CN102830982A - 处理器配置方法、装置及处理器 - Google Patents

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Abstract

本发明公开了一种处理器配置方法、装置及处理器，该方法包括：CPLD接收到核心处理单元发出的初始化配置文件的请求地址时，根据当前启动的单板的硬件标识对初始化配置文件的请求地址进行转译，得到初始化配置文件在程序存储器中的配置文件存储地址；从程序存储器中读取对应的配置数据区中的初始化配置文件并提供给核心处理单元；接收到核心处理单元发出的启动文件的请求地址时，将启动文件的请求地址转译为启动文件在程序存储器中的启动文件存储地址；从程序存储器中读取对应的启动数据区中的启动文件并提供给核心处理单元。可实现多个单板启动时的处理器自动选择配置。

Description

处理器配置方法、装置及处理器
技术领域
本发明涉及通讯技术领域，尤指一种处理器配置方法、装置及处理器。
背景技术
随着IC技术的突飞猛进，处理器成本越来越低，功能日益强大，通信***上大多数单板都设计有处理器小***。通常处理器小***的结构如图1所示，包括处理单元(处理器芯片)、内存单元(DRAM)、程序存储器(FLASH)、可编程逻辑器件(CPLD)、调试接口芯片(RS232收发器)、通讯接口芯片(以太网PHY)等器件。其中：
调试接口芯片、通讯接口芯片等属于处理器的外设器件。
处理单元是整个处理器的核心。
FLASH中存放了三种软件版本文件：处理器初始化配置文件、处理器启动(BOOT)文件、CPU运行的软件版本。
CPLD实现充当地址译码、片选分配、以及配合实现看门狗等功能。
处理器上电时，片选CS0生效，处理器第一条读取地址指向初始化配置文件，首先通过初始化配置文件对处理器进行基本的初始化配置，然后处理器输出获取BOOT文件的地址，在BOOT引导下开始启动，启动成功后片选CS1生效，从FLASH中读出处理器要运行的软件版本，***开始正常运行，完成各种功能。
目前一般是将初始化配置文件和BOOT启动文件合成一个BOOT文件，一起烧录到FLASH芯片里面。然而处理器的初始化配置根据不同的应用情况有不同的配置，那么不同应用情况下的一系列单板就会产生一系列的初始化配置文件，不同版本的单板对应不同版本的初始化配置文件，这样给版本维护带来了大量的工作量。在实验室研发过程中，研发人员必须清楚的知道单板版本和初始化配置文件版本的对应关系，才能为单板烧录正确的文件，极大地降低了工作效率；在生产过程中，通过人工选择单板适用的初始化配置文件不可避免会出错，一旦出错将会导致单板无法启动的严重后果。
且现有烧录的方式，只能将一个单板的BOOT文件烧录到FLASH芯片中，无法实现多个单板对应的多个BOOT文件的烧录，从而使得处理器不能同时处理多个单板的BOOT文件，即使FLASH中烧录了多个BOOT文件，也无法选择适合当前启动的单板的BOOT文件，是单板不能正常启动。因此，现有技术中不能实现多个单板启动时的处理器自动配置过程。
发明内容
本发明实施例提供一种处理器配置方法、装置及处理器，用以解决现有不能实现多个单板启动时的处理器自动配置过程的问题。
一种处理器配置方法，包括：
可编程逻辑器件CPLD接收到核心处理单元的发出的初始化配置文件的请求地址时，根据当前启动的单板的硬件标识对初始化配置文件的请求地址进行转译，得到初始化配置文件在程序存储器中的配置文件存储地址；
所述CPLD根据所述配置文件存储地址从程序存储器中读取对应的配置数据区中的初始化配置文件并提供给核心处理单元；
所述CPLD接收到核心处理单元发出的启动文件的请求地址时，将启动文件的请求地址转译为启动文件在程序存储器中的启动文件存储地址，并根据所述启动文件存储地址从程序存储器中读取对应的启动数据区中的启动文件并提供给核心处理单元。
