CN101738977B - 一种切换主控芯片工作模式的方法及其网络设备 - Google Patents

Abstract

本发明提供了一种切换主控芯片工作模式的方法，该方法为：主控芯片确定正在运行的第一工作模式与用户指定的第二工作模式不相同时，向CPLD发送复位信号，指示其将该主控芯片的工作模式切换为第二工作模式；所述CPLD切断所述主控芯片及其外围配置电路的电源，并根据所述第二工作模式对应的配置参数对所述主控芯片及其外围配置电路的管脚值进行重新设置；以及打开所述主控芯片及其外围配置电路的电源，所述主控芯片按照重新设置的管脚值，以第二工作模式启动运行。这样，可以将必须更改硬件才能实现的工作模式切换流程完全软件化，极大地提高了系统的易用性和可维护性，也提高了切换流程的执行效率。本发明同时提供了一种电路板。

Description

一种切换主控芯片工作模式的方法及其网络设备

技术领域

本发明涉及电子技术，特别涉及一种切换芯片工作模式的方法及其网络设备。

背景技术

主控芯片，通常为中央处理器(Central processing unit，CPU)，是整个电路系统中的核心元件，是一台设备的计算中心和控制中心。在单CPU电路中，电路系统中的每个指令都由CPU负责读取指令，并进行控制。随着技术的发展，为了满足各种电路的功能需求，CPU支持的工作模式也越来越多，例如，多种时钟频率下的工作模式，多种接口类型下的工作模式，以及多种地址配置下行的工作模式等等。

现有技术下，主控芯片工作模式的确定通常采用以下两种方法：

第一种方法为：通过主控芯片自身的寄存器保存的配置信息来确定。

上述第一种方法是纯软件方法，基于该方法进行主控芯片工作模式的切换是很简单的，通过主控芯片内置寄存器保存的配置信息即可完成工作模式的切换。

但是，采用第一种方法进行主控芯片工作模式切换时，其应用场景是很有限的，主控芯片在很多工作模式下是不支持单纯的软件切换的，例如，需要更换时钟的工作模式。因此，仅仅通过修改主控芯片内置寄存器保存的配置信息是无法切换工作模式的。

第二种方法为：通过外围配置管脚的上下拉动，在上电时或者指定信号(如，复位信号)变化时，读取这些管脚的值来确定主控芯片当前的工作模式。

上述第二种方法在使用时往往还要配合相应的外围配置电路，如，时钟电路，接口电路等等、可以通过主控芯片管脚的配置通知该主控芯片其外围配置电路的类型。

参阅图1所示，实际应用中，若要在电路板上兼容另外一种硬件配置，则需要设置不同的外围配置电路，不同的硬件接口等等。参阅图1所示，当电路板上的主控芯片使用a模式的管脚配置与a模式的外围配置电路时，就是产品A，如果使用b模式的管脚配置以及b模式的外围配置电路时，就是产品B，当然，如果配置错误，那么整个电路就不能正常工作。

在这种情况下，主控芯片如果需要切换工作模式的话，就需要更改其外围配置电路以及相应的管脚值，而现有技术下，这种操作是不能通过修改主控芯片内置寄存器来完成的，通常是采用手工方式来实现；例如，先断电进行开箱操作，接着更换一个晶振，然后相应地改动主控芯片的管脚的配置值，这样，主控芯片就会切换到另外一种工作模式了。显然，手动切换主控芯片工作模式破坏了主控芯片运行的连续性，也降低了切换流程的执行效率。

有鉴于此，需要提供一种新的切换主控芯片工作模式的方法以克服上述缺陷。

发明内容

本发明实施例提供一种切换主控芯片工作模式的方法及其网络设备，用以提高CPU工作模式切换流程的执行效率。

本发明实施例提供的具体技术方案如下：

一种切换主控芯片工作模式的方法，包括：

主控芯片确定正在运行的第一工作模式与用户指定的第二工作模式不相同时，向复杂可编程逻辑器件CPLD发送复位信号，指示所述CPLD将该主控芯片的工作模式切换为第二工作模式；

