專利名稱：高速緩沖存儲器系統(tǒng)的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及高速緩沖存儲器(cache memory)系統(tǒng)，更具體地，涉及使用多通道組相聯(lián)系統(tǒng)回寫的替換技術(shù)。
背景技術(shù)：
眾所周知，當(dāng)高速緩沖存儲器系統(tǒng)存在高速緩沖存儲器錯誤時，下述兩種結(jié)構(gòu)能夠確定待被替換的數(shù)據(jù)塊。
(1)根據(jù)訪問狀態(tài)選擇數(shù)據(jù)塊的結(jié)構(gòu)；(2)根據(jù)高速緩沖存儲器的狀態(tài)，通過固定優(yōu)先權(quán)選擇數(shù)據(jù)塊的結(jié)構(gòu)。
結(jié)構(gòu)(1)的實例可以是替換最近最少被訪問的數(shù)據(jù)塊的結(jié)構(gòu)(稱為最近最少使用(LRU)結(jié)構(gòu))，還可以是替換最近最少被替換的數(shù)據(jù)塊的結(jié)構(gòu)(稱為先進(jìn)先出(FIFO)結(jié)構(gòu))。在實現(xiàn)結(jié)構(gòu)(2)的方法中，存在替換排他不一致(exclusive-discordant)的數(shù)據(jù)塊的結(jié)構(gòu)。
進(jìn)一步，作為在替換處理中改善總線流量的結(jié)構(gòu)，存在如日本專利未審公開No.11-39218(第3～4頁，圖1)中所公開的可在上述結(jié)構(gòu)(1)和(2)間切換使用的結(jié)構(gòu)。該結(jié)構(gòu)在下文中將作為現(xiàn)有技術(shù)被參考。
在現(xiàn)有技術(shù)中，計數(shù)器被用來計數(shù)高速緩沖存儲器的排他不一致條目數(shù)，并且如有必要，根據(jù)計數(shù)器的計數(shù)值，切換替換高速緩沖存儲器的方法。更具體的，當(dāng)高速緩沖存儲器的排他不一致的條目數(shù)少于計數(shù)值時，由結(jié)構(gòu)(2)執(zhí)行替換處理，而當(dāng)大于時，由結(jié)構(gòu)(1)執(zhí)行替換處理。
因此，有必要將盡最大可能避免具有高速緩沖存儲器排他不一致條目作為替換的目標(biāo)。以此，可降低回寫(write-back)次數(shù)，從而改善總線流量?；貙懸卜Q作回復(fù)制(copy-back)，意味當(dāng)待替換的條目為排他不一致時，將數(shù)據(jù)回寫到外部存儲器。
然而，在現(xiàn)有技術(shù)中，盡管能夠通過在上述結(jié)構(gòu)(1)和(2)間切換而降低回寫次數(shù)，但是沒有測量總線負(fù)載的措施。因此，在存在多個主控制器的系統(tǒng)中，當(dāng)由于其他主控制器占用總線而導(dǎo)致總線負(fù)載增大時，伴隨有回寫的替換處理可被執(zhí)行。故而，本地總線流量增加。
對于諸如數(shù)字信號處理器(DSP)之類要求實時處理的處理器，總線流量是影響到關(guān)鍵性處理等待的因素。進(jìn)一步，在設(shè)計總線時，常通過假定最惡劣總線流量情況來設(shè)計總線寬度。因此，為實現(xiàn)總線流量非有效分配的傳統(tǒng)結(jié)構(gòu)，有必要在設(shè)計時為總線寬度設(shè)置邊際。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的目的在于通過考慮總線負(fù)載以具有均衡的總線流量。
為克服上面提到的問題，作為本發(fā)明的主要基礎(chǔ)結(jié)構(gòu)，本發(fā)明的高速緩沖存儲器系統(tǒng)和運動圖像處理器包括高速緩沖存儲器；總線負(fù)載判決設(shè)備，用于對連接到存儲高速緩沖存儲器的高速緩沖存儲器目標(biāo)數(shù)據(jù)的記錄設(shè)備的總線的狀態(tài)執(zhí)行判決；以及替換通道控制器，用于根據(jù)總線負(fù)載判決設(shè)備所執(zhí)行的判決結(jié)果控制高速緩沖存儲器的替換形式。
該結(jié)構(gòu)能夠根據(jù)總線負(fù)載更改替換形式從而均衡總線流量。例如，在系統(tǒng)具有多個主控制器的情況下，當(dāng)由于另一主控制器占用總線而產(chǎn)生總線負(fù)載時，選擇具有低總線負(fù)載的無回寫替換處理方式。同時，在無總線負(fù)載的情況下，選擇具有高負(fù)載的有回寫替換處理方式。故此總線流量變得均衡。這種情況下，高速緩沖存儲器優(yōu)選采用多通道組相聯(lián)系統(tǒng)的高速緩沖存儲器。
上述的本發(fā)明基礎(chǔ)結(jié)構(gòu)優(yōu)選進(jìn)一步包括以下結(jié)構(gòu)。亦即，優(yōu)選根據(jù)對總線狀態(tài)的判決設(shè)置總線負(fù)載為有效/無效的總線負(fù)載判決設(shè)備，以及根據(jù)總線負(fù)載判決設(shè)備的設(shè)置狀態(tài)控制高速緩沖存儲器的替換形式的替換通道控制器。
進(jìn)一步，優(yōu)選當(dāng)總線負(fù)載被總線負(fù)載判決設(shè)備判決為有效時，替換通道控制器通過給予優(yōu)先權(quán)給非排他不一致的通道執(zhí)行替換，當(dāng)總線負(fù)載被判決為無效時，通過給予優(yōu)先權(quán)給排他不一致的通道執(zhí)行替換。以此，在替換高速緩沖存儲器期間，當(dāng)有總線負(fù)載產(chǎn)生的時候，有可能選擇具有低總線負(fù)載的無回寫替換形式。進(jìn)一步，當(dāng)無總線負(fù)載時，通過給予優(yōu)先權(quán)執(zhí)行具有高總線負(fù)載的有回寫替換形式，總線能夠被無浪費的使用。
更進(jìn)一步，優(yōu)選總線負(fù)載判決設(shè)備包括總線負(fù)載信息保持單元，其采集并保持總線的總線請求保留號；總線負(fù)載判決條件設(shè)置單元，用于設(shè)置用來判決被采集并保持總線請求保留號的總線負(fù)載的條件(以下稱為判決條件)；以及比較器，用于比較總線負(fù)載信息保持單元保持的總線請求保留號和總線負(fù)載判決條件設(shè)置單元設(shè)置的判決條件，根據(jù)所進(jìn)行的比較的結(jié)果設(shè)置總線的負(fù)載為有效/無效。以此，有可能僅通過總線請求保留號信息就檢測到總線負(fù)載。
優(yōu)選當(dāng)總線請求保留號大于或等于判決條件時，比較器判決總線負(fù)載為有效，在其他情況下判決為無效。
更進(jìn)一步，期望使總線負(fù)載判決設(shè)備包括能夠從設(shè)備外部設(shè)置總線負(fù)載的存在性的總線負(fù)載存在信息設(shè)置單元，并且總線負(fù)載判決設(shè)備根據(jù)總線負(fù)載存在信息設(shè)置單元的設(shè)置狀態(tài)判決總線負(fù)載為有效/無效。以此，有可能通過寫程序的用戶設(shè)置總線負(fù)載為有效/無效從而在最佳時機更改替換形式。因此，總線被有效利用。
此外，優(yōu)選總線負(fù)載存在信息設(shè)置單元根據(jù)寫在程序中的、表示總線負(fù)載為有效或無線的信息，設(shè)置總線負(fù)載的存在性。
