DE102016224747A1 - control unit - Google Patents

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DE102016224747A1 DE102016224747.6A DE102016224747A DE102016224747A1 DE 102016224747 A1 DE102016224747 A1 DE 102016224747A1 DE 102016224747 A DE102016224747 A DE 102016224747A DE 102016224747 A1 DE102016224747 A1 DE 102016224747A1
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Axel Aue
Matthias Schreiber
Hans-Walter Schmitt
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Robert Bosch GmbH
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Robert Bosch GmbH
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Abstract

Die Erfindung betrifft ein Steuergerät (10), insbesondere für eine Brennkraftmaschine, mit einer ersten Recheneinheit (12), dadurch gekennzeichnet, dass wenigstens eine weitere Recheneinheit (14), insbesondere zur Erweiterung der Rechenleistung der ersten Recheneinheit (12), in dem Steuergerät (10) angeordnet ist, wobei die erste und die wenigstens eine weitere Recheneinheit (12, 14) über wenigstens ein Bussystem (16) miteinander verbunden sind.The invention relates to a control unit (10), in particular for an internal combustion engine, having a first arithmetic unit (12), characterized in that at least one further arithmetic unit (14), in particular for expanding the computing power of the first arithmetic unit (12), in the control unit (12). 10) is arranged, wherein the first and the at least one further computing unit (12, 14) via at least one bus system (16) are interconnected.

Description

Stand der TechnikState of the art

Die Erfindung betrifft ein Steuergerät, insbesondere für eine Brennkraftmaschine, mit einer ersten Recheneinheit.The invention relates to a control unit, in particular for an internal combustion engine, having a first arithmetic unit.

Derzeit bekannte Steuergeräte umfassen in der Regel eine elektronische Recheneinheit, die z.B. in Form eines eingebetteten Systems vorhanden ist. Die Größe der elektronischen Recheneinheit variiert je nach Komplexität der Aufgaben.Currently known control devices typically include an electronic processing unit, e.g. exists in the form of an embedded system. The size of the electronic processing unit varies depending on the complexity of the tasks.

Offenbarung der ErfindungDisclosure of the invention

Das der Erfindung zugrunde liegende Problem wird durch ein Steuergerät nach Anspruch 1 gelöst. Vorteilhafte Weiterbildungen sind in den Unteransprüchen angegeben. Für die Erfindung wichtige Merkmale finden sich ferner in der nachfolgenden Beschreibung und in den Zeichnungen, wobei die Merkmale sowohl in Alleinstellung als auch in unterschiedlichen Kombinationen für die Erfindung wichtig sein können, ohne dass hierauf nochmals explizit hingewiesen wird.The problem underlying the invention is solved by a control device according to claim 1. Advantageous developments are specified in the subclaims. Features which are important for the invention can also be found in the following description and in the drawings, wherein the features, both alone and in different combinations, can be important for the invention, without being explicitly referred to again.

Die Erfindung betrifft ein Steuergerät, insbesondere für eine Brennkraftmaschine, mit einer ersten Recheneinheit, wobei wenigstens eine weitere Recheneinheit, insbesondere zur Erweiterung der Rechenleistung der ersten Recheneinheit, in dem Steuergerät angeordnet ist. Dabei sind die erste und die wenigstens eine weitere Recheneinheit über wenigstens ein Bussystem miteinander verbunden. The invention relates to a control unit, in particular for an internal combustion engine, having a first arithmetic unit, wherein at least one further arithmetic unit, in particular for expanding the computing power of the first arithmetic unit, is arranged in the control unit. In this case, the first and the at least one further arithmetic unit are connected to one another via at least one bus system.

Die erste und die mindestens eine weitere Recheneinheit sind vorzugsweise dazu ausgebildet, Daten zu verarbeiten. Die weitere Recheneinheit kann beispielsweise dazu ausgebildet sein, im Wesentlichen gleichartige Informationen und Daten in vergleichbarer Weise zu lesen und/oder zu verarbeiten und/oder auszugeben wie die erste Recheneinheit. Die Verarbeitung der Daten (bzw. wenigstens eines Teils davon) durch die weitere Recheneinheit erfolgt beispielsweise dann, wenn in der primären Recheneinheit eine Anwendung, insbesondere eine sicherheitskritische Anwendung, ausgeführt werden soll. Dabei kann die weitere Recheneinheit eine im Wesentlichen gleichartige Verarbeitung der ersten Daten ausführen. Wenn diese Anwendung beendet ist, können in an sich bekannter Weise Ausgangsdaten (insbesondere die verarbeiteten Daten) der jeweiligen primären und weiteren Recheneinheiten miteinander verglichen werden.The first and the at least one further arithmetic unit are preferably designed to process data. The further arithmetic unit can be designed, for example, to read and / or process substantially similar information and data in a comparable manner and / or output as the first arithmetic unit. The processing of the data (or at least part of it) by the further arithmetic unit takes place, for example, when an application, in particular a safety-critical application, is to be executed in the primary arithmetic unit. In this case, the further arithmetic unit can perform a substantially similar processing of the first data. When this application is finished, output data (in particular the processed data) of the respective primary and further computing units can be compared with one another in a manner known per se.

Vorzugsweise ist die weitere Recheneinheit zur Erweiterung der Rechenleistung der ersten Recheneinheit ausgebildet. Dabei kann die weitere Recheneinheit beispielsweise zur Ausführung einen weiteren, insbesondere einer allein auf der weiteren Recheneinheit ausgeführten, Anwendung, ausgebildet sein.The further arithmetic unit is preferably designed to expand the computing power of the first arithmetic unit. In this case, the further arithmetic unit can be designed, for example, to execute a further application, in particular an application executed solely on the further arithmetic unit.

