專利名稱：一種用于波束控制的集成電路的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本實(shí)用新型涉及一種集成電路，尤其是一種用于波束控制的系統(tǒng)集成電路。
背景技術(shù)：
相控陣技術(shù)在業(yè)界受到高度重視，其中波束指向和能量分配對(duì)多目標(biāo)處理、快速 相應(yīng)十分關(guān)鍵。目前，對(duì)波束控制的電路一般都采用FPGA實(shí)現(xiàn)，并利用相關(guān)集成電路模塊 組成的板級(jí)系統(tǒng)完成。
發(fā)明內(nèi)容本實(shí)用新型的目的是克服現(xiàn)有技術(shù)中存在的不足，提供一種用于波束控制并具備 運(yùn)算功能的集成電路，將上述由板級(jí)系統(tǒng)完成的功能集成到一塊芯片上，使整個(gè)控制電路 的性能得到極大提升。按照本實(shí)用新型提供的技術(shù)方案，所述用于波束控制的集成電路包括一個(gè)中央 處理器，所述中央處理器通過AMBA總線模塊連接有外部存儲(chǔ)器接口模塊、時(shí)鐘及復(fù)位和功 耗管理模塊、存儲(chǔ)電路啟動(dòng)代碼的只讀存儲(chǔ)器模塊、存放用戶程序和數(shù)據(jù)的隨機(jī)存儲(chǔ)器模 塊、提供中斷處理的中斷控制模塊、異步串行口模塊、定時(shí)器及看門狗模塊、波束控制及運(yùn) 算模塊、通用接口模塊；還包括一個(gè)由外部提供時(shí)鐘的鎖相環(huán)模塊，所述鎖相環(huán)模塊的輸出端連接時(shí)鐘及 復(fù)位模塊和功耗管理模塊的輸入端；所述時(shí)鐘及復(fù)位和功耗管理模塊的復(fù)位信號(hào)端連接外 部復(fù)位端口 ；所述中斷控制模塊連接外部快速中斷信號(hào)端口 ；所述外部存儲(chǔ)器接口模塊連 接片外存儲(chǔ)器。所述中央處理器為32位中央處理器，采用馮·諾伊曼結(jié)構(gòu)，尋址空間 為OxOOOOOOOOH 0XFFFFFFFFH，所述中央處理器內(nèi)部數(shù)據(jù)存儲(chǔ)器的尋址空間為 0x00000000H 0x03FFFFFFH。本實(shí)用新型集成電路的優(yōu)點(diǎn)是本實(shí)用新型在系統(tǒng)工作時(shí)，能夠完成自啟動(dòng)和用 戶程序的加載，根據(jù)用戶指令進(jìn)行工作，在單片完成復(fù)雜的系統(tǒng)功能，使整個(gè)控制電路的性 能得到極大的提升，縮小系統(tǒng)板的面積，可靠性和可維護(hù)性得到提高，降低整個(gè)系統(tǒng)板的功 耗，同時(shí)用戶程序簡易化，降低整個(gè)系統(tǒng)的開發(fā)成本。

圖1是本實(shí)用新型的電路框圖。
具體實(shí)施方式

以下結(jié)合附圖和實(shí)施例對(duì)本實(shí)用新型作進(jìn)一步說明。如圖1所示，本實(shí)用新型所述的波束控制集成電路包括一個(gè)中央處理器，所述中 央處理器通過AMBA總線模塊連接有外部存儲(chǔ)器接口模塊、時(shí)鐘及復(fù)位和功耗管理模塊、只讀存儲(chǔ)器模塊、隨機(jī)存儲(chǔ)器模塊、中斷控制模塊、異步串行口模塊、定時(shí)器及看門狗模塊、波 束控制及運(yùn)算模塊、通用接口模塊；電路中還有一塊鎖相環(huán)模塊。所述鎖相環(huán)模塊的輸入端直接由外部晶振提供時(shí)鐘信號(hào)，輸出端連接時(shí)鐘及復(fù)位 和功耗管理模塊的輸入端；所述時(shí)鐘及復(fù)位和功耗管理模塊的復(fù)位信號(hào)由外部端口直接提 供；所述中斷控制模塊的快速中斷信號(hào)由外部提供，由中斷處理器處理所有的中斷源信號(hào)； 異步串行口模塊提供與電腦通訊的接口，用戶可以通過此接口與電路進(jìn)行數(shù)據(jù)通訊；所述 外部存儲(chǔ)器接口模塊是與外部存儲(chǔ)器進(jìn)行數(shù)據(jù)通訊，接口時(shí)序可通過軟件進(jìn)行配置；只讀 存儲(chǔ)器模塊存儲(chǔ)電路的啟動(dòng)代碼；隨機(jī)存儲(chǔ)器模塊存放用戶程序和數(shù)據(jù)；波束控制及運(yùn)算 模塊接收外部設(shè)備的控制信號(hào)，并在內(nèi)部進(jìn)行運(yùn)算，輸出運(yùn)算結(jié)果再控制外部設(shè)備。