進(jìn)一步，優(yōu)選高速緩沖存儲器包括多個高速緩沖存儲器存儲線，在高速緩沖存儲器的每一高速緩沖存儲器存儲線上都存在多個表示排他不一致的臟位的狀態(tài)下，當(dāng)總線負(fù)載被總線負(fù)載判決設(shè)備判決為有效時，替換通道控制器通過給予優(yōu)先權(quán)給具有較少臟位有效數(shù)的通道執(zhí)行替換，當(dāng)被判決為無效時，通過給予優(yōu)先權(quán)給具有較多臟位有效數(shù)的通道執(zhí)行替換。以此，在替換高速緩沖存儲器期間，有可能在有總線負(fù)載產(chǎn)生且僅有排他不一致通道作為可替換通道的狀態(tài)下，選擇具有更低總線負(fù)載的通道方式。同樣的，當(dāng)無總線負(fù)載時，有可能選擇更高程度使用總線的替換通道方式。
此外，優(yōu)選高速緩沖存儲器包括多個高速緩沖存儲器存儲線，在高速緩沖存儲器中能夠執(zhí)行突發(fā)傳輸(burst transfer)的狀態(tài)下，當(dāng)每一高速緩沖存儲器存儲線上都存在多個表示排他不一致的臟位且有效臟位的數(shù)目相互間一致時，替換通道控制器根據(jù)高速緩沖存儲器的突發(fā)傳輸設(shè)置和有效臟位的分布更改待被替換的通道。以此，既便處在替換通道選擇期間有效臟位數(shù)相等的狀態(tài)下，隨后的處理仍可通過計數(shù)突發(fā)傳輸變得可能。也就是說，當(dāng)有總線負(fù)載時，有可能選擇具有更低總線負(fù)載的替換形式，并且在無總線負(fù)載時，有可能選擇較高程度利用總線的替換形式。
由于本發(fā)明的運動圖像處理器具有上述結(jié)構(gòu)，故而有可能防止本地總線流量的增長，亦即，引起系統(tǒng)崩潰的本地存儲器訪問等待時間。因此，可執(zhí)行穩(wěn)定的運動圖像處理。
如上所述，本發(fā)明有可能根據(jù)總線負(fù)載更改高速緩沖存儲器的替換結(jié)構(gòu)。也就是說，當(dāng)有總線負(fù)載時，執(zhí)行低總線負(fù)載的替換處理。當(dāng)無總線負(fù)載時，執(zhí)行高總線負(fù)載的替換處理。因此，總線能夠被有效利用，本地總線流量能夠被改善。因此，總線流量能夠均衡。更進(jìn)一步，由于總線負(fù)載是均衡的，故而可能在設(shè)計總線寬度時設(shè)置最佳總線寬度。此外，該運動圖像處理器有可能防止諸如丟幀之類的系統(tǒng)失效。


根據(jù)以下對優(yōu)選實施例的描述以及所附的權(quán)利要求，本發(fā)明的其它目的將變得清晰。通過實施本發(fā)明，本領(lǐng)域的技術(shù)人員將理解到本發(fā)明還可能具有許多其他有益效果。
圖1是用于顯示根據(jù)本發(fā)明第一實施例的高速緩沖存儲器系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)的框圖；圖2是用于顯示根據(jù)本發(fā)明第二實施例的高速緩沖存儲器系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)的框圖；圖3是用于顯示根據(jù)本發(fā)明任一實施例的編譯器的結(jié)構(gòu)的功能性框圖；
圖4是用于設(shè)置總線負(fù)載存在信息的程序代碼的實例；圖5是用于顯示根據(jù)本發(fā)明任一實施例的高速緩沖存儲器的結(jié)構(gòu)的框圖；圖6是用于顯示當(dāng)高速緩沖存儲器1的高速緩沖存儲器存儲線上有4個臟位時，臟位存儲單元上的臟位的開/關(guān)狀態(tài)的插圖；圖7是根據(jù)本發(fā)明任一實施例的替換通道控制單元的替換通道選擇處理流程圖；圖8是根據(jù)本發(fā)明任一實施例的高速緩沖存儲器系統(tǒng)的替換處理流程圖；圖9是用于顯示使用3個具有順序高速緩沖存儲器系統(tǒng)的主控制器以及普通總線的系統(tǒng)的替換處理時序圖；圖10是用于顯示使用3個具有順序高速緩沖存儲器系統(tǒng)的主控制器以及普通總線的系統(tǒng)的替換處理時序圖；圖11是包括本發(fā)明的高速緩沖存儲器系統(tǒng)的運動圖像處理器的結(jié)構(gòu)框圖；圖12是由包括本發(fā)明的高速緩沖存儲器系統(tǒng)的運動圖像處理器執(zhí)行的運動圖像處理的流程圖；圖13是用于描述裝備有本發(fā)明的高速緩沖存儲器系統(tǒng)的運動圖像處理器所取得的防止運動圖像處理中的失效的效果圖。
具體實施例方式
根據(jù)本發(fā)明的高速緩沖存儲器系統(tǒng)的實施例將通過參考附圖被詳細(xì)描述。
圖1是用于顯示根據(jù)本發(fā)明第一實施例的高速緩沖存儲器系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)的框圖。圖2是用于顯示根據(jù)本發(fā)明第二實施例的高速緩沖存儲器系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)的框圖。
圖1的高速緩沖存儲器系統(tǒng)包括三個主控制器M1～M3，具有總線負(fù)載信息檢測器50的總線控制器BC，主控存儲器MM，以及總線B1。主控制器M1帶有中央處理器(CPU)10和高速緩沖存儲器系統(tǒng)CS。高速緩沖存儲器系統(tǒng)CS包括回寫系統(tǒng)的高速緩沖存儲器20、總線負(fù)載判決設(shè)備30，以及替換通道控制器40。高速緩沖存儲器系統(tǒng)CS是n通道組相聯(lián)系統(tǒng)。作為例子來說，本實施例的高速緩沖存儲器系統(tǒng)CS使用4通道組相聯(lián)系統(tǒng)。
高速緩沖存儲器20包括用于每一通道的標(biāo)簽字段TF、臟位存儲單元DBH，以及數(shù)據(jù)存儲單元DH?？偩€負(fù)載判決設(shè)備30包括總線負(fù)載信息保持單元31，其通過從總線控制器BC的總線負(fù)載信息檢測器50中獲取總線請求保留號N1來保持總線負(fù)載信息；用于根據(jù)CPU 10的命令設(shè)置總線負(fù)載條件D1的總線負(fù)載判決條件設(shè)置單元32；以及用于比較總線負(fù)載信息保持單元31的值和總線負(fù)載判決條件設(shè)置單元32的值的比較器33。替換通道控制器40根據(jù)作為總線負(fù)載判決設(shè)備30的判決結(jié)果的總線負(fù)載信息D2來更改高速緩沖存儲器20的替換方法。
在圖中，AD是來自CPU 10的地址，DT是數(shù)據(jù)。D3是通道號、D4是標(biāo)簽信息，而D5是臟位信息。Req是數(shù)據(jù)請求信號，而Gr是使能信號。
在圖2的高速緩沖存儲器緩沖存儲器系統(tǒng)中，總線負(fù)載判決設(shè)備30具有根據(jù)CPU 10的命令設(shè)置總線負(fù)載存在信息D1a的總線負(fù)載存在信息設(shè)置單元34。圖2的結(jié)構(gòu)中未提供總線負(fù)載信息檢測器50，這使得總線請求保留號N1與圖2的結(jié)構(gòu)不相關(guān)。其他配置與圖1中的相同。因此，通過簡單的使用相同的參考標(biāo)號標(biāo)識相同的部件，可省略相關(guān)的描述。
