[發(fā)明專利]一種二級緩存標(biāo)記陣列的校驗單錯處理方法

有效

• 申請?zhí)枺?/td>: 201910859104.0
• 申請日: 2019-09-11
• 公開（公告）號: CN110597656B
• 公開（公告）日: 2023-08-08
• 發(fā)明（設(shè)計）人: 胡向東;尹飛;張曉東;路冬冬
• 申請（專利權(quán)）人: 上海高性能集成電路設(shè)計中心
• 主分類號: G06F11/10
• 分類號: G06F11/10;G06F12/0811;G06F12/0884
• 代理公司: 上海泰能知識產(chǎn)權(quán)代理事務(wù)所(普通合伙) 31233
• 代理人: 宋纓;錢文斌

本發(fā)明涉及一種二級緩存標(biāo)記陣列的校驗單錯處理方法，包括以下步驟：并行執(zhí)行校驗標(biāo)記陣列的讀數(shù)據(jù)和命中判斷；根據(jù)校驗結(jié)果和命中結(jié)果綜合判斷請求是否能夠正常執(zhí)行；對于無法正常執(zhí)行的請求，進入重試處理流程獲得正確的數(shù)據(jù)。本發(fā)明能夠提高芯片的設(shè)計頻率。

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明涉及二級緩存訪問流程技術(shù)領(lǐng)域，特別是涉及一種二級緩存標(biāo)記陣列的校驗單錯處理方法。

背景技術(shù)

當(dāng)前的通用處理器都采用分層的緩存(簡稱Cache)體系來緩解日益擴大的處理器計算性能和主存供數(shù)性能的差異。其中二級Cache的標(biāo)記陣列存儲了Cache塊對應(yīng)的物理地址，這樣可以以組相聯(lián)的方式將二級Cache中的數(shù)據(jù)和主存中的數(shù)據(jù)建立映射。由于生產(chǎn)工藝缺陷，在讀寫標(biāo)記陣列時可能會產(chǎn)生偶發(fā)性錯誤，這對處理器的正確性產(chǎn)生了一定的影響。為了保證二級Cache標(biāo)記陣列(簡稱STAG)的讀寫數(shù)據(jù)的正確性，主流的做法是在寫之前使用海明碼算法生成ECC校驗碼和數(shù)據(jù)一起寫入，在讀陣列時對讀到的數(shù)據(jù)結(jié)合ECC校驗碼進行檢查。發(fā)生校驗多錯時，硬件不可糾正，通過報錯手段由軟件進行處理。發(fā)生標(biāo)記陣列校驗錯誤時，如果發(fā)生校驗單錯，由硬件自動糾正使用，并記錄出錯次數(shù)進行預(yù)警；所有請求都需要進行校驗檢查確認(rèn)是否出現(xiàn)ECC單錯或多錯。

然而在實際芯片中統(tǒng)計得到的標(biāo)記陣列校驗發(fā)生錯誤的概率非常小，并且其中大多數(shù)為ECC單錯。目前對于標(biāo)記陣列校驗發(fā)生錯誤時，傳統(tǒng)的處理情況如下，請求在二級Cache控制部件的流水線上的訪問情況如圖1，請求通過流水線和STAG的讀寫接口如圖2，具體操作如下：

1)在站臺0，請求仲裁二級Cache控制部件的流水線，獲得訪問STAG的端口權(quán)限；

2)在站臺1，請求讀STAG，獲得讀數(shù)據(jù)；

3)在站臺2，對讀數(shù)據(jù)進行校驗，可能情況如下；

a)如果發(fā)生多錯，硬件無法糾正，報機器檢查錯由操作系統(tǒng)處理；

b)如果發(fā)生單錯，硬件自動糾正獲得正確數(shù)據(jù)；

c)沒有發(fā)生校驗錯，讀到的數(shù)據(jù)即為正確數(shù)據(jù)；

4)在站臺2，校驗完成之后使用正確的數(shù)據(jù)判斷是否命中STAG；

5)在站臺3，如果命中STAG，對請求方發(fā)送數(shù)據(jù)。

由此可見，傳統(tǒng)的請求訪問STAG的處理情況中，無論是否發(fā)生校驗錯，在得到命中結(jié)果之前都需要等待校驗完成。不管讀結(jié)果校驗還是命中判斷，物理實現(xiàn)上的延遲都比較大。如果兩者同時在一個站臺內(nèi)實現(xiàn)完成，那么這個站臺往往成為全核心延遲最大的站臺。這直接決定了芯片可以正確運行的最高頻率。因此，使用傳統(tǒng)STAG單錯處理辦法設(shè)計而成的芯片，在實際可以正確運行的頻率往往在1.0GHz左右。

發(fā)明內(nèi)容

本發(fā)明所要解決的技術(shù)問題是提供一種二級緩存標(biāo)記陣列的校驗單錯處理方法，提高芯片的設(shè)計頻率。

本發(fā)明解決其技術(shù)問題所采用的技術(shù)方案是：提供一種二級緩存標(biāo)記陣列的校驗單錯處理方法，包括以下步驟：

(1)并行執(zhí)行校驗標(biāo)記陣列的讀數(shù)據(jù)和命中判斷；

(2)根據(jù)校驗結(jié)果和命中結(jié)果綜合判斷請求是否能夠正常執(zhí)行；

(3)對于無法正常執(zhí)行的請求，進入重試處理流程獲得正確的數(shù)據(jù)。

所述步驟(2)中的判斷方式如下：

(a)如果校驗發(fā)現(xiàn)多錯，硬件無法糾正，報機器檢查錯由操作系統(tǒng)處理；

(b)如果校驗發(fā)現(xiàn)單錯，則請求結(jié)束，按照命中結(jié)果進行處理；