CN118349414A - 一种信号监控方法及芯片 - Google Patents

Abstract

本申请涉及集成电路技术领域，主要涉及一种信号监控方法及芯片，包括：在芯片处于非正常工作状态的情况下，将芯片的PAD cell的多个工作模式恢复到默认状态，默认状态包括：多个工作模式的取值为0；在多个工作模式恢复到默认状态的情况下，通过芯片的外部第一引脚和外部第二引脚的信号，启用PAD cell功能模式下的监控功能；在监控功能启用的情况下，将芯片的目标信号输出至外部信号显示设备，以在芯片外部对所述目标信号进行监控，通过本申请实施例，复用PAD cell配置监控功能，在芯片处于非正常工作状态的情况下，可通过外部引脚启用PAD cell的监控功能，从而无需寄存器，也可自动对芯片的目标信号进行监控。

Description

一种信号监控方法及芯片

技术领域

本申请涉及集成电路技术领域，主要涉及一种信号监控方法及芯片。

背景技术

随着集成电路的发展，芯片的集成度越来越高，功能越来越多，往往需要对芯片进行调试后才能正常使用。但芯片在上电或复位过程中，芯片还不能工作，无法配置一些重要的寄存器，调试不便，或者芯片出现故障，无法读取寄存器的状态，也就无法对芯片的关键信号进行监控，为查找芯片故障造成不便。

因此，在芯片处于非正常工作状态的情况下，如何对芯片的关键信号进行监控，以对芯片进行调试，是一个亟待解决的问题。

发明内容

本申请的目的之一提出了一种信号监控方法，以解决或至少部分地解决相关技术中的问题。本申请的目的之二在于提供一种芯片。

为了实现上述目的，本申请的技术方案如下：

一种信号监控方法，包括：

在芯片处于非正常工作状态的情况下，将所述芯片的PAD cell的多个工作模式恢复到默认状态，所述默认状态包括：所述多个工作模式的取值为0；

在所述多个工作模式恢复到默认状态的情况下，通过所述芯片的外部第一引脚和外部第二引脚的信号，启用所述PAD cell功能模式下的监控功能；

在所述监控功能启用的情况下，将所述芯片的目标信号输出至外部信号显示设备，以在所述芯片外部对所述目标信号进行监控。

可选的，所述外部第一引脚和外部第二引脚的信号，通过与门进行输出；所述与门输出的信号通过或门控制所述功能模式的取值；

在所述多个工作模式恢复到默认状态的情况下，通过所述芯片的外部第一引脚和外部第二引脚的信号，启用所述PAD cell功能模式下的监控功能，包括：

将所述外部第一引脚和外部第二引脚的信号切换为高电平，并获取所述与门的输出信号；

将所述与门的输出信号传输至所述或门；

在所述或门输出高电平信号的情况下，将所述功能模式取值为1；

在所述功能模式取值为1且除所述功能模式外的工作模式的取值为0的情况下，获得第一逻辑控制信号；

基于所述第一逻辑控制信号，对所述PAD cell的电路进行调整，启用所述PADcell功能模式下的监控功能。

可选的，所述多个工作模式包括第一工作模式和第二工作模式以及所述功能模式；基于所述第一逻辑控制信号，对所述PAD cell的电路进行调整，启用所述PAD cell功能模式下的监控功能，包括：

基于所述第一逻辑控制信号，将所述第一工作模式对应的第一选择器的位值以及所述第二工作模式对应的第二选择器的位值切换为位0，并将所述功能模式对应的第三选择器的位值切换为位1；以使所述功能模式下的监控功能的输出数据信号从所述第三选择器的位1输出，并经由所述第一选择器和所述第二选择器传输至所述芯片外部。

可选的，在所述芯片处于正常工作状态的情况下，所述芯片的外部第一引脚和/或外部第二引脚的信号为低电平；所述方法还包括：

在所述芯片处于正常工作状态的情况下，通过所述芯片的配置模块，启用所述PADcell的监控功能。

可选的，所述在所述芯片处于正常工作状态的情况下，通过所述芯片的配置模块，启用所述PAD cell的监控功能，包括：

获取所述配置模块输出的配置信息，所述配置信息包括所述功能模式的取值为1，且除所述功能模式外的工作模式的取值为0；

基于所述配置信息，生成第一逻辑控制信号；

基于所述第一逻辑控制信号，启用所述PAD cell的监控功能。

可选的，所述在芯片处于非正常工作状态的情况下，将所述芯片的PAD cell的多个工作模式恢复到默认状态，包括：

在所述芯片处于非正常工作状态的情况下，对所述芯片进行复位，将所述芯片的PAD cell的多个工作模式的取值切换为默认值0。

可选的，所述监控功能的输出数据信号与所述芯片的目标信号连接；所述在所述监控功能启用的情况下，将所述芯片的目标信号输出至外部信号显示设备，包括：

通过所述监控功能的输出数据信号，接收所述目标信号；

将所述目标信号，通过所述芯片的PIN传输至与所述PIN连接的所述外部信号显示设备。

可选的，在将所述芯片的PAD cell的多个工作模式恢复到默认状态之前，所述方法还包括：

读取所述芯片的寄存器状态；

在所述寄存器状态读取失败的情况下，确定所述芯片处于非正常工作状态。

可选的，所述方法还包括：

在芯片处于正常工作状态的情况下，通过所述PAD cell将芯片外部信号传输至芯片的复用逻辑模块；

通过所述复用逻辑模块，根据所述芯片外部信号，对所述多个应用模式的数据信号和使能信号进行配置。

一种芯片，所述包括PAD cell，所述PAD cell配置有监控功能，所述PAD cell用于在所述芯片处于非正常工作状态的情况下，启用所述监控功能，将所述芯片的目标信号输出至外部信号显示设备，以从芯片外部对所述目标信号进行监控。