(總線負(fù)載檢測器)在圖1的總線負(fù)載判決設(shè)備30中，比較器33比較總線負(fù)載信息保持單元31的保持值D31和總線負(fù)載判決條件設(shè)置單元32的條件設(shè)置值D32，并根據(jù)比較的結(jié)果確定總線負(fù)載。當(dāng)保持值D31等于或者大于條件設(shè)置值D32時，總線負(fù)載被判決為有效。同時，如果保持值D31小于條件設(shè)置值D32，總線負(fù)載被判決為無效。
例如，當(dāng)總線請求保留號N1處于高速緩沖存儲器存儲錯誤為“3”且保持值D31為“3”，而條件設(shè)置值D32被設(shè)置為“1”的情況下，總線負(fù)載被判決為有效。同時，當(dāng)總線請求保留號N1處于高速緩沖存儲器存儲錯誤為“1”且保持值D31為“1”，而條件設(shè)置值D32被設(shè)置為“2”的情況下，總線負(fù)載被判決為無效。
在圖2的結(jié)構(gòu)中，用戶指定總線負(fù)載存在信息D1a給CPU 10，CPU 10為總線負(fù)載判決設(shè)備30的總線負(fù)載存在信息設(shè)置單元34設(shè)置總線負(fù)載存在信息D1a。由此，總線負(fù)載的有效/無效被判決。例如，假定有效總線負(fù)載為“1”，而無效總線負(fù)載為“0”。在這種情況下，如果用戶指定總線負(fù)載存在信息D1a為“1”，那么總線負(fù)載變?yōu)橛行?。如果用戶指定總線負(fù)載存在信息D1a為“0”，那么總線負(fù)載變?yōu)闊o效。
(編譯器)為使用戶指定總線負(fù)載存在信息D1a給CPU 10，可使用面向CPU 10的編譯器指定總線負(fù)載存在信息D1a給CPU 10。圖3是用于顯示編譯器60的結(jié)構(gòu)的功能框圖。編譯器60是一種交叉編譯器，其將諸如C語言之類高級語言編寫和指定的源程序Pm1，轉(zhuǎn)換成面向CPU 10編程的機器語言Pm2。該編譯器60包括分析器61、轉(zhuǎn)換器62，以及輸出單元63，其可由運行在諸如個人計算機之類計算機上的程序?qū)崿F(xiàn)。
分析器61分析作為編譯目標(biāo)的源程序Pm1的標(biāo)志，以及用戶為編譯器60指定的總線負(fù)載存在信息D1a設(shè)置(由程序員實現(xiàn))。根據(jù)所執(zhí)行的標(biāo)志分析，分析器61傳輸總線負(fù)載存在信息D1a的指定設(shè)置給轉(zhuǎn)換器62和輸出單元63，并將作為編譯目標(biāo)的程序轉(zhuǎn)換成內(nèi)部格式數(shù)據(jù)。
“編譯指示(或者語用命令)”是發(fā)給編譯器60的命令，其能夠由用戶在源程序Pm1中任意指定(配置)。編譯器60通過寫入用于設(shè)置總線負(fù)載存在信息的命令(#pragma_bus_res“總線負(fù)載存在信息”)來指定總線負(fù)載存在信息。
圖4顯示了使用#pragma_bus_res編程代碼的實例。在圖4中，語言源程序Pm1的總線負(fù)載有效設(shè)置編譯指示說明A1被轉(zhuǎn)換為總線負(fù)載有效設(shè)置機器語言編程說明A2。
如圖4所示，被寫為“#pragma_bus_res 1”的語言源程序Pm1被轉(zhuǎn)換為機器語言程序，該機器語言程序發(fā)出作為總線負(fù)載存在信息的寫“1”命令給總線負(fù)載存在信息設(shè)置單元34。通過機器語言程序，總線負(fù)載變?yōu)橛行А?br> 進(jìn)一步，被寫為#pragma_bus_res 0”的語言源程序被轉(zhuǎn)換為機器語言程序，該機器語言程序發(fā)出作為總線負(fù)載存在信息的寫“0”命令給總線負(fù)載存在信息設(shè)置單元34。通過機器語言程序，總線負(fù)載變?yōu)闊o效。
為總線負(fù)載信息設(shè)置單元34設(shè)置總線負(fù)載存在信息D1a的流程由用戶設(shè)置。在該流程中，首先，“#pragma_bus_res”被寫入到語言源程序Pm1。如此，總線負(fù)載存在信息被用戶指定到高速緩沖存儲器系統(tǒng)。
隨后，編譯器60的分析器61分析總線負(fù)載存在信息的指定。隨后，轉(zhuǎn)換器62將總線負(fù)載存在信息D1a轉(zhuǎn)換為機器語言程序，且該機器語言程序Pm2由輸出單元63輸出。待輸出的機器語言程序由CPU 10執(zhí)行，而總線負(fù)載存在信息D1a由總線負(fù)載存在信息設(shè)置單元34設(shè)置。
(高速緩沖存儲器)圖5顯示了圖1和2所示的高速緩沖存儲器20的細(xì)節(jié)。高速緩沖存儲器20是具有N個高速緩沖存儲器子線SL(0)～SL(N-1)的N通道組相聯(lián)系統(tǒng)(本實施例是4通道)。N從2q中選擇(q是自然數(shù))，然而，本實施例中N為4。
高速緩沖存儲器20包括多根高速緩沖存儲器存儲線LW(0)～LW(n)，其中n是自然數(shù)。高速緩沖存儲器存儲線LW(0)～LW(n)被提供給每個通道。每一高速緩沖存儲器存儲線LW(0)～LW(n)都包括標(biāo)簽字段TF(0)～TF(n)，臟位存儲單元DBH(0)～DBH(n)，以及數(shù)據(jù)存儲單元DH(0)～DH(n)。每一高速緩沖存儲器存儲線LW(0)～LW(n)都具有標(biāo)簽字段TF(0)～TF(n)、臟位存儲單元DBH(0)～DBH(n)以及數(shù)據(jù)存儲單元DH(0)～DH(n)中的每一個。添加在代碼尾部的號碼通用于所有。
能夠存儲在數(shù)據(jù)存儲單元DH(0)～DH(n)中的數(shù)據(jù)的數(shù)據(jù)量被稱作高速緩沖存儲器存儲線容量(Sz1)，而能夠存儲在高速緩沖存儲器子線SL(0)～SL(3)中的數(shù)據(jù)的數(shù)據(jù)量被稱作高速緩沖存儲器子線數(shù)據(jù)量(Sz2)。例如，在實施例中，當(dāng)高速緩沖存儲器存儲線容量(Sz1)為128比特、高速緩沖存儲器子線SL(0)～SL(3)為4時，高速緩沖存儲器子線數(shù)據(jù)量(Sz2)為32比特。
臟位存儲單元DBH(0)～DBH(n)中的每一個都存儲與高速緩沖存儲器子線SL(0)～SL(3)數(shù)目相等數(shù)目的臟位(圖5中是4個)。臟位存儲單元DBH(0)～DBH(n)中的每一個，對應(yīng)于提供臟位存儲單元DBH(0)～DBH(n)的高速緩沖存儲器存儲線LW(0)～LW(n)的高速緩沖存儲器子線SL(0)～SL(3)中的每一個。例如，在圖5中，通道2的臟位存儲單元DBH(2)上的臟位DB2，對應(yīng)于通道2的高速緩沖存儲器存儲線LW2的高速緩沖存儲器子線SL(2)。
臟位是用于判決替換數(shù)據(jù)時是否將當(dāng)前存儲的數(shù)據(jù)重寫到較低層次存儲器的字節(jié)，其與其他數(shù)據(jù)存儲在高速緩沖存儲器存儲線LW(0)～LW(n)。例如，當(dāng)臟位為開(ON)時，存儲在高速緩沖存儲器存儲線LW(0)～LW(n)的數(shù)據(jù)被重寫。
在圖5的結(jié)構(gòu)中，臟位與高速緩沖存儲器存儲線LW(0)～LW(n)一致。因此，判決有必要重寫存儲在臟位為開的高速緩沖存儲器存儲線LW(0)～LW(n)的高速緩沖存儲器子線SL(0)～SL(3)上的數(shù)據(jù)。
