專利名稱：具有共用存儲器存取裝置的光盤控制芯片與其存儲器存取方法
技術領域：
本發明有關一種具有共用存儲器存取裝置的光盤控制芯片，特別是有關一種用于光盤控制芯片中共用同步動態隨機存取存儲器與快閃存儲器的技術。
(2)背景技術隨著消費性多媒體電子商品需求量的增加，為了提升產品競爭力，集成電路(Integrated Circuit，IC)系統單芯片(System-on-Chip，SoC)化已演變成為一種趨勢。由于元件整合的關系，使得具SoC化的IC不論是耗電量、散熱或是信號傳輸方面都可以得到較佳的效能。此外，由于SoC的概念在于如何將更多的元件放入同一個IC中，所以IC中的各元件勢必要整合或縮小其元件尺寸以達到SoC化的目的，且隨著元件的整合，伴隨而來的是元件以及基板使用減少，同時因為各元件尺寸縮小的關系，使得IC體積縮小，使得封裝也減少，因此具有SoC概念而設計的IC，其成本可以降低。在消費性多媒體電子商品中最廣泛為家庭中使用的多媒體播放器(multi-media player)。
習知多媒體播放器架構100如圖1所示，有一控制單元110、一影音解壓縮單元(Moving Picture Experts Group，MPEG)120、一光儲存媒體101、一影像輸出界面102以及一聲音輸出界面103。控制單元110包含有一控制伺服器(servocontroller)112、一微處理器(microprocessor unit，MPU)114；影音壓縮單元120包含有一中央處理器(Central Processor Unit，CPU)121、一影音解壓縮器(MPEGdecoder)122、一視訊編碼器(video encoder)125、以及一聲音數字模擬/模擬數字轉換器(digital-to-analog/analog-to-digital converter，DAC/ADC)126。而控制單元110連接第一同步動態隨機存取存儲器116與第一快閃存儲器118，影音解壓縮單元120連接第二同步動態隨機存取存儲器123與第二快閃存儲器124。
習知多媒體工作流程步驟為當光儲存媒體101被放入多媒體播放器100中時，伺服控制器112控制旋轉馬達以讀取光儲存媒體101中的數據，而被讀取的數據儲存至第一同步動態隨機存取存儲器116中；讀取儲存于第一同步動態隨機存取存儲器116中的數據，經過解碼后再回存至第一同步動態隨機存取存儲器116；解碼后回存的數據被讀取傳送至影音解壓縮器122，再存入第二同步動態隨機存取存儲器123；將儲存于第二同步動態隨機存取存儲器123中的數據讀出并進行解壓縮；解壓縮后的數據回存至第二同步動態隨機存取存儲器123；最后解壓縮后的數據被分流，其影像數據被傳送至視訊編碼器125中轉成NTSC或PAL格式，最后送至影像輸出界面102中播放；而其聲音數據經由聲音數字模擬/模擬數字轉換器126后經由聲音輸出界面輸出103。期間，微處理器114與中央處理器121也會存取快閃存儲器中的數據。
習知多媒體播放器為了要處理大量的數據，因此多媒體播放器100的伺服控制器112、中央處理器121、微處理器114以及影音解壓縮器122都分別需要很多的存儲器空間，因此多媒體播放器100的同步動態隨機存取存儲器單元116與123可能包含數個同步動態隨機存取存儲器(Synchronous Dynamic Random AccessMemory，SDRAM)來暫存處理器工作時所需的大量數據，以及應付高速處理時數據傳輸所需的緩沖(buffer)，以維持影音播放時的流暢度。這些數個同步動態隨機存取存儲器的相同腳位(pin)可能共用同一總線(bus)，以達到縮小所占用空間的目的。此外，多媒體播放器100的快閃存儲器單元118與124也可能包含有數個快閃存儲器(flash memory)，用以儲存多媒體播放器100中多媒體播放機中所要執行的程序以及固件。同樣的，這些快閃存儲器的相同腳位也可能共用同一總線。
