CN100458752C - 集成电路用的总线系统 - Google Patents

Abstract

提出一种IC-内部总线系统(4)，用以信号技术上连接多个与集成电路(IC)(1)有效连接的功能单元(2.X)，后者是为产生和/或处理数字(DS)和/或模拟信号(AS)而形成的，它配置有数字总线(4.1)和模拟总线(4.2)。通过在一个集成电路中除了数字总线以外，还接纳模拟总线，在不同的功能单元的应用方面给出集成电路完全的模块化，使得它可以任意使用。为此根据附加的模拟总线的存在取消按照现有技术一般具有的模数或数模转换器，这导致相应的面积和电流节省。

Description

集成电路用的总线系统

技术领域

本发明涉及一种IC-内部总线系统，用以在信号技术上连接与该集成电路(IC)有效连接的多个功能单元，这些功能单元是为产生和/或处理数字和/或模拟信号而形成的。

此外，本发明还涉及连接若干个功能单元的集成电路以及电路装置。

背景技术

对于预先已知的IC-内部总线系统，用以连接多个与该IC处于有效连接的功能单元，例如，用以提供(模拟)测量值信号的传感器，现场总线驱动器等，一般设置纯数字总线，与相应的模数转换器和数模转换器连接。它们把功能单元所产生的模拟信号转换数字信号，紧接着，通过该IC-内部总线系统传递到该IC内部的其他功能单元或数据处理单元。这时，在进一步把转换后的模拟信号传递到功能单元之前，在给定情况下转换回模拟信号。

在这种类型的预先已知的总线系统或由IC和功能单元组成的电路下，结果是，相应配备的集成电路需要昂贵的预定模数或数模转换器，需要占很大面积，这尤其是一个缺点。这进一步使制造时成本相应提高。上述转换装置的存在不利地增大IC的电流消耗。

发明内容

本发明的任务是，提出一种开头所述类型的IC-内部总线系统、一种用以连接若干个功能单元的集成电路以及由这样的集成电路和若干功能单元构成的电路装置，以此避免上述缺点。此外，应该使要创造的装置模块化，并以此可以任意使用。

该任务对于开头所述类型的总线系统用这样的方法解决，即它们不仅有数字总线而且有模拟总线。

在开头所述类型的集成电路下，该任务这样解决，即它包含按照本发明的总线系统。

最后在电路装置上该任务这样解决，即它具有按照本发明的集成电路以及若干个连接到该集成电路的功能单元，其中后者是为产生和/或处理数字和/或模拟信号而形成的。

除了数字总线以外，在集成电路中还接纳模拟总线，在不同的功能单元应用方面使集成电路完全模块化，使之可以任意使用。按照本发明的模块化概念，按照本发明的集成电路最好有标准化的，带有定时、中断控制和唤醒条件，包括受控的电源管理的内部总线过程。

根据附加的模拟总线的存在，取消按照先有技术一般要有的模数或数模转换器，这相应地节省面积和电流。

在按照本发明的总线系统的进一步扩展规定，它有数字总线和模拟总线用的中央主控制单元，形成得用以在时间上控制数字信号或模拟信号向相应功能单元的进一步引导。用这样的方法，相应地配置或修改，仅仅中央主控制单元即可达到整个总线系统或在其上构建的集成电路针对用途的配置，以此保证装置的力求完全的模块化。

在按照本发明的总线系统的另一个配置中规定，它有多个接口功能模块，形成得把各自至少一个功能单元连接在总线系统上。在对本发明处于基础位置标准化努力的过程中，上述接口功能模块最好基于一个广为流传的标准。因而按照本发明的总线系统的一个极其推荐的进一步扩展规定，该接口功能模块构成为IP-模块(IP-IndustryPack

)。所谓IP-模块是指标准化的、可在多方面使用的模块，以此可以实现专业人员已知的大量输入/输出、控制、接口、模拟和数字功能(参见″IP模块标准草案″，VITA 4-1995，Draft1.0.b.0，从1995年4月执行)。

