一種融合通訊接口的芯片復位設計方法與流程
1.本發明涉及一種融合通訊接口的芯片復位設計方法，用于指導芯片復位系統設計。
背景技術：
2.隨著物聯網的發展，芯片業務的逐漸擴大，芯片已經運用在各個行業，需求量也十分巨大。由于芯片應用廣闊，因此工作場景越來越復雜。芯片在實際應用時容易受到外界的干擾而導致芯片死機，程序無法運行，無法給主機響應，此時需要進行重啟才能運行否則便引起功能癱瘓，有時甚至會造成嚴重事故。即使在正常應用中芯片也有定期復位需求，而采用軟件方式效率低下。
3.目前主流芯片存在四種復位方式：第一種通過外部引腳拉低復位芯片，第二種芯片通過斷電方式進行上電和下電復位，第三種通過協議發送軟指令進行芯片復位，第四種，在硬件通訊協議層進行復位，但是無法復用其他接口。
4.上述的方法，屬于傳統方法，存在以下缺點：
5.1)、需要占用額外主機引腳復位芯片，并且pcb設計復雜度；
6.2)、需要使用額外電源芯片以及主機控制引腳，增加pcb設計成本；
7.3)、需要和協議配合使用，增加軟件設計難度；
8.4)單一接口的復位，當前接口的復位不能應用于其他接口，例如usb接口復位無法應到串口通訊過程中。
9.從上述問題可以看出，需要設計一種方法既能靈活有效復位芯片且同時降低pcb設計成本。
10.根據上述問題，本文提出一種融合通訊接口的芯片復位設計方法。該方法主要以下三方面：首先，獨立復位模塊可以監聽任意接口信號時序；其次，獨立復位模塊功能可通過配置方式打開和關閉；第三，獨立復位模塊可支持多種形式的時序判斷(具體由設計者選擇方案并設計實現)
技術實現要素：
11.本發明的方法解決問題是：改善現有芯片應用上的不足，提供了一種融合通訊接口的芯片復位設計方法，可簡化芯片應用環境，降低pcb設計成本。
12.本發明的方法解決方案(如圖1所示):
13.首先：通過芯片對多路選擇模塊進行配置，多路選擇模塊選擇需要監聽的接口信號并將信號傳遞給接口信號采樣模塊；
14.其次：接口信號采樣模塊主要分為信號處理模塊和信號采樣模塊兩部分，信號處理模塊對傳遞過來的信號進行濾波處理，處理完成后再交給信號采樣模塊進行采樣，采樣后進行初步篩選判斷并傳遞給復位信號產生模塊；
15.再次：復位信號產生模塊主要分為信號時序判斷模塊、復位信號配置模塊，復位信
號輸出模塊。首先對復位信號時序模塊對傳遞過來的信號進行時序判斷，若符合特殊時序則產生有效信號給復位信號配置模塊，復位信號根據系統的配置信息產生符合芯片系統能識別的信號(上升沿、下降沿、高電平，低電平等)傳遞給復位信號輸出模塊，由復位信號輸出模塊決定是否傳遞給系統復位模塊；
16.最后：系統復位模塊對芯片進行復位。
17.本發明與現有技術相比的優點在于：
18.(1)簡化芯片外圍的電路設計，降低pcb設計成本。
19.(2)軟件無需復雜設計，對當前無影響。
20.(3)對芯片硬件接口通訊功能無影響。
21.(4)芯片所支持的gpio端口均可作為復位信號，保證通訊接口復用多個gpio的情況下均能產生有效復位。
附圖說明
22.圖1為本發明的整體設計框圖；
23.圖2為本發明的多路選擇模塊示意框圖；
24.圖3為本發明的接口信號采樣模塊示意框圖；
25.圖4為本發明的復位信號產生模塊示意框圖；
具體實施方式
26.下面以一個示例來說明具體實施方式(整體框圖如圖1所示)，以某國外芯片的spi通訊接口作為說明，其主要由cs、clk、miso、mosi四根信號線組成，示例：正常工作clk＝1mhz，空閑狀態下clk停留在高電平狀態，cs低電平有效，mosi由matser傳送給slave的信號，miso為slave傳送給master的信號，接口復用關系為cs復用gpio0，clk復用gpio1，miso復用gpio2，mosi復用gpio3。
