一种芯片封接后自适应通信方法及基于其的芯片通信系统

技术领域

本发明涉及多芯片集成封装技术领域，具体涉及一种芯片封接后自适应通信方法及基于其的芯片通信系统。

背景技术

在集成芯片中，需要将多个小芯片集成在一整块集成芯片中，整块集成芯片主要涉及到两种技术：第一、物理位置关系技术（即是：小芯片与小芯片之间的物理位置关系）；第二、信息通信技术（即是：芯片与芯片之间的通信）。通过这两方面的技术的创新发明，来达到加工后得到的整块芯片既能实现其功能，又能达到体积小等要求，继而满足现代化集成芯片生产要求。下面我们会对上述两方面技术进行进一步的阐述。

芯片与芯片之间的通信：每一芯片均包括：总线控制层、数字物理层以及模拟接口层，两芯片相互同时通信时模拟接口层承担着重要的任务，模拟接口层设置有TX脚和RX脚，TX脚和RX脚之间实现了数据信号、时钟信号传输等任务。如图1所示（图1至图5所中，芯片上面的圈圈表示芯片的启点），值得注意的是：第一、只有当TX脚和RX脚连接后，才能实现芯片与芯片之间的相互通信；第二、芯片与芯片通信连接时，可能是多对TX脚和RX脚的连接；第三、TX脚和RX脚有极性，也就是分为正极P和负极N。

芯片与芯片之间的物理位置关系：芯片与芯片之间的物理位置关系有多种，可以是“水平并列式”（如图2所示）；也可以是“重叠式”（图4所示）；……等等，芯片与芯片之间的物理位置关系会直接有以下影响：加工出来的整块芯片的大小、有加工难度、芯片内部的布线等等。图3这种“重叠式”，在芯片制作过程中是不允许的，因为布线需要穿过两芯片之间间隙。

为了实现大规模生产，需要生产如图5所示的多个芯片（例如：芯片a和芯片b），当在生产过程中，需要将芯片a和芯片b“重叠式”布置在一起，芯片a与芯片b通信连接形成芯片通信系统，芯片a的TX脚与芯片b的TX脚正对连接，芯片a的RX脚与芯片b的RX脚正对连接，其他脚也正对，为了方便布线，需要将芯片a的TX脚与芯片b的TX脚连接、芯片a的RX脚与芯片b的RX脚连接，在芯片a以及芯片b内部自定义程序固定的情况下，也就是芯片a的TX脚和RX脚是固定的，因此上述连接时不能实现芯片a与芯片b的通信连接的。

综上所述，为了满足需要，在实现大规模生产芯片的情况下，不能满足不同封装堆叠方式下的芯片连接通信要求（即是：在满足物理位置关系上不同封装堆叠方式的时候极有可能不能实现芯片通信）。

发明内容

本发明要提供一种芯片封接后自适应通信方法及基于其的芯片通信系统，解决现有技术中不能满足不同封装堆叠方式下的芯片连接通信要求的问题。

为实现上述目的，本发明采用了如下的技术方案：

本发明首先公开了一种芯片封接后自适应通信方法，基于每块芯片的RESET引脚在芯片中部、且每块芯片中RX引脚与TX引脚对称分布在RESET引脚两侧的前提下，包括如下步骤：

S1、将两相互通信的芯片上电；

S2、对两相互通信的芯片进行复位和驱动；

S3、通过序列号将两相互通信的芯片分为芯片a和第二芯片b；

S4、芯片a和芯片b各自执行自己的工作：

芯片a执行的工作为：发起通过TX脚向芯片b发送指定信号和判断RX脚是否收到芯片b；

与此同时，芯片b执行的工作为：通过对TX脚的TCKP/TCKN差分信号和RX脚的RCKP/RCKN差分信号进行判断TX脚和RX脚是否接反，若接反，则进行TX脚和RX脚互换。

