專(zhuān)利名稱(chēng)：：專(zhuān)用處理器及其設(shè)計(jì)方法
背景技術(shù)：
：本發(fā)明主要涉及到一復(fù)雜的專(zhuān)用集成電路，更具體地說(shuō)，是一分布式并行處理器結(jié)構(gòu)及使這種復(fù)雜集成電路能被容易設(shè)計(jì)的設(shè)計(jì)方法。集成電路技術(shù)在門(mén)電路的集成方面不斷向前發(fā)展，從很小數(shù)量(小于100個(gè)晶體管)到大量(成百萬(wàn)個(gè)晶體管)。因此，這就使得實(shí)現(xiàn)功能愈來(lái)愈復(fù)雜的集成電路(ICs)成為可能，從而代替大量的分立器件，但在尺寸，成本，可靠性方面與分立器件相當(dāng)。但是，電路的復(fù)雜性和大量的可用晶體管使得設(shè)計(jì)IC更加困難。因此，開(kāi)出了很多工具來(lái)幫助IC設(shè)計(jì)者更有效地設(shè)計(jì)IC。這些工具的目的是為了使設(shè)計(jì)者更容易地合成目標(biāo)邏輯，而不必處理晶體管和門(mén)電路。在通用的處理器結(jié)構(gòu)中，基本的底層指令(如加，乘，比較等)是由硬件來(lái)實(shí)現(xiàn)的，這些底層指令被順序組成一組經(jīng)編程的指令集合以實(shí)現(xiàn)復(fù)雜的功能。這樣的結(jié)構(gòu)受中央處理單元(CPU)可實(shí)現(xiàn)的吞吐量的限制，因?yàn)镃PU必須滿(mǎn)足對(duì)于一系列操作的峰值吞吐量的要求。這樣的限制經(jīng)常對(duì)硬件提出很高的要求并導(dǎo)致被設(shè)計(jì)出的硬件利用效率不高。此外，這種集中控制結(jié)構(gòu)的功率管理一般也很困難。為了滿(mǎn)足設(shè)計(jì)吞吐量的目標(biāo)并且采用有效的硬件實(shí)現(xiàn)，設(shè)計(jì)者經(jīng)常傾向于使用專(zhuān)用集成電路設(shè)計(jì)技術(shù)，其代價(jià)是犧牲由后合成可編程性提供的系統(tǒng)設(shè)計(jì)靈活性。大體上，開(kāi)發(fā)了兩種方法來(lái)幫助IC設(shè)計(jì)者-“標(biāo)準(zhǔn)單元”和“門(mén)陣列”技術(shù)。這些技術(shù)在美國(guó)專(zhuān)利No.5,119,314(Hotta等)，5,173,864(Watanabe等)，5,197,016(Sugimoto等)和5,283,753(Schucker等)中有一般的闡述。在標(biāo)準(zhǔn)單元方法中，常用的邏輯塊被仔細(xì)地設(shè)計(jì)和存儲(chǔ)在單元庫(kù)中。設(shè)計(jì)者可以尋找和內(nèi)連合適的邏輯塊以提供所需的功能。通常，這些塊是基本邏輯結(jié)構(gòu)，比如NAND或NOR門(mén)或其它簡(jiǎn)單的邏輯塊，如加法器或乘法器。邏輯塊可通過(guò)塊的合適的輸入/輸出端子之間路由選擇導(dǎo)線相連。門(mén)陣列技術(shù)涉及到包含單一集成電路元件(門(mén)電路)直到但不包括可尋相連第一層的大量基片的制造。IC設(shè)計(jì)者只需指定用于內(nèi)連預(yù)制好的門(mén)電路的導(dǎo)電模式來(lái)“定制”門(mén)陣列。這兩種方法共有的問(wèn)題之一是很難使用它們來(lái)設(shè)計(jì)執(zhí)行復(fù)雜功能的IC、這是因?yàn)闃?biāo)準(zhǔn)單元和門(mén)陣列對(duì)所有應(yīng)用的類(lèi)型來(lái)說(shuō)是基本的簡(jiǎn)單的邏輯塊。因此，這將花費(fèi)很多時(shí)間，技術(shù)和努力把這些基本的結(jié)構(gòu)單元集成為有用的專(zhuān)用集成電路。此外，布局和時(shí)間安排的限制及用于內(nèi)連這些邏輯塊的設(shè)計(jì)努力通常會(huì)限制了設(shè)計(jì)者的自由和增加了設(shè)計(jì)時(shí)間。作為例子，用于通訊的電路一般執(zhí)行復(fù)雜的信號(hào)處理操作。這樣電路的例子是有限脈沖響應(yīng)濾波器，無(wú)限脈沖響應(yīng)濾波器，解調(diào)器和相關(guān)器。這些電路包括復(fù)雜的數(shù)學(xué)算法，而這些算法只有相當(dāng)熟練的工程師才能理解和設(shè)計(jì)。因此，使用可由標(biāo)準(zhǔn)單元和門(mén)陣列技術(shù)得到的基本結(jié)構(gòu)單元實(shí)現(xiàn)這些電路是非常冗長(zhǎng)乏味的。一些與使用標(biāo)準(zhǔn)單元和門(mén)陣列設(shè)計(jì)方法的復(fù)雜集成電路的設(shè)計(jì)相關(guān)的布局限制由Schucker等人做了解決。其中描述的塊結(jié)構(gòu)的集成電路的設(shè)計(jì)方法允許先前開(kāi)發(fā)的邏輯塊的重用，但它沒(méi)有討論內(nèi)連各種邏輯塊的復(fù)雜性。此外，被描述的集成電路的設(shè)計(jì)方法不提供功率管理，而功率管理是包含大量門(mén)電路的復(fù)雜IC設(shè)計(jì)的重要因素。有些電子系統(tǒng)制造者采用了完全不同的策略來(lái)解決以上的問(wèn)題。他們使用通用IC，如微控制器和數(shù)字信號(hào)處理器而不依賴(lài)于定制IC。這些IC每秒能執(zhí)行大量的指令。一般使用軟件來(lái)定制這些IC的功能。使用通用IC的其中一個(gè)問(wèn)題是這些IC不可能達(dá)到與專(zhuān)用IC相比擬的吞吐量。在處理速度是關(guān)鍵因素的很多應(yīng)用中，比如高速通訊系統(tǒng)，通用IC的性能是無(wú)法接受的。而且，軟件的使用不會(huì)改變對(duì)相當(dāng)熟練的工程師的需要，以實(shí)現(xiàn)復(fù)雜處理算法。Sugimoto等公開(kāi)了一計(jì)算機(jī)輔助系統(tǒng)及包含一通用處理器和連接在數(shù)據(jù)、地址和控制總線上的多個(gè)邏輯塊的專(zhuān)用集成電路的設(shè)計(jì)方法。這個(gè)設(shè)計(jì)方法有幾個(gè)缺點(diǎn)。首先，這種方法缺少執(zhí)行由集成硅軟件編譯器合成為硬件塊的邏輯塊的后合成編程能力；即，基本的支持功能，如比較器，加法器，乘法器和計(jì)數(shù)器，加入這些基本功能塊可增強(qiáng)系統(tǒng)的吞吐量。此外復(fù)雜算法的處理需要仍是在軟件中實(shí)現(xiàn)，因而仍需要熟練的設(shè)計(jì)者來(lái)設(shè)計(jì)復(fù)雜系統(tǒng)。此外，由Sugimoto等描述的集成電路的設(shè)計(jì)方法不包括功率管理。因此，存在這樣的需求，即需要一個(gè)塊結(jié)構(gòu)的專(zhuān)用集成電路和允許把復(fù)雜的專(zhuān)用處理封裝成功能塊并能在不同的設(shè)計(jì)中重用的設(shè)計(jì)方法，并且這些功能塊能被后合成編程以滿(mǎn)足高效的專(zhuān)用集成電路設(shè)計(jì)發(fā)展和升級(jí)的需要。發(fā)明概要本發(fā)明包括一專(zhuān)用處理器(ASP)結(jié)構(gòu)(能在單個(gè)基片上實(shí)現(xiàn))和使用專(zhuān)用指令集合的設(shè)計(jì)方法。每個(gè)指令指定一高階的適用于某類(lèi)特定應(yīng)用的操作和處理函數(shù)。某類(lèi)特殊應(yīng)用的處理需要(如通訊產(chǎn)品)被首先分析和組合成操作，此應(yīng)用最常用的處理算法被組合成功能塊以便捕獲非常復(fù)雜的，頻繁使用的數(shù)據(jù)類(lèi)型轉(zhuǎn)換，使之組合成單一的功能塊。每一個(gè)功能塊對(duì)應(yīng)于該指令集的一個(gè)專(zhuān)用的指令。這些專(zhuān)用指令實(shí)現(xiàn)為被設(shè)計(jì)成由多用途總線內(nèi)連的硬件功能塊。使用中，內(nèi)連硬件功能塊按照由設(shè)計(jì)者指定的指令程序的順序排列以實(shí)現(xiàn)特定應(yīng)用。在很多功能塊中，由功能塊實(shí)現(xiàn)的處理算法的某些參數(shù)的值可使用寄存器來(lái)指定，而這些寄存器可通過(guò)編程設(shè)定為多個(gè)可能值中的一個(gè)。因此，每一個(gè)功能塊可被設(shè)計(jì)者視為參數(shù)可編程的專(zhuān)用的高階操作或指令。每一個(gè)這樣的功能塊包括多個(gè)低階的原語(yǔ)，這些原語(yǔ)被安排和組合到一起以形成專(zhuān)用的高階操作。因?yàn)槊總€(gè)功能塊對(duì)于特定應(yīng)用來(lái)說(shuō)是一高階操作，這些功能塊可以看成是形成一種專(zhuān)用語(yǔ)言的‘文法’(syntax)，即這些功能塊包含用于對(duì)ASP的操作進(jìn)行編程的專(zhuān)用語(yǔ)言的代碼段。因此，被本發(fā)明的系統(tǒng)和方法所使用的功能塊可互換地稱(chēng)為“應(yīng)用文法”或“應(yīng)用元件”。庫(kù)中的每個(gè)應(yīng)用文法還包括將功能塊接口至多用途總線的接口模塊。應(yīng)用文法可以看成是集成電路的構(gòu)造塊，它們關(guān)于某一目標(biāo)技術(shù)(如，特殊的微電子集成技術(shù)，如CMOS)被預(yù)先設(shè)計(jì)，實(shí)現(xiàn)和優(yōu)化。預(yù)設(shè)計(jì)的專(zhuān)用功能塊(應(yīng)用文法)被組合在一設(shè)計(jì)庫(kù)中以便于以下所述本發(fā)明ASP的設(shè)計(jì)過(guò)程。設(shè)計(jì)者首先分析特定應(yīng)用的設(shè)計(jì)要求，然后用庫(kù)中所選的專(zhuān)用功能塊的子集來(lái)描述這些要求，好象他是在使用專(zhuān)用指令寫(xiě)程序。選定的功能塊然后通過(guò)封裝在每個(gè)功能塊中的標(biāo)準(zhǔn)多用途總線接口進(jìn)行連接。集成的設(shè)計(jì)就可以被合成為可編程ASP集成電路。已合成ASP集成電路的后合成裁剪通過(guò)使用指令程序來(lái)完成，此指令程序順序調(diào)用每個(gè)專(zhuān)用功能塊并為每個(gè)功能塊提供重設(shè)和數(shù)據(jù)輸入輸出的路由選擇指令。功率管理設(shè)計(jì)方案包含在每個(gè)專(zhuān)用功能塊的設(shè)計(jì)中，它允許大多數(shù)的功能塊邏輯只有當(dāng)執(zhí)行接受到一調(diào)用指令的時(shí)間內(nèi)才能打開(kāi)。根據(jù)本發(fā)明ASP的設(shè)計(jì)通過(guò)使用高級(jí)的編程語(yǔ)言得以簡(jiǎn)化，這樣設(shè)計(jì)者可以把系統(tǒng)級(jí)的要求直接轉(zhuǎn)換成ASP的實(shí)現(xiàn)，而不必深入了解與每個(gè)應(yīng)用文法相關(guān)的復(fù)雜算法。