微控制器分析工具的制作方法
【技术领域】
[0001]本发明涉及可以由想要确定或测试数字微控制器的功能的人们所使用的工具,数字微控制器例如是应用开发器、产品开发器、测试仪等。
【背景技术】
[0002]普遍地,微控制器单元集成电路(“MCU芯片”)的制造商提供软件开发工具包,允许购买芯片的人们开发利用该芯片的软件应用。这些通常会包括诸如电源、用户界面等之类的外围部件,其可以仿真在产品中会采用所述芯片的环境。针对将用在产品中的MCU开发应用的一个重要方面是追求优化电力的使用,特别是针对电池供电的MCU。因此开发工具包的用途之一便是测量各种操作模式(mode)期间芯片的电流消耗。
[0003]还普遍的是,为MCU芯片提供调试器功能,其中通过芯片经由可以连接至兼容调试器工具的专用引脚提供大量的操作信息。一些制造商已经用开发工具包集成了这样的调试器工具。
【发明内容】
[0004]然而,本申请人想要增强开发者可以探宄和测试MCU芯片功能的简单性和可靠性,本发明的第一方面提供了一种用于分析微控制器的性能(behav1r)的设备,该设备包括:
[0005]微控制器集成电路;
[0006]至少一个选自包括分析仪和发生器的组的仪器;
[0007]互连模块,互连模块包括在所述微控制器集成电路和所述仪器之间的可配置互连;和
[0008]软件,设置成控制所述互连模块以便基于用户所选的功能以及所述微控制器集成电路的确定的能力(capabilities)和连接来确定所述互连。
[0009]因此本领域技术人员将看到,根据本发明提供了一种工具,该工具至少在其优选实施例中允许用户使用标准仪器来分析MCU芯片的性能,用户无需知晓或记住所述MCU的详细配置,特别是引脚布局,实际上也无需知晓或记住所述仪器(一个或多个)的详细配置。
[0010]所述分析仪可以选自包括以下装置的组:逻辑分析仪、示波器、谱分析仪、电流测量设备、图形和总线解码器以及图形和总线分析仪。所述发生器可以源自包括信号发生器和图形发生器的组。这些组将被考虑为非限制性的并且可以使用任何其他的分析仪或发生器。本发明的装置可以包括一个或多个仪器。在提供多于一个的场合,它们可以包括至少一个发生器和至少一个分析仪,但这不是必需的。
[0011]上面举例的仪器倾向于是可以用于分析各种MCU芯片的标准仪器。在现有技术中,用户有必要知晓所述仪器的详细操作和MCU芯片的引脚布局,以便对于将要执行的给定操作确保合适连接,然而,与现有技术相比,根据本发明,所述之间的连接于是可以由所述互连模块来处置。即使在所述用户熟悉所述MCU引脚布局和仪器探头的配置的情形下,本发明的实施例允许更快地实施实验设置,并且犯错的风险更小。
[0012]可以通过接收包含合适配置数据的文件来确定所述微控制器集成电路的能力和连接。附加地或替换地,所述能力和连接中的一些或全部可以由所述设备自身确定。例如所述设备可以包括软件,该软件设置成询问所述微控制器集成电路以找出其内部的资源是如何配置的,和/或所述资源映射在哪些输入/输出地址。这允许将所述资源呈现给用户,并提供关于如何将所述资源连接至所述分析仪/发生器的选项
[0013]所述微控制器集成电路可以提供为所述设备的组成部分或可以是可拆卸的。在其是可拆卸场合,这可以允许所述设备与其他MCU芯片一起使用。因此将理解,本发明的第二方面提供了一种用于分析微控制器性能的设备,该设备被配置成接收微控制器集成电路,其中所述设备包括:
[0014]至少一个选自包括分析仪和发生器的组的仪器;
[0015]互连模块,其包括在使用中在所述微控制器集成电路和所述仪器之间的可配置互连;以及
[0016]软件,设置成控制所述互连模块以便基于用户所选的功能以及所述微控制器集成电路的确定的能力(capabilities)和连接来确定所述互连。
[0017]所述仪器不需要连接至只有一个微控制器集成电路。它可以例如经由复用设置(例如时间复用设置)连接至多个微控制器集成电路。这可以允许给定仪器的更高效的使用。它还可以允许相似的或名义上相同的MCU芯片之间的比较测试。
