[發(fā)明專利]一種基于可變長緩存行的數(shù)據(jù)讀寫方法

有效

• 申請(qǐng)?zhí)枺?/td>: 201810931880.2
• 申請(qǐng)日: 2018-08-16
• 公開（公告）號(hào): CN109240944B
• 公開（公告）日: 2021-02-19
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 倪嶺;李云鵬;王永流;鄭成根;鄭金山;邵平平
• 申請(qǐng)（專利權(quán)）人: 上海天數(shù)智芯半導(dǎo)體有限公司
• 主分類號(hào): G06F12/0804
• 分類號(hào): G06F12/0804;G06F12/0871
• 代理公司: 南京鐘山專利代理有限公司 32252
• 代理人: 戴朝榮

本發(fā)明公開了一種基于可變長緩存行的數(shù)據(jù)讀寫方法，查找表來存儲(chǔ)每個(gè)請(qǐng)求的緩存行信息，當(dāng)一個(gè)讀取任務(wù)到達(dá)緩存時(shí)，根據(jù)請(qǐng)求索引獲取緩存線信息，若請(qǐng)求命中了緩存，根據(jù)緩存線信息中的緩存偏移量和緩存線大小，緩存中的數(shù)據(jù)在多個(gè)周期中被讀取并發(fā)送給請(qǐng)求者，否則請(qǐng)求不在緩存中，一些讀取請(qǐng)求被創(chuàng)建并發(fā)送出去，把偏移量、標(biāo)簽和緩存行大小記到查找表的記錄中，并將請(qǐng)求發(fā)送到DRAM，一旦所有數(shù)據(jù)返回并寫入緩存，查找表相應(yīng)的記錄就被設(shè)置為有效。本發(fā)明只讀寫有效數(shù)據(jù)，只存儲(chǔ)有效數(shù)據(jù)，無效數(shù)據(jù)丟棄，這樣節(jié)約讀寫帶寬和存儲(chǔ)空間。

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明涉及一種數(shù)據(jù)讀寫方法，特別是一種基于可變長緩存行的數(shù)據(jù)讀寫方法。

背景技術(shù)

通常情況，出于控制和管理的方便，緩存線是等長，但實(shí)際情況中，等長數(shù)據(jù)中有效數(shù)據(jù)的比例是變化的，意味著總是從總線讀取/向總線寫入部分無效數(shù)據(jù)，總線帶寬被浪費(fèi)；在緩存中存放部分無效數(shù)據(jù)，緩存利用率降低。每筆數(shù)據(jù)的有效緩存線的個(gè)數(shù)也不一樣，如用等長得緩存線，緩存就有很多的無效數(shù)據(jù)。可變的緩存線可以節(jié)省每筆數(shù)據(jù)緩存線的個(gè)數(shù)。如果不用可變長得緩存線，我們就需要數(shù)據(jù)中最長的緩存線數(shù)來存儲(chǔ)每筆數(shù)據(jù)。假設(shè)有四筆數(shù)據(jù)。第一、二、三筆需要兩個(gè)緩存線，但第四筆數(shù)據(jù)要八個(gè)緩存線，如果用等長策略，就需要32個(gè)緩存線，若用不等長策略，只需要14個(gè)緩存線。節(jié)約了18個(gè)緩存線。這些緩存線就可以存其他的數(shù)據(jù)。因此需要提供一種不等長策略的數(shù)據(jù)讀寫方法來提高數(shù)據(jù)讀寫效率。

發(fā)明內(nèi)容

本發(fā)明所要解決的技術(shù)問題是提供一種基于可變長緩存行的數(shù)據(jù)讀寫方法。

為解決上述技術(shù)問題，本發(fā)明所采用的技術(shù)方案是：

一種基于可變長緩存行的數(shù)據(jù)讀寫方法，其特征在于包含以下步驟：

步驟一：數(shù)據(jù)在緩存中以環(huán)形緩沖方式排列，標(biāo)志信息與與數(shù)據(jù)之間設(shè)置查找表，查找表也以環(huán)形緩沖方式管理；

步驟二：若緩存收到讀請(qǐng)求，首先檢查該請(qǐng)求是否命中查找表中已有的有效記錄；

步驟三：若在查找表中找到相同標(biāo)記的記錄，該讀請(qǐng)求命中緩存，從命中的記錄中讀出數(shù)據(jù)偏移和數(shù)據(jù)大小，然后讀出數(shù)據(jù)緩存中相應(yīng)的數(shù)據(jù)并返回給請(qǐng)求者；

步驟四：若沒有命中，就添加一個(gè)新記錄到查找表；

步驟五：移動(dòng)頭指針在查找表中獲取條目；

步驟六：若這是一個(gè)有效的入口，則在數(shù)據(jù)緩存中釋放其數(shù)據(jù)，并在數(shù)據(jù)緩存中分配所需的大小；

步驟七：若數(shù)據(jù)緩存中的可用大小小于要求的大小，則在查找表中按順序釋放更多的入口，直到有足夠的空間；并將請(qǐng)求發(fā)送到DRAM，一旦所有數(shù)據(jù)返回并寫入緩存，查找表相應(yīng)的記錄就被設(shè)置為有效；

步驟八：若緩存收到寫請(qǐng)求，則添加一個(gè)新記錄到查找表；

步驟九：移動(dòng)頭指針并在查閱表中獲取條目；

步驟十：若這是一個(gè)有效的入口，則在數(shù)據(jù)緩存中釋放其數(shù)據(jù)，并在數(shù)據(jù)緩存中分配所需的大小；

步驟十一：若數(shù)據(jù)緩存中可用的大小小于要求的大小，則在查找表中按順序釋放更多的入口，直到有足夠的空間；

步驟十二：然后用數(shù)據(jù)緩存更新查找表中相應(yīng)記錄的信息、偏移量和請(qǐng)求大小，并將數(shù)據(jù)寫入數(shù)據(jù)緩存，使緩存行有效。

進(jìn)一步地，所述步驟一中，若頭指針到尾指針大于1，則數(shù)據(jù)緩存有（頭指針-尾指針-1）個(gè)有效入口；若頭指針等于尾指針，則數(shù)據(jù)緩存是空的。

進(jìn)一步地，所述步驟二檢查該請(qǐng)求是否命中查找表中已有的有效記錄是通過比較讀請(qǐng)求的標(biāo)記和查找表中所有有效的記錄中的標(biāo)記來判斷。