標(biāo)簽字段TF(0)～TF(n)存儲標(biāo)簽。該標(biāo)簽攜帶用于判決被請求數(shù)據(jù)是否存儲在高速緩沖存儲器存儲線LW(0)～LW(n)上的信息。
在圖5所示的高速緩沖存儲器20中，高速緩沖存儲器存儲線LW(0)～LW(n)被分為多個(圖5中是4個)高速緩沖存儲器子線SL(0)～SL(3)，且與高速緩沖存儲器子線SL(0)～SL(3)對應(yīng)的臟位存儲在臟位存儲單元DBH。也就是說，在高速緩沖存儲器20中，多個臟位存儲在每一高速緩沖存儲器存儲線LW(0)～LW(n)。
然而，可替代圖5所示結(jié)構(gòu)的是，每一高速緩沖存儲器存儲線LW(0)～LW(n)都按照高速緩沖存儲器子線劃分且提供與高速緩沖存儲器子線相應(yīng)的臟位給臟位存儲單元DBH的結(jié)構(gòu)。也就是說，可以是獨立臟位存儲在每一高速緩沖存儲器存儲線LW(0)～LW(n)的結(jié)構(gòu)。
(替換通道選擇優(yōu)先權(quán))圖6顯示的是圖5所示每一高速緩沖存儲器存儲線LW(0)～LW(n)上存儲四個數(shù)據(jù)字節(jié)的結(jié)構(gòu)的臟位存儲單元DBH上的臟位的開/關(guān)(ON/OFF)狀態(tài)。替換通道控制器40根據(jù)圖6中所示的臟位狀態(tài)，確定替換通道選擇優(yōu)先權(quán)。替換通道選擇優(yōu)先權(quán)是用于決定替換通道的數(shù)據(jù)。替換通道是由于高速緩沖存儲器錯誤導(dǎo)致在替換高速緩沖存儲器中的數(shù)據(jù)時，待被替換的高速緩沖存儲器存儲線LW(0)～LW(n)的通道。如圖6所示，在4個臟位存儲在臟位存儲單元DBH的結(jié)構(gòu)中，存在16個狀態(tài)P0～P15。狀態(tài)P0～P15的每一個都具有替換通道選擇優(yōu)先權(quán)。
(有效總線負(fù)載的情況)這里講的是替換通道的選擇方法，用于總線負(fù)載被總線負(fù)載判決設(shè)備30判決為有效時。在這種情況下，選擇要替換的總線負(fù)載最少的替換通道。在如圖6所示的臟位狀態(tài)下，ON的數(shù)目，也就是有效的數(shù)目，從狀態(tài)P0到狀態(tài)15P順序遞增。因此，替換時待重寫的傳輸量遞增，導(dǎo)致總線負(fù)載遞增。由此，替換通道選擇的優(yōu)先權(quán)從狀態(tài)P0到狀態(tài)P15遞降。換句話說，狀態(tài)P0的優(yōu)先權(quán)最高，因此在該狀態(tài)下能被判決為最有可能將被替換。
在不符合突發(fā)傳輸?shù)母咚倬彌_存儲器系統(tǒng)中，狀態(tài)集合P1～P4、狀態(tài)集合P5～P10、狀態(tài)集合P11～P14的每一個具有相同的優(yōu)先權(quán)。形成這種優(yōu)先權(quán)的原因是在每一集合中臟位的有效數(shù)目是相同的。
同時，符合突發(fā)傳輸?shù)母咚倬彌_存儲器系統(tǒng)的優(yōu)先權(quán)如下所述。亦即，當(dāng)在系統(tǒng)中突發(fā)傳輸時傳輸數(shù)據(jù)量兩倍于高速緩沖存儲器子線SL(0)～SL(3)的數(shù)據(jù)量，狀態(tài)集合P1～P4、狀態(tài)集合P5、P6，以及狀態(tài)集合P7～P10中每一個具有相同的優(yōu)先權(quán)。
由于在不符合突發(fā)傳輸?shù)纳鲜龈咚倬彌_存儲器系統(tǒng)中，各臟位的有效數(shù)目相同，故而狀態(tài)集合P1～P4和狀態(tài)集合P11～P14中每一個具有相同的優(yōu)先權(quán)。然而，狀態(tài)P5、P6，以及狀態(tài)P7～P10的有效臟位數(shù)目雖然相同，但是下述原因?qū)е铝怂鼈冎g的差異。
亦即，當(dāng)突發(fā)傳輸量兩倍于高速緩沖存儲器子線時，有必要以狀態(tài)P7～P10執(zhí)行兩次突發(fā)傳輸，反之要求以狀態(tài)P5、P6突發(fā)傳輸一次。因此，以狀態(tài)P5、P6替換時的總線負(fù)載小于狀態(tài)P7～P10。在存在多個具有相同優(yōu)先權(quán)的通道的情況下，按照具有最小通道號的順序選擇。
進(jìn)一步，當(dāng)存在多個具有相同優(yōu)先權(quán)的通道時，有必要基于多個具有相同優(yōu)先權(quán)的通道各自的訪問狀態(tài)確定選擇哪個通道。換句話說，有必要使用諸如分配最高優(yōu)先權(quán)并替換當(dāng)前最少被訪問的數(shù)據(jù)所存儲的通道的當(dāng)前最少使用(LRU)系統(tǒng)，以及分配最高優(yōu)先權(quán)并替換當(dāng)前最少被替換的數(shù)據(jù)所存儲的通道的先進(jìn)先處(FIFO)系統(tǒng)的系統(tǒng)。因此，這能使通道替換處理的執(zhí)行考慮到時間地點，以此改善高速緩沖存儲器的命中率。
(無效總線負(fù)載的情況)這里講的是替換通道的選擇方法，用于總線負(fù)載被總線負(fù)載判決設(shè)備30判決為無效時。在這種情況下，選擇總線能夠被替換更有效使用的替換通道。在圖6所示的臟位狀態(tài)下，ON的數(shù)目，也就是有效的數(shù)目，從狀態(tài)P0到狀態(tài)P15順序遞增。因此，替換時待重寫的傳輸量遞增，導(dǎo)致總線負(fù)載遞增。因此，替換通道選擇的優(yōu)先權(quán)從狀態(tài)P0到狀態(tài)P15遞降。換句話說，狀態(tài)P0的優(yōu)先權(quán)最高，因此在該狀態(tài)下能被判決為最有可能見被替換。
在不符合突發(fā)傳輸?shù)母咚倬彌_存儲器系統(tǒng)中，狀態(tài)集合P1～P4、狀態(tài)集合P5～P10、狀態(tài)集合P11～P14中每一個具有相同的優(yōu)先權(quán)。形成這種優(yōu)先權(quán)的原因是在每一集合中臟位的有效數(shù)目是相同的。
同時，符合突發(fā)傳輸?shù)母咚倬彌_存儲器系統(tǒng)的優(yōu)先權(quán)如下所述。亦即，當(dāng)在系統(tǒng)中突發(fā)傳輸時傳輸數(shù)據(jù)量兩倍于高速緩沖存儲器子線SL(0)～SL(3)的數(shù)據(jù)量，狀態(tài)集合P1～P4、狀態(tài)集合P5、P6，以及狀態(tài)集合P7～P10中每一個具有相同的優(yōu)先權(quán)。
由于在不符合突發(fā)傳輸?shù)纳鲜龈咚倬彌_存儲器系統(tǒng)中，各臟位的有效數(shù)目相同，故而狀態(tài)集合P1～P4和狀態(tài)集合P11～P14中每一個具有相同的優(yōu)先權(quán)。然而，狀態(tài)P5、P6，以及狀態(tài)P7～P10的有效臟位數(shù)目雖然相同，但是下述原因?qū)е铝怂鼈冎g的差異。
亦即，當(dāng)突發(fā)傳輸量兩倍于高速緩沖存儲器子線時，有必要以狀態(tài)P7～P10執(zhí)行兩次突發(fā)傳輸，反之要求以狀態(tài)P5、P6突發(fā)傳輸一次。因此，以狀態(tài)P5、P6替換時的總線負(fù)載小于狀態(tài)P7～P10。在存在多個具有相同優(yōu)先權(quán)的通道的情況下，按照具有最小通道號的順序選擇。
