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Technisches
Gebiet
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Die
Erfindung betrifft im Allgemeinen Datenspeicher bei Halbleiter-Speichervorrichtungen,
und insbesondere Random Access Memory (RAM) Vorrichtungen in Schnittstellenschaltkreisen
von Flüssigkristallanzeigen
(LCD) mit asynchronem, konfliktfreiem Datenlese- und Datenschreibzugriff
hierauf während
gleichzeitiger Übertragung
einer seriellen Dateneingabe.
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Stand der
Technik
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Graphische
LCD Anzeigen, wie diejenigen, die z.B. bei mobilen Informationsterminals
usw. benutzt werden, benötigen
eine spezielle Kontrollerschaltung für ihren ordnungsgemäßen Betrieb.
Derartige LCD Kontroller werden verwendet, um den Betrieb der LCD
Anzeige zu steuern und die Anzeigentreiber mit geeigneten Daten
zu versorgen. Ein wichtiges Merkmal dieser LCD Anzeigenschnittstellen
ist die Verwendung eines RAM zur Zwecken der Datenspeicherung. Es
ist ebenfalls gut bekannt, LCD Kontroller mit einer asynchronen,
seriellen Dateneingabe zu verwenden. Ein übliches Problem, das bei einer derartigen
LCD Schnittstelle überwunden
werden muss, ist die Möglichkeit
eines gleichzeitigen Lese-Schreibzugriffs
auf den gleichen Daten-RAM, da der LCD Kontroller periodisch Daten
liest, vollständig ohne
Kenntnis der zufällig
ankommenden seriellen Daten. Mit herkömmlich verfügbaren LCD Schnittstellenchips
wird das Problem eines asynchronen Lese- und Schreibzugriffs auf
den RAM üblicherweise durch
die Verwendung von Doppelkanal RAM (DPRAM) oder Einzelkanal-RAM
(SPRAM) in Verbindung mit zusätzlichen
Ausgabepuffern gelöst.
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Asynchron
bezeichnet in diesem Zusammenhang, dass Lese- und Schreibzugriffe
auf den RAM zeitunabhängig,
d.h. asynchron, zueinander erfolgen können. Deshalb ist es erforderlich,
eine Kollision des Datenzugriffs rechtzeitig zu vermeiden, die zwangsläufig zu beschädigten Daten
im RAM führen würden. Im
Allgemeinen wird hierbei, aus gut bekannten, technischen Gründen, ein
Static RAM (SRAM) verwendet.
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Gemäß dem Stand
der Technik gibt es zwei Techniken, um richtige, unbeschädigte Daten
im SRAM zu garantieren. Bei der ersten Technik wird ein Doppelkanal
SRAM (DPRAM) verwendet. Dieser Ansatz hat den Vorteil eines einfachen,
geradlinigen Designs, da Eingangsports und Ausgangsports streng voneinander
getrennt sind, d.h. selbst ein gleichzeitiger Lese-Schreib-Zugriff
führt nicht
zu beschädigten Daten
im Speicher. Nachteiliger Weise ist die innere Chipstruktur etwas
komplexer und benötigt
einen größeren Chipbereich.
Die zweite Technik verwendet ein Einzelkanal-SRAM (SPRAM) mit einer
gepufferten Ausgabe. Jedoch benötigt
diese Lösung
ein zusätzliches
Datenregister für
jede Datenzeile. Es wäre vorteilhaft,
das einfachere SPRAM anstelle des DPRAM zu verwenden, und Datenzugriffskonflikte durch
ein anderes Mittel an Stelle von zusätzlichem Puffern zu vermeiden.
Erwägungen,
die in Verbindung mit einer SPRAM Verwendung gemacht wurden, lieferten
bis jetzt einige interessante Lösungen, aber
keine davon nahm den hier vorgestellten Ansatz.
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Verschiedene
Erfindungen aus dem Stand der Technik beschreiben Mittel/Verfahren
zum Vermeiden von Datenzugriffskonflikten bei der Verwendung eines
SPRAMs.
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Das
U.S. Patent 5,974,482 von Gerhart beschreibt eine Vorrichtung mit
Einzelkanal first-in-first-out,
die eine Überschreibschutzfähigkeit hat.
Die FIFO Vorrichtung umfasst einen Einzelkanal-Speicher zum Speichern
von Daten von einem Hostprozessor. Der Einzelkanal-Speicher wird auf sequenzielle
und nicht zufällige
Weise angesprochen. Ein Steuerschaltkreis, der mit dem Zähler verbunden
ist, und der Speicher ermöglichen
das Lesen/Schreiben von Hostdaten aus/auf den Einzelkanal-Speicher.
Der Schreibschutzschaltkreis verhindert ein Schreiben des Hosts
auf den Einzelkanal-Speicher mittels Eingebens eines Schreibschutzzustands.
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Das
U.S. Patent 6,314,047 von Keay et al. zeigt eine kostengünstige Alternative
zu einem großen
DPRAM, die eine Logik-Hülle
verwendet, welche eine herkömmliche
Einzelkanal Static Memory Funktion umgibt, so dass eine Einzelkanal
Random Access Speicherstruktur, die in der Hülle eingeschlossen ist, einen
funktionellen Durchsatzvorteil zur Verfügung stellt, den ansonsten
nur eine Doppelkanal Speichervorrichtung ermöglichen würde.
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Das
U.S. Patent 5,761,147 von Lindner et al. offenbart eine virtuelle
Speicherstruktur mit zwei Kanälen
mit schnellem Schreibdurchgangsbetrieb, wobei die virtuelle Speicherstruktur
mit zwei Kanälen eine
SPRAM Zelle verwendet.
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Die
US 5,001,671 offenbart einen
Regler für die
Herstellung einer Doppelkanal-Funktion aus einem Einzelkanal-Speicher
mit einer verbesserten Speicherzykluszeit. Ein Ansprech- oder Steuersignalübergang
bei einem Kanal erzeugt ein Zugriffsanfragesignal für diesen
Kanal. Das Zugriffsanfragesignal blockiert (1) sowohl eine Zugriffsanfrage
durch den anderen Kanal während
der Dauer, als auch (2) erzeugt es eine Reihe von Signalen für einen
Speicherzugriff auf den ausgewählten
Kanal. Ein Multiplexer zum Vorsehen von Adressen für den Speicherkern
von zwei Kanälen
wird geschaltet, um einen zweiten Kanal auszuwählen, während ein erster Kanalzugriff
in Betrieb ist. Die Ausgabe des Multiplexers wird nicht ermöglicht bis
der Speicherkernzugriff beendet ist. Somit ist es möglich, dass
die Einstellzeit für
den zweiten Satz von Adressen die Speicherkernzugriffzeit für den ersten
Satz von Adressen überlappt,
so dass die Gesamtzykluszeit verringert wird.
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Die
US 6,459,650 offenbart ein
Verfahren und eine Vorrichtung für
eine asynchrone Regelung eines DRAM Bereichs in einer SRAM Umgebung. Insbesondere
kann bei einem Verfahren der Wahl zwischen einer Refresh-Anfrage
und einer Zugriffsanfrage die Zugriffsanfrage entweder eine Lese-
oder eine Schreibanfrage sein. Darüber hinaus wird die Anfrage
durch einen Refresh-Regelschaltkreis in einer Schaltkreisimplementierung
gemäß der asynchronen
Regelverfahren erzeugt.
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Die
US 6,134,154 offenbart eine
Halbleiterspeichervorrichtung mit verschiedenen Zugriff ermöglichenden,
Einzelkanal verwendenden Speicherzellen. Die Speicherzellen sind
in einer Matrix angeordnet.
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Zusammenfassung
der Erfindung
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Eine
Hauptaufgabe der Erfindung ist es, ein effektives und leicht herstellbares
Verfahren und einen Schaltkreis zur Vermeidung von Speicherzugriffskonflikten
während
des Lese- und Schreibbetriebs eines Einzelkanal-RAMs zur Verfügung zu
stellen, der einen seriellen Schreibzugriff mittels einer seriellen
Schnittstelle und gleichzeitig einen Lesezugriff mittels einer unabhängigen Lesevorrichtung
aufweist.
