DE69533599T2 - Leistungssteuerung in einem asynchronen Sender/Empfänger - Google Patents

Leistungssteuerung in einem asynchronen Sender/Empfänger Download PDF

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Description

  • Diese Erfindung betrifft asynchrone Empfänger- und Sender-Schaltungen, und vorzugsweise Energiemanagement-Techniken, welche bei asynchronen Empfänger- und Sender-Schaltungen verwendet werden.
  • Ein universeller asynchroner Empfänger und Sender, der üblicherweise als UART abgekürzt wird, ist in Computersystemen ein weitgehend verwendetes Element, das ein serielles Senden und Empfangen von Daten ermöglicht. Eine Hauptaufgabe eines UART besteht in der parallel-zu-seriellen und seriell-zu-parallen Konversion. Kurz ausgedrückt enthält ein typisches UART ein Paar von Schieberegistern mit zugehörigen FIFO-Puffern und einer zugehörigen Steuerlogik. Die seriell zu übertragenden Daten werden in ein Ausgangs-Schieberegister geladen, das mit einer vorbestimmten Bitrate getaktet wird. Typischerweise werden Start- und Stop-Bits eingegeben, die jedes Datenwort während der seriellen Datenübertragung umgeben. Die durch das UART empfangenen seriellen Daten werden in ein Eingangs-Schieberegister eingegeben und am Mittelpunkt jeder Bitzelle getaktet. Der Mittelpunkt jeder Bitzelle wird durch Messen der Zeit relativ zu dem Start-Bit gemessen. Wenn ein vollständiges Datenwort empfangen wird, wird das Wort in parallelem Format in den FIFO-Puffer übertragen. Wenn der FIFO-Puffer bis zu einer vorbestimmten Kapazität gefüllt ist, wird typischerweise ein Mikroprozessor des Computersystems unterbrochen, und die Daten werden dem FIFO-Puffer entnommen.
  • Ein typisches UART enthält verschiedene Steuer- und Status-Register, die verschiedenen Betriebsparameter einstellen und angeben, einschließlich der Anzahl von Daten-Bits, der Anzahl von Stop-Bits, des Parität-Typs, des Takt-Divisors und des Status der internen FIFO-Puffer. Zusätzlich zu den basalen Funktion der seriellen Eingabe und Ausgabe weisen die meisten UART-Schaltungen Verbindungen für Modem-Steuerungs-Handshake-Signalen zwecks RS-232-Betriebs auf. Einzelheiten zu speziellen UART-Schaltun gen finden sich in einer Vielzahl von Veröffentlichungen des bekannten Standes der Technik.
  • Ein bei typischen UART-Schaltungen auftretendes Problem besteht darin, dass die zur seriellen Eingabe und Ausgabe vorgesehenen Ports normalerweise über einen beträchtlichen Zeitanteil inaktiv bleiben. Während des inaktiven Zustands eines UART wird die Empfänger-Zustandsmaschine, die den Empfang serieller Eingangsdaten steuert, von dem inneren Baud-Raten-Generator getaktet, auch wenn momentan keine Daten empfangen werden. Die Empfänger-Zustandsmaschine wird kontinuierlich getaktet, da die Zeiten, zu denen die Daten empfangen werden, normalerweise nicht im voraus bekannt sind. Zusätzlich zu der Empfänger-Zustandsmaschine kann der Baud-Raten-Generator während des inaktiven Zustands auch andere Teile der UART-Schaltung takten. Infolgedessen wird Energie verschwendet, wenn das UART inaktiv ist, da das Baud-Raten-Signal unnötigerweise erzeugt und an die verschiedenen internen Bereiche des UART ausgegeben wird. Dies ist ein besonderes Problem, wenn die UART-Schaltungen in batteriebetriebenen tragbaren Computersystemen verwendet werden.