Insbesondere zum Austausch von Daten sind die erste und die weitere Recheneinheit über ein Bussystem, das beispielsweise einen Adressbus und einen Datenbus umfasst, miteinander verbunden. Alternativ oder ergänzend können auch andere Verbindungsmittel vorhanden sein, die einen Datenaustausch zwischen der ersten Recheneinheit und der weiteren Recheneinheit ermöglichen, beispielsweise wenigstens ein Koppelnetz.In particular for exchanging data, the first and the further arithmetic units are connected to one another via a bus system, which comprises, for example, an address bus and a data bus. Alternatively or additionally, other connection means may also be present, which allow a data exchange between the first processing unit and the further processing unit, for example at least one switching network.

In einer weiteren Ausgestaltung ist die erste Recheneinheit ein Mikrocontroller umfassend mindestens einen Prozessor, mindestens einen Direktzugriffspeicher (RAM, random access memory, auch als „Arbeitsspeicher“ bezeichnet) und/oder mindestens einen Festwertspeicher (z.B. ROM, read only memory). Dabei ist die wenigstens eine weitere Recheneinheit bevorzugt ein Mikroprozessor oder ein Mikrocontroller oder ein digitaler Signalprozessor oder ein FPGA oder ein ASIC. Bei einer bevorzugten Variante kann die wenigstens eine weitere Recheneinheit auch mehrere der vorstehend genannten Komponenten bzw. Kombinationen hieraus umfassen.In a further refinement, the first computing unit is a microcontroller comprising at least one processor, at least one random access memory (RAM, random access memory, also referred to as "main memory") and / or at least one read-only memory (for example ROM, read only memory). In this case, the at least one further arithmetic unit is preferably a microprocessor or a microcontroller or a digital signal processor or an FPGA or an ASIC. In a preferred variant, the at least one further arithmetic unit can also comprise a plurality of the abovementioned components or combinations thereof.

Bei bevorzugten Ausführungsformen kann die als Mikrocontroller ausgebildete erste Recheneinheit vergleichsweise komplexe Funktionen ausführen und beispielsweise andere Komponenten des Steuergeräts, insbesondere andere integrierte Schaltungen, ICs, bzw. deren Betrieb steuern. In dem Mikrocontroller bzw. einem dem Mikrocontroller zugeordneten Speicher sind meist auch die für den Betrieb notwendigen Daten, Kennfelder und/oder Programme, bevorzugt auch für andere Komponenten, abgespeichert.In preferred embodiments, the first arithmetic unit designed as a microcontroller can perform comparatively complex functions and, for example, control other components of the control device, in particular other integrated circuits, ICs, or their operation. In the microcontroller or a memory associated with the microcontroller are usually also necessary for the operation of data, maps and / or programs, preferably for other components stored.

Die weitere Recheneinheit, mittels der vorteilhaft eine Rechenleistungserweiterung der ersten Recheneinheit realisierbar ist, kann beispielsweise ebenfalls ein Mikrocontroller oder bevorzugt ein Mikroprozessor oder ein digitaler Signalprozessor oder ein FPGA oder ein ASIC sein. Als ASICs werden anwendungsspezifische integrierte Schaltungen bezeichnet (engl.: application specific integrated circuit). Ein FPGA bezeichnet eine feldprogrammierbare integrierte Schaltung (engl.: Field-Programmable Gate Array).The further arithmetic unit, by means of which advantageously a computing power expansion of the first arithmetic unit can be realized, can also be, for example, a microcontroller or preferably a microprocessor or a digital signal processor or an FPGA or an ASIC. ASICs are application-specific integrated circuits (application-specific integrated circuits). An FPGA refers to a Field Programmable Gate Array.

In einer bevorzugten Ausgestaltung ist der Festwertspeicher der ersten Recheneinheit zur Weitergabe von Daten an die weitere Recheneinheit, die beispielsweise ein Mikroprozessor ist, ausgebildet. Es ist beispielsweise denkbar, dass das für den Betrieb der weiteren Recheneinheit benötigte Programm in dem Festwertspeicher der ersten Recheneinheit abgespeichert ist. Beispielsweise kann die erste Recheneinheit das benötigte Programm aus dem Festwertspeicher auslesen und der weiteren Recheneinheit zur Verfügung stellen.In a preferred embodiment, the read-only memory of the first processing unit for the transmission of data to the further processing unit, which is for example a microprocessor is formed. For example, it is conceivable that the program required for the operation of the further arithmetic unit in the read-only memory of the first Arithmetic unit is stored. For example, the first arithmetic unit can read the required program from the read-only memory and make it available to the further arithmetic unit.

Vorzugsweise weist die zweite Recheneinheit eine Rechenleistung im Bereich von mindestens etwa 6 DMips pro Megahertz, Dhrystone MIPS, Millionen Instruktionen pro Sekunde, weiter vorzugsweise von etwa 8 DMips pro Megahertz auf, wodurch eine effiziente Rechenleistungserweiterung für die erste Recheneinheit gegeben ist.Preferably, the second arithmetic unit has a computing power in the range of at least about 6 DMips per megahertz, Dhrystone MIPS, millions of instructions per second, more preferably about 8 DMips per megahertz, thereby providing efficient computational power expansion for the first arithmetic unit.

In einer bevorzugten Ausführungsform ist die erste und die wenigstens eine weitere Recheneinheit auf einem ersten Halbleitersubstrat, d.h. auf demselben Halbleitersubstrat, angeordnet. Unter einem Halbleitersubstrat wird beispielsweise ein chip, also ein ungehäustes Stück Halbleiter-wafer, englisch: „die“, verstanden. Durch die Integration der ersten und der weiteren Recheneinheit auf einem gemeinsamen Halbleitersubstrat wird eine Kommunikation und ein Datenaustausch zwischen der ersten und der weiteren Recheneinheit direkt auf dem Halbleitersubstrat ermöglicht. Auf diese Weise werden die erste und die weitere Recheneinheit bereits bei der Herstellung auf einem gemeinsamen Halbleitersubstrat integriert, und insbesondere erfolgt die Fertigung der ersten und der wenigstens einen weiteren Recheneinheit unter Verwendung derselben Halbleiterfertigungstechnologie bzw. Halbleiterfertigungsprozesse.In a preferred embodiment, the first and the at least one further computing unit are on a first semiconductor substrate, i. on the same semiconductor substrate. A semiconductor substrate is understood, for example, as meaning a chip, that is to say an unhoused piece of semiconductor wafer, "the". The integration of the first and the further arithmetic unit on a common semiconductor substrate enables communication and data exchange between the first and the further arithmetic unit directly on the semiconductor substrate. In this way, the first and the further arithmetic unit are already integrated in a common semiconductor substrate during production, and in particular the fabrication of the first and the at least one further arithmetic unit takes place using the same semiconductor manufacturing technology or semiconductor manufacturing processes.