[0018]在一组实施例中,所述互连模块包括现场可编程门阵列(FPGA)
[0019]所述设备可以包括允许位于所述设备处的用户本地地操作软件的用户界面。然而这不是必需的。还预见到,远程用户可以经由合适的数据网络链路操作所述软件,使得开发者不必在物理上拥有所述MCU芯片。这还方便了协作性的工作。
[0020]也配置所述微控制器集成电路和仪器之间的互连,所述设备也可以设置成配置所述仪器或一个或多个所述仪器的操作。因此,例如,在已针对所述微控制器集成电路确定了特定操作模式或资源的场合,所述仪器可以适当地连接以探测所述资源并且还可以针对这样的操作而适当地配置。
[0021]仪器(一个或多个)的配置可以基于所述微控制器集成电路的能力自动地完成。例如,在所述微控制器集成电路的串行外围接口(SPI)连接至SPI图形发生器的场合,所述SPI图形发生器可以用对此正确的数据速率和操作模式来自动地配置。
[0022]在一组实施例中,所述设备设置成存储与所述互连模块和/或所述仪器的设置有关的数据,从而这些可以在稍后的日期或另一设备等上重复使用。
[0023]本发明的第三方面提供了一种计算机软件产品,其可以或可以不提供在载体上,所述软件配置成当在合适的数据处理器上运行时控制在微控制器集成电路和至少一个仪器之间具有可配置互连的互连模块以便基于用户所选的功能和所述微控制器集成电路的确定的能力和连接来确定所述互连,所述仪器选自包括分析仪和发生器的组。
【附图说明】
[0024]现在将仅以举例的方式参考附图描述本发明的实施例,附图中:
[0025]图1是体现了本发明的设备的示意性概览图;
[0026]图2是所述设备硬件的更详细的示意性示意图;
[0027]图3是所述设备的用户界面的示例性截屏。
【具体实施方式】
[0028]图1是体现本发明的设备的示意性概览图,所述设备用于分析微控制器集成电路(MCU) 2的功能。可以看到所述设备包括硬件侧4和软件侧6,硬件侧4包括所述MCU。MCU2连接至选择性可配置互连模块8,选择性可配置互连模块8将在后面称为“选择器”。MCU2和选择器8还连接至控制单元10。提供两个用于分析MCU 2的示例性仪器:即分析仪12和发生器14。分析仪12用于检查和记录MCU 2的输出,并因此经由所述选择器8接收这些输出。所述发生器14用于生成合适的信号或图形以输入到MCU 2中,并因此向所述选择器8提供这此输入。
[0029]在软件侧6上提供全部软件应用16,其借助于相应的应用外围接口 18、20、22与所述控制单元10、分析仪12和发生器14通信。
[0030]在图2中稍显详细地示出了硬件部件。在所述示意图的右手侧示出了 MCU 2,其在这里举例为申请人的nRF51系列芯片,尽管可以当然地使用任何其他合适的MCU。所述MCU2借助于32个通用输入/输出连接26连接至现场可编程门阵列(FPGA) 24。
[0031]MCU 2的供电由所述FPGA 24借助于电流分流监视器28来提供,电流分流监视器28允许测量在任何给定时刻由MCU 2汲取的电流。所述FPGA 24和所述电流分流监视器28 一起包括图1的所述选择器8。
[0032]如前所述,所述MCU 2还连接至所述控制单元10以使其操作受到控制。在一个示例性实施例中,所述控制单元10由可从德国希尔敦的Segger Microcontroller GmbH&C0.KG获得的J-Link仿真器工具提供。所述控制单元还提供对所述FPGA 24的控制。
[0033]在这个特定的详细实例中,所述发生器举例为信号和图形发生器30,例如CypressEZ-USB FX3,其在到所述FPGA 24的许多通道上提供输出32。这里的示例性分析仪是逻辑分析仪34,其也可以由Cypress EZ-USB FX3提供,且其具有许多连接至所述FPGA 24
的输入通道36。
