DE10338274A1

DE10338274A1 - Integrierter Schaltkreis, integriertes Schaltkreissystem und zugehöriges Arbeitskontext-Übertragungsverfahren

Info

Publication number: DE10338274A1
Application number: DE10338274A
Authority: DE
Inventors: Jin-Aeon Lee; Yun-Tae Lee
Original assignee: Samsung Electronics Co Ltd
Current assignee: Samsung Electronics Co Ltd
Priority date: 2002-08-28
Filing date: 2003-08-15
Publication date: 2004-03-11
Anticipated expiration: 2023-08-16
Also published as: TW200403557A; US7725746B2; US7293183B2; US20070214376A1; JP2004086912A; US20040044917A1; TWI275929B; DE10338274B4; KR20040019602A; KR100505638B1

Abstract

Die Erfindung bezieht sich auf einen integrierten Schaltkreis sowie auf ein zugehöriges integriertes Schaltkreissystem und ein zugehöriges Verfahren zur Arbeitskontextübertragung. DOLLAR A Erfindungsgemäß werden durch eine Arbeitskontext-Übertragungssteuerung (70) Arbeitskontextdaten, die sich auf ein oder mehrere Hardwaremodule (10, 30, 40) beziehen, die sich auf einem Halbleiterchip (110) befinden, in einem vorgegebenen Speicher (60) gespeichert und von dort vor oder bei Aktivierung eines Standby-Abschaltmodus zu einem nichtflüchtigen Speicher (130) außerhalb des Halbleiterchips übertragen. DOLLAR A Verwendung z. B. in tragbaren elektronischen Geräten mit einem System-auf-Chip-Design.

Description

Die Erfindung bezieht sich auf einen integrierten Schaltkreis sowie auf ein zugehöriges integriertes Schaltkreissystem und ein zugehöriges Verfahren zur Arbeitskontextübertragung.
Tragbare elektronische Geräte, wie Mobiltelefone, können länger eingesetzt werden, wenn sie einen niedrigen Stromverbrauch haben. Daher wird in tragbaren Geräten oftmals ein Standby-Betriebsmodus in einem sogenannten „System-auf-Chip"(SOC)-Design verwendet, um den Stromverbrauch zu reduzieren. Beim SOC-Design sind mehrere Systeme mit voneinander unabhängigen Funktionen auf einem einzigen Halbleiterchip realisiert.
Das gebräuchlichste Verfahren zur Reduzierung des Stromverbrauchs in einem Standby-Betriebsmodus besteht darin, ein Taktsignal abzustellen, das allen oder einigen Schaltkreisen eines SOC zugeführt wird, um auf diese Weise den dynamischen Stromverbrauch durch die betreffenden Schaltkreise des SOC zu verringern. In diesem Fall geht für diese Schaltkreise des SOC, für die das Taktsignal abgestellt wird, keinerlei Arbeitskontext verloren.
Jedoch werden gegenwärtig Halbleiterbauelemente mit Strukturen im tiefen Submikronbereich in SOC-Form entworfen. Wegen sinkender Betriebsschwellenspannung des SOC können sich im SOC erzeugte, statische Leckströme erhöhen. Der dynamische Stromverbrauch und der statische Leckstrom sind daher übliche Probleme in tragbaren Geräten.
Einige SOC-Systeme verwenden einen Standby-Abschaltmodus, während dem Leistung, die allen oder einigen Schaltkreisen des SOC zugeführt wird, abgeschaltet wird, wenn selbige für eine längere Zeitspanne nicht benutzt werden, um statische Leckströme zu verhindern, die ansonsten im SOC erzeugt werden können.
Jedoch geht beim Abschalten der dem SOC zugeführten Leistung der Arbeitskontext für die betroffenen Schaltkreise des SOC verloren. Wenn die Leistung dann für die betreffenden Schaltkreise des SOC wieder angeschaltet wird, werden diese erneut hochgefahren. Dies erfordert eine relativ lange Zeitspanne, und die betreffenden Schaltkreise des SOC gelangen dabei nicht immer in denjenigen Zustand zurück, in dem sie sich zum Zeitpunkt des Abschaltens der Leistung befunden haben.
Der Erfindung liegt als technisches Problem die Bereitstellung eines integrierten Schaltkreises, eines zugehörigen integrierten Schaltkreissystems und eines zugehörigen Arbeitskontext-Übertragungsverfahrens zugrunde, mit denen unter vollständiger oder jedenfalls teilweiser Behebung der oben erwähnten Schwierigkeiten herkömmlicher Systeme ein vergleichsweise geringer Stromverbrauch erzielt werden kann, insbesondere während eines Standby-Abschaltmodus für tragbare Geräte in einem SOC-Design.
Die Erfindung löst dieses Problem durch die Bereitstellung eines Arbeitskontext-Übertragungsverfahrens mit den Merkmalen des Anspruchs 1, eines integrierten Schaltkreises mit den Merkmalen des Anspruchs 7 oder 12 sowie eines integrierten Schaltkreissystems mit den Merkmalen des Anspruchs 17.
Vorteilhafte Weiterbildungen der Erfindung sind in den Unteransprüchen angegeben.