为了按照本发明完全不用模数和数模转换器，按照本发明的总线系统的一个进一步扩展规定，形成得进一步把各自的功能单元所接收的数字信号引导到数字总线和进一步把各自的功能单元所接收的模拟信号引导到模拟总线。

按照本发明的总线系统的另一个配置，主控制单元与至少一个存储单元和/或数据处理单元连接。用这样的方法，它特别可能借助于该数据处理单元包括定时等实现上述标准化的内部总线过程。另外，根据上述连接原则，主控制单元可能在由数据处理单元执行相应的编程代码的过程中实现为编程代码机制，其中相应的编程代码可以包含在该存储单元中。

在按照本发明的总线系统进一步扩展中可以规定，主控制单元形成为状态机。这样一个状态机的特征在于输入和输出信号之间预先给定的固定的分配，这些信号通过按照本发明的总线系统在该主控制单元和接口功能模块之间(和反转过来)传输，其中一定的状态或状态变化产生相应的预先确定的动作(信号的进一步传递)。这时，主控制单元可以在按照本发明的总线系统另一个配置的框架内在软件技术上建立数字总线和模拟总线上的信号传递。特别是还可以以此用软件技术形成状态机，例如以事件控制状态机的形式作为虚拟状态机，例如在使用上述数据处理单元的情况下。作为另一方案，特别是还可以借助于PLC、逻辑门、触发器或者继电器把状态机实现为数字电路。

在按照本发明的总线系统的极其优选的配置中规定，该主控制单元，亦即，特别是该状态机是为按照预先确定的分配进行数字总线和模拟总线上的信号传递，特别是以ROM-表形式建立的。为了达到一定类型的信号的进一步传递的目的，这对应于按照本发明的IC的总线系统中的针对用途的输入和输出的准固定接线，其中特别是根据ROM-表的可改变性的原则，力求保证集成电路的模块化或多方面的可应用性。

为了这样地针对用途建立的集成电路使用和制造，给出全面地测试它们或其各个组件和软件的可能性，规定按照本发明的总线系统极其推荐的进一步扩展，这规定另一个接口，用以为测试至少一个功能单元、接口功能模块或者主控制单元的信号传递配置而形成的测试装置。这时，在″信号传递配置″下本发明的范围内，上面的详细解释的针对用途的输入和输出的分配，为了达到理解信号传递的目的。

附图说明

从以下参照附图对实施例的描述中可以看出本发明的其他特性和优点。附图中：

图1详细表示按照本发明的带有IC-内部总线系统和多个功能单元的电路装置的结构框图；和

图2是本发明的内部总线系统的功能框图。

具体实施方式

图1用虚线画出的框子表示集成电路(IC)1，多个功能单元2.1-2.5与它处于有效连接。功能单元2.1-2.5可以指，例如，轮胎压力测量(TPM-轮胎压力测量)、汽车门控(RKE-遥控无钥匙门控)、现场总线(例如CAN-总线)控制等用的功能单元。在本发明一系列极其推荐的配置中，该IC 1特别适宜于RKE/TPM/PEG-系统(PEG-被动进入门控)

按照图1，该IC 1有若干个接口功能模块3.1-3.5，通过总线系统4彼此连接。此外，每个接口功能模块3.1-3.5都与一个分配的功能单元2.1-2.5，例如，传感器有效连接。正如在总线系统4的范围4a内，总线系统4原则上可以通过其他接口功能模块或相应的分配扩展功能单元(作为附件用虚线表示)。