多媒體播放器100的各處理器的運作與存儲器存取關系如圖2所示。對于微處理器114與中央處理器121而言，可以分別直接下達存取指令給各自所對應的第一快閃存儲器118與第二快閃存儲器124。但對伺服控制器112或是影音解壓縮器122而言，其內部分別包含有數個控制器或處理器，因此可能同時有數個存取指令分別下達給各自對應的第一同步動態隨機存取存儲器116與第二同步動態隨機存取存儲器123，因此伺服控制器112和影音解壓縮器122都分別需要經由一個仲裁器210、220來決定要執行哪一個存取指令。
對于一習知多媒體播放器而言，同時存在有至少一個同步隨機存取存儲器以及至少一個快閃存儲器，可以增加系統的整體效能。利用快閃存儲器不需要經常充電但依然能保存數據的優點，將開機后多媒體播放器所有要執行的程序或固件，或是使用者預設的數據，儲存至快閃存儲器中，使得數據不會因為關機而遺失；同時利用同步動態存儲器存取速度較快的優點，在一開機或是欲存取快閃存儲器中的數據之前，將快閃存儲器中所儲存的程序與數據寫至同步動態隨機存取存儲器中。當系統要執行時，由于是讀取同步動態隨機存取存儲器中的數據，因此系統的存取速度增加，同時效能也因此提升了。
其過程如圖3的方塊圖所示310讀取快閃存儲器中的數據；320將數據寫入同步動態隨機存取存儲器中；以及330等待處理器讀取存儲器中的數據和執行。
由上述的習知技術可以發現，使用大量的存儲器雖然可以儲存更多的數據，但存儲器數目越多，在芯片中所要占據的空間也就越大。
由上述的習知技術還可以發現，由于快閃存儲器的讀取速度較慢，而同步動態隨機存取存儲器的存取速度較快，若處理器由快閃存儲器中執行程序，將導致系統整體效能降低，故大部分時間均在同步動態隨機存取存儲器中執行，才能提高效能，因此快閃存儲器只有在一開機多媒體播放器要啟動時，或是使用者要存取預設數據時，才會被存取，其余大部分的時間都是對同步動態隨機存取存儲器作數據的存取，因此當快閃存儲器沒有被讀取時，其空置的總線與其未使用的腳位對于整個系統而言會造成浪費。整體而言，不論快閃存儲器有沒有被讀取，系統總線的使用效率都很低。
有鑒于上述習知技術的缺點，同時發現到習知技術的快閃存儲器極少時間被存取的特性，因此本發明提供了一種光盤控制芯片的各個單元共用存儲器的裝置與方法，使得同步動態隨機存取存儲器以及快閃存儲器可供多個控制及處理單元所使用，同時共用的同步動態隨機存取存儲器以及快閃存儲器也可共用存儲器總線，這樣可以達到減少存儲器腳位使用的目的，進而達到提升存儲器總線使用效率的另一目的。
(3)
發明內容
有鑒于上述習知技術的缺點，同時發現到習知技術的快閃存儲器極少時間被存取的特性，因此本發明提供了一種光盤控制芯片的各個單元共用存儲器的裝置與方法，使得同步動態隨機存取存儲器以及快閃存儲器可供多個控制及處理單元所使用，同時共用的同步動態隨機存取存儲器以及快閃存儲器也可共用存儲器總線，這樣可以達到減少存儲器腳位使用進而達到提升存儲器總線使用效率。
本發明提供一種可以減少存儲器腳位使用的存儲器存取裝置及方法，解決系統單芯片化的問題。
本發明另提供一種更有效率使用存儲器地址與數據總線的存儲器存取裝置及方法，以提升系統存儲器總線的使用效率。
