專利名稱：一種引腳共享裝置及方法
一種引腳共享裝置及方法
技術領域：
本發明涉及芯片設計領域，特別涉及芯片上的引腳共享方案。背景技術：
隨著現代硬件制造技術的發展，現在芯片的功能越來越復雜，需要與外部電路連 接的信號越來越多，然而芯片引腳的數目卻是有限的，這樣在芯片設計時不可避免的需要 考慮到引腳共享的問題。特別是現在各種數碼設備都具有功能強大、體積小的特點。各種數碼設備越是功 能強大、越是體積小，對于芯片或系統的集成度要求就越高。對于芯片或系統上多個功能模 塊共享一組引腳來進行數據傳輸的需求就越迫切。而一組引腳本來只用于一個功能模塊， 如果在優先滿足所述功能模塊使用的前提下，可以在所述引腳空閑時給其他功能模塊使 用，則達到了對引腳的高效率分時復用。但是現有技術中，通常采用優先級仲裁策略來實現 這一目的，存在著實現方式復雜的缺點。因此，有必要提出一種新的引腳共享方案來實現引腳的共享。
發明內容本部分的目的在于概述本發明的實施例的一些方面以及簡要介紹一些較佳實施 例。在本部分以及本申請的說明書摘要和發明名稱中可能會做些簡化或省略以避免使本部 分、說明書摘要和發明名稱的目的模糊，而這種簡化或省略不能用于限制本發明的范圍。本發明的目的在于提供一種引腳共享裝置及方法，其可以實現多功能的引腳共 享，也可以保證主要功能對引腳的優先使用。為了達到本發明的目的，根據本發明的一個方面，本發明提供一種引腳共享裝置， 所述裝置包括共享引腳；主要功能模塊及主要功能模塊控制器，所述主要功能模塊與所 述主要功能模塊控制器通過所述共享引腳交互數據；次要功能模塊及次要功能模塊控制 器，所述次要功能模塊與所述次要功能模塊控制器通過所述共享引腳交互數據；引腳控制 器，包括一個計數器，當計數器未達到預定值時，可響應所述次要功能模塊控制器對所述共 享引腳的請求，當計數器達到預定值時，則僅可響應所述主要功能模塊控制器對所述共享 引腳的請求，所述計數器在所述主要功能模塊控制器使用所述共享引腳完畢后重置并開始 重新計數。進一步地，所述主要功能模塊是顯示屏，所述主要功能模塊控制器是顯示屏控制 器，所述顯示屏控制器通過所述共享引腳傳輸屏幕數據到所述顯示屏顯示。進一步地，根據顯示屏連續兩次使用所述共享引腳之間的時間間隔設置所述預定值。進一步地，所述次要功能模塊是SD存儲卡或與非閃存，所述次要功能模塊控制器 是SD控制器或與非閃存控制器，所述SD控制器通過所述共享引腳對所述SD存儲卡進行讀 寫操作，所述與非閃存控制器通過所述共享引腳對所述與非閃存進行讀寫操作。
進一步地，所述次要功能模塊控制器每次使用所述功能引腳傳輸數據時，傳輸的 數據量不超過2048字節。進一步地，所述次要功能模塊控制器每次使用所述功能引腳的時長為所述顯示屏 的刷屏周期的N分之1，N為大于2的正數。根據本發明的另一方面，本發明還提供一種引腳共享方法，所述引腳為主要功能 模塊及主要功能模塊控制器或次要功能模塊及次要功能模塊控制器提供數據傳輸通道，所 述方法包括判斷一計數器的計數值是否到達預定值，其中所述計數器根據時鐘不斷地進 行計數；如果到達所述預定值，則僅可響應所述主要功能模塊控制器對所述引腳的請求，并 在所述主要功能模塊控制器使用所述引腳完畢后重置所述計數器以使其重新開始計數；如 果未達所述預定值，則可響應所述次要功能模塊控制器對所述引腳的請求。進一步地，所述主要功能模塊是顯示屏，所述主要功能模塊控制器是顯示屏控制 器，所述顯示屏控制器通過所述引腳傳輸屏幕數據到所述顯示屏顯示，所述次要功能模塊 是SD存儲卡或與非閃存，所述次要功能模塊控制器是SD控制器或 與非閃存控制器，所述SD 控制器通過所述引腳對所述SD存儲卡進行讀寫操作，所述與非閃存控制器通過所述引腳 對所述與非閃存進行讀寫操作。