一种处理器配置装置，包括：核心处理单元、可编程逻辑器件CPLD、硬件标识单元和程序存储器；
核心处理单元，用于发出初始化配置文件的请求地址，并接收初始化配置文件；以及发出启动文件的请求地址，并接收启动文件；
硬件标识单元，用于配置并输出当前启动的单板的硬件标识；
所述CPLD，用于接收到所述初始化配置文件的请求地址时，根据当前启动的单板的硬件标识对初始化配置文件的请求地址进行转译，得到初始化配置文件在程序存储器中的配置文件存储地址；根据所述配置文件存储地址从程序存储器中读取对应的配置数据区中的初始化配置文件并提供给核心处理单元；以及接收到所述启动文件的请求地址时，将启动文件的请求地址转译为启动文件在程序存储器中的启动文件存储地址；根据所述启动文件存储地址从程序存储器中读取对应的启动数据区中的启动文件并提供给核心处理单元；
程序存储器，用于存储各单板的初始化配置文件和启动文件。
一种处理器，包括上述的处理器配置装置。
本发明有益效果如下：
本发明实施例提供的处理器配置方法、装置及处理器，该方法通过CPLD对处理器请求初始化配置文件的请求地址和请求启动文件的请求地址进行转译，根据当前启动的单板的硬件标识转译成对应于当前启动的单板的初始化配置文件存储地址，以及将启动文件的请求地址转译为启动文件在程序存储器中的启动文件存储地址，以便从程序存储器中的相应地址读取初始化配置文件和启动文件。实现了处理器针对当前启动的单板自动配置相应的配置和启动文件，该方法特别适用于同一款处理器在不同版本系列单板上进行不同应用时，能根据单板的不同版本自动选择处理器所需要的初始化配置文件和启动文件。该方法实现简单、方便，不会带来过多的设备硬件资源投入和信令开销。
附图说明
此处所说明的附图用来提供对本发明的进一步理解，构成本发明的一部分，本发明的示意性实施例及其说明用于解释本发明，并不构成对本发明的不当限定。在附图中：
图1为现有技术中处理器小***的结构示意图；
图2为本发明实施例中处理器配置装置的结构示意图；
图3为本发明实施例中处理器配置方法的流程图；
图4为本发明实施例中处理器配置装置的具体结构示意图；
图5为本发明实施例中FLASH存储空间划分原理示意图。
具体实施方式
为了使本发明所要解决的技术问题、技术方案及有益效果更加清楚、明白，以下结合附图和实施例，对本发明进行进一步详细说明。应当理解，此处所描述的具体实施例仅仅用以解释本发明，并不用于限定本发明。
本发明实施例提供的处理器配置方法，通过如图2所示的处理器配置装置实现，该装置可以设置在任何一个处理器中，该装置包括：核心处理单元(CPU)、可编程逻辑器件(CPLD)、硬件标识单元和程序存储器(FLASH)。
核心处理单元，用于发出初始化配置文件的请求地址，并接收初始化配置文件；以及发出启动文件的请求地址，并接收启动文件。
硬件标识单元，用于配置并输出当前启动的单板的硬件标识。
CPLD，用于接收到初始化配置文件的请求地址时，根据当前启动的单板的硬件标识对初始化配置文件的请求地址进行转译，得到初始化配置文件在程序存储器中的配置文件存储地址；根据配置文件存储地址从程序存储器中读取对应的配置数据区中的初始化配置文件并提供给核心处理单元；以及接收到启动文件的请求地址时，将启动文件的请求地址转译为启动文件在程序存储器中的启动文件存储地址；根据启动文件存储地址从程序存储器中读取对应的启动数据区中的启动文件并提供给核心处理单元。
程序存储器，用于存储各单板的初始化配置文件和启动文件。
优选的，上述硬件标识单元，具体用于：通过电阻控制与CPLD连接的各管脚的电平高低，实现输出当前启动的单板的硬件标识。
