DE102012023350A1

DE102012023350A1 - Systeme, Schaltungen und ein Verfahren zum Erzeugen einer konfigurierbaren Rückmeldung

Info

Publication number: DE102012023350A1
Application number: DE102012023350A
Authority: DE
Inventors: Jens Barrenscheen; Laurent Beaurenaut
Original assignee: Infineon Technologies AG
Current assignee: Infineon Technologies AG
Priority date: 2011-11-30
Filing date: 2012-11-29
Publication date: 2013-06-06
Anticipated expiration: 2032-11-30
Also published as: DE102012023350B4; CN103135460A; US9442478B2; US20130135030A1; CN103135460B

Abstract

Die Erfindung bezieht sich auf Systeme, Schaltungen und ein Verfahren zum Erzeugen einer konfigurierbaren Rückmeldung, insbesondere in sicherheitskritischen Stromversorgungssystemen mit Stromschaltern.
In Übereinstimmung mit einem Aspekt der Erfindung ist ein System zum Erzeugen einer konfigurierbaren Rückmeldung bereitgestellt, wobei das System eine Vielzahl von Schaltungen, die mit einer Vielzahl von Treibern gekoppelt ist und die miteinander in einer Kette über eine Einleiterverbindung verbunden ist, und eine Steuerschaltung aufweist, die mit der Vielzahl von Schaltungen verbunden ist und dafür ausgelegt ist, Konfigurationsdaten an wenigstens eine Schaltung von der Vielzahl von Schaltungen auszugeben, um ein Rückmeldungssignal zu konfigurieren, das durch die Vielzahl von Schaltungen zu der Steuerschaltung über die Einleiterverbindung übermittelt werden soll.

