專利名稱：具有輸出管腳擴充功能的控制裝置及輸出管腳的擴充方法
技術領域：
本發(fā)明涉及一種具有輸出管腳擴充功能的控制裝置及輸出管腳的擴充方法，更詳
而言，涉及一種利用移位緩存單元達到輸出管腳擴充目的的具有輸出管腳擴充功能的控制 裝置及輸出管腳的擴充方法。
背景技術：
—般的電子系統(tǒng)(包括計算機系統(tǒng)、服務器系統(tǒng)或各種網(wǎng)絡設備等)的眾多 功能是通過系統(tǒng)的中央處理單元的通用輸入輸出管腳(general-purpose I/O pin)所 輸出的信號驅(qū)動LED燈進行功能指示。以具有無線上網(wǎng)功能的無線網(wǎng)絡路由器為例， 所述無線網(wǎng)絡路由器具有LED燈，用來提示所述無線上網(wǎng)功能的運行狀況，所述提示功 能包括系統(tǒng)開啟(sysbooting)指示功能、系統(tǒng)準備(sysready)指示功能、無線網(wǎng)絡中 斷聯(lián)機(Wlandisconnect)指示功能、無線網(wǎng)絡位置系統(tǒng)掃描(WlanWpsScan)指示功 能、無線網(wǎng)絡IEEE802. llb模式(WlanllaMode)指示功能、無線網(wǎng)絡IEEE802. llg模式 (WlanllgMode)指示功能、無線網(wǎng)絡不順暢(Wlanlnactivity)指示功能、無線網(wǎng)絡傳輸速 率低(WlanRateLow)指示功能、無線網(wǎng)絡傳輸速率高(WlanRateHigh)指示功能、無線網(wǎng)絡 傳輸速率中等(WlanRateMid)指示功能、以太網(wǎng)絡順暢(EthernetActivity)指示功能等。 為能夠?qū)o線網(wǎng)絡路由器的所述這些功能進行提示，無線網(wǎng)絡路由器上需配備有大量的 LED燈來對所述這些功能進行指示。然而，中央處理單元的GPIO管腳的數(shù)目有限，無法提供 足夠多的GPI0管腳以輸出驅(qū)動信號來驅(qū)動大量的LED燈。 有鑒于此，遂有業(yè)界采用在印刷電路板上增設許多邏輯閘以及復雜線路來擴充 GPI0管腳的數(shù)目，此方式雖可擴充GPI0管腳的數(shù)目，然而這會增加電路板的空間，并不適 用于空間有限的產(chǎn)品上。 因此，如何提出一種具有輸出管腳擴充功能的控制裝置及輸出管腳的擴充方法， 以克服上述現(xiàn)有技術的缺點，已成為目前業(yè)界亟待克服的課題。

發(fā)明內(nèi)容
鑒于上述現(xiàn)有技術的缺點，本發(fā)明的目的在于提供一種具有輸出管腳擴充功能的 控制裝置及輸出管腳的擴充方法，以一種簡化線路設計、節(jié)約印刷電路板空間、以及降低設 計成本的方式達到輸出管腳擴充的目的。 為達上述及其它目的，本發(fā)明提供一種具有輸出管腳擴充功能的控制裝置，所述 具有輸出管腳擴充功能的控制裝置包括控制單元，用以產(chǎn)生行選通信號、多位數(shù)據(jù)、頻率 信號以及使能信號，且具有第一、第二、第三及第四輸出管腳以對應輸出所述行選通信號、 所述多位數(shù)據(jù)、所述頻率信號以及所述使能信號；以及移位緩存單元，其具有行選通信號管 腳、數(shù)據(jù)管腳、頻率信號管腳、使能信號管腳以及多個數(shù)據(jù)傳輸管腳，所述行選通信號管腳、 所述數(shù)據(jù)管腳、所述頻率信號管腳及所述使能信號管腳分別與所述控制單元的所述第一、 所述第二、所述第三及所述第四輸出管腳連接，所述移位緩存單元用于通過所述使能信號管腳接收所述使能信號，且依據(jù)所述頻率信號對通過所述數(shù)據(jù)管腳所接收的所述多位數(shù)據(jù) 中的各個位進行移位緩存，并通過所述行選通信號管腳接收所述行選通信號，同時以并行 的方式通過所述多個數(shù)據(jù)傳輸管腳來輸出所述多位數(shù)據(jù)。 