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Eine
weitere Aufgabe der vorliegenden Erfindung ist es, eine direkte
Verwendung der seriellen Schnittstellensignal-Taktgeber und/oder
eines Schreib-Abtastimpulses für
das Verfahren und den Schaltkreis der Erfindung.
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Noch
eine weitere Aufgabe der vorliegenden Erfindung ist es, einen gewöhnlichen
LCD Steuerschaltkreis als unabhängige
Lesevorrichtung unter Verwendung des ursprünglichen Lese-Abtastimpulssignals
dieses LCD Kontroller zu verwenden.
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Noch
eine weitere Aufgabe der vorliegenden Erfindung ist es, den Stromverbrauch
des Schaltkreises während
des Betriebs zu verringern, d.h. Energie zu sparen.
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Noch
eine andere, weitere Aufgabe der vorliegenden Erfindung ist es,
das modifizierte, resultierende Lese-Abtastimpuls-Signal als Eingabesignal für den Leiterplatten-Zähler des
LCD Kontrollers zu verwenden.
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Gemäß den Aufgaben
dieser Erfindung wird ein Verfahren zur Vermeidung von Speicherzugriffskonflikten
während
des Lese- und Schreibbetriebs bei einem Einzelkanal-RAM erreicht, wie
in Anspruch 1 definiert, mittels Steuerung des Timings eines ursprünglichen
Lese-Abtastimpuls-Signals von der unabhängigen Lesevorrichtung, nun
in Abhängigkeit des
seriellen Taktgeber-Signals für
die serielle Schnittstelle, die für die Dateneingabe über einen
seriellen Schreibzugriff verwendet wird, das somit ein neues modifiziertes
resultierendes Lese-Abtastimpuls-Signal erzeugt.
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Ferner
wird entsprechend den Aufgaben dieser Erfindung ein neuer Lesezugriffs-Steuerungs-Kontroller (RAC)
Schaltkreis, wie in Anspruch 20 definiert, erzielt, der das Verfahren
der Erfindung einbezieht.
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Der
Schaltkreis verwendet als Eingabesignale zuerst die seriellen Taktgeber-
und Schreib-Abtastimpuls-Signale
von der seriellen Schnittstelle, und als zweites das ursprüngliche
Lese-Abtastimpuls-Signal
von der Lesevorrichtung, wodurch das neue modifizierte resultierende
Lese-Abtastimpuls-Signal erzeugt wird.
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Ebenfalls
entsprechend den Aufgaben dieser Erfindung ist das erzielte Verfahren
und der Schaltkreis anwendbar auf und verwendbar bei herkömmlichen
LCD Kontrollerschaltkreisen.
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Ebenfalls
entsprechend den Aufgaben dieser Erfindung wird ein Verfahren für die Verringerung des
Stromverbrauchs durch das Erzeugen nur eines einzigen resultierenden
Lese-Abtastimpuls-Signals für
jedes ursprüngliche
Lese-Abtastimpuls-Signal erreicht, selbst wenn eine Mehrzahl von
Schreibzugriffen auftritt.
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Ebenfalls
entsprechend den Aufgaben dieser Erfindung wird ein Verfahren und
ein Schaltkreis erzielt, das bzw. der es erlaubt, das modifizierte
resultierende Lese-Abtastimpuls-Signal
als Eingangssignal für
den Leiterplatten-Zähler
eines LCD Kontrollers zu verwenden, indem nur ein einziges resultierendes
Lese-Abtastimpuls-Signal für
jeden Lesezyklus erzeugt wird.
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Beschreibung
der Zeichnungen
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In
den begleitenden Zeichnungen, die einen wesentlichen Teil dieser
Beschreibung bilden, sind die Details der Erfindung dargestellt:
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1A stellt
in Gestalt eines Funktionsblockdiagramms die Hauptschaltkreiselemente
des bevorzugten Ausführungsbeispiels
der vorliegenden Erfindung bildlich dar.
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1B stellt
in Gestalt eines Funktionsblockdiagramms einen groben Schaltkreis
dar, der hier nur zu beispielhaften Zwecken ausgewählt wurde.
Grob bezeichnet in diesem Zusammenhang, dass dieser Schaltkreis,
der einen Einzelkanal-RAM ohne weitere Vorkehrungen verwendet, nicht
richtig funktionieren wird.
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2A, 2B, 2C & 2D stellen
in Gestalt eines abgewandelten Fussdiagramms das bevorzugte Verfahren
der vorliegenden Erfindung bildlich dar.
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3A zeigt
das Zeitdiagramm für
einen ersten erkennbaren Fall, der mit „Lesen und Schreiben: keine
Konflikte!" bezeichnet
ist, wie bei der vorliegenden Erfindung realisiert.
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3B zeigt
das Zeitdiagramm für
einen zweiten erkennbaren Fall, der mit „Schreiben überlappt
den Lesezugriff!" bezeichnet
ist, wie bei der vorliegenden Erfindung realisiert.
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3C zeigt
das Zeitdiagramm für
einen dritten erkennbaren Fall, der mit „Schreiben während des
Lesezugriffs in Fortschritt!" bezeichnet
ist, wie bei der vorliegenden Erfindung realisiert.
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3D und 3E zeigen
Zeitdiagramme für
zwei weitere Fälle,
nämlich „Schreiben
am Ende des Lesezugriffs! (gekürzt)" und „Schreiben
am Ende des Lesezugriffs! (vollständig), wie bei der vorliegenden
Erfindung realisiert.
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4A, 4B, 4C und 4D zeigen Zeitdiagramme
für Kombinationen
der Fälle
der 3A bis 3E, zusammengefasst
als Fälle „mehrfache
Schreibzugriffe!",
wie bei der vorliegenden Erfindung realisiert.
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Beschreibung
der bevorzugten Ausführungsbeispiele
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Die
bevorzugten Ausführungsbeispiele
offenbaren einen neuen Schaltkreis und ein Verfahren zum Vermeiden
von Speicherzugriffskonflikten, die normalerweise beim gleichzeitigen
Zugriff auf das RAM bei LCD Kontroller auftritt, wobei ein Einzelkanal-RAM
(SPRAM) auf einem LCD Treiberchip periodisch ausgelesen wird und
Schreibbetriebe asynchron über
eine serielle Schnittstelle auf den SPRAM zugreifen. Durch das Einführen eines
neuen SPRAM Lesezugriffsregel (RAC) Schaltkreises und Verfahrens
durch die vorliegende Erfindung, kann ein Lese-Schreibzugriffskonflikt
unter allen Umständen
vermieden werden. Es sollte denen, die im Bereich des Standes der
Technik erfahren sind, klar sein, dass die vorliegende Erfindung
angewendet und erweitert werden kann, ohne vom Schutzbereich der
vorliegenden Erfindung abzuweichen.
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Nun
Bezug nehmend auf 1A, ist das bevorzugte Ausführungsbeispiel
des Schaltkreises der vorliegenden Erfindung bildlich dargestellt.
Wenn neu eingeführte,
relevante Abkürzungen
von Signalnamen, die in den Zeichnungen verwendet werden, werden
sie in Klammern dargestellt. Eine serielle Schnittstellenvorrichtung 110 mit
einem Taktgeber-Eingabeterminal
und -leitung 112 und begleitendem Dateneingabe- und -leitung 111 empfängt serielle
Eingabedaten (DATA), die seriell getaktet sind mittels des seriellen
Taktgebersignals (SCLK) beim Terminal 112. Die Schnittstelle 110 hat
eine Schreib-Abtastimpuls-Ausgabesignalleitung 113 und
eine Daten-Ausgabeleitung 114. Beim letzten Bit der Eingabedaten,
die empfangen werden, wird ein Schreib-Taktgeberimpuls (WRT) erzeugt.
Dieser Schreib-Taktgeberimpuls startet den Schreibvorgang und die
Daten werden dann parallel ausgegeben und in die verbundene SPRAM
Vorrichtung 120 geschrieben; bildlich dargestellt in eindirektionaler
Form, d.h. mit getrennter Daten-Ein Leitung 114 und Daten-Aus Leitung 121,
welche dennoch anfangs auf den gleichen Speicherbereich schreibt
und hiervon liest, und somit nur einen einzigen Kanal wiedergibt.