使用這種語(yǔ)言，根據(jù)本發(fā)明的ASP可用一簡(jiǎn)單程序來(lái)設(shè)計(jì)，此簡(jiǎn)單程序指定了不同的應(yīng)用文法間的關(guān)系，每個(gè)應(yīng)用文法的各參數(shù)，包括輸入輸出位置、設(shè)置和相對(duì)于多用途總線時(shí)鐘每個(gè)應(yīng)用文法的調(diào)用時(shí)間。未被指定的參數(shù)被設(shè)為預(yù)定義的默認(rèn)值。本發(fā)明的ASP結(jié)構(gòu)和設(shè)計(jì)方法可用于設(shè)計(jì)許多種的產(chǎn)品。例如，若庫(kù)中包括與通訊系統(tǒng)相關(guān)的應(yīng)用文法，則它就可用來(lái)設(shè)計(jì)蜂窩電話，無(wú)線局域網(wǎng)，個(gè)人通訊網(wǎng)和數(shù)字電纜網(wǎng)這樣的產(chǎn)品。結(jié)果，設(shè)計(jì)應(yīng)用文法的費(fèi)用就可以由庫(kù)的很多使用者分?jǐn)?。本發(fā)明的方法還提供了簡(jiǎn)化的，ASP的高級(jí)設(shè)計(jì)技術(shù)。每一個(gè)應(yīng)用文法可被認(rèn)為是帶有預(yù)定義輸入輸出特性的“黑匣子”。因此，庫(kù)的設(shè)計(jì)者就沒(méi)必要深入地理解怎樣實(shí)現(xiàn)這些復(fù)雜的專(zhuān)用的功能塊。設(shè)計(jì)者只與系統(tǒng)層的構(gòu)造塊或應(yīng)用文法打交道。使用這些應(yīng)用文法設(shè)計(jì)系統(tǒng)比起通過(guò)選擇，排列和連接標(biāo)準(zhǔn)單元或內(nèi)連成千上萬(wàn)的門(mén)電路來(lái)實(shí)現(xiàn)同樣的功能容易且快得多。結(jié)果，設(shè)計(jì)一產(chǎn)品的成本和投入市場(chǎng)的時(shí)間大大減少了。此外，產(chǎn)品的改進(jìn)和發(fā)展的費(fèi)用也因采用了本發(fā)明的ASP和設(shè)計(jì)方法而減少了。使用已經(jīng)公開(kāi)的ASP結(jié)構(gòu)、應(yīng)用文法庫(kù)和設(shè)計(jì)方法，很容易通過(guò)移去和插入應(yīng)用文法然后重新合成為新版的專(zhuān)用的集成電纜來(lái)改變或增加新的特點(diǎn)到此產(chǎn)品中。沒(méi)有必要重新設(shè)計(jì)整個(gè)系統(tǒng)。此外，由于每個(gè)應(yīng)用文法的設(shè)計(jì)中固有的后合成可編程性，產(chǎn)品的改進(jìn)可通過(guò)對(duì)已實(shí)現(xiàn)的ASP重新編程來(lái)實(shí)現(xiàn)，而不必重新合成。這樣，產(chǎn)品改進(jìn)和發(fā)展的費(fèi)用就大大降低了。本發(fā)明的應(yīng)用文法之間的內(nèi)連允許使用單一的多用途總線實(shí)現(xiàn)的弱耦合以便一組應(yīng)用語(yǔ)法可異步操作。多用途總線上的每個(gè)應(yīng)用文法可同時(shí)被調(diào)用(并行處理)或時(shí)間交錯(cuò)被調(diào)用(流水線處理)。此外，應(yīng)用文法只有在其處理所需功能的時(shí)候才有效。因?yàn)閼?yīng)用文法的功率使用依賴(lài)于它是否有效，因此這種特點(diǎn)允許內(nèi)在的有效的功率管理。多用途總線用于傳送命令和數(shù)據(jù)。數(shù)據(jù)和命令成對(duì)出現(xiàn)以便它們能通過(guò)一次訪問(wèn)被傳送到多用途總線上。分配給命令和數(shù)據(jù)的總線上字的數(shù)量在每次存取中可以變化。這種“動(dòng)態(tài)邊界”特點(diǎn)可以最大效率地利用多用途總線。本發(fā)明的結(jié)構(gòu)也允許分布式控制，在這種控制中，每個(gè)應(yīng)用文法可以產(chǎn)生和發(fā)送命令和數(shù)據(jù)給其它應(yīng)用文法。這樣，就不需要中央控制器。這種分布式控制方法可以有效地實(shí)現(xiàn)高時(shí)序的，多模式的專(zhuān)用處理。但是，本發(fā)明的結(jié)構(gòu)也可以使用應(yīng)用文法去控制ASP中幾個(gè)其它的應(yīng)用文法的操作。當(dāng)一應(yīng)用文法成為一組其它應(yīng)用文法的中央控制器后，受控的應(yīng)用文法被指定為應(yīng)用文法“簇”。在這種方式中，要求寬的接口帶寬的應(yīng)用文法可以以組的方式用單一的物理接口內(nèi)連，而此物理接口與以上描述的多用途總線是分離的。這種應(yīng)用文法的簇化使得內(nèi)連接口的帶寬被裁剪以與集成電路內(nèi)部數(shù)據(jù)流的帶寬匹配。這個(gè)特點(diǎn)避免了數(shù)據(jù)流阻塞。應(yīng)用文法的應(yīng)用之一是在數(shù)字通訊領(lǐng)域。應(yīng)用文法包含復(fù)雜的算法，如數(shù)字濾波器、相關(guān)器、解調(diào)器和誤差修正等。在本發(fā)明的結(jié)構(gòu)中，通訊系統(tǒng)的設(shè)計(jì)者不必理解這些算法的細(xì)節(jié)。設(shè)計(jì)者僅僅把合適的應(yīng)用文法組合在一起，就能容易地設(shè)計(jì)出各種產(chǎn)品，如擴(kuò)展譜、頻率反射、時(shí)分多址調(diào)制解調(diào)器的復(fù)雜通訊專(zhuān)用集成電路。附圖簡(jiǎn)述圖1所示為本發(fā)明專(zhuān)用結(jié)構(gòu)圖。圖2所示是本發(fā)明應(yīng)用文法中的接口訪問(wèn)邏輯塊。圖3所示是本發(fā)明應(yīng)用文法中的時(shí)鐘使能邏輯塊。圖4所示是本發(fā)明應(yīng)用文法中的應(yīng)用文法邏輯塊。圖5是ASP設(shè)計(jì)方法的流程圖。圖6所示是使用本發(fā)明的通訊專(zhuān)用結(jié)構(gòu)實(shí)現(xiàn)的調(diào)制解調(diào)器的框圖。圖7所示是圖6中調(diào)制解調(diào)器的流程圖。圖8所示是表明圖6中調(diào)制解調(diào)器的流水線處理特點(diǎn)的時(shí)序圖。本發(fā)明的其它方面和優(yōu)點(diǎn)在通過(guò)例子公開(kāi)了本發(fā)明的原理的本發(fā)明的以下描述，和所附的圖表相結(jié)合之后將變得很清楚。發(fā)明詳述本發(fā)明是一個(gè)處理器結(jié)構(gòu)及其設(shè)計(jì)方法，此法中，多個(gè)各自執(zhí)行特定功能的功能單元連接在一起協(xié)調(diào)地執(zhí)行一任務(wù)。這些功能單元被集成在一起的結(jié)構(gòu)和為了執(zhí)行依賴(lài)應(yīng)用的處理的功能單元的集合，這里稱(chēng)為專(zhuān)用處理器(ASP)。圖1是本發(fā)明ASP結(jié)構(gòu)100的簡(jiǎn)圖。它示出了命令/數(shù)據(jù)/時(shí)序總線110和多個(gè)應(yīng)用文法，如應(yīng)用文法111，112，113。這些應(yīng)用文法可以不同，或其中一些可以相同。應(yīng)用文法間的通訊通過(guò)命令/數(shù)據(jù)/時(shí)序總線110進(jìn)行。每個(gè)應(yīng)用文法大體上包括用于與命令/數(shù)據(jù)/時(shí)序總線110接口的相同的電路。因此，僅詳細(xì)描述應(yīng)用文法如應(yīng)用符號(hào)111中之一的接口電路就足夠了。應(yīng)用文法111包含一時(shí)鐘使能邏輯塊121，一接口訪問(wèn)邏輯塊123和應(yīng)用文法邏輯塊125。應(yīng)用文法邏輯塊125執(zhí)行預(yù)定義功能。例如，圖1所示為應(yīng)用文法邏輯塊125對(duì)用戶(hù)數(shù)據(jù)進(jìn)行操作，這些用戶(hù)數(shù)據(jù)通過(guò)指定給外部接口131線的雙向路徑提供給應(yīng)用文法111。時(shí)鐘使能邏輯塊121和接口訪問(wèn)邏輯塊123使應(yīng)用文法邏輯塊125與命令/數(shù)據(jù)/時(shí)序總線110進(jìn)行接口。時(shí)鐘使能邏輯塊121為應(yīng)用文法邏輯塊125提供時(shí)序信號(hào)，同時(shí)僅需要其功能時(shí)，使應(yīng)用文法邏輯塊125有效。接口訪問(wèn)邏輯塊123允許應(yīng)用文法邏輯塊125通過(guò)命令/數(shù)據(jù)/時(shí)序總線110從其它應(yīng)用文法接收命令和數(shù)據(jù)，和向其它應(yīng)用文法發(fā)送命令和數(shù)據(jù)。在ASP結(jié)構(gòu)100中，每個(gè)應(yīng)用語(yǔ)法中的時(shí)鐘使能塊121和接口訪問(wèn)邏輯塊123的結(jié)構(gòu)基本上是相同的，盡管某些獨(dú)特的元件，如應(yīng)用文法的地址是不同的。在應(yīng)用文法塊125中的某些元件也同所有的應(yīng)用文法是相同的(如，與時(shí)鐘使能塊121和接口訪問(wèn)邏輯塊123接口的元件)。但是，在應(yīng)用文法中執(zhí)行特定數(shù)據(jù)和信號(hào)處理功能的電路可以不同(如，一應(yīng)用文法可作為解調(diào)器，也可作為相關(guān)器等)。簡(jiǎn)要地說(shuō)，應(yīng)用文法可以執(zhí)行不同的功能，但這些應(yīng)用文法與命令/數(shù)據(jù)/時(shí)序總線110相接口的部分基本上是相同的。因此，應(yīng)用文法也可使用命令/數(shù)據(jù)/時(shí)序總線110互相接口。圖2所示是圖1中接口訪問(wèn)邏輯塊123的詳細(xì)框圖。圖1和圖2中相同的數(shù)字標(biāo)號(hào)表示相同的元件。接口訪問(wèn)邏輯塊123包含與塊142中的命令/數(shù)據(jù)輸入塊142和時(shí)鐘使能邏輯塊121相連的地址解碼器140。地址解碼器140接收來(lái)自命令/數(shù)據(jù)總線150的地址信號(hào)，并使得命令/數(shù)據(jù)輸入塊142和時(shí)鐘使能邏輯塊121接收用于應(yīng)用文法111的命令和數(shù)據(jù)。命令/數(shù)據(jù)總線150是圖1所示命令/數(shù)據(jù)/時(shí)序總線110的一部分。由命令/數(shù)據(jù)輸入塊142所處理的命令和數(shù)據(jù)被送至應(yīng)用文法塊125。接口訪問(wèn)邏輯塊123也包含命令/數(shù)據(jù)輸出塊144和地址輸出塊148。這兩個(gè)塊把由應(yīng)用文法邏輯塊125產(chǎn)生的命令、數(shù)據(jù)和地址信息傳送到命令/數(shù)據(jù)總線150。接口訪問(wèn)邏輯塊123還包括一總線訪問(wèn)電路146，此電路與命令/數(shù)據(jù)輸出塊142和地址輸出塊148相連。兩個(gè)命令/數(shù)據(jù)塊142和144對(duì)含有一對(duì)命令和數(shù)據(jù)的輸入輸出格式進(jìn)行操作，命令和數(shù)據(jù)每一個(gè)的大小均是可變的。命令和數(shù)據(jù)的總的大小是基于特定應(yīng)用文法邏輯的操作需要。