接口電路及串行接口存儲器的存取模式選擇方法
【專利摘要】本發(fā)明公開了一種接口電路及串行接口存儲器的存取模式選擇方法，接口電路包括控制器、倍頻時脈產(chǎn)生器、選擇器以及時脈控制器?？刂破鹘邮湛刂泼?。控制器并解碼控制命令以產(chǎn)生倍頻時脈致動信號，時脈控制器依據(jù)倍頻時脈致動信號產(chǎn)生模式切換信號。倍頻時脈產(chǎn)生器接收系統(tǒng)時脈信號以及倍頻時脈致動信號，并依據(jù)倍頻時脈致動信號對系統(tǒng)時脈信號進行倍頻動作以產(chǎn)生倍頻時脈信號。選擇器接收系統(tǒng)時脈信號、倍頻時脈信號以及模式切換信號，依據(jù)模式切換信號選擇時脈信號或倍頻時脈信號以作為串行接口存儲器的選中存取時脈。
【專利說明】接口電路及串行接口存儲器的存取模式選擇方法

【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001] 本發(fā)明是有關(guān)于一種接口電路，且特別是有關(guān)于一種可進行單傳輸速率以及雙傳 輸速率的存取模式間進行切換的接口電路。

【背景技術(shù)】
[0002] 隨著電子技術(shù)的進步，消費性電子產(chǎn)品成為人們生活中不可缺少的必要工具。而 為了提供電子產(chǎn)品進行必要資訊的記錄功能，多種存儲器因應(yīng)而生。在非揮發(fā)式存儲器的 領(lǐng)域中，一種利用串行周邊接口（serial peripheral interface, SPI)作為傳輸接口的快 閃存儲器被提出。這種具有串行周邊接口的快閃存儲器可以利用很少的腳位來進行足夠量 的數(shù)據(jù)存取動作，有效降低電路面積的需求量。然而，相對的，通過串行接口來進行數(shù)據(jù)存 取，該如何使數(shù)據(jù)的存取可以更快速的被執(zhí)行，是本領(lǐng)域設(shè)計者的一大課題。
[0003] 在現(xiàn)有的【技術(shù)領(lǐng)域】中，在針對串行周邊接口的快閃存儲器進行存取時，可以通過 增加硬件的腳位，來進行一次多比特的數(shù)據(jù)存取，但這種方式顯然需要增加電路面積以及 封裝顆粒大小，而影響產(chǎn)品的成本。另外，現(xiàn)有的【技術(shù)領(lǐng)域】也通過加快串行周邊接口的快閃 存儲器的系統(tǒng)頻率來增快其存取效率，但如此一來，整個快閃存儲器都必須要設(shè)計為可以 在較大系統(tǒng)頻率范圍下正常動作，這樣的設(shè)計往往也需要較大的電路面積方能完成，且也 須受限于系統(tǒng)所能運作的最大頻率。


【發(fā)明內(nèi)容】

[0004] 本發(fā)明提供一種接口電路，可使串行接口存儲器有彈性的在單向存取模式以及雙 向存取模式間進行切換，以達到雙倍傳輸速率的效果。
[0005] 本發(fā)明提供一種串行接口存儲器的存取模式選擇方法，使串行接口存儲器進行單 向存取模式以及雙向存取模式的切換動作。
[0006] 本發(fā)明的接口電路，適用于串行接口存儲器，接口電路包括控制器、倍頻時脈產(chǎn)生 器、選擇器以及時脈控制器?？刂破黢罱哟薪涌诳刂菩盘?，接收控制命令?？刂破鞑⒔?碼控制命令以產(chǎn)生倍頻時脈致動信號，時脈控制器依據(jù)倍頻時脈致動信號產(chǎn)生模式切換信 號。倍頻時脈產(chǎn)生器耦接控制器。倍頻時脈產(chǎn)生器接收系統(tǒng)時脈信號以及倍頻時脈致動信 號，并依據(jù)倍頻時脈致動信號對系統(tǒng)時脈信號進行倍頻動作以產(chǎn)生倍頻時脈信號。選擇器 耦接倍頻時脈產(chǎn)生器及時脈控制器，接收系統(tǒng)時脈信號、倍頻時脈信號以及模式切換信號， 依據(jù)模式切換信號選擇時脈信號或倍頻時脈信號以作為串行接口存儲器的選中存取時脈。 同時接口電路也由單向存取模式進入雙向存取模式。
