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JPH0775008B2 - Cache memory - Google Patents
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JPH0775008B2 - Cache memory - Google Patents

Cache memory

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JPH0775008B2
JPH0775008B2 JP2124966A JP12496690A JPH0775008B2 JP H0775008 B2 JPH0775008 B2 JP H0775008B2 JP 2124966 A JP2124966 A JP 2124966A JP 12496690 A JP12496690 A JP 12496690A JP H0775008 B2 JPH0775008 B2 JP H0775008B2
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memory
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Description

【発明の詳細な説明】 〔産業上の利用分野〕 この発明は、キャッシュメモリに関するものである。TECHNICAL FIELD The present invention relates to a cache memory.

〔従来の技術〕[Conventional technology]

CPUの動作速度に対して、主メモリの動作速度は低速で
ある。CPUの動作効率を上げるために、主メモリから読
み出したデータを高速動作可能なキャッシュメモリに保
管し、そのデータの再読み出しの際には、キャッシュメ
モリから読み出すという手法が一般に用いられている。
The operation speed of the main memory is slower than the operation speed of the CPU. In order to improve the operation efficiency of the CPU, a method of storing data read from the main memory in a cache memory that can operate at high speed and reading the data from the cache memory when rereading the data is generally used.

第8図は、CQ出版社発行の雑誌「インターフェース」19
87年9月号の250ページに記載されている4ウェイセッ
トアソシアティブ方式のキャッシュメモリの1ウェイだ
けを説明のために取り出したキャッシュメモリのブロッ
ク構成図である。
Figure 8 shows the magazine "Interface" published by CQ Publisher 19
FIG. 9 is a block configuration diagram of a cache memory taken out for explanation of only one way of a 4-way set associative cache memory described on page 250 of the September 1987 issue.

図において、1はキャッシュメモリにアクセスしようと
するアドレス信号、2は前記アドレス信号1の一部であ
るタグアドレス、3は前記アドレス信号の1の一部であ
るエントリアドレス、4は前記アドレス信号1の一部で
あるワードアドレス、5はキャッシュメモリ内にあるタ
グアドレスを保持するタグアドレスメモリ、6はデータ
メモリ7の保持しているデータが有効であるか無効であ
るかを示したバリッドビットメモリである。バリッドビ
ットは、Hのときデータが有効、Lのとき無効を示す。
7はキャッシュメモリ内にあるデータを保持するデータ
メモリ、8は前記タグアドレス2と前記タグアドレスメ
モリ5に保持しているタグアドレスを比較して一致して
いるか否かを調べる比較器、9は前記ワードアドレス4
によって前記データメモリから1ワードを選択するワー
ドセレクタ、10はバリッドビットと前記ワードアドレス
4により制御される制御回路、11は前記制御回路10から
出力されるHIT信号、12は前記ワードセレクタ11から出
力されるデータ信号、13は前記エントリアドレス3のデ
コーダ、14はデコーダ13の出力であるデコード信号、15
はMISS信号である。
In the figure, 1 is an address signal for accessing the cache memory, 2 is a tag address which is a part of the address signal 1, 3 is an entry address which is a part of 1 of the address signal, 4 is the address signal 1 Part of the word address, 5 is a tag address memory that holds the tag address in the cache memory, and 6 is a valid bit memory that indicates whether the data held in the data memory 7 is valid or invalid. Is. When the valid bit is H, the data is valid, and when the valid bit is L, the valid bit is invalid.
Reference numeral 7 is a data memory for holding the data in the cache memory, 8 is a comparator for comparing the tag address 2 and the tag address held in the tag address memory 5 and checking whether or not they match, 9 is a The word address 4
A word selector for selecting one word from the data memory, 10 a control circuit controlled by a valid bit and the word address 4, 11 a HIT signal output from the control circuit 10, 12 an output from the word selector 11. Data signal, 13 is a decoder for the entry address 3, 14 is a decode signal output from the decoder 13, 15
Is a MISS signal.