Description

Die Erfindung bezieht sich auf Systeme, Schaltungen und ein Verfahren zum Erzeugen einer konfigurierbaren Rückmeldung (Feedback), insbesondere in sicherheitskritischen Stromversorgungssystemen mit Stromschaltern.
Die Sicherheitstechnik ist ein wachsendes Gebiet, in dem Ingenieure und Techniker Redundanztechniken verwenden, um negative Konsequenzen abzuschwächen, falls ein Fehler auftritt. So umfassen zum Beispiel Raumfahrzeuge und Flugzeuge redundante Systeme, so dass dann, wenn zum Beispiel ein Motorsteuerungsbauteil während des Flugs ausfällt, ein anderes Motorsteuerungsbauteil aktiviert werden kann, um zu erlauben, dass das Flugzeug sicher landen kann.
In ähnlicher Hinsicht können zeitgesteuerte Eingangs-/Ausgangs-(E/A)-Signale in sicherheitsbewußten Systemen erzeugt und dann später überprüft werden, um sicherzustellen, dass diese tatsächlich korrekt übermittelt wurden. Dies kann in unzähligen Anwendungen nützlich sein. So kann zum Beispiel in einem Kraftfahrzeugsystem dann, wenn ein ausgegebenes Antriebssignal (z. B. ein Zündkerzensignal von einem Motorsteuergerät) zu einem Motor des Kraftfahrzeugs zugeführt wird, ein Rückmeldungssignal (das von dem ausgegebenen Antriebssignal abgeleitet wird, das wirklich zu dem Motor übermittelt worden war) mit dem ursprünglichen ausgegebenen Antriebssignal verglichen werden, um festzustellen, ob das ausgegebene Antriebssignal tatsächlich korrekt übermittelt wurde. Deshalb kann, wenn es eine „schlechte” Verbindung oder einen Wackelkontakt zwischen dem Motorsteuergerät und dem Motor selbst gibt (oder wenn irgendein anderes Fehlerereignis stattfindet), ein Vergleich des ursprünglichen Antriebssignals und des Rückmeldungssignals diesen Fehler entdecken, wodurch es einem Steuerungssystem erlaubt wird, den Fahrer durch zum Beispiel das Beleuchten einer „Motor überprüfen”-Leuchte bzw. Motor-Warnleuchte auf dem Armaturenbrett des Fahrers zu benachrichtigen. Auf diese Weise kann ein Fahrer darüber informiert werden, dass ein Motorproblem (z. B. eine Zündkerzenfehlzündung) aufgetreten ist, und er kann dann dafür sorgen, dass das Fahrzeug gewartet wird, damit jegliche entsprechenden Probleme in Ordnung gebracht werden.
In sicherheitskritischen Stromversorgungssystemen mit Stromschaltern (z. B. Metalloxidhalbleiter-Feldeffekttransistoren (MOSFETs) oder Bipolartransistoren mit isolierter Gate-Elektrode (IGBTs)) besteht ein Bedarf daran, Funktionsblöcke in dem Stromversorgungssystem zu analysieren, bevor der Betrieb des Systems gestartet wird, um Schäden im Fall einer Störung oder Fehlfunktion einiger Funktionsblöcke zu vermeiden. Außerdem wird eine Diagnosefähigkeit während der Laufzeit benötigt, um Alterungseffekte zu erkennen oder plötzliche Ausfälle oder Defekte zu analysieren.
Ein Standardausgang einer normalen Steuereinrichtung ist nicht in der Lage, den Steuereingang (Gate) eines Stromschalters direkt anzusteuern bzw. anzutreiben. Deshalb wird ein Gate-Treiber-Bauteil mit seiner eigenen Stromversorgung benötigt, um die Steuersignale zu verstärken und um diese an die Bedürfnisse von Stromschaltern anzupassen. Um Verluste zu vermeiden und um ein korrektes Umschaltverhalten zu gewährleisten, werden die Gate-Treiber-Bauteile normalerweise nahe bei dem Stromschalter angeordnet.
In einigen Fällen führt das Gate-Treiber-Bauteil eine galvanische Isolationsbarriere zwischen der Steuereinrichtung und dem Stromschalter ein, da sie sich nicht auf das gleiche Potential beziehen. Dies führt zu der Gefahr der Verfälschung der („Low-Power”-)Steuersignale zwischen der bzw. den Steuereinrichtung(en) und den Gate-Treiber-Bauteilen und sogar zum ungewollten Umschalten der Stromschalter. Eine Option für die Überwachung der Datenkonsistenz könnte sein, eine parallele Schleife zurück von den von dem Gate-Treiber-Bauteil empfangenen Steuersignalen zu der Steuereinrichtung zu bauen, aber normalerweise sind die Kosten der zusätzlichen Eingangspins an der Steuereinrichtung zu hoch. Andere bekannte Lösungen sind nicht flexibel genug, d. h. sie können nur eine Teilmenge oder einen Aspekt des zu überwachenden Datenvolumens abdecken.
Deshalb besteht zum Beispiel ein Bedarf an einem System zur Überwachung der Datenkonsistenz, insbesondere für sicherheitskritische Stromversorgungssysteme, das zuverlässig, flexibel und kostengünstig ist.
KURZE ZUSAMMENFASSUNG DER ERFINDUNG
In Übereinstimmung mit einem Aspekt der Erfindung ist ein System zum Erzeugen einer konfigurierbaren Rückmeldung bereitgestellt, wobei das System eine Vielzahl von Schaltungen, die mit einer Vielzahl von Treibern gekoppelt ist und die miteinander in einer Kette über eine Einleiterverbindung verbunden ist, und eine Steuerschaltung aufweist, die mit der Vielzahl von Schaltungen verbunden ist und dafür ausgelegt ist, Konfigurationsdaten zu wenigstens einer Schaltung der Vielzahl von Schaltungen auszugeben, um ein Rückmeldungssignal zu konfigurieren, das von der Vielzahl von Schaltungen zu der Steuerschaltung über die Einleiterverbindung übermittelt werden soll.
In Übereinstimmung mit einem weiteren Aspekt der Erfindung ist ein Verfahren zum Erzeugen einer konfigurierbaren Rückmeldung bereitgestellt, wobei das Verfahren das Empfangen eines Statuseingangssignals, das Empfangen eines Steuersignals, das Empfangen von Konfigurationsdaten, das logische Kombinieren des Statuseingangssignals und des Steuersignals, das Ausgeben auf der Grundlage der empfangenen Konfigurationsdaten von einem der Folgenden als ein Statusausgangssignal: das Statuseingangssignal, das Steuersignal oder das Ergebnis des logischen Kombinierens des Statuseingangssignals und des Steuersignals.
Gemäß einem Aspekt wird ein System zum Erzeugen einer konfigurierbaren Rückmeldung zur Verfügung gestellt, wobei das System Folgendes aufweist:
eine Vielzahl von Schaltungen, die mit einer Vielzahl von Treibern gekoppelt ist und die miteinander in einer Kette über eine Einleiterverbindung verbunden ist;
eine Steuerschaltung, die mit der Vielzahl von Schaltungen verbunden ist und so konfiguriert ist, dass sie Konfigurationsdaten an eine Schaltung von der Vielzahl von Schaltungen ausgibt, um zu bewirken, dass die eine Schaltung auf der Grundlage der Konfigurationsdaten eine der folgenden Operationen durchführt:
Weiterleiten eines von einer vorhergehenden Schaltung empfangenen Ausgangssignals zu der nächsten Schaltung in der Kette über die Einleiterverbindung ohne Modifikation; Weiterleiten eines Steuersignals, das von der einen Schaltung empfangen wird, als Ausgangssignal zu der nächsten Schaltung in der Kette über die Einleiterverbindung; Ausgeben eines Treiberstatussignals eines Treibers, der mit der einen Schaltung assoziiert ist, als Ausgangssignal zu der nächsten Schaltung in der Kette über die Einleiterverbindung;
logisches Kombinieren eines von einer vorhergehenden Schaltung empfangenen Ausgangssignals und des von der einen Schaltung empfangenen Steuersignals und Weiterleiten des Ergebnisses davon als Ausgangssignal zu der nächsten Schaltung in der Kette über die Einleiterverbindung; oder logisches Kombinieren eines von der vorhergehenden Schaltung empfangenen Ausgangssignals und des Treiberstatussignals des Treibers, der mit der einen Schaltung assoziiert ist, und Weiterleiten des Ergebnisses davon als Ausgangssignal zu der nächsten Schaltung in der Kette über die Einleiterverbindung.
Vorteilhaft ist die Steuerschaltung des Weiteren so konfiguriert, dass sie individuelle Konfigurationsdaten an jede Schaltung der Vielzahl von Schaltungen ausgibt, um zu bewirken, dass jede Schaltung der Vielzahl von Schaltungen auf der Grundlage der individuellen Konfigurationsdaten eine der nachfolgenden Operationen durchführt:
Weiterleiten eines von einer vorhergehenden Schaltung empfangenen Ausgangssignals zu der nächsten Schaltung in der Kette über die Einleiterverbindung ohne Modifikation; Weiterleiten eines von der jeweiligen Schaltung empfangenen Steuersignals als Ausgangssignal zu der nächsten Schaltung in der Kette über die Einleiterverbindung;
Ausgeben eines Treiberstatussignals eines Treibers, der mit der jeweiligen Schaltung assoziiert ist, als ein Ausgangssignal zu der nächsten Schaltung in der Kette über die Einleiterverbindung;
logisches Kombinieren des von der vorhergehenden Schaltung empfangenen Ausgangssignals und des von der jeweiligen Schaltung empfangenen Steuersignals und Weiterleiten des Ergebnisses davon als Ausgangssignal zu der nächsten Schaltung in der Kette über die Einleiterverbindung; oder logisches Kombinieren des von der vorhergehenden Schaltung empfangenen Ausgangssignals und des Treiberstatussignals des mit der jeweiligen Schaltung assoziierten Treibers und Weiterleiten des Ergebnisses davon als Ausgangssignal zu der nächsten Schaltung in der Kette über die Einleiterverbindung.
Vorteilhaft empfängt die erste Schaltung in der Kette ein vorbestimmtes Signal als Startsignal.
Gemäß einem weiteren Aspekt wird ein System bereitgestellt zum Erzeugen einer konfigurierbaren Rückmeldung, wobei das System Folgendes aufweist:
eine Vielzahl von Schaltungen, die mit einer Vielzahl von Treibern gekoppelt ist und die miteinander in einer Kette über eine Einleiterverbindung verbunden ist; und
eine Steuerschaltung, die mit der Vielzahl von Schaltungen verbunden ist und dafür ausgelegt ist, Konfigurationsdaten an wenigstens eine Schaltung von der Vielzahl von Schaltungen auszugeben, um ein Rückmeldungssignal zu konfigurieren, das von der Vielzahl von Schaltungen zu der Steuerschaltung über die Einleiterverbindung übermittelt werden soll.
Vorteilhaft empfängt jede Schaltung einen Datenstrom von einer vorhergehenden Schaltung über die Einleiterverbindung, modifiziert einen Inhalt einer vorbestimmten Stelle in dem Datenstrom und gibt den modifizierten Datenstrom an die nächste Schaltung in der Kette über die Einleiterverbindung aus.
Vorteilhaft empfängt jede Schaltung einen Datenstrom von einer vorhergehenden Schaltung über die Einleiterverbindung, extrahiert Statuseingangsdaten aus einer ersten vorbestimmten Stelle in dem Datenstrom, fügt Statusausgangsdaten in eine zweite vorbestimmte Stelle in dem Datenstrom ein und gibt den Datenstrom an die nächste Schaltung in der Kette über die Einleiterverbindung aus.
Vorteilhaft enthält das Rückmeldungssignal entweder Informationen über eine individuelle Schaltung und/oder ihren assoziierten Treiber oder Informationen über alle Schaltungen und/oder alle assoziierten Treiber.
Vorteilhaft bewirken die Konfigurationsdaten entweder, dass eine Schaltung von der Vielzahl von Schaltungen ein von der einen Schaltung empfangenes Steuersignal oder ein Treiberstatussignal eines mit der einen Schaltung assoziierten Treibers als Ausgangssignal zu der nächsten Schaltung in der Kette über die Einleiterverbindungen weiterleitet, und dass alle Schaltungen nach der einen Schaltung in der Kette ein Ausgangssignal einer vorhergehenden Schaltung als Ausgangssignal zu der nächsten Schaltung in der Kette über die Einleiterverbindung ohne Modifikation weiterleiten;
oder bewirken, dass jede der Schaltungen das Ausgangssignal der vorhergehenden Schaltung und das von der jeweiligen Schaltung empfangene Steuersignal logisch kombiniert und das Ergebnis davon als Ausgangssignal zu der nächsten Schaltung in der Kette über die Einleiterverbindung weiterleitet; oder
bewirken, dass jede der Schaltungen das Ausgangssignal der vorhergehenden Schaltung und das Treiberstatussignal eines Treibers, der mit der jeweiligen Schaltung assoziiert ist, logisch kombiniert und das Ergebnis davon als Ausgangssignal zu der nächsten Schaltung in der Kette über die Einleiterverbindung weiterleitet.
Vorteilhaft weist jede Schaltung der Vielzahl von Schaltungen Folgendes auf:
einen Eingangspin zum Empfangen eines Ausgangssignals einer Schaltung, die in der Kette von Schaltungen vorhergehend ist, oder des Startsignals;
einen Steuersignal-Eingangspin zum Empfangen eines Steuersignals;
einen Ausgangspin zum Ausgeben eines Ausgangssignals;
ein Logikgatter, dessen Eingänge mit dem Eingangspin und dem Steuersignal-Eingangspin verbunden sind und das das Ausgangssignal der vorhergehenden Schaltung und das Steuersignal logisch kombiniert; und
einen Multiplexer mit
einem ersten Eingang, der mit dem Eingangspin verbunden ist;
einem zweiten Eingang, der mit dem Steuersignal-Eingangspin verbunden ist; und
einem dritten Eingang, der mit einem Ausgang des Logikgatters verbunden ist;
wobei der Multiplexer so konfiguriert ist, dass er ein Signal, das an einem seiner Eingänge empfangen wird, zu dem Ausgangspin auf der Grundlage von an seinem Steuereingang empfangenen Konfigurationsdaten ausgibt.
Vorteilhaft weist der Multiplexer des Weiteren einen vierten Eingang auf, der ein Treiberstatussignal von einem assoziierten Treiber empfängt.
Vorteilhaft weist jede Schaltung des Weiteren ein weiteres Logikgatter auf, das das Eingangssignal und das Treiberstatussignal empfängt und logisch kombiniert; wobei der Multiplexer des Weiteren einen fünften Eingang aufweist, der mit einem Ausgang des weiteren Logikgatters verbunden ist.
Vorteilhaft ist ein Ausgangspin von einer der Vielzahl von Schaltungen mit einem Eingangspin einer anderen Schaltung, die die nächste Schaltung in der Kette ist, über die Einleiterverbindung verbunden.
Vorteilhaft wird das Eingangssignal aus einer ersten vorbestimmten Stelle in einem Datenstrom extrahiert, der über die Einleiterverbindung empfangen wird, und wird das Ausgangssignal in den Datenstrom an einer zweiten vorbestimmten Stelle eingefügt und in dem Datenstrom zu der nächsten Schaltung in der Kette über die Einleiterverbindung übertragen.
Gemäß einem weiteren Aspekt wird eine Schaltung bereitgestellt zum Erzeugen einer konfigurierbaren Rückmeldung, wobei die Schaltung Folgendes aufweist:
einen Eingangspin zum Empfangen eines Eingangssignals;
einen Steuersignal-Eingangspin zum Empfangen eines Steuersignals;
einen Ausgangspin;
ein Logikgatter, dessen Eingänge mit dem Eingangspin und dem Steuersignal-Eingangspin verbunden sind und das das Eingangssignal und das Steuersignal logisch kombiniert; und
einen Multiplexer mit:
einem ersten Eingang, der mit dem Eingangspin verbunden ist;
einem zweiten Eingang, der mit dem Steuersignal-Eingangspin verbunden ist; und