  • Die oben angeführten Probleme werden zum Großteil durch ein System und eine Technik zum Energiemanagement eines universellen asynchronen Empfängers und Senders mittels automatischen Takt-Gatterns gelöst, wie im folgenden beschrieben wird. Gemäß einer Ausführungsform ist eine Taktsteuereinheit vorgesehen, die das Gattern eines Taktsignals steuert, das aus einem internen Baud-Generator einer universellen asynchronen Empfänger- und Sender-(UART-)Schaltung während eines aktiven Modus erzeugt wird. Die Taktsteuereinheit überwacht die UART-Schaltung, um festzustellen, ob das UART derzeit inaktiv ist. Falls die Taktsteuereinheit feststellt, dass das UART inaktiv ist, wird das Taktsignal durch eine synchrone Takt-Gatterungsschaltung gegattert. Somit wird das Taktsignal nicht dem Baud-Generator zugeführt, und ein entsprechendes Baud-Raten-Signal, das normalerweise die Empfänger-Zustandsmaschine taktet, wird nicht erzeugt. Dadurch wird der Energieverbrauch des UART beträchtlich reduziert. Wenn anschließend von der Taktsteuereinheit eine bestimmte vorbestimmte Systemaktivität detektiert wird, bei der ein Hinweis auf das Erfordernis einer Aktivierung des UART vorliegt, gibt die Taktsteuereinheit ein Taktaktivierungssignal aus, welches veranlasst, dass die synchrone Takt-Gatterungsschaltung das Taktsignal an einen Eingang des Baud-Generators weiterleitet. Der Baud-Generator erzeugt reaktiv das Baud-Raten-Signal, das die Empfänger-Zustandsmaschine sowie weitere innere Teile des UART taktet. Gemäß einer Ausführungsform veranlasst die Taktsteuereinheit, dass die Taktsignale entgattert werden, falls an der seriellen Eingangsleitung des UART der Empfang serieller Daten detektiert wird (d. h. eine abfallende Flanke eines Start-Bits detektiert wird), falls die Empfänger-Zustandsmaschine momentan aktiv ist, falls das Empfänger-FIFO- und Puffer-Register nicht leer ist, falls das Sender-FIFO- und Halteregister nicht leer ist, oder falls die Empfänger-Zustandsmaschine aktiv ist. Je nach dem System kann die Taktsteuereinheit das Taktsignal weiter entgattern, falls eine Pegelveränderung an einer Modemsteuerleitung detektiert wird, falls eine Rücksetzung aktiv ist, oder falls ein Systemzyklus im Ablauf begriffen ist, der die UART-Steuerlogik benötigt. Falls keine dieser vorbestimmten Aktivitäten von der Taktsteuereinheit detektiert wird, wird das Taktaktivierungssignal deaktiviert, und die synchrone Takt-Gatterungsschaltung gattert als Reaktion das Taktsignal.
  • Allgemein ausgedrückt ist gemäß einem ersten Aspekt der vorliegenden Erfindung ein System vorgesehen, das eine asynchrone Empfänger- und Sender-Schaltung aufweist, die versehen ist mit einem Baud-Generator zum Erzeugen eines Baud-Raten-Signals, einer Empfänger-Zustandsmaschine, die mit dem Baud-Generator verbunden ist und serielle Daten an einer Seriell-Daten-Eingangsleitung empfangen kann, einer Sende-Zustandsmaschine, die mit dem Baud-Generator verbunden ist und serielle Daten an eine Seriell-Daten-Ausgangsleitung anlegen kann, einer ersten Datenspeichereinheit, die mit der Empfänger-Zustandsmaschine verbunden ist, um seitens der Empfänger-Zustandsmaschine empfangene Daten in einem parallelen Format zu empfangen, und einer zweiten Datenspeichereinheit, die mit der Sende-Zustandsmaschine verbunden ist, um von der Sende-Zustandsmaschine zu übertragende Daten zu speichern. Ferner vorgesehen ist eine Takt-Gatterschaltung mit einer Eingangsleitung zum Empfangen eines externen Taktsignals und mit einer Ausgangsleitung zum Ausgeben eines UART-Taktsignals an eine Eingangsleitung des Baud-Generators, wobei die Takt-Gatterschaltung das externe Taktsignal in Abhängigkeit von einem Taktaktivierungssignal selektiv gattert. Eine Taktsteuereinheit ist mit der Takt-Gatterschaltung, der Eingangsleitung der Empfänger-Zustandsmaschine und mit der ersten Datenspeichereinheit verbunden, wobei die Taktsteuereinheit einen Signalübergang an der Seriell-Daten-Eingangsleitung detektieren kann und detektieren kann, wann die erste Datenspeichereinheit leer ist, und wobei die Taktsteuereinheit das Taktaktivierungssignal auf eine Detektion des Signalübergangs an der Seriell-Daten-Eingangsleitung hin derart steuern kann, dass das UART-Taktsignal aus der Takt-Gatterschaltung heraus an die Eingangsleitung des Baud-Generators angelegt wird, und wobei das Taktsignal ferner das Taktaktivierungssignal derart steuern kann, dass das UART-Taktsignal aus der Eingangsleitung des Baud-Generators entfernt wird, nachdem detektiert worden ist, dass die erste Datenspeichereinheit leer ist.
