[发明专利]引脚分配电路

说明书

本公开涉及引脚分配电路。提供了一种芯片上系统(SoC)，其连接到多个芯片外装置，其中芯片外装置共享SoC的IO焊盘。使用引脚复用电路来促进IO焊盘共享。可以利用仅仅一个控制寄存器和解码器来寻址引脚复用电路，这允许容易且灵活地分配IO焊盘。解码器基于控制寄存器中存储的配置字产生引脚复用控制比特。引脚复用电路将SoC的IO焊盘分配给芯片外装置。SoC的装置控制器通过IO焊盘提供输出比特给相应装置，所述装置经由IO焊盘提供输入比特给装置控制器。利用寄存器‑解码器方案节约了芯片面积，以及建立仅仅需要写入一个控制寄存器。

技术领域

本发明总的来说涉及集成电路，尤其是涉及用于集成电路的自适应引脚分配电路。

背景技术

许多集成电路(IC)(诸如处理器和芯片上系统(SoC))通过输入/输出(IO)引脚连接到诸如随机存取存储器(RAM)、无线通信系统、相机等的外部装置。IO引脚连接到IC或SoC的相应的IO焊盘(pad)。在此，将使用SoC来表示处理器和SoC两者。SoC包括与外部或芯片外装置对应的多个装置控制器，其促进芯片外装置和SoC的处理器之间的通信。

芯片外装置可以利用多个IO焊盘发送数据到相应的装置控制器，以及从相应的装置控制器接收数据。然而，由于SoC将具有有限数量的IO引脚，因此具有某些装置共享IO引脚是更有效的，以使得多个芯片外装置利用相同IO引脚与SoC通信。在芯片外装置共享IO引脚时，SoC利用引脚复用电路(下文中也称为“引脚mux电路”)来促进焊盘的共享。

常规的引脚复用电路包括复用器、去复用器以及寄存器。芯片外装置利用多个引脚以及其相应的IO焊盘连接到SoC。SoC包括与该多个IO焊盘对应的多个引脚复用电路。各引脚复用电路包括相应的寄存器，其存储与IO焊盘中的一个对应的MUX(复用)选择字。复用器连接到装置控制器，并从控制器接收数据比特。复用器还从寄存器接收MUX选择字作为选择信号。复用器基于该MUX选择字输出与装置和装置控制器对应的数据比特。于是，与装置控制器对应的装置通过该IO焊盘接收数据比特。

去复用器通过IO焊盘连接到多个装置，并从该多个装置接收数据比特。去复用器还从寄存器接收MUX选择字作为选择信号。去复用器基于MUX选择字将来自装置的数据比特输出到相应的装置控制器。SoC包括与多个IO焊盘对应的多个这样的引脚复用电路，以用于与多个装置通信，并且各引脚复用电路包括相应的寄存器以用于存储相应的MUX选择字。

通常，MUX选择字被利用C语言命令写入到寄存器。例如，如果SoC包括两百个IO焊盘，那么两百个C语言命令被写入到相应的两百个寄存器，来配置两百个引脚复用控制电路。大量的寄存器导致大的面积开销，而大量的写入命令浪费了处理时间。

美国专利No.8813015公开了一种具有多个IO焊盘的SoC，其中SoC通过IO焊盘连接到存储器装置。利用分配寄存器来给输入比特分配IO焊盘。分配寄存器从各种芯片上和芯片外装置接收输入比特，并基于多个控制信号通过IO焊盘输出输入比特到存储器装置。需要多个寄存器来存储多个控制信号。分配寄存器包括与多个IO焊盘对应的多个复用器。复用器从寄存器接收控制信号。

在一个例子中，SoC包括N个IO焊盘(P₁-P_n)。因此，分配寄存器包括与N个IO焊盘对应的N个复用器(M₁-M_n)。各复用器接收N个输入比特(I₁-I_n)，以及相应的控制信号(C₁-C_n)。例如，复用器M1基于其相应的控制信号C₁输出N个输入比特的一个输入比特。相应的IO焊盘P₁接收控制信号C₁。由于存在N个控制信号，因此SoC包括N个寄存器。用于对N个IO焊盘分配N个输入比特所需的多个寄存器增加了SoC的面积。另外，SoC需要N个命令来给N个IO焊盘分配N个输入比特，这使用了过量的处理器时间来配置这些寄存器。