本申请的有益效果：

在本申请中，通过在芯片处于非正常工作状态的情况下，将芯片的PAD cell的多个工作模式恢复到默认状态，默认状态包括：所述多个工作模式的取值为0；在多个工作模式恢复到默认状态的情况下，通过芯片的外部第一引脚和外部第二引脚的信号，启用PADcell功能模式下的监控功能；在该监控功能启用的情况下，将芯片的目标信号输出至外部信号显示设备，以在芯片外部对所述目标信号进行监控，通过复用PAD cell，为PAD cell添加监控功能，在芯片处于非正常工作状态的情况下，也可通过外部引脚启用PAD cell的监控功能，从而无需寄存器，也可自动对芯片的目标信号进行监控。

附图说明

为了更清楚地说明本申请实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本申请的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。

图1是本申请一实施例中所述信号监控方法的一流程图；

图2是本申请一实施例中所述功能模式取值的逻辑示意图；

图3是本申请一实施例中所述复用监控功能的一逻辑示意图；

图4是本申请一实施例中所述复用监控功能的另一逻辑示意图；

图5是本申请一实施例中所述信号监控方法的一技术架构图；

图6是本申请一实施例中所述PAD cell向芯片内部传输信号时的一逻辑示意图；

图7是本申请一实施例中所述PAD cell向芯片内部传输信号时的另一逻辑示意图；

图8是本申请一实施例中所述信号监控方法的一部分流程示意图。

具体实施方式

以下将参照附图和优选实施例来说明本申请的实施方式，本领域技术人员可由本说明书中所揭露的内容轻易地了解本申请的其他优点与功效。本申请还可以通过另外不同的具体实施方式加以实施或应用，本说明书中的各项细节也可以基于不同观点与应用，在没有背离本申请的精神下进行各种修饰或改变。应当理解，优选实施例仅为了说明本申请，而不是为了限制本申请的保护范围。

PAD为芯片上的连接点或引脚，用于与外部电路进行连接，是芯片上的一个物理结构，可以是金属、硅或陶瓷等材料。PAD cell(对应PAD功能及控制的宏单元)设置对应PAD的控制逻辑来控制PAD实现具体的功能。随着芯片的集成度越来越高，功能越来越多，PAD需进行多工作模式复用，以实现多种功能。PAD在芯片内部，芯片的PIN是将PAD通过引线连接到芯片外部。

芯片在投入使用之前，或者工作一段时间后出现故障时，需要对芯片进行调试，对芯片内的一些关键信号，例如时钟信号进行监控，以判断芯片是否存在故障，或者故障出现在何处。相关技术中，通过芯片内的寄存器输入调试指令，对芯片的关键信号进行监控。但由于芯片在上电过程中，芯片还不能工作，无法配置一些重要的寄存器，或者芯片出现故障，无法读取寄存器的状态，也就无法对芯片的关键信号进行观测。由此，本申请提出，通过复用PAD cell，为PAD cell添加监控功能，在PAD cell原有的控制逻辑基础上，增加实现监控功能的控制逻辑，以在芯片上电/复位过程中，或芯片出现故障需要调试时，启用PADcell的监控功能对芯片的内部信号进行观测、监控。具体的，通过在芯片中预先写入PADcell的监控功能的控制逻辑，使PAD cell在默认状态下，可通过芯片外部引脚如bootstrap启用PAD cell的监控功能，无需通过寄存器写入芯片内部指令，即可启动监控功能对芯片内部信号的监控，如此，通过复用PAD cell，无需使用寄存器，自动开启对芯片信号的监控，为芯片调试、故障查找提供了便利。

参照图1，图1为本申请一实施例中所述信号监控方法的一流程图。如图1所示，在本申请中，对芯片内部信号进行监控，具体可按如下步骤执行：

步骤S101，在芯片处于非正常工作状态的情况下，将芯片的PAD cell的多个工作模式恢复到默认状态。

所述默认状态包括：所述多个工作模式的取值为0。

具体而言，芯片处于非正常工作状态的情况，即该芯片需要进行调试。此时，可能芯片为初次投入使用，或者芯片中的某一功能出现故障，不能正常实现。则可将芯片的PADcell的多个工作模式恢复到默认状态。默认状态下，PAD cell的多个工作模式的取值为0，即多个模式处于未选中状态。在本申请中。功能模式处于控制电路的末端，默认状态下，即功能模式的默认功能被启用。该默认功能即为该PAD cell的功能模式中，使用频率最高的一个功能，以便于芯片在PAD cell的默认状态下，自动应用该默认功能，以提高该功能模式使用的便利性。

