CN114895612B - 一种用于dsp芯片的仿真系统 - Google Patents
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Abstract
本发明涉及一种用于DSP芯片的仿真系统,仿真系统包括:DSP仿真器,其包括USB接口、电平转换电路和通信协议芯片;USB接口用于接收PC端的5V电源和USB数据信号;电平转换电路用于将USB接口接收的5V电源转换为3.3V电源,3.3V电源用于对JTAG接口、三态门开关电路和通信协议芯片供电;通信协议芯片用于将PC端的USB信号转换为JTAG信号;JTAG接口,用于将电平转换电路输出的3.3V电源传输至烧录接口,将JTAG信号传输至烧录接口;三态门开关电路,用于控制DSP芯片在烧录过程中仅进行数据传输。仿真系统可避免DSP芯片在上电烧录的瞬间由于过冲电压导致损坏。
Description
技术领域
本发明属于仿真技术领域,具体涉及一种用于DSP芯片的仿真系统。
背景技术
DSP(Digital Signal Processing,数字信号处理)芯片应用于电子行业的各个领域,日益增长的芯片需求也增大了芯片在生产过程中的烧录工作;仿真器为计算器和搭载DSP芯片的电路板建立起了相互连接的桥梁,在软件开发中有着不可替代的地位。
目前市面上采用的DSP仿真器大多没有对DSP芯片进行上电保护,如公开号为“CN110633243A”的专利公开了一种隔离型DSP仿真器,隔离器件为两路互相隔离的电源供电,VCC1与GND1和计算机USB为一个供电系统,VCC2与GND2和目标电路板是一个供电系统,该方案对目标电路板额外供电,在上电烧录的瞬间,DSP芯片就开始运行,容易产生过大的电流导致DSP芯片的损坏。
发明内容
本发明针对现有仿真器烧录DSP芯片时,烧录瞬间DSP芯片开始运行,导致DSP芯片易损坏的问题,提供一种用于DSP芯片的仿真系统及仿真控制方法进而至少在一定程度上克服由于相关技术的限制和缺陷而导致的一个或者多个问题。
第一方面,提供一种用于DSP芯片的仿真系统,包括:
DSP仿真器,其包括USB接口、电平转换电路和通信协议芯片;
USB接口用于接收PC端的5V电源和USB数据信号;
电平转换电路用于将USB接口接收的5V电源转换为3.3V电源,电平转换电路输出的3.3V电源用于对JTAG接口、三态门开关电路和通信协议芯片供电;
通信协议芯片用于将PC端的USB信号转换为JTAG信号;
JTAG接口,用于将电平转换电路输出的3.3V电源和JTAG信号传输至烧录接口,以对DSP芯片进行烧录;
三态门开关电路,用于控制DSP芯片在烧录过程中仅进行数据传输。
进一步的,所述三态门开关电路包括三态门缓冲器,三态门缓冲器的输入端与JTAG接口的第9号引脚连接,三态门缓冲器的输出使能端接地,三态门缓冲器的输出端与通信协议芯片连接,三态门缓冲器控制通信协议芯片的晶振输出。
进一步的,JTAG接口通过数据线与烧录接口连接,JTAG接口的第9号引脚拉低为低电平,三态门缓冲器的输入端为低电平,通信协议芯片的第32号引脚为低电平;通信协议芯片的第32号引脚外接上拉电阻,通信协议芯片与目标电路板的时钟不同步。
进一步的,电平转换电路包括电平转换芯片、第一电容、第二电容、第三电容、第四电容、第一电感、第一二极管;
电平转换芯片的电源输入端与5V电源、第一电容的正极、第二电容的第一端连接,第一电容的负极、第二电容的第二端接地,第一电容为电解电容;
电平转换芯片的电源输出端与第一二极管的负极、第一电感的第一端连接,第一电感的第二端与第三电容的正极、第四电容的第一端连接,第一二极管的正极、第三电容的负极、第四电容的第二端分别接地,第三电容为电解电容;
第一电感第二端输出3.3V电源。
