專利名稱：緩沖器管理裝置及改進緩沖器的使用率及存取性能的方法
技術領域：
本發(fā)明涉及數(shù)據(jù)處理系統(tǒng)的數(shù)據(jù)緩沖技術，尤其是涉及一種緩沖器管理裝置，其可以在存取數(shù)據(jù)處理系統(tǒng)的系統(tǒng)控制器中的緩沖器裝置時，改進緩沖器使用率及降低錯頁(page miss)的發(fā)生。
數(shù)據(jù)緩沖是目前數(shù)據(jù)處理系統(tǒng)至關重要的問題。一般來說，數(shù)據(jù)緩沖技術用于兩種操作環(huán)境下以改進數(shù)據(jù)傳輸?shù)男阅?。第一種操作環(huán)境是指數(shù)據(jù)傳送的源端與目標端是操作于不同的速度下。例如在源端的數(shù)據(jù)傳送速度比目標端高的通訊系統(tǒng)中，目標端便需要足夠的緩沖存儲器以緩沖輸入數(shù)據(jù)。第二種操作環(huán)境是指具有很多源裝置卻只有幾個或一個目標裝置的情況。例如，數(shù)據(jù)處理系統(tǒng)的系統(tǒng)控制器需要一個或數(shù)個緩沖器裝置以有效地控制連接裝置間的數(shù)據(jù)傳輸。


圖1(現(xiàn)有技術)是已知數(shù)據(jù)處理系統(tǒng)位于系統(tǒng)控制器20附近的局部方框圖。如圖1所示，系統(tǒng)控制器20連接(或連接)于處理器10、顯示系統(tǒng)60、外圍設備總線32及主存儲器40之間。這些元件在數(shù)據(jù)處理系統(tǒng)中的功能簡單描述如下。
處理器10一般是數(shù)據(jù)處理系統(tǒng)的處理中心，用以接收指令并依序執(zhí)行。在執(zhí)行期間，處理器10從存儲介質(zhì)中取出要求的程序或數(shù)據(jù)碼，并將執(zhí)行結(jié)果送回。主存儲器40(一般是由動態(tài)隨機存取存儲器(DRAM)組成)通常是主要的程序/數(shù)據(jù)來源，這是因為其具有比其他存儲介質(zhì)(除靜態(tài)隨機存取存儲器SRAM以外)短的存取時間。外圍設備總線32則用于其他外圍設備與數(shù)據(jù)處理系統(tǒng)的橋接(或連接)。以下在提到外圍設備總線32時，是指連接于外圍設備總線32的裝置。顯示系統(tǒng)60用以視頻顯示數(shù)據(jù)處理系統(tǒng)的用戶接口。已知顯示系統(tǒng)60的顯示通過連接于外圍設備總線的視頻卡實現(xiàn)。目前數(shù)據(jù)處理系統(tǒng)則采用較新的結(jié)構(gòu)，直接將顯示系統(tǒng)60連接至系統(tǒng)控制器20，以改進其顯示性能。最后，系統(tǒng)控制20是一個橋接裝置，以作為處理器10、顯示系統(tǒng)60、外圍設備總線32及主存儲器40的接口，如圖1所示。
另外，圖1顯示的系統(tǒng)控制器20的緩沖裝置，用以控制連接元件間的數(shù)據(jù)傳輸至目標元件(通常是主存儲器40)，它包括處理器10、顯示系統(tǒng)60、外圍設備總線32。圖1所示系統(tǒng)控制器20的緩沖裝置具有存儲器控制器201、處理器緩沖器203、顯示緩沖器205、外圍設備緩沖器207及緩沖器管理電路209。
處理器緩沖器203、顯示緩沖器205及外圍設備緩沖器207分別用以緩沖處理器10、顯示系統(tǒng)60及外圍設備總線32的輸入數(shù)據(jù)或要求。各緩沖器(203、205、207)可暫存數(shù)項數(shù)據(jù)。另外，處理器緩沖器203、顯示緩沖器205及外圍設備緩沖器207則由緩沖器管理電路209控制。存儲器控制器201(用以存取主存儲器40)是依序處理存儲于這些緩沖器的數(shù)據(jù)。簡而言之，處理器10、顯示系統(tǒng)60及外圍設備總線32是在緩沖器管理電路209的控制下，將數(shù)據(jù)送至對應的緩沖器裝置。然后，存儲器控制器201便進行存取操作，以將存儲于這些緩沖器裝置的數(shù)據(jù)送至主存儲器40。明顯地，圖1雖然只有將數(shù)據(jù)自數(shù)個元件(處理器10、顯示系統(tǒng)60及外圍設備總線32)送至主存儲器40的例子，但是也可以適用于其他不同的情況。