次に、従来のキャッシュメモリのリード動作について説
明する。この例では、説明の都合上ワードアドレスを1
ビット、エンドリアドレスを2ビット、タグアドレスを
3ビットと仮定する。外部からアドレス信号1が与えら
れるとエントリアドレス3、デコーダ13で選ばれたタグ
アドレスメモリ5の内容を比較器8に送ると共にデータ
メモリ7の内容もワードセレクタ9に送り、ワードアド
レス4でワードデータを選ぶ。この例では、1エントリ
アドレスに対して2つのワードデータが対応している。
そして、選ばれたタグアドレスメモリ5の内容を前記比
較器8でタグアドレス2と一致しているか否かを調べ、
その結果を制御回路10に送る。この例では、1エントリ
アドレスに対応する2つのワードデータの各々の有効、
無効を示すために2ビットのバリッドビットを持ってい
る。
Next, the read operation of the conventional cache memory will be described. In this example, the word address is set to 1 for convenience of explanation.
It is assumed that the bits, the end address are 2 bits, and the tag address is 3 bits. When the address signal 1 is given from the outside, the contents of the tag address memory 5 selected by the entry address 3 and the decoder 13 are sent to the comparator 8 and the contents of the data memory 7 are also sent to the word selector 9, and the word data is sent at the word address 4. Choose. In this example, two word data correspond to one entry address.
Then, the comparator 8 checks whether or not the content of the selected tag address memory 5 matches the tag address 2,
The result is sent to the control circuit 10. In this example, each of two word data corresponding to one entry address is valid,
It has 2 valid bits to indicate invalidity.

制御回路10では、ワードアドレス4で選択されたワード
データに対応するバリッドビットの値がHで、かつ、外
部アドレスにより指定されたデータがキャッシュメモリ
内に有るとき、所定のタイミングでHIT信号11を発生す
る。このHIT信号11、キャッシュメモリ外部およびワー
ドセレクタ9に送られ、HIT信号11がHのときには、デ
ータをデータ信号12に出力する。またキャッシュミス時
にはMISS信号15をHにして、キャッシュメモリ外のメイ
ンメモリを起動しデータを読みに行き、MPUにデータを
送ると共にキャッシュメモリ内のデータメモリ7にデー
タを格納する。
In the control circuit 10, when the value of the valid bit corresponding to the word data selected by the word address 4 is H and the data specified by the external address is in the cache memory, the HIT signal 11 is sent at a predetermined timing. Occur. The HIT signal 11 is sent to the outside of the cache memory and the word selector 9, and when the HIT signal 11 is H, the data is output to the data signal 12. When a cache miss occurs, the MISS signal 15 is set to H, the main memory outside the cache memory is activated to read the data, the data is sent to the MPU, and the data is stored in the data memory 7 in the cache memory.

次に、従来のキャッシュメモリのライト動作について説
明する。外部からアドレス信号1が与えられるとリード
動作と同様にアドレスのヒット判定を行い、HIT信号11
がHのときには、データ信号12の値をデータメモリ7に
書き込む。HIT信号11がLのときには、何もしない。
Next, the write operation of the conventional cache memory will be described. When the address signal 1 is externally applied, the address hit judgment is performed as in the read operation, and the HIT signal 11
Is H, the value of the data signal 12 is written in the data memory 7. When the HIT signal 11 is L, nothing is done.

〔発明が解決しようとする課題〕[Problems to be Solved by the Invention]

従来のキャッシュメモリでは、リードヒット時に出力す
るHIT信号11のタイミングが固定であるため、低い電源
電圧や高温でキャッシュメモリを使用したときにヒット
判定時間が増加し、判定結果を誤ったHIT信号11をCPUに
対して出力してしまうという問題があった。
In the conventional cache memory, since the timing of the HIT signal 11 that is output at the time of a read hit is fixed, the hit determination time increases when the cache memory is used at a low power supply voltage or high temperature, and the HIT signal 11 that has an incorrect determination result is generated. There was a problem that was output to the CPU.

