CN1728554A - 功能复用芯片管脚的配置电路及配置功能复用芯片管脚的方法 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种功能复用芯片管脚的配置电路，包括LED指示灯电路，旁路电阻，转换开关，所述转换开关有2个LED驱动管脚，配置“0”控制管脚、配置“1”控制管脚、接地管脚、配置电压管脚。指示灯电路连接转换开关的LED驱动管脚，配置“0”控制管脚和配置“1”控制管脚接芯片的同一功能复用管脚A，旁路电阻与指示灯电路并联。当管脚A需要配置为状态“0”时，通过控制转换开关，同时将LED驱动管脚与配置“0”控制管脚和地相连；当芯片管脚A需要配置为状态“1”时，通过控制转换开关，同时将LED驱动管脚与配置“1”控制管脚和配置电压相连。本发明只需通过控制信号就可以方便地改变功能复用芯片管脚的配置，电路简单可靠，成本低廉。
Description
技术领域
本发明涉及一种配置电路，尤其涉及一种在通信用以太网芯片中对功能复用芯片管脚的一种灵活配置电路及配置功能复用芯片管脚的方法。
背景技术
在当前的以太网芯片中，某些芯片的工作模式可以通过特定管脚来配置，而芯片设计中为了节约成本，往往把配置管脚和其他管脚复用，最典型的就是和指示灯管脚复用。在芯片上电初期，管脚起配置作用，上电稳定一段时间(一般约几十毫秒)后管脚就用来驱动指示灯。指示灯一般采用发光二极管，指示灯的驱动方式必须和管脚的上电配置一致。
复用缺省配置和LED驱动两种功能的芯片管脚工作原理如下(假设具有功能复用功能的芯片管脚名为管脚A)：
1、上电缺省配置功能
为了完成上电缺省配置功能，管脚A被上拉到电源(通常为3.3V)，表示状态“1”；或下拉到地，表示状态“0”。芯片上电后，当芯片复位信号RST上升沿有效时，芯片内部逻辑对管脚A采样，并根据采样结果“1”或“0”自动设置芯片内部某个状态的缺省值。
2、LED指示灯驱动功能
管脚A作LED驱动时的极性是上电检测时的状态决定的。如果上电采样，管脚A是低电平，即下拉到地，则管脚A应作为高电平驱动管脚，此时管脚A输出高电平时，所驱动的LED指示灯亮。相反，如果上电采样时管脚A是高电平，即上拉到电源，则管脚A应作为低电平驱动管脚，此时管脚A输出低电平时，所驱动的LED指示灯亮。
目前的硬件设计中，具有上述复用功能的芯片管脚，一般只采用图1或图2中的电路，被固定配置为状态“0”或状态“1”，不能更改。如图1中，管脚A上电缺省配置为“0”，LED驱动功能为高电平驱动；图2中，管脚A上电缺省配置为“1”，LED驱动功能为低电平驱动。
现有技术存在以下缺点：
1、不方便硬件设计。由于芯片管脚被固定设为“0”或“1”，一旦印刷电路板(PCB)投板就不能更改，造成芯片内部某种缺省状态上电后不能通过硬件的方式改变。此时如果配置错误，或需要重新修改芯片的缺省配置状态，则需要临时对硬件电路进行改变，很不方便。
2、电路可靠性差。采用图1或图2的设计方式，如果LED指示灯损坏，则配置电路失效，芯片在上电时不能对其工作模式进行可靠配置。
发明内容
针对上述不足，本发明提供了一种灵活配置芯片多功能管脚的配置电路及配置功能复用芯片管脚的方法，可以方便地将功能复用芯片管脚配置成状态“0”或状态“1”，电路稳定可靠。
为达到上述目的，本发明采用以下技术方案：
参照图3，一种功能复用芯片管脚的配置电路，包括功能复用管脚A、由限流电阻和LED指示灯组成的串联电路、转换开关，该转换开关设置有LED驱动管脚5、6，上电缺省配置为“0”控制管脚1、上电缺省配置为“1”控制管脚4、接地管脚2、配置电压管脚3。所述限流电阻和LED指示灯组成的串联电路的两端接所述转换开关的LED驱动管脚5和6，所述转换开关的上电缺省配置为“0”控制管脚1和上电缺省配置为“1”控制管脚4连接所述芯片的同一功能复用管脚A，所述接地管脚2连接电源地，所述配置电压管脚3连接电源电压。
