CN101840915B - 一种引脚共享装置及方法 - Google Patents

Abstract

本发明揭露了一种引脚共享装置及方法，所述装置包括：共享引脚、主要功能模块及主要功能模块控制器、次要功能模块及次要功能模块控制器、引脚控制器。所述引脚控制器还包括一个计数器，通过判断计数器的计数值是否到达预定值，其中所述计数器根据时钟不断地进行计数；如果到达所述预定值，则仅可响应所述主要功能模块控制器对所述引脚的请求，并在所述主要功能模块控制器使用所述引脚完毕后重置所述计数器以使其重新开始计数；如果未达所述预定值，则可响应所述次要功能模块控制器对所述引脚的请求。本发明结构简单易于实现，有效提高芯片集成度并提高了引脚利用效率，使芯片成本明显降低。

Description

一种引脚共享装置及方法

【技术领域】

本发明涉及芯片设计领域，特别涉及芯片上的引脚共享方案。

【背景技术】

随着现代硬件制造技术的发展，现在芯片的功能越来越复杂，需要与外部电路连接的信号越来越多，然而芯片引脚的数目却是有限的，这样在芯片设计时不可避免的需要考虑到引脚共享的问题。

特别是现在各种数码设备都具有功能强大、体积小的特点。各种数码设备越是功能强大、越是体积小，对于芯片或系统的集成度要求就越高。对于芯片或系统上多个功能模块共享一组引脚来进行数据传输的需求就越迫切。而一组引脚本来只用于一个功能模块，如果在优先满足所述功能模块使用的前提下，可以在所述引脚空闲时给其他功能模块使用，则达到了对引脚的高效率分时复用。但是现有技术中，通常采用优先级仲裁策略来实现这一目的，存在着实现方式复杂的缺点。

因此，有必要提出一种新的引脚共享方案来实现引脚的共享。

【发明内容】

本部分的目的在于概述本发明的实施例的一些方面以及简要介绍一些较佳实施例。在本部分以及本申请的说明书摘要和发明名称中可能会做些简化或省略以避免使本部分、说明书摘要和发明名称的目的模糊，而这种简化或省略不能用于限制本发明的范围。

本发明的目的在于提供一种引脚共享装置及方法，其可以实现多功能的引脚共享，也可以保证主要功能对引脚的优先使用。

为了达到本发明的目的，根据本发明的一个方面，本发明提供一种引脚共享装置，所述装置包括：共享引脚；主要功能模块及主要功能模块控制器，所述主要功能模块与所述主要功能模块控制器通过所述共享引脚交互数据；次要功能模块及次要功能模块控制器，所述次要功能模块与所述次要功能模块控制器通过所述共享引脚交互数据；引脚控制器，包括一个计数器，当计数器未达到预定值时，可响应所述次要功能模块控制器对所述共享引脚的请求，当计数器达到预定值时，则仅可响应所述主要功能模块控制器对所述共享引脚的请求，所述计数器在所述主要功能模块控制器使用所述共享引脚完毕后重置并开始重新计数。

进一步地，所述主要功能模块是显示屏，所述主要功能模块控制器是显示屏控制器，所述显示屏控制器通过所述共享引脚传输屏幕数据到所述显示屏显示。

进一步地，根据显示屏连续两次使用所述共享引脚之间的时间间隔设置所述预定值。

进一步地，所述次要功能模块是SD存储卡或与非闪存，所述次要功能模块控制器是SD控制器或与非闪存控制器，所述SD控制器通过所述共享引脚对所述SD存储卡进行读写操作，所述与非闪存控制器通过所述共享引脚对所述与非闪存进行读写操作。

进一步地，所述次要功能模块控制器每次使用所述共享引脚传输数据时，传输的数据量不超过2048字节。

进一步地，所述次要功能模块控制器每次使用所述共享引脚的时长为所述显示屏的刷屏周期的N分之1，N为大于2的正数。

根据本发明的另一方面，本发明还提供一种引脚共享方法，所述引脚为主要功能模块及主要功能模块控制器或次要功能模块及次要功能模块控制器提供数据传输通道，所述方法包括：判断一计数器的计数值是否到达预定值，其中所述计数器根据时钟不断地进行计数；如果到达所述预定值，则仅可响应所述主要功能模块控制器对所述引脚的请求，并在所述主要功能模块控制器使用所述引脚完毕后重置所述计数器以使其重新开始计数；如果未到达所述预定值，则可响应所述次要功能模块控制器对所述引脚的请求。

