本發(fā)明涉及mcu，具體涉及一種適用上位機自動獲取mcu時鐘頻率的方法及系統(tǒng)。

背景技術(shù)：

1、mcu類芯片，作為一種通用型的可編程器件，用戶在進行程序開發(fā)的過程中，往往需要多次進行程序燒錄和調(diào)試驗證。在進行flash程序燒錄時，時序的設(shè)定是基于mcu的輸入時鐘或者系統(tǒng)時鐘頻率作為時基的。因此，在程序燒錄的過程中，用戶需要仔細(xì)查找硬件電路，以確定目標(biāo)芯片的輸入時鐘頻率，并據(jù)此配置其燒錄主頻。這一過程需要用戶手動實現(xiàn)。

2、對于第一類mcu，其片內(nèi)并沒有集成片內(nèi)時鐘源模塊。在這種情況下，上位機調(diào)試軟件會提供一個默認(rèn)的時鐘頻率。用戶需要根據(jù)硬件板級的輸入時鐘來配置，手動設(shè)置時鐘頻率。這種處理方法雖然在某些情況下可以滿足需求，但用戶需要具備一定的硬件知識和調(diào)試經(jīng)驗。

3、對于第二類mcu，其片內(nèi)已經(jīng)集成了時鐘源模塊。在這種情況下，上位機默認(rèn)會選擇片內(nèi)已知的時鐘頻率，且用戶無法進行配置。這種處理方法雖然簡化了操作，但其靈活性不高，可能無法滿足所有用戶的需求。因此，在選擇mcu時，用戶需要根據(jù)自己的具體需求和應(yīng)用場景來決定選擇哪一類mcu。

技術(shù)實現(xiàn)思路

1、針對現(xiàn)有技術(shù)的不足，本發(fā)明公開了一種適用上位機自動獲取mcu時鐘頻率的方法及系統(tǒng)，用于解決上述問題。

2、本發(fā)明通過以下技術(shù)方案予以實現(xiàn)：

3、第一方面，本發(fā)明提供了一種適用上位機自動獲取mcu時鐘頻率的方法，包括以下步驟：

4、上位機與目標(biāo)芯片連接，將倍頻系數(shù)評測程序下載至目標(biāo)芯片，并配置最低倍頻系數(shù)；

5、運行倍頻系數(shù)評測程序并進行評測，上位機獲取評測結(jié)果，判斷程序是否通過，若通過則進入下一步，若不通過則調(diào)整倍頻系數(shù)；

6、下載捕獲解析程序至目標(biāo)芯片并配置倍頻系數(shù)，同時配置仿真器jtag_tdi腳產(chǎn)生固定已知的pwm頻率；

7、捕獲解析程序初始化，識別捕獲模式變量，配置cap和gpio寄存器，連續(xù)讀取pwm引腳電平狀態(tài)至數(shù)據(jù)ram；

8、解析時鐘頻率，生成程序結(jié)束標(biāo)志并保存至數(shù)據(jù)ram，上位機連接目標(biāo)芯片，獲取時鐘頻率并保存。

9、更進一步的，所述方法中，在上位機與目標(biāo)芯片進行連接的過程中，采用基于mcu-jtag仿真調(diào)試接口的同步協(xié)議。上位機通過usb接口與仿真器相連，進而與目標(biāo)芯片建立通信鏈路，以實現(xiàn)對微控制器（mcu）寄存器和隨機存取存儲器（ram）的讀寫操作。

10、更進一步的，所述方法中，倍頻系數(shù)評估程序旨在對目標(biāo)芯片進行數(shù)據(jù)傳輸、邏輯運算，并生成運行終止的標(biāo)志位。運算結(jié)果及終止標(biāo)志位將被存儲于預(yù)定的數(shù)據(jù)ram區(qū)域。

11、更進一步的，所述方法中，在上位機接收到評測結(jié)果后，若未能滿足通過標(biāo)準(zhǔn)，則應(yīng)將倍頻系數(shù)降低2個單位，以此作為捕獲解析程序的新的倍頻系數(shù)。