einem dritten Eingang, der mit einem Ausgang des Logikgatters verbunden ist,
wobei der Multiplexer so konfiguriert ist, dass er ein an seinem ersten, zweiten oder dritten Eingang empfangenes Signal an den Ausgangspin auf der Grundlage von an seinem Steuereingang empfangenen Konfigurationsdaten ausgibt.
Vorteilhaft wird das Eingangssignal aus einer ersten vorbestimmten Stelle in einem Datenstrom extrahiert, der über die Einleiterverbindung empfangen wird, und wird das Ausgangssignal in den Datenstrom an einer zweiten vorbestimmten Stelle eingefügt und in dem Datenstrom zu der nächsten Schaltung in der Kette über die Einleiterverbindung übertragen.
Vorteilhaft ist das Logikgatter ein XOR-Gatter.
Vorteilhaft weist der Multiplexer des Weiteren einen vierten Eingang auf, der ein Treiberstatussignal eines assoziierten Treibers empfängt.
Vorteilhaft weist jede Schaltung des Weiteren ein weiteres Logikgatter auf, das das Eingangssignal und das Treiberstatussignal empfängt und diese logisch kombiniert; und weist der Multiplexer des Weiteren einen fünften Eingang auf, der mit einem Ausgang des weiteren Logikgatters verbunden ist.
Vorteilhaft ist die Schaltung dafür konfiguriert, dass sie mit weiteren Schaltungen, die im Wesentlichen das gleiche Design wie die Schaltung aufweisen, in Reihe geschaltet wird, wobei der Ausgangspin der Schaltung mit einem Eingangspin einer weiteren Schaltung verbunden wird.
Gemäß einem weiteren Aspekt wird eine Schaltung bereitgestellt zum Erzeugen einer konfigurierbaren Rückmeldung, wobei die Schaltung mit einem Schalter assoziiert ist und Folgendes aufweist:
einen Eingangspin zum Empfangen eines Eingangssignals;
einen Steuersignal-Eingangspin zum Empfangen eines Steuersignals;
einen Ausgangspin;
ein erstes Logikgatter, das das Eingangssignal und das Steuersignal an seinen Einfängen empfängt und das Eingangssignal und das Steuersignal logisch kombiniert;
ein zweites Logikgatter, das das Eingangssignal und ein Treiberstatussignal von einem mit dem Schalter verbundenen Treiber empfängt und das Eingangssignal und das Treiberstatussignal logisch kombiniert; und
einen Multiplexer mit:
einem ersten Eingang, der mit dem Eingangspin verbunden ist;
einem zweiten Eingang, der mit dem Steuersignal-Eingangspin verbunden ist;
einem dritten Eingang, der das Treiberstatussignal empfängt;
einem vierten Eingang, der mit einem Ausgang des ersten Logikgatters verbunden ist; und
einem fünften Eingang, der mit einem Ausgang des zweiten Logikgatters verbunden ist;
wobei der Multiplexer so konfiguriert ist, dass er ein Signal, das an einem seiner Eingänge empfangen wird, an den Ausgangspin auf der Grundlage von an seinem Steuereingang empfangenen Konfigurationsdaten ausgibt.
Vorteilhaft sind das erste Logikgatter und das zweite Logikgatter XOR-Gatter.
Gemäß einem Aspekt wird ein Verfahren bereitgestellt zum Erzeugen einer konfigurierbaren Rückmeldung, wobei das Verfahren die folgenden Schritte aufweist:
Empfangen eines Statuseingangssignals;
Empfangen eines Steuersignals;
Empfangen von Konfigurationsdaten;
logisches Kombinieren des Statuseingangssignals und des Steuersignals;
Ausgeben auf der Grundlage der empfangenen Konfigurationsdaten eines der Folgenden als ein Statusausgangssignal:
das Statuseingangssignal;
das Steuersignal;
das Ergebnis des logischen Kombinierens des Statuseingangssignals und des Steuersignals.
Vorteilhaft wird das Statuseingangssignal in einem Datenstrom empfangen und aus dem Datenstrom an einer ersten vorbestimmten Stelle in dem Datenstrom extrahiert; und wobei das Statusausgangssignal an einer zweiten vorbestimmten Stelle in dem Datenstrom eingefügt wird und in dem Datenstrom weitergeleitet wird.
Vorteilhaft wird das Konfigurationssignal ebenfalls in dem Datenstrom empfangen und aus dem Datenstrom an einer dritten vorbestimmten Stelle in dem Datenstrom extrahiert.
Vorteilhaft weist das Verfahren des Weiteren den folgenden Schritt auf:
Schreiben des Ergebnisses des Vergleichs in einen Historienpufferspeicher.
Weitere Merkmale, Aspekte und Vorteile der vorliegenden Erfindung werden aus der nachfolgenden, detaillierten Beschreibung der Erfindung offensichtlich, die unter Bezugnahme auf die beigefügten Zeichnungen durchgeführt wird.
KURZE BESCHREIBUNG DER MEHREREN ANSICHTEN DER ZEICHNUNG(EN)
Die beigefügten Zeichnungen sind eingeschlossen, um ein weiteres Verständnis der vorliegenden Erfindung bereitzustellen, und sie sind in die vorliegende Patenspezifikation aufgenommen und bilden einen Teil davon. Die Zeichnungen veranschaulichen Ausführungsformen der vorliegenden Erfindung und dienen zusammen mit der Beschreibung dazu, die Prinzipien der Erfindung zu erläutern. Andere Ausführungsformen der vorliegenden Erfindung und viele der beabsichtigten Vorteile der vorliegenden Erfindung werden ohne weiteres klar werden, wenn sie unter Bezugnahme auf die nachfolgende, detaillierte Beschreibung besser verständlich werden.
1 zeigt exemplarisch ein vereinfachtes schematisches Diagramm eines Systems in Übereinstimmung mit einer Ausführungsform der Erfindung.
2 zeigt exemplarisch ein vereinfachtes schematisches Diagramm einer Treibereinheit in Übereinstimmung mit einer weiteren Ausführungsform der Erfindung.
3 zeigt eine bevorzugte Ausführungsform der Steuereinrichtung des in 1 gezeigten Systems.
4 zeigt exemplarisch ein vereinfachtes schematisches Diagramm einer Treibereinheit in Übereinstimmung mit einer weiteren Ausführungsform der Erfindung.
5 ist ein Ablaufdiagramm, das ein Verfahren, in dem eine Integration verwendet wird, in Übereinstimmung mit einigen Ausführungsformen darstellt.
6A–6B zeigen beispielhafte Wellenformen zur Veranschaulichung des Ablaufdiagramms von 5.
7 ist ein Ablaufdiagramm, das ein Verfahren, in dem ein minimales Zeitfenster gemessen von einer steigenden oder fallenden Flanke aus verwendet wird, in Übereinstimmung mit einigen Ausführungsformen darstellt.
8 zeigt einige beispielhafte Wellenformen zur Veranschaulichung des Ablaufdiagramms von 7.
9 ist ein Ablaufdiagramm, das ein Verfahren, in dem ein maximales Zeitfenster gemessen von einer steigenden oder fallenden Flanke aus verwendet wird, in Übereinstimmung mit einigen Ausführungsformen darstellt.
10 zeigt einige beispielhafte Wellenformen zur Veranschaulichung des Ablaufdiagramms von 9.
11 ist ein Ablaufdiagramm, das ein Verfahren, in dem ein E/A-Signal und ein Referenzsignal unter Verwendung eines von einer steigenden oder fallenden Flanke aus gemessenen Zeitfensters verglichen werden, in Übereinstimmung mit einigen Ausführungsformen darstellt.
12 zeigt einige beispielhafte Wellenformen zur Veranschaulichung des Ablaufdiagramms von 11.
13 zeigt ein Verfahren zum Erzeugen einer konfigurierbaren Rückmeldung in Übereinstimmung mit einer weiteren Ausführungsform der Erfindung.
AUSFÜHRLICHE BESCHREIBUNG DER ERFINDUNG
In der nachfolgenden, detaillierten Beschreibung wird Bezug auf die beigefügten Zeichnungen genommen, die einen Teil der Beschreibung bilden und in denen zur Veranschaulichung spezifische Ausführungsformen gezeigt sind, in denen die Erfindung praktiziert werden kann. Es soll klar sein, dass andere Ausführungsformen verwendet werden können und strukturelle oder andere Änderungen durchgeführt werden können, ohne dass von dem Schutzumfang der vorliegenden Erfindung abgewichen wird. Die nachfolgende detaillierte Beschreibung ist daher nicht in einem beschränkenden Sinne zu betrachten, und der Schutzumfang der vorliegenden Erfindung ist durch die angehängten Ansprüche definiert.
Die Erfindung bezieht sich auf Systeme, Schaltungen und ein Verfahren zum Erzeugen einer konfigurierbaren Rückmeldung, insbesondere in sicherheitskritischen Stromversorgungssystemen mit Stromschaltern. Die Daten, die in der konfigurierbaren Rückmeldung enthalten sind, können Status- oder Signaturdaten umfassen. Des Weiteren kann eine dedizierte Leitung, z. B. eine Einleiterverbindung, für die Status- oder Signaturdaten derart bereitgestellt sein, dass die Rückmeldungsdaten in einer zeitkontinuierlichen Art und Weise bereitgestellt werden können, oder es kann eine Datenleitung, z. B. eine Einleiterverbindung, mit anderen Datenkommunikationen gemeinsam benutzt werden, wobei z. B. eine Übertragung im Zeitmultiplexverfahren verwendet wird, d. h. dedizierte Zeitschlitze werden für die Übertragung von Status- oder Signaturdaten derart bereitgestellt, dass Rückmeldungsdaten in einer zeitdiskreten Art und Weise bereitgestellt werden können. Im Folgenden werden exemplarische Ausführungsformen für beide der oben genannten Lösungsansätze veranschaulicht.
1 zeigt exemplarisch ein vereinfachtes schematisches Diagramm eines Systems in Übereinstimmung mit einer Ausführungsform der Erfindung. Das System weist eine Steuereinrichtung 10 und eine Vielzahl von Treibereinheiten 20a–20n auf, die mit der Steuereinrichtung verbunden sind.
Die Steuereinrichtung 10 ist so konfiguriert, dass sie die Vielzahl von Treibereinheiten 20a–20n steuert und überwacht. Zu diesem Zweck weist die Steuereinrichtung einen Konfigurationssignalgenerator 11, eine Steuereinheit 12, die mit dem Konfigurationssignalgenerator 11 verbunden ist, einen Steuersignalausgang 14, der mit der Steuereinheit 12 verbunden ist, einen Signaturgenerator 13, der mit der Steuereinheit 12 verbunden ist, und eine Vergleichseinheit 15 auf, die mit der Steuereinheit 12, dem Konfigurationssignalgenerator 11 und dem Signaturgenerator 13 verbunden ist.
Jede der Treibereinheiten 20a–20n ist einem der Vielzahl von Schaltern 30a–30n zugeordnet und ist so konfiguriert, dass sie den einen zugehörigen Schalter 30 auf der Basis eines von der Steuereinheit empfangenen Steuersignals antreibt bzw. ansteuert.
Jede der Treibereinheiten 20a–20n weist einen Steuersignaleingang 22, einen Statuseingang 23, einen Statusausgang 25, ein Logikgatter 24, z. B. ein XOR-Gatter (Exklusiv-ODER-Gatter), dessen Eingänge mit dem Steuersignaleingang 22 und dem Statuseingang 23 verbunden sind, einen Multiplexer 21 und einen Gate-Treiber 29 auf.
Der Gate-Treiber 29 weist einen ersten Eingang, der mit den Steuersignaleingängen 22 verbunden ist, einen ersten Ausgang, der mit dem zugehörigen Schalter 30 verbunden ist, einen zweiten Ausgang, der mit einem Eingang des Multiplexers 21 verbunden ist, und eine weitere Verbindung mit dem Schalter zum Empfangen eines Schalterstatus des Schalters 30 auf.
Der Ausgang des Multiplexers 21 ist mit dem Statusausgang 25 verbunden, und die Eingänge des Multiplexers 21 sind mit dem Steuersignaleingang 22, dem Statuseingang 23, dem Ausgang des XOR-Gatters 24 und dem zweiten Ausgang des Gate-Treibers 29 verbunden.
Die Steuereinheit 12 kann ein separates Steuersignal, z. B. ein Pulsbreitenmodulations-(PWM; pulse width modulation)Signal, für jede der Treibereinheiten 20a–20n erzeugen. Die Steuersignale werden über den Steuersignalausgang 14 der Steuereinrichtung 10 zu den jeweiligen Treibereinheiten 20a–20n übertragen. Die Gate-Treiber 29a–29n der Treibereinheiten 20a–20n verstärken und/oder konvertieren jeweils das empfangene Steuersignal, um ein Treibersignal zu erzeugen, das zu dem Schalter 30 übertragen wird, der mit dem jeweiligen Gate-Treiber 29 verbunden ist. Der Gate-Treiber 29 kann auch so konfiguriert sein, dass er einen tatsächlichen Treiberstatus (wie etwa, dass ein Schalter leitend oder gesperrt ist) ermittelt, indem er die Gate-Spannung, den Source-Strom, die Drain-Spannung oder andere Werte des zugehörigen Schalters analysiert und ein Treiberstatussignal auf der Grundlage des ermittelten Treiberstatus erzeugt. Typische Treiberstatussignale sind „Stromversorgung in Ordnung”, Temperatur, Schalter leitend oder gesperrt, Lastüberstrom oder -überspannung.
Die Schalter 30a–30n (die auch Stromschalter genannt werden) können zum Beispiel Lasten speisen oder allgemein Steueraufgaben auf der Grundlage der empfangenen Treibersignale durchführen.
Die Statuseingänge 23a–23n und die Statusausgänge 25a–25n sind bereitgestellt, um zu ermöglichen, dass ein Rückmeldungssignal von den Treibereinheiten 20a–20n zurück zu der Steuereinrichtung 10 übermittelt werden kann. Aus diesem Grund sind die Treibereinheiten 20a–20n über ihre jeweiligen Statuseingänge und -ausgänge in Reihe geschaltet, d. h. die Treibereinheiten 20a–20n sind in der Form einer Kette miteinander verbunden, wobei der Statusausgang 25 einer Treibereinheit jeweils mit dem Statuseingang 23 der nächsten Treibereinheit in der Reihe oder Kette verbunden ist. Der Statuseingang 23a der Treibereinheit 20a, die die erste in der Reihe ist, ist mit einem definierten Potential verbunden. Um ein schwebendes Potential an dem Statuseingang der ersten Treibereinheit 20a zu vermeiden, können die Treibereinheiten 20a–20n so aufgebaut sein, dass dann, wenn kein Statussignal an dem Statuseingang 23a–23n empfangen wird, das Statussignal durch ein vorbestimmtes Standardsignal, z. B. ein Erdpotential, ersetzt wird. Dies kann bewirkt werden, indem ein Pull-Up- oder Pull-Down-Widerstand bereitgestellt wird, der einen offenen Statuseingang 23 oder einen Statuseingang 23, der noch nicht angeschlossen ist, auf ein festes Potential zieht und somit einen Standardwert an diesem Eingang gewährleistet. Der Statusausgang 25n der Treibereinheit 20n, welche die letzte in der Reihe ist, ist mit der Vergleichseinheit 15 der Steuereinrichtung 10 verbunden. Somit wird eine Einleiter-Rückmeldungsleitung gebildet, die die Steuereinrichtung 10 mit allen Treibereinheiten 20a–20n verbindet.
In Übereinstimmung mit einer Ausführungsform der Erfindung weisen die Treibereinheiten 20a–20n Konfigurationseinrichtungen, insbesondere Multiplexer 21a–21n, auf, um auszuwählen, welcher Typ von Rückmeldungssignal an ihren Statusausgängen 25a–25n ausgegeben wird. Die Multiplexer 21a–21n werden von einem Konfigurationssignal gesteuert, das von der Steuereinrichtung 10 empfangen wird. Dementsprechend erzeugt der Konfigurationssignalgenerator 11 der Steuereinrichtung 10 ein Konfigurationssignal zum Konfigurieren des Rückmeldungssignals, das die Vergleichseinheit 15 der Steuereinrichtung 10 von den Treibereinheiten 20a–20n über die Einleiter-Rückmeldungsleitung empfängt.
In dieser Ausführungsform der Erfindung kann jeder der Multiplexer 21a–21n die folgenden Signale an seinen Eingängen empfangen:

– das Statussignal, das an dem Statuseingang 23 empfangen wird;
– das Steuersignal, das an dem Steuersignaleingang 22 ausgehend von der Steuereinrichtung 10 empfangen wird;
– eine logische Kombination aus dem Statussignal und dem Steuersignal, die an jeweiligen Eingängen der Treibereinheit empfangen werden;
– ein Treiberstatussignal, das von dem Gate-Treiber 29 erzeugt wird und einen Status des Gate-Treibers 29 und/oder eines zugehörigen Schalters 30 angibt.

Folglich ist eine Vielzahl von Typen von Rückmeldungssignalen konfigurierbar, indem bestimmte Konfigurationssignale den Multiplexern 21a–21n der Treibereinheiten 20a–20n bereitgestellt werden. Ein beispielhafter Satz von Rückmeldungssignaltypen ist nachfolgend veranschaulicht:

A) Ein Signatursignal, das auf einer Kombination aus den Steuersignalen aller Treibereinheiten basiert;
B) Das individuelle bzw. einzelne Steuersignal, das von einer spezifischen Treibereinheit empfangen wird;
C) Ein individuelles bzw. einzelnes Treiberstatussignal eines Treibers, der mit einer spezifischen Treibereinheit assoziiert ist.

A) Ein Signatursignal, das auf einer Kombination aus den Steuersignalen aller Treibereinheiten basiert, wird erzeugt, um eine Rückmeldung von den Steuerleitungen aller Treibereinheiten bereitzustellen und/oder um diese zu überwachen. Eine einfache Signaturerzeugung kann auf einer Paritätslogik basieren, da diese unabhängig von Ort und Zeit ist. Die Ausführungsform von 1 zeigt eine Implementierung einer Signaturerzeugung, die auf XOR-Gattern basiert. Um ein Signatursignal bereitzustellen, das auf einer Kombination der Steuersignale aller Treibereinheiten basiert, steuert das durch die Steuereinrichtung übertragene Konfigurationssignal jeden Multiplexer 21a–21n so, dass dieser das von dem Ausgang des entsprechenden XOR-Gatters 24a–24n empfangene Signal weiterleitet und ausgibt. Infolgedessen werden die einzelnen Steuersignale, die von allen Treibereinheiten 20a–20n empfangen werden, einer XOR-Operation unterzogen, um das Signatursignal zu erzeugen, da jede Treibereinheit 20a–20n das an ihrem Statuseingang 23a–23n empfangene Status-/Signatursignal und das an dem Steuereingang 22a–22n empfangene Steuersignal logisch kombiniert und das resultierende Signal zu dem Statuseingang der nächsten Treibereinheit in der Kette überträgt oder zu der Steuereinrichtung 10 überträgt, wenn die Treibereinheit die letzte Treibereinheit in der Kette ist. Dementsprechend weist das Rückmeldungssignal, das zu der Steuereinrichtung übermittelt wird, eine logische Kombination der Steuersignale aller Treibereinheiten 20a–20n auf. Somit kann eine Rückmeldung von allen Treibereinheiten 20a–20n der Steuereinrichtung 10 über die Einleiter-Rückmeldungsleitung bereitgestellt werden.
B) Das individuelle Steuersignal, das von einer spezifischen Treibereinheit empfangen wird, wird zu der Steuereinrichtung 10 weitergeleitet, um eine Rückmeldung von der Steuerleitung der einen spezifischen Treibereinheit bereitzustellen und/oder um die Steuerleitung der einen spezifischen Treibereinheit zu überwachen. Zu diesem Zweck bewirkt das von der Steuereinrichtung 10 gesendete Konfigurationssignal, dass die eine spezifische Treibereinheit das an ihrem Steuersignaleingang empfangene Steuersignal zu ihrem Statusausgang und allen Treibereinheiten weiterleitet, die nach der einen spezifischen Treibereinheit in der Kette angeordnet sind (d. h. die sich nach der einen spezifischen Treibereinheit in der Kette befinden), um das an ihren Statuseingängen empfangene Signal zu ihren Statusausgängen ohne Modifikation weiterzuleiten. In diesem Fall wird nur das von der einen spezifischen Treibereinheit empfangene Steuersignal als Rückmeldungssignal zu der Steuereinrichtung 10 über die Einleiter-Rückmeldungsleitung bereitgestellt. Die Vergleichseinheit 14 der Steuereinrichtung 10 kann dann die Schleifen-Zeitsteuerung zwischen dem Steuersignal für den einen spezifischen Gate-Treiber, das von der Steuereinrichtung 10 erzeugt worden war, und dem Rückmeldungssignal bestimmen, das über die Kette von Treibereinheiten 20a–20n empfangen worden ist. Die Funktionalität der Vergleichseinheit 14 wird unten ausführlicher beschrieben werden. Im Allgemeinen ist die Kenntnis dieser Zeitsteuerung nicht für alle Treibereinheiten 20a–20n, die parallel sind, notwendig. Deshalb können die Treibereinheiten 20a–20n eine nach der anderen unter der Steuerung der Steuereinrichtung unter Verwendung der Einleiter-Rückmeldung „gescannt” werden, was eine Diagnosefähigkeit bei niedrigen Kosten ermöglicht.
C) Das einzelne Treiberstatussignal, das von einem Gate-Treiber 29 erzeugt wird, der mit der Treibereinheit assoziiert ist, die mit dem einen spezifischen Schalter verbunden ist, wird zu der Steuereinrichtung 10 weitergeleitet, um den Treiberstatus des Gate-Treibers und/oder des assoziierten Schalters zu überwachen. Zu diesem Zweck sendet die Steuereinrichtung 10 ein Konfigurationssignal, welches bewirkt, dass die Treibereinheit, die mit dem einen spezifischen Schalter verbunden ist, das Treiberstatussignal zu ihrem Statusausgang und allen Treibereinheiten weiterleitet, die nach der einen spezifischen Treibereinheit in der Kette angeordnet sind (d. h. die sich nach der einen spezifischen Treibereinheit in der Kette befinden), um das an ihren Statuseingängen empfangene Signal zu ihren Statusausgängen ohne Modifikation weiterzuleiten. In diesem Fall wird nur das von dem Gate-Treiber der einen spezifischen Treibereinheit erzeugte Treiberstatussignal als Rückmeldungssignal für die Steuereinrichtung 10 über die Einleiter-Rückmeldungsleitung bereitgestellt. Somit kann das Rückmeldungssignal von der Vergleichseinheit 14 verwendet werden, um die Schalt-Zeitsteuerung zwischen dem ursprünglichen Steuersignal (erzeugt von der Steuereinrichtung 10) und der Reaktion des Stromschalters selbst zu ermitteln. Allgemein ist die Kenntnis dieser Zeitsteuerung nicht für alle Schalter, die parallel sind, notwendig. Deshalb können die Gate-Treiber/Schalter einer nach dem anderen unter der Steuerung der Steuereinrichtung unter Verwendung der Einleiter-Rückmeldung „gescannt” werden, wodurch eine Diagnosefähigkeit bei niedrigen Kosten ermöglicht wird.
Es sollte klar sein, dass abgesehen von den oben beschriebenen Typen von Rückmeldungssignalen auch andere Typen von Rückmeldungssignalen möglich sind. Zum Beispiel kann das unter Punkt A) beschriebene Rückmeldungssignal dahingehend modifiziert werden, dass nicht alle Treibereinheiten 20a–20n ihr empfangenes Steuersignal mit dem empfangenen Status-/Signatursignal logisch kombinieren, sondern nur eine Teilmenge der Treibereinheiten 20a–20n, wohingegen alle anderen Treibereinheiten das empfangene Status-/Signatursignal ohne Modifikation weiterleiten. Dementsprechend kann das Rückmeldungssignal, das der Steuereinrichtung 10 zugeführt wird, ein Signatursignal (d. h. eine logische Kombination aus den Steuersignalen) von nur einer Teilmenge der Treibereinheiten 20a–20n umfassen.
Eine andere Option für das Erzeugen eines Rückmeldungssignals kann in einem System implementiert werden, das eine geringfügig modifizierte Anordnung im Vergleich zu der Anordnung des in 1 gezeigten Systems aufweist: Ein Status- oder Signatursignal, das auf einer Kombination aller Treiberstatussignale basiert, d. h. der Treiberstatussignale aller Treiber, die mit jeweiligen Treibereinheiten assoziiert sind. Zu diesem Zweck weist der Multiplexer jeder Treibereinheit einen zusätzlichen Eingang auf, der eine logische Kombination, z. B. eine XOR-Kombination, des Status-/Signatursignals und des von dem Gate-Treiber erzeugten Treiberstatussignals empfängt, das einen Status des Gate-Treibers und/oder des assoziierten Schalters angibt. Ein solches Signal kann durch ein zusätzliches XOR-Gatter bereitgestellt werden, das das Status-/Signatursignal und das Treiberstatussignal als Eingaben empfängt. Um eine Kombination aller Treiberstatussignale zu erhalten, wird der Multiplexer jeder Treibereinheit so gesteuert, dass er die Ausgabe des zusätzlichen XOR-Gatters weiterleitet.
In der oben unter Bezugnahme auf 1 beschriebenen Ausführungsform sind jeweils separate Leitungen für die Übertragung der Status- und Konfigurationsdaten vorgesehen. In einer alternativen Ausführungsform der Erfindung ist nur eine einzige Einleiterverbindung für die Übertragung von Status- und Konfigurationsdaten vorgesehen. In dieser alternativen Ausführungsform werden die Status- und Konfigurationsdaten in separaten zugeordneten Zeitschlitzen eines Datenstroms übertragen, der über die Einleiterverbindung übertragen wird. Optional können weitere Daten über die Einleiterverbindung innerhalb weiterer Zeitschlitze übertragen werden, die nicht für die Übertragung von Status- oder Konfigurationsschlitzen zugeordnet sind.
Somit wird, wenn die Einleiterverbindung kontinuierlich für die Übertragung von Statussignalen verwendet wird (was zum Beispiel bei der Ausführungsform von 1 der Fall ist), eine kontinuierliche Statusprüfung während der Laufzeit unterstützt.
Ansonsten können, wenn die Statussignale in diskreten Zeitschlitzen innerhalb eines kontinuierlichen Datenstroms übertragen werden (was bei der oben beschrieben, alternativen Ausführungsform der Fall ist), Statusprüfungen nur an spezifischen Zeitpunkten durchgeführt werden.
2 zeigt exemplarisch ein vereinfachtes schematisches Diagramm einer Treibereinheit in Übereinstimmung mit einer weiteren Ausführungsform der Erfindung, die mit einem assoziierten Schalter verbunden ist. Die Treibereinheit 220, die in 2 veranschaulicht ist, kann in dem in 1 dargestellten System verwendet werden, wobei die Treibereinheiten 20a–20n jeweils durch die Treibereinheit 220 von 2 ersetzt werden und die Steuereinheit (nicht gezeigt) geringfügig in der unten beschriebenen Art und Weise modifiziert wird.
Die Gate-Treiber-Einheit 220 von 2 hat ein Design, das ähnlich zu dem Design der Treibereinheiten 20a–20n von 1 ist, empfängt aber zwei Steuersignale von einer Steuereinrichtung. Demgemäß wird die Steuereinrichtung 10 von 1 derart modifiziert, dass die Steuereinheit so konfiguriert ist, dass sie zwei Sätze von Steuersignalen erzeugt, d. h. zwei Steuersignale für jede Treibereinheit, und diese Steuersignale über den Steuersignalausgang zu den Treibereinheiten überträgt.
Die Gate-Treiber-Einheit 220 weist einen ersten Steuersignaleingang 222, einen zweiten Steuersignaleingang 227, einen Statuseingang 223, einen Statusausgang 225, ein erstes Logikgatter 224, z. B. ein XOR-Gatter, dessen Eingänge mit dem ersten Steuersignaleingang 222 und dem Statuseingang 223 verbunden sind, ein zweites Logikgatter 228, z. B. ein XOR-Gatter, dessen Eingänge mit dem zweiten Steuersignaleingang und dem Ausgang des ersten XOR-Gatters verbunden sind, einen Multiplexer 221 und einen Gate-Treiber 229 auf.
Der Gate-Treiber 229 hat einen ersten und einen zweiten Eingang, die mit den ersten und zweiten Steuersignaleingängen 222 und 227 verbunden sind, einen ersten und einen zweiten Ausgang, die mit dem zugehörigen Schalter 230a verbunden sind, einen dritten Ausgang, der mit einem Eingang des Multiplexers 221 verbunden ist, und eine weitere Verbindung mit dem Schalter zum Empfangen eines Schalterstatus des Schalters 230.
Der Ausgang des Multiplexers 221 ist mit dem Statusausgang 225 verbunden, und die Eingänge des Multiplexers 221 sind mit dem ersten Steuersignaleingang 222, dem zweiten Steuersignaleingang 227, dem Statuseingang 223, dem Ausgang des zweiten XOR-Gatters 228 und dem dritten Ausgang des Gate-Treibers 229 verbunden.
Die Steuereinheit kann zwei Steuersignale, z. B. PWM-Signale, für jede Treibereinheit 220 erzeugen und die beiden Signale über ihren Steuersignalausgang zu jeder Treibereinheit 220 senden. Der Gate-Treiber 229 der Treibereinheit 220 verstärkt und/oder konvertiert die empfangenen Steuersignale, um ein jeweiliges Treibersignal zu erzeugen, das zu dem Schalter 230 übertragen wird, der mit dem Gate-Treiber 229 verbunden ist. Der Gate-Treiber 229 kann auch so konfiguriert sein, dass er einen tatsächlichen Treiberstatus bestimmt (wie etwa, dass der Schalter leitend oder gesperrt ist), indem er die Gate-Spannung, den Source-Strom, die Drain-Spannung oder andere Werte des zugehörigen Schalters analysiert und ein Treiberstatussignal auf der Grundlage des ermittelten Treiberstatus erzeugt. Typische Treiberstatussignale sind „Stromversorgung OK”, Temperatur, Schalter leitend oder Schalter gesperrt, Lastüberstrom oder -überspannung.
Der Statuseingang 223 und der Statusausgang 225 sind bereitgestellt, um zu ermöglichen, dass ein Rückmeldungssignal von den Treibereinheiten zurück zu der Steuereinrichtung übermittelt werden kann. Aus diesem Grund sind die Treibereinheiten über ihre jeweiligen Statuseingänge und -ausgänge in Reihe geschaltet, d. h. die Treibereinheiten sind in der Form einer Kette miteinander verbunden, wobei jeweils der Statusausgang 225 einer Treibereinheit mit dem Statuseingang 223 der nächsten Treibereinheit in der Reihe bzw. Kette verbunden ist. Der Statuseingang der Treibereinheit, die die erste in der Reihe ist, ist mit einem definierten Potential verbunden. Um ein schwebendes Potential an dem Statuseingang der ersten Treibereinheit zu vermeiden, können die Treibereinheit in einer solchen Art und Weise aufgebaut sein, dass dann, wenn kein Status- oder Signatursignal an dem Statuseingang 223 empfangen wird, das Status-/Signatursignal durch ein vorbestimmtes Standardsignal, z. B. Erdpotential, ersetzt wird. Dies kann bewirkt werden, indem ein Pull-Up- oder Pull-Down-Widerstand bereitgestellt wird, der einen offenen Statuseingang 223 oder einen Statuseingang 223, der noch nicht angeschlossen ist, auf ein festes Potential zieht und somit einen Standardwert an diesem Eingang gewährleistet. Der Statusausgang 225 der Treibereinheit, welche die letzte in der Reihe ist, ist mit der Vergleichseinheit der Steuereinrichtung verbunden. Somit wird eine Einleiter-Rückmeldungsleitung gebildet, die die Steuereinrichtung mit allen Treibereinheiten verbindet.
Auch in dieser Ausführungsform der Erfindung weist jede Treibereinheit Konfigurationseinrichtungen auf, insbesondere einen Multiplexer, um auswählen zu können, welcher Typ von Rückmeldungssignal an ihrem Statusausgang 225 übermittelt wird. Der Multiplexer 221 wird von einem Konfigurationssignal gesteuert, das von der Steuereinrichtung empfangen wird. Demgemäß erzeugt der Konfigurationssignalgenerator der Steuereinrichtung ein Konfigurationssignal zum Konfigurieren des Rückmeldungssignals, das die Vergleichseinheit der Steuereinrichtung von dem Treibereinheiten über die Einleiter-Rückmeldungsleitung empfängt.
In dieser Ausführungsform der Erfindung kann jeder Multiplexer 221 die folgenden Signale an seinen Eingängen empfangen:

