專(zhuān)利名稱(chēng)：有選擇地互連同步總線(xiàn)上的子系統(tǒng)的方法和系統(tǒng)的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及諸如處理器之類(lèi)的系統(tǒng)的同步總線(xiàn)操作，具體地說(shuō)，涉及有選擇地互連同步總線(xiàn)上的子系統(tǒng)的動(dòng)態(tài)可調(diào)整的時(shí)鐘域(dynamicallyscalable clock domain)。
背景技術(shù)：
本發(fā)明涉及集成電路的能量消耗。在一些情況下所希望的是降低集成電路的工作電壓，因?yàn)檫@對(duì)能量消耗具有很大的影響。一般說(shuō)來(lái)，集成電路的能量消耗與工作電壓的平方成正比。能量消耗對(duì)于嵌入式處理器電路來(lái)說(shuō)重要性越來(lái)越大，因?yàn)檫@些處理器通常用于諸如個(gè)人數(shù)字助理之類(lèi)的便攜式設(shè)備，這些設(shè)備日益采用需要更大處理能力的應(yīng)用。這些應(yīng)用包括例如瀏覽因特網(wǎng)之類(lèi)的音頻重放和圖形繪制。然而，降低工作電壓的一個(gè)副作用是也降低了工作頻率，雖然降低得不如能量消耗那樣多。例如，工作電壓降低一半，通常使能量消耗降低為四分之一，但只使工作頻率降低為二分之一左右。
部分是由于用于功率消耗較為適中的便攜式設(shè)備的嵌入式控制器的性能較高的需要，近來(lái)就迅速降低集成電路的工作電壓的能力方面作了一些改進(jìn)，這導(dǎo)致需要增大工作頻率上的靈活性。
本發(fā)明研究的另一個(gè)問(wèn)題涉及設(shè)計(jì)新系統(tǒng)與重用現(xiàn)有系統(tǒng)設(shè)計(jì)中的折衷。也就是說(shuō)，設(shè)計(jì)嵌入式控制器的過(guò)程通常提供了很多的機(jī)會(huì)以通過(guò)提高處理器的工作頻率改進(jìn)總體系統(tǒng)性能。然而，提高子系統(tǒng)的工作頻率通常需要相當(dāng)強(qiáng)的設(shè)計(jì)力量。因此，在系統(tǒng)設(shè)計(jì)工作上要有一定的動(dòng)態(tài)性，以便按照這個(gè)系統(tǒng)設(shè)計(jì)，重新設(shè)計(jì)一些較高工作頻率的子系統(tǒng)，特別是處理器，而同時(shí)重用至少一些老的子系統(tǒng)設(shè)計(jì)而不需要提高所重用的設(shè)計(jì)的工作頻率。然而，這存在一個(gè)問(wèn)題，特別是在同步總線(xiàn)的情況下。
在傳統(tǒng)上對(duì)于嵌入式處理器采用同步總線(xiàn)，例如在IBM“CoreConnect”總線(xiàn)體系結(jié)構(gòu)的情況下。(“CoreConnect”是IBM公司的商標(biāo))。這種總線(xiàn)體系結(jié)構(gòu)的情況可參見(jiàn)白皮書(shū)“CoreConnect總線(xiàn)體系結(jié)構(gòu)”(“The CoreConnect Bus Architecture”，http//www-3.ibm.com/chips/products/coreconnect)，該白皮書(shū)在這里列為參考予以引用。在這種體系結(jié)構(gòu)中，嵌入式控制器上的處理器局部總線(xiàn)(“PLB”)和芯片上外圍總線(xiàn)(“OPB”)都是同步總線(xiàn)，按照這種體系結(jié)構(gòu)，連接到一個(gè)或另一個(gè)總線(xiàn)上的設(shè)備與一個(gè)發(fā)送到總線(xiàn)上的時(shí)鐘信號(hào)同步地進(jìn)行操作。
現(xiàn)在來(lái)看圖1，圖中以高層示意圖例示了按照現(xiàn)有技術(shù)連接到傳統(tǒng)的OPB 110上的一些設(shè)備。時(shí)鐘120的信號(hào)從一個(gè)外部信號(hào)源提供給OPB 110上的設(shè)備，包括所例示的OPB仲裁器130、第一OPB主控設(shè)備140.1、第二OPB主控設(shè)備140.2和OPB從動(dòng)設(shè)備150.1，并且設(shè)備130、140.1等以受時(shí)鐘120控制的同一個(gè)頻率進(jìn)行工作。
在設(shè)計(jì)一個(gè)具有一些同步總線(xiàn)的系統(tǒng)中，重新設(shè)計(jì)一個(gè)以較高頻率進(jìn)行操作的子系統(tǒng)是一個(gè)問(wèn)題，因?yàn)榘凑债?dāng)前技術(shù)現(xiàn)狀，系統(tǒng)內(nèi)的這些同步總線(xiàn)需要在一個(gè)高到足以適合最高頻率的子系統(tǒng)的頻率上工作，因此重新設(shè)計(jì)一個(gè)子系統(tǒng)需要將連接到同步總線(xiàn)上的所有子系統(tǒng)都升級(jí)到在一個(gè)較高的頻率上進(jìn)行工作。
根據(jù)上述理由，有必要提高同步總線(xiàn)上工作頻率的靈活性。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明就是為此提出的，按照本發(fā)明，共享一個(gè)總線(xiàn)的一些子系統(tǒng)的工作頻率通過(guò)有選擇地改變提供給這些子系統(tǒng)的時(shí)鐘信號(hào)的頻率予以控制。這樣，在所選的子系統(tǒng)之間可以按一個(gè)共享時(shí)鐘頻率(而對(duì)于不同的成對(duì)子系統(tǒng)則以不同的時(shí)鐘頻率)進(jìn)行通信，并且當(dāng)子系統(tǒng)不在總線(xiàn)上相互通信時(shí)它們可以按獨(dú)立的時(shí)鐘頻率進(jìn)行工作。
按本發(fā)明的一個(gè)方面，一些動(dòng)態(tài)可調(diào)整時(shí)鐘分頻器響應(yīng)通信請(qǐng)求和現(xiàn)有的總線(xiàn)握手和協(xié)議機(jī)制暫時(shí)產(chǎn)生對(duì)子系統(tǒng)的同步操作。子系統(tǒng)之間的通信由它們的暫時(shí)性同步操作啟動(dòng)，而在通信之后，這些系統(tǒng)返回到以獨(dú)立時(shí)鐘頻率進(jìn)行工作。這使較快的子系統(tǒng)可以在同步通信期間以一個(gè)適合較慢的子系統(tǒng)的較低頻率進(jìn)行工作，而不在同步通信期間就以一個(gè)較高的頻率工作，從而獲得較高的性能，同時(shí)又維護(hù)了同步總線(xiàn)協(xié)議而不需要將所有的子系統(tǒng)升級(jí)到以較高頻率工作。
本發(fā)明的其他目的、優(yōu)點(diǎn)、特征和形式可以從以下參考附圖所作的詳細(xì)說(shuō)明中清楚看出。


圖1例示了按照現(xiàn)有技術(shù)在OPB上的一致頻率實(shí)現(xiàn)。
