專利名稱：一種提高系統(tǒng)總線驅(qū)動(dòng)能力的裝置及方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及數(shù)字?jǐn)?shù)據(jù)處理技術(shù)領(lǐng)域，尤其涉及一種提高系統(tǒng)總線驅(qū)動(dòng)能力 的裝置及方法。
背景技術(shù)：
目前，嵌入式處理器通過系統(tǒng)總線對(duì)總線控制器件進(jìn)行控制操作，比如對(duì)
Flash (閃存)、SDRAM (同步動(dòng)態(tài)隨機(jī)存儲(chǔ)器)和其它外圍器件的操作。為 了滿足系統(tǒng)總線對(duì)多個(gè)總線控制器的控制操作，需要提高系統(tǒng)總線的驅(qū)動(dòng)能 力。
現(xiàn)有的提高系統(tǒng)總線驅(qū)動(dòng)能力的方法有增加上下拉電阻和增加三態(tài)緩沖 器等方法，其中，對(duì)一些變化較緩慢的信號(hào)，比如針對(duì)復(fù)位、片選和中斷等信 號(hào)，可采用增加上下拉電阻的方法，將信號(hào)上拉到電源，根據(jù)基爾霍夫定律的 KCL定律，信號(hào)的驅(qū)動(dòng)電流會(huì)有增加；但對(duì)于總線信號(hào)則需要通過三態(tài)緩沖 器來提高系統(tǒng)總線的驅(qū)動(dòng)能力，即三態(tài)緩沖器主要使信號(hào)的輸入電流經(jīng)過三態(tài) 緩沖器后提高輸出電流。根據(jù)經(jīng)驗(yàn)分析，系統(tǒng)總線可以直接驅(qū)動(dòng)4個(gè)到5個(gè)總 線控制器件，但是，當(dāng)總線控制器件的個(gè)數(shù)超過5個(gè)時(shí)，系統(tǒng)總線的可靠性將 可能存在問題，因?yàn)橐话闾幚砥骺偩€接口輸出的驅(qū)動(dòng)電流是個(gè)固定值，外接的 總線控制器件，對(duì)輸入信號(hào)的電流也有一個(gè)門限，如果外接總線控制器件較多 時(shí)，處理器總線接口信號(hào)的輸出電流就會(huì)被分的太小，而不足以驅(qū)動(dòng)某個(gè)總線 控制器件，將會(huì)造成系統(tǒng)的不可靠。
在實(shí)現(xiàn)本發(fā)明的過程中，發(fā)現(xiàn)現(xiàn)有技術(shù)中至少存在如下問題當(dāng)處理器外 圍連接有較少的總線控制器件時(shí)，外圍的總線控制器件可以通過并聯(lián)的方式接 在處理器的總線接口上，但是當(dāng)總線控制器件較多時(shí)，由于系統(tǒng)總線的驅(qū)動(dòng)能 力的限制，將無法保證系統(tǒng)運(yùn)行的可靠性。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明提供一種提高系統(tǒng)總線驅(qū)動(dòng)能力的裝置及方法，通過三態(tài)緩沖器 對(duì)系統(tǒng)總線進(jìn)行分級(jí)驅(qū)動(dòng)，從而提高了系統(tǒng)總線驅(qū)動(dòng)的能力。
為了實(shí)現(xiàn)上述目的，本發(fā)明提供了一種提高系統(tǒng)總線驅(qū)動(dòng)能力的裝置，包
括處理器和總線控制器件，其中，還包括至少兩個(gè)三態(tài)緩沖器，第一級(jí)三態(tài) 緩沖器與所述處理器連接，用于驅(qū)動(dòng)與所述第一級(jí)三態(tài)緩沖器并接的所述總線 控制器件，第二級(jí)三態(tài)緩沖器與所述第一級(jí)三態(tài)緩沖器連接，用于驅(qū)動(dòng)與所述 第二級(jí)三態(tài)緩沖器并接的所述總線控制器件。
上述的一種提高系統(tǒng)總線驅(qū)動(dòng)能力的裝置，其中，所述裝置還包括緩沖后 極片選相與，與所述三態(tài)緩沖器連接，用于控制所述三態(tài)緩沖器的OE發(fā)射極 開路管腳。
