[发明专利]采用物理地址预测访问高速缓存的装置

权利要求书

1.一种采用物理地址预测访问高速缓存的装置，其特征在于：所述装置包括：

物理地址预测单元，根据访问高速缓存的虚拟地址和内存管理的物理页面的大小，预测产生访问高速缓存的物理地址；

高速缓存单元，根据访问高速缓存不同的地址，产生相对应的数据；

物理地址产生单元，根据访问高速缓存的虚拟地址，产生物理地址；

物理地址比较单元，比较物理地址预测单元产生的预测物理地址和物理地址产生单元产生的实际物理地址，根据比较的结果生成预测正确或者预测错误信息；

同步执行所述高速缓存单元和物理地址产生单元，根据物理地址比较单元反馈的预测正确与否的信息，决定下一步行为，如果预测正确，则执行下一次访问高速缓存的请求；如果预测错误，则使用物理地址产生单元反馈的物理地址重新访问高速缓存。

2.如权利要求1所述的采用物理地址预测访问高速缓存的装置，其特征在于：采用两级流水线布置，所述的物理地址预测单元位于流水线的第一级，物理地址产生单元和物理地址比较单元位于流水线的第二级，高速缓存单元的输入位于流水线的第一级，输出位于流水线的第二级。

3.如权利要求2所述的采用物理地址预测访问高速缓存的装置，其特征在于：所述的物理地址预测单元中，预测产生访问高速缓存的物理地址由页间地址[M-1:0]和页内偏移[N-1:0]两部分组成，页间地址为预测的物理地址[M+N-1:0]的高M位，页内偏移为预测的物理地址的低N位；N由内存管理的物理页面的大小决定，N=log₂（内存管理的物理页面的大小）；页内偏移N位不需要预测，直接使用虚拟地址的低N位，即页内偏移[N-1:0]=虚拟地址[N-1:0]；页间地址M位需要进行预测，预测的物理地址输出到流水线的第二级，根据物理地址比较单元反馈的信息修正预测的页间地址。

4.如权利要求3所述的采用物理地址预测访问高速缓存的装置，其特征在于：所述的页间地址预测按照虚拟地址到物理地址直接映射的方式进行预测，即预测的页间地址[M-1:0]=虚拟地址[M+N-1:N]。

5.如权利要求3所述的采用物理地址预测访问高速缓存的装置，其特征在于：所述的页间地址预测按照最近访问高速缓存的物理地址预测页间地址，即预测页间地址[M-1:0]=最近访问高速缓存的物理地址[M+N-1:N]。

6.如权利要求2~5之一所述的采用物理地址预测访问高速缓存的装置，其特征在于：所述物理地址产生单元中，在流水线的第一级输入虚拟地址，在流水线的第二级产生物理地址。

7.如权利要求2~5之一所述的采用物理地址预测访问高速缓存的装置，其特征在于：所述物理地址比较单元，比较物理地址预测单元预测的物理地址和物理地址产生单元产生的实际物理地址是否一致，产生高速缓存访问是否有效的标识信号；如果比较结果一致，则产生访问高速缓存有效的标识信息；如果不一致，则产生访问高速缓存无效的标识信息。

8.如权利要求2~5之一所述的采用物理地址预测访问高速缓存的装置，其特征在于：比较物理地址预测单元预测的物理地址和物理地址产生单元产生的实际物理地址是否一致，将比较结果反馈给物理地址预测单元。