  • Gemäß einem zweiten Aspekt der vorliegenden Erfindung ein Energiemanagement-Verfahren für eine asynchrone Empfänger- und Sender-Schaltung mit den folgenden Schritten vorgesehen: Ausgeben eines Taktsignals an eine Takt-Gatterschaltung, Detektieren einer vorbestimmten System-Aktivität, die in Verbindung mit dem asynchronen Empfänger und Sender erfolgt, Aktivieren eines Taktaktivierungssignals auf die Detektion der vorbestimmten System-Aktivität hin, Anlegen des Taktaktivierungssignals an eine Steuerleitung der Takt-Gatterschaltung, um dadurch das UART-Taktsignal an die Eingangsleitung des Baud-Generators anzulegen, und Deaktivieren des Taktaktivierungssignals auf den Abschluss der vorbestimmten System-Aktivität hin, wobei der Schritt des Detektierens einer vorbestimmten System-Aktivität einen Schritt einschließt, in dem detektiert wird, ob eine Empfänger-Zustandsmaschine serielle Daten an einer Seriell-Daten-Eingangsleitung empfängt, ein Signalübergang an der Seriell-Daten-Eingangsleitung detektiert wird, und detektiert wird, wann die erste Datenspeichereinheit leer ist.
  • KURZBESCHREIBUNG DER ZEICHNUNGEN
  • Weitere Aufgaben und Vorteile der Erfindung werden anhand der folgenden detaillierten Beschreibung und im Zusammenhang mit den beigefügten Zeichnungen ersichtlich, in denen folgendes dargestellt ist:
  • 1 zeigt ein Blockschaltbild zur Veranschaulichung eines gemäß der vorliegenden Erfindung ausgebildeten Systems zum Energiemanagement eines universellen asynchronen Empfängers und Senders mittels automatischen Takt-Gatterns.
  • 2 zeigt ein schematisches Schaubild einer bei dem System gemäß 1 verwendeten synchronen Takt-Gatterungs- und Takt-Teiler-Schaltung.
  • Obwohl die Erfindung in Form zahlreicher Modifikationen und alternativer Formen realisiert werden kann, sind in den Zeichnungen als Beispiel bevorzugte Ausführungsformen der Erfindung gezeigt, die nun detailliert beschrieben werden. Es wird jedoch darauf hingewiesen, dass die Zeichnungen und deren detaillierte Beschreibung nicht im Sinne einer Beschränkung der Erfindung auf die bestimmte offenbarte Ausführungsform vorgesehen sind, sondern die Erfindung vielmehr sämtliche Modifikationen, Äquivalente und Alternativen umfasst, die unter den Geist und den Umfang der vorliegenden Erfindung gemäß deren Definition in den beigefügten Ansprüchen fallen.
  • 1 der nun zu erläuternden Zeichnungen zeigt ein Blockschaltbild eines gemäß der vorliegenden Erfindung vorgesehenen Systems zum Energiemanagement eines universellen asynchronen Empfängers und Senders mittels automatischen Takt-Gatterns. Das System 100 weist eine Taktsteuereinheit 102, ein Synchron-Takt-Gate 104, eine Takt-Dividier-Einheit 106 und eine universelle asynchrone Empfänger-/Sender-(UART-)Schaltung 108 auf. Bei dem UART 108 handelt es sich um einen Baud-Generator 110, der mit einer Sender-Zustandsmaschine 112 und mit einer Empfänger-Zustandsmaschine 114 verbunden ist. Eine Sende-FIFO- und Halteregister 116 ist mit der Sender-Zustandsmaschine 112 verbunden, und eine Empfänger-FIFO- und Puffer-Registereinheit 118 ist mit der Empfänger-Zustandsmaschine 114 verbunden. Schließlich ist eine UART-Steuerlogikeinheit 120 mit dem Baud-Generator 110, der Sende-FIFO- und Halteregistereinheit 116 und mit der Empfänger-FIFO- und Puffer-Registereinheit 118 verbunden.
