JP2006514771A - メモリ・デバイス・インターフェースを検出するための方法および装置 - Google Patents
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Abstract
第一のタイプのバスのインターフェースをもつデバイスおよび第二のタイプのバスのインターフェースをもつデバイスのどちらの結合をもサポートする多重化バスを提供する装置および方法で、該多重化バスは少なくとも部分的には、どちらのタイプのデバイスにも結合でき、どちらのバスのためのプロトコルおよびタイミングを用いてでも転送を実行するように用いうる複数の共通信号線からなる。
Description
コンピュータ・システムはますます小型化を続け、その一方でまたますます高機能になりつつある。これは少なくとも部分的には、コンピュータ・システムの各コンポーネントがますます多様な機能を実行するようになり続けることが原動力となっている。特に、コンピュータ・システムの集積回路(IC:integrated circuit)は、ますます多くの機能とオプションをそのICを使うコンピュータ・システムのメーカーに提供すべく組み込むよう設計され続けている。
ICおよびICが取り付けられるコンピュータ・システム回路基板両方のメーカーにとっての永遠の課題は、ますます増え続ける数の機能やオプションのためにICに備えなければならない増加する量の信号ピンのサポートを提供することである。ますます増加する量の信号ピンはますます多くのピンを提供できるますます高価なICパッケージ化を要求する。さらに、小型で内部導体長も短く保つため、これらのより高価なICパッケージは通例より大量のピンをますます高密度で配置し、ますます高密度で回路配線およびはんだランド(またはその他の導電性はんだ位置)を回路基板上に配置することを要求し、それにより回路基板のコストを上昇させる。追加コストおよびICパッケージにより多くのピンを加える煩雑さを考えれば、所与のICが要求するピンの数を制限する方法をみつけることが望ましい。
ピンの数を制限する一般的な方法は機能とピンの数とのかねあいをつけることであり、通例これは所与のICによって実行される機能を制限する結果となり、場合によっては一部の機能を別のICに移すことになるが、それは所与の電子機器におけるICの数を増加させることがある。しかし、コンピュータ・システムの設計・製造の永遠の目標は、ICを含めコンピュータ・システムで使われるコンポーネントの全体としての量を減らすことによって、コストを押し下げ、信頼性を増すことである。
以下の記述では、説明の目的で、本発明の深い理解を与えるためにおびただしい詳細が述べられるが、これらの特定の詳細が本発明を実施するために必須ではないことは当業者には明らかであろう。
本発明の実施形態は、二つの異なるバス・インターフェースのサポートを一つのICに組み込むことに関わっている。そのためには、全く別個のピンの組を用いて二つのバスをサポートする場合に必要となるようなより多量のピンを配置する必要を回避するために、前記二つのバス・インターフェース機能の多くをICの同一のピン上で多重化する。以下の議論は不揮発性メモリ・デバイスへのバス・インターフェースに的を絞っているが、特許請求される本発明は、多数あるうちのいかなる目的のためのものでも、二つまたはそれ以上のバスをサポートする際に実施しうることは、当業者には理解されることであろう。また、以下の議論はコンピュータ・システム内のICに的を絞っているが、特許請求される本発明は、複数のバスへの接続をサポートする電子コンポーネントを有するその他の電子機器との関連でも実施しうることは当業者には理解されることであろう。
図1はコンピュータ・システムを用いる一つの実施形態のブロック図である。コンピュータ・システム100は少なくとも部分的には、中央処理装置(CPU:central processing unit)110、フロント・サイド・バス(FSB:front side bus)112、ノース・ブリッジ論理120、リンク・バス122、サウス・ブリッジ論理124、メモリ・システム130、グラフィックス・コントローラ150、先進グラフィックス・ポート(AGP:advanced graphics port)バス152、ディスプレイ154、周辺バスコネクタ160、周辺バス162、記憶装置コントローラ170、記憶装置ドライブ172、記憶媒体174、多重化バス142、そして不揮発性メモリ・デバイス140aおよび140bの一方または両方からなる。
CPU110、FSB112、ノース・ブリッジ論理120およびメモリ・システム130はコンピュータ・システム100の中核をなし、機械読み取り可能な命令を実行する機能を持つ。CPU110はノース・ブリッジ論理120にFSB112を通じて結合されており、CPU110を支援するさまざまな機能を実行するもので、そのうちにはノース・ブリッジ論理120が結合されているメモリ・システム130へのアクセスを制御し、CPU110に提供することも含まれる。さまざまな実施形態において、CPU110は多様な種類があるCPUのうちのいかなるものでもよく、そのうちには広く知られ、使われている「x86」命令セットの少なくとも一部を実行する機能を持ったCPUも含まれる。そして他のさまざまな実施形態では、二つ以上のCPUがあってもよい。さまざまな実施形態において、メモリ・システム130は多様な種類があるランダム・アクセス・メモリ(RAM:random access memory)のうちのいかなるものでもよく、そのうちには同期ダイナミックRAM(SDRAM:synchronous dynamic RAM)のファースト・ページ・モード(FPM:fast page mode)、拡張データ・アウト(EDO:extended data out)、シングル・データ・レート(SDR:single data rate)、またはダブル・データ・レート(DDR:double data rate)の形やRAMBUS(商標)インターフェースを用いたさまざまな技術のRAMなども含まれる。
グラフィックス・コントローラ150、AGPバス152およびディスプレイ154は、コンピュータ・システム100のユーザーのために視覚的ユーザー・インターフェースを提供する機能を持つ表示システムをなす。AGPバス152は高速パラレル・バスで、ノース・ブリッジ論理120をグラフィックス・コントローラ150に結合させる。さまざまな実施形態において、ノース・ブリッジ論理120は、グラフィックス・コントローラ150とメモリ・システム130との間の非常に低遅延のデータ路を提供するよう構成される。グラフィックス・コントローラ150はさらにディスプレイ154に結合されており、ディスプレイ154が視覚像を与えるよう制御する。
