CN101944011B - 运行程序的装置、芯片和方法 - Google Patents

Abstract

本发明提供了一种运行程序的装置、芯片和方法，其中的装置具体包括：MCU控制器；存储器，包括E2PROM；输入接口模块，用于接收用户定义的E2PROM的物理地址；内存映射模块，用于将MCU控制器读取的指令地址映射为E2PROM地址；E2PROM读取模块，用于根据所述E2PROM地址，读取E2PROM；其中，所述E2PROM读取模块的读取结果经所述内存映射模块，返回给MCU控制器，由所述MCU控制器执行程序。本发明用以提高芯片程序的灵活性。

Description

运行程序的装置、芯片和方法

技术领域

本发明涉及单片机技术领域，特别是涉及一种运行程序的装置、芯片和方法。

背景技术

目前，芯片的MCU(微程序控制器，MicroprogrammedControlUnit)中运行的程序一般放在内部的ROM(只读存储器，ReadOnlyMemory)中；虽然ROM具有断电不丢失数据的优点，但是，其将程序固化在芯片中，只能读出不能写入，该固化程序被称作固件(firmware)，这样，芯片程序的灵活性大大降低。

总之，需要本领域技术人员迫切解决的一个技术问题就是：如何能够提高芯片程序的灵活性。

发明内容

本发明所要解决的技术问题是提供一种运行程序的装置、芯片和方法，用以提高芯片程序的灵活性。

为了解决上述问题，本发明公开了一种运行程序的装置，包括：

MCU控制器；

存储器，包括E2PROM；

输入接口模块，用于接收用户定义的E2PROM的物理地址；

内存映射模块，用于将MCU控制器读取的指令地址映射为E2PROM地址；

E2PROM读取模块，用于根据所述E2PROM地址，读取E2PROM；

其中，所述E2PROM读取模块的读取结果经所述内存映射模块，返回给MCU控制器，由所述MCU控制器执行程序。

另一方面，本发明还公开了一种芯片，其可以包括前述运行程序的装置。

另一方面，本发明还公开了一种运行程序的方法，包括：

接收用户定义的E2PROM的物理地址；

将MCU控制器读取的指令地址映射为E2PROM地址；

根据所述E2PROM地址，读取E2PROM；

返回所述读取E2PROM的结果给MCU控制器，由所述MCU控制器执行程序。

与现有技术相比，本发明具有以下优点：

本发明通过内存地址映射模块将E2PROM中数据和MCU控制器的物理地址一一映射，并通过一个专门的E2PROM读取模块，来读取E2PROM中与所述物理地址相应的数据，这样，MCU能够不断得到E2PROM中的指令和/或数据，而由于E2PROM中数据具有可在线改写的优点，因而能够提高芯片程序的灵活性。

附图说明

图1是本发明一实施例中的一种运行程序的装置的结构图；

图2是本发明另一实施例中的一种运行程序的装置的结构图；

图3是本发明一种运行程序的方法一实施例的流程图；

图4是本发明一种运行程序的方法另一实施例的流程图。

具体实施方式

为使本发明的上述目的、特征和优点能够更加明显易懂，下面结合附图和具体实施方式对本发明作进一步详细的说明。

为使本领域技术人员更好地理解本发明，以下简单介绍E2PROM的存储原理。

E2PROM(电可擦写可编程只读存储器，ElectricallyErasableProgrammableReadOnlyMemory)，是用电进行擦除数据的ROM；串行E2PROM是可在线电擦除和电写入的存储器，具有体积小、接口简单、数据保存可靠、可在线改写、功耗低等特点，而且为低电压写入，在单片机系统中应用十分普遍。

串行E2PROM按总线形式可分为三种，即I2C(Inter-IntegratedCircuit)总线、Microwire总线及SPI(ServiceProviderInterface)总线；因其总线的特点，目前E2PROM主要用于数据存贮，其作为MCU的一个外部存贮器，并不支持数据的直接地址寻址访问，数据的访问是间接寻址。