圖2例示了按照本發(fā)明的一個(gè)實(shí)施例設(shè)計(jì)的基于“頻率島(frequencyisland)”的OPB實(shí)現(xiàn)。
圖3A例示了按照本發(fā)明的一個(gè)實(shí)施例設(shè)計(jì)的OPB時(shí)鐘分配器的其他細(xì)節(jié)，包括動(dòng)態(tài)可調(diào)整分頻器。
圖3B例示了按照本發(fā)明的一個(gè)實(shí)施例設(shè)計(jì)的采樣周期信號(hào)相對(duì)輸入圖3A的一個(gè)分頻器和從這個(gè)分頻器輸出的時(shí)鐘信號(hào)的定時(shí)。
圖4例示了按照本發(fā)明的一個(gè)實(shí)施例設(shè)計(jì)的OPB時(shí)鐘分配器的工作情況的高層示意圖。
圖5例示了按照本發(fā)明的一個(gè)實(shí)施例設(shè)計(jì)的主控設(shè)備和目標(biāo)的暫時(shí)同步工作的共同頻率范圍。
圖6例示了按照本發(fā)明的一個(gè)實(shí)施例設(shè)計(jì)的主控設(shè)備和目標(biāo)設(shè)備之間的OPB事務(wù)處理中各個(gè)信號(hào)的定時(shí)。
具體實(shí)施例方式
在本申請(qǐng)最后的權(quán)利要求書(shū)提出了申請(qǐng)人認(rèn)為是本發(fā)明的特征的一些新穎特征。本發(fā)明及其優(yōu)選實(shí)施方式、其他目的和優(yōu)點(diǎn)從以下結(jié)合附圖對(duì)一個(gè)例示性的實(shí)施例的詳細(xì)說(shuō)明中可以得到很好的理解。
在本發(fā)明的一個(gè)實(shí)施例中，一個(gè)嵌入式處理器(也稱(chēng)為微控制器)是一個(gè)片上系統(tǒng)(“SOC”)的一部分?，F(xiàn)在來(lái)看圖2，圖中例示了系統(tǒng)200的各個(gè)方面。雖然SOC嵌入式處理器與桌面機(jī)、工作站或服務(wù)器的處理器相比，通常具有較低的復(fù)雜性，但本實(shí)施例的系統(tǒng)200仍然具有一種總線(xiàn)分層結(jié)構(gòu)，按照這種分層結(jié)構(gòu)有一個(gè)PLB(未示出)和一個(gè)OPB 210。
這些總線(xiàn)在這個(gè)實(shí)施例中按基于同步共享總線(xiàn)的協(xié)議工作，在至少一些方面比基于交換的協(xié)議簡(jiǎn)單，而且是可調(diào)整的。按照這種基于總線(xiàn)的協(xié)議，在允許一個(gè)設(shè)備訪(fǎng)問(wèn)總線(xiàn)時(shí)，這個(gè)設(shè)備對(duì)總線(xiàn)具有專(zhuān)用權(quán)。這很適合廣播事務(wù)。具有基于總線(xiàn)的協(xié)議的同步總線(xiàn)的一個(gè)優(yōu)點(diǎn)是在傳輸延遲方面表現(xiàn)良好。也就是說(shuō)，例如，在其中一個(gè)設(shè)備在某個(gè)時(shí)鐘周期將數(shù)據(jù)發(fā)送到總線(xiàn)上時(shí)，以一定的可靠性知道一個(gè)接收方將在預(yù)定個(gè)周期之后接收到該數(shù)據(jù)。這使發(fā)送方可以在數(shù)據(jù)處于傳送的同時(shí)以協(xié)調(diào)的方式繼續(xù)執(zhí)行其他任務(wù)。(與基于總線(xiàn)的協(xié)議相反，基于交換的協(xié)議需要一些非堵塞交換器，以使總線(xiàn)上各設(shè)備之間可以有多個(gè)同時(shí)連接。)圖2特別著重示出系統(tǒng)200的OPB 210和接到OPB 210上的外圍設(shè)備，包括第一主控設(shè)備240.1、第二主控設(shè)備240.2和從動(dòng)設(shè)備250.1。很清楚，在其他實(shí)施例中，系統(tǒng)200可以有比在這一情況下示出的多的外圍設(shè)備，包括主控設(shè)備和從動(dòng)設(shè)備。第一主控設(shè)備240.1具有它自己的地址總線(xiàn)1_abus和它自己的數(shù)據(jù)總線(xiàn)1_dbus，接到OPB 210上。同樣，第二主控設(shè)備240.2具有它自己的地址總線(xiàn)2_abus和它自己的數(shù)據(jù)總線(xiàn)2_dbus，接到OPB 210上。主控設(shè)備240.1和240.2通過(guò)各自的請(qǐng)求線(xiàn)1_req和2_req和各自的允許線(xiàn)1_grant和2_grant接到OPB仲裁器230上，使得主控設(shè)備240.1和240.2可以在它們各自的請(qǐng)求線(xiàn)上請(qǐng)求OPB仲裁器230允許它們排它地訪(fǎng)問(wèn)總線(xiàn)210。在得到允許時(shí)，仲裁器230在主控設(shè)備的各自的允許線(xiàn)1_grant或2_grant上向主控設(shè)備240.1或240.2發(fā)出信號(hào)，表示請(qǐng)求已經(jīng)得到允許。
從動(dòng)設(shè)備250.1具有它自己的數(shù)據(jù)總線(xiàn)3_dbus，但是沒(méi)有它自己的地址總線(xiàn)。確切些說(shuō)，從動(dòng)設(shè)備250.1與系統(tǒng)200內(nèi)任何其他從動(dòng)設(shè)備(未示出)共享一個(gè)共同的地址總線(xiàn)abus。雖然沒(méi)有明確示出，但很清楚主控設(shè)備240.1和240.2也接到地址總線(xiàn)abus上，使得一個(gè)主控設(shè)備可以對(duì)其他設(shè)備進(jìn)行尋址，與之通信。
系統(tǒng)200還包括一個(gè)OPB時(shí)鐘分配器215，它接收時(shí)鐘線(xiàn)clk 220上的外部時(shí)鐘信號(hào)(在這里可以是指“系統(tǒng)”時(shí)鐘信號(hào))，作為響應(yīng)在示為連接到系統(tǒng)200相應(yīng)設(shè)備---仲裁器230、主控設(shè)備240.1、主控設(shè)備240.2和從動(dòng)設(shè)備250.1---上的時(shí)鐘線(xiàn)clk_arb、clk_1、clk_2和clk_3上產(chǎn)生相應(yīng)的子系統(tǒng)時(shí)鐘信號(hào)。按照所示的實(shí)施例，所產(chǎn)生的時(shí)鐘信號(hào)clk_1、clk_2、clk_3和clk_arb是邊緣與所接收的比所產(chǎn)生的時(shí)鐘信號(hào)至少快一倍的時(shí)鐘信號(hào)clk 220對(duì)準(zhǔn)的。(為了方便起見(jiàn)，這些信號(hào)在這里標(biāo)為與它們的發(fā)送線(xiàn)相同。)OPB時(shí)鐘分配器215還響應(yīng)若干其他接收到的信號(hào)，產(chǎn)生和有選擇地以及無(wú)誤地同步子系統(tǒng)時(shí)鐘信號(hào)clk_1、clk_2、clk_3和clk_arb，它們圍繞仲裁器230實(shí)質(zhì)上起著“封裝符(wrapper)”作用。具體地說(shuō)，時(shí)鐘分配器215在選擇線(xiàn)m1_select和m2_select上接收來(lái)自相應(yīng)的主控設(shè)備240.1和240.2的信號(hào)和接收在從動(dòng)設(shè)備地址總線(xiàn)abus上斷言的無(wú)論什么地址。OPB時(shí)鐘分配器215還在復(fù)位線(xiàn)上接收復(fù)位信號(hào)，如圖所示。
