专利名称：数据处理系统及其数据存取方法
技术领域：
本发明有关一种数据处理系统，特别是一种可从外部系统下载(downloedable)的数据处理系统及其数据存取方法。
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
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。本发明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。
本发明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，本发明采取如下技术措施本发明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。
本发明的数据存取方法，其特征在于，包括如下步骤(a)微处理器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；(b)在地址寄存启动信号的致能周期内，特殊应用晶片读取第一地址信号，并对应第一地址信号为存储器区域的一第二地址信号，并根据第二地址信号从存储器读取一个第一数据；(c)当外部程序存储器启动信号为致能状态时，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；(d)当读取启动信号为致能状态时，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；(e)当写入启动信号为致能状态时，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。
结合附图及实施例对本发明的结构特征及方法特征详细说明如下附图简单说明图1一个现有技术中可从外部下载程序的系统的电路框图；图2A8051微处理器从外部程序存储器提取指令的时序图；图2B8051微处理器从外部数据存储器读取或写入数据的时序图；图3本发明数据处理系统的实施例的电路框图；图4A、4B本发明数据处理系统的实施例中数据存取方法的流程图；图5、6本发明数据处理系统的中使用一存储器区域的地址对应方式的二个实施例示意图。
如图3所示，其为本发明数据处理系统实施例的电路框图，其中，本发明的数据处理系统300包括微处理器310、特殊应用晶片320以及存储器330。数据处理系统300执行一个自外部电脑主机390下载的应用程序码，以具备数据处理功能，例如，把这个数据处理系统作为扫描器系统的基本部分，以控制扫描器。
微处理器310产生地址寄存启动信号(address latchenable，ALEN)、外部程序存储器启动信号(program memoryenable，PMEN)、读取寄存信号(read enable，RDEN)、写入启动信号(Write enable，WREN)以及第一地址信号，这种启动信号皆用以启动外部的存储器，以存取指令码及数据。微处理器310执行此应用程序来控制特殊应用晶片320，并通过特殊应用晶片320对存储器330进行数据存取。在本实施例中，微处理器310采用8051微处理器为基础(8051—based)的微处理器系列，这些微处理器大都具有上述微处理器310的信号特点。以8051微处理器加以说明，8051微处理器的ALE、PSEN、RD和WR信号相当于上述微处理器的ALEN、PMEN、RDEN和WREN信号。而第一地址信号是通过地址/数据总线(ADDRESS/DATA BUS)输出。
特殊应用晶片320为应用在一特殊领域的晶片，并且连接存储器330。此外，特殊应用晶片320连接微处理器310，以回应微处理器310输出的控制信号，将微处理器310的外部定址空间与存储器330中的一存储器区域相对应，使微处理器310能通过特殊应用晶片对存储器330进行数据存取。其中特殊应用晶片320的操作频率大于微处理器310的操作频率。
特殊应用晶片320在处理微处理器310的写入要求时，根据一种既定对应方式转换微处理器输出的数据并储存在存储器330的存储器区域中；另一方面，在处理数据的读出或指令的提取要求时，根据此既定对应方式存自储器中读取数据、转换所对应的数据，并传回微处理器。其运作的过程如下当ALEN信号处于致能(ENABLE)的周期内，特殊应用晶片320将微处理器310所输出的第一地址信号转换为存储器330的存储器区域中的第二地址信号，并从此存储器330读取第一数据。之后，其它的启动信号，包括PMEN、RDEN和WREN信号中之一会变为致能状态，此时，特殊应用晶片320据此来完成存取动作。当PMEN或RDEN的一为致能状态时，特殊应用晶片320将第一数据转换为微处理器所要求的第二数据，并回传至微处理器。当WREN为致能状态时，微处理器310输出第三数据至特殊应用晶片320，特殊应用晶片320转换第三数据为第四数据，并根据第二地址信号将第四数据储存至存储器330。