如图2所示，CPLD挂接在核心处理单元总线(LocalBus)上，程序存储器挂接在CPLD的二级总线上。
其中CPLD包括一级总线接口、二级总线接口和译码模块。一级总线模块与核心处理单元实现信号交互，二级总线模块与程序存储器实现信号交互，译码模块与一级总线模块、二级总线模块、硬件标识单元实现信号交互。
一级总线接口，用于接收到初始化配置文件的请求地址，并将初始化配置文件提供给核心处理单元；以及接收启动文件的请求地址，并将启动文件提供给核心处理单元。
译码模块，用于根据当前启动的单板的硬件标识对初始化配置文件的请求地址进行转译，得到初始化配置文件在程序存储器中的配置文件存储地址；以及接收到所述启动文件的请求地址时，将启动文件的请求地址转译为启动文件在程序存储器中的启动文件存储地址。
二级总线接口，用于根据所述配置文件存储地址从程序存储器中读取对应的配置数据区中的初始化配置文件并通过译码模块提供给核心处理单元；以及根据启动文件存储地址从程序存储器中读取对应的启动数据区中的启动文件并通过译码模块提供给核心处理单元。
上述处理器配置装置的具体结构如图3所示，其中，核心处理单元的LocalBus总线接到CPLD内的一级总线接口模块，一级总线接口模拟处理器相应的LocalBus通讯协议，负责与核心处理单元进行交互。译码模块接收一级总线接口给过来的核心处理单元访问地址，如果发现核心处理单元的访问地址是需要获取核心处理单元的配置文件(即需要获取单板的初始化配置文件)的地址，则根据CPLD外部硬件标识单元提供的当前启动的单板的信息对地址进行相应地译码处理，再将译码之后的地址发送给CPLD内部二级总线接口，二级总线接口模拟与FLASH的通讯协议，负责访问FLASH单元。
如图3所示，程序存储器包括若干配置数据区和启动数据区；每个配置数据存储区存储一个单板的初始化配置文件或初始化配置备份文件，启动(BOOT)数据存储区存储单板的启动文件和启动备份文件。程序存储器中还可以包括启动版本区。由于各单板的启动文件一般是相同的，因此启动文件不用针对每个单板单独存储，当需要针对每个单板单独存储时，其实现方式与配置文件的实现过程类似。
不同型号和版本的单板，处理器的应用情况也不相同，处理器所需的配置文件也不相同。因此，在FLASH内划分了很多块配置数据存储区，每一块配置数据存储区都存有一套处理器配置文件，配置数据存储区的数量由硬件标识单元能提供的识别数量来决定。处理器访问配置文件的地址是固定的，译码模块一旦发现处理器输出的地址是访问配置文件的，则会根据硬件标识单元所提供信息对地址进行译码，将地址译码到相应的适合当前启动的单板的配置数据存储区内。
如图3所示的，核心处理单元的LocalBus总线一般包括地址总线、数据总线(或者地址、数据总线是复用的)、片选信号、读信号、写信号、源同步时钟信号等。CPLD内部的一级总线接口模块模拟处理器的LocalBus总线协议，负责与核心处理单元通讯。在源同步时钟的上升沿采样总线信号并对地址进行判断，如果是访问CPLD内部寄存器，则直接根据处理器的输出地址把CPLD内部相应寄存器内的数据发送到数据总线上，如果是访问CPLD二级总线上挂接的设备，则将地址线送给译码模块进行译码处理。
译码模块主要在两种情况下需要进行译码操作。当处理器发出的是请求获取初始化配置文件的地址时，译码模块需要根据硬件标识单元提供的当前启动的单板的硬件标识信息对核心处理单元发出的配置文件请求地址进行转译；当核心处理单元发出的是请求获取BOOT数据的地址时，由于核心处理单元发出的BOOT文件请求地址并不是FLASH中BOOT文件实际存放的地址，所以需要译码模块对核心处理单元发出的BOOT文件请求地址进行转译。