Bei einer weiteren besonders bevorzugten Ausführungsform kann die Fertigung des ersten Halbleitersubstrats mit der ersten und der wenigstens einen weiteren Recheneinheit unter Verwendung von „automotive Designregeln“ erfolgen, also von Herstellungsregeln für die Halbleiterfertigung, welche geeignet sind für Anwendungen im Kraftfahrzeugbereich, wodurch vorteilhaft bessere Eigenschaften bezüglich Elektromigration, Einstrahlung, Abstrahlung, Ausfallrate und dergleichen verglichen mit Halbleiterschaltungen für Consumer (Endkunden)-Anwendungen erzielt werden. Dadurch weist das gemäß der vorliegenden Ausführungsform gefertigte Halbleitersubstrat bzw. die darin enthaltenen Recheneinheiten eine besonders geringe Ausfallrate, einen vergleichsweise großen Einsatztemperaturbereich, eine vergleichsweise geringe Stromaufnahme, und eine hohe Langzeitverfügbarkeit auf, sodass sie insbesondere auch für sicherheitskritische Anwendungen sehr gut geeignet sind.In a further particularly preferred embodiment, the production of the first semiconductor substrate with the first and the at least one further processing unit using "automotive design rules" done, ie manufacturing rules for semiconductor manufacturing, which are suitable for applications in the automotive sector, which advantageously better properties Electromigration, irradiation, radiation, failure rate and the like can be achieved compared to semiconductor circuits for consumer (consumer) applications. As a result, the semiconductor substrate manufactured according to the present embodiment or the computing units contained therein has a particularly low failure rate, a comparatively large operating temperature range, a comparatively low power consumption, and a high long-term availability, so that they are particularly well suited for safety-critical applications.

Bei einer weiteren vorteilhaften Ausführungsform ist die erste Recheneinheit auf einem ersten Halbleitersubstrat angeordnet, und die wenigstens eine weitere Recheneinheit ist auf einem weiteren, von dem ersten Halbleitersubstrat verschiedenen, Halbleitersubstrat angeordnet. In diesem Fall ist es denkbar, dass das weitere Halbleitersubstrat mittels „Flip-Chip-Montage“ (deutsch: Wende-Montage) ohne weitere Anschlussdrähte mit einer aktiven Kontaktierungsseite zum ersten Halbleitersubstrat hin auf dem ersten Halbleitersubstrat montiert wird. Die Flip-Chip-Montage ermöglicht vorteilhaft gleichzeitig zu der Platzierung des weiteren Halbleitersubstrats die elektrische Kontaktierung mit dem ersten Halbleitersubstrat.In a further advantageous embodiment, the first arithmetic unit is arranged on a first semiconductor substrate, and the at least one further arithmetic unit is arranged on a further, different from the first semiconductor substrate, the semiconductor substrate. In this case, it is conceivable that the further semiconductor substrate is mounted on the first semiconductor substrate by means of "flip-chip mounting" (German: reversal mounting) without further connecting wires with an active contacting side to the first semiconductor substrate. The flip-chip mounting advantageously enables the electrical contacting with the first semiconductor substrate simultaneously with the placement of the further semiconductor substrate.

In einer Ausgestaltung ist der ersten und/oder der wenigstens einen weiteren Recheneinheit wenigstens ein Cache-Speicher zugeordnet. Über den Cache-Speicher, bei dem es sich um einen schnellen Pufferspeicher handelt, wird ein schneller Zugriff auf Daten für die erste bzw. die weitere Recheneinheit sichergestellt. Bei weiteren vorteilhaften Ausführungsformen können sowohl ein „First Level Cache“ als auch ein „Second Level Cache“ vorgesehen sein. Besonders bevorzugt können einer Ausführungsform zufolge der bzw. die Cache-Speicher auch im Bereich der zweiten Recheneinheit angeordnet sein, die beispielsweise als Mikroprozessor ausgebildet ist. Es ist ferner denkbar, dass der bzw. die Cache-Speicher bei der Ausführung von Applikationen auf der ersten Recheneinheit und/oder der zweiten bzw. weiteren Recheneinheit nutzbar sind.In one embodiment, the first and / or the at least one further computing unit is assigned at least one cache memory. The cache memory, which is a fast buffer, ensures fast access to data for the first or the next processor. In further advantageous embodiments, both a first-level cache and a second-level cache can be provided. According to one embodiment, the cache memory (s) may also be arranged in the region of the second arithmetic unit, which is embodied, for example, as a microprocessor. It is also conceivable that the cache memory (s) can be used in the execution of applications on the first computing unit and / or the second or further computing unit.

In einer weiteren Ausgestaltung ist der wenigstens einen weiteren Recheneinheit ein Festwertspeicher (ROM) zugeordnet. Dabei ist der Festwertspeicher insbesondere als Flash-Speicher mit einer seriellen Datenschnittstelle ausgebildet. In dem Festwertspeicher ist beispielsweise wenigstens ein Programm bzw. die Software für die wenigstens eine weitere Recheneinheit abgespeichert. Alternativ oder ergänzend kann der weiteren Recheneinheit ein zur Ausführung durch sie vorgesehenes Programm auch durch die erste Recheneinheit zur Verfügung gestellt werden, beispielsweise aus einem der ersten Recheneinheit zugeordneten Festwertspeicher.In a further refinement, the at least one further arithmetic unit is assigned a read-only memory (ROM). The read-only memory is designed in particular as a flash memory with a serial data interface. In the read-only memory, for example, at least one program or the software for the at least one further arithmetic unit is stored. As an alternative or in addition, the further arithmetic unit may also be provided with a program provided for execution by the first arithmetic unit, for example from a read-only memory assigned to the first arithmetic unit.

