專利名稱：主機(jī)與從屬設(shè)備之間的接口的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明一般而言涉及數(shù)字電子設(shè)備的連接，特別是具有固定等待時間的主機(jī)和具有等待時間大于主機(jī)等待時間的從屬設(shè)備之間的接口。
背景技術(shù)：
顯然，在連接數(shù)字設(shè)備的領(lǐng)域內(nèi)主設(shè)備(“主機(jī)”)和從屬設(shè)備(“從設(shè)備”)必須在時域上相互兼容，即是說，從屬設(shè)備必須能夠在寫操作期間在由主機(jī)規(guī)定的確定時間期內(nèi)接收數(shù)據(jù)；類似地，從屬設(shè)備必須能夠在讀操作期間在由主機(jī)規(guī)定的確定時間期內(nèi)將數(shù)據(jù)返回。在該領(lǐng)域內(nèi)使用“等待時間(Latency)”一詞，此處是指從過程開始至過程結(jié)束的時間期間。對于主機(jī)，等待時間指的是主機(jī)完成一次讀/寫操作或一個“周期”所要求的總的時間間隔。對于從屬設(shè)備，等待時間指的是從屬設(shè)備收到請求和它完成該請求之間的時間間隔對讀操作，等待時間指的是從屬設(shè)備收到讀出請求和它將數(shù)據(jù)輸出到數(shù)據(jù)總線之間的時間間隔；對寫操作，等待時間指的是從屬設(shè)備收到寫請求和它將數(shù)據(jù)在內(nèi)部加以存儲之間的時間間隔。因此，另一種表述方式是從屬設(shè)備必須在由主機(jī)所規(guī)定的一確定的時間期內(nèi)接收或返回數(shù)據(jù)，因而要求從屬設(shè)備的等待時間小于或等于主機(jī)的等待時間。
但是，許多從屬設(shè)備只能用大于主機(jī)等待時間的等待時間接收或返回數(shù)據(jù)。這種從屬設(shè)備的一個實(shí)例是存儲器設(shè)備。在一個典型的主機(jī)讀出周期，主機(jī)請求數(shù)據(jù)，在一時間延遲之后，讀出該數(shù)據(jù)。如果從屬設(shè)備的等待時間比主機(jī)的為大時，則在從屬設(shè)備將所請求的數(shù)據(jù)置于其輸出端之前，所述主機(jī)完成了它的讀出周期。顯然，如果允許主機(jī)在所請求的數(shù)據(jù)被置于從屬設(shè)備輸出端之前即可完成它的讀出周期，則主機(jī)將讀出不正確的數(shù)據(jù)。
對該問題的一種可能的解決方案是通過增大從屬設(shè)備的時鐘頻率而將從屬設(shè)備提速。但是，增大時鐘頻率會增大功率消耗和產(chǎn)生更多熱量。這就等于縮短了移動設(shè)備中的電池壽命和需要采用措施以耗散附加的熱量。除此之外，增大時鐘頻率可能產(chǎn)生干擾其他設(shè)備的電磁輻射，并可能產(chǎn)生時鐘同步以及定時問題。
通常有幾種方法用于將主機(jī)同等待時間大于主機(jī)的從屬設(shè)備相連接。在一種方法中，通常稱為輪詢，主機(jī)提出讀或?qū)懻埱?。然后該主機(jī)執(zhí)行程序循環(huán)使得重復(fù)讀出和對端口線或寄存器進(jìn)行測試直至它探測到從屬設(shè)備送出的一信號或代碼表明該從屬設(shè)備已經(jīng)完成其請求并且其數(shù)據(jù)已在規(guī)定的存儲器或寄存器地址上可以獲得。
在另一種將主機(jī)和等待時間大于主機(jī)的從屬設(shè)備相連接的方法中，通常稱之為中斷方法，主機(jī)對從屬設(shè)備提出讀或?qū)懻埱蟛⑶以趶膶僭O(shè)備已經(jīng)完成該請求之后，從屬設(shè)備在主機(jī)的用于接收中斷信號的一輸入管腳或線上斷言一信號。該信號向主機(jī)表明從屬設(shè)備已經(jīng)完成其請求，并且，在讀出情況下，其數(shù)據(jù)可供讀出。
第三種將主機(jī)同具有比主機(jī)大的等待時間的從屬設(shè)備連接的方法通常被稱之為握手方法。該方法通常被用于阻止主機(jī)在從屬設(shè)備尚未準(zhǔn)備好之前的這種時間完成讀/寫周期。在這種握手方法中，主機(jī)具有用于“隔離”信號的輸出，如WAIT，或持續(xù)信號，如ACK。在WAIT執(zhí)行過程中，主機(jī)開始讀/寫，而從屬設(shè)備通過斷言送給主機(jī)隔離輸入的WAIT信號加以響應(yīng)。在從屬設(shè)備完成請求之后，從屬設(shè)備對允許主機(jī)完成讀/寫周期的WAIT信號解除斷言。在使用持續(xù)信號的執(zhí)行過程中，主機(jī)開始讀/寫周期，但在收到來自從屬設(shè)備的ACK信號之前并不完成。