Der Anzeigeregler 130, der Anzeigedaten und erforderliche Steuersignale 133 für die LCD
Anzeige 140 zur Verfügung
stellt, liest die Daten periodisch von Leitung 121 aus
dem SPRAM. Üblicherweise
werden diese Daten direkt abgetastet durch ein Lese-Datensignal (RDO)
beim Terminal 131 – wie
klar aus 1B und der Erläuterung
hiervon verständlich
ist. Bei dem Anzeigeregler 130 wird das RDO Signal von
einem unabhängigen
Systemtaktgeber (CLK) abgeleitet, dessen Eingang das Terminal 132 ist.
Bei der vorliegenden Erfindung wird dieses Lese-Datensignal 131 in den
neu und zusätzlich
eingeführten
Lesezugriffregel-(RAC)-Schaltkreis 150, der dann das ursprüngliche
Lese-Abtastimpulssignal 131 in das neue resultierende Lese-Abtastimpulssignal
(RDR) im Terminal 151 umwandelt. Diese Umwandlung des ursprünglichen
Lese-Signals 131 resultiert aus dem neuen Berichtigungsverfahren,
das mit dem neuen RAC Schaltkreis 150 der vorliegenden
Erfindung eingeführt
wird, das zwingend das serielle Taktgebersignal 112 zusammen
mit dem Schreib-Abtastimpulssignal 113 berücksichtigt.
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Nun
Bezug nehmend auf 1B, ist ein „grober" Schaltkreis nur für beispielhafte Zwecke dargestellt,
der aber bereits die oben genannten Schaltkreiselemente beinhaltet:
serielle Schnittstelle 110, SPRAM 120, Anzeigeregler 130 zusammen
mit LCD 140. Die Verbindungen zu der seriellen Schnittstelle 110 von
SCLK Signal 112 und DATA als Eingang 111, und
zwischen der seriellen Schnittstelle 110 und SPRAM 120 des
DATA Signals 114 und WRT Abtastimpuls 113 sind
identisch mit 1A. Dies bleibt auch zutreffend
für die
DATA-Verbindung zwischen SPRAM 120 und Anzeigeregler 130.
Die fehlende Verbindung des Abtastimpulses RDO 131 zwischen dem
Anzeigeregler 130 und dem SPRAM 120 wird nun wie
dargestellt ausgebildet, d.h. ohne jegliches zwischengeordnetes
Mittel. Der unabhängige
Systemtaktgeber CLK wird auf den Anzeigeregler 130 über das
Terminal 132 angewandt. Nun das Verhalten des Schaltkreises
genauer im Detail untersuchend, kann man herausfinden, dass bei
bestimmten Fällen
eines Lese-Schreibzugriffs Konflikte auf Grund des unabhängigen Schreibzugriffs über WRT
Abtastimpuls 113 und des nicht damit korrelierten Lesezugriffs über RDO
Abtastimpuls 131 auf den gleichen Speicherbereich im SPRAM 120 auftreten.
Somit sind beschädigte
Daten im SPRAM die unvermeidbare Konsequenz. Dieses Problem des
Zugriffskonflikts ist allgemein nicht gemäß dieser Anmeldung tolerierbar,
und hat daher zu dem neuen Verfahren und Schaltkreis der vorliegenden
Erfindung geführt.
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Nun
Bezug nehmend auf die abgewandelten Flussdiagramme der 2A–2D,
wird das bevorzugte Ausführungsbeispiel
des neuen Verfahrens, um besagte Speicherzugriffskonflikte zu vermeiden, wie
es bei der vorliegenden Erfindung erreicht wird, sehr detailliert
beschrieben. Die Zeitdiagramme, die in 3A–3E dargestellt
sind, können
der Einfachheit halber, gleichzeitig in Verbindung mit den Flussdiagrammen
betrachtet werden. Die Signale und Zeiten, auf die Bezug genommen
wird, können
in beiden Darstellungen aufgefunden werden. Die Flussdiagramme sind
dahingehend abgewandelt, dass sie zusätzliche Gruppen enthalten,
deren Inhalte als logische Einheit verstanden werden muss. Tatsächlich ist
die technische Realisierung dieses Verfahrens mittels des neuen
RAC Schaltkreises nicht an diese Form der logischen Beschreibung
gebunden. Die hier und in jedem anderen folgenden Flussdiagramm/Zeitschaubild
dargestellten Signale, die bereits in 1A charakterisiert
wurden, sind das ursprünglich
Lese-Abtastimpuls-RDO 132, das serielle Taktgeber-SCLK 112,
Schreib-Abtastimpuls-WRT 113, resultierende Lese-Abtastimpuls-Signal
RDR 151 zusammen mit den Signalen im Inneren des RAC Schaltkreises 150,
nämlich
einem Lese-Block Signal (RDBLK) und einem Lese OK Anzeigesignal (RDOK).
Wo die Aussage des Lese-Block-Signals die Funktion des Blockierens/Verhinderns
des ursprünglichen
Lese-Signals (RDO) in einigen Fällen hat,
meint dies nicht das Lesen eines Blocks (Bereichs) von Daten.
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Für ein besseres
Verständnis
der folgenden Erläuterungen,
Flussdiagramme und Zeitschaubildern, kann es hilfreich sein, den
folgenden Bedingungen und Vereinbarungen zu folgen, die hier hierarchisch
und selbsterklärend
wiedergegeben sind:
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Betrachtete Signale:
-
Unabhängige Signale
sind:
- SCLK
- = serielles Taktgebersignal
- RDO
- = ursprüngliches
Lese-Abtastimpulssignal (erzeugt durch den Anzeigeregler)
-
Abhängige Signale
sind:
- WRT
- = Schreib-Abtastimpulssignal
(erzeugt durch die serielle Schnittstelle)
-
Abhängige und
(im oder durch den RAC) erzeugte Signale sind:
- RDBLK
- = Lese-Block Signal
(inneres Signal)
- RDBLK „TRUE"
- zeigt an, ein Lese-Signal
(RDO) zu blockieren/verhindern
- RDBLK „FALSE"
- zeigt an, einem Lese-Signal (RDO)
es zu ermöglichen,
ausgeführt
zu werden
- RDOK
- = Lese-OK-Signal (inneres
Signal)
- RDOK „TRUE"
- zeigt an, dass ein
Lesezugriff erfolgreich durchgeführt
wurde,
- RDOK „FALSE"
- zeigt an, dass kein
Lesezugriff im gegenwärtig
beobachten Zyklus stattgefunden hat.
- RDR
- = resultierendes Lese
Taktimpuls-Signal (Ausgabesignal)
-
Alle
Signale haben eine positive Logik, d.h.:
- logisch „TRUE"
- = hohes Signalniveau
= bestätigt =
aktiv
- logisch „FALSE"
- = niedriges Signalniveau
= gelöscht
= inaktiv
wobei „TRUE" jeweils bedeutet
das Blocksignal sperrt oder der Abtastimpuls liest.
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Beobachtete Zeiten:
-
-
- Tstart („Signal")
- = Zeitpunkt, an dem
das „Signal" wechselt von niedrigem
Niveau auf hohes Niveau
- Tend („Signal")
- = Zeitpunkt, an dem
das „Signal" wechselt von hohem
Niveau auf niedriges Niveau,
und wobei „Signal" für jedes
oben genannte Signal steht.
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Als
eine wichtige Hilfe zum Verstehen der folgenden abgewandelten Flussdiagramme
ist im Folgenden eine ausführliche
Zusammenfassung der Legenden zu den 2A–2D mit
ausgearbeiteten Teilen beschreibender Texte und zusätzlicher
Bemerkungen aufgeführt,
um so die kurzen Testeinträge
in den Diagrammen zu vervollständigen.
Die Nummern links nehmen jeweils Bezug auf das Bezugszeichen in
den Diagrammen:
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Legende für 2A
- 201
- Bereite
für die
Beurteilung des seriellen Taktgebersignals (SCLK) und des ursprünglichen Lese-Abtastimpuls-Signals
(RDO) in Bezug auf die Korrelation zur Zeit vor.
- 202
- Hole
die SCLK Eingabe, beachte die Zeit Tstart (SCLK).