所述命令和數(shù)據(jù)對(duì)具有可移動(dòng)邊界，這樣可以最大限度地提高物理接口(命令/數(shù)據(jù)/時(shí)序總線110)的效率。因?yàn)榻涌谠L問(wèn)邏輯塊123的結(jié)構(gòu)對(duì)于所有的應(yīng)用文法基本上是相同的，所以一個(gè)應(yīng)用文法可以通過(guò)命令/數(shù)據(jù)/時(shí)序總線110把命令和數(shù)據(jù)送到另外一個(gè)應(yīng)用文法。這種“數(shù)據(jù)驅(qū)動(dòng)”分布式控制方法產(chǎn)生了高度時(shí)序的，多模式專(zhuān)用處理的高效實(shí)現(xiàn)。因此，在此結(jié)構(gòu)中，沒(méi)有必要把控制方法限制在完全的中央控制方法上；而分布式控制，集中控制或混合控制可用來(lái)最好地匹配所需應(yīng)用的需求。一個(gè)應(yīng)用文法產(chǎn)生命令并把它送至其它應(yīng)用文法的能力使得一個(gè)應(yīng)用文法可成為一組其它應(yīng)用文法的中央控制器，這些其它的應(yīng)用文法被指定為應(yīng)用文法簇。這個(gè)結(jié)構(gòu)的另一個(gè)優(yōu)點(diǎn)是命令/數(shù)據(jù)/時(shí)序總線110對(duì)應(yīng)用文法邏輯是隱蔽的(即，應(yīng)用文法邏輯不必知道總線操作的細(xì)節(jié))。因此，應(yīng)用文法特定功能的設(shè)計(jì)者不必知道總線操作，使得設(shè)計(jì)更經(jīng)濟(jì)。圖3所示是圖1所示時(shí)鐘使能邏輯塊121的詳細(xì)框圖。圖1，2，3中相同的數(shù)字標(biāo)號(hào)代表相同的元件。時(shí)鐘使能邏輯塊121包含一命令狀態(tài)寄存器211，此命令狀態(tài)寄存器從時(shí)序總線153，命令/數(shù)據(jù)總線150和接口訪問(wèn)邏輯塊123的地址解碼器140中接收輸入信號(hào)。時(shí)序總線153是命令/數(shù)據(jù)/時(shí)序總線110的一部分，一般地包含加載在不同線上的多個(gè)時(shí)鐘信號(hào)。命令狀態(tài)寄存器211接收傳送給應(yīng)用文法111的時(shí)間相關(guān)的命令和數(shù)據(jù)。命令狀態(tài)寄存器211使用這些命令和數(shù)據(jù)決定多路調(diào)制器選擇值和周期(epoch)模值。多路調(diào)制器選擇值通過(guò)一組多路調(diào)制器選擇線214送至多路調(diào)制器213中，這樣，多路調(diào)制器213就可從時(shí)序總線153中選擇所要的時(shí)鐘(或周期)。周期模值被送至命令邏輯塊217中并在那里定義模(即打開(kāi)選通時(shí)鐘之前所計(jì)的周期數(shù))，下面將要闡述。多路調(diào)制器213的輸出與活動(dòng)定時(shí)器215相連。活動(dòng)定時(shí)器215還通過(guò)線路227從命令邏輯塊217中接收一‘計(jì)數(shù)’信號(hào)。這個(gè)計(jì)數(shù)信號(hào)相應(yīng)于上面所述在命令邏輯塊217中的周期模值?；顒?dòng)定時(shí)器215使用此計(jì)數(shù)信號(hào)對(duì)周期(由命令狀態(tài)寄存器選擇)進(jìn)行計(jì)數(shù)，然后把“完成”的信號(hào)通過(guò)線225送至命令邏輯塊217中。命令邏輯塊然后啟動(dòng)選通的時(shí)鐘并產(chǎn)生起動(dòng)信號(hào)(與選通時(shí)鐘同步)。起動(dòng)信號(hào)和選通時(shí)鐘通過(guò)線219和221分別耦合至應(yīng)用文法邏輯塊125。命令邏輯塊217通過(guò)線220從應(yīng)用文法塊中接收一“完成”信號(hào)。命令邏輯塊217還包括通過(guò)來(lái)自命令狀態(tài)寄存器211的命令使選通時(shí)鐘有效或無(wú)效的電路。時(shí)鐘使能邏輯塊121使應(yīng)用文法邏輯塊125在指定的時(shí)序周期的特定時(shí)刻被激活。例如，時(shí)鐘使能邏輯塊121可以被設(shè)置以便在預(yù)定義周期上激活應(yīng)用符號(hào)邏輯塊125并使選通時(shí)鐘在空閑時(shí)間內(nèi)無(wú)效，因而限制了應(yīng)用文法的功率耗散。進(jìn)一步，時(shí)鐘使能邏輯塊121允許基于分布在整個(gè)系統(tǒng)的時(shí)序周期上的應(yīng)用文法的自動(dòng)操作。這樣，通過(guò)使每個(gè)應(yīng)用文法只有它的功能需要調(diào)用時(shí)才有效的方式，數(shù)據(jù)處理的時(shí)間順序和高效的功率管理就成了本結(jié)構(gòu)的內(nèi)在特征。圖4所示為圖1所示應(yīng)用文法邏輯塊125的詳細(xì)框圖。圖1，2，3，4中相同的數(shù)字標(biāo)號(hào)代表相同的元件。應(yīng)用文法邏輯塊125包含一應(yīng)用功能邏輯塊256，此應(yīng)用功能邏輯塊執(zhí)行某一應(yīng)用文法特有的預(yù)定義功能，如通過(guò)外部接口131線提供的用戶(hù)數(shù)據(jù)的轉(zhuǎn)換。即，應(yīng)用功能塊256包含除那些對(duì)所有應(yīng)用文法都相同的接口結(jié)構(gòu)部分外的電路。應(yīng)用文法邏輯塊125還包括命令/數(shù)據(jù)多路調(diào)制/多路解調(diào)塊252，它們從接口訪問(wèn)邏輯塊123中接收命令和數(shù)據(jù)并從時(shí)鐘使能邏輯塊121中接收選通時(shí)鐘信號(hào)。命令/數(shù)據(jù)和多路調(diào)制/多路解調(diào)邏輯塊252提取從接口訪問(wèn)邏輯塊123中接收的命令(用于傳遞到命令/解碼邏輯塊254中)和數(shù)據(jù)(用于同應(yīng)用功能邏輯塊256進(jìn)行雙向通訊)。命令/解碼邏輯塊254可以認(rèn)為是應(yīng)用邏輯塊125的控制器。它通過(guò)線262控制應(yīng)用文法功能邏輯塊256的操作。即，命令/解碼邏輯塊254通過(guò)命令/數(shù)據(jù)和多路調(diào)制/多路解調(diào)塊252從接口訪問(wèn)邏輯塊123接收命令，解釋這些命令并控制應(yīng)用功能邏輯塊256的操作。這些操作的一個(gè)例子是(i)設(shè)置應(yīng)用功能邏輯塊256，(ii)請(qǐng)求一特殊的預(yù)定義的由外部接口131線提供的用戶(hù)數(shù)據(jù)的轉(zhuǎn)換。一旦某個(gè)命令完成，應(yīng)用功能邏輯塊256就通過(guò)線264發(fā)送一“完成”信號(hào)至命令/解碼邏輯塊254。如以上所述，由命令/解碼邏輯塊254在219上接收到的起動(dòng)信號(hào)用于同應(yīng)用功能邏輯塊256的調(diào)用保持同步。命令/解碼邏輯塊256還產(chǎn)生一“已做”信號(hào)并將它(通過(guò)線220)傳送至?xí)r鐘使能邏輯塊121，時(shí)鐘使能邏輯塊121繼而使通向命令/解碼邏輯塊254，應(yīng)用功能邏輯塊256和命令/數(shù)據(jù)多路調(diào)制/多路解調(diào)塊252的選通時(shí)鐘無(wú)效。使通向這些塊的選通時(shí)鐘無(wú)效也就是基本上關(guān)閉了它們。相反，使選通時(shí)鐘有效就等于把它們接通。正如上面指出的，應(yīng)用文法中的應(yīng)用功能邏輯塊256被特別設(shè)計(jì)以執(zhí)行預(yù)定義功能。每個(gè)應(yīng)用文法定義對(duì)于目標(biāo)技術(shù)(如特定微電子集成技術(shù))預(yù)先設(shè)計(jì)、實(shí)現(xiàn)和優(yōu)化的專(zhuān)用功能。一組執(zhí)行不同的數(shù)據(jù)和信號(hào)轉(zhuǎn)換功能的應(yīng)用文法可放入一個(gè)庫(kù)中。當(dāng)需要為某一應(yīng)用設(shè)計(jì)一系統(tǒng)時(shí)(如無(wú)線通訊用的調(diào)制解調(diào)器)，從庫(kù)中選擇合適的應(yīng)用文法并把它們放至命令/數(shù)據(jù)/時(shí)序總線上以便它們能執(zhí)行所需的功能。在圖1-4提出的實(shí)施方案中，命令變量在命令/數(shù)據(jù)總線150上被傳送并由接口訪問(wèn)邏輯塊123和時(shí)鐘使能邏輯塊121處理。時(shí)間變量在時(shí)序總線153上傳送并主要由時(shí)鐘使能邏輯塊121處理。ASP結(jié)構(gòu)允許一組應(yīng)用文法同時(shí)被調(diào)用(并行處理)，時(shí)間上交錯(cuò)(流水線處理)或按時(shí)間順序(非交疊處理)。這種能力允許系統(tǒng)設(shè)計(jì)選擇有很大的靈活性。時(shí)間上同時(shí)調(diào)用(并行處理)允許實(shí)現(xiàn)高的處理吞吐量。時(shí)間交錯(cuò)的調(diào)用(流水線處理)或按時(shí)間順序的調(diào)用(非交疊處理)允許一個(gè)應(yīng)用文法作為另一個(gè)應(yīng)用文法的預(yù)處理器。每個(gè)應(yīng)用文法的時(shí)間變量(T)決定調(diào)用周期的調(diào)準(zhǔn)以實(shí)現(xiàn)相對(duì)另一個(gè)應(yīng)用文法最有效的處理。合適的應(yīng)用文法從包含整個(gè)可用的應(yīng)用文法集合的庫(kù)中選出。結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)允許任何組應(yīng)用文法以完全連接拓?fù)鋬?nèi)連，它允許任何兩個(gè)應(yīng)用文法間的數(shù)據(jù)流動(dòng)。這種內(nèi)連是基于若耦合，由此一組應(yīng)用文法可異步操作。參考圖5所示的流圖，詳細(xì)討論了本發(fā)明ASP集成電路的設(shè)計(jì)方法。首先，分析目標(biāo)產(chǎn)品的處理要求并把它們分解成基本的專(zhuān)用處理例如就通訊產(chǎn)品而言，濾波、解調(diào)、去交疊等(過(guò)程10)。下一步，搜索專(zhuān)用功能塊庫(kù)以便找到滿(mǎn)足指定處理需要的應(yīng)用文法的子集(過(guò)程14)。假如新的或獨(dú)有的專(zhuān)用處理功能不包含在庫(kù)中，這些新的或獨(dú)有的應(yīng)用處理需要就使用硬件描述語(yǔ)言(HDL)實(shí)現(xiàn)為一個(gè)應(yīng)用文法，此應(yīng)用文法包括前面提到的至ASP多用途總線的接口(過(guò)程16)。新設(shè)計(jì)的應(yīng)用文法HDL和庫(kù)中已存在的預(yù)設(shè)計(jì)的應(yīng)用文法的HDL合在一起形成了目標(biāo)ASP集成電路的HDL(過(guò)程18)。功能層次的仿真在過(guò)程20中執(zhí)行以便確認(rèn)內(nèi)和外接口是否和設(shè)計(jì)規(guī)格相符。