在輪詢方法、中斷方法和信號交換方法中，當(dāng)主機(jī)收到來自從屬設(shè)備的信號表明從屬設(shè)備已經(jīng)完成它讀/寫周期部分，主機(jī)也結(jié)束它的周期部分，如通過讀出所請求的數(shù)據(jù)。事實(shí)上，這些方法延長了對主機(jī)完成讀/寫周期所要求的時間周期，即是說，每種方法都延長了主機(jī)的等待時間。還公知用于連接主機(jī)和從屬設(shè)備的更為復(fù)雜的方法，但這些方法一般都是將上面描述的用于延長主機(jī)等待時間的基本方法加以延伸。
用于延長主機(jī)等待時間的技術(shù)和加速從屬設(shè)備的方法在某些計算機(jī)系統(tǒng)內(nèi)是不希望的或不可能的。如前所述，通過增大時鐘頻率使從屬設(shè)備提速會增大功率消耗，產(chǎn)生更多熱量并且可能產(chǎn)生電磁干擾。除此之外，從屬設(shè)備通常具有可以定時并仍能正確工作的時鐘頻率上限。輪詢方法其所以是不希望的，是因?yàn)樗速M(fèi)CPU周期，反過來浪費(fèi)了功率和降低了系統(tǒng)的性能。除非主機(jī)具有用于中繼或隔離信號的輸入，否則不可能采用中斷和信號交換方法。有些主機(jī)被特別設(shè)計成沒有用于中斷或隔離信號的輸入，即是說，使用固定的等待時間以便使成本和功率消耗降至最小。因此，在將固定等待時間的主機(jī)連接到等待時間大于主機(jī)的從屬設(shè)備時，因?yàn)椴豢赡苁褂醚娱L主機(jī)等待時間的技術(shù)和不希望或不可能使用加速從屬設(shè)備的方法，所以會遇到明顯的問題。
鑒于前面所述，希望在主機(jī)和等待時間比主機(jī)長的從屬設(shè)備之間有一種接口，在不希望或不可能使用加速從屬設(shè)備方法時可以把這種接口用于等待時間固定的主機(jī)。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明致力于主機(jī)和等待時間大于主機(jī)的從屬設(shè)備之間的接口。本發(fā)明的這種接口電路可以用于具有主機(jī)、從屬設(shè)備和指引主機(jī)的軟件元件的計算機(jī)系統(tǒng)。通過使主機(jī)從存儲數(shù)據(jù)的從屬設(shè)備中的第1地址執(zhí)行第1讀出操作和使主機(jī)執(zhí)行規(guī)定代理地址的第2讀出操作，該軟件元件引導(dǎo)主機(jī)提取存儲在從屬設(shè)備中的數(shù)據(jù)。該接口電路包括讀數(shù)據(jù)寄存器和狀態(tài)機(jī)。該狀態(tài)機(jī)適于執(zhí)行以下步驟在第1時間接收同第1讀周期相關(guān)聯(lián)的讀和地址信號；在第2時間將從該從屬設(shè)備返回的數(shù)據(jù)存儲在讀數(shù)據(jù)寄存器內(nèi)；在第3時間接收同第2讀周期相關(guān)聯(lián)的讀和地址信號；在第4時間向主機(jī)提供該數(shù)據(jù)。
本發(fā)明接口電路的另一方面，其狀態(tài)機(jī)適于對來自主機(jī)存儲在下一順序地址的數(shù)據(jù)的第3讀操作做出響應(yīng)，它又規(guī)定了代理地址。特別地，該狀態(tài)機(jī)還執(zhí)行另外步驟在第5時間接收來自主機(jī)對從屬設(shè)備中的數(shù)據(jù)的第3請求；在第6時間使來自從屬設(shè)備的數(shù)據(jù)存儲在該數(shù)據(jù)寄存器內(nèi)；在第7時間啟動讀數(shù)據(jù)寄存器的輸出使所述主機(jī)可讀出該數(shù)據(jù)。
結(jié)合附圖，考慮以下對本發(fā)明的詳細(xì)描述，將會更容易理解本發(fā)明的上述以及其他的目標(biāo)，特點(diǎn)和優(yōu)點(diǎn)。


圖1展示主機(jī)、從屬設(shè)備以及包括按本發(fā)明的狀態(tài)機(jī)的主-從接口電路。
圖2展示圖1的狀態(tài)機(jī)。
圖3是展示根據(jù)本發(fā)明的讀操作的定時圖。
具體實(shí)施例方式
圖1是采用本發(fā)明的一種實(shí)施方案的系統(tǒng)方框圖。主機(jī)20和從屬設(shè)備24連接到示例性主-從接口電路22。用于發(fā)送和接收信號以控制本發(fā)明的接口的狀態(tài)機(jī)26包括在電路22之中。在一種優(yōu)選實(shí)施方案中，主機(jī)20是CPU，從屬設(shè)備24是存儲器，狀態(tài)機(jī)26是組合邏輯電路，該主機(jī)20不具備隔離輸入，即是說，該主機(jī)20具有固定的等待時間。
本發(fā)明根據(jù)來自主機(jī)的單個讀出請求要求2個主機(jī)讀周期以返回數(shù)據(jù)。本發(fā)明的顯著優(yōu)點(diǎn)是繼對來自下一順序地址數(shù)據(jù)的初始讀出請求后的每一讀出請求只要求單個主機(jī)讀出周期。本發(fā)明的進(jìn)一步優(yōu)點(diǎn)在于從屬設(shè)備24是以接近主機(jī)讀周期開始的地址出現(xiàn)的。
