CN103235920A - 一种可编程逻辑器件及其操作权限控制方法 - Google Patents

Abstract

本发明公开提供了一种可编程逻辑器件及其操作权限控制方法。该可编程逻辑器件包括：密钥逻辑单元以及存储单元。密钥逻辑单元比较由单片机发出的第一密钥权限信号与预先存储的第二密钥权限信号是否一致，若比较结果一致，则向存储单元发送允许操作信号；否则，发送禁止操作信号。存储单元根据接收的允许操作信号或禁止操作信号，开启或关闭单片机对存储单元的操作权限。由以上可知：当存储单元的操作权限处于关闭状态时，存储单元禁止单片机对其进行操作，这样，当单片机自身程序发生错误或局部总线受到外界干扰而对存储单元进行操作时，该单片机不能开启存储单元的操作权限，从而减少了单片机对可编程逻辑器件中存储单元的误操作的情况。

Description

一种可编程逻辑器件及其操作权限控制方法

技术领域

本发明涉及微电子领域，更具体的说是涉及一种可编程逻辑器件及其操作权限控制方法。

背景技术

可编程逻辑器件（即PLD）广泛应用于微电子领域。它可完成许多数字器件的功能，比如：高新能的中央处理器和简单的与非门电路。

可编程逻辑器件内部有丰富的存储资源，通常人们将可编程逻辑器件通过单片机总线与单片机相连，以作为单片机的外部存储器。当可编程逻辑器件作为单片机的外部存储器时，可以在可编程逻辑器件内部编写相应的局部总线和片选信号译码逻辑，从而实现单片机对可编程逻辑器件的读或写操作。

但是，单片机对可编程逻辑器件中的存储单元进行操作时，常常因为单片机自身的运行程序发生错误或局部总线受到干扰，导致单片机对可编程逻辑器件中的存储单元进行误操作，从而导致可编程逻辑器件内部存储的数据发生错误。

发明内容

有鉴于此，本发明提供一种可编程逻辑器件及其操作权限控制方法，以在单片机程序发生错误或局部总线受到干扰时，减少单片机对可编程逻辑器件的误操作情况。

为实现上述目的，本发明提供如下技术方案：

一种可编程逻辑器件，所述可编程逻辑器件包括：密钥逻辑单元以及与所述密钥逻辑单元相连的存储单元；

所述密钥逻辑单元，用于比较由单片机发出的第一密钥权限信号与预先存储的第二密钥权限信号是否一致，若比较结果一致，则向所述存储单元发送允许操作信号，若比较结果不一致，则向所述存储单元发送禁止操作信号；

所述存储单元，用于根据所述密钥逻辑单元发送的允许操作信号或禁止操作信号，开启或关闭所述单片机对所述存储单元的操作权限。

优选的，所述可编程逻辑器件还包括：与所述存储单元相连的接口逻辑单元；

其中，所述接口逻辑单元，用于当所述存储单元开启所述操作权限时，所述接口逻辑单元接收单片机发出的第一操作信号，并对所述第一操作信号进行译码，输出所述存储单元可识别的第二操作信号；