在OPB總線(xiàn)空閑時(shí)，主控設(shè)備240.1和240.2在各自的選擇線(xiàn)m1_select和m2_select上都沒(méi)有斷言它們的選擇信號(hào)，時(shí)鐘分配器215以預(yù)先為各個(gè)設(shè)備240.1等確定的獨(dú)立時(shí)鐘頻率產(chǎn)生分別用于各個(gè)設(shè)備240.1等的工作時(shí)鐘信號(hào)clk_1、clk_2、clk_3和clk_arb。
在一個(gè)主控設(shè)備240.1或240.2想要與另一個(gè)設(shè)備通信時(shí)，這個(gè)主控設(shè)備就在它的請(qǐng)求線(xiàn)1_req或2_req上斷言一個(gè)請(qǐng)求信號(hào)，等待仲裁器230的允許。仲裁器230仲裁任何未決的請(qǐng)求，允許其中一個(gè)請(qǐng)求者訪(fǎng)問(wèn)總線(xiàn)210。
例如，仲裁器230響應(yīng)請(qǐng)求中的來(lái)自主控設(shè)備240.1的在1_req上的請(qǐng)求，斷言1_grant給主控設(shè)備240.1。響應(yīng)這個(gè)允許，主控設(shè)備240.1斷言它的m1_select，向時(shí)鐘分配器215表示主控設(shè)備240.1具有排它性的對(duì)總線(xiàn)210的訪(fǎng)問(wèn)權(quán)。主控設(shè)備240.1還在它的地址總線(xiàn)1_addr上斷言諸如主控設(shè)備240.1想要與之通信的從動(dòng)設(shè)備250.1(“目標(biāo)”設(shè)備，或者簡(jiǎn)單地說(shuō)“目標(biāo)”)之類(lèi)的設(shè)備的地址，在寫(xiě)操作情況下在它的數(shù)據(jù)總線(xiàn)1_dbus上斷言給目標(biāo)的數(shù)據(jù)。見(jiàn)到主控設(shè)備240.1斷言的選擇信號(hào)1_select和在公共地址總線(xiàn)abus上斷言的從動(dòng)設(shè)備250.1的地址，時(shí)鐘分配器215產(chǎn)生分別用于主控設(shè)備240.1、從動(dòng)設(shè)備250.1和仲裁器230的同步時(shí)鐘信號(hào)clk_1、clk_3和clk_arb，如在下面還要說(shuō)明的那樣，使主控設(shè)備240.1和從動(dòng)設(shè)備250.1可以在總線(xiàn)210上進(jìn)行通信。(按在這里使用的情況，所謂“同步時(shí)鐘信號(hào)”是指不僅具有相同的頻率而且是相位對(duì)準(zhǔn)的時(shí)鐘信號(hào)。)只要選擇信號(hào)m1_select被斷言，時(shí)鐘分配器215就一直保持這些時(shí)鐘信號(hào)clk_1、clk_3和clk_arb的同步性。一旦m1_select撤消，時(shí)鐘分配器215再次以預(yù)先確定的獨(dú)立時(shí)鐘頻率產(chǎn)生分別用于各個(gè)設(shè)備240.1等的工作時(shí)鐘信號(hào)clk_1、clk_3和clk_arb。
現(xiàn)在來(lái)看圖4，圖中例示了時(shí)鐘分配器215操作邏輯的概括示意圖。響應(yīng)總線(xiàn)210的空閑狀態(tài)(在這種情況下沒(méi)有斷言的主控設(shè)備選擇信號(hào)m1_select或m2_select(圖4中集中示為“mx_select”))，時(shí)鐘分配器215認(rèn)為是獨(dú)立時(shí)鐘工作狀態(tài)410，它按照存儲(chǔ)在一個(gè)設(shè)備屬性寄存器(未示出)內(nèi)的預(yù)定的獨(dú)立時(shí)鐘頻率為所有的設(shè)備240.1等提供時(shí)鐘信號(hào)clk_1等。只要沒(méi)有主控設(shè)備選擇信號(hào)被斷言，時(shí)鐘分配器215就繼續(xù)(412)處在獨(dú)立時(shí)鐘工作狀態(tài)410。在主控設(shè)備240.1等中有一個(gè)得到允許時(shí)，這個(gè)主控設(shè)備就作出響應(yīng)，使它的選擇線(xiàn)m1_select等有效，將一個(gè)目標(biāo)設(shè)備240.2、250.1等的地址加載到地址總線(xiàn)abus上。作為響應(yīng)，時(shí)鐘分配器215轉(zhuǎn)移(414)到時(shí)鐘調(diào)整模式420，對(duì)選擇線(xiàn)mx_select和地址總線(xiàn)abus解碼，識(shí)別主控設(shè)備和目標(biāo)，以及進(jìn)行一些其他操作。于是，時(shí)鐘分配器215轉(zhuǎn)移(422)到模式430，無(wú)誤地調(diào)整用于主控設(shè)備、目標(biāo)和仲裁器230的時(shí)鐘信號(hào)。只要主控設(shè)備選擇信號(hào)繼續(xù)被斷言，即在主控設(shè)備與目標(biāo)整個(gè)通信期間，時(shí)鐘分配器215就一直保持在狀態(tài)430(432)。一旦選擇信號(hào)被撤消，時(shí)鐘分配器215作出響應(yīng)，轉(zhuǎn)移(434)到時(shí)鐘恢復(fù)模式440，此后，時(shí)鐘信號(hào)轉(zhuǎn)移回(442)獨(dú)立時(shí)鐘工作狀態(tài)410，再次分別以獨(dú)立的預(yù)定頻率提供時(shí)鐘信號(hào)。
從上可知，在圖4所示的整個(gè)循環(huán)期間用于沒(méi)有參與通信會(huì)話(huà)的主控設(shè)備和從動(dòng)設(shè)備的時(shí)鐘信號(hào)繼續(xù)以它們的預(yù)定的獨(dú)立頻率進(jìn)行工作。只有用于仲裁器和參與(同步)通信會(huì)話(huà)的特定主控設(shè)備和目標(biāo)的時(shí)鐘受到圖4所示的動(dòng)態(tài)時(shí)鐘調(diào)整、同步工作和時(shí)鐘恢復(fù)的作用。
現(xiàn)在來(lái)看圖5，圖中例示了按照本發(fā)明的一個(gè)實(shí)施例設(shè)計(jì)的一個(gè)主控設(shè)備和目標(biāo)暫時(shí)同步工作的共同頻率范圍530。每個(gè)主控設(shè)備都具有它自己能進(jìn)行工作的由最高頻率master_max和最低頻率master_min限定的時(shí)鐘頻率范圍510。同樣，每個(gè)目標(biāo)設(shè)備(它也可以是一個(gè)主控設(shè)備)也具有它自己的由最高頻率target_max和最低頻率target_min限定的時(shí)鐘頻率范圍520。
