数据处理系统及其数据存取方法技术方案

一种数据处理系统及其数据存取方法；系统包括：微处理器、存储器及分别与它们连接的特殊应用晶片；该晶片的操作频率大于微处理器的操作频率；本方法包括步骤：微处理器产生各启动控制信号及第一地址信号；在各信号周期中，该晶片分别读取第一地址信号，并从存储器读取第一数据；转换第一数据为第二数据，将其回传至微处理器；微处理器将第三数据送至应用晶片，该晶片转换第三数据为第四数据，并依第二地址信号将第四数据储至存储器。（*该技术在2020年保护过期，可自由使用*）

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】
本专利技术有关一种数据处理系统，特别是一种可从外部系统下载(downloedable)的。在电脑系统的发展过程中，微处理器是一个使系统更具有弹性的核心部分。通过适当地修改微处理器所执行的程序码，可使产品的规格呈多样性的变化。目前通用的微处理器，如8051系列为标准的微处理器，常见于周边设备产品中。8051系列是一种微控制器，其具有完整的处理器单元、内嵌式的存储器以及输入/输出单元。其内部具有只读存储器(ROM)及随机存储器(RAM)，其分别储存程序及储存程序处理的数据。此外，可利用它们内建的多个输入/输出接口，提供多种扩充功能。例如可外接ROM或RAM，以扩充系统的存储空间；或者外接其它元件或电路，例如特殊应用晶片(Application SpecificIntegratei Circuit，ASlC)，以达到控制各种装置的需求。在个人电脑周边产品的应用上，如扫描器、数据机等等，其内部一般都具有如8051的微处理器。这种产品以微处理器作桥梁，把从个人电脑接口所接收的指令或数据，处理并转换为特殊应用晶片的指令，通过特殊应用晶片提供的功能来控制其他装置，如扫描装置、数据机或光盘驱动器内部的特殊装置。此外，通过微处理器把周边设备的输出与状态信号传送到个人电脑。在上述微处理器的应用中，常需要更新微处理器的程序码；最简单的做法是以烧录方式更改内部ROM的程序码，或者以外接的ROM来储存程序码，达到更新程序码的目的。可是，因为产品型号不同，会造成管理成本的增加。另一种做法是采用从外部下载程序的方法，这种方法一般应用在个人电脑的周边设备上，使周边设备从个人电脑下载程序码来达到更新程序码的目的。如附图说明图1所示，其中，一个从外部下载程序的系统10，其包括微处理器100、寄存器(latch)105、启始程序存储器(boot ROM)110、程序存储器(program memory)112、数据存储器(datamemory)114、特殊应用晶片(ASlC)150和存储器152。系统10连接外部电脑主机20，并下载一应用程序码。微处理器100用以控制特殊应用晶片150。特殊应用晶片150具有特殊用途，可提供多种功能，它接收微处理器100的指令或数据，用以处理数据或控制其它装置，并存取存储器152中的数据。为了储存下载(download)的程序码，微处理器100连接了快速存储器(Flash memory)或静态随机存储器(Static RAM)作为程序存储器112；其中静态只读存储器在每一次启动时必需做下载动作，这点和快速存储器不同。此外，还使用了一个静态只读存储器作为数据存储器114。为了可以下载程序码，此系统必需须执行启始程序码(boot code)，以使系统启动。启始程序码可以烧入在微处理器100内部的只读存储器里，或者如图1一样，储存在外接的只读存储器中。外接的只读存储器称为启始存储器110。在图1中，微处理器100是采用标准的8051系列微处理器。这种微处理器在外接程序存储器或数据存储器时，使用其中两组I/O接口(PORT 0和PORT 2)，组成一个地址/数据总线(address/data bus)。其中，PORT 0用以输出存储器地址的低位元组(lowbyte)或输出入数据。而PORT 2用以输出地址的高位元组(highbyte)。这样，外接存储器时，必须使用寄存器，如图1的寄存器105，把PORT 0输出的存储器地址的低位元组锁住，寄存器105的输出配合PORT 2把完整的16位元的存储器地址提供给存储器的地址总线。再以PORT 0读入外接存储器的输出。由于8051的特性，这种动作必须配合控制信号，包括地址寄存启动(address latch-enable，ALE)信号、程序储存启动(program store enable，PSEN)信号、数据读取(read strobe，RD)和数据写入(writestrobe，WR)信号来完成，其中，除地址寄存启动(ALE)信号外，其它信号皆以低电位表示致能(即active low)，下面不再叙述。