進一步地，所述次要功能模塊控制器每次使用所述功能引腳傳輸數據時，傳輸的 數據量不超過2048字節。進一步地，根據顯示屏連續兩次使用所述共享引腳之間的時間間隔設置所述預定值。與現有技術相比，本發明通過在引腳控制器上設置計數器來實現多個功能模塊共 享引腳，同時也可以保證主要功能對引腳的優先使用。本發明結構簡單易于實現，有效提高 芯片集成度并提高了引腳利用效率，使芯片成本明顯降低。
結合參考附圖及接下來的詳細描述，本發明將更容易理解，其中同樣的附圖標記 對應同樣的結構部件，其中圖1為本發明的引腳共享裝置的結構示意圖；圖2為本發明的引腳共享裝置的在一個實施例中的實施示意圖；和圖3為本發明的引腳共享方法的在一個實施例中的方法流程圖。
具體實施方式本發明的詳細描述主要通過程序、步驟、邏輯塊、過程或其他象征性的描述來直接 或間接地模擬本發明技術方案的運作。為透徹的理解本發明，在接下來的描述中陳述了很 多特定細節。而在沒有這些特定細節時，本發明則可能仍可實現。所屬領域內的技術人員 使用此處的這些描述和陳述向所屬領域內的其他技術人員有效的介紹他們的工作本質。換 句話說，為避免混淆本發明的目的，由于熟知的方法、程序、成分和電路已經很容易理解，因 此它們并未被詳細描述。此處所稱的“一個實施例”或“實施例”是指可包含于本發明至少一個實現方式中 的特定特征、結構或特性。在本說明書中不同地方出現的“在一個實施例中”并非均指同一個實施例，也不是單獨的或選擇性的與其他實施例互相排斥的實施例。此外，表示一個或多 個實施例的方法、流程圖或功能框圖中的模塊順序并非固定的指代任何特定順序，也不構 成對本發明的限制。本發明利用包括計數器的引腳控制器來達到多個功能模塊共享一組或一個引 腳進行數據交換的目的，并且優先處理主要功能模塊的數據傳輸請求。當主要功能模塊 是顯示屏，次要功能模塊是安全數字卡(Secure DigitalCard，簡稱SD卡)和與非閃存 (NandFlash)時，所述引腳控制器優先保證顯示屏的屏幕數據傳輸(即刷屏數據)，在刷新 屏幕數據的空閑時間，可響應SD控制器和與非閃存控制器對所述共享引腳的使用請求。請參考圖1，其示出了本發明的引腳共享裝置100的結構示意圖。所述引腳共享 裝置100包括共享引腳110、主要功能模塊120及主要功能模塊控制器122、次要功能模塊 130及次要功能模塊控制器132和引腳控制器112。所述共享引腳110負責若干功能模塊的數據傳輸。所述主要功能模塊120與所述主要功能模塊控制器122可以使用所述共享引腳交 互數據。在一個實施例中，所述主要功能模塊120是顯示屏，可以是液晶顯示屏(IXD)、也 可以是陰極射線管顯示屏(CRT)。所述主要功能模塊控制器122是顯示屏控制器。應當認 識到，所述主要功能模塊和所述主要功能模塊控制器可以是一種功能模塊及功能模塊控制 器，也可能是若干種功能模塊及功能模塊控制器。所述次要功能模塊130與次要功能模塊控制器132也可以使用所述共享引腳交互 數據。在一個實施例中，所述次要功能模塊130是SD存儲卡，所述次要功能模塊控制器132 是SD控制器；在另一個實施例中，所述次要功能模塊130是與非閃存(Nandflash)，所述次 要功能模塊控制器132是與非閃存(Nandflash)控制器；在再一個實施例中，所述次要功能 模塊130包括SD卡和與非閃存，所述次要功能模塊控制器132包括SD控制器和與非閃存 控制器。