CN100357871C - 一种支持外部存储器接口模式转换的装置和方法 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种支持EMIF接口模式转换的装置和方法。该装置包括一个模式选择单元和一个模式转化单元。DSP通过预先配置模式选择单元的参数确定当前使用的模式是否与芯片内部使用的模式一致，并将确定的结果输出至模式转化单元，模式转化单元根据模式选择单元输出的结果将来自DSP的字节信号和数据信号统一转化为芯片内部使用的模式。本发明同时公开了支持EMIF接口模式转换的方法。利用本发明提供的装置和方法，可以实现无论EMIF接口使用word、halfword或byte存取操作方式时，芯片内部都可以同时支持big-endian和little-endian模式，从而提高了芯片的灵活性和通用性。

Description

一种支持外部存储器接口模式转换的装置和方法

技术领域

本发明涉及芯片接口技术，尤其涉及一种支持外部存储器(EMIF，theExternal Memory Interface)接口模式转换的装置和方法。

背景技术

芯片的可扩展性和灵活性是当前专用集成电路(ASIC，ApplicationSpecific Integrated Circuit)设计非常重要的目标，不仅需要芯片完成越来越复杂的功能，而且要求芯片能够适应各种复杂的应用场景。芯片的可扩展性和灵活性含义丰富，包括芯片某些功能的扩展、芯片支持不同的接口以及支持接口的不同操作模式等内容。其中，芯片接口的可扩展性和灵活性是一个重要的方面。数字信号处理器(DSP，Digital Signal Processor)的EMIF接口是一类重要的接口，该接口有两种操作模式，即big-endian模式和little-endian模式，它们描述的是字节在内存中的存储顺序，其中big-endian模式是指字的高位字节存储在内存的低地址，而little-endian模式正好与之相反，是指字的高位字节存储在内存的高地址。另外，EMIF接口还有三种存取操作方式，即word方式、halfword方式和byte方式，它们描述的是针对数据的字、半字或者字节所作的存取操作。这样，两种操作模式与三种存取操作方式组合再配以不同的地址位，会产生不同的数据组成顺序和有效位。参见表一，表一给出了32位数据在不同的操作模式和存取操作方式的组合下的不同组成顺序和有效位，其中，×表示4字节有效位；？表示无效位，芯片内部不关心它的值。

存取类型	地址位(1:0)	big-endian法	little-endian法
				word	00	××××××××	××××××××
halfword	00	××××？？？？	？？？？××××
				halfword	10	？？？？××××	××××？？？？
byte	00	××？？？？？？	？？？？？？××
				byte	01	？？××？？？？	？？？？××？？
byte	10	？？？？××？？	？？××？？？？
				byte	11	？？？？？？××	××？？？？？？

表一

从表一中可以看到，在word存取操作方式下，32位数据的big-endian和little-endian的操作模式并无不同，但是在halfword存取操作模式下，32位数据只有16位有效，在地址位00时，高16位有效数据在little-endian模式下存储在内存的高地址，在big-endian模式下存储在内存的低地址。同样道理，在byte存取操作模式下，是只有8位字节有效，并且在little-endian模式下高位字节存储在高位地址，在big-endian模式下高位字节存储在低位地址。

通常DSP与ASIC配合使用的应用场景中，是由外部DSP通过EMIF接口输入信号控制ASIC内部芯片的，例如配置参数、启动、复位等。一般来说通用的DSP可以根据不同的应用场景通过EMIF接口灵活地支持big-endian和little-endian两种接口操作模式，而ASIC内部芯片一般无法灵活支持这两种模式。由于ASIC开发周期长，难度大，所以在需要DSP通过EMIF接口与ASIC内部芯片相连时，常用的方法是ASIC内部的芯片要求DSP确定使用big-endian模式或者是little-endian模式，然后再针对该模式对DSP进行专门的设计。另一种方法是由于big-endian模式和little-endian模式在word存取操作方式下没有区别，所以ASIC可以要求DSP的EMIF接口只采取word存取操作方式。

上述方法因为ASIC只能支持其中的一种操作模式，一旦外部DSP的端口类型有所改变，就无法使用该芯片了，这无疑是限制了ASIC的应用场合和芯片的使用范围，降低了芯片的灵活性，同时也会给DSP软件带来很大的修改工作量。另外，如果要求big-endian和little-endian两种操作模式都能支持，那就必须要求EMIF只能使用word存取操作方式，但是这样又无法对内部数据的某些半字或者是字节进行操作，常常导致操作复杂，难以控制。

