[发明专利]接口处理器

说明书

技术领域

本发明涉及接口处理器，该接口处理器是特别用于但不专门用 于与其他处理器或外部设备接口的处理器。

背景技术

处理器设计者面临的一个挑战是处理数目持续增加的要与处 理器通信的外部设备。通常，这是通过为处理器提供某些类型的中 断处理能力(interrupt handling capability)实现的，该处理器处理连 接到外部设备的端口产生的活动。日益增加地，更为复杂性的接口 逻辑被用于这些端口来处理，例如，每个端口的多个外部设备。

大量不同情形中都需要接口。这里作为背景例子讨论的一个情 形是移动应用处理。

图1示出移动应用处理器2的示例性应用。应用处理器2包括 CPU 4和与多个外部设备8接口的多个接口控制器6。接口控制器 包括：与硬驱(HDD)8a和SDRAM存储器8b接口的存储器控制 器6a；与摄像机8c接口的视频控制器6b；与LCD显示器8d接口 的显示器控制器6c；与麦克风8e、扬声器8f和耳机8g接口的音频 控制器6d；和与键盘8h、通用串行总线(USB)设备8i、安全数 字(SD)卡8j、多媒体卡(MMC)8k，以及通用异步接收器/发送 器(UART)8i接口的连接控制器6e。接口控制器6通常经总线3 连接到CPU 4。系统还包括功率控制器10和无线电处理器12。

注意所示接口控制器6多少具有示意性，但通常表示某些类型 的专用I/O逻辑或特别配置的端口。

传统上，外部接口是用中断或利用轮询实现的。在使用中断时， 外部外围设备发送信号告知处理器其有数据准备好输入给处理器 或向处理器要求数据。在使用轮询时，处理器不断检查设备的状态 从而确定是否设备准备好提供或接受数据。

如图1所示的应用程序处理器2的一个可能的实施是使用专用 集成电路微控制器(ASIC)。ASIC是硬连线的设备，其可能包括专 用于特定应用以及经优化适于该应用的微处理器。对于给定的功 能，与其他选择相比，它们通常更便宜并且能耗更低。然而，它们 计复杂，必须预设计且不能容易地重配置。

另一种可能是使用现场可编程门阵列(FPGA)设备。FPGA 是半导体设备，其可在制造后现场配置。为了配置FPGA，首先利 用计算机建模所需的逻辑功能，例如通过绘制示意图或创建描述功 能的文本文件。FPGA包括经静态配置的互连线进行通信的查询表 阵列。计算机模型是用FPGA卖家提供的软件编译的，这产生能够 下载到FPGA查询表的二进制文件。这允许装备制造商设计FPGA 从而满足其自身的个性化需要。

在该例子中，接口控制器6作为FPGA实施。这具有这样的益 处，即移动电话制造商可购买通用FPGA设备2，然后在当场(即 “现场”)将其配置成专用于他们所需要应用的。然而，FPGA的缺 点是与ASIC相比更为昂贵，速度更缓慢以及能耗较高。

在可选的例子中，整个芯片2可以用FPGA实现，或芯片2可 以是具有连接在芯片2和各外围设备8之间的分离的FPGA芯片的 通用目的处理器。然而，这些选择可能更为昂贵以及功耗更高—— 限制了多数移动电话和其他消费电子设备。

以ASIC的价格、速度、范围和能耗水平实现FPGA的可配置 性会是有利的。

发明内容

按照本发明的一个方面，提供了一种处理器，其包括：第一端 口，该第一端口用于基于第一端口处的第一活动生成第一指示；第 二端口，该第二端口用于基于第二端口处的第二活动生成第二指 示；执行单元，其被设置为执行多个线程；线程调度器(thread scheduler)，其被连接以接收所述指示以及被设置为调度所述多个线 程用于执行单元基于所述指示而执行，所述调度包括暂停 (suspending)线程的执行直到接收到相应指示；其中第一活动和 第二活动分别与各相应线程关联。

因为每个线程与各端口处的活动相关联，以及线程调度器被连 接以暂停该活动的线程等待(pending)指示，则处理器有利地“预 先准备好”以快速响应发生在端口的活动。因此本发明提供了在需 要快速响应外部激励的应用中的显著改进。另外，在线程被暂停时， 如果仍然要调度其他线程，则线程调度器可开始调度这些线程。