功能可编程电路及其操作方法技术

本发明专利技术提出一种功能可编程电路及其操作方法。功能可编程电路包括微控制单元以及现场可编程门阵列。现场可编程门阵列耦接于微控制单元，经配置以于第一期间中执行第一功能而与微控制单元相互协同工作，且同时被微控制单元将第二功能编程至现场可编程门阵列中。其中现场可编程门阵列受控于微控制单元所输出功能切换脉冲而结束第一期间并从第一功能切换至第二功能，且于第二期间中执行第二功能而与微控制单元相互协同工作。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术是有关于一种可编程电路，且特别是有关于一种功能可编程电路及其操作方法。
技术介绍
微控制单元(microcontrollerunit,MCU)由于具有高度整合其他元件的能力，可以与许多周边元件(像是运算功能电路、逻辑电路与/或存储器等)共同运作，所以被广泛的使用在车用装置、手持式装置等产品。现场可编程门阵列(fieldprogrammablegatearray，以下称FPGA)是一种具有可阻态(configurable)功能的集成电路，其内部的可阻态逻辑区块(configurablelogicblock,CLB)可以被编程。具有某一原先功能的现有FPGA在与微控制单元共同运作时，此时编程平台(或编程电路)不可以将新的功能编程至现有FPGA中。在编程平台(或编程电路)将新功能编程至现有FPGA的过程中，现有FPGA无法提供任何功能(包括原先功能与新功能)给微控制单元。所述将新功能编程入现有FPGA的时间往往是漫长的。等到新功能完整编程入现有FPGA中后，现有FPGA才会以新功能与微控制单元共同运作。
技术实现思路
本专利技术提供一种功能可编程电路及其操作方法，以减少在不同功能的切换时所耗费的时间。本专利技术的功能可编程电路包括微控制单元以及现场可编程门阵列。现场可编程门阵列耦接于微控制单元，经配置以于第一期间中执行第一功能而与微控制单元相互协同工作，且同时被微控制单元将第二功能编程至该现场可编程门阵列中。其中现场可编程门阵列受控于微控制单元所输出功能切换脉冲而结束第一期间并从第一功能切换至第二功能，且于第二期间中执行第二功能而与微控制单元相互协同工作。在本专利技术的一实施例中，上述的现场可编程门阵列包括多个存储区块，而这些存储区块都分别包括第一开关、第一电阻式非挥发性存储器元件、第二电阻式非挥发性存储器元件、锁存单元、第二开关。第一开关的第一端耦接至行编程线。第一电阻式非挥发性存储器元件的下电极耦接至第一开关的第二端，且第一电阻式非挥发性存储器元件的上电极耦接至第一列线。第二电阻式非挥发性存储器元件的上电极耦接至第一电阻式非挥发性存储器元件的下电极，且第二电阻式非挥发性存储器元件的下电极耦接至第二列线。锁存单元的数据输入端耦接至第一电阻式非挥发性存储器元件的下电极与第二电阻式非挥发性存储器元件的上电极。第二开关的控制端耦接至锁存单元的数据输出端，第二开关的第一端耦接至现场可编程门阵列的输入线，且第二开关的第二端耦接至现场可编程门阵列的输出线。在本专利技术的一实施例中，上述的于第一期间中，锁存单元保持输出第一功能所对应的第一逻辑电平至第二开关的控制端，同时微控制单元经由第一列线、第二列线、行编程线与第一开关将第二功能所对应的阻态编程至第一电阻式非挥发性存储器元件或第二电阻式非挥发性存储器元件。在本专利技术的一实施例中，上述的现场可编程门阵列更包括一第三开关、一第四开关以及一第五开关。第三开关的第一端耦接至第一列线，且第三开关的第二端经配置以接收第一电压。第四开关的第一端耦接至该第一列线，且第四开关的第二端经配置以接收读电压。第五开关的第一端经配置以接收第二电压，第五开关的第二端耦接至第二列线。在本专利技术的一实施例中，上述的于锁存单元的取样期间，第四开关与第五开关导通，第三开关为截止，而锁存单元取样第一电阻式非挥发性存储器元件与第二电阻式非挥发性存储器元件的分压。在本专利技术的一实施例中，上述的于第一期间的编程期间中，第一开关、第三开关与第五开关导通，第四开关为截止，而微控制单元经由第一列线、第二列线与行编程线将第二功能所对应的阻态编程至第一电阻式非挥发性存储器元件或第二电阻式非挥发性存储器元件。在本专利技术的一实施例中，上述的现场可编程门阵列更包括第一逻辑门以及第二逻辑门。第一逻辑门的输入端经配置以接收功能切换脉冲，且第一逻辑门的输出端耦接至第四开关的控制端。第二逻辑门的输入端耦接至第一逻辑门的输出端，且第二逻辑门的输出端耦接至各存储区块的锁存单元的闸门端。本专利技术的功能可编程电路的操作方法包括以下步骤。于第一期间中，藉由现场可编程门阵列执行第一功能而与微控制单元相互协同工作，且同时由微控制单元将第二功能编程至现场可编程门阵列中。由微控制单元输出功能切换脉冲而结束第一期间，并使现场可编程门阵列从第一功能切换至第二功能，且于第二期间中执行第二功能而与微控制单元相互协同工作。基于上述，本专利技术实施例所述的现场可编程门阵列与微控制单元相互协同工作。在微控制单元将新功能(第二功能)编程至现场可编程门阵列的同时，现场可编程门阵列可以执行原先功能(第一功能)而与微控制单元相互协同工作。因此，当现场可编程门阵列接到由微控制单元发出的功能切换脉冲时，现场可编程门阵列就能即时从第一功能切换至第二功能，而在切换中并不需耗费多余的编程或转换时间。为让本专利技术的上述特征和优点能更明显易懂，下文特举实施例，并配合附图作详细说明如下。附图说明图1绘示本专利技术一实施例的功能可编程电路的方块示意图。图2是依照本专利技术一实施例绘示图1所示功能可编程电路的操作时序示意图。图3是依照本专利技术另一实施例绘示图1所示现场可编程门阵列的操作情境示意图。图4是依照本专利技术另一实施例绘示图3所示的功能可编程电路的操作时序示意图。图5是依照本专利技术一实施例绘示图1所示现场可编程门阵列的电路结构示意图。图6绘示本专利技术一实施例的功能可编程电路的操作方法。附图符号说明：100：功能可编程电路110：微控制单元120：现场可编程门阵列501A、501B、501C、501D：存储区块511：第一电阻式非挥发性存储器元件512：第二电阻式非挥发性存储器元件513：锁存单元520：行编程线531：第一列线532：第二列线541：输入线542：输出线A、B、C、D、E、F：工作Bus1：编程总线Bus2：互连总线FUNC_1、FUNC_2、FUNC_A、FUNC_B、FUNC_C：功能LG1、LG2：逻辑门PR1：第一控制信号PR2：第二控制信号Q1、Q2、Q3、Q4、Q5：开关S610、S620：步骤SL：控制信号线Stri：功能切换脉冲T1：第一期间T2：第二期间V1：第一电压V2：第二电压Vr：读电压具体实施方式请参考图1，图1绘示本专利技术一实施例的功能可编程电路100的方块示意图。在本实施例中的功能可编程电路100包括微控制单元110以及现场可编程门阵列120，并且微控制单元110耦接于现场可编程门阵列120。微控制单元110可以是具有多功能整合与处理能力的微处理器、微控制器或是中央处理单元(centralprocessingunit,CPU)等，现场可编程门阵列可以是具有可编程的逻辑装置，在此并不加以设限。在本实施例中，现场可编程门阵列120经配置/编程(program)后而具有某一功能(例如第一功能FUNC_1)。现场可编程门阵列120可以于第一期间中执行第一功能FUNC_1而与微控制单元110相互协同工作。接着请一并参考图1及图2，图2是依照本专利技术一实施例绘示图1所示功能可编程电路100的操作时序示意图。于图2中，横轴表示时间。于第一期间T1中，现场可编程门阵列120具有第一功能FUNC_1，且微控制单元110进行工作A，以便与现场可编程门阵列120本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种功能可编程电路，包括：一微控制单元；以及一现场可编程门阵列，耦接于该微控制单元，经配置以于一第一期间中执行一第一功能而与该微控制单元相互协同工作，且同时被该微控制单元将一第二功能编程至该现场可编程门阵列中；其中该现场可编程门阵列受控于该微控制单元所输出一功能切换脉冲而结束该第一期间并从该第一功能切换至该第二功能，且于一第二期间中执行该第二功能而与该微控制单元相互协同工作。