按照本发明的基本思想，总线系统4有数字总线4.1以及模拟总线4.2。该接口功能模块3.1-3.5最好形成为IP-模块(IP-IndustryPack

)，其中相应的规格是专业人员所熟悉的。每个接口功能模块3.1至3.5都有控制单元3.1a-3.5a，在IC 1内部形成为完全独立的电路部分。控制单元3.1a-3.5a起模拟/数字-总线调度器的作用，用以把数字信号DS或模拟信号AS从各自的功能单元2.1-2.5进一步引导到总线系统4，以及用以把相应的信号从总线系统4进一步引导到各自的功能单元2.1-2.5，这在图1中用双箭头AS，DS表示。

此外，在总线系统4中，所示的IC 1还有中央主控制单元5，使得它在信号技术上不仅与数字总线4.1有效连接，还与模拟总线4.2有效连接。其中所示的实施例中主控制单元5以ROM-表6的形式包含在数字总线4.1上和在模拟总线4.2上信号传递用的分配步骤。特别是为了实现ROM-表6，正如所表示的，IC 1与一个适当的输入装置7有效连接，用以读入特别是包含ROM-表6映象的专业人员所熟悉的数据载体介质8。此外，主控制单元5还带有数据处理单元9，例如，微处理器，以及通过它与采取RAM-存储器10.1以及EEPROM/闪存-存储器10.2的形式存储单元连接。作为上述解决方案的另一方案，ROM-表6还可以包含专门形成为EEPROM/闪存-存储器的只读存储器(ROM)10.2。

最后按照图1，该IC 1还有接口11，用以连接在测试装置12上，其中接口11形成得可以不是通过所谓无线接口，就是通过IC 1的引腿(未示出)连接该测试装置12，在图1中用虚线符号表示。

上述电路以新的方式具有模拟和数字信号AS或DS用的单一的总线系统4，在所有接口功能模块3.1-3.5之间保持均一的接口，带有较高的冗余性和可扩展性，使得IC 1完全模块化。通过数字总线4.1和模拟总线4.2用的预定中央控制单元5，可以实现的标准化的内部总线过程包括定时、中断控制和唤醒条件，包括受控的电源管理。这时，中央主控制单元5承担在总线系统4上出现或排队等待的数字和模拟信号DS或AS进一步引导的功能：据此该数字信号DS以本身已知的方法按照它们寻址由主控制单元5把它们引导到目的地址，亦即，引导到一定的功能单元2.1-2.5或所分配的接口功能模块3.1-3.5。相应地，主控制单元5决定，是否有或是那一个模拟信号AS出现在模拟总线4.2上，并通过模拟总线4.2相应地给出供功能单元2.1-2.5中的一个或所分配的接口功能模块3.1-3.5使用(时间上控制)。在这个意义上，主控制单元5起模拟/模拟中继器(驱动器)的作用。

总线系统4上的信号传递的过程控制是由主控制单元5按照分配步骤完成的，在所示的实施例中以ROM-表6的形式放置在主控制单元5中。按照这种分配″方法″，主控制单元5知道在总线系统4上的哪一种信号数字信号DS和模拟信号AS)何时进一步引导和至何方。当例如主管轮胎压力测量的功能单元2.2(TMP-IP)通过其所分配的接口模块3.2把轮胎压力测量值作为模拟信号AS传递到在模拟总线4.2上时，主控制单元5，根据ROM-表，知道该相应的测量值例如是功能单元2.4所需要的。相应地，主控制单元5测量该在模拟总线4.2上出现的模拟信号AS，并给予时间上控制，同样再次放在模拟总线4.2上，使得它可以被接口功能模块3.4接收，并可以进一步引导到相应的功能单元2.4。从而，按照ROM-表6在通过总线系统4连接的接口功能模块3.1-3.5的输入和输出或所属功能单元2.1-2.5之间给出固定的分配，这对应于可以修改ROM-表6(ROM-代码)的内容，从而基本上对应运转针对用途的固定接线。

在这方面这里想要再一次强调，按照本发明的图1的电路装置在接口功能模块3.1-3.5中没有模数转换器或数模转换器也行，反之这样的转换装置在传统的IC下缺少一般都有的模拟总线4.2，这导致IC 1的面积需要量增大或电流消耗增大。

