[發明專利]地址轉換

無效

• 申請號: 02108306.1
• 申請日: 2002-03-28
• 公開（公告）號: CN1379334A
• 公開（公告）日: 2002-11-13
• 發明（設計）人: 尼格爾·皮特·托法姆;林壽川
• 申請（專利權）人: 斯羅揚有限公司
• 主分類號: G06F12/10
• 分類號: G06F12/10
• 代理公司: 中國國際貿易促進委員會專利商標事務所
• 代理人: 蔣世迅

技術領域

本發明涉及結合處理器使用的地址轉換技術，該處理器能訪問各獨立的存儲器部分，如單片存儲器和外存儲器，且該處理器用虛存儲器工作。本發明在“單片系統(system-on-chip)”設備中有特殊應用，在該“單片系統”設備中，在同一集成電路內提供一處理器和一定量的存儲器。

背景技術

單片系統設備，通常包括由單個半導體集成電路或芯片提供的處理器和一定量的隨機存取存儲器(RAM)。因為單片存儲器能夠提供的存儲量有限，同一存儲器級的更多的存儲器可以由外部向該芯片提供，該處理器也能訪問外部提供的存儲器。

如果該處理器利用虛存儲器工作，那么由處理器產生的地址是虛地址，不直接對應于處理器能訪問的存儲器的物理地址?？梢杂棉D換過程，把處理器產生的虛地址變換為物理地址。

要把虛地址轉換為物理地址，從產生虛地址到訪問相應存儲器單元之間可能引起延遲。該延遲導致訪問存儲器時出現不希望的長的訪問時間，反過來可能降低處理器的整體性能。

因此，需要降低從產生虛地址到訪問對應于該地址的存儲器區域之間的時間。具體說，需要降低訪問特定存儲器部分，例如單片存儲器所用的時間，該存儲器部分是處理器可訪問的整個存儲器的一子集。

發明內容

按照本發明，提供了一種處理器，用于為訪問物理存儲器而產生能變換為物理地址的虛地址，該物理存儲器包括第一存儲器部分和第二存儲器部分，該兩個存儲器部分都是同一存儲器級的一部分，該處理器包括：

產生一虛地址的產生裝置；

把該虛地址的一部分變換為一局部的物理地址的變換裝置；和

用該局部物理地址訪問第一存儲器部分中存儲器的訪問裝置。

由于只需把該虛地址的一部分變換為一局部的物理地址，并用該局部物理地址訪問第一存儲器部分，所以與完整的轉換相比，能夠降低地址轉換所用時間。這本身又能夠加速對第一存儲器部分的訪問，改善處理器的整體性能。

該處理器的存儲器可以有簡單的一級排列，或者，該處理器的存儲器可以排列為包括多級的分級結構，每一級保持該級下一級的數據的一子集。兩種情形中不論哪一種，都通過把特定存儲器級的存儲器分成兩個或多個存儲器部分，例如把該種存儲器部分視同單片存儲器，能夠使一個這些存儲器部分成為一個快速訪問的存儲器部分。這樣做是適當的，因為例如，存在防止把該存儲器級的全部存儲器由單片提供的物理制約。

最好是(在局部的轉換是正確的情形)，該局部物理地址足以唯一地識別第一存儲器部分內的存儲器單元，但不是全部物理存儲器內的存儲器單元。這樣，在假定需要的物理地址確實在第一存儲器部分內的情形下，就能夠確定，被訪問的第一存儲器部分中的地址是正確的。

在一個實施例中，對虛存儲器和物理存儲器，都用存儲器分頁，從而，一個地址可以包括幀號碼及偏移，對相應的虛地址和物理地址，該偏移是相同的。于是，該局部物理地址，可以包括該物理幀號碼的一部分(局部物理幀號碼)和偏移。在本實施例中，變換裝置可以包括查閱表，而查閱表的表目可以包括一個虛地址的部分幀號碼和該物理地址的部分幀號碼。

在某些情形中，例如事先知道，該虛地址映射到第一存儲器部分，或該虛地址只映射到第一存儲器部分，那么，局部的轉換就足以識別正確的物理地址，在此情形中無需采取另外的動作。但是，在大多數的情形中，某一虛地址可能映射到物理存儲器的任何地方，且事先不知道該虛地址映射到存儲器的哪一部分。此時，需要進行檢驗，以確認(或否定)該局部的轉換是正確的。因此，處理器還可以包括檢驗裝置，用于檢驗被訪問裝置訪問的某一物理地址是否與產生裝置產生的虛地址對應。

如果檢驗裝置確定，該局部的轉換是正確的，那么無需采取校正動作。但是，如果檢驗裝置確定該局部的轉換是不正確的，那么需要采取適當的校正動作。該動作可以包括廢棄或忽略訪問裝置讀出的任何數據，從而，如果檢驗裝置確定該局部的轉換是不正確的，則處理器可以用于廢棄或用于忽略從存儲器讀出的數據。

如果檢驗裝置確定該局部的轉換是不正確的(因為被訪問裝置訪問的物理存儲器地址不對應于產生裝置產生的虛地址)，則檢驗裝置最好能提供該虛地址映射到第一存儲器部分中物理地址的新的映射。據此，如果該虛地址被再次使用(且該映射還沒有被其他映射到相同物理地址的映射取代(superceded))，那么對應的物理地址應在第一存儲器部分。因此，處理器還可以包括分配裝置，用于響應檢驗裝置的輸出，把某一虛地址分配至第一存儲器部分的某一物理地址。特別有利的是，此時產生的地址顯示時間的局限性，就是說，同一地址在短的時間周期內趨向于被多次產生。