[0034]所述信号和图形发生器30、所述逻辑分析仪34和控制单元10连接至USB集线器38,其提供到操作所述设备的应用软件16的公共连接。
[0035]在使用中,所述软件应用16通过经由所述控制单元10访问MCU 2来检测什么种类的微控制器存在于所述设备(比如说nRF51822)中。这个信息可以显示在由所述软件16提供的用户界面上,如由图3中所示截屏的下半部分中的框中"检测到nRF51822 (nRF51822detected) 〃所图示。检测到微控制器的类型允许所述软件应用来设置所述设备。这可以例如使用图书馆中的信息或从服务器下载的信息来完成。然而,所述软件应用16可以替代地通过与所述控制单元10交互以询问所述MCU 2而发现MCU 2内部的不同资源是如何配置的以及这些资源映射在哪些输入/输出26来设置所述设备。以任一方式,所述软件应用16可以命令所述控制单元10来控制FPGA 24以设置适当的连接,以便将MCU的资源呈现给用户,并提供关于它们可以如何连接至逻辑分析仪34和信号和图形发生器30的选项。图3示出供下面窗口中的复选框选择的可用连接。
[0036]当用户已经指定这样的连接时,所述软件应用16于是根据用户的偏好适当地配置所述FPGA 24以将这些资源连接至M⑶2上的正确的输入/输出26。这个基础构造使得软件应用能够完全抽取出分析仪34和发生器30之间的探头互连细节,以及这些是如何连接至MCU 2的,而不必将它们中的任一个暴露给用户。
[0037]所述软件应用16于是可以替代地向用户提供非常简单的界面,如图3中所示,图3示出了所述分析仪和所述发生器可以如何连接至MCU2上的适当资源。对于软件应用16而言还可能的是简化分析仪34和发生器30的设置,因为关于如何配置MCU 2的详细信息对于软件应用16而言是可获得的。所述仪器30、34的这样的设置使用由USB集线器38提供的数据连接来完成。例如,如果MCU的串行外围接口(SPI)连接至所述图形发生器30,那么图形发生器30可以自动地以正确的数据速率和操作模式等来配置。
[0038]上述实施例提供的优势可以通过将之与现有技术中用于设置工作台(workbench)的典型场景进行比较来理解。在现有技术典型场景中,有必要手动地将所述发生器上的探头号X连接至所述分析仪上的探头号Y,然后将之连接至所述MCU上的引脚号Z。然后用户不得不设置所述发生器和所述分析仪以匹配在所述MCU上探测的资源的设置,并确保MCU上的特定资源正确地运行并连接至正确的引脚和探头等。
[0039]相比之下,根据上述实施例,这样的工作台设置大大地简化,因为所述软件应用知道所述设备中的不同部件是如何互连和配置的。可以基于从所述MCU提取的信息并根据所述用户经由软件应用提供的信息自动地设置与所述MCU的分析仪和发生器探头互连。还可以基于同样的信息自动地配置分析仪和发生器。
[0040]因为所述实施例不要求手动地处置任何互连,并因为它由软件来控制,所以与使用传统工作台设置相比获得了若干优点。首先,不那么容易引入误差。其次,设置新的工作台需要较少的工作。而且,一旦完成,在设置中完成的工作可以通过在配置文件中保存设置的配置并稍后重复应用它来重复使用。这还意味着设置配置文件可以用于分析所述设置,而无需访问硬件。另外,设置可以连接至虚拟门户并由远程代理访问;并且可能的是,可以使用时间复用在若干地方同时采用一个仪器(发生器或分析仪)。
[0041]本领域技术人员将理解,上述实施例仅是示例性的,在本发明的范围内可以改变许多细节。例如可以采用附加或不同的仪器,并且当然地其可以与不同微控制器一起使用。
【主权项】