下面以时序图来说明8051微处理器在读取指令或读取数据时，控制信号与时序脉冲的关系。请参考图2A，此图为8051微处理器由外部程序存储器提取指令的时序图。由图可知，在ALE信号的负缘时，总线的输出为有效的地址信号。ALE信号的负缘激发外接的寄存器105，将PORT 0输出的地址信号的低位元组寄存，而PORT 2则输出地址信号的高位元组。当PSEN为低位准电位(即逻辑信号O)时，启动外部的程序存储器112，而总线(即其中的PORT 0)用以输入数据，8051微处理器在PSEN由低电位转变为高电位时读入程序存储器的输出数据，并视为指令码执行。如图2A所示，在一个机器周期中有6个状态，即S1到S6，而且每个状态周期包含两个振荡周期，因此，一个机器周期共包含12个振荡周期。从图2A可以得知ALE在每个机器周期中出现两次，而且在每个机器周期内指令被提取两次。若此系统时序脉冲的一个振荡周期为T，则提取指令(即PSEN为低电位时)的脉冲宽度为T2，其中T2＝3T。如果系统的时序脉冲频率为12Mhz(8051系列的最大时脉频率)，则T＝83ns，且T2＝3T＝249ns。也就是说，外部程序存储器必需在时间3T(在本例中为249ns)内，对提取数据(即指令)要求作出回应，并输出数据(即指令)。另外，请参考图2B，此图为表示8051微处理器从外部数据存储器读取或写出数据的时脉图。其中，RD/WR信号是用来启动外接的数据存储器。当RD信号为致能状态时，数据存储器接收地址信号并输出数据，在RD信号的正缘时，8051微处理器通过总线，输入数据。而WR信号为致能状态时，微处理器的数据通过总线输出，存储器在WR信号的正缘时，把数据写入到存储器。当微处理器需要读入数据时，数据地址信号的低位元组部分输出到PORT 0，而其高位元组输出到PORT 2。此时ALE信号的负缘启动一个寄存器，把数据地址的低位元组部分锁住，利用寄存器提供及微处理器的PORT 2，把完整的数据地址提供给外部存储器，之后，控制信号RD处于低电位，用以启动外部的存储器，使其输出数据。如图2B所示，其中，RD在致能状态的时间为T4，其中T4＝6T。也就是说，外部的程序存储器必需在时间6T(在本例中的498ns)内对读取要求作回应，并输出数据。8051微处理器对外部的存储器存取数据的技术，属于现有技术，在此不再赘述。如前所述可知，要达到可从外部下载程序码的目的，由于微处理器在设计上的限制，必须增加存储器分别作为程序存储器或数据存储器用的功能，而且外部存储器的控制要满足时序上的要求。无论是采用静态随机存储器(SRAM)或快速存储器(flash memory)都会增加成本，由于增加外接的线路，会使整体系统成本增加。本专利技术的目的在于提供一种线路简单及成本低的数据处理系统，此数据处理系统可从外部电脑下载程序码。本专利技术的另一目的在于提供一种用于上述数据处理系统的数据存取方法。为达到上述目的，本专利技术采取如下技术措施本专利技术的一种数据处理系统，包括一个微处理器及一个存储器；其特征在于还包括一个连接微处理器的特殊应用晶片；微处理器，用于产生本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种数据处理系统，包括：一个微处理器及一个存储器；其特征在于：还包括一个连接微处理器的特殊应用晶片； 微处理器，用于产生地址寄存启动信号、外部程序存储器启动信号、读取启动信号、写入启动信号以及第一地址信号； 特殊应用晶片的操作频率大于微处理器的操作频率； 存储器连接特殊应用晶片； 数据处理系统利用特殊应用晶片自一个外部电脑系统下载微处理器的一个应用程序码，利用特殊应用晶片将应用程序码储存至存储器内的一个存储区域，并由特殊应用晶片将存储区域与微处理器定义的外部存储器地址空间相对应； 在ＡＬＥＮ信号的致能周期内，特殊应用晶片读取微处理器输出的第一地址信号，且将第一地址信号对应为存储区域的第二地址信号，并根据第二地址信号从存储器读取一个第一数据； （ａ）当ＰＭＥＮ信号为致能状态时，特殊应用晶片转换第一数据为第二数据并回传第二数据至微处理器； （ｂ）当ＲＤＥＮ信号为致能状态时，特殊应用晶片转换第一数据为一个第二数据并回传第二数据至微处理器；以及 （ｃ）当ＷＲＥＮ信号为致能状态时，微处理器将一个第三数据送至特殊应用晶片，特殊应用晶片转换第三数据为一个第四数据，并根据第二地址信号将第四数据储存至存储器。...

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】

【专利技术属性】
技术研发人员：黄永吉，
申请(专利权)人：扬智科技股份有限公司，
类型：发明
国别省市：71[中国|台湾]