所述控制單元還用于累加所述頻率信號的頻率數(shù)目，以及當累加達到所述多位數(shù) 據(jù)所包含的位的位數(shù)目時產(chǎn)生所述行選通信號。此外，所述控制單元在累加所述頻率數(shù)目 達到所述多位數(shù)據(jù)所包含的位的位數(shù)目時改變所述行選通信號的電位，以使能所述移位緩 存單元來輸出所述多位數(shù)據(jù)。 本發(fā)明的具有輸出管腳擴充功能的控制裝置包括兩個移位緩存單元，且各所述移
位緩存單元之間通過所述數(shù)據(jù)管腳與所述多個數(shù)據(jù)傳輸管腳中的一個相連接。 本發(fā)明的輸出管腳的擴充方法，用以擴充一控制單元的數(shù)據(jù)輸出管腳，所述輸出
管腳的擴充方法包括將具有多個數(shù)據(jù)傳輸管腳的至少一個移位緩存單元連接至所述控制
單元，以使所述移位緩存單元可接收所述控制單元所產(chǎn)生的行選通信號、多位數(shù)據(jù)、頻率信
號以及使能信號；令所述控制單元發(fā)送所述使能信號，以使所述移位緩存單元依據(jù)所述控
制單元所產(chǎn)生的頻率信號來對所述多位數(shù)據(jù)中的各個位進行移位緩存；令所述控制單元輸
出所述行選通信號，以使所述移位緩存單元以并行的方式通過所述多個數(shù)據(jù)傳輸管腳輸出
所述多位數(shù)據(jù)。 相較于現(xiàn)有的在印刷電路板上增設許多邏輯門及復雜線路來完成10管腳的擴充 的技術，本發(fā)明通過軟件程序配合移位緩存單元將控制單元的一個輸出管腳擴充成多個輸 出管腳，與現(xiàn)有技術相比，本發(fā)明無需設計復雜線路及使用很多的邏輯門，因而可節(jié)約印刷 電路板空間，節(jié)約設計成本。且與現(xiàn)有技術相比，本發(fā)明的電路架構更簡化。


圖1為本發(fā)明的具有輸出管腳擴充功能的控制裝置的電路圖； 圖2顯示了本發(fā)明的具有輸出管腳擴充功能的控制裝置通過軟件程序所產(chǎn)生的
行選通信號(STR)、多位數(shù)據(jù)(D)及頻率信號(CLK)的時序圖；以及 圖3顯示了本發(fā)明的輸出管腳的擴充方法的實施例的流程示意圖。 主要組件符號說明 IO控制單元 10a、10b、10c、10d輸出管腳 12、14移位緩存單元 AR7420-VDD25電源 C電容 CLK脈沖信號管腳 D數(shù)據(jù)管腳 dl、 d2、 d3、 d4、 d5、 d6、 d7、 d8、 d9輸出管腳 d10、 dll、 d12、 d13、 d14、 d15、 d16輸出管腳 OE使能信號管腳 Q1、Q2、.，.Q8、QS、^數(shù)據(jù)傳輸管腳 R1、R2、R3電阻
5
STR行選通管腳
VDD、VSS管腳
具體實施例方式