- 203
- Hole
die RDO Eingabe, beachte die Zeit Tstart (RDO).
- 204
- Bereite
die Erzeugung eines geeigneten Lese-OK-Signals (RDOK) zusammen mit/gemäß dem Lese-Block
Signal (RDBLK) vor, abhängig
von dem Verhältnis
der oben genannten Startzeiten.
- 205
- Prüfe jetzt:
Tstart (SCLK) < Tstart
(RDO)
d.h. SCLK eher als RDO oder was kommt zuerst?
Der
Fall wird mit „WECHSELFALL" bezeichnet,
die
Ergebnisse sind „SCHREIBE" oder „LESE".
-
„WECHSELFALL: SCHREIBE"
- 206
- 1)
Setze das RDBLK Signal auf WAHR, wenn Tstart (RDBLK) = Tstart (SCLK).
2)
Setze das RDOK Signal FALSCH.
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„WECHSELFALL: LESE"
- 207
- 1)
Setze das RDBLK Signal auf WAHR, wenn
Tstart (RDBLK) = Tstart
(SCLK) + deltaT,
mit geeigneter Zeitverzögerung deltaT > 0.
2) Setze das
RDOK Signal WAHR, wenn Tstart (RDOK) = Tstart (SCLK).
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Legende für 2B
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Fortgesetzter „WECHSELFALL:
SCHREIBE"
- 208
- Hole
das Schreib-Abtastimpuls-Signal (WRT), beachte Zeit Tend (WRT).
- 209
- Setze
das RDBLK Signal FALSCH, wenn Tend (RDBLK) = Tend (WRT).
- 210
- Bereite
den Start des resultierenden Lese-Abtastimpuls-Signals (RDR) in
Abhängigkeit
vom Status des RDBLK Signals vor.
- 211
- Überprüfe nun:
Status des REBLK Signals, RDBLK = FALSCH oder RDBLK = WAHR, oder
welchen Zustand hat RDBLK jetzt?
Der Fall wird mit „BLOCKFALL" bezeichnet,
Ergebnisse
sind „FALSCH" und „WAHR".
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„BLOCKFALL: FALSCH"
- 212
- Setze
das RDR Signal = WAHR, wenn Tstart (RDR) = Tstart(RDO).
-
„BLOCKFALL: WAHR"
- 213
- Setze
das RDR Signal = WAHR, wenn Tstart (RDR) = Tend (WRT).
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Legende für 2C
- 214
- Bereite
das Stoppen des RDR Signals vor, basierend auf den Status des RDO
Signals.
- 215
- Hole
die RDO Eingabe, beachte die Zeit Tend (RDO).
- 216
- Setze
das RDR Signal = FALSCH, wenn Tend (RDR)) Tend (RDO).
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Legende für 2D
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Fortgesetzter „WECHSELFALL:
LESE"
- 217
- Bereite
die Erzeugung des resultierenden Lese-Abtastimpuls-Signals (RDR)
vor.
- 218
- Setze
das RDR Signal = WAHR, wenn Tstart (RDR) = Tstart (RDO).
- 219
- Setze
das RDR Signal = FALSCH, wenn Tend (RDR) = Tstart (SCLK) + deltaT,
mit geeigneter Zeitverzögerung
deltaT > 0.
- 220
- Bereite
das Stoppen der RDBLK und RDOK Signale vor, basierend auf den Status
des RDO Signals.
- 221
- Hole
die RDO Eingabe, beachte die Zeit Tend (RDO).
- 222
- Setze
das RDBLK Signal FALSCH, wenn Tend (RDBLK) = Tend (RDO).
- 223
- Setze
das RDOK Signal FALSCH, wenn Tend (RDOK) = Tend (RDO).
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Wie
nun in 2A dargestellt, gelangt man bei
Beginn eines Betriebszyklus an der Markierung START zum logischen
Block 201, der für
die Beurteilung des seriellen Taktgebersignals SCLK und des ursprünglichen
Lese-Abtastimpuls-Signals RDO in Bezug auf ihr zeitliches Verhältnis vorbereitet.
Der Block 202 gibt logisch wieder, dass der RAC Schaltkreis
den seriellen Taktgeber SCLK analysiert, wobei er aktiv wird und
die entsprechende augenblickliche Zeit Tstart (SCLK) notiert. Der
Block 203 gibt logisch wieder, dass der RAC Schaltkreis
den ursprünglichen Lese-Abtastimpuls
RDO analysiert, wobei er aktiv wird und die entsprechende augenblickliche
Zeit Tstart (RDO) notiert. Der folgende Block 204 bereitet für die Erzeugung
eines geeigneten Lese OK Singals (RDOK) zusammen mit dem entsprechenden
Lese-Block-Signal (RDBLK) vor, abhängig vom Verhältnis der
obigen Startzeiten. Die erforderliche logische Fallentscheidung
wird im Block 205 gemacht, der als „WECHSELFALL" bezeichnet ist.
Startet der serielle Taktgeber SCLK früher als das ursprüngliche
Lese-Abtastimpuls-Signal RDO? Antworten können „SCHREIBE" oder „LESE" sein.
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Im
Falle, dass Tstart (SCLK) kleiner als Tstart (RDO) ist – in Block 205 bezeichnet
mit „WECHSELFALL:
SCHREIBE" – setzt
die Fortsetzung in Block 206 beide, das Lese-Block Signals
RDBLK und das Lese-OK-Signal RDOK auf „FALSCH", in Zusammenhang mit der entsprechenden
SCLK Signalaktivität,
wie aus den Zeitdiagrammen 3A und 3B ersichtlich
ist.
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In
einem Fall mit Tstart (SCLK) größer oder gleich
Tstart (RDO) – in
Block 205 bezeichnet mit „WECHSELFALL: LESE" – setzt die Fortsetzung in Block 207 das
Lese-OK-Signal RDOK auf „WAHR" und, nach einer
bestimmten, geeigneten Verzögerungszeit
deltaT > 0, das Lese-Block-Signal
RDBLK nun auf „WAHR", in Zusammenhang
mit der entsprechenden SCLK Signalaktivität, wie aus den Zeitdiagrammen 3C oder 4D ersichtlich
ist. Die Verzögerungszeit
deltaT entspricht einer bestimmten Anzahl von seriellen Taktgeber
SCLK Bits und muss derart gewählt
werden, dass in jeder möglichen
Situation ein sicherer Betrieb gewährleistet ist. Unter der folgenden
Bedingung, dass der Schreib-Abtastimpuls
WRT kurz im Vergleich zu dem ursprünglichen Lese-Abtastimpuls
RDO ist, d.h. die Frequenz f(SCLK) des seriellen Taktgebers ist
wesentlich größer als
die System-Taktgeberfrequenz
f(CLK), muss eine minimale Dauer des resultierenden Lese-Abtastimpulses RDR
erreicht werden, lang genug für
einen ordentlichen Lesebetrieb.
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Die
Fortsetzung von „WECHSELFALL: SCHREIBE", wie in 2B dargestellt,
beendet die Aktivität
des Lese-Block Signals RDBLK – wobei
RDBLK auf „FALSCH" gesetzt wird – im Moment
nach dem Schreib-Abtastimpuls WRT ausgelöst wurde, logisch bildlich
dargestellt durch die Blöcke 208 und 209.
Die Erzeugung des neuen resultierenden Lese-Abtastimpulses RDR wird im logischen
Block 210 vorbereitet; gemäß einer letzten Analyse der
Aufgabe der Erfindung. Das Startverhalten des resultierenden Lese-Abtastimpulses
RDR hängt
von dem Status des Lese-Blocks RDBLK ab, der im logischen Entscheidungsblock 211,
bezeichnet mit „BLOCKFALL", überprüft wird.
Ein Status „FALSCH" des Lese-Blocks
im Augenblick des Überprüfens, nämlich Tstart
(RDO), setzt den resultierenden Lese-Abtastimpuls RDR sofort auf „WAHR", siehe logischer Block 212.
Dieses Verhalten ist in dem Zeitdiagramm 3A dargestellt.