應當認識到，所述次要功能模塊和所述次要功能模塊控制器可以是一種功能模塊 及功能模塊控制器，也可能是若干種功能模塊及功能模塊控制器。引腳控制器112包括一個計數器，用來響應主要功能模塊控制器或次要功能控制 器對所述共享引腳的請求，以將所述共享引腳交由主要功能模塊控制器或次要功能模塊控 制器使用。在一個實施例中，所述計數器根據時鐘不斷地進行計數，當計數器未達到預定值 時，所述引腳控制器112可響應所述次要功能模塊控制器132對所述共享引腳的請求；當計 數器達到預定值時，則所述引腳控制器112僅可響應所述主要功能模塊控制器122對所述 共享引腳的請求，并在所述主要功能模塊122使用所述共享引腳完畢后將計數器重置以重 新計數。所述主要功能模塊122可以周期性的使用所述共享引腳，并在連續兩次使用共享 引腳之間有一定時間間隔，所述預定值可以由用戶設置，其大小與主功能模塊連續兩次使 用所述共享引腳的時間間隔有關。在一個實施例中，所述主要功能模塊122是顯示屏，為了保證正常的視頻顯示，所 述顯示屏需要以一定幀率(比如30幀/秒)進行圖像顯示，且圖像的顯示有兩種刷新方 式，分別為行刷新和幀刷新，而在連續兩幀或兩行屏幕刷新數據之間有一定的時間間隔，此 時所述共享引腳可以供次要功能模塊使用。在一個實施例中，所述預定值可以小于等于所 述顯示屏的幀刷屏周期與一幀圖像數據傳輸所需時間的差值，或所述預定值小于等于所述 顯示屏的行刷屏周期與一行圖像數據傳輸所需時間的差值。
為了進一步保證主要功能對所述共享引腳的及時使用，所述次要功能模塊130每 次請求使用所述共享引腳進行數據傳輸的時長不宜過長或數據量不宜過大。在一個實施例 中，所述次要功能模塊130每次使用所述共享引腳傳輸數據時，傳輸的數據量不超過2048 字節，比如512字節。在另一個實施例中，所述次要功能模塊控制器130每次使用所述共享 引腳的時長為所述顯示屏的刷屏周期的N分之1，N為大于2的正數，比如N = 3、4或3. 5。請參考圖2，其示出了本發明的引腳共享裝置200在一個實施例中的結構示意圖。 所述引腳共享裝置200包括共享引腳210、IXD顯示屏220以及IXD控制器222、與非閃存 (nandflash) 230以及與非閃存控制器232、SD卡240以及SD控制器242和引腳控制器212。所述共享引腳210用來提供LCD顯示器220、與非閃存(Nandf lash) 230和SD卡 240與系統的存儲器等設備(未圖示)進行數據傳輸時的數據通道。所述IXD顯示屏220用來顯示信息，所述IXD控制器222通過所述共享引腳210 傳輸刷屏數據到所述IXD顯示屏220顯示；所述與非閃存230用來存儲數據，所述與非閃存控制器232通過所述共享引腳210 對所述與非閃存230進行讀寫操作；所述SD卡240用來存儲數據或者提供某種功能，可以是SD存儲卡，也可以是SDIO 擴展卡。所述SD控制器242通過所述共享引腳210對所述SD卡240進行讀寫操作。所述引腳控制器212包括一個計數器，用來調度所述IXD控制器222、與非閃存 (Nandflash)控制器232和SD控制器242對所述共享引腳210的請求，以便所述IXD顯示 屏220、與非閃存(Nandflash) 230和SD卡240與系統的存儲器等設備交互數據。當所述計 數器達到預定值時，所述引腳控制器212可以響應與非閃存(Nandflash)控制器232和SD 控制器242對共享引腳210的請求；當所述計數器大于等于預定值時，所述引腳控制器212 只響應LCD控制器222對共享引腳210的請求；并且在一次LCD刷屏數據傳輸完畢后，所述 計數器歸零并重新計時。