Vorteilhafte Ausführungsformen der Erfindung sind in den Zeichnungen dargestellt und werden nachfolgend beschrieben. Hierbei zeigen:
1 ein Blockdiagramm eines ersten SOC-Systems,
2 ein Blockdiagramm eines zweiten SOC-Systems,
3 ein Blockdiagramm einer Arbeitskontext-Übertragungssteuerung, wie sie in den Systemen der 1 und 2 verwendbar ist,
4 ein Blockdiagramm der Konfiguration eines Steuerregisters von 3,
5 eine erste Realisierung eines Speicheraufbaus mit Bereichen zur Arbeitskontextspeicherung bei Verwendung eines nichtflüchtigen Codespeichers,
6 eine zweite Realisierung eines Speicheraufbaus mit Bereichen zur Arbeitskontextspeicherung bei Verwendung eines nichtflüchtigen Codespeichers und
7 ein Flussdiagramm zur Veranschaulichung eines Verfahrens zum Speichern und Wiedergewinnen von Arbeitskontextinformationen.
1 zeigt im Blockdiagramm ein SOC-System 100 mit einem SOC 110, einem mit dem SOC 110 in Signalverbindung stehenden, nichtflüchtigen Speicher 130 und einer mit dem SOC gekoppelten Leistungsversorgung 150.
Der nichtflüchtige Speicher 130 kann von einem beliebigen herkömmlichen Typ sein, z.B. ein NAND-Flash-Speicher und/oder ein NOR-Flash-Speicher. Die Größe des nichtflüchtigen Speichers 130 entspricht vorzugsweise einem Vielfachen der Größe eines Arbeitskontextes.
Die Leistungsversorgung 150 führt dem SOC 110 eine vorgegebene Betriebsleistung zu und kann je nach Bedarf außerhalb des SOC 110 angeordnet oder als eine chipintegrierte Einheit, d.h. eine auf dem Chip vorgesehene Einheit, innerhalb des SOC 110 implementiert sein.
Das SOC 110 umfasst einen Mikroprozessor 10, einen chipintegrierten Bus 50, der in Signalverbindung mit dem Mikroprozessor 10 steht, eine Interrupt(„INT")-Steuereinheit, die mit dem Bus 50 in Signalverbindung steht, eine mit dem Bus 50 gekoppelte erste periphere Einheit 30, eine mit dem Bus 50 gekoppelte zweite periphere Einheit 40, einen mit dem Bus 50 gekoppelten Speicher 60, eine mit dem Bus 50 gekoppelte Arbeitskontext-Übertragungssteuerung 70 sowie eine mit dem Bus gekoppelte Leistungssteuereinheit 80.
Während 1 der Einfachheit halber nur zwei periphere Einheiten 30, 40 zeigt, kann das SOC 110 selbstverständlich auch nur eine oder mehr periphere Einheiten umfassen. Die peripheren Einheiten 30, 40 repräsentieren hierbei Hardwaremodule, die in Reaktion auf einen zugehöri gen Arbeitskontext arbeiten. Vom Ausdruck „Hardwaremodul", wie er vorliegend verwendet wird, kann auch der Mikroprozessor 10 umfasst sein.
Wenn durch ein vorgegebenes Leistungsmanagementprogramm, das sich resident in einem Betriebssystem („OS") des SOC 110 befinden kann, ein Standby-Abschaltmodus ausgewählt wird, führt das SOC 110 eine Abfolge von Schritten zum Ausführen des Standby-Abschaltmodus durch, auf die nachfolgend näher eingegangen wird und die eine Leistungsabschaltung für alle oder einige der Schaltkreise oder Module des SOC 110 und das Starten eines Standby-Modus beinhalten, was vorliegend als Standby-Abschaltmodus bezeichnet wird.
Wenn eine von einem Benutzer festgelegte Standby-Zeitdauer abgelaufen ist oder ein Benutzer den Standby-Abschaltmodus ausgewählt hat, bereitet sich das SOC 110 für den Standby-Abschaltmodus vor, um seinen statischen Leckstrom zu reduzieren. In diesem Fall empfängt die INT-Steuereinheit 20 ein Interrupt-Signal, das von einem bestimmten Hardwaremodul abgegeben wird, und überträgt das Interrupt-Signal zum Mikroprozessor 10. Beispielsweise empfängt die INT-Steuereinheit 20 ein über die erste periphere Einheit 30, z.B. eine Tastatur oder ein Mobiltelefon, zugeführtes Interrupt-Signal und überträgt letzteres zum Mikroprozessor 10. Der Mikroprozessor 10 reagiert auf das vorgegebene Interrupt-Signal und überträgt alle Arbeitskontexte, die in allen Registern der ersten peripheren Einheit 30, der zweiten peripheren Einheit 40 und dem Mikroprozessor 10 gespeichert sind, über den chipintegrierten Bus 50 zum Speicher 60.
Wenn alle Registerinhalte wenigstens eines arbeitenden Hardwaremoduls der Hardwaremodule 10, 30 und 40, die im SOC 110 vorhanden sind, im Speicher 60 in einer vorgegebenen Speicherreihenfolge gespeichert sind, reagiert die Arbeitskontext-Übertragungssteuerung 70 auf einen vom Mikroprozessor 10 oder einem anderen der Hardwaremodule 30, 40 abgegebenen, vorbestimmten Speicherbefehl, um den Arbeitskontext des wenigstens einen arbeitenden Hardwaremoduls 10, 30 oder 40, der im Speicher 60 abgelegt ist, über eine vorgegebene Schnittstelle zum nichtflüchtigen Speicher 130 zu übertragen. Die Funktionalität der Übertragung des Arbeitskontextes zum nichtflüchtigen Speicher 130 kann auch vom Mikroprozessor 10 ausgeführt werden. In jedem Fall speichert der nichtflüchtige Speicher den zum wenigstens einen arbeitenden Hardwaremodul 10, 30 oder 40 gehörenden Arbeitskontext.
