CN1256680C - 序列式数据系统的预取装置与其操作方法 - Google Patents

Abstract

一种序列式数据系统的预取装置与其操作方法，此预取装置内含：主控制器、主控制器总线、预取电路、序列式总线以及序列式存储器。序列式数据系统的预取装置在主控制器与存储器之间使用序列式的界面，以减少界面接脚，进而降低成本；并且于主控制器中内建低成本的预取电路，以克服主控制器与序列式存储器间频宽较低的缺点。序列式数据系统的预取装置操作方法，则利用时钟脉冲控制机制决定提供时钟脉冲信号给主控制器的时机，避免主控制器等待太久造成错误或当机。

Description

序列式数据系统的预取装置与其操作方法

技术领域

本发明是有关于一种数据系统的预取装置与其操作方法，且特别是有关于一种序列式数据系统的预取装置与其操作方法。

背景技术

公知为了使用序列式数据系统，已经衍生出许多相关的装置与存取方法。举例来说，在公知所采用的显示器，如液晶监视器、等离子体电视、液晶投影机或液晶电视等，以主控制器与缩放引擎的关系来分时，可分为两种系统装置，分别如图1A与图1B所示：

图1A绘示公知的一种主控制器14与缩放引擎10的电路装置，此电路装置包括：缩放引擎10、显示器模块12、主控制器14、模拟前端102、指针器104、光学扫描仪106。其中，主控制器14内还包含闪存142。此装置中，主控制器14外挂于缩放引擎10上，且以序列界面连接。虽然以序列界面连接能减少缩放引擎10的外部接脚，但因序列式的闪存142频宽不足，造成效能降低。另外，在主控制器14中加入闪存142的集成电路并非使用一般的闪存制作工艺，而需使用嵌入式闪存制作工艺，成本较高。

图1B绘示公知的另一种主控制器208与缩放引擎20的电路装置，此电路装置包括：缩放引擎20、显示器模块22、平行界面的闪存24、模拟前端202、指针器204、光学扫描仪206、主控制器208。其中，主控制器208位于缩放引擎20内，且缩放引擎20外挂平行界面的闪存24。主控制器208与闪存24之间采用平行界面的连接方式，可满足主控制器208对频宽的要求与避免闪存24得使用嵌入式闪存的昂贵制作工艺。但由于平行界面所占的接脚甚多，反而造成缩放引擎20的封装成本上扬。

综合以上所述，公知主控制器与存储器之间连接界面的缺点为：

(1)若在主控制器14内加入闪存142的集成电路，则需使用嵌入式闪存的制作工艺，成本较高。

(2)当缩放引擎10外挂主控制器14并以序列界面连接时，序列式的闪存142频宽不足，造成效能降低。

(3)当缩放引擎20内含主控制器208，外挂平行界面的闪存24时，因平行界面所占接脚甚多，增加了缩放引擎20的封装成本。

发明内容

本发明提供一种序列式数据系统的预取装置，使用序列式的界面以减少主控制器与存储器的界面接脚，并于主控制器中内建低成本的预取电路，以克服与序列式的存储器间频宽较低的缺点。

本发明另提出一种序列式数据系统的预取装置操作方法，即序列式存储器的读取方式为输入起始地址后就循序输出数据，且输出数据单元的时间短于主控制器总线从取得数据地址到取得数据单元的时间间隔。

为达上述与其它的目的，本发明提出一种序列式数据系统的预取装置，此装置包括主控制器、预取电路、序列式存储器、主控制器总线以及序列式总线。上述主控制器为依时钟脉冲信号进行操作的单元，并透过主控制器总线存取序列式存储器中的数据。上述预取电路连接至主控制器总线以提供数据，并暂时存放主控制器的待执行程序代码，且预先抓取主控制器所需的指令与数据，等待主控制器取用。上述序列式存储器的数据透过序列式总线提供给预取电路。

其中预取电路更包括缓冲存储器，控制电路，传输控制线。上述缓冲存储器负责储存由主控制器传来的数据。上述控制电路则根据指令将数据提供至缓冲存储器，并控制缓冲存储器将储存的数据提供至主控制器。上述传输控制线于缓冲存储器的空间使用完毕时暂停序列式存储器的数据传输，并于缓冲存储器有可用的空间时继续序列式存储器的数据传输。