本发明的核心构思之一在于，通过E2PROM直接运行程序，具体而言，在芯片中增加内存地址映射机制，其能够把E2PROM中的数据和内存地址一一映射，并且，通过一个专门的E2PROM读取模块，来读取E2PROM中对应的数据，这样，MCU能够不断得到内存地址中的指令和/或数据，而由于E2PROM中数据具有可在线改写的优点，因而能够提高芯片的灵活性。

图1示出了本发明一实施例中的一种运行程序的装置100的结构图。运行程序的装置100包括：

MCU控制器101；

E2PROM102；

输入接口模块103，用于接收用户定义的E2PROM102的物理地址；

内存映射模块104，用于将MCU控制器101读取的指令地址映射为E2PROM地址；

E2PROM读取模块105，用于根据所述E2PROM地址，读取E2PROM102；

其中，所述E2PROM读取模块105的读取结果经所述内存映射模块104，返回给MCU控制器101，由所述MCU控制器101执行程序。

MCU控制器101负责芯片的控制和执行，是程序运行的载体；例如，它的一个功能是，从存储器中取出一条指令，并指出下一条指令在存储器中的位置，也即读取得到指令地址。

作为MCU控制器101的存储器，E2PROM102主要用来存放可执行程序，其中，所述可执行程序可以包括指令和数据等。

作为用户接口，输入接口模块103主要用于接收用户的输入信息。所述输入信息可以为用户定义的E2PROM102的物理地址，例如，用户可以把E2PROM102的物理地址规定为0x10000000。

内存映射模块104的主要功能是为E2PROM102中的数据寻找相应的存储器地址，以进行下一步的数据读取，也即通过映射过程得到所述存储器地址。

例如，MCU控制器101上电后首先从0地址执行程序，于是MCU读取的指令地址为0地址；假设用户定义E2PROM102的物理地址为0x10000000那么，内存映射模块104的映射过程可以为，将所述就把0地址转换成0x10000000+0这个地址读取指令。

为了保证E2PROM102中数据读取的准确性，在本发明的一种优选实施例中，所述输入接口模块103，还可用于接收用户设置的E2PROM读取时序；

此时，所述E2PROM读取模块105，则可用于根据所述E2PROM读取时序及E2PROM地址，读取E2PROM102。

在实际中，所述E2PROM读取时序可以包括读信号等，例如，本领域技术人员可以根据具体的读周期要求，来设置所述读信号的长度；本优选实施例能够使得E2PROM读取模块105，按照正确的时序读取E2PROM102中的数据。

另外，E2PROM读取模块105可以采用I2C总线、Microwire总线、或SPI总线等串行总线进行读取。

在访问E2PROM102时，所述读取结果的返回过程可以为：依次经过E2PROM读取模块105及内存映射模块104，最终返回至MCU控制器101。

可以理解，在MCU执行程序的过程中，经由MCU控制器101、内存映射模块104、E2PROM读取模块105的读取过程，以及上述读取结果的返回过程是连续的。

由于MCU控制器101执行的程序主要源自E2PROM102，而E2PROM102中数据具有可在线改写的优点，因而，相对于现有技术将程序固化在ROM中，对本实施例中的运行程序的装置而言，更新程序变成一件很容易的事情，能够提高程序更改的灵活性；

另外，相对于内部ROM，由于外部E2PROM102还具有成本低、容量大等优点，因而，本实施例还能够降低芯片的成本，提高芯片的存储容量。

需要说明的是，除了E2PROM102外，本发明所述运行程序的装置还可以包括RAM、ROM、闪存等其它存储器等，本发明对此不加以限制。

在E2PROM读取模块105读取E2PROM102中当前物理地址的数据时，一旦该当前物理地址命中，就返回该结果；同理，会执行下一物理地址的类似访问；上述逐地址访问E2PROM102，会带来程序执行速度慢的问题。