サウス・ブリッジ論理124はリンク・バス122を介してノース・ブリッジ論理120に結合されており、コンピュータ・システム100に機能を追加するためにさらなるデバイスが結合できるよう多重化バス142および周辺バス162のうちの一方または両方を備えている。周辺バス162は多重化バス142に比べより高速でより汎用のバスであり、該周辺バス162によって提供される広範な機能をサポートし、よりフルに利用できる、より複雑なデバイスとの結合をサポートするよう設計されている。多重化バス142は周辺バス162に比べるとより低速でより単純なバスで、比較的複雑でないデバイスの追加をサポートするよう設計されている。これにより、さまざまな形態の比較的単純なI/Oポート論理、メモリ・デバイス、タイマーなどが、コンピュータ・システム100の機能を増すために追加できるようになる。
さまざまな実施形態において、さらなるデバイスが周辺バス162に直接結合されていてもよく、さまざまな実施形態において、さらなるデバイスが取り外し可能な形で周辺バス162に結合できるようにする方法を提供する一つまたは複数のコネクタ160が周辺バス162に備わっていてもよい。さまざまな実施形態において、周辺バス162は、拡張業界標準アーキテクチャ(EISA:extended industry standard architecture)、マイクロ・チャンネル・アーキテクチャ(MCA:Micro Channel[商標] architecture)、周辺コンポーネント相互接続(PCI:peripheral component interconnect)、PCI−Xなどのような、コンピュータ設計の業界において「標準」となっている多様な広く知られているバス形態のいずれかに適合するよう設計されていてもよい。
さまざまな実施形態において、周辺バス162やバス・コネクタ160を通じて(また多様なその他の形態の結合を通じて)コンピュータ・システム100に結合されている可能性があるデバイスは記憶装置コントローラ170であり、これは今度は記憶装置ドライブ172に結合している。記憶装置コントローラ170は、記憶媒体174上のデータや命令にアクセスする手段となる記憶装置ドライブ172を制御する論理を提供する。実際、いくつかの実施形態では、記憶媒体174はCPU110によって実行される機械アクセス可能命令を担持している。その実行により、CPU110が不揮発性メモリ・デバイス140aおよび140bの一方または両方が存在するか否かを決定するのであるが、これについては後述する。記憶媒体174は、CDまたはDVD ROM、磁気または光学ディスケット、光磁気ディスク、テープ、半導体メモリ、紙その他の材料上の文字または穿孔など、当業者にわかるであろう広範な種類・技術のもののうちのいずれでもよい。
コンピュータ・システム100が最初に電源投入または初期化(たとえばコンピュータ・システム100の「リセット」などによって)されるとき、一般的にはCPU110が実行すべき初期命令(時に「ファームウェア」「ROMコード」「基本入出力システム」「BIOS」などさまざまな呼ばれ方をする)を所定のメモリ・アドレスにみつけようと試みる。そのような初期命令を、不揮発性メモリ・デバイス140aまたは140bのいずれかのような不揮発性メモリ・デバイスに保存しておくこともまた一般的な慣行である。図1に示したように、不揮発性メモリ・デバイス140aまたは140bのどちらもサウス・ブリッジ論理124に多重化バス142を介して結合されうるが、やはり図1に示したように、不揮発性メモリ・デバイス140aおよび140bのそれぞれは異なるインターフェースを有している。具体的には、不揮発性メモリ・デバイス140aは「タイプA」インターフェースを有する一方、不揮発性メモリ・デバイス140bは「タイプB」インターフェースを有している。多くのさまざまな可能な実施形態において、タイプAインターフェースとタイプBインターフェースの間の可能な個々の相違はいくつあってもよい。これらの相違はタイミング、バイトのエンディアン性、シグナリングがオープン・コレクタかトライステートか、コマンド・プロトコル、データ伝送がパラレルかシリアルか、などといったものがありうる。図1に示したように、サウス・ブリッジ論理124は、タイプAインターフェースまたはタイプBインターフェースのどちらも受け入れられるよう構成された単一の多重化バス142を備えており、それにより不揮発性メモリ・デバイス140aまたは140bのどちらもが多重化バス142およびサウス・ブリッジ論理124を通じてコンピュータ・システム100とともに用いることができるようになっている。
不揮発性メモリ・デバイス140aおよび140bのタイプAとタイプBのインターフェースのように異なるインターフェースのデバイスの装着を可能にするため、サウス・ブリッジ論理124は、多重化バス142に結合したデバイスに問い合わせをしてそれらのデバイスが使っているインターフェースのタイプを同定するとともに、それらのデバイスに見出された異なるインターフェースとバス・トランザクションを実行するためのインターフェース論理を含んでいる。多重化バス142およびこのインターフェース論理が異なるインターフェースをサポートする設計は、主として、異なるインターフェースをサポートするために必要な複数の信号をサウス・ブリッジ論理124のピン上に多重化させることによっている。それにより、サウス・ブリッジ論理124のピンのうちに複数の異なるインターフェースに結合されているサブセットができ、それにより、異なるインターフェースのそれぞれに完全に別個のピンのセットを提供しようとサウス・ブリッジ論理124から追加のピンを出すことなく複数の異なるインターフェースがサポートできるようになる。具体的には、タイプAとタイプBのインターフェースのために完全に別個のインターフェースを用意しようとしてサウス・ブリッジ論理124に追加的なピンを設けたりすることなく、サウス・ブリッジ論理124のピンのうち多重化バス142を構成するサブセットのピンは、不揮発性メモリ・デバイス140aおよび140bのタイプAとタイプB両方のインターフェースに結合される。
