專利名稱：多層系統(tǒng)和時鐘控制方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種包括允許同時處理來自多個主模塊的命令的多層開關(guān)的多層系統(tǒng)和一種多層系統(tǒng)中的時鐘控制方法。
背景技術(shù)：
最近的移動電話已變得具有多功能性，不只具有電話功能而且還具有網(wǎng)絡(luò)互連功能、照相功能等。另外，為了實現(xiàn)小型化、輕型化及降低功耗，已經(jīng)研發(fā)了在一個芯片上結(jié)合多個功能的片上系統(tǒng)(SoC)技術(shù)。
這種移動電話需要高速度及同時處理。因此，已提出了一種允許同時訪問多個從模塊的多層開關(guān)。
多層開關(guān)的使用允許執(zhí)行將圖像數(shù)據(jù)從照相機寫入給定的存儲器區(qū)域中的處理以及讀出存儲在存儲器中的圖像數(shù)據(jù)并同時將其顯示在屏幕上的處理。
圖5示出一種包括多層開關(guān)的系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)實例。多個主要模塊(在下文中簡稱″主模塊″)11和從屬模塊(″從模塊″)13連接多層開關(guān)模塊(″多層開關(guān)″)12。多層開關(guān)12包括連接每個主模塊11的開關(guān)主模塊部分120和連接每個從模塊13的開關(guān)從模塊部分121。
時鐘發(fā)生器14持續(xù)不斷地提供時鐘信號給主模塊11，多層開關(guān)12和從模塊13。
圖6示出一個芯片上的電路的布局實例。例如，諸如CPU的作為主模塊11的MO置于一角。其他模塊，諸如SWM0、SWS0、S0和S1分散布置在芯片上。時鐘發(fā)生器14持續(xù)不斷地將時鐘信號提供給每個模塊。
每個模塊都接收時鐘信號并進(jìn)行操作，從而消耗電能。驅(qū)動緩沖器15位于每個模塊和時鐘發(fā)生器14之間的線路中，以便防止信號波形或控制時序的惡化。如果每個模塊和時鐘發(fā)生器14之間的線路長度很長，許多驅(qū)動緩沖器15都如圖6所示的那樣放置。當(dāng)晶體管的輸出端從高變?yōu)榈突蛘邚牡妥優(yōu)楦邥r，由于通過電流，因此驅(qū)動緩沖器15也消耗電能。
日本未審專利申請No.2003-141061公開了一種僅將電能提供給標(biāo)準(zhǔn)總線結(jié)構(gòu)中的多個總線中的某些總線。但是，這些總線不具有允許同時處理來自多個主模塊的命令的多層開關(guān)功能。
如上所述，本發(fā)明已認(rèn)識到由于常規(guī)多層系統(tǒng)要將時鐘信號提供給所有的主模塊、從模塊和多層開關(guān)，因此其需要大量電能。

發(fā)明內(nèi)容
根據(jù)本發(fā)明的一個方面，提供一種多層系統(tǒng)，其包括多個主模塊；多個從模塊；置于主模塊和從模塊之間并同時處理來自多個主模塊的命令的多層開關(guān)；以及向主模塊、從模塊和多層開關(guān)提供時鐘信號的時鐘發(fā)生器，其中多個主模塊包括時鐘發(fā)生器持續(xù)不斷地向其提供時鐘信號的第一主模塊和按需向其提供時鐘信號的第二主模塊，當(dāng)通過第一主模塊激活第二主模塊時，第一主模塊將激活第二主模塊的激活信號通過相應(yīng)于第二主模塊的從模塊輸出給第二主模塊，第二主模塊響應(yīng)激活信號被激活并且向時鐘發(fā)生器輸出請求向第二主模塊提供時鐘信號的時鐘請求信號，以及時鐘發(fā)生器響應(yīng)時鐘請求信號向第二主模塊提供時鐘信號。在本發(fā)明中，由于第二主模塊是通過激活信號激活并且向時鐘發(fā)生器輸出請求向第二主模塊提供時鐘的時鐘請求信號，以致時鐘發(fā)生器響應(yīng)時鐘請求信號向第二主模塊提供時鐘信號，因此能夠減少提供時鐘信號的時間并實現(xiàn)電路的節(jié)能。
