发明创造名称：一种新型的8位RISC微控制器构架
外观设计名称：
决定号：18933
决定日：2012-06-25
委内编号：5W10593，5W101809
优先权日：
申请（专利）号：200520044694.5
申请日：2005-08-31
复审请求人：
无效请求人：美国微芯科技公司
授权公告日：2007-01-24
审定公告日：
专利权人：上海海尔集成电路有限公司
主审员：袁丽颖
合议组组长：哈雅坤
参审员：何博
国际分类号：G06F9/38，G06F9/318
外观设计分类号：
法律依据：专利法实施细则第13条第1款
决定要点：如果一件专利的一项权利要求与另一件专利的某一项权利要求保护范围相同，应当认为它们是同样的发明创造。
全文：
本专利的专利号为200520044694.5，申请日为2005年08月31日，授权公告日为2007年01月24日。本专利授权公告时的权利要求书如下：
“1、一种新型8位RISC微控制器构架，其结构包括：程序总线、数据总线、程序存储器、通过程序总线连接到程序存储器的指令译码器、数据随机存储器(RAM)、寄存器堆、通用算术逻辑单元(ALU)和地址总线，这些部件是通过微码操作控制结构实现的；还包括一个二级四段流水线结构，由四相时钟驱动工作，每一段流水线在对应时钟相内完成功能，其特征在于，所述二级四段流水线结构包括：
指令处理装置，用于完成指令译码、PC备份、双周期指令预处理、中断向量处理、端口变化预处理操作；
数据读取装置，接收指令读取装置输出的寻址操作数和数据内容，并完成多个功能寄存器或数据寄存器读取，同时完成中断请求标志预处理操作；
数据运算装置，接收指令处理装置输出的运算类型操作码、接收数据读取装置输出的数据内容，并完成算术逻辑运算装置(ALU)数据运算、端口变化终处理、空闲模式激活预处理操作，同时读取下一条指令；
数据写回装置，将数据运算装置的运算结果按照指令处理装置的操作数寻址部分做写回操作，包括完成ALU数据写回、内部中断和堆栈处理同时完成及PC处理，PC处理包括PC加1、PC出栈、 PC跳转；
时钟发生器，用于为上述四个装置提供四相时钟信号，同时产生所述二级四段流水线结构所需的同步时钟信号。
2、如权利要求1所述的微控制器构架，其特征在于，所述指令处理装置包括指令寄存器、指令译码器、端口预处理器、中断处理器、多路器、立即数处理器。
3、如权利要求1所述的微控制器构架，其特征在于，所述数据读取装置包括数据寄存器、两个功能寄存器，多路器。
4、如权利要求1所述的微控制器构架，其特征在于，所述数据运算装置包括算术逻辑运算单元，多路器、指令读取器、端口终处理器。
5、如权利要求1所述的微控制器构架，其特征在于，所述数据写回装置包括数据寄存器、两个功能寄存器，中断处理器、堆栈处理器、PC处理器。
6、如权利要求1所述的微控制器构架，其特征在于，所述其数据寄存器包括特殊寄存器和通用寄存器，利用地址映射电路把分布在不同的区和数据空间的特殊寄存器和通用寄存器的物理地址映射到连续的物理地址上。
7、如权利要求1所述的微控制器构架，其特征在于，所述微控制器构架包括内部堆栈处理，采用独热码(One-Hot)状态机。”
针对上述专利权，美国微芯科技公司（下称请求人）于2007年08月07日向专利复审委员会提出了无效宣告请求，专利复审委员会于2009年07月17日针对该请求做出了第13815号无效宣告请求审查决定，宣告在专利权人于2007年12月12日提交的权利要求书的基础上维持200520044694.5号实用新型专利权有效。其中，专利权人于2007年12月12日提交的权利要求书内容如下：
“1、一种新型8 位RISC 微控制器构架，其结构包括：程序总线、数据总线、程序存储器、通过程序总线连接到程序存储器的指令译码器、数据随机存储器（RAM ）、寄存器堆、通用算术逻辑单元（ALU）和地址总线，这些部件是通过微码操作控制结构实现的；还包括一个二级四段流水线结构，由四相时钟驱动工作，每一段流水线在对应时钟相内完成功能，其特征在于，所述二级四段流水线结构包括：
指令处理装置包括指令寄存器、指令译码器、端口预处理器、中断处理器、多路器、立即数处理器；用于完成指令译码、PC 备份、双周期指令预处理、中断向量处理、端口变化预处理操作；
