信号处理器、处理器系统和用于传输数据的方法与流程

信号处理器、处理器系统和用于传输数据的方法
1.本技术涉及信号处理器、处理器系统和用于传输数据的方法。
2.信号处理器能够用于广泛的应用。通常通过连接到信号处理器的中央处理单元来控制在信号处理器上运行的进程。在这种情况下，需要在中央处理单元与信号处理器之间进行一致的数据传输，以便将数据完全传输而不仅仅是部分地传输。然而，中央处理单元与信号处理器之间的一致数据传输需要中断信号处理器运行的进程。因此，信号处理器的效率被降低。
3.一个目的是提供一种具有提高的效率的信号处理器。另一个目的是提供一种用于传输数据的有效方法。
4.这些目的通过独立权利要求的主题来实现。在从属权利要求中描述了进一步的改进和实施例。
5.根据信号处理器的至少一个实施例，信号处理器包括事务缓冲器。信号处理器能够是数字信号处理器。信号处理器能够是或能够由集成电路组成。这意味着，信号处理器能够由芯片组成。信号处理器能够是专用处理器。事务缓冲器是信号处理器的组成部分。事务缓冲器被配置为保存数据。这意味着，事务缓冲器能够是存储单元。
6.信号处理器还包括处理存储器。处理存储器被配置为保存数据。处理存储器能够是信号处理器的主存储器。这意味着，处理存储器用于在信号处理器上运行的进程。处理存储器与事务缓冲器相连。
7.信号处理器还包括处理单元。处理单元能够是信号处理器的主要处理单元。处理单元能够被配置为运行计算进程或算法。
8.信号处理器还包括总线连接，其被配置为连接到总线系统以进行数据传输。总线连接能够是信号处理器的输入和输出。这意味着，信号处理器被配置为在总线连接处接收数据。信号处理器还能够被配置为通过总线连接传输数据。总线系统能够与其他处理器连接，例如与中央处理单元连接。通过总线连接，数据能够从信号处理器传输到总线系统。此外，数据能够通过总线连接从总线系统传输到信号处理器。总线系统能够是任何常规的总线系统。
9.事务缓冲器被配置为从总线系统接收和保存一组数据包。事务缓冲器与总线连接相连。该组数据包包括至少一个数据包。每个数据包能够包括相同数量的数据。总的来说，数据包能够包括至少两个字。在这种情况下，“字”指的是固定量的数据。该组数据包能够从连接到总线系统的另一处理器(例如中央处理单元)传输到信号处理器。事务缓冲器能够配置为从总线连接接收该组数据包。
10.数据包各自包括有效载荷数据和归属性(attributed)地址数据，其中地址数据与处理存储器的地址相关。有效载荷数据能够包括要保存到处理存储器的数据。例如，有效载荷数据包括用于计算算法的系数。有效载荷数据还能够包括关于要从处理存储器读取的数据的信息。对于数据包的有效载荷数据，数据包包括归属性地址数据。这意味着，地址数据归属于有效载荷数据。地址数据与处理存储器的地址相关能够意味着地址数据包括处理存储器的地址。
11.处理存储器与处理单元连接。
12.处理单元被配置为运行处理例程。运行处理例程能够包括处理数据流。数据流能够在严格的时序要求下处理。处理单元能够被配置为在运行处理例程期间向处理存储器传输数据和从处理存储器传输数据。
13.事务缓冲器被配置为在由处理单元运行的处理例程期间的可选时刻，在处理存储器和事务缓冲器之间传输有效载荷数据。这意味着，事务缓冲器被配置为将有效载荷数据从事务缓冲器传输到处理存储器。事务缓冲器还被配置为从处理存储器接收有效载荷数据。事务缓冲器能够被配置为在由处理单元运行的处理例程期间的可选时刻，基于归属性地址数据在处理存储器与事务缓冲器之间传输有效载荷数据。这意味着，一个数据包的有效载荷数据被传输到由地址数据给出的处理存储器的地址或从该地址传输。在处理存储器与事务缓冲器之间传输有效载荷数据期间，由处理单元运行的处理例程暂停。有效载荷数据的传输发生在处理例程期间的可选时刻能够意味着处理例程在用于传输有效载荷数据的处理例程期间的可选时刻被中断。还可能的是，在处理例程完成之后，有效载荷数据在处理存储器与事务缓冲器之间传输。传输有效载荷数据的时刻是可选的能够意味着传输有效载荷数据的时刻能够是运行处理例程期间或之后的任何时间。
