一种支持多协议的总线控制系统及方法技术方案

本发明专利技术提供一种支持多协议的总线控制系统及方法，包括信号同步处理模块，用于获取输入信号，对输入信号进行同步处理，得到同步后的输入信号；通信协议选择模块，用于对其中的协议选择输入信号进行采样，得到选择指示，并根据所述选择指示，确定一种支持的通信接口协议作为当前通信接口协议；通信数据处理模块，用于获取同步后的通信协议输入信号，对当前通信接口协议所需的通信协议输入信号进行信息处理；引脚复用控制模块，用于根据当前通信接口协议，配置输出引脚，输出通信协议输出信号，本发明专利技术芯片支持并同时兼容多种不同的通信接口协议并实现通信接口的自由切换。口协议并实现通信接口的自由切换。口协议并实现通信接口的自由切换。

【技术实现步骤摘要】
一种支持多协议的总线控制系统及方法
[0001]

[0002]本专利技术涉及片上系统
，尤其涉及一种支持多协议的总线控制系统及方法。
[0003]
技术介绍

[0004]片上系统（System
‑
on
‑
a
‑
chip，SoC），指的是在单个芯片上集成一个完整的系统，对所有或部分必要的电子电路进行包分组的技术。所谓完整的系统一般包括中央处理器（CPU）、存储器、以及外围电路等。SoC是与其它技术并行发展的，如绝缘硅（SOI），它可以提供增强的时钟频率，从而降低微芯片的功耗。片上系统技术通常应用于小型的，日益复杂的客户电子设备。例如，声音检测设备的片上系统是在单个芯片上为所有用户提供包括音频接收端、模数转换器（ADC）、微处理器、必要的存储器以及输入输出逻辑控制等设备。此外系统芯片还应用于单芯片无线产品，诸如蓝牙设备，支持单芯片WLAN和蜂窝电话解决方案。由于空前的高效集成性能，片上系统是替代集成电路的主要解决方案。SoC已经成为当前微电子芯片发展的必然趋势。
[0005]目前的SoC上存在多个协议的通信接口模块，例如UART、SPI、IIC等协议，片上系统可用于与蓝牙、WiFi、调试设备、电池电源监测模块、传感器等进行通信。根据应用或者解决方案的不同，每个解决方案中SoC所需用到的通信接口的个数都会有不同。一般在芯片中会布置足够多的通信接口，即会布置足够多的UART、SPI、SoC等接口。但是在芯片设计层面，这些通信接口的移植性是非常差的，并且它们之间并不互相兼容，很多时候，一款SoC不得不同时推出多种不同接口的系列芯片，例如，若要同时集成UART、SPI、IIC三种协议于一个SoC中，需要用到芯片的12个引脚与这些通信接口的信号线进行连接，包括UART的RX、TX，SPI的CS、SCK、MOSI、MISO，IIC的SCL、SDA以及假定IIC常用的四根地址编程线，这样也会导致当采取不同解决方案时，IIC、UART和SPI中的大部分实际上没有工作，从而浪费了芯片面积和接口，造成芯片面积较大，生产成本较高，设计效率低。
[0006]因此，考虑到减小芯片面积、降低芯片生产成本、提升芯片生产效率等因素，能够减少芯片内部所需通信接口的总体数量，同时配置灵活性不变的总线控制系统是目前业界亟待解决的重要课题。
[0007]
技术实现思路