发明内容

有鉴于此，本发明的目的在于提供一种支持EMIF接口模式转换的装置和方法，在芯片内部实现无论EMIF接口使用word、halfword或者是byte的存取操作方式都可以同时支持big-endian和little-endian的操作模式，从而提高芯片的灵活性和通用性。

为了达到上述目的，本发明的技术方案是这样实现的：一种支持EMIF接口模式转换的装置，该装置包括模式选择单元和模式转化单元，其中：

模式选择单元用于：确定外部数字信号处理器DSP的外部存储器接口EMIF使用的操作模式是否与芯片内部使用的模式一致，并输出结果给模式转化单元；

模式转化单元用于：根据模式选择单元输出的结果将外部DSP输入的字节信号和数据信号转化为芯片内部使用的模式，并输出至芯片内部的其它单元。

所述的模式选择单元为一个寄存器，该寄存器用于：根据DSP预先在该寄存器上配置的参数确定EMIF接口的操作模式是否与芯片内部使用的模式一致。

所述的模式转化单元包括字节重组单元和数据重组/选择单元，其中：

字节重组单元用于根据模式选择单元输出的结果，将外部DSP输入的字节信号转化为芯片内部使用的模式，并输出至芯片内部其它单元；

数据重组/选择单元用于根据模式选择单元输出的结果，将外部DSP输入的数据信号转化为芯片内部使用的模式，并输出至芯片内部其它单元。

所述的字节重组单元包括第一多选器和第二多选器，第一多选器用于根据字节信号在big-endian操作模式和little-endian操作模式下的对应关系重新选择外部DSP输入的字节信号并输出至第二多选器，第二多选器用于根据模式选择单元输出的结果选择输出第一多选器输出的字节信号或选择输出外部DSP输入的字节信号，并将选择的字节信号输入至芯片内部其它单元。

所述的数据重组/选择单元包括第一多选器和第二多选器，第一多选器用于根据字节信号和数据信号的对应关系重新选择外部DSP输入的数据信号并输出至第二多选器，第二多选器用于根据模式选择单元输出的结果选择输出第一多选器输出的数据或选择输出外部DSP输入的数据信号，并将选择的数据信号输入至芯片内部其它单元。

所述的芯片为专用集成电路ASIC。

一种支持EMIF接口模式转换的方法，该方法至少包括如下步骤：

A.根据外部DSP输入的字节信号判断EMIF接口的操作模式与芯片内部使用的模式是否一致，如果一致，则外部DSP通过EMIF接口输入的字节信号和数据信号保持不变，执行步骤C；如果不一致，执行步骤B；

B.根据外部DSP输入的字节信号确定EMIF接口的存取操作方式，根据所确定的存取操作方式对字节信号进行重组并对数据信号进行选择，然后执行步骤C；

C.将字节信号和数据信号输入至芯片内部其它单元。

其中，步骤B中，所述确定EMIF接口的存取操作方式为：

根据预先的设定，从DSP输入的字节信号的内容确定EMIF接口的存取操作方式为word操作方式；

所述对字节信号进行重组并对数据信号进行选择为：

字节信号保持不变，数据信号保持不变。

其中，步骤B中，所述确定EMIF接口的存取操作方式为：

根据预先的设定，从DSP输入的字节信号的内容确定EMIF接口的存取操作方式为halfword操作方式；

所述对字节信号进行重组并对数据信号进行选择为：

将字节信号的高低半字交换，选择数据信号中有效的半字，并根据有效的半字将数据信号的高低半字交换。

其中，步骤B中，所述确定EMIF接口的存取操作方式为：

根据预先的设定，从DSP输入的字节信号的内容确定EMIF接口的存取操作方式为byte操作方式；

所述对字节信号进行重组并对数据信号进行选择为：

将字节信号的高低位交换，选择数据信号中有效的位，并根据有效的位将数据信号的高低位交换。

由上述方案可以看出，本发明的关键是：在芯片内部提供一个模式选择单元和一个模式转化单元，通过模式选择单元确定操作模式，根据确定的操作模式将信号转化为芯片内部使用的形式。因此，本发明具有以下有益效果：

