本公開的實(shí)施例涉及諸如微控制器的處理系統(tǒng)內(nèi)的時(shí)間管理。

背景技術(shù)：

1、圖1示出了典型的電子系統(tǒng)，諸如車輛的電子系統(tǒng)，該電子系統(tǒng)包括多個(gè)處理系統(tǒng)10，諸如嵌入式系統(tǒng)或集成電路，例如現(xiàn)場(chǎng)可編程門陣列(fpga)、數(shù)字信號(hào)處理器(dsp)或微控制器(例如專用于汽車市場(chǎng))。

2、例如，在圖1中示出了通過適當(dāng)?shù)耐ㄐ畔到y(tǒng)20連接的三個(gè)處理系統(tǒng)101、102和103。例如，通信系統(tǒng)可以包括：車輛控制總線，諸如控制器局域網(wǎng)(can)總線；以及可能的多媒體總線，諸如媒體定向系統(tǒng)傳輸(most)總線，其經(jīng)由網(wǎng)關(guān)連接到車輛控制總線。通常，處理系統(tǒng)10位于車輛的不同位置，并且可以包括例如發(fā)動(dòng)機(jī)控制單元(ecu)、變速器控制單元(tcu)、防抱死制動(dòng)系統(tǒng)(abs)、車身控制模塊(bcm)和/或?qū)Ш胶?或多媒體音頻系統(tǒng)。

3、未來各代處理系統(tǒng)，特別是專用于汽車應(yīng)用的微控制器，將表現(xiàn)出復(fù)雜度的顯著增加，這主要是由于功能數(shù)量的增加(例如新協(xié)議、新特征等)以及關(guān)于系統(tǒng)操作條件的嚴(yán)格限制(例如更低的功耗、增加的計(jì)算能力和速度等)。

4、圖2示出了示例性數(shù)字處理系統(tǒng)10(例如微控制器，其可用作圖1的任何處理系統(tǒng)10)的框圖。

5、在所考慮的示例中，處理系統(tǒng)10包括通過軟件指令編程的至少一個(gè)處理單元102，例如微處理器，通常是中央處理單元(cpu)。通常，由處理單元102執(zhí)行的軟件被存儲(chǔ)在程序存儲(chǔ)器104中，例如非易失性存儲(chǔ)器中，例如閃存或eeprom中。通常，存儲(chǔ)器104可以在單個(gè)集成電路中與處理單元102集成，或者存儲(chǔ)器104可以是分離的集成電路的形式并且例如經(jīng)由印刷電路板的跡線連接到處理單元102。因此，通常存儲(chǔ)器104包含用于處理單元102的固件，其中術(shù)語(yǔ)固件包括微處理器的軟件和諸如fpga的可編程邏輯電路的編程數(shù)據(jù)兩者。

6、在所考慮的示例中，處理單元102可以具有從以下組中選擇的相關(guān)聯(lián)的一個(gè)或多個(gè)資源106：

7、例如用于經(jīng)由通信系統(tǒng)20交換數(shù)據(jù)的一個(gè)或多個(gè)通信接口if，諸如通用異步接收機(jī)/發(fā)射機(jī)(uart)、串行外圍接口總線(spi)、集成電路間(i2c)、控制器局域網(wǎng)(can)總線、和/或以太網(wǎng)接口、和/或調(diào)試接口；和/或

8、一個(gè)或多個(gè)模數(shù)轉(zhuǎn)換器ad和/或數(shù)模轉(zhuǎn)換器da；和/或

9、一個(gè)或多個(gè)專用數(shù)字部件dc，諸如硬件定時(shí)器和/或計(jì)數(shù)器，或密碼協(xié)處理器；和/或

10、一個(gè)或多個(gè)模擬部件ac，諸如比較器、傳感器，例如溫度傳感器等；和/或

11、一個(gè)或多個(gè)混合信號(hào)部件msc，例如pwm(脈寬調(diào)制)驅(qū)動(dòng)器。

12、因此，數(shù)字處理系統(tǒng)10可以支持不同的功能。例如，處理單元102的行為由存儲(chǔ)在存儲(chǔ)器104中的固件確定，例如由微控制器的處理單元102執(zhí)行的軟件指令確定。因此，通過安裝不同的固件，相同的硬件(微控制器)可以用于不同的應(yīng)用。

