基于soc芯片的mcu引脚功能配置方法及soc芯片
阅读说明：本技术 基于soc芯片的mcu引脚功能配置方法及soc芯片 (MCU pin function configuration method based on SOC chip and SOC chip ) 是由 张永强 谭贵勇 彭观振 于 2021-09-22 设计创作，主要内容包括：本发明涉及芯片设计技术领域,包括以下步骤：启动SOC芯片,并带动MCU上电；统一SOC芯片和MCU的通讯接口以及通讯协议；SOC芯片加载客制化配置信息,并将所述客制化配置信息发送给MCU；MCU完成初始配置。通过同意SOC芯片与MCU的通讯接口和通讯协议,从SOC芯片加载客制化配置信息,再将客制化配置信息发送到MCU,使MCU完成初始化配置,在使用过程中还可以从SOC芯片中动态加载不同的配置信息,从而使MCU读取不同的设置状态,全程只需要修改SOC部分功能即可实现MCU引脚功能的配置,使MCU引脚功能的配置过程更加方便快捷,大大地节省了研发成本和维护成本。(The invention relates to the technical field of chip design, which comprises the following steps: starting the SOC chip and driving the MCU to be powered on; unifying communication interfaces and communication protocols of the SOC chip and the MCU; the SOC chip loads customized configuration information and sends the customized configuration information to the MCU; the MCU completes the initial configuration. By agreeing with the communication interface and the communication protocol between the SOC chip and the MCU, customized configuration information is loaded from the SOC chip and then sent to the MCU, so that the MCU completes initialization configuration, different configuration information can be dynamically loaded from the SOC chip in the use process, the MCU reads different setting states, the configuration of the MCU pin function can be realized only by modifying partial functions of the SOC in the whole process, the configuration process of the MCU pin function is more convenient and faster, and the research and development cost and the maintenance cost are greatly saved.)
技术领域
本发明涉及芯片设计技术领域，特别涉及一种基于SOC芯片的MCU引脚功能配置方法及SOC芯片。
背景技术
在一体机的系统电路设计中，经常会通过增加MCU（Microcontroller Unit，又称单片微型计算机或者单片机）来弥补SOC（System on Chip，称为系统级芯片，也称片上系统）的GPIO、UART、USB等的引脚数量不足，在使用中，一般需要开发两部分软件，一是SOC控制部分，二是MCU引脚配置部分。在使用中，由于系统接入的外设不固定，控制方式也会不一样，需要同时调整SOC和MCU两部分的软件以适配外设。同时，在不同的板卡电路设计中，往往需要使用不同的引脚组合，在现有技术中，在每一次配置MCU引脚功能时，都需要分别针对SOC软件和MCU软件都进行调整才可以实现匹配，工作量大而且需要维护很多版本的MCU软件，致使工作容易出错。
发明内容