– das Status- oder Signatursignal, das an dem Statuseingang 223 empfangen wird;
– ein erstes Steuersignal, das von der Steuereinrichtung an dem ersten Steuersignaleingang 222 empfangen wird;
– ein zweites Steuersignal, das von der Steuereinrichtung an dem zweiten Steuersignaleingang 227 empfangen wird;
– eine logische Kombination aus dem Status-/Signatursignal, dem ersten Steuersignal und dem zweiten Steuersignal, die an jeweiligen Eingängen der Treibereinheit 220 empfangen werden;
– ein Treiberstatussignal, das von dem Gate-Treiber 229 erzeugt wird und einen Status des Gate-Treibers 220 und/oder des zugehörigen Schalters 230 angibt.

Folglich ist eine Vielzahl von Typen von Rückmeldungssignalen konfigurierbar, indem den Multiplexern 21a–21n der Treibereinheiten 20a–20n bestimmte Konfigurationssignale bereitgestellt werden. Ein beispielhafter Satz von Rückmeldungssignaltypen ist nachfolgend veranschaulicht:

A) Ein Signatursignal, das auf einer Kombination aller Steuersignale basiert, die von den Treibereinheiten empfangen werden (d. h. zwei Steuersignale für jede Treibereinheit);
B) Ein individuelles bzw. einzelnes Steuersignal (d. h. das erste oder zweite Steuersignal), das von einer spezifischen Treibereinheit empfangen wird;
C) Ein individuelles bzw. einzelnes Treiberstatussignal eines Gate-Treibers 229, der mit einer spezifischen Treibereinheit assoziiert ist.

Es sollte klar sein, dass abgesehen von den oben beschriebenen Typen von Rückmeldungssignalen auch andere Typen von Rückmeldungssignalen möglich sind. So kann zum Beispiel das unter Punkt A) beschriebene Rückmeldungssignal dahingehend modifiziert werden, dass nicht alle Treibereinheiten ihre empfangenen Steuersignale mit dem empfangenen Status-/Signatursignal logisch kombinieren, sondern nur eine Teilmenge der Treibereinheiten, wohingegen alle anderen Treibereinheiten das empfangene Status-/Signatursignal ohne Modifikation weiterleiten. Dementsprechend kann das der Steuereinrichtung 10 übermittelte Rückmeldungssignal ein Signatursignal (d. h. eine logische Kombination der Steuersignale) von nur einer Teilmenge der Treibereinheiten umfassen.
Eine andere Option zum Erzeugen eines Rückmeldungssignals kann in einem System implementiert werden, das eine geringfügig modifizierte Anordnung im Vergleich zu der Anordnung eines Systems mit einer Vielzahl von Treibereinheiten in Übereinstimmung mit der in 2 gezeigten Ausführungsform aufweist: Ein Status- oder Signatursignal, das auf einer Kombination aller Treiberstatussignale basiert, d. h. der Treiberstatussignale aller Gate-Treiber, die mit jeweiligen Treibereinheiten assoziiert sind. Zu diesem Zweck weist der Multiplexer jeder Treibereinheit einen zusätzlichen Eingang auf, der eine logische Kombination, z. B. eine XOR-Kombination, des Status-/Signatursignals und des von dem Gate-Treiber erzeugten Treiberstatussignals, das einen Status des Gate-Treibers und/oder des zugehörigen Schalters angibt, empfängt. Ein solches Signal kann von einem zusätzlichen XOR-Gatter bereitgestellt werden, das das Status-/Signatursignal und das Treiberstatussignal als Eingaben empfängt. Um eine Kombination aller Treiberstatussignale zu erhalten, wird der Multiplexer jeder Treibereinheit so gesteuert, dass er die Ausgabe des zusätzlichen XOR-Gatters weiterleitet.
In Übereinstimmung mit weiteren Ausführungsformen der Erfindung können die Treibereinheiten auch mehr als zwei Steuersignale von der Steuereinrichtung empfangen. Auch in diesem Fall kann die konfigurierbare Rückmeldung einer von den folgenden Rückmeldungssignaltypen sein:

A) Ein Signatursignal, das auf einer Kombination aller Steuersignale basiert, die durch die Treibereinheiten empfangen werden;
B) Ein individuelles bzw. einzelnes Steuersignal, das von einer spezifischen Treibereinheit empfangen wird;
C) Ein individuelles bzw. einzelnes Treiberstatussignal eines mit einer spezifischen Treibereinheit assoziierten Treibers;
D) Ein Status-/Signatursignal, das auf einer Kombination aller Treiberstatussignale basiert.

3 zeigt eine bevorzugte Ausführungsform der Steuereinrichtung des in 1 gezeigten Systems. Insbesondere ist die Vergleichseinheit 15 in 3 ausführlicher gezeigt, wohingegen alle anderen Teile der Steuereinrichtung 10 ohne Modifikation dargestellt sind. Die Vergleichseinheit 15 kann in dieser Ausführungsform einen Demultiplexer 317, einen Eingangs-/Ausgangs-(E/A)-Komparator 318 und einen Signaturkomparator 319 aufweisen.
Wie bereits unter Bezugnahme auf 1 beschrieben worden ist, steuert die Steuereinrichtung 10 eine Vielzahl von Treibereinheiten, indem sie wenigstens ein separates Steuersignal an jede Treibereinheit ausgibt. Diese Steuersignale werden auch zu dem Signaturgenerator 13 übertragen, der ein Referenzsignatursignal erzeugt. Der Konfigurationssignalgenerator erzeugt ein Konfigurationssignal zum Konfigurieren der von den Treibereinheiten zu dem Rückmeldungseingang 16 der Steuereinrichtung 10 übermittelten Rückmeldung.
Der Demultiplexer 316 hat einen ersten Eingang, der mit dem Rückmeldungseingang 16 verbunden ist, einen zweiten Eingang, der mit dem Konfigurationssignalgenerator 11 verbunden ist, einen ersten Ausgang, der mit dem E/A-Komparator 318 verbunden ist, und einen zweiten Ausgang, der mit dem Signaturkomparator 319 verbunden ist. Der E/A-Komparator 318 ist des Weiteren mit der Steuereinheit 12 verbunden, und der Signaturkomparator 319 ist des Weiteren mit dem Signaturgenerator 13 verbunden.
Der Demultiplexer 317 wird durch das Konfigurationssignal des Konfigurationssignalgenerators 11 gesteuert, und der Demultiplexer 317 gibt das von dem Rückmeldungsausgang 16 empfangene Rückmeldungssignal auf der Grundlage des Konfigurationssignals entweder an den E/A-Komparator 318 oder den Signaturkomparator 319 aus. Im Folgenden werden einige Beispiele angegeben, die auf den exemplarischen Rückmeldungssignaltypen basieren, die oben unter Bezugnahme auf 1 spezifiziert worden sind:

I) Wenn das Rückmeldungssignal vom Typ A ist (Signatursignal), dann steuert das Konfigurationssignal (das verwendet wird, um das Rückmeldungssignal zu konfigurieren) den Multiplexer so, dass dieser das empfangene Rückmeldungssignal an den Signaturkomparator 319 ausgibt.
II) Wenn das Rückmeldungssignal vom Typ B oder C ist (individuelles Steuersignal oder individuelles Treiberstatussignal), dann steuert das Konfigurationssignal den Multiplexer so, dass dieser das empfangene Rückmeldungssignal an den E/A-Komparator 318 ausgibt.