處理器緩沖器203、顯示緩沖器205及外圍設備緩沖器207通常各具有數(shù)個存儲區(qū)。各存儲區(qū)無論其大小，都可以緩沖一項數(shù)據(jù)。圖2(現(xiàn)有技術)是已知數(shù)據(jù)處理系統(tǒng)中處理器緩沖器的內(nèi)部結(jié)構(gòu)示意圖。如圖2所示，處理器緩沖器203分別具有四個存儲區(qū)203a、203b、203c、203d。另外，各存儲區(qū)則包括32個存儲器單元，其中，各存儲器單元是一個字節(jié)。然而本領域技術人員可知，各存儲區(qū)中的存儲器單元數(shù)目是可以隨不同應用而改變的。
存儲區(qū)203a、203b、203c及203d是暫存儲理器10送出要求的數(shù)據(jù)。在圖2中，存儲區(qū)203a-203d的斜線部分表示具有數(shù)據(jù)的存儲器單元。一般來說，存儲器控制器201會依序處理存儲在這些存儲區(qū)內(nèi)的數(shù)據(jù)。另外，如圖2所示，四個標記存儲器209a-209d嵌入緩沖器管理電路209，其分別專用于存儲區(qū)203a-203d。這些標記存儲器(209a-209d)存儲著相應存儲區(qū)(203a-203d)中存儲的數(shù)據(jù)的尋址信息。一般來說，各標記存儲器是存儲對應存儲區(qū)中各存儲器單元的地址的公用位。
在這個例子里，假設一個存儲區(qū)存儲的數(shù)據(jù)的尋址具有三十二位，即a31a0。因此，各標記存儲器209a-209d最少應存儲二十七位，即a31a5，作為同存儲區(qū)中各存儲器單元的地址的公用位，存儲于標記存儲器的尋址信息與存儲于對應存儲區(qū)的數(shù)據(jù)間的關系可利用下面的例子解釋。假設存儲于標記存儲器209a的尋址信息為AF01A1[100]，其中，未加括號的尋址信息“AF01A1”是十六進制格式且對應于地址位a31a8；另外加括號的尋址信息“[100]”則是二進制格式且對應于尋址位a7a5。因此，暫存于存儲區(qū)203a數(shù)據(jù)的位置(存儲區(qū)203c的陰影部分)便可以根據(jù)包含于標記存儲器209的尋址信息以及存儲器單元的序列而確定。圖3(現(xiàn)有技術)是表示存儲區(qū)203a的尋址機理。根據(jù)圖3所示的尋址機理，存儲于存儲區(qū)203a的數(shù)據(jù)的地址是AF01A14A-AF01A14E。
然而，很明顯，已知緩沖器裝置無法有效地使用緩沖存儲器。在已知緩沖器中，任何只有一個或數(shù)個字節(jié)的數(shù)據(jù)仍會占用一個存儲區(qū)，如圖2所示的存儲區(qū)203b、203c。已知的解決辦法是減少每個存儲區(qū)所包含的存儲器單元數(shù)目。舉例來說，存儲器單元的數(shù)目可以減少至八個，由此便可以改進類似于存儲區(qū)203b、203c的存儲器利用率。然而，這種調(diào)整卻會使存儲于存儲區(qū)203d數(shù)據(jù)的處理過程變得復雜。