鉴于现有技术中，通常通过增加MCU来弥补SOC芯片的GPIO、UART、USB等的引脚数量不足的问题，而在使用过程中，由于在不同板卡的电路设计中，往往需要使用不同的引脚组合，而每一次配置MCU引脚都需要分别针对SOC芯片和MCU的软件进行调整才可以实现匹配，这样会导致工作量巨大而且需要花费很大的维护成本。
针对上述提出的技术问题，本发明技术方案提出以下发明内容：
基于SOC芯片的MCU引脚功能配置方法，包括以下步骤：
启动SOC芯片，并带动MCU上电；
统一SOC芯片和MCU的通讯接口以及通讯协议；
SOC芯片加载客制化配置信息，并将所述客制化配置信息发送给MCU；
MCU完成初始配置。
进一步的，MCU完成初始配置后还包括以下步骤：
MCU动态读取SOC芯片发送的配置状态信息；
MCU主程序执行相应的设置。
进一步的，所述MCU主程序执行相应的设置具体包括：
设置MCU的引脚功能配置。
进一步的，所述功能配置包括：查询版本号、设置和/或查询IO电平、串口转换和MCU固件升级。
进一步的，所述功能配置还包括：USB描述符动态配置。
进一步的，所述通讯协议的格式为：
功能 + 参数长度 + 参数1 + 参数2 + 参数3 + ... +参数n。
进一步的，所述SOC芯片加载客制化配置信息，将所述客制化配置信息发送给MCU后，MCU将所述客制化配置信息保存至本地。
一种SOC芯片，被执行前述的基于SOC芯片的MCU引脚功能配置方法，包括CPU和MCU，所述CPU通过通讯接口发送所述通讯协议的内容给所述MCU。
进一步的，所述CPU与所述MCU统一通讯接口。
本发明公开的基于SOC芯片的MCU引脚功能配置方法及SOC芯片，通过同意SOC芯片与MCU的通讯接口和通讯协议，从SOC芯片加载客制化配置信息，再将客制化配置信息发送到MCU，使MCU完成初始化配置，在使用过程中还可以从SOC芯片中动态加载不同的配置信息，从而使MCU读取不同的设置状态，全程只需要修改SOC部分功能即可实现MCU引脚功能的配置，使MCU引脚功能的配置过程更加方便快捷，大大地节省了研发成本和维护成本。
附图说明
图1为本实施例中的基于SOC芯片的MCU引脚功能配置方法步骤流程图；
图2为本实施例中的步骤S4完成后的步骤流程图；
图3为本实施例中SOC芯片与MCU交互原理框图；
图4为本实施例中动态管理MCU引脚功能原理框图。
具体实施方式
下面结合附图对本公开实施例进行详细描述。
以下通过特定的具体实例说明本公开的实施方式，本领域技术人员可由本说明书所揭露的内容轻易地了解本公开的其他优点与功效。显然，所描述的实施例仅仅是本公开一部分实施例，而不是全部的实施例。本公开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，在没有背离本公开的精神下进行各种修饰或改变。需说明的是，在不冲突的情况下，以下实施例及实施例中的特征可以相互组合。基于本公开中的实施例，本领域普通技术人员在没有作出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本公开保护的范围。
实施例一
基于SOC芯片的MCU引脚功能配置方法，如图1所示，包括以下步骤：
步骤S1、启动SOC芯片，并带动MCU上电；
在本申请实施例中，所述SOC（System on Chip，称为系统级芯片，也称片上系统）是一个产品，是一个有专用目标的集成电路，其中包含完整系统并有嵌入软件的全部内容；MCU(Microcontroller Unit) ，又称单片微型计算机(Single Chip Microcomputer )或者单片机，是把中央处理器(Central Process Unit；CPU)的频率与规格做适当缩减，并将内存(memory)、计数器(Timer)、USB、A/D转换、UART、PLC、DMA等周边接口，甚至LCD驱动电路都整合在单一芯片上，形成芯片级的计算机，为不同的应用场合做不同组合控制。
如图3所示，在本申请实施例中，所述MCU时为了弥补SOC芯片引脚不足的问题，所以在本申请实施例中，所述MCU设置在所述SOC芯片上，所述SOC芯片开机即可带动MCU上电，随即所述MCU也可实现开机。
步骤S2、统一SOC芯片和MCU的通讯接口以及通讯协议；
为了使SOC芯片与所述MCU可以实现通讯，必须统一SOC芯片与所述MCU的通讯接口，在不同的机型中，对主板的接口会有不同的用法，通过将SOC芯片上的通讯接口与MCU上的通讯接口进行统一，方便SOC芯片发送不同的配置信息给MCU。
步骤S3、SOC芯片加载客制化配置信息，并将所述客制化配置信息发送给MCU；
在SOC芯片的程序中定义要用到的MCU引脚及其相关的功能，通过 I2C接口发送自定义协议的控制命令到MCU，使MCU执行相关功能，如设置IO输出电平、打开ADC、打开虚拟串口或者读取ADC值等功能。