以下是通過特定的具體實例來說明本發(fā)明的實施方式，本領域技術人員可由本說 明書所揭示的內(nèi)容輕易地了解本發(fā)明的其它優(yōu)點與功效。本發(fā)明亦可通過其它不同的具體 實例加以施行或應用，本說明書中的各項細節(jié)亦可基于不同觀點與應用，在不悖離本發(fā)明 的精神下進行各種修改與變化。 本發(fā)明的具有輸出管腳擴充功能的控制裝置包括控制單元與移位緩存單元。為簡 單明了地說明本發(fā)明，以下實施例中以所述控制裝置包括二個移位緩存單元為例進行圖示 說明，但并非以此限制本發(fā)明，而本發(fā)明中的移位緩存單元的數(shù)目可視所述控制裝置所要 擴充的輸出管腳的數(shù)目來決定。 請參閱圖l，其為本發(fā)明的具有輸出管腳擴充功能的控制裝置的電路圖，所述控制 裝置包括控制單元IO，移位緩存單元12、 14。 控制單元10具有輸出管腳10a、10b、10c及10d。控制單元10通過移位緩存單元 12及14以及讀取軟件程序(在此未示出)來達到擴充輸出管腳10a、10b、10c及10d的功 能，所述軟件程序可內(nèi)位于控制單元10所提供的內(nèi)存(在此未示出)中或儲存于控制單元 IO外部的儲存媒體(在此未示出)中。所述軟件程序用以產(chǎn)生行選通信號(STR)、多位數(shù) 據(jù)(D)、頻率信號(CLK)及使能信號(OE)，并將所述這些信號分別經(jīng)由輸出管腳10a、10b、 10c及10d輸出。在本實施例中，控制單元10為中央處理單元，而這些輸出管腳10a、10b、 10c及10d為所述中央處理單元的通用輸出管腳。 在本實施例中，移位緩存單元12、 14以74HC4049芯片為例進行說明。如圖1所 示，移位緩存單元12及14分別具有行選通信號管腳(STR)、數(shù)據(jù)管腳(D)、頻率信號管腳 (CLK)、使能信號管腳(OE)及多個數(shù)據(jù)傳輸管腳(91、92、...98、(^、^)，這些數(shù)據(jù)傳輸管 腳(Q1、Q2、...Q8、QS、^)作為所述控制單元的擴充輸出管腳。移位緩存單元12及14的 行選通信號管腳(STR)、頻率信號管腳(CLK)及使能信號管腳(OE)分別與控制單元10的輸 出管腳10a、 10c及10d連接，用以分別接收控制單元10輸出的行選通信號(STR)、頻率信號 (CLK)及使能信號(OE)。移位緩存單元12的數(shù)據(jù)管腳(D)與控制單元10的輸出管腳10b 連接，用以接收多位數(shù)據(jù)(D)，而移位緩存單元14的數(shù)據(jù)管腳(D)與移位緩存單元12的數(shù) 據(jù)傳輸管腳QS連接。本實施例通過移位緩存單元12及14之間的相互串接，以將原本4個 輸出管腳(亦即，輸出管腳10a、10b、10c及10d)擴充至16個輸出管腳(亦即，移位緩存單 元12的輸出管腳dl、 d2、 d3、 d4、 d5、 d6、 d7及d8，及移位緩存單元14的輸出管腳d9、 d10、 dll、 d12、 d13、 d14、 d15及d16)。 移位緩存單元12及14的VDD管腳連接至電源AR7420_VDD25，并且，VDD管腳另經(jīng) 由電容C(電容C的電容值為O. liiF)接地。移位緩存單元12及14的VSS管腳接地。電阻 Rl連接于控制單元10的輸出管腳10d與移位緩存單元12的使能信號管腳(OE)之間，電阻 Rl連接于移位緩存單元12的使能信號管腳(OE)的一端經(jīng)由電阻R2連接至電源AR7420_ VDD25，電阻Rl連接于移位緩存單元12的使能信號管腳(OE)的一端經(jīng)由電阻R3接地。
移位緩存單元12提供8個數(shù)據(jù)傳輸管腳Q1、Q2、Q3、Q4、Q5、Q6、Q7及Q8作為輸出管腳dl、 d2、 d3、 d4、 d5、 d6、 d7及d8，移位緩存單元14提供3個數(shù)據(jù)傳輸管腳Ql、 Q2及Q3 作為輸出/輸出管腳d9、 d10及dll，移位緩存單元14其余的數(shù)據(jù)傳輸管腳Q4、 Q5、 Q6、 Q7 及Q8處于浮接狀態(tài)。移位緩存單元12及14共同將控制單元10的輸出管腳10b輸出的11