また、従来のキャッシュメモリでは、キャッシュメモリ
の動作周波数を増加させると、キャッシュメモリ内部で
ヒット判定に使用できる時間が減少するため、判定結果
を誤ったHIT信号11をCPUに対して出力してしまうという
問題があった。
Further, in the conventional cache memory, if the operating frequency of the cache memory is increased, the time that can be used for hit determination in the cache memory decreases, so the HIT signal 11 with an incorrect determination result is output to the CPU. There was a problem.

この発明は、上記のような問題点を解消するためになさ
れたもので、より広い環境で使用できる、汎用的なキャ
ッシュメモリを得ることを目的とする。
The present invention has been made to solve the above problems, and an object thereof is to obtain a general-purpose cache memory that can be used in a wider environment.

〔課題を解決するための手段〕[Means for Solving the Problems]

この発明にかかるキャッシュメモリは、キャッシュメモ
リの起動信号を遅延させる回路と、キャッシュヒットを
示す信号の出力するタイミングを変更する回路とを含む
ようにしたものである。
The cache memory according to the present invention includes a circuit for delaying the activation signal of the cache memory and a circuit for changing the output timing of the signal indicating the cache hit.

また、この発明にかかるキャッシュメモリは、キャッシ
ュメモリの起動信号を遅延させる回路と、キャッシュミ
ス時に外部メモリをアクセスするタイミングを変更する
回路とを含むようにしたものである。
Further, the cache memory according to the present invention includes a circuit for delaying the activation signal of the cache memory and a circuit for changing the timing of accessing the external memory in the case of a cache miss.

〔作用〕[Action]

この発明におけるキャッシュメモリは、ヒット判定が遅
れたために、ウェイトサイクル無しで正しいHIT信号をC
PUに出力することができない場合には、自動的にウェイ
トサイクルを挿入した後、HIT信号を出力する。
The cache memory according to the present invention delays the hit determination so that the correct HIT signal can be output to C without a wait cycle.
If it cannot be output to PU, it automatically inserts a wait cycle and then outputs the HIT signal.

また、この発明におけるキャッシュメモリは、ヒット判
定が遅れた場合にリードミスし、ウェイトサイクル無し
で外部メモリをアクセスできない時には、自動的にウェ
イトサイクルを挿入した後、外部メモリのアクセスを起
動する。
Further, in the cache memory according to the present invention, when the hit determination is delayed, a read miss occurs, and when the external memory cannot be accessed without the wait cycle, the wait cycle is automatically inserted and then the access to the external memory is activated.

〔実施例〕〔Example〕

以下、この発明の実施例を図について説明する。 Embodiments of the present invention will be described below with reference to the drawings.

第1図は本発明の第1の実施例によるキャッシュメモリ
を示し、これは第8図に示した従来例の回路にタイミン
グ変更回路20を追加したもので、他の部分の構成は同じ
である。タイミング変更回路20はHIT信号11およびMISS
信号の出力タイミングを変更する回路である。HIT信号1
1は、ワードセレクタ9およびキャッシュメモリ外部に
出力される。21はキャッシュメモリの外部から与えられ
クロックを示すCLK1信号、22はCLK2信号である、23は制
御回路10から出力されアドレスの一致を示すTAGHIT信
号、24はキャッシュメモリの外部から与えられバスサイ
クルの開始を示すBS信号、25はキャッシュメモリの外部
から与えられたリードサイクルを示すREAD信号である。
FIG. 1 shows a cache memory according to a first embodiment of the present invention, which is obtained by adding a timing changing circuit 20 to the circuit of the conventional example shown in FIG. 8, and the other parts have the same structure. . The timing change circuit 20 uses the HIT signal 11 and MISS
It is a circuit that changes the output timing of a signal. HIT signal 1
1 is output to the word selector 9 and the outside of the cache memory. Reference numeral 21 is a CLK1 signal which is supplied from the outside of the cache memory and indicates a clock, 22 is a CLK2 signal, 23 is a TAGHIT signal which is output from the control circuit 10 and indicates an address match, and 24 is a bus cycle which is supplied from the outside of the cache memory. The BS signal indicating the start and 25 is the READ signal indicating the read cycle given from the outside of the cache memory.