进一步的，在本申请的一种优选实施例中，所述功能配置包括：查询版本号、设置和/或查询IO电平、串口转换和MCU固件升级。
进一步的，在本申请的一种优选实施例中，所述功能配置还包括：USB描述符动态配置。
步骤S4、MCU完成初始配置。
在初次开机时，可根据主板功能需求设置基础配置，此时，SOC芯片初次将相关的配置信息发送给MCU，使其完成初始化配置。
进一步的，如图2所示，在本申请的一种优选实施例中，MCU完成初始配置后还包括以下步骤：
步骤S410、MCU动态读取SOC芯片发送的配置状态信息；
步骤S420、MCU主程序执行相应的设置。
如图4所示，在芯片工作过程中，SOC芯片会根据用户触发不同的应用程序或者不同的网页等，从而动态地给MCU发送不同的配置状态信息，所述MCU主程序接收SOC芯片发送的配置状态信息，从而执行IO设置或者读取相关命令。
进一步的，在本申请的一种优选实施例中，所述MCU主程序执行相应的设置具体包括：
设置MCU的引脚功能配置。
其中IO控制模块根据配置寄存器的配置信息配置芯片管脚处理模块接入到IO控制模块的信号交互端和功能模块接入到IO控制模块的信号交互端的连接状态是指IO控制模块根据配置寄存器的配置信息来决定芯片管脚处理模块要和哪个功能模块电连接。
综上，通过对MCU芯片的芯片管脚处理模块的工作模式和芯片管脚处理模块与MCU内部的功能模块的连接状态进行配置，可以使一个功能管脚能够输入或者输出信号，输入或者输出的信号可以是模拟量信号或者数字量信号，可以使同一个功能管脚能够接入到MCU芯片内部的不同功能模块上。
进一步的，在本申请的一种优选实施例中，所述通讯协议的格式为：
功能 + 参数长度 + 参数1 + 参数2 + 参数3 + ... +参数n。
进一步的，在本申请的一种优选实施例中，所述SOC芯片加载客制化配置信息，将所述客制化配置信息发送给MCU后，MCU将所述客制化配置信息保存至本地。
当SOC第二次开机后，若客制化配置信息没有发生变化，可以使用上一次的配置历史记录，不需要重复给MCU发送发送配置信息了，可以加快整个流程的速度。
一种SOC芯片，被执行前述的基于SOC芯片的MCU引脚功能配置方法，包括CPU和MCU，所述CPU通过通讯接口发送所述通讯协议的内容给所述MCU。
进一步的，在本申请的一种优选实施例中，所述CPU与所述MCU统一通讯接口。
统一SOC芯片和MCU的通讯接口(I2C/UART)和一套固定的通讯协议，即可实现固定MCU的软件，由SOC芯片完成MCU的功能配置。
所属领域的技术人员可以清楚地了解到，为描述的方便和简洁，上述描述的系统，装置和单元的具体工作过程，可以参考前述方法实施例中的对应过程，在此不再赘述。
在本申请所提供的实施例中，应该理解到，所揭露的系统，装置和方法，可以通过其它的方式实现。例如，以上所描述的装置实施例仅仅是示意性的，例如，所述单元的划分，仅仅为一种逻辑功能划分，实际实现时可以有另外的划分方式，例如多个单元或组件可以结合或者可以集成到另一个系统，或一些特征可以忽略，或不执行。另一点，所显示或讨论的相互之间的耦合或直接耦合或通信连接可以是通过一些接口，装置或单元的间接耦合或通信连接，可以是电性，机械或其它的形式。
所述作为分离部件说明的单元可以是或者也可以不是物理上分开的，作为单元显示的部件可以是或者也可以不是物理单元，即可以位于一个地方，或者也可以分布到多个网络单元上。可以根据实际的需要选择其中的部分或者全部单元来实现本实施例方案的目的。
另外，在本申请各个实施例中的各功能单元可以集成在一个处理单元中，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单元中。上述集成的单元既可以采用硬件的形式实现，也可以采用软件功能单元的形式实现。
所述集成的单元如果以软件功能单元的形式实现并作为独立的产品销售或使用时，可以存储在一个计算机可读取存储介质中。基于这样的理解，本申请的技术方案本质上或者说对现有技术做出贡献的部分或者该技术方案的全部或部分可以以软件产品的形式体现出来，该计算机软件产品存储在一个存储介质中，包括若干指令用以使得一台计算机设备（可以是个人计算机，服务器，或者网络设备等）执行本申请各个实施例所述方法的全部或部分步骤。而前述的存储介质包括：U盘、移动硬盘、只读存储器（ROM，read-onlymemory）、随机存取存储器（RAM，random access memory）、磁碟或者光盘等各种可以存储程序代码的介质。
- 上一篇：一种医用注射器针头装配设备
- 下一篇：一种数字芯片模块链接的自动化设计方法