其中，序列式数据系统的预取装置还包括时钟脉冲控制机制，于主控制器所需的数据不存在于缓冲存储器之中时，暂停将时钟脉冲信号提供至主控制器，并于数据被存入至缓冲存储器中后继续将时钟脉冲信号提供至主控制器。

为了达上述与其它的目的，本发明提出一种序列式数据系统的预取装置操作方法，操作方法如下：由主控制器发出数据地址值后，至预取电路中寻找数据地址值所对应的数据，同时由预取电路判断数据地址值所对应的数据是否已存在于预取电路中。若数据地址值所对应的数据已存在于预取电路中，则由预取电路中将数据地址值所对应的数据经主控制器总线传回主控制器，并从序列式存储器复制该主控制器可能用到的数据至预取电路中；若数据地址值所对应的数据不存在于预取电路中，则送出数据的地址值至序列式存储器，然后透过预取电路将数据地址值所对应的数据经主控制器总线传回主控制器；送出该数据地址值至该序列式存储器；复制该数据地址值所对应的数据至该预取电路；继续从该序列式存储器复制该主控制器可能用到的数据至该预取电路中。

该序列式存储器的读取方式为输入一起始地址后即循序输出该数据。该序列式存储器输出一个单位数据的时间小于该主控制器总线从输出一地址到收到该地址所对应的一个单位数据的时间。

为让本发明的上述和其它目的、特征、和优点能更明显易懂，下文特举一较佳实施例，并配合附图，作详细说明。

附图说明

图1A绘示公知的一种缩放引擎与主控制器以序列界面连接的电路方块图；

图1B绘示公知的一种缩放引擎内含主控制器，外挂平行界面的闪存的电路方块图；

图2绘示本发明的实施例的一种缩放引擎内建预取电路，外挂序列式闪存的电路方块图；

图3绘示本发明的实施例的一种序列式数据系统的预取装置示意方块图；

图4绘示本发明的实施例的一种序列式数据系统的预取装置操作方法流程图。

标号说明：

10，20，40：缩放引擎          12，22：显示器模块

14，60，208，408：主控制器    24，44，142：闪存

62：主控制器总线              64，400：预取电路

66：序列式总线          68：序列式存储器

102，202：模拟前端      104，204：指针器

106，206：光学扫描仪    402：其它电路

642：控制电路           644：缓冲存储器

646：传输控制线         648：时钟脉冲控制机制

S102～S112：标示各个流程步骤

具体实施方式

第一实施例

图2绘示根据本发明的一较佳实施例的序列式数据系统的预取装置电路方块图，以内建预取电路，外挂序列式闪存的方式。在此图中，包括了：缩放引擎40、其它电路402，而其中的序列式的闪存44、预取电路400与主控制器408组成序列式数据系统的预取装置。其中，缩放引擎40内含主控制器408，且内建预取电路400，另外，缩放引擎40外挂序列式的闪存44。

依据本发明，由于缩放引擎40中内建预取电路400，因此预取电路400可预先抓取主控制器408所要的数据与指令，等待主控制器408取用，克服了序列式的闪存44频宽不足的问题，并且使用序列式的闪存44不但减少了缩放引擎40的外部接脚，也节省了缩放引擎40的封装成本。再者，在此电路中的序列式闪存44得以使用一般的闪存制作工艺，而于缩放引擎40内建预取电路400所需增加的成本也相当低。

第二实施例

请参照图3，其绘示本发明的一种序列式数据系统的预取装置示意方块图。其中，主控制器60依时钟脉冲信号进行操作，并透过主控制器总线62发出指令以取得数据，如熟悉此技术者可知，其中主控制器60可为8位或16位的主控制器，但不以此为限。再者，预取电路64连接至主控制器总线62以提供数据，且预先抓取主控制器60所需的指令与数据，等待主控制器60取用。而序列式存储器68将数据透过序列式总线66提供至预取电路64内，如熟悉此技术者可知，序列式总线66界面可为I²C总线、序列式周边界面总线或LPC总线，但不以此为限。

其中，预取电路64中还包括缓冲存储器644储存由序列式存储器68传来的数据；而控制电路642控制序列式存储器68将数据提供给缓冲存储器644，并控制缓冲存储器644将所储存的数据提供至主控制器60；以及传输控制线646于缓冲存储器644的空间使用完毕时暂停序列式存储器68的数据传输，并于缓冲存储器644有可用的空间时继续序列式存储器68的数据传输。

