晶片復位方法、被控晶片和嵌入式系統的製作方法
2023-06-22 02:31:16
晶片復位方法、被控晶片和嵌入式系統的製作方法
【專利摘要】本申請公開了一種晶片復位方法，包括：被控晶片檢測到內部通用異步收發器UART採樣到接收數據RXD線上的低電平時，控制內部計時器開始計時；以及，檢測到所述RXD線上的低電平持續時間超出預設值時，觸發內部復位電路，以降低嵌入式系統的通信成本。此外，本申請還公開了一種被控晶片和嵌入式系統。
【專利說明】晶片復位方法、被控晶片和嵌入式系統
【技術領域】
[0001] 本發明涉及晶片設計【技術領域】，更具體地說，涉及晶片復位方法、被控晶片和嵌入 式系統。
【背景技術】
[0002] 在嵌入式系統中，主控晶片通常是通過SPI (Serial Peripheral Interface,串行 外設接口）或 UART(Universal Asynchronous Receiver/Transmitter，通用異步收發器） 與被控晶片通信，同時通過復位口控制被控晶片的復位。
[0003] 其中，所述SPI至少需要3?4根傳輸線，所述UART至少需要2根傳輸線，所述復 位口需要1根傳輸線，因此，在SPI通信協議下至少需要佔用主控晶片4?5個I/O接口，且 在有強弱電隔離需求時，還需要為每一個I/O接口單獨配置1個光耦合器，通信成本較高； 而即便在UART通信協議下也至少需要佔用主控晶片3個I/O接口和3個光耦合器，通信成 本雖略有降低但仍難以接受。
【發明內容】
[0004] 有鑑於此，本發明提供一種晶片復位方法、被控晶片和嵌入式系統，以降低嵌入式 系統的通信成本。
[0005] 一種晶片復位方法包括：
[0006] 被控晶片檢測到內部通用異步收發器UART採樣到接收數據RXD線上的低電平時， 控制內部計時器開始計時；以及，檢測到所述RXD線上的低電平持續時間超出預設值時，觸 發內部復位電路。
[0007] 其中，所述預設值不小於所述UART傳輸1幀數據所需的時間。
[0008] -種被控晶片，包括：UART、復位電路、計時器、與所述計時器相連的時鐘模塊，以 及分別與所述UART、所述復位電路和所述計時器相連的邏輯控制單元；
[0009] 其中，所述邏輯控制單元用於在檢測到所述UART採樣到RXD線上的低電平時，控 制所述計時器開始計時；以及，在檢測到所述RXD線上的低電平持續時間超出預設值時，觸 發所述復位電路。
[0010] 其中，所述預設值不小於所述UART傳輸1幀數據所需的時間。
[0011] -種嵌入式系統，包括：上述任一被控晶片和與所述被控晶片相連的主控晶片； 其中，所述主控晶片拉低所述RXD線上的電平的持續時間不低於所述預設值。
[0012] 其中，所述預設值不小於所述UART傳輸1幀數據所需的時間。
[0013] 其中，所述主控晶片拉低所述RXD線上的電平的持續時間=所述預設值 *(1+10% ) 〇
[0014] 可選地，所述嵌入式系統還包括：連接於所述主控晶片的UART與所述被控晶片的 UART之間的光耦合器。
[0015] 從上述的技術方案可以看出，本發明遵循UART通信協議，被控晶片在接收到傳輸 線上傳送來的低電平時開始計時，當所述低電平持續時間超出預設值時，說明主控晶片當 前並未與被控晶片通信，而是想要復位被控晶片，於是本發明令被控制晶片自行生成復位 信號並傳送給內部復位電路，以節約主控晶片1個I/O接口（即復位口），且在有強弱電隔 離需求的場合，還能夠同時節省1個光耦合器，大大降低了通信成本。
【專利附圖】
【附圖說明】
[0016] 為了更清楚地說明本發明實施例或現有技術中的技術方案，下面將對實施例或現 有技術描述中所需要使用的附圖作簡單地介紹，顯而易見地，下面描述中的附圖僅僅是本 發明的實施例，對於本領域普通技術人員來講，在不付出創造性勞動的前提下，還可以根據 提供的附圖獲得其他的附圖。
[0017] 圖1為本發明實施例公開的一種晶片復位方法流程圖；
[0018] 圖2為本發明實施例公開的一種被控晶片結構示意圖；
[0019] 圖3為本發明實施例公開的一種嵌入式系統結構不意圖。
【具體實施方式】
[0020] 為了引用和清楚起見，下文中使用的技術名詞、簡寫或縮寫總結如下：
[0021] TXD :Transmitted data，發送數據；
[0022] RXD :Received data，接收數據；
[0023] UART :Universal Asynchronous Receiver/Transmitter，通用異步收發器。
