[發明專利]高速緩存系統和數字信號處理器結構

有效

• 申請號: 00815005.2
• 申請日: 2000-11-06
• 公開（公告）號: CN1399743A
• 公開（公告）日: 2003-02-26
• 發明（設計）人: 保羅·D·克里尼斯克;喬恩·索雷森;弗雷德里克·鮑陶德
• 申請（專利權）人: 模擬裝置公司
• 主分類號: G06F15/76
• 分類號: G06F15/76;G06F13/16;G06F15/78
• 代理公司: 永新專利商標代理有限公司
• 代理人: 過曉東

相關申請的交叉引用

這份申請書與Joern?Soerensen于2000年11月3日提交的美國專利申請號(尚未指定)相關，并在此通過引證被并入本文。背景

1.發明領域

本專利發明總的來說是關于小型數字信號處理系統，例如移動電話。本發明特別涉及系統，數字信號處理器通過這個系統執行軟件程序或步驟，這些軟件或步驟可以隨時簡化、改變或升級。

2.相關領域

通信設備，如移動電話等，完成多種數字信號處理功能。在過去的系統中，數字信號處理器(DSP)處理數字化的聲音信號，微處理器控制單元(MCU)控制一般的系統操作，包括不同設備單元間通信的建立和拆除(例如話機)。最簡單的傳統系統中的DSP和MCU之間通過單端口和多端口共享內存互相通信，控制信號等等。無論如何，當DSP和MCU間允許通過例如共享內存來通信時，額外的功能和控制選擇是有可能實現的。雖然DSP和MCU間不通信的系統也是可能實現的，但是對數據通信的支持相對話音的支持一樣好的蜂窩通信的發展已經造成DSP和MCU間通信的巨大需要。

通信標準也在發展中并將繼續發展下去。標準通常被指定成為可以擴展的，或者新功能被定義為與現有標準后向兼容的，這樣引入新功能時就無需替換已有的每一個部件。為了適應這種變化，存在著將運行于DSP或MCU上的常駐軟件或固件從只讀存儲器(ROM)中移出的巨大壓力。改變ROM常駐軟件或固件是困難的，因為一般來說除了在工廠中一次性寫入以外ROM不能擦寫。

最后，上述壓力已經促使包含DSP、MCU、ROM和RAM的集成電路的發展。將RAM增加到集成電路系統中的經濟代價和尺寸代價迫使DSP和MCU只要有可能就得共享RAM。為了便于DSP和MCU之間的通信，同時——作為額外的好處——為了避免浪費任何存儲空間，DSP和MCU共享RAM。系統軟件被載入到RAM中以便提供最大的靈活性和再配置系統的能力，使系統與進步中的通信標準一致。總之，當存儲器被共享時，例如使用附圖1的結構時，內存訪問帶寬成為嚴重問題。

發明的概述

提供改進的高速緩存系統和方法是這個發明的主要目標，尤其是—不限于—類似數字信號處理器的通信處理器。

根據發明的一個方面，數字信號處理系統包含做實時數字聲音信號處理的數字信號處理器(DSP)、通過總線連接到DSP上的可修改非易失程序存儲器、和連接到DSP與程序存儲器的高速緩存系統，這個高速緩存系統有程序存儲器管理單元，它能把程序指令從可修改非易失的程序存儲器中裝載進來。

對附圖的摘要說明

在附圖中，相同索引符號指示相同的部分：

圖1是含有共享內存的傳統總線結構的方框示意圖；

圖2是表達了本發明特征的典型總線結構的簡單方框示意圖；

圖3是圖2中總線結構的詳細方框圖；

圖4是圖2和圖3中高速緩存系統部分的方框圖；

圖5是程序存儲器圖；

圖6是圖5系統的詳細方框圖；

圖7是存儲器覆蓋圖；

圖8是物理存儲器圖；

圖9是圖4和圖6系統中PMMU的狀態轉移圖。

本發明的詳細描述

通過下面對本發明實施方案的詳細描述可以更好地理解它。

在下面的討論中將提到總線，一組連接電路功能單元、系統或所討論設備的信號通道會被解釋。總線可能包括尋址部分和數據攜帶部分，高速緩存有時會個別地當作總線被提到。通常總線被分成2條或更多平行的信號通道用來攜帶多個比特的數據和地址信息，當然串行總線也是常見的。