二级总线接口模拟FLASH的总线协议，负责访问FLASH。译码模块转译出来的地址就是二级总线接口需要访问FLASH的内部空间地址，再根据一级总线接口模块从核心处理单元得到的控制命令进行读取数据或写入数据操作。
单板上电之后，核心处理单元主要是从FLASH获取数据，包括配置数据、BOOT数据。单板正常运行之后，可以在***后台进行人工操作，通过核心处理单元往FLASH里更新数据。
处理器单元是指E500MC内核处理器，E500MC内核系列处理器LocalBus总线提供GPCM、FCM、UPM三种模式，本方案需要使用GPCM接口，包括32根地址数据复用信号，5根地址信号，地址锁存信号，5根片选信号以及源同步时钟信号等，其中片选0选择FLASH存储空间，片选1选择CPLD内部寄存器空间。E500MC内核系列处理器读取配置数据时的地址需求如表1，表1给出了E500MC内核处理器不同模式下获取配置数据的起始地址。以eLBC为LocalBus总线访问方式为例，这种访问方式下处理器发出的请求地址为0x00000000，处理器配置完默认从0xfffffffc获取第一条指令。一级总线接口在源同步时钟的上升沿采样LocalBus总线信号，若片选0有效则会进一步判断地址，当请求地址为0x00000000时，将该地址发送给译码模块转译到相应的配置数据区，当请求地址为0xfffffffc开始的获取BOOT文件获取地址时，将该地址发送给译码模块转译到BOOT数据区。
表1
Figure BDA0000068227710000071
其中，I2C总线全称是Inter-Integrated Circuit总线，是一种串行总线协。
上述程序处理器的数据存储空间划分原理如图4所示。为了保证处理器能获取到正确的初始化配置文件和启动文件，可以存储相应的初始化配置备份文件和启动备份文件。如图4所示，存储初始化配置文件和启动文件的数据区为低启动代码(低BOOT)区，存储初始化配置备份文件和启动备份文件的数据区为高启动代码(高BOOT)区。程序存储器通过设置启动控制子控制从低启动代码区获取初始化配置文件和启动文件，或从高启动代码区中获取初始化配置备份文件和启动备份文件。
整个FLASH分为两个存储块(bank)，分别存储高低BOOT，低BOOT区中包括的8个处理器配置数据(8RCW)区是用于存储初始化配置文件的配置数据区，BOOT数据区是用来存储启动文件的启动数据区。此外还可以包括启动版本数据区用于存储启动版本。高BOOT区也是类似的。图4中右侧为每个区的起始地址。地址空间0x00000000-0x000007FF存放8个配置数据区，每份配置数据区为256字节。低boot控制字为0xff7f，高boot控制字为0xffff。
硬件标识模块用电阻对与CPLD连接的三个管脚进行上下拉处理，三个管脚可以提供3位(bit)一共8种应用环境组合，各对应一份配置数据区。上拉或下拉根据单板相应的应用环境来选择。CPLD内部的译码模块根据外部三个管脚的配置对核心处理单元发出的请求地址进行转译，译码模块译码前后地址对照表可以如下表2所示。
核心处理单元提供32根地址线，低8根地址线指向配置数据区内部空间，不需要转译，由于每份配置数据区空间为256字节，刚好在第9根地址线上递增，于是把三个管脚提供的3bit信息和第11、10、9三根地址线进行逻辑或处理，这样就将处理器的8种应用情况与8份配置数据区对应起来，由译码模块根据硬件标识提供的信息自动地选择配置数据区。
该实例中提供了8份配置数据区，占用地址0x00000000-0x000007FF的空间，如果想增加配置区的份数，可以相应地增加硬件标识模块中CPLD管脚的数量。FLASH中的初始化配置文件、启动文件等配置数据和EPLD版本在单板生产过程中的烧录环节统一烧录进去，后续单板上电之后可以自动地选择核心处理单元所需要的配置数据，完成核心处理单元配置工作。单板正常运行过程中，还支持后台人工操作对FLASH中的配置区数据进行更新。