由于在MCU读取指令或数据的过程中，指令/或数据一般都是存贮在连续的空间中，因此，MCU控制器101可以在读取E2PROM102中当前物理地址的指令或数据时，把相邻地址的指令或者数据存入到E2PROM读取模块105的缓存中，由于该缓存具有静止存取功能，这样就能够加速程序的运行速度。

基于上述思想，在本发明的另一种优选实施例中，E2PROM读取模块105中可以包括如下子模块：

缓存子模块A1，用于存放相邻多个地址的数据；

判断子模块A2，用于判断该缓存子模块是否命中当前地址的数据；

返回子模块A3，用于在该缓存子模块命中当前地址的数据时，返回命中的当前地址的数据给MCU控制器101；

读取子模块A4，用于在缓存命中失败时，从E2PROM102读取该当前地址的数据，并返回所述读取结果给MCU控制器101；

保存子模块A5，用于读取与当前地址相邻的下一个或几个地址的数据，并保存到所述缓存子模块A1。

由于所述读取子模块A4返回读取结果给MCU控制器101，以及，所述保存子模块A5读取数据到缓存，是一个并行的过程，因而能够提高程序的运行效率。

本发明的运行程序的装置可以用于SOC芯片(片上系统，SystemonChip)等各种芯片中，此时，该装置中E2PROM102则可作为芯片的外部存储器，用于存放可执行程序。

参照图2，示出了本发明另一实施例中的一种运行程序的装置200的结构图，具体可以包括：

MCU控制器201；

存储器202，可以包括SRAM221和E2PROM222；

输入接口模块203，用于接收用户定义的存储器202的物理地址，以及，用户设置的存储器访问信息；

内存映射模块204，根据所述存储器访问信息，将MCU控制器201读取的指令地址映射为存储器地址；

内存选择器205，用于根据所述映射得到的存储器地址，以及用户定义的存储器的物理地址，选择相应的存储器；

E2PROM读取模块206，用于在内存选择器205选择E2PROM222时，读取E2PROM222；以及

SRAM读取模块207，用于在内存选择器205选择SRAM221时，读取SRAM221；

其中，E2PROM读取模块206或者SRAM读取模块207的读取结果经所述内存选择器205和内存映射模块204，返回给MCU控制器201，由所述MCU控制器201执行程序。

本实施例中的运行程序的装置200与前一实施例中的运行程序的装置100的区别在于，增加了SRAM221，使得用户可以根据实际需求，从存储器SRAM221和E2PROM222中选择一个，以更好地执行程序。

作为MCU控制器201的存储器，SRAM221主要用来存储当前正在使用的或经常使用的程序和数据；并且，MCU控制器201可根据SRAM221的地址将数据随机的写入或读出，只要电源存在，SRAM221存储的内容就不会消失；另外，CPU也可以对SRAM221直接访问，存取速度非常快。

对于存储器202的物理地址，在本发明的一种应用示例中，用户可以把E2PROM222的物理地址规定为0x10000000，把SRAM221的物理地址规定为0x20000000。

所述用户设置的存储器访问信息，主要表示用户对SRAM221和E2PROM222中的哪个存储器存在访问需求。

例如，在对内存中的RW(已初始化的全局变量，ReadWrite)段和/或bss(未初始化的全局变量的内存区域，BlockStartedbySymbolsegment)段存在访问需求时，用户会通过设置存储器访问信息，以对SRAM221进行读取操作。

在实际中，可采用一芯片引脚来表示所述存储器访问信息，例如，该芯片引脚为高电平代表可执行程序在E2PROM222中，该芯片引脚为低电平代表可执行程序在SRAM221中；而用户定义的E2PROM222和SRAM221的物理地址是不同的，因此，内存映射模块204能够根据所述芯片引脚的电平，对MCU读取的指令指令地址进行自动映射。

举例来说，根据用户设置的存储器访问信息得知，可执行程序在E2PROM222中，而用户定义E2PROM222的物理地址为0x10000000那么，内存映射模块204的映射过程可以为，将所述就把0地址转换成0x10000000+0这个地址读取指令。