所述CPLD接收所述复位信号后，切断所述主控芯片及其外围配置电路的电源，并根据所述第二工作模式对应的配置参数对所述主控芯片及其外围配置电路的管脚值进行重新设置；

所述CPLD打开所述主控芯片及其外围配置电路的电源；

所述主控芯片按照重新设置的该主控芯片及外围配置电路的管脚值，以第二工作模式启动运行。

一种电路板，至少包括主控芯片、复杂可编程逻辑器件CPLD、受控电源及外围配置电路，其中，

所述受控电源，用于向所述主控芯片和外围配置电路供电；

所述外围配置电路，用于与所述主控芯片相配合，以完成特定的电路功能；

所述主控芯片，用于确定正在运行的第一工作模式与用户指定的第二工作模式不相同时，向所述CPLD发送复位信号，指示所述CPLD将本主控芯片的工作模式切换为第二工作模式；

所述CPLD，用于在接收所述复位信号后，指示所述受控电源切断所述主控芯片及其外围配置电路的电源，并根据所述第二工作模式对应的配置参数对所述主控芯片及其外围配置电路的管脚值进行重新设置，以及指示所述受控电源打开所述主控芯片及其外围配置电路的电源，令所述主控芯片按照重新设置的该主控芯片及外围配置电路的管脚值，以第二工作模式启动运行。

一种网络设备，包括上述电路板。

本发明实施例中，用户可以采用远程发送的软件命令。通过CPLD，按照一定的时序控制主控芯片与其外围模块的电源，从而实现其配置管脚电平的更改，以达到更改主控芯片工作模式的目的。，这样，使得本实施例提供的技术方案可以应用于必须在上下电时读取管脚配置值的主控芯片及其外围配置电路上，从而完成必须更改硬件才能实现的工作模式切换，极大地提高了系统的易用性和可维护性，也提高了切换流程的执行效率。

附图说明

图1为本发明现有技术下兼容两种工作模式的电路板设计示意图；

图2为本发明实施例中兼容两种工作模式的电路板设计示意图；

图3为本发明实施例中CPLD模块在系统上电过程中实现主控芯片工作模式切换流程图；

图4为本发明实施例中CPLD模块在系统运行过程中实现主控芯片工作模式切换流程图。

具体实施方式

为了提高电路板上，主控芯片工作模式切换流程的执行效率。本发明实施例中，提供一种利用复杂可编程逻辑器件(Complex Programmable LogicDevice，CPLD)对电源电路进行控制，并通过更改配置管脚的状态来实现更改CPU工作模式的方法。其中，CPLD，是由设计者根据使用需求设计生成的特定电路结构，用于完成指定的电路功能。CPLD在电路上电后就可以开始正常的工作，并且在不掉电的情况下，保持内部寄存器当前状态，即维持内部寄存器中当前存储的信息。本发明实施例中，利用CPLD这一特性，在CPU进入复位状态后，由CPLD进行断电，配置，上电等操作，从而达到切换CPU工作模式的作用。具体为：

主控芯片确定正在运行的第一工作模式与用户指定的第二工作模式不相同时，向CPLD发送复位信号，指示所述CPLD将该主控芯片的工作模式切换为第二工作模式；所述CPLD接收所述复位信号后，切断所述主控芯片及其外围配置电路的电源，并根据所述第二工作模式对应的配置参数对所述主控芯片及其外围配置电路的管脚值(也可称为管脚配置值)进行重新设置；以及打开所述主控芯片及其外围配置电路的电源；所述主控芯片按照重新设置的本主控芯片及外围配置电路的管脚值，以第二工作模式启动运行。

