CN117826571A - 用于设置处理器的工作模式的装置 - Google Patents

Abstract

本申请涉及电子技术，特别涉及用于设置处理器的工作模式的装置。按照本申请的一个实施例的用于设置处理器的工作模式的装置包括：第一连接部件，其适于与所述处理器的工作模式引脚连接；第二连接部件，其适于与电源连接；多个电路单元，每个所述电路单元连接在所述第一连接部件与所述第二连接部件之间或者连接在所述第一连接部件与接地之间，并且包含各自的开关元件以选择性地导通或关断相应的电路单元，其中，所述开关元件具有多个组合状态，每个组合状态对应于在所述第一连接部件上输出的多个工作模式设置信号的其中一个。

Description

用于设置处理器的工作模式的装置

技术领域

本申请涉及电子技术，特别涉及用于设置处理器的工作模式的装置。

背景技术

智能化是汽车行业未来的发展趋势，而域控制器是实现汽车智能化的重要组成部分。域控制器可以对车辆的各个系统进行集中控制，提高了车辆的效率和性能。同时，域控制器还可以将多个ECU整合在一起，形成一个统一的计算平台。

随着域控制器的功能日益复杂化，所选用的主控芯片或处理器的种类也不断增多，这无疑增加了芯片调试的复杂性。例如每种主控芯片进入工作模式(例如调试(DEBUG)模式)的方式可能并不相同。因此，如果专门为各种主控芯片设计相应的工作模式选择电路，则不仅增加了开发的工作量，而且也不利于降低制造成本。

发明内容

本申请的一个目的是提供一种用于设置处理器的工作模式的装置，上述装置能够为各种处理器提供通用的工作模式选择工具。

按照本申请的一个方面，提供一种用于设置处理器的工作模式的装置，包括：

第一连接部件，其适于与所述处理器的工作模式引脚连接；

第二连接部件，其适于与电源连接；

多个电路单元，每个所述电路单元连接在所述第一连接部件与所述第二连接部件之间或者连接在所述第一连接部件与接地之间，并且包含各自的开关元件以选择性地导通或关断相应的电路单元，

其中，所述开关元件具有多个组合状态，每个组合状态对应于在所述第一连接部件上输出的多个工作模式设置信号的其中一个。

可选地，在上述装置中，所述装置以印刷电路板的形式实施。

可选地，在上述装置中，所述工作模式为调试模式。

可选地，在上述装置中，所述第一连接部件和所述第二连接部件为金属顶针。

可选地，在上述装置中，所述开关元件为下列中的一种：手动开关、场效应晶体管和晶体三极管。

可选地，在上述装置中，所述多个电路单元包括：

第一电路单元，其包含连接在所述第一连接部件与接地之间的第一开关元件；

第二电路单元，其包含连接在所述第一连接部件与所述第二连接部件之间的第二开关元件；

第三电路单元，其包含串联连接在所述第一连接部件与所述第二连接部件之间的电平转换电路和第三开关元件，所述电平转换电路被配置为响应于高电平的输入信号，输出一个由高电平转变为低电平的输出信号。

可选地，在上述装置中，所述组合状态包括第一组合状态、第二组合状态和第三组合状态，

其中，在所述第一组合状态下，所述第一开关元件闭合并且所述第二开关元件和所述第三开关元件断开，使得在所述第一连接部件上输出的工作模式设置信号为低电平信号，

其中，在所述第二组合状态下，所述第一开关元件和所述第三开关元件断开并且所述第二开关元件闭合，使得在所述第一连接部件上输出的工作模式设置信号为高电平信号，

其中，在所述第三组合状态下，所述第一开关元件和所述第三开关元件闭合并且所述第二开关元件断开，使得在所述第一连接部件上输出的工作模式设置信号为由高电平转变为低电平的信号或由低电平转变为高电平的信号。