1)通过在芯片内部提供模式选择单元和模式转化单元，可以实现同时支持DSP的EMIF接口的big-endian和little-endian操作模式，提高了芯片的可扩展性；

2)在芯片内部提供的模式选择单元和模式转化单元可以灵活支持EMIF接口的word、halfword和byte的存取操作方式；

3)该模式选择单元和转化单元是独立的，可以不需要改动地应用在任何一个需要EMIF接口的芯片中，而无须知道芯片的不同功能或结构，提高了设计的通用性，降低了实现成本，减少了工作量；

4)该方法适用于字节选择线2/4/8bit，数据线16/32/64bit的不同EMIF接口规格，只是相应的数据线和多选器的位宽增加或减少而已，因此减少了开发的工作量。

附图说明

图1为本发明的EMIF接口模式转换原理图；

图2为本发明的字节重组单元原理图；

图3为本发明的数据重组/选择单元原理图；

图4为本发明的模式转换流程图。

具体实施方式

下面结合附图及具体实施例对本发明再作进一步详细的说明。

本实施例中，DSP选用的是CX64系列，它通过EMIF接口与ASIC相连，ASIC内部使用的是little-endian模式。DSP输入到ASIC内部的字节信号是4bit，数据信号是32bit，设为32h’aabbccdd。

参见图1所示，本实施例的模式转换装置包括两个部分：模式选择单元和模式转化单元。

模式选择单元为一个寄存器，用来确定外部DSP的EMIF接口使用的是big-endian操作模式还是little-endian操作模式。外部DSP通过EMIF接口的字节选择线输入信号到寄存器中对其进行参数配置，并预先和ASIC约定好模式选择单元寄存器输出的哪种信号对应big-endian，哪种信号对应little-endian，从而根据模式选择单元寄存器的输出确定外部DSP的EMIF接口使用的模式是否与ASIC内部使用的模式一致。本实施例中，配置寄存器的参数使之分别输出1和0，并与ASIC约定好1表示little-endian模式，0表示big-endian模式。模式选择单元寄存器输出确定的模式至模式转化单元。

模式转化单元又包括字节重组单元和数据重组/选择单元，用来对字节信号和数据信号进行转换。参见图2，字节重组单元包括两个多选器，多选器201和多选器202，多选器201是一个七选一的多选器，该多选器中建立了4bit字节信号在big-endian和little-endian模式下的一一对应关系，字节信号通过外部DSP的EMIF接口的字节选择线输入到多选器201，该多选器根据一一对应的关系重新选择字节信号，通过该多选器选择之后的字节信号输入到多选器202中。多选器202是一个二选一的多选器，该多选器建立了操作模式与多选器202的输入信号之间一一对应的关系，本实施例中1对应来自外部DSP的字节信号，0对应多选器201输出的字节信号，模式选择单元寄存器输出的确定的模式输入至多选器202，决定其输出是选1还是选0，也即决定多选器202的输出是来自外部DSP的字节信号还是来自多选器201输出的字节信号。经过多选器202选择之后输出的字节信号输入到ASIC内部其它单元。

参见图3，数据重组/选择单元也包括两个多选器，多选器301和多选器302，字节信号和数据信号分别通过外部DSP的EMIF接口的字节选择线和数据线输入到多选器301，多选器301是一个七选一的多选器，该多选器建立了字节信号和数据信号的对应关系。根据预先设定，输入的不同的字节信号分别对应EMIF接口的word、halfword或byte的存取操作方式，也分别对应输入的数据信号的有效位。本实施例中，字节信号4’b0000对应word操作方式和输入数据；字节信号4’b0011和4’b1100对应halfword操作方式和data_hword，其中前者表示32bit数据的高16bit有效，而后者表示低16bit有效，data_hword表示对数据进行拼位{输入数据[15:0]，输入数据[31:16]}；字节信号4’b0111、4’b1011、4’b1101和4’b1110对应byte操作方式和data_byte，其中4’b0111表示32bit数据的最高8bit有效，依次类推，4’b1110表示32bit数据的最低8bit有效，data_byte表示{输入数据[7:0]，输入数据[15:8]，输入数据[23:16]，输入数据[24:31]}。多选器301根据输入的字节信号选择对应的数据信号，通过该多选器选择之后的数据信号输入到多选器302。另外，来自外部DSP的数据信号也输入到多选器302，该多选器是一个二选一的多选器，该多选器建立了操作模式与多选器302的输入信号之间一一对应的关系，本实施例中1对应来自外部DSP的输入数据信号，0对应多选器301输出的数据信号，模式选择单元寄存器输出的确定的模式输入至多选器302，决定其输出是选1还是选0，也即决定多选器302的输出是来自外部DSP的数据信号还是来自多选器301输出的数据信号。经过多选器302选择之后输出的数据信号输入到ASIC内部其它单元。

