專利名稱：基于接口的可復(fù)用多路可編程脈寬調(diào)制器的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明屬于半導(dǎo)體集成電路技術(shù)領(lǐng)域，特別涉及一種可編程脈寬調(diào)制器。
背景技術(shù)：
目前大規(guī)模數(shù)字信號(hào)處理電路的設(shè)計(jì)規(guī)模已達(dá)到可以將整個(gè)系統(tǒng)集成到一個(gè)芯 片，也就是系統(tǒng)級(jí)芯片的階段，即SoC(SyStem on a Chip)。而用軟硬件結(jié)合的方法，利用 IP模塊的復(fù)用技術(shù)，可縮短產(chǎn)品開發(fā)周期，同時(shí)在該系統(tǒng)級(jí)芯片上實(shí)現(xiàn)復(fù)雜的功能。IP復(fù)用技術(shù)的關(guān)鍵是IP模塊的設(shè)計(jì)要滿足一套完整的片上總線(OCB，on-chip bus)系統(tǒng)要求。片上總線更強(qiáng)調(diào)結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，速度非?？欤⑶矣捎谠谝粔K芯片中實(shí)現(xiàn)，有許 多資源可以利用，但困難在于缺乏IP模塊與系統(tǒng)的接口標(biāo)準(zhǔn)。該發(fā)明的脈寬調(diào)制器(PWM) 電路就是以C*Core片上總線為基礎(chǔ)，采用基于接口的設(shè)計(jì)方法，實(shí)現(xiàn)了該電路的高復(fù)用 性。PWM是一種對(duì)模擬信號(hào)電平進(jìn)行數(shù)字編碼的方法。通過高分辨率計(jì)數(shù)器的使用，方 波的占空比被調(diào)制用來對(duì)一個(gè)具體模擬信號(hào)的電平進(jìn)行編碼。PWM信號(hào)仍然是數(shù)字的，因?yàn)?在給定的任何時(shí)刻，以一種通或斷的重復(fù)脈沖序列被加到模擬負(fù)載上去的。目前，在已公開的相關(guān)脈寬調(diào)制(PWM)專利中，如專利號(hào)為200380105539. 3的 使用標(biāo)準(zhǔn)微處理器具有增強(qiáng)特性的P麗的硬件/軟件實(shí)現(xiàn)，其發(fā)明的PWM功能由微處理 器中的軟件來實(shí)現(xiàn)，雖然可以根據(jù)預(yù)定的協(xié)議生成具有增強(qiáng)特性的脈寬調(diào)制(PWM)的波 形，但其占用了 core的資源，不適用于復(fù)雜性、集成度較高的Soc系統(tǒng)電路。專利號(hào)為 200420000384. 9的一種采用DMA技術(shù)的PWM控制器，其PWM控制器可自動(dòng)從外接存儲(chǔ)器中 取出比較數(shù)據(jù)，最大限度的減少了 CPU的干預(yù)，但其與片上總線接口困難，復(fù)用性較差。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的目的就是針對(duì)已有技術(shù)中存在的與片上總線接口困難、復(fù)用性較差的缺 點(diǎn)，提出的一種基于接口的可復(fù)用多路可編程脈寬調(diào)制器。