本實(shí)用新型涉及一種微控制器，具體是一種用于微控制器的燒錄裝置。

背景技術(shù)：

在MCU芯片量產(chǎn)的時(shí)候，其中一個(gè)重要的環(huán)節(jié)就是將用戶應(yīng)用程序?qū)懭胄酒姆菗]發(fā)性存儲(chǔ)介質(zhì)的存儲(chǔ)器（如OTP、MTP、FLASH等）中。這一過程也被稱為“燒錄”。在此燒錄的過程中，如何快速高效且可靠地將用戶程序燒錄到MCU芯片中，對(duì)控制生產(chǎn)成本和可靠性來說非常重要。

技術(shù)實(shí)現(xiàn)要素：

本實(shí)用新型的目的在于提供一種用于微控制器的燒錄裝置，以解決上述背景技術(shù)中提出的問題。

為實(shí)現(xiàn)上述目的，本實(shí)用新型提供如下技術(shù)方案：

一種用于微控制器的燒錄裝置，包括燒錄模塊、燒錄電壓檢測模塊和燒錄控制模塊，所述燒錄模塊通過串行燒錄通信接口與外部燒錄邏輯進(jìn)行串行通信，串行燒錄通信接口有2個(gè)信號(hào)線，分別是燒錄時(shí)鐘信號(hào)線pclk和燒錄數(shù)據(jù)信號(hào)線pdat，在燒錄模式中，將微控制器芯片的2個(gè)普通GPIO分時(shí)復(fù)用為燒錄時(shí)鐘信號(hào)線pclk和燒錄數(shù)據(jù)信號(hào)線pdat；所述燒錄電壓檢測模塊，負(fù)責(zé)檢測微控制器芯片的外部是否在微控制器芯片的燒錄高電壓引腳VPP上加上滿足燒錄要求的燒錄電壓；燒錄控制模塊輸出2個(gè)控制信號(hào)。

作為本實(shí)用新型進(jìn)一步的方案：還包括時(shí)鐘模塊，時(shí)鐘模塊負(fù)責(zé)產(chǎn)生芯片的內(nèi)核工作時(shí)鐘clk_core。

與現(xiàn)有技術(shù)相比，本實(shí)用新型的有益效果是：1）在檢測到燒錄高壓穩(wěn)定有效時(shí)長至80微秒后，才允許微控制器進(jìn)入燒錄模式。通過過濾干擾，可以使微控制器芯片避免由于干擾的存在而誤進(jìn)入燒錄模式，從而影響微控制器芯片的正常工作。

2）在燒錄模式時(shí)，通過分時(shí)復(fù)用微控制器芯片的2個(gè)GPIO引腳，作為微控制器芯片的燒錄串行通信信號(hào)引腳，不需要額外增加2個(gè)引腳，從而節(jié)省芯片面積。

3）在微控制器正常工作時(shí)，徹底關(guān)閉燒錄相關(guān)邏輯的時(shí)鐘，可以節(jié)省芯片不必要的功耗。

4）通過較短的檢測時(shí)間窗口就可以有效地檢測到燒錄請(qǐng)求，使微控制器芯片只需要較短的時(shí)間后就能夠跳過燒錄模式進(jìn)入正常工作模式。

附圖說明

圖1為用于微控制器的燒錄裝置中微控制器系統(tǒng)框圖。

圖2為用于微控制器的燒錄裝置中燒錄控制模塊設(shè)計(jì)原理框圖。

具體實(shí)施方式

下面將結(jié)合本實(shí)用新型實(shí)施例中的附圖，對(duì)本實(shí)用新型實(shí)施例中的技術(shù)方案進(jìn)行清楚、完整地描述，顯然，所描述的實(shí)施例僅僅是本實(shí)用新型一部分實(shí)施例，而不是全部的實(shí)施例?；诒緦?shí)用新型中的實(shí)施例，本領(lǐng)域普通技術(shù)人員在沒有做出創(chuàng)造性勞動(dòng)前提下所獲得的所有其他實(shí)施例，都屬于本實(shí)用新型保護(hù)的范圍。