表2
Figure BDA0000068227710000081
Figure BDA0000068227710000091
上述处理器配置方法流程如图5所示，包括如下步骤：
步骤S11：CPLD接收到核心处理单元发出的初始化配置文件的请求地址时，根据当前启动的单板的硬件标识对初始化配置文件的请求地址进行转译，得到初始化配置文件在程序存储器中的配置文件存储地址。
通过硬件标识单元输出当前启动的单板的硬件标识，可以通过电阻控制硬件标识单元与CPLD连接的各管脚的电平高低，实现输出当前启动的单板的硬件标识。硬件标识单元与CPLD连接的管脚数量根据单板数量确定。
具体的地址转译过程参见上述对译码模块的功能的相关描述
步骤S12：CPLD根据配置文件存储地址从程序存储器中读取对应的配置数据区中的初始化配置文件并提供给核心处理单元。
初始化配置文件读取有CPLD中的二级总线接口实现。
步骤S13：CPLD接收到核心处理单元发出的启动文件的请求地址时，将启动文件的请求地址转译为启动文件在程序存储器中的启动文件存储地址。
步骤S14：CPLD根据启动文件存储地址从程序存储器中读取对应的启动数据区中的启动文件并提供给核心处理单元。
启动文件读取有CPLD中的二级总线接口实现。
本发明实施例提供的处理器配置方法及装置，通过CPLD对处理器请求初始化配置文件的请求地址和请求启动文件的请求地址进行转译，根据当前启动的单板的硬件标识转译成对应于当前启动的单板的初始化配置文件存储地址，以及将启动文件的请求地址转译为启动文件在程序存储器中的启动文件存储地址，以便从程序存储器中的相应地址读取初始化配置文件和启动文件，实现了处理器针对当前启动的单板自动配置相应的配置和启动文件。
该方法实现简单、方便，不会带来过多的设备硬件资源投入和信令开销，电路简单，基本可以利用单板上已有电路，上电之后会根据单板独有的硬件标识自动选择本单板处理器所需的配置文件，完成处理器的启动，避免人工选择操作，方便可靠。特别适用于同一款处理器在不同版本系列单板上进行不同应用时，能根据单板的不同版本自动选择处理器所需要的初始化配置文件和启动文件。
上述说明示出并描述了本发明的一个优选实施例，但如前所述，应当理解本发明并非局限于本文所披露的形式，不应看作是对其他实施例的排除，而可用于各种其他组合、修改和环境，并能够在本文所述发明构想范围内，通过上述教导或相关领域的技术或知识进行改动。而本领域人员所进行的改动和变化不脱离本发明的精神和范围，则都应在本发明所附权利要求的保护范围内。

Claims (11)

1.一种处理器配置方法，其特征在于，包括：
可编程逻辑器件CPLD接收到核心处理单元的发出的初始化配置文件的请求地址时，根据当前启动的单板的硬件标识对初始化配置文件的请求地址进行转译，得到初始化配置文件在程序存储器中的配置文件存储地址；
所述CPLD根据所述配置文件存储地址从程序存储器中读取对应的配置数据区中的初始化配置文件并提供给核心处理单元；
所述CPLD接收到核心处理单元发出的启动文件的请求地址时，将启动文件的请求地址转译为启动文件在程序存储器中的启动文件存储地址，并根据所述启动文件存储地址从程序存储器中读取对应的启动数据区中的启动文件并提供给核心处理单元。
2.如权利要求1所述的方法，其特征在于，通过硬件标识单元输出当前启动的单板的硬件标识，具体包括：
通过电阻控制硬件标识单元与CPLD连接的各管脚的电平高低，实现输出当前启动的单板的硬件标识。
3.如权利要求2所述的方法，其特征在于，硬件标识单元与CPLD连接的管脚数量根据单板数量确定。
4.如权利要求2所述的方法，其特征在于，所述CPLD包括一级总线接口、二级总线接口和译码模块，其中：
