專利名稱：存儲器控制器和存儲器控制方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及用于節(jié)省功耗的存儲器控制器，它在系統(tǒng)LSI空閑狀態(tài)下停止時鐘信號而與此同時又防止系統(tǒng)LSI內(nèi)集成的存儲器的破壞。
背景技術(shù)：
在邏輯LSI和微型計算機(jī)中，為了節(jié)省功耗，經(jīng)常在空閑時停止時鐘信號。邏輯LSI中所用存儲器主要是SRAM，它可與其他半導(dǎo)體方便地結(jié)合使用。SRAM基本上由觸發(fā)器單元組成，在LSI空閑時如果停止時鐘信號不會有什么問題。
最近，由于半導(dǎo)體工藝技術(shù)的進(jìn)步，不同半導(dǎo)體工藝制造的存儲器(例如DRAM和快閃存儲器)普遍被集成入一塊LSI內(nèi)。由于集成的DRAM限于LSI的尺寸，不具備集成存儲器的保護(hù)電路，所以需要根據(jù)用于控制DRAM所確定的程序運行。因此在包含DRAM的系統(tǒng)LSI中，需要采用不同于包含SRAM的邏輯LSI或微型計算機(jī)的方法來停止時鐘信號以節(jié)省功耗。
圖4示出了信號處理電路和控制信號生成電路(用于控制普通視頻電器中的信號處理電路)中時鐘信號停止控制的方法實例。以下借助圖4描述普通的時鐘信號停止控制方法。當(dāng)接收水平同步信號1時，信號處理電路101根據(jù)水平同步信號1完成各種信號處理。控制信號生成電路102在接收到水平同步信號1時生成各種控制信號，包括根據(jù)水平同步信號1的信號處理電路101的控制信號。
在這兩個電路內(nèi)部，有時鐘信號控制單元用于停止和重新啟動時鐘信號用于信號處理和控制信號產(chǎn)生。這些電路由邏輯LSI和SRAM組成。在這種結(jié)構(gòu)的普通視頻電器中，以下描述信號處理電路101和控制信號生成電路102的時鐘信號停止控制操作的方法。
信號處理電路101和控制信號生成電路102根據(jù)水平同步信號1操作。當(dāng)信號處理電路101和控制信號生成電路102從時鐘信號供給控制信號2接收與水平同步信號1不同步的時鐘信號中止命令時，立即響應(yīng)命令，信號處理電路101使時鐘信號控制單元停止時鐘信號。同樣，控制信號生成電路102也停止其內(nèi)部時鐘信號。
當(dāng)時鐘信號停止時，信號處理電路101和控制信號生成電路102暫時中止其操作，并且在時鐘信號供給控制信號2給出時鐘信號重新啟動命令時，立即響應(yīng)命令重新啟動時鐘信號供給，并且重新開始操作。因此，通過簡單地停止時鐘信號，信號處理電路101和控制信號生成電路102被設(shè)定為空閑狀態(tài)，并且節(jié)省了功耗。
在普通時鐘信號停止控制方法中，由于信號處理電路和控制信號生成電路由SRAM和邏輯電路組成，所以即使按照與水平同步信號不同步的時鐘信號供給控制信號來停止或重新啟動時鐘信號供給也不會有問題。
但是在LSI與具有邏輯狀態(tài)的諸如DRAM之類存儲器集成時，當(dāng)忽視存儲器邏輯狀態(tài)的異步時鐘信號供給控制信號輸入LSI并且根據(jù)這種信號停止時鐘信號供給時，存儲器單元可能遭到破壞。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的時鐘信號停止控制器，其中具有邏輯狀態(tài)的存儲器與用于視頻電器內(nèi)的LSI等集成在一起，其特征在于按照下列程序停止和重新啟動時鐘信號供給而不會破壞存儲器單元。
1)接收與水平同步信號不同步的時鐘信號供給控制信號作為基準(zhǔn)信號，產(chǎn)生與水平同步信號同步的時鐘信號供給控制信號。
2)對應(yīng)同步時鐘信號供給控制信號，只有在集成存儲器邏輯狀態(tài)為空閑狀態(tài)時停止時鐘信號。