次に、この実施例のキャッシュメモリの動作について説
明する。この実施例のキャッシュメモリのライト動作は
従来のキャッシュメモリと同様で、リード動作のみ異な
るので、以下にリード動作について説明する。この例で
は、説明の都合上ワードアドレスを1ビット、エントリ
アドレスを2ビット、タグアドレスを3ビットと仮定す
る。
Next, the operation of the cache memory of this embodiment will be described. The write operation of the cache memory of this embodiment is similar to that of the conventional cache memory, and only the read operation is different. Therefore, the read operation will be described below. In this example, for convenience of explanation, it is assumed that the word address is 1 bit, the entry address is 2 bits, and the tag address is 3 bits.

外部からアドレス信号1が与えられるとエントリアドレ
ス3、デコーダ13で選ばれたタグアドレスメモリ5の内
容を比較器8に送ると共にデータメモリ7の内容もワー
ドセレクタ9に送り、ワードアドレス4でワードデータ
を選ぶ。この例では、1エントリアドレスに対して2つ
のワードデータが対応している。そして、選ばれたタグ
アドレスメモリ5の内容を前記比較器8でタグアドレス
2と一致しているか否かを調べ、その結果を制御回路10
に送る。この例では、1エントリアドレスに対応する2
つのワードデータの各々の有効,無効を示すために2ビ
ットのバリッドビットを持っている。制御回路10では、
ワードアドレス4で選択されたワードデータに対応する
バリッドビットの値がHで、かつ、外部アドレスにより
指定されたデータがキャッシュメモリ内に有るとき、所
定のタイミングでTAGHIT信号23を発生し、タイミング変
更回路20へ送られる。タイミング変更回路20では、BS信
号24からBSのディレイ信号34を作成し、BSのディレイ信
号34の遅延状態により、ウェイトサイクルを挿入するか
否かを判断し、ウェイトサイクルを考慮してHIT信号11
とMISS信号15を出力する。
When the address signal 1 is given from the outside, the contents of the tag address memory 5 selected by the entry address 3 and the decoder 13 are sent to the comparator 8 and the contents of the data memory 7 are also sent to the word selector 9, and the word data is sent at the word address 4. Choose. In this example, two word data correspond to one entry address. Then, the comparator 8 checks whether or not the content of the selected tag address memory 5 matches the tag address 2, and the result is checked by the control circuit 10
Send to. In this example, 2 corresponding to one entry address
It has two valid bits to indicate the validity or invalidity of each word data. In the control circuit 10,
When the value of the valid bit corresponding to the word data selected by word address 4 is H, and the data specified by the external address is in the cache memory, the TAGHIT signal 23 is generated at the predetermined timing and the timing is changed. Sent to circuit 20. The timing changing circuit 20 creates a BS delay signal 34 from the BS signal 24, determines whether or not to insert a wait cycle based on the delay state of the BS delay signal 34, and considers the wait cycle.
And MISS signal 15 are output.

HIT信号11は、キャッシュメモリ外部およびワードセレ
クタ9に送られ、HIT信号11がHのときには、データを
データ信号12に出力する。キャッシュミス時にはMISS信
号15をHにして、キャッシュメモリ外のメインメモリを
起動しデータを読みに行き、MPUにデータを送ると共に
キャッシュメモリ内のデータメモリ7にデータを格納す
る。
The HIT signal 11 is sent to the outside of the cache memory and the word selector 9, and when the HIT signal 11 is H, it outputs the data to the data signal 12. When a cache miss occurs, the MISS signal 15 is set to H, the main memory outside the cache memory is activated to read the data, the data is sent to the MPU, and the data is stored in the data memory 7 in the cache memory.