In einer weiteren Ausgestaltung ist wenigstens ein Mittel, insbesondere Kontaktierungsmittel, zur elektrischen Kontaktierung aufweisendes Substratelement (englisch: „interposer“) vorgesehen, wobei wenigstens das erste Halbleitersubstrat auf einer ersten Oberfläche des Substratelements angeordnet ist. Ferner umfasst das Substratelement eine der ersten Oberfläche gegenüberliegende zweite Oberfläche, welche bevorzugt zur Kontaktierung mit einer Trägerplatte, beispielsweise einer Schaltungsträgerplatte (Platine), vorgesehen ist.In a further embodiment, at least one means, in particular contacting means, for electrical contacting exhibiting substrate element (English: "interposer") is provided, wherein at least the first semiconductor substrate is disposed on a first surface of the substrate element. Furthermore, the substrate element comprises a second surface opposite the first surface, which is preferably provided for contacting with a carrier plate, for example a circuit board (board).

Mittels des Substratelements werden beispielsweise vergleichsweise fein strukturierte Anschlüsse des Halbleitersubstrats auf vergleichsweise große Strukturen, welche insbesondere für die Verbindung mit einer Trägerplatte oder Platine benötigt werden, umgesetzt. Diese Verbindungstechnik wird wie vorstehend bereits erwähnt auch „Interposer“ genannt. Das Substratelement, welches als Interposer dient, besteht i.d.R. aus Glas oder Silizium und umfasst beispielsweise Kontaktflächen, Umverdrahtungen, Durchkontaktierungen sowie gegebenenfalls aktive und/oder nicht aktive Komponenten.By means of the substrate element, for example comparatively finely structured connections of the semiconductor substrate are converted to comparatively large structures, which are required in particular for the connection to a carrier plate or circuit board. As mentioned above, this connection technique is also called "Interposer" called. The substrate element, which serves as an interposer, usually consists of glass or silicon and comprises, for example, contact surfaces, rewiring, plated-through holes and possibly active and / or non-active components.

Das Halbeitersubstrat kann beispielsweise mittels der oben beschriebenen Flip-Chip-Montage oder mittels der bekannten Bonding-Technologie auf der Oberfläche des Substratelements montiert werden. Bei der Bonding-Technologie erfolgt die Kontaktierung in der Regel mit einem dünnen Verbindungsdraht (Bonddraht), der vom Halbleitersubstrat direkt auf das Substratelement, oder umgekehrt, gezogen wird. Die dauerhafte Kontaktierung des Drahtes erfolgt beispielsweise durch einen Schweißprozess.The semiconductor substrate may for example be mounted on the surface of the substrate element by means of the above-described flip-chip mounting or by means of the known bonding technology. In the bonding technology, the contacting is usually done with a thin bonding wire (bonding wire), which is pulled from the semiconductor substrate directly to the substrate element, or vice versa. The permanent contacting of the wire, for example, by a welding process.

In einer weiteren Ausgestaltung ist mindestens ein Direktzugriffsspeicher (RAM, Arbeitsspeicher) auf wenigstens einem Substratelement zur Verbindung mit der ersten und/oder der weiteren Recheneinheit angeordnet, wodurch kurze Leitungslängen und dementsprechend gute Anschlussbedingungen geschaffen werden. Auf diese Weise können auch vergleichsweise große Arbeitsspeicher für das erfindungsgemäße Steuergerät vorgesehen werden.In a further embodiment, at least one random access memory (RAM, main memory) is arranged on at least one substrate element for connection to the first and / or the further arithmetic unit, whereby short line lengths and correspondingly good connection conditions are created. In this way, comparatively large main memories for the control device according to the invention can be provided.

In einer weiteren Ausgestaltung ist eine Speicher-Schnittstelle zur Verbindung der mindestens einen weiteren Recheneinheit mit einem Direktzugriffsspeicher vorgesehen. Über die Speicher-Schnittstelle kann vorzugsweise die weitere Recheneinheit mit einem externen Speicher, vorzugsweise einem Direktzugriffspeicher (RAM), verbunden werden.In a further refinement, a memory interface is provided for connecting the at least one further arithmetic unit to a random access memory. Via the memory interface, the further arithmetic unit can preferably be connected to an external memory, preferably a random access memory (RAM).

Weiterhin kann vorgesehen sein, dass die Speicher-Schnittstelle zur Verbindung der mindestens einen weiteren Recheneinheit mit einem Direktzugriffsspeicher auf der Oberseite des Substratelements nach außen geführt ist und insbesondere eine DDR-Speicher-Schnittstelle ist.Furthermore, it can be provided that the memory interface for connection of the at least one further arithmetic unit with a random access memory on the upper side of the substrate element is guided to the outside and in particular is a DDR memory interface.

Die Speicherschnittstelle ist vorzugsweise ein DDR-Schnittstelle, Double Data Rate Schnittstelle. DDR bezeichnet ein Verfahren, mit dem Daten auf einem Datenbus mit höherer, insbesondere doppelter, Datenrate als bei einen herkömmlichen Datenbus übertragen werden können. Der Direktzugriffsspeicher ist vorzugsweise ein DDR-SDRAM (Double Data Rate Synchronous Dynamic Random Access Memory). Es ist auch denkbar, dass die Schnittstelle eine DDR2-, DDR3- oder DDR4-Schnittstelle und der Direktzugriffspeicher ein DDR2-SDRAM, DDR3-SDRAM oder DDR4-SDRAM ist.The memory interface is preferably a DDR interface, double data rate interface. DDR refers to a method by which data can be transmitted on a data bus at a higher, in particular double, data rate than in a conventional data bus. The random access memory is preferably a DDR-SDRAM (Double Data Rate Synchronous Dynamic Random Access Memory). It is also conceivable that the interface is a DDR2, DDR3 or DDR4 interface and the random access memory is a DDR2 SDRAM, DDR3 SDRAM or DDR4 SDRAM.