另外，不同尋址模式，如到頁存取(page-hit access)模式或錯頁存取(page-miss access)模式，亦會對存儲器存取速度造成影響。一般來說，到頁存取需要比錯頁存取少的處理周期。舉例來說，在運算速度為100MHz的存儲器系統(tǒng)中，到頁存取需要約五個周期以進行處理，而錯頁存取則需要約十三個周期以進行處理。事實上，不同來源(如處理器10、顯示系統(tǒng)60以及外圍設備總線32)的數(shù)據(jù)是隨機的，因此錯頁發(fā)生的機率很高。所以降低錯頁的發(fā)生是改進整體系統(tǒng)性能的途徑。
有鑒于此，本發(fā)明提供一種緩沖器管理裝置，其具有改進存儲器利用率的機理，以有效地緩沖不同元件間傳輸?shù)臄?shù)據(jù)，諸如在數(shù)據(jù)處理系統(tǒng)中，從處理器、顯示系統(tǒng)和外圍設備傳送至主存儲器的數(shù)據(jù)。本發(fā)明的緩沖器管理裝置亦可以降低錯頁存儲器存取的發(fā)生，從而改進緩沖器系統(tǒng)的性能。
根據(jù)上述，在數(shù)據(jù)處理系統(tǒng)中，緩沖器管理裝置用以緩沖從第一元件傳送至第二元件的數(shù)據(jù)。緩沖器裝置具有數(shù)個存儲區(qū)以暫存從第一元件傳送至第二元件的數(shù)據(jù)。各存儲區(qū)具有數(shù)個存儲段，而各存儲段則具有數(shù)個存儲器單元。
緩沖器裝置可操作于兩種操作模式。第一操作模式稱為線路模式，其中，各存儲區(qū)只存儲一項數(shù)據(jù)。第二操作模式稱頁面模式，其中，每一存儲區(qū)可存儲數(shù)項數(shù)據(jù)。尤其是，同一存儲區(qū)的各存儲段在頁面模式中存儲一項數(shù)據(jù)。
緩沖器裝置還包括數(shù)個第一標記存儲器裝置，其連接于對應存儲區(qū)。在線路模式中，這些第一標記存儲器裝置存儲與對應存儲區(qū)的存儲器單元有關的尋址信息。另外，緩沖器裝置還包括數(shù)個第二標記存儲器裝置，其連接于對應存儲區(qū)。在頁面模式中，這些第二標記存儲器裝置存儲與對應存儲區(qū)的存儲器單元有關的尋址信息。各第二標記存儲器裝置具有一較高位標記存儲器以存儲與對應存儲區(qū)的存儲器單元有關的尋址信息的公用位，以及數(shù)個較低位標記存儲器以存儲與對應存儲段的存儲器單元有關的尋址信息的公用位。
緩沖器裝置亦具有模式切換電路以切換各存儲區(qū)的操作模式。根據(jù)第一元件輸入數(shù)據(jù)的尋址信息以及存儲于標記存儲器裝置的尋址信息之間的關系，模式切換電路可以啟動各存儲區(qū)，使其操作于線路模式或頁面模式下。
為讓本發(fā)明的上述和其他目的、特征和優(yōu)點能更明顯易懂，下文特舉一較佳實施例，并且參照附圖，詳細說明如下。
圖1(現(xiàn)有技術)是現(xiàn)有數(shù)據(jù)處理系統(tǒng)位于系統(tǒng)控制器附近的局部方框圖；圖2(現(xiàn)有技術)是圖1所示處理器緩沖器的內(nèi)部結(jié)構(gòu)圖；圖3(現(xiàn)有技術)是已知存儲區(qū)尋址機理的示意圖；圖4是本發(fā)明實施例的系統(tǒng)控制器的方框圖；圖5是表示本發(fā)明實施例的存儲區(qū)的尋址結(jié)構(gòu)圖；圖6A是線路模式中的存儲區(qū)的尋址結(jié)構(gòu)；圖6B是頁面模式中的存儲區(qū)的尋址結(jié)構(gòu)；以及圖7是本發(fā)明實施例的頁面/線路模式切換電路的操作流程圖。
本發(fā)明采用模式切換技術以改進存儲器系統(tǒng)的存儲器利用率并且降低錯頁的發(fā)生。在本實施例中，本發(fā)明的緩沖器裝置是設置于系統(tǒng)控制器內(nèi)，其用以橋接不同裝置，諸如數(shù)據(jù)處理系統(tǒng)的處理器、主存儲器及其他外圍設備。然而，對于本領域技術人員而言，本發(fā)明亦可經(jīng)過適當修改而應用于其他需要數(shù)據(jù)緩沖的應用中。
