[发明专利]具有可配置逻辑外围设备的微控制器

说明书

一种微控制器具有中央处理单元、存储器、I/O端口和多个外围单元，其中该外围单元中的一者是可配置逻辑单元。该可配置逻辑单元由查找表形成，该查找表由多个存储器单元形成，该多个存储器单元接收预定数量的可从由该外围单元提供的内部信号以及由至少一个外部引脚提供的至少一个外部信号中选择的输入地址信号并且生成输出信号。该中央处理单元被配置成直接为查找表提供输入地址信号。

相关专利申请

本申请要求2019年6月20日提交的美国临时专利申请62/864,198号的优先权，该申请的内容全文并入本文中。

技术领域

本公开涉及具有可配置逻辑单元的微控制器，并且更具体地涉及具有组合逻辑外围设备的微控制器。

背景技术

微控制器可包括中央处理单元(CPU)、程序和数据存储存储器、输入-输出(I/O)端口以及制成在集成电路(IC)晶粒(“芯片”)上的多个外围设备。IC晶粒可被包封(封装)在具有接线端子(“引脚”)的IC封装中，外部电路可连接到IC晶粒。IC晶粒上的电连接点可以是“焊盘”，并且可通过接合线连接到IC封装引脚。IC晶粒焊盘用于I/O端口，以及IC晶粒DC电源和接地。这些外围设备中的一些外围设备可以是核心独立外围设备(CIP)，即不依赖于来自CPU的输入以进行操作的外围设备。

相对于由本申请的受让人制造的多种微控制器，微控制器中的可配置逻辑单元外围设备是已知的。例如，由Swathi Sridar于2015年公布的应用注释TB3133描述了可用于微控制器的可配置逻辑单元，该应用注释据此以引用方式并入。这些设备是多功能的，并且向微控制器提供可选择的逻辑功能而不存在典型的也可结合中央处理单元的FPGA的复杂性。与FPGA所需的不动产相比，这些逻辑单元外围设备较小并且增强了微控制器，使得在许多应用中不需要额外的外部逻辑部件或需要非常少的额外的外部逻辑部件。

许多微控制器包括这些核心独立外围设备，并且可提供多达8个可配置逻辑单元。每个可配置逻辑单元(CLC)可由8个不同的选项配置，如TB3133的图3所示。通过实现或添加触发器功能，特定配置具有有限的顺序功能性。因此，这些微控制器提供普遍的CLC外围设备，用于实现简单的组合逻辑功能和顺序逻辑功能。然而，组合元件尤其需要复杂的设置并且提供有限的选项。许多应用注释被迫使用多个CLC外围设备来创建所需的组合逻辑系统。CLC是强大的多功能外围设备，必须为简单的桥接需求分配一个CLC可能通常是浪费的。

因此，存在特定的限制，例如逻辑单元中只有预定数量的逻辑元件可用。

发明内容

因此，需要更灵活的逻辑单元外围设备。根据实施方案，微控制器可包括中央处理单元、存储器、I/O端口和多个外围单元，其中该外围单元中的一者是可配置逻辑单元，其中该可配置逻辑单元由查找表形成，该查找表由多个存储器单元形成，该多个存储器单元接收预定数量的可从由外围单元提供的多个内部信号或由至少一个外部引脚提供的外部信号中选择的输入地址信号并且生成输出信号，其中该中央处理单元被配置成直接为该查找表提供至少一个输入信号。

根据另一个实施方案，该可配置逻辑单元可包括输入多路复用器单元，该输入多路复用器单元被配置成从微控制器的所述内部信号和所述外部信号中选择预定数量的所述输入信号，并且还包括特殊功能输入寄存器，该特殊功能输入寄存器耦接在输入多路复用器的输出和查找表的地址输入之间，其中该特殊功能输入寄存器接收并缓存所选择的输入信号，并且其中该中央处理单元被配置成写入该特殊功能输入寄存器。

根据另一个实施方案，该可配置逻辑单元可包括输入多路复用器单元，该输入多路复用器单元被配置成从微控制器的所述内部信号和所述外部信号中选择预定数量的输入信号，并且还包括特殊功能输入寄存器，该特殊功能输入寄存器与输入多路复用器单元的输入耦接，其中该中央处理单元被配置成写入该特殊功能输入寄存器以直接向查找表提供输入信号。