优选的是，步骤S2包括：

S21、驱动RESET脚为高电平；

S22、两相互通信的芯片中，每个芯片均等到INPUT信号线输入的reference reset信号为高电平，停止驱动RESET脚。

优选的是，步骤S3包括：

S31、两相互通信的芯片中，每个芯片均判断是否等到RESET脚的pad_reset信号等于0，若是则进行步骤S32；

S32、则将各自的芯片序列号驱动到RESET脚上；

S33、两相互通信的芯片中，每个芯片均判断是否满足条件：自己的序列号是否小于收到的序列号；若是，则判断自己是芯片a；若否，则判断自己是芯片b。

优选的是，在步骤S4执行完后还继续执行步骤S5，步骤S5执行工作为：通过判断指定信号是否在TCKN/RCKN上，来判断正极P与负极N是否相反，若相反，则进行步骤进行正极P与负极N切换；若不相反，则不进行操作。

优选的是，步骤S4中芯片a执行的工作包括如下步骤：

S411、驱动TX脚向芯片b发送指定信号；

S412、等待自己的RX脚上收到的RCKP/RCKN差分信号为收到的指定信号；

S413、检测RCKP/RCKN差分信号是否为来自芯片b的指定信号，若是，则进行步骤S5；若否，则输出侦测失败fail。

优选的是，步骤S4中芯片b执行的工作包括如下步骤：

S421、自己的RX脚上信号为RCKP/RCKN差分信号，TX脚上信号为TCKP/TCKN差分信号，等待芯片a发送的指定信号到RCKP/RCKN差分信号或TCKP/TCKN差分信号上；

S422、判断TCKP/TCKN 或RCKP/RCKN 这四个差分信号上是否有芯片a发送的指定信号；若是，则进行步骤S423；若否，则输出侦测失败fail；

S423、继续判断芯片a发送的指定信号是否在RCKP/RCKN信号，若否，则进行步骤S424；若是，则判断芯片b的RX脚是连接至芯片a的TX引脚；

S424、芯片b将自己的RX脚与TX引脚互换。

优选的是，在执行步骤S423后判断为是后，还需要进行步骤S425，步骤S425执行工作为：将通道0与通道3进行互换。

本发明还公开了一种基于上述芯片封接后自适应通信方法的芯片通信系统，包括：芯片a以及芯片b，每块芯片的RESET引脚在芯片中部，每块芯片中RX引脚与TX引脚对称分布在RESET引脚两侧，芯片a与芯片b相互通信；

芯片a包括：

第一上电模块，其用于为自己上电；

第一复位驱动模块，其用于对自己进行复位和驱动；

第一分类模块，其用于通过自己分类，将自己认定为芯片a；

第一通信任务执行模块，其用于通过TX脚向芯片b发送指定信号，且判断RX脚是否收到芯片b；

芯片b包括：

第二上电模块，其用于为自己上电；

第二复位驱动模块，其用于对自己进行复位和驱动；

第二分类模块，其用于通过自己分类，将自己认定为芯片b；

第二通信任务执行模块，其用于通过判断指定信号是在TX脚的TCKP/TCKN差分信号上、还是在RX脚的RCKP/RCKN差分信号上，来判断TX脚和RX脚是否接反，若接反，则进行TX脚和RX脚互换。

优选的是，芯片a还包括：第一极性确定模块，芯片b还包括：第二极性确定模块；第一极性确定模块和第二极性确定模块均用于通过判断指定信号是否在TCKN/RCKN上，来判断正极P与负极N是否相反，若相反，则进行步骤进行正极P与负极N切换；若不相反，则不进行操作。

优选的是，芯片b的第二通信任务执行模块执行工作中，当判定TX脚和RX脚没接反时，还进行通道数据脚0与通道数据脚3切换的工作。

相比于现有技术，本发明具有如下有益效果：

1）实现了生产时，可以先满足芯片分布位置受限需求，需要将芯片a的原TX脚与芯片b的原TX脚连接、芯片a的原RX脚与芯片b的原RX脚连接，避免了生产时确保TX脚与RX脚连接而导致生产操作麻烦，方便了生产，提高了生产效率；

