CN1542766A - 具有共用存储器存取装置的光盘控制芯片与其存储器存取方法 - Google Patents

Abstract

一种共用存储器存取装置的光盘控制芯片与其存储器存取方法，包含至少一同步动态随机存取存储器，用以暂存处理器工作所需的大量数据，以及高速处理时的缓冲。至少一快闪存储器，用以储存处理器所要执行的程序、固件以及使用者预设值；其中该同步动态随机存取存储器与该快闪存储器的地址与数据脚位分别共用同一总线，且该同步动态随机存取存储器与快闪存储器不会同时被存取；一存储器界面，用以连结该同步动态随机存取存储器与该快闪存储器分别共用的地址与数据总线；其中该存储器界面还包含有一仲裁器，根据存取指令要求的优先顺序决定何者存取要求需先被执行，同时对欲存取的存储器的选择脚位致能，且每次只有一个存储器的选择脚位会被致能。

Description

具有共用存储器存取装置的光盘控制芯片与其存储器存取方法

(1)技术领域

本发明有关一种具有共用存储器存取装置的光盘控制芯片，特别是有关一种用于光盘控制芯片中共用同步动态随机存取存储器与快闪存储器的技术。

(2)背景技术

随着消费性多媒体电子商品需求量的增加，为了提升产品竞争力，集成电路(Integrated Circuit，IC)系统单芯片(System-on-Chip，SoC)化已演变成为一种趋势。由于元件整合的关系，使得具SoC化的IC不论是耗电量、散热或是信号传输方面都可以得到较佳的效能。此外，由于SoC的概念在于如何将更多的元件放入同一个IC中，所以IC中的各元件势必要整合或缩小其元件尺寸以达到SoC化的目的，且随着元件的整合，伴随而来的是元件以及基板使用减少，同时因为各元件尺寸缩小的关系，使得IC体积缩小，使得封装也减少，因此具有SoC概念而设计的IC，其成本可以降低。在消费性多媒体电子商品中最广泛为家庭中使用的多媒体播放器(multi-media player)。

习知多媒体播放器架构100如图1所示，有一控制单元110、一影音解压缩单元(Moving Picture Experts Group，MPEG)120、一光储存媒体101、一影像输出界面102以及一声音输出界面103。控制单元110包含有：一控制伺服器(servocontroller)112、一微处理器(microprocessor unit，MPU)114；影音压缩单元120包含有：一中央处理器(Central Processor Unit，CPU)121、一影音解压缩器(MPEGdecoder)122、一视讯编码器(video encoder)125、以及一声音数字模拟/模拟数字转换器(digital-to-analog/analog-to-digital converter，DAC/ADC)126。而控制单元110连接第一同步动态随机存取存储器116与第一快闪存储器118，影音解压缩单元120连接第二同步动态随机存取存储器123与第二快闪存储器124。

习知多媒体工作流程步骤为：当光储存媒体101被放入多媒体播放器100中时，伺服控制器112控制旋转马达以读取光储存媒体101中的数据，而被读取的数据储存至第一同步动态随机存取存储器116中；读取储存于第一同步动态随机存取存储器116中的数据，经过解码后再回存至第一同步动态随机存取存储器116；解码后回存的数据被读取传送至影音解压缩器122，再存入第二同步动态随机存取存储器123；将储存于第二同步动态随机存取存储器123中的数据读出并进行解压缩；解压缩后的数据回存至第二同步动态随机存取存储器123；最后解压缩后的数据被分流，其影像数据被传送至视讯编码器125中转成NTSC或PAL格式，最后送至影像输出界面102中播放；而其声音数据经由声音数字模拟/模拟数字转换器126后经由声音输出界面输出103。期间，微处理器114与中央处理器121也会存取快闪存储器中的数据。

习知多媒体播放器为了要处理大量的数据，因此多媒体播放器100的伺服控制器112、中央处理器121、微处理器114以及影音解压缩器122都分别需要很多的存储器空间，因此多媒体播放器100的同步动态随机存取存储器单元116与123可能包含数个同步动态随机存取存储器(Synchronous Dynamic Random AccessMemory，SDRAM)来暂存处理器工作时所需的大量数据，以及应付高速处理时数据传输所需的缓冲(buffer)，以维持影音播放时的流畅度。这些数个同步动态随机存取存储器的相同脚位(pin)可能共用同一总线(bus)，以达到缩小所占用空间的目的。此外，多媒体播放器100的快闪存储器单元118与124也可能包含有数个快闪存储器(flash memory)，用以储存多媒体播放器100中多媒体播放机中所要执行的程序以及固件。同样的，这些快闪存储器的相同脚位也可能共用同一总线。

