DE102016208655A1 - microcontroller - Google Patents
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Abstract
Mikrocontroller (60), gekennzeichnet durch folgende Merkmale: – der Mikrocontroller (60) umfasst einen Hauptprozessor (28), einen internen Bus (27) und einen Zeitgeberbaustein (24), – der Hauptprozessor (28) und der Zeitgeberbaustein (24) sind an den Bus (27) angeschlossen, – der Zeitgeberbaustein (24) umfasst eine Recheneinheit (14) und – die Recheneinheit (14) ist als Busmaster des Busses (27) eingerichtet.Microcontroller (60), characterized by the following features: - the microcontroller (60) comprises a main processor (28), an internal bus (27) and a timer module (24), - the main processor (28) and the timer module (24) are on the bus (27) connected, - the timer module (24) comprises a computing unit (14) and - the arithmetic unit (14) is set up as a bus master of the bus (27).
Description
Die vorliegende Erfindung betrifft einen Mikrocontroller.The present invention relates to a microcontroller.
Stand der TechnikState of the art
In der Digitaltechnik und insbesondere elektrischen Automatisierungstechnik und Fahrzeugelektronik werden integrierte Schaltkreise, die einen Hauptprozessor (central processing unit, CPU) mit unterschiedlichsten Peripheriefunktionen vereinen, zusammenfassend als Mikrocontroller (μController, μC, MCU) bezeichnet. Gattungsmäßige Mikrocontroller umfassen in der Regel einen teilweise oder vollständig auf demselben Mikrochip integrierten Arbeits- und Programmspeicher und sind dem Fachmann in diesem Fall auch als System-on-a-Chip (SoC) vertraut. Mikrocontroller nach dem Stand der Technik erfüllen mitunter komplexe Peripheriefunktionen und weisen teils programmierbare digitale, analoge oder hybride Funktionsblöcke auf, welche die bei einem klassischen Mikroprozessor als Unterstützungs- und Peripheriebausteine realisierten Komponenten wie Takterzeugung, Interrupt-Controller, Schnittstellenbausteine, Speichercontroller und insbesondere Zeitgeber in den Chip selbst integriert werden.In digital technology and in particular electrical automation technology and vehicle electronics, integrated circuits which combine a main processor (CPU) with a wide variety of peripheral functions are collectively referred to as microcontrollers (μ controllers, μC, MCU). Generic microcontrollers typically include a work and program memory partially or fully integrated on the same microchip, and in this case will be familiar to those skilled in the art as system-on-a-chip (SoC). Microcontrollers according to the prior art sometimes meet complex peripheral functions and have partly programmable digital, analog or hybrid function blocks, which realized in a classic microprocessor as support and peripheral components components such as clock generation, interrupt controller, interface modules, memory controller and in particular timer in the Chip itself be integrated.
Der Begriff „Zeitgeber” ist in diesem Zusammenhang in einem engeren, dem Sprachgebrauch der technischen Informatik und Elektronik entsprechenden Wortsinn zu verstehen und bezeichnet einen Steuerbaustein, der zur Realisierung unterschiedlichster zeitbezogener Funktionen eingerichtet ist. Ein gattungsmäßiger Zeitgeber-Baustein (generic timer module, GTM) verwaltet einen oder mehrere unterschiedliche Timer, die unabhängig voneinander betrieben und beispielsweise im Rahmen von Impulsgeneratoren, Taktgebern, zur Zeitmessung oder als Referenzzeitgeber für Ereigniszähler eingesetzt werden können.The term "timer" in this context is to be understood in a narrow sense of the word, corresponding to the usage of technical computer science and electronics, and designates a control module which is set up to realize a wide variety of time-related functions. A generic timer module (GTM) manages one or more different timers, which can be operated independently of each other and used, for example, in the context of pulse generators, clocks, for timing or as a reference timer for event counter.
In
Offenbarung der ErfindungDisclosure of the invention
Die Erfindung stellt einen Mikrocontroller gemäß dem unabhängigen Anspruch bereit.The invention provides a microcontroller according to the independent claim.
Dem erfindungsgemäßen Ansatz liegt die Erkenntnis zugrunde, dass echtzeitkritische Aufgaben einer Betriebssoftware typischerweise in Mikrocontrollern mit GTM implementiert werden. Letzterer umfasst hierzu mitunter – gleichsam als Recheneinheit mit reduziertem Befehlssatz (reduced instruction set computer, RISC) – ein mehrkanalfähiges Mikroprogrammsteuerwerk (multi-channel sequencer, MCS), dessen nebenläufig arbeitende Prozessorkerne selbständig Mikroprogramme auszuführen vermögen, ohne den Hauptprozessor zu belasten.The approach according to the invention is based on the recognition that real-time-critical tasks of operating software are typically implemented in microcontrollers with GTM. For this purpose, the latter sometimes includes - as a reduced instruction set computer (RISC) - a multi-channel microprogram control unit (MCS) whose cocurrently operating processor cores are capable of executing microprograms independently without burdening the main processor.
