CN113093899B - 一种跨电源域数据传输方法 - Google Patents

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Abstract

本发明涉及集成电路领域，具体涉及一种跨电源域数据传输方法，包括：源电源域的处理器将数据转为特定数据结构并存入该电源域总线上的约定地址；源电源域的处理器向常开电源域发出传输通知信号，源电源域发出传输通知信号后随即进入空闲状态，等待数据传输完毕后向常开电源域请求关闭电源；常开电源域根据源电源域发出的传输通知信号唤醒目标电源域，并通知目标电源域的处理器有传输事件发生；目标电源域的处理器收到通知后，通过总线从约定地址读取源电源域的数据结构，并根据数据结构判断数据读取是否完毕，读取完毕后，目标电源域的处理器向常开电源域请求关闭电源。本发明的数据传输方法具有高可靠性、高安全性、低功耗以及结构简单的优点。

Description

一种跨电源域数据传输方法
技术领域
本发明涉及集成电路领域，具体涉及一种跨电源域数据传输方法。
背景技术
芯片的功耗与芯片内电路的电压，工作频率以及工作状态密切相关。为了降低芯片功耗，芯片内部电路通常划分为多个电源域，每个电源域可以工作在不同电压下，并可以单独控制上电或掉电。只有在上电状态，电源域内部的电路如处理器，存储器等才能正常工作。当电源域内部的电路空闲时，电源域可以掉电以节省功耗。实际应用中经常遇到某个电源域需要向另一个电源域传输数据的情况，为了满足电路的电气特性，保证数据传输的正确，跨电源域进行数据传输需要遵循专门的传输方法。这套方法需要满足如下要求：
1.可靠性，传输进行时两个电源域必须同时处于上电状态，以保证接口信号的电气特性正确，数据传输正确；
2.低功耗，各电源域能够方便的判断传输完成以进入低功耗模式；
3.易用性，这套传输方法对于芯片内处理器的软件而言结构清晰，易于集成。
现有技术中，绝大多数数据传输方法都更多聚焦在可靠性与传输速度上，即如何正确快速的完成传输，例如：专利号CN 110888831A公开了一种多电源域异步通信装置，该装置是一种基于异步FIFO(先入先出队列)、复位模块和中断模块的跨电源域装置，硬件开销较大，控制流程比较复杂，第一电源域传输前需要先查询第二电源域状态并唤醒，待第二电源域被唤醒后再开始数据传输，不利于软件多线程调度。
发明内容
为了解决上述问题，本发明提供一种跨电源域数据传输方法。
本发明提供一种跨电源域数据传输方法，该方法适用于多处理器芯片，多个处理器分别位于不同的电源域中，这些电源域中均有总线与处理器连接，各个电源域的总线通过总线桥连接在一起，另有一个常开电源域控制这些处理器所在的电源域的电源。本发明的跨电源域数据传输方法将数据从源电源域传输到目标电源域，包括但不限于如下步骤：
S1、源电源域的处理器将数据转为特定数据结构并存入该电源域总线上的约定地址，该约定地址为目标电源域的处理器的事前已知信息，特定数据结构包含数据长度，数据类型，数据内容等；
S2、源电源域的处理器向常开电源域发出传输通知信号，源电源域发出传输通知信号后随即进入空闲状态，等待数据传输完毕后向常开电源域请求关闭电源；
S3、常开电源域根据源电源域发出的传输通知信号唤醒目标电源域，并通知目标电源域的处理器有传输事件发生；
S4、目标电源域的处理器收到通知后，通过总线从约定地址读取源电源域的数据结构，并根据数据结构判断数据读取是否完毕，读取完毕后，目标电源域的处理器向常开电源域请求关闭电源；源电源域的处理器向常开电源域请求关闭电源。
进一步的，源电源域可以监控该电源域内的总线，发现数据被读取完毕后通过处理器向常开电源域发出关闭本电源域的请求，以实现低功耗的目的。
进一步的，目标电源域的处理器可以通过数据结构判断数据是否读取完毕，读取数据完毕后，则通过处理器向常开电源域发出关闭本电源域的请求。在数据传输完毕后及时关闭电源能够有效降低功耗。
进一步的，步骤S2中，所述传输通知信号为单比特输出信号，用高电平或上升沿代表一次传输的标志。
进一步的，读取完毕后，目标电源域的处理器通过总线跨桥向源电源域发送传输完毕标志，该传输完毕标志为挂载在源电源域总线上的能够产生处理器中断的寄存器；源电源域通过目标电源域的处理器是否发送传输完毕标志来判断数据是否传输完毕，若源电源域接收到传输完毕标志，则表明数据传输完毕，源电源域的处理器向常开电源域请求关闭电源。
进一步的，源电源域在该电源域内部判断数据是否传输完毕，判断方法包括监控数据结构末尾地址的总线传输请求，源电源域发现数据被读取完毕后向常开电源域请求关闭电源。
进一步的，常开电源域在数据传输的整个过程中保持上电状态，源电源域和目标电源域在上电状态下可以随时与常开电源域交互。
进一步的，两个电源域互为源电源域与目标电源域，实现双向数据传输。
有益效果：
1.本发明的数据传输方法中，源电源域避免直接访问电源状态未知的目标电源域，而是通过常开电源域以被动的方式传输，确保了源电源域的安全性。
2.数据在传输过程中，源电源域和目标电源域始终处于上电状态，目标电源域在读取数据时，源电源域一定是上电状态，保证了接口信号电气特性与数据传输的正确性。
3.源电源域仅需访问该电源域内部的总线，并仅向常开电源域单向输出信号；目标电源域仅需访问该电源域内部的总线，且仅有常开电源域向其单项输出信号，简化了电路设计。传输过程中避免了电源域状态的查询，便于处理器软件集成到正常软件流程中。
4.数据传输完成后，源电源域与目标电源域根据各自电源域的情况自主决定是否掉电，简化了软件操作流程并降低了芯片功耗。
附图说明
下面结合附图和具体实施方式对本发明做进一步详细的说明。