系統(tǒng)200(圖2)必須設(shè)計(jì)成每對(duì)允許相互通信的設(shè)備具有一個(gè)共同的頻率范圍530。也就是說(shuō)，對(duì)于可以相互通信的設(shè)備，主控設(shè)備的頻率范圍510和目標(biāo)設(shè)備的頻率范圍520應(yīng)相互交疊，如圖5所示。交疊范圍在這里稱(chēng)為共同頻率范圍530，具有它自己的最高頻率comm_max(由頻率master_max和target_max中較低的確定)和它自己的最低頻率comm_min(由頻率master_min和target_min中較高的確定)。
在工作狀態(tài)420(圖4)，結(jié)合識(shí)別特定通信的主控設(shè)備和目標(biāo)，時(shí)鐘分配器215(圖2)還確定每個(gè)暫時(shí)通信會(huì)話(huà)的共同頻率范圍530，如剛才所說(shuō)明的那樣，然后在共同頻率范圍530內(nèi)選擇單個(gè)工作頻率。在一個(gè)實(shí)施例中，這種選擇是根據(jù)存儲(chǔ)在時(shí)鐘分配器215的一些寄存器(未示出)內(nèi)的表示一個(gè)特定策略的一些預(yù)定參數(shù)。這個(gè)策略平衡考慮了一些折衷方案，包括功率消耗、時(shí)鐘調(diào)整信號(hào)等待時(shí)間和帶寬。也就是說(shuō)，例如對(duì)于一個(gè)給帶寬最大權(quán)重和給功率消耗較小權(quán)重的策略，這些參數(shù)導(dǎo)致選擇最大的共同頻率comm_max。對(duì)于一個(gè)給功率消耗最大權(quán)重而給帶寬較小權(quán)重的策略，這些參數(shù)導(dǎo)致選擇最小的共同頻率comm_min。
現(xiàn)在來(lái)看圖3A，圖中例示了按照本發(fā)明的一個(gè)實(shí)施例設(shè)計(jì)的圖2的OPB時(shí)鐘分配器215的其他部分，包括分別用于接到OPB 210(圖2)上的設(shè)備240.1、240.2、250.1和230的動(dòng)態(tài)可調(diào)整分頻器320、330、340和350。分頻器320等產(chǎn)生前面所提到的子系統(tǒng)時(shí)鐘信號(hào)clk_1等，以及產(chǎn)生下面將要說(shuō)明的各自的采樣周期信號(hào)sample_cycle_1、sample_cycle_2、sample_cycle_3和sample_cycle_arb和各自的復(fù)位信號(hào)reset_1、reset_2、reset_3和reset_arb。時(shí)鐘分配器215具有一些分別用于各個(gè)分頻器320等的寄存器(未示出)，用來(lái)為各分頻器存儲(chǔ)各自的分頻值。時(shí)鐘分配器215還包括邏輯電路310，用來(lái)接收時(shí)鐘信號(hào)clk_220、主控設(shè)備選擇信號(hào)m1_select和m2_select、地址總線(xiàn)abus和復(fù)位信號(hào)，相應(yīng)產(chǎn)生和更新分頻值。分頻器320等讀取在各自的數(shù)據(jù)線(xiàn)1_div、2_div、3_div和arb_div上的各自分頻值。
圖3B例示了按照本發(fā)明的一個(gè)實(shí)施例設(shè)計(jì)的分頻器320(圖3A)響應(yīng)時(shí)鐘信號(hào)clk_220輸出的采樣周期信號(hào)之一sample_cycle_1的定時(shí)情況。(這例示了對(duì)于所有的采樣周期信號(hào)和它們相應(yīng)的子系統(tǒng)時(shí)鐘信號(hào)都是典型的定時(shí)情況。)例示中，在獨(dú)立工作狀態(tài)410(圖4)期間，分頻器320將時(shí)鐘信號(hào)220四分頻，從而產(chǎn)生如圖所示的時(shí)鐘信號(hào)clk_1。此外，響應(yīng)時(shí)鐘信號(hào)220在時(shí)鐘信號(hào)clk_1周期的每個(gè)正相位前的一個(gè)周期的開(kāi)始(在圖3B中標(biāo)為360)，分頻器320斷言采樣周期信號(hào)sample_cycle_1維持一段等于時(shí)鐘信號(hào)clk_1的一個(gè)周期的時(shí)間。這個(gè)采樣周期信號(hào)用來(lái)協(xié)調(diào)無(wú)誤切換到為主控設(shè)備與目標(biāo)之間的通信會(huì)話(huà)進(jìn)行同步操作，如下面要進(jìn)一步說(shuō)明的那樣。無(wú)誤切換是指沒(méi)有意外的時(shí)鐘周期或時(shí)鐘相位而所有的脈沖滿(mǎn)足對(duì)于計(jì)時(shí)的最小脈沖寬度要求的這樣一種方式的切換。
現(xiàn)在來(lái)看圖6，圖中例示了按照本發(fā)明的一個(gè)實(shí)施例設(shè)計(jì)的在一個(gè)OPB 210(圖2)“事務(wù)”中，即主控設(shè)備240.1(圖2)與目標(biāo)從動(dòng)設(shè)備250.3之間的“通信會(huì)話(huà)”中，各個(gè)信號(hào)的定時(shí)和邏輯交互作用。圖6頂上示出的“復(fù)位”信號(hào)是系統(tǒng)200的復(fù)位信號(hào)。它使系統(tǒng)在通電時(shí)復(fù)位，從而使諸如上面就分頻器所述之類(lèi)的寄存器正確初始化。最初，在時(shí)鐘分配器215(圖2)輸出的所有時(shí)鐘clk_1等都獨(dú)立工作的模式410(圖4)期間，分頻器320在1_div上讀取一個(gè)為9的值，這個(gè)值使分頻器320對(duì)所接收的系統(tǒng)時(shí)鐘信號(hào)clk_220九分頻，產(chǎn)生clk_1，決定主控設(shè)備240.1(圖2)的工作頻率的子系統(tǒng)時(shí)鐘信號(hào)。同時(shí)，分配器215在分頻器340的分頻寄存器內(nèi)具有一個(gè)為4的值，因此在3_div上斷言一個(gè)值，使分頻器340(圖3A)將所接收的系統(tǒng)時(shí)鐘信號(hào)clk220四分頻，得到?jīng)Q定從動(dòng)設(shè)備250.1(圖2)的工作頻率的子系統(tǒng)時(shí)鐘信號(hào)clk_3，類(lèi)似地在arb_div上斷言一個(gè)值，使分頻器340(圖3A)將所接收的系統(tǒng)時(shí)鐘信號(hào)clk_220十四分頻，得到?jīng)Q定仲裁器230(圖2)的工作頻率的子系統(tǒng)時(shí)鐘信號(hào)clk_arb。