Wenn der gesamte Arbeitskontext in den nichtflüchtigen Speicher 130 kopiert und dort gespeichert wurde, gibt die Arbeitskontext-Übertragungssteuerung 70 ein vorgegebenes Befehlsignal an die Leistungssteuereinheit 80 oder den Mikroprozessor 10 ab.
Die Leistungssteuereinheit 80 reagiert auf das von der Arbeitskontext-Übertragungssteuerung 70 oder dem Mikroprozessor 10 abgegebene, vorbestimmte Befehlsignal und gibt hierbei ein Leistungssteuersignal PEN an die Leistungsversorgung 150 ab. Letztere reagiert auf das Leistungssteuersignal PEN dahingehend, dass sie die dem wenigstens einen arbeitenden Hardwaremodul 10, 30, 40 zugeführte Leistung abstellt, mit Ausnahme der Leistung für die Leistungssteuereinheit 80 und/oder die Arbeitskontext-Übertragungssteuerung 70. Das SOC 110 geht dann in den Standby-Abschaltmodus.
2 zeigt im Blockdiagramm eine weitere Realisierung eines Systems 200 mit einem SOC 210. Es entspricht dem System von 1 mit der Ausnahme, dass sich der Speicher 60 außerhalb des SOC 210 befindet. Im übrigen kann zur Betriebsweise und zum Aufbau des Systems von 2 auf die obige Beschreibung zu 1 verwiesen werden. So umfasst das System 200 außer dem Speicher 60 insbesondere den ebenfalls außerhalb des SOC bzw. integrierten Schaltkreises 210 angeordne ten, nichtflüchtigen Speicher 130, während das SOC 210 ein oder mehrere Hardwaremodule 10, 30, 40 umfasst. Der Speicher 60 speichert Arbeitskontext, d.h. Arbeitskontextdaten, zu dem wenigstens einen Hardwaremodul 10, 30, 40. Die Arbeitskontext-Übertragungssteuerung 70 überträgt somit den Arbeitskontext, der sich auf das wenigstens eine Hardwaremodul 10, 30, 40 bezieht und im Speicher 60 gespeichert ist, vor oder bei Beginn des Standby-Abschaltmodus zum nichtflüchtigen Speicher 130 und nach Beendigung des Standby-Abschaltmodus vom nichtflüchtigen Speicher 130, wo er zu diesem Zeitpunkt gespeichert ist, zum Speicher 60. Bei Beendigung des Standby-Abschaltmodus wird dadurch das wenigstens eine Hardwaremodul 10, 30, 40 in denjenigen Zustand zurückgebracht, in welchem es sich direkt vor dem Beginn des Standby-Abschaltmodus befunden hat, indem der zugehörige Arbeitskontext vom nichtflüchtigen Speicher 130 zum Speicher 60 übertragen wird.
3 zeigt im Blockschaltbild eine mögliche Realisierung für die Arbeitskontext-Übertragungssteuerung 70 der 1 und 2. In diesem Beispiel umfasst die Arbeitskontext-Übertragungssteuerung 70 eine Einheit 71 für direkten Speicherzugriff (DMA), ein Steuerregister 73, eine Schnittstelle 75 und eine Steuereinheit 77. Die DMA 71 transferiert die Arbeitskontextinformation mit hoher Geschwindigkeit zwischen dem Speicher 60 und dem nichtflüchtigen Speicher 130. Das Steuerregister 73 beinhaltet eine Mehrzahl von Registern, die allgemeine Betriebsinformationen über die Arbeitskontext-Übertragungssteuerung 70 enthalten. Beispielsweise enthalten diese Register Informationen über Speicherbereiche der im Speicher 60 gespeicherten oder zu speichernden Arbeitskontextdaten, Informationen über Speicherplatz der im nichtflüchtigen Speicher 130 gespeicherten oder zu speichernden Arbeitskontextdaten sowie Informationen über Eigenschaften des verwendeten nichtflüchtigen Speichers 130, wie z.B. eines NAND-Flash-Speichers.
4 veranschaulicht im Blockdiagramm die Konfiguration einer möglichen Realisierung des Steuerregisters 73 von 3. Die Arbeitskontext-Übertragungssteuerung 70 arbeitet auf der Basis von Werten, die in den jeweiligen Einzelregistern des Steuerregisters 73 festgelegt sind. Wenn der nichtflüchtige Speicher 130 z.B. ein NAND-Flash-Speicher ist, kann das Steuerregister 73 folgende, in 4 gezeigte Eigenschaften haben.
Ein Kontext-Startadressenregister 401 stellt ein Register für Startadressen von Arbeitskontextdaten dar, die vom Speicher 60 zum nichtflüchtigen Speicher 130 zu übertragen und in ihm zu speichern sind. Ein Kontext-Größenregister 403 stellt ein Register für den Wert der Größe der Daten dar, die vom Speicher 60 zum nichtflüchtigen Speicher 130 zu übertragen und in letzterem zu speichern sind. Die Größe der im nichtflüchtigen Speicher 130 zu speichernden Daten kann beispielsweise in Flash-Blöcken, Flash-Seiten oder in Bytes repräsentiert sein. Ein Flashspeicherparameterregister 405 stellt ein Register zum Festlegen eines mit dem SOC 110 bzw. 210 verbundenen Typs des NAND-Flash-Speichers dar. Derartige Parameter umfassen z.B. die Seitengröße, die Anzahl an Seiten pro Block und die Anzahl an Adresszyklen. Ein Flashblock-/Startadressenregister 407 stellt ein Register zum Zuweisen einer Startadresse oder eines Flash-Blocks zu einer Position dar, an der Arbeitskontext gespeichert wird.