作为进一步的改进，本电路还包括由一旁路电阻组成的旁路电路，所述串联电路与所述旁路电路并联。旁路电路可以保证功能复用管脚A处于可靠的配置状态。
本发明还提供了一种配置功能复用芯片管脚的方法，通过控制转换开关，将芯片管脚配置为状态“0”或状态“1”。当芯片管脚A需要配置为状态“0”时，通过控制转换开关，同时将LED驱动管脚与上电缺省配置为“0”控制管脚和地相连；当芯片管脚A需要配置为状态“1”时，通过控制转换开关，同时将LED驱动管脚与上电缺省配置为“1”控制管脚和配置电压相连。
本发明所述的控制开关可以是总线开关或总线收发器件，通过控制信号控制总线开关或总线收发器件完成控制电路的转换，实现本技术方案。
本发明所述的控制开关也可以用场效应管来实现，通过控制场效应管的工作状态完成电路的转换，实现本技术方案。
本发明所述的控制开关也可以用继电器来实现，通过控制继电器的工作状态完成电路的转换，实现本技术方案。
本发明所述的控制开关也可以用机械开关(含拨码开关)来实现，通过控制机械开关的工作状态完成电路的转换，实现本技术方案。
本发明具有以下优点：
1、硬件配置灵活简单。只需简单控制转换开关的工作状态，就可以灵活的将芯片管脚配置成状态“0”或“1”，而不需要更改PCB设计或者其他器件。
2、电路可靠性好。本发明提供了对芯片管脚配置和LED指示灯的保护设计，增加了系统可靠性。
3、成本低廉。转换开关所用器件价格低廉，对整个设计成本增加很少。如果不用本方案，要实现本方案的功能需要采用可编程逻辑器件或更改PCB版，大幅度增加成本。
附图说明
图1为现有技术中对功能复用芯片管脚A的“0”状态配置电路图，LED指示灯为高电平驱动
图2为现有技术中对功能复用芯片管脚A的“1”状态配置电路图，LED指示灯为低电平驱动
图3为本发明对功能复用芯片管脚A进行灵活配置的电路原理图
图4为采用总线开关或总线收发器件对功能复用芯片管脚A进行配置的电路图
图5为总线开关或总线收发器件的控制状态示意图
图6a为采用总线开关或总线收发器件对功能复用芯片管脚A进行“0”状态配置的电路原理图
图6b为采用总线开关或总线收发器件对功能复用芯片管脚A进行“1”状态配置的电路原理图
图7为采用场效应管对功能复用芯片管脚A进行配置的电路原理图
图8为采用场效应管对功能复用芯片管脚A进行配置的电路连接图
图9为单个场效应管的电路图
图10为单个继电器的电路图
图11为采用继电器对功能复用芯片管脚A进行配置的电路图
图12为采用机械开关对功能复用芯片管脚A进行配置的电路图
具体实施例
参见图4，为本发明采用总线开关对功能复用芯片管脚A进行配置的电路图，包括功能复用芯片管脚A、一相互串联的限流电阻R1和LED指示灯D1、旁路电阻R2，该串联电路与所述旁路电阻R2并联，一总线开关，包括第一组通道A0与B0、A1与B1、第二组通道A8与B8、A9与B9总计二组、四路通道。与图3所示的连接关系相对应，管脚A0与A8、A1与A9分别对应原转换开关的LED驱动管脚5、6，管脚B0对应原上电缺省配置为“0”控制管脚1、管脚B9对应原上电缺省配置为“1”控制管脚4、管脚B1对应原接地管脚2、管脚B8对应原配置电压管脚3。
本发明所述总线开关以QS32XVH245为例，控制原理参考图5。每个总线开关包括输入端A0-A15、输出端B0-B15两组总线，对应分为两个8位的部分，可以分别通过控制端OE1和OE2控制其通断。控制原理如下表：
| OE1 | OE2 | A0-A7 | A8-A15 | 功能 |
