[发明专利]具有高操作确定性的片上系统

说明书

本发明涉及一种片上系统(100)，该系统包括一组主模块和从属模块，主模块包括主处理模块(101a)和与模块(101a)相连的直接存储器访问控制器(DMA)(102a)以及至少一个辅助处理模块(101b)和与模块(101b)相连的DMA(102b)；每个主模块被配置为连接到时钟源、电源和从属模块，从属模块包括一组邻近外围设备(105a，b)、至少一个内部存储器(104a，b)和由主模块共享的一组外围设备和外部存储器(106)；主处理模块及其DMA的时钟源、电源、邻近外围设备(105a，b)和高速缓冲存储器(103a，b)专用于主处理模块且不与一组主模块的其他处理模块共享；每个主处理模块及其DMA的至少一个内部存储器(104a，b)专用于主处理模块，主处理模块(101a)始终能够访问该至少一个内部存储器(104a，b)。

技术领域

本发明涉及片上系统(SOC)的领域。

更具体地，本发明涉及具有高可靠度的嵌入在芯片上的系统的架构。

背景技术

现代飞行器中控制和显示系统的存在需要使用嵌入式计算装置。这种装置可以以片上系统(SOC)的形式出现。这种系统可以包括一个或多个诸如处理器之类的主处理模块以及诸如存储器接口或通信外围设备之类的从属模块。

对于航空航天领域中诸如驾驶并监控飞行器之类的关键应用而言，使用这种片上系统必须要求这些系统具有最大的可靠性，因为任何故障或操作异常都可能对飞行器乘客的生命造成灾难性的后果。特别是需要能够证明组件的运行的确定性、对故障的抵抗能力以及最坏情况执行时间。

然而，现有的片上系统不能保证针对这种关键应用的足够的可靠性。具体来说，现有的片上系统的不同处理模块通常共享系统的高速缓冲存储器和从属模块的一部分，这使得它们容易遭受故障。此外，现有系统通常不能使其未使用的模块失效，具有难以证实且缺少文档的嵌入式微代码，这使得难以证明这些系统的操作的确定性。

因此，需要一种提供下述架构的片上系统，该架构使得可以证明其对内部操作故障的抵抗力并证明其操作的确定性。

发明内容

因此，本发明在第一方面涉及一种包括一组主模块和从属模块的片上系统(SoC)，

所述主模块来自：

-对所述片上系统的所有组件具有优先访问权限的主处理模块和与所述主处理模块相连的直接存储器访问(DMA)控制器；

-至少一个辅助处理模块和与每个辅助处理模块相连的直接存储器访问(DMA)控制器；

每个主模块被配置为连接到时钟源、电源和从属模块，所述从属模块来自：

-通过专用通信链路连接到所述主模块处的一组外围设备，也称为“邻近外围设备”，

-至少一个内部存储器，

-由所述主模块共享的一组外围设备和外部存储器，

其特征在于：

主处理模块及该主处理模块的直接存储器访问(DMA)控制器的所述时钟源、所述电源、所述邻近外围设备和高速缓冲存储器专用于所述主处理模块且不与所述一组主模块中的其他处理模块共享，

每个主处理模块及该主处理模块的直接存储器访问(DMA)控制器的所述至少一个内部存储器专用于所述主处理模块，所述主处理模块始终能够访问该至少一个内部存储器。

这样的架构使得可以将每个处理模块连同其直接存储器访问控制器、其邻近外围设备及其内部存储器从片上系统的其余部分隔离。这种隔离使得可以加强系统的运行确定性以及系统的抗故障能力。

根据有利且非限制性的特征，主处理模块可以通过至少一个通信总线连接到辅助处理模块的内部存储器。