實(shí)現(xiàn)上述目的所采用的技術(shù)方案如下一種基于接口的可復(fù)用多路可編程脈寬調(diào)制器，其特征在于包括總線控制單元，它包括尋址單元、延遲時(shí)間D觸發(fā)器、脈沖寬度D觸發(fā)器和重復(fù)次 數(shù)D觸發(fā)器，其中尋址單元根據(jù)輸入的地址信號(hào)，用于尋址延遲時(shí)間D觸發(fā)器、脈沖寬度D 觸發(fā)器和重復(fù)次數(shù)D觸發(fā)器，通過延遲時(shí)間D觸發(fā)器設(shè)置延遲時(shí)間并輸出給PWM處理單元 的設(shè)置延遲單元，通過脈沖寬度D觸發(fā)器設(shè)置有效脈沖寬度并輸出給PWM處理單元的脈沖 寬度單元，通過重復(fù)次數(shù)D觸發(fā)器設(shè)置要重復(fù)的次數(shù)并輸出給PWM處理單元的重復(fù)次數(shù)單 元；PWM處理單元，它包括設(shè)置延遲單元、方波周期單元、脈沖寬度單元及設(shè)置重復(fù)單 元，設(shè)置延遲單元的作用是產(chǎn)生脈沖輸出的延遲時(shí)間，只有到達(dá)設(shè)置的延遲時(shí)間，整個(gè)電路 才輸出有效寬度的脈沖，總線控制單元中的延遲時(shí)間D觸發(fā)器的輸出信號(hào)是該設(shè)置延遲單元的輸入信號(hào)，設(shè)置延遲單元的輸出信號(hào)又作為方波周期單元、脈沖寬度單元的輸入 ’方波 周期單元的主要功能是確定輸出脈沖的周期長(zhǎng)度，方波周期單元的輸出信號(hào)作為輸出控制 單元的輸入信號(hào)；脈沖寬度單元是對(duì)應(yīng)不同Sbits輸入信號(hào)輸出不同占空比的脈沖方波， 總線控制單元中的脈沖寬度D觸發(fā)器的輸出信號(hào)作為脈沖寬度單元的輸入信號(hào)，而脈沖寬 度單元的輸出信號(hào)又作為設(shè)置重復(fù)單元和輸出控制單元的輸入信號(hào)；設(shè)置重復(fù)單元根據(jù)預(yù) 先設(shè)置的重復(fù)次數(shù)，實(shí)現(xiàn)脈沖輸出的次數(shù)，總線控制單元中的重復(fù)次數(shù)D觸發(fā)器的輸出信 號(hào)和脈沖寬度單元的輸出信號(hào)作為設(shè)置重復(fù)單元的輸入信號(hào)，設(shè)置重復(fù)單元的輸出信號(hào)是 輸出控制單元的輸入信號(hào)；輸出控制單元接收PWM處理單元的輸出信號(hào)，經(jīng)過輸出控制單元處理，輸出滿足 要求的脈沖方波，其中PWM處理單元的脈沖寬度單元的輸出信號(hào)、設(shè)置重復(fù)單元的輸出信 號(hào)和方波周期單元的輸出信號(hào)作為輸出控制單元的輸入信號(hào)，而輸出控制單元的輸出就是 可編程脈寬調(diào)制器的輸出信號(hào)。設(shè)置延遲單元可設(shè)置的延遲時(shí)間最長(zhǎng)可達(dá)256個(gè)時(shí)鐘周期。方波周期單元輸出脈沖的周期長(zhǎng)度最長(zhǎng)可達(dá)256個(gè)時(shí)鐘周期。設(shè)置重復(fù)單元根據(jù)預(yù)先設(shè)置的重復(fù)次數(shù)輸入，實(shí)現(xiàn)脈沖輸出的次數(shù)，一個(gè)輸出脈 沖的周期內(nèi)，同一占空比的方波最多可重復(fù)出現(xiàn)64次。該多路可編程脈寬調(diào)制器由總線控制單元、PWM處理單元(包括設(shè)置延遲單元、 方波周期單元、脈沖寬度單元及設(shè)置重復(fù)單元)及輸出控制單元構(gòu)成，其總線控制單元輸 入包括2bit精簡(jiǎn)地址線，根據(jù)輸入的地址線，用于尋址延遲時(shí)間D觸發(fā)器、脈沖寬度D觸發(fā) 器和重復(fù)次數(shù)D觸發(fā)器，可節(jié)省外圍引腳及地址資源占用；Sbit數(shù)據(jù)線用于設(shè)置輸出脈沖 方波占空比、輸出延遲時(shí)間及輸出重復(fù)次數(shù)等控制信號(hào)，可直接與片上總線接口 ；2路獨(dú)立 PWM輸出，每路輸出2個(gè)一定寬度的反向脈沖方波驅(qū)動(dòng)信號(hào)。