圖4是本發(fā)明實施例的系統(tǒng)控制器23的方框圖。系統(tǒng)控制器23接收處理器10、顯示系統(tǒng)60及外圍設備總線32的數(shù)據(jù)，并依序?qū)?shù)據(jù)傳送至主存儲器40。如圖4所示，系統(tǒng)控制器23包括存儲器控制器231、處理器緩沖器233、顯示器緩沖器235、外圍設備緩沖器237及頁面/線路模式切換控制器230。
參照圖4，處理器緩沖器233、顯示器緩沖器235及外圍設備緩沖器237分別暫存從處理器10、顯示系統(tǒng)60及外圍設備總線32傳送的數(shù)據(jù)。這些存儲器緩沖器具有復數(shù)個存儲區(qū)，各具有三十二個存儲器單元或字節(jié)。另外，三十二個存儲器單元最好分成四個存儲段，各具有八個存儲器單元。因此，在本實施例中，各存儲區(qū)具有四個存儲段，且各存儲段具有八個存儲器單元。另外，存儲區(qū)及存儲段是分別在線路模式及頁面模式下，作為存儲單元來存儲各項數(shù)據(jù)，如下文所述。
存儲器控制器231取出存儲于處理器緩沖器233、顯示器緩沖器235及外圍設備緩沖器237數(shù)據(jù)，并控制傳送至主存儲器40。另外，存儲器控制器231則保持主存儲器40的數(shù)據(jù)連貫性。也就是說，兩個或更多個對主存儲器40的存取要求的處理順序，不能夠造成主存儲器40的數(shù)據(jù)無效。舉例來說，假設處理器10執(zhí)行部分指令并得到一個結(jié)果。處理器10便將結(jié)果寫至主存儲器40，并等待外圍設備自主存儲器40將該結(jié)果讀出。在這個例子中，該結(jié)果必須在外圍設備實際存取主存儲器40的結(jié)果之前，被寫入主存儲器40。因此，存儲器控制器231便是保持這兩個存取要求的處理順序。另外，兩個或更多個存取要求間的關系亦可通過包含于這些要求中尋址信息而得知。
根據(jù)本發(fā)明，頁面/線路模式切換電路230的功能不但類似圖1所示的緩沖器管理電路，而且模式切換電路230可以獨立地進行處理器緩沖器233、顯示器緩沖器235及外圍設備緩沖器237的操作模式切換。在本實施例中，頁面/線路模式切換電路230在兩種預先設定的操作模式中使用不同的標記存儲器。
圖5是表示本發(fā)明實施例中處理器緩沖器233的存儲區(qū)233a的尋址結(jié)構(gòu)的示意圖。在這個實施例中，線路模式標記存儲器230a、頁面模式標記存儲器230b-230f及模式切換電路230g包含于頁面/線路模式切換電路230中。存儲區(qū)233a在線路模式下可利用線路模式中的標記存儲器230a尋址，或在頁面模式下可利用頁面模式中的標記存儲器230b-230f尋址。存儲區(qū)233a的操作模式選擇是根據(jù)處理器10送出數(shù)據(jù)或要求中的尋址信息，由模式切換電路230g實現(xiàn)。
通常存儲區(qū)233a一開始是操作于線路模式，并利用線路模式標記存儲器230a以存儲其中數(shù)據(jù)的尋址信息。也就是說，存儲區(qū)233a在線路模式下只能緩沖一項數(shù)據(jù)。如果模式切換電路230g決定輸入要求或數(shù)據(jù)以及當時存儲于存儲區(qū)233a的數(shù)據(jù)，可利用頁面模式存儲器存取，則模式切換電路230g將中斷線路模式標記存儲器230a，并啟動頁面模式標記存儲器存儲對應的尋址信息，用以啟動頁面模式操作。如圖5所示，存儲區(qū)233a具有四個存儲段2330-2333，在頁面模式下可以分別緩沖一項數(shù)據(jù)。另外，頁面模式標記存儲器230b是用以存儲存儲區(qū)233a數(shù)據(jù)的尋址信息的公用位。頁面模式標記存儲器230c-230f分別用以存儲對應存儲段2330-2333數(shù)據(jù)的尋址信息的公用位。舉例來說，在存儲段2330，頁面模式標記存儲器230b用以存儲與存儲其中的數(shù)據(jù)有關的地址的較高公用位，而頁面模式標記存儲器230c用以存儲與存儲其中的數(shù)據(jù)有關的地址的較低公用位。這種尋址機理亦適用于其他存儲段。