次に、タイミング変更回路の一構成例を、第2図を用い
て説明する。図において、21はCLK1信号、22はCLK2信
号、23はTAGHIT信号、24はBS信号、25はREAD信号、30は
遅延回路、31は3入力ANDゲート、32および33はDラッ
チである。Dラッチ32およびDラッチ33は、Nチャネル
トランスミッションゲート40および41、インバータゲー
ト42および43より構成される。Dラッチ32のNチャネル
トランスミッションゲート40はCLK2信号22で制御され、
Nチャネルトランスミッションゲート41はCLK1信号21で
制御される。Dラッチ33のNチャネルトランスミッショ
ンゲート40はCLK1信号21で制御され、Nチャネルトラン
スミッションゲート41はCLK2信号22で制御される。35は
インバータゲートである。
Next, a configuration example of the timing changing circuit will be described with reference to FIG. In the figure, 21 is a CLK1 signal, 22 is a CLK2 signal, 23 is a TAGHIT signal, 24 is a BS signal, 25 is a READ signal, 30 is a delay circuit, 31 is a 3-input AND gate, and 32 and 33 are D latches. D-latch 32 and D-latch 33 are composed of N-channel transmission gates 40 and 41 and inverter gates 42 and 43. The N channel transmission gate 40 of the D latch 32 is controlled by the CLK2 signal 22,
The N-channel transmission gate 41 is controlled by the CLK1 signal 21. The N-channel transmission gate 40 of the D latch 33 is controlled by the CLK1 signal 21, and the N-channel transmission gate 41 of the D latch 33 is controlled by the CLK2 signal 22. Reference numeral 35 is an inverter gate.

第3図は第2図に示した遅延回路30の回路例である。図
において、50はインバータゲート、51は負荷容量、52は
GNDである。この回路例では4つのインバータゲート50
と4つの負荷容量51によりBS信号24を遅延させてBSのデ
ィレイ信号34を作成する。この回路で得られる遅延は、
キャッシュメモリ内のヒット判定に必要な時間よりわず
かに大きい値になるように、負荷容量51の容量値を設定
する。なお、ここで示した遅延回路は一例であり、得ら
れる遅延がキャッシュメモリ内のヒット判定に必要な時
間よりわずかに大きい値になるものであれば、回路構成
が異なっても問題はない。
FIG. 3 is a circuit example of the delay circuit 30 shown in FIG. In the figure, 50 is an inverter gate, 51 is a load capacitance, and 52 is
It is GND. In this circuit example, four inverter gates 50
Then, the BS signal 24 is delayed by the four load capacitors 51 to create a BS delay signal 34. The delay obtained with this circuit is
The capacity value of the load capacity 51 is set so as to be a value slightly larger than the time required for hit determination in the cache memory. The delay circuit shown here is an example, and there is no problem even if the circuit configuration is different as long as the delay obtained is a value slightly larger than the time required for hit determination in the cache memory.

次に、第2図のタイミング変更回路の動作を、タイミン
グ変更回路のタイミングチャートである第4図ないし第
7図を用いて説明する。
Next, the operation of the timing changing circuit of FIG. 2 will be described with reference to FIGS. 4 to 7 which are timing charts of the timing changing circuit.

まず0−ウェイトリードビットのタイミングチャートで
ある第4図を説明する。図中、21はCLK1信号、22はCLK2
信号でこれらの信号はキーオーバーラップの2相クロッ
クである。本例では、クロックの1周期を1マシンサイ
クルと呼ぶことにする。1マシンサイクルごとにキャッ
シュメモリのステートを記した。
First, FIG. 4, which is a timing chart of the 0-wait read bit, will be described. In the figure, 21 is CLK1 signal, 22 is CLK2
In terms of signals, these signals are two-phase clocks with key overlap. In this example, one clock cycle is called one machine cycle. The state of the cache memory is described every machine cycle.

