[发明专利]高速缓存的一致性状态预置方法及系统

说明书

本发明公开了一种高速缓存的一致性状态预置方法及系统，包括以下步骤：获取随机物理地址映射至所述高速缓存中，其中，所述物理地址包括缓存标记位和缓存索引位；获取映射到所述高速缓存中随机的物理地址对应的一致性状态，其中，所述物理地址的一致性状态位包含多种状态，而对应物理地址的一致性状态位中只允许是一种状态；将所述物理地址和所述一致性状态写入所述高速缓存中。本发明节省了指令发送的条数并降低了状态跳转的时间。

技术领域

本发明涉及高速缓存技术领域，特别涉及一种高速缓存的一致性状态预置方法及系统。

背景技术

由于单芯片日益增长的容量允许设计者将多个处理器设计到一块单独的芯片上，从而称这种方法为单芯片多处理器。在这样的设计中多处理器需要共享一些资源和部分私有资源。而对于共享高速缓存这部分中，从而引入了多核处理器高速缓存一致性协议。高速缓存一致性协议关键是跟踪所有共享数据块的状态。

在多处理器系统即在多个允许缓冲共享数据的系统中，同一个主存单元的数据可能在多个高速缓存中都有备份。高速缓存一致性主要是更加有效的维护同一个主存单元的多个数据备份一致性。即如何将多个数据备份保持最新的数据，从而避免多个高速缓存带来数据不同步问题。

然而高速缓存一致性验证时候由于高速缓存起始的状态都只是无效态，在现有的缓存一致性随机验证时候，随机方案就是以多核验证平台通过随机本地核指令和对应的地址和远程核指令和对应的地址更改本地高速缓存的状态。远程核访问本地核缓存中的数据需要通过外部总线，因此在访问本地核缓存数据导致更改本地核高速缓存的状态跳转需要耗用的仿真时间比较久。

在高速缓存一致性的验证中，由于本地核高速缓存中状态改变是通过本地核指令改变本地核高速缓存或者远程核访问本地核中高速缓存中的数据改变。

在本地核更改高速缓存状态需要通过取指、指令译码、访存指令派遣、访存指令发射、访存指令执行、判定访存指令对高速缓存的命中\缺失等步骤后，才可以更改本地核高速缓存的状态。而整个流程在需要耗费的仿真时间比较长。

在远程核访问本地核高速缓存中的数据时，可以引起本地核高速缓存中状态改变，引起的改变成为远程核改变本地核高速缓存状态。而远程核的访问需要经过外部监听总线桥进行。在通过外部监听总线访问本地核时，在通过远程核向监听总线发起请求，到外部监听总线反馈信息中所要耗时的仿真时间周期较长。

由于本地核高速缓存中的状态的跳转可能需要多次本地核访存指令和远程核访问本地核中高速缓存数据后才能满足状态的跳转。从而导致要达某一高速缓存状态需要耗去较长的仿真时间。

在缓存一致性的验证过程中，在验证平台启动过程前缓存一致性的状态为I。对应缓存一致性状情况下：

情景1：

本地核缓存一致性状态由共享态跳转到修改态。本地核需要发送一条读指令并且是读缺失使本地核缓存状态由无效态跳转到共享态，然后本地核还需要发送一条与读指令相同物理地址的写指令使本地核由共享态跳转到修改态。

情景2：

本地核缓存一致性状态由所有者态跳转到修改态。首先是本地核需要发送一条写指令并且是写缺失使本地核缓存状态由无效态跳转到修改态，之后远程核启动，并且发送一条与本地核地址相同的读指令且读缺失，使其通过总线访问本地核缓存，使本地核缓存状态由修改态跳转到所有者态。而后本地核再发送一条相同物理地址的写指令，才能使本地核的状态由所有者态跳转到修改态。

发明内容

本发明旨在至少在一定程度上解决上述相关技术中的技术问题之一。

为此，本发明的一个目的在于提出一种高速缓存的一致性状态预置方法。该方法节省了指令发送的条数并降低了状态跳转的时间。

本发明的另一个目的在于提出一种高速缓存的一致性状态预置系统。