3)在根據(jù)同步時鐘信號供給控制信號重新啟動時鐘信號之后，初始化集成存儲器。
本發(fā)明的存儲控制器為了控制對存儲器的時鐘信號供給，具有下列組成單元。
a)操作命令生成電路，用于根據(jù)輸入的水平同步信號生成控制集成存儲器的操作命令。
b)控制信號生成電路，用于通過接收與水平同步信號不同步的時鐘信號供給控制信號生成各種與水平同步信號同步的控制信號。
c)開機(jī)供電序列命令生成電路，用于根據(jù)來自控制信號生成電路的控制信號生成加電序列命令。
d)命令選擇器，用于根據(jù)來自控制信號生成電路的輸出信號從操作命令生成電路或加電序列命令生成電路選擇輸出信號并向集成存儲器輸出選定的信號。
e)時鐘信號截斷電路，用于根據(jù)來自控制信號生成電路的控制信號截斷從時鐘信號生成電路輸入集成存儲器內(nèi)的時鐘信號。
在這種結(jié)構(gòu)下，本發(fā)明具有如下特點。
在帶集成存儲器的系統(tǒng)LSI中，即使由與水平同步信號不同步的時鐘信號供給控制信號輸入時鐘信號中止命令信號，也總是在集成存儲器空閑狀態(tài)下停止時鐘信號供給。因此本發(fā)明利用時鐘信號停止功能可以節(jié)省系統(tǒng)LSI內(nèi)的功耗而不破壞集成存儲器。
附圖的簡要說明

圖1為本發(fā)明實施例的存儲器控制器框圖。
圖2為集成存儲器邏輯狀態(tài)轉(zhuǎn)移圖。
圖3為時序圖，它示出了當(dāng)時鐘信號供給停止和重新啟動時每個信號與集成存儲器激活狀態(tài)之間的關(guān)系。
圖4示出了執(zhí)行普通時鐘信號停止控制方法的電路實例。
實施發(fā)明的較佳方式以下借助附圖描述本發(fā)明實施例。圖2為集成存儲器的邏輯狀態(tài)轉(zhuǎn)移圖。以下借助圖2描述當(dāng)停止或重新啟動到集成存儲器的時鐘信號供給時存儲器的邏輯狀態(tài)轉(zhuǎn)移。
1)如圖2所示，集成存儲器的邏輯狀態(tài)包括激活狀態(tài)(例如進(jìn)行數(shù)據(jù)寫入或讀取操作的狀態(tài))、空閑狀態(tài)(例如不進(jìn)行數(shù)據(jù)寫入或讀取的操作)、中止時鐘信號供給的中止?fàn)顟B(tài)以及用于初始化的初始化狀態(tài)。
2)在從激活狀態(tài)至中止?fàn)顟B(tài)的轉(zhuǎn)移中，如圖2中單點劃線所示，存儲器控制器通過否操作(NOP)命令將集成存儲器設(shè)定為空閑狀態(tài)一次，并且通過中止命令信號CKS中止時鐘信號。
3)當(dāng)集成存儲器設(shè)定為激活狀態(tài)時，該狀態(tài)如圖2所示點劃線所示變化。首先通過由供給命令信號CKA重新啟動時鐘信號供給將處于中止?fàn)顟B(tài)的集成存儲器設(shè)定為空閑狀態(tài)，隨后由加電序列(POS)命令初始化集成存儲器。在完成初始化之后，由NOP命令將集成存儲器設(shè)定為空閑狀態(tài)。隨后，根據(jù)操作命令系列的初始化操作命令，集成存儲器設(shè)定為激活狀態(tài)。處于激活狀態(tài)下的存儲器根據(jù)連續(xù)給出的操作命令完成普通操作，例如數(shù)據(jù)讀取或?qū)懭搿?br> 以下描述在上述啟動或停止時鐘信號供給時的邏輯狀態(tài)轉(zhuǎn)移下用于存儲器控制的存儲器控制器和存儲器控制方法。在圖1中，本發(fā)明的存儲器控制器60包括操作命令生成電路10、控制信號生成電路20、加電序列命令(POS)生成電路30、命令選擇器40和時鐘信號截斷電路80，并且存儲器控制器60與集成存儲器50包含在與CPU和其他電路一起的單片系統(tǒng)LSI55中。
