一种芯片引脚复用电路和方法技术

本发明专利技术涉及芯片设计领域，具体公开了一种芯片引脚复用电路和方法，通过设置通用功能控制单元、特殊功能控制单元与其它功能模块，在任何时候，复用引脚都可以当作正常功能使用；当需要特殊功能，例如在线调试功能的时候，接上硬件调试器后，可切换为调试功能，运行中的代码不会影响调试信号及功能；调试完成后，移除硬件调试器后，又可以恢复为正常功能。其有益效果为：实现了芯片引脚的复用，既节约了引脚资源，同时也不影响正常功能的使用。

【技术实现步骤摘要】
一种芯片引脚复用电路和方法
本专利技术涉及芯片设计领域，尤其涉及一种芯片引脚复用电路和方法。
技术介绍
在芯片设计过程中，芯片的引脚是一种稀缺资源，因此需要将多个功能复用到同一个引脚上。通常情况下，某一个引脚在同一时刻只能复用一个功能，例如GPIO(通用型之输入输出)、ADC(模数转换器)、CMP(单芯片多处理器)等，但在一些特殊场景下，需要在同一个引脚上复用2个或以上的功能，例如在线调试功能。当前引脚复用的方法有如下几种：1.某几个引脚固定用作在线调试功能，这种方法会浪费引脚资源；2.某几个引脚复用为在线调试和其他功能，系统启动时，默认为在线调试功能，软件可以根据需要，将这些引脚切换成其它功能，这种方法虽然会节省引脚资源，但系统启动时默认为在线调试功能，不能用作其他功能，软件切换功能后，不能再进行调试；3.某几个引脚复用为在线调试和其他功能，系统启动时，根据引脚的电平状态，确定是否复用为在线调试功能，这种方法虽然也节省引脚资源，但系统启动时对这些引脚的电平有要求，影响正常的功能使用，并且系统启动后不能切换调试功能。
技术实现思路
本专利技术提供一种芯片引脚复用电路和方法，解决的技术问题是，现有引脚复用方式存在浪费引脚资源，影响正常功能的使用的问题。为解决以上技术问题，本专利技术提供一种芯片引脚复用电路，包括一个复用引脚，所述复用引脚一端连接通用功能控制单元，一端连接特殊功能控制单元，所述通用功能控制单元与所述特殊功能控制单元相连接；所述复用引脚用于与外部设备连接，接收通用功能信号与特殊功能信号；所述通用功能控制单元用于检测所述通用功能信号输入以及控制是否输出所述通用功能信号；所述特殊功能控制单元用于检测所述特殊功能信号输入以及控制是否输出所述特殊功能信号。进一步地，所述通用功能控制单元包括：与所述复用引脚相连接的输入单元，第一输出单元，与所述第一输出单元连接的第一输出控制开关，所述第一输出控制开关还与所述复用引脚连接；所述输入单元用于在任何时候检测所述复用引脚上的电平值，并存储所述电平值；所述第一输出单元用于存储第一输出电平并向所述第一输出控制开关和所述特殊功能控制单元输出所述第一输出电平；所述第一输出控制开关用于根据所述第一输出电平判断所述通用功能信号是否允许输出。进一步地，所述特殊功能控制单元包括：与复用引脚和第一输出单元相连接的运算单元，与所述运算单元相连接的输入检测单元，第二输出单元，与所述第二输出单元连接的第二输出控制开关，所述第二输出控制开关还与所述复用引脚连接；所述运算单元用于计算复用引脚电平与所述第一输出电平的差值，并将所述差值与所述第一输出电平进行比较，用于判断是否有特殊功能信号输入；所述输入检测单元用于在任何时候检测所述运算单元的电平值，并存储所述电平值；所述第二输出单元用于存储第二输出电平并向所述第二输出控制开关输出所述第二输出电平；所述第二输出控制开关用于根据所述第二输出电平判断所述特殊功能信号是否允许输出。更进一步地，所述输入单元包括一个施密特触发器，和与施密特触发器相连的第一输入数据寄存器；所述第一输出单元包括第一输出数据寄存器，和与第一输出数据寄存器相连的第一输出驱动电路；所述施密特触发器用于在任何时候检测所述复用引脚上的电平值，并将所述电平值存储至第一输入数据寄存器中；所述第一输出数据寄存器用于存储所述第一输出电平；所述第一输出驱动电路，用于向所述第一输出控制开关输出所述第一输出电平。更进一步地，所述输入检测单元包括一个施密特触发器，和与所述施密特触发器相连的第二输入数据寄存器；所述输出单元包括第二输出数据寄存器，和与第二输出数据寄存器相连的第二输出驱动电路；所述施密特触发器用于在任何时候检测所述运算单元上的电平值，并将所述电平值存储至第二输入数据寄存器中；所述第二输出数据寄存器用于存储所述第二输出电平；所述第二输出驱动电路，用于向所述第二输出控制开关输出所述第二输出电平。更进一步地，当所述差值与第一输出电平之差大于第一数值时，所述输入检测单元判断有特殊功能信号高电平输入；当所述通用功能单元输出电平与所述差值之差小于第二数值时，所述输入检测单元判断有特殊功能信号低电平输入，所述第一数值、第二数值通过芯片寄存器配置，有效范围为1V～3V。进一步地，通用功能控制单元和特殊功能控制单元还连接其它功能模块，所述其它功能模块包括但不限于GPIO通用输入/输出口、ADC数模转换器、UART通用异步收发传输器、I2C总线。本专利技术还提供一种芯片引脚复用方法，其特征在于，包括步骤：S1.所述通用功能控制单元检测所述复用引脚的电平值判断是否有所述通用功能信号输入，所述特殊功能控制单元检测所述复用引脚电平值判断是否有所述特殊功能信号输入；S2.若所述特殊功能控制单元判断有特殊功能信号高电平输入，则跳转至步骤S4，若所述通用功能控制单元判断有通用功能信号输入，而特殊控制单元判断特殊功能信号低电平输入，则跳转至步骤S3；S3.第一输出控制开关控制所述通用功能信号输出，同时所述运算单元计算复用引脚电平与第一输出电平的差值，并将所述差值与第一输出电平进行比较，判断是否有特殊功能信号高电平输入，若有特殊功能信号高电平输入则跳转至步骤S4，若有特殊功能信号低电平输入，则通用功能控制单元保持所述通用功能信号输出；S4.所述第二输出控制开关接收所述第二输出电平并控制所述特殊功能信号输出，同时第一输出控制开关控制所述通用功能信号禁止输出；S5.当所述特殊功能信号输出完毕后，第二输出控制开关禁止所述特殊功能信号输出，同时第一输出控制开关允许所述通用功能信号输出。进一步地，当所述差值与所述通用功能单元输出电平数值之差大于第一数值时，所述输入检测单元判断有特殊功能信号高电平输入；当所述通用功能单元输出电平与所述差值之差小于第二数值时，所述输入检测单元判断有特殊功能信号低电平输入，所述第一数值、第二数值通过芯片寄存器配置，有效范围为1V～3V。本专利技术提供一种芯片引脚复用电路和方法，通过设置通用功能控制单元、特殊功能控制单元与其它功能模块，在任何时候，复用引脚都可以当作正常功能使用；当需要特殊功能，例如在线调试功能的时候，接上硬件调试器后，可切换为调试功能，运行中的代码不会影响调试信号及功能；调试完成后，移除硬件调试器后，又可以恢复为正常功能。其有益效果为：实现了芯片引脚的复用，既节约了引脚资源，同时也不影响正常功能的使用。附图说明图1为本专利技术实施例提供的一种芯片引脚复用电路结构图；图2为本专利技术实施例提供的输入单元电路结构图；图3为本专利技术实施例提供的第一输出单元电路结构图；图4为本专利技术实施例提供的输入检测单元电路结构图；图5为本专利技术实施例提供的第二输出单元电路结构图；图6为本专利技术实施例提供的一种芯片引脚复用方法流程图；图7为本专利技术实施本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种芯片引脚复用电路，其特征在于：包括一个复用引脚，所述复用引脚一端连接通用功能控制单元，一端连接特殊功能控制单元，所述通用功能控制单元与所述特殊功能控制单元相连接；/n所述复用引脚用于与外部设备连接，接收通用功能信号与特殊功能信号；/n所述通用功能控制单元用于检测所述通用功能信号输入以及控制是否输出所述通用功能信号；/n所述特殊功能控制单元用于检测所述特殊功能信号输入以及控制是否输出所述特殊功能信号。/n