主機(jī)20的輸入和輸出同接口電路22相連，而不是同從屬設(shè)備24相連，這些輸入和輸出用于發(fā)送讀/寫請求和用于接收來自從屬設(shè)備對任何請求的應(yīng)答。特別地，該接口電路22同示例示出的主機(jī)20的讀(“R”)和寫(“W”)的輸出相連。盡管把讀和寫的輸出表示成分開的線，但本領(lǐng)域內(nèi)的技術(shù)人員將懂得這些信號可以在一根單線上以高態(tài)和低態(tài)傳輸。該接口電路22還同主機(jī)20的地址(“A”)總線40以及雙向數(shù)據(jù)(“D”)總線42相連。在所示的實(shí)施方案中，該地址總線為23位寬，而該數(shù)據(jù)總線為8位寬。這些寬度是示例性的，可以實(shí)現(xiàn)更寬或更窄的總線寬度。用于發(fā)生時鐘信號的源44連接到主機(jī)20的時鐘輸入。
從屬設(shè)備24的輸入和輸出也是同該接口電路22連接，而不是同主機(jī)20連接，所述輸入和輸出用于接收讀/寫請求和用于發(fā)送對任何請求的應(yīng)答。特別地，該接口電路22連接到該從屬設(shè)備24的以下輸入讀(“RE”)，寫(“W”)，字節(jié)進(jìn)入工作狀態(tài)(ebable)(“BE”)，地址(“A”)以及寫數(shù)據(jù)輸入(“WDI”)。此外，該接口電路22同從屬設(shè)備24的讀數(shù)據(jù)輸出(“RDO”)連接。該讀和寫信號可以在一單線上傳送。
圖1還顯示在電路22內(nèi)理解本發(fā)明所必需的那些組件。電路22具有用于存儲地址和數(shù)據(jù)的寄存器；特別是，該電路包括地址寄存器28，寫數(shù)據(jù)寄存器30以及讀數(shù)據(jù)寄存器32。電路22還包括用在2個可能地址輸入之間的多路復(fù)用器34。該電路22包括存儲器-空間解碼邏輯36以及自動增量解碼邏輯38，用于將主機(jī)20發(fā)送的地址解碼。三態(tài)緩沖器46連接到該讀數(shù)據(jù)寄存器32的輸出端，服務(wù)于該寄存器輸出的進(jìn)入工作狀態(tài)/禁止。相加器48連接到多路復(fù)用器34的輸入端之一。在說明該電路的工作之前，對其內(nèi)部和外部連接加以說明。
參照主機(jī)20和電路22的組件之間的連接，主機(jī)20的讀和寫輸出被連接到狀態(tài)機(jī)26。地址總線40同多路復(fù)用器34，存儲器-空間解碼邏輯36，以及自動增量解碼邏輯38連接。此外，數(shù)據(jù)總線42連接到寫數(shù)據(jù)寄存器30和讀數(shù)據(jù)寄存器32。
參照從屬設(shè)備24和電路22的組件之間的連接，狀態(tài)機(jī)26的輸出同該從屬設(shè)備24的讀，寫，字節(jié)進(jìn)入工作狀態(tài)輸入相連接。地址寄存器28連接到地址輸入A，寫數(shù)據(jù)寄存器30連接到該從屬設(shè)備24的WDI。此外，從屬設(shè)備24的RDO連接到讀數(shù)據(jù)寄存器32的輸入。
對于電路22的組件之間的連接，多路復(fù)用器34的輸出連接到地址寄存器28的輸入端。該地址寄存器28的輸出同相加器48的輸入相連，它反過來又連接到該多路復(fù)用器34的輸入。相加器48用于將存儲在地址寄存器48中的地址遞增，使得遞增后的地址可以放置到多路復(fù)用器34的一個輸入端。存儲器-空間解碼邏輯36和自動增量解碼邏輯38的輸出同狀態(tài)機(jī)26相連。如圖1中所示，該狀態(tài)機(jī)26的輸出控制多路復(fù)用器34的輸入選擇，是否讓三態(tài)緩沖器46進(jìn)入工作狀態(tài)以傳遞讀數(shù)據(jù)寄存器32的輸出，以及將數(shù)據(jù)鎖存在寄存器28，30和32之中。
在說明電路22的工作之前，解釋存儲器-空間解碼邏輯36以及自動增量解碼邏輯38的工作。通常，該從屬設(shè)備24將在主機(jī)所采用的尋址方案之內(nèi)被分配一個順序地址范圍。當(dāng)主機(jī)進(jìn)行讀或?qū)懖僮鲿r，它可能將一地址置于它的輸出，以規(guī)定對從屬設(shè)備24所定義的地址范圍之內(nèi)的任何地址。這樣一種地址在此處將叫做(“有效地址”)。作為選擇，主機(jī)20可以規(guī)定一個地址，該地址不包括在對從屬設(shè)備24所定義的地址范圍之內(nèi)。這樣一種選擇性地址在此被稱為“代理地址”。如果主機(jī)規(guī)定一有效地址，則存儲器-空間解碼邏輯36將輸出一建立信號或“SUR”。如果主機(jī)規(guī)定代理地址，則自動增量解碼邏輯38將輸出一寄存器讀信號或“RR”。