圖6A及6B分別示出線路模式及頁面模式中的存儲區(qū)的尋址結(jié)構(gòu)。在如圖6A所示的線路模式中，線路模式標記存儲器230a是啟動的(用實線標記)，且頁面模式標記存儲器230b-230f是中斷的(用虛線標記)。此時，線路模式標記存儲器230a存儲與存儲區(qū)233a數(shù)據(jù)有關的地址的公用位，即[a31a5]。換句話說，在相同存儲區(qū)中，存儲器單元地址的較高位[a31a5]是相同的，且對應存儲器單元順序的地址較低位[a4a0]則不相同。因此，存儲區(qū)233a只存儲一項數(shù)據(jù)。
在頁面模式中，如圖6B所示，頁面模式標記存儲器230b-230f被啟動(用實線標記)，而線路模式標記存儲器中斷(用虛線標記)。在這個例子中，存儲段2330-2333分別用做數(shù)據(jù)存儲單元，不是整個存儲區(qū)233a。也就是說，各存儲段2330-2333可獨立存儲一項數(shù)據(jù)。頁面模式標記存儲器230b存儲與存儲區(qū)233a存儲器單元數(shù)據(jù)有關的地址的公用位。在這個例子中，頁面模式標記存儲器230b存儲地址位[a31a16]。另外，頁面模式標記存儲器230b存儲與對應存儲段2330-2333的存儲器單元數(shù)據(jù)有關的地址的公用位。在這個例子中，頁面模式標記存儲器230c-230f存儲地址位[a15a3]。舉例來說，存儲段2330的各存儲器單元地址是通過結(jié)合頁面模式標記存儲器230b的位[a31a16]、頁面模式標記存儲器230c的位[a15a3]及各存儲器單元的序列而得到。類似地，頁面模式標記存儲器230d的位[a15a3]，而不是頁面標記存儲器230c的位，用以尋址存儲段2331的存儲器單元，。同樣地，存儲段2332和2333的存儲器單元則分別以利用頁面模式標記存儲器230e和230f的類似方法被尋址。
圖7是圖5的模式切換電路230g的操作流程圖。在這個例子中，模式切換電路230g僅控制處理器緩沖器233。然而，對于本領域技術人員而言，同樣的控制方法亦可應用于其他緩沖器裝置，諸如顯示器緩沖器235及外圍設備緩沖器237。假設處理器緩沖器233的所有存儲區(qū)首先是操作于線路模式(步驟S1)。當收到與處理器10送出存取要求有關的數(shù)據(jù)時(步驟S2)，模式切換電路230G檢查與接收到的數(shù)據(jù)有關的尋址信息及標記存儲器的內(nèi)容間的對應關系。
換句話說，模式切換電路230g會檢查與接收數(shù)據(jù)有關的地址的較高位[a31a16]是否匹配于線路模式標記存儲器230a或頁面方式標記存儲器230b的內(nèi)容(步驟s3)。若不匹配，則接收數(shù)據(jù)無法與目前使用的存儲區(qū)合并。因此，模式切換電路230g會使用新存儲區(qū)以存儲輸入數(shù)據(jù)(步驟S4)。
若與接收數(shù)據(jù)有關的地址的位[a31a16]和線路模式標記存儲器230a或頁面模式標記存儲器230b的尋址信息([a31a16])相同時，模式切換電路230g檢查對應存儲區(qū)是否為頁面模式(步驟S5)。若是，模式切換電路230G隨即決定對應存儲區(qū)是否被完全占用(步驟S6)，也就是，對應存儲區(qū)是否留下任何可利用的存儲段。若對應存儲區(qū)沒有可用的存儲段，模式切換電路230g也會利用新存儲區(qū)來存儲輸入數(shù)據(jù)，類似于步驟S4的處理。若對應存儲區(qū)至少有一可利用的存儲段，則模式切換電路230g會將與輸入數(shù)據(jù)有關的地址的位[a15a3]填入對應的頁面模式標記存儲器(如230d，230e或230f)，并存儲輸入數(shù)據(jù)(步驟S8)。