In einer weiteren Ausgestaltung ist eine Wärmeleitvorrichtung, insbesondere ein Wärmeleitblech oder Wärmeleitpad, zur Ableitung der Wärmeverlustleistung wenigstens einer der Recheneinheiten, vorgesehen.In a further embodiment, a heat-conducting device, in particular a heat-conducting sheet or heat-conducting pad, is provided for deriving the heat-dissipating power of at least one of the computing units.

Der Wärmeleitvorrichtung dient dazu, die beim Betrieb der Recheneinheit(en) entstehende Wärmeverlustleistung abzuleiten. Da die Abwärme in dem Steuergerät nicht gleichmäßig sondern je nach Beanspruchung, insbesondere punktuell und lokal z.B. an den Recheneinheiten, entsteht, hat die Wärmeleitvorrichtung die Aufgabe, die Abwärme auf einer größeren Fläche verteilen um sie effizienter in einen Kühlkörper einkoppeln zu können.The heat-conducting device serves to dissipate the heat loss power arising during operation of the arithmetic unit (s). Since the waste heat in the control unit is not uniform but depending on the load, in particular punctually and locally e.g. At the computing units, the heat-conducting device has the task of distributing the waste heat over a larger area in order to be able to more efficiently couple it into a heat sink.

Weiterhin kann vorgesehen sein, dass die Wärmeleitvorrichtung mit wenigstens einer der Recheneinheiten und einem Gehäuseteil in thermischen Kontakt steht, so dass die Wärmeverlustleistung der wenigstens einen Recheneinheit über das Gehäuseteil ableitbar ist, also vorteilhaft direkt zu einer Außenseite des Gehäuses des Steuergeräts hin.Furthermore, it can be provided that the heat-conducting device is in thermal contact with at least one of the computing units and a housing part, so that the heat dissipation capacity of the at least one arithmetic unit can be derived via the housing part, ie advantageously directly to an outside of the housing of the control unit.

Die Wärmeleitvorrichtung kann bei einer bevorzugten Ausführungsform beispielsweise direkt auf das Halbleitersubstrat aufgesetzt werden, sodass es mit einer der Recheneinheiten in thermischem Kontakt steht. Zur besseren Kontaktierung der Recheneinheit mit der Wärmeleitvorrichtung kann bspw. eine Wärmeleitpaste oder Flüssigmetall zwischen der Recheneinheit und der Wärmeleitvorrichtung vorgesehen sein.In one preferred embodiment, for example, the heat-conducting device can be placed directly on the semiconductor substrate so that it is in thermal contact with one of the arithmetic units. For better contacting of the arithmetic unit with the heat-conducting device, for example, a thermal compound or liquid metal may be provided between the arithmetic unit and the heat-conducting device.

Nachfolgend werden beispielhafte Ausführungsformen der Erfindung unter Bezugnahme auf die Zeichnung erläutert. In der Zeichnung zeigen:

  • 1 eine schematische Darstellung eines erfindungsgemäßen Steuergeräts mit einer ersten und einer weiteren Recheneinheit;
  • 2A eine schematische Anordnung von zwei Recheneinheiten gemäß einer ersten Ausführungsform;
  • 2B eine schematische Anordnung von zwei Recheneinheiten gemäß einer zweiten Ausführungsform;
  • 2C eine schematische Anordnung von zwei Recheneinheiten gemäß einer dritten Ausführungsform;
  • 3 eine schematische Anordnung von zwei Recheneinheiten auf einem Substratelement, und
  • 4 eine schematische Anordnung mit einer Wärmeleitvorrichtung.
Hereinafter, exemplary embodiments of the invention will be explained with reference to the drawings. In the drawing show:
  • 1 a schematic representation of a control device according to the invention with a first and a further processing unit;
  • 2A a schematic arrangement of two computing units according to a first embodiment;
  • 2 B a schematic arrangement of two arithmetic units according to a second embodiment;
  • 2C a schematic arrangement of two arithmetic units according to a third embodiment;
  • 3 a schematic arrangement of two computing units on a substrate element, and
  • 4 a schematic arrangement with a heat conducting device.

Es werden für funktionsäquivalente Elemente und Größen in allen Figuren auch bei unterschiedlichen Ausführungsformen die gleichen Bezugszeichen verwendet.The same reference numerals are used for functionally equivalent elements and sizes in all figures, even in different embodiments.

Die 1 zeigt eine stark vereinfachte schematische Darstellung eines erfindungsgemäßen Steuergeräts 10, welches eine erste Recheneinheit 12 und eine weitere Recheneinheit 14 umfasst. Die erste Recheneinheit 12 ist vorliegend als Microcontroller 12 ausgeführt und umfasst vorzugsweise mindestens einen Prozessor, mindestens einen Direktzugriffspeicher (RAM) und/oder mindestens einen Festwertspeicher (ROM und/oder (Flash-)EEPROM). Die weitere Recheneinheit 14 ist vorliegend als Mikroprozessor 14 ausgeführt und dient bevorzugt als Rechenleistungserweiterung für die erste Recheneinheit 12.The 1 shows a highly simplified schematic representation of a control device according to the invention 10 which is a first arithmetic unit 12 and another arithmetic unit 14 includes. The first arithmetic unit 12 is present as a microcontroller 12 and preferably comprises at least one processor, at least one random access memory (RAM) and / or at least one read-only memory (ROM and / or (flash) EEPROM). The further arithmetic unit 14 is present as a microprocessor 14 executed and preferably serves as a computing power extension for the first processing unit 12 ,

