本发明专利技术提供了高速缓存装置和高速缓存数据存取方法，该高速缓存数据存取方法适用于与一处理器及一主存储器电连接的高速缓存装置，该高速缓存装置包括具有多个储存组的一数据储存单元，每一储存组具有分别对应多个存取路径的多个储存组件，该高速缓存数据存取方法包含下列步骤：接收由该处理器所传送的一目标地址；根据该目标地址判断该数据储存单元中是否存有一目标数据；接收该目标数据；根据该目标地址所对应的该储存组的这些储存组件是否被标示为有效的以及该目标地址是否介于一锁定范围来选取一牺牲路径；以及将该目标数据写入该牺牲路径中。
【技术实现步骤摘要】
本专利技术关于一种，特别是指一种在一高速缓存中锁定并存取一关键数据的装置与方法。
技术介绍
现今一高速缓存(Cache Memory)已经被广泛应用于一处理单元(如一中央处理器(CPU))中，当该处理单元欲取得一目标数据时，若是该目标数据已存放于该高速缓存中，则可以有效提升该处理单元的存取效率。参阅图1，一处理单元11包括一处理器111与一高速缓存112。该处理器111由该高速缓存112中存取一目标数据，当该处理器111可以从该高速缓存112中取得该目标数据时，称之为快取命中(Cache hit)，反之，若无法从该高速缓存112中取得该目标数据时，称之为快取漏失(Cachemiss);当发生快取漏失时，该高速缓存112会从一主存储器(Mainmemory) 12中取得该目标数据。在美国公告专利号7228386所提出的一现有技术(以下称为第一现有技术)中，其针对一对应多个存取路径(Way)的高速缓存，利用一路径开启缓存器(Way enableregister)以控制每一个存取路径的开启或关闭。举例来说，参阅图2，假设一高速缓存41具有分别对应索引SI S8的八个储存组，每一储存组具有分别对应四个存取路径Wl W4的四个储存组件，该四个存取路径Wl W4分别称为一第一存取路径Wl、一第二存取路径W2、一第三存取路径W3，及一第四存取路径W4。该路径开启缓存器42大小为四位，且每一位用以表示开启或关闭一相对应存取路径，也就是说，假设该路径开启缓存器42的值为1110，且第O至第3位分别对应到第一至第四存取路径Wl W4，第O位为O代表该第一存取路径Wl被关闭，因此不能再覆写其它数据在该第一存取路径Wl所对应的这些储存组件中。一般而言，这样的目的在于当有一关键数据(Critical data)被存放于该第一存取路径Wl所对应的一储存组件中时，且该关键数据是一使用频率较高的数据，为避免该关键数据被覆写造成下次需读取时，必须重新由该主存储器处取得，进而导致处理单元读取数据的效率下降，因而关闭该第一存取路径Wl的写入功能。然而，在该第一存取路径Wl所对应的这些储存组件中不一定全部都已存放关键数据，举例来说，如图2所示，假设索引S8所对应的该储存组中对应于该第一存取路径Wl的储存组件(以下以储存组件(Wl，S8)来表示，其余类推)，以及储存组件(Wl，S7)、(Wl,S5)、(Wl, S4)、(Wl, S3)皆各自储存一关键数据，因为该路径开启缓存器42的第O位为0，因此，该第一存取路径Wl所对应的其它储存组件，如(W1，S6)、(Wl，S2)、(Wl，SI)，无法再存放其它数据。换句话说，将造成该第一存取路径Wl的利用率下降形成浪费，同时，也可能会使得该高速缓存的快取命中率(Cache hit rate)下降，因此，该第一现有技术仍具有相当大的改善空间。此外，在美国公告专利号6047358所提出的另一现有技术(以下称为第二现有技术)中，其利用多个缓存器设定一锁定范围(Lock range)的大小(L0CK_SIZE)、该锁定范围的对应地址(LOCK_ADDRESS)等信息，进而于该高速缓存装置上设定出该锁定范围的空间以供储存锁定的数据使用。然而，该第二现有技术完成设定该锁定范围的空间之后，必需要执行一初始化程序(Initialization procedure)以锁定多个关键数据在其中；此外，若是这些关键数据的数据量大小大于该高速缓存装置时，该第二现有技术无法设定一大于该高速缓存装置的储存空间大小的锁定范围，因此，其仍然存在着许多问题仍待进一步改善。
技术实现思路
因此，本专利技术的目的之一即在提供一种可以解决上述问题的高速缓存数据存取方法。于是，本专利技术高速缓存数据存取方法适用于与一处理器及一主存储器电连接的高速缓存装置。该高速缓存装置包括具有多个储存组的一数据储存单元。每一储存组具有分别对应多个存取路径的多个储存组件。该高速缓存数据存取方法包含下列步骤接收由该处理器所传送的一目标地址；根据该目标地址判断该数据储存单元中是否存有一目标数据；接收该目标数据；根据该目标地址所对应的该储存组的这些储存组件是否被标示为有效的以及该目标地址是否介于一锁定范围来选取一牺牲路径；以及将该目标数据写入该牺牲路径中。而本专利技术的目的之二在于提供一种可以解决上述问题的高速缓存装置。于是，本专利技术高速缓存装置耦接一处理器及一主存储器，其包含一控制单元，用以界定在该主存储器中的一锁定范围；一数据储存单元，具有多个储存组，每一储存组具有分别对应多个存取路径的多个储存组件 '及一关键旗标单元，用于标示每一储存组件中的数据是否介于该锁定范围中；其中，该锁定范围大于该数据储存单元的大小。