14.因为信号处理器包括事务缓冲器，所以数据能够在处理例程正运行时传输到信号处理器。通过总线连接，事务缓冲器能够在处理例程正运行时接收该组数据包。该组数据包例如包括用于控制信号处理器的信息。信号处理器能够由连接到总线系统的中央处理单元控制。事务缓冲器接收到的该组数据包由事务缓冲器保存。这意味着，不需要中断处理例程以将该组数据包从总线系统传输到事务缓冲器。一旦达到处理例程期间的预先选定的时刻，有效载荷数据就能够在事务缓冲器与处理存储器之间传输。
15.有利地，将一组数据包传输到事务缓冲器不会中断处理例程。因此，该组数据包传输的持续时间和速度不会影响处理单元的效率。一旦达到预先选定的时刻，该组数据包的有效载荷数据就在事务缓冲器与处理存储器之间传输。与将一组数据包传输到事务缓冲器相比，这种传输通常需要明显较少的时间。这意味着处理例程被中断的时间较短。通过使用事务缓冲器，能够最小化处理例程被中断的时间，并且能够最大化处理例程的运行时间。总的来说，事务缓冲器将数据传输到信号处理器的性能与信号处理器的内部性能互不相干。因此，信号处理器能够更有效地运行。
16.在信号处理器中使用事务缓冲器使得能够将具有事务缓冲器的专用信号处理器与标准中央处理单元结合使用。中央处理单元能够用于控制信号处理器。这样，信号处理器能够专用于高带宽操作，并且中央处理单元能够配置为执行对吞吐量不太敏感的控制和调节任务。高带宽操作能够是用于连续监控或适配参数的操作或实时操作。高带宽操作可能没有中央处理单元执行的操作那么复杂。因此，信号处理器能够针对不太复杂但时间关键的操作进行优化。由于信号处理器不需要执行中央处理单元的较复杂的操作，所以信号处理器能够具有节省成本的简化设计。
17.根据至少一个实施例，处理存储器通过事务缓冲器与总线连接联接。处理存储器能够仅通过事务缓冲器与总线连接联接。处理存储器与事务缓冲器相连，事务缓冲器与总线连接相连。因此，在总线连接处接收到的数据能够通过事务缓冲器传输到处理存储器。处理存储器经由事务缓冲器与总线连接联接使得能够在处理存储器与事务缓冲器之间传输
有效载荷数据。这样，有利地，信号处理器接收该组数据包的过程与在信号处理器内传输有效载荷数据的过程分开。因此，信号处理器能够更有效地运行。
18.根据至少一个实施例，事务缓冲器被配置为将有效载荷数据传输到处理存储器的归属性地址。这意味着，对于一个数据包的有效载荷数据，事务缓冲器被配置为将有效载荷数据传输到同一数据包的归属性地址。然后将有效载荷数据保存在处理存储器中。这样，有利地，由处理存储器保存的信息能够被改变或更新。例如，能够更新双二阶指令(biquad instruction)的系数。
19.根据至少一个实施例，事务缓冲器被配置为通过总线连接传输保存到处理存储器的归属性地址的有效载荷数据。这意味着，事务缓冲器被配置为从处理存储器读取有效载荷数据，并通过总线连接传输读出的有效载荷数据。通过总线连接，有效载荷数据能够传输到总线系统并从那里传输到中央处理单元。事务缓冲器能够被配置为将保存的有效载荷数据传输到与该事务缓冲器接收的一个数据包的地址数据相关的地址。因此，事务缓冲器接收到的数据包能够包括将从处理存储器的哪个地址通过总线连接传输有效载荷数据的信息。由于有效载荷数据不是直接从处理存储器传输到总线连接，而是通过事务缓冲器传输，因此信号处理器能够有效地运行。
20.根据至少一个实施例，事务缓冲器被配置为以原子事务在处理存储器与事务缓冲器之间传输该组数据包的有效载荷数据。这意味着，在每种情况下，有效载荷数据都被完全传输，而不仅仅是部分传输。该组数据包的有效载荷数据能够以原子事务从事务缓冲器传输到处理存储器。此外，有效载荷数据能够以原子事务从处理存储器传输到事务缓冲器。以原子事务的传输具有有效载荷数据被完全传输的优点。此外，实现了数据的一致传输。这意味着，能够以原子事务传输多个字。