数据读取装置包括数据寄存器、两个功能寄存器、多路器；接收指令读取装置输出的寻址操作数和数据内容，并完成多个功能寄存器或数据寄存器读取，同时完成中断请求标志预处理操作；
数据运算装置包括算术逻辑运算单元、多路器、指令读取器、端口终处理器；接收指令处理装置输出的运算类型操作码、接收数据读取装置输出的数据内容，并完成算术逻辑运算装置（ALU ) 数据运算、端口变化终处理、空闲模式激活预处理操作，同时读取下一条指令；
数据写回装置包括数据寄存器、两个功能寄存器、中断处理器、堆栈处理器、PC 处理器；将数据运算装置的运算结果按照指令处理装置的操作数寻址部分做写回操作，包括完成ALU 数据写回、内部中断和堆栈处理同时完成及PC 处理，PC 处理包括PC 加1 、PC 出栈、PC 跳转；
时钟发生器，用于为上述四个装置提供四相时钟信号，同时产生所述二级四段流水线结构所需的同步时钟信号。
2、如权利要求1 所述的微控制器构架，其特征在于，所述其数据寄存器包括特殊寄存器和通用寄存器，利用地址映射电路把分布在不同的区和数据空间的特殊寄存器和通用寄存器的物理地址映射到连续的物理地址上。
3、如权利要求1 所述的微控制器构架，其特征在于，所述微控制器构架包括内部堆栈处理，采用独热码（One-Hot）状态机。”
（一）关于案件编号为5W10593的无效宣告请求
请求人于2008年11月19日再次向专利复审委员会提出了无效宣告请求（案件编号为5W10593），请求宣告专利权人于2007年12月12日提交的、并在第13815号无效宣告请求审查决定中维持有效的权利要求1－3无效，其理由是：权利要求1－3不符合专利法实施细则第13条第1款的规定，同时提交了如下附件作为证据：
附件1：CN2862189Y号中国实用新型专利说明书（本专利），共44页；
附件2：专利权人于2007年12月12日提交的对本专利的权利要求书的修改替换页，共3页；
附件3：专利号为200510029281.4的中国发明专利说明书（下称证据1），申请日为2005年08月31日，授权公告日为2008年11月05日，共50页。
请求人认为：本专利权利要求1、2、3分别与证据1的发明专利中的权利要求1、34、37的保护范围实质相同。
经形式审查合格，专利复审委员会于2008年12月31日受理了上述无效宣告请求并将无效宣告请求书及证据副本转给了专利权人，同时成立合议组对本案进行审查。
（二）关于案件编号为5W101809的无效宣告请求
2011年04月26日，请求人向专利复审委员会提出了无效宣告请求，请求宣告专利权人于2007年12月12日提交的、并在第13815号无效宣告请求审查决定中维持有效的权利要求1－3无效，其理由是：权利要求1－3不符合专利法第22条第3款的规定；本专利说明书不符合专利法第26条第3款的规定；权利要求1、3不符合专利法实施细则第20条第1款的规定；权利要求1不符合专利法实施细则第21条第2款的规定；权利要求1、2不符合专利法第26条第4款的规定；权利要求1－3不符合专利法实施细则第2条的2款的规定。同时提交了如下附件作为证据：
附件1：ZL200520044694．5号实用新型专利说明书（本专利），44页；
附件2：第13815号无效宣告请求审查决定书，14页；
附件3：5W09075号案口头审理记录表，18页；
附件4：《PIC系列单片机原理和程序设计》，11页，窦振中编著，北京航空航天大学出版社，1998年10月第1版；
附件5：《计算机硬件技术基拙（第2版）》，35页，张菊鹏等编著，清华大学出版社2000年09月第2版；
附件6：申请号为00800648．2的中国发明专利申请公开说明书，，公开日2001年8月1日，136页；
附件7：美国专利文献US6，212，619B1（授权公告日为2001年04月03日）及译文，25页；
附件8：美国专利文献US56，625，789及部分中文译文（授权公告日为1997年04月29日），16页；
附件9:美国专利文献US6，708，268B1（授权公告日为2004年03月16日）首页，1页；
附件10：美国专利文献US5，499，349（授权公告日为1996年03月12日）第1、2页，2页；