另一方面，目前，大多数主控芯片读取管脚配置值的触发点是由电源上电的，若没有电源上电过程，就无法执行工作模式切换；另一方面，大多数用于切换外围配置电路的选择器，都需要在上电时进行设置，如，在时钟倍频电路中，大部分的锁相环的倍频参数必须在上电时设置。因此，本发明实施例中，还采用了受控电源电路来保证工作模式切换的成功，这样，使得本发明实施例更适合硬件的工作模式切换。

下面结合附图对本发明优选的实施方式进行详细说明。

参阅图2所示，本发明实施例中，可切换主控芯片工作模式的电路板上至少包括主控芯片、CPLD模块、受控电源模块及外围配置电路，其中

受控电源模块，用于向主控芯片和外围配置电路供电；

外围配置电路，用于与主控芯片相配合，以完成特定的电路功能；如，提供主控芯片正常工作时需要的外围信号，如图2所示，有时需要设计两种外围配置电路，然后通过带有选择功能的器件(即选择器)对这两种外围配置电路进行进行选择，选择器的具体设置可以采用时钟切换ic、接口分路器等等。

主控芯片，用于确定正在运行的第一工作模式与用户指定的第二工作模式不相同时，向CPLD模块发送复位信号，指示CPLD模块将本主控芯片的工作模式切换为第二工作模式；

CPLD模块，用于在接收复位信号后，指示受控电源模块切断主控芯片及其外围配置电路的电源，并根据第二工作模式对应的配置参数对主控芯片及其外围配置电路的管脚值进行重新设置，以及指示受控电源打开主控芯片及其外围配置电路的电源，令主控芯片按照重新设置的该主控芯片及外围配置电路的管脚值，以第二工作模式启动运行。

本实施例中，各工作模式对应的配置参数包括主控芯片端口速度、主控芯片端口类型和外围配置电路的时钟选择类型中的一种或任意组合。

如图2所示，本发明实施例中，电路板上进一步设置有存储模块，用于保存用户预设的主控芯片工作模式，这一点在后续流程中将详细说明。

基于上述电路模型的框架，本发明实施例中，CPLD模块对主控芯片工作模式的切换控制，主要体现在上电配置流程和运行配置流程这两种情况下。

参阅图3所示，本发明实施例中，CPLD模块对在系统上电过程中对电路板上的主控芯片进行工作模式切换的详细流程如下：

步骤300：CPLD模块在上电后启动，根据默认的工作模式设置主控芯片和外围配置电路的管脚值，本实施例中，假设CPLD模块默认的工作模式为模式a。

实际应用中，主控芯片及其外围配置电路的管脚值决定了主控芯片的工作模式，例如，在模式a下，对应的配置参数为：主控芯片端口速度为0，端口类型为0，外围配置电路的时钟选择为0通道。

步骤310：CPLD模块触发受控电源模块，通过受控电源模块启动主控芯片和外围配置电路，即指示受控电源模块给主控芯片和外围配置电路上电。

实际应用中，主控芯片和外围配置电路在初始上电后，会自行读取CPLD模块启动时根据默认工作模式设置的管脚值，以完成自身的参数配置。

步骤320：主控芯片在启动后，从存储模块中读取用户针对主控芯片设置的工作模式。

步骤330：主控芯片判断用户设置的工作模式与当前执行的工作模式是否一致？若是，则进行步骤340；否则，进行步骤350。

本实施例中，由于CPLD模块默认的工作模式为模式a，因此，在步骤330中，若主控芯片确定用户设置的工作模式为模式a，则执行步骤340，若主控芯片确定用户设置的工作模式不为模式a，则启动配置更改流程，即执行步骤350。

步骤340：主控芯片确认系统启动成功，按照当前执行的默认工作模式开始运行，即按照模式a运行。

步骤350：主控芯片按照用户设置的工作模式修改CPLD模块中保存的默认工作模式，并向CPLD模块发送复位信号。

在步骤350中，假设用户设置的工作模式为模式b，则主控芯片需要将CPLD模块内的配置寄存器中保存的默认工作模式由模式a修改为模式b，如，模式b对应的配置信息为：主控芯片的端口速度为1，端口类型为1，外围配置的时钟选择为1通道。

