一种用于异步交互接口监测的管脚复用电路制造技术

本发明专利技术通过一种用于异步交互接口监测的管脚复用电路，监测信号为异步时钟域1和时钟域2间交互的信号，寄存器配置模块对监测管脚和功能管脚复用进行寄存器配置；监测管脚控制模块根据寄存器配置模块输出的N个监测使能对异步时钟域1和时钟域2的N个监测信号进行选择，最终输出1个监测信号为监测输出信号；功能管脚控制模块根据寄存器配置模块输出的功能管脚配置对M个功能管脚的复用进行控制管理，最终获取1个功能信号；管脚选择复用模块根据寄存器配置模块输出的监测功能选择信号，对监测管脚控制模块输出的监测输出信号，以及功能管脚控制模块的功能输入信号、功能输出信号和功能方向选择信号进行管脚复用判定，完成最终的管脚复用功能。

【技术实现步骤摘要】
一种用于异步交互接口监测的管脚复用电路
本专利技术涉及SoC片内异步交互接口监测用的管脚复用，具体为一种用于异步交互接口监测的管脚复用电路。
技术介绍
随着工艺技术的不断发展，SoC复杂度不断增加，SoC片内异步模块的集成度也不断增加。SoC片内异步模块间的交互也随着功能需求而增加，而异步模块的交互出现问题很难排查，特别是对已流片电路，由于所有异步信号都为内部信号，外部无法监测，而出现问题情况多为特定模式，特定情况下才产生，依靠逻辑仿真不一定能够进行问题复现或需要很长的时间才能够进行问题复现，从而才能对问题进行定位分析和解决。SoC片内异步模块出现问题的快速定位是必须要解决的问题，本专利技术提出将SoC片内异步交互接口信号进行管脚复用的方法，实现对异步交互接口的监测，从而使异步模块问题可以快速定位及解决。关于管脚复用的研究，如中国专利CN103246631，名称为一种用于提高管脚使用率的管脚复用方法及电路，以及中国专利CN104993815，名称为一种通用管脚复用电路，都是通过设计管脚复用单元，即修改IO单元库来实现的，该种方法针对不同的工艺库都需要重新进行设计。另外，对于中国专利CN105068950，名称为一种管脚复用的系统和方法，通过多个信号通道，选定模块、寄存器模块、判断模块和复用输出模块，最后能够输出多个复用管脚的有效信号和输入、输出、高阻状态，该系统的管脚复用需增加多个控制管理模块，控制逻辑复杂。
技术实现思路
针对现有技术中存在的问题，本专利技术提供一种用于异步交互接口监测的管脚复用电路，在现有IO单元库基础上，实现SoC片内异步交互接口的监测，通过对异步交互接口进行管脚复用结构设计，可在SoC设计过程中或电路应用过程中对出现的问题进行快速定位及解决。本专利技术是通过以下技术方案来实现：一种用于异步交互接口监测的管脚复用电路，包括寄存器配置模块、监测管脚控制模块、功能管脚控制模块和管脚选择复用模块；监测信号为异步时钟域1和时钟域2间交互的信号，寄存器配置模块对监测管脚和功能管脚复用进行寄存器配置；监测管脚控制模块根据寄存器配置模块输出的N个监测使能对异步时钟域1和时钟域2的N个监测信号进行选择，最终输出1个监测信号为监测输出信号；功能管脚控制模块根据寄存器配置模块输出的功能管脚配置对M个功能管脚的复用进行控制管理，最终获取1个功能信号，该功能信号包含功能输入信号、功能输出信号和功能方向选择信号；管脚选择复用模块根据寄存器配置模块输出的监测功能选择信号，对监测管脚控制模块输出的监测输出信号，以及功能管脚控制模块的功能输入信号、功能输出信号和功能方向选择信号进行管脚复用判定，完成最终的管脚复用功能。优选的，监测管脚控制模块中，监测使能N作为二选一选择单元C_MUXN的选择端，当选择端为1时，选择监测信号N，否则选择管脚无效值；管脚无效值为所复用功能管脚的无效值；二选一选择单元的输出都连接至组合逻辑，当管脚无效值为1时，组合逻辑为与逻辑；当管脚无效值为0时，组合逻辑为或逻辑，经组合逻辑后输出监测输出信号。