專利名稱：單一總線多媒體計算機系統(tǒng)及該系統(tǒng)芯片的制作方法
技術領域：
本發(fā)明涉及一種多媒體計算機系統(tǒng)，特別涉及一個多媒體計算機系統(tǒng)其具有單一的總線而為聲音，影像，及應用程序所共享。
背景技術：
因為技術快速地演變，現(xiàn)在多媒體計算機系統(tǒng)的價格已可以負擔得起已普及于大多數(shù)的使用者。傳統(tǒng)的多媒體計算機系統(tǒng)通常地設計為提供附加的聲音影像等功能模塊，以使現(xiàn)有系統(tǒng)可以升級。所以，許多數(shù)據(jù)的同步化和控制總線在決定多媒體計算機系統(tǒng)的效能上扮演一個重要的角色。
圖1說明一個傳統(tǒng)的雙總線系統(tǒng)，包括一中央處理單元(CPU)/音效/繪圖單元11，一程序與音效內(nèi)存12，一繪圖內(nèi)存13，一電視(TV)/液晶顯示器(LCD)信號單元14，一程序與音效總線15，以及一繪圖總線16。CPU/音效/繪圖單元11通過程序與音效總線15和程序與音效內(nèi)存12進行數(shù)據(jù)傳輸，而CPU/音效/繪圖單元11通過繪圖總線16與繪圖內(nèi)存13進行數(shù)據(jù)傳輸。經(jīng)過處理或呈現(xiàn)后數(shù)據(jù)則送至TV/LCD信號單元14，并且分離為影像輸出，與聲音輸出。
雙總線系統(tǒng)的傳統(tǒng)結(jié)構(gòu)有雙總線的一些缺點。因為CPU/音效/繪圖單元1在一個時間只能與一內(nèi)存進行數(shù)據(jù)傳輸，此雙總線必須同步于與CPU/音效/繪圖單元1的數(shù)據(jù)傳輸。此同步化增加CPU/音效/繪圖單元1的額外負擔并浪費寶貴的處理周期時間。而且，增加了CPU/音效/繪圖單元1的線路復雜度，因為它也需要額外的線路來執(zhí)行同步化工作。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的目的是提出一種單一總線計算機系統(tǒng)來避免在總線同步化上浪費寶貴的CPU周期時間，并且避免等待慢的內(nèi)存速度，而使得CPU效能可以改進。
本發(fā)明的另一目的為提出一種單一總線計算機系統(tǒng)使得CPU的線路復雜度因為消除總線同步化工作而可以減少，即，需要的接腳數(shù)目將會減少。
本發(fā)明另一目的為提出一種總線仲裁組件可于多重總線之間執(zhí)行總線仲裁，而使得多總線計算機系統(tǒng)的設計與聯(lián)機可以簡化。
為了達成該當目的，本發(fā)明采用ASIC技術來提出一種總線仲裁器芯片，并重新設計計算機系統(tǒng)的一種創(chuàng)新結(jié)構(gòu)。在本發(fā)明中，傳統(tǒng)的圖1的程序與音效內(nèi)存及繪圖內(nèi)存被合并成一種程序/音效/繪圖內(nèi)存，通過具有單一總線的總線仲裁器與CPU/音效/繪圖單元進行數(shù)據(jù)傳輸。加入了此總線仲裁器可以疏解CPU/音效/繪圖單元執(zhí)行總線同步化及等待慢的內(nèi)存跟上速度的壓力。
下面結(jié)合附圖、實施例對本發(fā)明的目的與優(yōu)點進行詳細說明。


圖1說明一個傳統(tǒng)的雙總線計算機系統(tǒng)的示意圖。
圖2說明本發(fā)明的單一總線計算機系統(tǒng)的一個示意圖。
圖3說明本發(fā)明的單一總線計算機系統(tǒng)的一個詳細方塊圖。
圖4說明本發(fā)明的系統(tǒng)音效單元的一個方塊圖。
圖5說明本發(fā)明的系統(tǒng)總線仲裁器的一個方塊圖。
圖中11中央處理單元/音效/繪圖單元12程序與音效內(nèi)存13繪圖內(nèi)存 14電視/液晶顯示器信號15程序與音效總線16繪圖總線21CPU/音效/繪圖單元 22總線仲裁器23程序/音效/繪圖內(nèi)存24TV或LCD信號25程序與音效總線26繪圖總線27單一總線31內(nèi)部程序內(nèi)存 32CPU單元33音效單元 34繪圖單元35內(nèi)部影像內(nèi)存 37外部內(nèi)存31a，32b，33b，34a，34c，36a地址總線
