[其他]段描述符裝置

無效

• 申請(qǐng)?zhí)枺?/td>: 87108389
• 申請(qǐng)日: 1987-12-23
• 公開（公告）號(hào): CN87108389A
• 公開（公告）日: 1988-07-06
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 尤金·努辛諾夫;托馬斯·F·喬伊斯
• 申請(qǐng)（專利權(quán)）人: 霍尼韋爾布爾公司
• 主分類號(hào): G06F12/00
• 分類號(hào): G06F12/00
• 代理公司: 中國專利代理有限公司
• 代理人: 匡少波,葉凱東

本發(fā)明涉及存貯裝置，特別是應(yīng)用于處理段描述符信息的存貯裝置。

現(xiàn)今，許多系統(tǒng)都采用頁面和分段相結(jié)合的特點(diǎn)。其中較為廣知的系統(tǒng)之一是MULTICS系統(tǒng)。這類系統(tǒng)應(yīng)用了段描述字。每一個(gè)段描述字都包含有在確認(rèn)某段存在于存貯器中時(shí)指向該段頁表的信息、該段的大小以及一個(gè)包含存取控制信息的描述符字段。一個(gè)段描述符字的位數(shù)是相當(dāng)大的，特別是在系統(tǒng)的存貯容量很大或者在采用復(fù)雜的安全措施時(shí)。有關(guān)MULTICS系統(tǒng)的更詳細(xì)的情況，可參考Elliott????I.Organick所寫的“MULTICS系統(tǒng)：對(duì)其結(jié)構(gòu)的分析”一文（1972年版）。

為了存貯和訪問段描述字，這些系統(tǒng)應(yīng)用了多組存貯器的存儲(chǔ)單元或者具有必要畢特位數(shù)的存貯寄存器。這就需要成對(duì)的利用RAM芯片以提供所希望的存貯寄存器寬度。雖然這種途徑適用于許多系統(tǒng)，但對(duì)由超大規(guī)模集成（VLSI）芯片工藝完成的系統(tǒng)來說，所占的空間太大，而且功耗太大。加之，為了應(yīng)用段描述字，還可能需要存貯附加的信息。這就可能增加對(duì)RAM存貯空間和功耗的進(jìn)一步要求。

據(jù)此，本發(fā)明的基本目的是要提供一種段描述符存貯裝置，它便于作成VLSI，而且只需要最小的空間。

本發(fā)明的另一目的則是提供功耗最小的段描述符存貯裝置。

本發(fā)明的上述及其它的目的可由本發(fā)明的一個(gè)最佳實(shí)施方案來實(shí)現(xiàn)。該方案包括一個(gè)段描述符單元（SDU），此單元包括有一個(gè)獨(dú)立的隨機(jī)存取存貯器（RAM），一個(gè)可按內(nèi)容尋址的存貯器（CAM），以及一個(gè)接在兩者之間并能在微程序控制下以最小的芯片空間和功耗完成動(dòng)態(tài)和靜態(tài)地址變換操作的譯碼電路。設(shè)置CAM用于存貯多個(gè)數(shù)據(jù)項(xiàng)，其中包括段號(hào)和表明相應(yīng)的段描述符的有效信息。

RAM具有分配給存貯段描述字（SDW′S）和工作數(shù)據(jù)的存儲(chǔ)單元。每一SDW在邏輯或者功能上被劃分成兩個(gè)字段：一個(gè)具有為執(zhí)行靜態(tài)地址變換操作所需要的全部畢特的靜態(tài)變換字（STW）的字段;一個(gè)具有為驗(yàn)證系統(tǒng)安全所需的全部畢特位的存取控制字（ACW）的字段。每一STW和ACW的畢特均存貯于SDW存貯單元的相交替的畢特位置中。每一對(duì)RAM畢特存貯單元耦合到一個(gè)公用讀/寫放大器和多路轉(zhuǎn)換器電路。

在所規(guī)定的各種不同地址變換功能的微程序指令的控制下，由CAM所選定的STW和ACW字段以不同的時(shí)間間隔由RAM讀出，以執(zhí)行這種地址變換操作所需的步驟。例如，在此最佳實(shí)施方案中，每一64位的段描述符字一次32地寫入SDU中。當(dāng)由一個(gè)第一微程序指令指定一動(dòng)態(tài)地址變換操作時(shí)，由存貯器讀出頁面描述符信息，SDU被置定為并行讀出，CAM的命中輸出指定了段描述符的ACN區(qū)段以及被轉(zhuǎn)換的虛擬地址的部分被譯碼。這就使得SDU內(nèi)部的安全比較電路按照系統(tǒng)安全要求加以檢驗(yàn)。在由第二微程序指令指定的靜態(tài)地址變換操作的情況下，SDU即被置定為讀出由CAM的命中輸出所指定段描述符的STW字段以及被轉(zhuǎn)換虛擬地址部分被譯碼。

由該第一和第二微程序指令所產(chǎn)生的輸入信號(hào)被用來決定RAM的哪一部分應(yīng)被訪問，來作為被這些指令所規(guī)定而要執(zhí)行的地址變換操作的型式功能。STW字段被傳送到一個(gè)加法器，以形成由主存或高速緩沖中讀取段描述符所需的變換地址。其它的微程序指令可進(jìn)行對(duì)能存貯與欲執(zhí)行的轉(zhuǎn)換功能有關(guān)的信息的同一存貯器的另外的區(qū)域的訪問。

本發(fā)明將段描述字按照功能加以分割的設(shè)置免除了對(duì)數(shù)據(jù)通路多路轉(zhuǎn)接器和開關(guān)的需要。因?yàn)橛蒖AM讀出傳送到保密單元或加法器的信息字的寬度與這些單元所處理的信息的寬度是相適配的。同時(shí)，這也使得加法器和安全對(duì)比電路可以安置于RAM的附近，而降低芯片在金屬噴鍍、接線和空間上的要求。而且這種布局也使讀/寫放大器電路的數(shù)目減少了一半，從而大大節(jié)省了芯片面積和功耗。此外，本發(fā)明還使得有可能通過只用極少的微程序指令來訪問全部包含在單一RAM中的若干不同型式的寄存器的內(nèi)容。

作為本發(fā)明的布局和運(yùn)行方法方面所特有的新穎特點(diǎn)，以及其它的目的和優(yōu)點(diǎn)，由下面結(jié)合附圖所作的說明中可得到清楚的理解。但是，需要特別說明的是，每一附圖僅僅是用來圖示和說明本發(fā)明的目的，而不是要對(duì)本發(fā)明進(jìn)行限制。

圖1為本發(fā)明的段描述單元（SDU）的方框圖。

圖2是圖1SDU的存貯器組的方框圖。

圖3a到圖3g詳細(xì)列舉了圖2的存貯器組的各個(gè)不同的部分。

圖4a至圖4b說明圖2中存貯器組的換算表和內(nèi)容。

圖5是用來解釋圖1中SDU的運(yùn)行的流程圖。

圖6a至圖6e說明在解釋圖1SDU的運(yùn)行時(shí)所采用的控制字格式和虛擬地址格式。