专利名称：单片机复位配置装置的制作方法
技术领域：
单片机复位配置装置涉及单片机的复位配置技术领域，尤其涉及PowerPC555单片机的复位配置，可用于数字电路设计相关领域。
背景技术：
单片机在工业控制中的应用十分普遍。随着SoC技术的发展和单片机集成度以及性能的不断提高，现代的单片机的内部模块和相应的配置选项越来越多。
单片机的复位配置通常是在单片机复位过程中完成的。通过该配置，单片机可以工作在不同的工作模式或运行状态。为了实现启动配置，必须在指定的引脚加相应的逻辑电平，完成一系列配置的组合。这一过程通过跳线或拨片开关实现。
PowerPC555是Motorola公司于近年推出的一种新型单片机。该单片机集成了26K的RAM、448K的Flash Rom存储器和诸如AD、CAN、TPU、MIOS、QSM等周边模块，特别适合于汽车电子控制或者其他类似相关工业现场控制等领域。
PowerPC555提供的三种配置方式，分别为外部数据总线引脚配置、内部FLASH寄存器配置、内部常数配置。其中，内部常数配置的灵活性较差，一般用于配置较少的默认场合；内部FLASH配置对额外的硬件要求最少，但是每次改动都需要烧写内部FLASH，而PowerPC555内部FLASH只能可靠擦写100次。因此最常用的配置方式是从数据总线DATA[0:31]读取配置信号，该配置信号由拨片开关的状态提供，仅在复位状态HRESET有效时通过锁存器加在数据总线引脚上。
PowerPC555单片机提供24个启动配置选项，如果采用上述控制方法，至少需要3个8位拨片开关和3个八位锁存器器件(如74LS573)。如果考虑上拉，还需要电阻排。由此可见，采用传统的配置方案将增加元件的个数，增加电路板的面积，电路的复杂程度高。
实用新型内容本实用新型的目的是针对现有配置电路存在的硬件电路复杂的缺点，简化了单片机的配置方式，降低了硬件成本和硬件设计的工作量，而不牺牲配置的灵活性。
本实用新型的特征在于它含有一块复杂可编程逻辑编辑器，所述复杂可编程逻辑编辑器的输入输出引脚与单片机的配置引脚相连，通过对所述复杂可编程逻辑编辑器进行编程，使其在单片机启动时，在单片机的对应引脚上输出相应的逻辑电平，实现单片机的启动配置。
所述复杂可编程逻辑编辑器的型号为EPM7032A，所述单片机的型号为PowerPC555；实现上电复位的连接方式是所述复杂可编程逻辑编辑器OE1引脚与所述单片机的PORESET引脚相连，所述复杂可编程逻辑编辑器的I/O引脚与所述单片机的IRQ5～IRQ7引脚相连；实现启动复位的连接方式是所述复杂可编程逻辑编辑器的I/O引脚与所述单片机的数据总线DATA[0:31]中用于配置的引脚相连，所述复杂可编程逻辑编辑器的OE2引脚与所述单片机的HRESET引脚相连。
实验证明，本实用新型能够简化单片机的配置方式，降低了硬件成本和硬件设计的工作量，使用中具有很高的灵活性，达到了预期的目的。
图1为本可编程逻辑编辑器(CPLD)作为单片机配置器件的示意图；图2为采用CPLD启动配置的硬件原理图；图3为CPLD实现启动配置的内部逻辑(上电复位部分)；图4为CPLD实现启动配置的内部逻辑(硬件复位部分)。
具体实施方式
如图1所示，可编程逻辑器的各输入输出端与单片机的配置端相连，需要对可编程逻辑器编程时，JTAG调试端口与计算机相连，从而对可编程逻辑器件内部逻辑进行在电路编程。该配置方法在单片机启动时用CPLD向单片机的配置引脚输出时钟配置信号和硬件复位配置字，单片机正常运行的时候输出高阻态。
图2是采用CPLD实现PowerPC555启动配置的电路图。根据需要改变配置的数量选择相应的CPLD芯片。本例中选用EPM7032A。EPM7032A具有以下特性3.3V工作电压与PowerPC555兼容；600个逻辑门，36个I/O，可满足PowerPC555的启动配置要求；三态门输出，可实现锁存器逻辑。