[0007] 本發(fā)明的串行接口存儲器的存取模式選擇方法包括：接收由串行接口控制信號傳 送的控制命令，并解碼控制命令以產(chǎn)生倍頻時脈致動信號以及模式切換信號；并且，依據(jù)倍 頻時脈致動信號對系統(tǒng)時脈信號進行倍頻動作以產(chǎn)生倍頻時脈信號；以及，依據(jù)模式切換 信號選擇該時脈信號或倍頻時脈信號以作為串行接口存儲器的選中存取時脈。
[0008] 基于上述，本發(fā)明提供接口電路以針對串行接口控制信號傳送的控制命令進行解 碼以產(chǎn)生倍頻時脈致動信號，并通過時脈控制器產(chǎn)生模式切換信號。并通過模式切換信號 來決定是否通過預(yù)定的時序排程以產(chǎn)生倍頻時脈信號以作為選中存取時脈，來作為進行串 行接口存儲器的內(nèi)部存取的時脈信號。如此一來，串行接口存儲器可有彈性的選擇單向數(shù) 據(jù)傳輸或雙向數(shù)據(jù)傳輸?shù)膩磉M行存取，提升串行接口存儲器數(shù)據(jù)傳輸?shù)男堋?br> [0009] 為讓本發(fā)明的上述特征和優(yōu)點能更明顯易懂，下文特舉實施例，并配合所附圖式 作詳細說明如下。

【專利附圖】

【附圖說明】
[0010] 圖1繪示本發(fā)明一實施例的接口電路的示意圖。
[0011] 圖2繪示本發(fā)明實施例的控制器的一實施方式的示意圖。
[0012] 圖3繪示本發(fā)明一實施例的串行接口存儲器的存取模式選擇方法的流程圖。
[0013] 圖4繪示的本發(fā)明再一實施例的串行接口存儲器的存取模式選擇方法的流程圖。
[0014] 其中，附圖標記說明如下：
[0015] 100:接 口電路
[0016] 110:控制器
[0017] 120:倍頻時脈產(chǎn)生器
[0018] 130:選擇器
[0019] 140:時脈緩沖器
[0020] 150:時脈控制器
[0021] 210 :命令暫存器
[0022] 220 :命令解碼器
[0023] 230 :地址暫存器
[0024] 240 :數(shù)據(jù)暫存器
[0025] 250 :讀取延遲控制器
[0026] 260 :地址計數(shù)器
[0027] 270:時序控制器
[0028] MSI :模式切換信號
[0029] MS :倍頻時脈致動信號
[0030] SCK :系統(tǒng)時脈信號
[0031] DSCK:倍頻時脈信號
[0032] CKIN :選中存取時脈
[0033] SPS :串行接口控制信號
[0034] RCNT:時脈數(shù)
[0035] ADDINI :初始存取地址

【具體實施方式】
[0036] 以下請參照圖1，圖1繪示本發(fā)明一實施例的接口電路100的示意圖。接口電路 100是用于串行接口存儲器，例如是串行周邊接口的快閃存儲器。接口電路100包括控制器 110、倍頻時脈產(chǎn)生器120、時脈控制器150以及選擇器130。控制器110接收串行接口控制 信號SPS，控制器110并接收控制命令?？刂破?10并解碼控制命令以產(chǎn)生倍頻時脈致動 信號MS，并通過時脈控制器150來產(chǎn)生模式切換信號MSI。其中，當控制命令指示倍頻時脈 產(chǎn)生器120要對系統(tǒng)時脈信號SCK進行倍頻動作時，倍頻時脈致動信號MS及模式切換信號 MSI可以是相同的。倍頻時脈產(chǎn)生器120耦接控制器110。倍頻時脈產(chǎn)生器120接收系統(tǒng) 時脈信號SCK以及倍頻時脈致動信號MS。