I) Der Signaturkomparator 319 empfängt ein Referenzsignatursignal, das von dem Signaturgenerator 13 empfangen wird, und das Rückmeldungssignal (d. h. das von den Treibereinheiten erzeugte Signatursignal) und vergleicht beide empfangenen Signale. Der Signaturgenerator kombiniert logisch die Steuersignale, die zu den Treibereinheiten gesendet wurden, auf die gleiche Weise, die dies die Treibereinheiten tun. Somit haben das Rückmeldungssignal und das Referenzsignatursignal eine vorbestimmte Beziehung, es sei denn, es tritt zum Beispiel ein unerwartetes Ereignis auf, wie etwa zum Beispiel ein Wackelkontakt, ein defekter Transistor, ein Stromausfall oder ein Alphateilchen, das auf die Steuereinrichtung auftrifft. In diesem Fall kann die Steuereinrichtung selektiv ein Fehlersignal, wie etwa einen Interrupt (Unterbrechung), auf aktiv setzen, oder sie kann eine vorbestimmte Aktion einleiten.
II) Der E/A-Komparator 318 empfängt ein Referenzsignal von der Steuereinheit (z. B. das individuelle Steuersignal, das zu der spezifischen Treibereinheit geschickt worden ist und das geprüft werden soll) und das Rückmeldungssignal (d. h. das individuelle Steuersignal oder das individuelle Treiberstatussignal) von dem Demultiplexer und vergleicht beide empfangenen Signale. Wenn das Rückmeldungssignal und das Referenzsignal keine vorbestimmte Beziehung aufweisen, kann die Steuereinrichtung selektiv ein Fehlersignal, wie etwa einen Interrupt, auf aktiv setzen, oder sie kann eine vorbestimmte Aktion einleiten.
In einigen Ausführungsformen der Erfindung kann die Vergleichseinheit der Steuereinrichtung in Übereinstimmung mit den 1 oder 3 des Weiteren einen Historienpufferspeicher zum Speichern einer Anzahl von Vergleichen und eine Analyseschaltung aufweisen. Die Analyseschaltung kann dann eine Anzahl von unerwarteten Ereignissen/Fehlern innerhalb eines vorgegebenen Zeitintervalls oder innerhalb einer vorgegebenen Anzahl an Vergleichen überprüfen. Auf diese Weise kann ein Fehlersignal basierend auf einer Analyse einer Anzahl von unerwarteten Ereignissen und Beziehungen zwischen diesen anstatt einfach auf der Grundlage des Auftretens eines einzigen unerwarteten Ereignisses auf aktiv gesetzt werden.
4 zeigt exemplarisch ein vereinfachtes schematisches Diagramm einer Treibereinheit in Übereinstimmung mit einer weiteren Ausführungsform der Erfindung, die mit einem zugehörigen Schalter 430 verbunden ist. Die in 4 veranschaulichte Treibereinheit 420 kann in einem System in Übereinstimmung mit einer alternativen Ausführungsform verwendet werden, die oben bereits kurz erwähnt worden ist: In dieser Ausführungsform ist nur eine einzige Einleiterverbindung für die Übertragung von Status- und Konfigurationsdaten bereitgestellt. Status- und Konfigurationsdaten werden in separaten zugeordneten Zeitschlitzen eines Datenstroms übertragen, der über die Einleiterverbindung übertragen wird. Optional können weitere Daten über die Einleiterverbindung innerhalb weiterer Zeitschlitze übertragen werden, die nicht für die Übertragung von Status- oder Konfigurationsdaten zugeordnet sind.
Die Treibereinheit weist einen Steuersignaleingang 422, einen Dateneingang 428, einen Datenausgang 429, einen Gate-Treiber 439, der eine Ausgangsstufe 431 und eine Eingangsstufe 432 aufweist, die mit dem Schalter 430 verbunden sind, ein Schieberegister 451, Register 452a, 452b und 452c, ein erstes Logikgatter 441, z. B. ein XOR-Gatter, dessen Eingänge mit der Eingangsstufe 432 und dem Register 452b verbunden sind, ein zweites Logikgatter 442, z. B. ein XOR-Gatter, dessen Eingänge mit dem Steuereingang und dem Register 452b verbunden sind, und einen Multiplexer 221 auf.
Das Schieberegister 451 dient als ein Empfangs-/Senderegister für einen seriellen Datenstrom, und die Register 452a, 452b und 452c sind bereitgestellt, um Daten, die aus dem Datenstrom ausgelesen werden, der durch das Schieberegister 451 von dem Dateneingang empfangen wird, und Daten zu speichern, die in den seriellen Datenstrom eingefügt werden sollen, der über den Datenausgang 429 übertragen wird.
Das Register 452a empfängt und speichert Konfigurationsdaten, die aus einer ersten vordefinierten Stelle in dem seriellen Datenstrom extrahiert wurden, und leitet die Konfigurationsdaten zu dem Steuereingang des Multiplexers 421 weiter.
Das Register 452b empfängt und speichert Statusdaten, z. B. ein Status-Bit, die aus einer zweiten vordefinierten Stelle in dem seriellen Datenstrom extrahiert wurden. Die Statusdaten werden zu einem ersten Eingang des Multiplexers und zu den ersten Eingängen der XOR-Gatter 441 und 442 weitergeleitet.
Die an dem Steuereingang 422 empfangenen Steuerdaten werden zu der Ausgangsstufe 431 weitergeleitet, um den Schalter 430 zu steuern, und werden auch zu einem zweiten Eingang des Multiplexers 421 und einem zweiten Eingang des zweiten XOR-Gatters 442 weitergeleitet. Die Treiberstatusdaten, die von dem Gate-Treiber 439 erzeugt werden, werden zu einem dritten Eingang des Multiplexers 421 und einem zweiten Eingang des ersten XOR-Gatters 441 ausgegeben. Die Ausgabe des ersten XOR-Gatters 441 wird von einem vierten Eingang des Multiplexers 421 empfangen, und die Ausgabe des zweiten XOR-Gatters wird von einem fünften Eingang des Multiplexers 421 empfangen. Der Multiplexer gibt die Daten, die an einem seiner fünf Eingänge empfangen wurden, auf der Grundlage der an seinem Steuereingang empfangenen Konfigurationsdaten aus.
Die Datenausgabe durch den Multiplexer 421 wird zu dem Register 452c weitergeleitet und wird weiter zu dem Empfangs-/Senderegister (Schieberegister) 451 weitergeleitet, um an einer dritten vordefinierten Stelle in den seriellen Datenstrom eingefügt zu werden und um innerhalb des seriellen Datenstroms weitergeleitet zu werden.
Wenn die zweiten und dritten vordefinierten Stellen identisch sind, werden Eingangsstatusdaten an einer bestimmten spezifizierten (d. h. vordefinierten) Stelle in dem seriellen Datenstrom empfangen, modifiziert (d. h. durch die Ausgangsstatusdaten ersetzt) und dann innerhalb des seriellen Datenstroms (an derselben vordefinierten Stelle) weitergeleitet.
Auch in dieser Ausführungsform kann die konfigurierbare Rückmeldung einer von den folgenden Rückmeldungssignaltypen sein:

A) Ein Signatursignal, das auf einer Kombination aller Steuersignale basiert, die von den Treibereinheiten empfangen werden;
B) Ein individuelles Steuersignal, das von einer spezifischen Treibereinheit empfangen wird;
C) Ein individuelles Treiberstatussignal eines Treibers, der mit einer spezifischen Treibereinheit assoziiert ist;
D) Ein Status-/Signatursignal, das auf einer Kombination aller Treiberstatussignale basiert, die von den Gate-Treibern der Treibereinheiten erzeugt werden.