Der Status „WAHR" des Lese-Blocks
im Augenblick des Überprüfens, nämlich Tstart
(RDO), setzt den resultierenden Lese-Abtastimpuls RDR sofort auf „WAHR", aber verspätet bis nachdem
der Schreib-Abtastimpuls abgegeben worden ist, siehe logischer Block 213.
Dieses Verhalten ist im Zeitdiagramm 3B dargestellt.
Beide Fälle, nämlich „BLOCKFALL:
FALSCH" und „BLOCKFALL: WAHR" führen zu
einer Aktion, die bildlich dargestellt und zusammen mit 2C beschrieben
ist.
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Nun 2C betrachtend,
können
wir erkennen, dass die Beendigung der Aktivität des neuen resultierenden
Lese-Abtastimpulses RDR im logischen Block 214 vorbereitet
ist. Das Stoppverhalten wird allein durch den ursprünglichen
Lese-Abtastimpuls RDO gesteuert, wie logisch in den Blöcken 215 und 216 beschrieben
ist. Dieses Verhalten ist in den Zeitdiagrammen 3A und 3B dargestellt.
Somit wird nun in diesen Fällen
der Betriebszyklus nun an der Markierung ENDE des Flussdiagramms
von 2C beendet und kann an der Markierung START des
Flussdiagramms von 2A wieder beginnen.
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Zurückkommend
auf das Flussdiagramm von 2A, bemerkten
wir für
den „WECHSELFALL: LESE", dass das Lese-OK-Signal
RDOK als „WAHR" gesetzt wurde, und
das Lese-Block-Signal RDBLK als „WAHR" gesetzt wurde, alles zu Momenten, die bereits
zuvor erläutert
wurden und wieder in den Zeitdiagrammen der 3C oder 4D gezeigt
sind.
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Nun 2D betrachtend,
führt die
Fortsetzung zum logischen Block 217, in dem die Erzeugung des
neuen resultierenden Lese-Abtastimpulses RDR vorbereitet wird. Im
Verhältnis
mit dem Start des ursprünglichen
Lese-Abtastimpulses RDO wird der neue resultierende Lese-Abtastimpuls
RDR zuerst auf „WAHR" gesetzt, siehe logischer
Block 218. Im Verhältnis
mit dem Start des seriellen Taktgebers SCLK, verzögert um
eine gewisse, geeignete Zeit deltaT > 0, wird der neue resultierende Lese-Abtastimpuls
RDR schließlich auf „FALSCH" gesetzt, siehe logischer
Block 219. Dieses Verhalten ist wieder deutlich in den
Zeitdiagrammen der 3C und 3D oder 4D dargestellt.
-
Die
einzige Aufgabe, die für
den logischen Block 220 übrig ist, ist es, für das Stoppen
sowohl des Lese-Block-Signals RDBLK als auch des Lese-OK-Signals
RDOK vorzubereiten. Da dies wieder in Zusammenhang mit dem Aktivitätsende des
ursprünglichen
Lese-Abtastimpulses
RDO ist, vermerkt der logische Block 221 wieder das Ende
der Aktivität des
ursprünglichen
Lese-Abtastimpulses RDO, wobei im gleichen Moment das Lese-Block
Signal RDBLK auf „FALSCH" und das Lese-OK-Signal
RDOK auf „FALSCH" gesetzt werden,
was logisch mit Block 222 und Block 223 jeweils
beschrieben ist. Beide dieser Signale sind wieder in den Zeitdiagrammen
von 3C oder 3D dargestellt.
Somit wird auch beim „WECHSELFALL:
LESE" ein Zyklusbetrieb
an der Markierung ENDE des Flußdiagramms
von 2D beendet, und kann auch wieder bei der Markierung
START des Flussdiagramms von 2A beginnen.
Die Fälle
mit mehreren Schreibzugriffen werden eingeschlossen, wenn das logische
Verhalten angemessen durch Wiederstarten der Zykluse überlagert
wird.
-
Legende zu den Zeitdiagrammen
der 3A–3E und 4A–4D:
-
3A: „Lesen
und Schreiben: keine Konflikte!"
-
- T1: Tstart (SCLK) = Tstart (RDBLK)
- T2: Tend (WRT) = Tend (RDBLK)
- T3: Tstart (RDO) = Tstart (RDR)
- T4: Tend (RDO) = Tend (RDR)
-
3B: „Schreiben überlappt
den Lesezugriff!"
-
- T1: Tstart (SCLK) = Tstart (RDBLK)
- T2: Tend (WRT) = Tend (RDBLK) = Tstart (RDR)
- T3: Tend (RDO) = Tend (RDR)
-
3C: „Schreiben
während
des Lesezugriffs in Fortschritt!"
-
- T1: Tstart (RDO) = Tstart (RDR)
- T2: Tstart (SCLK) = Tstart (RDOK)
- T3: Tstart (SCLK) + deltaT = Tstart (RDBLK)
- T4: Tend (RDO) = Tend (RDBLK) = Tend (RDOK)
-
3D: „Schreiben
am Ende des Lesezugriffs (gekürzt)!"
-
- T1: Tstart (RDO) = Tstart (RDR)
- T2: Tstart (SCLK) = Tstart (RDOK)
- T3: Tstart (SCLK) + deltaT = Tstart (RDBLK) = Tend (RDR)
- T4: Tend (RDO) = Tend (RDBLK) = Tend (RDOK)
-
3E: „Schreiben
am Ende des Lesezugriffs (vollständig)!"
-
- T1: Tstart (RDO) = Tstart (RDR)
- T2: Tstart (SCLK) = Tstart (RDOK)
- T3: Tend (RDO) = Tend (RDOK) = Tend (RDR)
-
4A: „Mehrfache
Schreibzugriffe!"
-
- T1: Tstart (SCLK) = Tstart (RDBLK)
- T2: Tend (WRT) = Tend (RDBLK)
- T3: Tstart (SCLK) = Tstart (RDBLK)
- T4: Tend (WRT) = Tend (RDR)
- T5: Tend (RDO) = Tend (RDR)
-
4B: „Mehrfache
Schreibzugriffe!"
-
- T1: Tstart (SCLK) = Tstart (RDBLK)
- T2: Tend (WRT) = Tend (RDBLK)
- T3: Tstart (RDO) = Tstart (RDR)
- T4: Tstart (SCLK) = Tstart (RDOK)
- T5: Tstart (SCLK) + deltaT = Tstart (RDBLK) = Tend (RDR)
- T6: Tend (RDO) = Tend (RDBLK) = Tend (RDOK)
-
4C: „Mehrfache
Schreibzugriffe!"
-
- T1: Tstart (SCLK) = Tstart (RDBLK)
- T2: Tend (WRT) = Tend (RDBLK) = Tstart (RDR)
- T3: Tstart (SCLK) = Tstart (RDOK)
- T4: Tstart (SCLK) + deltaT = Tstart (RDBLK) = Tend (RDR)
- T5: Tend (RDO) = Tend (RDBLK) = Tend (RDOK)
-
4D: „Mehrfache
Schreibzugriffe!"
-
- T1: Tstart (RDO) = Tstart (RDR)
- T2: Tstart (SCLK) = Tstart (RDOK)
- T3: Tstart (SCLK) + deltaT = Tstart (RDBLK) = Tend (RDR)
- T4: Tend (RDO) = Tend (RDBLK) = Tend (RDOK)
-
Nun
Bezug nehmend auf das Zeitdiagramm von 3A, wird
die Betriebsart des bevorzugten Ausführungsbeispiels des neuen Verfahrens
und Schaltkreises der vorliegenden Erfindung näher erläutert für einen ersten Fall bei einem
Zeitverhältnis einer
seriellen Taktgebereingabe und einem ursprünglichen Lese-Abtastimpuls-Signal.
Dieser Fall kann mit „LESE
UND SCHREIBE: KEIN KONFLIKT!" bezeichnet
werden. Die hier und in jedem anderen folgenden Zeitdiagramm dargestellten
Signale, die bereits in 1A bezeichnet
sind, sind das ursprüngliche
Lese-Abtastimpuls-RDO 131, das serielle Taktgeber-SCLK 112,
das Schreib-Abtastimpuls-WRT 113, das resultierende Lese-Abtastimpuls-Signal RDR 151 zusammen
mit Signalen im Inneren des RAC Schaltkreises 150 von 1A,
nämlich
ein Lese-Block-Signal (RDBLK) und ein Lese-OK-Anzeige-Signal (RDOK).