各部分詳細(xì)說明如下所述中央處理器為32位中央處理器(CPU)，采用馮 諾伊曼結(jié)構(gòu)，數(shù)據(jù)總線和地址 總線復(fù)用，尋址空間范圍0χ00000000Η OxFFFFFFFFH;內(nèi)部數(shù)據(jù)存儲(chǔ)器的尋址空間范圍 OxOOOOOOOOH 0x03FFFFFFH ；能夠提供軟中斷和硬中斷；支持基于JTAG的調(diào)試方案。所述只讀存儲(chǔ)器(ROM)，主要存放電路的啟動(dòng)代碼。鎖相環(huán)模塊接外部低頻輸入時(shí)鐘，輸出高頻時(shí)鐘到時(shí)鐘復(fù)位模塊；具體為在外部 提供2-5MHz的輸入?yún)⒖紩r(shí)鐘，能提供100MHz-300MHz輸出時(shí)鐘。輸出時(shí)鐘可通過分頻器因 子進(jìn)行配置成所需要的時(shí)鐘。中斷控制模塊有32個(gè)中斷源，提供快速中斷方式，支持軟件中斷。中斷控制器模 塊支持29個(gè)普通中斷和三個(gè)快速中斷，支持軟件強(qiáng)制中斷和靜態(tài)配置中斷優(yōu)先級(jí)選擇，支 持沿觸發(fā)、電平觸發(fā)，極性可配。通用異步串行口模塊提供與外部系統(tǒng)進(jìn)行數(shù)據(jù)異步交換功能，2通道全雙工操作， 波特率可為9600 56K可調(diào)，5 8字符操作，可配置奇偶校驗(yàn)，Break產(chǎn)生和探測功能，16 級(jí)深度的接收/發(fā)送先進(jìn)先出(FIFO)結(jié)構(gòu)，可配置觸發(fā)級(jí)和超時(shí)中斷，4個(gè)可屏蔽中斷源。異步串行口模塊一端接AMBA總線模塊，另外一端接電腦的相應(yīng)接口。時(shí)鐘及復(fù)位和功耗管理模塊，支持電路工作頻率軟件可配，支持正常工作模式和 低功耗工作模式的切換，所有的外圍模塊可單獨(dú)關(guān)閉時(shí)鐘，上電缺省為低功耗模式。時(shí)鐘及 復(fù)位和功耗管理模塊連接鎖相環(huán)模塊的輸出時(shí)鐘和端口輸入異步復(fù)位信號(hào)，經(jīng)過處理提供 整個(gè)電路使用。外部存儲(chǔ)器接口模塊支持與SRAM/SDRAM/NAND FLASH/NOR FALSH等外部存儲(chǔ)器數(shù) 據(jù)交換，支持大端/小端兩種字節(jié)序，支持8/16/32位存儲(chǔ)器接口，最大支持64M字節(jié)的地 址空間。通用接口模塊的接口是雙向口定義；可以通過軟件配置單個(gè)引腳的輸入輸出方向 是作為外部中斷還是一般用途，作為一般用途時(shí)可以寫數(shù)據(jù)到通用用途數(shù)據(jù)寄存器然后將 其送出片外；通用接口模塊的接口也可以配置成為外部中斷輸入引腳，最多向中斷控制器 產(chǎn)生16個(gè)外部中斷信號(hào)，并且中斷的觸發(fā)類型可以是上升沿、下降沿、高電平或者低電平。 通用接口模塊能處理各種中斷輸入，去除毛刺、同步到AMBA總線時(shí)鐘并最終一律轉(zhuǎn)換成為 正電平中斷信號(hào)輸入中斷控制器單元。最終中斷的清除可通過寫中斷清除寄存器將中斷信 號(hào)清除。片內(nèi)存儲(chǔ)器模塊的容量為64K字節(jié)，其特點(diǎn)是存儲(chǔ)速度快，對(duì)電路存儲(chǔ)系統(tǒng)性能有很大的優(yōu)化作用。波束控制及運(yùn)算模塊一端接AMBA總線模塊，另外一端接外部電路。波束控制模塊 主要根據(jù)不同的天線波束指向要求，完成每個(gè)單元移相器的移相量計(jì)算，并提供控制信號(hào)。 具有多次獨(dú)立運(yùn)算和智能控制能力。完成波控系統(tǒng)中所需的天線波束定位、隨機(jī)饋相、天饋 線相位誤差補(bǔ)償、天線波束指向修正、波束賦形、幅度調(diào)整、開關(guān)控制與陣面監(jiān)測等功能，可 根據(jù)不同的工作/監(jiān)測方式完成相應(yīng)的邏輯控制功能，工作/監(jiān)測信號(hào)中的監(jiān)測只對(duì)第一 級(jí)流水線即第一波束有效。