其中，序列式数据系统的预取装置还包括时钟脉冲控制机制648，当主控制器60所需的数据不存在于缓冲存储器644之中时，暂停将时钟脉冲信号提供至主控制器60，并于数据被存入至缓冲存储器644中后继续将时钟脉冲信号提供至主控制器60。

请同样参考图3，此序列式数据系统的预取装置进行步骤如下：

a、主控制器60经主控制器总线62送出数据地址值。

b、预取电路64的控制电路642比较地址值所对应的数据是否存在于缓冲存储器644中。

c、承步骤b，若已存在于缓冲存储器644中，则将缓冲存储器644中此地址值所对应的数据由主控制器总线62传回主控制器60，并由时钟脉冲控制机制648继续提供时钟脉冲信号给主控制器60。

d、承步骤b，若不存在于缓冲存储器64中，则时钟脉冲控制机制648暂停将时钟脉冲信号供给主控制器60。

e、将主控制器60发出的数据地址值经序列式总线66传入序列式存储器68。

f、序列式存储器68由数据地址值所对应的数据开始，依序将此笔数据及延续的数据传入缓冲存储器644。

g、接着时钟脉冲控制机制648继续提供时钟脉冲信号给主控制器60，且数据地址值所对应的数据经过主控制器总线66传回主控制器60。

h、当缓冲存储器644的空间使用完毕时，由数据传输控制线646暂停序列式存储器68的数据传输。当缓冲存储器644有可用的空间时，再继续序列式存储器68的数据传输。

第三实施例

请参照图4，其绘示本发明的另一种序列式数据系统的预取装置操作方法流程图，此操作方法适用于预取电路透过序列式总线自序列式存储器中取得数据，并经过主控制器总线将数据传送给主控制器。其中，序列式总线与主控制器总线使用不同的通讯协议，其方法流程如下：

s102、由主控制器经主控制器总线发出数据地址值至预取电路中。

s104、至预取电路中寻找数据地址值所对应的数据。

s106、由预取电路判断数据地址值所对应的数据是否已存在该预取电路中。

s108、承步骤s106，若数据地址值所对应的数据已存在预取电路中，则从序列式存储器复制主控制器可能用到的下笔数据至预取电路中。

s110、从预取电路将所取得的数据传入主控制器。

s112、若数据地址值所对应的数据不存在预取电路中，则由预取电路送出数据地址值至序列式存储器，并将数据地址值所对应的数据存入预取电路中。

在本发明的一个实施例中，预取电路还包括缓冲存储器储存由序列式存储器传来的数据；以及传输控制线于缓冲存储器的空间使用完毕时暂停序列式存储器的数据传输，并于缓冲存储器有可用的空间时继续序列式存储器的数据传输。

在本发明的另一个实施例中，时钟脉冲控制机制于主控制器所需的数据地址值的数据不存在于缓冲存储器之中时，暂停将时钟脉冲信号提供至主控制器，并于数据地址值的数据被存入至缓冲存储器中后继续将时钟脉冲信号提供至主控制器。

在本发明的再一个实施例中，若序列式存储器的读取方式为输入起始地址后即循序输出数据，并且序列式存储器输出一个单位数据的时间小于主控制器总线从输出一地址到收到地址所对应的一个单位数据的时间，则可省去预取电路内的缓冲存储器，且实时抓取并响应指令。

综合以上所述，本发明的序列式数据系统的预取装置具有下列优点：

(1)通过本发明由时钟脉冲控制机制暂停提供时钟脉冲信号给主控制器，而于数据被存入缓冲存储器中后，继续提供时钟脉冲信号给主控制器，可避免主控制器等待太久造成错误或当机。