[0024] 下面將結合本發明實施例中的附圖，對本發明實施例中的技術方案進行清楚、完 整地描述，顯然，所描述的實施例僅僅是本發明一部分實施例，而不是全部的實施例。基於 本發明中的實施例，本領域普通技術人員在沒有做出創造性勞動前提下所獲得的所有其他 實施例，都屬於本發明保護的範圍。
[0025] 參見圖1，本發明實施例公開了一種晶片復位方法，以降低嵌入式系統的通信成 本，包括：
[0026] 步驟101 :被控晶片檢測內部UART是否採樣到RXD線上的低電平；當所述UART採 樣到所述RXD線上的低電平時，進入步驟102 ;否則返回步驟101 ;
[0027] 步驟102 :被控晶片控制內部計時器開始計時；
[0028] 步驟103 :被控晶片檢測所述RXD線上的低電平持續時間是否超出預設值，當所述 RXD線上的低電平持續時間超出所述預設值時，進入步驟104,否則返回步驟103 ;
[0029] 步驟104 :被控晶片觸發內部復位電路。
[0030] 本實施例遵循UART通信協議，被控晶片在接收到傳輸線上傳送來的低電平時開 始計時，當所述低電平持續時間超出預設值時，說明主控晶片當前並未與被控晶片通信，而 是想要復位被控晶片，於是本實施例令被控制晶片自行生成復位信號並傳送給內部復位電 路，以便節省主控晶片1個I/O接口（即復位口），且在有強弱電隔離需求的場合，還能夠同 時節省1個光耦合器，大大降低通信成本。
[0031] 為了清楚的描述本實施例所述的技術方案，下面結合異步通信的特點，對本方案 進行詳述。
[0032] 在異步通信中，數據通常以字符（或字節）為單位組成字符幀傳送。字符幀由發 送端逐幀發送，通過傳輸線被接收端逐幀接收。發送端和接收端可以由各自的時鐘來控制 數據的發送和接收，這兩個時鐘源彼此獨立，互不同步。
[0033] 發送端和接收端是依靠預先設定的字符幀格式來協調數據的發送和接收的，具體 為：傳輸線在空閒時為高電平邏輯"1"，每當接收端接收到傳輸線上發送來的低電平邏輯 "〇"（字符幀中的起始位）時，就知道發送端已開始發送，每當接收端接收到字符幀中的停 止位時，就知道一幀字符信息已發送完畢。
[0034] 在異步通信中，字符幀格式和波特率是兩個重要指標，由用戶根據實際情況選定。
[0035] (1)字符幀。字符幀由起始位、數據位、奇偶校驗位和停止位等四部分組成，其中：
[0036] ①起始位：位於字符幀開頭，只佔1位，始終為低電平邏輯"0"，用於向接收端表示 發送端開始發送一幀信息。
[0037] ②數據位：緊跟起始位之後，用戶根據情況可選5位、6位、7位或8位，低位在前高 位在後。
[0038] ③奇偶校驗位：位於數據位後，只佔 1位，用於表徵異步通信採用奇校驗還是偶校 驗，以此來校驗數據傳送的正確性。
[0039] ④停止位：位於字符幀末尾，為高電平邏輯"1"，通常可取1位、1.5位或2位，用於 向接收端表示一幀字符信息已發送完畢，也為發送下一幀字符做準備。
[0040] (2)波特率。波特率的定義為每秒鐘傳送的二進位碼的位數，用於表徵數據傳輸的 速度。一般情況下，UART的通訊速率為600比特/秒?200千比特/秒，在需要進行強弱 電隔離的場合，考慮到光耦合器的可靠通信速度，UART的最高通訊速率不超過9600比特/ 秒。通常，被控晶片的UART利用兩根傳輸線（包括用於接收數據的RXD線和用於發送數據 的TXD線）實現數據的收發。
[0041] 基於以上描述的異步通信的特點，可知：
[0042] 鑑於傳輸線空閒時始終為高電平邏輯" 1"，字符幀的起始位為低電平邏輯"0"，字 符幀的停止位為高電平邏輯"1"，那麼，當被控晶片接收低電平邏輯"〇"的持續時間超過 UART傳輸1幀數據所需的時間時，就可確認主控晶片當前並未與被控晶片通信，而是想要 控制被控晶片復位；既然如此，本方案便令被控晶片自行復位，這樣，不僅可以節省主控芯 片的1個復位口，還可以在有強弱電隔離需求的場合，同時節省1個光耦合器，大大降低通 信成本。
[0043] 其中，所述UART傳輸1幀數據所需的時間的長短由UART的最小通信速率決定，所 述UART傳輸1幀數據所需的時間=1幀數據的長度/UART的最小通信速率。在步驟103 中，所述預設值不小於所述UART傳輸1幀數據所需的時間。
[0044] 參見圖2,本發明實施例還公開了一種被控晶片，包括UART10、復位電路20、計時 器30、時鐘模塊40和邏輯控制單元50 ;
[0045] 其中，時鐘模塊40與計時器30相連，用於產生可靠的、不依賴於外部晶振輸入的 時鐘信號，並將所述時鐘信號提供給計時器30 ;