步骤S102，在所述多个工作模式恢复到默认状态的情况下，通过芯片的外部第一引脚和外部第二引脚的信号，启用PAD cell功能模式下的监控功能。

具体而言，在PAD cell多个工作模式恢复到默认状态的情况下，只有功能模式的默认功能被启用。由于此时芯片处于非正常工作状态，往往无法正常配置寄存器，令芯片执行相关指令，因此，芯片的关键信号无法被监控，需要启用PAD cell功能模式下的监控功能。可在PAD cell多个工作模式恢复到默认状态的情况下，将该默认功能切换为监控功能。通过芯片的外部第一引脚和外部第二引脚的信号，可启用PAD cell功能模式下的监控功能。由于芯片处于非正常工作状态，无法通过内部配置进行工作模式切换、功能切换，因此，在本实施例中，通过芯片的外部第一引脚和外部第二引脚的信号，启用该PAD cell功能模式下的监控功能。如此，可从芯片外部直接控制功能模式下的功能切换，而无需通过寄存器转换控制指令控制功能切换。在本例中，优选设置两个外部芯片引脚建立与门，以避免必须固定1个外部引脚控制功能模式取值，可对外部引脚进行复用，提高外部引脚的利用率。

步骤S103，在所述监控功能启用的情况下，将芯片的目标信号输出至外部信号显示设备，以在所述芯片外部对所述目标信号进行监控。

具体而言，在PAD cell的监控功能启用的情况下，应用该PAD cell，即可将所需监控的芯片目标信号(例如时钟信号)输出至外部信号显示设备(例如示波器或者其它信号显示仪器)。由此，用户即可通过外部信号显示设备，将芯片的目标信号进行监测，从而确定该芯片的各个模块是否出现故障，及时对故障进行处理。

在本申请中，通过在芯片处于非正常工作状态的情况下，将芯片的PAD cell的多个工作模式恢复到默认状态，默认状态包括：所述多个工作模式的取值为0；在多个工作模式恢复到默认状态的情况下，通过芯片的外部第一引脚和外部第二引脚的信号，启用PADcell功能模式下的监控功能；在该监控功能启用的情况下，将芯片的目标信号输出至外部信号显示设备，以在芯片外部对所述目标信号进行监控，通过复用PAD cell，为PAD cell添加监控功能，在芯片处于非正常工作状态的情况下，也可通过外部引脚启用PAD cell的监控功能，从而无需寄存器，也可自动对芯片的目标信号进行监控。

在一种可行的实施方式中，上述步骤S101执行之前，所述信号监控方法还包括：

读取所述芯片的寄存器状态；

在所述寄存器状态读取失败的情况下，确定所述芯片处于非正常工作状态。

具体而言，在本实施方式中，通过检测是否能成功读取芯片中寄存器的状态，来确定芯片是否处于非正常工作状态。或者，若向该寄存器中输入指令，但该寄存器无法正常读取指令，无法使该指令被芯片响应，则可确定芯片已经处于非正常工作状态，需要进行调试，排除故障。如此，通过确定芯片是否处于非正常工作状态，可及时复用PAD监控功能，对芯片的关键信号进行监控，有利于及时使芯片恢复正常。

在本申请的一个实施例中，所述外部第一引脚和外部第二引脚的信号，通过与门进行输出；所述与门输出的信号通过或门控制所述功能模式的取值；

在所述多个工作模式恢复到默认状态的情况下，通过所述芯片的外部第一引脚和外部第二引脚的信号，启用所述PAD cell功能模式下的监控功能，包括：

将所述外部第一引脚和外部第二引脚的信号切换为高电平，并获取所述与门的输出信号；

将所述与门的输出信号传输至所述或门；

在所述或门输出高电平信号的情况下，将所述功能模式取值为1；

在所述功能模式取值为1且除所述功能模式外的工作模式的取值为0的情况下，获得第一逻辑控制信号；

基于第一逻辑控制信号，对PAD cell的电路进行调整，启用PAD cell功能模式下的监控功能。

参照图2，图2为本申请一实施例中所述功能模式取值逻辑示意图。如图2所示，外部第一引脚(如bootstarp2)和外部第二引脚(和bootstrap3)的信号与与门连接。该与门根据外部第一引脚和外部第二引脚的信号，确定该与门的输出信号mon_ctrl。该与门的输出信号连接至或门。该或门连接有来源于芯片内配置模块所配置的输出信号ctrl_reg_fs_o，在默认状态下，来源于芯片配置模块的配置信息中，各个工作模式的取值为0，则配置模块所配置的针对功能模式的输出信号ctrl_reg_fs_o取值为0，此时，即可通过外部第一引脚和外部第二引脚的信号，对功能模式进行重新设置。

具体而言，通过芯片的外部第一引脚和外部第二引脚的信号，启用PAD cell功能模式下的监控功能时，可先将外部第一引脚和外部第二引脚的信号切换为高电平，并获取该与门的输出信号。即外部第一引脚和外部第二引脚的信号都为1，则与门的输出信号mon_ctrl为1(高电平)，该或门获取到mon_ctrl为1后，则或门的输出信号为高电平信号，该功能模式的取值为1。此时，在所述多个工作模式恢复到默认状态，而重新对功能模式进行取值，则可获得第一逻辑控制信号。该第一逻辑控制信号用于指示启用PAD cell的监控功能。基于该第一逻辑控制信号，即可对PAD cell的电路进行调整，控制PAD cell此时复用监控功能进行工作。