一级总线模块与核心处理单元实现信号交互，二级总线模块与程序存储器实现信号交互，译码模块与一级总线模块、二级总线模块、硬件标识单元实现信号交互。
5.如权利要求1-4任一所述的方法，其特征在于，所述程序存储器包括若干配置数据区和启动数据区；每个配置数据存储区存储一个单板的初始化配置文件或初始化配置备份文件，启动数据存储区存储单板的启动文件和启动备份文件；其中，
存储初始化配置文件和启动文件的数据区为低启动代码区，存储初始化配置备份文件和启动备份文件的数据区为高启动代码区；所述程序存储器通过设置启动控制子控制从低启动代码区获取初始化配置文件和启动文件，或从高启动代码区中获取初始化配置备份文件和启动备份文件。
6.一种处理器配置装置，其特征在于，包括：核心处理单元、可编程逻辑器件CPLD、硬件标识单元和程序存储器；
核心处理单元，用于发出初始化配置文件的请求地址，并接收初始化配置文件；以及发出启动文件的请求地址，并接收启动文件；
硬件标识单元，用于配置并输出当前启动的单板的硬件标识；
所述CPLD，用于接收到所述初始化配置文件的请求地址时，根据当前启动的单板的硬件标识对初始化配置文件的请求地址进行转译，得到初始化配置文件在程序存储器中的配置文件存储地址；根据所述配置文件存储地址从程序存储器中读取对应的配置数据区中的初始化配置文件并提供给核心处理单元；以及接收到所述启动文件的请求地址时，将启动文件的请求地址转译为启动文件在程序存储器中的启动文件存储地址；根据所述启动文件存储地址从程序存储器中读取对应的启动数据区中的启动文件并提供给核心处理单元；
程序存储器，用于存储各单板的初始化配置文件和启动文件。
7.如权利要求6所述的装置，其特征在于，所述硬件标识单元，具体用于：
通过电阻控制与CPLD连接的各管脚的电平高低，实现输出当前启动的单板的硬件标识。
8.如权利要求6所述的装置，其特征在于，所述CPLD，具体包括一级总线接口、二级总线接口和译码模块；其中：
一级总线模块与核心处理单元实现信号交互，二级总线模块与程序存储器实现信号交互，译码模块与一级总线模块、二级总线模块、硬件标识单元实现信号交互。
9.如权利要求8所述的装置，其特征在于，所述一级总线接口，具体用于：接收到所述初始化配置文件的请求地址，并将初始化配置文件提供给核心处理单元；以及接收所述启动文件的请求地址，并将启动文件提供给核心处理单元；
译码模块，用于根据当前启动的单板的硬件标识对初始化配置文件的请求地址进行转译，得到初始化配置文件在程序存储器中的配置文件存储地址；以及接收到所述启动文件的请求地址时，将启动文件的请求地址转译为启动文件在程序存储器中的启动文件存储地址；
二级总线接口，用于根据所述配置文件存储地址从程序存储器中读取对应的配置数据区中的初始化配置文件并通过译码模块提供给核心处理单元；以及根据所述启动文件存储地址从程序存储器中读取启动数据区中的启动文件并通过译码模块提供给核心处理单元。
10.如权利要求6-9任一所述的装置，其特征在于，所述程序存储器，具体包括：若干配置数据区和启动数据区；每个配置数据存储区存储一个单板的初始化配置文件或初始化配置备份文件，启动数据存储区存储单板的启动文件和启动备份文件；其中，存储初始化配置文件和启动文件的数据区为低启动代码区，存储初始化配置备份文件和启动备份文件的数据区为高启动代码区；
所述程序存储器，具体用于通过设置启动控制子控制从低启动代码区获取初始化配置文件和启动文件，或从高启动代码区中获取初始化配置备份文件和启动备份文件。
11.一种处理器，其特征在于，包括如权利要求6-10任一所述的处理器配置装置。
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