进一步的,所述电平转换电路还包括第二二极管,第二二极管的正极与第一电感的第二端连接;JTAG接口、三态门开关电路和通信协议芯片分别与第二二极管的负极连接。
进一步的,JTAG接口的TMS脚与烧录接口的TMS脚连接;JTAG接口的TDI脚与烧录接口的TDI脚连接;JTAG接口的TDO脚与烧录接口的TDO脚连接;JTAG接口的TCK脚与烧录接口的TCK脚连接。
进一步的,所述JTAG接口为14个引脚JTAG接口;所述烧录接口为14个引脚烧录接口。
第二方面,本发明提供一种用于DSP芯片的仿真控制方法,包括:
电平转换电路将5V电源转换为3.3V电源,并将3.3V电源传输至JTAG接口、通信协议芯片和三态门转换电路;
JTAG接口将电平转换电路输出的3.3V电源和JTAG信号传输至烧录接口,以对DSP芯片进行烧录;
三态门开关电路控制通信协议芯片的晶振输出,通过通信协议芯片控制DSP芯片仅进行数据传输。
有益效果:通过电平转换电路将PC端5V电源转换为3.3V电源,3.3V电源用于给仿真系统及目标电路板供电;通过设置三态门开关电路,三态门开关电路控制通信协议芯片的第32号引脚的晶振输出,从而使得DSP芯片在烧录过程中仅进行数据传输而不启动工作;3.3V电源使DSP芯片的输入电压处于正常工作电压范围,三态门开关电路确保DSP芯片在上电烧录瞬间仅进行数据传输,从而可保护DSP芯片,避免DSP芯片在上电烧录的瞬间由于过冲电压导致损坏。
附图说明
下面结合附图和具体实施例对本发明作出进一步详细说明。
图1为本发明公开实施例所提供的一种用于DSP芯片的仿真系统。
图2为本发明公开实施例的电平转换电路原理示意图。
图3为本发明公开实施例的三态门开关电路原理示意图。
图4为本发明公开实施例的JTAG接口示意图。
图5为本发明公开实施例的烧录接口示意图。
具体实施方式
为了能够更清楚地理解本发明的上述目的、特征和优点,下面结合附图和具体实施方式对本发明进行进一步的详细描述。需要说明的是,在不冲突的情况下,本申请的实施例及实施例中的特征可以相互组合。
在下面的描述中阐述了很多具体细节以便于充分理解本发明,但是,本发明还可以采用其他不同于在此描述的其他方式来实施,因此,本发明的保护范围并不受下面公开的具体实施例的限制。
实施例1
如图1所示,本发明公开实施例提供一种用于DSP芯片的仿真系统,包括:
DSP仿真器,其包括USB接口、电平转换电路和通信协议芯片;
USB接口用于接收PC端的5V电源和USB数据信号;
电平转换电路用于将USB接口接收的5V电源转换为3.3V电源,电平转换电路输出的3.3V电源用于对JTAG接口J1、三态门开关电路和通信协议芯片供电;
通信协议芯片用于将PC端的USB信号转换为JTAG信号;
JTAG(Joint Test Action Group,联合测试工作组)接口J1,用于将电平转换电路输出的3.3V电源和JTAG信号传输至烧录接口J2,以对DSP芯片进行烧录;
三态门开关电路,用于控制DSP芯片在烧录过程中仅进行数据传输。
具体来说,如图2所示的电平转换电路,包括电平转换芯片U1、第一电容C1、第二电容C2、第三电容C3、第四电容C4、第五电容C5、第六电容C6、第一电感L1、第一二极管D1、第一电阻R1、第二电阻R2、第三电阻R3;
电平转换芯片U1的电源输入端与5V电源、第一电容C1的正极、第二电容C2的第一端连接,第一电容C1的负极、第二电容C2的第二端接地,第一电容C1为电解电容;
电平转换芯片U1的使能输入端通过上拉第一电阻R1与电平转换芯片U1的电源输入端连接,使电平转换芯片U1工作;电平转换芯片U1的使能输入端即电平转换芯片U1的电平转换芯片U1的第5号引脚,电平转换芯片U1的电源输入端即电平转换芯片U1的第3号引脚;
