控制旁路轉換緩衝器的接口轉換裝置的製作方法
2023-04-23 15:51:11 2
專利名稱：控制旁路轉換緩衝器的接口轉換裝置的製作方法
技術領域：
本發明涉及嵌入式處理器領域，其具體是一種控制旁路轉換緩衝器的接口轉換裝置。
背景技術：
隨著電子技術的發展，嵌入式系統無處不在，而作為嵌入式系統的核心嵌入式處理器，為了滿足高性能、低功能的迫切需要，高性能嵌入式處理器內一般都包含了一個存儲管理單元(MMU)來完成虛擬地址到物理地址的轉換及頁面屬性的配置管理。MMU由旁路轉換緩衝器和一些控制電路組成。旁路轉換緩衝器的主要部分為存儲器，控制電路。控制電路根據不同的MMU微體系結構而不同，主要功能是把對旁路轉換緩衝器的指令操作實現為對存儲器的讀或寫。對旁路轉換緩衝器的指令操作一般有旁路轉換緩衝器讀，旁路轉換緩衝器寫，旁路轉換緩衝器查找，旁路轉換緩衝器無效等。MMU的控制電路複雜，且根據不同的微體系結構而不同，可重用性差。鑑於以上缺點，對MMU的微體系結構仍需要進一步的研究。
發明內容
為了克服現有嵌入式處理器對旁路轉換緩衝器控制技術的電路複雜、可重用性較差的不足，本發明提供一種能夠簡化電路、可重用性良好的控制旁路轉換緩衝器的接口轉
換裝置。為了解決上述技術問題提出的技術方案為一種控制旁路轉換緩衝器的接口轉換裝置，所述接口轉換裝置包括控制寄存器單元，用以負責把相關的軟體操作解析為數據或控制信息存儲在寄存器組中；轉換控制單元，用以把所述寄存器組中所表徵的各種對旁路轉換緩衝器的指令操作轉換為對旁路轉換緩衝器單元的原子操作，以完成旁路轉換緩衝器單元和控制寄存器單元中寄存器組內容的更新；旁路轉換緩衝器單元，包含兩路組相連的聯合TLB、全相連的犧牲TLB，用以負責響應來至控制轉換單元發起的各種原子操作。優選的，所述寄存器組包括TLB索引寄存器、保存TLB奇數頁物理地址和頁面屬性的TLBentryLoO寄存器、保存TLB偶數頁物理地址和頁面屬性的TLBentryLol寄存器、保存虛擬地址及當前進程號的MEH寄存器、保存當前進程頁面大小的MPR寄存器和保存對旁路轉換緩衝器的指令操作的TLB控制指令寄存器。進一步，所述寄存器組中所表徵的各種對旁路轉換緩衝器的指令操作包括TLB查找、TLB讀索引、TLB寫索引、TLB寫隨機、TLB無效特定進程和TLB無效全部項。再進一步，所述轉換控制單元中，對旁路轉換緩衝器單元的原子操作分為兩類，一類為對聯合TLB的原子操特，包括特定項讀、特定項寫，另一類為對犧牲TLB的原子操作，包
4括特定項讀、特定項寫、全部項讀、隨機項寫。本發明的有益效果為能夠簡化電路、可重用性良好。
圖1為一種控制旁路轉換緩衝器的接口轉換裝置整體結構圖。圖2為控制寄存器單元寄存器組結構圖。圖3為TLB控制指令寄存器指示圖。圖4為TLB原子操作指示圖。
具體實施例方式下面結合附圖對本發明作進一步描述。參照圖1，一種控制旁路轉換緩衝器的接口轉換裝置，包括控制寄存器單元，負責把相關的軟體操作，解析為相應的數據或控制信息存儲在寄存器組中；轉換控制單元，把控制寄存器單元中的寄存器組中所表徵的各種對旁路轉換緩衝器的指令操作轉換為對旁路轉換緩衝器單元的原子操作，以完成旁路轉換緩衝器單元和控制寄存器單元中寄存器組內容的更新；旁路轉換緩衝器單元，包含兩路組相連的聯合TLB、全相連的犧牲TLB，旁路轉換緩衝器單元負責響應來至控制轉換單元發起的各種原子操作；參照圖2，控制寄存器單元中的寄存器組包括TLB索引寄存器、保存TLB奇數頁物理地址和頁面屬性的TLBentryLoO寄存器、保存TLB偶數頁物理地址和頁面屬性的 