CN117193097A - 一种片上多功能信号处理的装置以及方法 - Google Patents

Abstract

本申请实施例提供一种片上多功能信号处理的装置以及方法，所述装置包括：事件预处理单元，被配置为确定触发事件的类型并生成相应类型的信息；开关控制单元，被配置为生成与所述刹车事件对应的开关信号以及所述脉冲调制信号，并根据所述脉冲调制信号和所述开关信号确定目标控制信号；同步处理单元，被配置为接收与所述同步事件相关的信息以生成所述同步信号，或者监控所述开关控制信号以实现对所述开关控制单元的控制。采用本申请实施例可以通过事件预处理单元产生的刹车事件通过开关控制单元快速的产生需要的刹车事件，可以对所有存在备份寄存器的有效寄存器进行同时加载，解决总线配置寄存器存在先后的问题。

Description

一种片上多功能信号处理的装置以及方法

技术领域

本申请涉及工业控制芯片设计领域，具体而言本申请实施例涉及一种片上多功能信号处理的装置以及方法。

背景技术

工业控制芯片设计领域涉及的相关技术方案，在相关技术方案中并不能实现在对外部电机等设备提供用于开关控制的脉冲信号的芯片上同时迅速响应外部发生的异常突发事件，例如，相关技术在发生突发事件时是通过查询中断来获取这些突发事件进而进行响应的因此相应速度慢。

相关技术中通过总线配置寄存器，因此在对多个寄存器进行配置时经常存在先后的问题，导致出现因为配置时刻不同产生的一些异常。

发明内容

本申请实施例的目的在于提供一种片上多功能信号处理的装置以及方法，采用本申请实施例可以通过事件预处理单元产生的刹车事件通过开关控制单元快速的产生需要的刹车事件，可以对所有存在备份寄存器的有效寄存器进行同时加载，解决总线配置寄存器存在先后的问题。

第一方面，本申请实施例提供一种片上多功能信号处理的装置，所述装置包括：事件预处理单元，被配置为确定触发事件的类型并生成相应类型的信息，其中，所述类型包括刹车事件或者同步事件；脉冲宽度调制器，被配置为根据脉冲配置信息以及同步信号产生对应的脉冲调制信号，并输出所述脉冲调制信号；开关控制单元，被配置为生成与所述刹车事件对应的开关信号以及所述脉冲调制信号，并根据所述脉冲调制信号和所述开关信号确定目标控制信号，其中，所述目标控制信号为所述脉冲调制信号或者开关信号；同步处理单元，被配置为接收与所述同步事件相关的信息以生成所述同步信号，或者监控所述开关控制信号以实现对所述开关控制单元的控制，其中，所述同步信号至少可用于控制所述脉冲宽度调制器重新启动或者执行同步加载。

本申请的一些实施例的片上多功能信号处理的装置通过脉冲宽度调整器PWM生成用于正常开关的脉冲调制信号，以通过这些脉冲调制信号实现对外部电机等进行开关控制，当外部产生了异常的突发事件(例如，刹车事件)时，通过事件预处理单元产生的刹车事件，开关控制单元可以快速的产生需要的刹车事件，解决了实际应用中特殊情况下需要迅速相应外部事件的问题。

在一些实施例中，所述脉冲配置信息包括：脉冲周期、脉冲占空比和计数方向中的至少一个，所述脉冲宽度调制器用于向需要开关控制的外部电路提供脉冲信号。

在一些实施例中，所述同步事件包括：外部输入电压信号及外部输入电流信号经过比较器后产生的比较器事件，所述刹车事件属于外部输入事件。

在一些实施例中，所述事件预处理单元包括：第一比较器，被配置为接收所述外部输入电压信号，并根据比较器控制信息以及电压阈值生成第一比较器事件；第二比较器，被配置为接收所述外部输入电流信号，并根据所述比较器控制信号以及电流阈值生成第二比较器事件；第一与门，被配置为接收输入的第一与门使能信号和所述第一比较器事件，并输出第一与门控制信号；第二与门，被配置为接收输入的第二与门使能信号和所述第二比较器事件，并输出第二与门控制信号；第三与门，被配置为接收输入的所述外部输入事件和第三与门使能信号，并输出第三与门控制信号；第一或门，被配置为接收输入的所述第一与门控制信号、所述第二与门控制信号、所述第三与门控制信号，并得到当前第三或门控制信号；第一锁存器，被配置为对所述当前第三或门控制信号或者历史第三或门控制信号进行锁存；第一选择器，被配置为接收所述当前第三或门控制信号和由所述锁存器锁存的相关第三或门控制信号，并在事件选择信号的控制下从输入信号中选择一个作为确定的所述触发事件的类型。

在一些实施例中，所述第一锁存器可通过锁存清除信号的控制下删除所存储的信号。

在一些实施例中，所述脉冲宽度调制器包括周期计数器，其中，所述周期计数器包括：时钟分配器，被配置为根据分频参数对系统时钟信号进行分频得到计数器时钟；周期信息备份寄存器，被配置为存储配置的周期信息，其中，所述周期信息用于控制所述周期计数器的计数周期；周期信息有效寄存器，被配置为直接接收并存储输入的所述周期信息，或者，被配置为通过加载事件接收来自于所述周期信息备份寄存器所存储的周期信息并进行存储；起始相位信息备份寄存器，被配置为存储配置的起始相位信息；起始相位信息有效寄存器，被配置为直接接收并存储输入的所述起始相位信息，或者，被配置为通过加载事件接收来自于所述起始相位信息备份寄存器所存储的起始相位信息并进行存储；第一计数器，被配置为接收由所述周期信息有效寄存器存储的所述周期信息，由所述起始相位信息有效寄存器所存储的所述起始相位信息、计数方向以及同步事件，并在所述计数器时钟的控制下进行计数，输出计数值以及计数事件。