21.根据至少一个实施例，信号处理器还包括控制寄存器，该控制寄存器被配置为指示事务缓冲器是否保存了一组数据包。这意味着，当事务缓冲器接收一组数据包时，控制寄存器的状态会改变。当事务缓冲器通过总线连接将有效载荷数据传输到总线系统时，控制寄存器的状态再次改变。这样，控制寄存器指示事务缓冲器是否保存了一组数据包。因此，有利地，该组数据包的传输能够由中央处理单元监控。
22.根据至少一个实施例，信号处理器被配置为音频信号处理器，特别是用于有源噪声消除应用的音频信号处理器。信号处理器能够是有源噪声消除设备或者能够由有源噪声消除设备组成。对于有源噪声消除，需要实时适应。时间关键的计算能够有利地由信号处理器执行，而更复杂的操作能够由中央处理单元执行。这样，信号处理器能够有效地运行。
23.还能够将信号处理器配置为视频信号处理器或配置为用于具有高数据吞吐量的设备的信号处理器。
24.此外，提供了一种处理器系统。该处理器系统包括信号处理器和通过总线系统连接到信号处理器的总线连接的中央处理单元。中央处理单元能够是微控制器。因为信号处理器能够用于时间关键的操作，而中央处理单元能够用于更复杂的操作，所以处理器系统能够有效地运行。
25.此外，提供了一种用于传输数据的方法。信号处理器能够优选地用于本文描述的用于传输数据的方法。这意味着针对信号处理器公开的所有特征也适用于用于传输数据的方法，反之亦然。
26.根据用于传输数据的方法的至少一个实施例，该方法包括将一组数据包从中央处理单元经由总线连接传输到信号处理器所包括的事务缓冲器，其中每个数据包都包括有效载荷数据和归属性地址数据。该组数据包由中央处理单元传输到总线连接。该组数据包从总线连接传输到事务缓冲器。中央处理单元和总线连接能够通过总线系统相互连接，使得将该组数据包从中央处理单元通过总线系统传输到总线连接。中央处理单元能够随时将该组数据包传输到事务缓冲器。
27.该方法还包括由信号处理器的处理单元运行处理例程。运行处理例程能够包括运行时间关键操作。
28.该方法还包括在由处理单元运行的处理例程期间的可选时刻，在信号处理器的处理存储器与事务缓冲器之间传输有效载荷数据。这意味着，有效载荷数据能够从事务缓冲器传输到处理存储器，反之亦然。
29.事务缓冲器被配置为保存该组数据包。事务缓冲器被配置为保存该组数据包，直到有效载荷数据被传输到处理存储器。因为在传输过程中处理例程没有中断，因此该组数据包从中央处理单元传输到事务缓冲器的时机没有限制。
30.归属性地址数据与处理存储器的地址相关。
31.根据该方法的至少一个实施例，有效载荷数据通过事务缓冲器在处理存储器与中央处理单元之间传输。有效载荷数据能够仅通过事务缓冲器在处理存储器与中央处理单元之间传输。这意味着，在处理存储器与中央处理单元之间传输的有效载荷数据不是直接传输的，而是仅通过事务缓冲器传输的。这样，有利地，处理例程不必为中央处理单元与事务缓冲器之间的有效载荷数据的传输而中断。通常，事务缓冲器与处理存储器之间的有效载荷数据传输明显快于事务缓冲器与中央处理单元之间的有效载荷数据传输。因此，能够使处理例程的中断最小化并且信号处理器能够更有效地运行。
32.根据该方法的至少一个实施例，将有效载荷数据从事务缓冲器传输到处理存储器的归属性地址。这意味着，对于每个数据包，有效载荷数据从事务缓冲器传输到与数据包的归属性地址数据相关的地址。以这种方式，有效载荷数据能够从中央处理单元传输到信号处理器的处理存储器。
33.根据该方法的至少一个实施例，将有效载荷数据从处理存储器的归属性地址传输到事务缓冲器。这意味着，对于每个数据包，有效载荷数据都保存到数据包的归属性地址，并从处理存储器传输到事务缓冲器。以这种方式，数据能够从信号处理器的处理存储器中读出并被传输到中央处理单元。
34.根据该方法的至少一个实施例，有效载荷数据以原子事务在处理存储器与事务缓冲器之间传输。以原子事务传输具有有效载荷数据被完全传输的优点。此外，实现了数据的一致传输。
