CN110795300B - 一种中断监视器及片上系统 - Google Patents
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Abstract
本发明提供一种该片上系统包括：微控制单元，用于接收至少一个外部设备的中断，进入中断处理状态以处理所述至少一个外部设备的中断，并根据所述至少一个外部设备的中断生成中断监视信号，以使所述至少一个外部设备的中断被监视；现场可编程门阵列，与微控制单元连接，用于自所述微控制单元接收所述中断监视信号，以对所述至少一个外部设备的中断进行监视。本发明还提供一种中断监视器。本发明实现监视外部设备的中断，方便设计人员确定发生中断的外部设备，降低了微控制单元的开发与调试难度，有助于设计人员快速开发与调试，提高了开发与调试的效率。
Description
技术领域
本发明的所公开实施例涉及电路技术领域，且更具体而言，涉及一种中断监视器及片上系统。
背景技术
随着FPGA技术飞速发展，MCU与FPGA的片上(SoC)架构的应用越来越广泛。MCU与FPGA SoC架构是指FPGA将MCU、存储器、外部设备等与FPGA内核连接，构成一个MCU加FPGA内核的SoC架构。MCU通常存在多种外部设备，每个外部设备可能存在至少一个中断。然而，目前MCU与FPGA的片上架构中，当MCU的外部设备发生中断时，设计人员不能实时监视到发生中断的外部设备，增加了设计与调试的难度。
发明内容
根据本发明的实施例，本发明提出一种片上系统、设备及通信系统，以解决上述问题。
根据本发明的第一方面，公开一种实例性的一种片上系统。该片上系统包括：微控制单元，用于接收至少一个外部设备的中断，进入中断处理状态以处理所述至少一个外部设备的中断，并根据所述至少一个外部设备的中断生成中断监视信号，以使所述至少一个外部设备的中断被监视；现场可编程门阵列，与微控制单元连接，用于自所述微控制单元接收所述中断监视信号，以对所述至少一个外部设备的中断进行监视。
在一些实施例中，所述现场可编程门阵列包括：解码器，用于对所述微控制单元根据所述至少一个外部设备的中断而生成的中断监视信号进行解码，以得到所述至少一个外部设备的中断所对应的中断码，并生成中断监视选择信号；多路选择器，每路映射所述至少一个外部设备中的一个的中断，用于根据所述中断监视选择信号选择其中一路映射所述至少一个外部设备中的一个的中断。
在一些实施例中，所述现场可编程门阵列还包括：边界总线，所述解码器与所述边界总线连接，所述边界总线还与所述微控制单元的输出端连接，用于自所述微控制单元接收所述微控制单元根据所述至少一个外部设备的中断而生成的中断监视信号。
在一些实施例中，所述微控制单元包括：中断连接电路，输入端与所述至少一个外部设备连接，输出端与所述现场可编程门阵列连接，用于根据所述至少一个外部设备的中断生成并输出所述中断监视信号。
在一些实施例中，所述中断连接电路包括多路复用器，每个输入端与一个外部设备连接，输出端与所述现场可编程门阵列连接。
根据本发明的第一方面，公开一种实例性的一种中断监视器，包括：现场可编程门阵列，与微控制单元连接，用于自所述微控制单元接收所述微控制单元根据所述至少一个外部设备的中断而生成的中断监视信号，以对所述至少一个外部设备的中断进行监视。
在一些实施例中，所述现场可编程门阵列包括：解码器，用于对所述微控制单元根据所述至少一个外部设备的中断而生成的中断监视信号进行解码，以得到所述至少一个外部设备的中断所对应的中断码，并生成中断监视选择信号；多路选择器，每路映射所述至少一个外部设备中的一个的中断，用于根据所述中断监视选择信号选择其中一路映射所述至少一个外部设备中的一个的中断。
在一些实施例中，所述现场可编程门阵列还包括：边界总线，所述解码器与所述边界总线连接，所述边界总线还与所述微控制单元的输出端连接，用于自所述微控制单元接收所述微控制单元根据所述至少一个外部设备的中断而生成的中断监视信号。
