[发明专利]程序存储器控制器中页面窗口的本地页面转换和许可存储

说明书

本发明涉及程序存储器控制器中页面窗口的本地页面转换和许可存储。该发明提供一种当前页面转换寄存器，其存储单个当前页面的虚拟到物理地址转换数据，以及可选择地存储相同页面的访问许可数据，以用于程序访问。如果访问的地址在当前页面内，则从当前页面转换寄存器访问地址转换和许可数据。该当前页面转换寄存器提供典型转换后备缓冲器和微转换后备缓冲器之上的该数据的高速缓存的附加级别。较小尺寸的当前页面转换寄存器使用比典型体系结构更少的功率提供较快的页面命中/未命中确定以及较快的数据访问。这有助于程序访问，其通常比数据访问更频繁地命中当前页面。

技术领域

该发明的技术领域为数字数据处理，并更具体地为程序存储器控制器中的存储器页面转换和许可存储。

背景技术

在支持虚拟存储器的处理器中，必须将CPU提供的虚拟地址转换为物理地址。这通常由存储器管理单元(MMU)完成。MMU通常使用μTLB(微转换后备缓冲器)作为存储在MMU中的页面转换条目的高速缓存。由CPU请求的每个虚拟地址需要被μTLB/MMU转换为物理地址，以用于存储器访问。这通常在页面边界上执行。

虚拟地址到物理地址转换发生在页面边界处(4K页面尺寸的最低粒度)。如果待转换的访问地址为μTLB中的命中，则转换发生在单个周期中。但是如果访问地址为μTLB中的未命中，则必须从MMU请求该页面的转换数据。该转换数据获取可发生几十到几百个周期，这取决于MMU中的页面转换和页表遍历延迟。

MMU/μTLB通常还提供转换的许可信息。由于对于L1I命中，许可信息需要用于服务请求，因此该许可信息存储在L1I高速缓存中。

如果通过μTLB查询每个虚拟地址，并且如果能够通过MMU使μTLB条目无效，那么将很可能存在长的μTLB未命中延迟。如果在SRAM存储器中实施μTLB，则这也将导致增大的动态功率消耗。

发明内容

该发明提供当前页面转换寄存器，其存储当前页面的虚拟到物理地址转换数据以及可选地访问相同页面的许可数据，以用于程序访问。如果访问地址在当前页面内，则从当前页面转换寄存器访问地址转换和许可数据。该当前页面转换寄存器提供典型的转换后备缓冲器和微转换后备缓冲器之上的该数据的高速缓存的附加级别。较小尺寸的当前页面转换寄存器使用比典型体系结构更少的功率提供较快的页面命中/未命中确定以及较快的数据访问。这有助于程序访问，其通常比数据访问更频繁地命中当前页面。

附图说明

将在附图中示出该发明的这些和其他方面，其中：

图1示出根据该发明的一个实施例的单核标量处理器；

图2示出根据该发明的另一个实施例的双核标量处理器；

图3示出根据该发明的另一个实施例的单核矢量处理器；

图4示出根据该发明的另一个实施例的双核矢量处理器；

图5示出该发明的CPU的一个实施例的结构；

图6示出全局标量寄存器文件；

图7示出全局矢量寄存器文件；

图8示出由乘法和相关功能单元共享的局部矢量寄存器文件；

图9示出加载/存储单元的局部寄存器文件；

图10示出断言寄存器文件；

图11示出根据该发明的一个优选实施例的中央处理单元的流水线时期(pipelinephase)；

图12示出单个获取分组的十六个指令；

图13示出该发明使用的指令的指令编码的示例；

图14示出根据该发明的SIMD操作的进位控制；