(2)本发明所称的预取电路，位在主控制器的外部总线上，不属于主控制器内部结构部份。

(3)本发明通过使用序列式总线可减少主控制器与序列式存储器间的接脚数目，并避免因使用序列式总线所造成的效能降低。

(4)本发明通过使用序列式总线可减少主控制器与序列式存储器间的接脚数目，得以降低生产成本。

(5)通过本发明可使用序列式的闪存以减少缩放引擎外部的接脚，并且得以使用一般闪存制作工艺的序列式闪存。

(6)通过本发明可在缩放引擎内建预取电路，以克服使用序列式的闪存所造成频宽不足的问题。

(7)通过本发明在缩放引擎内建预取电路，所需增加的预取电路成本相当低。

虽然本发明已以较佳实施例公开如上，然其并非用以限定本发明，任何熟悉此技术者，在不脱离本发明的精神和范围内，当可作些许之更动与润饰，因此本发明的保护范围当视权利要求书所界定者为准。

Claims (11)

1、一种序列式数据系统的预取装置，其特征在于：包括：

一主控制器，依一时钟脉冲信号进行操作；

一主控制器总线，该主控制器透过该主控制器总线发出一指令以取得一数据；

一预取电路，用以根据该主控制器所发出的该指令而将该数据送至该主控制器；以及，而该预取电路包括：

一缓冲存储器，储存由该主控制器传来的该数据；以及

一控制电路，根据该指令而将该数据提供至该缓冲存储器，并控制该缓冲存储器将所储存的数据提供至该主控制器，

一序列式存储器，将该数据透过一序列式总线提供至该预取电路。

2、如权利要求1所述的序列式数据系统的预取装置，其特征在于：该主控制器为16位控制器。

3、如权利要求1所述的序列式数据系统的预取装置，其特征在于：该主控制器为8位控制器。

4、如权利要求1所述的序列式数据系统的预取装置，其特征在于：该序列式总线为I2C总线、序列式周边界面总线与LPC总线其中之一。

5、如权利要求1所述的序列式数据系统的预取装置，其特征在于：还包括一时钟脉冲控制机制，该时钟脉冲控制机制于该主控制器所需的该数据不存在于该缓冲存储器之中时，暂停将该时钟脉冲信号提供至该主控制器，并于该数据被存入至该缓冲存储器中后继续将该时钟脉冲信号提供至该主控制器。

6、如权利要求1所述的序列式数据系统的预取装置，其特征在于：该预取电路还包括一传输控制线，该传输控制线于该缓冲存储器的空间使用完毕时暂停该序列式存储器的数据传输，并于该缓冲存储器有可用的空间时继续该序列式存储器的数据传输。

7、一种序列式数据系统的预取装置操作方法，适用于一预取电路透过一序列式总线自一序列式存储器取得数据，并经过一主控制器总线将数据传送给一主控制器，其特征在于：该序列式总线与该主控制器总线使用不同的通讯协议，该序列式数据系统的预取装置操作方法包括下列步骤：

a、该主控制器发出一数据地址值；

b、至该预取电路中寻找该数据地址值所对应的数据；

c、由该预取电路判断该数据地址值所对应的数据是否已存在该预取电路中；

d、承步骤c，若该数据地址值所对应的数据已存在该预取电路中，则该预取电路将该数据地址值所对应的数据经该主控制器总线传回该主控制器，并跳至步骤g；

e、送出该数据地址值至该序列式存储器；

f、复制该数据地址值所对应的数据至该预取电路；以及

g、继续从该序列式存储器复制该主控制器可能用到的数据至该预取电路中；以及

h、若该数据地址值所对应的数据不存在该预取电路中，则暂停将时钟脉冲信号提供至该主控制器，并于该数据地址值的数据被存入至该缓冲存储器中后继续将时钟脉冲信号提供至该主控制器。

8、如权利要求7所述的序列式数据系统的预取装置操作方法，其特征在于：该预取电路还包括一缓冲存储器，储存由该序列式存储器传来的该数据。

9、如权利要求7所述的序列式数据系统的预取装置操作方法，其特征在于：该预取电路还包括一传输控制线，该传输控制线于该缓冲存储器的空间使用完毕时暂停该序列式存储器的数据传输，并于该缓冲存储器有可用的空间时继续该序列式存储器的数据传输。

10、如权利要求7所述的序列式数据系统的预取装置操作方法，其特征在于：该序列式存储器的读取方式为输入一起始地址后即循序输出该数据。

11、如权利要求7所述的序列式数据系统的预取装置操作方法，其特征在于：该序列式存储器输出一个单位数据的时间小于该主控制器总线从输出一地址到收到该地址所对应的一个单位数据的时间。

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