内存选择器205具体用于根据所述映射得到的存储器地址，选择具体的访问哪个存储器202，按照上例中的设置，在映射得到的存储器地址为0x10000011时，选中E2PROM222，在映射得到的存储器地址为0x20000011时，选中SRAM221。

无论是访问SRAM221，还是访问E2PROM222，所述读取结果的返回过程都可以为：依次经过E2PROM读取模块206或SRAM读取模块207、内存选择器105及内存映射模块104，最终返回至MCU控制器201。

可以理解，在MCU执行程序的过程中，经由MCU控制器201、内存映射模块204、内存选择器205、E2PROM读取模块206或SRAM读取模块207的读取过程，以及上述读取结果的返回过程是连续的。

本实施例也可用于SOC芯片等各种芯片中，此时，所述SRAM121即可位于芯片内部，也可位于芯片外部，本发明对此不加以限制。

与前述装置实施例相应，本发明还公开了一种运行程序的方法第一实施例。参照图3，该运行程序的方法可以包括：

步骤301、接收用户定义的E2PROM的物理地址；

步骤302、将MCU控制器读取的指令地址映射为E2PROM地址；

步骤303、根据所述E2PROM地址，读取E2PROM；

步骤304、返回所述读取E2PROM的结果给MCU控制器，由所述MCU控制器执行程序。

为了保证E2PROM中数据读取的准确性，在本发明的一种优选实施例中，所述方法还可以包括：

接收用户设置的E2PROM读取时序；

此时，所述步骤303的执行过程可以为，根据所述E2PROM读取时序及E2PROM地址，读取E2PROM。

在实际中，所述E2PROM读取时序可以包括读信号等，例如，本领域技术人员可以根据具体的读周期要求，来设置所述读信号的长度；本优选实施例能够按照正确的时序读取E2PROM中的数据。

由于在MCU读取指令或读取数据时，指令或数据一般存贮在连续的空间中，因此，可以在读取E2PROM中当前物理地址的指令或数据时，把相邻地址的指令或者数据读入到缓存中，由于该缓存具有静止存取功能，这样就能够加速程序的运行速度。

基于上述思想，在本发明的另一种优选实施例中，所述步骤303可以进一步包括：

子步骤B1、判断缓存是否命中当前地址的数据，其中，所述缓存中存放有相邻多个地址的数据；

子步骤B2、在缓存命中当前地址的数据时，返回命中的当前地址的数据给MCU控制器；

子步骤B3、在缓存未命中当前地址的数据时，从E2PROM读取该当前地址的数据，并返回读取结果给MCU控制器；

子步骤B4、读取与当前地址相邻的下一个或几个地址的数据，并保存到所述缓存。

由于所述子步骤B3返回读取结果给MCU控制器，以及，所述子步骤B4读取数据到缓存，是一个并行的过程，因而能够提高程序的运行效率。

本发明还给出了一种运行程序的方法第二实施例，该运行程序的方法的第二实施例能够使得用户可以根据实际需求，从存储器SRAM和E2PROM中选择一个来执行程序。参照图4，该运行程序的方法可以包括：

步骤401、接收用户定义的E2PROM和SRAM的物理地址，以及，用户设置的存储器访问信息；

步骤402、根据所述存储器访问信息，将MCU控制器读取的指令地址映射为存储器地址；

步骤403、根据所述映射得到的存储器地址，以及用户定义的存储器的物理地址，选择相应的存储器；

步骤404、在选择E2PROM时，读取E2PROM；

步骤405、在选择SRAM时，读取SRAM；

步骤406、返回所述读取E2PROM或读取SRAM的结果给MCU控制器，由所述MCU控制器执行程序。

在实际中，可采用一芯片引脚来表示所述存储器访问信息，例如，该芯片引脚为高电平代表可执行程序在E2PROM中，该芯片引脚为低电平代表可执行程序在SRAM中；而用户定义的E2PROM和SRAM的物理地址是不同的，因此，步骤402能够根据所述芯片引脚的电平，对MCU读取的指令指令地址进行自动映射。

