[發(fā)明專利]超低功耗接口

有效

• 申請?zhí)枺?/td>: 201110227366.9
• 申請日: 2011-08-09
• 公開（公告）號: CN102289278A
• 公開（公告）日: 2011-12-21
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 濮必得
• 申請（專利權(quán)）人: 西安華芯半導(dǎo)體有限公司
• 主分類號: G06F1/32
• 分類號: G06F1/32;G06F13/16
• 代理公司: 西安西交通盛知識產(chǎn)權(quán)代理有限責(zé)任公司 61217
• 代理人: 黃瑞華

【技術(shù)領(lǐng)域】

本發(fā)明涉及通訊或計(jì)算機(jī)技術(shù)領(lǐng)域，特別涉及一種低功耗接口，其適合具有較低或中等數(shù)據(jù)傳輸要求的移動(dòng)式電池供電系統(tǒng)，如手機(jī)，平板電腦，IPad及其他手持通訊和計(jì)算裝置。

【背景技術(shù)】

如今，每種通訊或計(jì)算系統(tǒng)均包含多種相互交換數(shù)據(jù)并執(zhí)行指令的電子子部件。以手機(jī)中的移動(dòng)存儲器芯片的應(yīng)用為例，芯片通過典型的16位寬數(shù)據(jù)總線與中央微控制器通信。共享指令和時(shí)鐘同步信號。移動(dòng)設(shè)備采用多種方法以最小化芯片功耗。功耗非常低，實(shí)際上，當(dāng)大量被驅(qū)動(dòng)的外部信號有很大的容性負(fù)載時(shí)，大部分功耗消耗在這些外部數(shù)據(jù)信號上。

現(xiàn)今，移動(dòng)應(yīng)用中沒有采取特殊方法，通過外部信號極大降低功耗。以圖1為例，標(biāo)準(zhǔn)移動(dòng)存儲器芯片被用作手機(jī)等移動(dòng)應(yīng)用設(shè)備的子部件。這種子部件可以是1G?DDR-2存儲器n?16，即16位寬數(shù)據(jù)接口。為了降低功耗，可以對這類芯片進(jìn)行優(yōu)化。然而，在系統(tǒng)微控制器和存儲器芯片間傳送數(shù)據(jù)時(shí)，數(shù)據(jù)傳送一般是隨機(jī)數(shù)據(jù)。16條數(shù)據(jù)傳輸線中平均8條上的隨機(jī)數(shù)據(jù)傳送將隨著每個(gè)系統(tǒng)時(shí)鐘躍遷跳轉(zhuǎn)到新的狀態(tài)。另外需要2個(gè)數(shù)據(jù)時(shí)鐘(傳送數(shù)據(jù)每8位對應(yīng)一個(gè))，總共10條傳輸線將會隨每次時(shí)鐘躍遷而跳轉(zhuǎn)，產(chǎn)生發(fā)送和傳輸這些數(shù)據(jù)信號需要消耗的大部分功率。

既有技術(shù)試圖通過新的接口來降低功耗，這種接口的運(yùn)行電壓和信號擺幅更低(見SDR，DDR，DDR-2和DDR-3存儲器接口的JEDEC規(guī)格)。但是，與此同時(shí)，傳輸外部信號消耗了低功耗半導(dǎo)體元件的大多運(yùn)行功耗。

【發(fā)明內(nèi)容】

本發(fā)明提出了一種超低功耗接口，可以最小化每位信號傳輸?shù)墓摹?/p>

為了實(shí)現(xiàn)上述目的，本發(fā)明采用如下技術(shù)方案：

一種超低功耗接口，包括存儲器及存儲控制器，所述存儲器上設(shè)有n-2ⁿ譯碼器，所述存儲控制器上設(shè)有2ⁿ-n解碼器；所述n-2ⁿ譯碼器的輸出端通過數(shù)據(jù)傳輸線連接2ⁿ-n解碼器對應(yīng)的輸入端；n為大于等于1的正整數(shù)；一個(gè)時(shí)鐘周期內(nèi)數(shù)據(jù)傳輸線中僅有一條傳輸數(shù)據(jù)。