與過(guò)程20中的功能層次的仿真同時(shí)，設(shè)計(jì)了一專(zhuān)用指令程序，這樣它可用于對(duì)所選應(yīng)用文法的操作進(jìn)行排序，以便實(shí)現(xiàn)目標(biāo)專(zhuān)用ASIC的處理要求(過(guò)程24)。下一步，用把用來(lái)實(shí)現(xiàn)ASP的技術(shù)當(dāng)作目標(biāo)的合適的計(jì)算機(jī)輔助設(shè)計(jì)(CAD)合成工具來(lái)合成集成的HIL(過(guò)程22)。在過(guò)程26中，生成的邏輯然后與在過(guò)程24中設(shè)計(jì)的專(zhuān)用指令程序結(jié)合在一起，并在門(mén)電路層次仿真，以便驗(yàn)證與目標(biāo)專(zhuān)用需求是否一致。一旦充分的門(mén)電路層次的邏輯仿真完成，設(shè)計(jì)就可用于ASIC的布局和制造。(過(guò)程28)應(yīng)用文法庫(kù)可以認(rèn)為是編程語(yǔ)言中的一個(gè)指令集。用戶(hù)可以從庫(kù)中選擇合適的指令子集以實(shí)現(xiàn)與所要應(yīng)用相匹配的可編程ASP。指令集可以被裁剪以匹配目標(biāo)應(yīng)用的特定處理需要(如，數(shù)字通訊)。ASP結(jié)構(gòu)是一種指令集中的指令可以結(jié)合起來(lái)以協(xié)作的方式工作以執(zhí)行某一應(yīng)用的結(jié)構(gòu)。此專(zhuān)用指令集中的單個(gè)成員是這樣來(lái)設(shè)計(jì)的，即它捕獲那些高度復(fù)雜，頻繁使用的數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)換類(lèi)型，使它們成為單一的“文法”，這些文法可以在應(yīng)用層次按基本指令尋址。這種“文法”被稱(chēng)之為以上所述的“應(yīng)用文法”或“應(yīng)用單元”。這些文法的實(shí)際實(shí)施方案的例子即是上面結(jié)合圖1-4討論的應(yīng)用文法111，112和113。在ASP結(jié)構(gòu)中，應(yīng)用文法由兩組基本的變量，即命令(C)和時(shí)間(T)被調(diào)用。以與軟件編程相似的術(shù)語(yǔ)，文法結(jié)構(gòu)表為“Syntax(C，T)”每個(gè)文法，當(dāng)被調(diào)用時(shí)，通過(guò)使用專(zhuān)用轉(zhuǎn)換或映射把指定的輸入陣列、數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)和/或命令轉(zhuǎn)換成輸出。文法的命令(C)變量允許應(yīng)用文法內(nèi)部的特定控制參數(shù)設(shè)定為所需要的值，因此允許由應(yīng)用文法執(zhí)行的轉(zhuǎn)換對(duì)不同的調(diào)用可以不同，而不必改變所執(zhí)行功能轉(zhuǎn)換的類(lèi)型。例如在通訊專(zhuān)用處理器(CASP)中，應(yīng)用文法可以被定義成一濾波器函數(shù)，它帶有的命令變量允許濾波器帶寬可變。文法的時(shí)間變量(T)允許應(yīng)用文法可在特定的時(shí)間周期內(nèi)被調(diào)用，這里變量(T)的值指定了應(yīng)用符號(hào)將被調(diào)用的時(shí)刻或連續(xù)調(diào)用之間的時(shí)間間隔。當(dāng)用硬件實(shí)現(xiàn)時(shí)，每個(gè)文法，當(dāng)被調(diào)用時(shí)，通過(guò)使用專(zhuān)用轉(zhuǎn)換或映射把指定的輸入陣列、數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)、和/或命令轉(zhuǎn)換為輸出。文法的命令(C)變量允許應(yīng)用文法內(nèi)部的特定控制參數(shù)設(shè)定為所需要的值，因此允許由應(yīng)用文法執(zhí)行的轉(zhuǎn)換對(duì)不同的調(diào)用而言不同，而不必改變所執(zhí)行的功能轉(zhuǎn)換的類(lèi)型。例如在通訊專(zhuān)用處理器(CASP)中，應(yīng)用文法可以被定義成一濾波器函數(shù)，允許濾波器帶寬可變。文法的時(shí)間變量(T)允許應(yīng)用文法可在特定的時(shí)間周期內(nèi)被調(diào)用，這里變量T的值指定了應(yīng)用文法將被調(diào)用的時(shí)刻或連續(xù)調(diào)用之間的時(shí)間間隔。在本發(fā)明的原則下，ASP可以在其設(shè)計(jì)的預(yù)合成和后合成階段進(jìn)行編程。整個(gè)的設(shè)計(jì)過(guò)程，包括需求分析、功能分解、應(yīng)用文法庫(kù)搜索、應(yīng)用文法集成等，在圖5的上下文中有詳細(xì)描述。預(yù)合成可編程性特指可編程規(guī)則，這些規(guī)則允許集成電路設(shè)計(jì)者通過(guò)調(diào)整功能塊的用HDL模型進(jìn)一步定制每個(gè)功能塊的設(shè)計(jì)。預(yù)合成或后合成可編程的典型特征的概要從PSK解調(diào)器的角度列示在表1中。本領(lǐng)域的技術(shù)人員很容易知道一些特征是可以被實(shí)現(xiàn)為預(yù)合成或后合成可編程的，而其它的一些特征最好是在一個(gè)階段實(shí)現(xiàn)，但并非是所有的其它特征都是如此(如，在調(diào)制解調(diào)器中，相對(duì)于四值的二值移相鍵控的使用一般為預(yù)合成調(diào)用，而調(diào)制解調(diào)器的波特率是后合成可編程的)。預(yù)合成可編程性的實(shí)現(xiàn)可簡(jiǎn)單地為把HDL模型以高度模塊化且?guī)ё⑨尩男问桨才牛恍枰墓δ芸捎米⑨屍帘味Ｓ霉δ芸杉尤?；或，在更精巧的形式中，預(yù)編譯器符號(hào)或宏可通過(guò)特定參數(shù)的設(shè)置控制特定功能的調(diào)用。表1應(yīng)用文法可編程性在專(zhuān)用處理結(jié)構(gòu)的目前的實(shí)施方案中，多用途總線的屬性，如總線寬度或時(shí)鐘速度可以預(yù)合成編程以適合特定應(yīng)用的要求。這允許集成電路設(shè)計(jì)者優(yōu)化多用途總線，因此允許有效的門(mén)電路計(jì)數(shù)實(shí)現(xiàn)電路。每個(gè)功能塊的設(shè)計(jì)所固有的，處理算法某些參數(shù)的值通過(guò)使用能被編程為任意所需值的寄存器來(lái)實(shí)現(xiàn)。這些寄存器的大小和相應(yīng)的每個(gè)寄存器可編程的值的范圍可以被預(yù)合成編程以滿(mǎn)足特定應(yīng)用的要求。效果上，這種預(yù)合成可編程的特征允許集成電路設(shè)計(jì)者優(yōu)化設(shè)計(jì)的后合成可編程性以滿(mǎn)足特定應(yīng)用的需要，如下所述，允許用少量的門(mén)電路實(shí)現(xiàn)額外的高效。另外，包含在多用途總線中的時(shí)序信號(hào)的速度可以被預(yù)合成編程以滿(mǎn)足特定應(yīng)用的需要。這也允許設(shè)計(jì)者根據(jù)特定應(yīng)用的需求優(yōu)化門(mén)電路的數(shù)量。對(duì)于后合成可編程性，本發(fā)明的專(zhuān)用處理器的結(jié)構(gòu)也允許任何兩個(gè)功能塊之間的數(shù)據(jù)傳送的可編程性。這樣可以對(duì)每個(gè)功能塊編程，用輸入輸出數(shù)據(jù)的內(nèi)存地址作為控制每個(gè)功能塊的組成部分。如上所討論的，處理算法某些參數(shù)的值可通過(guò)使用可被用任意所需值編程的寄存器來(lái)實(shí)現(xiàn)。因此，每個(gè)功能塊可以看成為參數(shù)可編程專(zhuān)用高階操作或指令。這使得專(zhuān)用處理器可被后合成編程來(lái)調(diào)節(jié)每個(gè)功能塊的處理能力，適應(yīng)特定應(yīng)用的瞬時(shí)的需要。進(jìn)一步，每個(gè)功能塊都可以被后合成編程以便控制與多用途總線上提供給功能塊的時(shí)序信號(hào)有關(guān)的調(diào)用時(shí)間。而且，每個(gè)特殊應(yīng)用功能塊的設(shè)計(jì)中還固有這樣的特點(diǎn)，即它能夠關(guān)斷連續(xù)調(diào)用之間的時(shí)鐘信號(hào)。因此，專(zhuān)用處理器結(jié)構(gòu)實(shí)際上允許以通/斷周期及調(diào)用周期的形式對(duì)每個(gè)功能塊的時(shí)鐘信號(hào)進(jìn)行編程。作為采用多用途總線可動(dòng)邊界屬性的結(jié)果，這種總線可看成是后合成可編程的以調(diào)節(jié)在內(nèi)連功能塊之間傳輸數(shù)據(jù)和命令所需要的吞吐量。因?yàn)樵趯?zhuān)用處理器中每個(gè)功能塊可以有不同的數(shù)據(jù)和命令結(jié)構(gòu)大小，與一系列經(jīng)編程的指令相應(yīng)的功能塊的調(diào)用實(shí)際上是實(shí)時(shí)地對(duì)多用途總線編程以滿(mǎn)足集成功能塊的數(shù)據(jù)和命令的要求。這樣，作為本實(shí)施方案中可合成可編性的例子，一“FILTER”指令可以被設(shè)置以處理數(shù)據(jù)FILTER(IN＝@received_signal_sample_bus，OUT＝@filtered_signal_bus，TYPE＝FIR，NCOEF＝Num_Coef，COEF＝MF_Coef，TIME＝Burst_CLK)FILTER指令的第一和第二個(gè)變量設(shè)置濾波器的可連接性。第一個(gè)變量把濾波器的輸入連接到接收信號(hào)總線上，第二個(gè)變量把濾波器輸出連接到濾波后的信號(hào)總線上。濾波器函數(shù)將從接收信號(hào)總線上接收其輸入數(shù)據(jù)并把產(chǎn)生的輸出數(shù)據(jù)寫(xiě)至圖6所示的濾波信號(hào)總線上。接下來(lái)的三個(gè)變量告知FILTER功能塊執(zhí)行濾波器系數(shù)為NumCoef的有限脈沖響應(yīng)(FIR)型濾波器。Num_Coef是一工程特定常量或等量，此數(shù)建立在工程數(shù)據(jù)庫(kù)中。工程數(shù)據(jù)庫(kù)可能把這樣的常量指定存貯在常量ROM(只讀存貯器)或用戶(hù)可設(shè)置的RAM(動(dòng)態(tài)存取存貯器)的指定地址中。FILTER指令的最后一個(gè)變量控制濾波器功能塊在由命令/數(shù)據(jù)/時(shí)序總線提供的突發(fā)時(shí)鐘的周期時(shí)調(diào)用。指令申明中未顯式定義的參數(shù)被設(shè)為缺省值。每個(gè)應(yīng)用文法的缺省參數(shù)可以包括內(nèi)部總線寬度、操作速率、結(jié)構(gòu)設(shè)置和各種設(shè)置/控制選項(xiàng)。例如，F(xiàn)ILTER指令可以完全由未顯式定義參數(shù)的缺省值來(lái)設(shè)置。