35.根据该方法的至少一个实施例，由中央处理单元提供给信号处理器的信号量指示将一组数据包传输到信号处理器。信号量能够从中央处理单元传输到信号处理器。在该组数据包被传输到信号处理器之前，信号量能够从中央处理单元传输到信号处理器。以此方式，指示该组数据包的传输。
36.根据该方法的至少一个实施例，在处理存储器与事务缓冲器之间传输该组数据包的有效载荷数据之后，信号量被传输回中央处理单元。还能够在有效载荷数据从事务缓冲
器传输到中央处理单元之后，将信号量传输回中央处理单元。这样，信号量指示有效载荷数据的传输完成。还能够在将信号量传回之前，从信号处理器向中央处理单元发送中断。中断指示有效载荷数据已成功传输。如果有效载荷数据从事务缓冲器传输到处理存储器，则中断指示有效载荷数据已成功传输到处理存储器。如果有效载荷数据已从处理存储器传输到事务缓冲器，则中断指示有效载荷数据已准备好从事务缓冲器传输到中央处理单元。传输信号量的另一种方法是通过总线系统使用轮询。两种备选方案都使中央处理单元能够监控有效载荷数据到信号处理器的传输。
37.附图的以下描述可以进一步说明和解释示例性实施例。功能相同或具有相同效果的部件用相同的附图标记表示。相同或实际上相同的部件可能仅针对它们首先出现的附图来描述。在后续的图中不必重复对它们的描述。
38.图1示出了信号处理器的示例性实施例。
39.图2描述了信号处理器的另一示例性实施例和用于传输数据的方法的示例性实施例。
40.图3描述了用于传输数据的方法的另一示例性实施例。
41.图1示出了包括信号处理器10的示例性实施例的处理器系统17的示例性实施例。处理器系统17还包括中央处理单元18，该中央处理单元通过总线系统15连接到信号处理器10的总线连接14。
42.信号处理器10包括与总线连接14连接的事务缓冲器11。总线连接14连接到总线系统15以进行数据传输。总线系统15将中央处理单元18与信号处理器10连接。事务缓冲器11被配置为从总线系统15接收并保存一组数据包dp。信号处理器10还包括处理存储器12和处理单元13。处理存储器12与处理单元13连接。这意味着，处理存储器12通过事务缓冲器11与总线连接14联接。处理单元13被配置为运行处理例程pr。数据包dp各自包括有效载荷数据pd和归属性地址数据，其中地址数据与处理存储器12的地址相关。此外，事务缓冲器11被配置为在由处理单元13运行的处理例程pr期间的可选时刻，在处理存储器12与事务缓冲器11之间传输有效载荷数据pd。这能够意味着事务缓冲器11被配置为将有效载荷数据pd传输到处理存储器12的归属性地址。这还能够意味着事务缓冲器11被配置为通过总线连接14传输保存到处理存储器12的归属性地址的有效载荷数据pd。
43.事务缓冲器11还被配置为以原子事务在处理存储器12与事务缓冲器11之间传输该组数据包dp的有效载荷数据pd。
44.信号处理器10能够与处理器系统17的其他部分连接。数据能够从处理器系统17的其他部分提供给信号处理器10，这由指向信号处理器10的箭头指示。此外，数据能够从信号处理器10传输到处理器系统17的其他部分，这由远离信号处理器10的箭头指示。
45.信号处理器10被配置为执行高带宽操作，例如用于连续监测或适配参数的操作或实时操作。因此，信号处理器10能够被配置为音频信号处理器10，特别是用于有源噪声消除应用的音频信号处理器。另一方面，中央处理单元18被配置为执行更复杂的操作和调节任务。
46.在图2中，示出了包括信号处理器10的另一实施例的处理器系统17的另一实施例。信号处理器10还包括控制寄存器16，其被配置为指示事务缓冲器11是否保存了一组数据包dp。
47.此外，利用图2描述了用于传输数据的方法的示例性实施例。该方法包括通过总线连接14将一组数据包dp从中央处理单元18传输到事务缓冲器11。该组数据包dp包括几个数据包dp。例如，该组数据包dp包括至少两个数据包dp和至多128个数据包dp。每个数据包dp包括有效载荷数据pd和归属性地址数据。有效载荷数据pd例如涉及要传输到处理存储器12的归属性地址的数据。有效载荷数据pd还能够涉及从处理存储器12的归属性地址读出的数据。