多媒体播放器100的各处理器的运作与存储器存取关系如图2所示。对于微处理器114与中央处理器121而言，可以分别直接下达存取指令给各自所对应的第一快闪存储器118与第二快闪存储器124。但对伺服控制器112或是影音解压缩器122而言，其内部分别包含有数个控制器或处理器，因此可能同时有数个存取指令分别下达给各自对应的第一同步动态随机存取存储器116与第二同步动态随机存取存储器123，因此伺服控制器112和影音解压缩器122都分别需要经由一个仲裁器210、220来决定要执行哪一个存取指令。

对于一习知多媒体播放器而言，同时存在有至少一个同步随机存取存储器以及至少一个快闪存储器，可以增加系统的整体效能。利用快闪存储器不需要经常充电但依然能保存数据的优点，将开机后多媒体播放器所有要执行的程序或固件，或是使用者预设的数据，储存至快闪存储器中，使得数据不会因为关机而遗失；同时利用同步动态存储器存取速度较快的优点，在一开机或是欲存取快闪存储器中的数据之前，将快闪存储器中所储存的程序与数据写至同步动态随机存取存储器中。当系统要执行时，由于是读取同步动态随机存取存储器中的数据，因此系统的存取速度增加，同时效能也因此提升了。

其过程如图3的方块图所示：

310：读取快闪存储器中的数据；

320：将数据写入同步动态随机存取存储器中；以及

330：等待处理器读取存储器中的数据和执行。

由上述的习知技术可以发现，使用大量的存储器虽然可以储存更多的数据，但存储器数目越多，在芯片中所要占据的空间也就越大。

由上述的习知技术还可以发现，由于快闪存储器的读取速度较慢，而同步动态随机存取存储器的存取速度较快，若处理器由快闪存储器中执行程序，将导致系统整体效能降低，故大部分时间均在同步动态随机存取存储器中执行，才能提高效能，因此快闪存储器只有在一开机多媒体播放器要启动时，或是使用者要存取预设数据时，才会被存取，其余大部分的时间都是对同步动态随机存取存储器作数据的存取，因此当快闪存储器没有被读取时，其空置的总线与其未使用的脚位对于整个系统而言会造成浪费。整体而言，不论快闪存储器有没有被读取，系统总线的使用效率都很低。

有鉴于上述习知技术的缺点，同时发现到习知技术的快闪存储器极少时间被存取的特性，因此本发明提供了一种光盘控制芯片的各个单元共用存储器的装置与方法，使得同步动态随机存取存储器以及快闪存储器可供多个控制及处理单元所使用，同时共用的同步动态随机存取存储器以及快闪存储器也可共用存储器总线，这样可以达到减少存储器脚位使用的目的，进而达到提升存储器总线使用效率的另一目的。

(3)发明内容

有鉴于上述习知技术的缺点，同时发现到习知技术的快闪存储器极少时间被存取的特性，因此本发明提供了一种光盘控制芯片的各个单元共用存储器的装置与方法，使得同步动态随机存取存储器以及快闪存储器可供多个控制及处理单元所使用，同时共用的同步动态随机存取存储器以及快闪存储器也可共用存储器总线，这样可以达到减少存储器脚位使用进而达到提升存储器总线使用效率。

本发明提供一种可以减少存储器脚位使用的存储器存取装置及方法，解决系统单芯片化的问题。

本发明另提供一种更有效率使用存储器地址与数据总线的存储器存取装置及方法，以提升系统存储器总线的使用效率。

本发明的存储器存取装置系统包含有：一同步动态随机存取存储器，用以储存大量数据及缓冲；一快闪存储器，用以储存程序、固件以及使用者预设值；以及一存储器界面，用以连结微控制器或微处理器与存储器间的运作。其中存储器界面还包含有一仲裁器，可以根据各存取指令的优先顺序，决定要执行哪一个指令。

本发明较佳实施例中，被选择存取使用的存储器占用共用的地址与数据总线，而未被选择存取的存储器则不会占用共用的地址与数据总线，且同一时间，只有一个存储器会被存取。

本发明较佳实施例中，当此一存储器存取装置使用于光盘控制芯片中时，还包含有：一伺服控制器、一高阶微处理器、一数字信号处理器、一视讯解码器以及一视讯处理器。而该些控制器及处理器皆会发出存取指令给仲裁器。

本发明较佳实施例的存储器存取方式步骤如下：首先，下达数个存取指令，接着根据存取指令的优先顺序决定要执行哪一个存取指令，接着根据欲执行的存取指令内容决定要存取哪一个存储器，对欲被存取的存储器选择脚位致能，不欲被存取的存储器选择脚位不致能，最后，该欲被存取的存储器占用共用的地址与数据总线。

