WO2002033825A2 - Method for producing a module, and a module produced using said method - Google Patents

Method for producing a module, and a module produced using said method Download PDF

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    • G06F30/30Circuit design
    • G06F30/34Circuit design for reconfigurable circuits, e.g. field programmable gate arrays [FPGA] or programmable logic devices [PLD]

Definitions

  • the invention relates to a method for producing an assembly according to the preamble of claim 1 and to an assembly produced by the method according to claim 5.
  • EPLDs Erasible Programmable Logic Devices
  • peripheral functions include control of a matrix keyboard, decoding of input / output functions and interrupt control.
  • the program of the processor can be designed so that it can run independently of these additional functions. This means that the actual processor core of the module is fully functional even without these peripherals.
  • Programmable logic modules mounted on an assembly have so far been programmed in a separate process, which can be regarded as part of the manufacture of the assembly. This requires the administration and maintenance of the firmware package required for programming the logic module.
  • the programming of the logic module causes additional effort, since this is carried out in a separate step and, if necessary, the module is adapted to a programming device, for example with a needle bed adapter or via connection pins on the module connector that are specially provided for programming the logic module.
  • the invention has for its object to find a method for producing an assembly that is characterized by less effort.
  • the new method of the type mentioned has the features specified in the characterizing part of claim 1.
  • Advantageous embodiments of the method are described in claims 2 to 4. Claim 5 claims protection for an assembly manufactured according to the new method.
  • the new method has the advantage that no programming via a needle bed or an expensive additional plug is required to program a programmable logic module equipped on a module.
  • the program of the programmable logic module can be renewed in the course of a software update, ie in the course of reloading a newer program version, without additional equipment, for example a special programming device for the programmable logic module with a suitable adapter is necessary or the device in which the module is inserted has to be opened.
  • the update can be carried out by the device user without further ado by inserting a storage medium, for. B. a so-called flash card.
  • the port is connected to a further functional unit, in particular to an image data interface or a peripheral register, this further connection being switched inactive while the loading program is running, an existing port of the processor can be used to emulate the transmission protocol on the port signals , There is therefore advantageously no need for an additional port on the processor and therefore no additional circuitry on the module for the new manufacturing process.
  • programmable logic modules on the module which are not yet programmed in a manner suitable for the desired function upon delivery, can already be used to implement hidden functions in hardware that are initially not accessible to the user.
  • the possibility of a software upgrade enables the user to activate these functions by purchasing a suitable, licensed loading program.
  • a programmable logic module can be used to implement an additional interface, the activation of which takes place only after a license has been acquired without the need for
  • Figure 1 shows a block diagram of an assembly with a programmable logic module and processor
  • Figure 2 shows a block diagram of an assembly with a processor, the port is used several times.
  • an assembly 1 is equipped with a processor 2 and a programmable logic module 3.
  • a signal BSCAN for activating the serial interface 6, a signal TCK (test clock), a signal TMS (test mode select), a signal TDI (test data in) and a signal TDO (test data out) are transmitted on lines 4 - wear. Further circuit parts arranged on module 1 are not shown for the sake of clarity.
  • a loading program 8 is loaded into a program memory 7 of the processor 2, which according to the transmission protocol complies with its execution
  • Boundary scan simulates.
  • the logic module 3 is programmed by the processor 2 via its serial interface 6, for example by loading a JEDEC file into the logic module 3 designed as EPLD.
  • the loading program 8 and the JEDEC file can be deleted from the memory 7 so that no additional memory space is occupied.
  • the programmable logic module 3 is programmed during the initialization of the module 1. Basically, it is also possible to load the program at a later point in time, for example if the user decides to use the with the Logic module 3 realized functions required license was acquired.
  • a further functional unit 10 is shown, which is connected to the same port 5 of the processor 2 to which the serial interface 6 of the programmable logic module 3 is connected.
  • the signal BSCAN on one of the lines 4 is conducted via an inverter 11 to an enable input 12 of the further functional unit 10.
  • the inverter 11 thus ensures that the port 5, which is advantageously implemented as a GPIO (General Purpose I / O), is used either for programming the logic module 3 or for communication with the further functional unit 10. No additional circuitry is therefore required for programming the logic module 3, since the port 5 is present anyway for the operation of the module 1 as an interface for communication with the further functional unit 10.

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Abstract

The invention relates to a method for producing a module comprising a programmable logic unit (3) whose serial interface (6) is connected to a port (5) of a processor (2). A loading program (8) is loaded into the program memory (7) of the processor (2). Said loading program emulates the transmission protocol of the serial interface (6) and programs the logic unit (3).