圖6顯示了每一高速緩沖存儲器存儲線LW(0)～LW(n)都存儲有四個臟位的結(jié)構(gòu)。但是，每一高速緩沖存儲器存儲線LW(0)～LW(n)都存儲獨立臟位的結(jié)構(gòu)亦可參照圖6進(jìn)行描述。在圖6中結(jié)構(gòu)的每高速緩沖存儲器存儲線LW(0)～LW(n)都存儲獨立臟位的情況下，由于獨立臟位存儲在高速緩沖存儲器存儲線LW(0)～LW(n)的狀況，可認(rèn)為狀態(tài)P1～P15是相同狀態(tài)。相應(yīng)的，狀態(tài)P1～P15能被認(rèn)為是獨立臟位有效的狀態(tài)。
在獨立臟位存儲在每一高速緩沖存儲器存儲線LW(0)～LW(n)的狀態(tài)下，替換通道選擇優(yōu)先權(quán)如下。亦即，當(dāng)總線負(fù)載判決設(shè)備30判決在該狀態(tài)下總線負(fù)載有效時，選擇替換時總線負(fù)載變小的替換通道。因此，通道的選擇按照從臟位無效的狀態(tài)P0的通道到臟位有效的狀態(tài)P1～P15的通道的順序。同時，當(dāng)總線負(fù)載判決設(shè)備30判決在該狀態(tài)下無總線負(fù)載時，優(yōu)先權(quán)被倒置。因此，通道的選擇按照從臟位有效的狀態(tài)P1～P15的通道到臟位無效的狀態(tài)P0的通道的順序。當(dāng)存在多個具有相同優(yōu)先權(quán)的通道時，按照具有最小通道號的順序選擇通道。
(替換處理)圖7顯示了本實施例的高速緩沖存儲器系統(tǒng)執(zhí)行替換處理的流程圖。當(dāng)存在來自CPU 10的訪問以及高速緩沖存儲器錯誤時，總線負(fù)載判決設(shè)備30檢測總線負(fù)載(S11)。
而后，替換通道控制器40確定替換通道(S12)。有關(guān)的詳情已參照圖6進(jìn)行了描述。
然后，如果位于替換通道的高速緩沖存儲器存儲線上的臟位是ON，則進(jìn)入步驟S14，如果臟位不是ON，則進(jìn)入步驟S15(S13)。
當(dāng)位于替換通道的高速緩沖存儲器存儲線上的臟位是ON時，替換通道的高速緩沖存儲器數(shù)據(jù)被回寫(S14)。
在步驟S14中執(zhí)行回寫處理并且步驟13判決臟位不是ON后，來自CPU 10的訪問地址數(shù)據(jù)被存儲到替換通道的高速緩沖存儲器存儲線(S15)。由此，替換處理完成。
(替換通道選擇)圖8所示是由由圖7中的步驟12所描述的替換通道控制器40執(zhí)行的替換通道選擇處理的流程圖。首先，基于由總線負(fù)載設(shè)備30提供的總線負(fù)載信息，替換通道選擇優(yōu)先權(quán)被確定(S21)。
而后，設(shè)置替換通道、通道和有效替換優(yōu)先權(quán)每一個的初始值。替換通道是待被替換的通道且其初始值為0。通道是在隨后步驟中待被處理的相應(yīng)通道且其初始值為0。有效替換優(yōu)先權(quán)是替換通道的替換優(yōu)先權(quán)，且其初始值為步驟S21中確定的替換通道選擇優(yōu)先權(quán)順序中的最低優(yōu)先權(quán)。(S22)隨后，當(dāng)高速緩沖存儲器20是N通道組相聯(lián)高速緩沖存儲器時，判決其是否達(dá)到通道N。當(dāng)判決其達(dá)到通道N時，結(jié)束圖8的循環(huán)處理(S23)。當(dāng)步驟S23中判決其未達(dá)到通道N時，繼續(xù)圖8中的循環(huán)處理，由此進(jìn)入步驟S24。
在步驟S24中，通道替換優(yōu)先權(quán)由相應(yīng)通道的臟位信息確定。相應(yīng)通道的臟位信息顯示了相應(yīng)通道的臟位狀態(tài)(ON/OFF)，也就是，圖6所示的狀態(tài)P0～P15。替換通道優(yōu)先權(quán)是從上述相應(yīng)通道的臟位信息中獲取的替換優(yōu)先權(quán)。
而后，通過步驟S24的處理所獲取的通道替換優(yōu)先權(quán)與有效替換優(yōu)先權(quán)相比較(S25)。當(dāng)步驟S25的比較處理中判決通道替換優(yōu)先權(quán)高于有效替換優(yōu)先權(quán)時，進(jìn)入步驟S26。當(dāng)判決通道替換優(yōu)先權(quán)較低時，進(jìn)入步驟S28。
隨后，通道替換優(yōu)先權(quán)被有效替換優(yōu)先權(quán)取代，且該通道被替換通道取代。
而后，判決步驟S26中獲取的有效替換優(yōu)先權(quán)是否為步驟S21中所確定的替換通道選擇優(yōu)先權(quán)順序中的最高優(yōu)先權(quán)(S27)。當(dāng)步驟S27的處理中判決為NO時，進(jìn)入步驟S28，而當(dāng)判決為YES時(最高優(yōu)先權(quán))，進(jìn)入步驟S29(S27)。
在步驟S28中，增加一種通道后，返回到判決是否結(jié)束循環(huán)處理的步驟S23。
在步驟S29中，步驟S26中獲取的替換通道最終確定為替換通道，處理結(jié)束。
(效果)本實施例的高速緩沖存儲器的效果將參照圖9和圖10進(jìn)行描述。圖9和圖10顯示了主控制器M1～M3的處理，其中水平軸為時間(周期)，垂直軸為總線請求號。主控制器M1～M3中的每一個都具有采用4通道組相聯(lián)系統(tǒng)的回寫系統(tǒng)高速緩沖存儲器20。
作為比較例，圖9顯示了通過給予優(yōu)先權(quán)給排他不一致通道而執(zhí)行替換的常見高速緩沖存儲器系統(tǒng)的處理結(jié)果。圖10顯示了本實施例的高速緩沖存儲器系統(tǒng)的處理結(jié)果。
圖9和圖10所示的處理結(jié)果是當(dāng)在如下條件下執(zhí)行處理時得到的數(shù)據(jù)。
圖9和圖10的處理是假定如下條件執(zhí)行的。
-高速緩沖存儲器系統(tǒng)中總線負(fù)載判決條件設(shè)置單元32的條件設(shè)置值D3被設(shè)置為“1”，并在高速緩沖存儲器錯誤時的總線請求保留號N1為“1”或更大時，總線負(fù)載被判決為有效。
-在主控制器M1的高速緩沖存儲器20的通道上存在一個非排他不一致獨立數(shù)據(jù)和三個排他不一致數(shù)據(jù)。
-在主控制器M2和M3的高速緩沖存儲器20的通道上存在四個非排他不一致數(shù)據(jù)。
-在第20周期和第80周期上存在由寫入引起的高速緩沖存儲器錯誤產(chǎn)生的主控制器M1替換處理請求。
-在第70周期上存在由寫入引起的高速緩沖存儲器錯誤產(chǎn)生的主控制器M2替換處理請求。
-在第90周期上存在由寫入引起的高速緩沖存儲器錯誤產(chǎn)生的主控制器M3替換處理請求。
-無回寫的替換處理需要20個周期。
-有回寫的替換處理需要40個周期。
在執(zhí)行上述處理之后，該比較例能獲取圖1所示的以及下文中所描述的結(jié)果。
-主控制器M1在第20周期執(zhí)行替換處理選擇排他不一致通道，無回寫替換處理被執(zhí)行，且該處理結(jié)束于第40周期(r1)。
-在第70周期處主控制器M2的替換處理中，開始無回寫替換處理，且該處理結(jié)束于第90周期(r2)。
-盡管主控制器M1的替換處理在第80周期(r3)產(chǎn)生，但其中處理的執(zhí)行等待直到主控制器M2的替換處理結(jié)束的第90周期(r4)。
