(57)【要約】【課題】内部メモリをキャッシュとして使用してデータ転送を行うのにあたり、読み込みサイズを調整でき、キャッシュに読み込まれているデータの再読み込みを防止できるとともに、キャッシュに読み込まれているデータの管理を容易に行えるデータ処理装置を提供すること。【解決手段】内部メモリをキャッシュとして使用してデータファイルを転送するように構成されたデータ処理装置において、前記内部メモリをダイレクトマッピング方式で制御することを特徴とするもの。【選択図】図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
内部メモリをキャッシュとして使用してデータファイルを転送するように構成されたデータ処理装置において、
前記内部メモリをダイレクトマッピング方式で制御することを特徴とするデータ処理装置。
【請求項２】
前記データファイルを、前記キャッシュで扱う任意のデータブロックサイズで分割された行方向のライン番号と列方向のタグ番号で管理することを特徴とする請求項１に記載のデータ処理装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、データ処理装置に関し、詳しくは、デジタルオシロスコープなどの組み込み機器で内部メモリをキャッシュとして使用するように構成されたデータ処理装置の改良に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
たとえばオシロスコープのような組み込み機器では、数十ＧＢを超える大量の波形データが内蔵のハードディスクに保存されている。これら波形データについて画面表示やデータ解析を行うときには、データ容量が数十ＭＢ〜数百ＭＢの内部メモリをキャッシュとして使用し、ハードディスクから波形データを読み込む必要がある。
【０００３】
ところが、ハードディスクに保存された波形データは膨大な量になるため、一度に全ての波形データを内部メモリに読み込むことはできない。そこで、表示や解析に必要な波形データのみを選択的に内部メモリに読み出すことになる。
【０００４】
図３は、このような組み込み機器に実装されている内蔵ハードディスク内における従来のデータ転送例を示すブロック図である。図３において、内蔵ハードディスク１内に格納されている波形データは、ワークバッファ２→内部メモリ３の経路を経てデータ処理部４に読み出される。
【０００５】
内蔵ハードディスク１には、ファイルヘッダの格納領域１ａと生データの格納領域１ｂと圧縮データの格納領域１ｃが設けられている。
【０００６】
内部メモリ３の格納領域は、指定された所定の大きさで複数のブロックに分割されていて、図３の例では４つのブロックに分割されている。内部メモリ３の分割されたブロックには使用履歴に基づく優先順位がつけられていて、内部メモリ３上にないデータをハードディスク１のファイルから読み出す場合は、優先順位の低いブロックに読み込まれる。
【０００７】
特許文献１には、キャッシュミスを減少させてデータ読み出しを高速化でき、データの重複リフィルを防止する技術が説明されている。
【０００８】
【特許文献１】特開２００５−３４６２１５号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００９】
図４は、図３の動作説明図である。図４において、（Ａ）は内部メモリ３を示し、４系統の測定チャネルＣＨ１〜４が割り当てられている。（Ｂ）は１測定チャネルに割り当てられたキャッシュメモリを示し、４つのブロックが割り当てられている。（Ｃ）は内蔵ハードディスク１の内部に格納されている波形データの一例を示している。
【００１０】
ところで、波形演算などで必要なデータは、たとえば図４（Ｃ）に斜線で塗りつぶして示すように大量なデータのうちの一部分だけである。しかし、従来のデータ転送方式ではデータ読み込みサイズが一義的に決められているため、必要なデータ以外の範囲も読み込まなければならない。
【００１１】
図５も図３の動作説明図であり、読み込みデータが重なっている場合の動作を示すものであって、（Ａ）は内蔵ハードディスク１の内部に格納されている波形データの一例を示し、（Ｂ）は１測定チャネルに割り当てられたキャッシュメモリを示している。
【００１２】
図５（Ａ）において、波形演算（最大値、最小値の計算など）に使用する領域Ａ１と波形拡大表示に使用する領域Ａ２との一部が斜線で塗りつぶして示すように重なり合っている。
【００１３】
図５（Ｂ）において、内蔵ハードディスク１から同じ波形データが、一方Ａ１を波形演算用とし、他方Ａ２を波形拡大表示用として、斜線で塗りつぶして示すように異なる２箇所のブロックに読み込まれている。
【００１４】
図５のような状況において、２重に波形データが読み込まれないようにするためには、波形データがどこに読み込まれているのかを細かく管理すればよいが、読み込む波形データが大量であるため管理オーバーヘッドがかかり、パフォーマンスが低下してしまうという新たな問題が発生することになる。
【００１５】
本発明は、これらの問題を解決するものであり、その目的は、内部メモリをキャッシュとして使用してデータ転送を行うのにあたり、読み込みサイズを調整でき、キャッシュに読み込まれているデータの再読み込みを防止できるとともに、キャッシュに読み込まれているデータの管理を容易に行えるデータ処理装置を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【００１６】
