MCU模式控制电路及MCU的制作方法

mcu模式控制电路及mcu
技术领域
1.本实用新型涉及微电子技术领域，特别涉及一种mcu模式控制电路及mcu。


背景技术：

2.随着信息化的快速发展，人们生活中的智能电子产品越来越多，像智能电饭煲、电磁炉、热水壶等电子产品日益渗透人们的日常生活当中，电子产品普及的同时也带动了mcu产业的发展，每一个智能家电产品里面都有一颗mcu主控芯片。在技术发展与竞争推进的过程中，客户对产品的质量要求越来越严格，对mcu性能的要求也越来越高，比如芯片的安全性能、良率要求、工作稳定性等。
3.现有技术中，在mcu芯片设计时，一般会基于mcu的各种使用场景设定不同的启动模式，比如量产测试模式、eflash测试模式、eflash擦写模式等等。在启动过程中根据需要，可以选择不同的启动模式，现有技术的普遍做法是通过在启动时对芯片的io施加不同的电平组合从而进入不同的模式，通过该方法可以比较方便地改一下io电平就能够进入不同的模式，但同时也有明显的缺点，就是容易误入模式，造成不可挽回的后果。


技术实现要素：

4.本实用新型旨在至少解决现有技术中存在的技术问题之一。为此，本实用新型提出一种mcu模式控制电路，能够使mcu可以更加稳定地工作在期望的模式下，适应不同的场景需求。
5.本实用新型还提出一种具有上述mcu模式控制电路的mcu。
6.根据本实用新型的第一方面实施例的mcu模式控制电路，包括：模式检测模块100，所述模式检测模块100包括至少两路模式选择信号端，用于接收模式选择信号；频率检测模块200，所述频率检测模块200的输入端与其中一路模式选择信号端连接，输出端与所述模式检测模块100连接，用于检测模式选择信号的频率。
7.根据本实用新型的一些实施例，还包括：嵌入式闪存模块300，所述嵌入式闪存模块300的一端与所述模式检测模块100双向连接，用于生成控制信号，所述控制信号包括第一控制信号、第二控制信号与第三控制信号。
8.根据本实用新型的一些实施例，所述嵌入式闪存模块300包括：嵌入式闪存控制模块310，与所述模式检测模块100双向连接，包括第一控制信号端、第二控制信号端与第三控制信号端；嵌入式闪存320，与所述嵌入式闪存控制模块310双向连接。
9.根据本实用新型的一些实施例，所述模式检测模块100包括：第一模式选择信号端、第二模式选择信号端及第三模式选择信号端，分别用于接收第一模式选择信号、第二模式选择信号及第三模式选择信号，其中，所述第三模式选择信号端与所述频率检测模块200连接。
10.根据本实用新型的一些实施例，所述模式检测模块100还包括：第一模式选择单元110，所述第一模式选择单元110的第一输入端与所述第二模式选择信号端连接，第二输入
端与所述第三模式选择信号端连接；第二模式选择单元120，所述第二模式选择单元120的第一输入端与所述第一模式选择单元110连接，第二输入端与所述第一模式选择信号端连接；第三模式选择单元130，所述第三模式选择单元130的第一输入端与所述第二模式选择单元120连接，第二输入端与所述嵌入式闪存控制模块310的第二控制信号端连接，第三输入端与所述嵌入式闪存控制模块310的第三控制信号端连接；数据选择单元140，所述数据选择单元140的第一输入端与所述第三模式选择信号端连接，第二输入端与所述频率检测模块200连接，控制端与所述嵌入式闪存控制模块310的第一控制信号端连接。
11.根据本实用新型的一些实施例，所述第一模式选择单元110包括：第一反相器111，所述第一反相器111的输入端与所述第二模式选择信号端连接；第二反相器112，所述第二反相器112的输入端与所述第三模式选择信号端连接；第三反相器113，所述第三反相器113的输入端与所述第二模式选择信号端连接；第四反相器114，所述第四反相器114的输入端与所述第三模式选择信号端连接；第一与门115，所述第一与门115的第一输入端与所述第一反相器111的输出端连接，第二输入端与所述第二反相器112的输出端连接；第二与门116，所述第二与门116的第一输入端与所述第三反相器113的输出端连接，第二输入端与所述第三模式选择信号端连接；第三与门117，所述第三与门117的第一输入端与所述第四反相器114的输出端连接，第二输入端与所述第二模式选择信号端连接；第四与门118，所述第四与门118的第一输入端与所述数据选择单元140的输出端连接，第二输入端与所述第二模式选择信号端连接。
