CN106773954B - 一种微控制器芯片中的工作模式控制系统 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种微控制器芯片中的工作模式控制系统，包括串行通信接口模块SC_INTF、模式控制模块MODE_CTRL、程序存储器PMEM以及微控制器内核MCU_CORE，所述串行通信接口模块SC_INTF负责与微控制器芯片外部进行串行通信，并且将串行通信进行数据并行化处理，然后通过其并行通信总线pc_bus与模式控制模块MODE_CTRL进行数据交互。本发明在微控制器芯片内部集成了调试模式、测试模式、烧录模式的统一控制管理，微控制器芯片内部串行通信接口逻辑、模式的进出控制相关的逻辑以及相关的控制寄存器组等资源能够重复利用，从而节省微控制器芯片面积，节约生产成本。另外，由于微控制器芯片支持上的调试模式、测试模式、烧录模式，使得微控制器芯片更好地支持用户的使用。
Description
技术领域
本发明涉及一种控制系统，具体是一种微控制器芯片中的工作模式控制系统。
背景技术
微控制器是将微型计算机的主要部分集成在一个芯片上的单芯片微型计算机。微控制器诞生于20世纪70年代中期，经过20多年的发展，其成本越来越低，而功能越来越强大，这就使得微控制器的应用越来越广泛；如何对微处理器的体积进行精简，是行业内一直研究的方向。
发明内容
本发明的目的在于提供一种微控制器芯片中的工作模式控制系统，以解决上述背景技术中提出的问题。
为实现上述目的，本发明提供如下技术方案：
一种微控制器芯片中的工作模式控制系统，包括串行通信接口模块SC_INTF、模式控制模块MODE_CTRL、程序存储器PMEM以及微控制器内核MCU_CORE，所述串行通信接口模块SC_INTF负责与微控制器芯片外部进行串行通信，并且将串行通信进行数据并行化处理，然后通过其并行通信总线pc_bus与模式控制模块MODE_CTRL进行数据交互，串行通信接口模块SC_INTF分别通过串行通信时钟引脚SCK和串行通信数据引脚SDA与微控制器芯片外部进行串行通信；模式控制模块MODE_CTRL负责管理微控制器芯片中不同的工作模式，微控制器芯片外部通过串行通信与串行通信接口模块SC_INTF进行通信，然后通信接口模块SC_INTF将接收到的微控制器芯片外部串行指令和数据进行并行化处理，并将并行化后的指令与数据传输至模式控制模块MODE_CTRL，模式控制模块MODE_CTRL根据指令选择进入相应的工作模式；模式控制模块MODE_CTRL内部控制寄存器组CTRL_REG是各种工作模式下与微控制器芯片外部指令和数据交互的寄存器，包括配置寄存器、状态寄存器以及数据寄存器，进入相应的工作模式后，微控制器芯片外部通过写控制寄存器组CTRL_REG中的配置寄存器来完成任务的配置，通过读取控制寄存器组CTRL_REG中的状态寄存器来得知任务的完成情况以及微控制器芯片内部的状态；通过读写数据寄存器来完成与微控制器芯片内部的数据交互。
作为本发明进一步的方案：所述微控制器芯片在使用过程中，在某一时刻，只会使用到微控制器芯片中调试模式、测试模式、烧录模式之中的一种。
作为本发明再进一步的方案：在微控制器芯片上电复位后的，微控制器芯片外部通过串行通信接口模块SC_INTF发送一组串行数据序列seq_data至模式控制模块MODE_CTRL中，模式控制模块MODE_CTRL内部将数据序列seq_data通过比较器C1与调试模式入口序列进行比较，如果比较结果相等，则比较器的输出结果将触发调试模式寄存器DEBUG_MODE置位，微控制器芯片进入调试模式，debug_mode信号为高有效后，模式控制模块MODE_CTRL内部的调试控制接口相关的逻辑将被使能，微控制器芯片外部就通过串行通信接口模块SC_INTF与模式控制模块MODE_CTRL进行数据交互，模式控制模块MODE_CTRL接收微控制器芯片外部调试指令，然后通过调试总线debug_bus与微控制器内核MCU_CORE进行交互，完成相应的调试任务。
与现有技术相比，本发明的有益效果是：本发明在微控制器芯片内部集成了调试模式、测试模式、烧录模式的统一控制管理，微控制器芯片内部串行通信接口逻辑、模式的进出控制相关的逻辑以及相关的控制寄存器组等资源能够重复利用，从而节省微控制器芯片面积，节约生产成本。另外，由于微控制器芯片支持上的调试模式、测试模式、烧录模式，使得微控制器芯片更好地支持用户的使用。