一個(gè)時(shí)鐘周期內(nèi)，n-2ⁿ譯碼器與2ⁿ-n解碼器之間傳送n位數(shù)據(jù)。

所述超低功耗接口還包括一端連接存儲器，另一端連接存儲控制器的附加連接線和參考電壓線。

數(shù)據(jù)傳輸線上設(shè)有電容，以降靜態(tài)低功耗。

存儲器連續(xù)傳送相同數(shù)據(jù)給存儲控制器時(shí)，附加連接線上的信號將會由存儲器傳輸?shù)酱鎯刂破鳎淮鎯刂破鳈z測到附加連接線上的信號，由此確認(rèn)該時(shí)鐘周期，存儲器傳送與上一時(shí)鐘周期相同的數(shù)據(jù)。

n＝1、2、3、4、5、6、7或8，或更大的整數(shù)。

一種電子系統(tǒng)，包括第一部件和第二部件，第一部件和第二部件在交換邏輯數(shù)據(jù)單元過程中，數(shù)據(jù)單元內(nèi)部僅有一條信號傳輸線進(jìn)行傳輸；接收方會檢測到此傳輸，并用來驗(yàn)證、鎖存數(shù)據(jù)，無需數(shù)據(jù)時(shí)鐘同步。

第一部件和第二部件之間連接有2ⁿ個(gè)數(shù)據(jù)信號傳輸線，該2ⁿ數(shù)據(jù)信號傳輸線一個(gè)時(shí)鐘周期內(nèi)僅有一條信號傳輸線進(jìn)行傳輸，傳送n位數(shù)據(jù)；n為大于等于1的正整數(shù)。

整個(gè)電子系統(tǒng)操作僅使用一個(gè)主時(shí)鐘，沒有來自子系統(tǒng)的時(shí)鐘來鎖存數(shù)據(jù)。

數(shù)據(jù)傳輸線上設(shè)有電容，以降低靜態(tài)功耗。

第二部件從第一部件接收數(shù)據(jù)，第二部件在已接收數(shù)據(jù)上檢測單一的信號傳輸，并使用數(shù)據(jù)傳輸鎖存從第一部件接收的數(shù)據(jù)。

與現(xiàn)有技術(shù)相比，本發(fā)明具有以下優(yōu)點(diǎn)：本發(fā)明通過在存儲器設(shè)置譯碼器，將存儲器中要傳輸?shù)臄?shù)據(jù)進(jìn)行譯碼，一個(gè)時(shí)鐘周期中只有一條數(shù)據(jù)傳輸線上有信號變化；存儲控制器上的解碼器接收到該信號變化并對其進(jìn)行解碼；由于一個(gè)時(shí)鐘周期僅有一個(gè)信號將傳輸，接收方足以檢測到任何到達(dá)的傳輸信號，這是十分有效的；如果進(jìn)行傳輸，且只傳輸一個(gè)信號，顯然，數(shù)據(jù)信號一定是有效且可鎖存的，無需數(shù)據(jù)選通。在發(fā)明提出一種截然不同、可最小化功耗的信號方案；采用該方案，產(chǎn)生更低的吞吐量和使用額外的封裝引腳，可降低信號傳輸?shù)墓模瑢τ谕ǔ５囊苿?dòng)應(yīng)用設(shè)備，這種限制是可以接受的。

【附圖說明】

圖1為標(biāo)準(zhǔn)移動(dòng)存儲器的接口示意圖；

圖2為本發(fā)明超低功耗接口的示意圖；

圖3為本發(fā)明超低功耗接口優(yōu)選實(shí)施例的示意圖；

圖4為本發(fā)明進(jìn)行進(jìn)一步修改以降低靜態(tài)功耗的超低功耗接口示意圖；引進(jìn)電容器以避免靜態(tài)信號通過接收器，降低靜態(tài)功耗。在微控制器中只能檢測到經(jīng)過電容器傳輸?shù)膭?dòng)態(tài)信號。