12.根据本实用新型的一些实施例，所述第二模式选择单元120包括：第五与门121，所述第五与门121的第一输入端与所述第一模式选择信号端连接，第二输入端与所述第一与门115的输出端连接；第六与门122，所述第六与门122的第一输入端与所述第一模式选择信号端连接，第二输入端与所述第二与门116的输出端连接；第七与门123，所述第七与门123的第一输入端与所述第一模式选择信号端连接，第二输入端与所述第三与门117的输出端连接；第八与门124，所述第八与门124的第一输入端与所述第一模式选择信号端连接，第二输入端与所述第四与门118的输出端连接。
13.根据本实用新型的一些实施例，所述第三模式选择单元130包括：第九与门131，所述第九与门131的第一输入端与所述第五与门121的输出端连接，第二输入端与所述第二控制信号端连接；第十与门132，所述第十与门132的第一输入端与所述第六与门122的输出端连接，第二输入端与所述第二控制信号端连接；第十一与门133，所述第十一与门133的第一输入端与所述第七与门123的输出端连接，第二输入端与所述第二控制信号端连接；第十二与门134，所述第十二与门134的第一输入端与所述第八与门124的输出端连接，第二输入端与所述第三控制信号端连接。
14.根据本实用新型的一些实施例，还包括：时钟管理模块500，输入端与所述模式检测模块100连接；复位管理模块600，输入端与所述模式检测模块100连接。
15.根据本实用新型的第二方面实施例的一种mcu，包括上述mcu模式控制电路。
16.根据本实用新型实施例的mcu模式控制电路，至少具有如下有益效果：本实用新型的控制电路采用了电平组合判断进入模式的方式结合通过判断方波频率范围进入模式的功能，提高模式控制的安全性；通过本实用新型的技术方案可以使mcu在前期测试阶段能够很方便地切换不同的工作模式，而在量产测试完毕后的应用阶段又可以安全地避免误入其
它模式。
17.本实用新型的附加方面和优点将在下面的描述中部分给出，部分将从下面的描述中变得明显，或通过本实用新型的实践了解到。
附图说明
18.本实用新型的上述和/或附加的方面和优点从结合下面附图对实施例的描述中将变得明显和容易理解，其中：
19.图1为本实用新型第一实施例的电路的模块示意框图；
20.图2为本实用新型第二实施例的电路的模块示意框图；
21.图3为本实用新型第三实施例的电路的模块示意框图；
22.图4为本实用新型第四实施例的电路的模块示意框图；
23.图5为本实用新型第五实施例的电路示意图；
24.图6为本实用新型第六实施例的电路的模块示意框图。
具体实施方式
25.下面详细描述本实用新型的实施例，所述实施例的示例在附图中示出，其中自始至终相同或类似的标号表示相同或类似的元件或具有相同或类似功能的元件。下面通过参考附图描述的实施例是示例性的，仅用于解释本实用新型，而不能理解为对本实用新型的限制。
26.在本实用新型的描述中，若干的含义是一个或者多个，多个的含义是两个及两个以上，大于、小于、超过等理解为不包括本数，以上、以下、以内等理解为包括本数。如果有描述到第一、第二只是用于区分技术特征为目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性或者隐含指明所指示的技术特征的数量或者隐含指明所指示的技术特征的先后关系。
27.术语解释：
28.mcu:microcontroller unit，微控制单元；
29.eflash nvr:mcu内部flash中重要信息存储区域。
30.参照图1，图1为本实用新型第一实施例的电路的模块示意框图，包括：
31.模式检测模块100，模式检测模块100包括至少两路模式选择信号端，用于接收模式选择信号；
32.频率检测模块200，频率检测模块200的输入端与其中一路模式选择信号端连接，输出端与模式检测模块100连接，用于检测模式选择信号的频率。