Ein Selbstlösch-Startblockregister 409 und ein Selbstlösch-Blockgrößenregister 411 sind Register zum automatischen Löschen von Arbeitskontext-Speicherbereichen des NAND-Flash-Speichers 130. Genauer gesagt, stellt das Selbstlösch-Startblockregister 409 ein Register für die Startadresse eines zu löschenden Blocks dar, und das Selbstlösch-Blockgrößenregister 411 ist ein Register für die Größe des zu löschenden Blocks. Nach Festlegen der Startadresse und der Blockgröße des zu löschenden Blocks in den Registern 409 und 411 löscht die Arbeitskontext-Übertragungssteuerung 70 einen Bereich, in welchem Arbeits kontext zu speichern ist, um die nächsten Arbeitskontextdaten in einem Zeitabschnitt zu speichern, in welchem sich ein Bus zwischen dem SOC 110, 210 und dem nichtflüchtigen Speicher 130 in einem Ruhezustand befindet, indem vom Mikroprozessor 10 ein bestimmtes Befehlssignal abgegeben wird.
Der im Steuerregister 73 gespeicherte Inhalt bleibt auch nach Abschalten der Leistungsversorgung 150 erhalten. Wenn die Leistung dann wieder zugeführt wird, wird automatisch eine Wiederherstellung des Arbeitskontextes ausgeführt.
Wenn sich das Steuerregister 73, wie gezeigt, innerhalb der Arbeitskontext-Übertragungssteuerung 70 befindet, sollte daher stets Leistung zur Leistungssteuereinheit 80 und zur Arbeitskontext-Übertragungssteuerung 70 geführt werden. Alternativ kann sich das Steuerregister 73 innerhalb der Leistungssteuereinheit 80 der 1 und 2 befinden. In diesem Fall sollte der Leistungssteuereinheit 80 stets Leistung zugeführt werden.
Die Schnittstelle 75 zwischen der DMA 71 und dem nichtflüchtigen Speicher 130 führt Schnittstellenfunktionen, Funktionen zur Erzeugung einer Schnittstellen-Zeitsteuerung und Datenfehlerkorrekturfunktionen aus. Die Steuereinheit 77 steuert den Gesamtbetrieb der Arbeitskontext-Übertragungssteuerung 70 und überträgt die im Speicher 60 gespeicherten Arbeitskontextdaten zum nichtflüchtigen Speicher 130 und die im nichtflüchtigen Speicher 130 gespeicherten Arbeitskontextdaten zum Speicher 60.
5 zeigt auszugsweise eine erste Speicherbereichdarstellung mit Bereichen, in denen Arbeitskontextdaten gespeichert werden, wenn ein nichtflüchtiger Codespeicher verwendet wird. Speziell zeigt 5 Speicherbereiche des Speichers 60, wenn ein Programmcode in einem Festwertspeicher, wie einem ROM gespeichert wird, der einen schnell arbeitenden nichtflüchtigen Speicher darstellt.
In 5 dienen ein Arbeitsdatenbereich 503 zum Speichern von Daten, die allgemein während eines Programmiervorgangs verwendet werden, und ein Arbeitskontextbereich 505 zum Speichern von Arbeitskontextdaten, die über den Mikroprozessor 10 und die weiteren Hardwaremodule 30, 40 innerhalb des SOC 110 bzw. 210 zusammengetragen werden, so dass dann der Standby-Abschaltmodus begonnen werden kann. Vor dem tatsächlichen Beginn des Standby-Abschaltmodus kopiert und überträgt die Arbeitskontext-Übertragungssteuerung 70 die Inhalte, die im Arbeitsdatenbereich 503 und im Arbeitskontextbereich 505 gespeichert sind, sobald alle Arbeitskontextdaten bezüglich der Hardwaremodule 10, 30, 40 im Speicher 60 durch den Mikroprozessor 10 gespeichert wurden, zum nichtflüchtigen Speicher 130.
Sobald dann der Standby-Abschaltmodus beendet wird, überträgt die Arbeitskontext-Übertragungssteuerung 70 die im Arbeitsdatenbereich 503 und im Arbeitskontextbereich 505 des nichtflüchtigen Speichers 130 gespeicherten Inhalte über einen zugehörigen Bus zum Speicher 60. Auf diese Weise wird der Arbeitskontext im Speicher 60 zu den Hardwaremodulen 10, 30, 40 wieder in den Zustand gebracht, der direkt vor Beginn des Standby-Abschaltmodus vorlag.
Ein Speicherbereich 507 dient zum Speichern temporärer Daten, die sich auf ein Programm beziehen, das nicht Teil des Arbeitskontextes ist.
Die Größe des Arbeitsdatenbereichs 503 und/oder des Arbeitskontextbereiches 505 kann durch ein zugeordnetes Betriebssystem verwaltet werden. Dabei kann ein ROM-Programmcodebereich 501 einen Programmcode beinhalten, mit dem festgestellt wird, ob das SOC aus dem Standby-Abschaltmodus wieder hochgefahren wurde oder erstmals nach einem Einschalten des Systems hochgefahren wird oder einen beabsichtigen Neustart vornimmt.