さまざまな実施形態において、多重化バス142はタイプAとタイプBのインターフェースを同時に受け入れられるよう構成されうる。タイプAインターフェースをもつデバイスとタイプBインターフェースをもつデバイスの両方が同時にバス142に結合されることができるということである。あるいはまた、多重化バス142はインターフェースのタイプAおよびタイプBのどちらもサポートするが、タイプAインターフェースをもつデバイスとタイプBインターフェースをもつデバイスの両方を同時に装着することはサポートしないよう構成することもできる。また、明確のため図1には示していないが、多重化バス142のいくつかの実施形態は、不揮発性メモリ・デバイス140aおよび140bの一方または両方の結合をサポートすることに加えて、コンピュータ・システム100にキーボード、マウス、プリンタ、モデム、赤外線トランシーバなどのためのインターフェースを提供するデバイスのような、命令の保存以外の機能を実行するデバイスをサポートするよう構成されることも可能である。
コンピュータ・システム100は、さまざまなICの間での機能の割り当て、バスの配置や種類、多くのさまざまなコンポーネントなど、さまざまな個別的詳細をもって示され、記述されているが、コンピュータ・システム100が非常に多数のアーキテクチャおよび実装が可能であるコンピュータ・システムのほんの一例でしかないことは当業者にはすぐ認識できることであろう。コンピュータ・システム100はコンピュータ・システムのほんの一つの個別的な実装にすぎず、コンピュータ・システムのそのような詳細が特許請求される本発明の精神および範囲には重要でないことは当業者には明らかであろう。
図2はバス・インターフェースを与える論理の実施形態のブロック図である。論理デバイス210はコンピュータ・システムのようなより大きな電子デバイスのコンポーネントである。具体的には、論理デバイス210は、コンピュータ・システムのいくつかの実施形態では、サウス・ブリッジ論理デバイスまたは一つもしくは複数のバスが結合されたコンピュータ・システムのその他のコンポーネントでありうる。論理デバイス210は少なくとも部分的には多重化バス・インターフェース214からなっている。ここを通じて論理デバイス210は、多重化バス232を介して、不揮発性メモリ・デバイス240aおよび240bのタイプAインターフェース244aとタイプBインターフェース244bの一方または両方との間でそれぞれ信号を送受信する。
多重化バス232は、多重化バス・インターフェース214、タイプAインターフェース244a、タイプBインターフェース244bの三つすべての間で共有されうる共通信号線236、多重化バス・インターフェース214が該多重化バス・インターフェース214とタイプAインターフェース244aとの間のバス活動の調整をとるのに使う調整信号238a、多重化バス・インターフェース214が該多重化バス・インターフェース214とタイプBインターフェース244bとの間のバス活動の調整をとるのに使う調整信号238bからなる。本質的には、多重化バス・インターフェース214は多重化されたバス、すなわち多重化バス232を提供する。これは、タイプAインターフェース244aが結合されるよう設計されたタイプAのバスおよびタイプBインターフェース244bが結合されるよう設計されたタイプBのバスの両方からの信号および機能を組み合わせるものであり、タイプA、タイプBのバス両方の信号の少なくとも一部をタイプAインターフェース244aおよびタイプBインターフェース244bの両者によって共有できる共通の信号線セットの上に多重化しようとするものであり、調整信号238aおよび238bを通じて共通の信号線セットの上で多重化された活動の調整をとるものである。
タイプAバスからのどの信号(あるいは複数の信号でもよい)が調整信号238aとして使われるかは、タイプAバスの信号およびプロトコルの特徴に依存する。たとえば、タイプAバスのプロトコルが、タイプAバスと一緒に使われるよう設計されたインターフェースに、所与のチップ・セレクトまたはその他の制御入力が非アクティブのときに多重信号をトライステートすることを要求するようなものである場合、その制御入力が調整信号238aとして使われうる。あるいはまた、タイプAバスのプロトコルが、タイプAバスと一緒に使われるよう設計されたインターフェースに、クロック入力においてある数のクロック・パルスが生じ、他の信号線上で何らかの特定の形の活動が起こらなかったときに多重信号をトライステートすることを要求するようなものである場合、そのクロック入力が調整信号238aとして使われうる。調整信号238bについても同様の例が成り立つ。また、タイプAバスと一緒に使われるよう設計されたインターフェースが通常そのインターフェースがバス活動に携わっていないときにそのいくつかの信号をトライステートし、一方タイプBバスと一緒に使われるよう設計されたインターフェースはオープン・コレクタ・バスに縛られるよう設計されたいくつかの信号を使っているような場合にも、タイプAバスのトライステート可能信号のいくつかをタイプBバスのオープン・コレクタ信号のいくつかと多重化させることが可能となりうる。そのためには、この多重化を可能にするために必要に応じて適切なプル・アップ抵抗もしくはプル・ダウン抵抗またはその両方が用いられることが前提である。
当業者は認識することであろうが、図2に示したのはいくぶん単純化してある。個々の信号の電気的特性やタイプA、タイプBのバスについてそれらがアクティブ、非アクティブになると予期される時刻によっては、調整信号238aおよび238b以上のものが多重化バス・インターフェース214をタイプAインターフェース244aおよびタイプBインターフェース244bのうちのどちらか一方のみに結合させることもありうる。これは、タイプAとタイプBのバスが必要とする信号線の数が互いに同一でなく、タイプAインターフェース244aまたはタイプBインターフェース244bのいずれかが他方よりも多重化バス・インターフェース214に結合した信号の数を多く有しているかもしれないという可能性からも生じる。
図3はバス・インターフェースを与える論理の実施形態のより詳細なブロック図で、より具体的な信号の詳細を示している。図2の論理デバイス210と同様、論理デバイス310はコンピュータ・システムのようなより大きな電子デバイスのコンポーネントであり、コンピュータ・システムのいくつかの実施形態では、一つまたは複数のバスが結合されたコンピュータ・システムのサウス・ブリッジ論理デバイスその他のコンポーネントでありうる。論理デバイス310は少なくとも部分的には多重化バス・インターフェース314からなっており、これがシリアル周辺インターフェース(SPI:serial peripheral interface)バスおよび低ピンカウント(LPC:low pin count)バス両方のプロトコルおよびタイミングをサポートできる多重化バス332を提供する。多重化インターフェースは多重化バス332を通じて、不揮発性メモリ・デバイス340aおよび340bのSPIインターフェース344aおよびLPCインターフェース344bの一方または両方との間でそれぞれ信号の送受信をする。以下の議論から明らかとなるだろうが、多重化バス・インターフェース314および多重化バス332はLPCデバイスおよびSPIデバイスの両方を、望むなら同時に多重化バス332に結合することに対応するよう意図されている。