本发明提供一种光盘控制芯片的存储器共用存取装置及其操作方法。利用此发明设计的存储器存取装置，可以使得存储器在芯片中所占据的空间缩减，同时利用共用的地址与数据总线，在不多增加存储器脚位占用面积的前提之下，可以提升存储器存取的速度以及系统存储器总线使用的效率，同时达到系统单芯片化的最终目的。

为进一步说明本发明的上述目的、结构特点和效果，以下将结合附图对本发明进行详细的描述。

(4)附图说明

图1为多媒体播放器系统的装置示意图；

图2为多媒体播放器系统中，处理器与存储器单元的架构示意图；

图3为提升多媒体播放器系统存储器存取效能的流程图；

图4为共用多媒体播放系统中的存储器地址与数据总线系统装置架构示意图；

图5为共用多媒体播放系统中的存储器地址与数据总线系统方法流程图。

(5)具体实施方式

以下将列举一较佳实施例用以说明本发明，然而熟悉本技术的热压皆知此仅为一举例说明，而并非用以限定发明本身，有关此发明的较佳实施例详叙如下。

图4为本发明较佳实施例的存储器地址与数据总线共用装置400包含有：一同步动态随机存取存储器410，用来储存系统运作时产生的大量数据以及高速处理下为维持播放流畅度的缓冲；一快闪存储器420，储存程序、固件、以及使用者预设的数据；一伺服控制器440，用以控制马达读取光储存媒体中的数据；一高阶微处理器450，用以执行程序；一影音解压缩单元460，用以处理影像及声音信号；以及一存储器界面430，用以连结各存储器与处理器间的运作。

不同于习知技术图1的中央处理器121与微处理器114，本发明利用一时脉更高的高阶微处理器450整合习知技术中绝大多数的微处理器，达到系统单芯片化的整合目的。

在本发明中，将同步动态随机存取存储器410的地址脚位412与数据脚位414分别和快闪存储器420的地址脚位422与数据脚位424共用同一个总线402与404。总线402与404分别连结到存储器界面430中的地址脚位432与数据脚位434。此外，存储器界面430还分别包含两个选择脚位：同步动态随机存取存储器410的选择脚位436以及快闪存储器420的选择脚位438，和一个控制信号435。由选择脚位436与438的致能与否，决定要存取同步动态随机存取存储器410或是快闪存储器420，而由控制信号435发出相对应的控制信号。值得注意的是，选择脚位436与438不会同时致能，也即，同步动态随机存取存储器410与快闪存储器420不会同时被存取，这样才可以达到共用存储器的地址与数据总线的目的。

本发明的影音解压缩单元460还包含有：一数字信号处理器462，用以处理声音信号；一视讯解码器464，用以解码影像信号；以及一视讯处理器466，用以处理影像信号，以得当较佳的播放影像。

本发明的存储器界面430还包含有：一仲裁器470，该仲裁器分别连接伺服控制器440、高阶微处理器450、数字信号处理器462、视讯解码器464，以及视讯处理器466。

对仲裁器470而言，伺服控制器440、高阶微处理器450、数字信号处理器462、视讯解码器464以及视讯处理器466，都会对仲裁器470下达数个存取同步动态随机存取存储器410或快闪存储器420的数据的请求，而仲裁器470必须根据每一个请求的优先顺序，判断哪一个存取指令需要被执行。接着，再根据被选择执行的存取指令的要求，决定欲存取同步动态随机存取存储器410或是快闪存储器420。

当决定要存取哪一个存储器后，存储器界面430的控制信号435，会致能该欲被存取的存储器的选择脚位，在此同时，其他未被存取的存储器的选择脚位则不会被致能；此外，存储器界面还有另一个控制机制(图中未显示)，可以控制共用的地址与数据总线只提供给该被选择存取的存储器所使用，同时避免该未被选择存取的存储器使用共用的地址与数据总线。也即，在同一个时间中，只有一个存储器会被存取，这样才能达到存储器地址与数据总线共用的目的。

当根据存取指令要求，欲存取同步动态随机存取存储器410时，同步动态随机存取存储器的选择脚位436致能，同时快闪存储器的选择脚位438不致能，同步动态随机存取存储器410使用共用的地址与数据总线等待致能存取指令要求的处理器的存取。反之，当根据存取指令的要求，欲存取快闪存储器420时，快闪存储器的选择脚位438致能，同步动态随机存取存储器的选择脚位436不致能，快闪存储器420使用共用的地址与数据总线等待致能存取指令的处理器的存取。