響應(yīng)在610斷言m1_select，時(shí)鐘分配器215轉(zhuǎn)移到時(shí)鐘調(diào)整模式420。在這個(gè)模式，邏輯電路310(圖3A)確定主控設(shè)備和目標(biāo)設(shè)備的身份，選擇單個(gè)共同工作頻率用于這兩個(gè)設(shè)備，如上面所述。此外，邏輯電路310內(nèi)的第一邏輯部分312斷言分別用于被標(biāo)識(shí)為參與即將出現(xiàn)的通信會(huì)話(huà)的主控設(shè)備240.1、從動(dòng)設(shè)備250.1和仲裁器230的分別為sample_cycle_1、sample_cycle_3和sample_cycle_arb的復(fù)位信號(hào)。在所例示的這個(gè)實(shí)例中，這意味著響應(yīng)接收到相應(yīng)的采樣周期信號(hào)sample_cycle_1、sample_cycle_3和sample_cycle_arb(圖6中未示出)，斷言reset_1、reset_3和reset_arb。(采樣周期信號(hào)的一個(gè)例子見(jiàn)圖3B。)邏輯電路312如在620所示那樣分別保持這些復(fù)位信號(hào)為高電平，直到它們中最后一個(gè)被斷言(響應(yīng)最后到達(dá)的采樣周期信號(hào))。在所示這個(gè)實(shí)例中，sample_cycle_3(未示出)首先到達(dá)，因此reset_3是第一個(gè)被斷言的復(fù)位信號(hào)。Sample_cycle_arb(未示出)接著到達(dá)，因此reset_arb是下一個(gè)被斷言的復(fù)位信號(hào)。最后，sample_cycle_1到達(dá)，因此reset_1是最后一個(gè)被斷言的復(fù)位信號(hào)。最后一個(gè)復(fù)位信號(hào)被斷言后，由邏輯電路312將這些復(fù)位信號(hào)全部撤消。
響應(yīng)檢測(cè)到這些復(fù)位信號(hào)下降，邏輯電路310的第二邏輯部314同時(shí)在用于這三個(gè)設(shè)備的分頻器320、340和350(圖3A)的各自控制線(xiàn)(即控制線(xiàn)1_div、3_div和arb_div)上斷言新的共同分頻值。響應(yīng)新的分頻值、接收到的時(shí)鐘信號(hào)220(圖3A)和為一個(gè)新的共同頻率時(shí)鐘的一個(gè)周期的延遲，時(shí)鐘分配器215轉(zhuǎn)移(422)(圖4)到同步時(shí)鐘操作模式430，從而分頻器320等在630分別斷言新的時(shí)鐘信號(hào)clk_1、clk_3和clk_arb。在這個(gè)模式430，主控設(shè)備、目標(biāo)和仲裁器可以按所選的共同頻率暫時(shí)進(jìn)行通信(執(zhí)行一個(gè)“通信會(huì)話(huà)”或“事務(wù)處理”)。注意，時(shí)鐘信號(hào)clk_1、clk_3和clk_arb現(xiàn)在不僅以相同的頻率工作，而且它們還是同步的，因?yàn)檫@三個(gè)分頻器320等根據(jù)同一個(gè)時(shí)鐘信號(hào)220產(chǎn)生它們的時(shí)鐘信號(hào)輸出。
響應(yīng)主控設(shè)備選擇信號(hào)m1_select的撤消，時(shí)鐘分配器215轉(zhuǎn)移到時(shí)鐘恢復(fù)模式440。這包括邏輯電路310等待一個(gè)共同頻率時(shí)鐘信號(hào)clk_1等的一個(gè)時(shí)鐘周期。然后，時(shí)鐘分配器215返回到獨(dú)立時(shí)鐘操作模式，在相應(yīng)的控制線(xiàn)1_div、3_div和arb_div上分別斷言獨(dú)立的頻率值。
所給出的這個(gè)實(shí)施例的說(shuō)明是為了例示而不是窮舉或?qū)⒈景l(fā)明限制于所揭示的這個(gè)形式。在另一個(gè)實(shí)施例中，無(wú)誤時(shí)鐘調(diào)整是通過(guò)多路復(fù)用實(shí)現(xiàn)的。按照這個(gè)實(shí)施例，該系統(tǒng)包括若干個(gè)各具有多個(gè)固定頻率的通信時(shí)鐘。一旦如圖5所示和如上所述確定了主控設(shè)備與目標(biāo)共享的頻率范圍，就選擇具有這個(gè)范圍內(nèi)最高頻率的通信時(shí)鐘。在事務(wù)處理期間，主控設(shè)備、目標(biāo)和仲裁器的工作頻率被調(diào)整到這個(gè)通信頻率，即三個(gè)子系統(tǒng)都根據(jù)所選的通信時(shí)鐘進(jìn)行工作。為了達(dá)到這個(gè)目的，各子系統(tǒng)具有饋有這些通信時(shí)鐘的多路復(fù)用器，使得每個(gè)子系統(tǒng)可以選擇一個(gè)時(shí)鐘。時(shí)鐘調(diào)整成本在基于多路復(fù)用器的實(shí)現(xiàn)中要稍高于基于時(shí)鐘分頻器的實(shí)現(xiàn)。
雖然所說(shuō)明的這個(gè)實(shí)施例主要涉及OPB，但在另一個(gè)實(shí)施例中，可以將所說(shuō)明的方法和結(jié)構(gòu)應(yīng)用于處理器局部總線(xiàn)(“PLB”)。在一個(gè)實(shí)施例中，PLB是一個(gè)高性能的64比特地址、128比特?cái)?shù)據(jù)總線(xiàn)，在處理器內(nèi)核與其他外圍設(shè)備(包括OPB及其外圍設(shè)備)之間提供一個(gè)接口。PLB上的主控設(shè)備具有它們各自的對(duì)PLB的數(shù)據(jù)和地址接口。從動(dòng)設(shè)備利用一個(gè)共享總線(xiàn)在PLB上通信。在PLB上的設(shè)備以不同的頻率工作，正如在OPB上的設(shè)備所做的那樣。雖然上面所說(shuō)明的方法和結(jié)構(gòu)的這些情況是可用的，但也應(yīng)該理解，在支持重疊傳送(也稱(chēng)為“地址流水線(xiàn)處理”)的PLB的情況下，PLB實(shí)施例有一些除上面所說(shuō)明的以外的附加特點(diǎn)或變動(dòng)。
按照PLB協(xié)議進(jìn)行的通信包括以下一些階段1.各主控設(shè)備斷言對(duì)數(shù)據(jù)傳送的請(qǐng)求信號(hào)，而且將目標(biāo)地址和其他限定符加到它們的地址總線(xiàn)上。
2.地址確認(rèn)階段 仲裁器向其中一個(gè)主控設(shè)備給出一個(gè)允許信號(hào)，仲裁器等待相應(yīng)從動(dòng)設(shè)備確認(rèn)地址。
3.數(shù)據(jù)傳送階段 自從動(dòng)設(shè)備接收到地址確認(rèn)的主控設(shè)備，即自“第一”從動(dòng)設(shè)備接收到地址確認(rèn)的“第一”主控設(shè)備，現(xiàn)在可以開(kāi)始傳送數(shù)據(jù)(讀/寫(xiě)從動(dòng)設(shè)備)。此時(shí)，對(duì)于第一主控設(shè)備和第一從動(dòng)設(shè)備在它們的事務(wù)處理(“第一”事務(wù)處理)中地址確認(rèn)階段結(jié)束，另一個(gè)主控設(shè)備(“第二”主控設(shè)備)可以進(jìn)入地址確認(rèn)階段同時(shí)第一主控設(shè)備從事數(shù)據(jù)傳送，而另一個(gè)從動(dòng)設(shè)備(“第二”從動(dòng)設(shè)備)可以向第二主控設(shè)備給出地址確認(rèn)。