33.需要说明的是，模式检测模块100接收并检测至少两路模式选择信号的信号特征，这里的信号特征可以指电平或者频率，而频率检测模块200通过检测其中一路模式选择信号的频率范围，当检测的模式选择信号的频率范围在预设的频率范围之内，则根据模式选择信号的信号特征控制模式检测模块输出相应的控制信号，通过控制信号控制mcu进入不同的启动模式，通过电平和频率结合检测得方式就能够解决现有技术中只通过检测io口信号电平从而决定mcu进入哪种工作模式容易出错，判断不稳定，安全性不高的问题。
34.图2为本实用新型第二实施例的电路的模块示意框图，包括：
35.嵌入式闪存模块300，嵌入式闪存模块300的一端与模式检测模块100双向连接，用
于生成控制信号，控制信号包括第一控制信号、第二控制信号与第三控制信号，通过控制信号可以控制模式检测模块输出的模式控制信号；
36.如图2所示，具体的，第一模式选择信号和第二模式选择信号是用于模式选择的信号，用户在上电时通过对模式选择信号端口施加不同地电平或者方波从而进入不同的启动模式。
37.如图3所示，图3为本实用新型第三实施例的电路的模块示意框图，嵌入式闪存模块300包括：
38.嵌入式闪存控制模块310，与模式检测模块100双向连接，包括第一控制信号端、第二控制信号端与第三控制信号端；
39.嵌入式闪存320，与嵌入式闪存控制模块310双向连接。
40.其中一个具体的实施例，嵌入式闪存控制模块310控制mcu内部的eflash的读、写、擦动作，在mcu上电时，该模块会自动读取eflash nvr区域指定地址的内容，根据读取到的内容反馈给模式检测模块100，指导模式检测模块100采用哪种模式判断方式。
41.在一些具体的实施例中，模式检测模块100包括：第一模式选择信号端、第二模式选择信号端及第三模式选择信号端，分别用于接收第一模式选择信号、第二模式选择信号及第三模式选择信号，其中，第三模式选择信号端与频率检测模块200连接。
42.具体的，三个模式选择信号中，其中第一模式选择信号为总开关，且内部默认下拉，当外部给第一模式选择信号施加高电平时，第二模式选择信号和第三模式选择信号的电平组合决定进入哪种启动模式，其中一个具体的实施例中总共有4种组合。需要说明的是，在高安全模式下，第三模式选择信号不再以电平作为模式进入的判断依据，而是要输入一定频率阈值范围的方波，才能进入特定的模式。
43.如图4，图4为本实用新型第四实施例的电路的模块示意框图，其中，模式检测模块100还包括：
44.第一模式选择单元110，第一模式选择单元110的第一输入端与第二模式选择信号端连接，第二输入端与第三模式选择信号端连接，第一模式选择单元110通过对第一模式选择信号和第二模式选择信号的组合进行判断并输出四种组合状态；
45.第二模式选择单元120，第二模式选择单元120的第一输入端与第一模式选择单元110连接，第二输入端与第一模式选择信号端连接，第一模式选择信号端可以看作是第二模式选择单元120的总开关，当第一模式选择信号为失效状态时，第二模式选择单元输出信号均为失效信号；
46.第三模式选择单元130，第三模式选择单元130的第一输入端与第二模式选择单元120连接，第二输入端与嵌入式闪存控制模块310的第二控制信号端连接，第三输入端与嵌入式闪存控制模块310的第三控制信号端连接，第二控制信号和第三控制信号通过控制第三模式选择单元130的信号输出，决定mcu最终进入哪种启动模式；
47.数据选择单元140，数据选择单元140的第一输入端与第三模式选择信号端连接，第二输入端与频率检测模块200连接，控制端与嵌入式闪存控制模块310的第一控制信号端连接，第一控制信号用于控制数据选择单元140选择哪一路输入为自己的输出信号，在一个具体的实施例之中，当第一控制信号为高电平时，数据选择单元选择频率检测模块的输出信号，作为自己的输出信号，当第一控制信号为低电平时，数据选择单元选择第三模式选择
信号作为自己的输出信号，可以理解的是，第一控制信号、第二控制信号与第三控制信号是由嵌入式闪存控制模块310输出的。
48.如图5，图5为本实用新型第五实施例的电路示意图，其中，第一模式选择单元110包括：
49.第一反相器111，第一反相器111的输入端与第二模式选择信号端连接；
