[发明专利]一种复用功能管脚的灵活配置装置及其实现方法

说明书

本发明公开了一种复用功能管脚的灵活配置装置及其实现方法，所述装置包括电平设置模块和隔离模块，电平设置模块用于完成硬件配置信号的配置，包括电阻R1、R2和开关器件SW1，电阻R1和R2串联连接在电源与复用功能管脚之间，电阻R1端与电源连接，电阻R2端与复用功能管脚连接，开关器件SW1的一端与地面连接，另一端与电阻R1和R2的连接处连接，隔离模块为开关器件SW2，一端与复用功能管脚和电阻R2的连接处连接，另一端与对端器件连接。本发明采用两个电阻和一个开关组成的电平配置模块与一个开关组成的隔离模块的组合电路，解决了芯片调测和维护不便的问题，同时使复用功能管脚作为GPIO时的通用性不受限制。

技术领域

本发明涉及芯片应用设计领域，具体涉及一种复用功能管脚的灵活配置装置及其实现方法。

背景技术

通常的，处理器芯片(如CPU、MCU、DSP)在上电复位后，系统有两种模式可以选择进入：第一：用户代码模式，即开始搬移用户代码，然后由用户代码控制处理器芯片工作；第二：调测模式，常用的是通过JTAG(Joint Test Action Group，联合测试行动小组)接口连接仿真器后与上位机的调测软件交互，并由在调测软件上运行的代码控制处理器芯片工作。随着处理器芯片的处理能力不断的增大，实现的功能越来越复杂，对存放用户代码的存储空间需求也越来越大，越来越多的处理器芯片采用外置存储芯片来存储用户代码，而且为了灵活设计，处理器芯片接收用户代码的接口通常会有多个选择。这样就涉及了在系统启动时，搬移用户代码的接口选择。

硬件配置信号是在处理器芯片上电复位过程中，通过管脚上的电平状态获得的配置信息，主要是配置芯片选择系统进入哪一种模式和通过哪一个接口搬移代码，以及初始化系统锁相环频率等参数。GPIO(General Purpose Input Output，通用输入/输出接口)是处理器芯片的常用管脚信号，是可由用户代码灵活定义和控制的信号。随着处理器芯片的管脚资源越来越紧张，且硬件配置信号和GPIO信号的使用并不冲突，硬件配置信号往往会与GPIO口复用，即共用一个芯片管脚，这类管脚则被称为复用功能管脚。具体的实现如下，处理器芯片处于复位状态时，要求上述复用功能的管脚此时作为硬件配置信号使用，当外部的复位信号跳变，解除芯片复位状态时，此跳变沿触发处理器芯片内置的锁存器，将硬件配置信号的状态锁存住，也就是，解除芯片复位状态后，上述复用功能管脚的状态不再影响硬件配置信息。进入用户代码后，则可作为正常的GPIO口使用。

现有的设计中，最常见的是通过外部电阻直接上下拉来配置硬件配置信号，通过预留的NC电阻位置，达到调测时需要的模式切换、配置修改等目的，但这种简单的预留操作会导致系统功能调测和后期产品维护时的诸多不便，如每一次进入调测模式定位问题或者改动一个硬件配置参数都要通过烙铁来焊接电阻，除了导致调测人员定位问题不便外，频繁的焊接也会使板上焊盘脱落等，减小了产品的良品率。另一种情况，为了避免上述方案的诸多不便，有条件的系统会增加逻辑芯片如CPLD(ComplexProgrammable Logic Device，复杂可编程逻辑器件)来实现配置硬件配置信息的功能并转接扩展GPIO口信号，这种方案无疑增加了系统的成本、功耗、PCB布局面积、复杂性等，使系统的简洁受到限制，另外，为了避免上述复用功能管脚的对端器件在处理器芯片锁存配置信息过程中产生不确定影响，要求在此过程中对端器件必须处于高阻状态，或者直接不接对端器件，则限制了上述复用功能管脚作为GPIO时的通用性。

发明内容

本发明的目的是针对上述现有技术的不足，提供了一种复用功能管脚的灵活配置装置及其实现方法，该装置在不增加系统复杂性的情况下，解决了处理器芯片现有设计中导致的调测和后期维护不便的问题，同时使得复用功能管脚作为GPIO时的通用性不受限制。

本发明的目的可以通过如下技术方案实现：