31b，32c，33c，34b，34d，36b數(shù)據(jù)總線32a，33aCPU地址端口41CPU地址端口 42節(jié)奏143節(jié)奏244節(jié)奏345節(jié)奏446低頻147低頻248噪聲149噪聲250數(shù)據(jù)存儲器51脈沖碼調(diào)制 52，53地址及數(shù)據(jù)總線61地址總線多任務器 62第一數(shù)據(jù)緩存器61a第一地址總線61b第二地址總線61c單一總線地址62a第一數(shù)據(jù)總線62b第二數(shù)據(jù)總線62c單一總線的數(shù)據(jù)具體實施方式
如圖2所示，本發(fā)明的單一總線多媒體計算機系統(tǒng)包含一CPU/音效/繪圖單元21連結(jié)至一程序與音效總線25及一繪圖總線26，一總線仲裁器22一端連結(jié)至程序與音效總線25及繪圖總線26，而另一端連結(jié)至單一總線27，一程序/音效/繪圖內(nèi)存23連結(jié)至單一總線27，及一個TV/LCD信號單元24用來輸出聲音和影像信號。CPU/音效/繪圖單元21經(jīng)由內(nèi)存地址向程序/音效/繪圖內(nèi)存23發(fā)出請求，處理從程序/音效/繪圖內(nèi)存23響應的數(shù)據(jù)，并將信號送至TV/LCD信號單元24來將其輸出。總線仲裁器22位于CPU/音效/繪圖單元21與程序/音效/繪圖內(nèi)存23之間，以仲裁從CPU/音效/繪圖單元21到程序/音效/繪圖內(nèi)存23的內(nèi)存請求。圖1中的程序與音效內(nèi)存12和繪圖內(nèi)存13被合并成一個程序/音效/繪圖內(nèi)存23，通過具有單一總線27的總線仲裁器22與CPU/音效/繪圖單元21進行數(shù)據(jù)傳輸。此總線仲裁器22的加入可以疏解CPU/音效/繪圖單元21執(zhí)行總線同步化及等待慢的內(nèi)存跟上速度的壓力。
圖3說明本發(fā)明的單一總線計算機系統(tǒng)的一個詳細方塊圖。如圖3所示，此系統(tǒng)包含一個CPU單元32，一個音效單元33，一個繪圖單元34，一個內(nèi)部程序內(nèi)存31，一個內(nèi)部影像內(nèi)存35，一個總線仲裁器22，以及一個外部內(nèi)存37。內(nèi)部程序內(nèi)存31從地址總線31a接收一個內(nèi)存地址需求，而通過數(shù)據(jù)總線31b與CPU單元32交換該內(nèi)存地址的數(shù)據(jù)。CPU單元32將CPU地址端口32a的信息送至音效單元33，并轉(zhuǎn)送CPU地址端口33a的信息至繪圖單元34。CPU單元32、音效單元33、及繪圖單元34分別通過地址總線32b，33b，及34c送內(nèi)存地址需求至總線仲裁器22?？偩€仲裁器22的數(shù)據(jù)交換則分別通過數(shù)據(jù)總線32c、33c、及34d。繪圖單元34用其它的地址總線34a及數(shù)據(jù)總線34b與內(nèi)部影像內(nèi)存35進行數(shù)據(jù)傳輸?？偩€仲裁器22通過地址總線36a及數(shù)據(jù)總線36b與外部內(nèi)存37進行數(shù)據(jù)傳輸。音效單元33的輸出為聲道1與聲道2串聯(lián)，及繪圖單元34的輸出為影像串聯(lián)。
基本上，總線仲裁器22擷取總線的仲裁原則為，對于沒有先到先做能力的總線擷取而言，一個至較快內(nèi)存的請求則給予較高的優(yōu)先權(quán)。因此，當總線有空且有兩個以上的內(nèi)存需求要用到總線時，具有最快速度的內(nèi)存需求給定最高的優(yōu)先權(quán)，而其它內(nèi)存需求將需等待直到它們各自輪流的權(quán)利去存取內(nèi)存。另一方面，當總線沒有空且有兩個以上的內(nèi)存需求要用到總線時，則所有需擷取總線的需求將根據(jù)它們存取內(nèi)存的速度給定一個排序權(quán)利，并等待直到輪為它們的使用權(quán)。而目前已經(jīng)在擷取總線的內(nèi)存需求將可完成它的使用而不管其存取內(nèi)存的速度。