位數(shù)據(jù)(dld2......dll)以并行(parallel)方式經(jīng)由所述11個數(shù)據(jù)傳輸管腳(移位緩存
單元12的數(shù)據(jù)傳輸管腳Q1、Q2、Q3、Q4、Q5、Q6、Q7及Q8，及移位緩存單元14的數(shù)據(jù)傳輸管 腳Q1、Q2及Q3)輸出。 請一并參閱圖2，其顯示了本發(fā)明的具有輸出管腳擴充功能的控制裝置通過所述 軟件程序所產(chǎn)生的行選通信號(STR)、多位數(shù)據(jù)(D)及頻率信號(CLK)的時序圖。本實施例 中，控制單元IO讀取所述軟件程序并據(jù)此產(chǎn)生行選通信號(STR)、多位數(shù)據(jù)(D)及頻率信 號(CLK)，再分別通過輸出管腳10a、10b及10c輸出行選通信號(STR)、多位數(shù)據(jù)(D)及頻 率信號(CLK)。如圖2所示，頻率信號(CLK)具有l(wèi)l個脈沖，在所述ll個脈沖的時間內(nèi)，行 選通信號(STR)始終處于低電位，從而將移位緩存單元12及14的行選通信號管腳(STR) 始終維持于截止狀態(tài)，并使移位緩存單元12及14的數(shù)據(jù)傳輸管腳(Q1、Q2、. . . Q8、QS、^) 不會傳輸數(shù)據(jù)。接著，控制單元10依據(jù)所述軟件程序產(chǎn)生使能信號(OE)，并通過輸出管腳 10d輸出使能信號(0E)，以使移位緩存單元12及14處于使能狀態(tài)。另一方面，移位緩存單 元12及14依據(jù)所接收到的頻率信號(CLK)將所接收的每一位數(shù)據(jù)進行移位緩存，同時，所 述軟件程序會累加移位緩存單元12及14所接收到的頻率信號(CLK)的數(shù)目，以于累加所 述數(shù)目到達11時，產(chǎn)生具有高電位的行選通信號(STR)，從而使移位緩存單元12及14的行 選通信號管腳(STR)處于使能狀態(tài)，以將所述11位數(shù)據(jù)dl、 d2、 d3、 d4、 d5、 d6、 d7、 d8、 d9、 d10及dll分別通過移位緩存單元12的數(shù)據(jù)傳輸管腳Ql、 Q2、 Q3、 Q4、 Q5、 Q6、 Q7和Q8及移 位緩存單元14的數(shù)據(jù)傳輸管腳Q1、Q2和Q3輸出。在此需提出說明的是，移位緩存單元12 及14對串行數(shù)據(jù)進行移位處理后并行輸出的技術是現(xiàn)有技術，在此不做贅述。
需特別說明的是，在上述實施例中，僅以移位緩存單元12及14為74HC4049芯片 為例進行說明，但并非以此限制本發(fā)明，在本發(fā)明的其它實施例中亦可依據(jù)實際設計需要 以其它與74HC4049芯片功能相似的電子器件代替，且所需的電子器件的數(shù)目可視需擴充 的輸出管腳的數(shù)目來決定，并非以圖1所示的2個彼此串接的移位緩存單元為限。
接著，如圖3所示，用以說明本發(fā)明的輸出管腳的擴充方法的實施例的流程示意 圖，藉以擴充控制單元的數(shù)據(jù)輸出管腳，首先執(zhí)行步驟S1，將具有多個數(shù)據(jù)傳輸管腳的至少 一個移位緩存單元連接至控制單元，使所述移位緩存單元可接收所述控制單元所產(chǎn)生的行 選通信號、多位數(shù)據(jù)、頻率信號以及使能信號，接著行進至步驟S2。 在步驟S2，設所述控制單元欲輸出的位數(shù)據(jù)的位數(shù)目N，及設定控制單元欲輸出 的位數(shù)據(jù)的值，本實施例的位數(shù)目N等于數(shù)據(jù)輸出管腳的數(shù)量，接著行進至步驟S3。
