[发明专利]用于微控制器的同伴芯片

说明书

背景技术

本发明涉及一种根据权利要求1所述的用于微控制器的同伴芯片、一种根据权利要求8所述的用于在这样的芯片中进行数据处理的方法以及一种根据权利要求12所述的芯片应用。

为了减轻目前用于控制的微控制器的负担常常使用同伴芯片，所述同伴芯片在执行控制器的任务方面协助控制器。根据控制的使用目的，需要在微控制器和同伴芯片之间分配或划分所要求的功能。这可以例如在机动车的发动机管理中根据对转速检测和喷射的要求来进行。

在标准化的微控制器与同伴芯片中的划分例如出现在Micronas公司的AutomotivePackage^TM多芯片模块(MCM)中。所述模块由两部分组成，即由基本单元(Body Unit：车身单元)和计算单元(Engine Unit：引擎单元)组成。基本单元实现与外界的通信并且包含用于计算单元的可编程电压供给的模块。计算单元包含微控制器并且可与应用相匹配。因此，基本单元执行IO(输入/输出)控制器的功能。

在BOSCH公司的用于控制未来的控制设备的系统的划分中选择了不同的方式。在此，通过同伴芯片的必需功能(Muss-Funktion)的定义进行划分，随后为这些必需功能产生用于所述芯片的必需模块(Muss-Modul)。转速识别和喷射控制已被确认为用于发动机控制的必需功能。虽然如今在BOSCH公司的当前这代控制设备中已存在划分，其中，PCP(PeripheralControl Processor：外围控制处理器)和DMA(Direct Memory Access：直接存储器存取)被用于低级任务。然而，在将来还应当将更多的功能转移到PCP并且之后转移到同伴芯片。这尤其也是必需的，因为对于控制器与芯片之间的通信应当使用尽可能有利的接口。因为所述接口具有有限的带宽，所以在芯片中执行尽可能大规模的信号预处理，并且对于微控制器上的调节算法仅仅在控制器与芯片之间传递少量特征。这样用于调节发动机的应用数据可以保留在控制器上，以便节省同伴芯片上的存储器空间并且不提高其代价。

因此，由用于同伴芯片的必需功能的定义得到具有用于同伴芯片的必需模块的硬件体系结构，所述硬件体系结构除了微处理器之外还实现用于与外界通信以及用于信号处理的特定于应用的硬件。然而，这种硬件体系结构需要支持此方法的相应的总线方案、中断方案以及复位方案的开发。

发明内容

本发明的任务在于，提供一种用于微处理器的同伴芯片，所述同伴芯片允许以软件和硬件简单且完整地展现必需功能并且可被低成本地制造。

所述任务通过一种同伴芯片解决，所述同伴芯片包括微处理器总线域和外围模块总线域，所述微处理器总线域和所述外围模块总线域通过总线桥彼此连接，其中，微处理器总线域包括至少一个微处理器内核，并且外围模块总线域包括至少一个全局时间管理模块以及用于与外界通信的模块和用于信号处理的模块，所述同伴芯片还具有至少一个用于在芯片内以及在芯片与微控制器之间同时解耦地传输和中间存储数据的FIFO模块以及与所述FIFO模块相连接的管理模块，所述管理模块通过各时间值和/或旋转角度的对应确保数据的一致性。

根据本发明的芯片的本质点在于所述芯片在对机动车发动机管理中的转速检测和喷射控制的要求下的划分，由所述划分得到具有新的内部总线结构、中断方案和复位方案的硬件体系结构。至今，对于这两个中心功能而言，除TriCore^TM核心(TriCore^TM-Core)外还使用外围模块PCP、GPTA^TM(Global Purpose Timer Array：全局目的定时器阵列)、ADC(Analog/DigitalController：模/数控制器)和SSC(Synchronous Serial Channel：同步串行通道)。因为对于未来的应用而言在同伴芯片中应当具有更多的功能并且由于微处理器与同伴芯片之间的接口的有限带宽在同伴芯片中也必须具有更多的功能，所以在同伴芯片中微处理器与特定于应用的硬件相组合。

在此，因为由于处理器总线可能缺乏多主机能力而不能使用专用DMA组件，所以在同伴芯片中取代所述专用DMA组件。通过施加时间戳和/或角度戳确保了FIFO总线方案的数据一致性，所述FIFO总线方案连接同伴芯片中的元件。在此，优点在于避免总线冲突以及校正总线上的峰值负荷的简单方法。

在从属权利要求2到7中说明了同伴芯片的优选的进一步构型。