多重化バス・インターフェース314は、広く知られているSPIバスまたはLPCバスのいずれかをインターフェースとするよう設計されているデバイスがバス332に結合できるようにする特徴を有するバス332を提供する。SPIはモトローラ社によって導入され、マイクロコントローラの分野でEEPROM、DSP、LED数字ディスプレイ・ドライバを含む数多くの種類のデバイスの装着に広く使われるに至っている。最大20Mbpsの現在のデータレートと、データレートを最大25Mbpsに上げようとする業界内での現在の動きからすると、SPIは長くなじみのあったI2Cバスの後継と見なされる。LPCはインテル社によって導入され、パソコン分野でフラッシュROMおよびI/Oコントローラ・チップを含む数多くの種類のデバイスの装着に広く使われるに至っており、ユーザー・インターフェース・デバイスにインターフェースを提供している。現在16.5MB/secと高いデータレートを有するLPCは、データレートは同等だがずっと多くの信号を必要とし、よってずっと多くのピンをパソコンの一部をなすIC上に必要とするISAのようなバスの代替として広く使われる。
多重化バス332を構成する信号のうち、−CS 338aおよびLFRAME# 338bは調整信号であり、多重化バス・インターフェース314はこれを該多重化バス・インターフェース314とSPIインターフェース344aおよびLPCインターフェース344bのそれぞれとの間のバス活動の調整をとるのに使う。SPIバスになじみのある者なら−CS 338aはSPIバスの「チップ・セレクト」信号であり、スレーブ・デバイス(不揮発性メモリ・デバイス340aなど)の他の信号はトライステートされており、その−CS入力が非アクティブ(高状態)にされたときにはそのようなスレーブ・デバイスのインターフェース(SPIインターフェース344aなど)によって無視されることを認識するであろう。LPCバスになじみのある者にはLFRAME# 338bがLPCバス上でアドレスや命令、データの有効な転送の開始および終了の「フレームを与える」信号であり、周辺デバイス(不揮発性メモリ・デバイス340bなど)の他の信号はトライステートされており、そのLFRAME#入力が非アクティブ(高状態)にされたときはそのような周辺デバイスのインターフェース(LPCインターフェース344bなど)によって無視されることを認識するであろう。多重化バス・インターフェース314は−CS 338aおよびLFRAME# 338bを使って不揮発性メモリ・デバイス340aおよび340bのうちのどちらか一方を選んでそれぞれバス活動に従事させ、不揮発性メモリ・デバイス340aおよび340bの間のバスの衝突を防止する。
−CS 338aおよびLFRAME# 338bが調整信号としてはたらき、残りの信号が非調整信号336のセットをなす。非調整信号336としては、SPIインターフェース344aおよびLPCインターフェース344bにつながるリセット信号が描かれている。LPCインターフェースは、LPCバスに装着されたデバイスに対して該LPCバスが存在するコンピュータ・システムの他のコンポーネントがリセットされたときにリセット信号を伝えるリセット信号(LRESET#と呼ばれる)を特別に規定している。しかし、当業者は理解するであろうが、LPCバスに装着されたデバイスでも不揮発性メモリ・デバイス340bのような特定の単純なデバイスはリセット信号を必要としないということも考えられる。SPIインターフェースはいかなる形であれリセット信号は特別に規定していないが、SPIバスに装着された複雑なデバイス(おそらくは不揮発性メモリ・デバイス340aより複雑なデバイス)がリセット信号を必要とするということも考えられる。多重化バス・インターフェース314のさまざまな可能な実施形態は、多重化バス332に装着されたデバイスに対するリセット信号を有していてもよいし、有していなくてもよい。また、多重化バス・インターフェース314および多重化バス332が存在するコンピュータ・システムまたはその他の電子機器のさまざまな可能な実施形態では、多重化バス・インターフェース314の代わりにリセット信号を提供する他の論理または別のバスを有していてもよい。
非調整信号336として描かれているものに、SPIインターフェース344aおよびLPCインターフェース344bにつながるクロック信号がある。SPIバスおよびLPCバスはいずれも、アドレス、命令、データをバスを通じて転送する際の同期のためにクロック信号を必要とする(SPIではSCKまたはSCLKと呼ばれ、LPCではLCLKと呼ばれる)。不揮発性メモリ・デバイス340aおよび340bそれぞれのデータレートの個別の要求ならびに多重化バス・インターフェース314の具体的な設計に応じて、多重化バス332上でのSPIタイプおよびLPCタイプ両方のバス活動を同期させるのに同じクロック信号を使うことも可能でありうる。具体的には、SPIは現在最大20MHzのクロックをサポートしているが(新たな最大クロックレートとして25MHzが今では提案されているが)、いくつかの実施形態では、不揮発性メモリ・デバイス340aはそのようなクロックを十分に活用するレートでデータを転送することはできないということもありうる。同様に、いくつかの実施形態では、不揮発性メモリ・デバイス340bはLPCによって現在サポートされている最大33MHzのクロックを十分に活用するレートでデータを転送することはできないということもありうる。いくつかの実施形態では、クロック信号のこの共有は多重化バス・インターフェース314の論理が可変周波数クロックを与えることができるように設計することを伴ったものでもよい。クロック信号が、行われるバス活動のタイプに応じて二つの異なる周波数(SPIの現在の20MHzおよびLPCの現在の33MHzなど)の間で切り換わるのである。他の実施形態では、SPIタイプおよびLPCタイプのバス活動のために共通クロック周波数(将来採用されうるSPIの最大クロックレート25MHzなど)を選んでそれを使うようにする。これは、これら二つのタイプのバス活動のうちの少なくともどちらか一方がそのタイプのバス活動で可能な最大値よりも遅いクロックに同期されるという結果になる。そのほかに、別の実施形態では、不揮発性メモリ・デバイス340aおよび340bの両方に別個のクロック信号を与えることによって、多重化バス・インターフェース314の設計に一定の単純さを維持するとともに、LPCデバイスおよびSPIデバイスの両方のデータ転送レートを最適化することが望ましいこともありうる。
