程序存儲(chǔ)器的控制裝置及其處理器系統(tǒng)的制作方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本實(shí)用新型屬于計(jì)算機(jī)技術(shù)，更具體地，涉及程序存儲(chǔ)器的控制裝置及其處理器系統(tǒng)。
【背景技術(shù)】
[0002]在處理器系統(tǒng)中，程序存儲(chǔ)器用于保存應(yīng)用程序代碼(指令)，同時(shí)還可以用于保存程序執(zhí)行時(shí)用到的數(shù)據(jù)(例如操作數(shù)、查找表信息)。對(duì)于那些只有一個(gè)程序存儲(chǔ)器的處理器系統(tǒng)，CPU往往會(huì)有指令緩存。當(dāng)所需指令不在緩存中時(shí)就要讀取程序存儲(chǔ)器上的指令。所以，當(dāng)處理器系統(tǒng)程序運(yùn)行起來時(shí)，CPU和程序存儲(chǔ)器的接口不斷地進(jìn)行通信。此時(shí)程序存儲(chǔ)器接口的控制權(quán)是交給(PU的，因此無法對(duì)程序存儲(chǔ)器進(jìn)行可編程的讀寫操作。
[0003]圖1示出根據(jù)現(xiàn)有技術(shù)的處理器系統(tǒng)的示意性框圖。處理器系統(tǒng)包括片上系統(tǒng)(SoC) 100和程序存儲(chǔ)器200。片上系統(tǒng)100包括中央處理器(CPU) 101、高速緩沖存儲(chǔ)器(CACHE) 102和接口控制器103。盡管未在圖中示出，片上系統(tǒng)100還可以包括內(nèi)存(RAM)。接口控制器103負(fù)責(zé)控制程序存儲(chǔ)器200，將程序存儲(chǔ)器200的一部分?jǐn)?shù)據(jù)自動(dòng)調(diào)入高速緩沖存儲(chǔ)器102中。CPU的指令和操作數(shù)或者通過高速緩沖存儲(chǔ)器102來獲得，或者經(jīng)由接口控制器103從程序存儲(chǔ)器200來獲得。
[0004]在工作狀態(tài)下，中央處理器101根據(jù)當(dāng)前指令和操作數(shù)內(nèi)容，從程序存儲(chǔ)器200的下一個(gè)目標(biāo)地址獲取新的指令和操作數(shù)，反復(fù)執(zhí)行上述操作。因此，在工作狀態(tài)下CPU獨(dú)占程序存儲(chǔ)器200的接口。
[0005]由于該處理器架構(gòu)的限制，使得在實(shí)現(xiàn)某些應(yīng)用時(shí)顯不方便。例如，在程序升級(jí)時(shí)，就要使用外部調(diào)試設(shè)備先讓系統(tǒng)進(jìn)入調(diào)試模式，再進(jìn)行程序升級(jí)，或者需要將程序存儲(chǔ)器件從電路板上焊下，燒錄好新程序后，再將程序存儲(chǔ)器件焊上機(jī)器。
[0006]然而，期望能夠在工作狀態(tài)下，通過外設(shè)設(shè)備(比如內(nèi)置升級(jí)文件的U盤)與系統(tǒng)通信來完成程序的升級(jí)。
【實(shí)用新型內(nèi)容】
[0007]本實(shí)用新型的目的在于提供一種可以在工作狀態(tài)下對(duì)程序存儲(chǔ)器進(jìn)行外部操作的程序存儲(chǔ)器的控制裝置及其處理器系統(tǒng)。