請(qǐng)參閱圖1～2，在本方案中，在檢測到燒錄高壓穩(wěn)定有效時(shí)長至80微秒后，才允許微控制器進(jìn)入燒錄模式。通過過濾干擾，可以使微控制器芯片避免由于干擾的存在而誤進(jìn)入燒錄模式，從而影響微控制器芯片的正常工作。在燒錄模式時(shí)，通過分時(shí)復(fù)用微控制器芯片的2個(gè)GPIO引腳，作為微控制器芯片的燒錄串行通信信號(hào)引腳，不需要額外增加2個(gè)引腳，從而節(jié)省芯片面積。在微控制器正常工作時(shí)，徹底關(guān)閉燒錄相關(guān)邏輯的時(shí)鐘，可以節(jié)省芯片不必要的功耗。通過較短的檢測時(shí)間窗口就可以有效地檢測到燒錄請(qǐng)求，使微控制器芯片只需要較短的時(shí)間后就能夠跳過燒錄模式進(jìn)入正常工作模式。

本方案的原理如圖 1所示。

時(shí)鐘模塊（clock_gen）：時(shí)鐘模塊負(fù)責(zé)產(chǎn)生芯片的內(nèi)核工作時(shí)鐘（clk_core）。

NVM模塊：NVM（non-volatile memory）為一種非易失性存儲(chǔ)器，可以芯片在斷電的時(shí)情況下，保持存儲(chǔ)器中的內(nèi)容不丟失。NVM用來存儲(chǔ)用戶程序。MCU正常工作時(shí)，需要從NVM中讀出用戶程序并執(zhí)行相應(yīng)用戶定義的操作。

燒錄模塊（prog）:燒錄模塊通過串行燒錄通信接口與外部燒錄邏輯進(jìn)行串行通信，接收到外部燒錄邏輯的指令后進(jìn)行解析，并執(zhí)行相應(yīng)的燒錄指令操作。這些燒錄指令包括有設(shè)置燒錄地址、設(shè)置燒錄寫入數(shù)據(jù)、啟動(dòng)燒錄、讀回NVM數(shù)據(jù)用于校驗(yàn)等等。串行燒錄通信接口有2個(gè)信號(hào)線，分別是燒錄時(shí)鐘信號(hào)線（pclk）和燒錄數(shù)據(jù)信號(hào)線（pdat）。在燒錄模式中，將芯片的2個(gè)普通GPIO分時(shí)復(fù)用為燒錄時(shí)鐘信號(hào)線（pclk）和燒錄數(shù)據(jù)信號(hào)線（pdat），在燒錄完成后，當(dāng)芯片處于正常工作模式時(shí)，這2個(gè)GPIO仍然可以用作普通GPIO使用。

燒錄電壓檢測模塊（det_vp）：此模塊負(fù)責(zé)檢測微控制器芯片的外部是否在芯片的燒錄高電壓引腳（VPP）上加上滿足燒錄要求的燒錄電壓。當(dāng)檢測到燒錄高電壓引腳（VPP）上存在滿足燒錄的高電壓時(shí)，燒錄電壓檢測模塊輸出燒錄高壓有效標(biāo)志信號(hào)（hv_vld）。

燒錄控制模塊（prog_ctrl）：

燒錄控制模塊負(fù)責(zé)控制芯片在上電復(fù)位后是進(jìn)入燒錄模式，或是跳過燒錄模式而進(jìn)入正常工作模式。燒錄控制模塊輸出2個(gè)控制信號(hào)。其中，燒錄使能信號(hào)（prog_en）用來控制燒錄模塊的工作使能，當(dāng)燒錄使能信號(hào)（prog_en）為高電平有效狀態(tài)時(shí)，燒錄模塊（prog）開始工作。內(nèi)核使能信號(hào)（core_en）用來控制燒錄模塊的工作使能，當(dāng)內(nèi)核使能信號(hào)（core_en）為高電平有效狀態(tài)時(shí)，微控制器內(nèi)核開始正常工作。