2）也简化了集成芯片内部布线，避免了需要错位TX脚与RX脚连接而导致连线复杂，也简化了布线，避免需要复杂布线而导致生产困难

3）将图2中芯片b调了一下头，实现了连接都是将原TX脚与原TX脚连接、原RX脚将原RX脚，通过此方法和系统就能实现将芯片b的TX脚与RX脚互换，从而实现芯片a与芯片b的通信。

本发明的其它优点、目标和特征将部分通过下面的说明体现，部分还将通过对本发明的研究和实践而为本领域的技术人员所理解。

附图说明

图1为芯片与芯片之间的通信连接的接口连接示意图；

图2为水平并列式芯片与芯片之间物理位置关系布局图；

图3为重叠式芯片与芯片之间物理位置关系布局图；

图4为重叠式芯片与芯片之间物理位置关系布局图；

图5为重叠式芯片与芯片之间物理位置关系布局图；

图6为实施例1中芯片封接后自适应通信方法的流程图；

图7为芯片通信系统的内部模块设置图。

具体实施方式

为了使本发明实现的技术手段、创作特征、达成目的与作用更加清楚及易于了解，下面结合附图和具体实施方式对本发明作进一步阐述：

实施例1：

如图1以及图6所示，本发明公开了一种芯片封接后自适应通信方法，基于每块芯片的RESET引脚在芯片中部、且每块芯片中RX引脚与TX引脚对称分布在RESET引脚两侧的前提下（如图2至图5所示，所有芯片的RESET引脚均在芯片中部，这样，），包括如下步骤：

S1、将两相互通信的芯片上电；（此步骤为两相互通信的芯片通电）

S2、对两相互通信的芯片进行复位和驱动；（此步骤是使得两个相互通信的芯片初始化复位，并通知芯片开始工作）

S3、通过序列号将两相互通信的芯片分为芯片a和第二芯片b；（此步骤将两个芯片分类，由于序列号是芯片唯一的代码，就像人的身份证一样，每个芯片的序列号是一样的，这样将两相互通信的芯片分类，方便后续执行不一样的工作，因为只有一芯片保持自己的TX脚和RX脚不变，另一芯片通过检测是否应配对连接后来进行TX脚和RX脚，避免已经配对成功，也将TX脚和RX脚而导致无法通信）

S4、芯片a和芯片b各自执行自己的工作：

芯片a执行的工作为：发起通过TX脚向芯片b发送指定信号和判断RX脚是否收到芯片b；

与此同时，芯片b执行的工作为：通过对TX脚的TCKP/TCKN差分信号和RX脚的RCKP/RCKN差分信号进行判断TX脚和RX脚是否接反，若接反，则进行TX脚和RX脚互换。

此步骤S4，可以看出，芯片a执行的是启动发送指定信号的工作，也确保对方芯片b也开始工作，这个就是靠检测RX脚上RCKP/RCKN差分信号是否是指定信号，从而给保证整个芯片通信系统运行起来，确认整个芯片通信系统是正常运行的情况，如果没有正常运行就输出fai，芯片a是保证RX脚与TX引脚不会变的情况。芯片b对应芯片a也是工作的，芯片a的TX脚向芯片b发送了指定信号（这个指定信号可以是CLK时钟信号，当芯片复位驱动的时候就会产生CLK时钟信号，时钟信号是正极的，当然值得注意的是，指定信号也可以是其他信号），芯片a已经发出指定信号，已经开始工作触发工作，那么芯片b就需要等待指定信号的到来，由于芯片b可能是TX脚或者RX脚连接在芯片a的TX脚上，RX脚对应的是RCKP或RCKN差分信号，TX脚对应的是TCKP或TCKN差分信号，故都是等待RCKP、RCKN、TCKP或TCKN上是否为指定信号，当等到指定信号已经在RCKP、RCKN、TCKP或TCKN上了，那么随之，就需要判定指定信号具体在RCKP、RCKN、TCKP或TCKN中哪一上面。如果判定在RCKP、RCKN上，就证明是芯片b的RX脚收到了芯片a的TX脚发送出来的指定信号，那么就是芯片a的TX脚连接的芯片b的RX脚，连接正确。如果判定不在RCKP、RCKN上，那就是在TCKP或TCKN上，这样就需要芯片b将自己的TX脚与RX脚进行互换，就保证了后续连接后能够实现通信，也就是实现数据传送。