50.第二反相器112，第二反相器112的输入端与第三模式选择信号端连接；
51.第三反相器113，第三反相器113的输入端与第二模式选择信号端连接；
52.第四反相器114，第四反相器114的输入端与第三模式选择信号端连接；
53.第一与门115，第一与门115的第一输入端与第一反相器111的输出端连接，第二输入端与第二反相器112的输出端连接；
54.第二与门116，第二与门116的第一输入端与第三反相器113的输出端连接，第二输入端与第三模式选择信号端连接；
55.第三与门117，第三与门117的第一输入端与第四反相器114的输出端连接，第二输入端与第二模式选择信号端连接；
56.第四与门118，第四与门118的第一输入端与数据选择单元140的输出端连接，第二输入端与第二模式选择信号端连接。
57.第二模式选择单元120包括：
58.第五与门121，第五与门121的第一输入端与第一模式选择信号端连接，第二输入端与第一与门115的输出端连接；
59.第六与门122，第六与门122的第一输入端与第一模式选择信号端连接，第二输入端与第二与门116的输出端连接；
60.第七与门123，第七与门123的第一输入端与第一模式选择信号端连接，第二输入端与第三与门117的输出端连接；
61.第八与门124，第八与门124的第一输入端与第一模式选择信号端连接，第二输入端与第四与门118的输出端连接。
62.第三模式选择单元130包括：
63.第九与门131，第九与门131的第一输入端与第五与门121的输出端连接，第二输入端与第二控制信号端连接；
64.第十与门132，第十与门132的第一输入端与第六与门122的输出端连接，第二输入端与第二控制信号端连接；
65.第十一与门133，第十一与门133的第一输入端与第七与门123的输出端连接，第二输入端与第二控制信号端连接；
66.第十二与门134，第十二与门134的第一输入端与第八与门124的输出端连接，第二输入端与第三控制信号端连接。
67.本实用新型的模式控制电路状态表如表1中所示，表1中详细的列出了各个控制信号和各个模式选择信号的信号状态与第一模式、第二模式、第三模式和第四模式之间的逻辑关系，可以看出，当第一模式选择信号为0时，第一模式、第二模式、第三模式和第四模式均为失效状态，此时，mcu将进入正常启动模式，将不会进入特殊工作模式中。通过模式控制电路状态表能够清楚的获得在mcu进入特定的工作模式，各个控制信号和各个模式选择信
号的输入状态。
68.表1模式控制电路状态表
[0069][0070]
图5中，第一模式选择信号、第二模式选择信号和第三模式选择信号的电平状态由外部io施加电压决定，由图种可以看出第一模式选择信号是所有模式的总开关，只有第一模式选择信号为1，才可能进入各种特殊启动模式。其中，第一控制信号信号决定第四模式是通过判断第三模式选择信号的电平还是检测翻转频率有效，当第一控制信号为1时，第三模式选择信号需要灌入预设频率阈值范围的方波才能进入第四模式，增加了进入模式的难度，即高安全模式。第二控制信号为第一模式、第二模式和第三模式的模式控制开关，可以在量产测试完毕后全部关闭，杜绝误入测试模式的机会。第三控制信号是第四模式的单独开关，通常第四模式是一种特殊的擦写模式，这种模式在量产完毕后有可能需要保留，但是只能允许在客户确实需要进入该模式时才能进入，因此该模式有单独开关。即使该模式保留，由于前面可以选择高安全模式，所以该模式通道打开时也不是轻易能够进入的。
[0071]
图6是本实用新型第六实施例的电路的模块示意框图，包括：
[0072]
模式检测模块100，模式检测模块100包括至少两路模式选择信号端，用于接收模式选择信号；
[0073]
频率检测模块200，频率检测模块200的输入端与其中一路模式选择信号端连接，输出端与模式检测模块100连接，用于检测模式选择信号的频率；
[0074]
嵌入式闪存控制模块310，与模式检测模块100双向连接，包括第一控制信号端、第二控制信号端与第三控制信号端；
[0075]
嵌入式闪存320，与嵌入式闪存控制模块310双向连接；
[0076]
时钟管理模块500，输入端与模式检测模块100连接；