根據(jù)本發(fā)明的一個方面，提供一種多層系統(tǒng)中的時鐘提供方法，該多層系統(tǒng)包括多個主模塊；多個從模塊；置于主模塊和從模塊之間并同時處理來自多個主模塊的命令的多層開關(guān)；以及提供時鐘信號的時鐘發(fā)生器，多個主模塊具有時鐘發(fā)生器持續(xù)不斷地向其提供時鐘信號的第一主模塊和按需向其提供時鐘信號的第二主模塊，該方法包括當(dāng)通過第一主模塊激活第二主模塊時，第一主模塊將激活第二主模塊的激活信號通過相應(yīng)于第二主模塊的從模塊輸出給第二主模塊；響應(yīng)激活信號激活第二主模塊并且第二主模塊向時鐘發(fā)生器輸出請求向第二主模塊提供時鐘信號的時鐘請求信號；以及時鐘發(fā)生器響應(yīng)時鐘請求信號向第二主模塊提供時鐘信號。在本發(fā)明中，由于本發(fā)明包括通過激活信號激活第二主模塊，以致第二主模塊向時鐘發(fā)生器輸出請求向第二主模塊提供時鐘的時鐘請求信號，以及時鐘發(fā)生器響應(yīng)時鐘請求信號向第二主模塊提供時鐘信號，因此能夠減少提供時鐘信號的時間并實現(xiàn)電路的節(jié)能。
本發(fā)明提供一種低電耗的多層系統(tǒng)和一種多層系統(tǒng)中的時鐘控制方法。


通過與附圖結(jié)合的以下描述，將更清楚本發(fā)明的上述及其他的目的、優(yōu)點和特征，其中圖1是本發(fā)明的多層系統(tǒng)的框圖；圖2是示出本發(fā)明的多層系統(tǒng)的具體結(jié)構(gòu)實例的框圖；圖3是對比實例的時序圖；圖4是本發(fā)明的具體實施例的時序圖；圖5是常規(guī)多層系統(tǒng)的框圖；以及圖6是說明在常規(guī)技術(shù)中要解決的問題的圖。
具體實施例方式
現(xiàn)在將在此參考示例性具體實施例來描述本發(fā)明。本領(lǐng)域技術(shù)人員將認(rèn)識到利用本發(fā)明的講解可以實現(xiàn)多個替代具體實施例，并且本發(fā)明并不限于為說明目的所示的具體實施例。
圖1示出本發(fā)明的多層系統(tǒng)的框圖。多層系統(tǒng)包括多個主模塊1(M0，M1，M2)，多個從模塊3(S0，S1，S2)，用于主模塊1和從模塊3的多層開關(guān)2，以及向每個模塊提供時鐘信號的時鐘發(fā)生器4。
主模塊1是一種控制系統(tǒng)的模塊，該系統(tǒng)諸如為中央處理器單元(CPU)、數(shù)字信號處理器(DSP)、圖像旋轉(zhuǎn)裝置、照相機圖像處理電路，液晶顯示(LCD)控制器，等等。在這個例子中，M0是一個始終在進(jìn)行操作的CPU。M1和M2是根據(jù)來自M0的指令按需做操作的模塊。
多層開關(guān)2允許同時處理來自多個主模塊的命令。多層開關(guān)2是一種允許使用系統(tǒng)中的多個主模塊和從模塊之間的并行訪問通路的互連總線系統(tǒng)。該總線系統(tǒng)是通過利用更復(fù)雜的互連矩陣來實現(xiàn)的，并提供許多優(yōu)點，諸如增加了結(jié)構(gòu)選擇權(quán)和整體總線帶寬。例如，多層開關(guān)2由ARM有限公司提供，如高級高性能總線(AHB)、AHB-Lite。