在一些实施例中，所述微控制单元包括：中断连接电路，输入端与所述至少一个外部设备连接，输出端与所述现场可编程门阵列连接，用于根据所述至少一个外部设备的中断生成并输出所述中断监视信号。
在一些实施例中，所述中断连接电路包括多路复用器，每个输入端与一个外部设备连接，输出端与所述现场可编程门阵列连接。
本发明的有益效果有：片上系统通过现场可编程门阵列自微控制单元接收微控制单元根据至少一个外部设备的中断生成中断监视信号，对至少一个外部设备的中断进行监视，实现监视外部设备的中断，方便设计人员确定发生中断的外部设备，降低了微控制单元的开发与调试难度，有助于设计人员快速开发与调试，提高了开发与调试的效率。
附图说明
图1是本发明第一实施例的片上系统的结构示意图。
图2是本发明第二实施例的片上系统的结构示意图。
图3是本发明实施例的中断监视器的结构示意图。
具体实施方式
本说明书及权利要求书通篇中所用的某些用语指代特定部件。如所属领域的技术人员可以理解的是，电子设备制造商可利用不同名称来指代同一个部件。本文并非以名称来区分部件，而是以功能来区分部件。在以下说明书及权利要求书中，用语“包括”是开放式的限定词语，因此其应被解释为意指“包括但不限于…”。另外，用语“耦合”旨在意指间接电连接或直接电连接。因此，当一个装置耦合到另一装置时，则这种连接可以是直接电连接或通过其他装置及连接部而实现的间接电连接。
可以理解的是，中断是指设备的处理部分(例如，处理器或者微控制单元)进程运行过程中，出现某些意外情况需要处理部分(例如，处理器或者微控制单元)干预时，处理部分(例如，处理器或者微控制单元)能够自动停止正在运行的进程并转入处理这些意外情况，处理完成后又返回被暂停的进程继续运行。
如上所述，目前MCU与FPGA的片上架构中，无法实时监控MCU的外部设备发生中断。为此，本发明提供了一种片上系统。
如图1所示，为本发明第一实施例的片上系统的结构示意图。该片上系统100包括微控制单元(Microcontroller Unit，MCU)110和现场可编程门阵列(Field ProgrammableGate Array，FPGA)120。其中，微控制单元110与现场可编程门阵列120连接，微控制单元110与至少一个外部设备(1、2…n)连接。
在一些实施例中，至少一个外部设备(1、2…n)中的每个可以为微控制单元110中内置的外部设备，也可以为由现场可编程门阵列120中的逻辑资源所实现的外部设备。可以理解的是，为了便于理解，在本发明中，如图1所示，外部设备(1、2…或n)被示出为位于微控制单元110的外部，但并不限于本发明。
微控制单元110用于接收至少一个外部设备(1、2…n)的中断，进入中断处理状态以处理所述至少一个外部设备(1、2…n)的中断，并根据所述至少一个外部设备(1、2…n)的中断生成中断监视信号，以使所述至少一个外部设备(1、2…n)的中断被监视。
现场可编程门阵列120用于自所述微控制单元110接收所述中断监视信号，以对所述至少一个外部设备(1、2…n)的中断进行监视。
在本实施例中，片上系统100通过现场可编程门阵列120自微控制单元110接收微控制单元110根据至少一个外部设备(1、2…n)的中断生成中断监视信号，对至少一个外部设备(1、2…n)的中断进行监视，实现监视外部设备的中断，方便设计人员确定发生中断的外部设备，降低了微控制单元110的开发与调试难度，有助于设计人员快速开发与调试，提高了开发与调试的效率。
如图2所示，为本发明第二实施例的片上系统的结构示意图。在上述实施例的基础上，所述微控制单元110包括中断连接电路111。中断连接电路111的输入端与所述至少一个外部设备(1、2…n)连接，输出端与所述现场可编程门阵列120连接。中断连接电路111用于根据所述至少一个外部设备(1、2…n)的中断生成并输出所述中断监视信号。中断连接电路111的输入端输入其中一个外部设备(1、2…或n)的中断，输出中断监视信号到现场可编程门阵列120。