【技术特征摘要】
2015.07.22 TW 1041237091.一种功能可编程电路，包括：一微控制单元；以及一现场可编程门阵列，耦接于该微控制单元，经配置以于一第一期间中执行一第一功能而与该微控制单元相互协同工作，且同时被该微控制单元将一第二功能编程至该现场可编程门阵列中；其中该现场可编程门阵列受控于该微控制单元所输出一功能切换脉冲而结束该第一期间并从该第一功能切换至该第二功能，且于一第二期间中执行该第二功能而与该微控制单元相互协同工作。2.如权利要求1所述的功能可编程电路，其中该现场可编程门阵列包括多个存储区块，而所述存储区块中的一个包括：一第一开关，其一第一端耦接至一行编程线；一第一电阻式非挥发性存储器元件，其一下电极耦接至该第一开关的一第二端，该第一电阻式非挥发性存储器元件的一上电极耦接至一第一列线；一第二电阻式非挥发性存储器元件，其一上电极耦接至该第一电阻式非挥发性存储器元件的该下电极，该第二电阻式非挥发性存储器元件的一下电极耦接至一第二列线；一锁存单元，其数据输入端耦接至该第一电阻式非挥发性存储器元件的该下电极与该第二电阻式非挥发性存储器元件的该上电极；以及一第二开关，其控制端耦接至该锁存单元的一数据输出端，该第二开关的一第一端耦接至该现场可编程门阵列的一输入线，该第二开关的一第二端耦接至该现场可编程门阵列的一输出线。3.如权利要求2所述的功能可编程电路，其中于该第一期间中，该锁存单元保持输出该第一功能所对应的一第一逻辑电平至该第二开关的该控制端，同时该微控制单元经由该第一列线、该第二列线、该行编程线与该第一开关将该第二功能所对应的一阻态编程至该第一电阻式非挥发性存储器元件或该第二电...

【专利技术属性】
技术研发人员：王政治，蔡锡荣，
申请(专利权)人：新唐科技股份有限公司，
类型：发明
国别省市：中国台湾;71