從模塊3是一種由主模塊1控制的模塊。從模塊3包括存儲器、寄存器、計時器、串行接口電路，等等。在這個例子中，S1和M1是一對，而S2和M2是一對。例如，如果M1是LCD控制器的主要電路部分，那么S1就是LCD控制器的寄存器部分。該寄存器部分包括參數(shù)設(shè)置寄存器和激活控制寄存器。從模塊3彼此獨立地實施時鐘控制。具體地說，在普通時間內(nèi)不向從模塊3提供時鐘，而是當(dāng)主模塊1訪問從模塊3時，將時鐘信號提供給被訪問的從模塊3。
以下將詳細(xì)描述多層開關(guān)2的結(jié)構(gòu)。多層開關(guān)2具有連接每一主模塊1(M0，M1，M2)的開關(guān)主模塊部分20(SWM0，SWM1，SWM2)以及連接每一從模塊3的從開關(guān)部分21(SWS0，SWS1，SWS2)。
開關(guān)主模塊部分20具有響應(yīng)主模塊1的訪問而確定連接那個從模塊3并且將訪問請求發(fā)送給相應(yīng)于要連接的從模塊3的從開關(guān)部分21的功能。此外，開關(guān)主模塊部分20產(chǎn)生給時鐘發(fā)生器4的時鐘請求信號，以便將時鐘信號提供給要訪問的從模塊3和相應(yīng)于要訪問的從模塊3的從開關(guān)部分21。
開關(guān)從模塊部分21的主要功能是仲裁來自每個開關(guān)主模塊部分20的訪問信號，選出一個訪問并連接所選擇的從模塊3。開關(guān)從模塊部分21彼此獨立地實施時鐘控制。具體地說，在普通時間內(nèi)不向開關(guān)從模塊部分21提供時鐘，而當(dāng)主模塊1訪問相應(yīng)的從模塊3時向其提供時鐘信號。
在圖1中，時鐘發(fā)生器4產(chǎn)生提供給每個模塊的時鐘信號。時鐘發(fā)生器4根據(jù)時鐘請求信號來啟動或停止對相應(yīng)模塊提供時鐘信號。
時鐘發(fā)生器4包括時鐘信號振蕩器41，“或”電路420、421、422和“與”電路430、431、432、433、434。時鐘信號振蕩器41輸出時鐘振蕩信號。時鐘信號振蕩器41可以置于芯片外部?！盎颉彪娐?20、421和422的輸入端連接SWM0、SWM1和SWM2的輸出端。從模塊時鐘請求信號被從SWM0、SWM1和SWM2輸入到“或”電路420、421和422。
“與”電路430-434的一個輸入端連接時鐘信號振蕩器41的輸出端。時鐘信號振蕩器41向“與”電路430-434提供時鐘振蕩信號?！芭c”電路430的另一個輸入端連接“或”電路420的輸出端?！芭c”電路431的另一個輸入端連接“或”電路421的輸出端?！芭c”電路432的另一個輸入端連接“或”電路422的輸出端。
“與”電路433的另一個輸入端連接M2的輸出端?！芭c”電路434的另一個輸入端連接M1的輸出端。
“與”電路430的輸出端連接SWS0和S0，“與”電路431的輸出端連接SWS1和S1，而“與”電路432的輸出端連接SWS2和S2。“與”電路433的輸出端連接M2，而“與”電路434的輸出端連接M1。時鐘信號振蕩器41連接M0。
由于時鐘信號振蕩器41持續(xù)不斷地將時鐘振蕩信號提供給“與”電路430-432，因此已從“或”電路420-422接收到“ON”信號的“與”電路430-432的任何一個將輸出時鐘信號。時鐘信號被輸入開關(guān)從模塊部分21和連接其的從模塊3。類似地，已從M1、M2接收了“ON”信號的“與”電路434、433將輸出時鐘信號。該時鐘信號被輸入到所連接的M1和M2。
在這個例子中，時鐘信號將持續(xù)不斷地提供給作為主模塊1的M0。
在下文中將描述根據(jù)本發(fā)明具體實施例的多層系統(tǒng)的操作。在下文中將參考圖1的系統(tǒng)框圖來描述其中作為主模塊1的M0激活M1，從而M1開始進(jìn)行操作的情況。
時鐘信號振蕩器41持續(xù)不斷地向作為主模塊1的M0提供時鐘信號。但是，由于時鐘發(fā)生器4沒有從開關(guān)主模塊部分20接收到從模塊時鐘請求信號，并因此從模塊時鐘請求信號off，不向從模塊3和開關(guān)從模塊部分21提供時鐘信號。