在CPU发起的全局复位过程中，CPLD的配置寄存器不受复位信号约束，而且由于CPLD没有掉电，所以能够保存配置寄存器的配置参数，因此，CPLD接收到复位信号后，还可以继续根据配置寄存器中保存的配置参数对主控芯片和外围配置电路的管脚值进行设置。

步骤360：CPLD模块接收主控模块发送的复位信号，指示受控电源模块切断主控芯片及外围配件配置的电源。

步骤370：CPLD模块根据用户配置的工作模式(即模式b)设置主控芯片和外围配置电路的管脚值。

步骤380：CPLD模块触发受控电源模块，通过受控电源模块再次启动主控芯片和外围配置电路。

实际应用中，主控芯片和外围配置电路在再次上电后，会自行读取CPLD模块根据修改后的工作模式设置的管脚值，以完成自身的参数配置。

步骤390：主控芯片在启动后，确定存储模块中保存的用户设置的工作模式与当前执行的工作模式已达到一致，则确认系统启动成功，并按照当前执行的默认工作模式开始运行，即按照模式b开始运行。

基于上述实施例，在主控芯片运行过程中时，也可以根据用户发送的工作模式切换信号对主控芯片当前执行的工作模式进行切换。以主控芯片当前运行在模式b下为例，参阅图4所示，本实施例中，CPLD模块在系统运行过程中对主控芯片进行工作模式切换的详细流程如下：

步骤400：主控芯片接收到用户发送的工作模式修改指令，该指令指示将主控芯片的工作模式切换为模式c，本实施例中，假设模式c对应的外围配置电路也以硬件形式预先设置在电路板上。

步骤410：主控芯片将存储模块中保存的用户设置的工作模式更新为模式c。

本实施例中，模式c对应的主控芯片及外围配置电路的管脚配置方式可以预先设置在存储模块中，主控芯片在接收到工作模式修改指令时将其标注为用户设置的工作模式；也可以携带在工作模式修改指令中，主控芯片在接收到工作模式修改指令时，对存储模块中当前保存的信息进行覆盖。

步骤420：主控芯片通知CPLD模块对其内部的配置寄存器中保存的工作模式修改为模式c。

步骤430：主控芯片向CPLD模块发送复位信号。

步骤440：CPLD模块接收主控模块发送的复位信号，指示受控电源模块切断主控芯片及外围配件配置的电源，并根据用户配置的模式c设置主控芯片和外围配置电路的管脚值。

步骤450：CPLD模块触发受控电源模块，通过受控电源模块再次启动主控芯片和外围配置电路。

步骤460：主控芯片在启动后，确定存储模块中保存的用户设置的工作模式与当前执行的工作模式已达到一致，则确认系统启动成功，并按照当前执行的工作模式开始运行，即按照模式c开始运行。

综上所述，本发明实施例中，用户采用远程发送的软件命令，通过CPLD模块对电路板上电源电路的控制，在配置过程中对主控芯片以及其外围配置电路进行上下电操作，使得本实施例提供的技术方案可以应用于必须在上下电时读取管脚配置值的主控芯片及其外围配置电路上，从而完成必须更改硬件才能实现的工作模式切换，

本发明实施例提供的技术方案尤其适合需要切换硬件配置接口模式的应用场合，将需要手动更改硬件配置的操作完全软件化，并且对用户来讲是透明的，从而极大地提高了系统的易用性和可维护性，也提高了切换流程的执行效率。

显然，本领域的技术人员可以对本发明中的实施例进行各种改动和变型而不脱离本发明的精神和范围。这样，倘若本发明实施例中的这些修改和变型属于本发明权利要求及其等同技术的范围之内，则本发明中的实施例也意图包含这些改动和变型在内。

Claims (5)