在本系统与外部装置沟通时，例如在与个人电脑、掌上型电脑、个人数字辅助器沟通时，特殊应用晶片320会通过一个通信界面来跟外部电脑系统交换数据。此通信界面，例如是小型电脑系统界面(SCSI)、通用系列总线或是并行接口等等。此通信界面可设在特殊应用晶片内。另外，有关特殊应用晶片的例子，如在扫描器的应用中，利用一特殊应用晶片来产生时序脉冲、转换模拟信号为数字信号以及处理数字影像信号。
存储器330是为特殊应用晶片320所使用，并用以储存微处理器310的程序码和数据。对于这种系统而言，一般采用非易失性存储器，如扩展数据输出动态存储器(extended data-out(EDO)dvnamic RAM(DRAM))或同步动态存储器(synchronous DRAM)等等。
数据处理系统300在初始化时，微处理器310需要执行一段启始程序码(Boot code)，用以作初始化的设定动作，如下载程序码等等。此启始程序码储存在微处理器310的内部存储器，或者如图1所示，以一个寄存器连接存储器(ROM)，以此boot ROM来储存。
本发明的特征是以一存储器区域来取代现有的外接程序存储器和数据存储器的连接方式。通过本发明所的方法，使微处理器的外部存储器定址空间与原本由特殊应用晶片所使用的存储器中的一块存储器区域相对应，并且通过特殊应用晶片处理微处理器的控制信号，使得在读写数据或提取指令时，控制信号在时序上的要求得以满足。结果，使得系统能以较现有方式简化的方式实现，却不影响系统整体效能，并且降低了系统成本。
在图3中的系统中，对于微处理器所发出的控制信号，使用了有别于现有的处理方式。这主要是由于微处理器在提出提取指令或读入数据的要求时，特殊应用晶片必须在有效时间内完成动作，否则微处理器会执行错误。
下面就指令提取、数据读入、数据写出的操作方式作描述。
在下面的操作叙述中，假定已把微处理器执行的应用程序码从外部电脑主机下载到存储器的一个存储器区域中。
当微处理器执行此应用程序码(一指令)后，微处理器产生提取指令的要求，使外部程序存储器启动(PMEN)信号变为致能状态。当微处理器需要读入数据或写出数据时，微处理器产生数据读入或数据写出的要求，分别使读取启动信号(RDEN)或写入启动信号(WREN)变为致能状态。其中，依据此微处理器的设计，可以设计以低电位表示致能(即active low)或是高电位表示致能(即active high)状态。其中PMEN、RDEN、WREN信号在同一时间，只有其中的一个信号处于致能状态。
如图4A和4B所示，其为本发明数据处理系统的实施例中存取数据的方法流程图，其中，数据处理系统自一个外部电脑系统下载微处理器的程序码，本实施例中，数据处理系统包括微处理器、特殊应用晶片与存储器，应用程序码储存在存储器的一个存储器区域。
首先，此方法从图4A的步骤400开始，进入步骤401，在步骤401中，微处理器产生地址寄存启动信号(ALEN)、外部程序存储器启动信号(PMEN)、读取致能信号(RDEN)、写入致能信号(WREN)以及地址信号A1。接着，在ALEN信号致能周期内，特殊应用晶片读取地址信号A1，并对应地址信号A1为上述存储器区域中的地址信号A2，并根据此地址信号A2从存储器读取数据D1，如步骤415、425以及430所示。在步骤415中ALEN信号可被检测，以判断是否已变为致能状态。若在步骤415中，ALEN被判断为致能，则进入步骤425。在步骤425中，会等待一既定的时间值Tv，若此时间Tv已到，表示地址信号A1为有效的地址信号，并进入步骤430。在读取数据D1之后，特殊应用晶片根据PMEN、RDEN或WREN的状态，回应微处理器的存取要求，如步骤445及步骤455所示。在步骤445中，判断在PMEN、RDEN和WREN信号中，是否已有信号处于致能状态。若步骤445中的结果为肯定的话，则进入步骤455。在步骤455中，判断在RMEN、RDEN和WREN信号中，哪一个信号处于致能状态，并据以回应此信号的要求。当PMEN信号为致能状态时，进入步骤460。如步骤460所示，特殊应用晶片转换数据D1为数据D2，并回传此数据D2至微处理器。当RDEN信号为致能状态时，进入步骤470。如步骤470所示，特殊应用晶片转换数据D1为数据D2，并回传此数据D2至微处理器。当WREN信号为致能状态时，微处理器将数据D3送至特殊应用晶片，特殊应用晶片转换数据D3为数据D4并根据地址信号A2将此数据D4储存至存储器，如步骤480至步骤500所示。在步骤480中，微处理器将数据D3送至特殊应用晶片，且特殊应用晶片储存数据D3。在步骤495中等待特殊应用晶片处理数据D3；若特殊应用晶片是在处理其它的处理动作，例如处理在系统中有关其它装置的数据连续读取(page read)时，则等待其完成，再进入步骤500。最后，如步骤500所示，特殊应用晶片转换数据D3为数据D4，并根据地址信号A2将此数据D4储存至存储器。