Die Typen A), B) und C) sind bereits unter Bezugnahme auf 1 beschrieben worden. Der Typ D) ist beinahe identisch zum Typ A), mit der Ausnahme, dass anstelle des Kombinierens aller Steuersignale, die von den Treibereinheiten empfangen werden, alle Treiberstatussignale, die von den Gate-Treibern erzeugt werden, kombiniert werden. Somit werden die Multiplexer aller Treibereinheiten so gesteuert, dass sie die Ausgabe des ersten XOR-Gatters 441 weiterleiten.
In der in 4 gezeigten Ausführungsform werden Status- und Konfigurationsdaten in separaten, vordefinierten Stellen oder zugeordneten Zeitschlitzen eines Datenstroms übertragen, der über die Einleiterverbindung übertragen wird. Eingangsstatusdaten und Konfigurationsdaten werden aus dem seriellen Datenstrom an vordefinierten Stellen extrahiert, und Ausgangsstatusdaten werden in den seriellen Datenstrom ebenfalls an einer vordefinierten Stelle eingefügt. Die vordefinierten Stellen oder zugeordneten Zeitschlitze können in dem seriellen Datenstrom z. B. in Bezug zu Referenzdaten angeordnet sein, die in dem seriellen Datenstrom enthalten sind, wie etwas SOF (Start of Frame; Rahmenbeginn), oder in Bezug zu einem Signal, das an einem anderen Pin empfangen wird.
Optional können weitere Daten über die Einleiterverbindung innerhalb weiterer Zeitschlitze übertragen werden, die nicht für die Übertragung von Status- oder Konfigurationsdaten zugeordnet sind. Deshalb kann eine einzige Datenleitung, z. B. Einleiterverbindung, mit anderen Datenkommunikationen unter Verwendung von zum Beispiel einer Übertragung im Zeitmultiplexverfahren gemeinsam genutzt werden, d. h. dedizierte Zeitschlitze werden für die Übertragung von Status- oder Signaturdaten bereitgestellt. Rückmeldungsdaten können in dieser Ausführungsform in einer zeitdiskreten Art und Weise bereitgestellt werden.
Mehrere Beispiele für Verfahren für den Signalvergleich, die von dem E/A-Komparator in der in 3 gezeigten Steuereinrichtung verwendet werden können, werden nachfolgend unter Bezugnahme auf die 5 bis 12 erörtert werden. Obwohl diese Verfahren unten als eine Reihe von Vorgängen oder Ereignissen veranschaulicht und beschrieben werden, ist die vorliegende Offenbarung nicht durch die veranschaulichte Reihenfolge solcher Vorgänge oder Ereignisse beschränkt. Das Gleiche gilt für andere hier offenbarte Verfahren. So können zum Beispiel einige Vorgänge in anderen Reihenfolgen und/oder zeitgleich mit anderen Vorgängen oder Ereignissen als den hier veranschaulichten und/oder beschriebenen stattfinden. Außerdem sind nicht alle veranschaulichten Vorgänge notwendig, und die Wellenformformen sind lediglich veranschaulichend und andere Wellenformen können sich beträchtlich von den veranschaulichten Wellenformen unterscheiden. Des Weiteren kann einer oder können mehrere der hier dargestellten Vorgänge in einem oder mehreren separaten Vorgängen oder Phasen ausgeführt werden. Es wird klar sein, dass die Steuereinrichtungen, die oben unter Bezugnahme auf 1, 3 und 4 beschrieben worden sind, eine geeignete Hardware und/oder Software umfassen können, um diese Verfahren zu implementieren.
5 bis 6 beziehen sich auch zeitgesteuerte E/A-Messtechniken, die eine Integration verwenden, um festzustellen, ob ein Fehler aufgetreten ist. 5 zeigt eine Methodologie 500 in einem Ablaufdiagrammformat, während 6 eine beispielhafte Wellenform zeigt, die in Einklang mit der in 5 gezeigten Methodologie ist.
Nach dem Festsetzen eines anfänglichen Integratorwertes in 502 startet das Verfahren von 5 bei 504, wenn Spannungs- und/oder Strompegel eines E/A-Signals und eines Referenzsignals überwacht werden.
Bei 506 bestimmt das Verfahren eine Differenz zwischen dem Spannungs- oder Strompegel des E/A-Signals und dem Spannungs- oder Strompegel des Referenzsignals. Die Differenz wird an einer Anzahl von unterschiedlichen Zeitpunkten bestimmt, die über eine Zeitperiode verteilt sind.
Bei 508 integriert das Verfahren die Differenzen zwischen dem E/A-Signal und dem Referenzsignal über die Zeitperiode.
Bei 510 ermittelt das Verfahren, ob die integrierte Differenz einen oberen Integrationsschwellenwert überschreitet. Wenn nicht („NEIN” bei 510), dann geht das Verfahren weiter zu Block 512 und stellt fest, ob die integrierte Differenz einen unteren Integrationsschwellenwert überschreitet. Wenn nicht („NEIN” bei 512), dann nimmt das Verfahren an, dass keine Fehler vorhanden sind, und fährt mit der Verarbeitung der Signale wie in den Blöcken 502–506 gezeigt fort.
Aber wenn die integrierte Differenz den oberen Integrationsschwellenwert überschreitet („JA” bei 508) oder unter den unteren Integrationsschwellenwert fällt („NEIN” bei 510), dann speichert das Verfahren ein Fehlerereignis und einen entsprechenden Zeitstempel in dem Historienpufferspeicher im Block 514.
In 516 analysiert das Verfahren dann das Muster der Fehlerereignisse, um festzustellen, ob eine wahre Fehlerbedingung vorliegt. In einigen Ausführungsformen können zum Beispiel die Zeitstempel von Fehlerereignissen in Relation zu anderen Fehlerereigniszeitstempeln analysiert werden, und ein Interrupt wird nur dann auf aktiv gesetzt, wenn diese Fehler kollektiv indikativ für eine behebbare Fehlerbedingung sind (z. B. eine „schlechte” elektrische Verbindung oder ein defekter Transistor, die repariert werden können und was in der Zukunft vermieden werden kann). Wenn die Zeitstempel im Gegensatz dazu anzeigen, dass die Fehler zufällig sind (z. B. infolge von Alphateilchen), kann das Verfahren dem Fehlerereignis eine andere Prioritätsstufe zuordnen, die angibt, dass das Fehlerereignis wahrscheinlich nicht behebbar oder vermeidbar ist.
Wenn ein behebbarer oder vermeidbarer Fehler erfasst wird, wird eine Interrupt-Anforderung von dem E/A-Komparator bei 518 erzeugt. Von einem Prozessor kann dann zum Beispiel beim Empfang des Interrupt eine geeignete Abhilfsmaßnahme ergriffen werden.
6A bis 6B zeigen eine Reihe von beispielhaften Wellenformen, die mit der Methodologie 500 von 5 übereinstimmen. Wie in 6A bis 6B gezeigt ist, bestimmt das Verfahren eine Differenz zwischen dem E/A-Signal 602 und den Referenzsignalen 604, wodurch ein Differenzsignal 606 erzeugt wird. Das Differenzsignal wird integriert, um eine integrierte Differenzwellenform 608 bereitzustellen, und ein Fehlersignal kann auf der Basis dessen erzeugt werden, ob die integrierte Differenz 608 eine vorbestimmte Beziehung zu einem erwarteten Integrationsfenster 610 aufweist. So kann zum Beispiel ein Fehler bestätigt werden, wenn die integrierte Differenz 608 einen oberen Integrationsschwellenwert 612 überschreitet oder unter einen unteren Integrationsschwellenwert 614 fällt. 6A zeigt einen normalen Betrieb, in dem keine Fehler entdeckt werden, während 6B ein Beispiel zeigt, in dem ein fehlender Impuls 616 in dem E/A-Signal bewirkt, dass das Signal 608 der integrierten Differenz zu der Zeit 618 unter den unteren Integrationsschwellenwert 614 fällt. Somit kann in 6B ein Fehlerereignissignal, wie etwa ein Interrupt, erzeugt werden, so dass die Fehlerbedingung in geeigneter Weise behandelt werden kann.
7 bis 8 beziehen sich auf zeitgesteuerte E/A-Messtechniken, die ein Zeitfenster benutzen, um festzustellen, ob ein zeitgesteuertes Signal unakzeptabel kürzer als erwartet ist. 7 zeigt ein Verfahren 700 in einer Ablaufdiagrammform, während 8 einige beispielhafte Wellenformen zeigt, die mit der Methodologie von 7 übereinstimmen.
Das Verfahren 700 von 7 beginnt bei Schritt 702, in dem ein E/A-Signal überwacht wird.
Bei 704 (7) setzt das Verfahren ein minimales Zeitfenster fest (z. B. T_min in 8), das bei einer Art von Flanke (z. B. einer ersten ansteigenden oder abfallenden Flanke des überwachten E/A-Signals) beginnt und zu einer vorbestimmten Zeit endet, die von der ansteigenden oder abfallenden Flanke aus gemessen wird. Das Ende des minimalen Zeitfensters entspricht einer maximalen akzeptablen Zeitabweichung (z. B. 802, 8) von einer erwarteten E/A-Signal-Flanke (z. B. 8, 804). In dem Beispiel von 8 ist die überwachende, erwartete E/A-Signal-Flanke entgegengesetzt (z. B. fallend) in Bezug auf die Flanke, die den Beginn des Zeitfensters angibt (z. B. ansteigend). In einigen Fällen wird die gleiche Art von Flanke benutzt, um das Fenster zu starten und um die Flanke zu überwachen, und die Impulsprüfung ist eine Frequenzprüfung. Obwohl 8 nur eine einzige Prüfung zeigt, wird es klar sein, dass eine Anzahl dieser Prüfungen parallel ausgeführt werden kann, wobei die Länge der High-Zeit oder Low-Zeit oder der Frequenz verschiedene Ausfallmechanismen abdeckt.
Bei 706 (7) stellt das Verfahren 700 fest, ob das überwachte Signal eine zweite ansteigende oder abfallende Flanke während des minimalen Zeitfensters zeigt. Wenn dem so ist („JA” bei 706), dann kann in 708 ein Fehlersignal auf aktiv gesetzt werden, ansonsten kann einfach die Überwachung bei 702–706 weiter fortgesetzt werden. Es sei angemerkt, dass die zweite Flanke nicht aufeinanderfolgend mit der ersten Flanke sein muss, sondern dass diese vielmehr eine vorbestimmte Anzahl an Zustandsänderungen entfernt von der ersten ansteigenden oder fallenden Flanke sein kann.
Wie in dem ersten Teil von 8 gezeigt ist, wird der Wellenformimpuls dann, wenn eine zweite ansteigende Flanke innerhalb der maximal akzeptablen Zeitabweichung 802 auftritt, als ein gültiger Impuls betrachtet werden. Aber wenn eine zweite ansteigende Flanke innerhalb des minimalen Zeitfensters T_min auftritt (d. h. außerhalb der maximalen akzeptablen Zeitabweichung 802), dann wird ein Fehler erkannt. In dem Beispiel von 8 tritt der Fehler auf, weil das überwachte E/A-Signal zu kurz ist.
9 bis 10 beziehen sich auf zeitgesteuerte E/A-Messtechniken, die ein Zeitfenster benutzen, um festzustellen, ob ein zeitgesteuertes Signal unakzeptabel länger als erwartet ist. Das Verfahren 900 von 9 startet bei Schritt 902, in dem ein E/A-Signal überwacht wird.
Bei 904 (9) setzt das Verfahren ein maximales Zeitfenster (z. B. T_max in 10) fest, das bei einer ersten ansteigenden oder fallenden Flanke des überwachten E/A-Signals beginnt und bei einer vorbestimmten Zeit gemessen von der ansteigenden oder fallenden Flanke aus endet. Das Ende des maximalen Zeitfensters entspricht einer maximal akzeptablen Zeitabweichung (z. B. 1002, 10) von einer erwarteten E/A-Signal-Flanke (z. B. 10, 1004).
Bei 906 (9) stellt das Verfahren 900 fest, ob das überwachte Signal eine zweite ansteigende oder fallende Flanke außerhalb des maximalen Zeitfensters zeigt. Wenn dem so ist („JA” bei 906), dann kann bei 908 ein Fehlersignal auf aktiv gesetzt werden, ansonsten kann einfach mit der Überwachung bei 902–906 fortgefahren werden. Es sei angemerkt, dass die zweite Flanke nicht aufeinanderfolgend mit der ersten Flanke sein muss, sondern dass sie vielmehr eine vorbestimmte Anzahl an Zustandsänderungen entfernt von der ersten ansteigenden oder fallenden Flanke sein kann.
Wie in dem ersten Teil von 10 gezeigt ist, wird, wenn eine zweite fallende Flanke innerhalb der maximalen akzeptablen Zeitabweichung 1002 auftritt, der Wellenformimpuls als ein gültiger Impuls betrachtet. Aber wenn die zweite fallende Flanke nach dem Ende des maximalen Zeitfensters T_max auftritt (d. h. außerhalb der maximalen akzeptierbaren Zeitabweichung 1002), dann wird ein Fehler erkannt. In dem Beispiel von 10 tritt der Fehler auf, weil das überwachte E/A-Signal zu lang ist.
11 und 12 beziehen sich auf ein Verfahren 1100, das ein E/A-Signal mit einem Referenzsignal unter Verwendung eines Zeitfensters vergleicht.
Bei 1102 (11) werden ein E/A-Signal und ein Referenzsignal überwacht.
Bei 1104 setzt das Verfahren 1100 ein akzeptables Zeitfenster fest, das bei einer ersten ansteigenden oder fallenden Flanke des Referenzsignals beginnt und das zu einer vorbestimmten Zeit gemessen ausgehend von der ersten ansteigenden oder fallenden Flanke endet. Das Ende des Zeitfensters entspricht einer maximal akzeptablen Zeitabweichung von einem erwarteten E/A-Signal.
Bei 1106 stellt das Verfahren fest, ob das überwachte E/A-Signal eine zweite ansteigende oder fallende Flanke innerhalb des akzeptablen Zeitfensters zeigt. Wenn dem so ist („JA” bei 508), dann wird angenommen, dass kein Fehler vorliegt, und wird die Überwachung fortgesetzt. Wenn nicht („NEIN” bei 508), dann wird ein Fehlersignal auf aktiv gesetzt.
Zur Veranschaulichung zeigt 12 ein Referenzsignal 1202 und mehrere unterschiedliche Beispiele für ein E/A-Signal (1204, 1206, 1208). An Flanken des Referenzsignals werden Zeitfenster (z. B. 1210, 1212) geöffnet. Die Flanken eines vorgegebenen Zeitfensters können um die entsprechende Referenzsignalflanke herum (z. B. gleichmäßig oder nicht gleichmäßig) beabstandet sein und entsprechen einer maximalen akzeptablen Zeitabweichung von dem Referenzsignal. In einigen Fällen (die in 12 nicht veranschaulicht sind) kann eine Flanke des Zeitfensters auf das Referenzsignal ausgerichtet sein.
Die Flanken des ersten E/A-Signals 1204 fallen in die Zeitfenster. Somit wird angenommen, dass das Signal 1204 fehlerfrei ist.
Die erste Flanke des zweiten E/A-Signals 1206 fällt ebenfalls in das Zeitfenster 1210. Aber die zweite Flanke des zweiten E/A-Signals 1026 tritt vor dem Start des Zeitfensters 1212 auf. Somit tritt die zweite Flanke des zweiten E/A-Signals 1206 zu früh auf, und ein Fehlersignal kann auf aktiv gesetzt werden.
Die erste Flanke des dritten E/A-Signals 1208 fällt wiederum in das Zeitfenster 1210. Aber die zweite Flanke des zweiten E/A-Signals 1206 tritt nach dem Start des Zeitfensters 1212 auf. Somit tritt die zweite Flanke des zweiten E/A-Signals 1206 zu spät auf, und ein Fehlersignal kann auf aktiv gesetzt werden.
13 zeigt ein Verfahren zum Erzeugen einer konfigurierbaren Rückmeldung in Übereinstimmung mit einer weiteren Ausführungsform der Erfindung, wobei das Verfahren die folgenden Schritte umfasst:
Empfangen eines Status- oder Signatureingangssignals, eines Steuersignals und von Konfigurationsdaten (Schritt 1302);
logisches Kombinieren des Status-/Signatureingangssignals und des Steuersignals (Schritt 1304);
Ausgeben auf der Grundlage der empfangenen Konfigurationsdaten eines der nachfolgend Genannten als Status-/Signaturausgangssignal: das Status-/Signatureingangssignal, das Steuersignal und das Ergebnis des logischen Kombinierens des Status-/Signatureingangssignals und des Steuersignals (Schritt 1306).
Obwohl spezifische Ausführungsformen hierin veranschaulicht und beschrieben worden sind, wird es den Durchschnittsfachleuten auf dem Gebiet klar sein, dass eine Vielfalt von alternativen und/oder äquivalenten Implementierungen die spezifischen gezeigten und beschriebenen Ausführungsformen ersetzen können, ohne dass von dem Schutzumfang der vorliegenden Erfindung abgewichen werden wird. Diese Anmeldung ist dafür gedacht, jegliche Adaptionen oder Variationen der spezifischen Ausführungsformen abzudecken, die hier erörtert worden sind. Deshalb soll die vorliegende Erfindung nur durch die Ansprüche und deren Äquivalente beschränkt sein.