圖4說明本發(fā)明的系統(tǒng)音效單元的一個方塊圖。如圖4所示，此音效單元包含四個節(jié)奏頻道42、43、44、和45，兩個低頻頻道46和47，兩個噪聲頻道48和49，一個內(nèi)建的數(shù)據(jù)存儲器Data memory(DM)50，以及一個內(nèi)建的脈沖碼調(diào)制Pulse Code Modulation(PCM)51。CPU地址端口41是提供信號來控制此音效單元的運作。此音效單元亦包含兩個獨立的輸出，第一聲道與第二聲道。
圖5說明本發(fā)明的系統(tǒng)總線仲裁器的一個方塊圖。如圖5所示，此總線仲裁器包含一地址總線分工器61與一第一數(shù)據(jù)緩存器62。地址總線分工器61有兩個輸入，第一總線地址61a與第二總線地址61b，經(jīng)過分工器線路后產(chǎn)生一個輸出，單一總線地址61c。在此實施例中，第一總線61a是一個低頻程序與音效的系統(tǒng)總線，而第二總線61b則是一個高頻影像總線。從單一總線出來的數(shù)據(jù)，稱之為單一總線的數(shù)據(jù)62c，可以兩者擇其一的暫時地存于第一數(shù)據(jù)緩存器62或直接地輸出到第二數(shù)據(jù)總線62b。地址總線分工器61與第一資料緩存器62的運作受控制于一個總線控制信號，稱為第二控制信號OEB。當?shù)诙偩€信號OEB為低值時，地址總線分工器取得第二總線地址61b并輸出單一總線地址61c。同時，第一數(shù)據(jù)緩存器62儲存單一總線的數(shù)據(jù)62c并輸出第一數(shù)據(jù)總線62a。另一方面，當?shù)诙偩€信號OEB為高值時，此為第一總線的存取周期時間直到第二總線信號OEB變?yōu)榈椭?。在第一總線的存取周期時間，單一總線的數(shù)據(jù)傳送至第一數(shù)據(jù)總線。此影像系統(tǒng)在第二總線信號OEB從低值轉(zhuǎn)變?yōu)楦咧狄郧叭〉玫诙?shù)據(jù)總線62b。
以上所述僅為本發(fā)明的較佳實施例而已，不應以此限定本發(fā)明實施的范圍。即根據(jù)本發(fā)明申請專利范圍所作的均等變化與修飾，皆應仍屬本發(fā)明專利涵蓋的范圍內(nèi)。
權(quán)利要求
1.一種單一總線多媒體計算機系統(tǒng)，其特征在于，包含一中央處理單元(CPU)/音效/繪圖單元，連結(jié)至一程序與音效總線及連結(jié)至一繪圖總線；一總線仲裁器，一端連結(jié)至該程序與音效總線及該繪圖總線，另一端并連結(jié)至該單一總線；一程序/音效/繪圖內(nèi)存，連結(jié)至該單一總線；以及一電視(TV)/液晶顯示器(LCD)信號信號單元，用來輸出聲音與影像信號；該CPU/音效/繪圖單元經(jīng)由內(nèi)存地址向該當程序/音效/繪圖內(nèi)存發(fā)出請求，處理從該程序/音效/繪圖內(nèi)存響應的數(shù)據(jù)，并發(fā)送信號至該TV/LCD信號單元來輸出，該總線仲裁器位于該CPU/音效/繪圖單元與該當程序/音效/繪圖內(nèi)存之間，來仲裁從該CPU/音效/繪圖單元到該程序/音效/繪圖內(nèi)存的內(nèi)存請求。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的系統(tǒng)，其特征在于，該單一總線進一步包含一地址總線來傳送地址，以及一數(shù)據(jù)總線來傳送數(shù)據(jù)。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的系統(tǒng)，其特征在于，該程序與音效總線進一步包含一地址總線來傳送地址，與一數(shù)據(jù)總線傳送數(shù)據(jù)。
