一种SoC系统的制作方法

本实用新型涉及计算机存储技术领域，尤其涉及一种SoC系统。

背景技术：

非挥发性存储器(Non-Volatile Memory，非挥发性存储器NVM)可以用作现场可编程逻辑门阵列(Field Programmable Gate Array，现场可编程逻辑门阵列FPGA)片内配置存储器，非挥发性存储器NVM作为配置存储器时，其容量一般都会大于现场可编程逻辑门阵列FPGA所需配置，这样就会导致宝贵的非挥发性存储器NVM资源浪费。

技术实现要素：

为了解决上述问题，本实用新型提出一种SoC系统。

一种SoC系统，包括现场可编程逻辑门阵列FPGA和非挥发性存储器NVM，所述非挥发性存储器NVM为所述现场可编程逻辑门阵列FPGA存储配置信息，还包括：微控制单元MCU；高级高性能总线AHB，用于将所述微控制单元MCU和所述现场可编程逻辑门阵列FPGA与所述非挥发性存储器NVM相连接；配置控制模块CCB，与所述高级高性能总线AHB连接，用于通过所述高级高性能总线AHB读取所述非挥发性存储器NVM中所述微控制单元MCU的配置数据或所述现场可编程逻辑门阵列FPGA的配置数据，然后通过所述高级高性能总线AHB发送给所述微控制单元MCU或所述现场可编程逻辑门阵列FPGA；其中，所述非挥发性存储器NVM中还存储有所述微控制单元MCU的配置数据。

在一种可能的实施方式中，所述现场可编程逻辑门阵列FPGA，还用于通过所述高级高性能总线AHB对所述非挥发性存储器NVM进行读/写操作。

在一种可能的实施方式中，所述微控制单元MCU，还用于通过所述高级高性能总线AHB对所述非挥发性存储器NVM进行读/写操作。

在一种可能的实施方式中，所述现场可编程逻辑门阵列FPGA进行读/写操作和所述微控制单元MCU进行读/写操作不能同时进行。

本实用新型为了解决现有技术中为现场可编程逻辑门阵列FPGA存储配置数据的非挥发性存储器NVM内存较大，本申请通过高级高性能总线AHB将非挥发性存储器NVM与现场可编程逻辑门阵列FPGA、微控制单元MCU和配置控制模块CCB相连接，使得非挥发性存储器NVM不仅可以存储现场可编程逻辑门阵列FPGA和微控制单元MCU的配置信息，还可以存储现场可编程逻辑门阵列FPGA和微控制单元MCU进行读/写操作的数据。这样充分利用非挥发性存储器NVM的空闲存储内存，提高了系统的性能和功能，同时无需额外增加存储空间，减小芯片面积。

附图说明

下面对实施例或现有技术描述中所需使用的附图作简单地介绍。

图1为本申请实施例提供的一种SoC系统的结构示意图。

具体实施方式

为使本实用新型实施例的技术方案以及优点表达的更清楚，下面通过附图和实施例，对本实用新型的技术方案做进一步的详细描述。

图1为本申请实施例提供的一种SoC系统的结构示意图。如图1所示，SoC系统100包括：非挥发性存储器NVM、现场可编程逻辑门阵列FPGA、微控制单元MCU、高级高性能总线(Advanced High performance Bus，高级高性能总线AHB)和配置控制模块(Configuration Control Block，CCB)。其中，现场可编程逻辑门阵列FPGA、微控制单元MCU和配置控制模块CCB通过高级高性能总线AHB与非挥发性存储器NVM连接。

非挥发性存储器NVM，是指存储器所存储的信息在电源关掉之后依然能长时间存在，不易丢失，且具有可多次数据的存入、读取和擦除的功能。非挥发性存储器NVM通常包括若干个呈矩阵排列的存储单元，在进行写操作时，通过偏置信号将数据存储到非挥发性存储器NVM中对应的存储单元中；进行读操作时，通过偏置信号获取非挥发性存储器NVM中对应的存储单元中的存储数据。

在本实用新型SoC系统100中，非挥发性存储器NVM可预先存储有微控制单元MCU的配置数据和现场可编程逻辑门阵列FPGA的配置数据。对于一般主控制器和现场可编程逻辑门阵列FPGA芯片在启动时，需要从外接的配置芯片读取配置信息后才可正常工作。

在本实用新型SoC系统100中，偏置信号可由配置控制模块CCB提供。

优选地，本申请实施例中非挥发性存储器NVM选择eFlash存储器。

高级高性能总线AHB，主要用于高性能模块(如CPU、DMA和DSP等)之间的连接，具有单个时钟边沿操作、非三态的实现方式、支持突发传输、支持分段传输、支持多个主控制器、可配置32位～128位总线宽度、支持字节、半字和字的传输等特征。使用高级高性能总线AHB使SoC系统的结构清晰，增强系统的通用性与系统中功能模块的可移植性。

优选地，本申请实施例中高级高性能总线AHB可选用32位的总线接口。

配置控制模块CCB用于通过读取配置数据，然后将配置数据发送给现场可编程逻辑门阵列FPGA或微控制单元MCU，使得现场可编程逻辑门阵列FPGA或微控制单元MCU读取配置信息后启动工作。

现场可编程逻辑门阵列FPGA是在可编程阵列逻辑、通用阵列逻辑、复杂可编程逻辑器件等可编程器件的基础上进一步发展的产物。它是作为专用集成电路ASIC领域中的一种半定制电路而出现的，既解决了定制电路的不足，又克服了原有可编程器件门电路数有限的缺点。现场可编程逻辑门阵列FPGA有着规整的内部逻辑阵列和丰富的连线资源，其可编程性和高绕通性，能够非常灵活且方便地帮助用户分配外设管脚，最大程度地适应不同用户的不同的应用场景。