在本实施例中，该外部第一引脚和的外部第二引脚的信号可进行灵活切换，若芯片无需调试，则该外部第一引脚和的外部第二引脚的信号可用于实现其它功能；若芯片需要调试，而内部配置指令失效，则通过两个外部引脚控制PAD cell监控功能自动启动，如此，低成本地实现了在芯片处于非正常工作状态的情况下，自动复用PAD cell监控功能，可便捷地对芯片的目标信号进行监控。

在一种可行的实施方式中，所述多个工作模式包括第一工作模式和第二工作模式以及该功能模式；基于第一逻辑控制信号，对PAD cell的电路进行调整，启用PAD cell功能模式下的监控功能，包括：

基于该第一逻辑控制信号，将第一工作模式对应的第一选择器的位值以及第二工作模式对应的第二选择器的位值切换为位0，并将所述功能模式对应的第三选择器的位值切换为位1；以使所述功能模式下的监控功能的输出数据信号从所述第三选择器的位1输出，并经由所述第一选择器和所述第二选择器传输至芯片外部。

具体而言，参照图3，图3为本申请一实施例中所述复用监控功能的部分逻辑示意图。如图3所示，PAD cell可分时复用三个工作模式：第一工作模式——测试模式(简称TM)、第二工作模式——GPIO模式(简称PS)、功能模式(简称FS)，在PAD cell电路中分别设置有各个工作模式对应选择器，各选择器设置有该工作模式下的多个位，以实现多种场景下的工作模式不同复用方式。在图3中，功能模式下的监控功能对应于第三选择器中的位1，该监控功能的输出数据信号为f1_dout_i。

在基于第一逻辑控制信号，对PAD cell的电路进行调整，启用PAD cell功能模式下的监控功能时，根据第一逻辑控制信号，可将PAD cell的电路中各个工作模式对应的选择器的位值进行调整。具体的，第一工作模式对应的第一选择器的位值以及第二工作模式对应的第二选择器的位值切换为位0，功能模式对应的第三选择器的位值切换为位1。则此时第一工作模式和第二工作模式未选中，末端的第三选择器内位1启用，则位1对应的监控功能启动，该监控功能的输出数据信号f1_dout_i由第三选择器的位1输出后，经由第一选择器和第二选择器输出至芯片外部。而该监控功能的输出数据信号f1_dout_i连接有芯片的目标信号，如此，芯片的目标信号即可输出至芯片外部，从而对芯片的目标信号进行监控。

在本实施方式中，通过外部第一引脚和外部第二引脚信号所生成的第一逻辑控制信号，对PAD cell的电路进行调整，从而复用监控功能，对芯片的目标信号进行监控。如此，在控制电路上实现监控功能的复用，可自动将芯片目标信号输出至芯片外部，进而对目标信号进行分析。

在本申请的一个实施例中，在所述芯片处于正常工作状态的情况下，所述芯片的外部第一引脚和/或外部第二引脚的信号为低电平；所述信号监控方法还包括：

在芯片处于正常工作状态的情况下，通过芯片的配置模块启用所述PAD cell的监控功能。

具体的，沿用上述关于图2的说明内容，如图2所示，在芯片处于正常工作状态的情况下，外部第一引脚和/或外部第二引脚的信号为低电平信号。则与门的输出信号mon_ctrl为低电平(为0)，则此时或门的输出信号值取决于芯片的配置模块对功能模式的配置。若该配置模块控制设置功能模式的输出信号ctrl_reg_fs_o为0，则或门的输出信号值为0；若该配置模块控制设置功能模式的输出信号ctrl_reg_fs_o为1，则或门的输出信号值为1。即可通过芯片的配置模块启用所述PAD cell的监控功能。

具体的，在一种可行的实施方式中，上述通过芯片的配置模块启用所述PAD cell的监控功能，包括：

获取配置模块输出的配置信息，所述配置信息包括功能模式的取值为1，且除功能模式外的工作模式的取值为0；

基于该配置信息，生成第一逻辑控制信号；

基于该第一逻辑控制信号，启用所述PAD cell的监控功能。

具体而言，在本实施方式中，芯片处于正常工作状态，外部第一引脚和/或外部第二引脚的信号为低电平信号。根据功能模式的取值逻辑，该功能模式的值由芯片的配置模块配置。若需在芯片正常工作状态下，启用PAD cell的监控功能，则通过配置模块，设置PADcell的配置信息，例如将功能模式取值1，将除功能模式外的工作模式取值0。基于该配置信息，即可获得第一逻辑控制信号。参照上述实施方式，则基于该第一逻辑控制信号，启用PADcell的监控功能，对芯片的目标信号进行监控。如此，在芯片处于正常工作状态的情况下，无需通过外部第一引脚和/或外部第二引脚的信号启用PAD cell的监控功能。通过芯片的配置模块启用PAD cell的监控功能。

在本实施方式中，PAD cell工作模式在芯片处于正常状态下，由配置模块输入的配置信息，自由选择应用PAD cell可复用的多种工作模式，而在芯片异常的情况下，则将芯片的PAD恢复为默认状态，并通过芯片外部引脚复用监控功能，对芯片的关键信号进行监控。通过芯片的配置模块配置该PAD cell复用多个工作模式中的一个，有利于灵活切换PADcell复用工作模式。