TLBentryLol寄存器、保存虛擬地址及當前進程號的MEH寄存器、保存當前進程頁面大小的 MI3R寄存器、保存對旁路轉換緩衝器的指令操作的TLB控制指令寄存器(MCIR)；參照圖3，TLB控制指令寄存器(MCIR)表徵對旁路轉換緩衝器的指令操作包括， TLB查找指令、TLB讀索引指令、TLB寫索引指令、TLB寫隨機指令、TLB無效特定進程指令、 TLB無效全部項指令；參照圖4，轉換控制單元對TLB原子操作分為兩類，一類為對聯合TLB的原子操作， 包括特定項讀、特定項寫，另一類為對犧牲TLB的原子操作，包括特定項讀、特定項寫、全部項讀、隨機項寫。轉換控制單元把對TLB的指令操作轉化為原子操作的具體實施方案如下轉換控制單元把對TLB的TLB查找指令操作轉換為對TLB的原子操作包括，對聯合TLB的特定項讀、對犧牲TLB的全部項讀，並把讀出來的項與MEH寄存器所表徵的項進行比較，當聯合TLB和犧牲TLB中有唯一項比較成功時，在控制寄存器單元中TLB索引寄存器中設置比較成功和比較成功的索引號標識，對聯合TLB特定項的操作由MEH寄存器保存的虛擬地址低位索引；轉換控制單元把對TLB的TLB讀索引指令操作轉換為對TLB的原子操作為，對聯合TLB的特定項讀或者對犧牲TLB的特定項讀，並把讀出來的項保存在MEH寄存器、 TLBentryLoO寄存器和TLBentryLol寄存器中，對聯合TLB和犧牲TLB的特定項讀操作由 MIR寄存器索引值指定；轉換控制單元把對TLB的TLB寫索引指令操作轉換為對TLB的原子操作包括，對聯合TLB的特定項寫或者對犧牲TLB的特定項寫，把保存在MEH寄存器、TLBentryLoO寄存器和TLBentryLol寄存器中的項存入由iOR寄存器索引值指定的特定TLB項中；轉換控制單元把對TLB的TLB寫隨機指令操作轉換為對TLB的原子操作包括，對聯合TLB的特定項讀、對犧牲TLB的隨機項寫，對聯合TLB的特定項寫，即先把由MEH寄存器保存的虛擬地址低位索引的聯合TLB的特定項讀出，並存入到犧牲TLB中，再向聯合TLB 中寫入保存在MEH寄存器、TLBentryLoO寄存器和TLBentryLol寄存器中的項；轉換控制單元把對TLB的TLB無效特定進程指令操作轉換為對TLB的原子操作包括，對聯合TLB的特定項讀和特定項寫、對犧牲TLB的特定項讀和特定項寫；轉換控制單元把對TLB的TLB無效全部項指令操作轉換為對TLB的原子操作包括，對聯合TLB特定項寫、對犧牲TLB特定項寫。
權利要求
1.一種控制旁路轉換緩衝器的接口轉換裝置，其特徵在於所述接口轉換裝置包括 控制寄存器單元，用以負責把相關的軟體操作解析為數據或控制信息存儲在寄存器組中；轉換控制單元，用以把所述寄存器組中所表徵的各種對旁路轉換緩衝器的指令操作轉換為對旁路轉換緩衝器單元的原子操作，以完成旁路轉換緩衝器單元和控制寄存器單元中寄存器組內容的更新；旁路轉換緩衝器單元，包含兩路組相連的聯合TLB、全相連的犧牲TLB，用以負責響應來至控制轉換單元發起的各種原子操作。
2.如權利要求1所述的控制旁路轉換緩衝器的接口轉換裝置，其特徵在於所述寄存器組包括TLB索引寄存器、保存TLB奇數頁物理地址和頁面屬性的TLBentryLoO寄存器、保存TLB偶數頁物理地址和頁面屬性的TLBentryLol寄存器、保存虛擬地址及當前進程號的 MEH寄存器、保存當前進程頁面大小的MPR寄存器和保存對旁路轉換緩衝器的指令操作的 TLB控制指令寄存器。