本發明的存儲器存取裝置系統包含有一同步動態隨機存取存儲器，用以儲存大量數據及緩沖；一快閃存儲器，用以儲存程序、固件以及使用者預設值；以及一存儲器界面，用以連結微控制器或微處理器與存儲器間的運作。其中存儲器界面還包含有一仲裁器，可以根據各存取指令的優先順序，決定要執行哪一個指令。
本發明較佳實施例中，被選擇存取使用的存儲器占用共用的地址與數據總線，而未被選擇存取的存儲器則不會占用共用的地址與數據總線，且同一時間，只有一個存儲器會被存取。
本發明較佳實施例中，當此一存儲器存取裝置使用于光盤控制芯片中時，還包含有一伺服控制器、一高階微處理器、一數字信號處理器、一視訊解碼器以及一視訊處理器。而該些控制器及處理器皆會發出存取指令給仲裁器。
本發明較佳實施例的存儲器存取方式步驟如下首先，下達數個存取指令，接著根據存取指令的優先順序決定要執行哪一個存取指令，接著根據欲執行的存取指令內容決定要存取哪一個存儲器，對欲被存取的存儲器選擇腳位致能，不欲被存取的存儲器選擇腳位不致能，最后，該欲被存取的存儲器占用共用的地址與數據總線。
本發明提供一種光盤控制芯片的存儲器共用存取裝置及其操作方法。利用此發明設計的存儲器存取裝置，可以使得存儲器在芯片中所占據的空間縮減，同時利用共用的地址與數據總線，在不多增加存儲器腳位占用面積的前提之下，可以提升存儲器存取的速度以及系統存儲器總線使用的效率，同時達到系統單芯片化的最終目的。
為進一步說明本發明的上述目的、結構特點和效果，以下將結合附圖對本發明進行詳細的描述。
(4)
圖1為多媒體播放器系統的裝置示意圖；圖2為多媒體播放器系統中，處理器與存儲器單元的架構示意圖；圖3為提升多媒體播放器系統存儲器存取效能的流程圖；圖4為共用多媒體播放系統中的存儲器地址與數據總線系統裝置架構示意圖；圖5為共用多媒體播放系統中的存儲器地址與數據總線系統方法流程圖。
(5)具體實施方式
以下將列舉一較佳實施例用以說明本發明，然而熟悉本技術的熱壓皆知此僅為一舉例說明，而并非用以限定發明本身，有關此發明的較佳實施例詳敘如下。
圖4為本發明較佳實施例的存儲器地址與數據總線共用裝置400包含有一同步動態隨機存取存儲器410，用來儲存系統運作時產生的大量數據以及高速處理下為維持播放流暢度的緩沖；一快閃存儲器420，儲存程序、固件、以及使用者預設的數據；一伺服控制器440，用以控制馬達讀取光儲存媒體中的數據；一高階微處理器450，用以執行程序；一影音解壓縮單元460，用以處理影像及聲音信號；以及一存儲器界面430，用以連結各存儲器與處理器間的運作。
不同于習知技術圖1的中央處理器121與微處理器114，本發明利用一時脈更高的高階微處理器450整合習知技術中絕大多數的微處理器，達到系統單芯片化的整合目的。
在本發明中，將同步動態隨機存取存儲器410的地址腳位412與數據腳位414分別和快閃存儲器420的地址腳位422與數據腳位424共用同一個總線402與404。總線402與404分別連結到存儲器界面430中的地址腳位432與數據腳位434。此外，存儲器界面430還分別包含兩個選擇腳位同步動態隨機存取存儲器410的選擇腳位436以及快閃存儲器420的選擇腳位438，和一個控制信號435。由選擇腳位436與438的致能與否，決定要存取同步動態隨機存取存儲器410或是快閃存儲器420，而由控制信號435發出相對應的控制信號。值得注意的是，選擇腳位436與438不會同時致能，也即，同步動態隨機存取存儲器410與快閃存儲器420不會同時被存取，這樣才可以達到共用存儲器的地址與數據總線的目的。