所述IXD顯示屏220用來顯示數據，所述IXD顯示屏220還包括內部RAM (顯示屏 緩存)，即所述LCD顯示屏220對傳輸速度沒有特殊要求。所述LCD控制器222通過共享引 腳210傳輸刷屏數據到LCD顯示屏220顯示，刷屏數據刷新方式有兩種幀刷新刷屏數據每隔一段時間發送一幀刷屏數據，需要所述LCD控制器222向所 述引腳控制器212請求所述共享引腳210使用權，在請求被響應后所述LCD控制器222通 過所述共享引腳210從系統的存儲器發送一幀刷屏數據到所述IXD顯示屏220 ；行刷新刷屏數據每隔一段時間發送一幀刷屏數據，所述一幀刷屏數據包括若干 行刷屏數據。在一個實施例中，所述IXD顯示屏分辨率為320*240，所以一幀刷屏數據包括 240行刷屏數據。每行刷屏數據刷新都要所述LCD控制器222向所述引腳控制器212請求 所述共享引腳210使用權，在請求被響應后所述LCD控制器222通過所述共享引腳210從 系統的存儲器發送一行刷屏數據到所述IXD顯示屏220。一般情況下，動態圖像刷屏數據的頻率應該大于等于30幀/秒。較佳的，所述與非閃存(Nandflash) 230用來存儲數據，所述與非閃存 (Nandflash)控制器232通過共享引腳210傳輸數據到與非閃存(Nandflash) 230進行讀寫 操作。在本發明中，所述與非閃存(Nandflash) 230與系統交互數據時，每次傳輸的數據塊 單元大小較短，以避免使用共享引腳210傳輸數據時占用較多時間，在一個實施例中，所述數據塊單元大小小于等于2048字節，比如512bytes或1024bytes。當系統需要讀寫所述與 非閃存(Nandflash) 230時，需要所述與非閃存(Nandflash)控制器232向所述引腳控制器 212請求所述共享引腳210使用權，在請求被響應后所述與非閃存(Nandflash)控制器232 通過所述共享引腳210進行系統與所述與非閃存(Nandflash) 230之間的數據交互。較佳的，所述SD卡240可以是SD存儲卡，也可以是SD功能卡(SDI0擴展卡)，用 來存儲數據或者提供某種外設功能，所述SD控制器242通過共享引腳210傳輸數據到所述 SD卡242進行讀寫操作。在本發明中，所述SD卡240與系統交互數據時，每次傳輸的數據 塊單元大小較短，以避免使用共享引腳210傳輸數據時占用較多時間，在一個實施例中，所 述數據塊單元大小小于等于2048字節，比如512bytes或1024bytes。當系統需要讀寫所述 SD卡240時，需要SD控制器242向引腳控制器212請求所述共享引腳210使用權，在請求 被響應后所述SD控制器242通過所述共享引腳210進行系統與所述SD卡150之間的數據 交互。在一個實施例中，所述SD卡240使用共享引腳210進行一次數據傳輸的時間小于所 述LCD顯示屏刷屏周期的十分之一。請參考圖3，其示出了本發明的引腳共享方法300的在一個實施例中的方法流程 圖。所述方法300包括。
