一种带AXI接口的通用多路PWM发生器制造技术

本发明专利技术公开了一种带AXI接口的通用多路PWM发生器，包括AXI接口、PWM内部寄存器、内部逻辑控制、PWM输出、PWM中断和定时器计数器；AXI接口接受SoC系统中的微处理器发出的读写时序和配置信息；PWM内部寄存器包括锁存使能寄存器、中断控制寄存器、定时器控制寄存器、预分频寄存器和PWM控制寄存器等；内部逻辑控制包括匹配和中断控制模块、匹配检测和匹配选择控制；定时器计数器用于控制和反映预分频计数器和定时器计数器的计数状态；PWM输出用于PWM波的输出；PWM中断用于匹配时产生出的PWM中断输出。本发明专利技术的发生器可产生周期可调节、占空比可配置、相位延迟关系可调节的多路PWM波，实现方法简单易操作。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术涉及微电子
及集成电路SoC系统中IP设计领域。主要是设计一种基于AXI片上总线的SoC系统中需要产生多路周期可调、占空比不同且可配置、相位关系不同、相位正负双沿可调节的多路PWM波。
技术介绍
随着大规模SoC技术的进步与发展，片上集成PWMIP模块需求变得越来越多，使用简单通用的方法实现片上SoC系统的PWM波的输出可以节省面积、减少运算量、简单易操作。现有PWM实现技术有的是通过硬件电路，有的是采用FPGA、CPLD进行控制。有的提出SoC系统的PWMIP核设计，但或存在复杂难懂，内部结构多置有FIFO读写模块，或是有的仅仅实现简单一路PWM输出且大多数基于APB接口设计的。AXI(AdvancedextensibleInterface)是一种总线协议，该协议是ARM公司提出的AMBA(AdvancedMicrocontrollerBusArchitecture)3.0协议中最重要的部分，是一种面向高性能、高带宽、低延迟的片内总线。本专利技术带AXI接口的通用多路PWM发生器，设计带有AXI总线接口，并且不同与其他提出曾介绍的PWM方法设计，不仅仅是已有的简单一路PWM输出的多路重复使用。能够在SoC系统中完成输出多路PWM方波；且多路PWM方波具有周期可调、占空比可控制、正负双沿相对相位关系可调节的特性。例如在专利《一种语音PWM输出的系统》，授权公告号：CN102831889A一文中，提出了一种语音PWM输出系统，内部具有FIFO模块，通过控制FIFO占空比寄存器和周期寄存器产生PWM波，本设计不再采用FIFO模块，只通过正确配置几个寄存器，产生8路周期相同，占空比不同的PWM波。在论文《基于AMBA总线的脉冲调制控制器IP核的设计与实现》(作者：曹阳、李晓辉)中提出的PWM产生电路，作为一个子模块，独立性差，而且同以上电路都是内设计含有FIFO模块进行控制。而对于产生独立的PWM波的控制电路可以采用简单的如本专利提出的SoC系统通过APB总线配置寄存器就可以产生PWM输出波形。在论文《SOPC设计中自定义IP的开发》(作者：张春生)，提出了一种FPGA上集成的一种PWMIP核，设计简单，对其内部计数器工作和多路周期相同的PWM的产生的方法没有提出。综上所述的已有的提出的PWM相关电路，有的是关于硬件电路生成的，占用电路面积，功能复杂，不易集成在大规模的SoC系统中；关于基于各种总线的SoC系统中通用的PWM电路，有的集成在SoC系统中，但设计原理多有内部FIFO模块、功能复杂；或者有的过于简单一提多数是基于APB总线，且没有关于基于AXI片上系统总线的应用于SoC系统中的产生多路具有双沿相位关系可调节的多路PWM波的设计。
技术实现思路
本专利技术所要解决的技术问题是提供一种带AXI接口的通用多路PWM发生器，主要是用于基于AXI总线的SoC中，并且用于产生多路周期大小可调，占空比可配置和双沿相位不同的PWM方波。该PWM发生器IP核可输出用户所需要的高低电平脉冲，并且通过用户配置可控制脉冲宽度、脉冲重复次数、周期、延迟以及相位等。为解决上述技术问题，本专利技术提供一种带AXI接口的通用多路PWM发生器，其特征是，包括AXI接口、PWM内部寄存器、内部逻辑控制、PWM输出、PWM中断和定时器计数器；AXI接口经AXI总线与SoC系统相连，接受SoC系统中的微处理器发出的读写时序和配置信息，对PWM内部寄存器进行配置；PWM内部寄存器包括锁存使能寄存器、中断控制寄存器、定时器控制寄存器、预分频寄存器和PWM控制寄存器等；其中，锁存使能寄存器使能使用新的PWM匹配值，控制匹配寄存器的更新；中断控制寄存器控制PWM内部在发生匹配事件时的中断产生与中断清除；定时器控制寄存器用于控制定时器计数器的计数状态；预分频寄存器制订预分频计数器的最大值；PWM控制寄存器控制每一路PWM的使能与否，并设置每一路PWM的初始值；内部逻辑控制包括匹配和中断控制模块、匹配检测和匹配选择控制；其中，匹配检测用于控制MR0与内部定时器计数器匹配时使内部定时器计数器复位或暂停；匹配和中断控制模块用于控制当内部定时器计数器的值计数到和PWM匹配寄存器值相同时，产生匹配及中断；匹配选择控制主要是发生匹配时控制输出的PWM波发生反向输出或恢复原初始值输出；定时器计数器用于控制和反映分频计数器和定时器计数器的计数状态；PWM输出用于PWM波的输出；PWM中断用于匹配时产生出的PWM中断输出。匹配和中断控制模块还控制匹配后的输出的中断状态。根据PWM输出的信号路数配置PWM匹配寄存器，其中，一个PWM匹配寄存器0用于控制定时器周期，其余每路PWM输出对应配置两个PWM匹配寄存器，分别控制反向匹配点和恢复匹配点。当复位释放后，用户配置PWM匹配寄存器值，当开启PWM使能后，把PWM匹配寄存器值装入映像寄存器中，后续当发生匹配寄存器0的值匹配时，根据锁存使能寄存器的值，选择是否装入新的匹配值。装入映像寄存器中的为非零值。复位释放后并且开启PWM使能后，计数定时控制模块控制预分频计数器和定时器计数器开始计数。与现有技术相比，本专利技术有益效果：1、带AXI接口的IP模块，主要是应用于SoC系统中的通用IP，占用面积小、移植性高、通用性强。2、产生周期可调节、占空比可配置、相位延迟关系可调节的多路PWM波。3、内部无须其他现有设计提出的FIFO等其他复杂模块，内部只需设计一个计数器和多个可配置寄存器即可，实现方法简单易操作。附图说明图1带AXI接口的PWM发生器电路系统框图；图2多路PWM发生器的AXI接口信号；图38路PWM发生器电路逻辑功能框图；图4内部匹配寄存器配置结构；图5控制TC复位和暂停状态图；图6中断状态寄存器配置。具体实施方式下面结合附图对本专利技术作进一步描述。以下实施例仅用于更加清楚地说明本专利技术的技术方案，而不能以此来限制本专利技术的保护范围。带AXI接口的PWM发生器电路系统框图如图1所示。主要有AXI接口、PWM内部寄存器、内部逻辑控制、PWM输出、PWM中断、定时器计数器等部分组成，其AXI接口信号如图2所示。1、如图3所示，PWM内部寄存器包括锁存使能寄存器、中断控制寄存器、定时器控制寄存器、预分频寄存器、PWM控制寄存器等相关寄存器。每个寄存器具体内容和特性在后面的一系列列表中可查本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种带AXI接口的通用多路PWM发生器，其特征是，包括AXI接口、PWM内部寄存器、内部逻辑控制、PWM输出、PWM中断和定时器计数器；AXI接口经AXI总线与SoC系统相连，接受SoC系统中的微处理器发出的读写时序和配置信息，对PWM内部寄存器进行配置；PWM内部寄存器包括锁存使能寄存器、中断控制寄存器、定时器控制寄存器、预分频寄存器和PWM控制寄存器相关寄存器；其中，锁存使能寄存器使能使用新的PWM匹配值，控制匹配寄存器的更新；中断控制寄存器控制PWM内部在发生匹配事件时的中断产生与中断清除；定时器控制寄存器用于控制定时器计数器的计数状态；预分频寄存器制订预分频计数器的最大值；PWM控制寄存器控制每一路PWM的使能与否，并设置每一路PWM的初始值；内部逻辑控制包括匹配和中断控制模块、匹配检测和匹配选择控制；其中，匹配检测用于控制MR0与内部定时器计数器匹配时使内部定时器计数器复位或暂停；匹配和中断控制模块用于控制当内部定时器计数器的值计数到和PWM匹配寄存器值相同时，产生匹配及中断；匹配选择控制是在发生匹配时控制输出的PWM波发生反向输出或恢复原初始值输出；PWM输出用于PWM波的输出；PWM中断用于匹配时产生的PWM中断输出；定时器计数器用于控制和反映内部预分频计数器和内部定时器计数器的计数状态。...