  • Was das Senden und Empfangen serieller Daten an den Leitungen 128 bzw. 130 betrifft, sind die Ausgestaltung und die Arbeitsweise des Baud-Generators 110, der Sende-Zustandsmaschine 112, der Empfänger-Zustandsmaschine 114, der Sende-FIFO- und Halteregistereinheit 116 und der Empfänger-FIFO- und Puffer-Registereinheit 118 herkömmlich ausgelegt. In ähnlicher Weise ist hinsichtlich des CPU-Interface an dem Port 1126 die Ausgestaltung und die Arbeitsweise der UART-Steuerlogikeinheit 120 herkömmlich ausgelegt. Um der Einfachheit und Klarheit willen wird im folgenden nur eine kurze Beschreibung zu den herkömmlichen Aspekten des UART 108 gegeben.
  • Während des normalen Betriebs empfängt der Baud-Generator 110 ein UART-Taktsignal auf der Leitung 122 und erzeugt ein Baud-Raten-Signal auf der Leitung 124, das eine vorbestimmte Frequenz hat. Das Baud-Raten-Signal wird an die Sender-Zustandsmaschine 112 und die Empfänger-Zustandsmaschine 114 angelegt und liefert eine Zeitsteuerungs-Referenz zum Steuern des Sendens und Empfangens serieller Daten.
  • Parallele Daten können von einer externen Quelle über den CPU-Interface-Port 126 an das UART 108 übertragen werden. Der CPU-Interface-Port 126 kann z. B. mit einem Lokalbus oder einem Peripheriebus verbunden sein. Die an den CPU-Interface-Port 126 ausgegebenen parallelen Daten werden durch die UART-Steuerlogik hindurchgeleitet und in dem Sende-FIFO- und Halteregister 116 gespeichert. Die parallelen Daten werden dann von der Sender-Zustandsmaschine 112 an der Seriell-Daten-Ausgangsleitung 128 in seriellem Format übertragen. Es ist anzumerken, dass ein (nicht gezeigtes) Schieberegister in der Sender-Zustandsmaschine 112 enthalten ist, und dass Techniken zum Durchführen der Konvertierung der parallelen Daten zu seriellen Daten mittels der Sende-Zustandsmaschine 112 weithin bekannt sind.
  • In ähnlicher Weise werden die seriellen Daten durch das UART 108 an der Seriell-Eingangsleitung empfangen und mittels der Empfänger-Zustandsmaschine 114 in parallele Daten konvertiert. Jedes Wort paralleler Daten von der Empfänger-Zustandsmaschine 114 wird an die Empfänger-FIFO- und Puffer-Registereinheit 118 ausgegeben. Wenn eine gewisse vorbestimmte Anzahl von Worten in die Empfänger-FIFO- und Puffer-Registereinheit 118 eingegeben worden ist oder wenn z. B. eine Empfänger-Auszeit abgelaufen ist, gibt die UART-Steuerlogikeinheit 120 auf der Leitung 132 ein Interrupt-Signal aus, das den Mikroprozessor über die Verfügbarkeit von Daten in der Empfänger-FIFO- und Puffer-Registereinheit 118 informiert. Als Reaktion darauf entnimmt der Mikroprozessor die parallelen Daten sequentiell aus der Empfänger-FIFO- und Puffer-Registereinheit 118.
  • Im folgenden werden Einzelheiten zum Energiemanagement des UART 108 durch das automatische Takt-Gattern gemäß der vorliegenden Erfindung erläutert. Ein Eingangs-Taktsignal IN wird dem synchronen Takt-Gate 104 auf der Leitung 136 zugeführt. Falls auf der Leitung 138 ein Taktaktivierungssignal im Low-Zustand ausgegeben wird, wird das Signal Clock IN an die Teilerschaltung 106 übermittelt, die das Signal Clock IN entsprechend frequenz-teilt, um dadurch das UART-Taktsignal auf der Leitung 122 abzuleiten. Gemäß einer Ausführungsform hat das Signal Clock IN auf der Leitung 136 eine Frequenz von 24 Mhz, und bei der Takt-Teilerschaltung 106 handelt es sich um eine Schaltung zur Division durch 13. Folglich weist das UART-Taktsignal auf der Leitung 122 eine Frequenz von 1,8462 Mhz auf.