在步驟S3，令控制單元發(fā)送使能信號，并設定位移次數(shù)i = O，即作為位數(shù)據(jù)輸出 操作的啟動，接著行進至步驟S4。 在步驟S4，控制單元依據(jù)頻率信號，設定i = 1++，用以記錄并更新位移次數(shù)，且使 移位緩存單元對位數(shù)據(jù)中的各個位進行移位緩存，即，每產(chǎn)生一個頻率信號則使欲輸出的 位數(shù)據(jù)的各位產(chǎn)生移位及緩存動作，接著行進至步驟S5。 在步驟S5，判斷目前的位移次數(shù)i是否等于所設定的位數(shù)據(jù)的位數(shù)目N，若是，則 行進至步驟S6，若否，則返回步驟S4，以持續(xù)地將控制單元欲輸出的位數(shù)據(jù)的各位進行移位緩存，直到多位數(shù)據(jù)中的最后一個位已移位緩存完畢。 在步驟S6，當控制單元判斷出移位緩存單元移位緩存到多位數(shù)據(jù)中的最后一位 時，即位移次數(shù)i等于位數(shù)目N，則輸出行選通信號，以使移位緩存單元以并行的方式通過 所述多個數(shù)據(jù)傳輸管腳輸出位數(shù)據(jù)。 在此需提出說明的是，本發(fā)明的輸出管腳的擴充方法并不限于上述實施例所示的 流程步驟，亦即，并不局限于變量N及i的設定及邏輯判斷的方式，換言之，只要能實現(xiàn)當移 位緩存單元移位緩存到多位數(shù)據(jù)中的最后一位后，而使移位緩存單元以并行的方式將多位 數(shù)據(jù)通過多個數(shù)據(jù)傳輸管腳輸出的設定及邏輯判斷的方式均可采用。 綜上所述可知，相較于現(xiàn)有的以在外部設計許多邏輯門及復雜線路來完成10管
腳的擴充的技術，本發(fā)明主要通過軟件程序配合移位緩存單元來達到擴充控制單元的輸出
管腳的目的，與現(xiàn)有技術相比，本發(fā)明無需設計復雜線路及使用很多的邏輯門，因而可節(jié)約
印刷電路板空間，節(jié)約設計成本。且與現(xiàn)有技術相比，本發(fā)明的電路架構更簡化。 上述實施例僅例示性說明本發(fā)明的原理及其功效，而非用于限制本發(fā)明。任何本
領域技術人員均可在不違背本發(fā)明的精神及范疇下，對上述實施例進行修改與變化。因此，
本發(fā)明的權利保護范圍如所附的權利要求書所述。
8
權利要求
一種具有輸出管腳擴充功能的控制裝置，包括控制單元，用于產(chǎn)生行選通信號、多位數(shù)據(jù)、頻率信號以及使能信號，且具有第一、第二、第三及第四輸出管腳以對應輸出所述行選通信號、所述多位數(shù)據(jù)、所述頻率信號以及所述使能信號；以及移位緩存單元，具有行選通信號管腳、數(shù)據(jù)管腳、頻率信號管腳、使能信號管腳以及多個數(shù)據(jù)傳輸管腳，所述行選通信號管腳、所述數(shù)據(jù)管腳、所述頻率信號管腳及所述使能信號管腳分別與所述控制單元的所述第一、所述第二、所述第三及所述第四輸出管腳連接，所述移位緩存單元用于通過所述使能信號管腳接收所述使能信號，且依據(jù)所述頻率信號對通過所述數(shù)據(jù)管腳所接收的所述多位數(shù)據(jù)中的各個位進行移位緩存，并通過所述行選通信號管腳接收所述行選通信號，同時以并行的方式通過所述多個數(shù)據(jù)傳輸管腳輸出所述多位數(shù)據(jù)。
