可配置高速缓冲存储器及其配置方法技术

技术编号:11410744 阅读:113 留言:0更新日期:2015-05-06 10:08
本申请涉及可配置高速缓冲存储器及其配置方法。在特定实施例中,揭示一种高速缓冲存储器,其包括标签状态阵列,所述标签状态阵列包括可通过设定索引寻址的标签区域。所述标签状态阵列还包括可通过状态地址寻址的状态区域,其中所述设定索引及所述状态地址包括至少一个共用位。

【技术实现步骤摘要】
可配置高速缓冲存储器及其配置方法分案申请的相关信息本申请是申请号为PCT/US2010/026106,申请日为2010年3月3日,优先权日为2009年3月3日,专利技术名称为“可配置高速缓冲存储器及其配置方法”的PCT申请进入国家阶段后申请号为201080010235.9的中国专利技术专利申请的分案申请。
本专利技术大体上是针对于可配置高速缓冲存储器及其配置方法。
技术介绍
技术的进步已产生较小且较强大的计算装置。举例来说,当前存在多种便携式个人计算装置,包括无线计算装置,例如便携式无线电话、个人数字助理(PDA)及寻呼装置,其体积小、重量轻且便于用户携带。更具体地说,便携式无线电话(例如,蜂窝式电话及因特网协议(IP)电话)可经由无线网络传送话音及数据包。另外,许多此些无线电话包括并入于其中的其它类型的装置。举例来说,无线电话还可包括数字静态相机、数字视频相机、数字记录器及音频文件播放器。并且,此些无线电话可处理可执行指令,包括可用以接入因特网的软件应用程序(例如,网络浏览器应用程序)。因而,这些无线电话可包括显著的计算能力。数字信号处理器(DSP)、图像处理器及其它处理装置常常用于便携式个人计算装置中,且结合一个或一个以上高速缓冲存储器来操作。高速缓冲存储器通常为存在于存储器层级中的某处的数据的复本。在一些情况下,高速缓冲存储器可仅具有系统中的数据的“最新”复本。高速缓冲存储器的一个典型组件为数据存储器。将此数据存储器划分为若干个高速缓存线,其中每一高速缓存线为系统存储器的唯一(及连续)部分的复本。高速缓冲存储器的另一典型组件为用以使系统存储器地址与特定高速缓存线相关联的分路。常将这种用以使系统存储器地址与特定高速缓存线相关联的分路称为标签。高速缓冲存储器的另一典型组件为用以指示高速缓存线是否有效、经修改、被占有等的状态。
技术实现思路
可通过修改高速缓存线大小而不改变高速缓冲存储器的标签的数目来重新设计可配置高速缓冲存储器的大小。不同高速缓冲存储器大小之间的映射可通过使用于高速缓冲存储器查找的存储器地址内的索引的位置移位来执行。举例来说,一对多路复用器可在查找操作期间基于高速缓冲存储器的大小来选择地址位以使索引的位置移位。在特定实施例中,揭示一种设备,其包括具有标签状态阵列的高速缓冲存储器。所述标签状态阵列包括可通过设定索引寻址的标签区域。所述标签状态阵列还包括可通过状态地址寻址的状态区域,其中所述设定索引及所述状态地址包括至少一个共用位。在另一实施例中,揭示一种方法,其包括在高速缓冲存储器的标签状态阵列处接收地址,其中所述高速缓冲存储器可配置而具有第一大小及大于所述第一大小的第二大小中的一者。所述方法还包括:识别所述地址的第一部分作为设定索引、使用所述设定索引来定位所述标签阵列的至少一个标签字段;以及识别所述地址的第二部分以与存储在所述至少一个标签字段中的值进行比较。所述方法进一步包括:定位所述标签状态阵列的至少一个状态字段,所述至少一个状态字段与和所述第二部分匹配的特定标签字段相关联;以及基于所述地址的第三部分与所述至少一个状态字段的至少两个状态位的比较来识别高速缓存线。所述方法还包括检索所述高速缓存线,其中基于所述高速缓冲存储器经配置而具有所述第一大小还是所述第二大小来选择所述地址的所述第一部分的第一位置及所述地址的所述第二部分的第二位置,且其中所述地址的所述第一部分在所述高速缓冲存储器具有所述第一大小时与在所述高速缓冲存储器具有所述第二大小时具有相同数目个位。