讀操作借助于實(shí)例可以對電路22的操作獲得最好的理解。圖3是定時圖，它展示在時間T1至T7的時鐘信號(CLK)的狀態(tài)，讀信號(R)，地址總線(A)，以及數(shù)據(jù)總線(D)。圖3還示出相對時間T1至T7以及時間周期TC，何時會發(fā)生三個主機(jī)讀周期(H1，H2，H3)和狀態(tài)機(jī)讀周期(SM1，SM2，SM3)。
第一主機(jī)讀周期。在第1時間T1，主機(jī)20通過斷言讀信號和將第一地址置于地址總線40開始第1主機(jī)讀周期。在此例中的第1地址是有效地址，如圖3中的“VA”所示。存儲器空間解碼邏輯36和自動增量解碼邏輯38將該第一地址處理。存儲器空間解碼邏輯36斷言建立信號(SUR)，因?yàn)樵摰?地址為有效地址。根據(jù)該SUR信號，狀態(tài)機(jī)26發(fā)送一信號，該信號使多路復(fù)用器34選擇地址總線40作為它的輸入，這樣就使得該第一地址置于地址寄存器28的輸入端。狀態(tài)機(jī)26還發(fā)送一信號使第一地址被鎖存到地址寄存器28內(nèi)。此外，狀態(tài)機(jī)26斷言RE和BE輸入上的信號使從屬設(shè)備24開始取出存儲在第一地址上的數(shù)據(jù)。在大約第2時間T2，它是繼第一時間T1之后，主機(jī)20讀出數(shù)據(jù)總線42上的數(shù)據(jù)。主機(jī)20讀出的該數(shù)據(jù)是無意義的假數(shù)據(jù)，如圖3的“PD”所示，因而被主機(jī)舍棄。這種假數(shù)據(jù)的舍棄最好是用軟件實(shí)現(xiàn)，但也可以用硬件完成。
在從屬設(shè)備24取出位于第一地址上的數(shù)據(jù)之后，它將所請求的數(shù)據(jù)置于它的讀數(shù)據(jù)輸出(RDO)上。當(dāng)出現(xiàn)這一情況時(在時間T2后的某一時間)，狀態(tài)機(jī)26將該數(shù)據(jù)鎖存到讀數(shù)據(jù)緩沖器32之中。通過使三態(tài)緩沖器46進(jìn)入工作狀態(tài)，狀態(tài)機(jī)26使這一數(shù)據(jù)可供主機(jī)20讀出。在圖3中，數(shù)據(jù)總線42上的這種數(shù)據(jù)可獲得性用“VD1”表示“有效數(shù)據(jù)1”的情況。
第2主機(jī)周期。在第三時間T3，通過斷言讀信號和將第2地址置于地址總線40上，主機(jī)20啟動第2讀周期。本例中的第2地址為一種代理地址，如“SA”所示。存儲器空間解碼邏輯36和自動增量解碼邏輯38處理該第2地址。因?yàn)樵摰?地址不包括在對從屬設(shè)備24所定義的地址空間之內(nèi)，該自動增量解碼邏輯38斷言寄存器讀信號(RR)。在大約第4時間T4，主機(jī)20從讀數(shù)據(jù)緩沖器32讀出數(shù)據(jù)。主機(jī)20讀出的該數(shù)據(jù)-VD1-是從第一地址取出的數(shù)據(jù)。在第2主機(jī)讀周期的末端完成讀出存儲在第一地址的數(shù)據(jù)的過程。
圖3中，方框H1代表主機(jī)20執(zhí)行第一主機(jī)讀周期，在這期間主機(jī)請求在有效地址上的數(shù)據(jù)并讀出假數(shù)據(jù)。在時間周期1和2(TC1和TC2)期間，發(fā)生第1主機(jī)讀周期。方框SM1代表狀態(tài)機(jī)26使所請求的數(shù)據(jù)從所規(guī)定的有效地址讀出并且可供主機(jī)20讀出。該狀態(tài)機(jī)讀周期發(fā)生在時間周期1，2，3和4(TC1，TC2，TC3和TC4)期間。方框H2代表主機(jī)20讀出數(shù)據(jù)總線42上的數(shù)據(jù)(VD1)以及以下描述的其他過程。箭頭A1，A2和A3表明主機(jī)讀周期的開始觸發(fā)狀態(tài)機(jī)周期。
多個讀周期。
如果主機(jī)20僅需要存儲在從屬設(shè)備24中單個地址上的數(shù)據(jù)，則在第4時間T4完成讀操作。但是，將會看到主機(jī)通常需要讀出存儲在從屬設(shè)備中的順序地址上的一連串?dāng)?shù)據(jù)單元。該狀態(tài)機(jī)26適于預(yù)期主機(jī)20將請求存儲在順序地址上的若干數(shù)據(jù)單元。狀態(tài)機(jī)26預(yù)期對在下一順序地址存儲的數(shù)據(jù)單元的隨后請求的步驟與先前描述的步驟同時發(fā)生。因此，為了展示狀態(tài)機(jī)如何預(yù)期一個讀請求，需要參照前面所討論的時間上的一點(diǎn)，即T2，然后從這點(diǎn)開始按時間順序繼續(xù)。