用于波束控制電路的引導(dǎo)程序固化在只讀存儲(chǔ)器模塊中。定時(shí)器及看門狗模塊提供單通道32位定時(shí)器，具備重啟計(jì)數(shù)和自由計(jì)數(shù)兩種計(jì) 數(shù)模式，看門狗通過定時(shí)設(shè)置，超過定時(shí)重啟復(fù)位。上電后，中央處理器(CPU)通過只讀存儲(chǔ)器(ROM)中的Boot loader啟動(dòng)程序引 導(dǎo)。系統(tǒng)工作在低頻模式下，就是外部輸入的頻率，通過配置程序可將數(shù)字鎖相環(huán)的輸出 頻率提高，電路就開始正常工作，接下來程序?qū)崿F(xiàn)一個(gè)搬運(yùn)的過程，會(huì)通過外部存儲(chǔ)器接口 模塊將外部FLASH中的用戶程序讀入片內(nèi)64K字節(jié)隨機(jī)存儲(chǔ)(SRAM)中實(shí)現(xiàn)程序加載，加載 完成后，程序?qū)崿F(xiàn)重映射到片內(nèi)64K字節(jié)SRAM起始地址處，指針跳轉(zhuǎn)到0地址，電路重新啟 動(dòng)，開始工作。接下來通過程序會(huì)通過JTAG 口將包括波控補(bǔ)償系數(shù)值等也被讀入放置到存 儲(chǔ)器相應(yīng)的位置，完成之后外部開始施加波控輸入信號(hào)，通過運(yùn)算，輸出結(jié)果。整個(gè)電路對(duì)數(shù)據(jù)信息的處理都可以通過異步串行口模塊輸出到計(jì)算機(jī)上顯示出 來，用戶可利用自己開發(fā)的用戶程序，通過計(jì)算機(jī)對(duì)集成電路的工作情況進(jìn)行監(jiān)控。
權(quán)利要求一種用于波束控制的集成電路，其特征是包括一個(gè)中央處理器，所述中央處理器通過AMBA總線模塊連接有外部存儲(chǔ)器接口模塊、時(shí)鐘及復(fù)位和功耗管理模塊、存儲(chǔ)電路啟動(dòng)代碼的只讀存儲(chǔ)器模塊、存放用戶程序和數(shù)據(jù)的隨機(jī)存儲(chǔ)器模塊、提供中斷處理的中斷控制模塊、異步串行口模塊、定時(shí)器及看門狗模塊、波束控制及運(yùn)算模塊、通用接口模塊；還包括一個(gè)由外部提供時(shí)鐘的鎖相環(huán)模塊，所述鎖相環(huán)模塊的輸出端連接時(shí)鐘及復(fù)位模塊和功耗管理模塊的輸入端；所述時(shí)鐘及復(fù)位和功耗管理模塊的復(fù)位信號(hào)端連接外部復(fù)位端口；所述中斷控制模塊連接外部快速中斷信號(hào)端口；所述外部存儲(chǔ)器接口模塊連接片外存儲(chǔ)器。
2.如權(quán)利要求1所述的一種用于波束控制的集成電路，其特征是所述中央處理器為 32位中央處理器，采用馮·諾伊曼結(jié)構(gòu)。
專利摘要本實(shí)用新型涉及一種用于波束控制的集成電路，包括一個(gè)中央處理器通過AMBA總線模塊連接時(shí)鐘及復(fù)位和功耗管理模塊、只讀存儲(chǔ)器模塊、隨機(jī)存儲(chǔ)器模塊、異步串行口模塊、通用接口模塊、中斷控制模塊、定時(shí)器及看門狗模塊；波束控制及運(yùn)算模塊。本實(shí)用新型可以通過軟件實(shí)施電路的初始化、波控運(yùn)算和控制，能滿足不同工作方式的需求，具有靈活性，可以方便地和計(jì)算機(jī)進(jìn)行通訊。其優(yōu)點(diǎn)是本實(shí)用新型在系統(tǒng)工作時(shí)，能夠完成自啟動(dòng)和用戶程序的加載和重映射功能，根據(jù)用戶指令進(jìn)行工作，在單片完成復(fù)雜的系統(tǒng)功能。
文檔編號(hào)G06F1/16GK201673429SQ20102019339
公開日2010年12月15日 申請(qǐng)日期2010年5月10日 優(yōu)先權(quán)日2010年5月10日
發(fā)明者與宗光, 劉剛, 桂江華, 申柏泉, 鄭清, 錢黎明, 陸鋒, 魏敬和 申請(qǐng)人:中國電子科技集團(tuán)公司第五十八研究所