上述的一種提高系統(tǒng)總線驅(qū)動(dòng)能力的裝置，其中，所述三態(tài)緩沖器的控制
總線和地址總線的DIR方向管腳接地。
上述的一種提高系統(tǒng)總線驅(qū)動(dòng)能力的裝置，其中，所述三態(tài)緩沖器的數(shù)據(jù)
總線的DIR方向管腳與系統(tǒng)總線連接。
為了更好的實(shí)現(xiàn)上述目的，本發(fā)明還提供了 一種提高系統(tǒng)總線驅(qū)動(dòng)能力的
方法，其中，包括
根據(jù)處理器的驅(qū)動(dòng)電流決定總線控制器件的個(gè)數(shù)；
驅(qū)動(dòng)第 一級(jí)緩沖器和與所述第 一級(jí)緩沖器并接的所述總線控制器件；
根據(jù)經(jīng)過所述第一級(jí)緩沖器的輸出電流決定第二級(jí)緩沖器所要驅(qū)動(dòng)的總
線控制器件的個(gè)數(shù)。
上述的一種提高系統(tǒng)總線驅(qū)動(dòng)能力的方法，其中，所述方法進(jìn)一步包括 所述處理器的讀操作信號(hào)控制所述第一級(jí)緩沖器的數(shù)據(jù)流動(dòng)方向，用所述
第 一級(jí)緩沖器輸出的讀操作信號(hào)控制所述第二級(jí)緩沖器的數(shù)據(jù)流動(dòng)方向。
上述技術(shù)方案中的一個(gè)技術(shù)方案具有如下有益效果通過三態(tài)緩沖器對(duì)系
統(tǒng)總線進(jìn)行分級(jí)驅(qū)動(dòng)，提高了系統(tǒng)總線的驅(qū)動(dòng)能力，從而實(shí)現(xiàn)系統(tǒng)總線對(duì)多個(gè)
總線控制器件的操作，并且系統(tǒng)總線的時(shí)序不改變，保證了系統(tǒng)運(yùn)行的可靠性。


圖1為本發(fā)明的實(shí)施例中提高系統(tǒng)總線驅(qū)動(dòng)能力的裝置結(jié)構(gòu)示意圖2為本發(fā)明的是實(shí)例中三態(tài)緩沖器的結(jié)構(gòu)示意圖3為本發(fā)明的實(shí)施例中三態(tài)緩沖器的A 口和B 口示意圖4為本發(fā)明的實(shí)施例中提高系統(tǒng)總線驅(qū)動(dòng)能力的方法流程圖。
具體實(shí)施例方式
在本發(fā)明的實(shí)施例中通過在三態(tài)緩沖器的后級(jí)再加上多個(gè)三態(tài)緩沖器，然 后對(duì)三態(tài)緩沖器進(jìn)行分級(jí)驅(qū)動(dòng)，從而提高系統(tǒng)總線的驅(qū)動(dòng)能力。
現(xiàn)有的系統(tǒng)總線包括數(shù)據(jù)總線、地址總線和控制總線。其中，控制總線 包括CS (片選)、RD (讀操作使能)和WE (寫操作使能)，當(dāng)處理器對(duì)總 線控制器件進(jìn)行操作時(shí)，都是先通過CS進(jìn)行片選，選中要訪問的總線控制器 件，然后再對(duì)總線控制器件進(jìn)行尋址操作、寫入數(shù)據(jù)操作或讀出數(shù)據(jù)操作。
本發(fā)明的實(shí)施例中通過使用多個(gè)三態(tài)緩沖器，提高系統(tǒng)總線的驅(qū)動(dòng)能力， 使處理器能控制多個(gè)總線控制器件。根據(jù)總線器件的個(gè)數(shù)又對(duì)三態(tài)緩沖器進(jìn)行 了分級(jí)，按系統(tǒng)總線的方向可以將經(jīng)過每級(jí)三態(tài)緩沖器系統(tǒng)總線分為兩部分， 其中， 一部分是地址總線和控制總線，另一部分是數(shù)據(jù)總線。