第4図はSCMPとSHITステートから構成されている。SCMP
はアドレスを比較するステートで、SHITでHIT信号11を
Hレベルにするステートである。リード信号25はリード
アクセスの時にHレベルに、ライトアクセスの時Lレベ
ルになる信号である。BS信号24はバスサイクルの開始を
示す信号で、SCMPの時にHレベルになる。動作を明確に
示すために、第2図のA点〜D点の状態も示した。第4
図のリードヒット状態では、SCMPサイクルの終了まで
に、TAGHIT信号23とBSディレイ信号34は共にLレベルか
らHレベルに変化する。そのため、SCMPサイクルの終了
までにA点はHレベルに,B点はLレベルになり、HIT信
号11はSHITサイクルでHレベルになる。このとき、C点
はLレベル、D点はHレベル、MISS信号15はLレベルを
保つ。
Figure 4 consists of SCMP and SHIT states. SCMP
Is a state for comparing addresses, and is a state for setting the HIT signal 11 to H level by SHIT. The read signal 25 is a signal which becomes H level during read access and becomes L level during write access. The BS signal 24 is a signal indicating the start of a bus cycle, and is at H level during SCMP. In order to clearly show the operation, the states of points A to D in FIG. 2 are also shown. Fourth
In the read hit state in the figure, both the TAGHIT signal 23 and the BS delay signal 34 change from the L level to the H level by the end of the SCMP cycle. Therefore, by the end of the SCMP cycle, point A becomes H level, point B becomes L level, and HIT signal 11 becomes H level in SHIT cycle. At this time, point C is at L level, point D is at H level, and MISS signal 15 is at L level.

次に、0−ウェイトリードミスのタイミングチャートで
ある第5図について説明する。第5図はSCMPとSMISSの
ステートから構成されている。SCMPはアドレスを比較す
るステートでSMISSはMISS信号15をHレベルにするステ
ートである。
Next, FIG. 5, which is a timing chart of 0-wait read miss, will be described. Figure 5 consists of SCMP and SMISS states. SCMP is a state for comparing addresses, and SMISS is a state for setting the MISS signal 15 to H level.

第5図のリードミス状態では、TAGHIT信号23はLレベ
ル、A点はLレベル、B点はHレベル、HIT信号11はL
レベルを保つ。SCMPサイクルの終了までに、BSのディレ
イ信号34はLレベルからHレベルに変化する。そのた
め、SCMPサイクルの終了までにC点はHレベルになりMI
SS信号15はSMISSサイクルでHレベルに、D点はLレベ
ルになり、MISS信号15はSMISSサイクルでHレベルにな
る。MISS信号15をHレベルにすることにより、外部メモ
リをアクセスする。外部メモリをアクセス方法について
は、数多くの種類があり、また、この発明には関係しな
いので述べない。
In the read miss state of FIG. 5, the TAGHIT signal 23 is at L level, the A point is at L level, the B point is at H level, and the HIT signal 11 is at L level.
Keep the level. By the end of the SCMP cycle, the BS delay signal 34 changes from the L level to the H level. Therefore, C point becomes H level by the end of SCMP cycle and MI
The SS signal 15 becomes H level in the SMISS cycle, the point D becomes L level, and the MISS signal 15 becomes H level in the SMISS cycle. The external memory is accessed by setting the MISS signal 15 to H level. There are many kinds of methods for accessing the external memory, and since they are not related to the present invention, they will not be described.