Die Arbeitskontext-Übertragungssteuerung 70 identifiziert einen im Arbeitskontext enthaltenen Programmcode. Wenn festgestellt wird, dass das SOC 110 bzw. 210 aus dem Standby-Abschaltmodus hochgefahren wird, unterlässt die Arbeitskontext-Übertragungssteuerung 70 einen Hochfahrbetrieb des SOC 110 bzw. 210 und kann direkt einen Normalmodus einnehmen.
6 zeigt eine zweite beispielhafte Speicherbereichaufteilung mit Gebieten, in denen Arbeitskontext gespeichert wird, wenn der nichtflüchtige Codespeicher benutzt wird. Wenn im Beispiel von 6 ein Arbeitsprogrammcode von einem sekundären Speicher in den Speicher 60 geladen wird, umfasst der Arbeitskontext einen Bereich 601 zum Speichern des in den Speicher 60 geladenen Arbeitsprogrammcodes, einen Bereich 603 zum Speichern von Arbeitsdaten, einen Bereich 605 zum Speichern von Arbeitskontextdaten und einen Bereich 607 zum Speichern temporärer Daten.
Bezugnehmend auf die 1 und 6 umfassen Speicherbereiche, die vom Speicher 60 zum nichtflüchtigen Speicher 130 oder umgekehrt übertragen werden, den Bereich 601 zum Speichern des Arbeitsprogrammcodes, den Bereich 603 zum Speichern der Arbeitsdaten und den Bereich 605 zum Speichern des Arbeitskontextes. Die Bereiche 603, 605 und 607 von 6 entsprechen in ihrer Struktur vollständig oder jedenfalls weitestgehend den Bereichen 503, 505 bzw. 507 von 5. Dabei kann die Datenstruktur des Arbeitskontextbereiches 505 bzw. 605 je nach Konfiguration des SOC 110 bzw. 210 in verschiedenen Formen modifiziert werden.
Die Betriebsweise der Wiedergewinnung des Arbeitskontextes für die Hardwaremodule 10, 30, 40 des SOC 110 bzw. 210, der im nichtflüchtigen Speicher 130 abgelegt wurde, ist wie folgt. Zunächst reagiert die Leistungsversorgung 150, wenn ein Benutzer den Standby-Abschaltmodus beendet, z.B. wenn ein Interrupt-Signal von außen erzeugt wird oder eine vom Benutzer festgelegte Standby-Zeitdauer verstrichen ist, auf das von der Leistungssteuereinheit 80 abgegebene Leistungssteuersignal PEN, um wieder Leistung an die Hardwaremodule 10, 30, 40 innerhalb des SOC 110 anzulegen, von denen die Leistungszufuhr während des Standby-Abschaltmodus abgeschaltet worden war.
Eine nicht gezeigte, auf dem SOC 110 bzw. 210 befindliche Schaltung zur Erzeugung eines bestimmten Rücksetzsignals gibt ein Rücksetzendesignal an die Hardwaremodule 30, 40 und 70 mit Ausnahme des Mikroprozessors 10 ab, um deren Rücksetzzustand zu beenden. Dadurch überträgt die Arbeitskontext-Übertragungssteuerung 70 den Arbeitskontext bezüglich der Hardwaremodule 10, 30 und 40, der im nichtflüchtigen Speicher 130 gespeichert ist, in Reaktion auf das Rücksetzendesignal zum Speicher 60 und speichert ihn dort. Der Mikroprozessor 10 bleibt in diesem Fall noch im Rücksetzzustand. Sobald die Arbeitskontext-Übertragungssteuerung 70 den gesamten Arbeitskontext wieder im Speicher 60 gespeichert hat, reagiert die nicht gezeigte Rücksetzsignalerzeugungsschaltung auf ein bestimmtes Befehlsignal, das von der Arbeitskontext-Übertragungssteuerung 70 abgegeben wird, und gibt an den Mikroprozessor 10 ein Rücksetzendesignal ab, um den Rücksetzzustand des Mikroprozessors 10 zu beenden.
Der Mikroprozessor 10 ruft daraufhin einen Programmcode von einer bestimmten Adresse, z.B. einer Adresse „null" oder einer höchsten Adresse, in Reaktion auf das Rücksetzendesignal ab und führt den abgerufenen Programmcode aus. Ein erster ausgeführter Programmcode kann in diesem Fall z.B. ein Programm sein, mit dem festgestellt wird, ob das SOC aus dem Standby-Abschaltmodus hochgefahren wurde oder ob es aufgrund einer Systemeinschaltung erstmals hochgefahren wird oder ob es einen beabsichtigten Neustart ausführt. Wenn festgestellt wird, dass das SOC aus dem Standby-Abschaltmodus hochgefahren wurde, stellt der Mikroprozessor 10 den Arbeitskontext bezüglich der Hardwaremodule 30 und 40 aus dem Speicher 60 in Reaktion auf das Rücksetzendesignal wieder her und stellt auch seinen eigenen Arbeitskontext wieder her. Dementsprechend nehmen der Mikroprozessor 10 und die übrigen Hardwaremodule 30, 40 wieder den Zustand ein, den sie direkt vor Beginn des Standby-Abschaltmodus hatten. Auf diese Weise kann das SOC 110 bzw. 210 und damit das Gesamtsystem 100 bzw. 200 in dem Zustand weiterarbeiten, indem es sich direkt vor Beginn des Standby-Abschaltmodus befunden hat.
