[发明专利]节省存储器的方法与装置

说明书

本发明涉及一种节省存储器的方法与装置，特别涉及用于精简指令集运算(Reduced Instruction Set Computing；RISC)形式的微处理器(microprocessor)(如联华电子的UM6610微处理器)中使程序只读存储器(program ROM)取代数据只读存储器(data ROM)的一种节省存储器的方法与装置，可使在不更改原有微处理器结构或增加指令(instruction)的情况下，达到最佳存储器使用率。

一般的中央处理单元(Central Processing Unit；CPU)结构可以分为凡纽曼结构(Von Newman architecture)与哈佛结构(Harvard architecture)两种。

参照图1与图2，图1绘示Von Newman结构的方框图，图2绘示Harvard结构的方框图。图1中Von Newman结构的中央处理单元100a将程序(program)与数据(data)都放在同一存储器空间(memory space)，亦即将程序与数据放在存储器100b中。图2中Harvard结构的中央处理单元200a则将程序与数据放在不同的存储器，亦即将程序放在程序存储器(program memory)200b中，将数据放在数据存储器(data memory)200c中。所以，程序和数据可以并行存取(parallel access)，以提高系统性能。

图3绘示联华电子UM6610微处理器的系统方框图。参照图3，联华电子的UM6610微处理器为一Harvard结构的4位CPU，它具有独立的程序总线(program bus)ROMAD[0:F]与数据总线(data bus)RAMA[0:9]及RAMD[0:3]。其中，程序总线为16位，数据总线为4位。

对于要附加一大量的数据，如语音数据(speech data)，在Von Newman结构的CPU上，由于并没有程序及数据的分别，所以只需划分好其存储器空间，用不同的技术(RAM或ROM)来实现即可。例如，语音数据和程序事先都已规划好，可以用屏蔽式只读存储器(mask ROM)来制作。而对于使用Harvard结构的CPU，其语音数据和程序则必需存在不同的屏蔽式只读存储器中，分开的只读存储器对集成电路(Integrated Circuit；IC)的成本有不良的影响，它要有单独的解码器(decoder)，不能共用感应放大器(sense amplifier)，而且要单独测试，增加了测试的复杂度。并且对于低成本的UM6610微处理器而言，其数据随机存取存储器(data RAM)的存储器空间很小，不适用于在语音数据等数据较为广大的应用场合。

对于使用UM6610微处理器所设计的语音IC如UM5220，其语音数据是和程序数据放在互不相同的两块屏蔽式只读存储器上，如上所述，这增加了成本，而且造成测试不便。但如要使用程序只读存储器来代替语音只读存储器，对于UM6610微处理器的结构则会产生存储器使用率不好的问题。

图4为RTNW指令的说明，图5为TJMP指令的说明，图6绘示若语音数据使用RTNW指令所产生的存储器浪费情形。同时参照图4、图5与图6，UM6610微处理器使用RTNW来自程序只读存储器传回的一8位数据，由于指令是16位，因此它的存储器使用效率仅有50％。如图6所示，若使用RTNW指令的方法，在数据区(data area)600的高字节(high byte)600a是一些重复的RTNW操作码(op code)，仅有低字节(low byte)600b是上述传回的8位的数据。这种存储器浪费在拥有大量数据的应用中(如语音应用)是不被允许的。

因此，本发明的主要目的是提供一种节省存储器使用的方法与装置，改进与上述UM6610微处理器结构相似的微处理器中存在的问题，使数据只读存储器可以和程序只读存储器放在同一个只读存储器中，达到100％的存储器使用率，而且不用更改微处理器的结构或增加任何指令，只需增加简单的线路就可以达到改善的效果。

根据本发明的主要目的，提出一种节省存储器的方法，用于包括一存储器与一中央处理单元的系统，其中，中央处理单元以一地址总线耦接存储器；该方法至少包括：

定义一特殊地址空间；

检测地址总线的地址是否位于该特殊地址空间；以及

若地址总线的地址是在该特殊地址空间，则将从存储器读取的数据经处理后送至中央处理单元。