在上述数据处理系统的数据存取的方法中，微处理器从存储器区域中读取数据D1时，与PMEN、RDEN和WREN信号无关。故在本发明实施例的数据存取的方法以及数据处理系统中，特殊应用晶片将存储区域与微处理器定义的外部存储地址空间(external memoryaddress space)相对应，使得读写的动作能正常运作，并不影响系统效能。下面分别叙述此特殊应用晶片的两种地址空间对应方式。
实施例1是通过把程序存储器的地址空间和数据存储器的地址空间统一在一块存储器空间而实现。亦即原有的两块存储器空间现在变成只有一块，部分存储程序码，部分存储数据，互相不重叠。
如图5所示，其为本发明数据处理系统中使用一个存储器区域的地址对应方式的实施例，其中，在此系统的存储器中定义了64K的地址空间，这是为了对应于8051微处理器所定义的外部存储器的64K地址范围。在此系统的存储器区域中，程序存储器或数据存储器的分配，是由微处理器程序的设计者自行规划。但程序设计者必需注意的是要把这一块存储器区域分配出两个地址独立又不重叠的部分，其中一部分用作程序存储器，另一部分用作数据存储器，而且这两部分的分隔地址要辨明。
例如图5所示，经过规划以后，这块给微处理器使用的64K存储器地址空间中，从0000h至EFFFh之间(即60K)的地址表示程序存储器的地址，而F000h至FFFFh之间(即4K)的地址表示数据存储器的地址。其中，在此系统的存储器中，实体存储器地址是这块存储空间的实体基底地址(base address)加上此存储空间内的相对地址来决定。另外，在存取微处理器的数据时，特殊应用晶片会因应存储器的数据宽度(data width)来对数据作转换。例如微处理器为8位元的微处理器，而存储器为16位元的存储器，则在写入数据至存储器时，特殊应用晶片会先转换8位元的数据为16位元的数据，再储存在存储器中；反之，在读出数据时，把16位元的数据转换为8位元的数据。由于这块存储器区域是由系统中的特殊应用晶片来配置及控制的。所以对微处理器而言，启始程序码设定特殊应用晶片之后，对存储器的数据存取方式与现有的方式相同。
地址空间对应方式的实例2，如图6所示，在此实施例中，地址空间对应方式是以存储器中的一个存储器区域来作为程序存储器和数据存储器，并在此存储器区域中，每一地址的存储器分别储存程序码和数据。当数据从存储器区域读出时，特殊应用晶片再依照微处理器的启动信号，来选出相应的程序码或数据。
实例2的应用场合，在于系统中的存储器的数据单位宽度为微处理器的两倍以上时。例如在图3中，特殊应用晶片采用16 bit为存储单位的存储器，采用如256K X 16bit的EDD DRAM。在此DRAM的一个地址所对应的存储器中，能储存两个bytes(即一个word)的数据。对于8位元的微处理器，如8051微处理器系列而言，应用此定址方式能利用此存储器的一个存储单位中的高位元组(highbyte)来诸存程序码，并利用同一个存储单位中的低位元组(lowbyte)来储存数据。
如图6所示，系统的存储器提供了64K的地址，共128K bytes的存储器空间，来作为给微处理器使用的存储器区域。在此存储器区域中，地址0000h至FFFFh皆能用来定址，作为8051的程序存储器和数据存储器用。其中，这块区域中的每一个地址所对应的存储器中的高位元组(bit 8至bit 15)作为储存程序码用，而低位元组(bit 0至bit 7)作为储存数据用。在图6中，微处理器使用了其中60K的地址，以所对应的存储器区域中的高位元组部分来储存应用程序码；另一方面，微处理器使用了其中4K的地址，以所对应的存储器区域中的低位元组部分来储存微处理器的数据。当特殊应用晶片回传8051微处理器需要提取的指令时，特殊应用晶片利用8051微处理器的PSEN信号，以选出高位元组，这样，就能回传微处理器所需的程序码。例如微处理器读取程序码的下一个指令，其地址为40F8h，而此存储器区域的基底地址，如为3FFFh，特殊应用晶片将此地址对应到存储器的实际存储器地址3FFFh＋40F8h，特殊应用晶片读取此实际存储器地址所对应的16 bit数据。当PSEN信号为致能状态时，特殊应用晶片选出此16 bit数据中的bit 8至bit 15，最后回传给8051微处理器。另外，在写入数据至存储器时，特殊应用晶片根据地址空间对应方式的定义，把微处理器输出的数据转换为存储器区域的地址中的高位元组部分或是低位元组部分，再把数据储存到存储器中。