Description

Beschreibungdescription
Verfahren zur Herstellung einer Baugruppe sowie mit dem Verfahren hergestellte BaugruppeMethod for producing an assembly and assembly produced using the method
Die Erfindung betrifft ein Verfahren zur Herstellung einer Baugruppe nach dem Oberbegriff des Anspruchs 1 sowie eine mit dem Verfahren hergestellte Baugruppe nach Anspruch 5.The invention relates to a method for producing an assembly according to the preamble of claim 1 and to an assembly produced by the method according to claim 5.
Programmierbare Logikbausteine, insbesondere so genannteProgrammable logic modules, especially so-called
EPLDs (Erasible Programmable Logic Device) werden beispielsweise eingesetzt, um zusätzliche, nicht im eigentlichen Prozessor (CPU) der Baugruppe realisierte Peripheriefunktionen zu ergänzen. Als Beispiele für derartige Peripheriefunktionen seien die Steuerung einer Matrixtastatur, das Decodieren von Ein-/Ausgabefunktionen sowie die Interruptsteuerung genannt. Das Programm des Prozessors kann dabei so ausgestaltet werden, dass es unabhängig von diesen Zusatzfunktionen ablauffähig ist. Das bedeutet, dass der eigentliche Prozessorkern der Baugruppe auch ohne diese Peripherie voll funktionsfähig ist. Auf eine Baugruppe montierte programmierbare Logikbausteine werden bisher in einem eigenen Vorgang, der als Bestandteil der Herstellung der Baugruppe angesehen werden kann, programmiert. Das erfordert die Verwaltung und Pflege des für die Programmierung des Logikbausteins erforderlichen Firmware-Pakets. Zudem verursacht die Programmierung des Logikbausteins einen zusätzlichen Aufwand, da diese in einem gesonderten Schritt durchgeführt wird und gegebenenfalls eine Adaption der Baugruppe an ein Programmiergerät, beispiels- weise mit Nadelbettadapter oder über speziell für die Programmierung des Logikbausteins vorgesehene Anschlusspins am Baugruppenstecker, vorgenommen werden uss.EPLDs (Erasible Programmable Logic Devices) are used, for example, to supplement additional peripheral functions that are not implemented in the actual processor (CPU) of the module. Examples of such peripheral functions include control of a matrix keyboard, decoding of input / output functions and interrupt control. The program of the processor can be designed so that it can run independently of these additional functions. This means that the actual processor core of the module is fully functional even without these peripherals. Programmable logic modules mounted on an assembly have so far been programmed in a separate process, which can be regarded as part of the manufacture of the assembly. This requires the administration and maintenance of the firmware package required for programming the logic module. In addition, the programming of the logic module causes additional effort, since this is carried out in a separate step and, if necessary, the module is adapted to a programming device, for example with a needle bed adapter or via connection pins on the module connector that are specially provided for programming the logic module.
Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, ein Verfahren zur Herstellung einer Baugruppe zu finden, das sich durch einen geringeren Aufwand auszeichnet. Zur Lösung dieser Aufgabe weist das neue Verfahren der eingangs genannten Art die im kennzeichnenden Teil des Anspruchs 1 angegebenen Merkmale auf. In den Ansprüchen 2 bis 4 sind vorteilhafte Ausgestaltungen des Verfahrens beschrieben. Mit Anspruch 5 wird Schutz für eine nach dem neuen Verfahren hergestellte Baugruppe beansprucht.The invention has for its object to find a method for producing an assembly that is characterized by less effort. To solve this problem, the new method of the type mentioned has the features specified in the characterizing part of claim 1. Advantageous embodiments of the method are described in claims 2 to 4. Claim 5 claims protection for an assembly manufactured according to the new method.
Das neue Verfahren hat den Vorteil, dass zur Programmierung eines auf eine Baugruppe bestückten programmierbaren Logik- bausteins keine Adaption über ein Nadelbett oder einen teuren zusätzlichen Stecker erforderlich ist. Ein gesondertes Hand- ling der Baugruppe zum Auflegen auf den Nadelbettadapter oder zum Anbringen des Steckers entfällt, da kein gesondertes Pro¬ grammiergerät zur Programmierung des Logikbausteins in einem zusätzlichen Vorgang angeschlossen werden muss. Ebenso ist kein zusätzlicher Programmiervorgang für den programmierbaren Logikbaustein, insbesondere ein EPLD oder gegebenenfalls mehrere verkettete EPLDs, beim Herstellungsverfahren erforderlich. Daraus ergibt sich als Einsparung bei der Her- Stellung der Baugruppe, dass sich die Verwaltung und Pflege eines gesonderten Software-Pakets erübrigen und Zeit- sowie Materialaufwand bei der Herstellung reduziert werden.The new method has the advantage that no programming via a needle bed or an expensive additional plug is required to program a programmable logic module equipped on a module. A separate hand ling of the assembly to be placed on the needle bed adapter or is absent for attachment of the plug, since no separate Pro ¬ programming device for programming the logic block in an additional operation has to be connected. Likewise, no additional programming process for the programmable logic module, in particular one EPLD or possibly several linked EPLDs, is required in the manufacturing process. This results in a saving in the manufacture of the assembly that the administration and maintenance of a separate software package is unnecessary and the time and material expenditure in the manufacture are reduced.