进一步地，所述主要功能模块是显示屏，所述主要功能模块控制器是显示屏控制器，所述显示屏控制器通过所述引脚传输屏幕数据到所述显示屏显示，所述次要功能模块是SD存储卡或与非闪存，所述次要功能模块控制器是SD控制器或与非闪存控制器，所述SD控制器通过所述引脚对所述SD存储卡进行读写操作，所述与非闪存控制器通过所述引脚对所述与非闪存进行读写操作。

进一步地，所述次要功能模块控制器每次使用所述引脚传输数据时，传输的数据量不超过2048字节。

进一步地，根据显示屏连续两次使用所述引脚之间的时间间隔设置所述预定值。

与现有技术相比，本发明通过在引脚控制器上设置计数器来实现多个功能模块共享引脚，同时也可以保证主要功能模块对引脚的优先使用。本发明结构简单易于实现，有效提高芯片集成度并提高了引脚利用效率，使芯片成本明显降低。

【附图说明】

结合参考附图及接下来的详细描述，本发明将更容易理解，其中同样的附图标记对应同样的结构部件，其中：

图1为本发明的引脚共享装置的结构示意图；

图2为本发明的引脚共享装置的在一个实施例中的实施示意图；和

图3为本发明的引脚共享方法的在一个实施例中的方法流程图。

【具体实施方式】

本发明的详细描述主要通过程序、步骤、逻辑块、过程或其他象征性的描述来直接或间接地模拟本发明技术方案的运作。为透彻的理解本发明，在接下来的描述中陈述了很多特定细节。而在没有这些特定细节时，本发明则可能仍可实现。所属领域内的技术人员使用此处的这些描述和陈述向所属领域内的其他技术人员有效的介绍他们的工作本质。换句话说，为避免混淆本发明的目的，由于熟知的方法、程序、成分和电路已经很容易理解，因此它们并未被详细描述。

此处所称的“一个实施例”或“实施例”是指可包含于本发明至少一个实现方式中的特定特征、结构或特性。在本说明书中不同地方出现的“在一个实施例中”并非均指同一个实施例，也不是单独的或选择性的与其他实施例互相排斥的实施例。此外，表示一个或多个实施例的方法、流程图或功能框图中的模块顺序并非固定的指代任何特定顺序，也不构成对本发明的限制。

本发明利用包括计数器的引脚控制器来达到多个功能模块共享一组或一个引脚进行数据交换的目的，并且优先处理主要功能模块的数据传输请求。当主要功能模块是显示屏，次要功能模块是安全数字卡(Secure DigitalCard，简称SD卡)和与非闪存(NandFlash)时，所述引脚控制器优先保证显示屏的屏幕数据传输(即刷屏数据)，在刷新屏幕数据的空闲时间，可响应SD控制器和与非闪存控制器对所述共享引脚的使用请求。

请参考图1，其示出了本发明的引脚共享装置100的结构示意图。所述引脚共享装置100包括共享引脚110、主要功能模块120及主要功能模块控制器122、次要功能模块130及次要功能模块控制器132和引脚控制器112。

所述共享引脚110负责若干功能模块的数据传输。

所述主要功能模块120与所述主要功能模块控制器122可以使用所述共享引脚交互数据。在一个实施例中，所述主要功能模块120是显示屏，可以是液晶显示屏(LCD)、也可以是阴极射线管显示屏(CRT)。所述主要功能模块控制器122是显示屏控制器。应当认识到，所述主要功能模块和所述主要功能模块控制器可以是一种功能模块及功能模块控制器，也可能是若干种功能模块及功能模块控制器。

所述次要功能模块130与次要功能模块控制器132也可以使用所述共享引脚交互数据。在一个实施例中，所述次要功能模块130是SD存储卡，所述次要功能模块控制器132是SD控制器；在另一个实施例中，所述次要功能模块130是与非闪存(Nandflash)，所述次要功能模块控制器132是与非闪存(Nandflash)控制器；在再一个实施例中，所述次要功能模块130包括SD卡和与非闪存，所述次要功能模块控制器132包括SD控制器和与非闪存控制器。应当认识到，所述次要功能模块和所述次要功能模块控制器可以是一种功能模块及功能模块控制器，也可能是若干种功能模块及功能模块控制器。