[0008]根據(jù)本實(shí)用新型的一方面，提供一種程序存儲(chǔ)器控制裝置，包括:第一端口，用于與處理器相連;第二端口，用于與高速緩沖存儲(chǔ)器相連；以及第三端口，用于與接口控制器相連，其中，所述程序存儲(chǔ)器控制裝置提供控制信號(hào)的路由功能，使得第二端口與第三端口之間的第一控制信號(hào)路徑、或者第一端口與第三端口之間的第二控制信號(hào)路徑連通。
[0009]優(yōu)選地，所述第三端口包括第三控制端口和第三數(shù)據(jù)端口，所述程序存儲(chǔ)器控制裝置還包括:控制寄存器，分別經(jīng)由第一端口與處理器相連，以及經(jīng)由第三數(shù)據(jù)端口與接口控制器相連；以及選擇器，分別經(jīng)由第二端口與高速緩沖存儲(chǔ)器相連，經(jīng)由內(nèi)部的第四端口與控制寄存器相連，以及經(jīng)由第三控制端口與接口控制器相連，其中，所述選擇器還包括選擇端口，所述控制寄存器向所述選擇器的選擇端口提供選擇信號(hào)，使得第二端口和第四端口之一與第三控制端口連通，從而選擇第一控制信號(hào)路徑和第二控制信號(hào)路徑之一。
[0010]根據(jù)本實(shí)用新型的另一方面，提供一種處理器系統(tǒng)，包括:程序存儲(chǔ)器，用于存儲(chǔ)程序數(shù)據(jù);接口控制器，與程序存儲(chǔ)器連接，并且管理針對(duì)程序存儲(chǔ)器的訪問；高速緩沖存儲(chǔ)器，與接口控制器連接，用于經(jīng)由接口控制器從程序存儲(chǔ)器獲取程序數(shù)據(jù)，以提供處理器所需的指令和操作數(shù);處理器，與高速緩沖存儲(chǔ)器連接，用于從高速緩沖存儲(chǔ)器獲取指令和操作數(shù)；以及程序存儲(chǔ)器控制裝置，包括第一端口，用于與處理器相連;第二端口，用于與高速緩沖存儲(chǔ)器相連；以及第三端口，用于與接口控制器相連，其中，所述程序存儲(chǔ)器控制裝置提供控制信號(hào)的路由功能，使得第二端口與第三端口之間的第一控制信號(hào)路徑、或者第一端口與第三端口之間的第二控制信號(hào)路徑連通，在第一控制信號(hào)路徑連通時(shí)，所述接口控制器工作于CHJ控制模式，其中，在高速緩沖存儲(chǔ)器與程序存儲(chǔ)器之間自動(dòng)進(jìn)行數(shù)據(jù)緩存，在第二控制信號(hào)路徑連通時(shí)，所述接口控制器工作于寄存器控制模式，其中處理器對(duì)程序存儲(chǔ)器進(jìn)行讀、寫和擦除操作中的至少一種操作。
[0011 ]優(yōu)選地，所述第三端口包括第三控制端口和第三數(shù)據(jù)端口，所述程序存儲(chǔ)器控制裝置還包括:控制寄存器，分別經(jīng)由第一端口與處理器相連，以及經(jīng)由第三數(shù)據(jù)端口與接口控制器相連；以及選擇器，分別經(jīng)由第二端口與高速緩沖存儲(chǔ)器相連，經(jīng)由內(nèi)部的第四端口與控制寄存器相連，以及經(jīng)由第三控制端口與接口控制器相連，其中，所述選擇器還包括選擇端口，所述控制寄存器向所述選擇器的選擇端口提供選擇信號(hào)，使得第二端口和第四端口之一與第三控制端口連通，從而選擇第一控制信號(hào)路徑和第二控制信號(hào)路徑之一。優(yōu)選地，處理器為片上系統(tǒng)中的內(nèi)部處理器。
[0012]優(yōu)選地，在CPU控制模式中，處理器經(jīng)由高速緩沖存儲(chǔ)器和接口控制器，從程序存儲(chǔ)器中獲取指令和/或操作數(shù)。