本申请的一些实施例可以对所有存在备份寄存器的有效寄存器进行同时加载，解决总线配置寄存器存在先后的问题。

在一些实施例中，所述加载事件与所述同步事件属于相同事件或者属于不同的触发事件。

在一些实施例中，所述脉冲宽度调制器包括计数比较器，其中，所述计数比较器包括：N个备份寄存器，每个备份寄存器被配置为存储一个触发事件阈值；N个有效寄存器，每个有效寄存器可直接接收配置过程输入的相应触发事件阈值，或者，每个有效寄存器被配置为在加载事件的触发下接收由相应备份寄存器所存储的触发事件阈值；以及比较器，被配置为在判定所述计数值达到相应有效寄存器所存储的触发事件阈值时，生成相应的比较事件。

在一些实施例中，所述脉冲宽度调制器包括脉冲生成器，其中，所述脉冲生成器，被配置为根据所述计数事件和/或所述比较事件生成脉冲信号。

在一些实施例中，所述开关控制单元包括：目标选择器，被配置为在选择信号的控制下从所述脉冲宽度调制器的输出信号和所述开关信号中选择一个，作为所述目标控制信号进行输出，其中，所述选择控制信号是通过所述事件预处理单元的输出信号或者软件事件得到的。

在一些实施例中，所述开关控制单元还包括：状态选择器，被配置为从多种状态信号中选择一种作为所述开关信号，其中，所述多种状态包括：高电平状态、低电平状态以及高阻状态。

在一些实施例中，所述同步处理单元包括：计数器控制单元，其中，所述计数器控制单元包括：反相器，被配置为接收所述开关控制信号并对所述开关控制信号进行反相处理，得到反相开关控制信号；第二选择器，被配置为接收所述开关控制信号和所述反相开关控制信号，并从中选择一个作为待检测信号；边沿检测单元，被配置为对所述待检测信号进行边沿检测，在检测到第一沿时输出计数使能信号，在检测到第二沿时输出结束计数信号；第二计数器，被配置为根据计数配置信息和所述计数使能信号开始计数，并在计数值达到第二计数器阈值时，输出所述第一比较器和所述第二比较器的同步信号使能；若确定所述边沿检测单元输出所述结束计数信号，则停止计数。

在一些实施例中，所述第一沿上升沿，且所述第二沿为下降沿；或者，所述第一沿下降沿，且所述第二沿为上升沿。

本申请的一些实施例通过同步处理单元对输出的开关信号进行监控，如对高低电平的时间监控，实现对信号的频率检测，同时可以通过TM1的控制开关电路开启和关闭的最小时间等。

第二方面，本申请的一些实施例提供一种片上多功能信号处理的方法，应用于如上述第一方面所述的装置中，所述方法包括：当外部产生触发事件时，判断是刹车事件还是同步事件；若是刹车事件，则产生对应的开关信号，并通过所述开关信号进行停车控制；若是同步事件，则生成所述同步信号；根据脉冲配置信息以及所述同步信号产生对应的脉冲调制信号，其中，所述脉冲调制信号作为向需要进行开关控制的外部电路提供的信号。

附图说明

为了更清楚地说明本申请实施例的技术方案，下面将对本申请实施例中所需要使用的附图作简单地介绍，应当理解，以下附图仅示出了本申请的某些实施例，因此不应被看作是对范围的限定，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他相关的附图。

图1为本申请实施例提供的片上多功能信号处理的装置的组成框图之一；

图2为本申请实施例提供的事件预处理单元的组成框图；

图3为本申请实施例提供的脉冲宽度调制器的组成框图；

图4为本申请实施例提供的周期计数器的组成框图；

图5为本申请实施例提供的计数比较器的组成框图；

图6为本申请实施例提供的递增递减计数时输出脉冲信号示意图；

图7为本申请实施例提供的开关控制单元的组成示意图；

图8为本申请实施例提供的计数器控制电路的组成示意图；

图9为本申请实施例提供的延时控制电路组成示意图；

图10为本申请实施例提供的片上多功能信号处理的装置的组成框图之二；

图11为本申请实施例提供的实现延时控制的时序图；

图12为本申请实施例提供的同步事件重新计数的示意图；

图13为本申请实施例提供的片上多功能信号处理的方法的流程图。

具体实施方式

下面将结合本申请实施例中的附图，对本申请实施例中的技术方案进行描述。

应注意到：相似的标号和字母在下面的附图中表示类似项，因此，一旦某一项在一个附图中被定义，则在随后的附图中不需要对其进行进一步定义和解释。同时，在本申请的描述中，术语“第一”、“第二”等仅用于区分描述，而不能理解为指示或暗示相对重要性。

