CN1302404C - 总线数据传输规格协调方法 - Google Patents

Abstract

本发明为一种总线数据传输规格协调方法，应用于一计算机系统中的一中央处理单元与一桥接芯片间，该方法包含下列步骤：使该计算机系统进入一系统协调状态；该中央处理单元发出代表其最大位的总线数据传输规格信息的一第一信号至该桥接芯片；该桥接芯片发出代表其最大位的总线数据传输规格信息的一第二信号至该中央处理单元；以及该中央处理单元根据接收的该第二信号的信息进行判断，而选择出一可工作总线数据传输规格以运行，且该桥接芯片根据接收的该第一信号的信息进行判断，而选择出该可工作总线数据传输规格以运行。该方法减少适应不同型式中央处理单元而生产不同型式桥接芯片的不兼容机率，同型式桥接芯片可支持不同型式中央处理单元。

Description

总线数据传输规格协调方法

技术领域

本发明涉及一种总线数据传输规格协调方法，尤其涉及应用于计算机系统中的中央处理单元与桥接芯片间的总线数据传输规格协调方法。

背景技术

现在市面上所售的一般计算机主机板，其基本构成主要是由中央处理单元(Central Processing Unit，简称CPU)、芯片组(chipset)和一些外围电路所组成，其中央处理单元便是整个计算机的核心所在，最主要的工作便是处理和控制整个计算机各部份之间彼此的运作，以及进行逻辑的运算；而芯片组则是负责联系中央处理单元与其它接口设备之间的运作，芯片组的组合也有许多不同的方式，目前是以北桥(north bridge)和南桥(south bridge)两个芯片所构成的芯片组为现在市面上大部份厂商的共同作法，依功能的不同，其中北桥芯片负责联系主机板上所有的高速总线(bus)，而南桥芯片则负责联系系统中较慢速的部份。

请参阅图1，为一主机板1上各组件配置的线路图。由此图所示可知，该主机板1以单一中央处理单元10作为系统架构，且由一北桥芯片20和一南桥芯片21组成一芯片组2，该北桥芯片20通过一前置总线(Front Side Bus，FSB)22和该中央处理单元10作联系。一般而言，该前置总线22的频率是由该中央处理单元10和该北桥芯片20在共同支持下才可使用，而在该主机板1上，另有一图形加速端口(Accelerated Graphics Port，AGP)界面31经由一AGP总线311和一随机存取存储器(Random Access Memory，RAM)32经由一存储器总线321，各自连接至该北桥芯片20之上；而在此图中，一外围组件连接(Peripheral Component Interconnect，PCI)界面30经由一PCI总线301和该南桥芯片21连接，另外和该南桥芯片21连接的还有一ISA(IndustryStandard Architecture)接口40、一IDE(Integrated Drive Electronics)界面41、一USB(Universal Serial Bus)接口42、一键盘43与一鼠标44等较慢速的部份。

所以，中央处理单元10和北桥芯片20就必须互相配合才可构成正常运作的系统，且两者之间在此部份的搭配，例如彼此的前置总线传输规格不同时，即信号传输的位宽度或速度(MHz)不一样时，便无法使中央处理单元和北桥芯片彼此间产生联系。例如：某一桥接芯片就只能适用于某家厂商所生产的64位前置总线宽度的处理器，便无法适用于另一家厂商所生产的32位前置总线宽度的处理器。因此，类似的情况便造成了需要生产两种型式的桥接芯片的耗费，也造成了中央处理单元和桥接芯片兼容性的限制与搭配的不便性，所以，就目前而论，从中开发出该中央处理单元和该桥接芯片的一协议机制或协调技术，乃是无庸置疑的需求。