這個(gè)選擇中，F(xiàn)ILTER指令將是FILTER()。在某一實(shí)施方案中，指令將被編譯并存貯到共享存貯器文法中，如下所述，這種存貯器文法可能包括RAM存貯器，當(dāng)上電時(shí)程序被裝入ASP。在另一個(gè)可替換實(shí)施方案中，共享存貯器文法將包括ROM或甚至補(bǔ)充RAM，ROM用于存貯程序而RAM作為用戶(hù)可訪問(wèn)和修改的寄存器。在另一個(gè)實(shí)施方案中，只依賴(lài)于一個(gè)功能塊的指令和設(shè)置參數(shù)可以存貯在各自的塊中。本發(fā)明的ASP結(jié)構(gòu)目標(biāo)是實(shí)現(xiàn)包括微電子集成電路及板級(jí)的技術(shù)。因?yàn)闃?gòu)成的處理和調(diào)用機(jī)制同特定應(yīng)用是相匹配的，因此ASP提供了由目標(biāo)技術(shù)所實(shí)現(xiàn)的并具有足夠編程靈活性的最大吞吐量，為了實(shí)現(xiàn)低成本，而這種低成本是通過(guò)使幾個(gè)具有相同處理要求的產(chǎn)品市場(chǎng)的生產(chǎn)容量結(jié)合在一起產(chǎn)生的。比如，可以建立這么一個(gè)庫(kù)，在這個(gè)庫(kù)中，容納幾個(gè)產(chǎn)品混合的市場(chǎng)包括蜂窩電話、無(wú)線局域網(wǎng)、個(gè)人通訊數(shù)字電纜網(wǎng)等，所需要的數(shù)字通訊信號(hào)處理的要求。這個(gè)結(jié)構(gòu)也影響到應(yīng)用專(zhuān)家的專(zhuān)家技術(shù)以實(shí)現(xiàn)低的產(chǎn)品設(shè)計(jì)成本和較短的市場(chǎng)周期的優(yōu)點(diǎn)，并且允許系統(tǒng)層次的面向?qū)ο蟮目删幊绦?，它避免了必須?duì)專(zhuān)用處理的復(fù)雜方面進(jìn)行深入理解的需要。此結(jié)構(gòu)的主要的優(yōu)勢(shì)是具有內(nèi)在功率管理能力的有效專(zhuān)用電路的快速開(kāi)發(fā)周期及能大大降低開(kāi)發(fā)費(fèi)用的用于產(chǎn)品更新和發(fā)展的編程靈活性。本發(fā)明ASP結(jié)構(gòu)的一個(gè)應(yīng)用是通訊ASP(CASP)。表2示出了庫(kù)中一些應(yīng)用文法的名字和描述，它們可用于設(shè)計(jì)各類(lèi)CASP。表2通訊應(yīng)用文法庫(kù)名字描述</tables>使用本發(fā)明的ASP結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)的例示性通訊系統(tǒng)是調(diào)制器/解調(diào)器，它實(shí)現(xiàn)擴(kuò)展譜，跳頻(SS/FH)，時(shí)分多路址(TDMA)信令方案。SS/FH是由每個(gè)脈沖的載波頻率的隨機(jī)化提供的，TDMA是通過(guò)把頻道上的時(shí)間分成TDMA脈沖來(lái)實(shí)現(xiàn)的，把多址占空比定義為一幀。一幀中指定脈沖的時(shí)間位置被隨機(jī)化。多址方案一經(jīng)要求即動(dòng)態(tài)地把數(shù)據(jù)流賦給支持用戶(hù)數(shù)據(jù)的每個(gè)脈沖，每個(gè)脈沖定義成表3所示的一組參數(shù)表3調(diào)制解調(diào)器400的SS/FH脈沖參數(shù)</tables>圖6描述了使用CASP實(shí)現(xiàn)的SS/FHTDMA調(diào)制解調(diào)器400的頂層框圖。特別地，例子中所用的應(yīng)用文法示于表4。這些應(yīng)用文法通過(guò)命令/數(shù)據(jù)/時(shí)序總線499通訊，每個(gè)應(yīng)用文法在不同的速率下可被調(diào)用(或激活)?？偩€499是圖1命令/數(shù)據(jù)/時(shí)序總線的實(shí)現(xiàn)。每個(gè)在調(diào)制解調(diào)器400中定義的應(yīng)用文法接收一個(gè)支配數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)換的輸入設(shè)置命令和一個(gè)支配調(diào)用時(shí)間的輸入時(shí)序命令。這種命令結(jié)構(gòu)在圖1的ASP結(jié)構(gòu)中定義為Syntax(C，T)。一個(gè)應(yīng)用文法一被調(diào)用就把其參數(shù)設(shè)置為合適的值，處理輸入數(shù)據(jù)并把輸入時(shí)鐘關(guān)閉，直至下一調(diào)用命令發(fā)生。這樣，通過(guò)關(guān)閉時(shí)鐘就內(nèi)在地提供了功率的節(jié)省。調(diào)制解調(diào)器400中定義的應(yīng)用文法具有不同的應(yīng)用文法邏輯(即圖1的塊125)以執(zhí)行不同的信號(hào)處理功能。但是，所有這些應(yīng)用文法使用相同的接口結(jié)構(gòu)與命令/數(shù)據(jù)/時(shí)序總線499相連。表4用于實(shí)現(xiàn)CASP調(diào)制解調(diào)器400的應(yīng)用文法名稱(chēng)描述</tables><tablesid="table5"num="005"><tablewidth="810">數(shù)據(jù)控制接口自動(dòng)應(yīng)用文法，被設(shè)計(jì)以連接內(nèi)部命令/數(shù)據(jù)/時(shí)序總線至外部總線。</table></tables>在圖6的調(diào)制解調(diào)器400中，ASP結(jié)構(gòu)的集中和分布式控制方面都用于支持逐個(gè)脈沖基礎(chǔ)上的動(dòng)態(tài)調(diào)制解調(diào)重設(shè)和逐個(gè)幀基礎(chǔ)上的數(shù)據(jù)處理。集中控制由下行鏈路去隨機(jī)函數(shù)發(fā)生器404和上行鏈路隨機(jī)函數(shù)發(fā)生器406提供，它在逐個(gè)脈沖基礎(chǔ)上分別協(xié)調(diào)上行鏈路和下行鏈路數(shù)字信號(hào)處理。分布式控制由在逐個(gè)幀基礎(chǔ)上用于數(shù)據(jù)處理的自動(dòng)應(yīng)用文法提供。特別地，這些自動(dòng)應(yīng)用文法是編碼器408，交疊器425，CRC校驗(yàn)器424，解碼器423和去交疊器409。調(diào)制解調(diào)器400包括共享存貯器文法416，它提供所有應(yīng)用文法間的弱耦合。這消除了多個(gè)單獨(dú)數(shù)據(jù)和地址線及單獨(dú)存貯器的硬件費(fèi)用。每個(gè)應(yīng)用文法對(duì)它的輸入數(shù)據(jù)執(zhí)行特殊的任務(wù)并通過(guò)共享存貯器文法416把其輸出傳送到下一個(gè)應(yīng)用文法。如圖7所示，數(shù)據(jù)和控制通過(guò)共享存貯器文法416中的預(yù)先指定的段在應(yīng)用文法間相互傳送。圖6和圖7中相同的單元具有相同的數(shù)字標(biāo)號(hào)。與每個(gè)預(yù)先指定的存貯器段相關(guān)聯(lián)的(即段460，462，464，和472)是“寫(xiě)”指針(如指針482)，“讀”指針(如指針483)，“段長(zhǎng)度”值(如值484)和將被處理的數(shù)據(jù)(如被去交疊的數(shù)據(jù)485)?！皩?xiě)”指針由寫(xiě)數(shù)據(jù)的應(yīng)用文法保持而“讀”指針由讀數(shù)據(jù)的應(yīng)用文法保持。每個(gè)應(yīng)用文法檢查“讀”和“寫(xiě)”指針以確定是否有足夠的數(shù)據(jù)要處理，并當(dāng)不存在數(shù)據(jù)時(shí)，關(guān)閉它們直到下一個(gè)幀時(shí)鐘周期的到來(lái)。除了提供內(nèi)在的功率節(jié)省，這個(gè)特點(diǎn)也允許只有當(dāng)存在數(shù)據(jù)時(shí)才以所需吞吐量處理。由調(diào)制解調(diào)器400執(zhí)行的下行鏈路處理操作現(xiàn)在加以描述。處于下行鏈路的信令結(jié)構(gòu)包含了以變化的脈沖數(shù)據(jù)速率多路復(fù)用通訊數(shù)據(jù)、訪問(wèn)控制數(shù)據(jù)和同步信息的時(shí)分多路復(fù)用、跳頻波形。同步信息由同步相關(guān)器解調(diào)以獲得和跟蹤接收到的信號(hào)。通訊數(shù)據(jù)和訪問(wèn)控制數(shù)據(jù)由PSK解調(diào)器429解調(diào)。應(yīng)用文法428和429都把數(shù)據(jù)輸出到共享存貯器文法416，用于被其它的自動(dòng)應(yīng)用文法作進(jìn)一步數(shù)據(jù)處理。在調(diào)制解調(diào)器中，匹配濾波器427，同步相關(guān)器428和PSK解調(diào)器429組成解調(diào)簇430。它以脈沖速率實(shí)時(shí)地解調(diào)接收到的信號(hào)并把解調(diào)后的數(shù)據(jù)放入共享存貯器文法416中。匹配濾波器427匹配輸入數(shù)字信號(hào)的通訊特征，然后把濾波后的樣本提供給同步相關(guān)器428和PSK解調(diào)器429。為了滿(mǎn)足濾波后信號(hào)的高帶寬，解調(diào)簇430的元件通過(guò)被稱(chēng)為濾波信號(hào)總線431的高帶寬總線相連。在調(diào)制解調(diào)器400中，解調(diào)簇430的集中控制是由下行鏈路去隨機(jī)函數(shù)發(fā)生器404執(zhí)行的。特別地，下行鏈路去隨機(jī)函數(shù)發(fā)生器404執(zhí)行下列功能(1)產(chǎn)生并同步PN-Code字。(2)計(jì)算載波跳頻(3)產(chǎn)生用于調(diào)制解調(diào)器400外部的下行鏈路合成器的相應(yīng)頻率命令和連通脈沖。(4)產(chǎn)生所有必要的時(shí)鐘，包括脈沖時(shí)鐘和幀時(shí)鐘，和(5)在逐個(gè)脈沖的基礎(chǔ)上設(shè)置解調(diào)簇430。解調(diào)簇430的設(shè)置包括為脈沖數(shù)據(jù)建立匹配的濾波器427，選擇同步相關(guān)器428或PSK解調(diào)器429?；谝焉傻腜N-Code，下行鏈路去隨機(jī)函數(shù)發(fā)生器辨識(shí)輸入脈沖索引。使用被辨識(shí)后的脈沖索引，下行鏈路去隨機(jī)函數(shù)發(fā)生器404訪問(wèn)共享存貯器文法416以確定包含在下行鏈路“命令模板”中的脈沖設(shè)置參數(shù)。命令模板是機(jī)器語(yǔ)言代碼，它來(lái)自于對(duì)特別為此調(diào)制解調(diào)器應(yīng)用寫(xiě)的CASP指令程序的編譯。命令模板(程序)中的信息定義了調(diào)制解調(diào)器的操作而且可以根據(jù)變化的下行鏈路參數(shù)加以修改。命令模板(程序)中的信息定義了信號(hào)處理命令及數(shù)據(jù)處理命令。