一种可编程设备的在通讯中测试及编程方法技术

该发明专利技术涉及计算机通讯技术、微处理器／单片机及可编程器件等技术领域。本发明专利技术可以实现单一通讯接口的仿真、测试、调试或编程通信及应用通信的多功能。该可编程设备包括程序存储器、微处理器、通讯控制器等部分，其具有两种状态，在默认状态时，微处理器运行默认程序，控制和管理通讯控制器与其它设备连接并接收其它设备的指令或数据对该设备进行仿真、测试、调试或编程操作；在应用状态时，微处理器运行应用程序或同时运行应用程序及默认程序，按具体应用要求控制和管理通讯控制器与其它设备连接并接收其它设备的指令或数据，实现具体的应用通信功能。

【技术实现步骤摘要】

该专利技术涉及计算机通讯技术(包括USB、LAN、CAN、1394、BLUETOOTH、WLAN、UWB、WUSB等通讯技术)、微处理器/单片机、可编程器件等

技术介绍
早期的微处理器/单片机多采用外接程序及数据存储器的方法以满足不同的应用要求，随着半导体技术的发展及用户对微处理器/单片机应用系统集成度要求的提高，越来越多的微处理器/单片机逐渐向内置程序及数据存储器的方向发展，在这些微处理器/单片机系统的生产过程中，用户需要用专用编程工具先对器件编程然后才能进行安装焊接组等加工工序，在最终产品状态，用户无法对产品进行程序更改及升级等操作。近年来，一些微处理器/单片机开始向ISP(在系统编程)、IAP(在应用编程)、JTAG(边界扫描测试及编程)功能方向发展，使带此功能的微处理器/单片机或可编程逻辑器件产品可以实现最终产品、最后工序编程或最终用户远程测试或固件编程、升级。但是目前具备ISP、IAP、JTAG测试或编程功能的微处理器/单片机或可编程逻辑器件的编程接口均是采用专用的简单的通讯方式的电气接口。例如一些8051内核的单片机通过UART串口及RS232转换电路与PC(个人计算机)连接实现ISP/IAP功能；多数ARM内核的微处理器或可编程逻辑器件通过JTAG(边界扫描测试)接口与基于PC并行口的JTAG控制器连接，实现芯片边界扫描测试及编程等功能。这些接口专用于编程、调试及测试，编程电缆包含专用电路及元器件、成本较高、较复杂且需要专门设计，在用户应用固件程序运行过程中一般不使用该接口，最终产品也很难保留该接口进行固件编程或升级。随着计算机通讯技术的发展，这些简单通讯方式接口已逐渐从PC端淘汰(大多数笔记本电脑已取消标准串行及并行电气接口)，逐渐被USB/LAN/CAN/1394/BLUETOOTH/WLAN/UWB/WUSB等高效、高速及易连的接口取代。并且越来越多的微处理器/单片机或可编程逻辑器件也已集成了这些高效、高速及易连的通讯方式接口以适应不同的应用需求。甚至有些通讯方式规范已经定义了程序升级的通讯协议(例如USB组织定义了USB外设固件升级规范“USB Device Firmware Upgrade Specification，Revision 1.1”)，但是用户需要开发编程工具软件、固件程序甚至驱动程序等，协议较复杂且实现困难。目前也只局限于固件升级，没有整合仿真、调试、测试、固件编程、升级等通信功能及用户应用通信功能，还没有具体的简单易行的系统实施方法。本说明书将以内置USB/LAN/CAN/1394/BLUETOOTH/WLAN/UWB/WUSB等通讯接口的微处理器/单片机为例，详述如何通过微处理器/单片机或可编程逻辑器件的这些通讯接口在已有的微处理器/单片机或可编程逻辑器件仿真、调试、测试、固件编程方法基础上实现在通信中(ICP)仿真、调试、测试、编程通信功能及用户应用通信功能。
技术实现思路
本专利技术可以利用现有PC端工具软件及外设驱动程序实现单一通讯接口的仿真、调试、测试、编程通信及应用通信的多功能，本说明书着重于微处理器/单片机通过USB接口实现在通信中(ICP)仿真、调试、测试、编程的方法，该方法也适用于带LAN、CAN、1394、BLUETOOTH、WLAN、UWB、WUSB等通讯方式接口的微处理器/单片机或可编程逻辑器件。本专利技术的实现方法为带USB接口的微处理器/单片机或可编程逻辑器件通过USB电缆与PC连接时，其默认状态是一个USB虚拟串口/并口外设(Device)或其它可编程类外设(例如USB-JTAG适配器)，用户通过现有的PC端仿真、调试、测试、编程等工具软件及USB虚拟串口/并口或可编程类外设驱动程序实现对微处理器/单片机或可编程逻辑器件的仿真、调试、测试、固件编程操作，完成仿真、调试、测试、编程后用户可以通过PC端的编程工具软件把微处理器/单片机或可编程逻辑器件设置为应用状态，然后微处理器/单片机或可编程逻辑器件即工作于应用状态并运行用户自己设计的应用固件程序，此时微处理器/单片机或可编程逻辑器件作为一个用户设计的应用USB外设按照用户的设计要求通过USB接口及相应的应用驱动程序实现与PC或其它设备的连接通信。当微处理器/单片机或可编程逻辑器件在应用状态时，如果用户需要对微处理器/单片机或可编程逻辑器件进行仿真、调试、测试、编程或固件升级，用户可以通过硬件设置(例如通过外设的开关、按键或固件命令设置)、或通过PC端的软件工具用特殊命令(例如用USB调试工具软件发送特殊命令至该外设，用户也可自己开发一个软件工具实现该功能)把微处理器/单片机或可编程逻辑器件设置回默认状态，然后再实现在返回的默认状态通过USB接口对微处理器/单片机或可编程逻辑器件进行仿真、调试、测试、编程或固件升级的操作。这样就实现了单一接口的仿真、调试、测试、编程或固件升级通信及应用通信的多功能，并且PC端的仿真、调试、测试、编程工具软件及USB虚拟串口/并口或可编程类外设驱动程序均可采用已经成熟的现有软件及驱动程序。极大地降低了整个系统地实现技术难度及经济成本。如果本专利技术被应用于微处理器/单片机或可编程逻辑器件产品中，产品研发或生产的用户就不需要为产品设计专用的仿真、调试、测试及编程接口及工具，也不需要开发专用的仿真、调试、编程软件及驱动程序，只需利用产品本身的应用通讯接口(例如USB接口)及已成熟的仿真、调试、测试、编程工具软件及驱动，可以在最终产品出厂前才对产品进行编程，还可及时根据最终用户的不同要求装载不同的应用固件程序，甚至最终用户也可在此基础上进行固件程序升级或进行二次开发并运行最终用户自己设计的固件程序。本专利技术中涉及USB接口的部分也适用于LAN/CAN/1394/BLUETOOTH/WLAN/UWB/WUSB等其它通讯方式接口。为了能表达清楚本专利技术的内容，本说明书以USB通讯方式为例详细说明本专利技术的内容。附图说明图1本专利技术的第一实施方案系统结构框图。图2本专利技术的第一实施方案的引导程序操作流程图。图3本专利技术的第一实施方案在默认状态的程序操作流程图。图4本专利技术的第一实施方案在应用状态的程序操作流程图。图5本专利技术的第二实施方案系统结构框图。图6图6本专利技术的第二实施方案在应用状态的系统结构及操作流程图。图7本专利技术的其它通讯方式实施方案系统结构框图。具体实施例方式第一实施方案在图1中，该USB接口的微处理器/单片机包含USB控制器、程序存储器、数据存储器、微处理器内核、外围接口电路及电源时钟等六大部分。如图2，该微处理器/单片机复位后程序指针首先指向引导程序存储区，并运行引导程序存储区内的引导程序，该程序管理整个微处理器/单片机系统内的硬件、固件程序的运行，如果微处理器/单片机的外围硬件设置条件或软件设置条件满足进入默认状态，则程序指针指向默认程序存储区，并运行默认存储区内的默认程序，反之则程序指针指向用户应用程序存储区，并运行用户应用存储区内的应用程序。如图3，如果微处理器/单片机被设置为默认状态，当通过USB电缆与PC连接时，微处理器/单片机运行默认程序并作为一个虚拟串口/并口或可编程外设完成与PC主机的枚举，这时，如果用户运行PC端仿真、调试、测试或编程工具软本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种可编程设备，该可编程设备包括程序存储器、微处理器、通讯控制器等部分。其特征是该可编程设备可以是单个芯片、也可以多个芯片及元器件的组合、还可以是一个芯片或一个产品中的一部分；该可编程设备具有两种状态，在默认状态时，微处理器运行默认程序，控制和管理通讯控制器的通讯接口与其它设备连接通信，并接收其它设备的指令或数据对该可编程设备进行测试、调试或编程操作；在应用状态时，微处理器运行应用程序或同时运行应用程序及默认程序，按具体应用要求控制和管理通讯控制器的通讯接口与其它设备连接通信并接收其它设备的指令或数据，实现具体的应用通信功能。