-主控制器M1的替換處理開始于第90周期(r4)。然而，在此時刻，僅存在由主控制器M1的高速緩沖存儲器20保留的排他不一致數(shù)據(jù)。因此，有回寫替換處理被執(zhí)行且該處理結(jié)束于第130周期(r5)。
-盡管主控制器M3的替換處理產(chǎn)生在第90周期(r6)，但其中處理的執(zhí)行等待直到主控制器M1的替換處理結(jié)束的第130周期(r5)。
-無回寫的替換處理開始于第130周期(r7)，且該處理結(jié)束于第150周期(r8)。
在上述處理中，整個替換處理結(jié)束于第150周期。
同時，本實施例取得了如圖10所示并在下文中描述的結(jié)果。
-在第20周期由主控制器M1執(zhí)行的替換處理中，不存在其他原因引起的總線負(fù)載。因此，排他不一致的通道被選擇，有回寫替換處理被執(zhí)行，且該處理結(jié)束于第60周期(R1)。
-在第70周期執(zhí)行無回寫替換處理，其中處理結(jié)束于第90周期(R2)。
-盡管主控制器M1的替換處理產(chǎn)生在第80周期(R3)，但其中處理的執(zhí)行等待到主控制器M2的替換處理結(jié)束的第90周期(R2)。
-主控制器M1的替換處理開始于第90周期(R4)。然而，主控制器M2的替換處理在第80周期的替換處理請求下執(zhí)行，以使總線請求保留號N1為“1”。因此，總線負(fù)載被判決為有效?；谠撆袥Q，排他不一致的通道被選擇且無回寫替換處理被執(zhí)行。該處理結(jié)束于第110周期(R5)。
-盡管主控制器M3的替換處理產(chǎn)生在第90周期(R6)，當(dāng)其中處理的執(zhí)行等待直到主控制器M1的替換處理結(jié)束的第110周期(R5)。
-無回寫替換處理在第110周期(R7)被執(zhí)行，且其中處理結(jié)束于第130周期(R8)。
在上述的處理中，整個替換處理結(jié)束于第130周期。
如上文中所清楚的，本實施例的高速緩沖存儲器系統(tǒng)的處理時間，較之比較例縮短了20個周期。
(運動圖像處理器)圖11是用于顯示根據(jù)本發(fā)明的實施例的運動圖像處理器的結(jié)構(gòu)的框圖。運動圖像處理器80包括半導(dǎo)體設(shè)備70，用于輸入運動圖像數(shù)據(jù)Dd的輸入單元81，用于輸出運功圖片圖像給運動圖像顯示單元90的輸出單元82，以及電源單元83。
半導(dǎo)體處理設(shè)備70包括微處理器μP1、μP2，總線控制器BC，存儲器(主控存儲器)MM，總線B1，以及IO接口71。
微處理器μP1、μP2的每一個都包括本發(fā)明的高速緩沖存儲器系統(tǒng)和CPU(控制器)10。微處理器μP1主要控制整個設(shè)備，而微處理器μP2主要控制運動圖像處理。
(運動圖像處理流程)圖12顯示了運動圖像處理器執(zhí)行運動圖像處理的流程。首先，DVD-VIDEO或類似的運動圖像數(shù)據(jù)Dd從輸入單元81輸入(S31)。當(dāng)運動圖像數(shù)據(jù)Dd在步驟S31中從處理單元81輸入時，微處理器μP1命令微處理器μP2執(zhí)行對運動圖像數(shù)據(jù)的運動圖像處理。接收到命令后，微處理器μP2開始運動圖像處理(S32)。當(dāng)運動圖像處理開始時，判決在微處理器μP2執(zhí)行運動圖像處理期間是否有高速緩沖存儲器存儲錯誤產(chǎn)生(S33)。
當(dāng)步驟S33中判決有高速緩沖存儲器錯誤產(chǎn)生時，高速緩沖存儲器系統(tǒng)CS執(zhí)行圖7所示步驟S11的替換處理。
步驟S34的替換處理(步驟S11)根據(jù)對總線B1總線負(fù)載的判決而變化。亦即，在具有高速緩沖存儲器錯誤時，如果微處理器μP1沒有存儲器訪問且總線B1的總線負(fù)載被判決為無效，則執(zhí)行有效利用總線B1的替換處理。同時，在具有高速緩沖存儲器錯誤時，如果其他微處理器μP1有存儲器訪問且總線B1的總線負(fù)載被判決為有效，則執(zhí)行總線B1上有較小負(fù)載的替換處理。
當(dāng)步驟S34的替換處理結(jié)束時，或者判決步驟S33的運動圖像處理期間無高速緩沖存儲器錯誤產(chǎn)生時，該點處運動圖像處理是否結(jié)束被確定(S35)。如果步驟S35的處理中判決運動圖像處理結(jié)束，則該處理被結(jié)束的運動圖像數(shù)據(jù)從輸出單元82輸出到運動圖像顯示單元90(S36)。以此，一系列步驟的處理結(jié)束。同時，如果步驟S35中判決運動圖像處理未結(jié)束，則返回到步驟S32以重復(fù)運動圖像處理。
(通過高速緩沖存儲器系統(tǒng)所獲取的防止運動圖像處理失效的效果)將參照圖13描述通過本實施例的運動圖像處理器所獲取的防止運動圖像處理失效的效果。圖13的上側(cè)圖表顯示了時序上的幀處理狀態(tài)，其由裝備有傳統(tǒng)高速緩沖存儲器的運動圖像處理器執(zhí)行。下側(cè)圖表顯示了時序上的幀處理狀態(tài)，其由本實施例的運動圖像處理器80執(zhí)行。幀處理是運動圖像處理中的一種基本處理，意味著在一幀的顯示階段處理待在隨后顯示的圖像。圖13所示狀態(tài)將在下文中描述。
高速緩沖存儲器20具有4通道組相聯(lián)系統(tǒng)結(jié)構(gòu)，并假定高速緩沖存儲器20已具有3個數(shù)據(jù)排他不一致的通道和1個數(shù)據(jù)非排他不一致的通道。
在圖13上側(cè)和下側(cè)的兩幅圖表中，第2幀和第4幀處有存儲器訪問等待時間(等待時間)產(chǎn)生。
圖13的上側(cè)和下側(cè)圖表中第2幀的處理產(chǎn)生的存儲器訪問等待時間，其產(chǎn)生如下。亦即，在其他主處理器無存儲器訪問的狀態(tài)下，當(dāng)由于寫訪問而導(dǎo)致產(chǎn)生高速緩沖存儲器錯誤時，用于替換處理非排他不一致數(shù)據(jù)的存儲器訪問等待時間被產(chǎn)生。
在對比例的高速緩沖存儲器中，在上述替換處理中存在高速緩沖存儲器的4通道的排他不一致數(shù)據(jù)。因此，在第4幀的處理中，由于在第2幀產(chǎn)生的存儲器訪問等待時間，故運動圖像處理不能在一幀的顯示階段結(jié)束而引起運動圖像失效。其原因在于在具有來自其他主控制器的訪問的狀態(tài)下產(chǎn)生了高速緩沖存儲器錯誤，并且有回寫替換處理被執(zhí)行，導(dǎo)致僅有排他不一致數(shù)據(jù)保留在高速緩沖存儲器訪問中。這種替換處理要求用于存儲器訪問的時間，故此引起運動圖像處理失效。
在本實施例的高速緩沖存儲器系統(tǒng)中，在不存在來自其他主控制器的存儲器訪問的狀態(tài)下，有回寫的替換處理通過有效利用總線實現(xiàn)。因此，在第4幀的處理中產(chǎn)生的存儲器訪問等待時間，由與在第2幀的情況下相同的原因引起。在本實施例的情況下，如下側(cè)圖表所示，不存在引起運動圖像失效。其原因在于，在本實施例的高速緩沖存儲器系統(tǒng)中，無回寫替換處理被執(zhí)行以免在存在來自其他主控制器的存儲器訪問的狀態(tài)下施加總線負(fù)載。以此，在裝備有本實施例的高速緩沖存儲器系統(tǒng)的運動圖像處理器中，有可能通過抑制本地存儲器訪問等待時間的產(chǎn)生而防止運動圖像處理失效。
