[其他]使用地址變換的數據處理系統

無效

• 申請號: 87103748
• 申請日: 1987-05-23
• 公開（公告）號: CN87103748A
• 公開（公告）日: 1987-12-09
• 發明（設計）人: 近藤惠;神谷周治;福岡和彥;筱崎雅繼;貞光均
• 申請（專利權）人: 株式會社日立制作所
• 主分類號: G06F12/10
• 分類號: G06F12/10
• 代理公司: 中國國際貿易促進委員會專利代理部
• 代理人: 余剛

本發明涉及地址變換系統，特別涉及用于虛擬存儲系統的地址變換系統。該虛擬存儲系統需地址變換以實現對主存的訪問。此項發明還特別簡化了輸入/輸出設備對主存的訪問。

在需要地址變換以便訪問主存設備的虛擬存儲系統中，一個基本的問題是決定地址變換的位置。

在傳統實例中，例如在數字設備公司的VAX-11中（以下簡稱為VAX方法“VAX硬件手冊”1980，202，203，206，207，316和317頁）。如圖1所示，中央處理單元（CPU）1輸出的一個邏輯地址經CPU1的地址變換器2變換為物理地址，當輸入/輸出設備5無需CPU1的幫助直接訪問存儲設備3時，即在直接存儲器訪問（DMA）操作中，輸入/輸出設備5輸出的邏輯地址經輸入/輸出地址變換器4變換為物理地址，如此獲得的物理地址通過地址總線10提供給主存儲器。

根據VAX方法，在使用大量輸入/輸出設備時，對每個輸入/輸出設備或設備組都需要一個專用變換器并將它們連結在輸入/輸出設備5和存儲器地址總線10之間。

在如上所述的VAX方法中，如果訪問存儲設備的物理地址的地址變換是在每一輸入/輸出設備的出口實現的話，則需為每個輸入/輸出設備配備一個專用的地址變換器，這將引起由此而產生的成本問題。

作為VAX方法的改進，地址變換方法可認為是從圖的系統配置中，將輸入/輸出地址變換器4撤除，從而使輸入/輸出設備一側的成本降低，CPU1的地址變換器2仍然保留。

然而，在這一省去輸入/輸出設備的地址變換器而僅配置CPU1的地址變換器的方法中，主存的物理地址必須直接從每個輸入/輸出設備輸出。結果，例如當涉及在磁盤單元和主存設備之間進行多個頁面的數據傳輸時，存儲設備3物理空間中連續的存儲區域必須分配給磁盤以便于產生磁盤單元的地址。這導致虛擬存儲系統的有利特性不能得到有效的利用，其結果，意味著使用DMA的數據傳輸只能限于一頁一頁地操作。

輸入/輸出設備出口端沒有地址變換器的數據處理系統的一個例子已在“MC68851頁式存儲管理單元的設計與實現”（IEEE????micro雜志，卷6，號2????1986年4月，13～18頁，13頁圖1）一文中敘述。可參考USP4，550，386關于含地址變換計算機存儲系統的結構。

本發明的目的是提供一地址變換系統，在此系統中每個輸入/輸出設備都可按邏輯地址訪問存儲設備，而無需為每個輸入/輸出設備配置地址變換器。大量的數據頁面可在DMA操作中連續地傳送。

為了實現這一目的，根據本發明，提供一數據處理系統，它包括一個中央處理單元，至少一個輸入/輸出設備，如磁帶或轉磁盤，一個存儲設備，一條地址總線，第一地址變換裝置，第二地址變換裝置和地址選擇裝置，其中，中央處理單元的輸出地址經第一地址變換裝置變換后作為結果地址提供給地址總線，輸入/輸出設備的輸出地址直接供給地址總線，地址總線上的地址傳送給地址選擇裝置，地址選擇裝置有選擇地將第一變換裝置產生的送往總線的輸出地址提供給存儲設備;或通過第二地址變換裝置將輸入/輸出設備產生的輸出地址變換后獲得的結果地址提供給存儲設備。

根據本發明，對輸入/輸出設備產生的地址作變換的第二地址變換裝置位于存儲設備的入口端。因此，在每個輸入/輸出設備側不再需要變換器。每個輸入/輸出設備輸出的邏輯地址原封不動地提供給地址總線，即并不加以轉換，爾后由位于存儲設備之前的第二地址變換裝置變換為物理地址，以作為對存儲設備的訪問地址。經第一地址變換裝置由CPU提供的物理地址和由輸入/輸出設備直接產生的邏輯地址在地址總線上同時存在。這些地址僅需按如下方式分離，總線上的地址空間予先分為CPU的地址空間和輸入/輸出設備的地址空間，從而地址選擇裝置對地址的選擇取決于地址總線上予先已確定的地址位的值。

以下的評述及相配合的圖示將對目前的發明作一清晰的說明。

圖1表示采用先有技術地址變換方法的數據處理系統的示意框圖。

圖2表示根據本發明實施例的一個數據處理系統的框圖。

圖3為解釋地址空間配置的說明圖。

圖4為用于詳細解釋CPU的地址變換器的示意圖。

圖5是詳細表示基本部分的示意圖。該基本部分包括基于目前發明的另一實施方案的數據處理系統的輸入/輸出地址變換部分。

圖6為圖5中實施方案的框圖。

本發明的實施方案及其對應圖示的描述如下。