2. 如權利要求1所述的具有輸出管腳擴充功能的控制裝置，其中，所述控制單元還用 于累加所述頻率信號的頻率數(shù)目，并且當累加達到所述多位數(shù)據(jù)所包含的位的位數(shù)目時產(chǎn) 生所述行選通信號。
3. 如權利要求2所述的具有輸出管腳擴充功能的控制裝置，其中，所述控制單元還用 于當累加所述頻率數(shù)目達到所述多位數(shù)據(jù)所包含的位的位數(shù)目時改變所述行選通信號的 電位，以使能所述移位緩存單元來輸出所述多位數(shù)據(jù)。
4. 如權利要求1所述的具有輸出管腳擴充功能的控制裝置，包括兩個移位緩存單元， 且所述兩個移位緩存單元之間通過所述數(shù)據(jù)管腳與所述多個數(shù)據(jù)傳輸管腳中的一個相連 接。
5. 如權利要求1所述的具有輸出管腳擴充功能的控制裝置，其中，所述控制單元為中 央處理單元。
6. 如權利要求1所述的具有輸出管腳擴充功能的控制裝置，還包括 內(nèi)存，其連接至所述控制單元；以及軟件程序，其儲存于所述內(nèi)存內(nèi)，用來控制所述控制單元。
7. 如權利要求6所述的具有輸出管腳擴充功能的控制裝置，其中，所述軟件程序還控 制所述移位緩存單元。
8. —種輸出管腳的擴充方法，用于擴充一控制單元的數(shù)據(jù)輸出管腳，所述擴充方法包括將具有多個數(shù)據(jù)傳輸管腳的至少一個移位緩存單元連接至所述控制單元，使所述移位 緩存單元可接收所述控制單元所產(chǎn)生的行選通信號、多位數(shù)據(jù)、頻率信號以及使能信號；令所述控制單元發(fā)送所述使能信號，以使所述移位緩存單元依據(jù)所述控制單元所產(chǎn)生 的頻率信號來對所述多位數(shù)據(jù)中的各個位進行移位緩存；令所述控制單元輸出所述行選通信號，以使所述移位緩存單元以并行的方式通過所述 多個數(shù)據(jù)傳輸管腳輸出所述多位數(shù)據(jù)。
9. 如權利要求8所述的輸出管腳的擴充方法，其中，在所述控制單元發(fā)送所述使能信 號后，所述控制單元累加所述頻率信號的頻率數(shù)目，并當累加達到所述多位數(shù)據(jù)所包含的 位的位數(shù)目時產(chǎn)生所述行選通信號。
10. 如權利要求9所述的輸出管腳的擴充方法，其中，所述控制單元在累加所述頻率數(shù)目達到所述多位數(shù)據(jù)所包含的位的位數(shù)目時改變所述行選通信號的電位，以使能所述移位 緩存單元以輸出所述多位數(shù)據(jù)。
全文摘要
一種具有輸出管腳擴充功能的控制裝置及輸出管腳的擴充方法，用于擴充一控制單元的數(shù)據(jù)輸出管腳，將具有多個數(shù)據(jù)傳輸管腳的至少一個移位緩存單元連接至所述控制單元，以使所述移位緩存單元可接收所述控制單元所產(chǎn)生的行選通信號、多位數(shù)據(jù)、頻率信號以及使能信號；接著令所述控制單元發(fā)送所述使能信號，以使所述移位緩存單元依據(jù)所述控制單元所產(chǎn)生的頻率信號來對所述多位數(shù)據(jù)中的各個位進行移位緩存；最后，令所述控制單元輸出所述行選通信號，以使所述移位緩存單元以并行的方式通過所述多個數(shù)據(jù)傳輸管腳來輸出所述多位數(shù)據(jù)。
文檔編號H05B37/02GK101769527SQ200810187738
公開日2010年7月7日 申請日期2008年12月31日 優(yōu)先權日2008年12月31日
發(fā)明者余仁煥, 許義昌, 謝青峰, 黃振國 申請人:亞旭電腦股份有限公司