[发明专利]基于高速缓冲存储器行偏移量实现优先读取存储器的方法

摘要

本发明公开了一种基于高速缓冲存储器行偏移量实现优先读取存储器的方法，目的是提高存控部件读入Cache失效所需数据的效率。技术方案是设计一种新的存控部件，且在Cache中设计偏移量截取逻辑、起始地址产生逻辑和数据回收与计数逻辑，将Cache行平均分成M块，当CPU核读Cache失效时，首先判断失效数据位于Cache行的哪一块，并用偏移量f指示该块的位置。Cache向存控部件发访存请求时，向存控部件输出f和Cache行的起始地址A；存控部件根据A和f，计算出失效数据块f的起始地址，读取f并返回给Cache，计算其他M－1个数据块的起始地址并读取各块的数据，返回给Cache，从而完成整个Cache行的读取。采用本发明可优先读入Cache失效所需的数据，尽早解除Cache失效状态，提高微处理器性能。

主权项

1.一种基于高速缓冲存储器行偏移量实现优先读取存储器的方法，其特征在于设计一种新的存控部件，且在Cache中设计偏移量截取逻辑、起始地址产生逻辑和数据回收与计数逻辑，将大小为M*S个字节的Cache行平均分成M块，每块包含S个字节，M和S均为2的整数次幂，即M＝2n，S＝2p，n、p均为正整数；当CPU核读Cache失效时，数据命中/失效判断逻辑首先判断失效数据位于Cache行的哪一块，Cache向存控部件发访存请求时，偏移量截取逻辑产生偏移量f、起始地址产生逻辑产生起始地址A，并同时输出给存控部件；存控部件由数据块读顺序控制器、逻辑移位器、加法器、地址译码单元和存储控制器组成；数据块读顺序控制器、逻辑移位器、加法器负责计算各个块的首地址A+[f+i]S，其中i＝-f，1-f，...，-1，1，2，...，M-1-f；数据块读顺序控制器选择需要读取的数据块，即选择i的值，并计算出f+i，输出给逻辑移位器；地址译码单元和存储控制器读取失效数据所在的数据块f，即选择i＝0，在读入第f块数据之后，再采取连续循环读取方式或截断读取方式读入其他M-1块数据；Cache的数据回收与计数逻辑收到第f块数据后，将该块数据写入Cache存储体，同时向CPU或者上一级Cache返回数据，即可解除Cache失效状态；然后，Cache的数据回收与计数逻辑按照连续循环读取或截断读取顺序，将后续收到的M-1块数据依次写入Cache存储体中Cache行的相应位置，从而完成整个Cache行的读取。