专利名称：控制旁路转换缓冲器的接口转换装置的制作方法
技术领域：
本发明涉及嵌入式处理器领域，其具体是一种控制旁路转换缓冲器的接口转换装置。
背景技术：
随着电子技术的发展，嵌入式系统无处不在，而作为嵌入式系统的核心嵌入式处理器，为了满足高性能、低功能的迫切需要，高性能嵌入式处理器内一般都包含了一个存储管理单元(MMU)来完成虚拟地址到物理地址的转换及页面属性的配置管理。MMU由旁路转换缓冲器和一些控制电路组成。旁路转换缓冲器的主要部分为存储器，控制电路。控制电路根据不同的MMU微体系结构而不同，主要功能是把对旁路转换缓冲器的指令操作实现为对存储器的读或写。对旁路转换缓冲器的指令操作一般有旁路转换缓冲器读，旁路转换缓冲器写，旁路转换缓冲器查找，旁路转换缓冲器无效等。MMU的控制电路复杂，且根据不同的微体系结构而不同，可重用性差。鉴于以上缺点，对MMU的微体系结构仍需要进一步的研究。
发明内容
为了克服现有嵌入式处理器对旁路转换缓冲器控制技术的电路复杂、可重用性较差的不足，本发明提供一种能够简化电路、可重用性良好的控制旁路转换缓冲器的接口转
换装置。为了解决上述技术问题提出的技术方案为一种控制旁路转换缓冲器的接口转换装置，所述接口转换装置包括控制寄存器单元，用以负责把相关的软件操作解析为数据或控制信息存储在寄存器组中；转换控制单元，用以把所述寄存器组中所表征的各种对旁路转换缓冲器的指令操作转换为对旁路转换缓冲器单元的原子操作，以完成旁路转换缓冲器单元和控制寄存器单元中寄存器组内容的更新；旁路转换缓冲器单元，包含两路组相连的联合TLB、全相连的牺牲TLB，用以负责响应来至控制转换单元发起的各种原子操作。优选的，所述寄存器组包括TLB索引寄存器、保存TLB奇数页物理地址和页面属性的TLBentryLoO寄存器、保存TLB偶数页物理地址和页面属性的TLBentryLol寄存器、保存虚拟地址及当前进程号的MEH寄存器、保存当前进程页面大小的MPR寄存器和保存对旁路转换缓冲器的指令操作的TLB控制指令寄存器。进一步，所述寄存器组中所表征的各种对旁路转换缓冲器的指令操作包括TLB查找、TLB读索引、TLB写索引、TLB写随机、TLB无效特定进程和TLB无效全部项。再进一步，所述转换控制单元中，对旁路转换缓冲器单元的原子操作分为两类，一类为对联合TLB的原子操特，包括特定项读、特定项写，另一类为对牺牲TLB的原子操作，包
4括特定项读、特定项写、全部项读、随机项写。本发明的有益效果为能够简化电路、可重用性良好。
图1为一种控制旁路转换缓冲器的接口转换装置整体结构图。图2为控制寄存器单元寄存器组结构图。图3为TLB控制指令寄存器指示图。图4为TLB原子操作指示图。
具体实施例方式下面结合附图对本发明作进一步描述。参照图1，一种控制旁路转换缓冲器的接口转换装置，包括控制寄存器单元，负责把相关的软件操作，解析为相应的数据或控制信息存储在寄存器组中；转换控制单元，把控制寄存器单元中的寄存器组中所表征的各种对旁路转换缓冲器的指令操作转换为对旁路转换缓冲器单元的原子操作，以完成旁路转换缓冲器单元和控制寄存器单元中寄存器组内容的更新；旁路转换缓冲器单元，包含两路组相连的联合TLB、全相连的牺牲TLB，旁路转换缓冲器单元负责响应来至控制转换单元发起的各种原子操作；参照图2，控制寄存器单元中的寄存器组包括TLB索引寄存器、保存TLB奇数页物理地址和页面属性的TLBentryLoO寄存器、保存TLB偶数页物理地址和页面属性的 TLBentryLol寄存器、保存虚拟地址及当前进程号的MEH寄存器、保存当前进程页面大小的 MI3R寄存器、保存对旁路转换缓冲器的指令操作的TLB控制指令寄存器(MCIR)；参照图3，TLB控制指令寄存器(MCIR)表征对旁路转换缓冲器的指令操作包括， TLB查找指令、TLB读索引指令、TLB写索引指令、TLB写随机指令、TLB无效特定进程指令、 TLB无效全部项指令；参照图4，转换控制单元对TLB原子操作分为两类，一类为对联合TLB的原子操作， 包括特定项读、特定项写，另一类为对牺牲TLB的原子操作，包括特定项读、特定项写、全部项读、随机项写。转换控制单元把对TLB的指令操作转化为原子操作的具体实施方案如下转换控制单元把对TLB的TLB查找指令操作转换为对TLB的原子操作包括，对联合TLB的特定项读、对牺牲TLB的全部项读，并把读出来的项与MEH寄存器所表征的项进行比较，当联合TLB和牺牲TLB中有唯一项比较成功时，在控制寄存器单元中TLB索引寄存器中设置比较成功和比较成功的索引号标识，对联合TLB特定项的操作由MEH寄存器保存的虚拟地址低位索引；转换控制单元把对TLB的TLB读索引指令操作转换为对TLB的原子操作为，对联合TLB的特定项读或者对牺牲TLB的特定项读，并把读出来的项保存在MEH寄存器、 TLBentryLoO寄存器和TLBentryLol寄存器中，对联合TLB和牺牲TLB的特定项读操作由 