引脚控制器112包括一个计数器，用来响应主要功能模块控制器或次要功能模块控制器对所述共享引脚的请求，以将所述共享引脚交由主要功能模块控制器或次要功能模块控制器使用。在一个实施例中，所述计数器根据时钟不断地进行计数，当计数器未达到预定值时，所述引脚控制器112可响应所述次要功能模块控制器132对所述共享引脚的请求；当计数器达到预定值时，则所述引脚控制器112仅可响应所述主要功能模块控制器122对所述共享引脚的请求，并在所述主要功能模块122使用所述共享引脚完毕后将计数器重置以重新计数。所述主要功能模块122可以周期性的使用所述共享引脚，并在连续两次使用共享引脚之间有一定时间间隔，所述预定值可以由用户设置，其大小与主要功能模块连续两次使用所述共享引脚的时间间隔有关。

在一个实施例中，所述主要功能模块122是显示屏，为了保证正常的视频显示，所述显示屏需要以一定帧率(比如30帧/秒)进行图像显示，且图像的显示有两种刷新方式，分别为行刷新和帧刷新，而在连续两帧或两行屏幕刷新数据之间有一定的时间间隔，此时所述共享引脚可以供次要功能模块使用。在一个实施例中，所述预定值可以小于等于所述显示屏的帧刷屏周期与一帧图像数据传输所需时间的差值，或所述预定值小于等于所述显示屏的行刷屏周期与一行图像数据传输所需时间的差值。

为了进一步保证主要功能模块对所述共享引脚的及时使用，所述次要功能模块130每次请求使用所述共享引脚进行数据传输的时长不宜过长或数据量不宜过大。在一个实施例中，所述次要功能模块130每次使用所述共享引脚传输数据时，传输的数据量不超过2048字节，比如512字节。在另一个实施例中，所述次要功能模块控制器130每次使用所述共享引脚的时长为所述显示屏的刷屏周期的N分之1，N为大于2的正数，比如N＝3、4或3.5。

请参考图2，其示出了本发明的引脚共享装置200在一个实施例中的结构示意图。所述引脚共享装置200包括共享引脚210、LCD显示屏220以及LCD控制器222、与非闪存(nandflash)230以及与非闪存控制器232、SD卡240以及SD控制器242和引脚控制器212。

所述共享引脚210用来提供LCD显示器220、与非闪存(Nandflash)230和SD卡240与系统的存储器等设备(未图示)进行数据传输时的数据通道。

所述LCD显示屏220用来显示信息，所述LCD控制器222通过所述共享引脚210传输刷屏数据到所述LCD显示屏220显示；

所述与非闪存230用来存储数据，所述与非闪存控制器232通过所述共享引脚210对所述与非闪存230进行读写操作；

所述SD卡240用来存储数据或者提供某种功能，可以是SD存储卡，也可以是SDIO扩展卡。所述SD控制器242通过所述共享引脚210对所述SD卡240进行读写操作。

所述引脚控制器212包括一个计数器，用来调度所述LCD控制器222、与非闪存(Nandflash)控制器232和SD控制器242对所述共享引脚210的请求，以便所述LCD显示屏220、与非闪存(Nandflash)230和SD卡240与系统的存储器等设备交互数据。当所述计数器达到预定值时，所述引脚控制器212可以响应与非闪存(Nandflash)控制器232和SD控制器242对共享引脚210的请求；当所述计数器大于等于预定值时，所述引脚控制器212只响应LCD控制器222对共享引脚210的请求；并且在一次LCD刷屏数据传输完毕后，所述计数器归零并重新计时。

所述LCD显示屏220用来显示数据，所述LCD显示屏220还包括内部RAM(显示屏缓存)，即所述LCD显示屏220对传输速度没有特殊要求。所述LCD控制器222通过共享引脚210传输刷屏数据到LCD显示屏220显示，刷屏数据刷新方式有两种：

帧刷新：刷屏数据每隔一段时间发送一帧刷屏数据，需要所述LCD控制器222向所述引脚控制器212请求所述共享引脚210使用权，在请求被响应后所述LCD控制器222通过所述共享引脚210从系统的存储器发送一帧刷屏数据到所述LCD显示屏220；

行刷新：刷屏数据每隔一段时间发送一帧刷屏数据，所述一帧刷屏数据包括若干行刷屏数据。在一个实施例中，所述LCD显示屏分辨率为320*240，所以一帧刷屏数据包括240行刷屏数据。每行刷屏数据刷新都要所述LCD控制器222向所述引脚控制器212请求所述共享引脚210使用权，在请求被响应后所述LCD控制器222通过所述共享引脚210从系统的存储器发送一行刷屏数据到所述LCD显示屏220。