下一順序地址的判斷。在第2時間(大約為在主機(jī)20正在讀假數(shù)據(jù)的時間)，狀態(tài)機(jī)26使多路復(fù)用器34選擇連接至相加器48的該多路復(fù)用器的輸入，因此使一新的地址被置于地址寄存器28的輸入。該新地址是一種“有效地址”，在此稱之為“下一順序地址”。最好，該下一順序地址是對從屬設(shè)備24定義的地址序列中的下一個地址，它緊接存儲在寄存器28中的地址之后，即是說，在本實(shí)例中，為緊隨第一地址后的下一個地址。在另一個優(yōu)選實(shí)施方案中，下一順序地址是存儲在寄存器28中的地址之前的大一個地址。在另一種選擇性實(shí)施方案中，“下一順序地址”在數(shù)學(xué)上同存儲在寄存器28中的地址相關(guān)。例如，可以從存儲在寄存器28中的地址加上或減去大于或小于1的整數(shù)。還有在其他的實(shí)施方案中，對存儲在寄存器28中的地址可以實(shí)行諸如乘或除以得到下一順序地址。狀態(tài)機(jī)26將下一順序地址鎖存到地址寄存器28(此處取代以前所存儲的地址)，并且還使從屬設(shè)備24取出存儲在下一順序地址上的數(shù)據(jù)。
如上面所提到的那樣，在第3時間T3，第2主機(jī)讀周期開始。主機(jī)20斷言讀信號R并將第2地址置于地址總線40，在本實(shí)例中它為一種代理地址(SA)。自動增量解碼邏輯38將該第2地址解碼并斷言寄存器讀出信號RR。應(yīng)當(dāng)注意的是如果該第2地址不是代理地址，而是有效地址，則電路22的操作將如上面所述那樣向前進(jìn)行以讀出存儲在單地址上的數(shù)據(jù)。
在第5時間T5，通過主機(jī)20斷言讀信號R和再次將該代理地址置于地址總線40，啟動如主機(jī)20所指明的那種第3主機(jī)讀周期。該例假定該主機(jī)20想要讀出存儲在該從屬設(shè)備24中的三個順序地址上的數(shù)據(jù)。
在第6時間T6之前，從屬設(shè)備24將存儲在下一順序地址上的數(shù)據(jù)返回，如圖3中“VD2”所標(biāo)識的那樣，并且將它置于讀數(shù)據(jù)緩沖器32的輸入。在第6時間T6，狀態(tài)機(jī)26使該讀數(shù)據(jù)緩沖器32中的數(shù)據(jù)可供主機(jī)20借助于使三態(tài)緩沖器46進(jìn)入工作狀態(tài)而讀出。
在第6時間T6之后的在第7時間T7，主機(jī)20讀出數(shù)據(jù)總線42上的數(shù)據(jù)。主機(jī)20讀出的該數(shù)據(jù)是存儲在下一順序地址上的數(shù)據(jù)(VD2)。狀態(tài)機(jī)26可以使存儲在下一順序地址上的數(shù)據(jù)供主機(jī)在時間T6使用，因?yàn)閺膶僭O(shè)備24在第2時間T2之后很快就開始了取出該數(shù)據(jù)的過程。即是說，在下一順序地址中的數(shù)據(jù)可以較早地供給使用，因?yàn)槿〕龅倪^程是在第5時間T5的第3主機(jī)讀周期開始之前就已開始。
應(yīng)當(dāng)注意的是在上述描述的時間順序中的這一點(diǎn)上，取出存儲在隨后“下一順序地址”(在本實(shí)例即為第一地址加2)的數(shù)據(jù)的過程已經(jīng)開始。當(dāng)在第5時間T5在第3主機(jī)讀周期開始時主機(jī)20將代理地址置于地址總線42時，事實(shí)上該主機(jī)已經(jīng)對存儲在隨后“下一順序地址”上的數(shù)據(jù)的發(fā)出了請求信號。
根據(jù)本發(fā)明，主機(jī)20可以重復(fù)地進(jìn)行主機(jī)讀周期，在這期間主機(jī)規(guī)定代理地址并且存儲在每一隨后“下一順序地址”上的數(shù)據(jù)將在同一主機(jī)讀周期結(jié)束時被返回。如上所述，本發(fā)明的明顯優(yōu)點(diǎn)在于從順序地址起隨后的讀請求是在單個讀周期內(nèi)完成的。
狀態(tài)機(jī)。圖2為顯示狀態(tài)機(jī)26工作的狀態(tài)圖。在建立階段，狀態(tài)機(jī)26進(jìn)入空閑狀態(tài)122。如果讀和建立讀信號被斷言，狀態(tài)機(jī)26進(jìn)入鎖存讀狀態(tài)130，此處地址總線40上的地址被鎖存到地址寄存器28。在讀請求狀態(tài)132，狀態(tài)機(jī)26斷言讀信號。在暫停狀態(tài)134，狀態(tài)機(jī)26等待從屬設(shè)備取出數(shù)據(jù)和將數(shù)據(jù)置于它的輸出。在從屬設(shè)備已經(jīng)將所請求的數(shù)據(jù)置放到它的輸出以后，狀態(tài)機(jī)26在鎖存讀數(shù)據(jù)狀態(tài)136期間將所請求的數(shù)據(jù)鎖存到讀數(shù)據(jù)寄存器32。然后狀態(tài)機(jī)36返回空閑狀態(tài)122。