1.一种用于分析微控制器性能的设备,该设备包括: 微控制器集成电路; 至少一个选自包括分析仪和发生器的组的仪器; 互连模块,互连模块包括在所述微控制器集成电路和所述仪器之间的可配置互连;以及 软件,设置成控制所述互连模块以便基于用户所选的功能以及所述微控制器集成电路的确定的能力和连接来确定所述互连, 其中所述设备自身被配置为确定所述微控制器集成电路的至少一些能力和连接。2.如权利要求1所述的设备,其中所述分析仪选自包括以下装置的组:逻辑分析仪、示波器、谱分析仪、电流测量设备、图形和总线解码器以及图形和总线分析仪。3.如权利要求1或2所述的设备,其中所述发生器选自包括信号发生器和图形发生器的组。4.如前面任一权利要求所述的设备,设置成询问所述微控制器集成电路以找出其内部的资源是如何配置的,和/或所述资源映射在哪些输入/输出地址。5.—种用于分析微控制器性能的设备,该设备配置成接收微控制器集成电路,其中所述设备包括: 至少一个选自包括分析仪和发生器的组的仪器; 互连模块,互连模块包括在使用中在所述微控制器集成电路和所述仪器之间的可配置互连;以及 软件,设置成控制所述互连模块以便基于用户所选的功能以及所述微控制器集成电路的确定的能力和连接来确定所述互连,其中所述设备自身被配置为确定所述微控制器集成电路的至少一些能力和连接。6.如前面任一权利要求所述的设备,其中所述互连模块包括现场可编程门阵列。7.如前面任一权利要求所述的设备,其被设置成配置所述仪器的操作或者一个或多个所述仪器的操作。8.如前面任一权利要求所述的设备,其被设置成基于所述微控制器集成电路的能力自动地完成所述配置。9.如前面任一权利要求所述的设备,其被设置成存储与所述互连模块和/或仪器的设置有关的数据。10.计算机软件产品,配置成当在数据处理器上运行时控制互连模块,以便基于用户所选的功能以及所述微控制器集成电路的确定的能力和连接来确定所述互连,所述互连模块具有在微控制器集成电路和至少一个仪器之间的可配置互连,所述至少一个仪器选自包括分析仪和发生器的组,所述计算机软件产品进一步被配置为确定所述微控制器集成电路的至少一些能力和连接。11.如权利要求10所述的软件产品,其中所述分析仪选自包括以下装置的组:逻辑分析仪、示波器、谱分析仪、电流测量设备、图形和总线解码器以及图形和总线分析仪。12.如权利要求10或11所述的软件产品,其中所述发生器选自包括信号发生器和图形发生器的组。13.如权利要求10至12中任一项所述的软件产品,配置成询问所述微控制器集成电路以找出其内部的资源是如何配置的,和/或所述资源映射在哪些输入/输出地址。14.如权利要求10至13中任一项所述的软件产品,包括设置成配置所述仪器的操作或者一个或多个所述仪器的操作的逻辑。15.如权利要求10至14中任一项所述的软件产品,包括设置成基于所述微控制器集成电路的能力自动地完成所述配置的逻辑。16.如权利要求10至15中任一项所述的软件产品,配置成存储与所述互连模块和/或所述仪器的设置有关的数据。17.载有具有指令的计算机软件的非暂态计算机可读介质,所述指令用于:控制互连模块,该互连模块具有在微控制器集成电路和至少一个仪器之间的可配置互连,所述至少一个仪器选自包括分析仪和发生器的组;基于用户所选的功能以及所述微控制器集成电路的确定的能力和连接来确定所述互连;并确定所述微控制器集成电路的至少一些能力和连接。
【专利摘要】一种用于分析微控制器性能的设备,该设备包括微控制器集成电路(2),至少一个选自包括分析仪(12)和发生器(14)的组的仪器,以及互连模块(8),互连模块(8)包括在所述微控制器集成电路(2)和所述仪器(12、14)之间的可配置互连。所述设备还包括软件(16),软件(16)设置成控制所述互连模块(8),以便基于用户所选的功能以及所述微控制器集成电路(2)的确定的能力和连接来确定所述互连,其中所述设备自身被配置为确定所述微控制器集成电路(2)的至少一些能力和连接。
【IPC分类】G06F11/22, G06F11/30, G01R31/319, G06F9/30
【公开号】CN104903737
【申请号】CN201380069926
【发明人】琼·欧莱·如斯坦
【申请人】北欧半导体公司
【公开日】2015年9月9日
【申请日】2013年12月17日
【公告号】EP2943803A1, US20150338452, WO2014108279A1