专利名称：：分散式速取存储器的映射方法
技术领域：
：本发明涉及一种存储器的读取方式，且特别涉及一种速取存储器的映射方式。如图1所示为一种已知速取装置的方块图。速取装置110主要由速取存储器111与速取控制电路112构成，速取控制电路112可控制速取存储器111，负责整个速取装置110的运作，其中速取存储器111又包括数据存储器113与标记存储器(tagRAM)114，数据存储器(dataRAM)113存放对应主存储器140的数据，标记存储器114则存放对应于主存储器140的地址数据，并可用其中一比特作为更动标记(dirtybit)以辨别数据存储器113中的数据是否被更动过。图2A为速取存储器与主存储器的间的对应情形，因为速取存储器只能存放主存储器一部分的数据，所以实际对应于主存储器的数据存放在数据存储器，则数据存储器存放的数据是对应于主存储器那一部分的地址，其对应数据则存放在标记存储器中，所以数据存储器的索引地址与标记存储器的地址对应数据组合起来，即等于主存储器的实际地址，如图2B所示。若在主存储器中，每一数据的地址，速取存储器皆有一位置与之对应，此种速取存储器结构称为的直接映射(directmapped)，因为主存储器的每一位置皆被映射至速取存储器的某一位置上。因为速取存储器中只存放了主存储器中一部分的数据，而CPU运作时，主要都是针对速取存储器做读写，所以速取装置在处理CPU的读写数据的要求时，必需考虑是否选中速取存储器及是否要重新将主存储器的数据搬到存储器的问题，判断选中的方法是在收到CPU送出的读或写要求时，将CPU送出的地址与标记存储器的内容做比较，若相同则为选中。速取存储器系以标记映射的方法来使得的存储器被设定为可速取(cachable)，即前述的选中。然，一般的标记比特有限，一般仅为8比特或7比特，所以存储器被受标记比特的影响而被区分为可速取部分与非可速取(non-cachable)部分。假如系统存储器大小为256M，以速取存储器为512K且具有8比特的标记为例子，其可以映射(mapping)到的最大可速取(cachable)的范围受限于标记比特的大小，亦即512K的28倍，即128M，如图3所示。现有的速取存储器的映射方法，使得可速取存储器的范围系连续的，如图3中的256M系统存储器(systemmemory)的第一部分200a，即0M到128M的范围为可速取部分，而128M以上到256M范围的存储器则被可速取控制器(cachablecontroller)设定为非可速取(non-cachable)存储器的范围。由上述可以知道，现有的速取存储器的标记映射方式系将存储器分成两部分，一部分为下层的可速取存储器200a，另一部分则为上层的非可速取存储器200b。然而，操作系统(operatmgsystem,⊙S)会时常利用上层的存储器做堆栈(stack)或状态的维持(statuskeeping)，如从256M的地址开始往下堆栈或从0M的地址开始往上堆栈，因此，现有的可速取范围的标记映射方法仅能将存储器的下层部分200a,0～128M做为可速取范围。故，这对操作系统而言是非常没有效率的。因此，如何使系统存储器的最上层200b与最下层200a皆为可速取范围便是在控制速取存储器的研究方向。综上所述，已知的速取存储器的标记映射方法只能映射到一块连续的可速取存储器区块，且为系统存储器的下层部分，造成操作系统存取频繁的最上部分存储器无法成为可速取存储器范围，造成整个系统的效率降低。因此本发明的目的就是在提供一种分散式速取存储器的映射方法，其可以使系统存储器的最上层部分与最下层部分均可为可速取的存储器。本发明的另一目的就是在提供一种分散式速取存储器的映射方法，其可针对需求将系统存储器的可速取范围分散，而不必局限在一连续的存储器区块。本发明的另一目的就是在提供一种分散式速取存储器的映射方法，使得操作系统存取最频繁的系统存储器部分可以被设定成为可速取范围，以增加系统的效率。为达上述与其他的目的，本发明提出一种分散式速取存储器的映射方法，其简述如下本发明所公开的分散式速取存储器的映射方法，在一地址空间中选定其中一组地址做为与标记映射表对应使用。按照所选出的特定地址的可能组合由使用者定义出其相对应的标记映射表所映射到的系统存储器为可速取区块以及非可速取区块。因为，标记映射表所映射到的系统存储器为可速取区块以及非可速取区块系由使用者对特定地址比特加以定义，所以可以将系统存储器的最上层部分与最下层部分可被同时定义为可速取部分，或依使用者的需求定义为哪些区块为可速取范围或非可速取范围，使得存储器的可速取范围不再是连续分布，而是以所需而分散地(scatter)分布。藉此，使用者按照本发明所提出的映射方法，可以将操作系统存取频繁的系统存储器的最上层区块与最下层区块定义为可速取范围，藉以增加系统的效率。为让本发明的上述目的、特征、和优点能更明显易懂，下文特举较佳实施例，并配合附图，作详细说明图1表示一种现有的速取装置的方块图；图2A表示速取存储器与主存储器之间的对应情形；图2B是速取存储器定位方法；图3表示现有系统存储器的可速取范围与非可速取范围的示意图；图4表示依据本发明的分散式速取存储器的映射方法，标记映射表与存储器的间的对应关系；以及图5表示图4中的其中之一地址对应例子的示意图。