请参阅图2(a)至图2(d)，为该中央处理单元10和该北桥芯片20以不同的前置总线宽度搭配而成的系统方框示意图，其图中较大的方框代表着可用较大位宽度作信号传输，而另包含一虚线区间的较小方框则代表最大只能以较小的位宽度作信号传输；而信号的传输其中一部份是一地址(address)信息，另一部份则是一数据(data)信息，并且以一地址总线221传输该地址信息和以一数据总线222传输该数据信息。在图2(a)中，由于该中央处理单元10和该北桥芯片20是以32位的该地址总线221和64位的该数据总线222的宽度作信号传输，所以构成的系统可以正常运作，同理，在图2(b)中，虽然该中央处理单元10和该北桥芯片20间的总线宽度较小，但由于两者间传输该地址信息和该数据信息的位宽度相同，因此仍能兼容。但由上段所述可知，若以不同的前置总线宽度作信号传输的两者，则两者所组成的系统将无法正常运作。即是在图2(c)中，该北桥芯片20传输64位的该数据信息无法让该中央处理单元10以32位宽度的该数据总线222传输，而该地址信息在该中央处理单元10是以13位宽度的该地址总线221传输，但在该北桥芯片20则是以32位宽度的该地址总线221传输，因此在常用的系统设计之下，该中央处理单元10和该北桥芯片20彼此之间便无法正常运作，类似的情况在图2(d)中也得到相同的结果。

由于现在市面上一些个人外围的移动运算(mobile computing)配件，如：PDA(Personal Digital Assistant)或笔记型计算机等的普及，并且为了迎合其体积能更轻薄的概念，因此需要更小的印刷电路板或是接脚数较少的芯片来加以搭配，使得各家厂商所设计的中央处理单元也有接脚数愈作愈少的趋势，例如采以32位作为前置总线宽度的设计，如图2(b)中的方框示意图即可代表；另一方面，一些桌上型的应用系统为了能达到较好的效能，可能就必须使用较多接脚数的芯片，如前置总线宽度以至少128位的传输方式而非64位或是32位；但在以不同前置总线宽度进行传输时，又会有上述问题产生，因此常容易造成使用者的不便，而且对于制造桥接芯片的厂商而言，就必须适应不同型式的中央处理单元而分别进行生产其不同型式的桥接芯片，如此一来不同型式的桥接芯片无法支持不同型式的中央处理单元，使得这些无法使用的桥接芯片便成为了生产上的浪费。然而，在系统的信号传输设计上，作为总线宽度的位数较大者，是能够支持总线宽度的位数较少者，如此一来，如何能利用此一特性以解决如前所述使用上的不便和避免在生产上不必要的浪费，以增加系统的有效运作率及彼此的兼容性，便是本发明发展的主要目的。

发明内容

本发明为一种总线数据传输规格协调方法，应用于一计算机系统中的一中央处理单元与一桥接芯片间，该方法包含下列步骤：使该计算机系统进入一系统协调状态；响应该计算机系统进入该系统协调状态，该中央处理单元发出代表其最大位的总线数据传输规格信息的一第一信号至该桥接芯片；响应该计算机系统进入该系统协调状态，该桥接芯片发出代表其最大位的总线数据传输规格信息的一第二信号至该中央处理单元；以及该中央处理单元根据接收的该第二信号的信息进行判断，而选择出一可工作总线数据传输规格以运行，且该桥接芯片根据接收的该第一信号的信息进行判断，而选择出该可工作总线数据传输规格以运行。

根据上述构想，本发明所述的总线数据传输规格协调方法，其中该系统协调状态可为该计算机系统的重置状态。

根据上述构想，本发明所述的总线数据传输规格协调方法，其中该中央处理单元可通过其上的一第一接脚，经由作电信号连接的一前置总线，向该桥接芯片发出该第一信号。

根据上述构想，本发明所述的总线数据传输规格协调方法，其中该桥接芯片可通过其上的一第二接脚，经由作电信号连接的该前置总线，向该中央处理单元发出该第二信号。

根据上述构想，本发明所述的总线数据传输规格协调方法，其中该第一信号代表该中央处理单元经由该前置总线所能够传送与接收的最大位的总线数据传输规格。

根据上述构想，本发明所述的总线数据传输规格协调方法，其中该第二信号代表该桥接芯片经由该前置总线所能够传送与接收的最大位的总线数据传输规格。

根据上述构想，本发明所述的总线数据传输规格协调方法，其中该可工作总线数据传输规格是指当该第一信号和该第二信号所能够传送与接收最大位的总线数据传输规格不同时，选取该第一信号和该第二信号两者间能够互相支持的总线数据传输规格以为代表。