如果讀和寄存器讀信號被斷言，狀態(tài)機(jī)26進(jìn)入輸出讀數(shù)據(jù)狀態(tài)138，此時狀態(tài)機(jī)26使三態(tài)緩沖器46進(jìn)入工作狀態(tài)因而使存儲在讀數(shù)據(jù)緩沖器32中的數(shù)據(jù)可供主機(jī)20使用。在自動增量地址狀態(tài)140時，狀態(tài)機(jī)26使地址寄存器28遞增或遞減一特定數(shù)量。然后該狀態(tài)機(jī)26過渡到狀態(tài)132，134，136和122，這些已在上面做了描述。寫操作現(xiàn)在描述電路22在寫操作期間的操作。參照圖1，在第1時間T1，第1寫周期開始。這一點(diǎn)是通過主機(jī)20斷言寫信號W和將地址和寫數(shù)據(jù)置于相應(yīng)總線40，42所表明的。狀態(tài)機(jī)26接收寫信號并使多路復(fù)用器34將地址引導(dǎo)至將該地址鎖存的地址寄存器28。此外，狀態(tài)機(jī)26使寫數(shù)據(jù)被鎖存道寫數(shù)據(jù)寄存器30中。狀態(tài)機(jī)26斷言寫和字節(jié)進(jìn)入工作狀態(tài)信號(W和BE)從而使從屬設(shè)備24開始存儲該寫數(shù)據(jù)的過程。
在一種實(shí)施方案中，從屬設(shè)備24在第2寫周期于時間T2開始之前完成將寫數(shù)據(jù)存儲的過程。在這種實(shí)施方案中，主機(jī)20可以斷言用以在第2時間T2啟動第2寫操作所必需的信號。
在一種實(shí)施方案中，從屬設(shè)備24在第2時間T2之前不完成將寫數(shù)據(jù)存儲的過程。在這種實(shí)施方案中，主機(jī)20執(zhí)行一個或多個NOP(無操作)指令以允許從屬設(shè)備24在主機(jī)20開始第2寫周期之前完成將該數(shù)據(jù)存儲的過程。在這種選擇性實(shí)施方案中，在時間T3之前主機(jī)20等待斷言對啟動第2寫操作所必需的信號。
狀態(tài)機(jī)。參照圖2，描述寫操作期間狀態(tài)機(jī)26的操作。當(dāng)主機(jī)20斷言寫信號后，狀態(tài)機(jī)26進(jìn)入鎖存寫狀態(tài)124，此時地址和數(shù)據(jù)被分別鎖存到地址寄存器28和寫數(shù)據(jù)寄存器30。在寫請求狀態(tài)126，狀態(tài)機(jī)26斷言對從屬設(shè)備24的寫和字節(jié)進(jìn)入工作狀態(tài)信號。在暫停狀態(tài)128，狀態(tài)機(jī)26等待從屬設(shè)備24完成將寫數(shù)據(jù)存儲的過程，當(dāng)完成之后，返回至空閑狀態(tài)122。
在一種優(yōu)選實(shí)施方案中，主-從接口電路22和從屬設(shè)備24被包括在單一顯示控制器芯片上。在這種優(yōu)選實(shí)施方案中，可以將SRAM存儲器嵌入從屬設(shè)備中中。在一種選擇性優(yōu)選實(shí)施方案中，主-從接口電路22和從屬設(shè)備24被包含在單獨(dú)的芯片中。
已經(jīng)將本發(fā)明作為主機(jī)22和從屬設(shè)備24之間的一種接口加以描述。主機(jī)22可以是CPU，DSP(數(shù)字信號處理器)，或本領(lǐng)域內(nèi)所公知的任何其他類型的處理器。類似地，從屬設(shè)備24可以是存儲設(shè)備，存儲器，存儲器控制器，具有嵌入的存儲器的顯示控制器，具有嵌入的存儲器的圖形控制器，具有嵌入的存儲器或寄存器的任何設(shè)備，或設(shè)備本身或該設(shè)備中的寄存器或存儲器是利用存儲器映射的I/O方式加以存取的任何外圍設(shè)備。
為解釋容易起見，已經(jīng)通過硬件對本發(fā)明做了描述。但是，在本發(fā)明的選擇性實(shí)施方案中可以部分或全部采用軟件來實(shí)現(xiàn)所公開的方法。
在前面詳述中已經(jīng)使用的術(shù)語和表述只是用于描述目的而并非限制，因而無意排除所示或所述特征的等同物或它們的部分。本發(fā)明的范圍僅由隨后的權(quán)利要求所定義和界定。
權(quán)利要求
1.主機(jī)與從屬設(shè)備的連接方法，所述從屬設(shè)備的等待時間大于主機(jī)的等待時間，該方法包括以下步驟在第1時間對存儲在所述從屬設(shè)備內(nèi)第一地址上的數(shù)據(jù)提出第1請求；在第2時間從所述從屬設(shè)備輸出存儲在所述第一地址上的數(shù)據(jù)；在第3時間對存儲在代理地址上的數(shù)據(jù)提出第2請求；在第4時間讀出存儲在該第一地址上的該數(shù)據(jù)；和其中所述第2時間是繼所述第1時間之后，所述第3時間是繼所述第1時間之后，所述第4時間是繼所述第2時間之后。
2.權(quán)利要求1的方法，該方法進(jìn)一步包括通過在第5時間對存儲在所述代理地址上的數(shù)據(jù)提出請求，對存儲在該從屬設(shè)備內(nèi)下一順序地址上的數(shù)據(jù)提出第3請求；在第6時間從該從屬設(shè)備的所述下一順序地址輸出該被存儲數(shù)據(jù)；在第7時間讀出所述輸出數(shù)據(jù)；和其中所述第5時間是繼所述第3時間之后，所述第6時間是繼所述第4時間之后，和所述第7時間是繼該第6時間之后。