倍頻時脈產(chǎn)生器120并依據(jù)倍頻時脈致動信號 MS對系統(tǒng)時脈信號SCK進行倍頻動作以產(chǎn)生倍頻時脈信號DSCK，倍頻時脈信號DSCK將同 步于系統(tǒng)時脈信號SCK的上或下觸發(fā)緣。選擇器130則耦接倍頻時脈產(chǎn)生器120及時脈控 制器150。選擇器130接收系統(tǒng)時脈信號SCK、倍頻時脈信號DSCK以及模式切換信號MSI。 選擇器130依據(jù)模式切換信號MSI選擇時脈信號SCK或倍頻時脈信號DSCK以作為串行接 口存儲器的選中存取時脈CKIN。
[0037] 具體來說明，在本實施例中，控制器110可以接收使用者通過串行接口控制信號 SPS所傳送的控制命令，并且，控制器110可針對所接收到的控制命令進行解碼動作，并判 讀其所接收到的控制命令是否為設(shè)定串行接口快閃存儲器存取模式的命令，在本實施例 中，單向存取模式通過存取時脈CKIN的上升緣或下降緣進行存取，雙向存取模式則通過存 取時脈CKIN的上升緣及下降緣進行存取。若控制器110判讀出所接收到的控制命令是要 針對串行接口快閃存儲器的存取模式的進行設(shè)定時，則依據(jù)這個控制命令來產(chǎn)生倍頻時脈 致動信號MS以及模式切換信號MSI。舉例來說，當控制器110判讀出所接收到的控制命令 式設(shè)定串行接口快閃存儲器為雙向存取模式時，控制器110可以產(chǎn)生例如等于邏輯高電平 的模式切換信號MS1，相對的，當控制器110判讀出所接收到的控制命令式設(shè)定不包含串行 接口快閃存儲器為雙向存取模式時，控制器110可以產(chǎn)生例如等于邏輯低電平的模式切換 信號MSI。當然，上述模式切換信號MSI的邏輯高、低電平與傳輸速率模式的關(guān)系可以由設(shè) 計者自行決定，不受限于上述的范例。
[0038] 承續(xù)上述的范例，當倍頻時脈產(chǎn)生器120接收到等于邏輯高電平的倍頻時脈致動 信號MS時，則被啟動以針對所接收的系統(tǒng)時脈信號SCK執(zhí)行倍頻動作，并通過這個倍頻動 作來產(chǎn)生倍頻時脈信號DSCK。在此，倍頻時脈產(chǎn)生器120可以針對系統(tǒng)時脈信號SCK進行 2倍頻來產(chǎn)生倍頻時脈信號DSCK。亦或者，倍頻時脈產(chǎn)生器120也可以針對系統(tǒng)時脈信號 SCK進行偶數(shù)倍（例如2的N次方，N為正整數(shù)）的倍頻動作。
[0039] 當讀寫指令結(jié)束后，倍頻時脈產(chǎn)生器120將接收到等于邏輯低電平的模式切換信 號MS1，倍頻時脈產(chǎn)生器120可以被禁能而停止工作，以節(jié)省不必要的電能消耗。
[0040] 選擇器130則同時接收系統(tǒng)時脈信號SCK以及倍頻時脈信號DSCK，并依據(jù)模式切 換信號MSI來在預(yù)定時脈排程選擇系統(tǒng)時脈信號SCK以及倍頻時脈信號DSCK的其中之一 以作為選中存取時脈CKIN。承續(xù)前述的范例，當模式切換信號MSI為邏輯高電平時，選擇器 130可選擇倍頻時脈信號DSCK以作為選中存取時脈CKIN，相對的，當模式切換信號MSI為 邏輯低電平時，選擇器130可選擇系統(tǒng)時脈信號SCK以作為選中存取時脈CKIN。
[0041] 附帶一提的，選中存取時脈CKIN被用來提供至串行接口快閃存儲器中以進行數(shù) 據(jù)讀取或數(shù)據(jù)寫入的動作。因此，本實施例中，雖僅有串行接口快閃存儲器中與數(shù)據(jù)存取相 關(guān)的硬件會工作在相對高頻的倍頻時脈信號DSCK。但，串行接口快閃存儲器內(nèi)部也僅需要 單一個時脈信號源（系統(tǒng)時脈信號SCK，即此選中存取時脈CKIN)。也就是說，通過接口電 路100,也可不需要增加大量的硬件的電路的條件下，串行接口快閃存儲器可動態(tài)的切換其 數(shù)據(jù)存取的傳輸速率。