當(dāng)M0要訪問S1時，M0就向SWM0輸出訪問目的地(在這種情況下為S1)的地址信號和諸如讀/寫信號這樣的控制信號，其中SWM0為多層開關(guān)2的開關(guān)主模塊部分20。在這種情況下的控制信號包括M1的激活信號。
SWM0根據(jù)來自M0的地址信號來確定要訪問哪個從模塊3。此外，SWM0產(chǎn)生請求向S1和相應(yīng)于S1的SWS1提供時鐘信號的從模塊時鐘請求信號，并輸出該信號給時鐘發(fā)生器4，其中S1是要訪問的從模塊3。此外，SWM0向SWS1輸出訪問目的地地址信號和控制信號。
時鐘發(fā)生器4接收從SWM0輸出的時鐘請求信號。在該例子中，由于時鐘請求信號請求將時鐘信號提供給S1和SWS1，因此其被輸入該“或”電路421?！盎颉彪娐?21響應(yīng)時鐘請求信號的輸入而輸出“ON”信號給“與”電路431?！芭c”電路431響應(yīng)“ON”信號的輸入將來自時鐘信號振蕩器41的時鐘信號輸出給S1和SWS1。藉此將時鐘信號提供給S1和SWS1，以致S1和SWS1準(zhǔn)備進(jìn)行操作。還能夠持續(xù)不斷地將時鐘信號提供給S1和SWS1中的任何一個，并在另一個上執(zhí)行時鐘控制。
SWS1將訪問目的地地址信號和控制信號從SWM0輸出給S1，該S1是要訪問的從模塊3。當(dāng)接收到地址信號和控制信號并響應(yīng)包括在控制信號中的M1的激活信號時，S1向M1輸出激活信號。
當(dāng)從模塊S1接收到激活信號時，M1向時鐘發(fā)生器4輸出請求向M1本身提供時鐘信號的主模塊時鐘請求信號。時鐘發(fā)生器4接收主模塊時鐘請求信號。時鐘請求信號導(dǎo)通“與”電路434的另一輸入端，從而“與”電路434輸出提供給M1的時鐘信號。
然后，確認(rèn)已完成一系列操作，M1停止輸出時鐘請求信號，以便停止向M1提供時鐘信號，藉此斷開時鐘請求信號。在時鐘發(fā)生器4中，響應(yīng)時鐘請求信號的停止，“與”電路434的輸入信號從“ON”信號變?yōu)椤癘FF”信號，并且“與”電路434藉此停止輸出時鐘信號振蕩器41的產(chǎn)生信號。這就停止了向M1提供時鐘信號。
下面將通過具體的例子來描述本發(fā)明的多層系統(tǒng)的優(yōu)點。在這個例子中，多層系統(tǒng)應(yīng)用于具有照相功能的移動電話上。在下文中將描述釋放照相機的快門以便激活照相機圖像處理電路的一系列操作。圖2示出照相機的系統(tǒng)框圖。在這個例子中，M0是CPU，而M1是照相機圖像處理電路。照相機圖像處理電路從未示出的圖像傳感器接收數(shù)據(jù)，并將數(shù)據(jù)寫入存儲器中。S0是ROM，而S1包括用于激活照相機的激活寄存器31和參數(shù)寄存器32。
請首先參看圖3的時序圖，作為相比較的例子，將描述當(dāng)CPU從ROM讀取命令并激活照相機圖像處理電路時的操作。在時鐘發(fā)生器4中，時鐘信號振蕩器41持續(xù)不斷地輸出時鐘振蕩信號。CPU從時鐘發(fā)生器4接收時鐘信號，由此準(zhǔn)備操作。
在時間t0，釋放快門以接通快門信號。然后，在給定的時間t1，CPU與來自時鐘發(fā)生器4的時鐘信號同步地從ROM讀取命令。這個命令指示寫時鐘發(fā)生器4中的給定寄存器(未示出)，以便請求將時鐘信號提供給照相機圖像處理電路。在t2，CPU從ROM讀取和翻譯命令，并與下一時鐘信號同步地將請求向照相機圖像處理電路提供時鐘信號的數(shù)據(jù)寫入時鐘發(fā)生器中的寄存器的預(yù)定區(qū)域。響應(yīng)向寄存器的寫入，時鐘發(fā)生器4在t3開始向照相機圖像處理電路提供時鐘信號。
