[发明专利]串流上下文的高速缓存系统

说明书

技术领域

本发明是有关一种通用串行总线(USB)，特别是关于一种串流上下文 (stream context)的高速缓存(cache)系统。

背景技术

通用串行总线(Universal Serial Bus，以下简称为USB)普遍使用于电 子装置中，用以传送数据于主机(host)与外围装置(device)之间。USB版本 1.0的数据传送速度为1.5兆位/秒(低速，low speed)及12兆位/秒(全速， full speed)，USB版本2.0的数据传送速度为480兆位/秒(高速，high speed)。 目前更推出USB版本3.0，其数据传送速度为4.8千兆位/秒(超速，super  speed)，细节可参考“Universal Serial Bus 3.0 Specification”。

在USB系统中，主机和装置之间的数据传送是由主机控制器(host  controller)来控制的，而主机控制器和主机之间的通信则规范于主机控制器 接口(host controller interface，以下简称为HCI)，例如“eXtensible Host  Controller Interface for Universal Serial Bus(xHCI)”。

在xHCI规范的USB系统中，数据的传送是使用传送请求区块(transfer  request block，以下简称为TRB)的数据结构。由多个TRB构成的TRB环(TRB  ring)或传送环(transfer ring)，则用以传送数据于主机和USB装置之间。 此外，xHCI还规范一种数据串流上下文(stream context，以下简称为“串 流上下文”)的数据结构，其用以提供一指针(pointer)以指向数据串流当中 的TRB环。换句话说，每一次读取TRB时，也必须传送串流上下文。

传统TRB读取会有重复读取的情形，其细节可参考本发明申请人的另一 件申请案，题为“传送请求区块的高速缓存系统及方法”。鉴于此，每一次传 送数据时，主机控制器都必须从系统存储器中读取所需的串流上下文，造成 时间的延迟、浪费及功率的消耗，因而降低系统整体效能。因此，亟需提出 一种新颖机制，用以减少读取所花费时间，而得以提高系统效能及减少功率 消耗。

发明内容

鉴于上述发明背景中，传统USB系统的数据读取效能无法提升，因此本 发明实施例的目的之一即在于提出一种串流上下文(stream context)的高速 缓存(cache)系统，用以增进存取速度及减少功率消耗。

根据本发明实施例所揭露的串流上下文(stream context)的高速缓存系 统，其使用高速缓存(cache)以储存多个串流上下文，并使用映射表(mapping  table)以储存串流上下文位于系统存储器中的相应地址。每一地址还包含对 应的一个有效位(valid bit)，用以代表相应的串流上下文是否为有效。使用 一转换表，其使用索引函数将串流上下文的地址转换为索引值，用以索引映 射表所储存的相应地址，其中，索引值的位数目小于串流上下文地址的位数 目。地址判断控制单元根据索引值以检视映射表的内容，以判断串流上下文 是否已经储存于高速缓存。藉此，如果串流上下文已事先读取并储存于高速 缓存中，则主机(host)即可直接从高速缓存取得串流上下文，不需再从系统 存储器来读取。

本发明提供了一种串流上下文的高速缓存系统，包含：一高速缓存，用 以储存多个串流上下文；及一映射表，用以储存该多个串流上下文位于一系 统存储器中的相应地址；藉此，根据该映射表的内容，如果该串流上下文已 事先读取并储存于该高速缓存中，则一读取控制单元即可直接从该高速缓存 取得该串流上下文并置入一总线项目，不需再从该系统存储器来读取，如果 该串流上下文未存在于该高速缓存中，则该读取控制单元将相应地址写至该 映射表中，从该系统存储器中读取该串流上下文，并将该串流上下文写至该 高速缓存及取出数据置入该总线项目。