信號(hào)處理命令用于設(shè)置解調(diào)簇430，而數(shù)據(jù)處理命令用于設(shè)置自動(dòng)數(shù)據(jù)處理文法。下行鏈路去隨機(jī)函數(shù)發(fā)生器404把時(shí)序命令(T)寫(xiě)到解調(diào)簇430的每個(gè)元件中，它使解調(diào)簇430在脈沖時(shí)鐘周期被激活。在脈沖時(shí)鐘周期前，下行鏈路去隨機(jī)函數(shù)發(fā)生器404把設(shè)置命令(C)寫(xiě)到解調(diào)簇430的每個(gè)元件中。解調(diào)簇430在脈沖時(shí)鐘周期時(shí)激活并處理定義在由下行鏈路去隨機(jī)函數(shù)發(fā)生器404提供的設(shè)置命令中的數(shù)據(jù)。這是在脈沖時(shí)鐘周期的動(dòng)態(tài)重設(shè)的例子。解調(diào)后的數(shù)據(jù)自動(dòng)應(yīng)用文法進(jìn)一步處理。這些應(yīng)用文法在下行鏈路幀時(shí)鐘周期被激活處理數(shù)據(jù)，然后被關(guān)閉，直到下一個(gè)下行鏈路幀時(shí)鐘周期。這導(dǎo)致了操作期間的顯著的功率節(jié)約。在調(diào)制解調(diào)器400中，每個(gè)自動(dòng)應(yīng)用文法在共享存貯文法416中保持它的輸入和輸出。圖7示出了集中控制解調(diào)簇430中的數(shù)據(jù)流和分布式控制數(shù)據(jù)處理文法中的數(shù)據(jù)流。在線432上由調(diào)制解調(diào)器400接收到的信號(hào)由解調(diào)簇430解調(diào)。解調(diào)后的數(shù)據(jù)通過(guò)命令/數(shù)據(jù)總線498被放入共享存貯器文法416的解調(diào)數(shù)據(jù)段460中，而命令/數(shù)據(jù)總線498包括命令/數(shù)據(jù)/時(shí)序總線499的一部分。此被解調(diào)后的數(shù)據(jù)隨后被去交疊器409處理。結(jié)果存于共享存貯器文法416的去交疊器數(shù)據(jù)段462中。被去交疊處理的數(shù)據(jù)隨后由解碼器423處理。被解碼后的數(shù)據(jù)存于共享存貯器文法416的解碼數(shù)據(jù)段464中。被解碼后的數(shù)據(jù)然后由CRC校驗(yàn)器424校驗(yàn)并被放于接收到的用戶(hù)數(shù)據(jù)段472中。收到的用戶(hù)數(shù)據(jù)通過(guò)外部總線490上的數(shù)據(jù)/控制接口文法426可被外部實(shí)體獲得。自動(dòng)應(yīng)用文法的設(shè)置命令是以共享存貯器文法416中的下行鏈路命令模板(程序)的一部分提供的。如先前所述，每個(gè)應(yīng)用文法的指令包括兩個(gè)變量；即，命令變量(這里指設(shè)置命令)，和時(shí)間變量(這里指調(diào)用時(shí)間)。一旦調(diào)用，應(yīng)用文法將對(duì)命令變量(C)解碼并相應(yīng)設(shè)置它的參數(shù)。每個(gè)應(yīng)用文法對(duì)時(shí)間變量(T)解碼以確定調(diào)用周期。時(shí)間變量可以以命令的方式實(shí)現(xiàn)來(lái)選擇作為命令/數(shù)據(jù)/時(shí)序總線499一部分的時(shí)序總線497的脈沖時(shí)鐘495或幀時(shí)鐘496，并使用它來(lái)建立中期性調(diào)用周期。ASP結(jié)構(gòu)的流水線能力用于調(diào)制解調(diào)器400中，在400中，CASP命令模板(程序)的時(shí)間變量并選擇以執(zhí)行上面所述流水線處理中的操作。圖8所示是調(diào)制解調(diào)器400中實(shí)現(xiàn)的程序化的下行鏈路處理流水線。線432上的輸入信號(hào)以脈沖速率被實(shí)時(shí)解調(diào)，而去交疊、解碼、和CRC校驗(yàn)在隨后的幀中以幀速率被處理。調(diào)制解調(diào)器400中實(shí)現(xiàn)的下行鏈路處理流水線這里將詳細(xì)討論。通過(guò)對(duì)形成調(diào)制解調(diào)器400應(yīng)用文法的編程，接收到的信號(hào)432根據(jù)被分成TDMA脈沖的通道上的時(shí)間和定義為幀的多址占空比被處理。圖8中，時(shí)間的前進(jìn)示意為一系列具有順序遞增幀號(hào)的幀。特別地，圖8中所示序列為幀(N)500，接著幀(N＋1)501，接著幀(N＋2)502，接著幀(N＋3)503，其中N是表示對(duì)幀數(shù)計(jì)數(shù)的任意整數(shù)。在任意給定的幀中，時(shí)間的前進(jìn)示意為一系列具有順序遞增的脈沖數(shù)的脈沖560。特別地，圖8所示序列是脈沖(M)570，接著脈沖(M＋1)571，脈沖(M＋2)572，這里M是一幀中對(duì)脈沖數(shù)計(jì)數(shù)的任意整數(shù)。調(diào)制解調(diào)器400中實(shí)現(xiàn)的下行鏈路處理流水線從對(duì)幀(N)500的接收數(shù)據(jù)432進(jìn)行操作的匹配濾波器/解調(diào)(N)510開(kāi)始。特別地，執(zhí)行下列程序化的操作序列。(a)在幀(N)500的脈沖(M)570上執(zhí)行匹配濾波器(M)580操作。(b)在匹配濾波器(M)580的輸出數(shù)據(jù)上執(zhí)行解調(diào)(M)590操作。(c)在幀(N)500的脈沖(M＋1)571上執(zhí)行匹配濾波器(M＋1)581的操作。(d)在匹配濾波器(M＋1)581輸出數(shù)據(jù)上執(zhí)行解調(diào)(M＋1)591操作。(e)在幀(N)500的脈沖(M＋2)572上執(zhí)行匹配濾波器(M＋2)582操作。(f)在匹配濾波器(M＋2)582的輸出數(shù)據(jù)上執(zhí)行解調(diào)(M＋2)592操作。(g)等等，直到幀(N)500中所有指定的脈沖都已被匹配濾波和解調(diào)。(h)在下一幀中，對(duì)解調(diào)(M)590，解調(diào)(M＋1)592和解調(diào)(M＋2)592等等輸出數(shù)據(jù)執(zhí)行去交疊(N)520。(i)在下一幀中，在去交疊(N)520輸出數(shù)據(jù)上執(zhí)行解碼(N)530。(j)在下一幀中，在解碼(N)530輸出數(shù)據(jù)上執(zhí)行CRC校驗(yàn)(N)540。(k)在下一幀中，接收數(shù)據(jù)550從CRC校驗(yàn)(N)540輸出數(shù)據(jù)中提取并把它傳到外部實(shí)體。同樣地，幀(N＋1)按下列步驟處理。(a)在幀(N＋1)501的脈沖(M)570上執(zhí)行匹配濾波器(M)580的操作。(b)在匹配濾波器(M)580輸出數(shù)據(jù)上執(zhí)行解調(diào)(M)590操作。(c)在幀(N＋1)501的脈沖(M＋1)571上執(zhí)行匹配濾波器(M＋1)581的操作。(d)在匹配濾波器(M＋1)581輸出數(shù)據(jù)上執(zhí)行解調(diào)(M＋1)591操作。(e)在幀(N＋1)501的脈沖(M＋2)572上執(zhí)行匹配濾波器(M＋2)582的操作。(f)在匹配濾波器(M＋2)582輸出數(shù)據(jù)上執(zhí)行解調(diào)(M＋2)592操作。(g)等等，直到所有幀(N＋1)501中的指定脈沖都已被匹配濾波和解調(diào)。(h)在下一幀中，在解調(diào)(M)590，解調(diào)(M＋1)591和解調(diào)(M＋2)592等等的輸出數(shù)據(jù)上執(zhí)行去交疊(N＋1)521。(i)在下一幀中，在去交疊(N＋1)521輸出數(shù)據(jù)上執(zhí)行解碼(N＋1)531。(j)在下一幀中，在解碼(N＋1)531輸出數(shù)據(jù)上執(zhí)行CRC校驗(yàn)(N＋1)541。(k)在下一幀中，接收數(shù)據(jù)550從CRC校驗(yàn)(N＋1)541輸出數(shù)據(jù)中獲得并傳至外部實(shí)體。下行鏈路處理流水線以相同的重復(fù)模式無(wú)限地繼續(xù)，直到調(diào)制解調(diào)器400被重設(shè)為不同的方式或被關(guān)閉。CASP調(diào)制解調(diào)器400的編程能力允許任意一個(gè)應(yīng)用文法可被時(shí)間變量來(lái)控制，以便選擇命令/數(shù)據(jù)/時(shí)序總線499上提供的一個(gè)時(shí)鐘并使用選定的時(shí)鐘通過(guò)對(duì)被選周期的模(N)計(jì)數(shù)產(chǎn)生調(diào)用周期或在被選時(shí)鐘到達(dá)指定值時(shí)調(diào)用。例如，CASP命令模板(程序)定義指定的編碼器調(diào)用周期以組成多幀。在此例子中，編碼器輸入數(shù)據(jù)將在其指定的共享存貯器段中累積，直到發(fā)生調(diào)用時(shí)被編碼器處理。指示圖6中的CASP調(diào)制解調(diào)器處理輸入數(shù)據(jù)的指令程序如下所示<prelisting-type="program-listing"><![CDATA[**DemodulatorCluaterFILTER(IN＝@received_aignal_aample_bus，OUT＝@firtered_aignal_bus，TYPE＝FIR，NCOEF＝Num_Coef，COEF＝MF_Coef，TIME＝Burst_CLK)IFDats_BURSTTHENPSK_DEMOD(IN＝Samp_Bus，OUT＝@Demod_Data，TYPE＝@Demod_Type，SYMB＝Symb_rate，TIME＝Burat_CLK)ELSEIFSYNC_BURSTSYNC(IN＝Samp_Bus，OUT＝@Sync_Buf，TYPE＝@SYNC_Type，SYNC_COEF＝@S_Coef，SYMB＝Symb_rate，TIME＝Burat.CLK)ENDIF**FrameProceaaesCONV_DEINT(IN＝@Demod_Data，OUT＝@Deint_Data，NUM＝Num_Data，ROW＝NRowa，COL＝NCol，STEP＝NStep，TIME＝Frame_CLK)CONV_DECODE(IN＝@Deint_Data，OUT＝@Dec_Data，NUM＝Num_Data，K＝Rate，LEN＝Conv_Len，TAPS＝Conv_Tape，TIME＝Frame_CLK)CRC(IN＝@DEINT_Data，OUT＝@CRC_Data，NUM＝Num_Data，TAPS＝CRC_Tapa，LEN＝CRC_Len，TIME＝Frame_CLK)DATA_IF(IN＝@CRC_Data，OUT＝D_Bus，TIME＝Frame_CLK)]]></pre>FILTER指令上面已討論過(guò)。在濾波器指令之后的IF語(yǔ)句允許對(duì)兩種不同類(lèi)型的接收TDMA脈沖執(zhí)行合適的處理，ELSEIF語(yǔ)句允許對(duì)同步信息合適的處理，而ENDIF正如所期望的，表示了這兩個(gè)分支的結(jié)束。編譯器將把這個(gè)IF指令映射成程序員指定的命令模板。