在本申请的一个实施例中，上述步骤S101，在芯片处于非正常工作状态的情况下，将芯片的PAD cell的多个工作模式恢复到默认状态，具体可包括：

在芯片处于非正常工作状态的情况下，对所述芯片进行复位，将所述芯片的PADcell的多个工作模式的取值切换为默认值0。

具体而言，在本实施例中，芯片内置有多个工作模式在默认状态下的默认配置信息，在默认配置信息中，所述芯片的PAD cell的多个工作模式的默认值为0。若需要将PADcell的多个工作模式恢复到默认状态，则可对芯片进行复位。例如，按下芯片的复位键之后，自动将PAD cell的多个工作模式取值切换为默认值0。或者，将芯片重新上电，恢复PADcell的默认状态。

在本实施方式中，若芯片处于非正常工作的状态，可通过复位将PAD cell的多个工作模式切换为默认状态，再对PAD cell的功能模式进行重新取值，复用PAD cell的监控功能。如此，不仅可通过芯片复位或者上电将PAD cell的多个工作模式切换为默认状态，同时即使在复位或者上电的过程中，无法配置一些寄存器无法读取寄存器的状态的场景下，仍可复用启用PAD cell的监控功能，实现对芯片的目标信号进行监控。

在本申请的一个实施例中，所述监控功能的输出数据信号与芯片的目标信号连接；上述步骤S103，在所述监控功能启用的情况下，将芯片的目标信号输出至外部信号显示设备，具体可包括：

通过所述监控功能的输出数据信号，接收所述目标信号；

将所述目标信号，通过所述芯片的PIN传输至与所述PIN连接的所述外部信号显示设备。

具体而言，芯片的PIN为芯片封装后显露在芯片外的、用户可视化的芯片引脚。该PIN与外部信号显示设备(如示波器)连接。在监控功能启用时，PAD cell可控制监控功能的输出数据信号输出，该监控功能的输出数据信号与芯片的目标信号连接，则可通过监控功能的输出数据信号接收目标信号，再将该目标信号经由该PAD cell对应的PAD所连接的PIN，传输至芯片外部。外部信号显示设备即可将目标信号进行显示。

在本实施例中，通过PAD cell复用监控功能，并在配置监控功能时，将监控功能的输出数据信号与该芯片的目标信号连接，即可接收芯片的目标信号，将目标信号，通过芯片的PIN传输至与PIN连接的外部信号显示设备，以便于使用户可从芯片外部，通过外部信号显示设备对芯片的目标信号进行监控、分析。

在本申请的一个实施例中，所述信号监控方法还包括：

在芯片处于正常工作状态的情况下，通过该PAD cell将芯片外部信号传输至芯片的复用逻辑模块；

通过复用逻辑模块，根据芯片外部信号，对多个工作模式的数据信号和使能信号进行配置。

具体而言，PAD cell作为一种双向传输元件，可将芯片内部信号传输至芯片外部，也可将芯片外部信号传输至芯片内部。在本实施例中，在芯片处于正常工作状态的情况下，通过该PAD cell将芯片外部信号传输至芯片内部。例如，芯片外部信号中包括该PAD cell的各个工作模式的使能信号信息和数据信号信息，PAD cell将芯片外部信号传输至芯片的复用逻辑模块，则复用逻辑模块根据芯片外部信号，对多个工作模式的数据信号和使能信号进行配置。

在本实施方式中，PAD cell的各个工作模式中的多种子模式或者子功能的设置信息，可通过PAD cell进行传输，进而对其的工作模式进行配置。如此，充分利用PAD cell实现多种模式、功能的复用，以减少芯片优化成本，降低对芯片面积的需求。

参照图3和图4，对本申请中复用PAD cell监控功能的控制逻辑进行进一步的说明。在本申请的一个实施例中，PAD cell复用三种工作模式：TM(测试模式)、PS(GPIO模式)、FS(功能模式)为例，当前芯片中的PAD cell中写入有三种工作模式，三种工作模式在PAD分时复用。其中，FS(功能模式)下设置有三个位0-2，最低位为1，位2设置为功能模式下多种功能中的一种，此处仅为示例；位0为功能模式下的一种高频应用的功能，设置为功能模式下的默认功能。在本实施例中，FS取值为0时(f0)，复用FS的默认功能。

需要说明的是，PAD cell可复用多种工作模式，此处仅为示例性描述，并不用于限制本申请。

所述PAD celL复用监控功能时的控制逻辑如图3和图4所示。图3是本申请一实施例中所述复用监控功能的一逻辑示意图，图4是本申请一实施例中所述复用监控功能时的另一逻辑示意图。

芯片中的配置模块可将控制逻辑信号传输至PAD cell，从而使该PAD cell对应的PAD按照该控制逻辑进行工作。在图3和图4中，TM(测试模式)、PS(GPIO模式)、FS(功能模式)分别对应一个选择器，选择器的连接关系为：FS对应的选择器中输出方向连接至PS对应的选择器内的位“0”，PS对应的选择器的输出方向连接至TM对应的选择器内的位“0”，即在TM为0，PS为0的情况下，FS中的数据才可输出、生效。复用监控功能时，FS对应的选择器中位1输出信号可传输至芯片外部。