  • Wie aus der folgenden Beschreibung deutlicher ersichtlich ist, wird, wenn die Taktsteuereinheit 102 feststellt, dass das UART 108 inaktiv ist und derzeit keine Daten empfängt, verarbeitet oder überträgt, das Taktaktivierungssignal auf der Leitung 138 dahingehend high-aktiviert, dass das Signal Clock IN auf der Leitung 136 nicht an die Takt-Teilerschaltung 106 ausgegeben wird, und folglich dahingehend, dass das UART-Taktsignal auf der Leitung 122 nicht erzeugt wird. Durch Entfernen des auf der Leitung 122 befindlichen Taktsignals wird das Baud-Raten-Signal auf der Leitung 124 nicht von dem Baud-Generator 110 erzeugt. Folglich wird der gesamte Energieverbrauch des UART 108 reduziert, wenn das UART inaktiv ist.
  • Die Taktsteuereinheit 102 ist vorgesehen zum Detektieren verschiedener vorbestimmter mit dem UART 108 zusammenhängender Systemaktivitäten, um festzustellen, ob das Baud-Raten-Signal auf der Leitung 124 erzeugt werden muss. Falls die Taktsteuereinheit feststellt, dass das Baud-Raten-Signal erzeugt werden muss, gibt sie das Taktaktivierungssignal aus, das veranlasst, dass das asynchrone Takt-Gate das Signal Clock IN entgattert und dadurch ermöglicht, dass das Baud-Raten-Signal erzeugt wird. Bei der Ausführungsform gemäß 1 gibt die Taktsteuereinheit 102 das Taktaktivierungssignal aus, falls eine von verschiedenen Systemaktivitäten detektiert wird. Insbesondere überwacht die Taktsteuereinheit die Sender-Zustandsmaschine 112, die Empfänger-Zustandsmaschine 114, die Sende-FIFO- und Halteregistereinheit 116 und die Empfänger-FIFO- und Puffer-Registereinheit 118 über die Leitungen 151154. Die Taktsteuereinheit überwacht ferner die Seriell-Eingangsleitung 130. Falls eine der folgenden vorbestimmten Systemaktivitäten von der Taktsteuereinheit 102 detektiert wird, wird das Taktaktivierungssignal auf der Leitung 138 ausgegeben. Diese vorbestimmten Systemaktivitäten sind: die Sender-Zustandsmaschine 112 ist aktiv, die Empfänger-Zustandsmaschine 114 ist aktiv, die Empfänger-FIFO- und Puffer-Registereinheit 118 ist nicht leer, und ein Pegel- Übergang wird an der Seriell-Eingangsleitung 130 detektiert. Da jede dieser vorbestimmten Systemaktivitäten das Erfordernis zum Erzeugen des Baud-Raten-Signals auf der Leitung 124 anzeigt, gibt die Taktsteuereinheit bei Detektion das Taktaktivierungssignal aus. Wenn die detektierte Aktivität später abgeschlossen wird und nicht mehr von der Taktsteuereinheit 102 detektiert wird, und falls derzeit keine der anderen vorbestimmten Systemaktivitäten detektiert wird, deaktiviert die Taktsteuereinheit 102 das Taktaktivierungssignal dahingehend, dass das Signal Clock In auf der Leitung 136 gegattert wird. Wie bereits erwähnt, wird, wenn das Signal Clock In gegattert wird, kein Baud-Signal mehr auf der Leitung 124 erzeugt, und der Energieverbrauch ist reduziert.
  • Anzumerken ist, dass je nach der bestimmten UART-Schaltung auch weitere vorbestimmte Systemaktivitäten durch die Taktsteuereinheit 102 überwacht werden können, um festzustellen, ob das Baud-Raten-Signal erzeugt werden muss. Beispielsweise überwacht gemäß einer Konfiguration die Taktsteuereinheit ein Systemrücksetzsignal auf der Leitung 160 und veranlasst, dass das Taktaktivierungssignal ausgegeben wird, falls ein aktives Rücksetzsignal detektiert wird. Das Baud-Raten-Signal muss während dieser Situation (wenn das Rücksetzsignal aktiv ist) erzeugt werden, da das Baud-Raten-Signal zur Initialisierung erforderlich ist. In ähnlicher Weise kann die Taktsteuereinheit derart konfiguriert sein, dass sie bestimmte Systemzyklen an dem CPU-Interface-Port 126 detektiert, falls das Baud-Raten-Signal zum Treiben der UART-Steuerlogikeinheit 120 erforderlich ist. Schließlich kann die Taktsteuereinheit derart konfiguriert sein, dass sie ein aktives Modemsteuersignal auf der Leitung 164 detektiert und daraufhin das Taktaktivierungssignal erzeugt.