电平转换芯片U1的电源输出端与第一二极管D1的负极、第一电感L1的第一端连接,第一电感L1的第二端与第三电容C3的正极、第四电容C4的第一端连接,第一二极管D1的正极、第三电容C3的负极、第四电容C4的第二端分别接地,第三电容C3为电解电容;电平转换芯片U1的电源输出端即电平转换芯片U1的第2号引脚;
电平转换芯片U1的输入反馈端与第二电阻R2的第一端、第三电阻R3的第一端连接,第二电阻R2的第二端接地,第三电阻R3的第二端与第四电阻的第一端连接;第六电容C6与第三电阻R3并接;电平转换芯片U1的输入反馈端即电平转换芯片U1的第4号引脚;
电平转换芯片U1的接地端接地;电平转换芯片U1的接地端即电平转换芯片U1的第1号引脚;
电平转换芯片U1的驱动输入端连接第五电容C5的第一端,第五电容C5的第二端与电平转换芯片U1的电源输出端连接,为电平转换芯片U1的内部高端驱动栅极电路提供输入电源;电平转换芯片U1的驱动输入端即电平转换芯片U1的第6号引脚;
第一电感L1第二端输出3.3V电源。
此实施例中,电平转换芯片U1型号为TPS56320X,通过第一电容C1、第二电容C2对进行高频滤波、低频滤波及储能,第一电感L1与第三电容C3、第四电容C4分别构成LC滤波电路,对输出电源进行整定;第一二极管D1用于提高电平转换电路的电流输出效率;第一电感L1的第二端的输出电压通过第二电阻R2、第三电阻R3分压连接到电平转换芯片U1的输入反馈端,并作为电平转换芯片U1的反馈电压输入,电平转换芯片U1根据反馈电压的大小,调节第一电感L1的第二端的输出电压的幅值,第一电感L1的第二端的输出电压为Vout,其计算公式为Vout=0.768x[1+(R3/R2)];式中R2为第二电阻R2的阻值、R3为第三电阻R3的阻值。
所述电平转换电路还包括第二二极管,第二二极管的正极与第一电感L1的第二端连接;JTAG接口J1、三态门开关电路和通信协议芯片分别与第二二极管的负极连接;第二二极管用于保护仿真系统,防止目标电路板出现电平不稳定时,电流通过JTAG接口J1回流到仿真系统,造成仿真损坏。
具体来说,如图3所示,三态门开关电路包括三态门缓冲器U2,三态门缓冲器U2的型号为SN74LVC1G125;三态门缓冲器U2的输入端与JTAG接口J1的第9号引脚连接,三态门缓冲器U2的输出使能端接地;三态门缓冲器U2的电源端与电平转换电路输出的3.3V电源连接,三态门缓冲器U2的电源端还通过电容接地;三态门缓冲器U2的接地端接地;三态门缓冲器U2的输出端与通信协议芯片的第32号引脚连接,三态门缓冲器U2控制通信协议芯片的晶振输出。
具体来说,所述通信协议芯片采用的是FT2232HL系列芯片,通信协议芯片的第19号引脚与JTAG接口J1的TMS脚连接,通信协议芯片的第17号引脚与JTAG接口J1的TDI脚连接,通信协议芯片的第18号引脚与JTAG接口J1的TDO脚连接,通信协议芯片的第24号引脚与JTAG接口J1的TCK脚连接;通信协议芯片的第16号引脚与JTAG接口J1的RTCK引脚连接,通信协议芯片的第21号引脚与JTAG接口J1的TRSTn引脚连接。
具体来说,如图4所示,所述JTAG接口J1为14个引脚JTAG接口,即JTAG接口J1有14个引脚;所述烧录接口J2为14个引脚烧录接口,即烧录接口J2有14个引脚。JTAG接口J1的TMS脚与烧录接口J2的TMS脚连接;JTAG接口J1的TDI脚与烧录接口J2的TDI脚连接;JTAG接口J1的TDO脚与烧录接口J2的TDO脚连接;JTAG接口J1的TCK脚与烧录接口J2的TCK脚连接;JTAG接口J1的TVD脚与电平转换电路输出的3.3V电源连接。
如图5所示,烧录接口J2和DSP芯片位于目标电路板上,DSP芯片通过烧录接口J2与仿真系统连接;烧录接口J2的第4号引脚下拉接地,并通过数据线与DSP系统的JTAG接口J1连接。