为了解决背景技术部分存在的相关技术问题，本申请的实施例的片上多功能信号处理的装置具备快速开关功能，例如，为了实现该功能在本申请的一些实施例中通过脉冲宽度调制器PWM产生的脉冲调制信号，产生对外部电机等需要开关控制电路需要的脉冲信号，当外部产生了异常的突发事件(例如，刹车事件)时，通过事件预处理单元产生的刹车事件，开关控制单元可以快速的产生需要的刹车事件，解决了实际应用中特殊情况下需要迅速相应外部事件的问题。本申请的一些实施例的片上多功能信号处理的装置具备开关控制监测功能，例如，在本申请的一些实施例中的片上多功能信号处理的装置通过同步处理单元对输出的开关信号可以进行监控，如对高低电平的时间监控，实现对信号的频率检测，同时可以通过下述示例的TM1的控制开关电路开启和关闭的最小时间等。本申请一些实施例的片上多功能信号处理的装置具备同步加载功能，脉冲宽度调制器PWM通过使用同步处理单元或者其他的加载使能信号，可以对所有存在备份寄存器的有效寄存器进行同时加载，解决总线配置寄存器存在先后的问题。不难理解的是，通过本申请的实施例整体的设计方案可以解决多比较器触发的开关事件。

请参看图1，图1为本申请实施例提供一种片上多功能信号处理的装置，该装置包括：

事件预处理单元，被配置为确定触发事件的类型并生成相应类型的信息，其中，所述类型包括刹车事件或者同步事件。

脉冲宽度调制器，被配置为根据脉冲配置信息以及同步信号产生对应的脉冲调制信号，并输出所述脉冲调制信号。

开关控制单元，被配置为生成与所述刹车事件对应的开关信号以及所述脉冲调制信号，并根据所述脉冲调制信号和所述开关信号确定目标控制信号，其中，所述目标控制信号为所述脉冲调制信号或者开关信号。

同步处理单元，被配置为接收与所述同步事件相关的信息以生成所述同步信号，或者监控所述开关控制信号以实现对所述开关控制单元的控制，其中，所述同步信号至少可用于控制所述脉冲宽度调制器重新启动或者执行同步加载。

本申请的一些实施例的片上多功能信号处理的装置通过脉冲宽度调整器PWM生成用于正常开关的脉冲调制信号，以通过这些脉冲调制信号实现对外部电机等进行开关控制，当外部产生了异常的突发事件(例如，刹车事件)时，通过事件预处理单元产生的刹车事件，开关控制单元可以快速的产生需要的刹车事件，解决了实际应用中特殊情况下需要迅速相应外部事件的问题。

需要说明的是，在本申请的一些实施例中所述脉冲配置信息包括：脉冲周期、脉冲占空比和计数方向中的至少一个，所述脉冲宽度调制器用于向需要开关控制的外部电路提供脉冲信号。在本申请的一些实施例中，所述同步事件包括：外部输入电压信号及外部输入电流信号经过比较器后产生的比较器事件，所述刹车事件属于外部输入事件。

也就是说，本申请的一些实施例提供的片上多功能信号处理的装置包含：事件预处理单元、开关控制单元、脉冲宽度调制器以及同步处理单元。其中，事件预处理单元主要完成外部输入触发事件(输入的外部电流、输入电压、输入的外部事件(如外部异常事件：包括应用系统上产生的过压过流时产生异常，或根据需求自主产生的事件))的预处理；开关控制单元主要根据控制信息(即由脉冲宽度调制器输出的是该处的控制信息)以及外部触发事件产生对应的开关处理，该控制信息控制信号可作为开关控制外部的电机的开关或者充放电使能等。作为设备的开启关闭信号；脉冲宽度调制器，主要根据脉冲配置信息(周期、占空比、周期计数器的计数方向等)以及同步信号产生对应的脉冲调制信号；同步处理单元，主要根据同步事件以及脉冲宽度调制器产生的脉冲信息，生产对应的同步信号，控制PWM(pulse width modulator)模块相关配置信息的更新。

如图1所示，事件预处理单元处理的事件包括刹车事件和同步事件。下面结合图2示例性阐述本申请一些实施例提供的事件预处理单元的具体结构。

如图2所示，在本申请的一些实施例中，所述事件预处理单元包括：第一比较器，被配置为接收所述外部输入电压信号，并根据比较器控制信息以及电压阈值生成第一比较器事件；第二比较器，被配置为接收所述外部输入电流信号，并根据所述比较器控制信号以及电流阈值生成第二比较器事件；第一与门，被配置为接收输入的第一与门使能信号和所述第一比较器事件，并输出第一与门控制信号；第二与门，被配置为接收输入的第二与门使能信号和所述第二比较器事件，并输出第二与门控制信号；第三与门，被配置为接收输入的所述外部输入事件和第三与门使能信号，并输出第三与门控制信号；第一或门，被配置为接收输入的所述第一与门控制信号、所述第二与门控制信号、所述第三与门控制信号，并得到当前第三或门控制信号；第一锁存器，被配置为对所述当前第三或门控制信号或者历史第三或门控制信号进行锁存；第一选择器，被配置为接收所述当前第三或门控制信号和由所述锁存器锁存的相关第三或门控制信号，并在事件选择信号的控制下从输入信号中选择一个作为确定的所述触发事件的类型。在本申请的一些实施例中，所述第一锁存器可通过锁存清除信号的控制下删除所存储的信号。需要说明的是，在事件预处理中的刹车事件和同步事件是差不多的，只是产生的信号，刹车事件会产生相关信号控制开关信号，而同步事件产生同步事件给到同步处理单元，实现同步处理。