根据上述构想，本发明所述的总线数据传输规格协调方法，其中该可工作总线数据传输规格选取出之后，该桥接芯片可经由该前置总线向该中央处理单元发出一中央处理单元重置信号，以通知该中央处理单元可以运作。

根据上述构想，本发明所述的总线数据传输规格协调方法，其中该总线数据传输规格可以为总线宽度。

根据上述构想，本发明所述的总线数据传输规格协调方法，其中该总线数据传输规格可以为总线速度。

根据上述构想，本发明所述的总线数据传输规格协调方法，其中响应该总线数据传输规格为总线宽度时，该可工作总线数据传输规格为一可工作总线宽度。

根据上述构想，本发明所述的总线数据传输规格协调方法，其中响应该总线数据传输规格为总线速度时，该可工作总线数据传输规格为一可工作总线速度。

根据上述构想，本发明所述的总线数据传输规格协调方法，其中该第一信号和该第二信号在该计算机系统中的编码输出方式可为代表较大总线宽度的高电平电压或是代表较小总线宽度的低电平电压。

根据上述构想，本发明所述的总线数据传输规格协调方法，其中该第一信号和该第二信号在该计算机系统中的编码输出方式可为代表较大总线速度的高电平电压或是代表较小总线速度的低电平电压。

附图说明

本发明通过下列附图及详细说明，得到一更深入了解：

图1为主机板上各组件配置的线路图。

图2(a)至图2(d)为中央处理单元和北桥芯片以不同总线宽度搭配而成的系统方框示意图。

图3(a)为本发明应用在计算机系统中的中央处理单元与桥接芯片间的配置示意图。

图3(b)为本发明第一较佳实施例的方框示意图。

图4(a)至图4(d)为中央处理单元与桥接芯片在第一较佳实施例中，以本发明进行不同的总线宽度搭配而成的信号产生时序图。

图5(a)至图5(d)为中央处理单元与桥接芯片在第一较佳实施例中，以本发明进行不同的总线宽度搭配而成的方框示意图。

图6为本发明所发展出的总线数据传输规格协调方法的第一较佳实施例的流程图。

图7为本发明所发展出的总线数据传输规格协调方法的第二较佳实施例的流程图。

本发明的附图中所包含的各组件标号如下：

1：主机板                10：中央处理单元

20：北桥芯片             21：南桥芯片

2：芯片组                22：前置总线

221：地址总线            222：数据总线

30：外围组件连接接口     301：PCI总线

31：图形加速端口接口     311：AGP总线

32：随机存取存储器       321：存储器总线

40：ISA接口              41：IDE接口

42：USB接口              43：键盘

44：鼠标                 50：中央处理单元

501：第一接脚            51：桥接芯片

511：第二接脚                    52：前置总线

HAm：第一信号                    HAn：第二信号

PCIRESET：外围组件连接重置信号

CPURESET：中央处理单元重置信号

具体实施方式

请参阅图3(a)，为本发明的一种总线数据传输规格协调方法，应用在一计算机系统中的一中央处理单元50与一桥接芯片51间的配置示意图。在本发明的第一较佳实施例中，该中央处理单元50与该桥接芯片51如背景技术中所述，为设置于一主机板(图中未示出)之上，而该桥接芯片51便可以一芯片组中的北桥芯片作为代表，由图3(a)所示可知，该中央处理单元50与该桥接芯片51两者间可通过彼此皆作电信号连接的一前置总线52，可进行两者之间的信号传送与接收。由于该中央处理单元50与该桥接芯片51为集成电路的芯片构造设计，所以在其外表即设有许多的接脚以作为其拉出信号或将信号传入的接口。