Alternativ es ist aber auch denkbar, dass die weitere Recheneinheit 14 als Mikrocontroller oder digitaler Signalprozessor oder als programmierbarer Logikbaustein (FPGA) oder als ASIC (application specific integrated circuit) realisiert ist. Die erste Recheneinheit 12 und die weitere Recheneinheit 14 sind, insbesondere zum Austausch von Daten, über ein Bussystem 16 miteinander verbunden.Alternatively, it is also conceivable that the further arithmetic unit 14 as a microcontroller or digital signal processor or as a programmable logic device (FPGA) or ASIC (application specific integrated circuit) is realized. The first arithmetic unit 12 and the further arithmetic unit 14 are, in particular for the exchange of data, via a bus system 16 connected with each other.

In einer bevorzugten Ausführungsform ist das Bussystem 16 ein paralleles Bussystem, insbesondere ein High-Speed-Bussystem, mit einer Mehrzahl von Datenleitungen und Adressleitungen.In a preferred embodiment, the bus system 16 a parallel bus system, in particular a high-speed bus system, with a plurality of data lines and address lines.

In einer Ausgestaltung ist der Festwertspeicher der ersten Recheneinheit 12 zur Weitergabe von Daten an die weitere Recheneinheit 14 ausgebildet. Es ist beispielsweise denkbar, dass das für den Betrieb der weiteren Recheneinheit 14 benötigte Programm in dem Festwertspeicher der ersten Recheneinheit 12 abgespeichert ist.In one embodiment, the read only memory is the first arithmetic unit 12 for transferring data to the further processing unit 14 educated. It is conceivable, for example, that this is for the operation of the further arithmetic unit 14 required program in the read only memory of the first processing unit 12 is stored.

Gemäß einer ersten in 2A stark vereinfacht und schematisch dargestellten Ausführungsform ist die weitere Recheneinheit 14 auf dem ersten Halbleitersubstrat 18 der ersten Recheneinheit 12 integriert. Vorteilhafterweise wird die weitere Recheneinheit 14 in einem gemeinsamen Herstellungsprozess mit der ersten Recheneinheit 12 auf das Halbleitersubstrat 18 integriert. Vorzugsweise wird das Steuergerät 10, insbesondere die Recheneinheiten 12, 14 gemäß im Automobilbereich gängigen Designregeln und unter Einhaltung und Berücksichtigung von Normen für sicherheitsrelevante elektrische Systeme entwickelt und entworfen und genügt so den Anforderungen des ASILD (Automotive Safety Integrity Level D).According to a first in 2A greatly simplified and schematically illustrated embodiment is the further processing unit 14 on the first semiconductor substrate 18 the first arithmetic unit 12 integrated. Advantageously, the further arithmetic unit 14 in a common manufacturing process with the first processor 12 on the semiconductor substrate 18 integrated. Preferably, the controller 10 , in particular the computing units 12 14 developed and designed in accordance with the design rules prevailing in the automotive industry and in compliance with and taking into account standards for safety-relevant electrical systems and thus meets the requirements of ASILD (Automotive Safety Integrity Level D).

Auf dem ersten Halbleitersubstrat 18 befindet sich ein internes Bussystem 16 zur Verbindung der ersten Recheneinheit 12 mit der weiteren Recheneinheit 14. Durch die Anordnung auf einem gemeinsamen Halbleitersubstrat 18 ergeben sich kurze Latenzzeiten zwischen der ersten und der weiteren Recheneinheit 12, 14 und eine hohe Busbandbreite des Bussystems 16.On the first semiconductor substrate 18 there is an internal bus system 16 for connecting the first arithmetic unit 12 with the further arithmetic unit 14 , By the arrangement on a common semiconductor substrate 18 result in short latencies between the first and the other arithmetic unit 12 , 14 and a high bus bandwidth of the bus system 16 ,

Neben der ersten und der weiteren Recheneinheit 12, 14 sind vorzugsweise Speicherelemente 20, wie zum Bespiel Direktzugriffspeicher (Arbeitsspeicher, RAM, Random Access Memory), Festwertspeicher (ROM, PROM, (Flash-) EEPROM, nicht-flüchtiger Speicher), Cache-Speicher sowie ggf. weitere Peripherieelemente 22, beispielsweise CAN- (Controller Area Network), LIN-(Local Interconnect Network), I2C- (Inter-Integrated Circuit), USB-, SPI- (Serial Peripheral Interface), serielle oder Ethernet-Schnittstellen, PWM-Ausgänge, LCD-Controller und -Treiber sowie Analog-Digital-Umsetzer, programmierbare digitale und/oder analoge bzw. hybride Funktionsblöcke auf dem Halbleitersubstrat 18 integriert.In addition to the first and the further arithmetic unit 12 . 14 are preferably memory elements 20 such as random access memory (RAM, Random Access Memory), read-only memory (ROM, PROM, (Flash) EEPROM, non-volatile memory), cache memory and possibly other peripherals 22 such as CAN (Controller Area Network), LIN (Local Interconnect Network), I 2 C (Inter-Integrated Circuit), USB, SPI (Serial Peripheral Interface), serial or Ethernet interfaces, PWM outputs, LCD controllers and drivers as well as analog-to-digital converters, programmable digital and / or analogue or hybrid function blocks on the semiconductor substrate 18 integrated.