13、如前所述，處理系統(tǒng)10可以控制車輛的不同操作，其中處理系統(tǒng)10可以位于車輛中的不同位置，并且每個(gè)處理系統(tǒng)10可以實(shí)現(xiàn)一個(gè)或多個(gè)功能/操作。許多這些功能/操作必須實(shí)時(shí)執(zhí)行。例如，發(fā)動(dòng)機(jī)控制受制于熱力學(xué)定律，而熱力學(xué)定律應(yīng)與車輛的實(shí)時(shí)狀態(tài)相平衡。通常，車輛的實(shí)時(shí)狀態(tài)通過傳感器來監(jiān)測(cè)，傳感器可以直接連接到實(shí)現(xiàn)發(fā)動(dòng)機(jī)控制單元(ecu)的處理系統(tǒng)10或者連接到車輛的其它處理系統(tǒng)10。類似地，為了控制/命令馬達(dá)的操作，發(fā)動(dòng)機(jī)控制單元(ecu)必須控制/命令一個(gè)或多個(gè)致動(dòng)器，例如為了噴射燃料，打開用于氣體排放的閥門等，該致動(dòng)器可以直接連接到實(shí)現(xiàn)發(fā)動(dòng)機(jī)控制單元(ecu)的處理系統(tǒng)10或連接到車輛的其它處理系統(tǒng)10。

14、因此，在許多應(yīng)用中，處理系統(tǒng)10內(nèi)的第一操作的執(zhí)行必須與同一處理系統(tǒng)10內(nèi)或另一處理系統(tǒng)10內(nèi)的第二操作的執(zhí)行同步。

技術(shù)實(shí)現(xiàn)思路

1、鑒于上述內(nèi)容，本公開的各種實(shí)施例的目的是提供用于在處理系統(tǒng)內(nèi)生成時(shí)間基準(zhǔn)以及用于將該時(shí)間基準(zhǔn)分配給處理系統(tǒng)的一個(gè)或多個(gè)電路的解決方案。

2、根據(jù)一個(gè)或多個(gè)實(shí)施例，一個(gè)或多個(gè)上述目的通過具有在所附權(quán)利要求中具體闡述的特征的處理系統(tǒng)來實(shí)現(xiàn)。此外，實(shí)施例涉及相關(guān)的集成電路、裝置和方法。

3、權(quán)利要求書是本文提供的公開的技術(shù)教導(dǎo)的不可缺少的部分。

4、如前所述，本公開的各種實(shí)施例涉及處理系統(tǒng)。在各種實(shí)施例中，諸如集成電路的處理系統(tǒng)包括：數(shù)字處理單元，根據(jù)存儲(chǔ)到非易失性存儲(chǔ)器的固件可編程；和資源，經(jīng)由通信系統(tǒng)連接到數(shù)字處理單元。例如，處理系統(tǒng)可以是微控制器，數(shù)字處理單元可以是微控制器的微處理器。

5、在各種實(shí)施例中，處理系統(tǒng)還包括時(shí)間基準(zhǔn)電路，該時(shí)間基準(zhǔn)電路包括：第一數(shù)字計(jì)數(shù)器電路，被配置為響應(yīng)于時(shí)鐘信號(hào)而生成包括指示時(shí)間節(jié)拍計(jì)數(shù)的多個(gè)位的系統(tǒng)時(shí)間信號(hào)。例如，在各種實(shí)施例中，時(shí)間基準(zhǔn)電路的第一數(shù)字計(jì)數(shù)器電路被配置為響應(yīng)于時(shí)鐘信號(hào)，通過將系統(tǒng)時(shí)間信號(hào)的值增加給定量來生成系統(tǒng)時(shí)間信號(hào)。在各種實(shí)施例中，該給定量可以通過處理單元來編程。

6、在各種實(shí)施例中，處理系統(tǒng)還包括：時(shí)基分配電路，被配置為通過選擇系統(tǒng)時(shí)間信號(hào)的位的子集來生成時(shí)基信號(hào)。例如，在各種實(shí)施例中，時(shí)基分配電路被配置為當(dāng)選擇信號(hào)具有第一值時(shí)，通過選擇系統(tǒng)時(shí)間信號(hào)的給定數(shù)目的位的第一子集而生成時(shí)基信號(hào)，并且當(dāng)選擇信號(hào)具有第二值時(shí)，通過選擇系統(tǒng)時(shí)間信號(hào)的給定數(shù)目的位的第二子集而生成時(shí)基信號(hào)，由此時(shí)基信號(hào)的時(shí)間分辨率根據(jù)選定信號(hào)而變化。