本发明所公开的分散式速取存储器的映射方法，使得系统存取频繁的存储器区块定义成可速取存储器，藉以增加系统存取存储器的效率。在一地址空间(addressspace)中选定较高比特位置的其中一组比特做为与标记映射表(tagmappingtable)对应使用。按照所选出的一组比特的可能组合由使用者定义出其相对应的标记映射表所映射到的系统存储器为可速取区块以及非可速取区块。因为，标记映射表所映射到的系统存储器为可速取共块以及非可速取区块系由使用者对该组比特加以定义，所以可以将系统存储器的最上层部分与最下层部分可被同时定义为可速取部分，或依使用者的需求定义为哪些区块为可速取范围或非可速取范围，使得存储器的可速取范围不再是连续分布，而是以所需而分散地(scatter)分布。请参考图4，其表示本发明的分散式速取存储器的映射方法，标记映射表与存储器的间的对应关系，藉以说明本发明的操作方法与其功效。地址空间中，较高比特位置的一组比特做为与标记比特对应的地址，将此组比特经由一编码程序。编码后的比特组，若与标记比特一致，则存储器为可速取部分，藉此使得存储器的可速取范围位分散式而非如传统一般的连续分布的形态。举例而言，如以一地址空间的地址A[22:20]做为与标记相对应的比特，藉此三个比特的组合来决定标记映射表所对应到的可速取存储器部分。在此以存储器容量为8M为例子。速取存储器大小为512K，标记(tag)三位数，则按照标记所映射到的可速取存储器的大小为512K的23倍，即4M的大小。亦即，8M的存储器中有4M是可速取的。A[22:20]的地址比特合计有8种不同的组合，如图4所示依序由(000)到(111)，其分别对应到存储器的八个部分8M～7M、7M～6M、…2M～1M以及1M～0M等八个存储器区块。在此例中，将存储器划分成八等份。因为操作系统会时常利用上层的存储器做堆栈或状态的维持，所以该区域的存储器将存取频繁，因此将最上层部分与最下层部分先设定成可速取范围，亦即例如图4中的8M～7M与1M～0M两部分，其大小为2M。剩余的2M范围则可以依据所需来加以设定。最后存储器中可速取范围便如图所示，呈现一种分散式的分布，并且系统存取最频繁的最上层与最下层，如8M～7M与1M～0M的两部分被设定为可速取部分。因此，系统存取存储器的效率便可以大为提高。图5则表示A[22:20]为(011)的情形，并透过一编码程序将标记编码成(01)，而此对应的存储器范围为5M～4M的对应图示。因此，当系统存储器具有512M，且有8比特的标记时，其可速取存储器的大小为128M。以8M为一单位，按照上述的方法，依据所选择的地址与一编码程序将标记比特指向存储器可速取的范围加以分散，更可以将存储器上层与下层部分等范围系统长用的范围设定成可速取存储器，以提高系统的效率。因此，本发明的特征系将地址空间中一特定的地址做为与标记比特对应的地址，将此特定地址经由一编码程序，若与标记比特一致，存储器变为可速取部分，藉此使得存储器的可速取范围为分散式而非如传统一般的连续分布的形态。本发明的另一特征系系统存储器的最上层与最下层部分均设定成为可速取范围。此部分系操作系统存取最频繁的部分，所以系统存取存储器的效率可以大幅提高。本发明的再一特征系系统存储器的可速取范围可以任意设定，不在局限于传统的连续分布形态。综上所述，虽然本发明已以较佳实施例公开如上，然其并非用以限定本发明，本
技术领域：
人员，在不脱离本发明的精神和范围内，可作各种的更动与修改，因此本发明的保护范围由后附的权利要求书确定。权利要求1．一种分散式速取存储器的映射方法，用以将一存储器设定为一可速取范围，包括将一地址空间中的较高地址比特的多个比特做为与一标记比特对应的比特；将该些比特经由一编码程序加以编码；以及当编码后的该些比特与该标记比特一致时，该存储器系可速取部分，其中该些比特对应到该存储器的最上层与最下层范围预先被设定为可速取范围。2．一种分散式速取存储器的映射方法，用以将一存储器设定为一可速取范围，包括将一地址空间中的较高地址比特的多个比特做为与一标记比特对应的比特；将该些比特经由一编码程序加以编码；以及当编码后的该些比特与该标记比特一致时，该存储器系可速取部分，3．如权利要求2所述的速取存储器的映射方法，其中编码后的该些比特与该标记比特一致系由系统所设定。4．如权利要求2所述的速取存储器的映射方法，其中该些比特对应到该存储器被系统所使用最频繁的范围预先被设定为可速取范围。全文摘要一种分散式速取存储器映射方法,利用标记映射表将速取存储器的可速取范围分散。在地址空间中选定一组地址与标记映射表对应。按照选出的特定地址的可能组合由使用者定义出其相对应的标记映射表所映射到的系统存储器为可速取区块和非可速取区块。存储器的最上层部分与最下层部分可被同时定义为可速取部分,或依使用者的需求定义为哪些区块为可速取范围或非可速取范围,使得存储器的可速取范围不连续分布,按所需分散地分布。文档编号G06F12/08GK1297196SQ9912482公开日2001年5月30日申请日期1999年11月18日优先权日1999年11月18日发明者赖瑾,陈倩瑜申请人:威盛电子股份有限公司