程序員然后使用包含數(shù)據(jù)和同步脈沖的TDMA幀的特定結(jié)構(gòu)填充此命令模板。這個(gè)模板被作為已被編譯程序的一部分存放，用于辨識(shí)接收脈沖的類(lèi)型。以上的PSK_DEMOD指令由以下描述?；谂c程序一起編譯的幀結(jié)構(gòu)命令模板的內(nèi)容，每個(gè)接收脈沖被辨識(shí)為同步(SYNC)脈沖或數(shù)據(jù)脈沖當(dāng)接收脈沖被辨識(shí)為數(shù)據(jù)脈沖時(shí)，PSK_DEMOD指令控制PSK解調(diào)功能決處理濾波后接收到的信號(hào)樣本。PSK_DEMOD中指令控制PSK解調(diào)器從濾波信號(hào)總線(圖6)中取出其輸入并把產(chǎn)生的輸出發(fā)送到共享存貯器塊的指定存貯地址。共享存貯器功能塊通過(guò)工程數(shù)據(jù)庫(kù)被包括在被編譯程序中。指令的下兩個(gè)變量以將被解調(diào)的PSK符號(hào)的類(lèi)型(如BPSK或QPSK)和接收到的符號(hào)速率的形式指定PSK解調(diào)器的特定結(jié)構(gòu)。TIME變量控制PSK解調(diào)器以脈沖時(shí)鐘速率被調(diào)用。SYNC指令與PSK解調(diào)器指令相同，其例外是其用于同步的重要參數(shù)包括同步系數(shù)，系數(shù)的數(shù)量和精確的同步類(lèi)型。卷積去交疊器(CONV_DEINT)，卷積解碼器(CONV_DECODE)，CRC校驗(yàn)器(CRC)和數(shù)據(jù)接口(DATA_IF)都是幀過(guò)程。每個(gè)過(guò)程以幀時(shí)鐘被調(diào)用，以共享存貯器中取得數(shù)據(jù)，執(zhí)行必要的數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)換，把數(shù)據(jù)輸回共享存貯器然后休眠而停止操作。諸如CDT總線結(jié)構(gòu)、共享存貯緩沖結(jié)構(gòu)和內(nèi)部位寬等參數(shù)定義在工程數(shù)據(jù)庫(kù)中。為簡(jiǎn)潔起見(jiàn)，這里只討論卷積去交疊器。其它的幀過(guò)程都具有相同的變量，且一旦理解了卷積去交疊器，其它的過(guò)程都很容易獲得。CONV_DEINT指令的頭二個(gè)變量定義模塊的可連接性。即，這二個(gè)變量告訴CONV_DEINT其輸入處于共享存貯器的什么地方，在共享存貯器中什么地方放置其輸出。這種情況下CONV_DEINT將從共享存貯器的Demod-Data緩存區(qū)中獲得其輸入并把數(shù)據(jù)輸出到共享存貯器的Deint-Data中。緩沖器參數(shù)，如結(jié)構(gòu)，長(zhǎng)度和位置設(shè)置在工程級(jí)數(shù)據(jù)庫(kù)中。下一個(gè)變量告訴CONV_DEINT每次調(diào)用應(yīng)去交疊多少個(gè)軟確定比特。接下來(lái)的3個(gè)變量告訴CONV_DEINT被調(diào)用的精準(zhǔn)配置。這種情況下，卷積去交疊器將是n行×n列的。最后，最后一個(gè)變量控制卷積去交疊功能在該幀速率下被調(diào)用。因?yàn)?，顯然對(duì)本領(lǐng)域的技術(shù)人員來(lái)說(shuō)，一旦理解了下行鏈路部分，就很容易建立調(diào)制解調(diào)器400的上行連路部分，因此這里只討論下行鏈路部分。因此上行鏈路部分的操作和結(jié)構(gòu)這里不再描述。這里描述的是本發(fā)明的ASP結(jié)構(gòu)。很顯然對(duì)于本領(lǐng)域的技術(shù)人員，很容易把本發(fā)明應(yīng)用到各類(lèi)應(yīng)用上。雖然目前這里只描述了幾個(gè)優(yōu)選的實(shí)施方案，也可以在不偏離本發(fā)明宗旨和范圍的情況下進(jìn)行許多改變和修正。因此，希望本發(fā)明的范圍僅由所附權(quán)利要求來(lái)限制。權(quán)利要求1.通過(guò)集成選出的包含在庫(kù)中的預(yù)先設(shè)計(jì)好的元件設(shè)計(jì)的單片半導(dǎo)體器件，所說(shuō)器件包括用于傳遞信號(hào)的總線；和多個(gè)應(yīng)用單元，通過(guò)所說(shuō)總線通訊并協(xié)調(diào)地執(zhí)行用戶(hù)設(shè)計(jì)的功能，所說(shuō)多個(gè)應(yīng)用單元從所說(shuō)庫(kù)中選出；每個(gè)被選的應(yīng)用單元包括一可編程功能塊，根據(jù)具有時(shí)間和參數(shù)變量的命令指令執(zhí)行預(yù)定義功能；其中所說(shuō)時(shí)間變量定義了所說(shuō)功能塊的調(diào)用時(shí)間，所說(shuō)參數(shù)變量定義了所說(shuō)功能塊的處理功能，和一接口塊，把所選應(yīng)用單元與所說(shuō)總線接口以接收所說(shuō)的命令指令。2.權(quán)利要求1中的器件，其中所說(shuō)接口塊對(duì)于在所說(shuō)器件的所有應(yīng)用單元是基本上相同的。3.權(quán)利要求1中的器件，其中所說(shuō)功能塊具有激活狀態(tài)和斷電狀態(tài)，且其中所說(shuō)接口塊進(jìn)一步包括一訪問(wèn)塊，用于在所說(shuō)總線和所說(shuō)功能塊之間傳遞命令和數(shù)據(jù)；和一時(shí)鐘使能塊，對(duì)從所說(shuō)總線接收到的所說(shuō)命令、所說(shuō)數(shù)據(jù)和所說(shuō)時(shí)間變量進(jìn)行響應(yīng)，用于切換所說(shuō)功能塊至所說(shuō)激活狀態(tài)和斷電狀態(tài)。4.權(quán)利要求3中的器件，其中，所說(shuō)命令和數(shù)據(jù)被成對(duì)送至所說(shuō)總線上，所說(shuō)成對(duì)的所說(shuō)數(shù)據(jù)和命令的大小滿(mǎn)足所說(shuō)被選應(yīng)用單元的要求。5.權(quán)利要求3中的器件，其中所說(shuō)時(shí)鐘使能塊通過(guò)發(fā)送一起動(dòng)信號(hào)和一選通時(shí)鐘信號(hào)把至所說(shuō)功能塊把它切換到所說(shuō)激活狀態(tài)，且其中所說(shuō)時(shí)鐘使能塊通過(guò)關(guān)閉時(shí)鐘選通信號(hào)把所說(shuō)功能塊切換到所說(shuō)斷電狀態(tài)。6.權(quán)利要求5中的器件，其中所說(shuō)功能塊發(fā)送一已完成信號(hào)給所說(shuō)時(shí)鐘使能塊，所說(shuō)時(shí)鐘使能塊響應(yīng)所說(shuō)已完成信號(hào)而關(guān)閉所說(shuō)選通時(shí)鐘信號(hào)。7.權(quán)利要求5的器件，其中所說(shuō)總線包括一時(shí)鐘信號(hào)，且其中所說(shuō)時(shí)鐘使能塊響應(yīng)由所說(shuō)訪問(wèn)塊接收的時(shí)鐘信號(hào)和命令產(chǎn)生所說(shuō)起動(dòng)和選通時(shí)鐘信號(hào)。8.權(quán)利要求3的器件，其中由所說(shuō)功能塊執(zhí)行的所說(shuō)預(yù)定義功能由所說(shuō)訪問(wèn)塊接收的所說(shuō)命令控制。9.權(quán)利要求1的器件，其中在所說(shuō)庫(kù)中至少有所說(shuō)應(yīng)用單元的至少一個(gè)執(zhí)行與無(wú)線通訊相關(guān)的功能。10.權(quán)利要求1的器件，其中所說(shuō)被選擇的應(yīng)用單元的至少一個(gè)自動(dòng)操作，由此所說(shuō)自動(dòng)應(yīng)用單元在由程序定義的時(shí)間周期處被調(diào)用，所說(shuō)自動(dòng)應(yīng)用單元的所說(shuō)功能塊根據(jù)所說(shuō)調(diào)用執(zhí)行所說(shuō)預(yù)定義的功能。11.權(quán)利要求1的器件，其中所說(shuō)被選擇的應(yīng)用單元的至少一個(gè)包括實(shí)現(xiàn)所說(shuō)用戶(hù)定義功能的程序，且其中所說(shuō)程序應(yīng)用單元通過(guò)發(fā)送設(shè)置指令、調(diào)用時(shí)間指令或兩者給其它應(yīng)用單元，至少調(diào)用一個(gè)所說(shuō)其它的應(yīng)用單元。12.權(quán)利要求1的器件，其中被選擇的應(yīng)用單元的至少一個(gè)從另一個(gè)被選擇的應(yīng)用單元接收設(shè)置指令，調(diào)用時(shí)間指令或兩者。13.權(quán)利要求1的器件，其中至少兩個(gè)所說(shuō)的應(yīng)用單元形成一簇，簇中的所說(shuō)應(yīng)用單元使用一個(gè)單獨(dú)總線相互連接。14.權(quán)利要求1的器件，其中某些所說(shuō)被選擇的應(yīng)用單元被編程以操作在并行處理方式下。15.權(quán)利要求1的器件，其中某些所說(shuō)被選擇的應(yīng)用單元被編程以操作在流水線處理方式下。16.權(quán)利要求1的器件，其中至少一個(gè)所說(shuō)的被選擇的應(yīng)用單元是共享存貯器單元。17.權(quán)利要求16的器件，其中所說(shuō)被選擇的應(yīng)用單元的至少一個(gè)從所說(shuō)共享存貯器單元中接收它的輸入數(shù)據(jù)并把其輸出數(shù)據(jù)存貯到所說(shuō)共享存儲(chǔ)器單元中。18.權(quán)利要求1的器件，其中一個(gè)所說(shuō)選定的應(yīng)用單元通過(guò)所說(shuō)總線傳送命令，控制至少一個(gè)其它的被選擇的應(yīng)用單元的操作。19.權(quán)利要求18的器件，其中所說(shuō)控制應(yīng)用單元進(jìn)一步把時(shí)鐘信號(hào)通過(guò)所說(shuō)總線傳送至所說(shuō)被控制的應(yīng)用單元，所說(shuō)被控制的應(yīng)用單元的操作受所說(shuō)時(shí)鐘信號(hào)的影向。20.權(quán)利要求18的器件，其中所說(shuō)命令包括用于設(shè)置所說(shuō)受控應(yīng)用的命令。21.權(quán)利要求1的器件，其中至少一個(gè)所說(shuō)被選擇的應(yīng)用單元包括會(huì)有微代碼的類(lèi)狀態(tài)機(jī)，結(jié)合所說(shuō)微代碼操作的所說(shuō)狀態(tài)機(jī)實(shí)現(xiàn)定義的應(yīng)用功能。22.權(quán)利要求1的器件，其中一些的所說(shuō)被選擇應(yīng)用單元的所說(shuō)接口塊包含與所說(shuō)總線的可編程接口。23.