[发明专利]存储器管理系统、存储器管理方法以及信息处理设备

说明书

提供了一种存储器管理系统，该系统基于虚拟地址高速缓存方案有效地保护高速缓冲存储器中的数据。存储器管理系统包括：高速缓冲存储器，临时存储处理器内核请求对其进行存储器访问的数据；状态存储单元，存储与存储器访问请求同时从处理器内核发送的安全状态；以及存储器管理单元，管理对主存储器的访问。如果当处理器内核请求存储器访问时安全状态已改变，则对命中的高速缓存行执行高速缓存刷新。

技术领域

本说明书中公开的技术涉及采用虚拟地址高速缓存方法的存储器管理系统、存储器管理方法以及信息处理设备。

背景技术

存储器管理单元(MMU)设置在通常的存储器系统中的处理器与物理存储器之间。MMU对整个虚拟地址空间执行这种地址转换，以实现针对每个处理的虚拟地址空间，并且还提供等于或大于实际存储器容量的虚拟存储器。

此外，为了解决处理器中存储器速度不足的问题，对存储器进行了分层处理。具体地，作为初级高速缓存，在与处理器相同的芯片中内置高速且小容量的存储器。然后，在处理器的附近设置昂贵且高速的静态随机存取存储器(SRAM)作为次级高速缓冲。此外，设置有包括速度相对较低且廉价的动态RAM(DRAM)的主存储器。

这里，作为处理器参考高速缓冲存储器的方法，可以引用用于利用转换后的物理地址进行搜索的物理地址高速缓存方法和用于利用虚拟地址进行搜索的虚拟地址高速缓存方法。在采用物理地址高速缓存方法的存储器系统中，MMU设置在处理器与高速缓冲存储器之间，并且地址转换在处理器每次访问高速缓存时执行。另一方面，在采用虚拟地址高速缓存方法的存储器系统中，MMU设置在高速缓冲存储器与主存储器之间，并且处理器通过使用虚拟地址来参考高速缓冲存储器。仅在高速缓存未命中的情况下，MMU才执行地址转换并且访问主存储器。

物理地址高速缓存方法主要用于具有高速缓冲存储器的存储器系统中。然而，物理地址高速缓存方法的问题在于，处理器每次访问高速缓冲存储器时都在MMU中执行地址转换处理，导致了功率效率和电路速度的降低。

另一方面，在虚拟地址高速缓存方法中，仅在高速缓存未命中的情况下，才在MMU中执行地址转换和高速缓冲存储器的激活。因此，降低了功耗。因此，对于需要用电池运行许多小时的超低功耗物联网(IoT)和需要低功耗的可穿戴装置，虚拟地址高速缓存方法被认为是有前途的。

现有技术文献

专利文献

专利文献1：日本专利申请公开号2014-78248

专利文献2：日本专利申请公开号2006-155516

发明内容

本发明要解决的问题

本说明书中公开的技术的目的是提供一种存储器管理系统、存储器管理方法以及信息处理设备，该存储器管理系统有效地保护采用虚拟地址高速缓存方法的高速缓冲存储器中的数据。

问题的解决方案

本说明书中公开的技术的第一方面是一种存储器管理系统，包括：

高速缓冲存储器，临时存储处理器内核请求对其进行存储器访问的数据；

状态存储单元，存储与来自所述处理器内核的所述存储器访问的请求同时传送的安全状态；以及

存储器管理单元，管理对主存储器的访问。高速缓冲存储器采用虚拟地址高速缓存方式。

注意，这里使用的术语“系统”是指多个装置(或实现具体功能的功能模块)的逻辑集合，并且每个装置或功能模块是否在单个壳体中并不重要。