[发明专利]一种简化电路板配置电路的方法有效

专利信息
申请号: 201611154049.8 申请日: 2016-12-14
公开(公告)号: CN108227607B 公开(公告)日: 2020-06-30
发明(设计)人: 杨可;冯晓东;朱志强;刘军伟;李亚各 申请(专利权)人: 中国航空工业集团公司西安航空计算技术研究所
主分类号: G05B19/05 分类号: G05B19/05
代理公司: 中国航空专利中心 11008 代理人: 杜永保
地址: 710000 *** 国省代码: 陕西;61
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摘要:
搜索关键词: 一种 简化 电路板 配置 电路 方法
【说明书】:

发明属于计算机硬件技术,涉及电路板配置电路的实现方法。本发明提出一种简化电路板配置电路的方法,使用可编程逻辑器件实现复位、电平转换和信号驱动功能,替代了使用专用芯片的复位电路、电平转换电路和信号驱动电路。本发明不需要专用芯片,芯片种类少,可靠性高;使用可编程逻辑器件可以简化布局布线;通过重新编程的方式可以调整配置电路的复位输出及互连关系;解决了复位引起的亚稳态问题;实现了余度电路的动态切换。

技术领域

本发明属于计算机硬件技术,涉及电路板配置电路的实现方法。

背景技术

电路板一般由CPU、存储器、功能芯片等多个独立的功能电路组成,功能电路在上电复位后完成初始化,随后通过总线实现互连。

为了实现电路板的正常运行,通过配置电路实现各个功能电路的配置和互连。配置电路的主要功能包括上电复位、电平转换和总线驱动。由于各个功能电路的初始化时长不同,为了防止功能电路在互相访问时出现访问错误,需要使用上电复位控制功能电路的初始化顺序。同时,由于各个功能电路I/O接口的电平不同,在互连时需要进行不同电平信号的转换。另外,当多个功能芯片使用同一总线互连时,需要增强总线的驱动能力。

将配置电路分为复位、电平转换和总线驱动电路。复位电路负责将电路板的所有输入复位信号进行合并,然后按照各个功能电路的初始化顺序控制各个功能电路依次完成复位;电平转换电路实现各个功能电路之间不同电平信号的转换;总线驱动电路在实现各个功能电路之间互连的同时,增强总线的驱动能力。

复位电路一般使用与门及延时单元实现。与门负责将所有复位输入源合并为一个全局复位,延时单元根据各个功能电路的初始化顺序将全局复位延时后输出;电平转换电路一般使用专用的电平转换芯片实现不同电平之间的转换;总线驱动电路一般使用双向驱动器实现总线信号的驱动和互连。工作原理见图1。

由于配置电路使用了与门、延时单元、电平转换芯片和双向驱动器等专用芯片,电路板的布局布线难度增大,并且输入的复位信号未转化为本地时钟域信号,在复位功能电路时会引起亚稳态问题。同时所有信号的连接在PCB生产时就固定了,后期验证时无法根据功能需要进行适应性修改。本文创新的提出了一种简化电路板配置电路的方法。通过使用可编程逻辑器件完成复位、电平转换和信号驱动功能,替代了使用专用芯片的复位电路、电平转换电路和信号驱动电路,减小了布局布线难度,解决了亚稳态问题,同时利用可编程逻辑器件的可编程特性实现了配置电路的动态切换功能。

发明内容

本发明的目的是:提出一种简化电路板配置电路的方法,使用可编程逻辑器件实现复位、电平转换和信号驱动功能,替代了使用专用芯片的复位电路、电平转换电路和信号驱动电路,在简化配置电路的同时解决复位电路亚稳态问题,另外实现配置电路的动态切换功能。

本发明的技术方案:

由于输入的复位信号未转化为本地时钟域信号,在复位功能电路时会引起亚稳态问题。同时使用专用芯片实现的配置电路在布局布线时难度大,后期验证时无法根据功能需要进行修改。针对这些问题,设计了基于可编程逻辑器件的配置电路,使用硬件描述语言实现了复位、电平转换、信号驱动和动态切换功能,工作原理见图2。

电路板由CPU、存储器、功能芯片等多个独立的功能电路和可编程逻辑器件组成。功能电路通过总线连接到可编程逻辑器件,由可编程逻辑器件实现电路板上各个功能电路的配置和互连。

可编程逻辑器件实现了复位功能、电平转换功能、信号驱动功能和动态切换功能,由复位接口单元、逻辑与单元、计数器单元、延时复位输出单元、BANK、供电单元、总线配置单元和总线互联单元组成。

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