可选地，在上述装置中，所述电平转换电路包括：

电容器，其连接在所述第二连接部件与所述接地之间；

晶体三极管，其包含连接在所述第二连接部件与所述电容器之间的基极、与所述第二连接部件连接的发射极和与所述第一连接部件连接的集电极。

可选地，在上述装置中，所述第三开关元件连接在所述第一连接部件与所述第二连接部件之间，并且所述电平转换电路包括：

电容器，其连接在所述第二连接部件与所述接地之间；

NPN型晶体三极管，其包含连接在所述第二连接部件与所述电容器之间的基极、连接至接地的发射极和连接至所述第二连接部件与所述第三开关元件的共接点的集电极。

可选地，在上述装置中，所述晶体三极管为PNP型晶体三极管或NPN型晶体三极管。

在本申请的一些实施例中，通过利用单个通用装置来提供符合各种处理器芯片的电气规范的工作模式设置信号，这避免了在处理器芯片所在的印刷电路板上设置专用的工作模式选择电路，并且由于通用装置可以被重复使用于各种处理器芯片的工作模式的设置，因此明显降低了制造成本和使用成本。此外，在本申请的一些实施例中，采用普通元器件(例如晶体三极管、电阻器和电容器)即可实现该装置的功能，这进一步地降低了成本。

附图说明

本申请的上述和/或其它方面和优点将通过以下结合附图的各个方面的描述变得更加清晰和更容易理解，附图中相同或相似的单元采用相同的标号表示。附图包括：

图1为按照本申请一个实施例的用于设置处理器的工作模式的装置的示意图。

图2为按照本申请另一个实施例的用于设置处理器的工作模式的装置的电路原理图。

图3为按照本申请另一个实施例的用于设置处理器的工作模式的装置的电路原理图。

具体实施方式

下面参照其中图示了本申请示意性实施例的附图更为全面地说明本申请。但本申请可以按不同形式来实现，而不应解读为仅限于本文给出的各实施例。给出的上述各实施例旨在使本文的披露全面完整，以将本申请的保护范围更为全面地传达给本领域技术人员。

在本说明书中，诸如“包含”和“包括”之类的用语表示除了具有在说明书和权利要求书中有直接和明确表述的单元和步骤以外，本申请的技术方案也不排除具有未被直接或明确表述的其它单元和步骤的情形。

除非特别说明，诸如“第一”和“第二”之类的用语并不表示单元在时间、空间、大小等方面的顺序而仅仅是作区分各单元之用。

在本说明书中，“连接”指的是两个或多个硬件实体之间用于传输电力的电连接或用于传送信号的通信连接，其包括两个硬件实体直接相连的情形，也包括两个硬件实体经其它硬件实体实现连接的情形。

在本说明书中，“处理器”指的是各种用于执行计算机程序的指令、处理数据和执行操作的半导体器件。处理器的类型包括但不限于中央处理器(CPU)、图形处理器(GPU)、数字信号处理器(DSP)、嵌入式处理器、微控制器、AI处理器等。

处理器可以集成电路芯片的形式实施，该集成电路芯片通常包含处理器核、封装和外部引脚。在下面的描述中，“处理器”和“处理器芯片”被互换使用。典型地，可以通过在指定的外部引脚上施加电平信号，使得处理器进入各种工作模式(例如调试模式)。

用于设置或激活工作模式(例如调试模式)的电路通常被布置于处理器芯片所在的印刷电路板(以下将处理器芯片所在的印刷电路板称为第一印刷电路板)上。在本申请的一些实施例中，这种用于激活工作模式的功能被单独剥离出来并集成于单个装置内，即，通过利用单个通用装置来提供符合各种处理器芯片的电气规范(例如电压幅值)的工作模式设置信号或使能信号来实施激活功能。由此可以避免在处理器芯片所在的印刷电路板上设置专用的工作模式选择电路。与此同时，这种通用装置的复用性也进一步降低了使用成本。

图1为按照本申请一个实施例的用于设置处理器的工作模式的装置的示意图。

图1所示的装置10可以印刷电路板的形式实施。为区分于第一印刷电路板，以下将实施工作模式设置功能的印刷电路板称为第二印刷电路板。参见图1，装置10包含第一连接部件110、第二连接部件120和n个(n≥2)电路单元130-1～130-n。第一连接部件110具有适于连接到电源V的形式(例如插孔、插头、插针和插槽等形式)，第二连接部件120具有适于连接到处理器的用于设置工作模式的引脚(以下称为工作模式引脚)或第一印刷电路板上的连接器的形式(例如插孔、插头、插针和插槽等形式)。在一个示例中，第一连接部件110和第二连接部件120采用金属顶针(其是插针的一种具体类型)的形式，它们在工作时被插入第一印刷电路板的连接器内。由于第一印刷电路板已经提供了适配该芯片的工作电压，因此装置10经第一连接部件110从第一印刷电路板取电有利于简化第二印刷电路板的结构。在另外一些示例中，装置10可以从其他电源(例如市电或外部直流电源)处取电。