优选的，功能管脚控制模块中，当复用功能仅为输入时，输入功能信号和功能方向选择信号有效，当复用功能仅为输出时，输出功能信号和功能方向选择信号有效，当复用功能为输入输出功能时，输出功能信号、输入功能信号和方向选择信号都有效。优选的，管脚选择复用模块中，能够复用的PAD包括输出PAD和输入输出PAD；输出PAD将输出信号_IN输出到PAD；输入输出PAD的端口分别连接输入信号_OUT、输出信号_IN和方向选择信号_IN，根据方向选择信号_IN控制输入输出状态；当方向选择信号_IN表示输出，对输出信号_IN进行PAD输出，当方向选择信号_IN表示输入，输入信号_OUT为PAD输入值。进一步，管脚选择复用模块中，复用输出PAD时，监测功能选择信号连接二选一选择单元SO_MUX1和SO_MUX2的选择端；SO_MUX1的0端连接功能输出信号，1端连接监测信号无效值，SO_MUX2的0端连接SO_MUX1端的输出，1端连接监测输出信号。进一步，管脚选择复用模块中，复用输入输出PAD时，监测功能选择信号连接二选一选择单元SIO_MUX1、SIO_MUX2、SIO_MUX3、SIO_MUX4和SIO_MUX5的选择端，SIO_MUX1的0端连接功能输出信号，1端连接监测信号无效值，SIO_MUX2的0端连接SIO_MUX1的输出，1端连接监测输出信号，SIO_MUX3的0端连接功能方向选择信号，1端连接方向选择为输出的值，SIO_MUX4的0端连接SIO_MUX3的输出，1端连接方向选择为输出的值，SIO_MUX5的0端连接功能信号无效值，1端连接输入信号，其输出为功能输入信号。优选的，对管脚复用进行调试功能扩展时；在异步时钟域1和时钟域2间交互接口的监测信号中设置二选一选择单元，选择输入端接入的监测信号和调试信号；监测信号连接管脚复用后的一个PAD，完成监测信号的输出，用于对异步交互接口的监测；调试信号连接管脚复用后的另一个PAD，完成调试信号的输入，用于对异步交互接口的调试。进一步，在两个PAD之间设置外围调试电路用于调试异步交互接口。与现有技术相比，本专利技术具有以下有益的技术效果：本专利技术通过对监测管脚与功能管脚分别进行控制管理，从最大程度上减少检测设计对功能设计的影响。管脚复用采用多级管理控制设计，即保证管脚复用灵活，又确保监测设计和功能设计互不影响，即保证异步接口监测的正确性，又确保功能设计的正确性，可应用于高可靠电路设计。可根据已有IO单元库，实现SoC设计过程中或电路应用过程中对异步交互接口出现问题的快速定位及解决，无需修改IO单元库。该电路实现方法明确，逻辑控制简单，也可适用于片内同步信号的监测。进一步的，可配合异步交互接口输入的管脚复用，实现对异步模块的调试，可扩展性强。附图说明图1为本专利技术实例中基于异步交互接口监测的管脚复用电路结构框图。图2为本专利技术实例中监测管脚控制模块结构图。图3a为本专利技术实例中输出PAD结构图。图3b为本专利技术实例中输入输出PAD结构图。图4a为本专利技术实例中复用输出PAD结构图。图4b为本专利技术实例中复用输入输出PAD结构图。图5为本专利技术实例中监测信号管脚复用扩展进行监测和调试的结构图。具体实施方式下面结合具体的实施例对本专利技术做进一步的详细说明，所述是对本专利技术的解释而不是限定。本专利技术的技术解决方案如下。首先，设计寄存器配置模块，对监测功能和功能管脚复用进行寄存器配置，输出监测使能、功能管脚配置和功能管脚选择信号。