PWM處理單元包括設(shè)置延遲單元、方波周期單元、脈沖寬度單元及設(shè)置重復(fù)單元。 設(shè)置延遲單元是實(shí)現(xiàn)脈沖輸出的延遲時(shí)間，只有到達(dá)設(shè)置的延遲時(shí)間，整個(gè)電路才輸出有 效寬度的脈沖，8位減法器是該延遲單元的主要部分；方波周期單元的主要功能是確定輸 出脈沖的周期長(zhǎng)度，該周期長(zhǎng)度最長(zhǎng)可達(dá)256個(gè)時(shí)鐘周期；脈沖寬度單元是對(duì)應(yīng)不同Sbits 輸入信號(hào)輸出不同占空比的脈沖方波；設(shè)置重?cái)?shù)單元根據(jù)預(yù)先設(shè)置的重復(fù)次數(shù)，實(shí)現(xiàn)脈沖 輸出的次數(shù)，一個(gè)輸出脈沖的周期內(nèi)，同一占空比的方波最多可重復(fù)出現(xiàn)64次。輸出控制 單元根據(jù)PWM處理單元的輸出，輸出兩路滿足要求的脈沖方波。本發(fā)明的優(yōu)點(diǎn)本發(fā)明將可應(yīng)用于Soc中的多路可編程脈寬調(diào)制器(PWM)電路，采用基于接口的 設(shè)計(jì)方法，可直接與系統(tǒng)片上總線接口，簡(jiǎn)單快捷，實(shí)現(xiàn)了該電路的高復(fù)用性；而且該發(fā)明 電路不占用core的核心資源，適用于高復(fù)雜性的Soc系統(tǒng)。


圖1是本發(fā)明的電路框圖；圖2是本發(fā)明中的總線控制單元邏輯框圖。
具體實(shí)施例方式如圖1所示，本發(fā)明提供的一種基于接口的可復(fù)用多路可編程脈寬調(diào)制器，由總 線控制單元、PWM處理單元及輸出控制單元構(gòu)成。其中總線控制單元，如圖2所示，它包括尋址單元、延遲時(shí)間D觸發(fā)器、脈沖寬度D 觸發(fā)器和重復(fù)次數(shù)D觸發(fā)器，其中尋址單元根據(jù)輸入的地址線，用于尋址延遲時(shí)間D觸發(fā) 器、脈沖寬度D觸發(fā)器和重復(fù)次數(shù)D觸發(fā)器，通過延遲時(shí)間D觸發(fā)器設(shè)置延遲時(shí)間并輸出給 PWM處理單元的設(shè)置延遲單元，通過脈沖寬度D觸發(fā)器設(shè)置有效脈沖寬度并輸出給PWM處理 單元的脈沖寬度單元，通過重復(fù)次數(shù)D觸發(fā)器設(shè)置要重復(fù)的次數(shù)并輸出給PWM處理單元的 設(shè)置重復(fù)單元；為了與片上總線更好的接口，在總線控制單元設(shè)置IObit數(shù)字輸入信號(hào)，低8位用 作從微處理器中讀取設(shè)置數(shù)據(jù)的數(shù)據(jù)輸入端，由高2位地址線尋址脈沖寬度、延遲時(shí)間及 重復(fù)次數(shù)三組D觸發(fā)器。當(dāng)?shù)刂肪€為00時(shí)，Sbits數(shù)字信號(hào)為預(yù)先設(shè)置的延遲時(shí)間，通過地 址線尋址到該組D觸發(fā)器，使之保持?jǐn)?shù)據(jù)直到同步信號(hào)到來時(shí)送入延遲時(shí)間單元；當(dāng)?shù)刂?線為01或10時(shí)，Sbits數(shù)字信號(hào)為預(yù)先設(shè)置的脈沖寬度，通過地址線尋址到該組D觸發(fā)器， 同樣等待將數(shù)據(jù)送入脈寬調(diào)制單元；當(dāng)?shù)刂肪€為11時(shí)，6bits數(shù)字信號(hào)(高2bits無用)為 預(yù)先設(shè)置的重復(fù)次數(shù)，通過地址線尋址到該組D觸發(fā)器，根據(jù)同步信號(hào)輸入重復(fù)次數(shù)單元， 決定該脈沖方波的出現(xiàn)次數(shù)。