如上所述，本發(fā)明的高速緩沖存儲器系統(tǒng)，作為用在多個主控制器使用共同總線的系統(tǒng)中使總線流量均衡的技術(shù)來說是有效的。在該系統(tǒng)中，根據(jù)總線負(fù)載來更改替換方法從而均衡總線流量。因此，有可能防止本地總線流量的產(chǎn)生。因此，本發(fā)明最適宜用于可能因本地總線流量引起諸如丟幀等之類系統(tǒng)失效的運動圖像處理器中。進(jìn)一步，其作為通過均衡總線流量而降低總線寬度的技術(shù)也是有效的。
本發(fā)明已參照最優(yōu)實施例進(jìn)行了詳細(xì)描述。然而，在不背離所附權(quán)利要求精神和廣義范圍的基礎(chǔ)上，對其中部件的組合和修改是可能的。
權(quán)利要求
1.一種高速緩沖存儲器系統(tǒng)，包括高速緩沖存儲器；總線負(fù)載判決設(shè)備，用于對連接到記錄設(shè)備的總線的狀態(tài)執(zhí)行判決，該記錄設(shè)備中存儲所述高速緩沖存儲器的高速緩沖存儲器目標(biāo)數(shù)據(jù)；以及替換通道控制器，用于根據(jù)由所述總線負(fù)載判決設(shè)備執(zhí)行的所述判決的結(jié)果來控制所述高速緩沖存儲器的替換形式。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的高速緩沖存儲器系統(tǒng)，其中所述高速緩沖存儲器是多通道組相聯(lián)系統(tǒng)中的高速緩沖存儲器。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的高速緩沖存儲器系統(tǒng)，其中所述總線負(fù)載判決設(shè)備根據(jù)對所述總線狀態(tài)的所述判決設(shè)置所述總線負(fù)載為有效/無效；并且所述替換通道控制器根據(jù)所述總線負(fù)載判決設(shè)備的設(shè)置狀態(tài)控制所述高速緩沖存儲器的所述替換形式。
4.根據(jù)權(quán)利要求3所述的高速緩沖存儲器系統(tǒng)，其中當(dāng)所述總線負(fù)載被所述總線負(fù)載判決設(shè)備判決為有效時，所述替換通道控制器通過向非排他不一致的通道給予優(yōu)先權(quán)而執(zhí)行替換，當(dāng)所述總線負(fù)載被判決為無效時，通過向排他不一致的通道給予優(yōu)先權(quán)而執(zhí)行替換。
5.根據(jù)權(quán)利要求3所述的高速緩沖存儲器系統(tǒng)，其中所述總線負(fù)載判決設(shè)備包括采集并保持所述總線的總線請求保留號的總線負(fù)載信息保持單元；總線負(fù)載判決條件設(shè)置單元，用于設(shè)置用來判決所述被采集并保持的所述總線請求保留號中的所述總線負(fù)載的條件(以下稱為判決條件)；以及比較器，比較所述總線負(fù)載信息保持單元中保持的所述總線請求保留號和在所述總線負(fù)載判決條件設(shè)置單元中設(shè)置的所述判決條件，并且從而根據(jù)所執(zhí)行的比較結(jié)果設(shè)置所述總線的負(fù)載為有效/無效。
6.根據(jù)權(quán)利要求5所述的高速緩沖存儲器系統(tǒng)，其中當(dāng)所述總線請求保留號大于或等于所述判決條件時，所述比較器判決所述總線負(fù)載為有效，在其他情況下，判決為無效。
7.根據(jù)權(quán)利要求3所述的高速緩沖存儲器系統(tǒng)，其中所述總線負(fù)載判決設(shè)備包括能夠從所述設(shè)備的外部設(shè)置所述總線負(fù)載的存在性的總線負(fù)載存在信息設(shè)置單元，所述總線負(fù)載判決設(shè)備根據(jù)所述總線負(fù)載存在信息設(shè)置單元的設(shè)置狀態(tài)判決所述總線負(fù)載為有效/無效。
8.根據(jù)權(quán)利要求7所述的高速緩沖存儲器系統(tǒng)，其中所述總線負(fù)載存在信息設(shè)置單元根據(jù)寫在程序中的、表示所述總線負(fù)載為有效或無線的信息，設(shè)置所述總線負(fù)載的存在性。
9.根據(jù)權(quán)利要求3所述的高速緩沖存儲器系統(tǒng)，其中所述高速緩沖存儲器包括多個高速緩沖存儲器存儲線；并且在所述高速緩沖存儲器的每一高速緩沖存儲器存儲線中都存在多個表示排他不一致的臟位的狀態(tài)下，當(dāng)所述總線負(fù)載被所述總線負(fù)載判決設(shè)備判決為有效時，所述替換通道控制器通過向具有較少臟位有效數(shù)的通道給予優(yōu)先權(quán)而執(zhí)行替換，當(dāng)被判決為無效時，通過向具有較多臟位有效數(shù)的通道給予優(yōu)先權(quán)而執(zhí)行替換。
10.根據(jù)權(quán)利要求3所述的高速緩沖存儲器系統(tǒng)，其中所述高速緩沖存儲器包括多個高速緩沖存儲器存儲線；并且在所述高速緩沖存儲器能夠執(zhí)行突發(fā)傳輸?shù)臓顟B(tài)下，當(dāng)每一所述高速緩沖存儲器存儲線中都存在多個表示排他不一致的臟位且有效臟位的數(shù)目相互間一致時，所述替換通道控制器根據(jù)所述高速緩沖存儲器的突發(fā)傳輸設(shè)置和所述有效臟位的分布而更改待被替換的通道。
11.一種處理輸入數(shù)據(jù)并將其以運動圖像數(shù)據(jù)輸出的運動圖像處理器，所述處理器包括高速緩沖存儲器；總線負(fù)載判決設(shè)備，用于對連接到記錄設(shè)備的總線的狀態(tài)執(zhí)行判決，該記錄設(shè)備中存儲所述高速緩沖存儲器的高速緩沖存儲器目標(biāo)數(shù)據(jù)；替換通道控制器，用于根據(jù)由所述總線負(fù)載判決設(shè)備執(zhí)行的所述判決的結(jié)果來控制所述高速緩沖存儲器的替換形式；控制器，用于訪問所述高速緩沖存儲器；記錄設(shè)備，用于記錄所述控制器的命令或所述數(shù)據(jù)；總線，用于在所述控制器和所述記錄設(shè)備之間傳輸所述命令或所述數(shù)據(jù)；以及總線控制器，用于向所述總線負(fù)載判決設(shè)備輸出關(guān)于所述總線負(fù)載的信息。
12.根據(jù)權(quán)利要求11所述的運動圖像處理器，其中所述高速緩沖存儲器是多通道組相聯(lián)系統(tǒng)中的高速緩沖存儲器。
13.根據(jù)權(quán)利要求11所述的運動圖像處理器，其中所述總線負(fù)載判決設(shè)備根據(jù)對所述總線狀態(tài)的所述判決設(shè)置所述總線負(fù)載為有效/無效；并且所述替換通道控制器根據(jù)所述總線負(fù)載判決設(shè)備的設(shè)置狀態(tài)控制所述高速緩沖存儲器的所述替換形式。
14.根據(jù)權(quán)利要求13所述的運動圖像處理器，其中當(dāng)所述總線負(fù)載被所述總線負(fù)載判決設(shè)備判決為有效時，所述替換通道控制器通過向非排他不一致的通道給予優(yōu)先權(quán)而執(zhí)行替換，當(dāng)所述總線負(fù)載被判決為無效時，通過向排他不一致的通道給予優(yōu)先權(quán)而執(zhí)行替換。