一般情况下，动态图像刷屏数据的频率应该大于等于30帧/秒。

较佳的，所述与非闪存(Nandflash)230用来存储数据，所述与非闪存(Nandflash)控制器232通过共享引脚210传输数据到与非闪存(Nandflash)230进行读写操作。在本发明中，所述与非闪存(Nandflash)230与系统交互数据时，每次传输的数据块单元大小较短，以避免使用共享引脚210传输数据时占用较多时间，在一个实施例中，所述数据块单元大小小于等于2048字节，比如512bytes或1024bytes。当系统需要读写所述与非闪存(Nandflash)230时，需要所述与非闪存(Nandflash)控制器232向所述引脚控制器212请求所述共享引脚210使用权，在请求被响应后所述与非闪存(Nandflash)控制器232通过所述共享引脚210进行系统与所述与非闪存(Nandflash)230之间的数据交互。

较佳的，所述SD卡240可以是SD存储卡，也可以是SD功能卡(SDIO扩展卡)，用来存储数据或者提供某种外设功能，所述SD控制器242通过共享引脚210传输数据到所述SD卡242进行读写操作。在本发明中，所述SD卡240与系统交互数据时，每次传输的数据块单元大小较短，以避免使用共享引脚210传输数据时占用较多时间，在一个实施例中，所述数据块单元大小小于等于2048字节，比如512bytes或1024bytes。当系统需要读写所述SD卡240时，需要SD控制器242向引脚控制器212请求所述共享引脚210使用权，在请求被响应后所述SD控制器242通过所述共享引脚210进行系统与所述SD卡150之间的数据交互。在一个实施例中，所述SD卡240使用共享引脚210进行一次数据传输的时间小于所述LCD显示屏刷屏周期的十分之一。

请参考图3，其示出了本发明的引脚共享方法300的在一个实施例中的方法流程图。所述方法300包括。

步骤302，所述引脚控制器等待主要功能模块控制器的请求；

步骤304，如果有主要功能模块控制器的请求，则响应主要功能模块控制器的请求，将共享引脚的使用权交给所述主要功能模块控制器直到本次传输完毕；

步骤306，在所述主要功能模块控制器使用完毕后，计数器开始计时；

步骤308，所述引脚控制器判断计数器是否达到预定值；

如果计数器达到了预定值，则返回步骤302；

如果计数器没有达到预定值，则：

步骤310，等待次要功能模块控制器请求；

步骤312，如果有次要功能模块控制器的请求，则响应次要功能模块控制器的请求，将共享引脚的使用权交给所述其他模块直到本次传输完毕。

在传输完毕后，所述引脚控制器返回步骤308检测计数器是否达到预定值。

在一个实施例中，所述主要功能模块是LCD显示屏；所述主要功能模块控制器是LCD控制器；所述次要功能模块是SD卡和与非闪存(Nandflash)；所述次要功能模块控制器是SD控制器和Nandflash控制器。

在步骤304中，所述LCD控制器向所述引脚控制器发出的请求，可能是一帧刷屏数据的传输请求，也可能是包括若干行刷屏数据的一帧刷屏数据的传输请求，所述的本次传输完毕是指一帧刷屏数据传输完毕。

在步骤308中，所述预定值是指用户设置的一个数值，所述预定值小于等于所述显示屏的帧刷屏周期与一帧图像数据传输所需时间的差值，或所述预定值小于等于所述显示屏的行刷屏周期与一行图像数据传输所需时间的差值。在一个实施例中，所述次要功能模块控制器每次使用所述功能引脚传输数据时，传输的数据量不超过2048字节。如一般情况下，动态图像刷屏数据的频率应该大于等于30帧/秒。在一个实施例中，所述LCD显示屏的刷屏频率为30帧/秒，刷屏周期为1/30秒，一帧图像刷新需要0.002秒，我们设定所述预定值等于0.03秒；在另一个实施例中，所述LCD显示屏的刷屏频率为30帧/秒，刷屏周期为0.025，一帧图像刷新需要0.0005秒，我们设定所述预定值等于0.024秒。这样可以保证每次刷屏数据需要传输时，所述LCD控制器都能请求到所述共享引脚的使用权。

在步骤312中，所述SD控制器和与非闪存(Nandflash)控制器在获得共享引脚的使用权后进行一次数据传输，一次数据传输占用共享引脚的时间较短。在一个实施例中，所述SD控制器和与非闪存(Nandflash)控制器在获得共享引脚的使用权后进行一次数据传输的时间不超过所述LCD显示屏刷屏周期的十分之一；在一个实施例中，我们设定所述一次数据传输只传输一个数据块，每个数据块大小为512byte；在另一个实施例中，我们设定所述SD控制器一次数据传输只传输一个数据块，每个数据块大小为512byte，所述与非闪存(Nandflash)控制器一次数据传输只传输一个数据块，每个数据块大小为528byte。