步驟302，所述引腳控制器等待主要功能模塊控制器的請求；步驟304，如果有主要功能模塊控制器的請求，則響應主要功能模塊控制器的請 求，將共享引腳的使用權交給所述主要功能模塊控制器直到本次傳輸完畢；步驟306，在所述主要功能模塊控制器使用完畢后，計數器開始計時；步驟308，所述引腳控制器判斷計數器是否達到預定值；如果計數器達到了預定值，則返回步驟302 ；如果計數器沒有達到預定值，則步驟310，等待次要功能模塊控制器請求；步驟312，如果有次要功能模塊控制器的請求，則響應次要功能模塊控制器的請 求，將共享引腳的使用權交給所述其他模塊直到本次傳輸完畢。在傳輸完畢后，所述引腳控制器返回步驟308檢測計數器是否達到預定值。在一個實施例中，所述主要功能模塊是LCD顯示屏；所述主要功能模塊控制器是 LCD控制器；所述次要功能模塊是SD卡和與非閃存(Nandflash)；所述次要功能模塊控制 器是SD控制器和Nandflash控制器。在步驟304中，所述LCD控制器向所述引腳控制器發出的請求，可能是一幀刷屏數 據的傳輸請求，也可能是包括若干行刷屏數據的一幀刷屏數據的傳輸請求，所述的本次傳 輸完畢是指一幀刷屏數據傳輸完畢。在步驟308中，所述預定值是指用戶設置的一個數值，所述預定值小于等于所述 顯示屏的幀刷屏周期與一幀圖像數據傳輸所需時間的差值，或所述預定值小于等于所述顯 示屏的行刷屏周期與一行圖像數據傳輸所需時間的差值。在一個實施例中，所述次要功能 模塊控制器每次使用所述功能引腳傳輸數據時，傳輸的數據量不超過2048字節。如一般情 況下，動態圖像刷屏數據的頻率應該大于等于30幀/秒。在一個實施例中，所述LCD顯示 屏的刷屏頻率為30幀/秒，刷屏周期為1/30秒，一幀圖像刷新需要0. 002秒，我們設定所 述預定值等于0. 03秒；在另一個實施例中，所述LCD顯示屏的刷屏頻率為30幀/秒，刷屏周期為0. 025，一幀圖像刷新需要0. 0005秒，我們設定所述預定值等于0. 024秒。這樣可以保證每次刷屏數據需要傳輸時，所述LCD控制器都能請求到所述共享引腳的使用權。在步驟312中，所述SD控制器和與非閃存(Nandflash)控制器在獲得共享引腳的 使用權后進行一次數據傳輸，一次數據傳輸占用共享引腳的時間較短。在一個實施例中，所 述SD控制器和與非閃存(Nandflash)控制器在獲得共享引腳的使用權后進行一次數據傳 輸的時間不超過所述LCD顯示屏刷屏周期的十分之一；在一個實施例中，我們設定所述一 次數據傳輸只傳輸一個數據塊，每個數據塊大小為512byte ；在另一個實施例中，我們設定 所述SD控制器一次數據傳輸只傳輸一個數據塊，每個數據塊大小為512byte，所述與非閃 存(Nandflash)控制器一次數據傳輸只傳輸一個數據塊，每個數據塊大小為528byte。在步驟312中的一次數據傳輸完畢后，所述引腳控制器再次檢測計數器是否達到 了預定值，然后循環上述步驟，特別地，當一次數據傳輸中，計數器已經達到了預定值，此時 所述引腳控制器并不強行將所述共享引腳的使用權收回，必須等到該次數據傳輸后，所述 引腳控制器才檢測計數器的數值是否達到了預定值并按照檢測結果進行下一步操作。應當認識到，通過修改計數器的計數方式本發明還可以有其他實現方式。在一個 實施例中，所述計數器每次達到預定值時就開始重置并重新計時；在另外一個實施例中，所 述計數器達到預定值后并在接收到主要功能模塊請求時開始重置并重新計時等等。這些改 動都未脫離本發明的發明實質，即都應當是本發明的保護范圍。上述說明已經充分揭露了本發明的具體實施方式
。需要指出的是，熟悉該領域的 技術人員對本發明的具體實施方式
所做的任何改動均不脫離本發明的權利要求書的范圍。 相應地，本發明的權利要求的范圍也并不僅僅局限于所述具體實施方式
。
權利要求