Durch das Schaffen einer zusätzlichen Verbindung zwischen der seriellen Schnittstelle des Logikbausteins und einem Port des Prozessors kann das Programm des programmierbaren Logikbausteins im Zuge eines Software-Updates, d. h. im Zuge eines Nachladens einer neueren Programmversion, erneuert werden, ohne dass eine zusätzliche Ausrüstung, beispielsweise ein spezielles Programmiergerät für den programmierbaren Logikbaustein mit einem geeigneten Adapter, nötig ist oder das Gerät, in weichem die Baugruppe eingesetzt ist, geöffnet werden muss. Bei einem mit den dazu geeigneten Einrichtungen ausgestatteten elektronischen Gerät, in welchem die Baugruppe eingesetzt ist, kann das Update durch den Geräteanwender ohne weiteres mittels Einsetzen eines Speichermediums, z. B. einer so genannten Flash-Karte, vorgenommen werden. Wenn der Port mit einer weiteren Funktionseinheit, insbesondere mit einer Bilddatenschnittstelle oder einem Peripherieregister, verbunden wird, wobei diese weitere Verbindung während des Ablaufs des Ladeprogramms inaktiv geschaltet wird, kann ein ohnehin vorhandener Port des Prozessors zur Nachbildung des Übertragungsprotokolls an den Port-Signalen verwendet werden. Es wird somit in vorteilhafter Weise kein zusätzlicher Port beim Prozessor und daher kein zusätzlicher Schaltungsaufwand auf der Baugruppe für das neue Herstel- lungsverfahren benötigt.By creating an additional connection between the serial interface of the logic module and a port of the processor, the program of the programmable logic module can be renewed in the course of a software update, ie in the course of reloading a newer program version, without additional equipment, for example a special programming device for the programmable logic module with a suitable adapter is necessary or the device in which the module is inserted has to be opened. In the case of an electronic device equipped with the appropriate devices, in which the module is inserted, the update can be carried out by the device user without further ado by inserting a storage medium, for. B. a so-called flash card. If the port is connected to a further functional unit, in particular to an image data interface or a peripheral register, this further connection being switched inactive while the loading program is running, an existing port of the processor can be used to emulate the transmission protocol on the port signals , There is therefore advantageously no need for an additional port on the processor and therefore no additional circuitry on the module for the new manufacturing process.
Weiterhin wird kein zusätzlicher Speicherplatz für das Ladeprogramm im Programmspeicher des Prozessors belegt, wenn das Ladeprogramm nach seinem Ablauf gelöscht wird.Furthermore, no additional memory space for the load program is occupied in the program memory of the processor if the load program is deleted after its expiration.
Bei einem Gerät, in welches eine mit dem neuen Verfahren hergestellte Baugruppe eingesetzt ist, besteht grundsätzlich die Möglichkeit, im Nachhinein beim Benutzer des Geräts ein Upgrade, d. h. ein Aufrüsten des Geräts, durchzuführen. Es können nämlich durch programmierbare Logikbausteine auf der Baugruppe, die bei Auslieferung noch nicht in einer für die gewünschte Funktion geeigneten Weise programmiert sind, versteckte Funktionen bereits in Hardware realisiert werden, die dem Anwender zunächst nicht zugänglich sind. Durch die MÖg- lichkeit eines Software-Upgrade kann sich der Anwender die Freischaltung dieser Funktionen durch Erwerb eines geeigneten, lizenzierten Ladeprogramms verschaffen. Beispielsweise kann durch einen programmierbaren Logikbaustein eine zusätzliche Schnittstelle realisiert werden, deren Freischaltung erst nach Erwerb einer Lizenz erfolgt, ohne dass an denIn the case of a device in which an assembly manufactured using the new method is inserted, there is basically the option of subsequently upgrading the user of the device, i. H. to upgrade the device. In fact, programmable logic modules on the module, which are not yet programmed in a manner suitable for the desired function upon delivery, can already be used to implement hidden functions in hardware that are initially not accessible to the user. The possibility of a software upgrade enables the user to activate these functions by purchasing a suitable, licensed loading program. For example, a programmable logic module can be used to implement an additional interface, the activation of which takes place only after a license has been acquired without the need for
Schaltungsteilen irgendeine Änderung vorgenommen werden muss. Eine entsprechende Programmierung des programmierbaren Logikbausteins bietet somit die Möglichkeit, selektiv Gerätefunktionen zu aktivieren, zu ändern oder zu sperren. Anhand der Zeichnungen, in denen Ausführungsbeispiele der Erfindung dargestellt sind, werden im Folgenden die Erfindung sowie Ausgestaltungen und Vorteile näher erläutert.Circuit parts any change must be made. Appropriate programming of the programmable logic module thus offers the possibility of selectively activating, changing or blocking device functions. Based on the drawings, in which exemplary embodiments of the invention are shown, the invention and embodiments and advantages are explained in more detail below.