4.數(shù)據(jù)確認(rèn)階段 第一從動(dòng)設(shè)備斷言一個(gè)rd_comp(對(duì)于讀)或wr_comp(對(duì)于寫(xiě))，以表示數(shù)據(jù)傳送階段結(jié)束。
5.現(xiàn)在，第二主控設(shè)備可以成為第一主控設(shè)備，可以進(jìn)入數(shù)據(jù)傳送階段。
為了支持重疊的事務(wù)，在系統(tǒng)的PLB部分內(nèi)包括使總線(xiàn)的地址、讀數(shù)據(jù)和寫(xiě)數(shù)據(jù)部分相互去耦的邏輯，從而地址周期可以重疊，即在從動(dòng)設(shè)備共享的地址和數(shù)據(jù)總線(xiàn)上，在一個(gè)主控設(shè)備正在數(shù)據(jù)總線(xiàn)部分上向一個(gè)從動(dòng)設(shè)備發(fā)送數(shù)據(jù)或從中接收數(shù)據(jù)時(shí)，而另一個(gè)主控設(shè)備可以同時(shí)在地址總線(xiàn)部分對(duì)另一個(gè)從動(dòng)設(shè)備進(jìn)行尋址。
在PLB實(shí)施例中，時(shí)鐘分配器包括附加邏輯電路，用來(lái)接收至少一個(gè)附加輸入和產(chǎn)生至少一個(gè)附加輸出。具體地說(shuō)，在一個(gè)實(shí)施例中，時(shí)鐘分配器接收和有選擇地重新分配一個(gè)來(lái)自仲裁器的表示主控設(shè)備在由一些從控設(shè)備共享的地址總線(xiàn)上斷言的地址的有效性的“地址有效”信號(hào)。為了應(yīng)用本發(fā)明的使一些子系統(tǒng)能同步傳送和否則以獨(dú)立的頻率進(jìn)行工作的特點(diǎn)，對(duì)流水線(xiàn)處理有一些限制。也就是說(shuō)，如果一個(gè)第二主控設(shè)備和目標(biāo)與一個(gè)第一主控設(shè)備和目標(biāo)相同，它們就可以采用地址流水線(xiàn)處理。否則，不允許用地址流水線(xiàn)處理。
有一個(gè)地址有效信號(hào)，告訴目標(biāo)地址總線(xiàn)上的地址有效，目標(biāo)可以開(kāi)始對(duì)它解碼(以對(duì)主控設(shè)備作出響應(yīng))。這個(gè)地址有效信號(hào)由仲裁器執(zhí)行仲裁和給出允許信號(hào)后產(chǎn)生。在一個(gè)實(shí)施例中，一給出允許信號(hào)后就用幾個(gè)周期來(lái)調(diào)整同步通信的所有頻率，在此期間主控設(shè)備、目標(biāo)和總線(xiàn)時(shí)鐘掛起，而其余設(shè)備仍然按正常時(shí)鐘控制。這可能在地址有效保持高電平時(shí)有問(wèn)題，因?yàn)橐恍┑退俚膹膭?dòng)設(shè)備可以開(kāi)始響應(yīng)地址，這是不希望有的。為了處理這個(gè)問(wèn)題，地址有效信號(hào)保持低電平，直到完成調(diào)整。一旦調(diào)整完成，地址有效就成為高電平，然后操作如普通情況那樣繼續(xù)進(jìn)行。
對(duì)于熟悉該技術(shù)領(lǐng)域的人員來(lái)說(shuō)許多修改和變形都是顯而易見(jiàn)的。要強(qiáng)調(diào)的是，選擇這些實(shí)施例進(jìn)行說(shuō)明是為了更好地解釋本發(fā)明的原理和實(shí)際應(yīng)用，使其他一般了解該技術(shù)領(lǐng)域的人員能理解本發(fā)明。在本發(fā)明的專(zhuān)利保護(hù)范圍之內(nèi)的具有各種修改的各種其他實(shí)施方式可以適合于所關(guān)注的具體用途。此外，應(yīng)該理解，在以下權(quán)利要求書(shū)中的這些操作不是必須按所陳述的具體順序執(zhí)行。
權(quán)利要求
1.一種在連接到一個(gè)計(jì)算機(jī)系統(tǒng)的一個(gè)總線(xiàn)上的一些子系統(tǒng)之間進(jìn)行通信的方法，其中子系統(tǒng)之間的通信遵從允許訪(fǎng)問(wèn)總線(xiàn)的一個(gè)子系統(tǒng)對(duì)總線(xiàn)具有排它性的使用權(quán)的基于總線(xiàn)的協(xié)議，所述方法包括下列步驟a)使各子系統(tǒng)在不相互通信時(shí)以獨(dú)立的時(shí)鐘頻率工作；b)選擇一個(gè)第一和第二子系統(tǒng)進(jìn)行通信；以及c)使所選的子系統(tǒng)在通信期間以響應(yīng)所選子系統(tǒng)選擇的時(shí)鐘頻率工作，使得在所選的子系統(tǒng)之間能夠以共享的時(shí)鐘頻率，包括對(duì)于不同的成對(duì)子系統(tǒng)以不同的共享時(shí)鐘頻率，進(jìn)行通信。
2.權(quán)利要求1的方法，其中所述子系統(tǒng)能在各自的時(shí)鐘頻率范圍內(nèi)進(jìn)行工作，而其中所述步驟a)包括通過(guò)時(shí)鐘分配器為各子系統(tǒng)提供各自的時(shí)鐘信號(hào)的步驟，其中將所述時(shí)鐘信號(hào)以子系統(tǒng)各自頻率范圍內(nèi)的預(yù)定獨(dú)立時(shí)鐘頻率提供給各個(gè)子系統(tǒng)。
3.權(quán)利要求2的方法，其中所述步驟b)包括下列步驟由時(shí)鐘分配器識(shí)別所選的第一和第二子系統(tǒng)對(duì)于這樣一段通信時(shí)間共享的時(shí)鐘頻率范圍；由時(shí)鐘分配器選擇用于第一與第二子系統(tǒng)之間的事務(wù)處理的單個(gè)共享時(shí)鐘頻率。
4.權(quán)利要求3的方法，其中所述步驟c)包括下列步驟由時(shí)鐘分配器向第一和第二子系統(tǒng)以為一段通信時(shí)間所選的單個(gè)時(shí)鐘頻率提供時(shí)鐘信號(hào)，同時(shí)向其他子系統(tǒng)以它們各自的預(yù)定獨(dú)立頻率提供各自的時(shí)鐘信號(hào)。
5.權(quán)利要求4的方法，其中所述步驟c)包括在所述通信期間在第一與第二子系統(tǒng)之間以所選的單個(gè)時(shí)鐘頻率進(jìn)行一段時(shí)間的通信的步驟，而所述方法包括第一和第二子系統(tǒng)響應(yīng)通信結(jié)束返回到以各自的獨(dú)立時(shí)鐘頻率進(jìn)行工作的步驟。