由背景技术的说明可知，搭配于该中央处理单元50与该桥接芯片51其间的该前置总线52，当两者所能传送最大位的总线宽度不同时，即所能作信号传递的最大位不一样时，便无法使该中央处理单元50和该桥接芯片51彼此间产生联系；举例来说，一方若以64位的宽度传递信号，而另一方以32位的宽度作信号接收，则此传递的数据将只能接收一半，而造成另外一半数据的遗失。但是，若两方都能够利用总线宽度的位数较大者可以支持总线宽度的位数较小者的特性时，则该中央处理单元50便可以和该桥接芯片51协调出一相同的总线宽度以进行传输，因而便可以解决上述的问题。

请参阅图3(b)，为本发明的总线数据传输规格协调方法的第一较佳实施例的方框示意图。在此第一较佳实施例中，将总线数据传输规格定为总线宽度。使该计算机系统进入一系统协调状态，例如为一系统重置状态，而响应该计算机系统进入该系统协调状态之际，在此第一较佳实施例中，设定为经过某一预定时间之后，同时使该中央处理单元50可通过其上许多接脚中的一第一接脚501，经由作电信号连接的该前置总线52，而发出代表该中央处理单元50所能够传送与接收的最大位的总线宽度信息的一第一信号HAm至该桥接芯片51，以及使该桥接芯片51可通过其上许多接脚中的一第二接脚511，经由作电信号连接的该前置总线52，而发出代表该桥接芯片51所能够传送与接收的最大位的总线宽度信息的一第二信号HAn至该中央处理单元50。该HAm代号意即为由该中央处理单元50其上的第m只接脚(或第m个位)来发出该第一信号HAm，在此第一较佳实施例中，即使用了该第一接脚501以作其途，所以该第一信号HAm经由本发明的发明概念，可选用该中央处理单元50和该桥接芯片51产生联系的接脚组中的其中一只接脚来发出，同理，另一方面在该第二信号HAn也是如此。

承上所述，该中央处理单元50能根据接收的该第二信号HAn的信息进行判断，而选择出一可工作总线数据传输规格以运行，在此第一较佳实施例中该，可工作总线数据传输规格便为一可工作总线宽度；且该桥接芯片51也能根据接收的该第一信号HAm的信息进行判断，而选择出该可工作总线宽度以运行，在此第一较佳实施例中，该可工作总线宽度是指当该第一信号HAm和该第二信号HAn所能够传送最大位的总线宽度不同时，选取该第一信号HAm和该第二信号HAn两者间能够互相支持的总线宽度以为代表；因为在还未真正的传送数据前，该第一信号HAm和该第二信号HAn的功能为告知对方其本身所能传输的最大位为何，故当交换信号完之后，任何一方便可知道彼此之间的兼容性；举例来说，若本身所能传输的最大位为64位的总线宽度，而所接收到的信号其最大位却只有32位时，根据位数较大者的总线宽度能支持位数较少者的总线宽度的特性，两者间即协调彼此的总线宽度将同为以位较小一方的32位来运作；而在决定出该可工作总线宽度后，该桥接芯片51可经由该前置总线52向该中央处理单元50发出一中央处理单元重置信号CPURESET，以通知该中央处理单元50可以运作。因此，便可解决该中央处理单元50和该桥接芯片51因兼容性的限制而造成搭配的不便性，与生产与库存上不必要的浪费与困扰。