3.權(quán)利要求1的方法，其中所述下一順序地址是比所述第一地址至少高出一個地址的地址。
4.權(quán)利要求1的方法，其中所述下一順序地址是比所述第一地址至少低一個地址的地址。
5.權(quán)利要求1的方法，其中所述從屬設(shè)備是存儲器。
6.權(quán)利要求1的方法，其中所述從屬設(shè)備是存儲器控制器。
7.權(quán)利要求1的方法，其中所述從屬設(shè)備是具有嵌入的存儲器的顯示控制器。
8.權(quán)利要求1的方法，其中所述主機(jī)是中央處理單元。
9.權(quán)利要求1的方法，其中所述主機(jī)是數(shù)字信號處理器。
10.權(quán)利要求1的方法，其中所述代理地址是對所述從屬設(shè)備無效的地址。
11.用于連接主機(jī)與從屬設(shè)備的裝置，所述從屬設(shè)備的等待時間大于主機(jī)的等待時間，所述裝置包括讀數(shù)據(jù)寄存器；和用于控制所述主機(jī)和所述從屬設(shè)備之間數(shù)據(jù)傳送的狀態(tài)機(jī)，其中該狀態(tài)機(jī)適于執(zhí)行以下步驟在第1時間接收第1讀信號和第1地址；在繼所述第1時間之后的第2時間將從所述從屬設(shè)備返回的數(shù)據(jù)存儲在所述讀數(shù)據(jù)寄存器內(nèi)；在繼所述第2時間之后的第3時間接收第2讀信號和代理地址；和使所述讀數(shù)據(jù)寄存器的輸出進(jìn)入工作狀態(tài)使得所述主機(jī)可以在繼第3時間之后的第4時間讀出存儲在該讀數(shù)據(jù)寄存器內(nèi)的數(shù)據(jù)。
12.權(quán)利要求11的裝置，其中所述狀態(tài)機(jī)進(jìn)一步適于執(zhí)行以下步驟在繼所述第3時間之后的第4時間接收來自該主機(jī)的第3讀信號和第3地址，其中該第3地址是所述代理地址；在繼所述第4時間之后的第6時間將從所述從屬設(shè)備的下一順序地址所存儲的數(shù)據(jù)存儲至讀數(shù)據(jù)寄存器內(nèi)；和在繼所述第6時間之后的第7時間使讀數(shù)據(jù)寄存器的輸出進(jìn)入工作狀態(tài)使得所述主機(jī)可以讀出存儲在該讀數(shù)據(jù)寄存器內(nèi)的數(shù)據(jù)。
13.權(quán)利要求11的裝置，其中所述下一順序地址是對所述從屬設(shè)備有效的地址，該地址比該第1地址高出至少1個地址。
14.權(quán)利要求11的裝置，其中所述下一順序地址是對所述從屬設(shè)備的有效地址，該地址比該第1地址低至少1個地址。
15.權(quán)利要求11的裝置，其中所述從屬設(shè)備是存儲器。
16.權(quán)利要求11的裝置，其中所述從屬設(shè)備是存儲器控制器。
17.權(quán)利要求11的裝置，其中所述從屬設(shè)備是具有嵌入的存儲器的顯示控制器。
18.權(quán)利要求11的裝置，其中所述主機(jī)是中央處理單元。
19.權(quán)利要求11的裝置，其中所述主機(jī)是數(shù)字信號處理器。
20.計算機(jī)系統(tǒng)，包括中央處理單元(CPU)，該單元通過提供第1讀信號和第1地址在第1時間啟動第1讀操作和通過在繼所述第1時間之后的第2時間之前通過數(shù)據(jù)采樣完成所述第1讀操作；從屬設(shè)備，該設(shè)備通過在所述第2時間提供存儲在第1地址上的數(shù)據(jù)對所述第1讀信號和第1地址做出響應(yīng)，所述第1地址處于該從屬設(shè)備的地址空間之內(nèi)；引導(dǎo)所述CPU的軟件元件，該軟件元件通過引導(dǎo)該CPU執(zhí)行所述第1讀操作和通過隨后引導(dǎo)該CPU執(zhí)行規(guī)定代理地址的第2讀操作以恢復(fù)所述數(shù)據(jù)；和控制該CPU和該從屬設(shè)備之間的讀操作的接口電路，其中所述電路包括讀數(shù)據(jù)寄存器；和適于執(zhí)行以下步驟的狀態(tài)機(jī)在第1時間接收所述第1讀信號和第1地址；在第2時間將來自從屬設(shè)備的數(shù)據(jù)存儲在所述讀數(shù)據(jù)寄存器內(nèi)；在繼第2時間之后的第3時間接收第2讀信號和所述代理地址；和使所述讀數(shù)據(jù)寄存器的輸出進(jìn)入工作狀態(tài)使得所述CPU能夠在繼第3時間之后的第4時間讀出存儲在該讀數(shù)據(jù)寄存器內(nèi)的數(shù)據(jù)。