27.由于clk工作頻率為1mhz，且空閑狀態時為高電平，理論上分析clk長期處于低電平狀態不會超過1ms。此時可以監聽clk上的信號，如果超過1ms以上則認為主機對芯片發出了復位需求，芯片啟動復位。
28.芯片配置多路選擇模塊，如圖2所示，將gpio1管腳上的信號選通，通過選擇器輸出到接口信號采樣模塊，其他管腳信號不選通。接口信號采樣模塊示意框圖如圖3所示，信號處理模塊對采集到的gpio1管腳的信號進行濾波，如果濾波信號判斷是毛刺，則濾除不傳遞有效信號給信號采樣模塊，否則濾波后的信號傳遞給信號采樣模塊進行采樣。信號采樣模塊將采樣后的信號傳遞給復位信號產生模塊，復位信號產生模塊示意框圖如圖4所示，信號時序判斷模塊判斷接收到超過1ms的低電平，根據復位信號配置模塊已配置的低電平超過1ms且產生過上升沿和下降沿變化則為有效復位，復位信號輸出模塊輸出有效復位信號，啟動芯片系統復位。
29.做好上述設計工作，使用流程如下：
30.第一步，芯片上電，芯片配置多路選擇模塊，選擇監聽gpio1信號；
31.第二步，芯片配置接口信號處理模塊，配置信號濾波處理方式和采樣頻率；
32.第三步，芯片配置復位信號產生模塊，配置復位信號為上升沿觸發，并使能復位信
號輸出；
33.第四步，芯片啟動獨立復位模塊；
34.第五步，芯片開始工作和主機進行通訊，工作過程中，由于clk空閑狀態處于高電平，通訊狀態下1mhz的時鐘產生的低電平時間僅有1us，達不到觸發條件，因此獨立復位模塊不會產生復位信號。
35.第六步，當主機發現芯片功能異常或者無響應時，主機在clk引腳上先拉低輸出1.5ms的低電平再拉高，然后等待芯片重啟。
36.第七步，此時獨立復位模塊監測到clk上的異常電平，并產生有效復位信號，芯片產生系統復位。
37.第八步，主機和芯片正常通訊。
38.本發明說明書中未作詳細描述的內容屬本領域技術人員的公知技術。
技術特征：
1.一種融合通訊接口的芯片復位設計方法，其特征在于，主要包括：1)接口信號采樣模塊獨立設計與通訊接口分開避免信號耦合，接口信號采樣模塊監聽期間不對通訊接口工作產生影響；2)多路選擇模塊保證使用一個獨立的接口信號采樣模塊可以覆蓋芯片所支持的所有gpio端口，通過多路選擇方式將任意一個接口信號傳遞給接口信號采樣模塊；3)復位信號產生模塊對接口信號采樣模塊傳送過來的信號進行時序判斷，產生有效的復位信號傳遞給芯片的系統復位模塊用于復位芯片；4)通訊接口和外部復位融合，減少外圍電路設計和降低芯片開發成本。2.根據權利要求1所述的一種融合通訊接口的芯片復位設計方法，其特征在于，所述步驟1中的接口信號采樣模塊獨立設計，保證不影響通訊接口的工作且采樣信號經過濾波處理，不會導致復位信號產生模塊出現誤判。3.根據權利要求1所述的一種融合通訊接口的芯片復位設計方法，其特征在于，所述步驟2多路選擇模塊覆蓋芯片所支持的gpio端口，并且可以任選其一，保證通訊接口復用多個gpio的情況下均可以被采集信號。4.根據權利要求1所述的一種融合通訊接口的芯片復位設計方法，其特征在于，復位信號產生模塊的時序判斷可以采用多種方式，由用戶結合應用場景自定義。5.根據權利要求1所述的一種融合通訊接口的芯片復位設計方法，其特征在于，通訊接口和外部復位融合，簡化芯片外圍電路設計。
技術總結
一種融合通訊接口的芯片復位方法，采用接口信號采樣模塊為獨立模塊設計，使用多路選擇方式覆蓋芯片的所有GPIO端口，通過可配置方式監聽任意接口信號的時序信息并對其進行采樣判斷，輸出有效復位信號給芯片產生系統復位。通過該方法將外部復位和通訊接口統一，且任意GPIO端口信號可配置為復位信號，有效簡化外圍電路設計和降低板級成本。本專利僅提供一種原型設計方法，并不局限于開發者使用何種具體方式和工具實現，也不局限于芯片以何種接口運行。行。行。
技術研發人員：董攀 王哲 王西國
受保護的技術使用者：北京中電華大電子設計有限責任公司
技術研發日：2022.08.15
技術公布日：2022/11/25