继续参见图1，电路单元130-1～130-n中的每一个都连接在第一连接部件110与第二连接部件120之间或者第一连接部件110与接地之间，从而形成多条信号通道。借助于电路单元的内部构造可在第二连接部件120上提供具有多种电气规范(例如电压幅值和/或变化形式)的使能信号。特别是，每个电路单元内包含相应的开关元件，从而能够单独控制每条信号通道的导通和关断。各个开关元件S1～Sn的状态的组合可构成多个组合状态，在一些具体实施方式中，这些组合状态的每一个对应于在第二连接部件120处输出的其中一个类型的使能信号。开关元件S1-Sn的类型例如包括但不限于手动开关、场效应晶体管和晶体三极管等。

图2为按照本申请另一个实施例的用于设置处理器的工作模式的装置的电路原理图。所示的电路20可以印刷电路板的形式实现并被用于实施图1中的电路单元130-1～130-n。

图2所示电路20包括第一连接部件210、第二连接部件220、开关元件S21～S23、电阻器R21～R24、电容器C21和PNP型晶体三极管Q21。参见图2，第一电路单元包含串联连接的开关元件S21和电阻器R21，从而形成历经第一连接部件210、开关元件S21和电阻器R21至接地的第一信号通道。第二电路单元包括位于第一连接部件210与第二连接部件220之间的开关元件S22和电阻器R22，其形成第二信号通道。第三电路单元包含电阻器R23、R24、电容器C21和PNP型晶体三极管Q21，其中，第二连接部件220经电阻器R23、R24、电容器C21接地并且经电阻器R23与PNP型晶体三极管Q21的发射极E连接，PNP型晶体三极管Q21的基极B连接至电阻器R24与电容器C21的共接点，PNP型晶体三极管Q21的集电极C与开关元件S23相连，后者则连接至第一连接部件210。由此，在第一连接部件210与第二连接部件220之间形成一条历经电阻器R23、PNP型晶体三极管Q21和开关元件S23的第三信号通道。

以下描述图2所示电路的工作原理。

图2所示的电路20包含多种工作状态，每个工作状态对应于开关元件S21～S23的状态的其中一种组合。在下面的描述中，电路的工作状态与开关元件的组合状态将被互换使用。当需要对处理器芯片的工作模式进行设置时，可将第二印刷电路板20的第一连接部件210和第二连接部件220插入第一印刷电路板(例如图2中的控制板21)上的连接器内，从而与电源V和处理器(例如图2中的微控制器MCU)的工作模式设置引脚P相连。随后可使电路20工作于各种组合状态下，以向处理器芯片的工作模式引脚提供所需的使能信号。

在一些具体实施方式，电路20包含第一～第三组合状态或工作状态，以下分别进行描述。

在第一组合状态下，开关元件S21闭合而开关元件S22和开关元件S23断开，第一连接部件210经开关元件S21和电阻器R21接地，因此将在第一连接部件210上输出低电平的工作模式设置信号或使能信号。当需要通过在处理器的工作模式设置引脚上施加低电平信号来进入相应工作模式时，可以使电路20工作于上述第一工作状态。

在第二组合状态下，开关元件S21和第三开关元件S23断开并且第二开关元件S22闭合，电源V经第一连接部件210和电阻器R22与第二连接部件220相连，因此将在第一连接部件210上输出高电平的工作模式设置信号或使能信号。当需要通过在处理器的工作模式设置引脚上施加高电平信号来进入相应工作模式时，可以使电路20工作于上述第二工作状态。

在第三组合状态下，开关元件S21和开关元件S23闭合并且开关元件S22断开，从而形成一条历经第一连接部件210、开关元件S23、PNP型晶体三极管Q21、电阻器R23与第二连接部件220的信号通道。

当第二连接部件220与电源V连接伊始，电源V经第二连接部件220和电阻器R23、R24对电容器C21开始充电。此时PNP型晶体三极管Q21的基极B与发射极E之间的电压V_BE<0，导致PNP型晶体三极管Q21处于导通状态，进而使得第一连接部件210经电阻器R22与第二连接部件220相连，因此在第一连接部件210上将输出初始状态为高电平的工作模式设置信号或使能信号。需要说明的是，由于开关元件S21处于闭合状态，电源V的电压将被电阻器R21分压，因而第一连接部件210的输出信号的幅值低于在第二组合状态下的输出信号的幅值。通过选择电阻器R22和R21的阻值，可以将初始状态时的电平设置为所需的水平。