Gemäß einer vorteilhaften Ausführungsform ist ein E/D-Element 24 (Emulator/Debugging-Element) auf dem Halbleitersubstrat 18 integriert. Die Verwendung von E/D-Elementen im Bereich der Mikrocontroller als Erweiterung auf dem Halbleiterelement des Mikrocontrollers ist vorteilhaft, weil hierdurch eine Emulatur/Debugging Anwendung für den Mikrocontroller bereitgestellt wird. Vorzugweise umfasst das E/D-Element 24 einen Direktzugriffsspeicher. In einer Ausgestaltung ist der Direktzugriffsspeicher des E/D-Elements als Cache-Erweiterung für die weitere Recheneinheit 14 ausgebildet.According to an advantageous embodiment, an E / D element 24 (emulator / debugging element) is on the semiconductor substrate 18 integrated. The use of E / D elements in the area of the microcontroller as an extension on the semiconductor element of the microcontroller is advantageous because it provides an emulation / debugging application for the microcontroller. Preferably, the E / D element 24 comprises a random access memory. In one embodiment, the random access memory of the E / D element is a cache extension for the further processing unit 14 educated.

Vorteilhafterweise können auf diese Weise die Analyse- und Diagnosefunktionen, die durch das E/D-Element 24 bereitgestellt werden, bspw. das Setzen von Haltepunkten (Breakpoints), auch für die weitere Recheneinheit 14 implementiert werden.Advantageously, in this way the analysis and diagnostic functions provided by the E / D element 24, for example, the setting of breakpoints, even for the further processing unit 14 be implemented.

Bei einer weiteren vorteilhaften Ausführungsform kann vorgesehen sein, dass die erfindungsgemäße wenigstens eine weitere Recheneinheit 14 auch zur Ausführung von Emulations- bzw. Debugging- Anwendungen vorgesehen ist bzw. zusammen mit einem hierfür vorgesehenen E/D-Element 24 der ersten Recheneinheit 12 zugeordnet ist. Mit anderen Worten, bei einer Ausführungsform kann die wenigstens eine weitere Recheneinheit 14 auch auf einer gegebenenfalls bereits vorhandenen E/D-Einheit 24 der ersten Recheneinheit 12 vorgesehen bzw. angeordnet sein.In a further advantageous embodiment it can be provided that the inventive at least one further computing unit 14 is also provided for the execution of emulation or debugging applications or together with a dedicated E / D element 24 of the first arithmetic unit 12 assigned. In other words, in one embodiment, the at least one further computing unit 14 also on an optionally existing E / D unit 24 of the first arithmetic unit 12 be provided or arranged.

Gemäß einer zweiten in 2B stark vereinfacht und schematisch dargestellten Ausführungsform befindet sich die weitere Recheneinheit 14 auf einem weiteren, von dem ersten Halbleitersubstrat 18 verschiedenen, Halbleitersubstrat 26.According to a second in 2 B greatly simplified and schematically illustrated embodiment is the further processing unit 14 on another, from the first semiconductor substrate 18 different, semiconductor substrate 26 ,

Das weitere Halbleitersubstrat 26 kann zusätzlich zur weiteren Recheneinheit 14 ein E/D-Element 24 umfassen. In diesem Fall kann das weitere Halbleitersubstrat 26 als E/D-Erweiterung des Mikrocontrollers 12 dienen. In diesem Fall ergeben sich die bereits vorstehend beschrieben Vorteile bei der Implementierung der weiteren Recheneinheit 14.The further semiconductor substrate 26 can be in addition to the further processing unit 14 an E / D element 24 include. In this case, the further semiconductor substrate 26 may be used as an E / D extension of the microcontroller 12 serve. In this case, the advantages already described above result in the implementation of the further computing unit 14 ,

Ferner umfassen das erste und das weitere Halbleiterelement 18, 26 neben der ersten und der weiteren Recheneinheit 12, 14 vorzugsweise Speicherelemente 20, wie zum Bespiel Direktzugriffspeicher (Arbeitsspeicher, RAM, Random Access Memory), Festwertspeicher (ROM, PROM, (Flash-) EEPROM, nicht-flüchtiger Speicher), Cache-Speicher sowie ggf. weitere Peripherieelemente 22, beispielsweise CAN- (Controller Area Network), LIN- (Local Interconnect Network), I2C- (Inter-Integrated Circuit), USB-, SPI- (Serial Peripheral Interface), serielle oder Ethernet-Schnittstellen, PWM-Ausgänge, LCD-Controller und - Treiber sowie Analog-Digital-Umsetzer, programmierbare digitale und/oder analoge bzw. hybride Funktionsblöcke. Furthermore, the first and the further semiconductor elements comprise 18 . 26 next to the first and the further processing unit 12 . 14 preferably memory elements 20, such as random access memory (RAM, Random Access Memory), read-only memory (ROM, PROM, (Flash) EEPROM, non-volatile memory), cache memory and possibly other peripheral elements 22 such as CAN (Controller Area Network), LIN (Local Interconnect Network), I 2 C (Inter-Integrated Circuit), USB, SPI (Serial Peripheral Interface), serial or Ethernet interfaces, PWM outputs, LCD controllers and drivers as well as analog-to-digital converters, programmable digital and / or analogue or hybrid function blocks.

Gemäß einer dritten in 2C stark vereinfacht und schematisch dargestellten Ausführungsform befindet sich die weitere Recheneinheit 14 auf einem weiteren Halbleitersubstrat 26, wobei das weitere Halbleitersubstrat 26 auf dem ersten Halbleitersubstrat 18 angeordnet ist.According to a third in 2C greatly simplified and schematically illustrated embodiment is the further processing unit 14 on another semiconductor substrate 26 , wherein the further semiconductor substrate 26 on the first semiconductor substrate 18 is arranged.

Das erste Halbleitersubstrat 18 und das weitere Halbleitersubstrat 26 gemäß 2C sind vorzugsweise funktionsäquivalent zu den Halbleitersubstraten 18, 26 aus 2B aufgebaut.The first semiconductor substrate 18 and the other semiconductor substrate 26 according to 2C are preferably functionally equivalent to the semiconductor substrates 18 . 26 out 2 B built up.