对于方法实施例而言，由于其与图1所示的运行程序的装置实施例基本相似，所以描述的比较简单，相关之处参见图1的部分说明即可。

本发明可以应用于SOC等芯片中，用于提高芯片程序更改的灵活性，使得更新程序编程一件很容易的事情。

以上对本发明所提供的一种运行程序的装置和方法，进行了详细介绍，本文中应用了具体个例对本发明的原理及实施方式进行了阐述，以上实施例的说明只是用于帮助理解本发明的方法及其核心思想；同时，对于本领域的一般技术人员，依据本发明的思想，在具体实施方式及应用范围上均会有改变之处，综上所述，本说明书内容不应理解为对本发明的限制。

Claims (8)

1.一种运行程序的装置，其特征在于，包括：

MCU控制器；

存储器，包括E2PROM及SRAM；

输入接口模块，用于接收用户定义的存储器的物理地址，以及，用户设置的存储器访问信息；

内存映射模块，用于根据所述存储器访问信息，将MCU控制器读取的指令地址映射为存储器地址；

内存选择器，用于根据所述映射得到的存储器地址，以及用户定义的存储器的物理地址，选择相应的存储器；

E2PROM读取模块，用于在内存选择器选择E2PROM时，读取E2PROM；以及

SRAM读取模块，用于在内存选择器的选择结果为SRAM时，读取SRAM；

其中，所述E2PROM读取模块或SRAM读取模块的读取结果经所述内存选择器和内存映射模块，返回给MCU控制器，由所述MCU控制器执行程序。

2.如权利要求1所述的装置，其特征在于，所述E2PROM存储程序。

3.如权利要求1或2所述的装置，其特征在于，所述输入接口模块，还用于接收用户设置的E2PROM读取时序；

所述E2PROM读取模块，用于根据所述E2PROM读取时序及E2PROM地址，读取E2PROM。

4.如权利要求1或2所述的装置，其特征在于，所述E2PROM读取模块包括：

缓存子模块，用于存放相邻多个地址的数据；

判断子模块，用于判断该缓存子模块是否命中当前地址的数据；

返回子模块，用于在该缓存子模块命中当前地址的数据时，返回命中的当前地址的数据给MCU控制器；

读取子模块，用于在该缓存子模块未命中当前地址的数据时，从E2PROM读取该当前地址的数据，并返回所述读取结果给MCU控制器；

保存子模块，用于读取与当前地址相邻的下一个或几个地址的数据，并保存到所述缓存子模块。

5.一种芯片，其特征在于，包括前述权利要求1至2中任一项所述的运行程序的装置。

6.一种运行程序的方法，其特征在于，包括：

接收用户定义的E2PROM的物理地址；

将MCU控制器读取的指令地址映射为E2PROM地址；

根据所述E2PROM地址，读取E2PROM；

所述方法还包括：

接收用户定义的SRAM的物理地址，以及，用户设置的存储器访问信息；

根据所述存储器访问信息，将MCU控制器读取的指令地址映射为存储器地址；

根据所述映射得到的存储器地址，以及用户定义的存储器的物理地址，选择相应的存储器；

在选择E2PROM时，读取E2PROM；

在选择SRAM时，读取SRAM；

返回所述读取E2PROM或读取SRAM的结果给MCU控制器，由所述MCU控制器执行程序。

7.如权利要求6所述的方法，其特征在于，还包括：

接收用户设置的E2PROM读取时序；

所述读取E2PROM的步骤为，根据所述E2PROM读取时序及E2PROM地址，读取E2PROM。

8.如权利要求6所述的方法，其特征在于，所述读取E2PROM的步骤包括：

判断缓存是否命中当前地址的数据，其中，所述缓存中存放有相邻多个地址的数据；

在缓存命中当前地址的数据时，返回命中的当前地址的数据给MCU控制器；

在缓存未命中当前地址的数据时，从E2PROM读取该当前地址的数据，并返回读取结果给MCU控制器；

读取与当前地址相邻的下一个或几个地址的数据，并保存到所述缓存。