图5为本发明较佳实施例的存储器地址与数据总线共用流程图500。其方法包含下列步骤：

501：伺服控制器、微处理器、数字信号处理器、视讯解码器、以及视讯处理器下达数个存取指令给仲裁器；

502：仲裁器根据指令要求的优先顺序判断哪一个存取指令须被执行；

503：根据仲裁器选择欲执行的存取指令内容，决定应该存取哪一个存储器；

若根据存取指令内容决定存取同步动态随机存取存储器，则

504：同步动态随机存取存储器的选择脚位被致能，快闪存储器的选择脚位不致能；

505：同步动态随机存取存储器被存取；

反之，若根据存取指令内容决定存取快闪存储器，则

506：快闪存储器的选择脚位被致能，同步动态随机存取存储器的选择脚位不致能；以及

507：快闪存储器被存取。

由以上的叙述可以发现相较于习知技术，本发明提供了一种更有效率的解决装置与方法用以缩减存储器在系统中所占用的空间，进一步更缩减了芯片尺寸，达成SoC化的目的。

且本发明相较于习知技术，由于存储器地址与数据总线共用的关系，因此同一时间中，只有单一个存储器会使用共用的地址与数据总线，免除了在同步动态随机存取存储器等待快闪存储器的时间中，同步动态随机存取存储器总线空置的浪费，同时也免除了快闪存储器没有被存取时，其总线所空置的浪费。因此在不增加存储器占用空间的前提下，更进一步提供了一种更有效率的装置与方式，因此在增加存储器存取速度的同时，也提升了系统总线使用的效率。

该光盘控制器可以是数字影音光盘播放器(DVD player)或只读光盘(CD-ROM)，或可重复读写光盘(CD-RW)，或只读数字光盘(DVD-ROM)，或可重复读写数字光盘(DVD-RW)。

虽然本发明已参照当前的具体实施例来描述，但是本技术领域中的普通技术人员应当认识到，以上的实施例仅是用来说明本发明，在没有脱离本发明精神的情况下还可作出各种等效的变化和修改，因此，只要在本发明的实质精神范围内对上述实施例的变化、变型都将落在本发明权利要求书的范围内。

Claims (11)

1.一种共用存储器存取装置的光盘控制芯片，至少包含：

一伺服控制器，连结至该存储器界面，用以控制旋转马达读取光储存媒体的数据；

一微处理器，连结至该存储器界面，用以执行程序；

一动态影像压缩单元，连结至该存储器界面，用以处理视讯及声音信号；

一存储器界面，接收从该伺服控制器、该微处理器与该动态影像压缩单元所发出的多个存储器存取指令；以及

多个存储器组件，连结该存储器界面；

其中，该存储器界面根据该多个存储器存取指令其中之一每次仅存取该多个存储器组件其中之一。

2.如权利要求1所述的共用存储器存取装置的光盘控制芯片，其特征在于该多个存储器组件其中之一为同步动态随机存取存储器，用以暂存程序执行时所需的大量数据或高速处理时所需要的缓冲。

3.如权利要求1所述的共用存储器存取装置的光盘控制芯片，其特征在于该多个存储器组件其中之一可为快闪存储器，用以储存程序，或使用者预设值，或固件。

4.如权利要求1所述的共用存储器存取装置的光盘控制芯片，其特征在于该多个存储器组件的地址脚位共用同一总线，且连结至该存储器界面的地址脚位。

5.如权利要求1所述的共用存储器存取装置的光盘控制芯片，其特征在于该多个存储器组件的数据脚位共用同一总线，且连结至该存储器界面的数据脚位。

6.如权利要求1所述的共用存储器存取装置的光盘控制芯片，该存储器界面至少包含有：

一仲裁器，用以接收该多个存储器存取指令要求；以及

多个选择脚位，与该对应的多个存储器组件连结，根据该多个选择脚位致能与否，决定是否存取该对应的多个存储器组件。

7.如权利要求6所述的共用存储器存取装置的光盘控制芯片，其特征在于该仲裁器是用以接收该伺服控制器、该微处理器、该动态影像压缩单元对存储器所发出来的存取指令要求。

8.如权利要求7所述的共用存储器存取装置的光盘控制芯片，其特征在于该仲裁器根据存取指令要求的优先顺序，决定要执行哪一个存取指令。

9.如权利要求6所述的存储器存取装置，其特征在于该多个选择脚位每次只会致能其中之一。

10.如权利要求6所述的共用存储器存取装置的光盘控制芯片，其特征在于还包含有一控制信号，可根据被选取的存取指令决定存取哪一个存储器，发出对应的信号，以对被选择存取的存储器的选择脚位致能，而未被选择存取的存储器的选择脚位不致能。

11.如权利要求1所述的共用存储器存取装置的光盘控制芯片，其特征在于该存储器存取装置使用于一光盘控制器中，而该光盘控制器可以是数字影音光盘播放器或只读光盘，或可重复读写光盘，或只读数字光盘，或可重复读写数字光盘。

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