非調整信号336はまたLAD0からLAD3を含むものとして描かれている。これはLPCバス上でアドレス、命令、データを転送する4ビット幅の双方向パラレル信号の組をなす。図に示したように、LAD2およびLAD3はMISOおよびMOSIと多重化されている。このMISO、MOSIは、SPIバスにおいてアドレス、命令、データを転送するマスター・イン・スレーブ・アウト(master-in-slave-out)およびマスター・アウト・スレーブ・イン(master-in-slave-out)の単方向シリアル信号をなす。この結果、多重化されたLAD2/MOSIおよびLAD3/MISO信号ができる。当業者はすぐ認識するであろうが、特許請求される本発明の精神と範囲から逸脱することなく、LPCおよびSPI転送信号の異なる組み合わせをつくるような、他の形の多重化を利用することもできる。
LPCデバイスもしくはSPIデバイスまたはその両方の存在や不在を決定することは、多重化バス・インターフェース314がLPCデバイスもしくはSPIデバイスまたはその両方の存在を問い合わせる一つまたは複数の動作を多重化バス332に対して実行することによって実現される。さまざまな実施形態において、多重化バス・インターフェース314は、一つまたは複数の読み出し動作を実行しようと試みうる。まずLPCプロトコルまたはSPIプロトコルのどちらか一方を使って、そして反応がなかった場合にはその後前記二つのプロトコルのもう一方を使うのである。LFRAME#信号338bとは別個の−CS信号338があることで、前記試みられる読み出し動作は、前記二つのインターフェースのうちの一方をもつデバイスをみつけようとするときに前記二つのインターフェースのうちの他方をもつデバイスから干渉を受けることなく実行することができる。
図4はバス・インターフェースを与える論理のもう一つの実施形態のより詳細なブロック図で、より具体的な信号の詳細を示している。図2および図3の論理デバイス210および310と同様、論理デバイス410はコンピュータ・システムのようなより大きな電子デバイスのコンポーネントであり、コンピュータ・システムのいくつかの実施形態では、一つまたは複数のバスが結合されたコンピュータ・システムのサウス・ブリッジ論理デバイスその他のコンポーネントでありうる。論理デバイス310と同様に、論理デバイス410は少なくとも部分的には多重化バス・インターフェース414からなっており、これを通じて論理デバイス410は、多重化バス432を介して、不揮発性メモリ・デバイス440aおよび440bのSPIインターフェース444aおよびLPCインターフェース444bのうちのいずれか一方のみとの間でそれぞれ信号の送受信をする。多重化バス・インターフェース314および多重化バス332ではLPCデバイスおよびSPIデバイスの両方を多重化バス332に同時に結合することにも対応できたのに対し、多重化バス・インターフェース414および多重化バス432はいかなる時点でもLPCデバイスまたはSPIデバイスのどちらか一方のみを多重化バス432に結合することに対応することを意図されている。
多重化バス432の図3の多重化バス332との間の主たる違いは、LPCバスのLFRAME#信号をSPIバスの−CS信号と同一の信号線に多重化していることである。これにより論理デバイス410がこれら二つの信号を別個の信号線に載せられるようにする追加のピンを設ける必要をなくなるが、その反面前述したように、多重化バス432はLPCデバイスまたはSPIデバイスのどちらにも対応できるが両方同時には対応できないという結果になる。LPCデバイスまたはSPIデバイスが装着されているかどうかを決定し、それにより多重化バス432を制御するのに多重化バス・インターフェース414をLPCバスとするべきかSPIバスとするべきかを決定することは、多重化バス・インターフェース414がLPCデバイスもしくはSPIデバイスまたはその両方の存在を問い合わせる一つまたは複数の動作を多重化バス432に対して実行することによって実現される。
ある実施形態では、多重化バス・インターフェース414は一つまたは複数の読み出し動作を実行する試行において、SPIバスのプロトコルおよびタイミングによってLFRAME#/−CS信号438を非調整信号436のうちクロック、LAD2/MOSIおよびLAD3/MISO信号とともに使う。SPIデバイス(SPIインターフェース444aをもつ不揮発性メモリ・デバイス440aなど)が存在していれば、多重化バス・インターフェース414はそのSPIデバイスからLAD3/MISO信号を通じて一つまたは複数のバイトの何らかの形のデータや命令などを受け取るはずである。LPCバスの要求によりLAD0からLAD3信号にプルアップ抵抗があることを考えると、SPIデバイスが存在しないということは、多重化バス・インターフェース414がLAD3/MISOから受け取るビットがみな1であるという結果になるはずである。しかし、SPIデバイスが存在しないことをさらに確証するため、いくつかの実施形態では、LAD3/MISOのプルアップ抵抗を切り換え可能にしておいて、LAD3/MISOをプルダウンしてから読み出し動作の試行を反復することが望ましいと考えられることもある。SPIデバイスが存在していなければ、結果は多重化バス・インターフェース414がLAD3/MISOから受け取るビットはみな0という結果になるはずである。SPIデバイスがみつかれば、多重化バス432はその後SPIバスとして動作させられる。しかし、SPIデバイスがみつからなければ、さまざまな可能な実施形態において、LPCデバイスが存在するものと想定することもできるし、あるいはLPCデバイスの存在を確認するためにLPCのプロトコルを使って多重化バス432に対して読み出しその他の動作を実行することもできる。
