[發明專利]具有分時共用存儲器的片上系統設備和操作這種設備的方法

無效

• 申請號: 200680040911.0
• 申請日: 2006-10-24
• 公開（公告）號: CN101300563A
• 公開（公告）日: 2008-11-05
• 發明（設計）人: 迪特馬爾·加斯曼
• 申請（專利權）人: NXP股份有限公司
• 主分類號: G06F15/78
• 分類號: G06F15/78;G01F1/32;G06F15/173
• 代理公司: 北京天昊聯合知識產權代理有限公司
• 代理人: 陳源;張天舒

技術領域

本發明涉及一種片上系統設備，其至少包含兩個用于特殊目的

功能的電子元件，并且本發明涉及操作這種設備的方法。

背景技術

片上系統(英文縮寫為SoC)設備是在單個集成電路(IC)上對諸如移動電話或數碼相機之類的“系統”的所有必要的電子電路、元件和部件的封裝，通常稱為微芯片。片上系統設備由類似處理器內核、總線系統和存儲器的通用元件以及專用硬件元件或硬件加速器組成。例如，用于聲音檢測裝置的片上系統設備可能包括音頻接收器、模數轉換器(縮寫為ADC)、微處理器、存儲器以及針對用戶的輸入/輸出邏輯控制——所有這些元件都在單個微芯片上。

例如，特殊目的功能可以是諸如圖像的自主顯示、數據的測量或信息的傳輸之類的任務的加速執行。

片上系統(縮寫為SOC或SoC)設備在本領域是公知的。例如，在US?2004/0010652?A1中描述了一種片上系統設備，其至少包括處理器內核和在第一內部總線上進行通信的一個或多個周邊設備，該第一內部總線承載具有容許時延信號協議的信號，該協議使得任意信號引發器和任意信號目標之間可以存在任意數目的流水線級。還可以包括共用存儲器子系統、直接存儲器存取類型(縮寫為DMA)周邊設備以及與第一總線存在拓撲重疊的第二內部總線。對于共用存儲器子系統而言，公開了片上隨機存取存儲器(縮寫為RAM)。兩個總線上的所有信號都是點對點的并且是登記過的，并且兩個總線上的所有處理都是同步交換的。任意數目的觸發器、多路復用路由器和/或解碼路由器可以包括在任意一個總線上的任何信號引發器和任何信號目標之間，并且可以在片上系統的設計和布局期間內的任何時間加入。

在片上系統的一些應用中，用作特殊目的功能的周邊設備和其它電子元件需要用于執行它們的任務的隨機存取存儲器資源。由于這些專用元件用于對軟件功能或硬件邏輯進行加速，所以它們通常被稱作硬件加速器。

例如，圖像加速器元件通常利用內部圖像存儲器來顯示圖像。另一種可能性是利用如上述出版物所描述的可以通過系統總線在一些元件之間共用的通用隨機存取存儲器。因此，需要存儲器資源的任意電子元件都必須配置有它自己的內置隨機存取存儲器，并且/或者其它的通用隨機存取存儲器必須被布置在芯片上。每個存儲器都需要額外的芯片面積，并對芯片而言就意味著更高的泄漏電流。

更詳細地說，例如，如果存儲器被用在加速器內，那么這些存儲器被定制成適合于它們的應用，而且不能用于任何其它的目的。如果元件一直處于使用狀態，那么這是一種有效的方法。然而，復雜的片上系統設備可能支持不同的標準或應用。一種應用可能采用特定的加速器，而另一種應用可能需要更多的通用存儲器以用作數據存儲。如果存儲器不能被這兩種應用所采用，那么將不得不提供兩倍的存儲器資源，其中一個總是不被使用。

發明內容

本發明的一個目的是指定一種改進的片上系統設備以及一種用以操作這種片上系統設備的改進的方法，其中，需要較少的隨機存取存儲器設備。

這個問題是由包含權利要求1給出的特征的片上系統設備和包含權利要求11給出的特征的方法解決的。

在從屬權利要求中給出了本發明的有利實施例。

根據本發明，一種片上系統設備包含用作特殊目的功能的至少兩個電子元件、系統總線、以及至少一個集成在第一電子元件中的隨機存取存儲器，它們都共同位于一個基板上，其中，系統總線連接電子元件，并且其中，第一電子元件的隨機存取存儲器通過所述系統總線可被第二電子元件共用。通過本發明，第二電子元件可以利用第一電子元件的隨機存取存儲器設備。從而，第二電子元件不需要它自己的隨機存取存儲器設備，或者至少只需要一個很小的隨機存取存儲器設備，從而可以減小片上的存儲器的總量。通過這種方式，可以節省內部或額外的外部片上通用隨機存取存儲器的成本。從而，可以避免暫時未使用的元件的存儲器處于空閑狀態，這樣的空閑狀態是無效率的。如果省略片上通用隨機存取存儲器，那么隨機存取存儲器需要更少的芯片面積，從而，減小泄漏電流。總之，本發明的本質特征是避免暫時未使用的存儲器的出現。片上系統設備在主干總線系統上具有更大的可用存儲器，以用于通用用途和多用途。該多用途的協同可以節省非常大量的存儲器，并從而減小芯片面積、成本以及泄漏電流。

為優選的片上系統設備提供了中央處理單元作為第三電子元件。通過中央處理器單元，可以有效地控制電子元件。

在一個有利的實施例中，第一電子元件的隨機存取存儲器可被中央處理單元共用。即使在中央處理單元存在的情況下，這也可以減小所需的隨機存取存儲器的數量。