现场可编程逻辑门阵列FPGA是由存放在片内RAM中的程序来设置其工作状态的，因此，工作时需要对片内的RAM进行编程。用户可以根据不同的配置模式，采用不同的编程方式。

在本申请实施例中，SoC系统上电时，高级高性能总线AHB初始默认值为0，配置控制模块CCB发送偏置信号，通过高级高性能总线AHB从非挥发性存储器NVM中的对应存储单元中读取现场可编程逻辑门阵列FPGA配置数据，然后通过高级高性能总线AHB发送给现场可编程逻辑门阵列FPGA，现场可编程逻辑门阵列FPGA将非挥发性存储器NVM中配置数据读入片内编程RAM中，配置完成后，现场可编程逻辑门阵列FPGA进入工作状态。SoC系统断电后，现场可编程逻辑门阵列FPGA恢复成白片，内部逻辑关系消失，因此，现场可编程逻辑门阵列FPGA能够反复使用。

微控制单元MCU，是把中央处理器的频率与规格做适当缩减，并将内存(memory)、计数器(Timer)、USB、A/D转换、UART、PLC、DMA等周边接口，甚至LCD驱动电路都整合在单一芯片上，形成芯片级的计算机，为不同的应用场合做不同组合控制。

在本申请实施例中，微控制单元MCU采用无片内ROM型的芯片，通过外接非挥发性存储器NVM为其存储配置数据。

在本申请实施例中，SoC系统上电时，配置控制模块CCB发送偏置信号，通过高级高性能总线AHB从非挥发性存储器NVM中的对应存储单元中读取微控制单元MCU配置数据，然后通过高级高性能总线AHB发送给微控制单元MCU，微控制单元MCU读取配置信息后启动工作。

在现场可编程逻辑门阵列FPGA进行工作后，非挥发性存储器NVM还可以用于存储或读取现场可编程逻辑门阵列FPGA进行读/写操作过程中的数据。

在一个实施例中，现场可编程逻辑门阵列FPGA进行写操作过程为：

首先，向非挥发性存储器NVM通过高级高性能总线AHB发送存储数据的地址信息。其中，地址信息用于获取非挥发性存储器NVM中空白存储单元，来存储将要写入的数据。

然后，现场可编程逻辑门阵列FPGA通过高级高性能总线AHB发送数据给非挥发性存储器NVM中对应的空白存储单元。

最后，非挥发性存储器NVM中对应的空白存储单元存储完毕后，发送ACK信息给现场可编程逻辑门阵列FPGA，以告知写操作完成。其中，ACK信息包括有数据的存储在非挥发性存储器NVM中的地址信息，以用于现场可编程逻辑门阵列FPGA进行读取。

在一个实施例中，现场可编程逻辑门阵列FPGA进行读操作过程为：

首先，现场可编程逻辑门阵列FPGA获取将要读取的数据的地址信息，然后发送给非挥发性存储器NVM。

然后，非挥发性存储器NVM根据数据的地址信息，将非挥发性存储器NVM中对应的存储单元中存储的数据发送给现场可编程逻辑门阵列FPGA。

最后，非挥发性存储器NVM中对应的存储单元中数据读取完毕后，发送ACK信息给现场可编程逻辑门阵列FPGA，以告知读操作完成。其中，ACK信息包括有非挥发性存储器NVM中对应的存储单元为空白存储单元信息，可用于数据的存储。

同理，在微控制单元MCU进行工作后，非挥发性存储器NVM还可以用于存储或读取微控制单元MCU进行读/写操作过程中的数据。具体实现过程跟现场可编程逻辑门阵列FPGA基本相同，此处就不再赘述了。

需要说明的是，现场可编程逻辑门阵列FPGA通过高级高性能总线AHB与非挥发性存储器NVM进行读/写操作和微控制单元MCU通过高级高性能总线AHB与非挥发性存储器NVM进行读/写操作不能同时进行，因为非挥发性存储器NVM在同一时间只能进行一个写操作或读操作。

需要说明的是，如上任一技术方案中用于存储现场可编程逻辑门阵列FPGA配置数据的非挥发性存储器NVM不仅可以存储或读取微控制单元MCU的程序数据，还可以存储或读取CPU、DMA和DSP等其它主控制器，在此不做具体限定。

本实用新型为了解决现有技术中为现场可编程逻辑门阵列FPGA存储配置数据的非挥发性存储器NVM内存较大，本申请通过高级高性能总线AHB将非挥发性存储器NVM与现场可编程逻辑门阵列FPGA、微控制单元MCU和配置控制模块CCB相连接，使得非挥发性存储器NVM不仅可以存储现场可编程逻辑门阵列FPGA和微控制单元MCU的配置信息，还可以存储现场可编程逻辑门阵列FPGA和微控制单元MCU进行读/写操作的数据。这样充分利用非挥发性存储器NVM的空闲存储内存，提高了系统的性能和功能，同时无需额外增加存储空间，减小芯片面积。

本领域普通技术人员可以理解实现上述实施例的全部或部分步骤可以通过硬件来完成，也可以通过程序来指令相关的硬件完成，所述的程序可以存储于一种计算机可读存储介质中，上述提到的存储介质可以是只读存储器，磁盘或光盘等。

以上所述的具体实施方式，对本实用新型的目的、技术方案和有益效果进行了进一步详细说明，所应理解的是，以上所述仅为本实用新型的具体实施方式而已，并不用于限定本实用新型的保护范围，凡在本实用新型的精神和原则之内，所做的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本实用新型的保护范围之内。