燒錄控制模塊的工作原理如圖 2所示。在本方案中，微控制器進(jìn)入燒錄模式的條件是：在芯片上電復(fù)位釋放的120微秒之內(nèi)，如果檢測到有效的燒錄高電壓，即芯片進(jìn)入燒錄模式，否則，芯片將于芯片上電復(fù)位釋放的120微秒之后進(jìn)入正常工作模式。如圖 2所示，當(dāng)燒錄電壓檢測模塊輸出的信號(hào)hv_det為高有效時(shí)，燒錄控制模塊中的計(jì)數(shù)器det_cnt進(jìn)行累加計(jì)數(shù)；當(dāng)燒錄電壓檢測模塊輸出的信號(hào)hv_det為低電平狀態(tài)時(shí)，燒錄控制模塊中的計(jì)數(shù)器det_cnt重新歸零。計(jì)數(shù)器det_cnt的計(jì)數(shù)值通過比較器（C1）與80微秒計(jì)數(shù)值進(jìn)行比較，當(dāng)比較器C1的輸出信號(hào)hv_vld為高電平輸出狀態(tài)時(shí)，表示檢測到的燒錄高壓至少在80微秒里面是穩(wěn)定的。以比較器C1的輸出信號(hào)hv_vld作為檢測到燒錄高電壓有效的條件，可以規(guī)避掉由于干擾導(dǎo)致芯片誤進(jìn)入燒錄模式，從而影響芯片的正常上電工作。再者，在燒錄高壓剛剛加上或者正在撤除的過程中，燒錄高電壓并不穩(wěn)定的情況下，也不應(yīng)該進(jìn)入燒錄指令處理。因此，通過燒錄控制模塊中的上述邏輯可以保證芯片可靠地進(jìn)行燒錄。當(dāng)芯片上電復(fù)位后，燒錄控制模塊中的計(jì)數(shù)器por_cnt會(huì)進(jìn)行累加計(jì)數(shù)，計(jì)數(shù)器por_cnt的計(jì)數(shù)值通過比較器（C2）與120微秒計(jì)數(shù)值進(jìn)行比較，當(dāng)比較器C2的輸出信號(hào)gt_120us為高電平輸出狀態(tài)時(shí)，表示從上電復(fù)位釋放開始計(jì)時(shí)，時(shí)間已經(jīng)超過120微秒。否則，當(dāng)比較器C2的輸出信號(hào)gt_120us為低電平輸出狀態(tài)時(shí)，表示從上電復(fù)位釋放開始計(jì)時(shí)，時(shí)間還沒有超過120微秒，即當(dāng)前仍然處于可以進(jìn)入燒錄模式的時(shí)間窗口之內(nèi)。如圖 2所示，當(dāng)比較器C1的輸出信號(hào)hv_vld為高電平輸出狀態(tài)且比較器C2的輸出信號(hào)gt_120us為低電平輸出狀態(tài)時(shí)，燒錄控制模塊輸出的燒錄使能信號(hào)（prog_en）為高有效狀態(tài)，從而使能燒錄模塊（prog）開始工作，芯片進(jìn)入燒錄模式。同時(shí)，與GPIO_1連接的開關(guān)GATE1打開，且與GPIO_2連接的開關(guān)GATE2打開，外部燒錄模塊可以通過GPIO_1和GPIO_2與燒錄模塊進(jìn)行串行通信。

當(dāng)比較器C2的輸出信號(hào)gt_120us為高電平輸出狀態(tài)且燒錄使能信號(hào)（prog_en）為低電平狀態(tài)時(shí)，燒錄控制模塊輸出的內(nèi)核使能信號(hào)（core_en）為高有效狀態(tài)，從而使能微控制器內(nèi)核進(jìn)入正常工作模式。同時(shí)，與GPIO_1連接的開關(guān)GATE1關(guān)閉，且與GPIO_2連接的開關(guān)GATE2關(guān)閉，從而關(guān)閉了燒錄模塊的工作時(shí)鐘，使芯片節(jié)省不必要的功耗。

對(duì)于本領(lǐng)域技術(shù)人員而言，顯然本實(shí)用新型不限于上述示范性實(shí)施例的細(xì)節(jié)，而且在不背離本實(shí)用新型的精神或基本特征的情況下，能夠以其他的具體形式實(shí)現(xiàn)本實(shí)用新型。因此，無論從哪一點(diǎn)來看，均應(yīng)將實(shí)施例看作是示范性的，而且是非限制性的，本實(shí)用新型的范圍由所附權(quán)利要求而不是上述說明限定，因此旨在將落在權(quán)利要求的等同要件的含義和范圍內(nèi)的所有變化囊括在本實(shí)用新型內(nèi)。不應(yīng)將權(quán)利要求中的任何附圖標(biāo)記視為限制所涉及的權(quán)利要求。

此外，應(yīng)當(dāng)理解，雖然本說明書按照實(shí)施方式加以描述，但并非每個(gè)實(shí)施方式僅包含一個(gè)獨(dú)立的技術(shù)方案，說明書的這種敘述方式僅僅是為清楚起見，本領(lǐng)域技術(shù)人員應(yīng)當(dāng)將說明書作為一個(gè)整體，各實(shí)施例中的技術(shù)方案也可以經(jīng)適當(dāng)組合，形成本領(lǐng)域技術(shù)人員可以理解的其他實(shí)施方式。