12、更進一步的，所述方法中，首先，設(shè)定最低的倍頻系數(shù)以進行性能評估。隨后，每次測試后逐步增加倍頻系數(shù)，持續(xù)進行循環(huán)。若在測試過程中出現(xiàn)計算結(jié)果異常，或者未產(chǎn)生結(jié)束標(biāo)志位，這表明當(dāng)前的倍頻系數(shù)已超過微控制器單元（mcu）的最大主頻。此時，上位機應(yīng)讀取相位鎖定環(huán)（pll）倍頻寄存器的配置值。

13、更進一步的，所述方法中，上位機負(fù)責(zé)下載并解析程序，同時設(shè)定目標(biāo)芯片程序的入口地址，并發(fā)出運行指令。在jtag接口中，tms和tck引腳應(yīng)配置為低電平狀態(tài)，而其他引腳則應(yīng)保持高阻態(tài)，以維持空閑狀態(tài)。

14、更進一步的，所述方法中，捕獲解析程序啟動初始化階段，上位機向仿真器發(fā)出指令，配置jtag接口的tms和tck引腳為低電平狀態(tài)。同時，tdi引腳輸出穩(wěn)定的脈沖寬度調(diào)制（pwm）頻率信號，該信號作為微控制器（mcu）時鐘頻率計算的基準(zhǔn)時間。時鐘頻率與該基準(zhǔn)時基之間的關(guān)系，將依據(jù)時鐘頻率解析算法進行設(shè)定。

15、更進一步的，所述方法中，上位機負(fù)責(zé)讀取微控制器單元（mcu）的程序終止標(biāo)志位以及時鐘頻率值。若終止標(biāo)志位顯示無效，則表明時鐘頻率的解析過程未能成功執(zhí)行；反之，若終止標(biāo)志位有效，則應(yīng)進行時鐘頻率的讀取并將其存儲。

16、更進一步的，所述方法中，讀取的脈沖寬度調(diào)制（pwm）電平周期數(shù)應(yīng)不少于三個。

17、第二方面，本發(fā)明提供了一種適用上位機自動獲取mcu時鐘頻率的系統(tǒng)，所述系統(tǒng)用于實現(xiàn)第一方面所述的適用上位機自動獲取mcu時鐘頻率的方法，包括

18、上位機，用于運行在pc端，仿真調(diào)試和指令程序發(fā)送；

19、仿真器，用于實現(xiàn)usb轉(zhuǎn)jtag協(xié)議并產(chǎn)生pwm頻率；

20、jtag口，用于實現(xiàn)仿真調(diào)試的通訊協(xié)議接口；

21、內(nèi)核cpu?，用于實現(xiàn)系統(tǒng)控制和算法功能；

22、程序ram?，用于提供倍頻系數(shù)評測程序和捕獲解析程序運行空間；

23、數(shù)據(jù)ram，用于提供io捕獲電平數(shù)據(jù)緩存空間；

24、gpio，用于實現(xiàn)io復(fù)用、輸入輸出和io狀態(tài)緩存功能；

25、cap，用于實現(xiàn)邊沿觸發(fā)自動捕獲pwm周期和脈寬功能；

26、pll，用于實現(xiàn)對輸入時鐘頻率倍頻，提供系統(tǒng)與外設(shè)時鐘。

27、本發(fā)明的有益效果為：

28、本發(fā)明通用性強、無需額外硬件支撐、實現(xiàn)簡單。flash程序燒錄軟件自動獲取時鐘頻率，減少人為因素導(dǎo)致頻率設(shè)置異常。通過自動獲取時鐘，上位機通信等待時間更精準(zhǔn)減少狀態(tài)標(biāo)志輪詢?？梢詫崿F(xiàn)系統(tǒng)時鐘診斷。