然后，在時間t4，CPU與時鐘信號同步地從ROM讀取命令。這個命令是激活照相機圖像處理電路的激活信號。有的情況下，在t5可以處理另一命令。
在t6，CPU根據(jù)給照相機圖像處理電路的激活信號將數(shù)據(jù)寫入激活寄存器31的預(yù)定區(qū)域中。在t7，響應(yīng)寫操作，激活照相機圖像處理電路。
在下文中，接著參考圖4的時序圖，將描述根據(jù)本發(fā)明具體實施例的操作。在該情況下，當(dāng)CPU通過多層開關(guān)2直接將數(shù)據(jù)寫入激活寄存器31時，照相機圖像處理電路與同一時鐘同步地向時鐘發(fā)生器4輸出請求向照相機圖像處理電路本身提供時鐘信號的主模塊時鐘請求信號。響應(yīng)主模塊時鐘請求信號，時鐘發(fā)生器4與同一時鐘同步地將時鐘信號提供給照相機圖像處理電路。響應(yīng)寫入激活寄存器31的數(shù)據(jù)，激活照相機圖像處理電路。
如上所述，本具體實施例允許執(zhí)行向照相機圖像處理電路提供時鐘信號和同時激活照相機圖像處理電路，因此縮短了提供時鐘信號的時間。時鐘信號提供時間的縮短導(dǎo)致了電路的節(jié)能。
具體地說，雖然圖3所示的對比例子從t3將時鐘信號提供給照相機圖像處理電路，但是圖4所示的本發(fā)明的具體實施例卻從t7提供時鐘信號，由此在同一時序激活了照相機圖像處理電路。本具體實施例藉此縮短了從t3-t7的時間周期提供時鐘信號的時間。
盡管上述具體實施例解釋了將多層系統(tǒng)應(yīng)用于移動電話的情況，但是本發(fā)明并不限于此，并且本發(fā)明可以應(yīng)用于各種類型的設(shè)備。
很明顯，本發(fā)明并不限于上述具體實施例，在不脫離本發(fā)明的范圍和精神的情況下可以對其進(jìn)行改進(jìn)和變化。
權(quán)利要求
1.一種多層系統(tǒng)，包括多個主模塊；多個從模塊；多層開關(guān)，其置于主模塊和從模塊之間并同時處理來自多個主模塊的命令；以及時鐘發(fā)生器，其提供時鐘信號給主模塊、從模塊和多層開關(guān)，其中多個主模塊包括時鐘發(fā)生器向其持續(xù)不斷地提供時鐘信號的第一主模塊和按需向其提供時鐘信號的第二主模塊，當(dāng)?shù)谝恢髂K激活第二主模塊時，第一主模塊通過相應(yīng)于第二主模塊的從模塊向第二主模塊輸出激活第二主模塊的激活信號，第二主模塊響應(yīng)激活信號而被激活，并向時鐘發(fā)生器輸出請求向第二主模塊提供時鐘信號的時鐘請求信號，以及時鐘發(fā)生器響應(yīng)時鐘請求信號向第二主模塊提供時鐘信號。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的多層系統(tǒng)，其中相應(yīng)于第二主模塊的從模塊包括激活寄存器，第一主模塊執(zhí)行對激活寄存器的寫入，以及從模塊響應(yīng)對激活寄存器的寫入而向第二主模塊輸出激活第二主模塊的激活信號。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的多層系統(tǒng)，其中當(dāng)完成第二主模塊的操作時，第二主模塊斷開給時鐘發(fā)生器的時鐘請求信號，以及時鐘發(fā)生器確認(rèn)時鐘請求信號的截止?fàn)顟B(tài)，并停止向第二主模塊提供時鐘信號。
4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的多層系統(tǒng)，其中，當(dāng)主模塊訪問從模塊時，時鐘發(fā)生器開始向被訪問的從模塊提供時鐘信號。