需要说明的是，本申请实施例的事件预处理模块，包含了对刹车事件以及同步事件的处理，其中处理的逻辑大致相同，如图2所示，下面解释图2中出现的相关信号的含义。

图2的输入的事件包括但不限于，外部输入的模拟信号、外部输入的外部事件信号。模拟信号包括但不限于，输入的电压信号和电流信号。

图2输入的模拟信号经过内部的比较器后，产生对应的比较器事件；每个比较器有比较器开关以及阈值控制等信息。

图2每个比较器产生的比较器事件以及外部输入的事件，都有使能的开关compx_en(包括comp1_en和comp2_en)以及external_en，来选择是否使用对应的信号作为后一级的触发事件。选择后的事件，通过图2的或门后产生触发事件，一路直接输出到事件选择器，另一路被锁存在锁存器后输入到事件选择器(根据具体的应用需求：锁存的需求是，凡是产生了事件就需要处理，处理完成才会清除；不经过选择时就只判断当前产生的事件)；事件选择器可以选择直接使用产生的事件还是被锁存的事件。图2的锁存器主要解决产生事件时间较短无法及时响应的问题，等产生的事件触发相应的动作之后(产生相应动作的单元为同步处理单元或者是开关控制单元)，通过硬件或者软件产生clear_evt脉冲，清除锁存的事件。

下面示例性阐述本申请一些实施例的脉冲宽度调制器的组成。

如图3所示，本申请一些实施例的脉冲宽度调制器包括：周期计数器、计数比较器以及脉冲生成器。

如图4所示，在本申请的一些实施例中，所述周期计数器包括：时钟分配器，被配置为根据分频参数对系统时钟信号进行分频得到计数器时钟；周期信息备份寄存器，被配置为存储配置的周期信息，其中，所述周期信息用于控制所述周期计数器的计数周期；周期信息有效寄存器，被配置为直接接收并存储输入的所述周期信息，或者，被配置为通过加载事件接收来自于所述周期信息备份寄存器所存储的周期信息并进行存储；起始相位信息备份寄存器，被配置为存储配置的起始相位信息；起始相位信息有效寄存器，被配置为直接接收并存储输入的所述起始相位信息，或者，被配置为通过加载事件接收来自于所述起始相位信息备份寄存器所存储的起始相位信息并进行存储；第一计数器，被配置为接收由所述周期信息有效寄存器存储的所述周期信息，由所述起始相位信息有效寄存器所存储的所述起始相位信息、计数方向以及同步事件(即由事件预处理单元中的同步事件给出，在本申请的一些是来中同步事件也可以由比较器给出，即当比较器等于周期或者比较器等于某个值的时刻作为同步事件)，并在所述计数器时钟的控制下进行计数，输出计数值以及计数事件，其中，所述计数事件可以用于同步事件，也可以用于产生输出周期信号的值，例如，比较器事件等于某个值时，产生高电平，等于另一个值时产生低电平

在本申请的一些实施例中，所述加载事件与所述同步事件属于相同事件或者属于不同的触发事件。

不能理解的是，本申请的一些实施例可以对所有存在备份寄存器的有效寄存器进行同时加载，解决总线配置寄存器存在先后的问题。

下面结合图4中的相关信号进一步说明本申请一些实施例提供的周期计数器。

图4中，周期计数器首先对输入的系统时钟i_sys_clock进行分频，分频系数根据分频参数clk_div来确定，产生o_timer_clock时钟，作为周期计数器的计数器时钟。

图4的配置总线会对计数器的周期、起始相位、计数器的方向进行配置。其中计数器的周期和起始计数器存在备份寄存器，和有效寄存器两种，存储的信息均为周期和起始计数值；配置周期和起始计数器的值时可以选择直接写入有效的周期寄存器和起始计数寄存器，也可以选择写入备份寄存器，然后通过加载事件load_en将寄存器的值更新到有效的周期和起始计数器中。需要说明的是，通过加载事件和引入备份寄存器能够实现在同一时刻加载多个寄存器数据的功能，例如，采用相关技术提供的软件方法在更改多个寄存器需要多个周期，而使用本申请实施例的这种备份寄存器以及加载事件触发的方式可以在同步事件时，在同一时刻一起加载需要的寄存器配置，解决需要同时更新寄存器的需要，将所有信息在同一时刻加载，避免出现因为配置时刻不同产生的一些异常。

图4的第一计数器根据计数的周期以及计数的方向从开始计数的值进行计数。当counter_dir计数方向为递增计数时，计数器的计数值从start_value起始计数值开始递增计数，每个o_timer_clk时钟周期计数值加1，计数到周期值后，从0开始递增计数到周期，依次反复；当counter_dir计数方向为递减计数时，从start_value开始递减计数，每个时钟周期减1直到减到0为止，然后再从周期递减计数，依次反复计数；当counter_dir位递增递减计数时，计数值从start_value递增计数到周期，然后再递减计数到0，然后再递增计数到周期，依次反复。

当发生同步事件sync_evt时，图4的第一计数器会重新根据计数配置从start_value根据计数方向counter_dir进行计数。

图4将计数值counter_val以及计数事件counter_evt(包括计数到周期、计数到0等)输出给下一级。

图4的加载事件load_en以及sync_evt事件可以是相同的事件或者是不同的触发事件，可以选择内部逻辑产生的事件如counter_evt或者外部的同步事件来加载相应的值或重新开启新的一次计数。