| 1 | 1 | 高阻态(总线断开) | 高阻态(总线断开) | 断开整个总线 |
| 0 | 1 | B0-B7 | 高阻态(总线断开) | 断开后八位总线 |
| 1 | 0 | 高阻态(总线断开) | B8-B15 | 断开前八位总线 |
| 0 | 0 | B0-B7 | B8-B15 | 连通整个总线 |
控制过程参见图6a、图6b，当芯片管脚A需要配置为状态“0”时，通过控制信号(TTL电平信号)使总线开关控制端OE1＝0(低电平，下同)、OE2＝1(高电平，下同)，A0与B0、A1与B1导通，此时管脚A上电缺省配置为“0”，上电后作为LED驱动管脚时为高电平驱动。电阻R2的存在可以确保管脚A处于可靠的下拉状态。
当芯片管脚A需要配置为状态“1”时，通过控制信号(TTL电平信号)使总线开关控制端OE1＝1、OE2＝0，A8与B8、A9与B9导通，此时管脚A上电缺省配置为“1”，上电后作为LED驱动管脚时为低电平驱动。电阻R2的存在可以确保管脚A处于可靠的上拉状态。
R2同时给D1提供了电流旁路，减少了D1上的电流，增加了D1的使用寿命。R2的取值和D1及配置电压VDD有关，一般采用4.7K欧姆或者10K欧姆。
本实施例中的总线开关也可以选用具有同等功能的其他型号器件，连接管脚亦可灵活选择，只要同时满足：(1)每一组通道中的两路通道应同时位于同一控制信号OE1或OE2的控制范围内；(2)两组通道不能同时位于同一控制信号的控制范围内。控制信号可以由中央程序处理单元CPU、可编程逻辑器件CPLD或其他器件的IO引脚驱动，也可以是可以产生逻辑电平的任何信号源。
本实施例中的总线开关可以由总线收发器件代替，如74LVTH16245，74LVTH245等，控制原理与总线开关相同，同样可以实现本发明的技术方案。
本发明的技术方案也可以通过场效应管来实现。图7为采用场效应管实现本发明功能复用芯片管脚配置的电路原理图，图8为场效应管配置电路的连接电路图，图9为单个场效应管电路图。所述配置电路包括两组并联的场效应管，每组场效应管包括两个场效应管T1和T2、T3和T4，T1和T2的栅极G连接在一起，作为第一组场效应管的控制信号OE1，T3和T4的栅极G连接在一起，作为第二组场效应管的控制信号OE2，T1的源极S和T2的漏极D连接在所述串联的限流电阻和LED指示灯两端，T1的漏极D接所述功能复用管脚A，T2的源极S接地；场效应管T3的源极S和T4的漏极D接在所述串联的限流电阻和LED指示灯两端，T4的源极S接所述功能复用管脚A，T3的漏极D接电源。
当控制信号OE1＝1、OE2＝0时，第一组场效应管导通，此时管脚A上电缺省配置为“0”，上电后作为LED驱动管脚时为高电平驱动。电阻R2的存在可以确保管脚A处于可靠的下拉状态。
当控制信号OE1＝0、OE2＝1时，第二组场效应管导通，此时管脚A上电缺省配置为“1”，上电后作为LED驱动管脚时为低电平驱动。电阻R2的存在可以确保管脚A处于可靠的上拉状态。
本发明的技术方案也可以通过继电器来实现。参见图10，为单个继电器的电路图，假设ab端为继电器的一对常闭触点，ac端为继电器的一对常开触点，控制线圈连接控制信号OE1和OE2。采用继电器实现本发明功能复用芯片管脚配置电路的电路图参见图11。所述电路包括两个并联的继电器J1和J2，两个继电器的输入接点a1、a2分别连接所述相互串联的限流电阻和LED指示灯的两端，继电器J1的常闭触点端b1和继电器J2的常开触点端c2连接所述功能复用芯片管脚A，所述继电器1的常开触点端连接电源，所述继电器2的常闭触点端b2连接电源地，控制线圈分别由所述控制信号OE1和OE2驱动。根据继电器控制线圈驱动要求，可以在控制信号和驱动线圈之间增加驱动电路，如三极管放大电路等，以满足控制所需。
