[发明专利]用于信号接收和信号产生的电路装置以及用于运行所述电路装置的方法

说明书

现有技术

本发明涉及一种根据权利要求1的用于信号接收和信号产生的电路装 置以及一种根据权利要求10的用于运行所述电路装置的方法。

这类电路例如可实现为微控制器中的定时器(Timer)模块。在此，所 述模块被构造为控制器的单独元件或外围设备模块，它们或多或少地提供 一些用于与一个或多个时钟在时间上相关地接收信号和产生信号的强大功 能。

现今，在微控制器中可使用不同的用于实现定时器的方案。在此，基 本上可区分为复杂的实现和不太复杂的实现。

例如Renesas^TM的控制器SH7741-HD6417641的MTU(Multi-function Timer pulse Unit：多功能定时器脉冲单元)属于不太复杂的定时器的类别。 所述控制器为使用者提供5个时间控制单元，这些时间控制单元与16个I/O 引脚连接。时间控制单元理解为与一个或多个时钟和/或输入信号有关地改 变其内部状态——例如计数器、存储一个或多个时基的时刻和/或输出信号 变化的模块。可以由MTU分析处理例如8个时钟源并且接收模式(Muster)。 此外，可产生一个直至12相的PWM(Pulse Width Modulated：脉冲宽度调 制)信号。PWM信号是输入信号或输出信号，这些信号根据已确定的信号 持续时间来改变它们的信号电平，所述信号持续时间可由时间控制单元确 定。在12相PWM信号情况下，在线路上例如直至12个不同长度的信号 电平是有效的。借助所述模块仅可在少量的I/O引脚上表现有限的定时器 功能，这虽然使控制器成本有利，但为了实现复杂的应用需要很多软件交 互。

除所述简单的定时器模块外，还存在更复杂的模块，Freescale^TM的 eTPU(Enhanced Time Processing Unit：增强的时间处理单元)和Infineon 的GPTA(General Purpose Timer Array：通用目的定时器阵列)属于更复杂 的模块。eTPU除专用的定时器硬件外还提供一个可编程的微处理器。eTPU 具有32个时间控制单元，这些时间控制单元装配有用于信号接收和信号产 生的专用硬件。每个通道都连接在专用I/O引脚上。Freescale通过使32个 时间控制单元的完整单元与微处理器一起增加一倍来实现资源的扩展。复 杂的定时器模块的另一个方案是GPTA。GPTA是定时器模块的纯硬件实 现。控制软件或者在TriCore^TM微处理器上或者在其协处理器PCP(Perpheral Control Processor：外围控制处理器)上运行。GPTA除了用于信号接收和 信号生成的硬件之外还具有用于滤波和产生数字时钟的模块，并且各单元 可以以最多8个时钟源工作。在GPTA的单元中，区分32个GTCs(Global Timer Cells：全局定时器单元)与63个LTCs(Local Timer Cells：局部定 时器单元)，它们被分别安置在一个阵列中。在一个阵列中，元件前后相继 地放置并且可以分别与它们的在前元件和在后元件通信。在一个阵列中的 第一个元件仅可以与它的在后元件通信而最后一个元件仅可以与它的在前 元件通信。这些GTC基于两个全局的24位时基并且可以与阵列中各相邻 元件以及与I/O引脚连接。I/O引脚和GTC的对应通过一个多路复用器电 路进行。多路复用器是根据控制线路将一个或多个输入信号接通到一个或 多个输出信号上的网络。由此，每个GTC可以与每个I/O引脚连接。所述 LTC是基于16位的，并且与GTC不同的是所述LTC还附加地对8个时钟 源做出反应。所述LTC可以接收、比较信号并且起计数器的作用。通过LTC 控制I/O引脚同样通过多路复用器实现。

较简单的定时器模块由于其有限的功能性可成本有利地实现，但是为 了表现复杂的功能需要微控制器的强大的运算性能。相反，较复杂的定时 器模块是昂贵的并且是仅仅可有限地缩放的。因此，Freescale使整个eTPU 加倍而Infineon使整个GPTA或者LTC阵列加倍，以便具有更多可供使用 的资源。这样可能导致，一些资源未被充分利用。此外，在eTPU中I/O引 脚分配给专用的时间控制单元。GPTA规避了所述限制，其方式是I/O引脚 被多路复用在GTC和LTC上。但是，这样的实现需要很多逻辑资源。此 外，GTC和LTC由于它们在一个阵列中的地理布置仅仅可以与相邻的单元 进行直接通信，以便产生例如复杂的PWM信号。

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