回到步驟S5，若對應存儲區(qū)為線路模式，而非頁面模式，模式切換電路230g會將對應存儲區(qū)切換至頁面模式(步驟S7)。如上述，自線路模式切換至頁面模式需要啟動頁面模式標記存儲器230b-230f，以及中斷線路模式標記存儲器230a。再者，與存儲區(qū)及線路模式標記存儲器230a的原始數(shù)據(jù)相關的尋址信息轉(zhuǎn)換并存儲于頁面模式標記存儲器230b及頁面模式標記存儲器230c。特別是，線路模式標記存儲器230a地址的位[a31a16]移至頁面模式標記存儲器230b，且線路模式標記存儲器230a地址的位[a15a5]以及第一存儲段2330所對應的地址位[a4a3](即00)移至頁面模式標記存儲器230c。以這種方法，對應存儲區(qū)的操作模式可依序改變至頁面模式。最后，模式切換電路230g會將與輸入數(shù)據(jù)有關地址的位[a15a3]填入對應的頁面模式標記存儲器，并存儲輸入數(shù)據(jù)，與步驟S8執(zhí)行的操作類似。
圖6A及圖6B是說明本發(fā)明實施例的緩沖管理方法的例子。存儲區(qū)233a首先操作于線路模式，如圖6A所示。假設線路模式標記存儲器230a的內(nèi)容為AF01A1[100]，本例的[a31a5]。因此，與陰影部分有關的地址，其表示存儲區(qū)233a的數(shù)據(jù)存儲位置，是AF01A182-AF01A186。
當收到的處理器10送出的數(shù)據(jù)的較高位[a31a16]為AF01時，模式切換電路230g會將存儲區(qū)233a的操作模式由線路模式改變成頁面模式。也就是說，線路模式標記存儲器230a中斷，且頁面模式標記存儲器230b-230f啟動，如圖6B所示。在處理接下來欲緩沖的數(shù)據(jù)之前，模式切換電路230g會在線路模式下，處理與其中存儲的數(shù)據(jù)有關的地址。因此，模式切換電路230g首先將線路模式標記存儲器230a的位[a31a16](在這個例子中為AF01)存儲于頁面模式標記存儲器230b。接著，模式切換電路230g將余下的位[a15a5](在這個例子中為A1[100])存儲于線路模式標記存儲器230a，并將從序列信息(在這個例子中為
)得到的位[a4a3]存儲于頁面模式標記存儲器230c。
待處理存儲區(qū)233a的數(shù)據(jù)后，模式切換電路230g便依序處理輸入數(shù)據(jù)。值得注意的是，頁面模式標記存儲器230b，用以存儲與存儲區(qū)233a的所有存儲器單元有關的尋址信息的較高公用位，填入“AF01”。如圖6B所示，另三項數(shù)據(jù)則依序存儲于存儲段2331-2333。與各項數(shù)據(jù)有關的地址是根據(jù)頁面模式標記存儲器230b(位[a31a16])、對應的頁面模式標記存儲器230c-230f(位[a15a3])的內(nèi)容以及對應存儲段內(nèi)的序列而得到。舉例來說，若頁面模式標記存儲器230d存儲的尋址信息(位[a16a3])為BA3
，與存儲段2331存儲的數(shù)據(jù)項有關的地址是AF01BA31-AF01BA32。同樣，如果頁面模式標記存儲器230e的內(nèi)容是37B[1]，與存儲段2332存儲的數(shù)據(jù)項有關的地址是AF0137BD-AF0137BF。因此，在本實施例中，存儲區(qū)233a在頁面模式中，只能存儲到四個數(shù)據(jù)項。