请参照图4，本发明的模式转换方法是通过模式转换装置按照如下步骤实现的：

步骤401、外部DSP预先通过EMIF接口的字节选择线输入信号配置模式选择单元寄存器的参数，模式选择单元寄存器输出确定的模式；

步骤402、判断模式选择单元寄存器确定的模式是否与ASIC内部使用的模式一致。本实施例中，如果寄存器的输出为1，说明外部DSP使用的是little-endian模式，则通过EMIF接口输入的字节信号和数据信号保持不变，执行步骤404；如果寄存器的输出结果为0，则说明外部DSP使用的是big-endian模式，执行步骤403；

步骤403、字节信号和数据信号分别在多选器201和多选器301上进行重新选择，使之转换成little-endian模式，执行步骤404；

步骤404、将字节信号和数据信号输入到ASIC内部其它单元。

步骤403进一步包括如下情况：

a.如果外部输入的字节信号是4’b0000，说明是word操作，多选器201和多选器301选择字节信号4’b0000和数据信号32h’aabbccdd保持不变；

b.如果外部输入的字节信号是4’b0011，说明是halfword操作，并且是高16位有效，在多选器201上选择0011对应的字节信号，即选择1100，相应的，在多选器301上对外部输入的数据信号32h’aabbccdd进行重新选择，选择有效的高16位并作相应的转换，输出的数据信号为32h’^****aabb；同样道理，如果外部输入的字节信号是4’b1100，多选器201选择输出的字节信号是4’b0011，多选器301选择输出的数据信号是32h’ccdd^****；

c.如果外部输入的字节信号是4’b0111，则说明是byte操作，并且是高8位有效，在多选器201上选择0111对应的字节信号，即选择1110，相应的，在多选器301上对外部输入的数据信号32h’aabbecdd进行重新选择，选择有效的高8位并作相应的转换，选择输出的数据信号为32h’^******aa；同样道理，外部输入的字节信号是4’b1011、4’b1101、4’b1110时，经过多选器201选择后输出的字节信号相应为4’b1101、4’b1011、4’b0111，经过多选器301选择后输出的数据信号分别是32h’^****bb^**、32h’^**cc^****和32h’dd^******。其中^*表示无意义，内部不关心它的值。

本实施例是以字节选择信号4bit，数据选择信号32bit为例说明本发明的模式转换的装置和方法的，该方法同样适用于字节选择信号是2bit或8bit，数据信号是16bit或64bit的情况，只需将相应的数据线和多选器的位宽减少或增加而已。

本实施例是以ASIC内部使用little-endian模式为例进行说明的，本发明提供的方法和装置同样适用于ASIC内部使用big-endian模式的情况，只是当外部DSP采用big-endian模式时，字节信号和数据信号不变，直接输入到ASIC内部其它单元，而外部DSP采用little-endian模式时，需要在模式转化单元进行字节信号和数据信号的重组/选择。

本实施例中外部DSP配置模式选择单元寄存器的参数，使寄存器的输出1表示little-endian模式，0表示big-endian模式，具体应用时，外部DSP配置寄存器的参数，只需使寄存器有两个输出结果分别表示big-endian模式和little-endian模式，并和ASIC约定好哪种结果表示哪种模式即可，例如可以和ASIC约定好用0表示little-endian模式，用1表示big-endian模式。

本实施例是将模式转换装置应用在ASIC内部芯片，具体应用中，还可以直接将该装置应用在任何一个需要EMIF接口的芯片中，而无须知道芯片的不同功能或结构。

该支持EMIF端口模式转换的装置和方法通过在ASIC内部设置模式选择单元和模式转化单元，实现无论EMIF接口使用word、halfword或者是byte存取操作方式都可以灵活地同时支持big-endian和little-endian的操作模式，大大提高了芯片的可扩展性，并且该转置和方法可以不经改动，直接应用于任何一个需要EMIF接口的芯片中，提高了设计的通用性，降低了实现成本，减少了开发工作量。