附图说明
图1为微控制器芯片中的工作模式控制系统的原理示意图。
图2为微控制器芯片中的工作模式控制系统中模式控制模块的工作原理示意图。
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。
请参阅图1～2，本发明实施例中，一种微控制器芯片中的工作模式控制系统，微控制器芯片内部包括串行通信接口模块SC_INTF、模式控制模块MODE_CTRL、程序存储器PMEM以及微控制器内核MCU_CORE等组成。
串行通信接口模块SC_INTF负责与微控制器芯片外部进行串行通信，并且将串行通信进行数据并行化处理，然后通过其并行通信总线pc_bus与模式控制模块MODE_CTRL进行数据交互。串行通信接口模块SC_INTF负责与微控制器芯片外部进行串行通信通过SCK和SDA两个引脚来完成，其中SCK为串行通信时钟引脚，SDA为串行通信数据引脚。在微控制器芯片的使用中，在某一时刻，只会使用到微控制器芯片中调试模式、测试模式、烧录模式之中的一种。在本方案中，调试模式、测试模式、烧录模式三个工作模式共用同一套串行通信接口方案，通过资源分时复用，可以节省微控制器芯片的面积，节省成本。模式控制模块MODE_CTRL负责管理微控制器芯片中不同的工作模式。微控制器芯片外部通过串行通信与串行通信接口模块SC_INTF进行通信，然后通信接口模块SC_INTF将接收到的微控制器芯片外部串行指令和数据进行并行化处理，并将并行化后的指令与数据传输至模式控制模块MODE_CTRL。模式控制模块MODE_CTRL根据指令选择进入相应的工作模式。
模式控制模块MODE_CTRL内部控制寄存器组CTRL_REG是各种工作模式下与微控制器芯片外部指令和数据交互的寄存器。它包括配置寄存器、状态寄存器以及数据寄存器。进入相应的工作模式后，微控制器芯片外部通过写控制寄存器组CTRL_REG中的配置寄存器来完成任务的配置，通过读取控制寄存器组CTRL_REG中的状态寄存器来得知任务的完成情况以及微控制器芯片内部的状态；通过读写数据寄存器来完成与微控制器芯片内部的数据交互。
以微控制器芯片进入烧录模式，并且进行烧录为例来说明控制寄存器组CTRL_REG的作用。首先微控制器芯片外部通过通信接口模块SC_INTF将需要进行烧录的程序存储器PMEM地址和相应的数据写入控制寄存器组CTRL_REG中相应的数据寄存器内，然后微控制器芯片外部通过通信接口模块SC_INTF写控制寄存器组CTRL_REG相应的控制寄存器，启动烧录过程，最后微控制器芯片外部通过通信接口模块SC_INTF可以读取控制寄存器组CTRL_REG相应的状态寄存器，得知烧录任务是否成功完成。确认当前地址单元的烧录完成后，再进行下一个地址单元的烧录。
模式控制模块MODE_CTRL的工作原理如图2所示。在微控制器芯片上电复位后的，微控制器芯片外部通过串行通信接口模块SC_INTF发送一组串行数据序列seq_data至模式控制模块MODE_CTRL中，模式控制模块MODE_CTRL内部将数据序列seq_data通过比较器C1与调试模式入口序列进行比较，如果比较结果相等，则比较器的输出结果将触发调试模式寄存器DEBUG_MODE置位，微控制器芯片进入调试模式。debug_mode信号为高有效后，模式控制模块MODE_CTRL内部的调试控制接口相关的逻辑将被使能。微控制器芯片外部就可以通过串行通信接口模块SC_INTF与模式控制模块MODE_CTRL进行数据交互，模式控制模块MODE_CTRL接收微控制器芯片外部调试指令，然后通过调试总线debug_bus与微控制器内核进行交互，完成相应的调试任务。
如果模式控制模块MODE_CTRL内部将数据序列seq_data通过比较器C2与测试模式入口序列进行比较，如果比较结果相等，则比较器的输出结果将触发测试模式寄存器TEST_MODE置位，微控制器芯片进入测试模式。test_mode信号为高有效后，模式控制模块MODE_CTRL内部的测试控制接口相关的逻辑将被使能。微控制器芯片外部就可以通过串行通信接口模块SC_INTF与模式控制模块MODE_CTRL进行数据交互，模式控制模块MODE_CTRL接收微控制器芯片外部测试指令，然后通过测试总线test_bus与微控制器内核进行交互，完成相应的测试任务。