所述存储单元，用于在开启所述操作权限时，根据所述第二操作信号进行相应的操作。

优选的，所述接口逻辑单元与所述密钥逻辑单元相连；

其中，所述接口逻辑单元，用于接收所述单片机发出的所述第一密钥权限信号，并将所述第一密钥权限信号发送至所述密钥逻辑单元。

优选的，所述第一操作信号包括：读操作信号或写操作信号。

优选的，所述第二操作信号包括：读操作信号或写操作信号。

优选的，所述读操作信号包括：片选信号、地址信号和读使能信号；

所述片选信号，用于选中所述可编程逻辑器件的存储单元；

所述地址信号，用于传输读操作对应的所述存储单元的地址；

所述读使能信号，用于表示对所述存储单元进行读操作。

优选的，所述写操作信号包括：片选信号、地址信号、写使能信号以及数据信号；

所述片选信号，用于选中所述可编程逻辑器件的存储单元；

所述地址信号，用于传输写操作对应的所述存储单元的地址；

所述写使能信号，用于表示对所述存储单元进行写操作；

所述数据信号包含需要写入所述存储单元的数据。

优选的，所述可编程逻辑器件包含密钥逻辑单元和存储单元，所述方法包括：

所述密钥逻辑单元接收由单片机发出的第一密钥权限信号，并比较所述第一密钥权限信号与预先存储的第二密钥权限信号是否一致；

当所述密钥逻辑单元确定所述第一密钥权限信号与所述第二密钥权限信号一致时，向所述存储单元发送允许操作信号；

当所述密钥逻辑单元确定所述第一密钥权限信号与所述第二密钥权限信号不一致时，向所述存储单元发送禁止操作信号；

所述存储单元接收所述允许操作信号或所述禁止操作信号，并根据所述允许操作信号或所述禁止操作信号，开启或关闭所述单片机对所述存储单元的操作权限。

优选的，所述可编程逻辑器件还包括：与所述存储单元相连的接口逻辑单元；

当开启对所述存储单元的操作权限时，所述接口逻辑单元接收所述单片机发出的第一操作信号，并对所述第一操作信号进行译码，输出所述存储单元可识别的第二操作信号；

所述存储单元根据所述第二操作信号进行相应的操作。

经由上述的技术方案可知，与现有技术相比，本发明公开提供了一种可编程逻辑器件及其操作权限控制方法。本发明中的可编程逻辑器件包括：密钥逻辑单元以及与密钥逻辑单元相连的存储单元。密钥逻辑单元比较由单片机发出的第一密钥权限信号与预先存储的第二密钥权限信号是否一致，若比较结果一致，则向存储单元发送允许操作信号；否则，发送禁止操作信号。存储单元根据接收的允许操作信号或禁止操作信号，开启或关闭单片机对存储单元的操作权限。由以上可知：当存储单元的操作权限处于关闭状态时，存储单元禁止单片机对其进行操作，这样，当单片机自身程序发生错误或局部总线受到外界干扰而对存储单元进行操作时，该单片机不能开启存储单元的操作权限，进而存储单元禁止该单片机对其进行操作，从而减少了单片机对可编程逻辑器件中存储单元的误操作的情况。

附图说明

为了更清楚地说明本发明实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本发明的实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据提供的附图获得其他的附图。

图1示出了本发明一种可编程逻辑器件一个实施例的结构示意图；

图2示出了本发明一种可编程逻辑器件另一个实施例的结构示意图；

图3示出了本发明一种可编程逻辑器件另一个实施例的结构示意图；

图4示出了本发明一种可编程逻辑器件的操作权限控制方法一个实施例的流程示意图；

图5示出了本发明一种可编程逻辑器件的操作权限控制方法另一个实施例的流程示意图。

具体实施方式

下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。

参见图1，示出了本发明一种可编程逻辑器件一个实施例的结构示意图。在本实施例中，该可编程逻辑器件包括：密钥逻辑单元1以及与该密钥逻辑单元1相连的存储单元2。

其中，密钥逻辑单元1，用于比较由单片机发出的第一密钥权限信号与预先存储的第二密钥权限信号是否一致。当密钥逻辑单元1确定该第一密钥权限信号与第二密钥权限信号一致时，则向存储单元2发送允许操作信号；当密钥逻辑单元1确定该第一密钥逻辑信号与第二密钥逻辑信号不一致时，则向存储单元2发送禁止操作信号。

存储单元2接收密钥逻辑单元1发送的允许操作信号或禁止操作信号，并根据该允许操作信号或禁止操作信号，开启或关闭单片机对存储单元2的操作权限。

具体的，当该存储单元2接收密钥逻辑单元1发送的允许操作信号时，存储单元2根据该允许操作信号，开启单片机对存储单元2的操作权限。

当存储单元2接收密钥逻辑单元1发送的禁止操作信号时，存储单元2根据该禁止操作信号，关闭单片机对存储单元2的操作权限。

其中，单片机对存储单元2的操作权限包括：单片机对存储单元2的写操作权限和读操作权限。该写操作权限是指向单片机对该存储单元内存储数据进行改写或者是向存储单元中存储数据的权限，而读操作权限则是指单片机对该存储单元内存储的数据的读取权限。