在一些实施例中，所述中断连接电路111包括多路复用器，每个输入端与一个外部设备(1、2…或n)连接，输出端与所述现场可编程门阵列120连接。也就是说多路复用器的每个输入端输入该外部设备(1、2…或n)的中断，输出端输出中断监视信号。
现场可编程门阵列120包括解码器121和多路选择器122，其中多路选择器122的每路映射所述至少一个外部设备(1、2…n)中的一个的中断，也就是说，多路选择器122的每路被映射作为所述至少一个外部设备(1、2…n)中的一个的中断的输出路径。其中，解码器121的输入端输入微控制单元110根据所述至少一个外部设备(1、2…n)的中断而生成的中断监视信号，解码器121的第一输出端与多路选择器122的控制端连接，解码器121的第二输出端与多路选择器122的输入端连接。
解码器121用于对所述微控制单元110根据所述至少一个外部设备(1、2…n)的中断而生成的中断监视信号进行解码，以得到所述至少一个外部设备(1、2…n)的中断所对应的中断码，并生成中断监视选择信号。
该多路选择器122用于根据所述中断监视选择信号选择其中一路映射所述至少一个外部设备(1、2…n)中的一个的中断。
在一些实施例中，所述现场可编程门阵列120还包括边界总线123，其中，所述解码器121与所述边界总线123连接，所述边界总线123还与所述微控制单元110的输出端连接。也就是说，解码器121通过边界总线123与微控制单元110连接。边界总线123用于自所述微控制单元110接收所述微控制单元110根据所述至少一个外部设备(1、2…n)的中断而生成的中断监视信号。
如图3所示，为本发明实施例的中断监视器的结构示意图。该中断监视器300应用于片上系统的微控制单元310。也就是说，该中断监视器300用于监视微控制单元310的至少一个外部设备(1、2…n)的中断。
该中断监视器300包括现场可编程门阵列320，其中该现场可编程门阵列320与微控制单元310连接。该现场可编程门阵列320用于自所述微控制单元310接收所述微控制单元310根据所述至少一个外部设备(1、2…n)的中断而生成的中断监视信号，以对所述至少一个外部设备(1、2…n)的中断进行监视。
在一些实施例中，微控制单元310包括中断连接电路311。中断连接电路311的输入端与所述至少一个外部设备(1、2…n)连接，输出端与所述现场可编程门阵列320连接。中断连接电路311用于根据所述至少一个外部设备(1、2…n)的中断生成并输出所述中断监视信号。
在一些实施例中，所述中断连接电路311包括多路复用器，每个输入端与一个外部设备(1、2…或n)连接，输出端与所述现场可编程门阵列320连接。也就是说多路复用器的每个输入端输入该外部设备(1、2…或n)的中断，输出端输出中断监视信号。
在本实施例中，中断监视器300通过现场可编程门阵列320自微控制单元310接收微控制单元310根据至少一个外部设备(1、2…n)的中断生成中断监视信号，对至少一个外部设备(1、2…n)的中断进行监视，实现监视外部设备的中断，方便设计人员确定发生中断的外部设备，降低了微控制单元310的开发与调试难度，有助于设计人员快速开发与调试，提高了开发与调试的效率。
现场可编程门阵列320包括解码器321和多路选择器322，其中多路选择器322的每路映射所述至少一个外部设备(1、2…n)中的一个的中断，也就是说，多路选择器322的每路被映射作为所述至少一个外部设备(1、2…n)中的一个的中断的输出路径。其中，解码器321的输入端输入微控制单元310根据所述至少一个外部设备(1、2…n)的中断而生成的中断监视信号，解码器321的第一输出端与多路选择器322的控制端连接，解码器321的第二输出端与多路选择器322的输入端连接。
解码器321用于对所述微控制单元310根据所述至少一个外部设备(1、2…n)的中断而生成的中断监视信号进行解码，以得到所述至少一个外部设备(1、2…n)的中断所对应的中断码，并生成中断监视选择信号。
