[發明專利]系統架構、內存映射建立方法及釋放方法、芯片設計方法

在審

• 申請號: 201910001152.6
• 申請日: 2019-01-02
• 公開（公告）號: CN111400203A
• 公開（公告）日: 2020-07-10
• 發明（設計）人: 林裕明
• 申請（專利權）人: 鉅泉光電科技（上海）股份有限公司
• 主分類號: G06F12/0802
• 分類號: G06F12/0802;G06F12/0817;G06F12/0873
• 代理公司: 北京律和信知識產權代理事務所(普通合伙) 11446
• 代理人: 王月春;武玉琴

本發明涉及基于多緩存技術的系統架構，包括：處理器、第一緩存、第二緩存和內存；所述處理器與所述內存連接，能夠訪問所述內存中的數據；所述第一緩存與所述內存連接，能夠把所述內存中的數據映射到所述第一緩存中；所述第二緩存與所述內存連接，能夠把所述內存中的數據映射到所述第二緩存中；所述處理器與所述第一緩存相連，能夠訪問所述第一緩存中的數據；所述處理器與所述第二緩存相連，能夠訪問所述第二緩存中的數據。如此，既可以具有緩存結構簡單、訪問速度高的優點，又能夠滿足緩存總容量需求。

技術領域

本發明涉及電路系統集成領域，更具體地，涉及基于多緩存的系統架構、內存映射建立方法、內存映射釋放方法及芯片設計方法。

背景技術

隨著芯片技術特別是SOC技術的發展，運算速度和集成度不斷提高，系統運算速度越來越依賴緩存技術。在目前的內存與緩存系統架構中，緩存都是單模塊設計。

此外，緩存與內存之間的映射主要有三種方式，直接映射、全相聯映射和組相聯映射。

其中直接映射方式具有結構簡單，數據比對時間短的優點。但是同時也存在容易沖突，緩存利用率不高，而且在緩存較大時，時序差不容易收斂的問題。

上述全相聯映射和組相聯映射，結構復雜，因此，多不能快速交換數據。

發明內容

基于上述背景技術的問題，本發明旨在提供一種新的直接映射結構及方法，其基于多緩存技術。

首先，本發明提供一種基于多緩存技術的系統架構，其包括：處理器、第一緩存、第二緩存和內存；所述處理器與所述內存連接，能夠訪問所述內存中的數據；所述第一緩存與所述內存連接，能夠把所述內存中的數據映射到所述第一緩存中；所述第二緩存與所述內存連接，能夠把所述內存中的數據映射到所述第二緩存中；所述處理器與所述第一緩存相連，能夠訪問所述第一緩存中的數據；所述處理器與所述第二緩存相連，能夠訪問所述第二緩存中的數據。

作為可選方案，所述架構還可以包含第三緩存、……第N緩存，N≥3；所述第三緩存與所述內存連接，能夠把所述內存中的數據映射到所述第三緩存中；所述第N緩存與所述內存連接，能夠把所述內存中的數據映射到所述第N緩存中；所述處理器與所述第三緩存相連，能夠訪問所述第三緩存中的數據；所述處理器與所述第N緩存相連，能夠訪問所述第N緩存中的數據。

作為可選方案，所述第一緩存、……、第N緩存的容量均相等。

作為可選方案，所述第一緩存、……、第N緩存的容量≤4Kbytes。

如上，本發明的基于多緩存技術的系統架構，通過用多個緩存模塊代替單一緩存模塊，既擁有緩存模塊結構簡單、訪問速度快、布線面積小、時序容易收斂等優點，同時又能保證緩存容量滿足需要。

本發明還提供一種內存映射建立方法，把內存中給定地址中的數據映射到緩存模塊中，其特征在于，

所述內存包含塊、塊地址、內存向量表，該塊為內存單元，比所述緩存模塊中的緩存的容量小；所述塊地址為內存地址除以所述緩存的容量后得到的余數再除以所述塊的容量得到的商；所述內存向量表記錄所述緩存模塊與所述內存的映射關系；所述緩存模塊包括第一緩存、第二緩存、……第N緩存；

該方法應用于前述的系統架構之一；

所述方法包括以下步驟：

S11、檢索所述內存向量表，尋找目標緩存模塊，所述目標緩存模塊的所述給定地址的塊地址對應的塊在所述內存向量表中的標記為空閑；

S12、若所述步驟S11中檢索所述內存向量表失敗，則退出，否則進入下一步驟S13；

S13、把所述內存的所述給定地址中的數據拷貝到所述目標緩存模塊的所述給定地址的所述塊地址對應的所述塊；