[发明专利]总线矩阵端口可配置的微控制器及其内部数据传输方法

说明书

本发明申请提供了一种总线矩阵端口可配置的微控制器及其内部数据传输方法，微控制器包括主设备、从设备和总线矩阵、端口模块，以及设置在寄存器内的端口配置模块；所述的端口模块包括FIFO模块、字节序功能模块、位序功能模块和位宽功能模块，进入端口模块的数据经过先FIFO模块，后再经字节序功能模块、位序功能模块和位宽功能模块后输出；所述的端口配置模块内存储有字节序、位宽、位序的配置位数据；本申请实现了不同位宽、不同字节序、不同位序功能模块间的数据自动传输，减少处理器核的干预，提高了MCU的模块间通讯效率。

技术领域

本申请涉及单片机的技术领域，特别是涉及一种总线矩阵端口可配置的微控制器及其内部数据传输方法。

背景技术

MCU(Micro Control Unit)中文名称为微控制器，又称单片机，将计算机的CPU、RAM、ROM、定时计数器和多种I/O接口集成在一片芯片上，形成芯片级的计算机，为不同的应用场合做不同组合控制。

图1给出了一种MCU的基本结构示意图，具体可以包括：

处理器核(CPU Core)用于通过总线矩阵(BUS MATRIX)实现对各个功能模块的访问和控制，从而实现所需功能。

总线矩阵(BUS MATRIX)，用于通过总线传输实现系统数据、指令、地址的访问。

功能模块，包括FLASH存储器，静态随机存储器(SRAM)，模数转换模块(A/D)、数模转换模块(D/A)，定时器(TIMER)，直接内存存取(DMA)，用于MCU和外界通信的SPI(串行外设接口)、CAN(控制器局域网络)、ETHERNET(以太网)、USB(通用串行总线)、UART(通用异步接收/发送装置)，I²C(两线式串行总线)等，用于分别按照处理器核(CPU Core)通过总线矩阵(BUSMATRIX)传送的访问或控制指令完成对应的功能。

图2给出了现有MCU中总线矩阵工作结构示意图，当主设备(如CPU或DMA)通过总线矩阵和从设备(比如存储器、各类外设等)之间进行数据传输时，通常由处理器核发起传输，通过地址、读写控制信号等，相应地址的从设备响应主设备的操作，CPU需要初始化主从设备信息，配置主从设备的数据传输个数、位序、位宽等参数，一旦主从设备的位宽或者位序不一致，就需要CPU先转换成一致的格式才能进行传输。

随着电子技术的发展，CPU核不断升级换代，从8位8031系列发展到16位的CPU核，目前主流CPU核为32位的处理器，64位CPU核也已经出现，但是许多外设接口，例如串口、SPI口等已经形成标准，还依然按8位、16位等传输，这就存在位宽不一致的问题，此外种类繁多的各种外设模块，不仅存在位宽不相同的问题，还存在位序问题，有的外设模块为大端模式，高位在前，如b7b6b5b4b3b2b1b0，有的外设模块为小端模式，低位在前，如b0b1b2b3b4b5b6b7,在半字或字传输时还存在字节序问题，例如32位数据4字节，大端模式Byte3Byte2Byte1Byte0，小端模式Byte0Byte1Byte2Byte3,这样不同类型主从模块通过传统的总线矩阵传输，需要CPU频繁介入进行转换，造成CPU效率低下。

发明内容

本发明所要解决的技术问题是提供一种用于微控制器的端口功能可配置的总线矩阵及其控制方法，实现不同位宽、不同字节序、不同位序主从模块间的数据自动传输，减少处理器核的干预，提高MCU的模块间通讯效率，也减少了CPU核的终端代价，CPU核可以更高效工作。

本发明的具体方案如下：

一种总线矩阵端口可配置的微控制器，包括总线矩阵、若干只主设备和若干只从设备，所述主设备通过总线矩阵实现对从设备的访问和控制，主设备和从设备之间通过总线矩阵实现数据传输；所述的控制器还包括在主设备1和总线矩阵3之间，和/或从设备2和总线矩阵3之间设置的端口模块4，以及设置在寄存器内的端口配置模块；