专利名称：现场可编程多功能soc数字处理器的制作方法
技术领域：
本发明涉及芯片设计领域，特别涉及可编程多功能soc数字处理器设计技术 ■背景技术随着科学的发展，信息家电的概念逐渐深入人心，带有微处理器的家电产品在人们的R 常生活中扮演着越来越重要的角色。在传统的带有温度控制的家电产品的应用中，通常使用 微控制器(Micro Control Unit,简称"MCU")作为主控芯片，通过MCL感知外界的各种参 数，例如温度、位置、按键等信息，再根据这些信息做出一定的显示和判断。在基于微控制 器的产品的开发中，对软件编程人员有较高的要求，不但要对芯片的硬件特性有深入的理解， 还需要针对每一款不同型号的微控制器掌握其不同的指令系统。问时软件编程人员的水平和 经验也会影响产品的稳定性，从而带来--个缺点就是往往产品的丌发周期过长。随着功能的 增加，微控制器的价格也会随之增加，成本较高。使用微控制器的诸多劣势，给专用集成电路(Application-Specific Integrated Circuit,简称"ASIC")的丌发带来很大的前景。设计专用集成电路来实现特定的功能，在 保证数量时，大批的流片可以极大地降低单位成本。专用集成电路的设计往往是针对某一款 特定的产品，其适用范围存在着一定的局限性，不利于在其它领域甚至其它产品上的移植。为了使得主控芯片具有更加宽广的应用领域，我们可以选择现场可编程逻辑阵列(Field Programmable Logic Array,简称"FPGA")来实现这样的功能，即通过外部配置的方式将各 种参数加载到FPGA内部，使其能针对特定的应用头'现特定的功能。FPGA在数字控制领域有 着独特的地位，但是它不能直接感受外界模拟量的变化，需要外部模数转换器(Analog toDigital Converter,简称"ADC")的配合，这也在无形中也增加了成本。另外FPGA的丌发 需要技术强硬的集成电路(Integrated Circuit,简称"1C")设计入员，lj前国内这方面的 人员短缺，也给实现带来了一定的困难。 ■发明内容有鉴于此，本发明的主要目的在于提供一种可以在多种加热型家电上通用的、可现场编 程的、多功能数字处理芯片的设计方法，使之能够适用于加热型家电应用领域，避免传统的 基于MCU、 ASIC以及FPGA产品固有的缺陷，给相关产品的开发人员带来便利，而且系统的成 本较低。为实现上述目的，本发明提供了一种现场可编程多功能数字处理器，包含 信号输入接口，既可以感知外部的模拟信号，又可以直接获取外界的数字信号，外部的 模拟信号通过芯片内部的模数转换电路将其转换成数字量。信号输入接口提供数字化的输出/士 M. 1曰巧。编程接口用于接收用户的设定的配置文件，并将其烧写到处理器内部的存储器中。 配置单元用来从存储器中读取用户的配置文件，并根据用户的需要加载到不同的功能逻 辑模块中。连接到所述配置单元功能逻辑模块主要完成具体的功能逻辑，针对不同的应用，处理器 内部有不同的功能逻辑模块。功能逻辑模块的输出直接提供给用户接口 。 连接到所说功能逻辑模块的控制模块用来控制芯片内部系统的工作。输出用户接口用来输出显示和控制信号，将处理器的结果输出至外部显示并控制外界部该芯片是一款集数字、模拟、用户界面为一体的系统级芯片。其概念是許创型的。 ■
图1是本发明应用操作的方框图，将它用于多种加热型家电产品的丌发中； 图2是本发明实现的内部方框图，将它用于加热型家电产品的控制电路中。 ■具体实施方式
为使本发明的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合附图对本发明作进一歩地详 细描述。参照附图，在图1中可以看出，设计丌发人员在进行加热型家电产品开发时，只需要通 过在运行于个人计算机(PC)上的应用程序选择处理器的应用场合，温度范围等参数，就可 以经过编程接口将配置文件下载到处理器内部的存储器当中，使得数字处理器具备了在特定 产品上使用的特定的功能。PC上应用程序提供友好的用户界面，使得设计开发人员的工作变 得尤为简单，只需要选择相应的应用，填写常用的参数就可以完成操作，省却了编写代码的烦恼，大大提高了工作效率，縮短了产品开发的周期。图2是本发明实现的框图，外界的变化量通过传感器山多通道的信号输入接口输入到数 字处理器内部，各种传感器的输出既包括模拟变化量也包括数字变化量，对于数字形式变化 的信号，可以直接存放到数字处理器内部的存储器上供其读取。