[0042] 在另一方面，接口電路100還包括時脈緩沖器140。時脈緩沖器140耦接在選擇器 130以及倍頻時脈產(chǎn)生器120接收系統(tǒng)時脈信號SCK的路徑間，作為系統(tǒng)時脈信號SCK進行 傳輸時的緩沖電路。
[0043] 以下請參照圖2,圖2繪示本發(fā)明實施例的控制器110的一實施方式的示意圖?？?制器110包括命令暫存器210、命令解碼器220、地址暫存器230、數(shù)據(jù)暫存器240、讀取延遲 控制器250、地址計數(shù)器260以及時序控制器270。命令暫存器210由串行接口控制信號 SPS接收控制命令并暫存控制命令。命令解碼器220耦接命令暫存器210以接收控制命令， 并解碼控制命令以產(chǎn)生倍頻時脈致動信號MS。且命令暫存器210則是用來暫存由串行接口 信號SPS所接收的控制命令。地址暫存器230根據(jù)不同讀寫指令在特定區(qū)間中接收串行接 口信號SPS，并通過串行接口信號SPS來獲得串行接口存儲器的初始存取地址ADDINI，并將 初始存取地址ADDINI暫存在地址暫存器230中。數(shù)據(jù)暫存器240同樣也根據(jù)不同讀寫指 令在特定時脈區(qū)間中接收串行接口信號SPS，并通過串行接口信號SPS來獲得要寫入串行 接口存儲器的數(shù)據(jù)，并暫存對串行接口存儲器進行寫入動作的暫存數(shù)據(jù)在數(shù)據(jù)暫存器240 中。
[0044] 在另一方面，命令解碼器220還可耦接至控制器110外的模式狀態(tài)暫存存儲器 201。其中，預(yù)設(shè)控制命令可以預(yù)先被儲存在模式狀態(tài)暫存存儲器201中。模式狀態(tài)暫存存 儲器201并傳送預(yù)設(shè)命令參數(shù)至命令解碼器220以共同進行命令解碼動作，以根據(jù)預(yù)設(shè)值 設(shè)定不同的時脈轉(zhuǎn)換排程來產(chǎn)生倍頻時脈致動信號MS。
[0045] 地址計數(shù)器260則耦接地址暫存器230,并接收初始存取地址ADDINI以及選中存 取時脈CKIN。地址計數(shù)器260并以初始存取地址ADDINI為計數(shù)起點以依據(jù)選中存取時脈 CKIN進行地址計數(shù)動作。
[0046] 另外，命令暫存器210、地址暫存器230及數(shù)據(jù)暫存器240均接收選中存取時脈 CKIN以作為操作時脈信號。換句話說，當串行接口存儲器選擇雙向存取模式進行工作時，命 令暫存器210、地址暫存器230以及數(shù)據(jù)暫存器240的工作速率可以同步加倍。
[0047] 附帶一提的，讀取延遲控制器250耦接至命令暫存器210。讀取延遲控制器250可 以依據(jù)命令暫存器210所暫存的控制命令來決定串行接口存儲器進行讀取時的讀取延遲 的時脈數(shù)RCNT。
[0048] 以下請參照圖3,圖3繪示本發(fā)明一實施例的串行接口存儲器的存取模式選擇方 法的流程圖。其中，在步驟S310中，接收由串行接口控制信號傳送的控制命令，并解碼控制 命令以產(chǎn)生倍頻時脈致動信號，以通過時序控制產(chǎn)生模式切換信號。并且，在步驟S320中， 則依據(jù)倍頻時脈致動對系統(tǒng)時脈信號進行倍頻動作以產(chǎn)生倍頻時脈信號。在步驟S330中， 再依據(jù)模式切換信號選擇該時脈信號或倍頻時脈信號以作為串行接口存儲器的選中存取 時脈。
