CN106201987A - 一种功能可重构微控制器架构 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种功能可重构微控制器架构,包括微处理器的壳体,微处理器的壳体内包括处理器单元、IP核重构平台、总线控制逻辑、通用输入输出接口控制器,并通过片内系统总线实现互连,总线控制逻辑控制处理器单元、IP核重构平台、通用输入输出接口控制器之间的片内系统总线互连和仲裁,处理器单元包括处理器核、缓冲存储器、中断控制器及其它待扩展控制器,并通过片内系统总线互连到系统,IP核重构平台是用户构建其它功能部件的物理载体,且IP核重构平台通过重构端口和重构总线下载IP核,IP核重构平台通过片内系统总线互连到系统。本发明的体积小,设计灵活性高,节约成本,且终端用户能够根据设计需求、自主、灵活地构建功能完全不同的微控制器。
Description
技术领域
本发明涉及控制器技术领域,尤其涉及一种功能可重构微控制器架构。
背景技术
微控制器的发展现状,①根据市场研究公司IC Insights研究结果:全球微控制器市场出货量2012年为20亿颗、2015年将达到254亿颗;②从体系结构的角度看,微控制器架构是静态的、固定的,即每一颗微控制器的功能是固定不变的;③可以集成到微控制器中的模块数量可达百余种,而在一款微控制器中至多能够集成十余种,因此固定架构的微控制器难以满足不同领域的需求,或者不同针对领域设计生产多种类的控制器,且提高了人们的使用成本,因此人们需要一种“可重构微控制器架构”,实现微控制器的功能可配置、可重构,能够有效地解决固定架构微控制器所存在的问题。
发明内容
本发明的目的是为了解决现有技术中存在的缺点,而提出的一种功能可重构微控制器架构。
为了实现上述目的,本发明采用了如下技术方案:
一种功能可重构微控制器架构,包括微处理器的壳体,所述微处理器的壳体内包括处理器单元、IP核重构平台、总线控制逻辑、通用输入输出接口控制器,并通过片内系统总线实现互连,所述总线控制逻辑控制处理器单元、IP核重构平台、通用输入输出接口控制器之间的片内系统总线互连和仲裁,所述处理器单元包括处理器核、缓冲存储器、中断控制器及其它待扩展控制器,并通过片内系统总线互连到系统,所述IP核重构平台是用户构建其它功能部件的物理载体,且IP核重构平台通过重构端口和重构总线下载IP核,所述IP核重构平台通过片内系统总线互连到系统。
优选的,IP核重构平台能够满足用户根据设计需求在其上自主、灵活地构建起多种功能模块。
优选的,采用该架构的微控制器能够通过IP核重构平台,在同一微处理器的壳体中实现多种功能完全不同的微控制器。
优选的,所述总线控制逻辑位于处理器单元和IP核重构平台之间,且IP核重构平台为可重构FPGA。
优选的,所述重构端口位于微控制器的壳体的一侧,且重构端口靠近微控制器的壳体的一侧和重构总线连接。
本发明的有益效果:本发明的体积小,设计灵活性高,节约成本,且终端用户能够根据设计需求、自主、灵活地构建自己的微控制器,充分解决现有微控制器功能由生产厂家设计固定、应用受限的问题。当用户从微控制器厂商购买本发明的微控制器时,同时购买应用所需功能部件的IP核,自主通过重构端口完成功能部件的构建,当设计功能增加时可以再行购买IP核来添加相应的功能部件。
附图说明
图1为本发明提出的一种功能可重构微控制器架构的结构示意图;
图2为本发明提出的一种功能可重构微控制器架构的实例实施图;
图3为本发明提出的一种功能可重构微控制器架构的实例实施图。
图1中:1 处理器核、2 缓冲存储器、3 中断控制器、4 其它待扩展控制器、5 处理器单元、6 IP核重构平台、7 总线控制逻辑、8 通用输入输出接口控制器、9 重构端口、10微控制器的壳体(也称之为封装)、11 重构总线、12 片内系统总线。
具体实施方式
下面将结合本发明实施例中的附图,对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述,显然,所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例,而不是全部的实施例。