在步骤312中的一次数据传输完毕后，所述引脚控制器再次检测计数器是否达到了预定值，然后循环上述步骤，特别地，当一次数据传输中，计数器已经达到了预定值，此时所述引脚控制器并不强行将所述共享引脚的使用权收回，必须等到该次数据传输后，所述引脚控制器才检测计数器的数值是否达到了预定值并按照检测结果进行下一步操作。

应当认识到，通过修改计数器的计数方式本发明还可以有其他实现方式。在一个实施例中，所述计数器每次达到预定值时就开始重置并重新计时；在另外一个实施例中，所述计数器达到预定值后并在接收到主要功能模块请求时开始重置并重新计时等等。这些改动都未脱离本发明的发明实质，即都应当是本发明的保护范围。

上述说明已经充分揭露了本发明的具体实施方式。需要指出的是，熟悉该领域的技术人员对本发明的具体实施方式所做的任何改动均不脱离本发明的权利要求书的范围。相应地，本发明的权利要求的范围也并不仅仅局限于所述具体实施方式。

Claims (10)

1.一种引脚共享装置，其特征在于，其包括：

共享引脚；

主要功能模块及主要功能模块控制器，所述主要功能模块与所述主要功能模块控制器通过所述共享引脚交互数据；

次要功能模块及次要功能模块控制器，所述次要功能模块与所述次要功能模块控制器通过所述共享引脚交互数据；

引脚控制器，包括一个计数器，当计数器未达到预定值时，可响应所述次要功能模块控制器对所述共享引脚的请求，当计数器达到预定值时，则仅可响应所述主要功能模块控制器对所述共享引脚的请求，所述计数器在所述主要功能模块控制器使用所述共享引脚完毕后重置并开始重新计数。

2.根据权利要求1所述的引脚共享装置，其特征在于：所述主要功能模块是显示屏，所述主要功能模块控制器是显示屏控制器，所述显示屏控制器通过所述共享引脚传输屏幕数据到所述显示屏显示。

3.根据权利要求2所述的引脚共享装置，其特征在于：根据显示屏连续两次使用所述共享引脚之间的时间间隔设置所述预定值。

4.根据权利要求1所述的引脚共享装置，其特征在于：所述次要功能模块是SD存储卡或与非闪存，所述次要功能模块控制器是SD控制器或与非闪存控制器，所述SD控制器通过所述共享引脚对所述SD存储卡进行读写操作，所述与非闪存控制器通过所述共享引脚对所述与非闪存进行读写操作。

5.根据权利要求1所述的引脚共享装置，其特征在于：所述次要功能模块控制器每次使用所述共享引脚传输数据时，传输的数据量不超过2048字节。

6.根据权利要求2所述的引脚共享装置，其特征在于：所述次要功能模块控制器每次使用所述共享引脚的时长为所述显示屏的刷屏周期的N分之1，N为大于2的正数。

7.一种引脚共享方法，所述引脚为主要功能模块及主要功能模块控制器或次要功能模块及次要功能模块控制器提供数据传输通道，其特征在于，其包括：

判断一计数器的计数值是否到达预定值，其中所述计数器根据时钟不断地进行计数；

如果到达所述预定值，则仅可响应所述主要功能模块控制器对所述引脚的请求，并在所述主要功能模块控制器使用所述引脚完毕后重置所述计数器以使其重新开始计数；

如果未到达所述预定值，则可响应所述次要功能模块控制器对所述引脚的请求。

8.根据权利要求7所述的引脚共享方法，其特征在于，所述主要功能模块是显示屏，所述主要功能模块控制器是显示屏控制器，所述显示屏控制器通过所述引脚传输屏幕数据到所述显示屏显示，所述次要功能模块是SD存储卡或与非闪存，所述次要功能模块控制器是SD控制器或与非闪存控制器，所述SD控制器通过所述引脚对所述SD存储卡进行读写操作，所述与非闪存控制器通过所述引脚对所述与非闪存进行读写操作。

9.根据权利要求7所述的引脚共享方法，其特征在于，所述次要功能模块控制器每次使用所述引脚传输数据时，传输的数据量不超过2048字节。

10.根据权利要求8所述的引脚共享方法，其特征在于，根据显示屏连续两次使用所述引脚之间的时间间隔设置所述预定值。

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