此实施例中,JTAG接口J1通过数据线与烧录接口J2连接,因此,JTAG接口J1的第9号引脚拉低为低电平;三态门缓冲器U2的输入端为低电平,从而三态门缓冲器U2的输出端为低电平;通信协议芯片的第32号引脚为低电平,通信协议芯片的第32号引脚外接上拉电阻形成回路,使得该引脚作为普通的IO口输出,实现通信协议芯片与目标电路板上时钟不同步,进而在程序烧录过程中,目标电路板上的DSP芯片与通信协议芯片只进行数据的传输,而不启动工作。此实施例中,通过电平转换电路将PC端5V电源转换为3.3V电源,3.3V电源用于给仿真系统及目标电路板供电,从而不需给目标电路板额外供电;通过设置三态门开关电路,三态门开关电路控制通信协议芯片的第32号引脚的晶振输出,且三态门开关电路与烧录接口J2均使用电平转换电路提供的电源供电,从而可控制仿真系统与目标电路板上的DSP芯片仅进行数据的传输;3.3V电源使DSP芯片的输入电压处于正常工作电压范围,三态门开关电路确保DSP芯片在上电烧录瞬间仅进行数据传输,从而可保护DSP芯片,避免DSP芯片在上电烧录的瞬间由于过冲电压导致损坏。
实施例2
本发明公开一种用于DSP芯片的仿真控制方法,所述方法包括:
将PC端的5V电源和USB数据信号传输至USB接口;
电平转换电路的输入端与USB接口连接,将5V电源转换为3.3V电源,并将3.3V电源传输至JTAG接口J1、通信协议芯片和三态门转换电路;
通信协议芯片与USB接口连接,将USB数据信号转化为JTAG信号;
JTAG接口J1将电平转换电路输出的3.3V电源和JTAG信号传输至目标电路板;
三态门开关电路控制通信协议芯片的晶振输出,通过通信协议芯片控制目标电路板上的DSP芯片在烧录过程中仅进行数据传输。
此实施例中,使用3.3V电源供电,可使DSP芯片的输入电压处于正常工作电压范围,三态门开关电路使DSP芯片在上电烧录瞬间仅进行数据传输,从而可保护DSP芯片,避免DSP芯片在上电烧录的瞬间由于过冲电压导致损坏。
可以理解的是,上述各实施例中相同或相似部分可以相互参考,在一些实施例中未详细说明的内容可以参见其他实施例中相同或相似的内容。
需要说明的是,在本发明的描述中,术语“第一”、“第二”等仅用于描述目的,而不能理解为指示或暗示相对重要性。此外,在本发明的描述中,除非另有说明,“多个”的含义是指至少两个。
流程图中或在此以其他方式描述的任何过程或方法描述可以被理解为,表示包括一个或更多个用于实现特定逻辑功能或过程的步骤的可执行指令的代码的模块、片段或部分,并且本发明的优选实施方式的范围包括另外的实现,其中可以不按所示出或讨论的顺序,包括根据所涉及的功能按基本同时的方式或按相反的顺序,来执行功能,这应被本发明的实施例所属技术领域的技术人员所理解。
应当理解,本发明的各部分可以用硬件、软件、固件或它们的组合来实现。在上述实施方式中,多个步骤或方法可以用存储在存储器中且由合适的指令执行系统执行的软件或固件来实现。例如,如果用硬件来实现,和在另一实施方式中一样,可用本领域公知的下列技术中的任一项或他们的组合来实现:具有用于对数据信号实现逻辑功能的逻辑门电路的离散逻辑电路,具有合适的组合逻辑门电路的专用集成电路,可编程门阵列(PGA),现场可编程门阵列(FPGA)等。
本技术领域的普通技术人员可以理解实现上述实施例方法携带的全部或部分步骤是可以通过程序来指令相关的硬件完成,所述的程序可以存储于一种计算机可读存储介质中,该程序在执行时,包括方法实施例的步骤之一或其组合。
此外,在本发明各个实施例中的各功能单元可以集成在一个处理模块中,也可以是各个单元单独物理存在,也可以两个或两个以上单元集成在一个模块中。上述集成的模块既可以采用硬件的形式实现,也可以采用软件功能模块的形式实现。所述集成的模块如果以软件功能模块的形式实现并作为独立的产品销售或使用时,也可以存储在一个计算机可读取存储介质中。