[0049] 為更仔細說明本發(fā)明實施例的動作細節(jié)，以下請參照圖4繪示的本發(fā)明再一實施 例的串行接口存儲器的存取模式選擇方法的流程圖。在步驟410中，先以單向傳輸速率模 式接收控制命令，再于步驟S420中判斷控制命令是否需切換為雙向存取模式。若判斷的結(jié) 果為需切換為雙向存取模式時，則執(zhí)行步驟S421以進行解碼雙向存取模式的相關(guān)命令，并 在步驟S422啟動倍頻時脈產(chǎn)生器以產(chǎn)生倍頻時脈信號，并在預(yù)定時程切換倍頻時脈信號 為選中存取時脈信號。接著，在步驟S423進行要對串行接口存儲器進行讀出或?qū)懭霐?shù)據(jù)的 判斷，若判斷結(jié)果為數(shù)據(jù)讀出，則進行步驟S4251以執(zhí)行讀出命令。在完成步驟S4251的讀 出命令后則在步驟S4252關(guān)閉倍頻時脈產(chǎn)生器以停止產(chǎn)生倍頻時脈信號，并回復原時脈信 號為選中存取時脈信號，且進入步驟S430來進入待機狀態(tài)。相對的，若步驟S423判斷出 要進行數(shù)據(jù)寫入動作時，則執(zhí)行步驟S4241來以雙向存取模式寫入數(shù)據(jù)，當步驟S4241完成 后，并在步驟S4242關(guān)閉倍頻時脈產(chǎn)生器以停止產(chǎn)生倍頻時脈信號，且在步驟S4243執(zhí)行串 行接口存儲器的內(nèi)部寫入動作。最后，在數(shù)據(jù)的寫入動作都完成后，進入步驟S430來進入 待機狀態(tài)。
[0050] 此外，若步驟S420判斷的結(jié)果為否時，則進行步驟S427以單向存取模式來執(zhí)行寫 入或讀取的命令，并在完成所要執(zhí)行的寫入或讀取的命令后，進入步驟S430來進入待機狀 態(tài)。
[0051] 綜上所述，本發(fā)明提供接口電路來提供使用者可動態(tài)選擇利用單向存取模式或是 雙向存取模式來進行串行接口存儲器的數(shù)據(jù)的存取動作。如此一來，串行接口存儲器的存 取速率可以更依據(jù)使用者的需求來進行動態(tài)的調(diào)整，有效提升串行接口存儲器的整體效 率。
【權(quán)利要求】
1. 一種接口電路，適用于一串行接口存儲器，包括： 一控制器，接收一串行接口控制信號，接收一控制命令，該控制器并解碼該控制命令以 產(chǎn)生一倍頻時脈致動信號； 一時脈控制器，耦接該控制器，接收并依據(jù)該倍頻時脈致動信號來產(chǎn)生一模式切換信 號； 一倍頻時脈產(chǎn)生器，耦接該控制器，該倍頻時脈產(chǎn)生器接收一系統(tǒng)時脈信號以及該倍 頻時脈致動信號，并依據(jù)該倍頻時脈致動信號對該系統(tǒng)時脈信號進行倍頻動作以產(chǎn)生一倍 頻時脈信號；以及 一選擇器，耦接該倍頻時脈產(chǎn)生器及該時脈控制器，接收該系統(tǒng)時脈信號、該倍頻時脈 信號以及該模式切換信號，依據(jù)該模式切換信號選擇該時脈信號或該倍頻時脈信號以作為 該串行接口存儲器的一選中存取時脈。
2. 如權(quán)利要求1所述的接口電路，其中該控制命令指示該串行接口存儲器進入一雙向 存取模式時，該控制器通過所產(chǎn)生的該倍頻時脈致動信號使該倍頻時脈產(chǎn)生器產(chǎn)生該倍頻 時脈信號，并使該選擇器選擇該倍頻時脈信號以作為該選中存取時脈。
3. 如權(quán)利要求1所述的接口電路，其中該控制命令指示該串行接口存儲器進入一單向 存取模式時，該控制器通過所產(chǎn)生的該倍頻時脈致動信號使該倍頻時脈產(chǎn)生器停止產(chǎn)生該 倍頻時脈信號，并使該選擇器選擇該系統(tǒng)時脈信號以作為該選中存取時脈。