4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的系統(tǒng)，其特征在于，該繪圖總線進一步包含一地址總線來傳送地址，與一數(shù)據(jù)總線來傳送數(shù)據(jù)。
5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的系統(tǒng)，其特征在于，該總線仲裁器使用的原則為對于沒有先到先做能力的總線擷取而言，至一較快內(nèi)存的請求則給予較高的優(yōu)先權(quán)。
6.根據(jù)權(quán)利要求1所述的系統(tǒng)，其特征在于，該總線仲裁器進一步包含一地址總線分工器，其輸入為第一地址總線與第二地址總線，而輸出為一單一總線之地址，以及一第一數(shù)據(jù)緩存器，用作儲存從該單一總線來的數(shù)據(jù)，該單一總線的數(shù)據(jù)是由一總線控制信號稱為第二總線信號OEB所控制，來暫時地儲存至該當?shù)谝粩?shù)據(jù)緩存器或直接輸出至一第二數(shù)據(jù)總線。
7.根據(jù)權(quán)利要求6所述的系統(tǒng)，其特征在于，該第一總線是一個低頻率程序與音效系統(tǒng)總線，且該第二總線是一個高頻率影像總線。
8.根據(jù)權(quán)利要求6所述的系統(tǒng)，其特征在于，該第二總線信號OEB控制該地址分工器與該數(shù)據(jù)緩存器的運作，其原則如下(a)當該第二總線信號OEB為低值時，該地址總線分工器取得該第二地址總線并輸出該單一總線的地址，同時，該第一數(shù)據(jù)緩存器儲存該單一總線的數(shù)據(jù)并輸出至該第一數(shù)據(jù)總線；(b)當該第二總線信號OEB為高值時，該第一總線的存取周期時間直到第二總線信號OEB變?yōu)榈椭担谠摰谝豢偩€的存取周期其間，該單一總線的數(shù)據(jù)傳送至該第一數(shù)據(jù)總線；以及(c)該第二總線在該第二總線信號OEB從低值轉(zhuǎn)變?yōu)楦咧狄郧叭〉迷摰诙?shù)據(jù)總線。
9.一種系統(tǒng)芯片，用來處理聲音與影像數(shù)據(jù)，其特征在于，包含一中央處理單元(CPU)/音效/繪圖單元，連結(jié)至一程序與音效總線及連結(jié)至一繪圖總線；一總線仲裁器，一端連結(jié)至該程序與音效總線及該繪圖總線，另一端并連結(jié)至該單一總線；一程序/音效/繪圖內(nèi)存，連結(jié)至該單一總線；以及一電視(TV)/液晶顯示器(LCD)信號信號單元，用來輸出聲音與影像信號；該CPU/音效/繪圖單元經(jīng)由內(nèi)存地址向該當程序/音效/繪圖內(nèi)存發(fā)出請求，處理從該程序/音效/繪圖內(nèi)存響應的數(shù)據(jù)，并發(fā)送信號至該TV/LCD信號單元來輸出，該總線仲裁器位于該CPU/音效/繪圖單元與該程序/音效/繪圖內(nèi)存之間，來仲裁從該CPU/音效/繪圖單元到該程序/音效/繪圖內(nèi)存的內(nèi)存請求。
全文摘要
本發(fā)明提供一種單一總線多媒體計算機系統(tǒng)，其包含一中央處理單元(CPU)/音效/繪圖單元，一總線仲裁器，以及一程序/音效/繪圖內(nèi)存來與CPU/音效/繪圖單元及總線仲裁器進行數(shù)據(jù)傳輸。因為數(shù)據(jù)傳輸是通過總線仲裁器，因此只需要一個單一總線。加入此總線仲裁器可以疏解CPU/音效/繪圖單元執(zhí)行總線同步化和等待慢的內(nèi)存跟上速度的壓力。
文檔編號G06F17/30GK1655153SQ20041000432
公開日2005年8月17日 申請日期2004年2月13日 優(yōu)先權(quán)日2004年2月13日
發(fā)明者汪臺成 申請人:虛實科技股份有限公司