下面结合图5中的相关信号进一步说明本申请一些实施例提供的计数比较器。

在本申请的一些实施例中，所述计数比较器包括：N个备份寄存器，每个备份寄存器被配置为存储一个触发事件阈值；N个有效寄存器，每个有效寄存器可直接接收配置过程输入的相应触发事件阈值，或者，每个有效寄存器被配置为在加载事件的触发下接收由相应备份寄存器所存储的触发事件阈值；以及比较器，被配置为在判定所述计数值达到相应有效寄存器所存储的触发事件阈值时，生成相应的比较事件。

如图5所示，本申请一些实施例的计数器也存在备份寄存器和有效寄存器，分别存储比较器的值cmp1直至cmpn的N个比较器触发事件的值；寄存器的值也可通过寄存器选择直接写入有效寄存器或者是备份寄存器；备份寄存器可通过加载事件load_en加载到有效寄存器中。在图5中，当计数器的值counter_val计数到有效寄存器的值(cmp1)时，产生cmp1_evt事件(counter_val＝cmp1)，同理cmpn_evt事件为当计数器计数值达到cmpn的值时产生。可以理解的是，会有多个计数器行为：比如等于计数器的值等于cmp1时产生一个信号，等于cmpn时产生一个行为，即图5输出的信号。

下面实施例阐述脉冲生成器。

在本申请的一些实施例中，所述脉冲宽度调制器包括脉冲生成器，其中，所述脉冲生成器，被配置为根据所述计数事件和/或所述比较事件生成脉冲信号。

本申请一些实施例的脉冲生成器主要是根据上述事件(包括但不限于图4输出的counter_event以及根据图5输出信号生成的cmpx_evt)产生脉冲的输出信号。根据产生的事件可以对每个产生的事件产生对应的信号处理(例如，根据对事件处理的配置：如系统产生了过压、过流时需要关断开关，输出0)：输出为低电平“0”；输出高电平“1”；输出信号极性反转；输出高阻等处理，如6所示，当cmp1_evt事件时开始输出高电平，产生cmp2_evt时输出低电平，以产生周期性的开关信号。

下面结合图7示例性阐述本申请一些实施例的开关控制单元。

在本申请的一些实施例中，所述开关控制单元包括：目标选择器，被配置为在选择信号的控制下从所述脉冲宽度调制器的输出信号和所述开关信号中选择一个，作为所述目标控制信号进行输出，其中，所述选择控制信号是通过所述事件预处理单元的输出信号或者软件事件得到的。

在本申请的一些实施例中，所述开关控制单元还包括：状态选择器，被配置为从多种状态信号中选择一种作为所述开关信号，其中，所述多种状态包括：高电平状态、低电平状态以及高阻状态。

图7的开关控制单元具体实现如下：

首先，根据事件预处理单元产生的刹车事件或者软件产生的soft_evt事件产生选择器的控制信号out_sel。图1事件预处理信号输出到开关控制的信号即图7中的i_event信号，软件产生的soft_evt即可以通过软件配置寄存器的方式产生一个soft_evt的脉冲信号。

其次，当out_sel为0时，输出正常脉冲宽度调制模块PWM产生的pwm_siginal脉冲宽度调制信号，当out_sel为1时，输出需要的刹车停止状态信号，stop_stat,该状态信号可以根据配置的状态选择state_sel信号来选择输出是高电平、低电平或者高阻状态。通过这些实施例可以解决系统异常时的应急处理，脉冲宽度调制器PWM产生的信号主要是给到外部，控制外部电机、充电开关的。开关控制部分，如果发现异常就会根据异常产生对应的应急处理(即刹车)Out_sel是两路选择器：选择PWM产生的还是由于异常产生的刹车信号。

下面结合图8示例性阐述计数器控制单元的组成。

在本申请的一些实施例中，所述计数器控制单元包括：反相器，被配置为接收所述开关控制信号并对所述开关控制信号进行反相处理，得到反相开关控制信号；第二选择器，被配置为接收所述开关控制信号和所述反相开关控制信号，并从中选择一个作为待检测信号；边沿检测单元，被配置为对所述待检测信号进行边沿检测，在检测到第一沿时输出计数使能信号，在检测到第二沿时输出结束计数信号；第二计数器，被配置为根据计数配置信息和所述计数使能信号开始计数，并在计数值达到第二计数器阈值时，输出所述第一比较器和所述第二比较器的同步信号使能；若确定所述边沿检测单元输出所述结束计数信号，则停止计数。

在一些实施例中，所述第一沿上升沿，且所述第二沿为下降沿；或者，所述第一沿下降沿，且所述第二沿为上升沿。

本申请的一些实施例通过同步处理单元对输出的开关信号进行监控，如对高低电平的时间监控，实现对信号的频率检测，同时可以通过TM1的控制开关电路开启和关闭的最小时间等。

图8的TM1(位于同步处理单元中)作用是用来做消隐功能：如开关电路时，可能会导致系统上的信号不稳定，产生异常脉冲信号，在开启或关闭时需要将这部分异常信号忽略，这个计数器是用在开关时过滤异常时间的计数器，该TM1的配置信息包括：