图1为本实施例提供的一种应用本发明数据传输方法的芯片结构示意图；
图2为本发明提供的一种数据传输方法的工作流程图。
具体实施方式
下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。
本实施例提供一种跨电源域数据传输方法，该方法适用于多处理器芯片，多个处理器分别位于不同的电源域中，这些电源域中均有总线与处理器连接，各个电源域的总线通过总线桥连接在一起，另有一个常开电源域控制这些处理器所在的电源域的电源。本实施例提供一种应用本发明数据传输方法的芯片结构示意图，如图1所示，源电源域与目标电源域中各自的处理器通过各自总线访问各自存储器以及其他各个模块，两个电源域的总线通过总线异步桥连接在一起。总线协议可以为AHB(高级高性能总线)或AXI(高级可扩展接口)等协议。总线异步桥可以位于源电源域中，此时总线异步桥与目标电源域的总线之间需要插入电平隔离器件或电平转换器件；总线异步桥也可以位于目标电源域中，此时总线异步桥与源电源域的总线之间需要插入电平隔离器件或电平转换器件。常开电源域内部的电源管理器能够根据需求控制源电源域与目标电源域的电源状态。
本发明的跨电源域数据传输方法将数据从源电源域传输到目标电源域，如图2所示，包括但不限于如下步骤：
S1、源电源域的处理器将数据转为特定数据结构并存入源电源域的存储器，数据结构的起始地址为总线上的约定地址。
所述约定地址是在跨电源域数据传输之前，源电源域和目标电源域需要约定好的，约定地址是源电源域和目标电源域双方约定的一个总线地址作为存放数据的起始地址，所述约定地址为目标电源域的处理器在跨电源域数据传输之前的已知信息。
所述特定数据结构包含数据长度，数据类型，数据内容等。在一种优选实施方式中，所述特定数据结构包含32比特的数据长度，32比特的数据类型以及最长512K字节的数据内容。
S2、源电源域的处理器向常开电源域发出传输通知信号，该传输通知信号为单比特输出信号，可以用高电平或上升沿代表一次传输的标志。源电源域发出传输通知信号后随即进入空闲状态，等待数据传输完毕后向常开电源域请求关闭电源。
S3、常开电源域收到传输通知信号后，若目标电源域的电源已经开启，则通知目标电源域的处理器有传输事件发生；若目标电源域的电源未开启，则开启目标电源域的电源、唤醒目标电源域，并通知目标电源域的处理器有传输事件发生。
S4、目标电源域的处理器收到常开电源域的通知后，通过总线跨桥(在附图1中对应“总线异步桥”)读取源电源域存储器的数据结构，数据结构起始地址为总线上的约定地址；并根据已读取数据结构的数据长度判断数据读取是否完毕，读取完毕后，目标电源域的处理器向常开电源域请求关闭电源。
在本实施例中，源电源域可以监控该电源域内的总线，发现数据被读取完毕后通过处理器向常开电源域发出关闭本电源域的请求；目标电源域的处理器读取数据完毕并根据读取到的数据执行任务完毕后，可以通过处理器向常开电源域发出关闭目标电源域的请求。在数据传输完毕后及时关闭电源能够有效降低功耗。
进一步的，源电源域的处理器和目标电源域的处理器应用上述方法实现双向数据传输。
在一种优选实施方式中，当数据读取完毕后，目标电源域的处理器可以通过总线跨桥向源电源域发送传输完毕标志，该传输完毕标志可以为挂载在源电源域总线上的能够产生处理器中断的寄存器。
在一种实施方式中，源电源域可以通过目标电源域的处理器是否发送传输完毕标志来判断数据是否传输完毕，若源电源域接收到传输完毕标志，则表明数据传输完毕，源电源域的处理器向常开电源域请求关闭电源。
在另一种可选的实施方式中，源电源域还可以在该电源域内部判断数据是否传输完毕，判断方法包括监控数据结构末尾地址的总线传输请求，源电源域发现数据被读取完毕后可向常开电源域发出关闭本电源域的请求。
需要说明的是，两个处理器分别所在的两个电源域可以互为源电源域与目标电源域，在传输过程中遵照上述方法即可实现双向数据传输。
在本实施例中，常开电源域在数据传输的整个过程中保持上电状态，源电源域和目标电源域在上电状态下可以随时与常开电源域交互。
在上述的数据传输方法中，源电源域避免直接访问电源状态未知的目标电源域，而是通过被动的方式传输，确保了源电源域的安全性；数据在传输过程中，源电源域和目标电源域始终处于上电状态，即当目标电源域在读取数据时，源电源域一定是上电状态，保证了系统的稳定性和接口信号电气特性与数据传输的正确性。源电源域仅需访问该电源域内部的总线，并仅向常开电源域单向输出信号，简化了电路设计。传输过程中避免了电源域状态的查询，便于处理器软件集成到正常软件流程中。数据传输完成后，源电源域与目标电源域根据各自电源域的情况自主决定是否掉电，简化了软件操作流程并降低了芯片功耗。
当介绍本申请的各种实施例的元件时，冠词“一”、“一个”、“这个”和“所述”都意图表示有一个或多个元件。词语“包括”、“包含”和“具有”都是包括性的并意味着除了列出的元件之外，还可以有其它元件。
需要说明的是，本领域普通技术人员可以理解实现上述方法实施例中的全部或部分流程，是可以通过计算机程序来指令相关的硬件来完成，所述的程序可存储于一计算机可读取存储介质中，该程序在执行时，可包括如上述各方法实施例的流程。其中，所述存储介质可为磁碟、光盘、只读存储记忆体(Read-0nly Memory，ROM)或随机存储记忆体(RandomAccess Memory，RAM)等。
以上所述仅是本申请的具体实施方式，应当指出，对于本领域的普通技术人员而言，可以理解在不脱离本发明的原理和精神的情况下可以对这些实施例进行多种变化、修改、替换和变型，本发明的范围由所附权利要求及其等同物限定。