Figur 1 zeigt ein Blockschaltbild einer Baugruppe mit programmierbarem Logikbaustein und Prozessor, Figur 2 ein Blockschaltbild einer Baugruppe mit einem Prozessor, dessen Port mehrfach verwendet wird.Figure 1 shows a block diagram of an assembly with a programmable logic module and processor, Figure 2 shows a block diagram of an assembly with a processor, the port is used several times.
Eine Baugruppe 1 ist gemäß Figur 1 mit einem Prozessor 2 und einem programmierbaren Logikbaustein 3 bestückt. Eine serielle Schnittstelle des Logikbausteins 3, über welche entsprechend dem Übertragungsprotokoll nach Standard IEEE 1149.1 (Boundary Scan) ein Programm in den Logikbaustein 3 ladbar ist, wird durch Leitungen 4 mit einem Port 5 des Prozessors 2 verbunden. Auf den Leitungen 4 werden ein Signal BSCAN zur Aktivierung der seriellen Schnittstelle 6, ein Signal TCK (Test Clock) , ein Signal TMS (Test Mode Select) , ein Signal TDI (Test Data In) und ein Signal TDO (Test Data Out) über- tragen. Weitere auf der Baugruppe 1 angeordnete Schaltungsteile sind der Übersichtlichkeit wegen nicht dargestellt. Zur Programmierung des programmierbaren Logikbausteins 3 wird nach der fertigen Montage der Baugruppe 1 in einen Programmspeicher 7 des Prozessors 2 ein Ladeprogramm 8 geladen, wel- ches bei seinem Ablauf das Übertragungsprotokoll gemäßAccording to FIG. 1, an assembly 1 is equipped with a processor 2 and a programmable logic module 3. A serial interface of the logic module 3, via which a program can be loaded into the logic module 3 in accordance with the transmission protocol according to the IEEE 1149.1 standard (boundary scan), is connected by lines 4 to a port 5 of the processor 2. A signal BSCAN for activating the serial interface 6, a signal TCK (test clock), a signal TMS (test mode select), a signal TDI (test data in) and a signal TDO (test data out) are transmitted on lines 4 - wear. Further circuit parts arranged on module 1 are not shown for the sake of clarity. To program the programmable logic module 3, after the assembly of the assembly 1 has been completed, a loading program 8 is loaded into a program memory 7 of the processor 2, which according to the transmission protocol complies with its execution
Boundary Scan nachbildet. Nach dem Start des Ladeprogramms wird der Logikbaustein 3 über seine serielle Schnittstelle 6 durch den Prozessor 2 programmiert, indem beispielsweise ein JEDEC-File in den als EPLD ausgeführten Logikbaustein 3 ge- laden wird. Nach erfolgter Programmierung und Verifikation kann das Ladeprogramm 8 sowie das JEDEC-File aus dem Speicher 7 gelöscht werden, damit kein zusätzlicher Speicherplatz belegt wird. Der programmierbare Logikbaustein 3 wird im Rahmen der erstmaligen Initialisierung der Baugruppe 1 pro- grammiert. Grundsätzlich ist es aber auch möglich, das Programm erst zu einem späteren Zeitpunkt zu laden, beispielsweise wenn vom Anwender die für die Benutzung der mit dem Logikbaustein 3 realisierten Funktionen erforderliche Lizenz erworben wurde.Boundary scan simulates. After the start of the loading program, the logic module 3 is programmed by the processor 2 via its serial interface 6, for example by loading a JEDEC file into the logic module 3 designed as EPLD. After programming and verification, the loading program 8 and the JEDEC file can be deleted from the memory 7 so that no additional memory space is occupied. The programmable logic module 3 is programmed during the initialization of the module 1. Basically, it is also possible to load the program at a later point in time, for example if the user decides to use the with the Logic module 3 realized functions required license was acquired.
In Figur 2 werden für gleiche Teile gleiche Bezugszeichen verwendet. Zusätzlich zu dem Prozessor 2 und dem programmierbaren Logikbaustein 3 ist eine weitere Funktionseinheit 10 dargestellt, die an denselben Port 5 des Prozessors 2 angeschlossen ist, mit welchem die serielle Schnittstelle 6 des programmierbaren Logikbausteins 3 verbunden ist. Das Signal BSCAN auf einer der Leitungen 4 ist über einen Inverter 11 auf einen Enable-Eingang 12 der weiteren Funktionseinheit 10 geführt. Durch den Inverter 11 ist somit sichergestellt, dass der Port 5, der vorteilhaft als GPIO (General Purpose I/O) ausgeführt wird, entweder zur Programmierung des Logikbau- steins 3 oder zur Kommunikation mit der weiteren Funktionseinheit 10 dient. Für die Programmierung des Logikbausteins 3 muss somit kein zusätzlicher Schaltungsaufwand betrieben werden, da der Port 5 ohnehin zum Betrieb der Baugruppe 1 als Schnittstelle zur Kommunikation mit der weiteren Funktions- einheit 10 vorhanden ist. In Figure 2, the same reference numerals are used for the same parts. In addition to the processor 2 and the programmable logic module 3, a further functional unit 10 is shown, which is connected to the same port 5 of the processor 2 to which the serial interface 6 of the programmable logic module 3 is connected. The signal BSCAN on one of the lines 4 is conducted via an inverter 11 to an enable input 12 of the further functional unit 10. The inverter 11 thus ensures that the port 5, which is advantageously implemented as a GPIO (General Purpose I / O), is used either for programming the logic module 3 or for communication with the further functional unit 10. No additional circuitry is therefore required for programming the logic module 3, since the port 5 is present anyway for the operation of the module 1 as an interface for communication with the further functional unit 10.