TM1_cnt：TIMER1计数器值

TM1_ov_cnt：TIMER1超时计数器值

其他信号说明：

TM1_en：TIMER1启动使能，即上升沿信号

TM1_ov：TIMER1计数结束，即下降沿信号

TOFF_cnt：Toff计数长度，计时结束时的时间

CMP_en：输出比较器同步的信号使能

TM1_overrun：TIMER1超时信号

图8的计数器控制单元对开关控制电路输出的开关信号switch_ctrl信号进行处理，选择原始信号还是经过反向器的信号，然后对该信号进行上升沿和下降沿的边沿检测，产生上升沿TM1_en信号控制计数器开始，产生的下降沿TM1_ov信号控制计数器结束。

在图8中，当产生TM1_en时，根据TM1的配置信息开始计数，首先计数到TM1_cnt的值，时输出比较器信号使能CMP_en(即事件预处理模块中的外部输入电压信号事件或者外部输入电流信号事件的使能信号)。

在图8中，当产生TM1_ov时,停止计数，将计数器的值锁存到TOFF_cnt寄存器中。当计数超过TM1_ov_cnt时产生超时计数TM1_overrun信号。

下面结合图9示例性本申请一些实施例提供的延时单元。

如图9所示，该延时单元包括：第五与门、第六与门、Ton控制逻辑以及延时逻辑单元。具体工作流程如下：

Ton控制逻辑：可以通过软件之间配置产生常开状态soft_on，即一直允许产生同步事件；还可以通过某些事件产生ton_event允许产生同步事件。

当ton开启时，事件预处理单元中产生同步事件syn_event以及计数控制器产生了比较器使能信号CMP_en时，产生同步触发信号sync_trig。

延时逻辑根据配置的延时参数，对sync_trig信号进行延时，产生同步触发sync_en信号。

下面结合图10示例性阐述采用本申请实施例的片上多功能信号处理的装置进行开关控制的示例图。

如图10所示，通过脉冲宽度调制器PWM产生正常开关的PWM脉冲信号，当来了外部故障事件时，关闭脉冲宽度调制器的输出信号，即通过事件预处理单元对刹车事件进行预处理产生刹车信号，通过开关控制单元产生刹车事件，如可用来控制电机的开关或者充电的开关信号(作为目标控制信号的一种)。

在图10中，当电压电流超过预期值时调整脉冲宽度调制器PWM输出的开关信号，在开关开启或者关闭时，对PWM信号进行调整。如当电压不足时，此时开关处于关闭状态，此时通过电压检测事件产生同步信号，触发PWM开启开关等。

为了不允许开关信号频繁开关，可以通过配置图10的TM1实现延时控制，实现对输出信号开关信号产生的控制，只有在允许范围内才可通过对电压、电流的检测调整。如某些充电系统装置，不允许开关频繁开关，即便系统当前处于欠压时也需要等待TM1配置的延时时间才可以充电。

图11为本申请一些实施例提供的采用图2的第二计数器TM1进行延时控制时序图，该延时控制过程包括：

步骤1，系统配置comparator比较器输出关断时间(如该时间根据用户需求为7us，需根据最终工作时钟频率换算成cycle数)。

步骤2，系统配置TIMER1(即图8的第二计数器)最大计数值(如该时间根据用户需求，小于等于60us，需根据最终工作时钟频率换算成cycle数)。

步骤3，TIMER1检测到开关信号的上升沿时，启动TIMER1计数器(TM1_cnt)，并将CMP_en信号拉低，关断比较器事件输出。

步骤4，每周期TIMER1计数器(TM1_cnt)自增1。

步骤5，当TIMER1计数器(TM1_cnt)增加到第1步操作中用户配置的CMP输出关断时间后，将CMP_en信号拉高，启动CMP输出。

步骤6，TIMER1计数器(TM1_cnt)继续自增1。

步骤7，TIMER1检测到开关信号的下降沿后，结束TIMER1计数器(TM1_cnt)，拉低CMP_en信号，发出TM1_ov信号(该工作情况时不发出TM1中断)，并将TM1_cnt值保存到TOFF_cnt寄存器(该寄存器可计算得到Toff状态持续时间)，TOFF_cnt寄存器数据会在每次Toff状态结束时进行更新。

步骤8，当再次检测到开关信号上升沿后，重复上述步骤3～步骤7。

需要说明的是，图11中相关参量的含义如下：当产生了switch_ctrl的翻转时，开启timer1的计数即TM1_en(计数开始使能),使能timer1计数。在然后消隐在7us的时间内产生的比较器事前，即在计数值小于7时，比较器有效时间CMP_en为低，此时产生的比较器时间不会产生相应事件。在当swithch_ctrl再次翻转(从1变0)时，计数结束，产生TM1_ov(计数结束信号)，此时可以记录下来TM1_cnt的值。此功能不仅可以用来消隐不需要的异常事件，而且还可以通过记录下来的计数器TM1_cnt的值来计算周期，如高电平的事件长度和低电平的事件长度。

如图12所示，脉冲宽度调制器中的计数器是递增递减计数的，起始计数为0，当产生同步事件时，重新从0开始计数。

如图13所示，本申请的一些实施例提供一种片上多功能信号处理的方法，应用于如上述所述的装置中，所述方法包括：S101，当外部产生触发事件时，判断是刹车事件还是同步事件；S102，若是刹车事件，则产生对应的开关信号，并通过所述开关信号进行停车控制；S103，若是同步事件，则生成所述同步信号；S104，根据脉冲配置信息以及所述同步信号产生对应的脉冲调制信号，其中，所述脉冲调制信号作为向需要进行开关控制的外部电路提供的信号。

