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高速儲存器(雙埠儲存器 && 多模組交叉儲存器 && 相聯儲存器)

由於CPU和主儲存器在速度上不匹配,而且在一個CPU週期中可能需要用幾個儲存器字,這便限制了

高速計算,為了使CPU不至因為等待儲存器讀寫操作的完成而無事可做,可以採取一些加速CPU和儲存器之間有效傳輸的特殊措施

2.無衝突讀寫控制

  當兩個埠的地址不相同時,在兩個埠上進行讀寫操作,一定不會發生衝突。當任一埠被選中

驅動時,就可對整個儲存器進行存取,每一個埠都有自己的片選控制和輸出驅動控制。

3.有衝突的讀寫控制

 當兩個埠同時存取儲存器同一儲存單元時,便發生讀寫衝突。為解決此問題,特設定了BUSY 標誌。

由片上的判斷邏輯決定對哪個埠優先進行讀寫操作,而暫時關閉另一個被延遲的埠。

 1.CE 判斷 :如果地址匹配且在CE 之前有效,片上的控制邏輯在CELCER 之間進行判斷來選擇埠。

 2.地址有效判斷 :如果CE 在地址匹配之前變低,片上的控制邏輯在左、右地址間進行判斷來選擇埠。

多模組交叉儲存器           

1.儲存器的模組化組織

  一個由若干個模組組成的主儲存器是線性編址的。

  這些地址在各模組有兩種安排方式:一種是順序方式 ,一種是交叉方式

順序方式 :某個模組進行存取時,其他模組不工作,某一模組出現故障時,其他模組可以照常工作,

通過增添模組來擴充儲存器容量比較方便。但各模組序列工作,儲存器的頻寬受到了限制。

交叉方式 :地址碼的低位欄位經過譯碼選擇不同的模組,而高位欄位指向相應模組內的儲存字。連續地址分佈在相鄰的不同模組內,同一個模組內的地址都是不連續的。對連續字的成塊傳送可實現多模組流水式並行存取,大大提高儲存器的頻寬。

相聯儲存器           

1.相聯儲存器的基本原理

  相聯儲存器是指其中任一儲存項內容作為地址來存取的儲存器。選用來定址儲存器的子段叫做關鍵字

  存放在相聯儲存器中的項可以看成具有KEY,DATA 這樣的格式。其中KEY是地址,DATA是被讀寫資訊。

  相聯儲存器的基本原理是把儲存單元所存內容的某一部分作為檢索項(即關鍵字項),去檢索該儲存器,

並將儲存器中與該檢索項符合的儲存單元內容進行讀出或寫入。

2.相聯儲存器的組成

  相聯儲存器由儲存體、檢索暫存器、遮蔽暫存器、符合暫存器、比較線路、程式碼暫存器、控制線路等組成。

  檢索暫存器 :用來存放檢索字,其位數和相聯儲存器的儲存單元位數相等。

  遮蔽暫存器 :用來存放遮蔽碼,其位數和檢索寄存位數相同。

  符合暫存器 :用來存放按檢索項內容檢索儲存體中與之符合的單元地址,其位數等於相聯儲存器

的儲存單元位數,每一位對應一個儲存單元,位的序數即為相聯儲存器的單元地址。

 比較線路 :把檢索項和從儲存體中讀出的所有單元內容的相應位進行比較,如果有某個儲存單元

和檢索項符合,就把符合暫存器的相應位置“1”,表示該字已被檢索 。

  程式碼暫存器 :用來存放儲存體中讀出的程式碼,或者存放向儲存體中寫入的程式碼。

  儲存體 :由高速半導體儲存器構成,以求快速存取。

 在計算機系統中,相聯儲存器主要用於虛擬儲存器中存放分段表、頁表和快表;在高速緩衝儲存器

中,相聯儲存器作為存放cache的行地址之用。這是因為,在這兩種應用中,都需要快速查詢。