[发明专利]高速缓存分区分配

权利要求书

1.一种数据处理系统，包括：

至少一个处理器；

第一级高速缓存，通信地耦合到所述至少一个处理器，并且基于地址层 次被划分成两个或更多高速缓存片；

第二级高速缓存，通信地耦合到所述第一级高速缓存，所述第二级高速 缓存被划分为每个都被至少两路分区的两个或更多第二高速缓存片，其中根 据地址层次以不相邻方式分配所述两个或更多第二高速缓存片每个内的分 区，使得第一分区分配给所述两个或更多第二高速缓存片的第一个，并且与 第一分区相邻的第二分区分配给所述两个或更多第二高速缓存片的第二个； 以及

用于完成下面功能的高速缓存线地址位分配逻辑：

相对于高速缓存线的地址标签内一个或更多片选择符位交换一个或更多 分区位的位置，所述片选择符位用来指示第二级高速缓存内的要在其中分配 对应数据线的片，并且所述分区位指示高速缓存线数据被分配到的特定分区。

2.如权利要求1所述的数据处理系统，还包括：

用于将第一级高速缓存与第二级高速缓存连接的互连，其使得能够在第 一级高速缓存和第二级高速缓存之间进行数据交换，其中所述互连包括(a) 第一数据总线，其将第一级高速缓存的第一片与第二级高速缓存内的对应的 第一片通信地连接；以及(b)第二数据总线，其将第一级高速缓存的第二片 与第二级高速缓存内的对应的第二片通信地连接；

其中所述第一级高速缓存内的第一分区的数据仅分配到第二级高速缓存 内的第二高速缓存片的第一个，而所述第一级高速缓存内的第二分区的数据 仅分配到第二级高速缓存内的第二高速缓存片的第二个。

3.如权利要求2所述的数据处理系统，还包括：

另一个第一级高速缓存，类似第一级高速缓存配置并与第一级高速缓存 共享第二级高速缓存；并且

其中所述互连还包括(a)第三数据总线，其将另一个第一级高速缓存的 第一片与第二高速缓存片的第一个通信地连接；以及(b)第四数据总线，其 将另一个第一级高速缓存的第二片与第二高速缓存片的第二个通信地连接；

其中第一级高速缓存和另一个第一级高速缓存两者将来自各个第一片的 数据提供到第二高速缓存片的第一个并将来自第二高速缓存片的第一个的数 据提供到各个第一片，并且第一级高速缓存将来自各个第二片的数据提供到 第二高速缓存片的第二个并将来自第二高速缓存片的第二个的数据提供到各 个第二片。

4.如上面任一权利要求所述的数据处理系统，其中，所述高速缓存线地 址位分配逻辑还用于完成下述功能：

将一个或更多片选择符位内的具有第一值的第一数据自动分配到通过所 述一个或更多片选择符位指示的第二级高速缓存内的第一片；以及

将一个或更多片选择符位内的具有第二值的第二数据自动分配到通过所 述一个或更多片选择符位指示的第二级高速缓存内的第二片。

5.如权利要求4所述的数据处理系统，其中所述自动分配包括：

检查高速缓存线地址内的片选择符位的值；

当高速缓存线地址的存储器地址部分以0位值结束时，将高速缓存线分 配给第二级高速缓存内的第一片；以及

当高速缓存线地址的存储器地址部分以1位值结束时，将高速缓存线分 配到第二级高速缓存内的第二片；

其中高速缓存线地址内的多个位用来表示高速缓存线的存储器地址部 分，并且多个位的最后的一个或多个位对应于片选择符位。

6.如权利要求4所述的数据处理系统，其中：

第二级高速缓存是N路分区的，其中N是2的幂；以及

跨越两个或更多高速缓存片分配每对相邻分区，使得没有两个相邻分区 分配给相同高速缓存片。