GPIO的配置系统及其数据通信方法技术方案

本发明专利技术公开了一种ＧＰＩＯ的配置系统及其数据通信方法，配置系统包括ＣＰＵ、ＡＭＢＡ总线接口模块、信息寄存器模块、ＧＰＩＯ模块。ＣＰＵ模块用于根据外接设备发送ＧＰＩＯ模块配置命令，ＡＭＢＡ总线接口模块包括ＡＨＢ总线和ＡＰＢ总线，还包括连接于ＡＨＢ总线和ＡＰＢ总线之间的ＡＨＢ／ＡＰＢ桥模块，ＣＰＵ模块通过ＡＨＢ总线与ＡＨＢ／ＡＰＢ桥模块相连接；信息寄存器模块连接于ＡＰＢ总线上，用于存储配置命令；ＧＰＩＯ模块分别与信息寄存器、ＡＰＢ总线相连接，用于根据配置命令生成工作电路。本发明专利技术实现了对同一ＧＰＩＯ接口的功能复用，并且，ＧＰＩＯ配置命令可以经由两个通路到达ＧＰＩＯ，使得对ＧＰＩＯ的控制相对灵活。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术涉及嵌入式系统的接口领域，具体的说，涉及一种GPIO的配置系统及其数据通信方法。
技术介绍
嵌入式系统中具有数量众多，结构却相对简单的外部设备，对于这些设备，有的需要CPU为之提供控制手段，有的需要为CPU提供输入信号，而且许多这样的设备只需要一位，即只要开、关两种状态就行，比如：灯亮与灭。对这些设备的电路的控制，使用传统的串行口或者并行口都不合适，所以，在微控制芯片中，会提供通用可编程输入/输出接口(General-Purpose IO ports，简称GPIO)。GPIO是指能够为外接设备提供输入信号的输出管脚，和/或通过为CPU提供输入信号的输入管脚。由于外接设备接口的工作模式可能不同，因此，需要根据外接设备接口的匹配要求，通过软件或者软件与硬件结合的方式，将GPIO配置为各种不同的类型。例如，若外接设备的接口为三态模式，相应的，需要将GPIO配置为三态模式；若外接设备为集电极开路(open-drain)模式，相应的，就需要将GPIO配置为集电极开路模式。由于外接设备的数量非常多并且工作模式可能不同，而现有技术中，每一个GPIO只能以一种模式与外接设备相连，这样将导致所需的GPIO的数量的增加。举例来说，如果一个控制系统需要连接20个外接设备，而这20个外接设备的接口均为集电极开路模式，若上述控制系统中仅仅有10个集电极开路模式的GPIO，那么，现有的GPIO将不能满足外接设备的需求，只能在系统中增加新的GPIO接口，由此导致了GPIO的数量的增加。因此，需要本领域技术人员迫切解决的一个技术问题就是：如何能够对GPIO进行功能复用以及如何能够实现对可复用GPIO的灵活配置。
技术实现思路
本专利技术所要解决的技术问题是提供一种GPIO的配置系统及其数据通信方-->法，以使一个GPIO能够与不同接口模式的外接设备相连，从而降低系统所需GPIO的数量。为了解决上述问题，本专利技术公开了一种GPIO的配置系统，包括CPU、AMBA总线接口模块、信息寄存器模块、GPIO模块。其中，CPU模块用于根据外接设备发送GPIO模块配置命令，AMBA总线接口模块包括AHB总线和APB总线，还包括连接于AHB总线和APB总线之间的AHB/APB桥模块，CPU模块通过AHB总线与AHB/APB桥模块相连接；信息寄存器模块连接于APB总线上，用于存储配置命令；GPIO模块分别与信息寄存器、APB总线相连接，用于根据配置命令生成工作电路。优选地，配置命令为控制信号和数据信号，工作电路为与外接设备的接口模式相匹配的工作电路。优选地，GPIO包括GPIO数据寄存器及GPIO控制寄存器，GPIO数据寄存器、GPIO控制寄存器均分别与信息寄存器、APB总线相连接。优选地，信息寄存器与GPIO数据寄存器通过逻辑门电路相连接。优选地，信息寄存器与GPIO控制寄存器通过逻辑门电路相连接。优选地，GPIO的配置系统还包括一中断信号模块，中断信号模块与CPU相连接，用于接收外部设备的中断信号。本专利技术还公开了一种数据传输方法，包括如下步骤：CPU模块根据外接设备发送GPIO模块配置命令，配置命令经过AMBA总线的AHB总线发送至AHB/APB桥模块，AHB/APB桥模块将配置命令经APB总线发送至GPIO模块；或者，AHB/APB桥模块将配置命令经过APB总线、信息寄存器模块、发送至GPIO模块，GPIO模块根据配置命令生成与外接设备的接口模式相匹配的工作电路。优选地，配置命令为控制信号和数据信号。优选地，GPIO包括GPIO数据寄存器及GPIO控制寄存器，GPIO数据寄存器、GPIO控制寄存器均分别与信息寄存器、APB总线相连接。优选地，CPU根据外接设备生成GPIO的配置命令，或者CPU根据中断信号模块成GPIO配置命令与现有技术相比，本专利技术具有以下优点：-->基于AMBA接口模块，将CPU产生的配置命令传送至GPIO控制寄存器以及GPIO数据寄存器，并根据GPIO控制寄存器以及GPIO数据寄存器中的配置命令来生成能够与外接设备接口模式相匹配的工作电路，从而，实现了对同一GPIO接口的功能复用，使一个GPIO能够与不同接口模式的外接设备相连，从而降低系统所需GPIO的数量；并且，由于CPU发送的配置命令可以经由两个通路到达GPIO的控制寄存器和数据寄存器，因此，在传送配置命令时，可以不受寄存器的限制，因此对GPIO的控制相对灵活。附图说明图1是典型的基于AMBA总线的系统框图；图2是根据本专利技术实施例的GPIO的配置系统的结构框图；图3是图2所描述的配置系统在AMBA总线上的连接关系示意图；图4是图3所描述的配置系统在AMBA总线上的详细连接关系示意图；图5是带有中断处理机制的GPIO的配置系统的结构框图；图6是根据本专利技术基于GPIO的配置系统的数据通信方法实施例的流程图；图7是根据本专利技术基于GPIO的配置系统的数据通信方法另一实施例的流程图。具体实施方式为使本专利技术的上述目的、特征和优点能够更加明显易懂，下面结合附图和具体实施方式对本专利技术作进一步详细的说明。本专利技术的核心思想是：基于AMBA接口模块，将CPU产生的配置命令传送至GPIO控制寄存器以及GPIO数据寄存器，并根据GPIO控制寄存器以及GPIO数据寄存器中的配置命令来生成能够与外接设备接口模式相匹配的工作电路，从而，可以实现对同一GPIO接口的功能复用。参照图1，示出了一种典型的基于AMBA总线的系统框图，包括AHB总线101和APB总线107，其中，AHB总线101与APB总线107通过AHB/APB桥106相连接，其主要功能是锁存来自AHB系统总线的地址、数据和控制信号，并提供二级译码以产生APB外围设备的选择信号，从而实现AHB协议到-->APB协议的转换。AHB总线101主要用于高性能模块(如CPU、DMA和DSP等)之间的连接，一般连接有ARM或者CPU模块102、DSP IP模块103、ROM/SRAM模块105、仲裁器模块104等模块；APB总线107主要用于低带宽的周边外设之间的连接，一般连接有定时器108、GPIO模块109、UART模块110等模块。AMBA总线的接口与互连功能的分离，这对芯片上模块之间的互连具有重要意义，从某种角度上讲，AMBA总线已不仅仅是一种总线，更是一种带有接口模块的互连体系。参照图2，图2是根据本专利技术实施例的GPIO的配置系统的结构框图，包括如下模块：CPU模块201、AMBA接口模块202、信息寄存器模块203、GPIO模块204。在这里，CPU模块201根据外接设备，产生与外接设备相匹配的配置命令，经过AMBA接口模块202，将配置命令传送至GPIO模块204。具体而言，经过AMBA接口模块202，将配置命令传送至GPIO模块204，有两种方式，其一，从AMBA接口模块202出来的配置命令传送至信息寄存器模块203，然后，经过该信息寄存器模块203将配置命令转达给GPIO模块204；其二，从AMBA接口模块202出来的配置命令直接发送至GPIO模块204。通过上述两个通路，来实现对GPIO工作模式的控制，从而在配置GPIO时，可以更加灵活。参照图3，图3是图2所描述的配置系统在AMBA总线上的连接关系示本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种ＧＰＩＯ的配置系统，其特征在于，包括ＣＰＵ、ＡＭＢＡ总线接口模块、信息寄存器模块、ＧＰＩＯ模块，其中，　所述ＣＰＵ模块用于根据外接设备发送ＧＰＩＯ模块配置命令；　所述ＡＭＢＡ总线接口模块包括ＡＨＢ总线和ＡＰＢ总线，还包括连接于ＡＨＢ总线和ＡＰＢ总线之间的ＡＨＢ／ＡＰＢ桥模块，所述ＣＰＵ模块通过所述ＡＨＢ总线与所述ＡＨＢ／ＡＰＢ桥模块相连接；　所述信息寄存器模块连接于所述ＡＰＢ总线上，用于存储配置命令；　所述ＧＰＩＯ模块分别与所述信息寄存器、所述ＡＰＢ总线相连接，用于根据所述配置命令生成工作电路。