根據(jù)上述描述，本文公開的緩沖器管理裝置是具有下列優(yōu)點。首先，緩沖器裝置在某些情況下，可利用較少的存儲器空間以緩沖更多的輸入數(shù)據(jù)。很顯然，頁面模式操作比線路模式操作具有更好的存儲器使用性能。更重要的是，本發(fā)明的緩沖器裝置可根據(jù)輸入數(shù)據(jù)切換于線路模式與頁面模式之間。這樣，緩沖器裝置仍然使用線路模式以處理含有大量數(shù)據(jù)的數(shù)據(jù)要求。因此，緩沖器裝置的使用率及系統(tǒng)性能便無需互為取舍。其次，當部分存儲區(qū)操作于頁面模式下時，緩沖器裝置可降低存儲器存取時間。因此，降低錯頁存儲器存取的發(fā)生會縮短存儲器存取時間。在頁面模式中，同一存儲區(qū)的數(shù)個要求可以用錯頁存儲器存取的方式處理。因此，實際的存儲器時間可以縮短。
雖然本發(fā)明已以較佳實施例公開如上，然其并非用以限定本發(fā)明，任何本領域的技術人員，在不脫離本發(fā)明的精神和范圍內(nèi)，可做更動與潤飾，因此本發(fā)明的保護范圍應當以權(quán)利要求所界定的范圍為準。
權(quán)利要求
1.一種緩沖器管理裝置，在一數(shù)據(jù)處理系統(tǒng)中，用以緩沖自一第一元件傳送至一第二元件的數(shù)據(jù)，它包括多個存儲區(qū)，連接于該第一元件及該第二元件之間，用以暫存自該第一元件傳送至該第二元件的數(shù)據(jù)，其中，各存儲器區(qū)域具有多個存儲段，各存儲段具有多個存儲器單元；多個第一標記存儲器，分別對應于所述存儲區(qū)，用以在一第一模式中，存儲與對應存儲區(qū)的存儲器單元有關的尋址信息，在該第一模式中，各存儲區(qū)作為一數(shù)據(jù)存儲單元；多個第二標記存儲器，分別對應于所述存儲區(qū)，用以在一第二模式中，存儲與對應存儲區(qū)的存儲器單元有關的尋址信息，在該第二模式中，各存儲段作為該數(shù)據(jù)存儲單元；以及一模式切換電路，連接于所述存儲區(qū)、所述第一標記存儲器以及所述第二標記存儲器，根據(jù)與該第一元件輸入數(shù)據(jù)有關的尋址信息，用以啟動所述存儲區(qū)切換于該第一模式和該第二模式之間。
2.如權(quán)利要求1所述的緩沖器管理裝置，其中，每一第一標記存儲器包括一第一模式標記存儲器，用以存儲與對應存儲區(qū)的存儲器單元有關的尋址信息的公用位。
3.如權(quán)利要求1所述的緩沖器管理裝置，其中，每一第二標記存儲器包括一第二模式較高位標記存儲器，用以存儲與對應存儲區(qū)的存儲器單元有關的尋址信息的公用位；以及多個第二模式較低位標記存儲器，用以存儲與對應存儲段的存儲器單元有關的尋址信息的公用位。
4.如權(quán)利要求1所述的緩沖器管理裝置，其中，該第二元件是該數(shù)據(jù)處理系統(tǒng)的一主存儲器，且該第一元件選自一處理器、一顯示器系統(tǒng)及一外圍設備總線。
5.如權(quán)利要求4所述的緩沖器管理裝置，其中，該緩沖器管理裝置嵌入該數(shù)據(jù)處理系統(tǒng)的一系統(tǒng)控制器中。
6.一種緩沖器管理裝置，在一數(shù)據(jù)處理系統(tǒng)中，用以緩沖自多個源元件傳送至一目標元件的數(shù)據(jù)，其包括多個緩沖存儲器裝置，分別連接于對應的源元件及該目標元件之間，用以暫存自對應的源元件傳送至該目標元件的數(shù)據(jù)，其中，各緩沖存儲器裝置具有多個存儲區(qū)，各存儲區(qū)具有多個存儲段，各存儲段具有多個存儲器單元；多個第一標記存儲器，分別連接于所述緩沖存儲器裝置的對應存儲區(qū)，用以在一第一模式中，存儲與對應存儲區(qū)的存儲器單元有關的尋址信息，在該第一模式中，各存儲區(qū)作為一數(shù)據(jù)存儲單元；多個第二標記存儲器，分別連接于所述緩沖存儲器裝置的對應存儲區(qū)，用以在一第二模式中，存儲與對應存儲區(qū)的存儲器單元有關的尋址信息，在該第二模式中，各存儲段作為該數(shù)據(jù)存儲單元；以及一模式切換電路，連接于所述緩沖存儲器裝置、所述第一標記存儲器以及所述第二標記存儲器，根據(jù)與對應緩沖存儲器裝置輸入數(shù)據(jù)有關的尋址信息，用以啟動各存儲區(qū)切換至該第一模式或該第二模式。
