可運行多任務的編程器的製作方法

2023-06-30 20:36:41

專利名稱：可運行多任務的編程器的製作方法
技術領域：
本實用新型涉及一種可運行多任務的編程器，尤特指使用FPGA來並行處理的方 式，在同一時間內可對多數晶片進行數據處理，而達到提高編程器信號處理的效率。
背景技術：
編程器是一種電子類行業中用於加工的儀器設備，是伴隨著電子類行業發展的儀器，其主要的功能就是把產品的數據信息，寫到晶片內部保存 起來。隨著電子類行業不斷的更新發展，晶片的功能，容量和工藝也不斷的提高，以前的編 程器設計都或多或少存在著不足的地方，除了其於控管之技術外，就是編程器都是以48腳 信號驅動為主，對於管腳數超過48腳的晶片，晶片適配器的兼容性就很差，雖然通過共享 多個管腳可以彌補編程器的不足，但信號之間的幹擾卻使編程器的穩定性下降了。

實用新型內容本實用新型的主要目的在於提供一種在同一時間內可對多數晶片進行數據處理， 而可提高編程器信號處理的效率的可運行多任務的編程器。本實用新型的技術內容為本實用新型編程器是64腳萬能驅動管腳，每個管腳都 能支持 Vcc, Vpp、Vio、Vss、Digital、Clock 及 Z-Float 等 7 種電氣信號。與現有技術相比，本實用新型的有益效果是本實用新型編程器都支持聯計算機 工作模式和脫離計算機的工作模式，機子只要插上CF數據存儲卡，通過機子上的按鍵和 LCD屏的操作控制，就可以脫離計算機獨立工作，尤其當工廠需要很多臺編程器同時進行大 批量生產時，可以大量省卻計算機方面的成本及管理的問題。本實用新型編程器是USB 2.0接口，數據傳輸速率非常高，而且支持熱拔插。
以下結合附圖和具體實施例對本實用新型作進一步描述。