控制總線和地址總線都是單方向信號(hào)，信號(hào)都是從處理器發(fā)送到總線控制 器件，因此三態(tài)緩沖器數(shù)據(jù)總線的控制總線和地址總線DIR方向管腳只需要 直接拉低，也就是上述信號(hào)從處理器到三態(tài)緩沖器后，再到總線控制器件，三 態(tài)緩沖器的OE發(fā)射極開路管腳可以通過處理器發(fā)出的各個(gè)片選CS信號(hào)相與， 來控制三態(tài)緩沖器的工作狀態(tài)或高阻狀態(tài)，而三態(tài)緩沖器的控制總線和地址總 線的DIR方向管腳可以直接接地，通過的信號(hào)方向從三態(tài)緩沖器的B 口送到 A 口。
由于數(shù)據(jù)總線要考慮方向，三態(tài)緩沖器的OE發(fā)射極開路管腳仍是通過處 理器發(fā)出的各個(gè)片選CS信號(hào)相與，來控制三態(tài)緩沖器的工作狀態(tài)或高阻狀態(tài)， 而三態(tài)緩沖器的DIR方向管腳要通過讀信號(hào)RD來控制，使數(shù)據(jù)總線信號(hào)的 方向在讀操作無效時(shí)從B 口到A 口，在讀操作有效時(shí)數(shù)據(jù)的方向從A 口到B 口。同時(shí)要求在后極每一個(gè)片選有效時(shí)，三態(tài)緩沖器就要處于工作狀態(tài)，在片
選都無效時(shí)，三態(tài)緩沖器就要處于高阻狀態(tài)，從而不會(huì)影響其它總線控制器件 的正常運(yùn)行。
為了使本技術(shù)領(lǐng)域的技術(shù)人員更好地理解本發(fā)明方案，下面將結(jié)合附圖和 實(shí)施方式對(duì)本發(fā)明的實(shí)施例作進(jìn)一步的詳細(xì)說明。
由圖l和圖2可知，本發(fā)明的實(shí)施例中裝置的結(jié)構(gòu)示意圖，圖中只顯示出 了前兩級(jí)的三態(tài)緩沖器的連接結(jié)構(gòu)，并且SDRSM和FLASH的數(shù)量以及排列 順序可根據(jù)系統(tǒng)設(shè)計(jì)的需要進(jìn)行具體選擇。
在本發(fā)明的實(shí)施例中由于系統(tǒng)屬于嵌入式系統(tǒng)，因此需要將SDRAM與處 理器連接盡量靠近，因此第一級(jí)三態(tài)緩沖器和兩個(gè)SDRAM都并接在總線BUS 上，相當(dāng)于總線BUS上面只并接了 3個(gè)器件。經(jīng)過第一級(jí)三態(tài)緩沖器后的總 線稱為B1—BUS，這個(gè)總線連接FLASH和前級(jí)的SDRAM以及處理器構(gòu)成嵌入 式最小系統(tǒng)，只要上述最小系統(tǒng)能運(yùn)行起來，就可以對(duì)其他外圍總線控制器件 進(jìn)行逐個(gè)調(diào)試，因此這樣的排列對(duì)后期調(diào)試具有循序漸進(jìn)的作用。
經(jīng)過第二級(jí)三態(tài)緩沖器后的總線稱為B2_BUS,該總線后極部分連接的第 三級(jí)緩沖器與前兩級(jí)三態(tài)緩沖器的連接原理相同，因此在圖1中省略示出。
因?yàn)榍度胧教幚砥鲗?duì)系統(tǒng)總線的操作通常都是異步進(jìn)行的，因此不會(huì)在同 一個(gè)時(shí)刻對(duì)兩個(gè)器件進(jìn)行同時(shí)讀或?qū)懙牟僮?。?duì)于經(jīng)過三態(tài)緩沖器的數(shù)據(jù)總 線，因?yàn)樵谧x操作和寫操作時(shí)數(shù)據(jù)方向不一致，因此需要對(duì)三態(tài)緩沖器DIR 方向管腳的方向進(jìn)行控制，這里用讀信號(hào)對(duì)數(shù)據(jù)總線方向進(jìn)行控制，即在讀有 效時(shí)，數(shù)據(jù)從三態(tài)緩沖器的B 口到A 口，當(dāng)讀無效時(shí)數(shù)據(jù)則從三態(tài)緩沖器的 A 口到B 口，如圖3所示。