为了保证复位驱动能够完全实现，步骤S2包括：S21、驱动RESET脚为高电平；S22、两相互通信的芯片中，每个芯片均等到INPUT信号线输入的reference reset信号为高电平，停止驱动RESET脚。

步骤S2上述设计的解释：在芯片通信系统中，芯片a和芯片b的RESET引脚是相互连接的，且连接是双向的，也就是只要芯片a和芯片b中有一个芯片的RESET引脚是高电平，另一个芯片的RESET引脚即使拉低逻辑的低电平，但是RESET 连线上仍然会维持在逻辑的高电平。RESET引脚中有一根是INPUT信号线，有另一根是INOUT信号线，INPUT信号线对应reference reset信号，INOUT信号线对应pad_reset信号，步骤S22执行以下为例：等到芯片a检测到reference reset信号为逻辑高电平，表示系统通知模块释放复位，与此同时，模块停止驱动PAD RESET为高电平，也就是， pad_reset信号开始变为0，逻辑低电平。

为了实现确保在没有复位驱动的情况下才能序列号，避免没有复位成功而影响后续通信操作，步骤S3包括：S31、两相互通信的芯片中，每个芯片均判断是否等到RESET脚的pad_reset信号等于0，若是则进行步骤S32；S32、则将各自的芯片序列号驱动到RESET脚上；S33、两相互通信的芯片中，每个芯片均判断是否满足条件：自己的序列号是否小于收到的序列号；若是，则判断自己是芯片a；若否，则判断自己是芯片b。

步骤S3的解释：S31中pad_reset信号等于0，也就可以判定RESET脚上没有进行复位驱动了，步骤S2的复位驱动作用已经完成，可以进行步骤S32；步骤S32实现了芯片a与芯片b之间相互告知对方自己的序列号是好多；步骤S33中，芯片a和芯片b在已经知道对方序列号的情况下，将自己的序列号与对方的序列号进行比较，具体操作时，序列号小的是芯片a，序列号大的是芯片b，这样，永远小的芯片都不会做TX脚和RX脚的切换，只是大的芯片才可能做TX脚和RX脚，当有很多个芯片连接在一起的时候，才不会错乱，避免已经确定好TX脚和RX脚的芯片重新确定TX脚和RX脚而导致前面确定的关系完全错乱，保证多个芯片连接后仍然能够有序地将TX脚和RX脚确定下来，避免确定工作从头开始。

为了保证TX脚（如图1所示，TX脚包括：TXC+和TXC-，TXC+对应TCKP信号，TXC-对应TCKN信号）和RX脚（如图1所示，RX脚包括：RXC+和RXC-，RXC+对应RCKP信号，RXC-对应RCKN信号）正极和负极连接正确，在步骤S4执行完后还继续执行步骤S5，步骤S5执行工作为：通过判断指定信号是否在TCKN/RCKN上，来判断正极P（即是：TXC+是否与RXC+连接）与负极N（即是：TXC-是否与RXC-连接）是否相反，若相反，则进行步骤进行正极P与负极N切换；若不相反，则不进行操作。（如果：出现TXC+与RXC-连接，就是错误连接，此操作就是避免类似的情况的发生）