4. 如權(quán)利要求1所述的接口電路，其中該控制器包括： 一命令暫存器，由該串行接口控制信號接收該控制命令并暫存該控制命令；以及 一命令解碼器，耦接該命令暫存器以接收該控制命令，并解碼該控制命令以產(chǎn)生該倍 頻時脈致動信號。
5. 如權(quán)利要求4所述的接口電路，還包括： 一模式狀態(tài)暫存存儲器，耦接至該命令解碼器，用以提供該控制命令至該命令解碼器。
6. 如權(quán)利要求4所述的接口電路，其中該控制器還包括： 一地址暫存器，暫存該串行接口存儲器的一初始存取地址； 一數(shù)據(jù)暫存器，暫存對該串行接口存儲器進行存取動作的暫存數(shù)據(jù)；以及 一地址計數(shù)器，耦接該地址暫存器以及該選擇器，接收該初始存取地址以及該選中存 取時脈，并以該初始存取地址為計數(shù)起點以依據(jù)該選中存取時脈進行地址計數(shù)動作。
7. 如權(quán)利要求1所述的接口電路，其中還包括： 一時脈緩沖器，耦接在該選擇器及該倍頻時脈產(chǎn)生器接收該系統(tǒng)時脈信號的路徑間。
8. 如權(quán)利要求1所述的接口電路，其中還包括： 一讀取延遲控制器，耦接至該控制器及該倍頻時脈產(chǎn)生器，該讀取延遲控制器依據(jù)該 模式切換信號來控制該串行接口存儲器的讀取延遲。
9. 如權(quán)利要求1所述的接口電路，其中當該倍頻時脈產(chǎn)生器依據(jù)該倍頻時脈致動信號 進行倍頻動作時，該模式切換信號等于該倍頻時脈致動信號。
10. -種串行接口存儲器的存取模式選擇方法，包括： 接收由一串行接口控制信號傳送的一控制命令，并解碼該控制命令以產(chǎn)生一倍頻時脈 致動信號及一模式切換信號； 依據(jù)該倍頻時脈致動信號對該系統(tǒng)時脈信號進行倍頻動作以產(chǎn)生一倍頻時脈信號；以 及 依據(jù)該模式切換信號選擇該時脈信號或該倍頻時脈信號以作為該串行接口存儲器的 一選中存取時脈。
11. 如權(quán)利要求10所述的串行接口存儲器的存取模式選擇方法，其中，當該控制命令 指示該串行接口存儲器進入一雙向存取模式時，該倍頻時脈致動信號指示產(chǎn)生該倍頻時脈 信號，并選擇該倍頻時脈信號以作為該選中存取時脈。
12. 如權(quán)利要求10所述的串行接口存儲器的存取模式選擇方法，其中，當該控制命令 指示該串行接口存儲器進入一單向存取模式時，該倍頻時脈致動信號指示停止產(chǎn)生該倍頻 時脈信號，并選擇該系統(tǒng)時脈信號以作為該選中存取時脈。
13. 如權(quán)利要求10所述的串行接口存儲器的存取模式選擇方法，其中還包括： 暫存該串行接口存儲器的一初始存取地址； 暫存對該串行接口存儲器進行存取動作的暫存數(shù)據(jù)；以及 接收該初始存取地址以及該選中存取時脈，并以該初始存取地址為計數(shù)起點以依據(jù)該 選中存取時脈進行地址計數(shù)動作。
14. 如權(quán)利要求10所述的串行接口存儲器的存取模式選擇方法，其中還包括： 依據(jù)該模式切換信號來控制該串行接口存儲器的讀取延遲。
15. 如權(quán)利要求10所述的串行接口存儲器的存取模式選擇方法，其中當該倍頻時脈 致動信號指示對該系統(tǒng)時脈信號進行倍頻動作時，該模式切換信號等于該倍頻時脈致動信 號。
【文檔編號】G06F13/16GK104123247SQ201310153102
【公開日】2014年10月29日 申請日期:2013年4月27日 優(yōu)先權(quán)日:2013年4月27日
【發(fā)明者】林宏學, 林繼正 申請人:華邦電子股份有限公司