一單片通訊器件，用于通訊系統(tǒng)，通過(guò)集成庫(kù)中選定的預(yù)先設(shè)計(jì)的單元設(shè)計(jì)所說(shuō)器件，所說(shuō)通訊系統(tǒng)允許使用通訊信號(hào)實(shí)現(xiàn)信息的遠(yuǎn)程傳送，所說(shuō)器件包括多個(gè)從所說(shuō)庫(kù)中選出的應(yīng)用單元；用于在所說(shuō)被選擇的應(yīng)用單元之間傳遞內(nèi)部信號(hào)的總線；將與所說(shuō)通訊信號(hào)有關(guān)的外部信號(hào)與至少一個(gè)所說(shuō)被選擇的應(yīng)用單元耦合的裝置；每個(gè)被選擇的應(yīng)用單元包括一可編程功能塊，根據(jù)具有時(shí)間和參數(shù)變量的命令指令執(zhí)行預(yù)定的功能，其中所說(shuō)時(shí)間變量定義所說(shuō)功能塊的調(diào)用時(shí)間，所說(shuō)參數(shù)變量定義所說(shuō)功能塊的處理功能；和一接口塊，連接所說(shuō)被選擇應(yīng)用單元與所說(shuō)總線，用于接收所說(shuō)命令指令。24.權(quán)利要求23中的器件，其中所說(shuō)內(nèi)部信號(hào)包含至少一時(shí)鐘信號(hào)，且其中某些所說(shuō)被選擇的應(yīng)用單元根據(jù)所說(shuō)時(shí)鐘信號(hào)操作。25.權(quán)利要求24的器件，其中所說(shuō)接口塊適于接收和傳送命令，且其中某些所說(shuō)被選擇的應(yīng)用單元由所說(shuō)命令編程以根據(jù)所說(shuō)時(shí)鐘信號(hào)操作。26.權(quán)利要求23的器件，其中至少兩個(gè)所說(shuō)應(yīng)用單元使用單獨(dú)總線形成相連的簇，所說(shuō)外部信號(hào)在所說(shuō)簇中由應(yīng)用單元處理。27.權(quán)利要求23的器件，其中某些所說(shuō)被選擇的應(yīng)用單元被編程，以操作在并行處理方式下。28.權(quán)利要求23的器件，其中某些被選擇的應(yīng)用單元被編程，以操作在流水線處理方式下。29.權(quán)利要求23的器件，其中至少一個(gè)所說(shuō)被選擇的應(yīng)用單元是共享存貯器單元。30.權(quán)利要求23的器件，其中至少一個(gè)所說(shuō)被選擇的應(yīng)用單元從所說(shuō)共享存貯器單元中接收它的輸入數(shù)據(jù)并把其輸出數(shù)據(jù)存貯到所說(shuō)共享存貯器單元中。31.通過(guò)集成被選擇的包含在庫(kù)中的預(yù)先設(shè)計(jì)好的單元制造單片半導(dǎo)體器件的方法，包括下列步驟從所說(shuō)庫(kù)中選擇多個(gè)應(yīng)用單元；和在芯片中制造所說(shuō)被選擇的應(yīng)用單元和一總線，每個(gè)被選擇的應(yīng)用單元包括一可編程功能塊，此功能塊根據(jù)具有時(shí)間和參數(shù)變量的命令指令執(zhí)行預(yù)定的功能，其中所說(shuō)時(shí)間變量定義了所說(shuō)功能塊的調(diào)用時(shí)間，所說(shuō)參數(shù)變量定義了所說(shuō)功能塊和連接所說(shuō)功能塊與所說(shuō)總線的接口塊的處理功能；所說(shuō)選擇的應(yīng)用單元通過(guò)所說(shuō)總線傳送所說(shuō)命令指令并協(xié)調(diào)地執(zhí)行用戶(hù)設(shè)計(jì)的功能。32.一種方法，用于設(shè)置包含多個(gè)預(yù)先設(shè)計(jì)好的可編程應(yīng)用單元的單片集成電路專(zhuān)用處理器，每個(gè)所說(shuō)應(yīng)用單元包括一執(zhí)行預(yù)定義功能的可編程功能塊和連接應(yīng)用單元與總線的接口塊，所說(shuō)總線傳送數(shù)據(jù)、命令和時(shí)鐘信息至每個(gè)所說(shuō)應(yīng)用單元；此方法包括下列步驟為每個(gè)所說(shuō)應(yīng)用單元定義時(shí)間和參數(shù)變量，所說(shuō)時(shí)間變量指定所說(shuō)功能塊的調(diào)用時(shí)間，所說(shuō)參數(shù)變量指定所說(shuō)功能塊的操作特性；和描述為每個(gè)被選擇的應(yīng)用單元的所說(shuō)定義的變量和在指令程序中它們之間的協(xié)作。33.權(quán)利要求32中的方法，還包括編譯所說(shuō)的指令程序和產(chǎn)生控制所說(shuō)處理器操作的機(jī)器語(yǔ)言指令。34.權(quán)利要求32的方法，其中至少一個(gè)應(yīng)用單元的調(diào)用時(shí)間相對(duì)于其在所說(shuō)總線上的時(shí)鐘信息被定義。35.權(quán)利要求32的方法，其中至少一個(gè)應(yīng)用單元使用寄存器，所說(shuō)定義步驟包括將所說(shuō)寄存器編程為所需的值。36.權(quán)利要求35的方法，其中所說(shuō)寄存器位于所說(shuō)多個(gè)應(yīng)用單元之一中，該單元包含被其它的所說(shuō)多個(gè)應(yīng)用單元共享的存貯器。37.權(quán)利要求32的方法，其中所說(shuō)多個(gè)單元之一是由所說(shuō)多個(gè)單元的其余單元共享的存貯器，所說(shuō)定義步驟包括對(duì)至少一個(gè)所說(shuō)其余的單元的輸入輸出數(shù)據(jù)在所說(shuō)存貯器中的地址進(jìn)行編程。38.一個(gè)過(guò)程，用于設(shè)計(jì)包含多個(gè)與總線相連的預(yù)定義單元中被選擇的單元的單片集成電路，每個(gè)所說(shuō)的單元包含一功能塊和連接所說(shuō)功能塊與所說(shuō)總線的接口塊，所說(shuō)總線傳送命令、數(shù)據(jù)與時(shí)鐘信號(hào)給每個(gè)所說(shuō)被選擇的單元；此過(guò)程包含下列步驟以預(yù)定義的一組指令中被選擇的指令的方式描述所說(shuō)集成電路的結(jié)構(gòu)，所說(shuō)指令組的每個(gè)指令相應(yīng)于一個(gè)或一類(lèi)所說(shuō)預(yù)先設(shè)計(jì)的元素并包括定義所說(shuō)相應(yīng)單元的可選擇特性的用戶(hù)可設(shè)置屬性；和把所說(shuō)描述轉(zhuǎn)換成硬件描述語(yǔ)言，使之適用于所說(shuō)集成電路物理結(jié)構(gòu)的自動(dòng)設(shè)計(jì)。39.權(quán)利要求38的過(guò)程，其中所說(shuō)集成電路包括一個(gè)時(shí)鐘，所說(shuō)可選特性是所說(shuō)總線的時(shí)鐘速度。40.權(quán)利要求38的過(guò)程，進(jìn)一步包括合成所說(shuō)硬件描述語(yǔ)言，并使用計(jì)算機(jī)輔助設(shè)計(jì)和制造設(shè)備制造所說(shuō)集成電路。41.權(quán)利要求38的過(guò)程，其中所說(shuō)硬件單元的所說(shuō)功能塊是合成后用戶(hù)可編程的，此方法進(jìn)一步包括為所說(shuō)的被選硬件單元的每個(gè)功能塊定義時(shí)間和參數(shù)變量，所說(shuō)時(shí)間變量指定所說(shuō)功能塊的調(diào)用時(shí)間，所說(shuō)參數(shù)變量指定所說(shuō)功能塊的處理功能；和描述每個(gè)所說(shuō)被選的硬件單元的所說(shuō)被定義變量和它們?cè)谥噶畛绦蛑械膮f(xié)作。42.權(quán)利要求41的過(guò)程，進(jìn)一步包括使用所說(shuō)硬件描述語(yǔ)言制造所說(shuō)處理器并把所說(shuō)機(jī)器語(yǔ)言指令裝入一個(gè)或多個(gè)已制好的單元中。43.一種方法，使用預(yù)先設(shè)計(jì)好的用戶(hù)可設(shè)置的硬件單元和用于把命令、數(shù)據(jù)和時(shí)鐘信號(hào)傳送到所說(shuō)單元中的用戶(hù)可設(shè)置總線設(shè)計(jì)單片集成電路專(zhuān)用處理器，每個(gè)所說(shuō)硬件單元包括執(zhí)行預(yù)定功能的功能塊和用于連接所說(shuō)硬件單元與所說(shuō)總線的接口塊，此方法包括下列步驟根據(jù)所說(shuō)處理器的所需功能從所說(shuō)庫(kù)中選擇多個(gè)所說(shuō)硬件單元；使用一個(gè)或多個(gè)所說(shuō)被選硬件單元通過(guò)定義所說(shuō)屬性，永久設(shè)置所說(shuō)處理器的屬性；和使用硬件描述語(yǔ)言定義所說(shuō)處理器。44.權(quán)利要求43的方法，其中所說(shuō)屬性是被所說(shuō)被選單元之一使用的寄存器的大小。45.權(quán)利要求43的方法，進(jìn)一步包括永久設(shè)置所說(shuō)總線的寬度。46.權(quán)利要求43的方法，進(jìn)一步包括永久設(shè)置所說(shuō)總線的時(shí)鐘速度。47.權(quán)利要求43的方法，進(jìn)一步包括使用計(jì)算機(jī)輔助設(shè)計(jì)工具定義所說(shuō)處理器的硬件描述語(yǔ)言。48.權(quán)利要求43的方法，其中所說(shuō)硬件元素的所說(shuō)功能塊是合成后用戶(hù)可編程的，此方法進(jìn)一步包括為所說(shuō)被選的硬件單元的每個(gè)功能塊定義時(shí)間和參數(shù)變量，所說(shuō)時(shí)間變量指定所說(shuō)功能塊的調(diào)用時(shí)間，所說(shuō)參數(shù)指定所說(shuō)功能塊的處理功能；和為每個(gè)所說(shuō)被選硬件單元描述所說(shuō)被定義的變量和它們?cè)谥噶畛绦蛑械膮f(xié)作。49.權(quán)利要求48的方法，進(jìn)一步包括編譯所說(shuō)指令程序和為控制所說(shuō)處理器操作產(chǎn)生機(jī)器語(yǔ)言指令。50.權(quán)利要求49的方法，進(jìn)一步包括使用所說(shuō)硬件描述語(yǔ)言制造所說(shuō)處理器并把所說(shuō)機(jī)器語(yǔ)言指令裝入一個(gè)或多個(gè)被制好的單元中。全文摘要本發(fā)明提供了一個(gè)專(zhuān)用處理器的結(jié)構(gòu)和設(shè)計(jì)方法，此專(zhuān)用處理器具有一個(gè)與特定應(yīng)用的需要相匹配的指令集。此專(zhuān)用處理器的設(shè)計(jì)方法是基于使用一組預(yù)先設(shè)計(jì)好的功能塊(111-113)。這些功能塊封裝了特定應(yīng)用最常用的復(fù)雜處理函數(shù)。每個(gè)預(yù)先設(shè)計(jì)好的特定應(yīng)用功能塊被設(shè)計(jì)成使得被封裝的處理算法的某些參數(shù)的值通過(guò)寄存器來(lái)實(shí)現(xiàn)，而這些寄存器可通過(guò)編程設(shè)定為任意給定的值。每一個(gè)預(yù)先設(shè)計(jì)好的特定應(yīng)用功能塊被設(shè)計(jì)成使得它可以同多用途總線(110)進(jìn)行接口，而通過(guò)此多用途總線(110)功能塊可以接收調(diào)用，重設(shè)和數(shù)據(jù)輸入輸出路由選擇指令。文檔編號(hào)G06F17/50GK1157662SQ95194008公開(kāi)日1997年8月20日申請(qǐng)日期1995年5月17日優(yōu)先權(quán)日1994年5月17日發(fā)明者H·埃-戈羅里,D·A·麥克尼爾,C·A·克勞斯申請(qǐng)人:康姆奎斯特技術(shù)有限公司