MIR寄存器索引值指定；转换控制单元把对TLB的TLB写索引指令操作转换为对TLB的原子操作包括，对联合TLB的特定项写或者对牺牲TLB的特定项写，把保存在MEH寄存器、TLBentryLoO寄存器和TLBentryLol寄存器中的项存入由iOR寄存器索引值指定的特定TLB项中；转换控制单元把对TLB的TLB写随机指令操作转换为对TLB的原子操作包括，对联合TLB的特定项读、对牺牲TLB的随机项写，对联合TLB的特定项写，即先把由MEH寄存器保存的虚拟地址低位索引的联合TLB的特定项读出，并存入到牺牲TLB中，再向联合TLB 中写入保存在MEH寄存器、TLBentryLoO寄存器和TLBentryLol寄存器中的项；转换控制单元把对TLB的TLB无效特定进程指令操作转换为对TLB的原子操作包括，对联合TLB的特定项读和特定项写、对牺牲TLB的特定项读和特定项写；转换控制单元把对TLB的TLB无效全部项指令操作转换为对TLB的原子操作包括，对联合TLB特定项写、对牺牲TLB特定项写。
权利要求
1.一种控制旁路转换缓冲器的接口转换装置，其特征在于所述接口转换装置包括 控制寄存器单元，用以负责把相关的软件操作解析为数据或控制信息存储在寄存器组中；转换控制单元，用以把所述寄存器组中所表征的各种对旁路转换缓冲器的指令操作转换为对旁路转换缓冲器单元的原子操作，以完成旁路转换缓冲器单元和控制寄存器单元中寄存器组内容的更新；旁路转换缓冲器单元，包含两路组相连的联合TLB、全相连的牺牲TLB，用以负责响应来至控制转换单元发起的各种原子操作。
2.如权利要求1所述的控制旁路转换缓冲器的接口转换装置，其特征在于所述寄存器组包括TLB索引寄存器、保存TLB奇数页物理地址和页面属性的TLBentryLoO寄存器、保存TLB偶数页物理地址和页面属性的TLBentryLol寄存器、保存虚拟地址及当前进程号的 MEH寄存器、保存当前进程页面大小的MPR寄存器和保存对旁路转换缓冲器的指令操作的 TLB控制指令寄存器。
3.如权利要求1或2所述的控制旁路转换缓冲器的接口转换装置，其特征在于所述寄存器组中所表征的各种对旁路转换缓冲器的指令操作包括TLB查找、TLB读索引、TLB写索引、TLB写随机、TLB无效特定进程和TLB无效全部项。
4.如权利要求1或2所述的控制旁路转换缓冲器的接口转换装置，其特征在于所述转换控制单元中，对旁路转换缓冲器单元的原子操作分为两类，一类为对联合TLB的原子操特，包括特定项读、特定项写，另一类为对牺牲TLB的原子操作，包括特定项读、特定项写、全部项读、随机项写。
5.如权利要求4所述的所述的控制旁路转换缓冲器的接口转换装置，其特征在于所述转换控制单元中，把对TLB的TLB查找指令操作转换为对TLB的原子操作对联合TLB的特定项读、对牺牲TLB的全部项读，并把读出来的项与MEH寄存器所表征的项进行比较，当联合TLB和牺牲TLB中有唯一项比较成功时，在控制寄存器单元中TLB索引寄存器中设置比较成功和比较成功的索引号标识，对联合TLB特定项的操作由MEH寄存器保存的虚拟地址低位索引；把对TLB的TLB读索引指令操作转换为对TLB的原子操作为对联合TLB的特定项读或者对牺牲TLB的特定项读，并把读出来的项保存在MEH寄存器、TLBentryLoO寄存器和 TLBentryLol寄存器中，对联合TLB和牺牲TLB的特定项读操作由iOR寄存器索引值指定； 把对TLB的TLB写索引指令操作转换为对TLB的原子操作包括对联合TLB的特定项写或者对牺牲TLB的特定项写，把保存在MEH寄存器、TLBentryLoO寄存器和TLBentryLol 寄存器中的项存入由iOR寄存器索引值指定的特定TLB项中；把对TLB的TLB写随机指令操作转换为对TLB的原子操作包括对联合TLB的特定项读、对牺牲TLB的随机项写，对联合TLB的特定项写，即先把由MEH寄存器保存的虚拟地址低位索引的联合TLB的特定项读出，并存入到牺牲TLB中，再向联合TLB中写入保存在MEH 寄存器、TLBentryLoO寄存器和TLBentryLol寄存器中的项；把对TLB的TLB无效特定进程指令操作转换为对TLB的原子操作包括对联合TLB的特定项读和特定项写、对牺牲TLB的特定项读和特定项写；把对TLB的TLB无效全部项指令操作转换为对TLB的原子操作包括对联合TLB特定项写、对牺牲TLB特定项写。
全文摘要
一种控制旁路转换缓冲器的接口转换装置，包括控制寄存器单元，用以负责把相关的软件操作解析为数据或控制信息存储在寄存器组中；转换控制单元，用以把所述寄存器组中所表征的各种对旁路转换缓冲器的指令操作转换为对旁路转换缓冲器单元的原子操作，以完成旁路转换缓冲器单元和控制寄存器单元中寄存器组内容的更新；旁路转换缓冲器单元，包含两路组相连的联合TLB、全相连的牺牲TLB，用以负责响应来至控制转换单元发起的各种原子操作。本发明提供一种能够简化电路、可重用性良好的控制旁路转换缓冲器的接口转换装置。
文档编号G06F12/10GK102426554SQ20111034668
公开日2012年4月25日 申请日期2011年11月4日 优先权日2011年11月4日
发明者丁永林, 严晓浪, 莫鹏飞, 陈志坚 申请人:杭州中天微系统有限公司