[发明专利]一种片上可编程系统的程序烧写及加载运行方法

说明书

本发明一种片上可编程系统的程序烧写及加载运行方法。技术方案是：片上可编程系统包括CPU、烧写控制单元、加载控制单元、第一双向复用器、第二双向复用器、片内程序缓存区、工作模式指示位寄存器。通过设置工作模式指示位寄存器不同的工作模式，使得：烧写时，通过调试接口将程序送入片上可编程系统，依次通过CPU、烧写控制单元、第一双向复用器，将程序烧写至非易失存储芯片；加载时，程序依次通过非易失存储芯片、第一双向复用器、加载控制单元、第二双向复用器、写入片内程序缓存区；运行时，CPU经过第二双向复用器，读取指令缓存区，执行程序。本发明具有步骤简单，维护性和灵活性强的特点。

技术领域

本发明涉及电子技术领域，特别涉及一种片上可编程系统的程序烧写及加载运行方法。

背景技术

目前，片上可编程系统通常是开发板上最重要的芯片，称为主芯片，该芯片的架构多由CPU(Central Processing Unit，中央处理器单元)与可编程逻辑组成。如图1所示，片上可编程系统执行应用程序时必须对应用程序进行烧写及加载。其中，烧写的方法是：首先，将开发用的电脑与仿真器连接，再将仿真器通过调试接口与开发板连接；然后，开发人员根据开发板的硬件环境在电脑中选择合适的烧写程序并运行；在烧写程序的控制下，电脑上的应用程序经过仿真器、调试接口、片上可编程系统，被烧写到非易失存储芯片。加载的方法是：CPU内部固化有引导程序，引导程序占据一段固定的系统指令空间；加载应用程序时，CPU将首先读取并执行系统指令空间内的引导程序，完成开发板硬件环境的初始化，如CPU内存空间映射表与堆栈的建立等，为应用程序的执行搭建合适的软硬件环境；随后，引导程序进一步控制CPU从非易失存储芯片读取应用程序代码并存储到片内程序缓存区，完成加载。执行的方法是：CPU读取片内程序缓存区，即可执行应用程序。

上述应用程序的烧写及加载方法的不足在于：CPU内部固化的引导程序，以及电脑中的烧写程序都不是通用的。引导程序和烧写程序都依赖于CPU的体系结构，并且也依赖于片上可编程系统的片内结构与开发板的硬件配置，因此必须基于特定的硬件平台来定制。当开发板的硬件环境改变时，原有的烧写程序和引导程序可能无法正常访问开发板上的硬件资源，并导致片上可编程系统无法工作。在开发板的板级设计阶段，若需要更换非易失存储芯片，则必须同时更换与之配套的烧写程序；在片上可编程系统设计阶段，为了实现系统的灵活适应性，要根据需求将任意功能模块用可编程逻辑实现，以知识产权核(IP Core，Intellectual Property Core)的形式挂载到CPU总线上，显然，无法为每一种片上可编程系统定制引导程序与烧写程序。综上所述，上述应用程序代码从烧写到加载的过程存在诸多限制，步骤多、耗时长，适应性较差，降低了系统的可维护性与系统设计过程的灵活性。

发明内容

有鉴于此，本发明目的在于提供一种片上可编程系统的程序烧写及加载运行方法，具有步骤简单，对不同的硬件环境具有维护性和灵活性强的特点。

本发明的技术方案是，一种片上可编程系统的程序烧写及加载运行方法，其特征在于，片上可编程系统包括CPU、烧写控制单元、加载控制单元、第一双向复用器、第二双向复用器、片内程序缓存区、工作模式指示位寄存器，具体步骤为：

通过设置工作模式指示位寄存器不同的工作模式，使得：

烧写时，通过调试接口将程序送入片上可编程系统，依次通过CPU、烧写控制单元、第一双向复用器，将程序烧写至非易失存储芯片；

加载时，程序依次通过非易失存储芯片、第一双向复用器、加载控制单元、第二双向复用器、写入片内程序缓存区；

运行时，CPU经过第二双向复用器，读取指令缓存区，执行程序。

本发明相对于现有技术具有如下的优点及效果：