且該總線控制單元可針對(duì)不同的片上總線進(jìn)行部分修改，而 不需改動(dòng)其它PWM處理單元的設(shè)計(jì)，具有較高的可復(fù)用性。如圖1所示，本發(fā)明還包括PWM處理單元，它包括設(shè)置延遲單元、方波周期單元、 脈沖寬度單元及設(shè)置重復(fù)單元，設(shè)置延遲單元的作用是產(chǎn)生脈沖輸出的延遲時(shí)間，只有到 達(dá)設(shè)置的延遲時(shí)間，整個(gè)電路才輸出有效寬度的脈沖，總線控制單元中的延遲時(shí)間D觸發(fā) 器的輸出信號(hào)是該設(shè)置延遲單元的輸入信號(hào)，設(shè)置延遲單元的輸出信號(hào)又作為方波周期單 元、脈沖寬度單元的輸入；方波周期單元的主要功能是確定輸出脈沖的周期長(zhǎng)度，方波周期 單元的輸出信號(hào)作為輸出控制單元的輸入信號(hào)；脈沖寬度單元是對(duì)應(yīng)不同Sbits輸入信號(hào) 輸出不同占空比的脈沖方波，總線控制單元中的脈沖寬度D觸發(fā)器的輸出信號(hào)作為脈沖寬 度單元的輸入信號(hào)，而脈沖寬度單元的輸出信號(hào)又作為設(shè)置重復(fù)單元和輸出控制單元的輸 入信號(hào)；設(shè)置重復(fù)單元根據(jù)預(yù)先設(shè)置的重復(fù)次數(shù)，實(shí)現(xiàn)脈沖輸出的次數(shù)，總線控制單元中的 重復(fù)次數(shù)D觸發(fā)器的輸出信號(hào)和脈沖寬度單元的輸出信號(hào)作為設(shè)置重復(fù)單元的輸入信號(hào)， 設(shè)置重復(fù)單元的輸出信號(hào)是輸出控制單元的輸入信號(hào)；本發(fā)明還包括輸出控制單元接收PWM處理單元的輸出信號(hào)，經(jīng)過輸出控制單元處 理，輸出滿足要求的脈沖方波，其中PWM處理單元的脈沖寬度單元的輸出信號(hào)、重復(fù)次數(shù)單 元的輸出信號(hào)和方波周期單元的輸出信號(hào)作為輸出控制單元的輸入信號(hào)，而輸出控制單元 的輸出就是可編程脈寬調(diào)制器的輸出信號(hào)。
權(quán)利要求
1.基于接口的可復(fù)用多路可編程脈寬調(diào)制器，其特征在于包括總線控制單元，它包括尋址單元、延遲時(shí)間D觸發(fā)器、脈沖寬度D觸發(fā)器和重復(fù)次數(shù)D 觸發(fā)器，其中尋址單元根據(jù)輸入的地址線，用于尋址延遲時(shí)間D觸發(fā)器、脈沖寬度D觸發(fā)器 和重復(fù)次數(shù)D觸發(fā)器，通過延遲時(shí)間D觸發(fā)器設(shè)置延遲時(shí)間并輸出給PWM處理單元的設(shè)置 延遲單元，通過脈沖寬度D觸發(fā)器設(shè)置有效脈沖寬度并輸出給PWM處理單元的脈沖寬度單 元，通過重復(fù)次數(shù)D觸發(fā)器設(shè)置要重復(fù)輸出有效寬度脈沖的次數(shù)并輸出給PWM處理單元的 重復(fù)次數(shù)單元；PWM處理單元，它包括設(shè)置延遲單元、方波周期單元、脈沖寬度單元及設(shè)置重復(fù)單元，設(shè) 置延遲單元的作用是產(chǎn)生脈沖輸出的延遲時(shí)間，只有到達(dá)設(shè)置的延遲時(shí)間，整個(gè)電路才輸 出有效寬度的脈沖，總線控制單元中的延遲時(shí)間D觸發(fā)器的輸出信號(hào)是該設(shè)置延遲單元的 