CN107766090A - 一种基于epld协助cpu启动的方法及装置 - Google Patents

Abstract

本发明公开一种电路实现的通过EPLD协助CPU启动的方法和装置。包括：一个CPU，上电后通过数据总线或特定管脚读取硬件配置字，根据硬件配置字决定CPU工作模式，如大小端模式，从何种存储器启动,启动基础地址等等；一个可编程逻辑芯片EPLD，用于配置CPU硬件配置字，并通过扩展的地址总线，数据总线，片选，读写信号等对地址进行译码，协助CPU扩展LOCAL BUS；一个内部IP Core 生成片内 ROM，用于存储于CPU启动相关的其他重要参数,CPU可以通过EPLD内部译码电路访问该ROM；本发明还公开了一种通过EPLD协助CPU启动的方法和装置。本发明能够有效屏蔽底层硬件启动细节，具备更好的兼容性，简化单板BOM，节省成本。

Description

一种基于EPLD协助CPU启动的方法及装置

技术领域

本发明涉及IT应用技术领域，特别是底层CPU启动比较繁琐，需要硬件配置协助启动的系统。

背景技术

常见的CPU小系统，如Freescale的MPC852,MPC8306等，在系统上电启动时，需要读取外围的硬件配置字和其他硬件配置信息来决定系统启动模式，如大小端模式，启动地址，主频及其他系统配置信息，不同型号的CPU硬件配置字不尽相同，配置信息也有差别，通常硬件配置字通过上下拉电阻初步配置，然后将其他配置字写入Nor Flash或EEPROM,这样就需要通过修改料单更改硬件配置字，同时还要修改EEPROM中部分配置信息，管理起来比较繁琐。

目前市场上处理器启动方法大部分通过修改硬件BOM料单，同时还需要修改存储的片外存储器的配置字。下面是两篇关于这方面的专利。

中国发明专利ZL201210215590.0（申请日：2012年06月27日）本发明公开了一种处理器初始化方法及装置，该方法包括：在硬件复位期间对相同架构下的处理器进行配置，其中，处理器属于同一系列且内核相同；对处理器及其片外资源进行初始化。本发明通过同一引导程序对相同架构下的处理器进行配置和初始化，将同类产品的引导程序编译为同一个文件，增加了引导程序的灵活性，便于引导程序版本的维护和管理，且进行不同硬件设备（即片外资源）的初始化工作，为底层软件进一步屏蔽了硬件差别。该方法通过软件能屏蔽部分底层细节，但在底层地址译码，总线扩展，配置字加密方面不如EPLD实现严谨。

中国发明专利ZL 201210079328.8 （申请日：2012年03月23日）本发明公开了一种双Boot切换的实现方法及装置，方法包括：在射频识别RFID设备上电复位后，EPLD通过读取可擦除可编程存储器中的启动标志字节，对使用主Boot启动还是使用备Boot启动进行选择；EPLD将CPU的地址线映射到NOR Flash上用于主Boot启动的第一地址空间或用于备Boot启动的第二地址空间；CPU从对应于上述选择结果的第一地址空间或第二地址空间执行相应的Boot启动。本发明通过EPLD的控制和对CPU总线控制器的操作，实现了双Boot切换的功能。改方法只使用EPLD扩展总线，进行地址译码，切换片外ROM的地址实现双BOOT功能，但对于底层硬件启动仍然需要经过外部料单选焊和片外存储参数实现，仍然不够灵活，兼容性差。

发明内容

本发明所要解决的技术问题是：克服现有技术中存在的需要通过繁琐的料单选焊实现硬件配置字，片外配置字修改不方便的问题。

本发明的目的是提供一种简单的解决方案，能简化料单，实现简单灵活且兼容性强。

为了实现上述目的，本发明采用以下的通过EPLD协助CUP启动的技术方案。

如图1 所示，本发明的CPU和EPLD连接框图，由EPLD I/O口实现本地总线（LocalBus），EPLD内部ROM读寻址电路组成。

不同CPU的硬件配置字是不同的，EPLD可以输出不同的高低电平作为硬件配置字；由于不同型号的CPU对应的EPLD版本一般是不同的，实现此功能简单，占用资源也很少。