【技术特征摘要】
1.一种可编程设备，该可编程设备包括程序存储器、微处理器、通讯控制器等部分。其特征是该可编程设备可以是单个芯片、也可以多个芯片及元器件的组合、还可以是一个芯片或一个产品中的一部分；该可编程设备具有两种状态，在默认状态时，微处理器运行默认程序，控制和管理通讯控制器的通讯接口与其它设备连接通信，并接收其它设备的指令或数据对该可编程设备进行测试、调试或编程操作；在应用状态时，微处理器运行应用程序或同时运行应用程序及默认程序，按具体应用要求控制和管理通讯控制器的通讯接口与其它设备连接通信并接收其它设备的指令或数据，实现具体的应用通信功能。2.根据权利要求1所述的程序存储器，其特征在于其至少包括默认程序存储区及应用程序存储区，或者包括分开的默认程序存储器及应用程序存储器；应用程序存储区或应用程序存储器可以被可编程设备自己编程；微处理器运行默认程序存储区或默认程序存储器的程序可以对应用程序存储区或应用程序存储器甚至整个程序存储器进行编程。3.根据权利要求1所述的通讯控制器，其特征在于按照一定的通讯规范及协议实现设备与设备之间的连接通信，该通讯控制器的通讯方式可以是USB、LAN、CAN、1394、BLUETOOTH、WLAN、UWB、WUSB等其中的一种，也可以是其它通讯方式。4.根据权利要求1所述的微处理器，其特征在于...

【专利技术属性】
技术研发人员：郭阳斌，郭阳勇，
申请(专利权)人：成都联星微电子有限公司，郭阳斌，郭阳勇，
类型：发明
国别省市：90[中国|成都]