5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的多層系統(tǒng)，其中多層開關(guān)包括相應(yīng)于主模塊的開關(guān)主模塊部分和相應(yīng)于從模塊的開關(guān)從模塊部分，以及當(dāng)主模塊訪問從模塊時，時鐘發(fā)生器開始向相應(yīng)于被訪問的從模塊的開關(guān)從模塊部分提供時鐘信號。
6.根據(jù)權(quán)利要求1所述的多層系統(tǒng)，其中第一主模塊為中央處理器單元。
7.根據(jù)權(quán)利要求1所述的多層系統(tǒng)，其中多層系統(tǒng)結(jié)合在移動電話中。
8.一種多層系統(tǒng)中的時鐘提供方法，該多層系統(tǒng)包括多個主模塊；多個從模塊；置于主模塊和從模塊之間并同時處理來自多個主模塊的命令的多層開關(guān)；以及提供時鐘信號的時鐘發(fā)生器，多個主模塊具有時鐘發(fā)生器持續(xù)不斷地向其提供時鐘信號的第一主模塊和按需向其提供時鐘信號的第二主模塊，該方法包括當(dāng)?shù)谝恢髂K激活第二主模塊時，第一主模塊通過相應(yīng)于第二主模塊的從模塊向第二主模塊輸出激活第二主模塊的激活信號；響應(yīng)激活信號激活第二主模塊并且第二主模塊向時鐘發(fā)生器輸出請求向第二主模塊提供時鐘信號的時鐘請求信號；以及時鐘發(fā)生器響應(yīng)時鐘請求信號向第二主模塊提供時鐘信號。
9.根據(jù)權(quán)利要求8所述的時鐘提供方法，其中相應(yīng)于第二主模塊的從模塊包括激活寄存器，第一主模塊執(zhí)行對激活寄存器的寫入，以及從模塊響應(yīng)對激活寄存器的寫入而向第二主模塊輸出激活第二主模塊的激活信號。
10.根據(jù)權(quán)利要求8所述的時鐘提供方法，其中當(dāng)完成第二主模塊的操作時，第二主模塊斷開給時鐘發(fā)生器的時鐘請求信號，以及時鐘發(fā)生器確認(rèn)時鐘請求信號的截止?fàn)顟B(tài)，并停止向第二主模塊提供時鐘信號。
11.根據(jù)權(quán)利要求8所述的時鐘提供方法，其中，當(dāng)主模塊訪問從模塊時，時鐘發(fā)生器開始向被訪問的從模塊提供時鐘信號。
12.根據(jù)權(quán)利要求8所述的時鐘提供方法，其中多層開關(guān)包括相應(yīng)于從模塊的開關(guān)從模塊部分，以及當(dāng)主模塊訪問從模塊時，時鐘發(fā)生器開始向相應(yīng)于被訪問的從模塊的開關(guān)從模塊部分提供時鐘信號。
13.根據(jù)權(quán)利要求8所述的時鐘提供方法，其中第一主模塊為中央處理器單元。
14.根據(jù)權(quán)利要求8所述的時鐘提供方法，其中多層系統(tǒng)結(jié)合在移動電話中。
全文摘要
本發(fā)明的多層系統(tǒng)的特點在于當(dāng)時鐘發(fā)生器持續(xù)不斷地向諸如CPU這樣的第一主模塊提供時鐘信號，第一主模塊激活第二主模塊時的處理。首先，第一主模塊通過相應(yīng)于第二主模塊的從模塊向第二主模塊輸出激活第二主模塊的激活信號。然后，通過激活信號激活第二主模塊，并且第二主模塊向時鐘發(fā)生器輸出請求向第二主模塊提供時鐘信號的時鐘請求信號。時鐘發(fā)生器響應(yīng)時鐘請求信號向第二主模塊提供時鐘信號。
文檔編號H04Q7/32GK1664744SQ20051005310
公開日2005年9月7日 申請日期2005年3月2日 優(yōu)先權(quán)日2004年3月2日
發(fā)明者星幸子, 成相恭一 申請人:恩益禧電子股份有限公司