不同CPU启动时数据宽度是不同的，有的是字节，有的是半字，通过硬件配置字或其他信息不同，可以指定逻辑进行切换译码，方便灵活。

对于个别大小端不同的CPU，EPLD也可以进行数据总线或地址总线的重新映射，规避外部器件连线变更的风险。

如图2所示了，本发明的逻辑内部译码和读取配置信息框图，逻辑内部通过组合逻辑实现地址总线，数据总线，片选和读写信号，同时实现IP_ROM读操作译码，根据CPU小系统是从低地址启动，还是从高地址启动进行地址译码，方便不同系列或型号的CPU启动。

最后应当说明的是，以上实施例仅用以说明本发明的技术方案而非限制，尽管参照较佳实施例对本发明进行了详细说明，本领域的普通技术人员应当理解，可以对本发明进行修改、更改或者等同替换，而不脱离本发明权利要求的精神和范围。

有益效果：

采用本发明所述方法和装置，与现有技术相比，系统配置简单灵活，兼容性强，能屏蔽CPU启动细节，并简化BOM料单。

附图说明

此处所说明的附图用来提供对本发明的进一步理解，构成本申请的一部分，本发明的示意性实施例及其说明用于解释本发明，并不构成对本发明的不当限定。在附图中：

图1为本发明所述的CPU和EPLD连接框图。

图2 为本发明所述的逻辑内部译码和读取配置信息框图。

具体实施方式

下面结合附图对技术方案的实施作进一步的详细描述：

本系统的硬件电路包括：CPU ，可编程逻辑器件EPLD。

所述CPU可以是PowerPC，也可以是ARM处理器或其他高端处理器，负责单板或系统的控制，运算，通信等功能，上电后CPU内置的Boot启动读取特定管脚的硬件配置字，该配置字决定了CPU大小端模式，启动地址，主频及其他系统配置信息。CPU得到上述信息后会根据指定硬件配置字，通过本地总线读取EPLD内部的ROM，该ROM是利用EPLD 内部IP CORE生成 。

所述可编程逻辑器件EPLD，具备上电快速启动，内容掉电不丢失的特点，既可以配置外部电平高低，又可以存储其他硬件启动字。其中对于需要上下拉的配置的，只需要使能EPLD的内置上拉或下拉配置即可。对于复杂的配置字，需要以常数的形式存储到片内ROM中，通过生产IP core 形式，生产地址线，数据线，片选信号，读写使能信号。

所述CPU与EPLD之间通过并行总线连接，包括并行地址总线或者复用解复用总线，数据总线，EPLD片选信号，读写信号等。CPU通过与EPLD之间的片选信号，片内ROM访问，是通过内部译码电路实现的，逻辑上将片内ROM映射到片外。

CPU 读取完硬件配置字后，通过EPLD地址译码，可以访问片外NOR FLASH，从而实现启动代码的引导。

本发明所述的系统和方法，尤其适合涉及底层CPU启动比较繁琐，需要硬件配置协助启动的技术领域，特别是应用PowerPC ,ARM 等处理器的系统。简化了电路设计，通过逻辑译码等工作还具备一定的保密作用。

以上所述，仅为本发明的较佳实施例而已，并非用于限定本发明的保护范围，凡在本发明的精神和原则之内所作的任何修改、等同替换和改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。

Claims (5)

1.一种基于EPLD协助CPU启动的方法和装置，其特征在于，所述的通过EPLD协助CPU启动系统，具有CPU单元和可编程逻辑单元、内部IP core 生成的存储单元，译码单元等。

2.如权利要求1所述的处理器和可编程逻辑之间通过局部总线进行硬件连接，包括地址总线，数据总线，片选，读写信号等。

3.如权利要求1所述的可编程逻辑芯片通过编程，可以实现对总线扩展，译码功能，并可以通过组合逻辑实现对片内存储空间的访问。

4.如权利要求1所述的可编程逻辑芯片利用片内ROM资源存储其他硬件配置字，具备可通过修改逻辑版本，灵活修改硬件配置字的特点。

5.如权利要求1所述的可编程逻辑芯片利用片内ROM资源存储其他硬件配置字，具备掉电不丢失特性。