[發明專利]一種SoC裝置

有效

• 申請號: 201611028064.8
• 申請日: 2016-11-18
• 公開（公告）號: CN106445879B
• 公開（公告）日: 2018-03-23
• 發明（設計）人: 張毓
• 申請（專利權）人: 南京火零信息科技有限公司
• 主分類號: G06F15/78
• 分類號: G06F15/78
• 代理公司: 暫無信息
• 代理人: 暫無信息

技術領域

本發明涉及芯片架構技術領域，尤其涉及一種SoC裝置。

背景技術

現在很多商用芯片都在盡可能增加集成度，從而降低成本、提高可靠性。常常一個芯片就是一個小的片上系統（SoC）。其中的CPU核一般用于數據運算和/或事務處理。高性能的CPU核常常需要license費用，并且占的芯片面積也不小。而實際應用中，常常并不需要一味追求高性能——比如，有的應用沒有過大的數據量，或者有額外的協處理器分擔一部分運算。在保證一定性能的前提下，簡單的CPU核，以及相應的系統架構，可以簡化系統設計、減少功耗和成本。此外，豐富的應用是現在嵌入式終端面臨的主要問題，這意味著大量的應用程序，即需要大的程序空間。而傳統8051程序空間尋址僅為64k，在面對上述應用時捉襟見肘。

發明內容

本發明的目的是為了解決現有技術中存在的缺點，而提出的一種SoC裝置。

為了實現上述目的，本發明采用了如下技術方案：

一種SoC裝置，包括改進的8051核、flash核、模數轉換器、實時鐘、串口、SPI接口、通用IO口、通信收發器、數據存儲器、I2C接口，所述模數轉換器、實時鐘、串口、SPI接口、通用IO口、I2C接口通過SFR總線或xmem總線與8051核電性連接，所述通信收發器通過SFR總線和xmem總線與8051核電性連接，所述數據存儲器通過xmem總線與8051核電性連接，所述flash核通過flash信號線與flash存取控制電路電性連接，所述flash存取控制電路通過讀寫總線與8051核電性連接，所述flash存取控制電路支持程序燒錄。

優選的，所述通信收發器包括配置寄存器、數據緩沖器，所述配置寄存器通過SFR總線與8051核電性連接，所述數據緩沖器通過通過xmem總線與8051核電性連接。

優選的，所述flash存取控制電路包括flash下載電路、flash只讀電路、flash讀寫電路，所述flash下載電路與下載控制相連用于接收上位機數據，按頁寫入全部原始程序，所述flash只讀電路與8051核相連作為程序空間的ROM來使用，所述flash讀寫電路通過8051總線與8051核相連用于部分更改flash內容，所述flash核分別與flash下載電路、flash只讀電路、flash讀寫電路電性連接，其中所述flash只讀電路與flash讀寫電路并聯后與所述flash下載電路并聯。

優選的，所述flash下載電路包括下載控制狀態機、串口收發、串口波特率生成，所述串口波特率生成的輸出端與串口收發的輸入端連接，所述下載控制狀態機、串口收發雙向連接，所述下載控制狀態機與flash信號雙向連接，所述串口收發與串口信號雙向連接。

優選的，所述flash讀寫電路部分更改flash內容通過在8051核的數據存儲器中包含一塊兩用RAM，平時作為8051的數據存儲器使用；當需要對flash的一部分進行改寫時，就搬移一部分程序到此RAM，然后程序跳轉到此RAM中運行，并對flash進行寫操作；寫完后跳轉回flash繼續運行。

優選的，所述改進的8051核支持bank電路，包括指令執行狀態機、8051專用寄存器堆、8051輸入輸出控制接口和bank選擇電路，所述指令執行狀態機包括跳轉后控制信號，所述8051專用寄存器堆內包括bank序號用于配置下次要跳入的bank的序號，所述跳轉后控制信號、bank序號的輸出端與bank選擇電路的輸入端連接，所述8051輸入輸出控制接口的輸入端與flash核的輸出端連接，所述8051輸入輸出控制接口、bank選擇電路的輸出端均與組合邏輯電路的輸入端連接，所述組合邏輯電路將加bank后的地址發送給flash核。

改進的8051核是一個免費的改進過的8051 IP核，它的絕大部分指令與標準8051兼容，同時將標準8051每個機器周期中的12個時鐘周期縮減為4個，大大提高了執行速度。

模數轉換器、實時鐘、串口、SPI接口、通用IO口、I2C接口可以靈活的連接在SFR總線和xmem總線上，以達到在芯片中可剪裁的采用各種常見接口的目的。

隨著工藝的進步，已經有很多成熟的flash IP core可以集成到芯片中，大大減少了板級設計的復雜度。另外，現在很多應用都要求能夠在線更新應用程序，這需要硬件的支持。鑒于此，我們設計flash core的硬件控制電路，使之可以正常擦寫、在線更新，而在系統正常運行時作為ROM使用——CPU直接從其中讀取程序代碼然后運行。