随着充电过程的延续，PNP型晶体三极管Q21的基极B的电压将不断增大。当基极电压达到较高水平时，PNP型晶体三极管Q21将切换至截止状态，使得电压V的电压不再被施加到第一连接部件210，因此在第一连接部件210上将输出低电平的工作模式设置信号或使能信号。当需要通过在处理器的工作模式设置引脚上施加先高后低的电平信号来进入相应工作模式时，可以使电路20工作于上述第三工作状态。

图3为按照本申请另一个实施例的用于设置处理器的工作模式的装置的电路原理图。所示的电路30也可以印刷电路板的形式实现并被用于实施图1中的电路单元130-1～130-n。

图3所示电路30包括第一连接部件310、第二连接部件320、开关元件S31～S33、电阻器R31～R35、电容器C31和NPN型晶体三极管Q31。参见图3，第一电路单元包含串联连接的开关元件S31和电阻器R31，从而形成历经第一连接部件310、开关元件S31和电阻器R3至接地的第一信号通道。第二电路单元包括位于第一连接部件310与第二连接部件320之间的开关元件S32和电阻器R32，其形成第二信号通道。第三电路单元包含电阻器R33、R34、R35、电容器C31和NPN型晶体三极管Q31，其中，第二连接部件320经电阻器R33、R34接地，并且经电阻器R35与NPN型晶体三极管Q31的集电极C连接。NPN型晶体三极管Q31的基极B连接至电阻器R33与R34的共接点，并且电容器C31并联连接在NPN型晶体三极管Q31的基极B与接地之间，NPN型晶体三极管Q31的发射极E接地，NPN型晶体三极管Q31的集电极C与开关元件S33相连，后者则连接至第一连接部件310。由此，在第一连接部件310与第二连接部件320之间形成一条历经电阻器R33、NPN型晶体三极管Q31和开关元件S33的第三信号通道。

以下描述图3所示电路的工作原理。

当第二印刷电路板30的第一连接部件310和第二连接部件320插入第一印刷电路板(例如图3中的控制板31)上的连接器后，可与电源V和处理器芯片(例如图3中的微控制器MCU)的工作模式设置引脚P相连。可使电路30工作于各种组合状态下以向处理器芯片的工作模式引脚提供所需的使能信号。以下分别描述电路30的各种组合状态或工作状态。

在第一组合状态下，开关元件S31闭合而开关元件S32和开关元件S33断开，第一连接部件310经开关元件S31和电阻器R31接地，因此将在第一连接部件310上输出低电平的工作模式设置信号或使能信号。

在第二组合状态下，开关元件S31和第三开关元件S33断开并且第二开关元件S32闭合，电源V经第一连接部件310和电阻器R32与第二连接部件320相连，因此将在第一连接部件310上输出高电平的工作模式设置信号或使能信号。

在第三组合状态下，开关元件S31和开关元件S33闭合并且开关元件S32断开，从而形成一条历经第一连接部件310、开关元件S33、NPN型晶体三极管Q31、电阻器R33与第二连接部件320的信号通道。

当第二连接部件320与电源V连接伊始，NPN型晶体三极管Q31的基极B与发射极E之间的电压V_BE＞0，NPN型晶体三极管Q31处于导通状态，因此在第一连接部件310上将输出初始状态为低电平的工作模式设置信号或使能信号。

随后，由于电容器C31的存在，NPN型晶体三极管Q31的基极B的电压不断减小。当基极电压减小到较低水平时，NPN型晶体三极管Q31将切换至截止状态，因此在第一连接部件310上将输出高电平的工作模式设置信号或使能信号。当需要通过在处理器的工作模式设置引脚上施加先低后高的电平信号来进入相应工作模式时，可以使电路30工作于上述第三工作状态。

图2和图3所示电路所给出的用于实现电平信号变换的电路仅仅是示例性的，还可以采用其他形式的电路来实现这种电平转换。在其他实施例中，可以将图2中的PNP型晶体三极管替换为NPN型晶体三极管，此时在第三组合状态下，可在处理器的工作模式设置引脚上施加先低后高的电平信号。在另外的实施例中，也可以将图3中的NPN型晶体三极管替换为PNP型晶体三极管，此时在第三组合状态下，可在处理器的工作模式设置引脚上施加先高后低的电平信号。