[0013]優(yōu)選地，所述處理器系統(tǒng)還包括內(nèi)存，所述內(nèi)存連接在處理器和外設(shè)設(shè)備之間，用于存儲(chǔ)從外設(shè)設(shè)備讀取的數(shù)據(jù)，其中，在寄存器控制模式中，處理器讀取內(nèi)存的數(shù)據(jù)，并且經(jīng)由程序存儲(chǔ)器控制裝置和接口控制器寫入程序存儲(chǔ)器。
[0014]優(yōu)選地，內(nèi)存的數(shù)據(jù)是升級(jí)文件的至少一部分。
[0015]優(yōu)選地，高速緩沖存儲(chǔ)器具有地址鎖定功能，在預(yù)先將驅(qū)動(dòng)程序復(fù)制到高速緩沖存儲(chǔ)器中并鎖定之后，才執(zhí)行高速緩沖存儲(chǔ)器中的驅(qū)動(dòng)程序，切換接口控制器的工作模式。
[0016]優(yōu)選地，程序存儲(chǔ)器的接口為可編程復(fù)用的接口。
[0017]優(yōu)選地，所述程序存儲(chǔ)器為SPI FLASH，并且，所述處理器系統(tǒng)還包括SPI接口設(shè)備，所述SPI FLASH和所述SPI設(shè)備經(jīng)由公共的SPI總線連接至接口控制器。
[0018]優(yōu)選地，通過片選信號(hào)的分時(shí)控制，實(shí)現(xiàn)SPIFLASH和SPI接口設(shè)備的復(fù)用控制。
[0019]根據(jù)本實(shí)用新型的又一方面，提供一種程序存儲(chǔ)器的控制方法，包括:在接口控制器的第一模式，將驅(qū)動(dòng)程序復(fù)制到高速緩沖存儲(chǔ)器中；將接口控制器從第一模式切換至第二模式；以及在接口控制器的第二模式，將數(shù)據(jù)從內(nèi)存寫入程序存儲(chǔ)器，其中，第一模式為接口控制器的CPU控制模式，其中在高速緩沖存儲(chǔ)器與程序存儲(chǔ)器之間自動(dòng)進(jìn)行數(shù)據(jù)緩存，第二模式為接口控制器的寄存器控制模式，其中處理器對(duì)程序存儲(chǔ)器進(jìn)行讀、寫和擦除操作中的至少一種操作。
[0020]優(yōu)選地，所述程序存儲(chǔ)器包括程序區(qū)和保留區(qū)，其中，程序區(qū)存儲(chǔ)第一復(fù)制程序、升級(jí)驅(qū)動(dòng)程序以及第二復(fù)制程序。
[0021]優(yōu)選地，將驅(qū)動(dòng)程序復(fù)制到高速緩沖存儲(chǔ)器中的步驟包括:執(zhí)行第一復(fù)制程序?qū)Ⅱ?qū)動(dòng)程序復(fù)制到高速緩沖存儲(chǔ)器中，其中，在預(yù)先將驅(qū)動(dòng)程序復(fù)制到高速緩沖存儲(chǔ)器中并鎖定之后，才執(zhí)行高速緩沖存儲(chǔ)器中的驅(qū)動(dòng)程序，切換接口控制器的工作模式，所述高速緩沖存儲(chǔ)器具有地址鎖定功能。
[0022]優(yōu)選地，將數(shù)據(jù)從內(nèi)存寫入程序存儲(chǔ)器的步驟之前還包括:執(zhí)行第二復(fù)制程序?qū)⑼庠O(shè)設(shè)備內(nèi)的文件讀入內(nèi)存。
[0023]優(yōu)選地，通過程序存儲(chǔ)器控制裝置提供控制信號(hào)的路由功能，使得接口控制器工作于第一模式和第二模式之一。
[0024]優(yōu)選地，程序存儲(chǔ)器控制裝置包括分別與處理器、高速緩沖存儲(chǔ)器、接口控制器相連的第一至第三端口，并且程序存儲(chǔ)器控制裝置根據(jù)選擇信號(hào)