-
Die
Eingabe mit dem seriellen Taktgeber-Signal SCLK und dem ursprünglichen
Lese-Abtastimpuls-Signal
RDO überlappen
sich nicht in der Zeit, d.h. kein Lese-Abtastimpuls WRT, der einen
Schreibzugriff initiiert, tritt während des Lesezyklus auf, d.h. wenn
der ursprüngliche
Lese-Abtastimpuls RDO aktiv ist und ein Lesezugriff läuft. Das
resultierende Lese-Abtastimpuls-Signal RDR ist identisch mit dem
ursprünglichen
Lese-Abtastimpuls-Signal
RDO. Das Lese-OK-Signal RDOK ist stets „FALSCH". Übrigens ist
das Lese-Block Signal RDBLK in diesem Fall optional, d.h. hat keinen
Einfluss. Kein Speicherzugriffskonflikt kann auftreten. Die Wahl,
das RDBLK Signal dennoch auf „WAHR" zu setzen, wie in 3A angezeigt,
wird in der folgenden Beschreibung von 3B erläutert.
-
Nun
Bezug nehmend auf das Zeitdiagramm von 3B, wird
die Betriebsart des bevorzugten Ausführungsbeispiels des neuen Verfahrens
und Schaltkreises der vorliegenden Erfindung näher erläutert für einen zweiten Fall bei einem
Zeitverhältnis einer
seriellen Taktgebereingabe und einem ursprünglichen Lese-Abtastimpuls-Signal.
Dieser Fall kann mit „SCHREIBEN ÜBERLAPPT
LESEZUGRIFF!" bezeichnet
werden. Das serielle Taktgebersignal SCLK startet eine Schreibübertragung
kurz bevor der ursprüngliche
Lese-Abtastimpuls
auftritt, d.h. ein Schreib-Abtastimpuls WRT, der am letzten Bit
des seriellen Taktgebersignals SCLK erzeugt wurde, löst einen
Schreibzugriff während
des aktiven ursprünglichen
Lese-Abtastimpuls-Signals RDO aus. Als ein Problem würde nun
ein Zugriffskonflikt auftreten! Um dieses Problem zu lösen, wird
ein geeignetes Lese-Block-Signal
RDBLK erzeugt, das das ursprüngliche
Lese-Abtastimpuls-Signal RDO blockiert. Nachdem der Schreibzugriff
abgeschlossen ist, wird das Lese-Block Signal RDBLK gelöscht, und das
resultierende Lese-Abtast-Signal RDR – etwas kürzer, aber noch von ausreichender
Länge für einen ordentlichen
Lesebetrieb – wird
dem SPRAM gemeldet. Somit wird das Konfliktproblem in diesem Fall durch
die vorliegende Erfindung gelöst.
-
Wie
nun aus den obigen Erläuterungen
verständlich
ist, sind die zwei Signale DRBLK und RDOK, die innere Signale des
neu eingeführten
Lesezugriffsregel-(RAC)-Schaltkreises sind, wesentliche Steuersignale
im Schema der Speicherzugriffs-Konfliktvermeidung.
-
Sie
werden zurückgesetzt,
gesetzt und gehalten von einem System-Taktgeber (CLK) Zyklus zum
nächsten,
bedingungsmäßig abhängig von
den Zuständen
der Signale SCLK und RDO während
dieser Zyklen. Das Lese-OK-Signals (RDOK) wird hierbei sofort auf „WAHR" gesetzt, wenn während eines laufenden
Lesevorgangs (RDO ist bereits „WAHR") ein konkurrierender
Schreibvorgang (SCLK) gestartet wird, was dem Regler anzeigt, dass
ein Lesevorgang (RDO) bereits in Fortschritt ist.
-
Das
erforderliche Lese-Block-Signal (RDBLK) wird dann erzeugt, nachdem
eine gewisse Zeitverzögerung
deltaT (erforderlich für
das Vermeiden von Störimpulsen,
d.h., um eine minimale Dauer des Lese-Abtastimpulses sicherzustellen)
diese Bedingungen noch wahr sind. Folglich wird das resultierende
Lese-Abtastimpuls-Signal (RDR) durch ein logisches UND modifiziert,
wobei das ursprüngliche
Lese-Abtastimpuls-Signal (RDO) mit diesem invertierten Lese-Block-Signal
(_RDBLK) kombiniert wird.
-
Die
benötigte
Zeitverzögerung
deltaT wird mittels Zählens
einer gewissen Anzahl von seriellen Taktgeber (SCLK) Zyklen bestimmt,
und ist somit an die hereinkommende Taktgeberfrequenz gebunden.
-
Nun
Bezug nehmend auf das Zeitdiagramm von 3C, wird
die Betriebsart des bevorzugten Ausführungsbeispiels des neuen Verfahrens
und Schaltkreises der vorliegenden Erfindung näher erläutert für einen dritten Fall bei einem
Zeitverhältnis einer
seriellen Taktgebereingabe und einem ursprünglichen Lese-Abtastimpuls-Signal.
Dieser Fall kann mit „SCHREIBEN
WÄHREND
EIN LESEVORGANG LÄUFT!" bezeichnet werden.
Eine Schreibübertragung
tritt auf, nachdem das ursprüngliche
Lese-Abtastimpuls-Signal RDO bereits aktiv geworden ist, d.h. das
serielle Taktgeber-Signal SCLK startet nachdem der Lesezugriff begonnen
hat. Gleichzeitig wird das Lese-OK-Signal RDOK auf „WAHR" gesetzt. Als ein
Problem löst
der Schreib-Abtastimpuls WRT wieder einen Schreibzugriff während eines
aktiven ursprünglichen
Lese-Abtastimpulses RDO. Dies würde
nun wieder zu einem Speicherzugriffkonflikt führen, da der resultierende
Lese-Abtastimpuls RDR bereits zusammen mit dem ursprünglichen
Lese-Abtastimpuls RDO gestartet wurde, da es am Anfang des Lesezyklus
unbekannt ist, dass später
ein Schreibzugriff auftreten wird! Um dieses Problem zu lösen, wird ein
geeignetes Lese-Block-Signal RDBLK erzeugt. Nach einer gewissen
Anzahl von seriellen Taktgeberimpulsen SCLK, die eine Zeitverzögerung deltaT einführen, wie
in 3C dargestellt, wird dieses Lese-Block Signal
RDBLK auf „WAHR" gesetzt, und da das
Lese-OK-Signal RDOK „WAHR" ist, und beendet sofort
das aktive resultierende Lese-Abtastimpuls-Signals RDR. Diese Zeitverzögerung deltaT
stellt eine minimale Dauer des Lese-Abtastimpuls-Signals RDR sicher,
lange genug für
einen ordnungsgemäßen Lesebetrieb,
d.h. um Störimpulse
zu vermeiden. Wenn das Lese- Abtastimpuls-Signal
RDR gemeinsam mit dem ursprünglichen
Lese-Abtastimpuls-Signal RDO gestartet und mit dem Schreib-Abtastimpuls-Signal WRT
gestoppt würde,
könnte
es zu kurz für
einen erfolgreichen Lesebetrieb werden. Diese Zeitverzögerung deltaT
kann einfach durch das Zählen
einer gewissen Anzahl von seriellen Taktgeber SCLK Impulsen realisiert
werden, wie bereits zuvor erläutert.
Da dieses Lese-Block-Signals RDBLK durch den Schreib-Abtastimpuls
WRT beendet wurde – wie
es aus dem in 3B bildlich dargestellten Fall
ersichtlich ist – wird
auch das zusätzliche
Lese-OK-Signal RDOK „WAHR" benötigt, welches
verhindert, dass das Lese-Block-Signal RDBLK gelöscht wird. Dieses Lese-OK-Signal
RDOK ist stets als „WAHR" gesetzt, wenn eine
serielle Schreibübertragung
startet, d.h. wenn das serielle Taktgebersignal SCLK startet während es
bereits einen laufenden aktiven Lesezugriff gibt. Da das Beenden
des resultierenden Lese-Abtastimpuls-Signals
RDR vor dem Schreib-Abtastimpuls WRT den Schreibzugriff auslöst, wird
ein ungestörter Schreibzugriff
gewährleistet.