7、在各種實(shí)施例中，將時(shí)基信號(hào)提供給資源。在這種情況下，資源可以被配置為檢測(cè)給定事件、響應(yīng)于該事件而將時(shí)基信號(hào)存儲(chǔ)到寄存器、并且向所述數(shù)字處理單元發(fā)信號(hào)通知所述事件。因此，數(shù)字處理單元可以響應(yīng)于已經(jīng)由資源用信號(hào)通知的事件，經(jīng)由通信系統(tǒng)從寄存器讀取時(shí)基信號(hào)。

8、例如，資源可以是模數(shù)轉(zhuǎn)換器并且事件可以對(duì)應(yīng)于模數(shù)轉(zhuǎn)換的完成，和/或資源可以是通信接口并且事件可以對(duì)應(yīng)于經(jīng)由通信接口接收數(shù)據(jù)。

9、在各種實(shí)施例中，時(shí)間基準(zhǔn)電路還可以包括其它電路。

10、例如，在各種實(shí)施例中，時(shí)間基準(zhǔn)電路包括：擴(kuò)展定時(shí)器電路，包括第二數(shù)字計(jì)數(shù)器電路，該第二數(shù)字計(jì)數(shù)器電路被配置為響應(yīng)于時(shí)鐘信號(hào)或根據(jù)時(shí)鐘信號(hào)而生成的觸發(fā)信號(hào)，生成擴(kuò)展系統(tǒng)時(shí)間信號(hào)，該擴(kuò)展系統(tǒng)時(shí)間信號(hào)包括大于系統(tǒng)時(shí)間信號(hào)的位的數(shù)目的位數(shù)，其中擴(kuò)展系統(tǒng)時(shí)間信號(hào)可通過數(shù)字處理單元讀取。

11、在各種實(shí)施例中，時(shí)間基準(zhǔn)電路包括：操作時(shí)間計(jì)數(shù)器電路，包括多個(gè)第三數(shù)字計(jì)數(shù)器電路，該多個(gè)第三數(shù)字計(jì)數(shù)器電路被配置為響應(yīng)于時(shí)鐘信號(hào)或根據(jù)時(shí)鐘信號(hào)而生成的觸發(fā)信號(hào)，而生成相應(yīng)的計(jì)數(shù)值，其中多個(gè)第三數(shù)字計(jì)數(shù)器電路中的每一個(gè)可由數(shù)字處理單元復(fù)位、啟動(dòng)和停止。

12、最后，在各種實(shí)施例中，時(shí)間基準(zhǔn)電路可包括：觸發(fā)生成器電路，包括一個(gè)或多個(gè)第四數(shù)字計(jì)數(shù)器電路，該第四數(shù)字計(jì)數(shù)器電路被配置為響應(yīng)于時(shí)鐘信號(hào)或根據(jù)時(shí)鐘信號(hào)而生成的觸發(fā)信號(hào)，生成至少一個(gè)觸發(fā)信號(hào)。

技術(shù)特征：

1.一種處理系統(tǒng)，包括：

2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的處理系統(tǒng)，其中所述處理系統(tǒng)被配置為同步所述擴(kuò)展定時(shí)器電路。

3.根據(jù)權(quán)利要求2所述的處理系統(tǒng)，其中所述處理系統(tǒng)通過向所述擴(kuò)展定時(shí)器電路發(fā)送同步命令來同步所述擴(kuò)展定時(shí)器電路。

4.根據(jù)權(quán)利要求3所述的處理系統(tǒng)，其中所述擴(kuò)展定時(shí)器電路在接收到所述同步命令后覆蓋所述第二計(jì)數(shù)值和所述第三計(jì)數(shù)值的內(nèi)容。