在本实施例中，第一密钥权限信号和第二密钥权限信号的形式可以多样化。

在上述的实施例中，当存储单元的操作权限处于开启状态时，存储单元允许单片机对其进行操作，当存储单元的操作权限处于关闭状态时，存储单元禁止单片机对其进行操作。当单片机自身程序发生错误或局部总线受到外界干扰而直接对存储单元进行操作时，由于该单片机不能开启存储单元的操作权限，因而存储单元禁止该单片机对其进行操作，从而减少了单片机对可编程逻辑器件中存储单元的误操作的情况。

在实际应用中，可编程逻辑器件常常需要对单片机发出的指令进行译码，以编译出可编程逻辑器件中存储单元2可识别的操作指令，因此本发明进一步还公开了另一个实施例。参见图2，示出了本发明一种可编程逻辑器件另一个实施例的结构示意图。与上一个实施例不同的是，在本实施例中，该可编程逻辑器件还包括：与存储单元2相连的接口逻辑单元3。

该接口逻辑单元3通过单片机局部总线与单片机相连。当存储单元2开启单片机对其进行操作的操作权限时，该接口逻辑单元3接收单片机发送的第一操作信号，并对第一操作信号进行译码，编译出存储单元2可识别的第二操作信号。存储单元2接收第二操作信号，并根据该第二操作信号进行相应的操作。其中，该第一操作信号和第二操作信号只是为了区分该操作信号是否可被存储单元2识别。

其中，单片机对可编程逻辑器件的存储单元2的操作可为多种操作类型，比如：读操作和写操作。

当单片机对可编程逻辑器件的存储单元2进行读操作时，该第一操作信号为读操作信号，相应的第二操作信号为可编程逻辑器件中存储单元2可识别的读操作信号。该读操作信号包括：用于选中可编程逻辑器件存储单元2的片选信号、用于传输读操作对应的存储单元2地址的地址信号以及用于表示对存储单元进行读操作的读使能信号。

当单片机对可编程逻辑器件的存储单元2进行写操作时，该第一操作信号为写操作信号，相应的第二操作信号为可编程逻辑器件中存储单元2可识别的写操作信号。该写操作信号包括：用于选中可编程逻辑器件存储单元2的片选信号、用于传输该写操作对应的存储单元2地址的地址信号、用于表示对存储单元进行写操作的写使能信号以及需要写入该存储单元2的数据信号。

下面以单片机对存储单元2进行读操作为例具体进行说明。

密钥逻辑单元1接收单片机发出的第一密钥权限信号，并比较第一密钥权限信号与密钥逻辑单元1中预先存储的第二密钥权限信号是否一致。若密钥逻辑单元2确定该第一密钥权限信号与该第二密钥权限信号一致，则向与密钥逻辑单元1相连的存储单元2发送允许操作信号；若密钥逻辑单元1确定该第一密钥权限信号与该第二密钥权限信号不一致，则向与密钥逻辑单元1相连的存储单元2发送禁止操作信号。

存储单元2接收密钥逻辑单元1发送的允许操作信号或禁止操作信号，并根据该允许操作信号或禁止操作信号，开启或关闭单片机对存储单元的操作权限。

当存储单元2开启操作权限即存储单元2允许单片机对其进行操作时，通过单片机总线与单片机相连的接口逻辑单元3，接收单片机发送的第一操作信号。该第一操作信号包括：用于选中可编程逻辑器件存储单元2的片选信号、用于传输该读操作对应的存储单元2地址的地址信号以及用于表示对存储单元2进行读操作的读使能信号。接口逻辑单元对上述的片选信号、地址信号和读使能信号进行译码，编译出可编程逻辑器件的存储单元2可识别的片选信号、地址信号和读使能信号。存储单元2根据上述信号对存储的数据进行读操作。

在上一个实施例中，该密钥逻辑单元1和接口逻辑单元3分别通过单片机总线与单片机相连。密钥逻辑单元1接收单片机发送的第一密钥权限信号，接口逻辑单元3接收单片机发送的第一操作信号。