技術(shù)特征：

1.一種適用上位機自動獲取mcu時鐘頻率的方法，其特征在于，包括以下步驟：

2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種適用上位機自動獲取mcu時鐘頻率的方法，其特征在于，所述方法中，上位機與目標(biāo)芯片連接時，基于mcu-jtag仿真調(diào)試接口并使用同步協(xié)議，上位機通過usb連接仿真器與目標(biāo)芯片建立通訊，實現(xiàn)對mcu寄存器、ram進行讀寫。

3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種適用上位機自動獲取mcu時鐘頻率的方法，其特征在于，所述方法中，倍頻系數(shù)評測程序用于目標(biāo)芯片內(nèi)數(shù)據(jù)遷移、邏輯運算并產(chǎn)生運行結(jié)束標(biāo)志位，運算結(jié)果與結(jié)束標(biāo)志位保存至指定數(shù)據(jù)ram空間。

4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種適用上位機自動獲取mcu時鐘頻率的方法，其特征在于，所述方法中，上位機獲取評測結(jié)果后，若不通過則將倍頻系數(shù)減2后作為捕獲解析程序的倍頻系數(shù)。

5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種適用上位機自動獲取mcu時鐘頻率的方法，其特征在于，所述方法中，先配置最低倍頻系數(shù)進行評測，每次測試通過倍頻系數(shù)遞增，依次循環(huán)當(dāng)計算結(jié)果異?；蚪Y(jié)束標(biāo)志位未產(chǎn)生表示此倍頻系數(shù)已超mcu的最高主頻，上位機讀取pll倍頻寄存器配置值。

6.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種適用上位機自動獲取mcu時鐘頻率的方法，其特征在于，所述方法中，上位機下載解析程序，設(shè)置目標(biāo)芯片程序入口地址，下發(fā)運行指令，jtag口tms，tck引腳配置為低電平，其余為高阻態(tài)，保持空閑狀態(tài)。

7.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種適用上位機自動獲取mcu時鐘頻率的方法，其特征在于，所述方法中，捕獲解析程序初始化，上位機命令仿真器配置jtag口tms,tck為低電平，tdi產(chǎn)生固定pwm頻率作為mcu時鐘頻率計算的參考時基，頻率關(guān)系通過時鐘頻率解析算法設(shè)定。

8.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種適用上位機自動獲取mcu時鐘頻率的方法，其特征在于，所述方法中，上位機讀取mcu程序結(jié)束標(biāo)志位與時鐘頻率值，如果結(jié)束標(biāo)志位無效說明時鐘頻率解析失效，如果結(jié)束標(biāo)志位有效，讀取時鐘頻率并保存。

9.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種適用上位機自動獲取mcu時鐘頻率的方法，其特征在于，所述方法中，讀取pwm電平周期數(shù)≥3。

10.一種適用上位機自動獲取mcu時鐘頻率的系統(tǒng)，所述系統(tǒng)用于實現(xiàn)如權(quán)利要求1-9任一項所述的適用上位機自動獲取mcu時鐘頻率的方法，其特征在于，包括

技術(shù)總結(jié)
本發(fā)明涉及MCU技術(shù)領(lǐng)域，具體涉及一種適用上位機自動獲取MCU時鐘頻率的方法及系統(tǒng)，步驟包括：連接目標(biāo)芯片，下載倍頻系數(shù)評測程序，配置最低倍頻系數(shù)；運行評測程序，獲取結(jié)果，調(diào)整倍頻系數(shù)；下載捕獲解析程序，配置倍頻系數(shù)及JTAG_TDI腳產(chǎn)生固定PWM頻率；捕獲解析程序初始化，讀取PWM引腳電平狀態(tài)；解析時鐘頻率并保存；上位機連接目標(biāo)芯片獲取并保存時鐘頻率。本發(fā)明通用性強、無需額外硬件、實現(xiàn)簡單。自動獲取時鐘頻率，減少人為設(shè)置異常，通訊等待時間更精準(zhǔn)，可系統(tǒng)時鐘診斷。

技術(shù)研發(fā)人員：劉律輯,易峰,彭目秀,陳彬
受保護的技術(shù)使用者：湖南進芯電子科技有限公司
技術(shù)研發(fā)日：
技術(shù)公布日：2024/12/17