブロック図。 第2図はこの発明の要部である命令用キャッシュ部4の
具体例を示すブロック図である。 にマイクロプロセッサ、2:王記憶部、4:命令用キャ
ッシュ部、11:ディレクトリ部。 15:データ部、113:キャッシュヒット判定回路、
114,153:パリテイエラー検出回路、115:デ
コード回路、116,117:アクセスモード用フリッ
プフロップ、118:パリテイ発生回路、154:エラ
ー発生回数の計数器、155:レジスタ、156二−数
構出回路、190:オア回路、191:アンド回路。 特許出願人  日本型気味式会社 代  理  人   草  野     卓才 1 口 カ 2 図 1 マイクロプロ乞ソサ
FIG. 1 is a block diagram showing one embodiment of the present invention. FIG. 2 is a block diagram showing a specific example of the instruction cache unit 4, which is the essential part of the present invention. 1 is a microprocessor, 2 is a memory section, 4 is an instruction cache section, and 11 is a directory section. 15: data section, 113: cache hit determination circuit,
114, 153: Parity error detection circuit, 115: Decoding circuit, 116, 117: Flip-flop for access mode, 118: Parity generation circuit, 154: Counter for number of error occurrences, 155: Register, 156 two-number structure Circuit, 190: OR circuit, 191: AND circuit. Patent applicant: Japanese-style company representative Takusai Kusano 1 Kuchika 2 Figure 1 Micro professional solicitor

Claims (1)

【特許請求の範囲】[Claims] (1)マイクロプロセッサと、主記憶部と、これらマイ
クロプロセッサと主記憶部との間に介在する命令用キャ
ッシュ部及びデータ用キャッシュ部とを有するマイクロ
プロセッサ処理装置において、 前記命令用キャッシュ部及びデータ用キャッシュ部は、
キャッシュのパリテイエラー発生時、キャッシュミスヒ
ットとして前記主記憶部にアクセスする手段と、 そのパリテイエラー発生件数を計数する手段とを有し、 そのパリテイエラー発生件数がある所定値以上になると
前記マイクロプロセッサは前記命令用キャッシュ部又は
データ用キャッシュ部の使用を中止し、データ用キャッ
シュ部を命令用及びデータ用キャッシュ部に、又は命令
用キャッシュ部をデータ用及び命令用キャッシュ部に置
換える手段を有することを特徴とするマイクロプロセッ
サ処理装置。
(1) A microprocessor processing device comprising a microprocessor, a main memory, and an instruction cache and a data cache interposed between the microprocessor and the main memory, the instruction cache and the data cache being interposed between the microprocessor and the main memory. The cache section for
When a cache parity error occurs, it has means for accessing the main storage section as a cache miss, and means for counting the number of occurrences of the parity error, and when the number of occurrences of the parity error exceeds a predetermined value. The microprocessor discontinues use of the instruction cache section or the data cache section, and replaces the data cache section with an instruction and data cache section, or replaces the instruction cache section with a data and instruction cache section. A microprocessor processing device comprising: means.
JP61079469A 1986-04-07 1986-04-07 Microprocessor Pending JPS62236052A (en)

Priority Applications (1)

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JP61079469A JPS62236052A (en) 1986-04-07 1986-04-07 Microprocessor

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Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US7409600B2 (en) 2004-07-12 2008-08-05 International Business Machines Corporation Self-healing cache system

Cited By (2)

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US7409600B2 (en) 2004-07-12 2008-08-05 International Business Machines Corporation Self-healing cache system
US7840848B2 (en) 2004-07-12 2010-11-23 International Business Machines Corporation Self-healing cache operations

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