【技术特征摘要】
1.一种带AXI接口的通用多路PWM发生器，其特征是，包括AXI接口、PWM内部寄存器、内部逻辑控制、PWM输出、PWM中断和定时器计数器；
AXI接口经AXI总线与SoC系统相连，接受SoC系统中的微处理器发出的读写时序和配置信息，对PWM内部寄存器进行配置；
PWM内部寄存器包括锁存使能寄存器、中断控制寄存器、定时器控制寄存器、预分频寄存器和PWM控制寄存器相关寄存器；其中，锁存使能寄存器使能使用新的PWM匹配值，控制匹配寄存器的更新；中断控制寄存器控制PWM内部在发生匹配事件时的中断产生与中断清除；定时器控制寄存器用于控制定时器计数器的计数状态；预分频寄存器制订预分频计数器的最大值；PWM控制寄存器控制每一路PWM的使能与否，并设置每一路PWM的初始值；
内部逻辑控制包括匹配和中断控制模块、匹配检测和匹配选择控制；其中，匹配检测用于控制MR0与内部定时器计数器匹配时使内部定时器计数器复位或暂停；匹配和中断控制模块用于控制当内部定时器计数器的值计数到和PWM匹配寄存器值相同时，产生匹配及中断；匹配选择控制是在发生匹配时控制输出的PWM波发生反向输出或恢复原初始值输出；
PWM输出用于PWM波的输出；
PWM中断用...

【专利技术属性】
技术研发人员：张跃玲，汪健，张磊，陈亚宁，余向阳，王丽丽，
申请(专利权)人：中国兵器工业集团第二一四研究所苏州研发中心，
类型：发明
国别省市：江苏;32