7 veranschaulicht im Flussdiagramm ein vorteilhaftes Verfahren zum Speichern und Wiedergewinnen von Arbeitskontextdaten. Wie aus den 1 und 7 ersichtlich, wird von einem normalen Betriebsmodus in einem Schritt 710 zu einem Schritt 720 übergegangen, wenn der Standby-Abschaltmodus gewählt wird, woraufhin der Mikroprozessor 10 die Arbeitskontextdaten bezüglich wenigstens einem der Hardwaremodule 10, 30, 40 zusammenträgt, die momentan arbeiten. Nach temporärem Speichern der gesammelten Arbeitskontextdaten im Speicher 60 werden sie im Schritt 730 zum nichtflüchtigen Speicher 130 außerhalb des SOC 110 bzw. 210 durch die Arbeitskontext-Übertragungssteuerung 70 übertragen, in dem sie anschließend gespeichert werden.
Wenn alle Arbeitskontextdaten im nichtflüchtigen Speicher 130 abgelegt sind, wird die Leistungszufuhr von der Leistungsversorgung 150 zu dem oder den Hardwaremodulen 10, 30, 40, die auf dem SOC 110 arbeiten, im Schritt 740 in Reaktion auf das von der Leistungssteuereinheit 80 abgegebene Leistungssteuersignal PEN abgestellt. Im Schritt 750 führt dann das SOC 110 bzw. 210 den Standby-Abschaltmodus aus, in wel chem die Leistungszufuhr zu den Hardwaremodulen 10, 30, 40 unterbrochen ist. Selbst in diesem Zeitraum sollte die Leistungszufuhr zur Leistungssteuereinheit 80 aufrechterhalten werden. Sie sollte außerdem für die Arbeitskontext-Übertragungssteuerung 80 aufrechterhalten werden, wenn in dieser das Steuerregister 73 untergebracht ist, wie im Beispiel von 3.
Im Schritt 760 von 7 reagiert die Leistungsversorgung 150, wenn der Standby-Abschaltmodus beendet wird, auf das von der Leistungssteuereinheit 80 abgegebene Leistungssteuersignal PEN dahingehend, dass sie den Hardwaremodulen 10, 30, 40 wieder Leistung zuführt.
Im Schritt 770 kopiert die Arbeitskontext-Übertragungssteuerung 70 die Arbeitskontextdaten bezüglich der Hardwaremodule 10, 30, 40, die im nichtflüchtigen Speicher 130 gespeichert sind, und überträgt sie zum Speicher 60, so dass der Arbeitskontext bezüglich der Hardwaremodule 10, 30, 40 wiedergewonnen wird, wobei der Mikroprozessor 10 noch im Rücksetzzustand bleibt.
Nach der erneuten Speicherung der Arbeitskontextdaten zu den Hardwaremodulen 10, 30, 40 im Speicher 60 stellt der Mikroprozessor 10 im Schritt 780 den Zustand der Hardwaremodule 30, 40 wieder her, der unmittelbar vor Beginn des Standby-Abschaltmodus vorgelegen hat, wozu er die wieder in dem Speicher 60 gespeicherten Arbeitskontextdaten bezüglich der Hardwaremodule 30, 40 benutzt. Zudem stellt der Mikroprozessor 10 seinen eigenen Betrieb unter Verwendung der zugehörigen, wieder im Speicher 60 gespeicherten Arbeitskontextdaten wieder her, wonach das SOC 110 bzw. 210 einen bestimmten Betriebsvorgang in dem Zustand ausführt, in welchem es sich direkt vor dem Standby-Abschaltmodus befunden hat.
Wie oben beschrieben, ist das erfindungsgemäße Verfahren zum Übertragen von Arbeitskontextdaten ebenso wie der erfindungsgemäße integrierte Schaltkreis und das erfindungsgemäße integrierte Schaltkreissystem, welche die Arbeitskontext-Übertragungssteuerung verwenden, in der Lage, den Arbeitskontext, der sich auf ein oder mehrere Hardwaremodule bezieht, die vor Beginn eines Standby-Abschaltmodus in Betrieb sind, rasch zu einem nichtflüchtigen Speicher zu übertragen und die Leistungszufuhr zu den Hardwaremodulen abzustellen, wodurch unnötiger Stromverbrauch vermieden wird. Dadurch kann die Standby-Zeitspanne ohne Verlust an flüchtigem Arbeitskontext drastisch verlängert werden. Des weiteren hat die Erfindung den Vorteil, dass nach Beendigung des Standby-Abschaltmodus der im nichtflüchtigen Speicher gespeicherte Arbeitskontext rasch wieder hergestellt werden kann, so dass der integrierte Schaltkreis bzw. das Gesamtsystem rasch in den Zustand gelangen, in dem sie sich vor Ausführung des Standby-Abschaltmodus befunden haben.

Claims

Verfahren zur Übertragung von Arbeitskontext, gekennzeichnet durch folgende Schritte: – Speichern von Arbeitskontextdaten bezüglich einem oder mehreren Hardwaremodulen (10, 30, 40), die sich auf einem Halbleiterchip (110) befinden, in einem vorgegebenen Speicher (60) in Reaktion auf das Auswählen eines Standby-Abschaltmodus und – Übertragen der in dem Speicher gespeicherten Arbeitskontextdaten in einem nichtflüchtigen Speicher (130) außerhalb des Halbleiterchips vor oder bei Auslösen des Standby-Abschaltmodus.
Verfahren nach Anspruch 1, weiter gekennzeichnet durch folgende Schritte: – Wiederherstellen der zu dem oder den Hardwaremodulen gehörigen Arbeitskontextdaten in dem vorgegebenen Speicher (60) aus dem nichtflüchtigen Speicher (130) nach Beendigung des Standby-Abschaltmodus und – Wiederherstellen des Zustands des jeweiligen Hardwaremoduls, wie er direkt vor Ausführen des Standby-Abschaltmodus vorgelegen hat, unter Verwendung der in dem vorgegebenen Speicher (60) wieder gespeicherten Arbeitskontextdaten.