上述提到的存储介质可以是只读存储器,磁盘或光盘等。
在本说明书的描述中,参考术语“一个实施例”、“一些实施例”、“示例”、“具体示例”、或“一些示例”等的描述意指结合该实施例或示例描述的具体特征、结构、材料或者特点包含于本发明的至少一个实施例或示例中。在本说明书中,对上述术语的示意性表述不一定指的是相同的实施例或示例。而且,描述的具体特征、结构、材料或者特点可以在任何的一个或多个实施例或示例中以合适的方式结合。
尽管上面已经示出和描述了本发明的实施例,可以理解的是,上述实施例是示例性的,不能理解为对本发明的限制,本领域的普通技术人员在本发明的范围内可以对上述实施例进行变化、修改、替换和变型。
Claims (6)
1.一种用于DSP芯片的仿真系统,其特征在于,包括:
DSP仿真器,其包括USB接口、电平转换电路和通信协议芯片;
USB接口用于接收PC端的5V电源和USB数据信号;
电平转换电路用于将USB接口接收的5V电源转换为3.3V电源,电平转换电路输出的3.3V电源用于对JTAG接口(J1)、三态门开关电路和通信协议芯片供电;
通信协议芯片用于将PC端的USB信号转换为JTAG信号;
JTAG接口(J1),用于将电平转换电路输出的3.3V电源和JTAG信号传输至烧录接口(J2),以对DSP芯片进行烧录;
三态门开关电路,用于控制DSP芯片在烧录过程中仅进行数据传输;
所述三态门开关电路包括三态门缓冲器(U2),三态门缓冲器(U2)的输入端与JTAG接口(J1)的第9号引脚连接,三态门缓冲器(U2)的输出使能端接地,三态门缓冲器(U2)的输出端与通信协议芯片连接,三态门缓冲器(U2)控制通信协议芯片的晶振输出。
2.根据权利要求1所述的用于DSP芯片的仿真系统,其特征在于,JTAG接口(J1)通过数据线与烧录接口(J2)连接,JTAG接口(J1)的第9号引脚拉低为低电平,三态门缓冲器(U2)的输入端为低电平,通信协议芯片的第32号引脚为低电平;通信协议芯片的第32号引脚外接上拉电阻,通信协议芯片与目标电路板的时钟不同步。
3.根据权利要求1所述的用于DSP芯片的仿真系统,其特征在于,电平转换电路包括电平转换芯片(U1)、第一电容(C1)、第二电容(C2)、第三电容(C3)、第四电容(C4)、第一电感(L1)、第一二极管(D1);
电平转换芯片(U1)的电源输入端与5V电源、第一电容(C1)的正极、第二电容(C2)的第一端连接,第一电容(C1)的负极、第二电容(C2)的第二端接地,第一电容(C1)为电解电容;
电平转换芯片(U1)的电源输出端与第一二极管(D1)的负极、第一电感(L1)的第一端连接,第一电感(L1)的第二端与第三电容(C3)的正极、第四电容(C4)的第一端连接,第一二极管(D1)的正极、第三电容(C3)的负极、第四电容(C4)的第二端分别接地,第三电容(C3)为电解电容;
第一电感(L1)的第二端输出3.3V电源。
4.根据权利要求3所述的用于DSP芯片的仿真系统,其特征在于,所述电平转换电路还包括第二二极管,第二二极管的正极与第一电感(L1)的第二端连接;JTAG接口(J1)、三态门开关电路和通信协议芯片分别与第二二极管的负极连接。
5.根据权利要求2所述的用于DSP芯片的仿真系统,其特征在于,JTAG接口(J1)的TMS脚与烧录接口(J2)的TMS脚连接;JTAG接口(J1)的TDI脚与烧录接口(J2)的TDI脚连接;JTAG接口(J1)的TDO脚与烧录接口(J2)的TDO脚连接;JTAG接口(J1)的TCK脚与烧录接口(J2)的TCK脚连接。
6.根据权利要求5所述的用于DSP芯片的仿真系统,其特征在于,所述JTAG接口(J1)为14个引脚JTAG接口;所述烧录接口(J2)为14个引脚烧录接口。
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