操作命令生成電路10根據(jù)作為基準(zhǔn)信號的輸入水平同步信號1產(chǎn)生用于控制集成存儲器50激活狀態(tài)的存儲器操作命令3。根據(jù)水平同步信號1的上升沿輸出存儲器操作命令3。存儲器操作命令3由將集成存儲器50設(shè)定為空閑狀態(tài)的NOP命令和完成普通操作的操作命令組成。操作命令3包括多個使集成讀取器50讀取和寫入數(shù)據(jù)的命令。
控制信號生成電路20接收與輸入的水平同步信號1不同步的時鐘信號供給控制信號2，并且產(chǎn)生與水平同步信號1同步的多個控制信號。多個控制信號包括同步的時鐘信號供給控制信號4、選擇信號5和加電序列(POS)啟動信號6。同步時鐘信號供給控制信號4被送至操作命令生成電路10和時鐘信號截斷電路80。選擇信號5被送至命令選擇器40。加電序列(POS)啟動信號6被送至POS命令生成電路30。時鐘信號供給控制信號2包括時鐘信號中止命令信號CKS1和時鐘信號供給命令信號CKA1。同步時鐘信號供給控制信號4包括時鐘信號中止命令信號CKS2和時鐘信號供給命令信號CKA2。
POS命令生成電路30根據(jù)POS啟動信號6的上升沿產(chǎn)生POS命令7，并初始化集成存儲器50。命令選擇器40根據(jù)選擇信號5改變存儲器操作命令3或POS命令7，并且向集成存儲器發(fā)送存儲器控制信號8。集成存儲器50根據(jù)存儲器控制信號8操作，并且通過NOP命令的輸入進(jìn)入空閑狀態(tài)。
命令選擇器40接收存儲器操作命令生成電路10和POS命令生成電路30的輸出信號，并且改變兩個輸入信號和根據(jù)選擇信號5輸出其中一個。
時鐘信號截斷電路80根據(jù)同步時鐘信號供給控制信號4通過或阻斷系統(tǒng)LSI55外部提供的時鐘信號生成電路70的時鐘信號9a，并向集成存儲器50發(fā)送時鐘信號9b。同步時鐘信號供給控制信號4包括用于指令時鐘信號截斷電路80提供時鐘信號的時鐘信號供給命令信號CKA2和用于指令阻斷時鐘信號的時鐘信號中止命令信號CKS2。以下借助圖3詳述具有圖1所示結(jié)構(gòu)的存儲器控制器的操作。
1)首先描述激活狀態(tài)的操作。
在激活狀態(tài)下，時鐘信號供給命令信號CKA1作為時鐘信號供給控制信號2而輸入，并且同步時鐘信號供給控制信號4為時鐘信號供給命令信號CAK2(圖3C)。因此時鐘信號被提供給集成存儲器(圖3D)。命令選擇器40根據(jù)選擇信號5選擇存儲器操作命令3(圖3F)。因此與水平同步信號同步的存儲器操作命令3(圖3A)被作為存儲器控制信號8輸入集成存儲器。當(dāng)接收水平同步信號時，操作命令生成電路10在規(guī)定時間之后發(fā)送操作命令。它還在開始輸出操作命令之前和在輸出操作命令之后(圖3G，I)發(fā)送NOP命令。因此，按照NOP命令，集成存儲器50在水平同步信號(圖3J)前后一直處于空閑狀態(tài)。
在NOP命令之后，多個操作命令依次連續(xù)發(fā)送，并且集成存儲器根據(jù)規(guī)定操作。雖然示意圖中未畫出，但是圖3G的操作包括多個命令。
另一方面，由于輸入POS啟動信號6處于高電平狀態(tài)(圖3E)，所以加電序列命令生成電路30總是發(fā)布NOP命令(圖3H)。
2)以下描述時鐘信號截斷操作。
當(dāng)時鐘信號中止命令信號CKS1按照與水平同步信號1異步的時序輸入時，控制信號生成電路20發(fā)送時鐘信號中止命令信號CKS1作為與水平同步信號1上升沿(圖3C)同步的時鐘信號中止命令信號CKS2。在圖中，時鐘信號供給控制信號2在低電平時意味著時鐘信號中止命令信號CKS1，而時鐘信號供給控制信號4在低電平時意味著時鐘信號中止命令信號CKS2。