  • Anzumerken ist ferner, dass die Deaktivierung des Taktaktivierungssignals durch die Taktsteuereinheit 102 als Reaktion auf den Abschluss einer detektierten Systemaktivität (wie oben beschrieben) um ein vorbestimmtes Maß an Zeit verzögert werden kann, nachdem die Systemaktivität abgeschlossen ist oder nicht mehr detektiert wird. Eine derartige vorbestimmte Verzöge rung kann wünschenswert sein, um dem UART 108 zu ermöglichen, mit der detektierten Aktivität zusammenhängende Operationen abzuschließen. Beispielsweise gibt, wie bereits angeführt, die Taktsteuereinheit 102 das Taktaktivierungssignal aus, wenn ein Rücksetzsignal aktiv wird. Anschließend, wenn das Rücksetzsignal inaktiv wird, kann die Taktsteuereinheit 102 derart konfiguriert sein, dass sie eine vorbestimmte Zeit lang wartet, bis sie das Taktaktivierungssignal deaktiviert. Dadurch kann z. B. ermöglicht werden, bestimmte Initialisierungsoperationen abzuschließen.
  • 2 zeigt ein schematisches Schaubild zur Veranschaulichung einer Implementierung eines synchronen Takt-Gates 104 und einer Takt-Teilerschaltung 106. Wie in 2 gezeigt wird eine einfache Zählerschaltung 200 verwendet, um das synchrone Takt-Gate 104 und die Takt-Teilerschaltung 106 gemäß 1 zu implementieren. Ein Eingangs-Taksignal wird einem Takteingang der Zähler-Schaltung 200 zugeführt, und ein Dividenden-Taktsignal wird aus einer der Ausgangsleitungen der Zähler-Schaltung 200 extrahiert. Das Taktaktivierungssignal aus der Taktsteuereinheit 102 wird in eine Aktivierungsleitung der Zähler-Schaltung 200 eingegeben. Entsprechend dem synchronen Takt-Gate und dem Takt-Teiler gemäß 2 wird das Gattern und Entgattern des Signals Clock In synchron in Bezug auf das Signal Clock In durchgeführt, und dadurch werden Takt-"Splitter" vermieden.
  • Nochmals im Zusammenhang mit 1 ist anzumerken, dass die Taktsteuereinheit 102 mit einer kombinatorischen Logik-Schaltung implementiert werden kann, und dass die Taktsteuereinheit 102 durch ein externes Aktivierungssignal aktiviert werden kann. Ferner können ein Leer-Flag für das Sender-FIFO- und Halteregister 116 und ein Leer-Flag für das Empfänger-FIFO- und Puffer-Register 118 verwendet werden, um die überwachten Signale auf den Leitungen 152 und 154 abzuleiten.
  • Es ist anzumerken, dass bei einer weiteren Ausführungsform die Taktsteuereinheit 102 einen Aus-Zeit-Zähler überwachen kann, der für die Empfänger-FIFO- und Puffer-Registereinheit 118 vorgesehen ist. Wie Fachleuten auf dem Gebiet bekannt ist, kann ein derartiger Aus-Zeit-Zähler innerhalb eines typischen UART 108 verwendet werden, um zu veranlassen, dass ein Interrupt-Signal an den Mikroprozessor ausgegeben wird, falls von dem Empfänger-FIFO 118 Daten eine Zeitdauer lang gehalten werden, die eine Auszeit-Zähler-Periode überschreitet. Bei einer derartigen Ausführungsform gibt die Taktsteuereinheit 102 das Taktaktivierungssignal während der Zeit aus, zu der der Aus-Zeit-Zähler des Empfänger-FIFO- und Puffer-Registers 118 aktiv ist. Wenn die Zählperiode des Aus-Zeit-Zählers abläuft, deaktiviert die Taktsteuereinheit 102 das Taktaktivierungssignal, so dass das Baud-Raten-Signal nicht mehr erzeugt wird, selbst wenn noch Daten in der Empfänger-FIFO- und Puffer-Registereinheit 118 enthalten sind. Nach der Deaktivierung des Taktaktivierungssignals kann der Mikroprozessore die Daten aus der Empfänger-FIFO- und Puffer-Registereinheit 118 entnehmen.