例如，在本申请一些实施例提供的片上多功能信号处理的方法，应用于如上述所述的装置中，该方法包括：

第一步，PWM(脉冲宽度调制器)根据需要产生需要的调制波形信号。

第二步，当外部产生触发事件时，经过事件预处理单元，判断是刹车还是同步事件。如果是刹车事件，给到开关控制单元，产生对应的开关信号；如果是同步事件产生同步信号输出到同步处理单元，进行同步信号的生成。

第三步，开关控制单元产生输出需要的开关控制信号控制外部的开关。

第四步，同步处理单元会针对输出的开关信号进行相关处理，同时产生同步事件对PWM模块进行同步，触发PWM重新启动或者同步加载等相关动作。

在本申请所提供的几个实施例中，应该理解到，所揭露的装置和方法，也可以通过其它的方式实现。以上所描述的装置实施例仅仅是示意性的，例如，附图中的流程图和框图显示了根据本申请的多个实施例的装置、方法和计算机程序产品的可能实现的体系架构、功能和操作。在这点上，流程图或框图中的每个方框可以代表一个模块、程序段或代码的一部分，所述模块、程序段或代码的一部分包含一个或多个用于实现规定的逻辑功能的可执行指令。也应当注意，在有些作为替换的实现方式中，方框中所标注的功能也可以以不同于附图中所标注的顺序发生。例如，两个连续的方框实际上可以基本并行地执行，它们有时也可以按相反的顺序执行，这依所涉及的功能而定。也要注意的是，框图和/或流程图中的每个方框、以及框图和/或流程图中的方框的组合，可以用执行规定的功能或动作的专用的基于硬件的系统来实现，或者可以用专用硬件与计算机指令的组合来实现。

另外，在本申请各个实施例中的各功能模块可以集成在一起形成一个独立的部分，也可以是各个模块单独存在，也可以两个或两个以上模块集成形成一个独立的部分。

所述功能如果以软件功能模块的形式实现并作为独立的产品销售或使用时，可以存储在一个计算机可读取存储介质中。基于这样的理解，本申请的技术方案本质上或者说对现有技术做出贡献的部分或者该技术方案的部分可以以软件产品的形式体现出来，该计算机软件产品存储在一个存储介质中，包括若干指令用以使得一台计算机设备(可以是个人计算机，服务器，或者网络设备等)执行本申请各个实施例所述方法的全部或部分步骤。而前述的存储介质包括：U盘、移动硬盘、只读存储器(ROM，Read-Only Memory)、随机存取存储器(RAM，Random Access Memory)、磁碟或者光盘等各种可以存储程序代码的介质。

以上所述仅为本申请的实施例而已，并不用于限制本申请的保护范围，对于本领域的技术人员来说，本申请可以有各种更改和变化。凡在本申请的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本申请的保护范围之内。应注意到：相似的标号和字母在下面的附图中表示类似项，因此，一旦某一项在一个附图中被定义，则在随后的附图中不需要对其进行进一步定义和解释。

以上所述，仅为本申请的具体实施方式，但本申请的保护范围并不局限于此，任何熟悉本技术领域的技术人员在本申请揭露的技术范围内，可轻易想到变化或替换，都应涵盖在本申请的保护范围之内。因此，本申请的保护范围应所述以权利要求的保护范围为准。

需要说明的是，在本文中，诸如第一和第二等之类的关系术语仅仅用来将一个实体或者操作与另一个实体或操作区分开来，而不一定要求或者暗示这些实体或操作之间存在任何这种实际的关系或者顺序。而且，术语“包括”、“包含”或者其任何其他变体意在涵盖非排他性的包含，从而使得包括一系列要素的过程、方法、物品或者设备不仅包括那些要素，而且还包括没有明确列出的其他要素，或者是还包括为这种过程、方法、物品或者设备所固有的要素。在没有更多限制的情况下，由语句“包括一个……”限定的要素，并不排除在包括所述要素的过程、方法、物品或者设备中还存在另外的相同要素。

Claims (14)

1.一种片上多功能信号处理的装置，其特征在于，所述装置包括：

事件预处理单元，被配置为确定触发事件的类型并生成相应类型的信息，其中，所述类型包括刹车事件或者同步事件；

脉冲宽度调制器，被配置为根据脉冲配置信息以及同步信号产生对应的脉冲调制信号，并输出所述脉冲调制信号；

开关控制单元，被配置为生成与所述刹车事件对应的开关信号以及所述脉冲调制信号，并根据所述脉冲调制信号和所述开关信号确定目标控制信号，其中，所述目标控制信号为所述脉冲调制信号或者开关信号；

同步处理单元，被配置为接收与所述同步事件相关的信息以生成所述同步信号，或者监控所述开关控制信号以实现对所述开关控制单元的控制，其中，所述同步信号至少可用于控制所述脉冲宽度调制器重新启动或者执行同步加载。

2.如权利要求1所述的方法，其特征在于，所述脉冲配置信息包括：脉冲周期、脉冲占空比和计数方向中的至少一个，所述脉冲宽度调制器用于向需要开关控制的外部电路提供脉冲信号。