21.權(quán)利要求20的裝置，其中所述狀態(tài)機(jī)進(jìn)一步適于執(zhí)行以下功能在繼第3時間之后的第5時間接收來自主機(jī)的第3讀信號和第3地址；在繼第4時間后的第6時間將來自所述從屬設(shè)備的下一順序地址的被存儲的數(shù)據(jù)存儲到所述讀數(shù)據(jù)寄存器；和在繼第6時間之后的第7時間使該讀數(shù)據(jù)寄存器的輸出進(jìn)入工作狀態(tài)使得主機(jī)可以讀出存儲在所述讀數(shù)據(jù)寄存器內(nèi)的數(shù)據(jù)。
22.權(quán)利要求20的裝置，其中所述下一順序地址是對所述從屬設(shè)備的有效地址，該地址比所述第1地址高出至少一個地址。
23.權(quán)利要求20的裝置，其中所述下一順序地址是對所述從屬設(shè)備的有效地址，該地址比所述第1地址低至少一個地址。
24.權(quán)利要求20的裝置，其中所述從屬設(shè)備是存儲設(shè)備。
25.權(quán)利要求20的裝置，其中所述從屬設(shè)備是存儲器控制器。
26.權(quán)利要求20的裝置，其中所述從屬設(shè)備是具有嵌入的存儲器的顯示控制器。
27.權(quán)利要求20的裝置，其中所述主機(jī)是中央處理單元。
28.權(quán)利要求20的裝置，其中所述主機(jī)是數(shù)字信號處理器。
29.配備有指令程序的機(jī)器可讀媒介，這種指令可由該機(jī)器執(zhí)行以完成主機(jī)和從屬設(shè)備之間的連接，所述從屬設(shè)備的等待時間大于主機(jī)的等待時間，包括以下步驟在第1時間對存儲在該從屬設(shè)備中第1地址的數(shù)據(jù)提出請求；在繼第1時間之后的第2時間從該從屬設(shè)備輸出存儲在第1地址上的所述數(shù)據(jù)；在繼所述第1時間之后的第3時間對存儲在代理地址上的數(shù)據(jù)提出第2請求；在繼所述第2時間之后的第4時間讀取所述數(shù)據(jù)。
30.權(quán)利要求29的媒介，該方法進(jìn)一步包括以下步驟通過對存儲在所述代理地址上的數(shù)據(jù)提出請求在繼第3時間之后的第5時間對存儲在該從屬設(shè)備中的第2地址上的數(shù)據(jù)提出第3請求；在繼第4時間之后的第6時間從該從屬設(shè)備輸出存儲在第2地址上的數(shù)據(jù)；和在繼所述第6時間之后的第7時間讀出所述輸出數(shù)據(jù)。
31.權(quán)利要求29的媒介，其中所述第2地址是對該從屬設(shè)備的有效地址，該地址比第1地址高出至少1個地址。
32.權(quán)利要求29的媒介，其中該第2地址是對該從屬設(shè)備的有效地址，該地址比第1地址低至少1個地址。
33.權(quán)利要求29的媒介，其中該從屬設(shè)備是存儲器。
34.權(quán)利要求29的媒介，其中該從屬設(shè)備是存儲器控制器。
35.權(quán)利要求29的媒介，其中該從屬設(shè)備是具有嵌入的存儲器的顯示控制器。
36.權(quán)利要求29的媒介，其中該主機(jī)是中央處理單元。
37.權(quán)利要求29的方法，其中該主機(jī)是數(shù)字信號處理器。
38.用于將主機(jī)與從屬設(shè)備連接的方法，所述從屬設(shè)備的等待時間大于主機(jī)的等待時間，該方法包括以下步驟在第1時間提出將數(shù)據(jù)存儲在該從屬設(shè)備內(nèi)的第1請求；和在繼第1時間之后的第2時間提出將數(shù)據(jù)存儲在該從屬設(shè)備內(nèi)的第2請求。
全文摘要
公開了一種主機(jī)和其等待時間大于主機(jī)的等待時間的從屬設(shè)備之間的接口。該接口包括寄存器和狀態(tài)機(jī)。該狀態(tài)機(jī)在2個主機(jī)讀周期內(nèi)將來自從屬設(shè)備內(nèi)任何地址的數(shù)據(jù)提供給主機(jī)。在第1時間狀態(tài)機(jī)接收來自主機(jī)對存儲在從屬設(shè)備內(nèi)第1地址的數(shù)據(jù)的請求。在第2時間狀態(tài)機(jī)根據(jù)第1請求將從從屬設(shè)備返回的數(shù)據(jù)存儲在寄存器內(nèi)。在第3時間狀態(tài)機(jī)接收來自主機(jī)對存儲在從屬設(shè)備內(nèi)第2地址的數(shù)據(jù)的第2請求。在第4時間狀態(tài)機(jī)將在第1請求中規(guī)定的數(shù)據(jù)提供給主機(jī)。該狀態(tài)機(jī)另外也適合于將來自從屬設(shè)備內(nèi)第2地址的數(shù)據(jù)在1個讀周期內(nèi)提供給主機(jī)。
文檔編號G06F12/00GK1490732SQ0315561
公開日2004年4月21日 申請日期2003年8月29日 優(yōu)先權(quán)日2002年8月29日
發(fā)明者D·貝奧多因, P·W·T·梁, D 貝奧多因, T 梁 申請人:精工愛普生株式會社