[0008]本专利技术提供一种支持多协议的总线控制系统及方法，用以解决现有技术中芯片中通信接口之间不兼容的缺陷，实现芯片支持并同时兼容多种不同的通信接口协议并实现通信接口的自由切换。
[0009]本专利技术提供一种支持多协议的总线控制系统，包括：
信号同步处理模块，用于获取输入信号，对所述输入信号进行同步处理，得到同步后的输入信号，其中，输入信号包括来自上位机的协议选择输入信号和通信协议输入信号；通信协议选择模块，与所述信号同步处理模块电性连接，用于获取同步后的所述输入信号，对其中的所述协议选择输入信号进行采样，得到选择指示，并根据所述选择指示，确定一种支持的通信接口协议作为当前通信接口协议；通信数据处理模块，与所述通信协议选择模块电性连接，用于获取同步后的所述通信协议输入信号，根据所述当前通信接口协议，对当前通信接口协议所需的通信协议输入信号进行信息处理；引脚复用控制模块，与所述通信数据处理模块电性连接，用于根据当前通信接口协议，配置输出引脚，输出通信协议输出信号。
[0010]根据本专利技术提供的一种支持多协议的总线控制系统，所述信号同步处理模块为相互串联的多组多级同步寄存器，所述多级同步寄存器为三级同步寄存器。
[0011]根据本专利技术提供的一种支持多协议的总线控制系统，多级同步寄存器的数量为
n
‑1+U
max
，其中，n为所述支持的通信接口协议的数量，U
max
为最大引脚数量，所述最大引脚数量为支持的通信接口协议中所需引脚最多的通信接口协议所需的引脚数量。
[0012]根据本专利技术提供的一种支持多协议的总线控制系统，通信协议选择模块包括：协议选择信号拼接单元，与所述信号同步处理模块电性连接，用于获取并采样同步后的所述协议选择输入信号，得到选择指示，并根据所述选择指示，确定所述当前通信接口协议；引脚复用输入控制单元，与所述协议选择信号拼接单元电性连接，用于提供当前通信接口协议所需时钟信号、使能信号以及相关协议信息；根据本专利技术提供的一种支持多协议的总线控制系统，支持多协议的总线控制系统还包括：硬件地址编程模块，与信号同步处理模块电性连接，用于获取同步后的所述通信协议输入信号，在硬件地址编码模式下对通信协议输入信号进行采样，以及在非硬件地址编码模式下对协议选择输入信号进行寄存；其中，所述硬件地址编码模式采用IIC硬件地址编程模式，寄存非硬件地址编码模式下的协议选择输入信号作为IIC硬件地址。
[0013]根据本专利技术提供的一种支持多协议的总线控制系统，通信协议选择模块还包括： SEL信号判断单元，与信号同步处理模块电性连接，用于获取同步后的通信协议输入信号，判断通信协议输入信号是否进入硬件地址编码模式。
[0014]根据本专利技术提供的一种支持多协议的总线控制系统，硬件地址编程模块包括：硬件地址采样单元，与所述SEL信号判断单元电性连接，用于当通信协议输入信号进入硬件地址编码模式时，采样并寄存通信协议输入信号；硬件地址匹配比较单元，与所述硬件地址采样单元电性连接，用于对帧格式里的地址帧与硬件地址采样单元里寄存的地址进行比较，并当两者相同时，与IIC数据处理单元建立通信。
[0015]根据本专利技术提供的一种支持多协议的总线控制系统，通信数据处理模块包括：UART数据处理单元，与所述引脚复用输入控制单元电性连接，用于获取同步后的
所述通信协议输入信号，根据当前通信接口协议，对UART协议所需的通信协议输入信号进行信息处理；SPI数据处理单元，与所述引脚复用输入控制单元电性连接，用于获取同步后的所述通信协议输入信号，根据当前通信接口协议，对SPI协议所需的通信协议输入信号进行信息处理；IIC数据处理单元，与所述引脚复用输入控制单元和所述硬件地址编程模块电性连接，用于获取同步后的所述通信协议输入信号，根据当前通信接口协议，对IIC协议所需的通信协议输入信号进行信息处理：IIC数据引脚三态控制单元，与所述IIC数据处理单元电性连接，用于切换IIC协议所需的通信协议输入信号的状态，所述状态包括输入状态和输出状态。
[0016]根据本专利技术提供的一种支持多协议的总线控制系统，引脚复用控制模块选择UART数据处理单元、SPI数据处理单元、IIC数据处理单元中的其中一个单元配置输出引脚，并输出相应协议的所述通信协议输出信号。
[0017]本专利技术还提供一种支持多协议的总线控制方法，包括以下步骤：获取输入信号，对所述输入信号进行同步处理，得到同步后的输入信号，其中，输入信号包括来自上位机的所述协议选择输入信号和通信协议输入信号；获取同步后的所述输入信号本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种支持多协议的总线控制系统，其特征在于，包括：信号同步处理模块（100），用于获取输入信号，对所述输入信号进行同步处理，得到同步后的输入信号，其中，输入信号包括来自上位机的协议选择输入信号和通信协议输入信号；通信协议选择模块（200），与所述信号同步处理模块（100）电性连接，用于获取同步后的所述输入信号，对其中的所述协议选择输入信号进行采样，得到选择指示，并根据所述选择指示，确定一种支持的通信接口协议作为当前通信接口协议；通信数据处理模块（400），与所述通信协议选择模块（200）电性连接，用于获取同步后的所述通信协议输入信号，根据所述当前通信接口协议，对当前通信接口协议所需的通信协议输入信号进行信息处理；引脚复用控制模块（500），与所述通信数据处理模块（400）电性连接，用于根据当前通信接口协议，配置输出引脚，输出通信协议输出信号。2.根据权利要求1所述的支持多协议的总线控制系统，其特征在于，所述信号同步处理模块（100）为相互串联的多组多级同步寄存器，所述多级同步寄存器为三级同步寄存器。3.根据权利要求2所述的支持多协议的总线控制系统，其特征在于，多级同步寄存器的数量为2
n
‑1+U
max
，其中，n为所述支持的通信接口协议的数量，U
max
为最大引脚数量，所述最大引脚数量为支持的通信接口协议中所需引脚最多的通信接口协议所需的引脚数量。4.根据权利要求3所述的支持多协议的总线控制系统，其特征在于，通信协议选择模块（200）包括：协议选择信号拼接单元（210），与所述信号同步处理模块（100）电性连接，用于获取并采样同步后的所述协议选择输入信号，得到选择指示，并根据所述选择指示，确定所述当前通信接口协议；引脚复用输入控制单元（220），与所述协议选择信号拼接单元（210）电性连接，用于提供当前通信接口协议所需时钟信号、使能信号以及相关协议信息。5.根据权利要求4所述的支持多协议的总线控制系统，其特征在于，支持多协议的总线控制系统还包括：硬件地址编程模块（300），与信号同步处理模块（100）电性连接，用于获取同步后的所述通信协议输入信号，在硬件地址编码模式下对通信协议输入信号进行采样，以及在非硬件地址编码模式下对协议选择输入信号进行寄存；其中，所述硬件地址编码模式采用IIC硬件地址编程模式，寄存非硬件地址编码模式下的协议选择输入信号作为IIC硬件地址。6.根据权利要求5所述的支持多协议的总线控制系统，其特征在于，通信协议选择模块（200）还包括： SEL信号判断单元（230），与信号同步处理模块（100...

【专利技术属性】
技术研发人员：胡建国，李洋，王德明，吴劲，丁颜玉，段志奎，
申请(专利权)人：广东曜芯科技有限公司中山大学，
类型：发明
国别省市：