附图说明图1是一现有技术的系统方块图；图2是该现有技术控制存取路径的示意图；图3是本专利技术的高速缓存装置的较佳实施例的系统方块图；图4是本专利技术的高速缓存装置的较佳实施例的一说明范例；图5是本专利技术的高速缓存数据存取方法的较佳实施例的流程图；图6是本专利技术的高速缓存数据存取方法的较佳实施例的牺牲路径选择程序的流程图；图7是本专利技术的高速缓存数据存取方法的较佳实施例的第一牺牲路径选择子程序的流程图；图8是本专利技术的高速缓存数据存取方法的较佳实施例的第二牺牲路径选择子程序的流程图；图9是本专利技术的高速缓存数据存取方法的较佳实施例的第三牺牲路径选择子程序的流程图；图10是本专利技术的高速缓存数据存取方法的较佳实施例的说明范例；图11是本专利技术的高速缓存数据存取方法的较佳实施例的说明范例(续)；及图12是本专利技术的高速缓存数据存取方法的另一实施例。主要组件符号说明11 处理单元111处理器 112高速缓存12 主存储器41 高速缓存42 路径开启缓存器50 处理器51 主存储器502 510步骤514 516子步骤518步骤8 高速缓存数据存取方法81 88 步骤831 833子步骤71 73 子步骤711 713子步骤721 723子步骤731 735子步骤9 高速缓存装置91 有效旗标单元92 写回旗标单元93 取代优先权单元94 关键旗标单元95标签地址储存单元96 数据储存单元97控制单元971锁定范围起始位置缓存器972锁定范围结束位置缓存器973关键路径开启缓存器974控制器具体实施例方式有关本专利技术的前述及其它
技术实现思路
、特点与功效，在以下配合参考附图的较佳实施例的详细说明中，将可清楚的呈现。高速缓存装置参阅图3，本专利技术高速缓存装置9的一较佳实施例，适用于与一处理器50及一主存储器51电连接，且接收一由该处理器50所传送的具有一标签(Tag)字段及一索引(Index)字段的目标地址，其包含一有效旗标单元91、一写回旗标单元92、一取代优先权单元93、一关键旗标单元94、一标签地址储存单元95、一数据储存单元96,及一控制单元97。该控制单元97包括一锁定范围起始地址缓存器(Lock range top register)971、一锁定范围结束地址缓存器(Lock range base register)972、一关键路径开启缓存器(Critical way enable register) 973,及一控制器 974。该锁定范围起始地址缓存器971与锁定范围结束地址缓存器972用以界本文档来自技高网...
【技术保护点】
一种高速缓存数据存取方法，适用于与一处理器及一主存储器电连接的一高速缓存装置，所述高速缓存装置包括具有多个储存组的一数据储存单元，每一储存组具有分别对应多个存取路径的多个储存组件，所述高速缓存数据存取方法包含下列步骤：接收由所述处理器所传送的一目标地址；根据所述目标地址判断所述数据储存单元中是否存有一目标数据；接收所述目标数据；根据所述目标地址所对应的所述储存组的所述多个储存组件是否被标示为有效的以及所述目标地址是否介于一锁定范围来选取一牺牲路径；以及将所述目标数据写入所述牺牲路径中。
【技术特征摘要】
1.一种高速缓存数据存取方法，适用于与一处理器及一主存储器电连接的一高速缓存装置，所述高速缓存装置包括具有多个储存组的一数据储存单元，每一储存组具有分别对应多个存取路径的多个储存组件，所述高速缓存数据存取方法包含下列步骤 接收由所述处理器所传送的一目标地址； 根据所述目标地址判断所述数据储存单元中是否存有一目标数据； 接收所述目标数据； 根据所述目标地址所对应的所述储存组的所述多个储存组件是否被标示为有效的以及所述目标地址是否介于一锁定范围来选取一牺牲路径；以及 将所述目标数据写入所述牺牲路径中。2.根据权利要求1所述的高速缓存数据存取方法，其中，所述锁定范围大于所述数据储存单元的大小。3.根据权利要求1所述的高速缓存数据存取方法，其中 还根据所述目标地址所对应的所述储存组中对应于被标示为锁定的存取路径的所有储存组件是否被标示为关键的来选取所述牺牲路径。4.根据权利要求3所述的高速缓存数据存取方法，其中，选取所述牺牲路径的步骤包括以下子步骤 选择一被标示为锁定的存取路径作为所述牺牲路径，其中，所述存取路径对应于所述目标地址所对应的所述储存组中没被标示为关键的一储存组件。5.根据权利要求4所述的高速缓存数据存取方法，还包括以下步骤 当所述目标地址介于所述锁定范围时，将所述储存组件标示为关键的。6.根据权利要求3所述的高速缓存数据存取方法，其中，选取所述牺牲路径的步骤包括以下子步骤 选择一被标示为锁定的存取路径作为所述牺牲路径，其中，所述存取路径对应于所述目标地址所对应的所述储存组中没被标示为有效...
【专利技术属性】
技术研发人员：卢彦儒，黄朝玮，
申请(专利权)人：瑞昱半导体股份有限公司，
类型：发明
国别省市：
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