Verfahren nach Anspruch 1 oder 2, weiter dadurch gekennzeichnet, dass der nichtflüchtige Speicher ein NAND-Flash-Speicher oder ein NOR-Flash-Speicher ist.
Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 3, weiter dadurch gekennzeichnet, dass der vorgegebene Speicher (60) außerhalb des Halbleiterchips angeordnet ist.
Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 4, weiter dadurch gekennzeichnet, dass bei Ausführen des Standby-Abschaltmodus die Leistungszufuhr zu dem oder den Hardwaremodulen abgestellt wird, für welche die Arbeitskontextdaten im nichtflüchtigen Speicher gespeichert werden.
Verfahren nach einem der Ansprüche 2 bis 5, weiter dadurch gekennzeichnet, dass das jeweilige Hardwaremodul, dessen Leistungszufuhr während des Standby-Abschaltmodus abgestellt worden war, wieder mit Leistung versorgt wird, wenn der Standby-Abschaltmodus beendet wird.
Integrierter Schaltkreis mit – wenigstens einem Hardwaremodul (30, 40) und – einem Mikroprozessor (10), dadurch gekennzeichnet, dass – der Mikroprozessor (10) dafür ausgelegt ist, Arbeitskontextdaten bezüglich dem wenigstens einen Hardwaremodul (30, 40) und seine eigenen Arbeitskontextdaten zu einem vorgegebenen Speicher (60) vor oder bei Ausführen eines Standby-Abschaltmodus zu übertragen, und – eine Arbeitskontext-Übertragungssteuerung (70) vorgesehen ist, welche die Arbeitskontextdaten bezüglich des wenigstens einen Hardwaremoduls von dem vorgegebenen Speicher in Reaktion auf ein vorgegebenes Befehlsignal zu einem nichtflüchtigen Speicher (130) außerhalb des integrierten Schaltkreises überträgt.
Integrierter Schaltkreis nach Anspruch 7, weiter dadurch gekennzeichnet, dass die Arbeitskontext-Übertragungssteuerung (70) folgende Elemente umfasst: – eine Einheit (71) für direkten Speicherzugriff zum Übertragen der Arbeitskontextdaten zwischen dem vorgegebenen Speicher (60) und dem nichtflüchtigen Speicher (130), – ein Steuerregister (73) mit einer Mehrzahl von Registern, von denen jedes eine zugehörige Speicherbereichsinformation für den vorgegebenen Speicher und/oder den nichtflüchtigen Speicher beinhaltet, – eine Schnittstelle (75) zwischen der Einheit für direkten Speicherzugriff und dem nichtflüchtigen Speicher und – eine Steuereinheit (77) zur Übertragung oder Steuerung der Übertragung der Arbeitskontextdaten vom vorgegebenen Speicher zum nichtflüchtigen Speicher über die Schnittstelle vor oder bei Ausführen des Standby-Abschaltmodus und zur Übertragung oder Steuerung der Übertragung der im nichtflüchtigen Speicher gespeicherten Arbeitskontextdaten über die Schnittstelle nach Beendigung des Standby-Abschaltmodus.
Integrierter Schaltkreis nach Anspruch 7 oder 8, weiter dadurch gekennzeichnet, dass das vorgegebene Befehlsignal vom Mikroprozessor oder dem wenigstens einen Hardwaremodul abgegeben wird.
Integrierter Schaltkreis nach einem der Ansprüche 7 bis 9, weiter dadurch gekennzeichnet, dass die Arbeitskontext-Übertragungssteuerung die Arbeitskontextdaten bezüglich des wenigstens einen Hardwaremoduls, die im nichtflüchtigen Speicher gespeichert sind, einschließlich der Arbeitskontextdaten bezüglich des Mikroprozessors wieder in den vorgegebenen Speicher (60) speichert, wenn der Standby-Abschaltmodus beendet ist.
Integrierter Schaltkreis nach Anspruch 10, weiter dadurch gekennzeichnet, dass der Mikroprozessor den Zustand des wenigs tens einen Hardwaremoduls und seinen eigenen Zustand wieder so herstellt, wie sie direkt vor Ausführen des Standby-Abschaltmodus waren, indem die Arbeitskontextdaten zu dem wenigstens einen Hardwaremodul und zu dem Mikroprozessor benutzt werden, die im vorgegebenen Speicher (60) wieder gespeichert wurden.
Integrierter, Schaltkreis mit – einer Mehrzahl von Hardwaremodulen (10, 30, 40), gekennzeichnet durch – eine Arbeitskontext-Übertragungssteuerung (70) zur Übertragung von in einem vorgegebenen Speicher (60) gespeicherten Arbeitskontextdaten bezüglich der Hardwaremodule zu einem nichtflüchtigen Speicher (130) außerhalb des integrierten Schaltkreises vor oder bei Aktivierung eines ersten Betriebsmodus sowie zur Übertragung der im nichtflüchtigen Speicher gespeicherten Arbeitskontextdaten bezüglich der Hardwaremodule vor oder bei Aktivierung eines zweiten Betriebsmodus, wobei für wenigstens eines der Hardwaremodule der unmittelbar vor Ausführung des ersten Betriebsmodus vorliegende Zustand unter Verwendung der vor oder bei Aktivierung des zweiten Betriebsmodus vom nichtflüchtigen Speicher zum vorgegebenen Speicher übertragenen Arbeitskontextdaten wieder hergestellt wird.