このような課題を達成するために、本発明のうち請求項１記載の発明は、
内部メモリをキャッシュとして使用してデータファイルを転送するように構成されたデータ処理装置において、
前記内部メモリをダイレクトマッピング方式で制御することを特徴とする。
【００１７】
請求項２記載の発明は、請求項１に記載のデータ処理装置において、
前記データファイルを、前記キャッシュで扱う任意のデータブロックサイズで分割された行方向のライン番号と列方向のタグ番号で管理することを特徴とする。
【発明の効果】
【００１８】
本発明のデータ処理装置によれば、内部メモリをキャッシュとして使用してデータ転送を行うのにあたり、読み込みサイズを任意に調整できてキャッシュに読み込まれているデータの再読み込みを防止できるとともに、キャッシュに読み込まれているデータの管理を容易に行える。
【図面の簡単な説明】
【００１９】
【図１】本発明の一実施例を示すブロック図である。
【図２】図１の動作説明図である。
【図３】従来のデータ転送例を示すブロック図である。
【図４】図３の動作説明図である。
【図５】図３の他の動作説明図である。
【発明を実施するための形態】
【００２０】
以下、本発明について、図面を用いて詳細に説明する。図１は本発明の一実施例を示すブロック図であり、図３と共通する部分には同一の符号を付けている。
【００２１】
図１において、内部メモリ３を、大量な波形データファイルのキャッシュとして使用する。なお、キャッシュ３の制御にあたっては、ダイレクトマッピング方式を使用する。キャッシュ３で扱うひとまとまりのデータブロックをラインといい、任意のブロックサイズに分けられる。
【００２２】
データファイルは、キャッシュ３を分けたときと同じブロックサイズで区切られ、データアドレスが各マス目の中に示したように、先頭から順に、
０、                １、                ・・、ｎ−１、
１・ｎ＋０、        １・ｎ＋１、        ・・、１・ｎ＋ｎ−１、
・・・
（ｍ−１）・ｎ＋０、（ｍ−１）・ｎ＋１、・・、（ｍ−１）・ｎ−１
と番号付けされている。
【００２３】
ここで、データアドレスの最下位のラインサイズ分のビットを除いた値がデータファイルのブロック番号と対応し、そのうちのインデックスがライン番号を示し、タグが縦の列のラインブロックのどれが現在キャッシュに格納されているかを示す。
【００２４】
図２は、データファイルとキャッシュの関係を示す図１の動作説明図である。図２において、キャッシュ３は４つのブロックに分けられていて、各ブロックには左から順にライン番号Ｌ０〜Ｌ３が割り当てられている。
【００２５】
内蔵ハードディスク１から読み出されるデータファイルに着目すると、キャッシュ３を分けたときと同じブロックサイズで区切られ、各ブロックには左から順にブロック番号Ｂ０〜Ｂ１２が割り当てられるとともに、左から順に４ブロックをタグ単位としてタグ番号Ｔ０〜Ｔ３が割り当てられている。
【００２６】
たとえばデータファイルのブロック番号Ｂ３が選択されたとき、そのデータはキャッシュ３のライン番号Ｌ３にロードされ、タグ番号はＴ０となる。また、データファイルのブロック番号Ｂ４が選択されたとき、そのデータはキャッシュ３のライン番号Ｌ０にロードされ、タグ番号はＴ１となる。
【００２７】
このような構成において、キャッシュサイズは任意の大きさに変更できるので、読み込むデータの大きさによってキャッシュサイズを調整することができ、波形表示やデータの解析時におけるパフォーマンスの向上が図れる。
【００２８】
また、データファイルはキャッシュ３で分けたときと同じブロックサイズで区切られるとともに、そのブロック単位でキャッシュ３への読み込みが制御されるので、データの重複読み込みを防止できる。
【００２９】
キャッシュラインにデータファイルをロードするのにあたり、同時にタグ番号も記録しておくことにより、データアドレスのインデックスが示すラインのタグ番号とデータアドレスのタグを比較するだけで、参照したいデータが内部メモリ上にキャッシュされているか否かを的確に判定できる。
【００３０】
なお、上記実施例では、デジタルオシロスコープに内蔵されているハードディスクから大量の波形データをキャッシュに読み込む例について説明したが、各種組み込み機器における各種データファイルのキャッシュへの読み込みにも適用できる。
【００３１】
以上説明したように、本発明によれば、内部メモリをキャッシュとして使用してデータ転送を行うのにあたり、読み込みサイズを調整でき、キャッシュに読み込まれているデータの再読み込みを防止できるとともに、キャッシュに読み込まれているデータの管理を容易に行えるデータ処理装置が実現でき、大量データのキャッシュへの読み込みに好適である。
【符号の説明】
【００３２】
１  内蔵ハードディスク
３  キャッシュ（内部メモリ）
【図１】
2011141657.tif 000003
【図２】
2011141657.tif 000004
【図３】
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【図４】
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【図５】
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