其次，设计监测管脚控制模块，利用N个二选一选择单元和组合逻辑，以及寄存器配置模块输出的N个监测使能信号[N:1]对N个监测信号进行控制，当监测使能信号无效时，输出管脚为无效值，当监测使能信号有效时，输出相应位的监测信号，当无效值为’1’时，组合逻辑为“与”，当无效值为’0’时，组合逻辑为“或”，最终输出1个监测信号为监测输出信号。第三，设计功能管脚控制模块，根据寄存器配置模块输出的功能管脚配置对M个功能管脚的复用进行控制管理，最终获取1个功能信号，该功能信号包含的信息为：功能输入信号、功能输出信号和功能方向选择信号，当复用功能仅为输入时，输入功能信号和方向选择信号有效，当复用本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种用于异步交互接口监测的管脚复用电路，其特征在于，包括寄存器配置模块、监测管脚控制模块、功能管脚控制模块和管脚选择复用模块；监测信号为异步时钟域1和时钟域2间交互的信号，寄存器配置模块对监测管脚和功能管脚复用进行寄存器配置；监测管脚控制模块根据寄存器配置模块输出的N个监测使能对异步时钟域1和时钟域2的N个监测信号进行选择，最终输出1个监测信号为监测输出信号；功能管脚控制模块根据寄存器配置模块输出的功能管脚配置对M个功能管脚的复用进行控制管理，最终获取1个功能信号，该功能信号包含功能输入信号、功能输出信号和功能方向选择信号；管脚选择复用模块根据寄存器配置模块输出的监测功能选择信号，对监测管脚控制模块输出的监测输出信号，以及功能管脚控制模块的功能输入信号、功能输出信号和功能方向选择信号进行管脚复用判定，完成最终的管脚复用功能。

【技术特征摘要】
1.一种用于异步交互接口监测的管脚复用电路，其特征在于，包括寄存器配置模块、监测管脚控制模块、功能管脚控制模块和管脚选择复用模块；监测信号为异步时钟域1和时钟域2间交互的信号，寄存器配置模块对监测管脚和功能管脚复用进行寄存器配置；监测管脚控制模块根据寄存器配置模块输出的N个监测使能对异步时钟域1和时钟域2的N个监测信号进行选择，最终输出1个监测信号为监测输出信号；功能管脚控制模块根据寄存器配置模块输出的功能管脚配置对M个功能管脚的复用进行控制管理，最终获取1个功能信号，该功能信号包含功能输入信号、功能输出信号和功能方向选择信号；管脚选择复用模块根据寄存器配置模块输出的监测功能选择信号，对监测管脚控制模块输出的监测输出信号，以及功能管脚控制模块的功能输入信号、功能输出信号和功能方向选择信号进行管脚复用判定，完成最终的管脚复用功能。2.根据权利要求1所述的一种用于异步交互接口监测的管脚复用电路，其特征在于，监测管脚控制模块中，监测使能N作为二选一选择单元C_MUXN的选择端，当选择端为1时，选择监测信号N，否则选择管脚无效值；管脚无效值为所复用功能管脚的无效值；二选一选择单元的输出都连接至组合逻辑，当管脚无效值为1时，组合逻辑为与逻辑；当管脚无效值为0时，组合逻辑为或逻辑，经组合逻辑后输出监测输出信号。3.根据权利要求1所述的一种用于异步交互接口监测的管脚复用电路，其特征在于，功能管脚控制模块中，当复用功能仅为输入时，输入功能信号和功能方向选择信号有效，当复用功能仅为输出时，输出功能信号和功能方向选择信号有效，当复用功能为输入输出功能时，输出功能信号、输入功能信号和方向选择信号都有效。4.根据权利要求1所述的一种用于异步交互接口监测的管脚复用电路，其特征在于，管脚选择复用模块中，能够复用的PAD包括输出PAD和输入输出PAD；输出PAD将输出信号_IN输出到PAD；输入输出PAD的端口分别连接输入信号_OUT、输出...

【专利技术属性】
技术研发人员：赵翠华，罗敏涛，娄冕，田超，刘蕾，刘思源，张嘉骏，
申请(专利权)人：西安微电子技术研究所，
类型：发明
国别省市：陕西,61