[发明专利]提高计算机末级高速缓存可靠性的数据压缩装置及其方法

权利要求书

1.一种提高计算机末级高速缓存可靠性的压缩数据装置，包括数据压缩装置和数据解压缩装置，其特征在于：该数据压缩装置的数据输入口(1)同对应的一级缓存相通信连接，数据压缩装置的预压缩信号输出口(2)和压缩数据输出口(4)分别同该提高计算机末级高速缓存可靠性的压缩数据装置的压缩仲裁器的预压缩信号输入口(3)和生成可变ECC码装置的压缩数据输入口(5)相通信连接，该压缩仲裁器的数据输出口(6)、状态信息输出口(7)、未压缩数据输入口(8)以及压缩数据输入口(9)分别和对应的末级高速缓存、设置在末级高速缓存内的属于该提高计算机末级高速缓存可靠性的压缩数据装置的扩展标记、一级缓存以及生成可变ECC码装置的压缩数据输出口(10)相通信连接。所述的数据解压缩装置的校验后读取压缩数据输入口(11)和解压数据输出口(12)分别同该提高计算机末级高速缓存可靠性的压缩数据装置的缓存数据错误校验装置的校验后读取压缩数据输出口(13)和解压仲裁器的解压数据输入口(14)相通信连接，缓存数据错误校验装置的读取压缩数据输入口(15)和解压仲裁器的读取未压缩数据输入口(16)同末级高速缓存相通信连接，解压仲裁器的读取数据输出口(17)和状态信息输入口(18)分别同一级缓存和末级缓存的扩展标记相通信连接。

2.根据权利要求1所述的提高计算机末级高速缓存可靠性的压缩数据装置的方法，其特征在于：当控制器需要将一级缓存的数据写入末级高速缓存时，控制器将该一级缓存的512位缓存数据块先传送到数据压缩装置进行预压缩。预压缩的过程为将该数据块的数据先编码为48位前缀和压缩数据，并根据该48位前缀获取压缩数据的大小，随即数据压缩装置对48位前缀、压缩数据的大小以及预设的11位ECC冗余位进行累加，得到的累加和同每个数据块的数据大小位数即512位进行比较。如果累加和大于512，得到未压缩的状态信息，并通过预压缩信号输出口(2)经由预压缩信号输入口(3)发送到压缩仲裁器，压缩仲裁器通过状态信息输出口(7)将该未压缩的状态信息发送到扩展标记中，这时控制器将该数据块的数据通过一级缓存直接发送到压缩仲裁器中，然后由压缩仲裁器的数据输出口(6)发送到末级高速缓存。如果累加和小于512，得到压缩的状态信息，并通过预压缩信号输出口(2)经由预压缩信号输入口(3)发送到压缩仲裁器，压缩仲裁器通过状态信息输出口(7)将该压缩的状态信息发送到扩展标记中，这时将48位前缀和压缩数据合并为带有48位前缀的压缩数据并将其存放在数据压缩装置中，随后通过压缩数据输出口(4)将带有48位前缀的压缩数据传送到生成可变ECC码装置的压缩数据输入口(5)。根据压缩数据的大小，利用扩展HAMMING码的方法生成数据保护单元的粒度并根据生成数据保护单元的粒度从而生成相应的ECC码，将该ECC码作为带有48位前缀的压缩数据的后缀，最后将带有48位前缀和后缀的压缩数据通过压缩数据输出口10传送到压缩仲裁器的压缩数据输入口(9)，并通过压缩仲裁器的数据输出口(6)存入末级高速缓存。当所述的控制器需要向末级高速缓存读取数据时，先通过控制器获取扩展标记中对应需要读取的数据的状态信息组，将该压缩的状态信息组的状态信息逐一按顺序发送到解压仲裁器进行仲裁。如果该状态信息为压缩，控制器驱动末级高速缓存通过末级高速缓存寻址方式将对应末级高速缓存地址的带有48位前缀和后缀的压缩数据发送到缓存数据错误校验装置的读取压缩数据输入口15，随后经过缓存数据校验装置来对该带有48位前缀和后缀的压缩数据实施校验。如果校验结果无错误位，则将该带有48位前缀和后缀的压缩数据通过校验后读取压缩数据输出口13发送到数据解压缩装置的校验后读取压缩数据输入口11，数据解压缩装置对校验后的压缩数据进行解压缩，进行解压缩后的数据经由解压数据输出口12发送到解压仲裁器的解压数据输入口14，解压仲裁器将解压缩后的数据通过读取数据输出口17发送到一级缓存；如果校验结果有错误位，则放弃该带有48位前缀和后缀的压缩数据。另外如果所述的状态信息为未压缩，控制器驱动末级高速缓存通过末级高速缓存寻址方式将对应末级高速缓存地址的未压缩数据直接发送至解压仲裁器的解压仲裁器的读取未压缩数据输入口16，解压仲裁器将解压缩后的数据通过读取数据输出口17发送到一级缓存。