在接收到時鐘信號中止命令信號CKS2之后，時鐘信號截斷電路80立即截斷時鐘信號9a，并且中止時鐘信號輸入集成存儲器50內(nèi)(圖3D)。集成存儲器50在中止時鐘信號供給時進(jìn)入中止?fàn)顟B(tài)(圖3J)。當(dāng)中止時鐘信號供給時，總是需要通過NOP命令使集成存儲器50進(jìn)入空閑狀態(tài)，但是在本實施例中，由于集成存儲器50已經(jīng)由NOP命令設(shè)定為空閑狀態(tài)，所以如果在輸入時鐘信號中止命令信號CKS2之后馬上中止時鐘信號則不會有問題。
由于選擇信號5在輸出時鐘信號中止命令信號CKS2的同時改變?yōu)榈碗娖?，所以命令選擇器40選擇POS命令生成電路30(圖3F)的輸出信號，并送至集成存儲器50。此時，存儲器操作命令3輸入命令選擇器40并且POS命令生成電路30的輸出信號為NOP命令(圖3G，H)。因此NOP命令一直發(fā)送至集成存儲器50(圖3I)。控制信號生成電路20將時鐘信號中止命令信號CKS2和POS啟動信號6同時設(shè)定為低電平(圖3E)。因此通過中止時鐘信號供給，節(jié)省了系統(tǒng)LSI55空閑狀態(tài)下的功耗。
3)最后描述時鐘信號供給重新啟動操作。
當(dāng)時鐘信號供給命令信號CKA1按照與水平同步信號1異步的時序輸入控制信號生成電路20時，電路20使時鐘信號供給命令CKA1與水平同步信號1的上升沿同步并且發(fā)送時鐘信號供給命令信號CKA2作為結(jié)果(圖3C)。在示意圖中，時鐘信號供給控制信號2為高電平時意味著時鐘信號供給命令信號CKA1，而時鐘信號供給控制信號4為高電平時意味著時鐘信號供給命令信號CKA2。
時鐘信號截斷電路80在接收到時鐘信號供給命令信號CKA2之后立即使時鐘信號9a通過并且使時鐘信號9b開始輸入集成存儲器50(圖3D)。集成存儲器50隨時鐘信號供給重新啟動而進(jìn)入空閑狀態(tài)(圖3J)。此時，存儲器控制信號8為POS命令生成電路30發(fā)送的NOP命令(圖3I)。
控制信號生成電路20在時鐘信號供給命令信號CAK2輸出之后的規(guī)定時間內(nèi)將POS啟動信號6設(shè)定為高電平(圖3E)。POS命令生成電路30接收POS啟動信號作為標(biāo)志，發(fā)送POS命令(圖3H)。集成存儲器50按照通過命令選擇器40傳送的POS命令初始化(圖3I，J)。在輸出POS命令之后，POS命令生成電路30發(fā)送NOP命令，并且使集成存儲器50進(jìn)入空閑狀態(tài)。
因此在時鐘信號供給重新啟動和存儲器初始化之后，控制信號生成電路20根據(jù)給出時鐘信號供給重新啟動時序的水平同步信號將選擇信號5改變?yōu)楦唠娖?。命令選擇器40根據(jù)選擇信號5改為選擇存儲器操作命令3。此時，輸入命令選擇器40的存儲器操作命令3和POS命令7都是NOP命令(圖3G，H)。因此即使選定信號改變，NOP命令也繼續(xù)發(fā)送至集成存儲器50(圖3I)。
操作命令根據(jù)給出時鐘信號供給命令信號CKA2時序的水平同步信號的下一水平同步信號發(fā)送操作命令，并且集成存儲器50開始讀取或?qū)懭霐?shù)據(jù)。
如上所述，按照本發(fā)明的存儲器控制器，在不破壞集成存儲器單元的情況下，節(jié)省了系統(tǒng)LSI55空閑狀態(tài)下的功耗。
在該實施例中，在輸入水平同步信號時，由于保證集成存儲器總是處于空閑狀態(tài)，所以在輸入水平同步信號之后，立即停止時鐘信號輸入集成存儲器。但是考慮到更高的安全性，也可以在輸出NOP命令之后規(guī)定時間內(nèi)中止時鐘信號供給。
工業(yè)實用性因此按照本發(fā)明的存儲器控制器，在集成存儲器的系統(tǒng)LSI中，(1)考慮到集成存儲器的邏輯狀態(tài)，時鐘信號供給可以被中止而不破壞集成存儲器。
(2)通過中止時鐘信號供給，可以節(jié)省空閑狀態(tài)下集成存儲器的功耗。
權(quán)利要求
