[发明专利]硬件实现的请求取数周期的系统接口

说明书

本发明总的说来属于数据处理系统领域，较具体地说，是关于在取包含所需信息的那个段的说明期间中止存贮管理部件的操作的一种逻辑，段说明用以指出本段在主存中的地址。

为了使数据处理系统在多道程序环境下能更有效地工作，主存中的信息往往以段的形式组织。当要求该数据处理系统为附加的一个作业执行一个程序时，操作系统必须得为这个程序以及该程序要处理的信息找到在主存中的存贮空间。因此操作系统要为该信息分配一个存贮区，必要时也为该程序分配有贮区。存在存贮区中的信息具有段的形式：有这个段的第一个字单元在主存中的地址，还有大小通常为128或255的一系列相邻单元，用以存放属于这个段的除了上述单元地址此外的其余字。存放某一个所需字的单元地址等于第一个字的单元地址加上位偏移量。

因为信息可以在主存中任一物理地址单元上结束而该程序又必须存取此数据，为此，该程序将保持所要单元的一个逻缉地址。所以，在操作系统把存贮空间分配给所需存贮的信息时，必须提供逻缉地址到物理地址的一种转换。因此操作系统生成一个由段说明组成的翻译表。

对于主存中的每一个段均有一个段说明。段说明含有本段的第一个字在主存的物理地址。把逻缉地址用于该翻译表即可读出适当的段说明。

在采用原有技术的那些系统中，如果所寻找的那个段说明不在段表中，操作系统就呼叫一个固定例行程序去取那个段说明并把它存放在转换表中。然后，该固件例行程序返回到操作系统软件，以便再次用逻缉地址来访问这个翻译表。这时，这个段的说明被存入翻译表，其物理地址则利用段说明中的物理地址加上位移量被计算出来，为了要段说明而访问翻译表、利用固件程序去取这个段说明，然后再次访问翻译表这样几件事所花的时间是相当多的。使用段说明的这种分段系统在专利号为4，320，451、题为“Extended    Semaphoue    Architecture（扩充的信号灯体系结构）”的美国专利中作了说明。

下列的专利申请和本申请一样转让同一受让人，该申请具有相关的主题，现把它收编在此供参考：美国专利申请，题为“Present    Bit    Recycle    and    Detect    Logic    for    a    Memory    Management    Unit”发明人是：Liowelyn    S.Domwell、Richerd    P.Brown、Arther    Peters和John    L.Curley，于1986年4月7日申请，申请号为848，513。

本发明的基本目的是获得一个改善了的数据处理系统。

本发明的目的之一是得到一个改善了存贮管理系统的数据处理系统。

本发明的另一个目的是得到一个使翻译表装置的操作得以改善的存贮管理系统。

本发明的进一步目的是使带有上述翻译表设备的存贮管理系统在取一个当前不在翻译表中的段说明时减少其总的处理时间。

通过阅读下面的说明和相应的图解能够明白上述的和进一步的目的以及本发明的优点。

一个数据处理系统包括一个中央处理器（CPU）、一个主存贮器，两者都与一个系统总线和一个扩展的存贮管理部件（EMMU）相连。主存贮器被用来以段的形式存贮数据。段一般说来包含多达256个16位的字。

EMMU包含用来存放段说明的一个翻译表，每个段说明含有本段的第一个字在主存中的单元的物理地址。CPU通过向EMMU发送一个逻辑地址的办法从主存那里索取数据。这个逻缉地址用来寻曳氡碇写娣糯硕嗡得鞯囊桓龅ピMMU把一个偏移量与本段的起始物理地址相加以产生该段中的相应数据字在主存中的单元地址。

如果该段说明不在EMMU的翻译表中，那么EMMU和CPU的正常操作被挂起并通过CPU对主存作出一个取数请求以便得到所需要的段说明。实现上述功能的第一步是中止CPU时钟以便停止正常的EMMU和CPU操作。

然后，提供这样一种逻缉功能：暂时放弃中断了的时钟周期以便建立为开始一个请求取数周期所用的系统总线地址和控制信号，借此得到存放在主存贮器中的所请求的段说明。

EMMU负责生成该段说明在主存贮器的存贮单元的地址，方法是把那个不在的段说明在翻译表中的位移量与段说明表的物理基地相加。EMMU还负责把相加的结果送到CPU。