[0077]
复位管理模块600，输入端与模式检测模块100连接。
[0078]
本方案在同时兼顾了在测试阶段通过改变io的电平组合就能够进入不同模式的便捷性，又能够在量产测试完毕后选择完全关闭进入测试模式的通道，或者不关闭，采用提高进入模式的难度这种方法，保证了mcu特定启动模式的安全性。因此，用户在使用过程种可以灵活的选择模式通道的开关，以及进入模式的方式，极大地满足了芯片测试人员和芯片方案开发人员的不同需求。
[0079]
本实用新型还包括方法的实施例，方法包括以下步骤：
[0080]
模式检测模块100接收至少2路模式选择信号与至少1路控制信号；
[0081]
模式检测模块100根据控制信号的电平与模式选择信号的电平或频率，输出模式控制信号；
[0082]
mcu根据模式控制信号进入不同的启动模式。
[0083]
需要说明的是，模式检测模块100通过接收并检测至少2路模式选择信号与至少1路控制信号的信号特征，这里的信号特征可以指电平或者频率，根据控制信号的电平与模式选择信号的电平或频率，输出模式控制信号，根据模式控制信号控制mcu进入不同的启动模式，能够解决现有技术中只通过检测io口信号电平从而决定mcu进入哪种工作模式容易出错，判断不稳定，安全性不高的问题。
[0084]
方法得实施例中还包括：
[0085]
嵌入式闪存控制模块310读取eflash nvr预设区域数据，并将数据发送至模式检测模块100；
[0086]
模式检测模块100根据数据及模式选择信号，发送相应指令至时钟管理模块500、嵌入式闪存控制模块310及复位管理模块600。
[0087]
具体的，嵌入式闪存控制模块310模块用于控制mcu内部的eflash读、写、擦动作，上电时，该模块会自动读取eflash nvr区域指定地址的内容，根据读取到的内容反馈给模式检测模块100，模式检测模块100根据模式选择信号的电平状态以及控制信号决定进入哪种启动模式，并且把相应的模式标志信号输出到芯片内部的时钟管理模块500、嵌入式闪存控制模块310及复位管理模块600等。
[0088]
本实用新型一个具体的实施例，若第一模式选择信号为低电平信号，则输出控制mcu进入正常启动工作模式控制信号；
[0089]
若第一控制信号为高电平信号，则判断第三模式选择信号的输入信号频率是否在预设范围内，若第三模式选择信号的输入信号频率在预设范围内，且第二模式选择信号与第三控制信号均为高电平信号，则输出控制mcu进入特殊擦写工作模式控制信号。
[0090]
其他的控制信号输出状态可以参照本实用新型的表1中的信号状态表。
[0091]
本实用新型的实施例中还存在一种mcu，包括mcu模式控制电路，mcu在启动时根据mcu模式控制方法进入相应的启动模式，其中相应的启动模式包括但不限于特殊擦写模式，量产模式，闪存测试模式，其中，闪存测试模式包括对闪存的读，写和擦除测试。
[0092]
通过本实用新型，保留了通过电平组合判断进入模式的方式，同时又增加了通过判断方波频率范围进入模式的功能，提高模式控制的安全性。整个功能没有带来太大的资源开销，但是却达到了很好同时能满足测试人员和方案开发人员不同需求的效果。
[0093]
需要进一步说明的是，如果不增加检测方波的选项，那么芯片使用过程种误入模式的概率较大。如果专门增加进入模式的难度，又会降低测试人员的测试效率，因为测试过程中希望能够灵活的切换不同模式。因此，本实用新型用最小的代价实现了不同场景下模式判断区别对待，能够很好的满足不同场景下的需求。
[0094]
尽管本文描述了具体实施方案，但是本领域中的普通技术人员将认识到，许多其它修改或另选的实施方案同样处于本公开的范围内。例如，结合特定设备或组件描述的功能和/或处理能力中的任一项可以由任何其它设备或部件来执行。另外，虽然已根据本公开的实施方案描述了各种例示性具体实施和架构，但是本领域中的普通技术人员将认识到，
对本文所述的例示性具体实施和架构的许多其它修改也处于本公开的范围内。
[0095]
上面结合附图对本实用新型实施例作了详细说明，但是本实用新型不限于上述实施例，在所属技术领域普通技术人员所具备的知识范围内，还可以在不脱离本实用新型宗旨的前提下作出各种变化。