此外按照本发明规定的主控制单元5按照ROM-表6以针对用途的方法控制在总线系统4上发送的模拟和数字信号，AS，DS，并因而减轻微处理器9的负担。

作为上述的另一方案，按照本发明在ROM-表6中包含的分配固定接线的实施例，如上所述，主控制单元原则上还有可能实现为特别是数据处理单元9的软件技术装置，为此IC 1在存储单元10.1和/或10.2中可以包含相应地形成的编程代码。

通过预定结合的模拟/数字总线系统结合中央信号传递控制，通过主控制单元5本发明创造，正如已经说明的，一种完全模块化的集成电路1，特别是在修改该主控制单元5中的分配之后，可以任意使用，特别是用于上面进一步提到的KFZ用途。下面参照图2再一次以不同的方式表示上面在这方面描述的功能关系。

图2表示主控制单元5(图1)在它与标准化接口功能模块3.X，最好是IP-模块，的功能共同作用上，作为按照本发明的集成电路1(″标准IC″)(比较图1)的组成部分，其中按照图1中的图示，图2中的字母″X″代表数字″1″至″5″。

按照上面对图1进一步给出的描述，每个接口功能模块3.X都起状态机3.Xa的作用，其中一定的状态或状态转变给接口功能模块3.X的数字输入端3.Xb或模拟输入端3.Xc分派一定的动作，它根据相应的输出端3.Xd或3.Xe上的数字和模拟输出信号，在从所分配的功能单元2.1向IC 1或从IC 1向它的方面反射回到。接口功能模块3.X的上述输入和输出，正如上面更详细描述的，是通过ROM-表6(图1)中的ROM-代码以″固定接线″的形式，通过相应数目的驱动器，与标准IC 1的一定的总线输入5a，5b或总线输出5c，5d或它的主控制单元5连接的，这在图2中用双线连接箭头V1-V3表示。

按照上面对图1进一步给出的描述，按照本发明，在数字和模拟信号DS或AS通过总线系统4(图1)的进一步传递方面，亦即，通过数字总线4.1或模拟总线4.2，该主控制单元5还起状态机5e的作用。这时，通过ROM-表6确定的总线输入5a，5b，一定的状态或状态变化在总线输入5a，5b分派一定的动作，亦即，给总线输出5c，5d分派信号输出。

对应于参照图1已经进一步描述的主控制单元5的功能，这在按照图2的功能图示中有一个数字总线4.1(图1)用的调度器5f、一个模拟总线4.2用的调度器5g以及一个所应用的信号传递协议用的适当的协议处理器5h，这是专业人员所熟悉的。此外按照本发明的标准IC1还包含唤醒处理器5i，确定标准IC 1对在总线系统4上传输的唤醒信号的反应。此外所示标准IC又都还有一个定时单元5j，用于对上述过程的精确的时间控制。最后在图2中控制器以及接口功能模块3.X，在标准IC 1或主控制单元5方面，按照本发明的总线系统4，还正如预先已知的总线系统一样，一般还有对专业人员同样是本身已知的复位通道4.3、中断矢量通道4.4以及总线主控输入/输出通道4.5。

在这方面，接口功能模块3.X还有专业人员同样一般已知的电源/看门狗控制单元3.Xf。

上述电路装置的供电为单独供给和控制，这在图2中用引用符号13(″电源管理处理″)符号表示。

本发明特别的优点在于，根据带有模拟和数字信号用的在所有接口功能模块之间保持均一的接口以及较高的冗余性和可扩展性的标准IC，IC衍生成本有利的发展。用这样的方法，特别允许EMV-/EMC-影响更好起作用。与此相应地，本发明的特征在于高的运行可靠性和测试诊断可能性。软件更新，例如，通过所谓闪存，因而大大简化，并例如可以直接通过无线接口11(参见图1)或者LF通道(功能单元2.1，)进行。因为软件错误和更新将来在数量上比例过大的上升，导致相应的高业务成本，以及根据不同的国家方案的存在，在本发明的范围内，把基本步骤纳入统一的标准，以便用这样的方法向OEM提供一种仪表，有效地测试系统的各个组件以及软件。这按照图1中的图示最好通过(无线)接口11或IC 1的引腿借助于适当的测试装置12完成。