1.一種用于控制存儲器的存儲器控制器，其特征在于包括控制信號生成電路，用于使輸入的時鐘信號中止命令信號和時鐘信號供給命令信號與基準(zhǔn)信號同步，并且將它們作為同步的中止命令信號和供給命令信號發(fā)送；時鐘信號截斷電路，用于接收所述同步中止命令信號并中止進(jìn)入所述存儲器的時鐘信號供給，并接收所述同步供給命令信號以啟動進(jìn)入所述存儲器的時鐘信號供給；以及操作命令生成電路，用于接收所述同步中止命令信號和供給命令信號，并且向所述存儲器發(fā)送操作命令。
2.如權(quán)利要求1所述的存儲器控制器，其特征在于當(dāng)所述存儲器處于空閑狀態(tài)時所述時鐘信號截斷電路中止時鐘信號供給。
3.如權(quán)利要求2所述的存儲器控制器，其特征在于所述操作命令生成電路通過接收所述同步中止命令信號發(fā)送NOP命令，隨后所述時鐘信號截斷電路中止時鐘信號供給。
4.如權(quán)利要求1所述的存儲器控制器，其特征在于進(jìn)一步包括POS命令生成電路，用于根據(jù)所述控制信號生成電路發(fā)送的POS啟動信號發(fā)送POS命令；以及命令選擇器，用于根據(jù)與所述同步中止命令信號和所述同步供給命令信號之一同步的選擇信號選擇所述操作命令與所述POS命令之一并向所述存儲器輸出選定的命令。
5.如權(quán)利要求4所述的存儲器控制器，其特征在于所述控制信號生成電路至少在生成所述POS命令之前改變選擇信號。
6.如權(quán)利要求4所述的存儲器控制器，其特征在于所述POS命令生成電路在所述POS命令生成之后發(fā)送NOP命令；以及所述控制信號生成電路在生成所述POS命令之后在輸出NOP命令時改變選擇信號。
7.如權(quán)利要求1所述的存儲器控制器，其特征在于所述存儲器為具有一定邏輯狀態(tài)的存儲器。
8.如權(quán)利要求1所述的存儲器控制器，其特征在于所述存儲器集成在包含所述存儲器控制器的半導(dǎo)體內(nèi)。
9.一種控制存儲器的存儲器控制方法，其特征在于包含以下步驟(a)使輸入的時鐘信號中止命令信號與基準(zhǔn)信號同步，并且將同步信號作為同步中止命令信號輸出；(b)接收所述同步中止命令信號并中止進(jìn)入所述存儲器的時鐘信號供給；(c)使輸入的時鐘信號供給命令信號與基準(zhǔn)信號同步，并且將同步信號作為同步供給命令信號輸出；以及(d)接收所述同步供給命令信號并啟動進(jìn)入所述存儲器的時鐘信號供給。
10.如權(quán)利要求9所述的存儲器控制方法，其特征在于在所述步驟(b)中，當(dāng)所述存儲器處于空閑狀態(tài)時中止時鐘信號供給。
11.如權(quán)利要求10所述的存儲器控制方法，其特征在于進(jìn)一步包括(e)在所述步驟(a)與步驟(b)之間接收所述同步中止命令信號并發(fā)送NOP命令。
12.如權(quán)利要求9所述的存儲器控制方法，其特征在于進(jìn)一步包括(f)在所述步驟(d)之后向所述存儲器輸出POS命令。
全文摘要
一種用于電視機(jī)或其他視頻電器內(nèi)系統(tǒng)LSI提供的集成存儲器的控制器和控制方法。在本發(fā)明的存儲器控制器中,當(dāng)輸入與同步信號不同步的時鐘信號中止命令信號時,產(chǎn)生與同步信號同步的中止命令信號。根據(jù)同步的中止命令信號中止集成存儲器內(nèi)的時鐘信號。由于只有在集成存儲器處于空閑狀態(tài)時才中止時鐘信號供給,所以可以節(jié)省系統(tǒng)LSI的功耗而不破壞集成存儲器。
文檔編號H04N5/44GK1277685SQ99801540
公開日2000年12月20日 申請日期1999年10月25日 優(yōu)先權(quán)日1998年10月29日
發(fā)明者五反田力 申請人:松下電器產(chǎn)業(yè)株式會社