上述这种地址对应方式的优点是程序存储器和数据存储器可同时拥有同等大小的定址空间。就以8051系列的微处理器而言，程序存储器和数据存储器可同时拥有64K的定址空间。由于这块存储器区域是由系统中的特殊应用晶片来配置及控制的。所以，对微处理器而言，在启始程序码对特殊应用晶片作设定之后，对存储器的存取方式与现有技术的方式相同。
上述本发明数据处理系统及存取数据方法的实施例中，特殊应用晶片能在微处理器输出地址为有效的时候，也就是提前向存储器提出读取数据的要求。在图2A中，地址为有效至提取脉冲(fetchpulse)结束的时间为T1，其中T1＝5T。如果系统的时序脉冲频率为12Mhz，则T1＝415ns。在图2B中，地址为有效至读取数据脉冲(read pulse)结束的时间为T3，其中T3＝10T。对于实施例中的特殊应用晶片而言，微处理器的提取指令周期由现有的3T变成5T，多出67％；而微控制器的读取数据周期由现有的6T变成10T，多出67％的时间。在实作扫描器的例子中，以操作在12Mhz的8051微处理器，连接操作在24Mhz的特殊应用晶片，再连接60ns EDO DRAM的系统中，DRAM的数据读出的周期限制，也由无法连续读取数个数据(burst)，放宽至可以做到连续读取4个数据(burst 4)。
上述的两个地址空间对应方式的实施例，并非说明本发明的数据处理系统只能应用此两实施例。系统设计者可以利用其它适当的地址空间对应方式，根据本发明的构思，来制作此系统。
程序码下载的说明，在说明了系统中微处理器的存取数据的操作方式以后，下面叙述系统下载程序码的方式。如图3所示，在此系统中，以特殊应用晶片作为与外部电脑主机沟通的元件来说明。
此特殊应用晶片具有一个通信界面用来与外部电脑主机交换数据，例如是通用串行界面USB。此外部电脑主机，列如是个人电脑、笔记型电脑。外部电脑主机会执行一个驱动程序(Devicedriver)，用以与此数据处理系统沟通，以下载应用程序码到此数据处理系统中。其操作的方式如下。首先，驱动程序通过通信界面与此数据处理系统中的微处理器作交接处理(handshaking)，以确定此系统是否能下载程序码。然后，微处理器指示特殊应用晶片配置一个存储器区域给微处理器，用以储存应用程序码及数据。接着，特殊应用晶片负责与电脑主机沟通，电脑主机所执行的驱动程序会把应用程序码通过通信界面传送到特殊应用晶片，特殊应用晶片再把应用程序码储存到存储器中。当程序码的下载完成以后，特殊应用晶片会通知微处理器。这样，完成了程序码下载的程序。此时，微处理器的启始程序会结束并切换执行的程序。之后，微处理器执行存储器区域内的应用程序码，由启始状态进入正常运作状态。
在上述实施例中，采用8051微处理器来说明，并非说明此发明限定于使用8051微处理器系列的微处理器。例如以具有与8051微处理器系列相似时序要求的微处理器，如8042、8096微处理器或其它微处理器等，皆可用以作为本发明中。
与现有技术相比，本发明具有如下效果本发明上述实施例所公开的数据处理系统以及数据存取的方法，解决现有做法中，因为外接存储器所带来成本的增加问题。利用本发明，可从外部下载程序的系统中的微处理器存取本来设计给特殊应用晶片使用的存储器，可大大的简化系统设计，并带来线路布局的简化。由于只需要在特殊应用晶片上加上简单的功能即可完成，这不但没有影响系统原应发挥的效能，而且在系统设计、产品维护以及产品管理上，带来很大弹性，使得整体成本降低。
上述内容是利用实施例说明本发明的技术特征，并非用于限制本发明的保护范围，即使有人在本发明构思的基础上稍作变动，仍应属于本发明的保护范围内。
权利要求
1.一种数据处理系统，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。
2.根据权利要求1所述的数据处理系统，其特征在于，所述微处理器具有既定的外部存储地址空间，包括一个第一定址范围，第一定址范围中的地址对应于程序码的指令一个第二定址范围，第二定址范围中的地址对应于所述微处理器的数据；第一定址范围中的地址与第二定址范围中的地址相异。
3.根据权利要求1或2所述的数据处理系统，其特征在于，所述微处理器是一个n位元的微处理器，所述存储器是大于或等于2n位元的存储器。