次に、1−ウェイトリードヒットのタイミングチャート
である第6図を参照する。第6図はSCMPとSWAITとSHIT
のステートから構成されている。SCMPはアドレスを比較
するステートで、SWAITはウェイトステート、SHITはHIT
信号11をHレベルにするステートである。第6図のリー
ドヒット状態では、SCMPサイクルの終了後に、TAGHIT信
号23とBSのディレイ信号34は共にLレベルからHレベル
に変化する。そのため、SCMPサイクルの次のサイクルで
A点はHレベルに、B点はLレベルになり、HIT信号11
はSHITサイクルでHレベルになる。このとき、C点はL
レベル、D点はHレベル、MISS信号15はLレベルを保
つ。
Next, refer to FIG. 6, which is a timing chart of 1-wait read hit. Figure 6 shows SCMP, SWAIT and SHIT
It consists of states. SCMP is a state to compare addresses, SWAIT is a wait state, SHIT is HIT
This is a state in which the signal 11 is set to the H level. In the read hit state of FIG. 6, both the TAGHIT signal 23 and the BS delay signal 34 change from the L level to the H level after the end of the SCMP cycle. Therefore, in the next cycle of the SCMP cycle, point A becomes H level, point B becomes L level, and HIT signal 11
Goes high in the SHIT cycle. At this time, point C is L
Level, D point is H level, MISS signal 15 is L level.

このように、TAGHIT信号23とBSのディレイ信号34が遅れ
ると、自動的にウェイトサイクルを挿入した後、HIT信
号11がHレベルになる。
In this way, when the TAGHIT signal 23 and the BS delay signal 34 are delayed, a wait cycle is automatically inserted, and then the HIT signal 11 becomes H level.

次に、1−ウェイトリードミスのタイミングチャートで
ある第7図について説明する。第7図は、SCMPとSWAIT
とSMISSのステートから構成されている。SCMPはアドレ
スを比較するステートで、SWAITはウェイトステート、S
MISSはMISS信号15をHレベルにするステートである。第
7図のリードミス状態では、TAGHIT信号23はLレベル、
A点はLレベル、B点はHレベル、HIT信号11はLレベ
ルを保つ。SCMPサイクルの終了後にBSのディレイ信号34
はLレベルからHレベルに変化する。そのため、SCMPサ
イクルの次のサイクルでC点はHレベルに、D点はLレ
ベルになり、MISS信号15はSMISSサイクルでHレベルに
なる。このように、TAGHIT信号23とBSのデレイ信号34が
遅れると、自動的にウェイトサイクルを挿入した後、MI
SS信号15をHレベルにすることにより、外部メモリをア
クセスする。
Next, FIG. 7 which is a timing chart of 1-wait read miss will be described. Figure 7 shows SCMP and SWAIT
And SMISS states. SCMP is a state for comparing addresses, SWAIT is a wait state, S
MISS is a state in which the MISS signal 15 is set to H level. In the read miss state of FIG. 7, the TAGHIT signal 23 is at L level,
The A point is at the L level, the B point is at the H level, and the HIT signal 11 is at the L level. BS delay signal 34 after completion of SCMP cycle
Changes from L level to H level. Therefore, in the next cycle of the SCMP cycle, point C becomes H level, point D becomes L level, and MISS signal 15 becomes H level in SMISS cycle. In this way, when the TAGHIT signal 23 and the BS delay signal 34 are delayed, after automatically inserting the wait cycle, the MI
The external memory is accessed by setting the SS signal 15 to the H level.

なお、上記実施例については、0ウェイトと1ウェイト
アクセスについて説明したが、BSのディレイ信号34がさ
らに遅れたり、クロックの周波数を上げたときには、自
動的に2ウェイト以上のウェイトサイクルが挿入される
ことは明らかである。
In the above embodiment, 0 wait and 1 wait access have been described, but when the BS delay signal 34 is further delayed or the clock frequency is increased, 2 wait cycles or more are automatically inserted. That is clear.