由于可采用普通元器件(例如晶体三极管、电阻器和电容器)等来实现上述以及其他实施例中的电路，因此降低了成本。

本领域的技术人员将会理解，本文中所描述的各种示意性逻辑块、模块、电路和算法步骤可以被实现为电子硬件、计算机软件或两者的组合。

为了表明硬件和软件间的可互换性，各种示意性部件、块、模块、电路和步骤在上文根据其功能性总体地进行了描述。这样的功能性以硬件形式或软件形式实施取决于特定应用以及对总体系统所施加的设计限制。本领域技术人员可以针对具体的特定应用、按照变化的方式来实现所描述的功能性，但是，这样的实现方式决策不应当被理解为导致与本申请范围的背离。

尽管只对其中一些本申请的具体实施方式进行了描述，但是本领域普通技术人员应当了解，本申请可以在不偏离其主旨与范围内以许多其他的形式实施。因此，所展示的例子与实施方式被视为示意性的而非限制性的，在不脱离如所附各权利要求所定义的本申请精神及范围的情况下，本申请可能涵盖各种的修改与替换。

提供本文中提出的实施例和示例，以便最好地说明按照本技术及其特定应用的实施例，并且由此使本领域的技术人员能够实施和使用本申请。但是，本领域的技术人员将会知道，仅为了便于说明和举例而提供以上描述和示例。所提出的描述不是意在涵盖本申请的各个方面或者将本申请局限于所公开的精确形式。

Claims (10)

1.一种用于设置处理器的工作模式的装置，其特征在于，包括：

第一连接部件，其适于与所述处理器的工作模式引脚连接；

第二连接部件，其适于与电源连接；

多个电路单元，每个所述电路单元连接在所述第一连接部件与所述第二连接部件之间或者连接在所述第一连接部件与接地之间，并且包含各自的开关元件以选择性地导通或关断相应的电路单元，

其中，所述开关元件具有多个组合状态，每个组合状态对应于在所述第一连接部件上输出的多个工作模式设置信号的其中一个。

2.如权利要求1所述的装置，其中，所述装置以印刷电路板的形式实施。

3.如权利要求1所述的装置，其中，所述工作模式为调试模式。

4.如权利要求1所述的装置，其中，所述第一连接部件和所述第二连接部件为金属顶针。

5.如权利要求1所述的装置，其中，所述开关元件为下列中的一种：手动开关、场效应晶体管和晶体三极管。

6.如权利要求1所述的装置，其中，所述多个电路单元包括：

第一电路单元，其包含连接在所述第一连接部件与接地之间的第一开关元件；

第二电路单元，其包含连接在所述第一连接部件与所述第二连接部件之间的第二开关元件；

第三电路单元，其包含串联连接在所述第一连接部件与所述第二连接部件之间的电平转换电路和第三开关元件，所述电平转换电路被配置为响应于高电平的输入信号，输出一个由高电平转变为低电平的输出信号。

7.如权利要求6所述的装置，其中，所述组合状态包括第一组合状态、第二组合状态和第三组合状态，

其中，在所述第一组合状态下，所述第一开关元件闭合并且所述第二开关元件和所述第三开关元件断开，使得在所述第一连接部件上输出的工作模式设置信号为低电平信号，

其中，在所述第二组合状态下，所述第一开关元件和所述第三开关元件断开并且所述第二开关元件闭合，使得在所述第一连接部件上输出的工作模式设置信号为高电平信号，

其中，在所述第三组合状态下，所述第一开关元件和所述第三开关元件闭合并且所述第二开关元件断开，使得在所述第一连接部件上输出的工作模式设置信号为由高电平转变为低电平的信号或由低电平转变为高电平的信号。

8.如权利要求6所述的装置，其中，所述电平转换电路包括：

电容器，其连接在所述第二连接部件与所述接地之间；

晶体三极管，其包含连接在所述第二连接部件与所述电容器之间的基极、与所述第二连接部件连接的发射极和与所述第一连接部件连接的集电极。

9.如权利要求6所述的装置，其中，所述第三开关元件连接在所述第一连接部件与所述第二连接部件之间，并且所述电平转换电路包括：

电容器，其连接在所述第二连接部件与所述接地之间；

NPN型晶体三极管，其包含连接在所述第二连接部件与所述电容器之间的基极、连接至接地的发射极和连接至所述第二连接部件与所述第三开关元件的共接点的集电极。

10.如权利要求8或9所述的装置，其中，所述晶体三极管为PNP型晶体三极管或NPN型晶体三极管。