三態(tài)緩沖器是有單向緩沖和雙向緩沖器兩種，單 向緩沖器沒有DIR方向管腳，只需要對(duì)器件的OE發(fā)射極開路管腳進(jìn)行控制即 可，一般就是當(dāng)OE發(fā)射極開路管腳為低電平時(shí)，信號(hào)可以從器件的A 口進(jìn)入， 從B口輸出，當(dāng)OE發(fā)射極開路管腳為高電平時(shí)，B口輸出電平是高阻態(tài)。雙 向緩沖器增加方向控制信號(hào)，當(dāng)OE發(fā)射極開路管腳為低電平時(shí)，器件開始工 作，DIR方向管腳的電平?jīng)Q定信號(hào)的方向，當(dāng)DIR方向管腳為高電平時(shí)，信 號(hào)只能從A口輸入，從B口輸出，當(dāng)DIR方向管腳為高電平時(shí)，信號(hào)只能從 B 口輸入，從A 口輸出。
對(duì)于后一級(jí)的三態(tài)緩沖器則需要后面器件的片選信號(hào)相與出來的信號(hào)，來
控制后級(jí)三態(tài)緩沖器的OE發(fā)射極開路管腳，方向控制信號(hào)用經(jīng)過第一級(jí)三態(tài) 緩沖器后的讀信號(hào)來進(jìn)行控制。這樣做可以保證總線信號(hào)在經(jīng)過第一級(jí)三態(tài)緩 沖器后的時(shí)序不受改變。
在實(shí)施本發(fā)明的實(shí)施例時(shí)，總線信號(hào)在輸出后，驅(qū)動(dòng)第一級(jí)三態(tài)緩沖器和 幾個(gè)總線控制器件，要根據(jù)處理器總線信號(hào)的驅(qū)動(dòng)電流來決定直接控制總線控 制器件的個(gè)數(shù)，經(jīng)過第一級(jí)三態(tài)緩沖器后，原來總線信號(hào)上的電流得到了提高， 可以滿足后級(jí)總線控制器件的輸入電流門限，來驅(qū)動(dòng)第二級(jí)三態(tài)緩沖器和幾個(gè) 總線控制器件，也要根據(jù)經(jīng)過第一級(jí)三態(tài)緩沖器的總線信號(hào)輸出電流，來決定 所要驅(qū)動(dòng)的總線控制器件的個(gè)數(shù)，這樣依次進(jìn)行驅(qū)動(dòng)下去，就實(shí)現(xiàn)了對(duì)三態(tài)緩 沖器進(jìn)行分級(jí)，提高了總線信號(hào)的驅(qū)動(dòng)能力，增加了系統(tǒng)設(shè)計(jì)的可靠性，可按 照上述步驟設(shè)計(jì)出應(yīng)用多級(jí)的三態(tài)緩沖器的提高系統(tǒng)總線驅(qū)動(dòng)能力的裝置。
如圖4所示，為本發(fā)明的實(shí)施例中提高系統(tǒng)總線驅(qū)動(dòng)能力的方法流程圖， 具體步驟如下
步驟400、根據(jù)總線控制器件的個(gè)數(shù)，來確定所需要的三態(tài)緩沖器的級(jí)數(shù)。 步驟401、根據(jù)處理器系統(tǒng)總線接口的驅(qū)動(dòng)電流，確定處理器系統(tǒng)總線接
口直接驅(qū)動(dòng)總線控制器件的個(gè)數(shù)；
步驟402、驅(qū)動(dòng)第一級(jí)緩沖器和與所述第一級(jí)緩沖器并接的所述總線控制
器件；
步驟403、根據(jù)經(jīng)過所述第一級(jí)緩沖器的輸出電流決定第二級(jí)緩沖器所要 驅(qū)動(dòng)的總線控制器件的個(gè)數(shù)。
按照步驟402和步驟403確定所有后級(jí)各級(jí)三態(tài)緩沖器所驅(qū)動(dòng)的總線控制 器件的個(gè)數(shù)。
由上述技術(shù)方案可知，通過對(duì)多級(jí)三態(tài)緩沖器進(jìn)行分級(jí)，提高了系統(tǒng)總線 的驅(qū)動(dòng)能力，從而實(shí)現(xiàn)系統(tǒng)總線對(duì)多個(gè)總線控制器的操作，并且保證總線的時(shí) 序不改變，以及保證了系統(tǒng)運(yùn)行的可靠性。