Vorgeschlagen wird daher, den MCS als Busmaster im System zu implementieren, um damit beispielsweise auf über einen internen Systembus des Mikrocontrollers zugänglichen Direktzugriffsspeicher (random access memory, RAM) und Register zugreifen zu können.It is therefore proposed to implement the MCS as a bus master in the system in order to be able to access, for example, random access memory (RAM) and registers accessible via an internal system bus of the microcontroller.
Ein Vorzug dieser Lösung liegt im Entfallen der Notwendigkeit etwaiger Hardwareerweiterungen. So können Funktionen, die in herkömmlichen Mikrocontrollern beispielsweise der Anwendung einer seriellen Peripherieschnittstelle (serial peripheral interface, SPI) bedürften, stattdessen in Gestalt geeigneter Software umgesetzt werden. Auch im Falle einer Implementierung von Speicherdirektzugriffen (direct memory access, DMA) des MCS über eine Busanforderung (bus request) an den Hauptprozessor können erfindungsgemäß Verzögerungszeiten verkürzt und die Datenrate erhöht werden.An advantage of this solution is the elimination of the need for any hardware enhancements. For example, functions that would require the use of a serial peripheral interface (SPI) in conventional microcontrollers, for example, can instead be implemented in the form of suitable software. In the case of an implementation of direct memory access (DMA) of the MCS via a bus request to the main processor, delay times can be shortened according to the invention and the data rate can be increased.
Durch die in den abhängigen Ansprüchen aufgeführten Maßnahmen sind vorteilhafte Weiterbildungen und Verbesserungen des im unabhängigen Anspruch angegebenen Grundgedankens möglich.The measures listed in the dependent claims advantageous refinements and improvements of the independent claim basic idea are possible.
Kurze Beschreibung der ZeichnungShort description of the drawing
Ausführungsbeispiele der Erfindung sind in der Zeichnung dargestellt und in der nachfolgenden Beschreibung näher erläutert. Die einzige Figur zeigt hierzu das stark vereinfachte Blockschaltbild eines Mikrocontrollers unter Hervorhebung seines Zeitgeberbausteins.Embodiments of the invention are illustrated in the drawings and explained in more detail in the following description. The sole figure shows this the much simplified block diagram of a Microcontroller emphasizing its timer module.
Ausführungsformen der ErfindungEmbodiments of the invention
Die Figur stellt eine Ausführungsform eines erfindungsgemäß vorgeschlagenen Mikrocontrollers
Im Eingabemodul
Die genannte andere physikalische Größe ist beispielsweise ein Winkel eines Motors, kann aber auch jede andere physikalische Größe repräsentieren, wie beispielsweise Masse, Temperatur, Pegelstand einer Flüssigkeit, Phasenlage einer Schwingung, eine Anzahl von Ereignissen (Kanten) oder eine Periodendauer bzw. Zeitdauer eines Signals.The said other physical quantity is, for example, an angle of a motor, but may also represent any other physical quantity, such as mass, temperature, level of a liquid, phase of a vibration, a number of events (edges) or a period or duration of a signal ,
Der hier dargestellte Zeitgeberbaustein
Der dargestellte Zeitgeberbaustein
Der dargestellte Zeitgeberbaustein
Ein Interrupt-Konzentrator ICM
Die ARU
Ferner ist in der hier dargestellten Zeitgeberbaustein
Der Hauptprozessor
ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG QUOTES INCLUDE IN THE DESCRIPTION
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Zitierte PatentliteraturCited patent literature
- DE 102010003521 [0004, 0004] DE 102010003521 [0004, 0004]
- DE 102009047121 [0005] DE 102009047121 [0005]
Claims (11)
Priority Applications (1)
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DE102016208655.3A DE102016208655A1 (en) | 2016-05-19 | 2016-05-19 | microcontroller |
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DE102016208655.3A DE102016208655A1 (en) | 2016-05-19 | 2016-05-19 | microcontroller |
Publications (1)
Publication Number | Publication Date |
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DE102016208655A1 true DE102016208655A1 (en) | 2017-11-23 |
Family
ID=60255022
Family Applications (1)
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DE102009047121A1 (en) | 2009-11-25 | 2011-05-26 | Robert Bosch Gmbh | Method for generating sequences |
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2016
- 2016-05-19 DE DE102016208655.3A patent/DE102016208655A1/en active Pending
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DE102009047121A1 (en) | 2009-11-25 | 2011-05-26 | Robert Bosch Gmbh | Method for generating sequences |
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