ある実施形態では、多重化バス・インターフェース414は一つまたは複数の読み出し動作を実行する試行において、LPCバスのプロトコルおよびタイミングによってLFRAME#/−CS信号438を非調整信号436のうちの全部の信号とともに使う。しかし、多重化バス・インターフェース414と存在するかもしれないSPIデバイスとの間で起こりうるショート対策として、多重化バス・インターフェース414は実際にはLAD3/MISOの駆動にプルアップ抵抗またはプルダウン抵抗を使ってもよい(さらに単純に、LPC規格によってLAD3信号にすでに必須とされているプルアップ抵抗を使うのでもいいだろう)。また、存在するかもしれないSPIデバイスが正しく応答できることを保証するため、いくつかの実施形態ではクロック信号は、LPCに設けられている33MHzの最大値近いクロックレートではなく、20MHzまたはそれより低いクロックレートで駆動されてもよい。LPCデバイス(LPCインターフェース444bを備えた不揮発性メモリ・デバイス440bなど)が存在すれば、多重化バス・インターフェース414は有効なSYNCバイトをLPCデバイスからLAD0、LAD1、LAD2/MOSI、LAD3/MISOを通じて受け取るはずである。SPIデバイスが存在していれば、多重化バス・インターフェース414はそのSPIデバイスからLAD3/MISO信号を通じて一つまたは複数バイトの何らかの形のデータ、命令などを受け取るはずである。デバイスが全く存在しない場合には、LAD0からLAD3信号にLPCの要求で設けられている通常のプルアップ抵抗が維持され、多重化バス・インターフェース414がLAD0、LAD1、LAD2/MOSI、LAD3/MISOを通じて受け取るのは全部1のみであるはずである。
SPIデバイスやLPCデバイスの存在を検査するさらに他の実施形態も可能であることは、当業者ならすぐ認識するであろうとおりである。そのようなデバイスの検査において、論理デバイス410が組み込まれているコンピュータ・システムまたは電子デバイスの設計の諸側面、論理デバイス410が結合している回路基板を通じて多重化バス・インターフェース414から所与のLPCデバイスまたはSPIデバイスに実際に与えられるのはどのような信号かといった情報を利用するような何らかの可能な方法を選ぶことも考えられる。たとえば、LPCデバイスが存在する場合にリセット信号がLPCデバイスにしか向けられず、SPIデバイスには向けられないとわかっていれば、多重化バス・インターフェース414を通じてリセット信号を操作することにより、SPIデバイスの存在の検査を実行する間存在するかもしれないLPCデバイスに応答させないようにすることができる。逆にSPIデバイスのみがリセット信号を受信するとわかっている場合も同様である。
図2、3、4では多重化バス・インターフェース214、314、414は、描かれている別の論理デバイスに統合されているか、あるいは他の仕方で「組み込まれた」形でそれらの別の論理デバイスと描かれている多重化バスとの間のアクセスを仲介しているように描かれているが、当業者であれば、インターフェース214、314、414のうちの一部または全部が、広範な種類の可能な実施形態のいずれにおいてでも単体のデバイスとして実装されることも可能である。特に、当業者は、多重化バス・インターフェース214、314、414が付属する多重化バスへのアクセスをさらに別のバスまたは複数のバスを通じて他のデバイスに提供することも、特許請求される本発明の精神と範囲から外れることなく可能であることを認識するであろう。さらに、当業者は、さまざまな実施形態において、多重化バス・インターフェース214、314、414がさまざまなタイプのインターフェースをもつさまざまなデバイスの存在や不在を、付属の多重化バスを通じて、内部マイクロコントローラ、内部CPU、ハードウェア論理、プログラム可能論理などを用いて自律的に、あるいは多重化バス・インターフェース214、314、414の一部または全部にとって外部にあるたとえば多重化バス・インターフェース214、314、414の一部または全部が何らかの形で組み込まれているコンピュータ・システムその他の電子デバイスのCPUのような別のデバイスの制御のもとに、決定しうることは、すぐ理解することであろう。また、多重化バス・インターフェース214、314、414の一部または全部がさまざまなタイプのインターフェースをもつさまざまなデバイスの存在や不在を、付属の多重化バスを通じて、内部CPU,マイクロコントローラまたは命令を実行する同様の処理デバイスを通じて決定する場合において、デバイスの存在または不在に関するその決定を遂行するために実行される機械アクセス可能命令は、たとえば図1の記憶媒体174のような媒体から読み込むことができる。
図5は、ある実施形態のフローチャートである。タイプAバス用のインターフェースをもつデバイスとタイプBバス用のインターフェースをもつデバイスのどちらもサポートできる多重化バスにタイプAバス用のインターフェースをもつデバイスが装着されているかどうかを決定する努力は、510において、タイプAバスのための調整信号(たとえば図2の調整信号238a)をアクティブにすることによって開始される。512において、タイプAバスのプロトコルを使って何らかの形のバス活動(読み込み動作など)を実行する試みがなされる。514において、もしタイプAバスのインターフェースをもつデバイスからの応答が受信されれば、520においてタイプBバスのインターフェースをもつデバイスは当該多重化バス上に存在しないと想定することができるか、あるいは540においてタイプBバスのインターフェースをもつデバイスの検査を開始することができる。もしも514においてタイプAバスのインターフェースをもつデバイスから応答が受信されなければ、530においてタイプBバスのインターフェースをもつデバイスが存在するという想定をすることができるか、あるいは540において当該多重化バス上でのタイプBバスのインターフェースをもつデバイスの存在の検査を開始することができる。当該多重化バス上でのタイプBバスのインターフェースをもつデバイスの検査が行われる場合、510でアクティブにされたのと同じタイプAバスのための調整信号が540において非アクティブにされる。542において、タイプBバスのための調整信号(たとえば図2の調整信号238b)がアクティブにされる。544において、タイプBバスのプロトコルを使って何らかの形のバス活動を実行する試みがなされる。タイプBバスのインターフェースをもつデバイスが存在していれば、続いて546において、当該多重化バスを通じてそのようなデバイスからの応答が受信される。