具体的，预先设置各工作模式的基础配置信息：

复用GPIO模式；

复用功能模式：功能f0，为功能模式的默认功能，io方向(即有输入和输出两种方向)，使能信号(方向控制信号)f0_oe_i，输入数据信号f0_din_o(芯片内部的其它模块生成的内部信号连接至F0的数据信号f0_din_o，可将其内部信号输出)，输出数据信号f0_dout_i；功能f1为监控功能，输出方向，数据信号为f1_dout_o；功能f2，输入方向，数据信号为f2_din_o(图中未示出)；

复用测试模式：测试模式t1，io方向，方向控制信号(使能信号)为t1_oe_i，输入数据信号为t1_din_o，输出数据信号t1_dout_i；测试模式t2，输入方向，输入数据信号为t2_din_o；测试模式t3，输出方向，输出数据信号为t3_dout_i。

基于此示例性的基础配置对PAD cell的控制逻辑进行进一步说明。

如图3所示，TM由芯片测试模块配置，PS和FS被配置模块配置，当需要测试模式时，需要测试模块配置TM。或者，TM、PS和FS皆被配置模块配置，可根据实际需要进行设置，此处仅为示例性说明。

TM不同的数字代表不同的测试模式，当TM为0时，此时测试模式未选用，功能模式和GPIO才有机会被选中。当PS为1时，选中GPIO工作模式，GPIO的输出使能信号OE和输出数据信号P_OUT由配置模块产生。当PS为0时，功能模式才有机会被选中。FS的值在芯片正常状态下由芯片配置模块配置产生，不同的值代表不同的功能模式。当上电或复位过程中，通过外部第一引脚和外部第二引脚的信号同时为1(高电平)时，若TM和PS此时为默认值0，FS取值为最低位为1，则输出功能模式下f1的数据，由于f1为监控功能，所以可以实现自动将监控信号f1_dout_i输出。上电成功后可以根据配置值，选择PAD cell不同的工作模式。监控信号f1_dout_i则将其连接的芯片关键信号传输至PIN，从而可在外部显示设备如示波器上进行显示，以对关键信号进行监测。

在图3中，功能模式(FS)所对应的选择器位于控制电路中输出端口的最内侧，距离输出端口距离最远，需在前面的工作模式皆为0(未选中)的情况下才可启用。该PAD cell新复用的监控功能对原PAD cell复用的功能影响最小。

如图4所示，仅有输出方向的子工作模式或者子功能的使能信号为1，仅有输入方向则输出使能信号为0。其中OE为GPIO的输出使能信号，由配置模块产生。当上电或复位过程中，芯片外部第一引脚和外部第二引脚的信号同时为1时，FS的值对应在最低位为1，高位为0(输入方向，此时高位不启用)，TM和PS此时为默认值0(即TM和PS未选中)，所以输出f1的使能信号1，由于此时的数据信号为f1_dout_i，使能信号为1，f1的功能为monitor(监控)，所以可以实现自动将监控的数据输出。

在实际应用中，芯片上电成功后，可以根据配置值，选择不同的使能信号进行逻辑控制。

在本申请的一个实施例中，参照图5，图5是本申请一实施例中所述信号监控方法的一技术架构图，如图5所示，芯片的配置模块和复用逻辑模块连接，PAD例化模块(即PAD的配置中心PAD cell)接收复用逻辑模块的控制逻辑信号，选择PAD启用的工作模式。

具体的，配置模块通过总线来配置或者读取数据。复用逻辑模块需要的配置信息可通过配置模块产生。当此PAD cell复用有GPIO模式时，GPIO输出和输入的数据及使能信号都放在配置模块中。

复用逻辑模块：用于根据用户的配置和芯片的内部信号，生成的复用逻辑，产生对PAD的使能信息和数据信息。

PAD例化模块(即PAD cell模块)。PAD cell除了复用逻辑模块中的四个典型信号(输入使能信号、输出使能信号，输入数据信号、输出数据信号)外，一般还会有上拉，下拉和驱动强度等信号。GPIO模式和功能模式的上拉，下拉和驱动强度等信号由配置模块产生。测试模式时，上拉，下拉和驱动强度由芯片一测试模块提供。

在芯片处于正常状态的情况下，可任意复用PAD cell的工作模式。

在本申请的一个实施例中，参照图6和图7，图6是本申请一实施例中所述PAD cell向芯片内部传输信号时的一逻辑示意图；图7是本申请一实施例中所述PAD cell向芯片内部传输信号时的另一逻辑示意图。PAD cell作为一个双向传输的介质，获取外部信号向芯片内部传输时，结合图6和图7对向芯片内部输入信号的控制逻辑做进一步的说明。

在图6中和图7中，IE为配置模块的配置的GPIO的输入使能信号，P_IN为GPIO输入数据，存入配置模块中。由于t1_oe_i和f0_oe_i为方向控制信号，当其值为1时是输出方向，为0时是输入方向，在图6、7中，为向芯片内部输入数据的输入方向，所以图6、7中两个方向信号需要取反。

在本实施例中，对PAD cell的输入方向(向芯片内部输入信息)的控制逻辑做了示例性说明。在本申请中，PAD cell的复用不仅可在芯片正常工作状态下实现多种模式、功能切换，还可以在芯片非正常工作状态下，无需寄存器启用监控功能，对芯片的关键信号进行监控，