步骤S5执行的工作为：判断指定信号CLK 是否在TCKN/RCKN上，若是，说明指定信号CLK 通道的极性错误，需要做通道的极性反转，TCK+ 切换为TCK-，TCK-切换为TCK+，RCK+切换为RCK-，RCK-切换为RCK+；若否，说明指定信号CLK 通道的极性正确，不需要转换。

步骤S4中芯片a执行的工作包括如下步骤：

S411、驱动TX脚向芯片b发送指定信号；（发起指定信号发送开始，使得整个芯片通信系统相互运行起来）

S412、等待自己的RX脚上收到的RCKP/RCKN差分信号为收到的指定信号；

S413、检测RCKP/RCKN差分信号是否为来自芯片b的指定信号，若是，则进行步骤S5；若否，则输出侦测失败fail。（通过接收对方返回来的CLK信号，来判断是否出现整个芯片通信系统是否已经运行起来）

步骤S4中芯片b执行的工作包括如下步骤：

S421、自己的RX脚上信号为RCKP/RCKN差分信号，TX脚上信号为TCKP/TCKN差分信号，等待芯片a发送的指定信号到RCKP/RCKN差分信号或TCKP/TCKN差分信号上；

S422、判断TCKP/TCKN 或RCKP/RCKN 这四个差分信号上是否有芯片a发送的指定信号；若是，则进行步骤S423；若否，则输出侦测失败fail；

S423、继续判断芯片a发送的指定信号是否在RCKP/RCKN信号，若否，则进行步骤S424；若是，则判断芯片b的RX脚是连接至芯片a的TX引脚；（实现判断RX脚是否与TX引脚正确连接，正确连接就不互换，不正确连接就互换，也就是执行步骤S425）

S424、芯片b将自己的RX脚与TX引脚互换。

为了满足特定芯片的需要，在执行步骤S423后判断为是后，还需要进行步骤S425，步骤S425执行工作为：将通道0与通道3进行互换。

实施例2：

本实施例还公开了一种基于实施例1中芯片封接后自适应通信方法的芯片通信系统，包括：芯片a以及芯片b，每块芯片的RESET引脚在芯片中部，每块芯片中RX引脚与TX引脚对称分布在RESET引脚两侧，芯片a与芯片b相互通信；

芯片a包括：

第一上电模块，其用于为自己上电；

第一复位驱动模块，其用于对自己进行复位和驱动；

第一分类模块，其用于通过自己分类，将自己认定为芯片a；

第一通信任务执行模块，其用于通过TX脚向芯片b发送指定信号，且判断RX脚是否收到芯片b；

芯片b包括：

第二上电模块，其用于为自己上电；

第二复位驱动模块，其用于对自己进行复位和驱动；

第二分类模块，其用于通过自己分类，将自己认定为芯片b；

第二通信任务执行模块，其用于通过判断指定信号是在TX脚的TCKP/TCKN差分信号上、还是在RX脚的RCKP/RCKN差分信号上，来判断TX脚和RX脚是否接反，若接反，则进行TX脚和RX脚互换。

芯片a还包括：第一极性确定模块，芯片b还包括：第二极性确定模块；第一极性确定模块和第二极性确定模块均用于通过判断指定信号是否在TCKN/RCKN上，来判断正极P与负极N是否相反，若相反，则进行步骤进行正极P与负极N切换；若不相反，则不进行操作。

芯片b的第二通信任务执行模块执行工作中，当判定TX脚和RX脚没接反时，还进行通道数据脚0与通道数据脚3切换的工作。

最后说明的是，以上实施例仅用以说明本发明的技术方案而非限制，尽管参照较佳实施例对本发明进行了详细说明，本领域的普通技术人员应当理解，可以对本发明的技术方案进行修改或者等同替换，而不脱离本发明技术方案的宗旨和范围，其均应涵盖在本发明的权利要求范围当中。