圖1為本實用新型的結構方塊示意圖。
圖2為本實用新型提供以FPGA對應數個待加工晶片的實施流程圖之 圖3為本實用新型提供以FPGA對應數個待加工晶片的實施流程圖之 圖4為本實用新型具有64管腳及晶片夾片示意圖。主要組件符號說明
2......LCD顯示屏3···
5……計算機鍵盤6…
8……USB 2.0數據通訊口 -MCU晶片
22、23、24、25......待加工晶片
1.. 4.. 7.. 9..
21 30
.編程器 .顯不器
-CF數據存儲卡 .電源12….
高性能FPGA晶片 管腳
計算機人機界面 控制按鍵具體實施方式
為了更充分理解本實用新型的技術內容，下面結合具體實施例對本實用新型的技 術方案進一步介紹和說明。本實用新型可運行多任務的編程器，基本包含有微處理器、現場可編程門陣列芯 片及CF數據存儲卡、IXD顯示屏及USB2. 0數據通訊口，其特徵在於所述的編程器具有64管腳。該編程器1，如圖1所示，內嵌有USB 2. 0數據通訊口 8，可以借計算機人機界面3 直接與計算機鍵盤5、顯示器4連結使用，方便操作；因編程器1本身帶有LCD顯示屏2和控 制按鍵6，配上CF數據存儲卡7，就可以脫離計算機獨立使用，其操作性和方便性遠遠高於 傳統的編程器，而編程器1系是以高速MCU晶片12與高性能FPGA晶片21系統設計架構。其中，本實用新型的特徵，系該編程器為64管腳的設計，藉此可以提高晶片夾座 等配件的兼容性，即使管腳數在48腳以上的晶片，依然有很好的兼容性。而編程器的64腳 萬能驅動管腳30的(如圖4所示)，S-A, S-B, S-C和S-D是同時加工4顆晶片的夾座，此就 是配合FPGA晶片的設計實施，而且每個管腳都能支持Vcc、Vpp、Vio、Vss、Digital、Clock 及Z-Float等7種電氣信號。如a) Vcc信號電壓從1. 8V到15V電壓，支持256級連續驅動，總驅動電流可達 500mA ；b)Vpp信號電壓從1. 8V到15V電壓，支持256級連續驅動，總驅動電流可達 500mA ；c) Vio信號電壓從1. 8V到15V電壓，支持256級連續驅動，總驅動電流可達 500mA ；d) Vss信號；Gnd驅動信號；e) Digital信號電壓從1. 8V到3. 6V電壓，支持256級連續驅動；f) Clock信號輸出時鐘頻率從24MHz到93. 75KHz，支持256級連續驅動，頻率誤 差在0. 以內；g) Z-Float信號輸入/輸出高阻態信號。本實用新型可應用MCU的數據處理方式為串行處理的，而FPGA晶片21上具有一 個特殊的並行數據處理能力，這並行數據處理能力可以在同一時間內，同時對多個晶片的 信號做出處理。僅提供具體實現方式為1)在發送的時候MCU晶片12先將一份數據發送給FPGA晶片21，FPGA晶片21在 同一時間內將數據複製多份，並在同一時間內並行發送給多顆晶片22、23、24、25(如圖2)；2)在接收的時候FPGA晶片21利用其並行處理特性，在同一時間內並行接收多顆 晶片22、23、24、25所發送的數據信號並保存在FPGA晶片21內部，然後FPGA晶片21在同 一時間內將多顆晶片的數據信號做出處理，並將處理的結果上傳給MCU晶片12(如圖3所 示)°藉此，FPGA晶片21能夠於同一時間發送或者接收多顆晶片的數據信號，而可以提 高單位時間的數據處理效率。而此參考施例中，FPGA晶片的在於控制方式是使用了一個高頻的系統同步時鐘作為控制信號，而FPGA以這個時鐘作為控制觸發信號，不斷採樣檢測MCU發出的各種控制信 號，然後根據信號做出相應的解析與控制。這樣一來，FPGA的工作原理就跟一個MCU的工作 原理非常相象了，它不但可以作為信號的轉換控制，還能跟MCU—樣做些簡單的數學計算。根據採樣定理的要求，採樣的頻率必須是被採樣信號頻率的2倍以上。而這個觸 發FPGA的同步時鐘的採樣頻率設定為是MCU的指令頻率的4倍，因此FPGA可以非常穩定、 高效的檢測MCU的信號。也就是說MCU的每處理一個指令處理周期，FPGA內部就完成了 4 個邏輯處理周期了。根據被加工晶片的管腳特性，我們將FPGA的管腳對應分成N份，以實現同時對N 個晶片進行加工處理。下面我們將按分成四份(Pinl，Pin2, Pin3, Pin4)的方式舉個例子 加以說明。Pinl，Pin2，Pin3和Pin4是FPGA內部相互獨立的四組控制管腳，它對應控制四顆 獨立的晶片。我們利用FPGA的並行處理特性，定義這四組管腳全部都以系統的同步時鐘 CLK作為觸發控制信號，這樣就可以保證這四組管腳的信號完全同步了。因為MCU的指令 周期是FPGA邏輯處理周期的4倍，所以我們把MCU的每個指令周期再分割為tl，t2，t3，t4 四個小時刻。假設在tl時刻，MCU執行寫操作(發送數據給待加工晶片)，FPGA的四組管腳在 tl時刻檢測到MCU的寫控制信號後開始接收數據，在t2時刻即可完成相應的邏輯處理，並 同時將MCU的數據複製四份後發送給四顆晶片。t3和t4時刻是讓FPGA保持信號的輸出狀 態不變，以增加信號輸出的穩定性。在t4時刻之後，MCU結束寫操作，FPGA檢測到寫操作結 束，則同時關閉這四組管腳的信號，從而結束髮送控制。同理，假設在tl時刻，MCU執行讀操作(接收待加工晶片的數據)，FPGA的四組管 腳在tl時刻檢測到MCU的讀控制信號後，立即同時打開這四組管腳的信號，並在t2，t3時 刻接收數據。t2和t3時刻是信號穩定的時刻，此時信號不是最穩定的狀態，因此FPGA在 t4時刻才同時完成這四顆晶片數據的最後接收和相應的邏輯處理，並將處理後的數據發送 給MCU。在t4時刻之後，MCU讀取FPGA回饋回來的數據，並結束了讀操作。FPGA檢測到讀 操作結束，則同時關閉這四組管腳的信號，從而結束接收控制。根據被加工晶片的管腳特性，將FPGA的管腳分組，利用FPGA的並行處理特性，配 以同步時鐘作為每組的同步觸發信號，以達到每組信號的同步控制效果，從而完成對多個 晶片同時加工的目的，提高系統的單位時間加工產能。綜上所述，本實用新型可運行多任務的編程器可在同一時間內對多數晶片進行數 據處理，從而可提高編程器信號處理的效率，是已符合實用功能和經濟效益，因此特依法提 出專利申請。
權利要求一種可運行多任務的編程器，基本包含有微處理器、現場可編程門陣列晶片及CF數據存儲卡、LCD顯示屏及USB2.0數據通訊口，其特徵在於所述的編程器具有64管腳。
2.根據權利要求1所述的可運行多任務的編程器，其特徵為所述的編程器的管腳可 對應分成數組。
專利摘要本實用新型涉及一種可運行多任務的編程器，基本包含有微處理器(MCU)、現場可編程門陣列(FPGA)晶片及CF數據存儲卡、LCD顯示屏及USB2.0數據通訊口。其中，該編程器具有64管腳，可對應分成數組，而FPGA晶片具有響應高頻同步時鐘及並行處理的功能，可將各組管腳以同步觸發控制信號，並將MCU的指令設定為數個小時間段，使其可相續依MCU發出的信號，進行邏輯處理及與數個待加工晶片、MCU間的接收與發送的工作，藉此除可確保信號輸出的穩定性外，也可達到同步對多個晶片進行加工的目的，提高系統的單位時間產能。
文檔編號G06F13/40GK201689412SQ20092013375
公開日2010年12月29日 申請日期2009年7月7日 優先權日2009年7月7日
發明者黃萬喜 申請人:黃萬喜