[0046] 邏輯控制單元50分別與UART10、復位電路20和計時器30相連，用於在檢測到 UART10採樣到RXD線上的低電平時，控制計時器30開始計時；以及，在檢測到所述RXD線 上的低電平持續時間超出預設值時，觸發復位電路20,實現自動復位。
[0047] 其中，所述預設值不小於所述UART傳輸1幀數據所需的時間。
[0048] 本發明實施例還公開了一種嵌入式系統，包括上述任一被控晶片100和與被控芯 片100相連的主控晶片200 ;其中，主控晶片200拉低被控晶片100的UART的RXD線上電 平的持續時間不低於預設值。
[0049] 其中，所述預設值不小於所述UART傳輸1幀數據所需的時間。
[0050] 設主控晶片200拉低被控晶片100的UART的RXD線上電平的持續時間為T1，所述 預設值為T2,若ΤΙ < T2,則被控晶片100檢測到的所述RXD線上的低電平持續時間永遠超 出預設值，因而被控晶片100無法自行復位；只有在T1彡T2時，被控晶片100才可以實現 自行復位。
[0051] 其中，考慮到被控晶片100和主控晶片200採用不同的時鐘模塊，可能會存在頻率 差（一般不會超過10% )，因此需要賦予T1 一定的裕度，如保證ΤΙ = T2*(l+10% )。
[0052] 此外，在有強弱電隔離需求的場合，為保證通訊的可靠性，還需要在主控晶片200 的UART與被控晶片100的UART之間增設光耦合器300 (仍參見圖3)，光耦合器300至少包 括兩個，一個設置在主控晶片200的UART的TXD線與被控晶片100的UART的RXD線之間， 另一個設置在主控晶片200的UART的RXD線與被控晶片100的UART的TXD線之間。
[0053] 綜上所述，本發明遵循UART通信協議，被控晶片在接收到傳輸線上傳送來的低電 平時開始計時，當所述低電平持續時間超出預設值時，說明主控晶片當前並未與被控晶片 通信，而是想要復位被控晶片，於是本發明令被控制晶片自行生成復位信號並傳送給內部 復位電路，以節約主控晶片1個I/O接口（即復位口），且在有強弱電隔離需求的場合，還能 夠同時節省1個光耦合器，大大降低了通信成本。
[0054] 本說明書中各個實施例採用遞進的方式描述，每個實施例重點說明的都是與其他 實施例的不同之處，各個實施例之間相同相似部分互相參見即可。對於實施例公開的被控 晶片和嵌入式系統而言，由於其與實施例公開的方法相對應，所以描述的比較簡單，相關之 處參見方法部分說明即可。
[0055] 對所公開的實施例的上述說明，使本領域專業技術人員能夠實現或使用本發明。 對這些實施例的多種修改對本領域的專業技術人員來說將是顯而易見的，本文中所定義的 一般原理可以在不脫離本發明的精神或範圍的情況下，在其它實施例中實現。因此，本發明 將不會被限制於本文所示的這些實施例，而是要符合與本文所公開的原理和新穎特點相一 致的最寬的範圍。
【權利要求】
1. 一種晶片復位方法，其特徵在於，包括： 被控晶片檢測到內部通用異步收發器UART採樣到接收數據RXD線上的低電平時，控制 內部計時器開始計時；以及，檢測到所述RXD線上的低電平持續時間超出預設值時，觸發內 部復位電路。
2. 根據權利要求1所述的晶片復位方法，其特徵在於，所述預設值不小於所述UART傳 輸1幀數據所需的時間。
3. -種被控晶片，其特徵在於，包括：UART、復位電路、計時器、與所述計時器相連的時 鐘模塊，以及分別與所述UART、所述復位電路和所述計時器相連的邏輯控制單元； 其中，所述邏輯控制單元用於在檢測到所述UART採樣到RXD線上的低電平時，控制所 述計時器開始計時；以及，在檢測到所述RXD線上的低電平持續時間超出預設值時，觸發所 述復位電路。
4. 根據權利要求3所述的被控晶片，其特徵在於，所述預設值不小於所述UART傳輸1 幀數據所需的時間。
5. -種嵌入式系統，其特徵在於，包括：權利要求3或4所述的被控晶片和與所述被控 晶片相連的主控晶片； 其中，所述主控晶片拉低所述RXD線上的電平的持續時間不低於所述預設值。
6. 根據權利要求5所述的嵌入式系統，其特徵在於，所述預設值不小於所述UART傳輸 1幀數據所需的時間。
7. 根據權利要求5或6所述的嵌入式系統，其特徵在於，所述主控晶片拉低所述RXD線 上的電平的持續時間=所述預設值*(1+10% )。
8. 根據權利要求5所述的嵌入式系統，其特徵在於，還包括：連接於所述主控晶片的 UART與所述被控晶片的UART之間的光耦合器。
【文檔編號】G06F9/445GK104123169SQ201410401840
【公開日】2014年10月29日 申請日期:2014年8月14日 優先權日:2014年8月14日
【發明者】門長有, 楊昆 申請人:萬高(杭州)科技有限公司