Claims (8)

1.一种跨电源域数据传输方法，其特征在于，包括以下步骤：
S1、源电源域的处理器将数据转为特定数据结构并存入该电源域总线上的约定地址，该约定地址为目标电源域的处理器的事前已知信息，特定数据结构包含数据长度，数据类型以及数据内容；
S2、源电源域的处理器向常开电源域发出传输通知信号，源电源域发出传输通知信号后随即进入空闲状态，等待数据传输完毕后向常开电源域请求关闭电源；
S3、常开电源域根据源电源域发出的传输通知信号唤醒目标电源域，并通知目标电源域的处理器有传输事件发生；
S4、目标电源域的处理器收到通知后，通过总线从约定地址读取源电源域的数据结构，并根据数据结构判断数据读取是否完毕，读取完毕后，目标电源域的处理器向常开电源域请求关闭电源。
2.根据权利要求1所述的一种跨电源域数据传输方法，其特征在于，源电源域处理器通过监控该电源域内的总线判断数据是否读取完毕，发现数据被读取完毕后通过处理器向常开电源域发出关闭本电源域电源的请求。
3.根据权利要求1所述的一种跨电源域数据传输方法，其特征在于，目标电源域的处理器通过数据结构判断数据是否读取完毕，发现读取数据完毕后通过处理器向常开电源域发出关闭本电源域电源的请求。
4.根据权利要求1所述的一种跨电源域数据传输方法，其特征在于，步骤S2中，所述传输通知信号为单比特输出信号，用高电平或上升沿代表一次传输的标志。
5.根据权利要求1所述的一种跨电源域数据传输方法，其特征在于，读取完毕后，目标电源域的处理器通过总线跨桥向源电源域发送传输完毕标志，该传输完毕标志为挂载在源电源域总线上的能够产生处理器中断的寄存器；源电源域通过目标电源域的处理器是否发送传输完毕标志来判断数据是否传输完毕，若源电源域接收到传输完毕标志，则表明数据传输完毕，源电源域的处理器向常开电源域请求关闭电源。
6.根据权利要求1所述的一种跨电源域数据传输方法，其特征在于，源电源域在该电源域内部判断数据是否传输完毕，判断方法包括监控数据结构末尾地址的总线传输请求，源电源域发现数据被读取完毕后向常开电源域请求关闭电源。
7.根据权利要求1所述的一种跨电源域数据传输方法，其特征在于，常开电源域在数据传输的整个过程中保持上电状态。
8.根据权利要求1所述的一种跨电源域数据传输方法，其特征在于，两个电源域互为源电源域与目标电源域，实现双向数据传输。
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