请参阅图4(a)至图4(d)，为该中央处理单元50与该桥接芯片51在此第一较佳实施例中，以本发明的总线数据传输规格协调方法进行不同的总线宽度搭配而成的信号产生时序图。在此第一较佳实施例中，由一外围组件连接接口(图中未示出)，发出一外围组件连接重置信号PCIRESET，以使该计算机系统进入该系统协调状态，由于该第一信号HAm与该第二信号HAn在该计算机系统中的编码输出方式可为代表较大总线宽度的高电平电压，或是代表较小总线宽度的低电平电压，所以我们在此第一较佳实施例中，定义出总线宽度较大者以高电平电压来代表，而总线宽度较小者便以低电平电压来代表。由图4所示可知，其中该第一信号HAm与该第二信号HAn若是呈现为高电平不变的直线，则代表了其总线宽度较大，反之，若是呈现为一电平下降的区段，则代表了其总线宽度较小，因此在图4中呈现出四种可能的搭配，在图4(a)至图4(c)中，决定出该中央处理单元50与该桥接芯片51以总线宽度较小者的低电平电压来作彼此信号的传输，而在图4(d)中，则决定出以总线宽度较大者的高电平电压来作彼此信号的传输。但不论最后该可工作总线宽度为何，最后该中央处理单元50与该桥接芯片51各自都会以本身原始的效能来进行数据的处理。另外，由图4(a)至图4(d)所示可知，该外围组件连接重置信号PCIRESET在时间区段为1之时发出后，在此第一较佳实施例中，定义在时间区段为7之时，该中央处理单元50与该桥接芯片51同时发出该第一信号HAm与该第二信号HAn以通知对方，并且在以上述方式决定出该可工作总线宽度后，定义在时间区段为8之时，该桥接芯片51便向该中央处理单元50发出该中央处理单元重置信号CPURESET，以通知该中央处理单元50可以运作。至于该第一信号HAm与该第二信号HAn在该计算机系统中的编码输出方式也可改为代表较大总线宽度的为低电平电压，而代表较小总线宽度为高电平电压，或是当总线宽度的分类超出两种，便可用串行或是并列的电压电平信号来代表，例如，00代表低总线宽度，01代表中总线宽度，而10代表高总线宽度，但此等变化应属常见的技术手段，故在此不予赘述。

请参阅图5(a)至图5(d)，为该中央处理单元50与该桥接芯片51在此第一较佳实施例中，以本发明的总线数据传输规格协调方法进行不同的总线宽度搭配而成的方框示意图。由图5所示可知，此第一较佳实施例以32位为例来代表总线宽度较小者，而以64位为例来代表总线宽度较大者，对应图4(a)至图4(d)所示以及以上所述，当以不同的总线宽度作搭配时，因而能够协调出一个双方可以相互联系和进行资料的传送与接收的方法，所以成功地解决了如背景技术中所述因为兼容性而产生无法正常运作的情况，与避免使用上以及生产上的不便利性，成功地达到了本发明发展的主要目的。

请参阅图6，为本发明所发展出的一种总线数据传输规格协调方法的第一较佳实施例的流程图。首先，计算机系统进入系统协调状态，其次，中央处理单元50发出代表其最大位的总线宽度信息的第一信号HAm至桥接芯片51，而桥接芯片51发出代表其最大位的总线宽度信息的第二信号HAn至中央处理单元50，接着，中央处理单元50根据接收的第二信号HAn的信息进行判断，且桥接芯片51根据接收的第一信号HAm的信息进行判断，而选择出可工作总线宽度以运行，最后，桥接芯片51可向中央处理单元50发出中央处理单元重置信号CPURESET，以通知中央处理单元50可以运作。

请参阅图7，为本发明所发展出的一种总线数据传输规格协调方法的第二较佳实施例的流程图。在此第二较佳实施例中，其实施过程和第一较佳实施例相同，只是将总线数据传输规格定为总线速度，而选择出的该可工作总线数据传输规格便定为一可工作总线速度，而该第一信号HAm与该第二信号HAn在该计算机系统中的编码输出方式可为代表较大总线速度的高电平电压，或是代表较小总线速度的低电平电压。首先，计算机系统进入系统协调状态，其次，中央处理单元50发出代表其最大位的总线速度信息的第一信号HAm至桥接芯片51，而桥接芯片51发出代表其最大位的总线速度信息的第二信号HAn至中央处理单元50，接着，中央处理单元50根据接收的第二信号HAn的信息进行判断，且桥接芯片51根据接收的第一信号HAm的信息进行判断，而选择出可工作总线速度以运行，最后桥接芯片51可向中央处理单元50发出中央处理单元重置信号CPURESET，以通知中央处理单元50可以运作。