如果模式控制模块MODE_CTRL内部将数据序列seq_data通过比较器C3与烧录模式入口序列进行比较，如果比较结果相等，则比较器的输出结果将触发烧录模式寄存器PROG_MODE置位，微控制器芯片进入烧录模式。prog_mode信号为高有效后，模式控制模块MODE_CTRL内部的烧录控制接口相关的逻辑将被使能。微控制器芯片外部就可以通过串行通信接口模块SC_INTF与模式控制模块MODE_CTRL进行数据交互，模式控制模块MODE_CTRL接收微控制器芯片外部烧录指令，然后通过烧录总线prog_bus与程序存储器进行交互，完成相应的烧录任务。
对于本领域技术人员而言，显然本发明不限于上述示范性实施例的细节，而且在不背离本发明的精神或基本特征的情况下，能够以其他的具体形式实现本发明。因此，无论从哪一点来看，均应将实施例看作是示范性的，而且是非限制性的，本发明的范围由所附权利要求而不是上述说明限定，因此旨在将落在权利要求的等同要件的含义和范围内的所有变化囊括在本发明内。不应将权利要求中的任何附图标记视为限制所涉及的权利要求。
此外，应当理解，虽然本说明书按照实施方式加以描述，但并非每个实施方式仅包含一个独立的技术方案，说明书的这种叙述方式仅仅是为清楚起见，本领域技术人员应当将说明书作为一个整体，各实施例中的技术方案也可以经适当组合，形成本领域技术人员可以理解的其他实施方式。
Claims (3)
1.一种微控制器芯片中的工作模式控制系统，包括串行通信接口模块SC_INTF、模式控制模块MODE_CTRL、程序存储器PMEM以及微控制器内核MCU_CORE，其特征在于，所述串行通信接口模块SC_INTF负责与微控制器芯片外部进行串行通信，并且将串行通信进行数据并行化处理，然后通过其并行通信总线pc_bus与模式控制模块MODE_CTRL进行数据交互，串行通信接口模块SC_INTF分别通过串行通信时钟引脚SCK和串行通信数据引脚SDA与微控制器芯片外部进行串行通信；模式控制模块MODE_CTRL负责管理微控制器芯片中不同的工作模式，微控制器芯片外部通过串行通信与串行通信接口模块SC_INTF进行通信，然后通信接口模块SC_INTF将接收到的微控制器芯片外部串行指令和数据进行并行化处理，并将并行化后的指令与数据传输至模式控制模块MODE_CTRL，模式控制模块MODE_CTRL根据指令选择进入相应的工作模式；模式控制模块MODE_CTRL内部控制寄存器组CTRL_REG是各种工作模式下与微控制器芯片外部指令和数据交互的寄存器，包括配置寄存器、状态寄存器以及数据寄存器，进入相应的工作模式后，微控制器芯片外部通过写控制寄存器组CTRL_REG中的配置寄存器来完成任务的配置，通过读取控制寄存器组CTRL_REG中的状态寄存器来得知任务的完成情况以及微控制器芯片内部的状态；通过读写数据寄存器来完成与微控制器芯片内部的数据交互。
2.根据权利要求1所述的微控制器芯片中的工作模式控制系统，其特征在于，所述微控制器芯片在使用过程中，在某一时刻，只会使用到微控制器芯片中调试模式、测试模式、烧录模式之中的一种。
3.根据权利要求1所述的微控制器芯片中的工作模式控制系统，其特征在于，在微控制器芯片上电复位后的，微控制器芯片外部通过串行通信接口模块SC_INTF发送一组串行数据序列seq_data至模式控制模块MODE_CTRL中，模式控制模块MODE_CTRL内部将数据序列seq_data通过比较器C1与调试模式入口序列进行比较，如果比较结果相等，则比较器的输出结果将触发调试模式寄存器DEBUG_MODE置位，微控制器芯片进入调试模式，debug_mode信号为高有效后，模式控制模块MODE_CTRL内部的调试控制接口相关的逻辑将被使能，微控制器芯片外部就通过串行通信接口模块SC_INTF与模式控制模块MODE_CTRL进行数据交互，模式控制模块MODE_CTRL接收微控制器芯片外部调试指令，然后通过调试总线debug_bus与微控制器内核MCU_CORE进行交互，完成相应的调试任务。
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