〔発明の効果〕 以上のように、この発明によれば、ヒット判定が遅れウ
ェイトサイクル無しで正しいHIT信号11をCPUに出力する
ことができない場合には、自動的にウェイトサイクルを
挿入した後HIT信号11を出力し、また、ヒット判定が遅
れた場合にリードミスし、ウェイトサイクル無しで外部
メモリをアクセスできない時には、自動的にウェイトサ
イクルを挿入した後外部メモリのアクセスを起動するよ
うにしたため、低い電源電圧、高温、高い動作周波数等
の広い動作環境において正常に動作する汎用的なキャッ
シュメモリを得ることができる。
As described above, according to the present invention, when the hit determination is delayed and the correct HIT signal 11 cannot be output to the CPU without a wait cycle, the HIT is automatically inserted after the wait cycle is inserted. It outputs a signal 11 and when the hit judgment is delayed, a read miss occurs and the external memory cannot be accessed without a wait cycle, the wait cycle is automatically inserted and the external memory access is activated. It is possible to obtain a general-purpose cache memory that normally operates in a wide operating environment such as power supply voltage, high temperature, and high operating frequency.

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

第1図は本発明の一実施例によるキャッシュメモリのブ
ロック構成図、第2図は第1図で示したタイミング変更
回路の一構成例を示す図、第3図は第2図で示した遅延
回路の一構成例を示す図、第4図ないし第7図は第2図
で示したタイミング変更回路のタイミングチャートを示
す図、第8図は従来のキャッシュメモリシステムのブロ
ック構成図である。 図において、1はアドレス、2はタグアドレス、3はエ
ントリアドレス、4はワードアドレス、5はタグアドレ
スメモリ、6はバリッドビットメモリ、7はデータメモ
リ、8は比較器、9はワードセレクタ、10は制御回路、
11はHIT信号、12はデータ信号、13はデコーダ、14はデ
コード信号、15はMISS信号、20はタイミング変更回路、
24はBS信号、30はキャッシュメモリ起動信号の遅延回
路、34はBSのディレイ信号である。 なお図中同一符号は同一又は相当部分を示す。
FIG. 1 is a block diagram of a cache memory according to an embodiment of the present invention, FIG. 2 is a diagram showing an example of the configuration of the timing changing circuit shown in FIG. 1, and FIG. 3 is a delay shown in FIG. FIG. 4 is a diagram showing one configuration example of the circuit, FIGS. 4 to 7 are diagrams showing a timing chart of the timing changing circuit shown in FIG. 2, and FIG. 8 is a block configuration diagram of a conventional cache memory system. In the figure, 1 is an address, 2 is a tag address, 3 is an entry address, 4 is a word address, 5 is a tag address memory, 6 is a valid bit memory, 7 is a data memory, 8 is a comparator, 9 is a word selector, 10 Is the control circuit,
11 is a HIT signal, 12 is a data signal, 13 is a decoder, 14 is a decode signal, 15 is a MISS signal, 20 is a timing change circuit,
Reference numeral 24 is a BS signal, 30 is a delay circuit for a cache memory activation signal, and 34 is a BS delay signal. The same reference numerals in the drawings indicate the same or corresponding parts.

Claims (2)

【特許請求の範囲】[Claims] 【請求項1】キャッシュメモリの起動信号を遅延させる
回路と、 該遅延信号を用いて検出されるキャッシュヒット判定の
遅れに応じて、キャッシュヒットを示す信号の出力タイ
ミングを変更する回路とを備えたことを特徴とするキャ
ッシュメモリ。
1. A circuit for delaying a start signal of a cache memory, and a circuit for changing an output timing of a signal indicating a cache hit according to a delay of a cache hit determination detected by using the delay signal. A cache memory characterized by that.
【請求項2】キャッシュメモリの起動信号を遅延させる
回路と、 該遅延信号を用いて検出されるキャッシュヒット判定の
遅れに応じて、キャッシュミス時に外部メモリをアクセ
スするタイミングを変更する回路とを有することを特徴
とするキャッシュメモリ。
2. A circuit for delaying a start signal of a cache memory, and a circuit for changing a timing of accessing an external memory at a cache miss according to a delay of a cache hit determination detected by using the delay signal. A cache memory characterized by that.
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