[发明专利]一种基于矩阵的芯片端口映射方法

说明书

技术领域

本发明涉及集成电路数字处技术领域，尤其是基于矩阵结构的芯片端口映射的实现方法。

背景技术

端口复用是芯片设计所使用的通用技术之一。其通常所采用的方法就是通过简单的把几个功能端口的复用到一个芯片端口，通过寄存器的配置，来实现端口功能的选择。

这种通用方法的一个明显不足就是缺乏灵活性，从而导致了一定程度降低了芯片的应用。

发明内容

本发明的目的在于克服现有技术的缺点，提供一种基于矩阵的芯片端口映射方法，通过寄存器配置来控制复用矩阵逻辑，把一组端口映射到特定的芯片管脚上，大大提高芯片管脚的效率，减少芯片管脚的数量。

本发明所要解决的技术问题是如何采用一种简单有效的方法，在实现芯片相同功能的情况下，针对不同的应用场合，采用不同的端口映射方法，提高芯片管脚的效率，减少芯片管脚的数量，结构简单又易于实现。

基于矩阵结构的芯片端口映射的实现方法，该方法通过寄存器配置和硬件复用控制矩阵逻辑，可以把任意功能的I/O(输入/输出)复用到芯片不同管脚上，实现芯片端口的映射。为了减少控制矩阵逻辑规模，把N个I/O定义为一个功能组，根据芯片功能需要，把芯片功能的I/O进行排列组合产生M个功能组，根据芯片可用管脚数量，定义K个I/O端口组(每个端口组包含N个I/O)，构造逻辑电路，通过寄存器配置，实现从功能组到端口组的映射，同时端口组每个I/O也可以单独定义成GPIO。包括如下步骤：

步骤1：定义N个I/O为一个功能组；

步骤2：根据芯片功能，定义P个功能，每个功能包含一定数量的I/O；

步骤3：把P个功能中一部分功能进行排列组合组成一个功能组，这个功能组的I/O总的数量不超过N个I/O；

步骤4：重复步骤3产生M个功能组；

步骤5：根据芯片可用管脚数量，定义K个I/O端口组，每个端口组包含N个I/O；

步骤6：构造控制复用矩阵逻辑电路，可通过寄存器配置实现从功能组到端口组的映射；

步骤7：构造逻辑电路，可通过寄存器配置把功能组中的I/O设置成功能I/O，或者设置成GPIO(本专业使用的术语)。

可以把任意功能映射某一组芯片管脚上，也可以把任意功能映射到任意组芯片管脚上，可以提高芯片管脚的效率，减少芯片管脚的数量。

假设我们设计一款芯片包含如下功能：MAC、LCD、I2S、NAND、SD/MMC、NORFlash、Keypad、ITU IN(以上模块均为本专业使用的模块)等模块。为了节约封装成本，并尽量使芯片小型化，我们把芯片封装成包含108个管脚芯片，其中芯片包含多组电源和地、JTAG、SDRAM的地址和数据总线等模块是系统必须的，这些模块管脚不必复用，这些功能总计需要占用60个管脚，剩下48个管脚可用于MAC、LCD、I2S、NAND、SD/MMC、NOR Flash、Keypad、ITU IN等功能组的复用，根据以上步骤实现芯片功能与管脚的复用，步骤如下：

所述步骤1：根据可供复用的管脚数量为T(范围为1到1000，如48，但不限于此)个以及各模块管脚数量，把N(范围为1到1000，如12，但不限于此)个I/O定义为1个功能组。

如可供复用的管脚数量为48个以及各模块管脚数量，把12个I/O定义为1个功能组。

所述步骤2：根据芯片功能，确定芯片包含哪些模块，如MAC、LCD、I2S、NAND、SD/MMC、NOR Flash、Keypad、ITU IN、ITU OUT、TV OUT、SRAM、AC97、UART、SSP、SPI、USB、CAN、RS485、RS232、FlaxRaw、FlexIO、SDIO、SATA、1394、WLAN、Bluetooth、Irda、PS、SDRAM、DDR、DDR2、SRAM、CEATA、CF、IDE、eMMC、XD、MemoryStick、SPDIF模块，但不限于此；确定每个功能组的I/O数量，每个模块的I/O数量根据需要确定，如其中MAC有12个I/O、I2S有4个I/O、NAND有16个I/O、Keypad有12个I/O、ITUIN有11个I/O。(它的数据线与NAND共用，所以只有4个I/O)、NOR Flash有12个I/O、Keypad有12个I/O、ITUIN有11个I/O。但不限于此。