6.權(quán)利要求1的方法，所述方法包括下列步驟重疊地址周期，其中所述總線(xiàn)具有由從動(dòng)子系統(tǒng)共享的地址和數(shù)據(jù)總線(xiàn)部分，其中所述重疊包括一個(gè)第一主控子系統(tǒng)與一個(gè)第一從動(dòng)子系統(tǒng)在數(shù)據(jù)總線(xiàn)部分上進(jìn)行通信，同時(shí)一個(gè)第二主控子系統(tǒng)在地址總線(xiàn)部分上對(duì)一個(gè)第二從動(dòng)子系統(tǒng)進(jìn)行尋址，其中所述重疊只有在第一和第二主控子系統(tǒng)是相同的主控子系統(tǒng)而第一和第二從動(dòng)子系統(tǒng)是相同的從動(dòng)動(dòng)子系統(tǒng)時(shí)才是允許的。
7.一種在連接到一個(gè)計(jì)算機(jī)系統(tǒng)的一個(gè)總線(xiàn)上的一些子系統(tǒng)之間進(jìn)行通信的方法，其中子系統(tǒng)之間的通信遵從在允許一個(gè)子系統(tǒng)訪(fǎng)問(wèn)總線(xiàn)時(shí)這個(gè)子系統(tǒng)對(duì)總線(xiàn)具有排它性的使用權(quán)的基于總線(xiàn)的協(xié)議，所述方法包括下列步驟a)使各子系統(tǒng)工作在第一模式，其中各子系統(tǒng)能在各自的時(shí)鐘頻率范圍內(nèi)進(jìn)行工作，而所述使各子系統(tǒng)工作在第一模式包括由一個(gè)時(shí)鐘分配器向各子系統(tǒng)提供各自的子系統(tǒng)時(shí)鐘信號(hào)，其中將所述子系統(tǒng)時(shí)鐘信號(hào)以子系統(tǒng)各自的頻率范圍內(nèi)的預(yù)定獨(dú)立頻率提供給各個(gè)子系統(tǒng)；b)由一個(gè)第一子系統(tǒng)請(qǐng)求訪(fǎng)問(wèn)總線(xiàn)以與一個(gè)第二子系統(tǒng)進(jìn)行通信；c)由子系統(tǒng)之一的仲裁器響應(yīng)這個(gè)請(qǐng)求，允許第一子系統(tǒng)訪(fǎng)問(wèn)；d)第一子系統(tǒng)響應(yīng)允許，斷言一個(gè)選擇信號(hào)和第二子系統(tǒng)的地址；e)響應(yīng)接收到第一個(gè)子系統(tǒng)的選擇信號(hào)和第二子系統(tǒng)的地址，時(shí)鐘分配器識(shí)別第一和第二子系統(tǒng)的子系統(tǒng)時(shí)鐘信號(hào)的共享時(shí)鐘頻率范圍；以及f)由時(shí)鐘分配器選擇用于第一和第二子系統(tǒng)通信的子系統(tǒng)時(shí)鐘信號(hào)的單個(gè)時(shí)鐘頻率，所選的時(shí)鐘頻率在共享時(shí)鐘頻率范圍之內(nèi)。
8.權(quán)利要求7的方法，所述方法包括下列步驟g)使第一、第二和仲裁器子系統(tǒng)工作在第二模式，其中所述使第一、第二和仲裁器子系統(tǒng)工作在第二模式包括由時(shí)鐘分配器以所選的共享時(shí)鐘頻率向第一、第二和仲裁器子系統(tǒng)提供各自的子系統(tǒng)時(shí)鐘信號(hào)；以及以各自的預(yù)定獨(dú)立頻率向系統(tǒng)內(nèi)的其他子系統(tǒng)提供各自的子系統(tǒng)時(shí)鐘信號(hào)。
9.權(quán)利要求8的方法，所述方法包括下列步驟h)在第一和第二子系統(tǒng)之間以所選的共享時(shí)鐘頻率進(jìn)行通信；i)響應(yīng)通信結(jié)束，第一子系統(tǒng)撤消選擇信號(hào)；以及j)響應(yīng)選擇信號(hào)撤消，返回到工作在第一模式。
10.權(quán)利要求8的方法，其中所述時(shí)鐘分配器的各個(gè)時(shí)鐘分頻器接收一個(gè)系統(tǒng)時(shí)鐘信號(hào)和各自的分頻值，產(chǎn)生分別提供給第一、第二和仲裁器子系統(tǒng)的各個(gè)子系統(tǒng)時(shí)鐘信號(hào)。
11.權(quán)利要求8的方法，其中所述時(shí)鐘分配器的各個(gè)多路復(fù)用器接收一些固定頻率的子系統(tǒng)時(shí)鐘信號(hào)，從中選擇分別提供給第一、第二和仲裁器子系統(tǒng)的各個(gè)子系統(tǒng)時(shí)鐘信號(hào)。
12.權(quán)利要求8的方法，其中所述子系統(tǒng)時(shí)鐘信號(hào)是以比系統(tǒng)時(shí)鐘信號(hào)低的頻率提供的，所述方法包括下列步驟斷言子系統(tǒng)時(shí)鐘信號(hào)的采樣周期信號(hào)，以協(xié)調(diào)無(wú)誤地從工作在第一模式切換到工作在第二模式，使得一個(gè)采樣周期信號(hào)為它的相應(yīng)子系統(tǒng)時(shí)鐘信號(hào)在子系統(tǒng)時(shí)鐘信號(hào)成為高相位前的一個(gè)系統(tǒng)時(shí)鐘周期被斷言。
13.權(quán)利要求12的方法，所述方法包括下列步驟斷言用于第一、第二和仲裁器子系統(tǒng)的子系統(tǒng)時(shí)鐘信號(hào)的復(fù)位信號(hào)，這些復(fù)位信號(hào)是響應(yīng)所述子系統(tǒng)時(shí)鐘信號(hào)的各自采樣周期信號(hào)而被斷言的。
14.權(quán)利要求13的方法，所述方法包括下列步驟響應(yīng)所述子系統(tǒng)時(shí)鐘信號(hào)的采樣周期信號(hào)中所斷言的最后的采樣周期信號(hào)，撤消所述子系統(tǒng)時(shí)鐘信號(hào)的復(fù)位信號(hào)。
15.權(quán)利要求14的方法，所述方法包括下列步驟響應(yīng)所述子系統(tǒng)時(shí)鐘信號(hào)的復(fù)位信號(hào)的撤消，切換到工作在第二模式。
16.一種計(jì)算機(jī)系統(tǒng)，所述計(jì)算機(jī)系統(tǒng)包括一些連接到一個(gè)總線(xiàn)上的子系統(tǒng)，所述子系統(tǒng)之間的通信遵從允許訪(fǎng)問(wèn)總線(xiàn)的一個(gè)子系統(tǒng)對(duì)于總線(xiàn)具有排它性的使用權(quán)的基于總線(xiàn)的協(xié)議，這些子系統(tǒng)能在各自的時(shí)鐘頻率范圍內(nèi)工作；一個(gè)時(shí)鐘分配器，用來(lái)以子系統(tǒng)各自范圍內(nèi)的預(yù)定獨(dú)立頻率向處于第一工作模式的子系統(tǒng)提供各個(gè)子系統(tǒng)時(shí)鐘信號(hào)；以及一個(gè)仲裁器，用來(lái)仲裁子系統(tǒng)對(duì)總線(xiàn)的訪(fǎng)問(wèn)請(qǐng)求，其中時(shí)鐘分配器響應(yīng)于確定出仲裁器已經(jīng)允許一個(gè)第一子系統(tǒng)訪(fǎng)問(wèn)總線(xiàn)與一個(gè)第二子系統(tǒng)通信，識(shí)別第一和第二子系統(tǒng)的共享時(shí)鐘頻率范圍和為通信選擇單個(gè)時(shí)鐘頻率，所選的時(shí)鐘頻率在共享時(shí)鐘頻率范圍之內(nèi)。