当控制信号OE1＝0、OE2＝0时，继电器1和2的常闭触点导通，此时管脚A上电缺省配置为“0”，上电后作为LED驱动管脚时为高电平驱动。电阻R2的存在可以确保管脚A处于可靠的下拉状态。
当控制信号OE1＝1、OE2＝1时，继电器1和2的常开触点导通，此时管脚A上电缺省配置为“1”，上电后作为LED驱动管脚时为低电平驱动。电阻R2的存在可以确保管脚A处于可靠的上拉状态。
本发明所述的控制开关也可以用机械开关(含拨码开关)来实现。参见图12，该机械开关设置有LED驱动管脚5、6，上电缺省配置为“0”控制管脚1、上电缺省配置为“1”控制管脚4、接地管脚2、配置电压管脚3。限流电阻和LED指示灯组成的串联电路的两端接所述转换开关的LED驱动管脚5和6，一旁路电阻与所述串联电路相并联，所述机械开关的上电缺省配置为“0”控制管脚1和上电缺省配置为“1”控制管脚4连接所述芯片的同一功能复用管脚A，所述接地管脚2连接电源地，所述配置电压管脚3连接电源电压。
当通过手动方式将所述机械开关扳向上方时，管脚A上电缺省配置为“0”，上电后作为LED驱动管脚时为高电平驱动。电阻R2的存在可以确保管脚A处于可靠的下拉状态。
当通过手动方式将所述机械开关扳向下方时，管脚A上电缺省配置为“1”，上电后作为LED驱动管脚时为低电平驱动。电阻R2的存在可以确保管脚A处于可靠的上拉状态。
Claims (8)
1、一种功能复用芯片管脚的配置电路，包括一功能复用管脚A、一相互串联的限流电阻和LED指示灯，其特征在于还包括一转换开关，所述转换开关设置有2个LED驱动管脚，上电缺省配置为“0”控制管脚、上电缺省配置为“1”控制管脚、接地管脚、配置电压管脚。所述限流电阻和LED指示灯组成的串联电路的两端接所述转换开关的2个LED驱动管脚，所述转换开关的上电缺省配置为“0”控制管脚和上电缺省配置为“1”控制管脚连接所述芯片的同一功能复用管脚A，所述接地管脚连接电源地，所述配置电压管脚连接电源电压。
2、根据权利要求1所述的一种功能复用芯片管脚的配置电路，其特征在于，所述的转换开关可以是总线开关或总线收发器件。
3、根据权利要求1所述的一种功能复用芯片管脚的配置电路，其特征在于，所述的转换开关可以是场效应管器件。
4、根据权利要求1所述的一种功能复用芯片管脚的配置电路，其特征在于，所述的转换开关可以是继电器器件。
5、根据权利要求1所述的一种功能复用芯片管脚的配置电路，其特征在于，所述的转换开关可以是机械开关。
6、根据权利要求1或2、或3、或4、或5所述的一种功能复用芯片管脚的配置电路，其特征在于，还包括由一旁路电阻组成的旁路电路，所述串联电路与所述旁路电路并联。
7、一种配置功能复用芯片管脚A的方法，包括步骤：当功能复用芯片管脚A需要配置为状态“0”时，通过控制信号控制转换开关，同时将LED驱动管脚与上电缺省配置为“0”控制管脚和地相连；当芯片管脚A需要配置为状态“1”时，通过控制信号控制转换开关，同时将LED驱动管脚与上电缺省配置为“1”控制管脚和配置电压相连。
8、根据权利要求7所述的一种配置功能复用芯片管脚A的方法，其特征在于，根据转换开关工作方式的不同，所述控制信号可以由CPU、CPLD或其他器件的IO引脚驱动，也可以是可以产生逻辑电平的任何信号源，还可以通过机械方式进行转换。
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Granted publication date: 20080917 |
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