Beide Signale, das Lese-Block-RDBLK und das Lese-OK-Signal RDOK, werden
am Ende des Lesezyklus gelöscht,
d.h. wenn das ursprüngliche
Lese-Abtastimpuls-Signal deaktiviert ist. Somit wird bei diesem
Fall das Problem durch die vorliegende Erfindung gelöst.
-
Nun
Bezug nehmend auf die Zeitdiagramme der 3D und 3E wird
die Situation der zwei Fälle „SCHREIBEN
AM ENDE EINES LESEZUGRIFFS (GEKÜRZT)!" und „SCHREIBEN
AM ENDE EINES LESEZUGRIFFS (VOLLSTÄNDIG)!" beschrieben. Diese Situation ist im
Wesentlichen exakt die gleiche, wie im Falle „SCHREIBEN WÄHREND EIN
LESEVORGANG LÄUFT!", der in 3C bildlich dargestellt
und oben beschrieben ist, außer
dass, wenn die Zeitverzögerung
deltaT (bestimmt durch Zählen
einer bestimmten Anzahl von SCLK Impulsen) nicht erreicht wird – d.h. nicht
ausreichend viele Taktgeberimpulse SCLK sind bis das Ende des ursprünglichen
Lese-Abtastimpuls-Signals RDO erfolgt – kein Lese-Block Signal RDBLK
wird erzeugt, somit bleibt das resultierende Lese-Abtastimpuls-Signal RDR
unverändert,
d.h. ungekürzt.
-
Nun
Bezug nehmend auf die Zeitdiagramme von 4A bis 4D,
wird die Betriebsart des bevorzugten Ausführungsbeispiels des neuen Verfahrens
und Schaltkreises der vorliegenden Erfindung näher erläutert für spezielle Unterfälle, alle
mit vielem Schreiben auf den SPRAM. Diese Fälle werden unter dem Konzept „VIELFACHE
SCHREIBZUGRIFFE!" der
Einfachheit halber zusammengefasst, und werden hauptsächlich als Überlagerung
der zuvor genannten Fälle
erläutert.
-
Die
in 4A bildlich dargestellte Situation ist identisch
mit der in 3A dargestellten Situation, dem
Fall „LESEN
UND SCHREIBEN: KEIN KONFLIKT!",
außer,
dass eine zweite Schreibübertragung auf
der seriellen Eingangsleitung während
des Beginns des folgenden Lesezyklus ankommt, d.h. wenn das ursprüngliche
Lese-Abtastimpuls-Signal RDO gerade aktiv wird. Wie aus den Zeichnungen
klar verständlich
ist, wird dieser zweite Schreibzugriff gemäß dem Fall „SCHREIBEN ÜBERLAPPT
LESEZUGRIFF!" behandelt,
der in 3B beschrieben ist, um nicht
den ordnungsgemäßen Betrieb
zu stören. Da
das Lese-Block-Signal RDBLK in diesem Fall auf „WAHR" gesetzt bleibt während der Aktivität des seriellen
Taktgebersignals SCLK, wird das resultierende Lese-Abtastimpuls-Signal
RDR noch zurückgehalten,
bis es in dem Moment aktiviert wird, an dem das Schreiben auf den
SPRAM bereits beendet wurde, d.h. es kann kein Schreib-Lese-Konflikt
auftreten.
-
Die
Situation, die in 4B bildlich dargestellt ist,
ist ebenfalls identisch mit der in 3A dargestellten
Situation, dem Fall „LESEN
UND SCHREIBEN: KEIN KONFLIKT!",
außer,
dass eine zweite Schreibübertragung
auf der seriellen Eingangsleitung während des Beginns und während des
folgenden Lesezyklus ankommt, d.h. wenn der ursprüngliche
Lese-Abtastimpuls
RDO aktiv ist. Wie aus den Zeichnungen einfach ersichtlich ist,
wird dieser zweite Schreibzugriff gemäß dem Fall „SCHREIBEN WÄHREND LESEZUGRIFF
LÄUFT!" behandelt, der in 3C beschrieben
ist, um nicht den ordnungsgemäßen Betrieb
zu stören.
Da das Lese-Block-Signal RDBLK und das Lese-OK-Signal RDOK „FALSCH" sind, d.h. beide
sind unbestätigt
am Anfang des Lesezyklus, wobei das ursprüngliche Lese-Abtastimpuls-Signal
RDO aktiv gesetzt ist, wird das resultierende Lese-Abtastimpuls-Signal
RDR zur gleichen Zeit aktiviert. Dieser zweite Schreibzugriff durch
das serielle Taktgeber-Signal
SCLK führt
sofort zur Durchsetzung von „WAHR" des Lese-OK-Signals RDOK.
Nach besagter, oben beschriebener Zeitverzögerung, die einer bestimmten
Anzahl von seriellen Taktgeberimpulsen entspricht, wird das Lese-Block-Signal
RDBLK als „WAHR" bestätigt. Dies seinerseits
deaktiviert das resultierende Lese-Abtastimpuls-Signal RDR, welches
die Beendigung des Lesezugriffs auf den SPRAM bezeichnet, bevor
der Schreib-Abtastimpuls
WRT den Schreibzugriff auslöst.
Da das Lese-Block-Signal RDBLK und das Lese-OK-Signal RDOK bestätigt bis
zum Ende des laufenden Lesezyklus bleiben, können weitere Schreibzugriffe
durchgeführt
werden, ohne jegliche Gefahr möglicher
Speicherzugriffskonflikte.
-
Die
Situation, die in 4C bildlich dargestellt ist,
ist ebenfalls identisch mit der in 3B dargestellten
Situation, dem Fall „SCHREIBEN ÜBERLAPPT
LESEZUGRIFF!", außer, dass
eine zweite Schreibübertragung
auf der seriellen Eingangsleitung während des gleichen Lesezyklus
ankommt, d.h. wenn der ursprüngliche
Lese-Abtastimpuls RDO noch aktiv ist. Wie aus den Zeichnungen einfach
entnehmbar ist, wird dieser zweite Schreibzugriff gemäß dem Fall „LESEN:
SCHREIBZUGRIFF!" behandelt, der
in 3C beschrieben ist, um nicht den ordnungsgemäßen Betrieb
zu stören.
Da das Lese-Block-Signal RDBLK von Beginn des aktivierten ursprünglichen
Lese-Abtastimpuls-Signals RDO an bestätigt gehalten wird, wird das
resultierende Lese-Abtastimpuls-Signal RDR zurückgehalten, bis der erste Schreibzugriff
durch das serielle Taktgebersignal SCLK mit seinem ausgelösten Schreib-Abtastimpuls WRT
beendet ist. Folglich wird das Lese-Block Signal RDBLK gelöscht und
das resultierende Lese-Abtastimpuls-Signal RDR wird aktiviert. Ein
zweiter Schreibzugriff durch das serielle Taktgebersignal SCLK führt sofort
zur Bestätigung „WAHR" des Lese-OK Signals RDOK,
und nach besagter Zeitverzögerung,
die zuvor eingeführt
und beschrieben wurde, welche einer bestimmten Anzahl von seriellen
Taktgeberimpulsen entspricht, wird das Lese-Block-Signal wieder
als „WAHR" bestätigt. Dies
seinerseits deaktiviert das resultierende Lese-Abtastimpuls-Signal
RDR, was die Beendigung des Lesezugriffs auf den SPRAM bedeutet,
bevor der zweite Schreib-Abtastimpuls den zweiten Schreibzugriff
auslöst.
Da das Lese-Block Signal RDBLK und das Lese-OK-Signal RDOK bestätigt bleiben
bis zum Ende des laufenden Lesezyklus, können weitere Schreibzugriffe
nun ohne die Gefahr von Speicherzugriffskonflikten ausgeführt werden.