本發明的影音解壓縮單元460還包含有一數字信號處理器462，用以處理聲音信號；一視訊解碼器464，用以解碼影像信號；以及一視訊處理器466，用以處理影像信號，以得當較佳的播放影像。
本發明的存儲器界面430還包含有一仲裁器470，該仲裁器分別連接伺服控制器440、高階微處理器450、數字信號處理器462、視訊解碼器464，以及視訊處理器466。
對仲裁器470而言，伺服控制器440、高階微處理器450、數字信號處理器462、視訊解碼器464以及視訊處理器466，都會對仲裁器470下達數個存取同步動態隨機存取存儲器410或快閃存儲器420的數據的請求，而仲裁器470必須根據每一個請求的優先順序，判斷哪一個存取指令需要被執行。接著，再根據被選擇執行的存取指令的要求，決定欲存取同步動態隨機存取存儲器410或是快閃存儲器420。
當決定要存取哪一個存儲器后，存儲器界面430的控制信號435，會致能該欲被存取的存儲器的選擇腳位，在此同時，其他未被存取的存儲器的選擇腳位則不會被致能；此外，存儲器界面還有另一個控制機制(圖中未顯示)，可以控制共用的地址與數據總線只提供給該被選擇存取的存儲器所使用，同時避免該未被選擇存取的存儲器使用共用的地址與數據總線。也即，在同一個時間中，只有一個存儲器會被存取，這樣才能達到存儲器地址與數據總線共用的目的。
當根據存取指令要求，欲存取同步動態隨機存取存儲器410時，同步動態隨機存取存儲器的選擇腳位436致能，同時快閃存儲器的選擇腳位438不致能，同步動態隨機存取存儲器410使用共用的地址與數據總線等待致能存取指令要求的處理器的存取。反之，當根據存取指令的要求，欲存取快閃存儲器420時，快閃存儲器的選擇腳位438致能，同步動態隨機存取存儲器的選擇腳位436不致能，快閃存儲器420使用共用的地址與數據總線等待致能存取指令的處理器的存取。
圖5為本發明較佳實施例的存儲器地址與數據總線共用流程圖500。其方法包含下列步驟501伺服控制器、微處理器、數字信號處理器、視訊解碼器、以及視訊處理器下達數個存取指令給仲裁器；502仲裁器根據指令要求的優先順序判斷哪一個存取指令須被執行；503根據仲裁器選擇欲執行的存取指令內容，決定應該存取哪一個存儲器；若根據存取指令內容決定存取同步動態隨機存取存儲器，則504同步動態隨機存取存儲器的選擇腳位被致能，快閃存儲器的選擇腳位不致能；505同步動態隨機存取存儲器被存取；反之，若根據存取指令內容決定存取快閃存儲器，則506快閃存儲器的選擇腳位被致能，同步動態隨機存取存儲器的選擇腳位不致能；以及507快閃存儲器被存取。
由以上的敘述可以發現相較于習知技術，本發明提供了一種更有效率的解決裝置與方法用以縮減存儲器在系統中所占用的空間，進一步更縮減了芯片尺寸，達成SoC化的目的。
且本發明相較于習知技術，由于存儲器地址與數據總線共用的關系，因此同一時間中，只有單一個存儲器會使用共用的地址與數據總線，免除了在同步動態隨機存取存儲器等待快閃存儲器的時間中，同步動態隨機存取存儲器總線空置的浪費，同時也免除了快閃存儲器沒有被存取時，其總線所空置的浪費。因此在不增加存儲器占用空間的前提下，更進一步提供了一種更有效率的裝置與方式，因此在增加存儲器存取速度的同時，也提升了系統總線使用的效率。
該光盤控制器可以是數字影音光盤播放器(DVD player)或只讀光盤(CD-ROM)，或可重復讀寫光盤(CD-RW)，或只讀數字光盤(DVD-ROM)，或可重復讀寫數字光盤(DVD-RW)。
雖然本發明已參照當前的具體實施例來描述，但是本技術領域中的普通技術人員應當認識到，以上的實施例僅是用來說明本發明，在沒有脫離本發明精神的情況下還可作出各種等效的變化和修改，因此，只要在本發明的實質精神范圍內對上述實施例的變化、變型都將落在本發明權利要求書的范圍內。