附件11：专利权号为02279941．9的中国实用新型专利说明书，授权公告日2003年11月26日，20页。
经形式审查合格，专利复审委员会于2011年05月16日受理了上述无效宣告请求并将无效宣告请求书及证据副本转给了专利权人，同时成立合议组对本案进行审查。
合议组决定对无效宣告请求5W10593、5W101809合案进行审理，并于2012年02月17日向双方当事人发出口头审理通知书，告知双方当事人2012年03月01日对5W10593、5W101809一并进行口头审理。
随后，由于工作原因，合议组电话告知双方当事人对5W10593、5W101809进行合并口头审理的日期改为2012年03月05日。
2012年03月05日，口头审理如期举行。双方当事人均出席了本次口头审理。双方当事人均当庭表示对合议组成员的变更无异议，对合议组成员以及书记员无回避请求，对对方出庭人员的身份和资格无异议。合议组当庭告知双方当事人：本次无效宣告请求口头审理以专利权人于2007年12月12日提交的权利要求1－3为审理基础。
针对5W10593号无效宣告请求：（1）请求人当庭明确其无效宣告请求的理由和范围为：本专利权利要求1－3不符合专利法实施细则第13条第1款的规定。（2）专利权人当庭表示对证据1的真实性和公开日期无异议。专利权人认为：“译码信号”为上位概念，而“寻址操作数和数据内容”为下位概念，两者不能等同。
针对5W101809号无效宣告请求：请求人也当庭明确了其无效宣告请求的理由和范围为：权利要求1－3及说明书不符合专利法第26条第3款的规定；权利要求1、3不符合专利法实施细则第20条第1款的规定；权利要求1不符合专利法实施细则第21条第2款的规定；权利要求1、2不符合专利法第26条第4款的规定；权利要求1－3不符合专利法实施细则第2条的2款的规定；权利要求1－3不符合专利法第22条第3款的规定。
由于请求人不服专利复审委员会针对上述专利权做出的第13815号无效宣告请求审查决定，向北京市第一中级人民法院起诉。北京市第一中级人民法院审理后作出(2010)一中知行初字第1939号行政判决，维持第13815号无效宣告请求审查决定有效。请求人不服该一审判决，向北京市高级人民法院提起上诉。北京市高级人民法院于2012年02月29日作出（2011）高行终字第843号行政判决，驳回上诉，维持原判。至此，第13815号无效宣告请求审查决定已经生效。
经过上述程序，合议组认为本案事实已经清楚，可以作出审查决定。
二、决定的理由
1、审查基础
由于专利复审委员会于2009年07月17日针对本专利作出的第13815号无效宣告请求审查决定已经生效，并宣告了在专利权人于2007年12月12日提交的权利要求书的基础上维持200520044694.5号实用新型专利权有效，因此本次无效宣告请求审查决定依据的文本为：专利权人于2007年12月12日提交的权利要求1－3。
2、证据认定
在5W10593号无效宣告请求中，请求人提交的证据包括证据1，该证据1为专利权人的专利号为200510029281.4的另一件发明专利的授权公告文本。专利权人当庭表示对证据1的真实性、公开日期无异议，经核实，未发现影响证据1真实性的明显瑕疵，因此合议组对证据1的真实性予以确认。
3、关于专利法第13条第1款
专利法实施细则第13条第1款规定：同样的发明创造只能被授予一项专利权。
根据上述规定，所述的“同样的发明创造”是指两件或两件以上申请（或专利）中存在保护范围相同的权利要求。
如果一件专利的一项权利要求与另一件专利的某一项权利要求保护范围相同，应当认为它们是同样的发明创造。
关于权利要求1
本专利权利要求1请求保护“一种新型8位RISC微控制器架构”。其结构包括：程序总线、数据总线、程序存储器、通过程序总线连接到程序存储器的指令译码器、数据随机存储器(RAM)、寄存器堆、通用算术逻辑单元(ALU)和地址总线，这些部件是通过微码操作控制结构实现的；还包括一个二级四段流水线结构，由四相时钟驱动工作，每一段流水线在对应时钟相内完成功能，其特征在于，所述二级四段流水线结构包括：
指令处理装置，用于完成指令译码、PC备份、双周期指令预处理、中断向量处理、端口变化预处理操作；