进一步，为了尽可能的较少占用单片机接口资源，在设置该可编程逻辑器件时，接口逻辑单元3还可以与密钥逻辑单元1相连，参见图3，示出了本发明一种可编程逻辑器件另一个实施例的结构示意图。

在本实施例中，接口逻辑单元3接收单片机4发送的第一密钥权限信号和第一操作信号，并将该第一密钥权限信号发送至密钥逻辑单元2，而不是由单片机4直接将第一密钥权限信号发送至密钥逻辑单元2中，因而节省了对单片机接口的占用。

另外，在本实施例中存储单元2内部设置有逻辑与门电路21和存储器22，该逻辑与门电路21的输入端分别于接口逻辑单元3和密钥逻辑单元1相连，输出端与存储器22的读写使能端相连。

在本实施例中接口逻辑单元3向存储单元2发送的第二操作信号以及密钥逻辑单元1向存储单元发送的允许操作信号或禁止操作信号采用高低电平来表示，比如：第二操作信号为高电平信号、允许操作信号为高电平信号和禁止操作信号为低电平信号。

存储单元2将接口逻辑单元3发送的第二操作信号与密钥逻辑单元1发送的允许操作信号或禁止操作信号，经过逻辑与门电路21处理后传送至存储器22读写使能端，其中，该读写使能端为高电平有效。

当密钥逻辑单元1发送允许操作信号，接口逻辑单元3发送第二操作信号至存储单元2时，经过存储单元2内部逻辑与门21后，存储器22的读写使能端为高电平，此时存储器22允许单片机对其进行操作。

当密钥逻辑单元1发送禁止操作信号，接口逻辑单元3发送第二操作信号至存储单元2时，经过存储单元2内部逻辑与门电路21后，存储单元22的读写使能端为低电平，此时存储器22禁止进行与该第二操作信号对应的读或写操作，从而禁止了单片机对存储单元的读或写操作。

在上述的实施例中，仅仅公开了一种通过密钥实现控制可编程逻辑器件存储单元2操作权限的具体方式，本发明采用高电平作为存储器22的读写使能端的有效信号，但本领域的技术人员也可采用低电平作为存储单元22的读写使能端的有效信号。

同时，本发明除了采用逻辑与门电路，也可采用其他逻辑门电路实现对存储单元2操作权限的控制。

基于以上的可编程逻辑器件，本发明还提供了一种可编程逻辑器件操作权限控制方法，参见图4，示出了本发明一种可编程逻辑器件的操作权限控制方法一个实施例的流程示意图。该方法包括以下步骤：

401：密钥逻辑单元接收由单片机发出的第一密钥权限信号，并比较第一密钥权限信号与预先存储的第二密钥权限信号是否一致。

其中，该第二密钥权限信号预先存储在可编程逻辑器件密钥逻辑单元中，其可以设置为固定的密钥权限信号，也可是由本领域的技术人员临时写入的密钥权限信号。

402：当密钥逻辑单元确定第一密钥权限信号与第二密钥权限信号一致时，则向存储单元发送允许操作信号。

当单片机需要对存储单元进行操作时，单片机向密钥逻辑单元发出的与密钥逻辑单元预先存储的第二密钥权限信号一致的第一密钥逻辑信号，从而密钥逻辑单元向存储单元发出允许操作信号，以便存储单元接收允许操作信号，进而执行后续步骤404的操作。

403：当密钥逻辑单元确定第一密钥权限信号与第二密钥权限信号不一致时，则向存储单元发送禁止操作信号。

当单片机对存储单元完成相应的操作后，单片机再次向密钥逻辑单元发送第一密钥权限信号，而此时单片机发送的第一密钥权限信号与密钥逻辑单元预先存储的第二密钥权限信号不一致，从而密钥逻辑单元向存储单元发送禁止操作信号，进而执行标步骤405。

