内含2N个CPU的单片微控制器制造技术

技术编号:4249805 阅读:189 留言:0更新日期:2012-04-11 18:40
本发明专利技术涉及内含2N个CPU的单片微控制器,属于微电子技术领域。目前的单片微控制器大多内含1个CPU,造成单片微控制器内部很多资源利用率很低。本发明专利技术的特征在于:1个单片微控制器内可含有2N个CPU及其它内含1个CPU的单片微控制器所拥有的功能。本发明专利技术的优点在于:可充分利用单片微控制器内部的各种资源,提高单片微控制器的工作效率,在多个问题需要同时处理时,可提高单片微控制器的实时处理能力。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术涉及内含2N个CPU的单片微控制器,属于微电子
,可形成大规 模功能集成芯片,用于各种仪器仪表和控制单元中。
技术介绍
目前的单片微控制器大多只内含一个CPU,程序存储器、数据存储器及其它 一些功能配置较为庞大;由于任何时刻只能处理一个问题,任何时刻只能利用程序存储 器、数据存储器及其它一些功能的一小部分,任何时刻多问题处理需要排队,实时处理 得不到保证,从而造成程序存储器、数据存储器及其它一些功能配置利用率非常低,这 是目前只含一个CPU的单片微控制器自身所存在的问题。
技术实现思路
本专利技术的目的是利用设置多个CPU,充分提高程序存储器、数据存储器及其它 一些功能配置的利用率,加强整个单片微控制器的工作效率,提高单片微控制器内部处 理问题的实时性。 为了实现上述目的,本专利技术采取了如下技术方案设计一种内含2N个CPU的 单片微控制器,由2N个数据处理位数相同的CPU、 2N个程序存储器、2N个数据存储 器、N个双口RAM、 2N个CPU相互之间的串行通信系统、2N个中断服务系统、2N个 定时器/计数器系统、1/0接口及其它功能线路组成。每个CPU拥有自己独立的程序存储 器、数据存储器、串行通信系统、中断服务系统及定时器/计数器系统;每两个CPU共 用一个双口RAM; 2N个CPU通过串行通信系统可相互交换数据信息;至少有一个CPU 拥有I/0接口 ;至少有一个CPU拥有对外部的中断功能。 上述各CPU相互之间可产生中断请求并完成请求任务或拒绝中断请求,CPU自 身也可产生中断请求并完成请求任务或拒绝中断请求。 所述的I/O接口及其它功能线路包括由至少一个CPU专门控制的A/D转换电 路、由至少一个CPU专门控制的D/A转换电路、由至少一个CPU专门控制的PWM控制 电路、由至少一个CPU专门控制的对外通信电路。 由于单片微控制器内含2N个CPU,在与单片微控制器只内含1个CPU和具有相 同规模的程序存储器和数据存储器相比,无疑程序存储器和数据存储器的利用率得到了 提高;在多个问题需要同时处理时,内含2N个CPU的单片微处理器其工作效率和实时 性是高的。与产品设计中使用多个内含1个CPU的单片微控制器相比,内含2N个CPU 的单片微控制器所占的空间体积小,相应的外部连接线少,相应的故障率低。附图说明 图1内含2N个CPU的单片微控制器原理框图 图2内含4个CPU的单片微控制器原理图具体实施例方式下面结合附图1和图2对本专利技术进行详细说明。 图1为内含2N个CPU的单片微控制器原理框图。实施的基础就是将2N个只 含1个CPU的单片微控制器集成在一个芯片内,其中有些CPU所拥有的I/O接口和一些 其它功能将取消掉,让其专职做一些繁琐的内部数据处理工作;有些CPU所拥有的I/0 接口和一些其它功能将保留,让其侧重做一些对外的数据采集、通信联络、中断请求及 控制工作等;内部的双口 RAM是2N个CPU中每两个CPU相互之间交换数据信息的场 所,独立的多口RAM技术是片内双口RAM实现的基础和保障;目前多单片机之间的串 行通信技术应用非常成熟,它是片内2N个CPU相互之间串行通信实现的技术基础;中 断服务技术在所有大小计算机中应用广泛,它是片内2N个CPU相互之间产生中断请求的 技术保障;定时器/计数器在所有的单片机内均有应用,它是为片内2N个CPU配置相应 定时器/计数器的基础;片内对外的其它一些功能可利用目前现有的技术实现,如A/D、 D/A转换,PWM等。 图2为安装上述方案设计的内含4个CPU的单片微控制器原理图,其4个CPU 拥有自己独立的程序存储器、数据存储器、串行通信系统、中断服务系统及定时器/计数 器系统。其中,每两个CPU共用一个双口 RAM ;各CPU之间通过内部串口通信联系; 各CPU的中断服务系统之间也可以请求中断。图2中的CPl^和CPU2专司计算工作; CPU3和CPU4专司其它功能,CPU3专司电压/频率(V/F)转换、控制步进电机的环形脉冲 输出,相应地CPU3具有外部中断服务系统;CPl^专司A/D、 D/A转换,PWM功能。 本专利技术设计的处理器可以根据应用的领域,设计专司不同功能的CPU,将其按 照一定比例分配,如专司计算功能的CPU设置2或4个,专司I/0管理及其它功能的 CPU设置2-10个。将这些CPU通过简单的硬件结合就可以形成功能强大的处理器,并 且功能明确,方便编程。本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种内含2N个CPU的单片微控制器,由2N个数据处理位数相同的CPU、2N个程序存储器、2N个数据存储器、N个双口RAM、2N个CPU相互之间的串行通信系统、2N个中断服务系统、2N个定时器/计数器系统、I/O接口及其它功能线路组成;其特征在于:每个CPU拥有自己独立的程序存储器、数据存储器、串行通信系统、中断服务系统及定时器/计数器系统;每两个CPU共用一个双口RAM;2N个CPU通过串行通信系统可相互交换数据信息;至少有一个CPU拥有I/O接口;至少有一个CPU拥有对外部的中断功能。

【技术特征摘要】
一种内含2N个CPU的单片微控制器,由2N个数据处理位数相同的CPU、2N个程序存储器、2N个数据存储器、N个双口RAM、2N个CPU相互之间的串行通信系统、2N个中断服务系统、2N个定时器/计数器系统、I/O接口及其它功能线路组成;其特征在于每个CPU拥有自己独立的程序存储器、数据存储器、串行通信系统、中断服务系统及定时器/计数器系统;每两个CPU共用一个双口RAM;2N个CPU通过串行通信系统可相互交换数据信息;至少有一个CPU拥有I/O接口;至少有一个CPU拥有对外部的中...

【专利技术属性】
技术研发人员:张念鲁
申请(专利权)人:北京联合大学生物化学工程学院
类型:发明
国别省市:11[]

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