该多路选择器322用于根据所述中断监视选择信号选择其中一路映射所述至少一个外部设备(1、2…n)中的一个的中断。
所述现场可编程门阵列320还包括边界总线323，其中，所述解码器321与所述边界总线323连接，所述边界总线323还与所述微控制单元310的输出端连接。也就是说，解码器321通过边界总线323与微控制单元310连接。边界总线323用于自所述微控制单元310接收所述微控制单元310根据所述至少一个外部设备(1、2…n)的中断而生成的中断监视信号。
以上所述，仅为本发明较佳的具体实施例，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，可轻易想到的变化或替换，都应涵盖在本发明的保护范围之内。因此，本发明的保护范围应该以权利要求的保护范围为准。
Claims (8)
1.一种微控制单元和现场可编程门阵列片上系统，其特征在于，包括：
微控制单元，用于接收至少一个外部设备的中断，进入中断处理状态以处理所述至少一个外部设备的中断，并根据所述至少一个外部设备的中断生成中断监视信号，以使所述至少一个外部设备的中断被监视；以及
现场可编程门阵列，与微控制单元连接，用于自所述微控制单元接收所述中断监视信号，以对所述至少一个外部设备的中断进行监视；
所述现场可编程门阵列包括：
解码器，用于对所述微控制单元根据所述至少一个外部设备的中断而生成的中断监视信号进行解码，以得到所述至少一个外部设备的中断所对应的中断码，并生成中断监视选择信号；以及
多路选择器，每路映射所述至少一个外部设备中的一个的中断，用于根据所述中断监视选择信号选择其中一路映射所述至少一个外部设备中的一个的中断。
2.如权利要求1中所述的片上系统，其特征在于，所述现场可编程门阵列还包括：
边界总线，所述解码器与所述边界总线连接，所述边界总线还与所述微控制单元的输出端连接，用于自所述微控制单元接收所述微控制单元根据所述至少一个外部设备的中断而生成的中断监视信号。
3.如权利要求1中所述的片上系统，其特征在于，所述微控制单元包括：
中断连接电路，输入端与所述至少一个外部设备连接，输出端与所述现场可编程门阵列连接，用于根据所述至少一个外部设备的中断生成并输出所述中断监视信号。
4.如权利要求3中所述的片上系统，其特征在于，所述中断连接电路包括多路复用器，每个输入端与一个外部设备连接，输出端与所述现场可编程门阵列连接。
5.一种中断监视器，其特征在于，应用在微控制单元和现场可编程门阵列片上系统中，所述中断监视器包括：
现场可编程门阵列，与微控制单元连接，用于自所述微控制单元接收所述微控制单元根据至少一个外部设备的中断而生成的中断监视信号，以对所述至少一个外部设备的中断进行监视；
所述现场可编程门阵列包括：
解码器，用于对所述微控制单元根据所述至少一个外部设备的中断而生成的中断监视信号进行解码，以得到所述至少一个外部设备的中断所对应的中断码，并生成中断监视选择信号；以及
多路选择器，每路映射所述至少一个外部设备中的一个的中断，用于根据所述中断监视选择信号选择其中一路映射所述至少一个外部设备中的一个的中断。
6.如权利要求5中所述的中断监视器，其特征在于，所述现场可编程门阵列还包括：
边界总线，所述解码器与所述边界总线连接，所述边界总线还与所述微控制单元的输出端连接，用于自所述微控制单元接收所述微控制单元根据所述至少一个外部设备的中断而生成的中断监视信号。
7.如权利要求5中所述的中断监视器，其特征在于，所述微控制单元包括：
中断连接电路，输入端与所述至少一个外部设备连接，输出端与所述现场可编程门阵列连接，用于根据所述至少一个外部设备的中断生成并输出所述中断监视信号。
8.如权利要求7中所述的中断监视器，其特征在于，所述中断连接电路包括多路复用器，每个输入端与一个外部设备连接，输出端与所述现场可编程门阵列连接。
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