図6は別の実施形態のフローチャートである。タイプAバス用のインターフェースをもつデバイスとタイプBバス用のインターフェースをもつデバイスのどちらも(ただし両者同時にではない)サポートできる多重化バスにタイプAバス用のインターフェースをもつデバイスが装着されているかどうかを決定する努力は、612において、タイプAバスのプロトコルを使って何らかの形のバス活動(読み込み動作など)を実行するよう試みることによって始まる。614において、もしタイプAバスのインターフェースをもつデバイスからの応答が多重化バスを通じて受信されれば、デバイスをみつけようとする努力は終了できる。しかし、タイプAバスのインターフェースをもつデバイスから応答が受信されなければ、この実施形態のいくつかの変形においては、622においてタイプBバスのインターフェースをもつデバイスが存在しているはずだという想定をすることができる。あるいはまた、この実施形態の他の変形においては、632においてタイプBバスのプロトコルを使って何らかの形のバス活動を実行するよう試みることによって、タイプBバスのインターフェースをもつデバイスをみつける努力がなされうる。タイプBバスのインターフェースをもつデバイスが存在していれば、続いて634において、当該多重化バスを通じてそのようなデバイスからの応答が受信される。
本発明は好ましい実施形態との関連において記述されてきた。多数の代替、修正、変形、用途が以上の記述に照らせば当業者には明らかであろう。本発明がさまざまな可能なバス・インターフェースをもつさまざまな種類の電子デバイスをサポートするよう実践されうること、そしてLPCバスまたはSPIバスのインターフェースをもつ不揮発性メモリ・デバイスに限定されないことは、当業者には理解されるであろう。また、本発明がオーディオ・ビデオ娯楽機器、乗り物の制御装置、電子回路によって制御される機器などといった、コンピュータ・システム以外の電子デバイスをサポートするように実践されうることも当業者には理解されることであろう。
Claims (20)
- 多重化バス・インターフェースと、
第一のタイプのバスのインターフェースをもつデバイスおよび第二のタイプのバスのインターフェースをもつデバイスのいずれか一つの活動をサポートするプロトコルおよびタイミングを用いてアドレス、命令、データを転送する複数の共通信号線を有する、前記多重化バス・インターフェースに結合し、該多重化バス・インターフェースによって制御される多重化バスと、
前記多重化バスに結合し、第一のタイプのバスのインターフェースをもつ第一のデバイスとを有する、
ことを特徴とする装置。 - 前記多重化バスに結合し、第二のタイプのバスのインターフェースをもつ第二のデバイスをさらに有する請求項1記載の装置であって、前記多重化バスがさらに、第一のタイプのバスのインターフェースをもつデバイスの活動をサポートするプロトコルおよびタイミングを用いた転送中に前記第一のデバイスに信号を送る第一の調整信号線と、第二のタイプのバスのインターフェースをもつデバイスの活動をサポートするプロトコルおよびタイミングを用いた転送中に前記第二のデバイスに信号を送る第二の調整信号線とを有することを特徴とする装置。
- 前記複数の共通信号線のうちの一本の共通信号線が前記第一および第二のデバイスに前記多重化バス・インターフェースによって供給されるクロック出力を転送し、そのクロックレートが、第一のタイプのバスのインターフェースをもつデバイスをサポートするプロトコルおよびタイミングを用いての前記第一のデバイスに向けられた転送の間は第一のクロックレート、第二のタイプのバスのインターフェースをもつデバイスをサポートするプロトコルおよびタイミングを用いての前記第二のデバイスに向けられた転送の間は第二のクロックレートと切り換えられることを特徴とする、請求項2記載の装置。
- 前記多重化バスが、第一のタイプのバスのインターフェースをもつデバイスおよび第二のタイプのバスのインターフェースをもつデバイスのうちのいずれか一つに対して、第一のタイプのバスのインターフェースをもつデバイスまたは第二のタイプのバスのインターフェースをもつデバイスのいずれかをサポートするプロトコルおよびタイミングを用いた転送中に信号を送る調整信号線をさらに有することを特徴とする、請求項1記載の装置。
- 第一のタイプのバスのインターフェースをもつデバイスをサポートするためのプロトコルおよびタイミングが前記共通信号線のうちの一本を通じたシリアル・データ転送をサポートし、第二のタイプのバスのインターフェースをもつデバイスをサポートするためのプロトコルおよびタイミングが前記共通信号線のうちの複数を通じたパラレル・データ転送をサポートすることを特徴とする、請求項1記載の装置。
- CPUと、
メモリ・システムと、
前記CPUおよび前記メモリ・システムの両者に結合したサポート論理と、
前記サポート論理に結合し、命令を実行する前記CPUによって制御可能な多重化バス・インターフェースと、
第一のタイプのバスのインターフェースをもつデバイスおよび第二のタイプのバスのインターフェースをもつデバイスのいずれか一つの活動をサポートするプロトコルおよびタイミングを用いてアドレス、命令、データを転送する複数の共通信号線を有する、前記多重化バス・インターフェースに結合し、該多重化バス・インターフェースによって制御される多重化バスと、
第一のタイプのバスのインターフェースをもち前記CPUによって実行されるべき複数の命令を保存している不揮発性メモリ・デバイスである、前記多重化バスに結合した第一のデバイスとを有する、
ことを特徴とするコンピュータ・システム。 - 前記多重化バスに結合し、第二のタイプのバスのインターフェースをもつ第二のデバイスをさらに有する請求項6記載のコンピュータ・システムであって、前記第二のデバイスがI/Oデバイスであり、前記多重化バスがさらに、第一のタイプのバスのインターフェースをもつデバイスの活動をサポートするプロトコルおよびタイミングを用いた転送中に前記第一のデバイスに信号を送る第一の調整信号線と、第二のタイプのバスのインターフェースをもつデバイスの活動をサポートするプロトコルおよびタイミングを用いた転送中に前記第二のデバイスに信号を送る第二の調整信号線とを有することを特徴とするシステム。
- 前記複数の共通信号線のうちの一本の共通信号線が前記第一および第二のデバイスに前記多重化バス・インターフェースによって供給されるクロック出力を転送し、そのクロックレートが、第一のタイプのバスのインターフェースをもつデバイスをサポートするプロトコルおよびタイミングを用いての前記第一のデバイスに向けられた転送の間は第一のクロックレート、第二のタイプのバスのインターフェースをもつデバイスをサポートするプロトコルおよびタイミングを用いての前記第二のデバイスに向けられた転送の間は第二のクロックレートと切り換えられることを特徴とする、請求項7記載のコンピュータ・システム。
- 前記CPUが前記多重化バス・インターフェースを制御して前記多重化バス上で前記第一のタイプのバスのインターフェースをもつデバイスの存在を検査させるようにし、前記第一のデバイスを検出せしめるような命令を前記CPUが実行でき、前記CPUが前記多重化バス・インターフェースを制御して前記多重化バス上で前記第二のタイプのバスのインターフェースをもつデバイスの存在を検査させるようにし、前記第二のデバイスを検出せしめるような命令を前記CPUが実行する、ことを特徴とする、請求項7記載のコンピュータ・システム。