一種引腳共享裝置，其特征在于，其包括共享引腳；主要功能模塊及主要功能模塊控制器，所述主要功能模塊與所述主要功能模塊控制器通過所述共享引腳交互數據；次要功能模塊及次要功能模塊控制器，所述次要功能模塊與所述次要功能模塊控制器通過所述共享引腳交互數據；引腳控制器，包括一個計數器，當計數器未達到預定值時，可響應所述次要功能模塊控制器對所述共享引腳的請求，當計數器達到預定值時，則僅可響應所述主要功能模塊控制器對所述共享引腳的請求，所述計數器在所述主要功能模塊控制器使用所述共享引腳完畢后重置并開始重新計數。
2.根據權利要求1所述的引腳共享裝置，其特征在于所述主要功能模塊是顯示屏，所 述主要功能模塊控制器是顯示屏控制器，所述顯示屏控制器通過所述共享引腳傳輸屏幕數 據到所述顯示屏顯示。
3.根據權利要求2所述的引腳共享裝置，其特征在于根據顯示屏連續兩次使用所述 共享引腳之間的時間間隔設置所述預定值。
4.根據權利要求1所述的引腳共享裝置，其特征在于所述次要功能模塊是SD存儲卡 或與非閃存，所述次要功能模塊控制器是SD控制器或與非閃存控制器，所述SD控制器通過 所述共享引腳對所述SD存儲卡進行讀寫操作，所述與非閃存控制器通過所述共享引腳對 所述與非閃存進行讀寫操作。
5.根據權利要求1所述的引腳共享裝置，其特征在于所述次要功能模塊控制器每次 使用所述功能引腳傳輸數據時，傳輸的數據量不超過2048字節。
6.根據權利要求2所述的引腳共享裝置，其特征在于所述次要功能模塊控制器每次 使用所述功能引腳的時長為所述顯示屏的刷屏周期的N分之1，N為大于2的正數。
7.一種引腳共享方法，所述引腳為主要功能模塊及主要功能模塊控制器或次要功能模 塊及次要功能模塊控制器提供數據傳輸通道，其特征在于，其包括判斷一計數器的計數值是否到達預定值，其中所述計數器根據時鐘不斷地進行計數；如果到達所述預定值，則僅可響應所述主要功能模塊控制器對所述引腳的請求，并在 所述主要功能模塊控制器使用所述引腳完畢后重置所述計數器以使其重新開始計數；如果未達所述預定值，則可響應所述次要功能模塊控制器對所述引腳的請求。
8.根據權利要求7所述的引腳共享方法，其特征在于，所述主要功能模塊是顯示屏，所 述主要功能模塊控制器是顯示屏控制器，所述顯示屏控制器通過所述引腳傳輸屏幕數據到 所述顯示屏顯示，所述次要功能模塊是SD存儲卡或與非閃存，所述次要功能模塊控制器是 SD控制器或與非閃存控制器，所述SD控制器通過所述引腳對所述SD存儲卡進行讀寫操作， 所述與非閃存控制器通過所述引腳對所述與非閃存進行讀寫操作。
9.根據權利要求7所述的引腳共享方法，其特征在于，所述次要功能模塊控制器每次 使用所述功能引腳傳輸數據時，傳輸的數據量不超過2048字節。
10.根據權利要求8所述的引腳共享方法，其特征在于，根據顯示屏連續兩次使用所述 共享引腳之間的時間間隔設置所述預定值。
全文摘要
本發明揭露了一種引腳共享裝置及方法，所述裝置包括共享引腳、主要功能模塊及主要功能模塊控制器、次要功能模塊及次要功能模塊控制器、引腳控制器。所述引腳控制器還包括一個計數器，通過判斷計數器的計數值是否到達預定值，其中所述計數器根據時鐘不斷地進行計數；如果到達所述預定值，則僅可響應所述主要功能模塊控制器對所述引腳的請求，并在所述主要功能模塊控制器使用所述引腳完畢后重置所述計數器以使其重新開始計數；如果未達所述預定值，則可響應所述次要功能模塊控制器對所述引腳的請求。本發明結構簡單易于實現，有效提高芯片集成度并提高了引腳利用效率，使芯片成本明顯降低。
文檔編號H01L25/00GK101840915SQ20101016501
公開日2010年9月22日 申請日期2010年5月7日 優先權日2010年5月7日
發明者馮備戰 申請人:無錫中星微電子有限公司