【技术特征摘要】
1、一种GPIO的配置系统，其特征在于，包括CPU、AMBA总线接口模块、信息寄存器模块、GPIO模块，其中，所述CPU模块用于根据外接设备发送GPIO模块配置命令；所述AMBA总线接口模块包括AHB总线和APB总线，还包括连接于AHB总线和APB总线之间的AHB/APB桥模块，所述CPU模块通过所述AHB总线与所述AHB/APB桥模块相连接；所述信息寄存器模块连接于所述APB总线上，用于存储配置命令；所述GPIO模块分别与所述信息寄存器、所述APB总线相连接，用于根据所述配置命令生成工作电路。2、根据权利要求1所述的GPIO的配置系统，其特征在于，所述配置命令为控制信号和数据信号，所述工作电路为与所述外接设备的接口模式相匹配的工作电路。3、根据权利要求2所述的GPIO的配置系统，其特征在于，所述GPIO包括GPIO数据寄存器及GPIO控制寄存器，所述GPIO数据寄存器、所述GPIO控制寄存器均分别与所述信息寄存器、所述APB总线相连接。4、根据权利要求3所述的GPIO配置系统，其特征在于，所述信息寄存器与所述GPIO数据寄存器通过逻辑门电路相连接。5、根据权利要求4所述的GPIO的配置系统，其特征在于，所述信息寄存器与所述GPIO控制寄存器通过逻辑门电路相连接...

【专利技术属性】
技术研发人员：腰建勋，
申请(专利权)人：北京中星微电子有限公司，
类型：发明
国别省市：11[中国|北京]