3.如權利要求1或2所述的控制旁路轉換緩衝器的接口轉換裝置，其特徵在於所述寄存器組中所表徵的各種對旁路轉換緩衝器的指令操作包括TLB查找、TLB讀索引、TLB寫索引、TLB寫隨機、TLB無效特定進程和TLB無效全部項。
4.如權利要求1或2所述的控制旁路轉換緩衝器的接口轉換裝置，其特徵在於所述轉換控制單元中，對旁路轉換緩衝器單元的原子操作分為兩類，一類為對聯合TLB的原子操特，包括特定項讀、特定項寫，另一類為對犧牲TLB的原子操作，包括特定項讀、特定項寫、全部項讀、隨機項寫。
5.如權利要求4所述的所述的控制旁路轉換緩衝器的接口轉換裝置，其特徵在於所述轉換控制單元中，把對TLB的TLB查找指令操作轉換為對TLB的原子操作對聯合TLB的特定項讀、對犧牲TLB的全部項讀，並把讀出來的項與MEH寄存器所表徵的項進行比較，當聯合TLB和犧牲TLB中有唯一項比較成功時，在控制寄存器單元中TLB索引寄存器中設置比較成功和比較成功的索引號標識，對聯合TLB特定項的操作由MEH寄存器保存的虛擬地址低位索引；把對TLB的TLB讀索引指令操作轉換為對TLB的原子操作為對聯合TLB的特定項讀或者對犧牲TLB的特定項讀，並把讀出來的項保存在MEH寄存器、TLBentryLoO寄存器和 TLBentryLol寄存器中，對聯合TLB和犧牲TLB的特定項讀操作由iOR寄存器索引值指定； 把對TLB的TLB寫索引指令操作轉換為對TLB的原子操作包括對聯合TLB的特定項寫或者對犧牲TLB的特定項寫，把保存在MEH寄存器、TLBentryLoO寄存器和TLBentryLol 寄存器中的項存入由iOR寄存器索引值指定的特定TLB項中；把對TLB的TLB寫隨機指令操作轉換為對TLB的原子操作包括對聯合TLB的特定項讀、對犧牲TLB的隨機項寫，對聯合TLB的特定項寫，即先把由MEH寄存器保存的虛擬地址低位索引的聯合TLB的特定項讀出，並存入到犧牲TLB中，再向聯合TLB中寫入保存在MEH 寄存器、TLBentryLoO寄存器和TLBentryLol寄存器中的項；把對TLB的TLB無效特定進程指令操作轉換為對TLB的原子操作包括對聯合TLB的特定項讀和特定項寫、對犧牲TLB的特定項讀和特定項寫；把對TLB的TLB無效全部項指令操作轉換為對TLB的原子操作包括對聯合TLB特定項寫、對犧牲TLB特定項寫。
全文摘要
一種控制旁路轉換緩衝器的接口轉換裝置，包括控制寄存器單元，用以負責把相關的軟體操作解析為數據或控制信息存儲在寄存器組中；轉換控制單元，用以把所述寄存器組中所表徵的各種對旁路轉換緩衝器的指令操作轉換為對旁路轉換緩衝器單元的原子操作，以完成旁路轉換緩衝器單元和控制寄存器單元中寄存器組內容的更新；旁路轉換緩衝器單元，包含兩路組相連的聯合TLB、全相連的犧牲TLB，用以負責響應來至控制轉換單元發起的各種原子操作。本發明提供一種能夠簡化電路、可重用性良好的控制旁路轉換緩衝器的接口轉換裝置。
文檔編號G06F12/10GK102426554SQ20111034668
公開日2012年4月25日 申請日期2011年11月4日 優先權日2011年11月4日
發明者丁永林, 嚴曉浪, 莫鵬飛, 陳志堅 申請人:杭州中天微系統有限公司