参照图8，图8为本申请一实施例中所述信号监控方法的一逻辑示意图。如图K所示，在本申请中，可先判断芯片是否处于正常工作状态，若芯片处于需调试的状态，或者芯片的功能不能正常实现，则确定该芯片处于非正常工作状态。若芯片正常，不需要调试，则控制芯片外部第一引脚和芯片外部第二引脚的信号非全为1，可通过芯片配置模块，任意地对多个工作模式进行配置，从而选择PAD cell所复用的工作模式进行启用；若芯片不能正常工作，需要对芯片进行调试，则可将多个工作模式恢复到默认状态，例如，此时芯片可按下复位键，则PAD cell的多个工作模式都被配置为0，再将芯片外部第一引脚和芯片外部第二引脚的信号设置为全为1(全设置为高电平)，则功能模式此时取值为1，监控功能启用，可对芯片内部信号进行监测。

在一种可行的实施方式中，通过芯片的配置模块，复用该PAD cell的其它工作模式。例如：

获取配置模块输出的复用信息；基于所述复用信息，获取第二逻辑控制信号，所述第二逻辑控制信号用于确定所述PAD cell的目标工作模式；基于所述第二逻辑控制信号，将所述PAD cell的当前工作模式切换为所述目标工作模式。

在本实施方式中，通过芯片的配置模块，可对PAD cell的当前工作模式进行切换，通过复用PAD减少增加监控功能对芯片内部面积的消耗，在不会影响PAD cell原来复用工作模式的情况下，对芯片的目标信号进行监控。

本申请提供了一种信号监控方法，通过对PAD cell复用监控功能的控制逻辑设计，实现在芯片非正常状态下(例如上电或复位过程中)，复用PAD cell监控功能，将芯片的目标信号输出至芯片外部，对芯片的目标信号进行监控，从而，无需依赖与寄存器对芯片信号进行监控，有利于及时对芯片进行调试，清除芯片故障。

在一种可行的实施方式中，可通过所需复用功能的关键信息，写入文件(如EXCEL文件)，利用脚本(Phython脚本)，自动提取关键信息，生成相应的硬件电路。在本申请中，为PAD cell设置复用监控功能时，通过将监控功能的数据信号、使能信号、逻辑控制链路信息等关键信息写入配置文件，则根据该配置文件，自动生成PAD cell的目标控制电路。如此，可提高设计和配置逻辑电路的效率，实现PAD cell的监控功能复用。

基于本申请相同或相似的发明构思，在本申请的一个实施例中，提供一种芯片，所述芯片包括PAD cell，所述PAD cell配置有监控功能，所述PAD cell用于在所述芯片处于非正常工作状态的情况下，启用所述监控功能，将所述芯片的目标信号输出至外部信号显示设备，以从芯片外部对所述目标信号进行监控。

本说明书中的各个实施例均采用递进的方式描述，每个实施例重点说明的都是与其他实施例的不同之处，各个实施例之间相同相似的部分互相参见即可。

本领域内的技术人员应明白，本申请实施例可提供为方法、装置、或计算机程序产品。因此，本申请实施例可采用完全硬件实施例、完全软件实施例、或结合软件和硬件方面的实施例的形式。而且，本申请实施例可采用在一个或多个其中包含有计算机可用程序代码的计算机可用存储介质(包括但不限于磁盘存储器、CD-ROM、光学存储器等)上实施的计算机程序产品的形式。

本申请实施例是参照根据本申请实施例的方法、终端设备(系统)、和计算机程序产品的流程图和/或方框图来描述的。应理解可由计算机程序指令实现流程图和/或方框图中的每一流程和/或方框、以及流程图和/或方框图中的流程和/或方框的结合。可提供这些计算机程序指令到通用计算机、专用计算机、嵌入式处理机或其他可编程数据处理终端设备的处理器以产生一个机器，使得通过计算机或其他可编程数据处理终端设备的处理器执行的指令产生用于实现在流程图一个流程或多个流程和/或方框图一个方框或多个方框中指定的功能的装置。

这些计算机程序指令也可存储在能引导计算机或其他可编程数据处理终端设备以特定方式工作的计算机可读存储器中，使得存储在该计算机可读存储器中的指令产生包括指令装置的制造品，该指令装置实现在流程图一个流程或多个流程和/或方框图一个方框或多个方框中指定的功能。

这些计算机程序指令也可装载到计算机或其他可编程数据处理终端设备上，使得在计算机或其他可编程终端设备上执行一系列操作步骤以产生计算机实现的处理，从而在计算机或其他可编程终端设备上执行的指令提供用于实现在流程图一个流程或多个流程和/或方框图一个方框或多个方框中指定的功能的步骤。

尽管已描述了本申请实施例的优选实施例，但本领域内的技术人员一旦得知了基本创造性概念，则可对这些实施例做出另外的变更和修改。所以，所附权利要求意欲解释为包括优选实施例以及落入本申请实施例范围的所有变更和修改。

最后，还需要说明的是，在本文中，诸如第一和第二等之类的关系术语仅仅用来将一个实体或者操作与另一个实体或操作区分开来，而不一定要求或者暗示这些实体或操作之间存在任何这种实际的关系或者顺序。而且，术语“包括”、“包含”或者其任何其他变体意在涵盖非排他性的包含，从而使得包括一系列要素的过程、方法、物品或者终端设备不仅包括那些要素，而且还包括没有明确列出的其他要素，或者是还包括为这种过程、方法、物品或者终端设备所固有的要素。在没有更多限制的情况下，由语句“包括一个……”限定的要素，并不排除在包括所述要素的过程、方法、物品或者终端设备中还存在另外的相同要素。