【技术特征摘要】
1.一种芯片引脚复用电路，其特征在于：包括一个复用引脚，所述复用引脚一端连接通用功能控制单元，一端连接特殊功能控制单元，所述通用功能控制单元与所述特殊功能控制单元相连接；
所述复用引脚用于与外部设备连接，接收通用功能信号与特殊功能信号；
所述通用功能控制单元用于检测所述通用功能信号输入以及控制是否输出所述通用功能信号；
所述特殊功能控制单元用于检测所述特殊功能信号输入以及控制是否输出所述特殊功能信号。


2.如权利要求1所述的一种芯片引脚复用电路，其特征在于，所述通用功能控制单元包括：与所述复用引脚相连接的输入单元，第一输出单元，与所述第一输出单元连接的第一输出控制开关，所述第一输出控制开关还与所述复用引脚连接；
所述输入单元用于在任何时候检测所述复用引脚上的电平值，并存储所述电平值；
所述第一输出单元用于存储第一输出电平并向所述第一输出控制开关和所述特殊功能控制单元输出所述第一输出电平；
所述第一输出控制开关用于根据所述第一输出电平判断所述通用功能信号是否允许输出。


3.如权利要求2所述的一种芯片引脚复用电路，其特征在于，所述特殊功能控制单元包括：与复用引脚和第一输出单元相连接的运算单元，与所述运算单元相连接的输入检测单元，第二输出单元，与所述第二输出单元连接的第二输出控制开关，所述第二输出控制开关还与所述复用引脚连接；
所述运算单元用于计算复用引脚电平与所述第一输出电平的差值，并将所述差值与所述第一输出电平进行比较，用于判断是否有特殊功能信号输入；
所述输入检测单元用于在任何时候检测所述运算单元的电平值，并存储所述电平值；
所述第二输出单元用于存储第二输出电平并向所述第二输出控制开关输出所述第二输出电平；
所述第二输出控制开关用于根据所述第二输出电平判断所述特殊功能信号是否允许输出。


4.如权利要求3所述的一种芯片引脚复用电路，其特征在于：所述输入单元包括一个施密特触发器，和与施密特触发器相连的第一输入数据寄存器；
所述第一输出单元包括第一输出数据寄存器，和与第一输出数据寄存器相连的第一输出驱动电路；
所述施密特触发器用于在任何时候检测所述复用引脚上的电平值，并将所述电平值存储至第一输入数据寄存器中；
所述第一输出数据寄存器用于存储所述第一输出电平；
所述第一输出驱动电路，用于向所述第一输出控制开关输出所述第一输出电平。


5.如权利要求4所述的一种芯片引脚复用电路，其特征在于：所述输入检测单元包括一个施密特触发器，和与所述施密特触发器相连的第二输入数...

【专利技术属性】
技术研发人员：李鹏，
申请(专利权)人：珠海昇生微电子有限责任公司，
类型：发明
国别省市：广东;44