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Die
Situation, die in 4D bildlich dargestellt ist,
ist ebenfalls identisch mit der in 3C dargestellten
Situation, dem Fall „SCHREIBEN
WÄHREND
LESEZUGRIFF LÄUFT!", außer, dass
eine zweite Schreibübertragung
auf der seriellen Eingangsleitung während des gleichen Lesezyklus
ankommt, d.h. wenn das ursprüngliche
Lese-Abtastimpuls-Signal RDO noch aktiviert ist. Wie aus den Zeichnungen
klar ersichtlich ist, wird dieser zweite Schreibzugriff gemäß dem Fall „SCHREIBEN
WÄHREND
LESEZUGRIFF LÄUFT!" behandelt, der in 3C beschrieben
ist, um nicht den ordnungsgemäßen Betrieb
zu stören.
Da das Lese-Block-Signal RDBLK „FALSCH" ist und das Lese-OK-Signal „FALSCH" ist, d.h. beide
sind bei aktiv gesetztem ursprünglichen
Lese-Abtastimpuls-Signals RDO zu Beginn des Lesezyklus unbestätigt, wird
das resultierende Lese-Abtastimpuls-Signal RDR am Anfang dieses
Lesezyklus aktiviert. Der erste Schreibzugriff durch das serielle
Taktgebersignal SCLK führt
sofort zur Feststellung „WAHR" des Lese-OK-Signals RDOK.
Nach besagter, oben beschriebener Zeitverzögerung, die einer bestimmten
Anzahl von seriellen Taktgeberimpulsen entspricht, wird das Lese-Block Signal
RDBLK als „WAHR" bestätigt. Dies
seinerseits deaktiviert das resultierende Lese-Abtastimpuls-Signal
RDR, welches die Beendigung des Lesezugriffs auf den SPRAM bezeichnet,
bevor der folgende Schreib-Abtastimpuls WRT den Schreibzugriff auslöst. Da das
Lese-Block-Signal RDBLK und das RDOK Signal bis zum Ende des ursprünglichen
Lesezyklus nicht gelöscht
werden, gibt es nur ein einziges resultierendes Lese-Abtastimpuls-Signal
RDR, das dem SPRAM während
dieses Schreibzyklus gesandt wird, d.h. keine weiteren Schreibzugriffe
werden zugelassen.
-
Zusammengefasst
beweisen die detaillierten obigen Beschreibungen, bei Betrachten
des Betriebs des bevorzugten Ausführungsbeispiels des neuen Verfahrens
und Schaltkreises der vorliegenden Erfindung, wie in den 4A–4D beschrieben,
dass nur ein einziges resultierendes Lese-Abtastimpuls-Signal RDR
an den SPRAM während
jeder möglichen
Kombination von Lese-Schreib-Zugriffen während eines Lesezyklus gibt,
d.h. kein zweiter Lesezugriff ist erlaubt, und dieses resultierende
Lese-Abtastimpuls-Signal RDR wird nie von einem Schreib-Abtastimpuls
WERT überlappt.
In anderen Worten, es wird nur ein regulärer Lesezugriff durchgeführt, genau
was das ursprüngliche
Lese-Abtastimpuls-Signal RDO angefordert hat; selbst mehrere aufeinander folgende
Schreibzugriffe werden ohne jegliches Risiko von Speicherzugriffskonflikten
durchgeführt.
-
Ferner
ein gewisses Energiesparen wird dadurch erreicht, dass nur ein reguläres resultierendes Schreib-Abtastimpuls-Signal
RDR garantiert wird, selbst bei mehreren Schreibzugriffen. Dieses
einzige resultierende Lese-Abtstimpuls-Signal RDR während jedes
regulären
Lesezyklus kann daher auf zur Steuerung eines LCD Leiterplatten-Zählers verwendet werden.
-
Als
ein wichtiges Merkmal der Erfindung kann die Einführung eines
neuen Lesezugriffs-Regelschaltkreises 150 (RAC)
mit nur drei Eingangssignalen und einem Ausgangssignal herausgestellt
werden; Eingangssignal serieller Taktgeber 112 (SCLK), Eingangssignal
Schreibimpuls 113 (WRT) und Eingangssignal ursprünglicher
Lese-Abtastimpuls 131 (RDO), die ein einen Zugriffskonflikt
vermeidendes, modifiziertes Lese-Abtastimpuls-Signal 151 (RDR) herausgeben.
Im Inneren wird ein ausgearbeitetes Lese-Abtastimpuls-Signal-Modifikationsschema,
wie es sehr detailliert oben beschrieben ist, mit Hilfe von zwei,
rein intern benutzten Signalen realisiert, dem Lese-Block-Signal
(RDBLK) und dem Lese-OK-Signal
(RDOK). Dieser ursprüngliche
Lese-Abtastimpuls-Signal RDO Modifikationsalgorithmus garantiert,
dass nur ein einziges resultierendes Lese-Abtastimpuls-Signal RDR zum SPRAM
während
jedes möglichen
Falles von Lese-Schreib-Zugriffen während eines Lesezyklus gesandt
wird, d.h. kein zweiter Lesezugriff wird zugelassen, und dieses
resultierende Lese-Abtastimpuls-Signal RDR wird nie von einem Schreib-Abtastimpuls WRT überlappt.
-
Als
Voraussetzungen für
eine erfolgreiche Einführung
des RAC-Schaltkreises müssen
beachtet werden:
- 1. Verwendung einer seriellen
Schnittstelle, die ein Taktgebersignal (SCLK) zur Verfügung stellt.
- 2. Ein Schreibzugriff auf den SPRAM findet am Ende der seriellen
Datenübertragung
statt, d.h. der Schreib-Abtastimpuls (WRT) wird zusammen mit dem
letzten eingehenden Daten-Bit
erzeugt, getaktet mit dem seriellen Taktgebersignal (SCLK) oder
kurz nachdem der letzte SCLK Impuls empfangen wurde.
- 3. Der Schreib-Abtastimpuls (WRT) ist kurz, verglichen mit dem
ursprünglichen
Lese-Abtastimpuls
(RDO); (z.B. 1/5 MHz verglichen mit 1/100 kHz).
-
Die
Steuerung, die durch diesen RAC-Schaltkreis geschaffen wird, führt dann
unter allen Umständen
zu einem konfliktfreien Lese-Schreib-Zugriffsbetrieb mit einem Einzelkanal-RAM (SPRAM).
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Die
Vorteile der vorliegenden Erfindung können nun zusammengefasst werden.
Die vorliegende Erfindung stellt ein effektives und gut herstellbares Verfahren
und einen Schaltkreis für
die Steuerung eines Lese-Schreib-Zugriffs auf ein Einzelkanal-RAM (SPRAM)
mit Hilfe eines seriellen Taktgebersignals zur Verfügung. Besagtes
serielles Taktgebersignal wird durch eine serielle Schnittstelle
für die
Dateneingabe geliefert, so dass, vollständig unabhängig von dem seriellen Taktgebersignal,
das asynchrone Datenschreiben auf besagten SPRAM erfolgt, während periodisch
vom SPRAM gelesen wird. Das Verfahren zur Lesezugriffssteuerung
(RAC) und der Schaltkreis zeigen einen konfliktfreien Zugriff zum
Lesen von besagtem SPRAM.
-
Auf
Grund des Steuerungsverfahrens, das in den RAC-Schaltkreis implementiert
ist, gibt es genau einen Lese-Abtastimpuls während jedes Lesezyklus, selbst
wenn ein mehrfacher Schreibzugriff auftritt. Somit kann der Lese-Abtastimpuls
verwendet werden, um den Leiterplatten-Zähler einer LCD-Treiberschaltung
zu inkrementieren. Ein Energiesparen wird auch erreicht, auf Grund
besagten Merkmals eines einzigen Lese-Abtastimpulses während eines
mehrfachen Schreibzugriffs.
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Wie
in den bevorzugten Ausführungsbeispielen
dargestellt, stellt der neue Schaltkreis eine effektive und herstellbare
Alternative zum Stand der Technik dar.
-
Während die
Erfindung insbesondere anhand der bevorzugten Ausführungsbeispiele
hiervon aufgezeigt und beschrieben wurde, ist es für Fachleute
verständlich,
dass verschiedene Abwandlungen in Form und Detail erfolgen können, ohne
den Schutzbereich der Erfindung zu verlassen.