而对于模拟变化量则需要通 过模数转换器将其转变成数字信号。在本发明中集成了内部的模数转换器，可以完成转换的 功能。配置文件通过编程接口加载到处理器内部的存储器中。在存储器当中开辟一块区域专 门用来存放此类的可变参量。包括芯片的应用场合、外界可感知的信息类型、各类信息的变 化范围等参数。配置单元和控制模块是本发明中的重要组成部分，对于用户设置的配置文件，由配置单元决定选择将配置文件中参数传递给哪个逻辑功能模块，所有的这^操作都在控制 模块的控制时序下进行。功能逻辑单元是本发明的核心，在本发明中，针对不同的应用，设 计了多个不同的功能逻辑单元。每个功能逻辑单元完成一个产品的功能，包括按键的识别、 对外界变化量的处理、处理结果的输出显示、对外的控制逻辑等。在功能逻辑单元中集成了 液晶显示屏(LCD)的控制功能，处理结果以及过程量都可以的LCD上显示。所有的输出都在 控制模块的统一时序下有用户接口输出。虽然通过参照本发明的某些优选实施例，已经对本发明进行了图示和描述，但本领域的 普通技术人员应该明白，可以在形式上和细节上对其作各种各样的改变，而不偏离所附权利 要求书所限定的本发明的精神和范围。
权利要求
1. 一种数字处理器，其特征在于，包含数字处理器具有内部的振荡器，用于产生时序，供其它逻辑模块使用。具有接受输入信号的功能，在数字处理器内部集成了模数转换器，可以采样外界的模拟量并将其数字化，采样结果保存于数字处理器内的存储器中。数字处理器内部带有存储单元，存储单元中存放着用户输入的配置文件以及外界传感器的输入信号。在数字处理器内部集成配置单元，可以从存储器中读取配置文件，并根据配置文件的内容，将参数载入特定的逻辑功能单元。数字处理器具有输出接口，输出信息主要是处理的结果显示，对外的控制信号。
2、 根据权利要求1所述的数值处理器，其特征在于，具有现场可编程能力。数字处理器 内部具有编程接口，可用个人计算机(PC)上的应用软件来对处理器进行配置。
3、 根据权利要求1所述的数值处理器，其特征在于，具有多种功能。在处理器内部具有 多个逻辑功能单元，每个逻辑功能单元对应于一种应用。根据用户配置的不同，可以适用于 多种产品，具有多种功能。
4、 一种用于加热型电器的数字处理器数字处理器内部具有内部的振荡器，用以产生时序，供处理器内部的其它逻辑模块使用。 具有接受输入信号的功能，在数字处理器内部集成了模数转换器，可以采样外界的模拟量并将其数字化，采样结果保存于数字处理器内的存储器中。这些模拟变化量包括温度信息，数字变化量是加热电器的位置、用户的按键信息。数字处理器内部带有存储单元，存储单元中存放着用户输入的配置文件以及外界传感器 的输入信号。在数字处理器内部集成配置单元，可以从存储器中读取配置文件，并根据配置文件的内 容，将参数载入特定加热型家电的逻辑功能单元。数字处理器具有输出接口，输出信息包括结果显示，对外的控制信号。处理的结果及中 间的过程量通过液品显示器(LCD)呈现，对外的控制信号包括加热控制开关、水泵开关。
5、 根据权利要求4所述的数值处理器，其特征在于，具有现场Bj编程能力。数字处理器 内部具有编程接口，可以用个人计算机(PC)上的应用软件来对处理器进行配置。
6、 根据权利要求4所述的数值处理器，其特征在于，具有多种功能。在处理器内部具有 多个逻辑功能单元，每个逻辑功能单元对应于一种应用。根据用户配置的不同，可以适用于 多种产品，具有多种功能。
全文摘要
本发明公开了一种现场可编程多功能数字处理器的设计实现方法，主要适用于加热型家电领域。它由信号输入接口、编程接口、配置单元、逻辑功能模块、控制模块和输出用户接口几个部分组成。外界的变化量通过传感器由多通道的信号输入接口输入到数字处理器内部。配置文件通过编程接口加载到处理器内部的存储器当中。对于用户设置的配置文件，由配置单元决定选择将配置文件中参数传递给哪个逻辑功能模块。针对不同的应用，处理器中集成了多个不同的功能逻辑单元。每个功能逻辑单元完成一个产品的功能，包括按键的识别、对外界变化量的处理、处理结果的输出显示、对外的控制逻辑等。避免传统应用的固有缺陷，给相关产品的开发人员带来便利，降低成本。该芯片为数模混合型芯片，其概念为首创型的。
文档编号G05B19/04GK101241356SQ20071003719
公开日2008年8月13日 申请日期2007年2月6日 优先权日2007年2月6日
发明者姜熙君, 卿 徐, 王世虎, 钢 薛 申请人:硕微科技(上海)有限公司