在另一实施例中,揭示一种方法,其包括改变高速缓冲存储器的大小。所述方法还包括响应于改变所述高速缓冲存储器的所述大小而使待从所述高速缓冲存储器检索的数据的地址的设定索引部分的位置移位,其中当使所述位置移位时,所述设定索引部分的位长度并不改变。在另一实施例中,揭示一种计算机可读媒体。所述计算机可读媒体以有形方式包含计算机可执行指令,所述指令可执行以致使计算机通过以下行为将高速缓冲存储器从具有第一数据区域大小的第一配置改变为具有第二数据区域大小的第二配置:增加与所述高速缓冲存储器的数据阵列的每一条目相关联的数据的量且维持所述数据阵列的可经由设定索引寻址的第一数目个条目;以及维持所述数据阵列的与所述设定索引的每一值相关联的第二数目个条目。所述计算机可执行指令进一步可执行以致使所述计算机使给标签状态阵列编索引的存储器地址的位的范围移位,所述标签状态阵列与所述数据阵列相关联,其中基于将所述高速缓冲存储器从所述第一配置改变为所述第二配置来使给所述标签状态阵列编索引的位的所述范围移位。所揭示的实施例所提供的一个特定优点是:提供标签与高速缓存线之间的可配置映射,以支持标签对多个数据RAM配置的较大利用,使得当数据RAM配置为100%高速缓冲存储器、50%高速缓冲存储器或25%高速缓冲存储器时,高速缓存线的大小减小等值的量。所揭示的实施例所提供的另一优点是:当可用于高速缓存的数据RAM减小时,以成本及时序有效的方式使可用标签的数目大体上最大化,这在传统数据局部性假设可能不成立的低功率多线程处理器环境中具有特定重要性。具有较多标签的高速缓冲存储器为较高性能的高速缓冲存储器,因为减少了地址空间冲突。在审阅包括以下部分的整个申请案之后,本专利技术的其它方面、优点及特征将变得明显:附图说明、具体实施方式及权利要求书。附图说明图1为可配置高速缓冲存储器系统的特定说明性实施例的框图,所述可配置高速缓冲存储器系统具有标签状态阵列、多个分路及耦合到所述标签状态阵列的高速缓存数据区域;图2为可配置高速缓冲存储器系统的另一特定说明性实施例的框图,所述可配置高速缓冲存储器系统具有标签状态阵列、多个分路及耦合到所述标签状态阵列的高速缓存数据区域;图3为用于高速缓冲存储器查找的存储器地址寄存器以及移位设定索引的特定说明性实施例的框图;图4为用于高速缓冲存储器查找的存储器地址寄存器及用以产生设定索引的选择电路及索引电路的特定说明性实施例的框图;图5为用以配置可配置高速缓冲存储器的方法的第一说明性实施例的流程图;图6为用以配置可配置高速缓冲存储器的方法的第二说明性实施例的流程图;图7为用以配置可配置高速缓冲存储器的方法的第三说明性实施例的流程图;图8为包括可配置高速缓冲存储器模块的便携式通信装置的特定实施例的框图;以及图9为用以制造包括可配置高速缓冲存储器装置的电子装置的制造过程的特定说明性实施例的数据流程图。具体实施方式参看图1,说明可配置高速缓冲存储器系统100的特定说明性实施例,其具有标签状态阵列108、多个分路120及耦合到所述标签状态阵列108的高速缓存数据区域110。可配置高速缓冲存储器系统100包括可配置高速缓冲存储器106及地址102。所述可配置高速缓冲存储器106包括耦合到高速缓存数据区域110的标签状态阵列108。高速缓存数据区域110包括一个或一个以上高速缓存线112。如图1中所示,高速缓存数据区域110可配置以具有对应于第一高速缓冲存储器配置的第一高速缓冲存储器大小或具有对应于第二高速缓冲存储器配置的第二高速缓冲存储器大小,其中所述第二高速缓冲存储器大小大于所述第一高速缓冲存储器大小。高速缓存数据区域110包括与设定索引(例如,设定索引1122或设定索引2124)本文档来自技高网
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可配置高速缓冲存储器及其配置方法