7.如權(quán)利要求6所述的緩沖器管理裝置，其中，各第一標記存儲器包括一第一模式標記存儲器，用以存儲與對應存儲區(qū)的存儲器單元有關的尋址信息的公用位。
8.如權(quán)利要求6所述的緩沖器管理裝置，其中，各第二標記存儲器一第二模式較高位標記存儲器，用以存儲與對應存儲區(qū)的存儲器單元有關的尋址信息的公用位；以及多個第二模式較低位標記存儲器，對應于所述存儲段，用以存儲與對應存儲段的存儲器單元有關的尋址信息的公用位。
9.如權(quán)利要求6所述的緩沖器管理裝置，其中，該目標元件是該數(shù)據(jù)處理系統(tǒng)的一主存儲器，且該些源元件包括一處理器、一顯示器系統(tǒng)以及一個外圍設備總線。
10.如權(quán)利要求9所述的緩沖器管理裝置，其中，該緩沖器管理裝置嵌入該數(shù)據(jù)處理系統(tǒng)的一系統(tǒng)控制器中。
11.一種在一數(shù)據(jù)處理系統(tǒng)中，緩沖自一第一元件傳送至一第二元件的數(shù)據(jù)的方法，該方法包括步驟如下將該第一元件傳送至該第二元件的數(shù)據(jù)暫存于多個連接于該第一元件及該第二元件間的存儲區(qū)之一，其中，各存儲器區(qū)具有多個存儲段，各存儲段具有多個存儲器單元，并且，各存儲區(qū)在一第一模式下作為一數(shù)據(jù)存儲單元，各存儲段在一第二模式下作為該數(shù)據(jù)存儲單元；將與對應存儲區(qū)的存儲器單元有關的尋址信息存儲于一第一標記存儲器，其在該存儲區(qū)處于該第一模式時，對應于該存儲區(qū)；將與對應存儲區(qū)的存儲器單元有關的尋址信息存儲于多個第二標記存儲器，其在該存儲區(qū)位處該第二模式時，對應于該存儲區(qū)的存儲段；以及利用連接于所述存儲區(qū)的一模式切換電路，并根據(jù)與該第一元件輸出數(shù)據(jù)有關的尋址信息，將該存儲區(qū)切換至該第一模式或該第二模式。
12.如權(quán)利要求11所述的方法，其中，所述多個第二標記存儲器包括一較高位標記存儲器及多較低位標記存儲器，其中，所述較低位標記存儲器對應于該存儲區(qū)的存儲段，且存儲尋址信息至該些第二標記存儲存儲器對應于該存儲區(qū)的存儲段，且存儲尋址信息至該些第二標記存儲器的步驟包括將與該存儲區(qū)的存儲器單元有關的尋址信息的公用位存儲于較高位標記存儲器中；以及將與該存儲區(qū)的存儲段的存儲器單元有關的尋址信息的公用位存儲于對應的較低位標記存儲器中。
全文摘要
一種緩沖器管理裝置及方法,用以改進數(shù)據(jù)處理系統(tǒng)中緩沖器的利用率及存取性能。緩沖器裝置位于兩元件之間。緩沖器裝置具有數(shù)個用來暫存被傳輸數(shù)據(jù)的存儲區(qū)、第一標記存儲器、第二標記存儲器以及模式切換電路。各存儲區(qū)具有數(shù)個存儲段。在線路模式中,第一標記存儲器存儲尋址信息,存儲區(qū)用做數(shù)據(jù)存儲單元。在頁面模式中,第二標記存儲器存儲尋址信息,存儲段則用做數(shù)據(jù)存儲單元。因此,不同要求所攜帶的數(shù)據(jù)可合并于相同的存儲區(qū)。
文檔編號G06F12/08GK1249464SQ9911945
公開日2000年4月5日 申請日期1999年9月27日 優(yōu)先權(quán)日1998年9月28日
發(fā)明者后健慈 申請人:曼特亞克公司