数据读取装置，接收指令读取装置输出的寻址操作数和数据内容，并完成多个功能寄存器或数据寄存器读取，同时完成中断请求标志预处理操作；
数据运算装置，接收指令处理装置输出的运算类型操作码、接收数据读取装置输出的数据内容，并完成算术逻辑运算装置(ALU)数据运算、端口变化终处理、空闲模式激活预处理操作，同时读取下一条指令；
数据写回装置，将数据运算装置的运算结果按照指令处理装置的操作数寻址部分做写回操作，包括完成ALU数据写回、内部中断和堆栈处理同时完成及PC处理，PC处理包括PC加1、PC出栈、 PC跳转；
时钟发生器，用于为上述四个装置提供四相时钟信号，同时产生所述二级四段流水线结构所需的同步时钟信号。
证据1的权利要求1请求保护“一种8位RISC微控制器”，并进一步限定了微控制器的结构包括：程序总线、数据总线、程序存储器、通过程序总线连接到程序存储器的指令译码器、数据随机存储器、寄存器堆、通用算术逻辑单元和地址总线等，这些部件是通过微码操作控制结构实现的；还包括一个二级四段流水线结构，由四相时钟驱动工作，每一段流水线在对应时钟相内完成功能，其特征在于，所述二级四段流水线结构包括：指令处理装置，包括指令寄存器、指令译码器、端口预处理器、中断处理器、多路器、立即数处理器，用于完成指令译码、程序计数器备份、双周期指令预处理、中断向量处理、端口变化预处理操作；数据读取装置，包括数据寄存器、两个功能寄存器、多路器，接收指令读取装置输出的译码信号，并完成多个功能寄存器或数据寄存器读取，同时完成中断请求标志预处理操作；数据运算装置，包括算术逻辑单元ALU、多路器、指令读取器、端口终处理器，接收指令处理装置输出的运算类型操作码、接收数据读取装置输出的数据内容，并完成算术逻辑运算装置ALU数据运算、端口变化终处理、空闲模式激活预处理操作，同时读取下一条指令；数据写回装置，包括数据寄存器、两个功能寄存器，中断处理器、堆栈处理器、程序计数器处理器，将数据运算装置的运算结果按照指令处理装置的操作数寻址部分做写回操作，包括完成算术逻辑运算单元ALU数据写回、内部中断和堆栈处理，同时完成程序计数器处理，程序计数器处理包括程序计数器加1、程序计数器出栈、程序计数器跳转；时钟发生器，用于为上述四个装置提供四相时钟信号，同时产生所述二级四段流水线结构所需的同步时钟信号。
由此可见，本专利权利要求1与证据1中的权利要求1相比，文字内容基本相同，仅存在下述区别：（1）权利要求请求保护的主题的文字表述方式略有差别：本专利权利要求1请求保护的主题为“一种新型8位RISC微控制器架构”，证据1的权利要求1请求保护的主题为“一种8位RISC微控制器”；（2）部分术语的表述形式不同：本专利权利要求1采用了英文缩写的形式表示部分术语，包括“PC”、“ALU”，而在证据1的权利要求1中为“程序计数器”、“算术逻辑运算单元ALU”；（3）个别技术特征略有不同：本专利权利要求1中对数据读取装置进行限定时，包括“接收指令读取装置输出的寻址操作数和数据内容”；证据1的权利要求1中为“接收所述指令处理装置输出的译码信号”。
专利权人认为：“译码信号”为上位概念，而“寻址操作数和数据内容”为下位概念，两者不能等同。
对此，合议组认为：（1）本专利权利要求1保护的主题中的“新型”只是一种效果性描述，不能对其请求保护的8位RISC微控制器架构产生限定作用，并且权利要求1限定的“微控制器架构”本质上仍是“微控制器”。因此，权利要求1请求保护的主题与证据1中权利要求1请求保护的主题实质相同。
（2）中文形式的术语与英文缩写形式的术语，只是对相同的技术术语的不同表达方式，这种表达方式的不同不能为权利要求限定的方案带来实质性的区别。
（3）根据本专利权利要求1限定的整个技术方案来看，本领域技术人员能够直接、毫无疑义地确定，本专利权利要求1中并不涉及指令读取装置，所述数据读取装置只能接收指令处理装置输出的内容，对数据读取装置进行限定的特征“接收指令读取装置输出的……”，实际上属于明显笔误，其应该为“接收指令处理装置输出的……”。