1.一种切换主控芯片工作模式的方法，其特征在于，包括：

在系统上电过程或系统运行过程中，主控芯片确定正在运行的第一工作模式与用户指定的第二工作模式不相同时，根据所述第二工作模式对应的配置参数修改CPLD内部配置寄存器的存储信息，向复杂可编程逻辑器件CPLD发送复位信号，指示所述CPLD将该主控芯片的工作模式切换为第二工作模式，其中，若为系统上电过程，则所述第一工作模式为所述CPLD在系统上电过程中设置的默认工作模式，所述第二工作模式为本地保存的用户预设工作模式，若为系统运行过程，则所述第一工作模式为所述主控芯片正常运行过程中执行的工作模式，所述第二工作模式为用户在系统运行过程中指示切换的工作模式；

所述CPLD接收所述复位信号后，切断所述主控芯片及其外围配置电路的电源，并根据所述第二工作模式对应的配置参数对所述主控芯片及其外围配置电路的管脚值进行重新设置，所述主控芯片工作模式对应的配置参数包括主控芯片端口速度、主控芯片端口类型和外围配置电路的时钟选择类型中的一种或任意组合；

所述CPLD打开所述主控芯片及其外围配置电路的电源；

所述主控芯片按照重新设置的该主控芯片及外围配置电路的管脚值，以第二工作模式启动运行。

2.如权利要求1所述的方法，其特征在于，若所述第一工作模式为所述主控芯片正常运行过程中执行的工作模式，所述第二工作模式为用户在系统运行过程中指示切换的工作模式，则所述主控芯片确定所述第一工作模式与所述第二工作模式不相同，和向所述CPLD发送复位信号之间，还包括：

根据所述第二工作模式对本地保存的用户预设工作模式进行更新。

3.一种执行权利要求1所述方法的电路板，其特征在于，至少包括主控芯片、复杂可编程逻辑器件CPLD、受控电源及外围配置电路，其特征在于，

所述受控电源，用于向所述主控芯片和外围配置电路供电；

所述外围配置电路，用于与所述主控芯片相配合；

所述主控芯片，用于在系统上电过程或系统运行过程中，确定正在运行的第一工作模式与用户指定的第二工作模式不相同时，直接根据所述第二工作模式对应的配置参数修改所述CPLD内部配置寄存器的存储信息，向所述CPLD发送复位信号，指示所述CPLD将本主控芯片的工作模式切换为第二工作模式，其中，若为系统上电过程，则所述第一工作模式为所述CPLD在系统上电过程中设置的默认工作模式，所述第二工作模式为本地保存的用户预设工作模式，若为系统运行过程，则所述第一工作模式为所述主控芯片正常运行过程中执行的工作模式，所述第二工作模式为用户在系统运行过程中指示切换的工作模式；

所述CPLD，用于在接收所述复位信号后，指示所述受控电源切断所述主控芯片及其外围配置电路的电源，并根据所述第二工作模式对应的配置参数对所述主控芯片及其外围配置电路的管脚值进行重新设置，以及指示所述受控电源打开所述主控芯片及其外围配置电路的电源，令所述主控芯片按照重新设置的该主控芯片及外围配置电路的管脚值，以第二工作模式启动运行，所述主控芯片工作模式对应的配置参数包括主控芯片端口速度、主控芯片端口类型和外围配置电路的时钟选择类型中的一种或任意组合。

4.如权利要求3所述的电路板，其特征在于，若所述第一工作模式为所述主控芯片正常运行过程中执行的工作模式，所述第二工作模式为用户在系统运行过程中设置的工作模式，则所述主控芯片确定所述第一工作模式与所述第二工作模式不相同时，先根据所述第二工作模式对本地保存的用户预设工作模式进行更新，再根据所述第二工作模式对应的配置参数修改所述CPLD内部配置寄存器的存储信息，并向所述CPLD发送复位信号。

5.一种网络设备，其特征在于，包括如权利要求3或4所述的电路板。

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