PowerPC555单片机的复位分为上电复位(PORESET)和硬件复位(HRESFT)。在上电复位时，PORESET引脚为低电平，读取IRQ[5:7]上的信号作为锁相环时钟配置MODCK[1:3]。在硬件复位过程中，单片机驱动HRESET和SRESET引脚512个时钟周期，此时HRESET为低电平，读取数据总线上的信号DATA[0:31]作为硬件复位配置字。在传统配置方案中，通常是采用锁存器和拨片开关的组合来完成这一配置。
为了实现可在线编程功能，CPLD的TDO、TDS、TDI、TMS引脚与JTAG调试接口的TDO，TDS，TDT和TMS引脚连接。为实现上电复位配置功能，PowerPC555的IRQ5，IRQ6，IRQ7引脚连接到CPLD的I/O引脚上，PowerPC555的PORESET引脚连接到CPLD的OE2引脚上；为实现启动复位配置功能，将PowerPC555的数据总线DATA[0:31]中用于配置的引脚连接到CPLD的I/O引脚上，PowerPC555的HRESET引脚连接到CPLD的OE1引脚上。
CPLD片内逻辑如图3、图4所示，PORESET引脚信号控制三态门1-3，控制MODCK信号在PORESET为低电平时加在IRQ5-7引脚上；HRESET引脚信号控制其它的三态门使启动时DATA[0:31]引脚上出现预设的状态。通过软件把编译好的逻辑通过JTAG编程电缆下载到CPLD内部，即可实现启动时的时序逻辑。该逻辑保证在运行状态，PORESET和HRESET引脚输出为低电平的情况下，CPLD片内三态门输出高阻，数据总线和IRQ上的信号不受CPLD影响。
在对CPLD内部逻辑编程之前对每个输入、输出状态指定引脚。I/O引脚与单片机引脚的状态应和硬件连接对应。如果需要改变配置，只需要改变图3和图4中的逻辑，重新编译逻辑，然后通过JTAG下载电缆对CPLD进行编程即可。整个操作可使用Altera Quartus集成环境完成。
本实用新型与传统的单片机配置方法相比，有以下显著进步a)节省了传统配置中需要的拨片开关、锁存器和电阻排，降低了硬件成本及制造成本。
b)在硬件设计期间不需要考虑I/O引脚与单片机引脚的对应关系，减小了硬件设计的工作量，减小了硬件设计出错带来的不利影响。
c)配置方案可通过对CPLD在电路编程进行改变，不失配置的灵活性。
权利要求1.单片机复位配制装置，其特征在于，它含有一块复杂可编程逻辑编辑器，所述复杂可编程逻辑编辑器的输入输出引脚与单片机的配置引脚相连，通过对所述复杂可编程逻辑编辑器进行编程，使其在单片机启动时，在单片机的对应引脚上输出相应的逻辑电平，实现单片机的启动配置。
2.如权利要求1所述的单片机复位配置装置，其特征在于，所述复杂可编程逻辑编辑器的型号为EPM7032A，所述单片机的型号为PowerPC555；实现上电复位的连接方式是所述复杂可编程逻辑编辑器OE1引脚与所述单片机的PORESET引脚相连，所述复杂可编程逻辑编辑器的I/O引脚与所述单片机的IRQ5～IRQ7引脚相连；实现启动复位的连接方式是所述复杂可编程逻辑编辑器的I/O引脚与所述单片机的数据总线DATA[0:31]中用于配置的引脚相连，所述复杂可编程逻辑编辑器的OE2引脚与所述单片机的HRESET引脚相连。
专利摘要单片机复位配置装置涉及单片机的复位配置技术领域，可用于数字电路设计相关领域。其特征在于，它含有一块复杂可编程逻辑编辑器，所述复杂可编程逻辑编辑器的输入输出引脚与单片机的配置引脚相连，通过对所述复杂可编程逻辑编辑器进行编程，使其在单片机启动时，在单片机的对应引脚上输出相应的逻辑电平，实现单片机的启动配置。本实用新型还提出了以EPM7032A型可编程逻辑器对PowerPC555单片机进行复位的配置方式。本实用新型能够简化单片机的配置方式，降低了硬件成本和硬件设计的工作量，使用中具有很高的灵活性。
文档编号G06F1/24GK2687736SQ20042004799
公开日2005年3月23日 申请日期2004年4月9日 优先权日2004年4月9日
发明者夏文川, 刘原, 李建秋, 欧阳明高 申请人:清华大学