【技术保护点】
一种方法,其包含:在高速缓冲存储器的标签状态阵列处接收地址,其中所述高速缓冲存储器经配置以具有第一大小、大于所述第一大小的第二大小或者大于所述第二大小的第三大小;将所述地址的第一部分识别为设定索引;使用所述设定索引来定位所述标签状态阵列的至少一个标签字段;识别所述地址的第二部分以与存储在所述至少一个标签字段处的值进行比较;定位所述标签状态阵列的至少一个状态字段,所述至少一个状态字段与匹配所述第二部分的特定标签字段相关联;基于所述地址的第三部分与所述至少一个状态字段的至少两个状态位的比较来识别高速缓存线,其中所述地址的所述第三部分与所述地址的所述第一部分重叠的位的数目是基于所述高速缓冲存储器的大小;以及检索所述高速缓存线。

【技术特征摘要】
2009.03.03 US 12/397,1851.一种用于配置高速缓冲存储器的方法,其包含:在高速缓冲存储器的标签状态阵列处接收地址,其中所述高速缓冲存储器经配置以具有第一大小、大于所述第一大小的第二大小或者大于所述第二大小的第三大小;将所述地址的第一部分识别为设定索引;使用所述设定索引来定位所述标签状态阵列的至少一个标签字段;识别所述地址的第二部分以与存储在所述至少一个标签字段处的值进行比较;定位所述标签状态阵列的至少一个状态字段,所述至少一个状态字段与匹配所述第二部分的特定标签字段相关联;基于所述地址的第三部分与所述至少一个状态字段的至少两个状态位的比较来识别高速缓存线,其中所述地址的所述第三部分与所述地址的所述第一部分重叠的位的数目是基于所述高速缓冲存储器的大小;以及检索所述高速缓存线,其中当所述高速缓冲存储器经配置而具有所述第一大小时,所述地址的所述第一部分与所述地址的所述第三部分的两个位重叠。2.根据权利要求1所述的方法,其中当所述高速缓冲存储器经配置而具有所述第二大小时,所述地址的所述第一部分与所述地址的所述第三部分的单个位重叠,且其中当所述高速缓冲存储器经配置而具有所述第三大小时,所述地址的所述第一部分不与所述地址的所述第三部分的任何位重叠。3.根据权利要求1所述的方法,其中检索所述高速缓存线是由电子装置的处理器执行。4.根据权利要求1所述的方法,其中所述地址的所述第一部分包括在存储器地址寄存器中。5.根据权利要求1所述的方法,其中所述地址的所述第三部分为所述地址的状态地址部分。6.根据权利要求1所述的方法,其中所述高速缓冲存储器的所述第一大小为64千位,且所述高速缓冲存储器的所述第二大小为128千位。7.根据权利要求6所述的方法,其中所述高速缓冲存储器的所述第三大小为256千位。8.一种用于配置高速缓冲存储器的设备,其包含:高速缓冲存储器;以及耦合到所述高速缓冲存储器的处理器,所述处理器经配置以:在所述高速缓冲存储器的标签状态阵列处接收地址,其中所述高速缓冲存储器经配置以具有第一大小、大于所述第一大小的第二大小或者大于所述第二大小的第三大小;使用所述地址的第一部分作为设定索引来定位所述标签状态阵列的至少一个标签字段;定位所述标签状态阵列的至少一个状态字段,所述至少一个状态字段与所述至少一个标签字段的特定标签字段相关联,其中所述特定标签字段与所述地址的第二部分匹配;以及基于所述地址的第三部分与所述至少一个状态字段的至少两个状态位的比较来检索高速缓存线,其中所述地址的所述第三部分与所述地址的所述第一部分重叠的位的数目是基于所述高速缓冲存储器的大小,其中当所述高速缓冲存储器经配置而具有所述第一大小时,所述地址的所述第一部分与所述地址的所述第三部分的两个位重叠。9.根据权利要求8所述的设备,其中所述地址的所述第一部分的第一位置以及所述地址的所述第二部分的第二位置是基于所述高速缓冲存储器的所述大小而选择的。10.根据权利要求9所述的设备,其中当所述高速缓冲存储器具有所述第一大小时与当所述高速缓...

【专利技术属性】
技术研发人员:克里斯托弗·爱德华·科布阿贾伊·阿南塔·英格尔卢奇安·科德雷斯库沈剑
申请(专利权)人:高通股份有限公司
类型:发明
国别省市:美国;US

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