Claims

Patentansprüche claims
1. Verfahren zur Herstellung einer Baugruppe, die mit einem programmierbaren Logikbaustein (3) , insbesondere einem EPLD, und mit einem Prozessor (2) bestückt ist, dadurch gekennzeichnet, dass eine serielle Schnittsteile (6) des Logikbausteins (3), über welche ein Programm entsprechend einem vorgegebenen Übertragungsprotokoll in den Logikbaustein (3) ladbar ist, mit einem Port (5) des Prozessors (2) verbunden wird, dass in den Programmspeicher (7) des Prozessors (2) ein Ladeprogramm (8) geladen wird, welches bei seinem Ablauf das Übertragungsprotokoll an den Port-Signalen nachbildet, und dass das Ladeprogramm (8) gestartet wird, so dass der Logikbaustein (3) über seine serielle Schnittstelle (6) durch den Prozessor (2) programmiert wird.1. A method for producing an assembly which is equipped with a programmable logic module (3), in particular an EPLD, and with a processor (2), characterized in that a serial interface (6) of the logic module (3), via which a Program can be loaded into the logic module (3) according to a predetermined transmission protocol, is connected to a port (5) of the processor (2) in such a way that a loading program (8) is loaded into the program memory (7) of the processor (2) its sequence simulates the transmission protocol on the port signals, and that the loading program (8) is started, so that the logic module (3) is programmed by the processor (2) via its serial interface (6).
2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Baugruppe (1) eine Zentraleinheit für ein Automati- sierungsgerät ist.2. The method according to claim 1, characterized in that the assembly (1) is a central unit for an automation device.
3. Verfahren nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass der Port (5) mit einer weiteren Funktionseinheit (10), insbesondere einer Bilddatenschnittstelle oder einem Peripherieregister, verbunden wird, wobei diese weitere Verbindung während des Ablaufs des Ladeprogramms inaktiv geschaltet wird.3. The method according to claim 1 or 2, characterized in that the port (5) with a further functional unit (10), in particular an image data interface or a peripheral register, is connected, this further connection being switched inactive during the course of the loading program.
4. Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, da- durch gekennzeich et, dass das Ladeprogramm (8) nach seinem Ablauf gelöscht wird.4. The method according to any one of the preceding claims, characterized in that the loading program (8) is deleted after its expiration.
5. Baugruppe, hergestellt mit einem Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche. 5. assembly, produced by a method according to any one of the preceding claims.
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