  • Anzumerken ist ferner, dass die Sende-FIFO- und Halteregistereinheit 116 und die Empfänger-FIFO- und Puffer-Registereinheit 118 jeweils unter Verwendung jedes beliebigen Typs von Datenspeichereinheiten implementiert werden können. Beispielsweise kann die oben beschriebene Sende-FIFO- und Halteregistereinheit 116 ein Mehr-Byte-Speicher-FIFO oder nur ein Einfach-Byte-Speicherregister enthalten. In ähnlicher Weise kann die Empfänger-FIFO- und Puffer-Registereinheit 118 ein Mehr-Byte-Speicher-FIFO oder nur ein Einfach-Byte-Speicherregister enthalten.
  • Fachleuten auf dem Gebiet werden nach voller Kenntnis der obigen Offenbarung zahlreiche Variationen und Modifikationen ersichtlich sein. Beispielsweise kann die bestimmte Schaltung, die zum Implementieren der internen Untereinheiten des UART 108 verwendet wird, je nach den Erfordernissen eines bestimmten Anwendungsfalls variieren. Ferner können die vorbestimmten Systemaktivitäten, die von der Taktsteuereinheit 102 detektiert werden, je nach der bestimmten UART-Schaltung, die verwendet wird, variieren. In diesem Zusammenhang können Systemaktivitäten zusätzlich zu den oben angegebenen von der Taktsteuereinheit 102 detektiert werden und das Ausgeben des Taktaktivierungssignals veranlassen. Die folgenden Ansprüche sind dahingehend zu interpretieren, dass sie sämtliche derartigen Variationen und Modifikationen umfassen.

Claims (12)

  1. System mit: einer asynchronen Empfänger- und Sender-Schaltung mit: einem Baud-Generator zum Erzeugen eines Baud-Raten-Signals; einer Empfänger-Zustandsmaschine (114), die mit dem Baud-Generator verbunden ist und serielle Daten an einer Seriell-Daten-Eingangsleitung empfangen kann; einer Sende-Zustandsmaschine (112), die mit dem Baud-Generator verbunden ist und serielle Daten an eine Seriell-Daten-Ausgangsleitung anlegen kann; einer ersten Datenspeichereinheit (118), die mit der Empfänger-Zustandsmaschine verbunden ist, um seitens der Empfänger-Zustandsmaschine empfangene Daten in einem parallelen Format zu empfangen; und einer zweiten Datenspeichereinheit (116), die mit der Sende-Zustandsmaschine verbunden ist, um von der Sende-Zustandsmaschine zu übertragende Daten zu speichern; einer Takt-Gatterschaltung mit einer Eingangsleitung (136) zum Empfangen eines externen Taktsignals und mit einer Ausgangsleitung (122) zum Ausgeben eines UART-Taktsignals an eine Eingangsleitung des Baud-Generators, wobei die Takt-Gatterschaltung das externe Taktsignal in Abhängigkeit von einem Taktaktivierungssignal (138) selektiv gattert; und einer Taktsteuereinheit (102), die mit der Takt-Gatterschaltung, der Seriell-Daten-Eingangsleitung der Empfänger-Zustandsmaschine und mit der ersten Datenspeichereinheit verbunden ist, wobei die Taktsteuereinheit einen Signalübergang an der Seriell-Daten-Eingangsleitung detektieren kann und detektieren kann, wann die erste Datenspeichereinheit leer ist, und wobei die Taktsteuereinheit das Taktaktivierungssignal auf eine Detektion des Signalübergangs an der Seriell-Daten-Eingangsleitung hin derart steuern kann, dass das UART-Taktsignal aus der Takt-Gatterschaltung heraus an die Eingangsleitung des Baud-Generators angelegt wird, und wobei das Taktsignal ferner das Taktaktivierungssignal derart steuern kann, dass das UART-Taktsignal aus der Eingangsleitung des Baud-Generators entfernt wird, nachdem detektiert worden ist, dass die erste Datenspeichereinheit leer ist.
  2. Taktsteuereinheit nach Anspruch 1, bei der die Taktsteuereinheit mit der Empfänger-Zustandsmaschine verbunden ist, wobei die Taktsteuereinheit ferner einen aktiven Zustand der Empfänger-Zustandsmaschine, der den Empfang serieller Daten seitens der asynchronen Empfänger- und Sender-Schaltung anzeigt, detektieren kann und das Taktaktivierungssignal ausgeben kann, falls der aktive Zustand der Empfänger-Zustandsmaschine detektiert wird.