以上对所提供的一种信号监控方法及芯片，进行了详细介绍，本文中应用了具体个例对本申请的原理及实施例进行了阐述，以上实施例的说明只是用于帮助理解本申请的方法及其核心思想；同时，对于本领域的一般技术人员，依据本申请的思想，在具体实施例及应用范围上均会有改变之处，综上所述，本说明书内容不应理解为对本申请的限制。

Claims (10)

1.一种信号监控方法，其特征在于，所述方法包括：

在芯片处于非正常工作状态的情况下，将所述芯片的PAD cell的多个工作模式恢复到默认状态，所述默认状态包括：所述多个工作模式的取值为0；

在所述多个工作模式恢复到默认状态的情况下，通过所述芯片的外部第一引脚和外部第二引脚的信号，启用所述PAD cell功能模式下的监控功能；

在所述监控功能启用的情况下，将所述芯片的目标信号输出至外部信号显示设备，以在所述芯片外部对所述目标信号进行监控。

2.根据权利要求1所述的信号监控方法，其特征在于，所述外部第一引脚和外部第二引脚的信号，通过与门进行输出；所述与门输出的信号通过或门控制所述功能模式的取值；

在所述多个工作模式恢复到默认状态的情况下，通过所述芯片的外部第一引脚和外部第二引脚的信号，启用所述PAD cell功能模式下的监控功能，包括：

将所述外部第一引脚和外部第二引脚的信号切换为高电平，并获取所述与门的输出信号；

将所述与门的输出信号传输至所述或门；

在所述或门输出高电平信号的情况下，将所述功能模式取值为1；

在所述功能模式取值为1且除所述功能模式外的工作模式的取值为0的情况下，获得第一逻辑控制信号；

基于所述第一逻辑控制信号，对所述PAD cell的电路进行调整，启用所述PAD cell功能模式下的监控功能。

3.根据权利要求2所述的信号监控方法，其特征在于，所述多个工作模式包括第一工作模式和第二工作模式以及所述功能模式；基于所述第一逻辑控制信号，对所述PAD cell的电路进行调整，启用所述PAD cell功能模式下的监控功能，包括：

基于所述第一逻辑控制信号，将所述第一工作模式对应的第一选择器的位值以及所述第二工作模式对应的第二选择器的位值切换为位0，并将所述功能模式对应的第三选择器的位值切换为位1；以使所述功能模式下的监控功能的输出数据信号从所述第三选择器的位1输出，并经由所述第一选择器和所述第二选择器传输至所述芯片外部。

4.根据权利要求1所述的信号监控方法，其特征在于，在所述芯片处于正常工作状态的情况下，所述芯片的外部第一引脚和/或外部第二引脚的信号为低电平；所述方法还包括：

在所述芯片处于正常工作状态的情况下，通过所述芯片的配置模块，启用所述PADcell的监控功能。

5.根据权利要求4所述的信号监控方法，其特征在于，所述在所述芯片处于正常工作状态的情况下，通过所述芯片的配置模块，启用所述PAD cell的监控功能，包括：

获取所述配置模块输出的配置信息，所述配置信息包括所述功能模式的取值为1，且除所述功能模式外的工作模式的取值为0；

基于所述配置信息，生成第一逻辑控制信号；

基于所述第一逻辑控制信号，启用所述PAD cell的监控功能。

6.根据权利要求1所述的信号监控方法，其特征在于，所述在芯片处于非正常工作状态的情况下，将所述芯片的PAD cell的多个工作模式恢复到默认状态，包括：

在所述芯片处于非正常工作状态的情况下，对所述芯片进行复位，将所述芯片的PADcell的多个工作模式的取值切换为默认值0。

7.根据权利要求1所述的信号监控方法，其特征在于，所述监控功能的输出数据信号与所述芯片的目标信号连接；所述在所述监控功能启用的情况下，将所述芯片的目标信号输出至外部信号显示设备，包括：

通过所述监控功能的输出数据信号，接收所述目标信号；

将所述目标信号，通过所述芯片的PIN传输至与所述PIN连接的所述外部信号显示设备。

8.根据权利要求1所述的信号监控方法，其特征在于，在将所述芯片的PAD cell的多个工作模式恢复到默认状态之前，所述方法还包括：

读取所述芯片的寄存器状态；

在所述寄存器状态读取失败的情况下，确定所述芯片处于非正常工作状态。

9.根据权利要求1所述的信号监控方法，其特征在于，所述方法还包括：

在芯片处于正常工作状态的情况下，通过所述^PAD cell将芯片外部信号传输至芯片的复用逻辑模块；

通过所述复用逻辑模块，根据所述芯片外部信号，对所述多个应用模式的数据信号和使能信号进行配置。

10.一种芯片，其特征在于，所述芯片包括PAD cell，所述PAD cell配置有监控功能，所述PAD cell用于在所述芯片处于非正常工作状态的情况下，启用所述监控功能，将所述芯片的目标信号输出至外部信号显示设备，以从芯片外部对所述目标信号进行监控。