以上所述僅是本發(fā)明的優(yōu)選實(shí)施方式，應(yīng)當(dāng)指出，對(duì)于本技術(shù)領(lǐng)域的普通 技術(shù)人員來說，在不脫離本發(fā)明原理的前提下，還可以作出若干改進(jìn)和潤(rùn)飾， 這些改進(jìn)和潤(rùn)飾也應(yīng)^L為本發(fā)明的保護(hù)范圍。
權(quán)利要求
1.一種提高系統(tǒng)總線驅(qū)動(dòng)能力的裝置，包括處理器和總線控制器件，其特征在于，還包括至少兩個(gè)三態(tài)緩沖器，第一級(jí)三態(tài)緩沖器與所述處理器連接，用于驅(qū)動(dòng)與所述第一級(jí)三態(tài)緩沖器并接的所述總線控制器件，第二級(jí)三態(tài)緩沖器與所述第一級(jí)三態(tài)緩沖器連接，用于驅(qū)動(dòng)與所述第二級(jí)三態(tài)緩沖器并接的所述總線控制器件。
2. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種提高系統(tǒng)總線驅(qū)動(dòng)能力的裝置，其特征在 于，所述裝置還包括緩沖后極片選相與，與所述三態(tài)緩沖器連接，用于控制所 述三態(tài)緩沖器的OE發(fā)射極開路管腳。
3. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種提高系統(tǒng)總線驅(qū)動(dòng)能力的裝置，其特征在 于，所述三態(tài)緩沖器的控制總線和地址總線的DIR方向管腳接地。
4. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種提高系統(tǒng)總線驅(qū)動(dòng)能力的裝置，其特征在 于，所述三態(tài)緩沖器的數(shù)據(jù)總線的DIR方向管腳與系統(tǒng)總線連接。
5. —種提高系統(tǒng)總線驅(qū)動(dòng)能力的方法，其特征在于，包括 根據(jù)處理器的驅(qū)動(dòng)電流決定總線控制器件的個(gè)數(shù)；驅(qū)動(dòng)第 一級(jí)緩沖器和與所述第 一級(jí)緩沖器并接的所述總線控制器件； 根據(jù)經(jīng)過所述第一級(jí)緩沖器的輸出電流決定第二級(jí)緩沖器所要驅(qū)動(dòng)的總 線控制器件的個(gè)數(shù)。
6. 根據(jù)權(quán)利要求5所述的一種提高系統(tǒng)總線驅(qū)動(dòng)能力的方法，其特征在 于，所述方法進(jìn)一步包括所述處理器的讀才喿作信號(hào)控制所述第 一級(jí)緩沖器的數(shù)據(jù)流動(dòng)方向，用所述 第 一級(jí)緩沖器輸出的讀操作信號(hào)控制所述第二級(jí)緩沖器的數(shù)據(jù)流動(dòng)方向。
全文摘要
本發(fā)明提供一種提高系統(tǒng)總線驅(qū)動(dòng)能力的裝置及方法，屬于電數(shù)字?jǐn)?shù)據(jù)處理領(lǐng)域，該裝置包括處理器、與處理器串接的至少兩個(gè)三態(tài)緩沖器和與三態(tài)緩沖器并接的總線控制器件，其中通過緩沖后極片選相與控制三態(tài)緩沖器的OE發(fā)射極開路管腳，而三態(tài)緩沖器的控制總線和地址總線的DIR方向管腳接地，數(shù)據(jù)總線的DIR方向管腳與系統(tǒng)總線連接，通過對(duì)多級(jí)三態(tài)緩沖器進(jìn)行分級(jí)驅(qū)動(dòng)，從而提高了系統(tǒng)總線驅(qū)動(dòng)的能力，可廣泛地應(yīng)用在嵌入式系統(tǒng)的硬件中。
文檔編號(hào)G06F13/40GK101169773SQ200710178389
公開日2008年4月30日 申請(qǐng)日期2007年11月29日 優(yōu)先權(quán)日2007年11月29日
發(fā)明者劉團(tuán)輝 申請(qǐng)人:中興通訊股份有限公司