综上所述，运用本发明的技术便可于制造桥接芯片时，减少甚至避免适应不同型式的中央处理单元而分别进行生产其不同型式的桥接芯片的不兼容机率，如此一来，同型式的桥接芯片便可支持不同型式的中央处理单元，进而解决背景技术在使用上的不便以及可避免在生产上不必要的浪费，增加系统的有效运作率及彼此的兼容性，确实达到发展本发明的主要目的。然而，本发明得由本领域技术人员进行变化和改型，然而都不脱离所附权利要求的保护范围。

Claims (10)

1.一种总线数据传输规格协调方法，应用于一计算机系统中的一中央处理单元与一桥接芯片间，其中该方法包含下列步骤：

使该计算机系统进入一系统协调状态；

响应该计算机系统进入该系统协调状态，该中央处理单元发出代表其最大位的总线数据传输规格信息的一第一信号至该桥接芯片；

响应该计算机系统进入该系统协调状态，该桥接芯片发出代表其最大位的总线数据传输规格信息的一第二信号至该中央处理单元；以及

该中央处理单元根据接收的该第二信号的信息进行判断，而选择出一可工作总线数据传输规格以运行，且该桥接芯片根据接收的该第一信号的信息进行判断，而选择出该可工作总线数据传输规格以运行。

2.如权利要求1所述的总线数据传输规格协调方法，其中该系统协调状态为该计算机系统的重置状态。

3.如权利要求1所述的总线数据传输规格协调方法，其中该中央处理单元通过其上的一第一接脚，经由作电信号连接的一前置总线，向该桥接芯片发出该第一信号，而该桥接芯片通过其上的一第二接脚，经由作电信号连接的该前置总线，向该中央处理单元发出该第二信号。

4.如权利要求3所述的总线数据传输规格协调方法，其中该第一信号代表该中央处理单元经由该前置总线所能够传送与接收的最大位的总线数据传输规格，而该第二信号代表该桥接芯片经由该前置总线所能够传送与接收的最大位的总线数据传输规格。

5.如权利要求3所述的总线数据传输规格协调方法，其中该可工作总线数据传输规格选取出之后，该桥接芯片经由该前置总线向该中央处理单元发出一中央处理单元重置信号，以通知该中央处理单元可以运作。

6.如权利要求1所述的总线数据传输规格协调方法，其中该可工作总线数据传输规格是指当该第一信号和该第二信号所能够传送与接收最大位的总线数据传输规格不同时，选取该第一信号和该第二信号两者间能够互相支持的总线数据传输规格以为代表。

7.如权利要求1所述的总线数据传输规格协调方法，其中该总线数据传输规格为总线宽度，而适应该总线数据传输规格为总线宽度时，该可工作总线数据传输规格为一可工作总线宽度。

8.如权利要求7所述的总线数据传输规格协调方法，其中该第一信号和该第二信号在该计算机系统中的编码输出方式为代表较大总线宽度的高电平电压或是代表较小总线宽度的低电平电压。

9.如权利要求1所述的总线数据传输规格协调方法，其中该总线数据传输规格为总线速度，而响应该总线数据传输规格为总线速度时，该可工作总线数据传输规格为一可工作总线速度。

10.如权利要求9所述的总线数据传输规格协调方法，其中该第一信号和该第二信号在该计算机系统中的编码输出方式为代表较大总线速度的高电平电压或是代表较小总线速度的低电平电压。

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