4.根据权利要求3所述的数据处理系统，其特征在于，所述微处理器具有既定的外部存储器地址空间，包括一个第一定址范围，第一定址范围中的地址对应于所述应用程序码的指令；一个第二定址范围，第二定址范围中地址对应于所述微处理器的数据；微处理器所定义的外部存储地址空间的一个地址，对应到所述存储器区域的一个地址，存储器区域的该地址对应存储器储存有一程序码指令，其对应于第一定址范围中的地址；以及一数据，其对应于第二定址范围中的地址，其中，程序码指令所对应的第一定址范围中的地址值等于该数据所对应的第二定址范围中的地址值。
5.根据权利要求1所述的数据处理系统，其特征在于，所述ALEN信号的致能周期内，所述特殊应用晶片通过在ALEN信号变为致能状态时，等待一个既定的时间值Tv，再读取所述第一地址信号，其中Tv时间已到时，表示所述微处理器输出的信号为有效的地址信号。
6.根据权利要求1所述的数据处理系统，其特征在于，所述微处理器执行一个启始程序码，以设定所述特殊应用晶片与外部电脑系统沟通，以下载所述应用程序码。
7.根据权利要求6所述的数据处理系统，其特征在于，所述微处理器包括一个用以储存所述启始程序码的非易失性存储器。
8.根据权利要求1所述的数据处理系统，其特征在于，所述特殊应用晶片包括一个用以与所述外部电脑系统联系的通信界面。
9.根据权利要求1所述的数据处理系统，其特征在于，所述微处理器是一个标准8051系列微处理器为基础的微处理器。
10.根据权利要求1所述的数据处理系统，其特征在于，所述存储器是一个扩展数据输出动态存储器。
11.一种适于权利要求1～10数据处理系统的数据存取方法，其特征在于，包括如下步骤(a)微处理器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；(b)在地址寄存启动信号的致能周期内，特殊应用晶片读取第一地址信号，并对应第一地址信号为存储器区域的一第二地址信号，并根据第二地址信号从存储器读取一个第一数据；(c)当外部程序存储器启动信号为致能状态时，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；(d)当读取启动信号为致能状态时，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；(e)当写入启动信号为致能状态时，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。
12.根据权利要求11所述的方法，其特征在于，所述步骤(b)包括(b1)检测地址寄存启动信号是否已进入致能状态，若否则重复步骤(b1)；(b2)当地址寄存启动信号进入致能状态后，等待一既定的时间值Tv，其中Tv时间已到时表示微处理器的输出信号为有效的地址信号(b3)特殊应用晶片读取第一地址信号，并对应第一地址信号为存储器区域的一个第二地址信号，并根据第二地址信号从存储器读取一个第一数据。
13.根据权利要求11所述的方法，其特征在于，所述步骤(e)包括(e1)微处理器将第三数据传送至特殊应用晶片，特殊应用晶片储存第三数据；(e2)等待特殊应用晶片处理第三数据；若特殊应用晶片在处理其它的工作，则重复步骤(e2)；以及(e3)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。
14.根据权利要求11所述的方法，其特征在于，所述微处理器具有既定的外部存储地址空间，包括一个第一定址范围，第一定址范围中的地址对应于所述应用程序码的指令；一个第二定址范围，第二定址范围中的地址对应于微处理器的数据；第一定址范围中的地址与第二定址范围中的地址相异。
15.根据权利要求11所述的方法，其特征在于，所述微处理器为一个n位元的微处理器，所述存储器为一个大于或等于2n位元的存储器。
16.根据权利要求15所述的方法，其特征在于，所述微处理器所定义的外部存储地址空间的一个地址，对应到所述存储器区域的一个地址，存储器区域的地址所对应的存储器储存有一个程序码指令，其对应于所述第一定址范围中的住址；一个数据，其对应于所述第二定址范围中的地址；程序码指令所对应的第一定址范围中的地址值等于所述数据所对应的第二定址范围中的地址值。
全文摘要
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。
文档编号G06F15/00GK1326147SQ0010932
公开日2001年12月12日 申请日期2000年5月30日 优先权日2000年5月30日
发明者黄永吉 申请人:扬智科技股份有限公司