[發(fā)明專利]用于通用系統(tǒng)芯片的模數(shù)轉換器控制裝置

有效

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• 申請日: 2018-09-27
• 公開（公告）號: CN108897264B
• 公開（公告）日: 2020-06-16
• 發(fā)明（設計）人: 黃凱;王軻
• 申請（專利權）人: 浙江大學
• 主分類號: G05B19/042
• 分類號: G05B19/042
• 代理公司: 杭州浙科專利事務所(普通合伙) 33213
• 代理人: 吳秉中

本發(fā)明提供了一種用于通用系統(tǒng)芯片的適用范圍廣的模數(shù)轉換器控制裝置，包括總線接口模塊、寄存器模塊、數(shù)據(jù)處理模塊、控制時序產(chǎn)生模塊和中斷產(chǎn)生模塊，CPU通過總線接口模塊將全部控制信息寫入寄存器模塊，寄存器模塊為模數(shù)轉換器提供直接的配置信息，寄存器模塊為控制時序產(chǎn)生模塊提供配置信息，控制時序產(chǎn)生模塊按照配置信息產(chǎn)生相應的轉換控制信號并連接到模數(shù)轉換器。本發(fā)明獨立完成求和、求平均值、門限值比較、數(shù)據(jù)校正、數(shù)據(jù)搬運、單通道有限次模數(shù)轉換、單通道連續(xù)模數(shù)轉換、多通道有限次模數(shù)轉換以及多通道連續(xù)模數(shù)轉換，提高了CPU的運行效率和整個電子系統(tǒng)的實時性。

技術領域

本發(fā)明涉及通用系統(tǒng)芯片領域，具體是一種用于通用系統(tǒng)芯片的適用范圍廣的模數(shù)轉換器控制裝置。

背景技術

為了獲取傳感器等輸出的模擬電壓的大小，通用系統(tǒng)芯片中需要模數(shù)轉換器來實現(xiàn)這一功能。通用系統(tǒng)芯片中的模數(shù)轉換器都包含多個模數(shù)轉換通道，一般為4/8/16/32通道等。一方面，模數(shù)轉換器控制器與CPU交互：接受CPU下發(fā)的模數(shù)轉換任務；待模數(shù)轉換任務完成之后，通知CPU。另一方面，模數(shù)轉換器控制器根據(jù)CPU的配置，產(chǎn)生模數(shù)轉換器的控制時序信號，讀取并存儲模數(shù)轉換器輸出的電壓值數(shù)據(jù)。

在電子系統(tǒng)中，一次完整的模數(shù)轉換過程如下所述：

1） CPU配置模數(shù)轉換器控制器的寄存器。指明要進行模數(shù)轉換的模數(shù)轉換器的通道號，模數(shù)轉換次數(shù)等信息。

2）模數(shù)轉換器控制器產(chǎn)生所需控制信號，使能模數(shù)轉換器的相應通道開始模數(shù)轉換。

3）模數(shù)轉換完畢后，模數(shù)轉換器控制器保存數(shù)據(jù)。通過中斷或寄存器標識的方式，通知CPU模數(shù)轉換已經(jīng)完畢。此時CPU可以讀出模數(shù)轉換數(shù)據(jù)。

現(xiàn)有技術中通用系統(tǒng)芯片中模數(shù)轉換器控制器功能如下所述：

1）模數(shù)轉換模式有：單次、連續(xù)、掃描模式。其中，單次模式是指進行一個通道的模數(shù)轉換，一次轉換結束后停止模數(shù)轉換。連續(xù)模式是指進行一個通道的模數(shù)轉換，一次轉換結束后繼續(xù)下一次模數(shù)轉換。掃描模式是指按照既定的順序，完成一個通道的模數(shù)轉換之后，繼續(xù)進行下一個通道的模數(shù)轉換。

2）模數(shù)轉換完成之后，可以通過和DMA的接口，通知DMA將模數(shù)轉換數(shù)據(jù)搬運到目的地址。

3）模擬看門狗功能，當模數(shù)轉換數(shù)據(jù)大于閾值上限，或者小于閾值下限時，則會產(chǎn)生中斷，通知CPU。

現(xiàn)有技術中存在的缺陷如下：

1）不支持單通道多次模數(shù)轉換，多通道掃描多次模數(shù)轉換。其中，單通道多次模數(shù)轉換，是指進行預定次數(shù)的一個通道的數(shù)模轉換；也就是，進行一個通道的模數(shù)轉換，本次模數(shù)轉換之后，繼續(xù)進行這個通道的模數(shù)轉換，直到轉換次數(shù)達到預定值。多通道掃描多次模數(shù)轉換，是指進行預定次數(shù)的多個通道的掃描模數(shù)轉換；也就是，按照既定的順序，完成一個通道的數(shù)模轉換之后，繼續(xù)進行下一個通道的模數(shù)轉換，如此循環(huán)指定次數(shù)。

2）不支持模數(shù)轉換數(shù)據(jù)求和功能。模數(shù)轉換數(shù)據(jù)求和功能，是指將某一個通道進行的多次模數(shù)轉換的數(shù)據(jù)求和。

3）不支持模數(shù)轉換數(shù)據(jù)求平均值功能。模數(shù)轉換數(shù)據(jù)求平均值功能，是指將某一個通道進行的多次模數(shù)轉換的數(shù)據(jù)求平均值。

4）模擬看門狗只有一組閾值上限和閾值下限。不同的通道只能公用同一組閾值上限和閾值下限，無法支持不同通道配置不同的閾值上限和閾值下限的情況。

5）不支持模數(shù)轉換數(shù)據(jù)校正功能。當需要對某一通道模數(shù)轉換的數(shù)值進行線性校正的情況下，只能采用軟件來計算。

目前已有的模數(shù)轉換器控制器功能單一，僅能實現(xiàn)模數(shù)轉換器的簡單控制；對于復雜的任務，則需要軟件配合完成。模數(shù)轉換器控制器與軟件交互的方式一般分為中斷和輪詢兩種；這兩種方式都會降低CPU運行效率，降低整個電子系統(tǒng)的實時性。