Claims

System zum Erzeugen einer konfigurierbaren Rückmeldung, wobei das System Folgendes aufweist: eine Vielzahl von Schaltungen, die mit einer Vielzahl von Treibern gekoppelt ist und die miteinander in einer Kette über eine Einleiterverbindung verbunden ist; eine Steuerschaltung, die mit der Vielzahl von Schaltungen verbunden ist und so konfiguriert ist, dass sie Konfigurationsdaten an eine Schaltung von der Vielzahl von Schaltungen ausgibt, um zu bewirken, dass die eine Schaltung auf der Grundlage der Konfigurationsdaten eine der folgenden Operationen durchführt: Weiterleiten eines von einer vorhergehenden Schaltung empfangenen Ausgangssignals zu der nächsten Schaltung in der Kette über die Einleiterverbindung ohne Modifikation; Weiterleiten eines Steuersignals, das von der einen Schaltung empfangen wird, als Ausgangssignal zu der nächsten Schaltung in der Kette über die Einleiterverbindung; Ausgeben eines Treiberstatussignals eines Treibers, der mit der einen Schaltung assoziiert ist, als Ausgangssignal zu der nächsten Schaltung in der Kette über die Einleiterverbindung; logisches Kombinieren eines von einer vorhergehenden Schaltung empfangenen Ausgangssignals und des von der einen Schaltung empfangenen Steuersignals und Weiterleiten des Ergebnisses davon als Ausgangssignal zu der nächsten Schaltung in der Kette über die Einleiterverbindung; oder logisches Kombinieren eines von der vorhergehenden Schaltung empfangenen Ausgangssignals und des Treiberstatussignals des Treibers, der mit der einen Schaltung assoziiert ist, und Weiterleiten des Ergebnisses davon als Ausgangssignal zu der nächsten Schaltung in der Kette über die Einleiterverbindung.
System nach Anspruch 1, wobei die Steuerschaltung des Weiteren so konfiguriert ist, dass sie individuelle Konfigurationsdaten an jede Schaltung der Vielzahl von Schaltungen ausgibt, um zu bewirken, dass jede Schaltung der Vielzahl von Schaltungen auf der Grundlage der individuellen Konfigurationsdaten eine der nachfolgenden Operationen durchführt: Weiterleiten eines von einer vorhergehenden Schaltung empfangenen Ausgangssignals zu der nächsten Schaltung in der Kette über die Einleiterverbindung ohne Modifikation; Weiterleiten eines von der jeweiligen Schaltung empfangenen Steuersignals als Ausgangssignal zu der nächsten Schaltung in der Kette über die Einleiterverbindung; Ausgeben eines Treiberstatussignals eines Treibers, der mit der jeweiligen Schaltung assoziiert ist, als ein Ausgangssignal zu der nächsten Schaltung in der Kette über die Einleiterverbindung; logisches Kombinieren des von der vorhergehenden Schaltung empfangenen Ausgangssignals und des von der jeweiligen Schaltung empfangenen Steuersignals und Weiterleiten des Ergebnisses davon als Ausgangssignal zu der nächsten Schaltung in der Kette über die Einleiterverbindung; oder logisches Kombinieren des von der vorhergehenden Schaltung empfangenen Ausgangssignals und des Treiberstatussignals des mit der jeweiligen Schaltung assoziierten Treibers und Weiterleiten des Ergebnisses davon als Ausgangssignal zu der nächsten Schaltung in der Kette über die Einleiterverbindung.
System nach Anspruch 1, wobei die erste Schaltung in der Kette ein vorbestimmtes Signal als Startsignal empfängt.
System zum Erzeugen einer konfigurierbaren Rückmeldung, wobei das System Folgendes aufweist: eine Vielzahl von Schaltungen, die mit einer Vielzahl von Treibern gekoppelt ist und die miteinander in einer Kette über eine Einleiterverbindung verbunden ist; und eine Steuerschaltung, die mit der Vielzahl von Schaltungen verbunden ist und dafür ausgelegt ist, Konfigurationsdaten an wenigstens eine Schaltung von der Vielzahl von Schaltungen auszugeben, um ein Rückmeldungssignal zu konfigurieren, das von der Vielzahl von Schaltungen zu der Steuerschaltung über die Einleiterverbindung übermittelt werden soll.
System nach Anspruch 4, wobei jede Schaltung einen Datenstrom von einer vorhergehenden Schaltung über die Einleiterverbindung empfängt, einen Inhalt einer vorbestimmten Stelle in dem Datenstrom modifiziert und den modifizierten Datenstrom an die nächste Schaltung in der Kette über die Einleiterverbindung ausgibt.
System nach Anspruch 4, wobei jede Schaltung einen Datenstrom von einer vorhergehenden Schaltung über die Einleiterverbindung empfängt, Statuseingangsdaten aus einer ersten vorbestimmten Stelle in dem Datenstrom extrahiert, Statusausgangsdaten in eine zweite vorbestimmte Stelle in dem Datenstrom einfügt und den Datenstrom an die nächste Schaltung in der Kette über die Einleiterverbindung ausgibt.
System nach Anspruch 4, wobei das Rückmeldungssignal entweder Informationen über eine individuelle Schaltung und/oder ihren assoziierten Treiber enthält oder Informationen über alle Schaltungen und/oder alle assoziierten Treiber enthält.
Schaltung zum Erzeugen einer konfigurierbaren Rückmeldung, wobei die Schaltung Folgendes aufweist: einen Eingangspin zum Empfangen eines Eingangssignals; einen Steuersignal-Eingangspin zum Empfangen eines Steuersignals; einen Ausgangspin; ein Logikgatter, dessen Eingänge mit dem Eingangspin und dem Steuersignal-Eingangspin verbunden sind und das das Eingangssignal und das Steuersignal logisch kombiniert; und einen Multiplexer mit: einem ersten Eingang, der mit dem Eingangspin verbunden ist; einem zweiten Eingang, der mit dem Steuersignal-Eingangspin verbunden ist; und einem dritten Eingang, der mit einem Ausgang des Logikgatters verbunden ist, wobei der Multiplexer so konfiguriert ist, dass er ein an seinem ersten, zweiten oder dritten Eingang empfangenes Signal an den Ausgangspin auf der Grundlage von an seinem Steuereingang empfangenen Konfigurationsdaten ausgibt.
Schaltung zum Erzeugen einer konfigurierbaren Rückmeldung, wobei die Schaltung mit einem Schalter assoziiert ist und Folgendes aufweist: einen Eingangspin zum Empfangen eines Eingangssignals; einen Steuersignal-Eingangspin zum Empfangen eines Steuersignals; einen Ausgangspin; ein erstes Logikgatter, das das Eingangssignal und das Steuersignal an seinen Einfängen empfängt und das Eingangssignal und das Steuersignal logisch kombiniert; ein zweites Logikgatter, das das Eingangssignal und ein Treiberstatussignal von einem mit dem Schalter verbundenen Treiber empfängt und das Eingangssignal und das Treiberstatussignal logisch kombiniert; und einen Multiplexer mit: einem ersten Eingang, der mit dem Eingangspin verbunden ist; einem zweiten Eingang, der mit dem Steuersignal-Eingangspin verbunden ist; einem dritten Eingang, der das Treiberstatussignal empfängt; einem vierten Eingang, der mit einem Ausgang des ersten Logikgatters verbunden ist; und einem fünften Eingang, der mit einem Ausgang des zweiten Logikgatters verbunden ist; wobei der Multiplexer so konfiguriert ist, dass er ein Signal, das an einem seiner Eingänge empfangen wird, an den Ausgangspin auf der Grundlage von an seinem Steuereingang empfangenen Konfigurationsdaten ausgibt.
Verfahren zum Erzeugen einer konfigurierbaren Rückmeldung, wobei das Verfahren die folgenden Schritte aufweist: Empfangen eines Statuseingangssignals; Empfangen eines Steuersignals; Empfangen von Konfigurationsdaten; logisches Kombinieren des Statuseingangssignals und des Steuersignals; Ausgeben auf der Grundlage der empfangenen Konfigurationsdaten eines der Folgenden als ein Statusausgangssignal: das Statuseingangssignal; das Steuersignal; das Ergebnis des logischen Kombinierens des Statuseingangssignals und des Steuersignals.