本专利说明书第11页第3－4行明确记载了“数据读取装置，由指令处理装置输出的译码信号，进入读数据寻址处理单元对数据寄存器进行寻址并且从被寻址到的数据寄存器读取数据”，本领域技术人员能够由此直接、毫无疑义地确定本专利权利要求1中的“寻址操作数”和“数据内容”实际上就是“译码信号”。由此可见，本专利权利要求1中的特征“接收指令读取装置输出的寻址操作数和数据内容”，与证据1的权利要求1中的特征“接收所述指令处理装置输出的译码信号”，实质上是相同的。
综上所述，本专利权利要求1与证据1中的权利要求1的保护范围实质相同，因此本专利权利要求1与证据1的权利要求1属于同样的发明创造，不符合专利法实施细则第13条第1款的规定。
关于权利要求2
本专利权利要求2引用了权利要求1。在证据1中，权利要求34引用了权利要求1，其包含了权利要求1中的全部技术特征，并且权利要求34进一步限定的附加技术特征为：“所述数据寄存器包括特殊寄存器和通用寄存器，利用地址映射电路把分布在不同的区和数据空间的特殊寄存器和通用寄存器的物理地址映射到连续的物理地址上”，与本专利权利要求2进一步限定的附加技术特征相比，文字内容实质上完全相同，因此本专利权利要求2与证据1中的权利要求34请求保护范围实质相同，因此本专利权利要求2与证据1的权利要求34属于同样的发明创造，不符合专利法实施细则第13条第1款的规定。
3、关于权利要求3
本专利权利要求3引用了权利要求1。在证据1中，权利要求37引用了权利要求35，权利要求35引用了权利要求1，因此权利要求37相对于权利要求1而言，增加了下述两部分附加技术特征：（1）权利要求37进一步限定的附加技术特征“所述微控制器构架包括内部堆栈处理，采用独热码状态机，使得PC压栈和出栈的操作更加稳定可靠”；（2）权利要求35进一步限定的附加技术特征“所述微控制器构架包括中断处理和内部堆栈处理方式，在调用子程序或中断处理时自动进行PC压栈和出栈操作，实现中断的高效处理”。
本专利权利要求3与证据1中权利要求37相比，存在下述区别：（1）权利要求3进一步描述了采用独热码状态机的效果“使得PC压栈和出栈的操作更加稳定可靠”；（2）证据1的权利要求37中还包括下述技术特征“所述微控制器构架包括中断处理和内部堆栈处理方式，在调用子程序或中断处理时自动进行程序计数器压栈和出栈操作，实现中断的高效处理”。
关于区别（1），合议组认为：该区别只是对独热码状态机的客观效果的效果性描述，而证据1的权利要求37已经限定了采用独热码状态机，因此势必会产生与本专利权利要求3相同的效果。
关于区别（2），合议组认为：在证据1中，权利要求37的这部分特征只是对权利要求1中的特征的重复性限定，两者请求保护的范围实质上相同。其中在权利要求1中，明确限定了微控制器包括“完成算术逻辑运算单元ALU数据写回、内部中断和堆栈处理，同时完成程序计数器处理，程序计数器处理包括程序计数器加1、程序计数器出栈、程序计数器跳转”（具体参见证据1的权利要求书第1页倒数第1－2行），因此该部分特征已经记载了权利要求37中的“所述微控制器构架包括中断处理和内部堆栈处理方式”，和程序计数器的“出栈操作”。虽然权利要求1中没有明确限定程序计数器压栈操作，但实际上，程序计数器处理包括程序计数器压栈操作，并且压栈操作和出栈操作是成对出现的。“实现中断的高效处理”只是对中断处理和内部堆栈处理必然具备的效果性限定。至于特征“在调用子程序或中断处理时”则是引起程序计数器压栈和出栈操作的必然条件，并不能影响权利要求37请求保护的范围。
综上所述，本专利权利要求3与证据1中的权利要求37的保护范围实质相同，因此本专利权利要求3与证据1的权利要求37属于同样的发明创造，不符合专利法实施细则第13条第1款的规定。
综上所述，本专利权利要求1－3均不符合专利法实施细则第13条第1款的规定，应予无效。基于请求人提出的本专利不符合专利法实施细则第13条第1款的无效宣告理由已成立，因此合议组对于请求人提出的针对本专利的其他无效理由和证据不再予以评述。
三、决定
宣告200520044694.5号实用新型专利权无效。
当事人对本决定不服的，可以根据专利法第46条第2款的规定，自收到本决定之日起三个月内向北京市第一中级人民法院起诉。根据该款的规定，一方当事人起诉后，另一方当事人作为第三人参加诉讼。
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