Integrierter Schaltkreis nach Anspruch 12, weiter dadurch gekennzeichnet, dass wenigstens ein Hardwaremodul (10) der mehreren Hardwaremodule den Betrieb der übrigen Hardwaremodule (30, 40) steuert und der unmittelbar vor Ausführen des ersten Betriebsmodus vorliegende Zustand für jedes der übrigen Hardwaremodule unter Verwendung der vom nichtflüchtigen Speicher zum vorgegebenen Speicher übertragenen Arbeitskontextdaten unter der Steuerung durch das wenigstens eine Hardwaremodul vor oder bei Aktivierung des zweiten Betriebsmodus wieder hergestellt wird.
Integrierter Schaltkreis nach Anspruch 12 oder 13, weiter gekennzeichnet durch eine Leistungssteuereinheit (80) zum Steuern der Leistungszufuhr zu den Hardwaremodulen, um diese abhängig davon, ob der erste oder der zweite Betriebsmodus vorliegt, an- oder abzuschalten.
Integrierter Schaltkreis nach einem der Ansprüche 12 bis 14, weiter dadurch gekennzeichnet, dass die Arbeitskontext-Übertragungssteuerung folgende Elemente enthält: – eine Einheit (71) für direkten Speicherzugriff zur Übertragung der Arbeitskontextdaten zwischen dem vorgegebenen Speicher und dem nichtflüchtigen Speicher, – ein Steuerregister (73) mit mehreren Registern, von denen jedes Speicherbereichsinformation über den vorgegebenen Speicher und den nichtflüchtigen Speicher enthält, – eine Schnittstelle (75) zwischen der Einheit für direkten Speicherzugriff und dem nichtflüchtigen Speicher und – eine Steuereinheit (77) zur Steuerung der vom vorgegebenen Speicher zum nichtflüchtigen Speicher über die Schnittstelle vor oder bei Aktivierung des ersten Betriebsmodus zu übertragenden Arbeitskontextdaten und zur Steuerung der im nichtflüchtigen Speicher gespeicherten, vor oder bei Aktivierung des zweiten Betriebsmodus zum vorgegebenen Speicher über die Schnittstelle zu übertragenden Arbeitskontextdaten.
Integrierter Schaltkreis nach einem der Ansprüche 12 bis 15, weiter dadurch gekennzeichnet, dass der erste Betriebsmodus ein solcher ist, bei dem die Leistungszufuhr für wenigstens eines der Hardwaremodule abgestellt wird, und der zweite Betriebsmodus ein solcher ist, bei dem die Leistungszufuhr für dieses wenigstens eine Hardwaremodul wieder angeschaltet wird.
Integriertes Schaltkreissystem mit – einem integrierten Schaltkreis (110, 210) mit wenigstens einem Hardwaremodul (10, 30, 40), dadurch gekennzeichnet, dass – ein nichtflüchtiger Speicher (130) außerhalb des integrierten Schaltkreises (110) vorgesehen ist, – der integrierte Schaltkreis eine Arbeitskontext-Übertragungssteuerung (70) zur Übertragung von Arbeitskontextdaten, die sich auf das wenigstens eine Hardwaremodul beziehen und in einem vorgebbaren Speicher (60) gespeichert sind, der sich innerhalb oder außerhalb des integrierten Schaltkreises befindet, zum nichtflüchtigen Speicher vor oder bei Aktivierung eines Standby-Abschaltmodus sowie zur Übertragung der sich auf das wenigstens eine Hardwaremodul beziehenden Arbeitskontextdaten, die im nichtflüchtigen Speicher gespeichert sind, zum vorgegebenen Speicher vor oder bei Beendigung des Standby-Betriebsmodus umfasst, und – das wenigstens eine Hardwaremodul bei Beendigung des Standby-Abschaltmodus unter Verwendung der vom nichtflüchtigen Speicher zum vorgegebenen Speicher übertragenen Arbeitskontextdaten in den Zustand zurückgebracht wird, den es unmittelbar vor Ausführen des Standby-Abschaltmodus hatte.
Integriertes Schaltkreissystem nach Anspruch 17, weiter dadurch gekennzeichnet, dass die Arbeitskontext-Übertragungssteuerung (70) folgende Elemente umfasst: – eine Einheit (71) für direkten Speicherzugriff zur Übertragung der Arbeitskontextdaten zwischen dem vorgegebenen Speicher und dem nichtflüchtigen Speicher, – ein Steuerregister (73) mit mehreren Registern, von denen jedes eine Speicherbereichsinformation über den vorgegebenen Speicher und/oder den nichtflüchtigen Speicher enthält, – eine Schnittstelle (75) zwischen der Einheit für direkten Speicherzugriff und dem nichtflüchtigen Speicher und – eine Steuereinheit (77) zur Steuerung der vom vorgegebenen Speicher zum nichtflüchtigen Speicher über die Schnittstelle vor oder bei Aktivierung des Standby-Abschaltmodus zu übertragenden Arbeitskontextdaten sowie zur Steuerung der im nichtflüchtigen Speicher gespeicherten, bei Beendigung des Standby-Abschaltmodus über die Schnittstelle zum vorgegebenen Speicher zu übertragenden Arbeitskontextdaten.
Integriertes Schaltkreissystem nach Anspruch 17 oder 18, weiter dadurch gekennzeichnet, dass das oder eines der Hardwaremodule ein Mikroprozessor (10) ist.