48.为了指示将一组数据包dp传输到信号处理器10，信号量s能够由中央处理单元18提供给信号处理器10。信号量s能够在传输该组数据包dp之后提供。
49.该方法还包括由处理单元13运行处理例程pr。处理例程pr能够是音频信号处理程序。处理例程pr能够在该组数据包dp的传输期间运行。不必为了数据包dp的传输而中断处理例程pr。该方法还包括在由处理单元13运行的处理例程pr期间的可选时刻，在处理存储器12与事务缓冲器11之间传输有效载荷数据pd。在有效载荷数据pd在处理存储器12与事务缓冲器11之间传输期间，处理例程pr不运行。在处理例程pr期间能够传输有效载荷数据pd的时刻能够由信号处理器10标记。在处理例程pr期间传输有效载荷数据pd的时刻能够被选择为在处理例程pr的结束时刻。这意味着，对于一组数据包dp被保存到事务缓冲器11的情况，有效载荷数据pd在处理例程pr结束时在事务缓冲器11与处理存储器12之间传输。在有效载荷数据pd的传输期间，处理单元13与处理存储器12之间的交互暂停。
50.有效载荷数据pd在事务缓冲器11与处理存储器12之间传输能够意味着有效载荷数据pd从事务缓冲器11传输到处理存储器12的归属性地址。这意味着，数据被写入处理存储器12。例如，通过将数据写入处理存储器12，滤波器系数或增益值能够被更新。在事务缓冲器11与处理存储器12之间传输有效载荷数据pd还能够意味着有效载荷数据pd从处理存储器12的归属性地址传输到事务缓冲器11。这意味着，从处理存储器12读取数据。例如，通过从处理存储器12读取数据，双二阶滤波器的状态能够被读出并被传输到中央处理单元18。以这种方式，例如中央处理单元18能够评估在某些频带中音频信号的饱和。该信息能够用于计算适配的滤波器系数。
51.在处理存储器12与事务缓冲器11之间传输有效载荷数据pd之后，信号量s被传输回中央处理单元18。还能在将信号量s传回之前将中断ir从信号处理器10发送到中央处理单元18。
52.在事务缓冲器11与处理存储器12之间传输有效载荷数据pd之后，处理例程pr能够再次运行。此外，有效载荷数据pd能够从事务缓冲器11传输到中央处理单元18。在该传输中，从处理存储器12读取的有效载荷数据pd能够传输到中央处理单元18。因此，该方法使得能够通过事务缓冲器11在处理存储器12和中央处理单元18之间传输有效载荷数据pd。
53.图3描述了用于传输数据的方法的另一示例性实施例。在图3所示的轴上绘制了时间。在第一时刻t1与第二时刻t2之间，处理例程pr正在运行。在处理例程pr的结束时刻，有效载荷数据pd在事务缓冲器11与处理存储器12之间传输。每个数据包dp的有效载荷数据pd在一个周期内传输。在附加周期中，用于解码有效载荷数据pd的信息被传输。有效载荷数据pd在第二时刻t2和第三时刻t3之间传输。在第四时刻t4，处理例程pr再次开始运行。
54.以这种方式，有效载荷数据pd能够以有效的方式传输到处理存储器12。如果有效载荷数据pd直接从中央处理单元18传输到处理存储器12，将明显需要更多的周期。因此，处
理例程pr将被中断相当长的时间。因此，通过使用事务缓冲器11，有效载荷数据pd的传输被优化。此外，有效载荷数据pd能够以原子事务在处理存储器12与事务缓冲器11之间传输。通过这种方式，能够避免数据的部分传输，并且能够连贯地传输多个字。
55.附图标记列表
56.10：信号处理器
57.11：事务缓冲器
58.12：处理存储器
59.13：处理单元
60.14：总线连接
61.15：总线系统
62.16：控制寄存器
63.17：处理器系统
64.18：中央处理单元
65.dp：数据包
66.ir：中断
67.pd：有效载荷数据
68.pr：处理例程
69.s：信号量
70.t1-t4：时刻