  3. System nach Anspruch 1, bei dem die der asynchrone Empfänger- und Sender-Schaltung ferner eine Steuerlogikeinheit aufweist, die mit den ersten und zweiten Datenspeichereinheiten verbunden ist, um die Datenübertragungen zwischen einem Mikroprozessor und der asynchronen Empfänger- und Sender-Schaltung zu steuern.
  4. System nach Anspruch 1, bei dem die erste Datenspeichereinheit einen FIFO-Puffer aufweist.
  5. System nach Anspruch 1, ferner mit einer zwischen der Takt-Gatterschaltung und dem Baud-Generator angeordneten Takt-Teilerschaltung, die das externe Taktsignal selektiv an die Teilerschaltung ausgibt, wobei die Teilerschaltung das UART-Signal erzeugt.
  6. System nach Anspruch 1, bei dem die Takt-Gatterschaltung derart konfiguriert ist, dass das UART-Signal mit dem externen Taktsignal synchron ist.
  7. System nach Anspruch 5, bei dem die Takt-Gatterschaltung und der Takt-Teiler mit einer Zählerschaltung implementiert sind.
  8. System nach Anspruch 1, bei dem die Taktsteuereinheit mit der Sende-Zustandsmaschine verbunden ist, und bei der die Taktsteuereinheit ferner einen aktiven Zustand der Sende-Zustandsmaschine, der anzeigt, dass serielle Daten durch die asynchrone Empfänger- und Sender-Schaltung übertragen werden, detektieren kann und das Taktaktivierungssignal derart ausgeben kann, dass die Takt-Gatterschaltung das UART-Taktsignal an die Eingangsleitung des Baud-Generators anlegt, falls der aktive Zustand der Sende-Zustandsmaschine detektiert wird.
  9. System nach Anspruch 1, bei dem die Taktsteuereinheit, wenn keine Signalübergänge an der Seriell-Daten-Eingangsleitung detektiert werden und die erste Datenspeichereinheit leer ist, das Taktaktivierungssignal derart ausgibt, dass die Takt-Gatterschaltung das UART-Taktsignal nicht an die Eingangsleitung des Baud-Generators anlegt.
  10. System nach Anspruch 9, bei dem die Taktsteuereinheit mit Ablauf einer vorbestimmten Zeitverzögerung, nachdem keine Signalübergänge an der Seriell-Daten-Eingangsleitung detektiert worden sind und die erste Datenspeichereinheit leer ist, einen logischen Zustand des Takt aktivierungssignals derart ändert, dass die Takt-Gatterschaltung das UART-Taktsignal nicht an die Eingangsleitung des Baud-Generators anlegt.
  11. Energiemanagement-Verfahren für eine asynchrone Empfänger- und Sender-Schaltung, mit den folgenden Schritten: Ausgeben eines Taktsignals an eine Takt-Gatterschaltung; Detektieren einer vorbestimmten System-Aktivität, die in Verbindung mit dem asynchronen Empfänger und Sender erfolgt; Aktivieren eines Taktaktivierungssignals auf die Detektion der vorbestimmten System-Aktivität hin; Anlegen des Taktaktivierungssignals an eine Steuerleitung der Takt-Gatterschaltung, um dadurch das UART-Taktsignal an die Eingangsleitung des Baud-Generators anzulegen; Deaktivieren des Taktaktivierungssignals auf den Abschluss der vorbestimmten System-Aktivität hin; wobei der Schritt des Detektierens einer vorbestimmten System-Aktivität einen Schritt einschließt, in dem detektiert wird, ob eine Empfänger-Zustandsmaschine serielle Daten an einer Seriell-Daten-Eingangsleitung empfängt, ein Signalübergang an der Seriell-Daten-Eingangsleitung detektiert wird, und detektiert wird, wann die erste Datenspeichereinheit leer ist.
  12. Energiemanagement-Verfahren nach Anspruch 11, mit folgenden weiteren Schritten: Detektieren, ob eine Empfänger-Speichereinheit Daten enthält; und Aktivieren des Taktaktivierungssignals, falls die Empfänger-Speichereinheit Daten enthält.
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