以上所述，仅为本发明的较佳实施例而已，并非用于限定本发明的保护范围。

Claims (10)

1、一种支持外部存储器接口模式转换的装置，其特征在于：该装置包括模式选择单元和模式转化单元，其中：

模式选择单元用于：确定外部数字信号处理器DSP的外部存储器接口EMIF使用的操作模式是否与芯片内部使用的模式一致，并输出结果给模式转化单元；

模式转化单元用于：根据模式选择单元输出的结果将外部DSP输入的字节信号和数据信号转化为芯片内部使用的模式，并输出至芯片内部的其它单元。

2、根据权利要求1所述的装置，其特征在于：所述的模式选择单元为一个寄存器，该寄存器用于：根据DSP预先在该寄存器上配置的参数确定EMIF接口的操作模式是否与芯片内部使用的模式一致。

3、根据权利要求1所述的装置，其特征在于：所述的模式转化单元包括字节重组单元和数据重组/选择单元，其中：

字节重组单元用于根据模式选择单元输出的结果，将外部DSP输入的字节信号转化为芯片内部使用的模式，并输出至芯片内部其它单元；

数据重组/选择单元用于根据模式选择单元输出的结果，将外部DSP输入的数据信号转化为芯片内部使用的模式，并输出至芯片内部其它单元。

4、根据权利要求3所述的装置，其特征在于：所述的字节重组单元包括第一多选器和第二多选器，第一多选器用于根据字节信号在big-endian操作模式和little-endian操作模式下的对应关系重新选择外部DSP输入的字节信号并输出至第二多选器，第二多选器用于根据模式选择单元输出的结果选择输出第一多选器输出的字节信号或选择输出外部DSP输入的字节信号，并将选择的字节信号输入至芯片内部其它单元。

5、根据权利要求3所述的装置，其特征在于：所述的数据重组/选择单元包括第一多选器和第二多选器，第一多选器用于根据字节信号和数据信号的对应关系重新选择外部DSP输入的数据信号并输出至第二多选器，第二多选器用于根据模式选择单元输出的结果选择输出第一多选器输出的数据信号或选择输出外部DSP输入的数据信号，并将选择的数据信号输入至芯片内部其它单元。

6、根据权利要求1所述的装置，其特征在于：所述的芯片为专用集成电路ASIC。

7、一种支持EMIF接口模式转换的方法，其特征在于：该方法至少包括如下步骤：

A.根据外部DSP输入的字节信号判断EMIF接口的操作模式与芯片内部使用的模式是否一致，如果一致，则外部DSP通过EMIF接口输入的字节信号和数据信号保持不变，执行步骤C；如果不一致，执行步骤B；

B.根据外部DSP输入的字节信号确定EMIF接口的存取操作方式，根据所确定的存取操作方式对字节信号进行重组并对数据信号进行选择，然后执行步骤C；

C.将字节信号和数据信号输入至芯片内部其它单元。

8、根据权利要求7所述的方法，其特征在于，步骤B中，所述确定EMIF接口的存取操作方式为：

根据预先的设定，从DSP输入的字节信号的内容确定EMIF接口的存取操作方式为word操作方式；

所述对字节信号进行重组并对数据信号进行选择为：

字节信号保持不变，数据信号保持不变。

9、根据权利要求7所述的方法，其特征在于，步骤B中，所述确定EMIF接口的存取操作方式为：

根据预先的设定，从DSP输入的字节信号的内容确定EMIF接口的存取操作方式为halfword操作方式；

所述对字节信号进行重组并对数据信号进行选择为：

将字节信号的高低半字交换，选择数据信号中有效的半字，并根据有效的半字将数据信号的高低半字交换。

10、根据权利要求7所述的方法，其特征在于，步骤B中，所述确定EMIF接口的存取操作方式为：

根据预先的设定，从DSP输入的字节信号的内容确定EMIF接口的存取操作方式为byte操作方式；

所述对字节信号进行重组并对数据信号进行选择为：

将字节信号的高低位交换，选择数据信号中有效的位，并根据有效的位将数据信号的高低位交换。

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