- 前記多重化バス・インターフェースに前記多重化バス上で前記第一のタイプのバスのインターフェースをもつデバイスの存在を検査させ、前記第一のデバイスを検出せしめるような命令を前記多重化バス・インターフェースが実行でき、前記多重化バス・インターフェースが前記多重化バス上で前記第二のタイプのバスのインターフェースをもつデバイスの存在を検査し、前記第二のデバイスを検出せしめ、前記多重化バス・インターフェースが前記CPUに前記第一および第二のデバイスが検出されたとの指示を与えることができる、ことを特徴とする、請求項7記載のコンピュータ・システム。
- 第一のタイプのバスのインターフェースをもつデバイスをサポートするためのプロトコルおよびタイミングが前記共通信号線のうちの一本を通じたシリアル・データ転送をサポートし、第二のタイプのバスのインターフェースをもつデバイスをサポートするためのプロトコルおよびタイミングが前記共通信号線のうちの複数を通じたパラレル・データ転送をサポートすることを特徴とする、請求項7記載のコンピュータ・システム。
- 前記多重化バスが、第一のタイプのバスのインターフェースをもつデバイスおよび第二のタイプのバスのインターフェースをもつデバイスのうちのいずれか一つに対して、第一のタイプのバスのインターフェースをもつデバイスまたは第二のタイプのバスのインターフェースをもつデバイスのいずれかをサポートするプロトコルおよびタイミングを用いた転送中に信号を送る調整信号線をさらに有することを特徴とする、請求項6記載のコンピュータ・システム。
- 前記CPUが前記多重化バス・インターフェースを制御して前記多重化バス上で前記第一のタイプのバスのインターフェースをもつデバイスの存在を検査させるようにし、前記第一のデバイスを検出せしめるような命令を前記CPUが実行できることを特徴とする、請求項12記載のコンピュータ・システム。
- 多重化バスの第一の調整信号線をアクティブにして、前記多重化バスに結合している可能性のある第一のタイプのバスのインターフェースをもつデバイスに信号を送り、
第一のタイプのバスのインターフェースをもつデバイスとの間での前記多重化バスの複数の共通信号線を通じてのアドレス、命令、データの転送をサポートするのに適するプロトコルおよびタイミングを使って、前記多重化バス上で第一の形の活動を実行することを試み、
前記第一の形の活動に応答するデバイスがない場合に前記多重化バスの前記第一の調整信号線を非アクティブにし、
前記第一の形の活動に応答するデバイスがない場合に前記多重化バスの第二の調整信号線をアクティブにして、前記多重化バスに結合している可能性のある第二のタイプのバスのインターフェースをもつデバイスに信号を送り、
前記第一の形の活動に応答するデバイスがない場合に第二のタイプのバスのインターフェースをもつデバイスとの間での前記多重化バスの前記複数の共通信号線を通じてのアドレス、命令、データの転送をサポートするのに適するプロトコルおよびタイミングを使って、前記多重化バス上で第二の形の活動を実行することを試みる、
ことを含むことを特徴とする方法。 - 前記第一の形の活動を実行する試みがさらに前記複数の共通信号線のうちのクロック信号線を第一のクロックレートに設定することを含み、前記第二の形の活動を実行する試みがさらに前記クロック信号線を第二のクロックレートに設定することを含む、ことを特徴とする請求項14記載の方法。
- 前記多重化バス上での前記第一の形の活動を実行する試みがさらに前記複数の共通信号線のうちのある単一の共通信号線上にてデータをシリアルで転送することを含み、前記多重化バス上での前記第二の形の活動を実行する試みがさらに前記複数の共通信号線のうちの少なくとも二本の共通信号線上にてデータをパラレルで転送することを含む、ことを特徴とする請求項14記載の方法。
- 前記多重化バス上での第一の形の活動を実行する試みがさらに前記複数の共通信号線のうちの少なくとも二本の共通信号線上にてデータをパラレルで転送することを含み、前記多重化バス上での前記第二の形の活動を実行する試みがさらに前記複数の共通信号線のうちのある単一の共通信号線上にてデータをシリアルで転送することを含む、ことを特徴とする請求項14記載の方法。
- 電子デバイス内のプロセッサによって実行されたときに、該電子デバイスに:
多重化バスの第一の調整信号線をアクティブにして、前記多重化バスに結合している可能性のある第一のタイプのバスのインターフェースをもつデバイスに信号を送り、
第一のタイプのバスのインターフェースをもつデバイスとの間での前記多重化バスの複数の共通信号線を通じてのアドレス、命令、データの転送をサポートするのに適するプロトコルおよびタイミングを使って、前記多重化バス上で第一の形の活動を実行することを試み、
前記第一の形の活動に応答するデバイスがない場合に前記多重化バスの前記第一の調整信号線を非アクティブにし、
前記第一の形の活動に応答するデバイスがない場合に前記多重化バスの第二の調整信号線をアクティブにして、前記多重化バスに結合している可能性のある第二のタイプのバスのインターフェースをもつデバイスに信号を送り、
前記第一の形の活動に応答するデバイスがない場合に第二のタイプのバスのインターフェースをもつデバイスとの間での前記多重化バスの前記複数の共通信号線を通じてのアドレス、命令、データの転送をサポートするのに適するプロトコルおよびタイミングを使って、前記多重化バス上で第二の形の活動を実行することを試みる、
ことをさせることを特徴とするコードを有する機械アクセス可能媒体。 - 前記プロセッサにさらに:
前記第一のデバイスが前記第一の形のバス活動に応答した場合、第一のタイプのバスのインターフェースをもつ第一のデバイスから命令を読み込み、
前記第二のデバイスが前記第二の形のバス活動に応答した場合、第二のタイプのバスのインターフェースをもつ第二のデバイスから命令を読み込む、
ことをさせることを特徴とする、請求項18記載の機械アクセス可能媒体。 - 前記プロセッサにさらに:
前記多重化バス上で前記第一の形の活動を実行する試みの間、前記複数の共通信号線のうちのクロック信号線を第一のクロックレートに設定し、
前記多重化バス上で前記第二の形の活動を実行する試みの間、前記クロック信号線を第二のクロックレートに設定する、
ことをさせることを特徴とする請求項18記載の機械アクセス可能媒体。
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