輸入信號(hào)，設(shè)置延遲單元的輸出信號(hào)又作為方波周期單元、脈沖寬度單元的輸入；方波周期 單元的主要功能是確定輸出脈沖的周期長(zhǎng)度，方波周期單元的輸出信號(hào)作為輸出控制單元 的輸入信號(hào)；脈沖寬度單元是對(duì)應(yīng)不同Sbits數(shù)字輸入信號(hào)輸出不同占空比的脈沖方波， 總線控制單元中的脈沖寬度D觸發(fā)器的輸出信號(hào)作為脈沖寬度單元的輸入信號(hào)，而脈沖寬 度單元的輸出信號(hào)又作為設(shè)置重復(fù)單元和輸出控制單元的輸入信號(hào)；設(shè)置重復(fù)單元根據(jù)預(yù) 先設(shè)置的重復(fù)次數(shù)，實(shí)現(xiàn)有效寬度脈沖輸出的次數(shù)，總線控制單元中的重復(fù)次數(shù)D觸發(fā)器 的輸出信號(hào)和脈沖寬度單元的輸出信號(hào)作為設(shè)置重復(fù)單元的輸入信號(hào)，設(shè)置重復(fù)單元的輸 出信號(hào)是輸出控制單元的輸入信號(hào)；輸出控制單元接收PWM處理單元的輸出信號(hào)，經(jīng)過輸出控制單元處理，輸出滿足要求 的脈沖方波，其中PWM處理單元的脈沖寬度單元的輸出信號(hào)、重復(fù)次數(shù)單元的輸出信號(hào)和 方波周期單元的輸出信號(hào)作為輸出控制單元的輸入信號(hào)，而輸出控制單元的輸出就是可編 程脈寬調(diào)制器的輸出信號(hào)。
2.根據(jù)權(quán)利要求1的基于接口的可復(fù)用多路可編程脈寬調(diào)制器，其特征在于方波周 期單元輸出脈沖的周期長(zhǎng)度最長(zhǎng)可達(dá)256個(gè)時(shí)鐘周期。
3.根據(jù)權(quán)利要求1的基于接口的可復(fù)用多路可編程脈寬調(diào)制器，其特征在于重復(fù)次 數(shù)單元根據(jù)預(yù)先設(shè)置的重復(fù)次數(shù)輸入，實(shí)現(xiàn)脈沖輸出的次數(shù)，一個(gè)輸出脈沖的周期內(nèi)，同一 占空比的方波最多可重復(fù)出現(xiàn)64次。
全文摘要
本發(fā)明涉及一種基于接口的可復(fù)用多路可編程脈寬調(diào)制器，由總線控制單元、PWM處理單元(包括延遲時(shí)間單元、方波周期單元、脈沖寬度單元及重復(fù)次數(shù)單元)及輸出控制單元構(gòu)成，其總線控制單元輸入包括2bit精簡(jiǎn)地址線，用于尋址占空比、延遲時(shí)間或重復(fù)次數(shù)寄存器，可節(jié)省外圍引腳及地址資源占用；8bit數(shù)據(jù)線用于設(shè)置輸出脈沖方波占空比、輸出延遲時(shí)間及輸出重復(fù)次數(shù)等控制信號(hào)，可直接與片上總線接口；2路獨(dú)立PWM輸出，每路輸出2個(gè)一定寬度的反向脈沖方波驅(qū)動(dòng)信號(hào)。本發(fā)明可直接與系統(tǒng)片上總線接口，簡(jiǎn)單快捷，實(shí)現(xiàn)了該電路的高復(fù)用性；而且該發(fā)明電路不占用core的核心資源，適用于高復(fù)雜性的Soc系統(tǒng)。
文檔編號(hào)H03K7/08GK102104371SQ200910185988
公開日2011年6月22日 申請(qǐng)日期2009年12月16日 優(yōu)先權(quán)日2009年12月16日
發(fā)明者余向陽(yáng), 劉彬, 徐叔喜, 王麗麗, 胡傳菊, 趙忠惠, 陳亞寧 申請(qǐng)人:華東光電集成器件研究所