17.權(quán)利要求16的計(jì)算機(jī)系統(tǒng)，所述計(jì)算機(jī)系統(tǒng)包括對(duì)總線(xiàn)的地址、讀數(shù)據(jù)和寫(xiě)數(shù)據(jù)部分相互去耦使地址周期可以重疊的邏輯，其中在從動(dòng)子系統(tǒng)共享的地址和數(shù)據(jù)總線(xiàn)部分上，一個(gè)第一主控子系統(tǒng)可以在數(shù)據(jù)總線(xiàn)部分上向一個(gè)第一從動(dòng)子系統(tǒng)發(fā)送數(shù)據(jù)或者從這個(gè)第一從動(dòng)子系統(tǒng)接收數(shù)據(jù)，同時(shí)一個(gè)第二主控子系統(tǒng)可以在地址總線(xiàn)部分上對(duì)一個(gè)第二從動(dòng)子系統(tǒng)進(jìn)行尋址，所述邏輯只有在第一和第二主控子系統(tǒng)是相同的主控子系統(tǒng)而第一和第二從動(dòng)子系統(tǒng)是相同的從動(dòng)子系統(tǒng)時(shí)才允許重疊地址。
18.權(quán)利要求16的計(jì)算機(jī)系統(tǒng)，其中所述時(shí)鐘分配器可使第一、第二子系統(tǒng)和仲裁器子系統(tǒng)工作在第二模式，在第二模式，時(shí)鐘分配器以所選的共享時(shí)鐘頻率向第一、第二子系統(tǒng)和仲裁器子系統(tǒng)提供各自的子系統(tǒng)時(shí)鐘信號(hào)，而以各自的預(yù)定獨(dú)立頻率向系統(tǒng)內(nèi)的其他子系統(tǒng)提供各自的子系統(tǒng)時(shí)鐘信號(hào)。
19.權(quán)利要求16的計(jì)算機(jī)系統(tǒng)，其中所述第一子系統(tǒng)響應(yīng)于從仲裁器接收到允許指示，斷言一個(gè)選擇信號(hào)和在地址總線(xiàn)上斷言第二子系統(tǒng)的地址，而所述時(shí)鐘分配器接收選擇信號(hào)和讀取在地址總線(xiàn)上的地址以確定仲裁器已允許第一子系統(tǒng)訪(fǎng)問(wèn)總線(xiàn)與第二子系統(tǒng)通信。
20.權(quán)利要求19的計(jì)算機(jī)系統(tǒng)，其中所述時(shí)鐘分配器可使第一、第二子系統(tǒng)和仲裁器子系統(tǒng)工作在第二模式，在第二模式，時(shí)鐘分配器以所選的共享時(shí)鐘頻率向第一、第二子系統(tǒng)和仲裁器子系統(tǒng)提供各自的子系統(tǒng)時(shí)鐘信號(hào)，而以各自的預(yù)定獨(dú)立頻率向系統(tǒng)內(nèi)的其他子系統(tǒng)提供各自的子系統(tǒng)時(shí)鐘信號(hào)。
21.權(quán)利要求20的計(jì)算機(jī)系統(tǒng)，其中所述第一和第二子系統(tǒng)以所選的共享時(shí)鐘頻率進(jìn)行通信，以及響應(yīng)通信結(jié)束，第一子系統(tǒng)撤消選擇信號(hào)，從而使第一和第二子系統(tǒng)返回到工作在第一模式。
22.權(quán)利要求21的計(jì)算機(jī)系統(tǒng)，其中所述時(shí)鐘分配器包括用于接收系統(tǒng)時(shí)鐘信號(hào)和各自的分頻值、產(chǎn)生提供給第一、第二子系統(tǒng)和仲裁器子系統(tǒng)的各個(gè)子系統(tǒng)時(shí)鐘信號(hào)的時(shí)鐘分頻器。
23.權(quán)利要求21的計(jì)算機(jī)系統(tǒng)，其中所述時(shí)鐘分配器包括一些相應(yīng)的多路復(fù)用器，這些多路復(fù)用器接收一些固定頻率的子系統(tǒng)時(shí)鐘信號(hào)，從中選擇提供給第一、第二子系統(tǒng)和仲裁器子系統(tǒng)的各個(gè)子系統(tǒng)時(shí)鐘信號(hào)。
24.權(quán)利要求21的計(jì)算機(jī)系統(tǒng)，其中所述子系統(tǒng)時(shí)鐘信號(hào)是以比系統(tǒng)時(shí)鐘信號(hào)低的頻率提供的，時(shí)鐘分配器斷言子系統(tǒng)時(shí)鐘信號(hào)的采樣周期信號(hào)，以協(xié)調(diào)無(wú)誤地從工作在第一模式切換到工作在第二模式，使得一個(gè)采樣周期信號(hào)為它的相應(yīng)子系統(tǒng)時(shí)鐘信號(hào)在子系統(tǒng)時(shí)鐘信號(hào)成為高相位前的一個(gè)系統(tǒng)時(shí)鐘周期被斷言。
25.權(quán)利要求24的計(jì)算機(jī)系統(tǒng)，其中所述時(shí)鐘分配器斷言對(duì)第一、第二子系統(tǒng)和仲裁器子系統(tǒng)的子系統(tǒng)時(shí)鐘信號(hào)的復(fù)位信號(hào)，這些復(fù)位信號(hào)是響應(yīng)所述子系統(tǒng)時(shí)鐘信號(hào)的各自采樣周期信號(hào)被斷言的。
26.權(quán)利要求25的計(jì)算機(jī)系統(tǒng)，其中所述時(shí)鐘分配器響應(yīng)所述子系統(tǒng)時(shí)鐘信號(hào)的采樣周期信號(hào)中所斷言的最后一個(gè)采樣周期信號(hào)，撤消所述子系統(tǒng)時(shí)鐘信號(hào)的復(fù)位信號(hào)。
27.權(quán)利要求26的計(jì)算機(jī)系統(tǒng)，其中所述時(shí)鐘分配器響應(yīng)所述子系統(tǒng)時(shí)鐘信號(hào)的復(fù)位信號(hào)的撤消，切換到工作在第二模式。
全文摘要
一種用于在一集成電路芯片上連接到一計(jì)算機(jī)系統(tǒng)的一總線(xiàn)上的一些子系統(tǒng)之間進(jìn)行通信的方法，包括使子系統(tǒng)在沒(méi)有在總線(xiàn)上相互通信時(shí)以獨(dú)立時(shí)鐘頻率工作。通過(guò)有選擇地改變子系統(tǒng)的時(shí)鐘信號(hào)的頻率可以使所選的一些子系統(tǒng)對(duì)以共享時(shí)鐘頻率工作，使得在所選的子系統(tǒng)之間可以按共享時(shí)鐘頻率(而對(duì)于不同的成對(duì)子系統(tǒng)以不同的時(shí)鐘頻率)在總線(xiàn)上進(jìn)行通信，因此子系統(tǒng)在不與其他子系統(tǒng)通信時(shí)可以按獨(dú)立時(shí)鐘頻率工作。子系統(tǒng)之間的通信遵從在允許一個(gè)子系統(tǒng)訪(fǎng)問(wèn)總線(xiàn)時(shí)這個(gè)子系統(tǒng)對(duì)總線(xiàn)具有排它性的使用權(quán)的基于總線(xiàn)的協(xié)議。
文檔編號(hào)G06F13/364GK1508646SQ20031012143
公開(kāi)日2004年6月30日 申請(qǐng)日期2003年12月16日 優(yōu)先權(quán)日2002年12月18日
發(fā)明者G·D·卡彭特, V·錢(qián)德拉, G D 卡彭特, 呂 申請(qǐng)人:國(guó)際商業(yè)機(jī)器公司