参照图1-3,一种功能可重构微控制器架构,包括微处理器的壳体10,微处理器的壳体10内包括处理器单元5、IP核重构平台6、总线控制逻辑7、通用输入输出接口控制器8,并通过片内系统总线12实现互连,总线控制逻辑7控制处理器单元5、IP核重构平台6、通用输入输出接口控制器8之间的片内系统总线12互连和仲裁,处理器单元5包括处理器核1、缓冲存储器2、中断控制器3及其它待扩展控制器4,并通过片内系统总线12互连到系统,IP核重构平台6是用户构建其它功能部件的物理载体,且IP核重构平台6通过重构端口9和重构总线11下载IP核,IP核重构平台6通过片内系统总线12互连到系统,本发明的体积小,设计灵活性高,节约成本,且终端用户能够根据设计需求、自主、灵活地构建微控制器。当用户从微控制器厂商购买本发明的微控制器时,同时购买应用所需功能部件的IP核,自主通过重构端口完成功能部件的构建,当设计功能增加时可以再行购买IP核来添加相应的功能部件。
本发明中,处理器单元5、IP核重构平台6和总线控制逻辑7均位于通用输入输出接口控制器8的上方,总线控制逻辑7位于处理器单元5和IP核重构平台6之间,且IP核重构平台6为可重构FPGA,重构端口9位于微控制器的壳体10的一侧,且重构端口9靠近微控制器的壳体10的一侧和重构总线11连接,本发明的体积小,设计灵活性高,节约成本,且终端用户能够根据设计需求、自主、灵活地构建微控制器。当用户从微控制器厂商购买本发明的微控制器时,同时购买应用所需功能部件的IP核,自主通过重构端口完成功能部件的构建,当设计功能增加时可以再行购买IP核来添加相应的功能部件。
工作原理:实施例1(如图2),假设用户需要一款微控制器具有2个UART、1个IIC、1个IIS、1个SPI、1个USB共6个接口控制器,那么用户在购买微控制器时,需要购买控制器的壳体10和相应的5个IP核,然后自己将5个IP核通过重构端口9下载到微控制器的壳体10内的IP核重构平台6中,即可实现一款具有所需功能的微控制器。实施例2(如图3),在实施例1的基础上,如果用户还需要再添加一个LCD控制器模块,那么用户可以再从厂商处购买一个LCDC的IP核,并通过重构端口9下载到微控制器的壳体10内的IP核重构平台6中即可。
以上所述,仅为本发明较佳的具体实施方式,但本发明的保护范围并不局限于此,任何熟悉本技术领域的技术人员在本发明揭露的技术范围内,根据本发明的技术方案及其发明构思加以等同替换或改变,都应涵盖在本发明的保护范围之内。
Claims (5)
1.一种功能可重构微控制器架构,包括微处理器的壳体(10),其特征在于,所述微处理器的壳体(10)内包括处理器单元(5)、IP核重构平台(6)、总线控制逻辑(7)、通用输入输出接口控制器(8),并通过片内系统总线(12)实现互连,所述总线控制逻辑(7)控制处理器单元(5)、IP核重构平台(6)、通用输入输出接口控制器(8)之间的片内系统总线(12)互连和仲裁,所述处理器单元(5)包括处理器核(1)、缓冲存储器(2)、中断控制器(3)及其它待扩展控制器(4),并通过片内系统总线(12)互连到系统,所述IP核重构平台(6)是用户构建其它功能部件的物理载体,且IP核重构平台(6)通过重构端口(9)和重构总线(11)下载IP核,所述IP核重构平台(6)通过片内系统总线(12)互连到系统。
2.根据权利要求1所述的一种功能可重构微控制器架构,其特征在于,所述IP核重构平台(6)能够满足用户根据设计需求在其上自主、灵活地构建起多种功能模块。
3.根据权利要求1所述的一种功能可重构微控制器架构,其特征在于,采用该架构的微控制器能够通过IP核重构平台(6),在同一微处理器的壳体(10)中实现多种功能完全不同的微控制器。
4.根据权利要求1所述的一种功能可重构微控制器架构,其特征在于,所述总线控制逻辑(7)位于处理器单元(5)和IP核重构平台(6)之间实现总线互连和逻辑仲裁,且IP核重构平台(6)可使用可重构FPGA。
5.根据权利要求1所述的一种功能可重构微控制器架构,其特征在于,所述重构端口(9)位于微控制器的壳体(10)的一侧,且重构端口(9)靠近微控制器的壳体(10)的一侧和重构总线(11)连接。
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