404：当存储单元接收到允许操作信号时，存储单元根据允许操作信号，开启单片机对存储单元的操作权限。

存储单元开启操作权限后，可允许单片机对其进行相应的读写操作。

405：当存储单元接收到禁止操作信号，存储单元根据该禁止操作信号，关闭单片机对存储单元的操作权限。

由上述的步骤可知：当存储单元的操作权限处于开启状态时，存储单元允许单片机对其进行操作，当存储单元的操作权限处于关闭状态时，存储单元禁止单片机对其进行操作。当单片机自身程序发生错误或局部总线受到外界干扰而直接对存储单元进行操作时，由于该单片机不能开启存储单元的操作权限，因而存储单元禁止该单片机对其进行操作，从而减少了单片机对可编程逻辑器件中存储单元的误操作的情况。

为了可编程逻辑器件能够识别出单片机发出的操作信号，以根据单片机发出的操作信息完成单片机对存储单元所进行的读或写操作，该可编程逻辑器件还需要对单片机发出的操作信号进行译码，以编译出该可编程逻辑器件的存储单元可识别的操作信号，相应的，本发明还提供了一种可编程逻辑器件操作权限控制方法，在该方法中，该可编程逻辑器件还包括：与存储单元相连的接口逻辑单元。参见图5，示出了本发明一种可编程逻辑器件的操作权限控制方法另一个实施例的流程示意图。本实施例的方法包括：

501：密钥逻辑单元接收由单片机发出的第一密钥权限信号，并比较第一密钥权限信号与预先存储的第二密钥权限信号是否一致。

其中，该第二密钥权限信号预先存储在可编程逻辑器件密钥逻辑单元中，其可以设置为固定密钥权限信号，也可是由本领域的技术人员临时写入的密钥权限信号，在实际操作中由于接口逻辑单元直接与单片机相连，单片机先将第一密钥逻辑信号发送至接口逻辑单元，再由接口逻辑单元发送至密钥逻辑单元。

502：当密钥逻辑单元确定第一密钥权限信号与第二密钥权限信号一致时，则向存储单元发送允许操作信号。

当单片机需要对存储单元进行操作时，单片机向密钥逻辑单元发出的与密钥逻辑单元预先存储的第二密钥权限信号一致的第一密钥逻辑信号，从而密钥逻辑单元向存储单元发出允许操作信号，以便存储单元接收允许操作信号，进而执行后续步骤504的操作。

503：当密钥逻辑单元确定第一密钥权限信号与第二密钥权限信号不一致时，则向存储单元发送禁止操作信号。

当单片机对存储单元完成相应的操作后，单片机再次向密钥逻辑单元发送第一密钥权限信号，而此时单片机发送的第一密钥权限信号与密钥逻辑单元预先存储的第二密钥权限信号不一致，从而密钥逻辑单元向存储单元发送禁止操作信号，进而执行标步骤505。

504：当存储单元接收到允许操作信号时，存储单元根据允许操作信号，开启单片机对存储单元的操作权限。

当存储单元开启操作权限时，单片机对存储单元中的数据进行操作，执行步骤506。

505：当存储单元接收到禁止操作信号时，存储单元根据该禁止操作信号，关闭单片机对存储单元的操作权限。

存储单元关闭单片机对存储单元的操作权限，当进行下次操作时，需要再次向密钥逻辑单元输入与第二密钥权限信号一致第一密钥逻辑信号，只有当第一密钥逻辑信号与第二密钥逻辑信号一致时，该操作权限才会再一次打开。

506：当存储单元开启单片机对存储单元的操作权限时，接口逻辑单元接收单片机发出的第一操作信号，并对第一操作信号进行译码，输出存储单元可识别的第二操作信号。

其中，当单片机对可编程逻辑器件的存储单元进行读操作时，该第一操作信号为读操作信号，相应的第二操作信号为可编程逻辑器件中存储单元可识别的读操作信号。

当单片机对可编程逻辑器件的存储单元进行写操作时，该第一操作信号为写操作信号，相应的第二操作信号为可编程逻辑器件中存储单元可识别的写操作信号。

507：存储单元根据第二操作信号进行相应的操作。

当第二操作信号为写操作时，存储单元将第二操作信号所包含的所要写入的数据，写入与第二信号相应的地址单元中。

当第二操作信号为读操作时，存储单元读取与第二操作信号相应的地址单元中的数据，并将该数据发送至单片机。

本说明书中各个实施例采用递进的方式描述，每个实施例重点说明的都是与其他实施例的不同之处，各个实施例之间相同相似部分互相参见即可。

对所公开的实施例的上述说明，使本领域专业技术人员能够实现或使用本发明。对这些实施例的多种修改对本领域的专业技术人员来说将是显而易见的，本文中所定义的一般原理可以在不脱离本发明的精神或范围的情况下，在其它实施例中实现。因此，本发明将不会被限制于本文所示的这些实施例，而是要符合与本文所公开的原理和新颖特点相一致的最宽的范围。

