[发明专利]多通道成组联合高速缓冲存储器的加锁控制

说明书

技术领域

本发明涉及高速缓冲存储器领域。更特别地，本发明涉及在高速缓冲存储器内对加锁操作的控制。

背景技术

多通道成组联合(multi-way set associative)高速缓冲存储器是公知的。在这种存储器中，提供多个高速缓冲通道，每一个高速缓冲通道包括多条高速缓冲线以及每一条高速缓冲线存储取自相应的存储器地址的多个字节的数据。来自给定存储器地址的数据一般可以存储在任意高速缓冲通道内，其中所述高速缓冲线依赖相关的存储器地址的一部分(索引部分)而选择。这就是公知的多通道成组联合高速缓冲存储器行为。

这样的高速缓冲存储器内的加锁机构也是公知的。这些加锁机构通过向高速缓冲通道载入特定的数据(不管是特定的指令还是特定的数据值)并且标记高速缓冲通道使得存储在其中的数据在高速缓冲存储器的继续使用期间不会被替换。其他要被高速缓冲的数据将被存储并且随后在高速缓冲通道中收回，但是在锁定的高速缓冲通道内的数据将仍然存储在缓冲内并且对于快速存取可用。这种加锁机制的典型用途是将性能关键指令存储在锁定的高速缓冲通道内，使得在需要这些指令的时候它们可以从高速缓冲器得到。关键的中断处理代码会成为示例指令，其可能在高速缓冲通道中被加锁以便在需要的时候在可预期时间量中快速可得。

发明内容

从本发明的一个方面看去，提供了一种多通道成组联合高速缓冲存储器，具有响应可编程加锁数据的加锁控制电路，用于选择性地提供在至少一个高速缓冲通道内的锁定部分和未锁定部分。

本技术认为，在许多情况下，以高速缓冲通道粒度加锁高速缓冲存储器的使用是低效率的。可能的是，实际上只有高速缓冲通道的一部分用于存储想要加锁并且在高速缓冲存储器中是永久可用的数据。利用通道粒度，高速缓冲通道的剩余部分不能用在以降低高速缓冲存储器的效率的方式的正常缓冲操作中。本技术通过提供由加锁电路能够控制至少一个高速缓冲通道以包括锁定部分和未锁定部分来识别并解决该问题。因此，能够将想要加锁和在高速缓冲器中永久可用的数据存储在高速缓冲通道的锁定部分，并且高速缓冲通道的剩余部分能被未锁定并且可用在用于数据的瞬时存储的正常缓冲操作中。高速缓冲存储器设备在电路面积和功率开销方面相对昂贵，并且因此依据本技术来改进对所提供的资源的利用是有利的。

应该理解的是，如果高速缓冲通道简单分成能够选择性地锁定或未锁定的固定尺寸部分和剩余的永久未锁定部分，本技术将提供一些优点，同时，当锁定部分和未锁定部分具有由可编程加锁数据指定的各自可变尺寸时，本技术的灵活性和有效性得到改进。以这种方式，锁定部分的尺寸能够调节到想要储存在该锁定部分内的数据的实际尺寸。

同时可能的是，锁定部分和未锁定部分的尺寸能够由可编程加锁数据单独指定，如果这些尺寸之一是由可编程加锁数据所指定并且另一尺寸由相关的剩余高速缓冲通道导出，这将是更有效的。

从上面应该理解的是，本技术只针对一个高速缓冲通道而能够有效地使用，同时依据本技术，该技术和该高速缓冲存储器的灵活性和有效性在每一个高速缓冲通道可分成锁定部分和未锁定部分时得到改进。以这种方式，例如，不同的高速缓冲通道可以以存储数据的不同加锁部分为目标，每一个通道的锁定部分的各个尺寸被调整为以该方式存储的数据的相应尺寸。

在每一个通道中独立控制锁定部分的尺寸的能力是所期望的，但是应该理解的是，即使锁定部分的尺寸在提供锁定部分的通道上必须保持恒定，也会获得某优点。

同时应该理解的是，可编程加锁数据可以以各种不同形式表现，有利的是简单和直接地提供锁定数据，具有指定每一个通道是否具有任何锁定部分的数据的，并且接着附加地独立指定这个锁定部分的尺寸。如果没有提供锁定部分，那么高速缓冲器可以按照传统N通道成组联合高速缓冲器来操作。

在可编程加锁数据内的尺寸数据能够依据锁定部分的尺寸或未锁定部分的尺寸来表现，但方便的是，依据锁定部分的尺寸来表现。