15.根據(jù)權(quán)利要求13所述的運動圖像處理器，其中所述總線負(fù)載判決設(shè)備包括采集并保持所述總線的總線請求保留號的總線負(fù)載信息保持單元；總線負(fù)載判決條件設(shè)置單元，用于設(shè)置用來判決所述總線請求保留號中的所述總線負(fù)載的條件(以下稱為判決條件)；以及比較器，比較所述總線負(fù)載信息保持單元中保持的總線請求保留號和在所述總線負(fù)載判決條件設(shè)備單元中設(shè)置的所述判決條件，并且從而根據(jù)所執(zhí)行的比較結(jié)果設(shè)置所述總線的負(fù)載為有效/無效。
16.根據(jù)權(quán)利要求15所述的運動圖像處理器，其中當(dāng)所述總線請求保留號大于或等于所述判決條件時，所述比較器判決所述總線負(fù)載為有效，在其他情況下，判決為無效。
17.根據(jù)權(quán)利要求13所述的運動圖像處理器，其中所述總線負(fù)載判決設(shè)備包括能夠從所述設(shè)備的外部設(shè)置所述總線負(fù)載的存在性的總線負(fù)載存在信息設(shè)置單元，所述總線負(fù)載判決設(shè)備根據(jù)所述總線負(fù)載存在信息設(shè)置單元的設(shè)置狀態(tài)判決所述總線負(fù)載為有效/無效。
18.根據(jù)權(quán)利要求17所述的運動圖像處理器，其中所述總線負(fù)載存在信息設(shè)置單元根據(jù)寫在程序中的、表示所述總線負(fù)載有效或無線的信息，設(shè)置所述總線負(fù)載的存在性。
19.根據(jù)權(quán)利要求13所述的運動圖像處理器，其中所述高速緩沖存儲器包括多個高速緩沖存儲器存儲線；并且在所述高速緩沖存儲器的每一高速緩沖存儲器存儲線中都存在多個表示排他不一致的臟位的狀態(tài)下，當(dāng)所述總線負(fù)載被所述總線負(fù)載判決設(shè)備判決為有效時，所述替換通道控制器通過向具有較少臟位有效數(shù)的通道給予優(yōu)先權(quán)而執(zhí)行替換，當(dāng)被判決為無效時，通過向具有較多臟位有效數(shù)的通道給予優(yōu)先權(quán)而執(zhí)行替換。
20.根據(jù)權(quán)利要求13所述的運動圖像處理器，其中所述高速緩沖存儲器包括多個高速緩沖存儲器存儲線；并且在所述高速緩沖存儲器能夠執(zhí)行突發(fā)傳輸?shù)臓顟B(tài)下，當(dāng)每一所述高速緩沖存儲器存儲線中都存在多個表示排他不一致的臟位且有效臟位的數(shù)目相互間一致時，所述替換通道控制器根據(jù)所述高速緩沖存儲器的突發(fā)傳輸設(shè)置和所述有效臟位的分布而更改待被替換的通道。
21.一種高速緩沖存儲器控制方法，包括總線負(fù)載判決步驟，用于判決連接到記錄設(shè)備的總線的狀態(tài)，該記錄設(shè)備中存儲高速緩沖存儲器的高速緩沖存儲器目標(biāo)數(shù)據(jù)；以及替換通道控制步驟，用于根據(jù)在所述總線負(fù)載判決步驟中執(zhí)行的判決的結(jié)果來控制所述高速緩沖存儲器的替換形式。
22.根據(jù)權(quán)利要求21所述的高速緩沖存儲器控制方法，其中所述高速緩沖存儲器是多通道組相聯(lián)系統(tǒng)中的高速緩沖存儲器。
23.根據(jù)權(quán)利要求21所述的高速緩沖存儲器控制方法，其中在所述總線負(fù)載判決步驟，根據(jù)所述對總線狀態(tài)的判決，所述總線負(fù)載被設(shè)置為有效/無效；并且在所述替換通道控制步驟，根據(jù)在所述總線負(fù)載判決步驟中設(shè)置的設(shè)置狀態(tài)，所述高速緩沖存儲器的替換形式被控制。
24.根據(jù)權(quán)利要求23所述的高速緩沖存儲器控制方法，其中，在所述替換通道控制步驟，當(dāng)所述總線負(fù)載在所述總線負(fù)載判決步驟中被判決為有效時，通過向非排他不一致的通道給予優(yōu)先權(quán)而執(zhí)行替換，當(dāng)所述總線負(fù)載被判決為無效時，通過向排他不一致的通道給予優(yōu)先權(quán)而執(zhí)行替換。
25.根據(jù)權(quán)利要求23所述的高速緩沖存儲器控制方法，其中所述總線負(fù)載判決步驟包括總線負(fù)載信息采集步驟，采集所述總線的總線請求保留號；總線負(fù)載判決條件設(shè)置步驟，用于設(shè)置用來判決所述被采集的總線請求保留號中的所述總線負(fù)載的條件(以下稱為判決條件)；以及比較步驟，用于比較所述被采集的總線請求保留號和被設(shè)置的所述判決條件，并且從而根據(jù)所執(zhí)行的比較結(jié)果設(shè)置所述總線的負(fù)載為有效/無效。
26.根據(jù)權(quán)利要求25所述的高速緩沖存儲器控制方法，其中，在所述比較步驟，當(dāng)所述總線請求保留號大于或等于所述判決條件時，所述總線負(fù)載被判決為有效，在其他情況下，所述總線負(fù)載被判決為無效。
27.根據(jù)權(quán)利要求23所述的高速緩沖存儲器控制方法，其中，在所述總線負(fù)載判決步驟，根據(jù)所述總線負(fù)載存在性的設(shè)置狀態(tài)，所述總線負(fù)載被判決為有效/無效。
28.根據(jù)權(quán)利要求27所述的高速緩沖存儲器控制方法，其中，在所述總線負(fù)載存在信息設(shè)置步驟，根據(jù)寫在程序中的、表示所述總線負(fù)載為有效或無線的信息，所述總線負(fù)載的存在性被設(shè)置。
29.根據(jù)權(quán)利要求23所述的高速緩沖存儲器控制方法，其中所述高速緩沖存儲器包括多個高速緩沖存儲器存儲線；并且在所述高速緩沖存儲器的每一高速緩沖存儲器存儲線中都存在多個表示排他不一致的臟位的狀態(tài)下，當(dāng)所述總線負(fù)載被所述總線負(fù)載判決步驟判決為有效時，所述替換通道控制步驟通過向具有最少臟位有效數(shù)的通道給予優(yōu)先權(quán)而執(zhí)行替換，當(dāng)被判決為無效時，通過向具有較多臟位有效數(shù)的通道給予優(yōu)先權(quán)而執(zhí)行替換。
30.根據(jù)權(quán)利要求23所述的高速緩沖存儲器控制方法，其中所述高速緩沖存儲器包括多個高速緩沖存儲器存儲線；并且在所述高速緩沖存儲器能夠執(zhí)行突發(fā)傳輸?shù)臓顟B(tài)下，當(dāng)每一所述高速緩沖存儲器存儲線中都存在多個表示排他不一致的臟位且有效臟位的數(shù)目相互間一致時，所述替換通道步驟根據(jù)所述高速緩沖存儲器的突發(fā)傳輸設(shè)置和所述有效臟位的分布而更改待被替換的通道。
全文摘要
本發(fā)明提供的高速緩沖存儲器系統(tǒng)是具有多個主控制器并有效使用總線帶寬的系統(tǒng)。該高速緩沖存儲器系統(tǒng)包括高速緩沖存儲器；總線負(fù)載判決設(shè)備，用于對連接到存儲高速緩沖存儲器的高速緩沖存儲器目標(biāo)數(shù)據(jù)的記錄設(shè)備的總線的狀態(tài)執(zhí)行判決；以及替換通道控制器，用于根據(jù)總線負(fù)載判決設(shè)備所執(zhí)行的判決結(jié)果控制高速緩沖存儲器的替換形式。
文檔編號G06F12/12GK1763731SQ200510109488
公開日2006年4月26日 申請日期2005年10月20日 優(yōu)先權(quán)日2004年10月20日
發(fā)明者宮下貴典, 柴田耕作, 津幡真太郎 申請人:松下電器產(chǎn)業(yè)株式會社