5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的處理系統(tǒng)，其中所述資源被配置為：

6.根據(jù)權(quán)利要求1所述的處理系統(tǒng)，其中所述資源包括以下項(xiàng)之一：

7.根據(jù)權(quán)利要求6所述的處理系統(tǒng)，其中所述通信接口包括：通用異步接收器/發(fā)送器、串行外圍接口總線、內(nèi)部集成電路、控制器局域網(wǎng)總線或以太網(wǎng)接口、或調(diào)試接口。

8.根據(jù)權(quán)利要求6所述的處理系統(tǒng)，其中所述數(shù)字部件包括硬件定時(shí)器、計(jì)數(shù)器或密碼協(xié)處理器。

9.根據(jù)權(quán)利要求6所述的處理系統(tǒng)，其中所述模擬部件包括比較器或傳感器。

10.一種處理系統(tǒng)，包括：

11.根據(jù)權(quán)利要求10所述的處理系統(tǒng)，其中響應(yīng)于上電復(fù)位或破壞性復(fù)位，所述數(shù)字處理單元配置所述多個(gè)第三數(shù)字計(jì)數(shù)器電路中的一個(gè)或多個(gè)第三數(shù)字計(jì)數(shù)器電路。

12.根據(jù)權(quán)利要求11所述的處理系統(tǒng)，其中所述數(shù)字處理單元通過從所述處理系統(tǒng)的非易失性存儲(chǔ)器讀取初始計(jì)數(shù)值并將所述初始計(jì)數(shù)值寫到所述多個(gè)第三數(shù)字計(jì)數(shù)器電路中的選定計(jì)數(shù)器來配置所述多個(gè)第三數(shù)字計(jì)數(shù)器電路中的一個(gè)或多個(gè)第三數(shù)字計(jì)數(shù)器電路。

13.根據(jù)權(quán)利要求12所述的處理系統(tǒng)，其中所述選定計(jì)數(shù)器被配置為響應(yīng)于新的計(jì)數(shù)事件而增加計(jì)數(shù)值。

14.根據(jù)權(quán)利要求10所述的處理系統(tǒng)，其中所述資源被配置為：

15.根據(jù)權(quán)利要求10所述的處理系統(tǒng)，其中所述資源包括以下項(xiàng)之一：

16.根據(jù)權(quán)利要求15所述的處理系統(tǒng)，其中所述通信接口包括：通用異步接收器/發(fā)送器、串行外圍接口總線、內(nèi)部集成電路、控制器局域網(wǎng)總線或以太網(wǎng)接口、或調(diào)試接口。

17.根據(jù)權(quán)利要求15所述的處理系統(tǒng)，其中所述數(shù)字部件包括硬件定時(shí)器、計(jì)數(shù)器或密碼協(xié)處理器。

18.根據(jù)權(quán)利要求15所述的處理系統(tǒng)，其中所述模擬部件包括比較器或傳感器。

技術(shù)總結(jié)
公開了處理系統(tǒng)、相關(guān)集成電路、裝置和方法。處理系統(tǒng)包括：數(shù)字處理單元，可根據(jù)存儲(chǔ)到非易失性存儲(chǔ)器的固件進(jìn)行編程；以及資源，經(jīng)由通信系統(tǒng)連接到數(shù)字處理單元的。處理系統(tǒng)還包括：時(shí)間基準(zhǔn)電路，時(shí)間基準(zhǔn)電路包括第一數(shù)字計(jì)數(shù)器電路，響應(yīng)于時(shí)鐘信號(hào)生成包括指示時(shí)間節(jié)拍計(jì)數(shù)的多個(gè)位的系統(tǒng)時(shí)間信號(hào)；以及時(shí)基分配電路，通過選擇系統(tǒng)時(shí)間信號(hào)的位的子集來生成時(shí)基信號(hào)，其中時(shí)基信號(hào)被提供給資源。資源檢測(cè)給定事件，響應(yīng)于事件將時(shí)基信號(hào)存儲(chǔ)到寄存器，并向數(shù)字處理單元發(fā)信號(hào)通知所述事件。數(shù)字處理單元經(jīng)由通信系統(tǒng)從寄存器讀取時(shí)基信號(hào)。

技術(shù)研發(fā)人員：R·南德林格
受保護(hù)的技術(shù)使用者：意法半導(dǎo)體應(yīng)用有限公司
技術(shù)研發(fā)日：
技術(shù)公布日：2024/12/10