附图标号表

1集成电路(IC)

2.X功能单元

3.X接口功能模块

3.Xa控制单元

3.Xb数字输入

3.Xc模拟输入

3.Xd数字输出端

3.Xe模拟输出端

3.Xf电源/看门狗控制单元

4总线系统

4.1数字总线

4.2模拟总线

4.3复位通道

4.4中断矢量通道

4.5总线主控输入/输出通道

5主控制单元

5a数字总线输入

5b模拟总线输入

5c数字总线输出

5d模拟总线输出

5e状态机

5f数字总线调度器

5g模拟总线调度器

5h协议处理器

5i唤醒处理器

5j定时单元

6ROM-表

7输入装置

8信息存储体

9数据处理单元

10.1RAM-存储器

10.2EEPROM-/闪存存储器

11(无线)接口

12测试装置

13电源管理处理

AS模拟信号

DS数字信号

V1-3节点

Claims (11)

1.集成电路内部总线系统(4)，用于多个与集成电路(1)有效连接的为产生和/或处理数字信号和/或模拟信号而形成的功能单元(2.X)的信号技术连接，所述集成电路内部总线系统(4)内设有数字总线(4.1)和模拟总线(4.2)，其特征在于，所述数字总线(4.1)和模拟总线(4.2)采用中央主控制单元(5)，所述中央主控制单元(5)时间上受控地把数字信号和模拟信号进一步引导到相应的功能单元(2.X)。

2.按照权利要求1所述的总线系统(4)，其特征在于，包括多个接口功能模块(3.X)，它们是为把各自至少一个功能单元(2.X)连接到总线系统(4)而形成的。

3.按照权利要求2所述的总线系统(4)，其特征在于，该接口功能模块(3.X)形成IP模块。

4.按照权利要求3所述的总线系统(4)，其特征在于，该接口功能模块(3.X)是为把各自的功能单元(2.X)所接收的数字信号进一步引导到数字总线(4.1)上，并用以把各自的功能单元(2.X)所接收的模拟信号进一步引导到模拟总线(4.2)上而形成的。

5.按照权利要求4所述的总线系统(4)，其特征在于，该中央主控制单元(5)与至少一个存储单元(10.1，10.2)和/或数据处理单元(9)连接。

6.按照权利要求5所述的总线系统(4)，其特征在于，该中央主控制单元(5)形成为状态机(5e)。

7.按照权利要求6所述的总线系统(4)，其特征在于，该中央主控制单元(5)是为在数字总线(4.1)和模拟总线(4.2)上的信号传递而用软件技术建立的。

8.按照权利要求7所述的总线系统(4)，其特征在于，该中央主控制单元(5)在数字总线(4.1)上和模拟总线(4.2)上按照ROM-表(6)预先确定的分配进行信号传递。

9.按照权利要求8所述的总线系统(4)，其特征在于，还包括接口(11)，所述接口(11)用以连接为功能单元(2.X)、接口功能模块(3.X)或者中央主控制单元(5)的信号传递配置中至少一个的测试而形成的测试装置(12)。

10.集成电路(1)，用以连接若干个功能单元(2.X)，其特征在于，其总线系统(4)，具有权利要求1-9中任一权利要求所述的特征。

11.电路装置，其特征在于，具有：按照权利要求10的集成电路(1)，和若干个连接在该集成电路(1)上的功能单元(2.X)，所述功能单元(2.X)是为产生和/或处理数字和/或模拟信号而形成的。

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