權利要求
1.一種共用存儲器存取裝置的光盤控制芯片，至少包含一伺服控制器，連結至該存儲器界面，用以控制旋轉馬達讀取光儲存媒體的數據；一微處理器，連結至該存儲器界面，用以執行程序；一動態影像壓縮單元，連結至該存儲器界面，用以處理視訊及聲音信號；一存儲器界面，接收從該伺服控制器、該微處理器與該動態影像壓縮單元所發出的多個存儲器存取指令；以及多個存儲器組件，連結該存儲器界面；其中，該存儲器界面根據該多個存儲器存取指令其中之一每次僅存取該多個存儲器組件其中之一。
2.如權利要求1所述的共用存儲器存取裝置的光盤控制芯片，其特征在于該多個存儲器組件其中之一為同步動態隨機存取存儲器，用以暫存程序執行時所需的大量數據或高速處理時所需要的緩沖。
3.如權利要求1所述的共用存儲器存取裝置的光盤控制芯片，其特征在于該多個存儲器組件其中之一可為快閃存儲器，用以儲存程序，或使用者預設值，或固件。
4.如權利要求1所述的共用存儲器存取裝置的光盤控制芯片，其特征在于該多個存儲器組件的地址腳位共用同一總線，且連結至該存儲器界面的地址腳位。
5.如權利要求1所述的共用存儲器存取裝置的光盤控制芯片，其特征在于該多個存儲器組件的數據腳位共用同一總線，且連結至該存儲器界面的數據腳位。
6.如權利要求1所述的共用存儲器存取裝置的光盤控制芯片，該存儲器界面至少包含有一仲裁器，用以接收該多個存儲器存取指令要求；以及多個選擇腳位，與該對應的多個存儲器組件連結，根據該多個選擇腳位致能與否，決定是否存取該對應的多個存儲器組件。
7.如權利要求6所述的共用存儲器存取裝置的光盤控制芯片，其特征在于該仲裁器是用以接收該伺服控制器、該微處理器、該動態影像壓縮單元對存儲器所發出來的存取指令要求。
8.如權利要求7所述的共用存儲器存取裝置的光盤控制芯片，其特征在于該仲裁器根據存取指令要求的優先順序，決定要執行哪一個存取指令。
9.如權利要求6所述的存儲器存取裝置，其特征在于該多個選擇腳位每次只會致能其中之一。
10.如權利要求6所述的共用存儲器存取裝置的光盤控制芯片，其特征在于還包含有一控制信號，可根據被選取的存取指令決定存取哪一個存儲器，發出對應的信號，以對被選擇存取的存儲器的選擇腳位致能，而未被選擇存取的存儲器的選擇腳位不致能。
11.如權利要求1所述的共用存儲器存取裝置的光盤控制芯片，其特征在于該存儲器存取裝置使用于一光盤控制器中，而該光盤控制器可以是數字影音光盤播放器或只讀光盤，或可重復讀寫光盤，或只讀數字光盤，或可重復讀寫數字光盤。
全文摘要
一種共用存儲器存取裝置的光盤控制芯片與其存儲器存取方法，包含至少一同步動態隨機存取存儲器，用以暫存處理器工作所需的大量數據，以及高速處理時的緩沖。至少一快閃存儲器，用以儲存處理器所要執行的程序、固件以及使用者預設值；其中該同步動態隨機存取存儲器與該快閃存儲器的地址與數據腳位分別共用同一總線，且該同步動態隨機存取存儲器與快閃存儲器不會同時被存取；一存儲器界面，用以連結該同步動態隨機存取存儲器與該快閃存儲器分別共用的地址與數據總線；其中該存儲器界面還包含有一仲裁器，根據存取指令要求的優先順序決定何者存取要求需先被執行，同時對欲存取的存儲器的選擇腳位致能，且每次只有一個存儲器的選擇腳位會被致能。
文檔編號G11B7/00GK1542766SQ20031011423
公開日2004年11月3日 申請日期2003年11月6日 優先權日2003年11月6日
發明者葉丁坤 申請人:威盛電子股份有限公司