[發明專利]處理器實現管腳附加輸入/輸出功能可配置的方法及裝置

在審

• 申請號: 201610152095.8
• 申請日: 2016-03-17
• 公開（公告）號: CN105677616A
• 公開（公告）日: 2016-06-15
• 發明（設計）人: 李曉波
• 申請（專利權）人: 李曉波
• 主分類號: G06F15/78
• 分類號: G06F15/78
• 代理公司: 東莞市創益專利事務所 44249
• 代理人: 李衛平

技術領域

本發明涉及計算機技術范疇中的處理器體系結構領域，具體說是在處理器中實現管腳附加輸入/輸出功能可配置的方法及使用這種方法的裝置。

背景技術

處理器的管腳除具備基本的通用輸入輸出（GPIO）功能外，還附加了一些與某些內部功能模塊相關的附加輸入/輸出功能。附加了某個附加輸入/輸出功能的管腳實際上就成為了那個內部功能模塊的數據輸入/輸出管腳。例如串口模塊是處理器的一種最為常用的內部功能模塊，附加到某個管腳上的附加輸入功能RX就是該串口模塊的數據輸入管腳，而附加到另某個管腳上的附加輸出功能TX就是該串口模塊的數據輸出管腳。值得一提的是，有些附加到管腳上的是即能輸入又能輸出的附加輸入輸出功能。

一般情況下，處理器一旦完成設計進入生產銷售階段，處理器的所有管腳的附加輸入/輸出功能就完全固定且不再能改變了。這種管腳與管腳附加功能之間的固定關系雖然簡化了處理器的設計，但也帶來了一些應用上的不便。

發明內容

有鑒于此，本發明的目的在于克服上述現有技術中的不足之處，提出一種在處理器中實現管腳附加輸入/輸出功能可配置的方法。

本發明是通過如下技術方案實現的：在處理器中實現管腳附加輸入/輸出功能可配置的方法及裝置，處理器管腳與配置到該管腳的附加輸入/輸出功能是可配置的，用戶可在使用時通過程序/指令將任意一個附加輸入/輸出功能配置到處理器的任意的一個管腳上，它的硬件部分主要由一個管腳功能配置表、交換開關及相關控制模塊/裝置所組成，其中：

管腳功能配置表：用于記錄當前配置給每個管腳的功能；配置表是一個一維數組，數組的下標是處理器是通用輸入/輸出GPIO管腳的編號，數組元素的內容是附加輸入/輸出功能的編號；

另外，管腳功能配置表也可以采用另外一種設計方案：數組的下標是附加輸入/輸出功能的編號，數組元素的內容是處理器GPIO管腳的編號；

交換開關：由一些組合邏輯和/或時序邏輯所構成，完成處理器的所有內部功能模塊的輸入/輸出數據寄存器到部分或全部GPIO管腳的連接。

基于該方法設計的處理器具有如下特點：

1、處理器管腳與配置到該管腳的附加輸入/輸出功能不是固定不變的、而是可配置的；

2、用戶可在使用時通過程序/指令對處理器管腳的附加輸入/輸出功能進行配置，即用戶可在使用時通過程序/指令將任意一個附加輸入/輸出功能配置到處理器的任意的一個管腳上。

具體實施方式：

處理器實現管腳附加輸入/輸出功能可配置的方法及裝置，處理器管腳與配置到該管腳的附加輸入/輸出功能是可配置的，用戶可在使用時通過程序/指令將任意一個附加輸入/輸出功能配置到處理器的任意的一個管腳上，它的硬件部分主要由一個管腳功能配置表、交換開關及相關控制模塊/裝置所組成，其中：

管腳功能配置表：用于記錄當前配置給每個管腳的功能；配置表是一個一維數組，記為FunAss[]，數組的下標是處理器是通用輸入/輸出GPIO管腳的編號，數組元素的內容是附加輸入/輸出功能的編號，即FunAss[i]=j表示配置給“管腳i”的是“附加輸入/輸出功能j”；

另外，管腳功能配置表也可以采用另外一種設計方案：數組的下標是附加輸入/輸出功能的編號，數組元素的內容是處理器GPIO管腳的編號，記為PinAss[]；PinAss[i]=j表示將“附加輸入/輸出功能i”配置給“管腳j”。

交換開關：由一些組合邏輯和/或時序邏輯所構成，完成處理器的所有內部功能模塊的輸入/輸出數據寄存器到部分或全部GPIO管腳的連接。

實現“處理器管腳附加功能可配置”的模塊/裝置的主要工作要點包括：

1、當處理器的某個或某多個內部功能模塊的數據輸入使能位被使能后，由管腳功能配置表查得該內部功能模塊的數據輸入管腳的編號，并據此選通交換開關中“查得的數據輸入管腳的數據輸入寄存器”到“所述的內部功能模塊的數據輸入寄存器”之間的連接，亦即將“查得的數據輸入管腳的數據輸入寄存器”連到“所述的內部功能模塊的數據輸入寄存器”，實現輸入到所述的“內部功能模塊”的數據是來自由“管腳功能配置表”所決定的那個管腳上輸入的數據；