3.如权利要求1所述的装置，其特征在于，所述同步事件包括：外部输入电压信号及外部输入电流信号经过比较器后产生的比较器事件，所述刹车事件属于外部输入事件。

4.如权利要求3所述的装置，其特征在于，所述事件预处理单元包括：

第一比较器，被配置为接收所述外部输入电压信号，并根据比较器控制信息以及电压阈值生成第一比较器事件；

第二比较器，被配置为接收所述外部输入电流信号，并根据所述比较器控制信号以及电流阈值生成第二比较器事件；

第一与门，被配置为接收输入的第一与门使能信号和所述第一比较器事件，并输出第一与门控制信号；

第二与门，被配置为接收输入的第二与门使能信号和所述第二比较器事件，并输出第二与门控制信号；

第三与门，被配置为接收输入的所述外部输入事件和第三与门使能信号，并输出第三与门控制信号；

第一或门，被配置为接收输入的所述第一与门控制信号、所述第二与门控制信号、所述第三与门控制信号，并得到当前第三或门控制信号；

第一锁存器，被配置为对所述当前第三或门控制信号或者历史第三或门控制信号进行锁存；

第一选择器，被配置为接收所述当前第三或门控制信号和由所述锁存器锁存的相关第三或门控制信号，并在事件选择信号的控制下从输入信号中选择一个作为确定的所述触发事件的类型。

5.如权利要求4所述的装置，其特征在于，所述第一锁存器可通过锁存清除信号的控制下删除所存储的信号。

6.如权利要求5所述的装置，其特征在于，所述脉冲宽度调制器包括周期计数器，其中，所述周期计数器包括：

时钟分配器，被配置为根据分频参数对系统时钟信号进行分频得到计数器时钟；

周期信息备份寄存器，被配置为存储配置的周期信息，其中，所述周期信息用于控制所述周期计数器的计数周期；

周期信息有效寄存器，被配置为直接接收并存储输入的所述周期信息，或者，被配置为通过加载事件接收来自于所述周期信息备份寄存器所存储的周期信息并进行存储；

起始相位信息备份寄存器，被配置为存储配置的起始相位信息；

起始相位信息有效寄存器，被配置为直接接收并存储输入的所述起始相位信息，或者，被配置为通过加载事件接收来自于所述起始相位信息备份寄存器所存储的起始相位信息并进行存储；

第一计数器，被配置为接收由所述周期信息有效寄存器存储的所述周期信息，由所述起始相位信息有效寄存器所存储的所述起始相位信息、计数方向以及同步事件，并在所述计数器时钟的控制下进行计数，输出计数值以及计数事件。

7.如权利要求6所述的装置，其特征在于，所述加载事件与所述同步事件属于相同事件或者属于不同的触发事件。

8.如权利要求6所述的装置，其特征在于，所述脉冲宽度调制器包括计数比较器，其中，所述计数比较器包括：

N个备份寄存器，每个备份寄存器被配置为存储一个触发事件阈值；

N个有效寄存器，每个有效寄存器可直接接收配置过程输入的相应触发事件阈值，或者，每个有效寄存器被配置为在加载事件的触发下接收由相应备份寄存器所存储的触发事件阈值；以及

比较器，被配置为在判定所述计数值达到相应有效寄存器所存储的触发事件阈值时，生成相应的比较事件。

9.如权利要求8所述的装置，其特征在于，所述脉冲宽度调制器包括脉冲生成器，其中，所述脉冲生成器，被配置为根据所述计数事件和/或所述比较事件生成脉冲信号。

10.如权利要求9所述的装置，其特征在于，所述开关控制单元包括：

目标选择器，被配置为在选择信号的控制下从所述脉冲宽度调制器的输出信号和所述开关信号中选择一个，作为所述目标控制信号进行输出，其中，所述选择控制信号是通过所述事件预处理单元的输出信号或者软件事件得到的。

11.如权利要求10所述的装置，其特征在于，所述开关控制单元还包括：

状态选择器，被配置为从多种状态信号中选择一种作为所述开关信号，其中，所述多种状态包括：高电平状态、低电平状态以及高阻状态。

12.如权利要求10所述的装置，其特征在于，所述同步处理单元包括：计数器控制单元，其中，

所述计数器控制单元包括：

反相器，被配置为接收所述开关控制信号并对所述开关控制信号进行反相处理，得到反相开关控制信号；

第二选择器，被配置为接收所述开关控制信号和所述反相开关控制信号，并从中选择一个作为待检测信号；

边沿检测单元，被配置为对所述待检测信号进行边沿检测，在检测到第一沿时输出计数使能信号，在检测到第二沿时输出结束计数信号；

第二计数器，被配置为根据计数配置信息和所述计数使能信号开始计数，并在计数值达到第二计数器阈值时，输出所述第一比较器和所述第二比较器的同步信号使能；若确定所述边沿检测单元输出所述结束计数信号，则停止计数。

13.如权利要求12所述的装置，其特征在于，

所述第一沿上升沿，且所述第二沿为下降沿；

或者，

所述第一沿下降沿，且所述第二沿为上升沿。

14.一种片上多功能信号处理的方法，应用于如权利要求1-13中任意一项权利要求所述的装置中，所述方法包括：

当外部产生触发事件时，判断是刹车事件还是同步事件；

若是刹车事件，则产生对应的开关信号，并通过所述开关信号进行停车控制；

若是同步事件，则生成所述同步信号；

根据脉冲配置信息以及所述同步信号产生对应的脉冲调制信号，其中，所述脉冲调制信号作为向需要进行开关控制的外部电路提供的信号。