Claims (9)

1.一种可编程逻辑器件，其特征在于，所述可编程逻辑器件包括：密钥逻辑单元以及与所述密钥逻辑单元相连的存储单元；

所述密钥逻辑单元，用于比较由单片机发出的第一密钥权限信号与预先存储的第二密钥权限信号是否一致，若比较结果一致，则向所述存储单元发送允许操作信号，若比较结果不一致，则向所述存储单元发送禁止操作信号；

所述存储单元，用于根据所述密钥逻辑单元发送的允许操作信号或禁止操作信号，开启或关闭所述单片机对所述存储单元的操作权限。

2.根据权利要求1所述的可编程逻辑器件，其特征在于，所述可编程逻辑器件还包括：与所述存储单元相连的接口逻辑单元；

其中，所述接口逻辑单元，用于当所述存储单元开启所述操作权限时，所述接口逻辑单元接收单片机发出的第一操作信号，并对所述第一操作信号进行译码，输出所述存储单元可识别的第二操作信号；

所述存储单元，用于在开启所述操作权限时，根据所述第二操作信号进行相应的操作。

3.根据权利要求2所述的可编程逻辑器件，其特征在于，所述接口逻辑单元与所述密钥逻辑单元相连；

其中，所述接口逻辑单元，用于接收所述单片机发出的所述第一密钥权限信号，并将所述第一密钥权限信号发送至所述密钥逻辑单元。

4.根据权利要求1所述的可编程逻辑器件，其特征在于，所述第一操作信号包括：读操作信号或写操作信号。

5.根据权利要求1所述的可编程逻辑器件，其特征在于，所述第二操作信号包括：读操作信号或写操作信号。

6.根据权利要求4或5所述的可编程逻辑器件，其特征在于，所述读操作信号包括：片选信号、地址信号和读使能信号；

所述片选信号，用于选中所述可编程逻辑器件的存储单元；

所述地址信号，用于传输读操作对应的所述存储单元的地址；

所述读使能信号，用于表示对所述存储单元进行读操作。

7.根据权利要求4或5所述的可编程逻辑器件，其特征在于，所述写操作信号包括：片选信号、地址信号、写使能信号以及数据信号；

所述片选信号，用于选中所述可编程逻辑器件的存储单元；

所述地址信号，用于传输写操作对应的所述存储单元的地址；

所述写使能信号，用于表示对所述存储单元进行写操作；

所述数据信号包含需要写入所述存储单元的数据。

8.一种可编程逻辑器件的操作权限控制方法，其特征在于，所述可编程逻辑器件包含密钥逻辑单元和存储单元，所述方法包括：

所述密钥逻辑单元接收由单片机发出的第一密钥权限信号，并比较所述第一密钥权限信号与预先存储的第二密钥权限信号是否一致；

当所述密钥逻辑单元确定所述第一密钥权限信号与所述第二密钥权限信号一致时，向所述存储单元发送允许操作信号；

当所述密钥逻辑单元确定所述第一密钥权限信号与所述第二密钥权限信号不一致时，向所述存储单元发送禁止操作信号；

所述存储单元接收所述允许操作信号或所述禁止操作信号，并根据所述允许操作信号或所述禁止操作信号，开启或关闭所述单片机对所述存储单元的操作权限。

9.根据权利要求8所述的方法，其特征在于，所述可编程逻辑器件还包括：与所述存储单元相连的接口逻辑单元；

当开启对所述存储单元的操作权限时，所述接口逻辑单元接收所述单片机发出的第一操作信号，并对所述第一操作信号进行译码，输出所述存储单元可识别的第二操作信号；

所述存储单元根据所述第二操作信号进行相应的操作。

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