Организация микропроцессорных систем. Учебное пособие. Могнонов П.Б. - 114 стр.

основной памяти. Этот выбор управляется специальной аппаратурой, содержащей
информацию о замене строк. Это может быть организовано с помощью тегов состояния,
являющихся элементом строки, в виде очередей использования строк кэш-памяти или в виде
счетчиков.
      Логический адрес, вырабатываемый процессором, вводится в кэш-память и
пропускается через блок отображения адресов для выделения из него адреса, содержащего в
поле метки, а также адреса строк или набора строк кэш-памяти, где должен вестись поиск.
После идентификации адреса строки кэш-памяти, его адресный тег сравнивается с полем
метки логического адреса вырабатываемого процессором. При совпадении оставшаяся часть
логического адреса поступает на селектор данных, где происходит выбор байта или слова
для передачи его в процессор. Если же возникает промах, то блок обработки промахов
передает содержимое поля метки логического адреса основной памяти и осуществляет выбор
строки для приема новой информации из нее. Затем, как и прежде, желаемая информация
выделяется и передается в процессор. На рис. 5.32 показана базовая организация любой кэш-
памяти.

                                         Ад р е с а ц и я                 Об р а б о т к а
                                    к основной па мяти                    прома хов
                         M

                                                             Ин фо р -
                                                             ма ция
                                                            о з а мене
                                                              строк
                                                                                                Лог и ч е с –
                                              Ад р е с –
                                                            Ср а в не –   От о б р а же –       кий адрес
                                              н ый т е г
                                                            ние а д–      ние а дресов
                                                             ресов

                                     M                                                                      К процес–
                     О с н о в-                                                                                сору
                       ная                                                         Сел ект ор
                     па мять                                                        да нных
                                   На к о –
                                  питель
                                  строк и                                                       Же л а е м о е
                                   тег ов        К Э Ш– П А М Я Т Ь                              слово




                          Рис.5.32. Базовая организация кэш-памяти
      Существуют два основных способа отображения кэша на основную память. Первый
способ называется полностью ассоциативным, при котором любая строка памяти может
находиться в любой строке кэш-памяти и входить в любые комбинации с ней. При этом если
имеется нехватка информации в кэш-памяти, то любая из ее строк может быть загружена
новой информацией. Недостатком этого способа является то, что каждая строка в этом
случае имеет свой компаратор и при увеличении количества строк увеличивается объем
аппаратных затрат и стоимость такой памяти.
      Второй способ представляет структуру кэш-памяти с прямым отображением. Каждая
строка кэш-памяти может содержать слово только из определенного подмножества слов
основной памяти, а подмножества, соответствующие различным строкам кэш-памяти не
пересекаются. Реализация такой кэш-памяти является простой, так как прямое отображение
использует поразрядное отображение для выбора подмножества памяти. Например, если в
логическом адресе, вырабатываемым процессором содержится N разрядов, то младшие n из
них выбирают, в какую строку кэш-памяти она может копироваться.