Das weitere Halbleitersubstrat 26 kann mittels herkömmlichen Bonding-Verfahren auf dem ersten Halbleitersubstrat 18 montiert werden. Vorzugsweise ist das weitere Halbleitersubstrat 26 mittels „Flip-Chip-Montage“ (dt. Wende-Montage) ohne weitere Anschlussdrähte mit einer aktiven Kontaktierungsseite zum ersten Halbleitersubstrat 18 hin auf dem ersten Halbleitersubstrat 18 montiert. Die Flip-Chip-Montage ermöglicht mit der Platzierung gleichzeitig die elektrische Kontaktierung des Halbleitersubstrats 26 an seine Umgebung.The further semiconductor substrate 26 can by means of conventional bonding methods on the first semiconductor substrate 18 to be assembled. Preferably, the further semiconductor substrate 26 by means of "flip-chip mounting" (dt. Wende mounting) without further connecting wires with an active contacting side to the first semiconductor substrate 18 toward the first semiconductor substrate 18 assembled. The flip-chip assembly allows the placement of the same time the electrical contacting of the semiconductor substrate 26 to his surroundings.

Die Recheneinheiten 12, 14 sind ebenfalls über ein Bussystem 16 verbunden. Durch die Anordnung des weiteren Halbleitersubstrats 26 auf dem Halbleitersubstrat 18 ergeben sich kurze Latenzzeiten zwischen der ersten und der weiteren Recheneinheit 12, 14 und eine hohe Busbandbreite des Bussystems 16.The computing units 12 . 14 are also via a bus system 16 connected. By the arrangement of the further semiconductor substrate 26 on the semiconductor substrate 18 result in short latencies between the first and the other arithmetic unit 12 . 14 and a high bus bandwidth of the bus system 16 ,

Gemäß einer in 3 gezeigten weiteren Ausführungsform ist das erste Halbleitersubstrat 18, auf dem die erste Recheneinheit 12 angeordnet ist, auf einem Substratelement 28 angeordnet. Die Montage kann bspw. mittels der vorhergehend beschriebenen „Flip-Chip-Montage“ erfolgen. In der in 3 dargestellten Ausführungsform ist das erste Halbleitersubstrat 18 mittels der Bonding-Technologie auf der Oberfläche des Substratelements 28 montiert. Die Kontaktierung von Halbleitersubstrat 18 zu Substratelement 28 erfolgt mit dünnen Verbindungsdrähten 30.According to a in 3 shown further embodiment, the first semiconductor substrate 18 on which the first arithmetic unit 12 is arranged on a substrate element 28 arranged. The assembly can be done, for example, by means of the previously described "flip-chip assembly". In the in 3 The illustrated embodiment is the first semiconductor substrate 18 by means of the bonding technology on the surface of the substrate element 28 assembled. The contacting of semiconductor substrate 18 to substrate element 28 done with thin connecting wires 30 ,

Auf dem ersten Halbleitersubstrat 18 ist mittels Flip-Chip-Montage das weitere Halbleitersubstrat 26 montiert. Das Halbleitersubstrat 26 umfasst z.B. das E/D-Element 24, die weitere Recheneinheit 14, einen Direktzugriffsspeicher 32, bspw. RAM; und eine Speicher-Schnittstelle 34, vorzugsweise eine DDR-Schnittstelle, zur Verbindung der weiteren Recheneinheit 14 mit einem externen Speicher, sowie weitere Speicherelemente, bspw. Cache-Speicher und weitere Peripherieelemente 22.On the first semiconductor substrate 18 is the further semiconductor substrate by means of flip-chip mounting 26 assembled. The semiconductor substrate 26 includes, for example, the E / D element 24, the further processing unit 14 , a random access memory 32 , eg RAM; and a memory interface 34 , preferably a DDR interface, for connecting the further processing unit 14 with an external memory, and other memory elements, such as cache memory and other peripheral elements 22 ,

Auf einer ersten Oberfläche 36 des Substratelements 28 ist eine Speicher-Schnittstelle 38 zur Verbindung mit einem externen Speicher nach außen geführt. Die Schnittstelle kann bspw. mit einem externen RAM, vorzugsweise einen DDR-SDRAM, verbunden werden. Ebenfalls ist es auch denkbar, den externen RAM direkt auf dem Substratelement zu montieren. Beispielsweise kann die Speicher-Schnittstelle 38 mechanisch vom BGA (englisch: ball grid array)-Typ ausgebildet sein.On a first surface 36 of the substrate element 28 is a memory interface 38 led to the outside to connect to an external memory. The interface can, for example, be connected to an external RAM, preferably a DDR SDRAM. It is also conceivable to mount the external RAM directly on the substrate element. For example, the memory interface 38 mechanically formed by the BGA (English: ball grid array) type.

An einer zweiten Oberfläche 40 des Substratelements 28, die der ersten Oberfläche 36 gegenüber liegt, sind bei einer bevorzugten Ausführungsform Lotkugeln 42 (engl. solder balls) angeordnet. Diese Lotkugeln 42 können durch Löten bspw. mit einer Trägerplatte (nicht eingezeichnet) verbunden werden.On a second surface 40 of the substrate element 28 that the first surface 36 in a preferred embodiment are solder balls 42 (English solder balls) arranged. These solder balls 42 can be connected by soldering, for example. With a support plate (not shown).

Ferner ist das Substratelement 28 in der gezeigten Ausführungsform mit einem Festwertspeicher 44, insbesondere einem Flash-Speicher mit einer seriellen Datenschnittstelle (z.B. SPI), verbunden. In dem Festwertspeicher 44 können beispielsweise Daten für die weitere Recheneinheit 14 hinterlegt sein. In diesem Fall ist der Festwertspeicher 44 zur Weitergabe von Daten an die weitere Recheneinheit 14 ausgebildet bzw. über das Substratelement 28 mit dieser verbindbar bzw. verbunden.Further, the substrate element 28 in the embodiment shown with a read-only memory 44 , in particular a flash memory connected to a serial data interface (eg SPI). In the read-only memory 44 can, for example, data for the further processing unit 14 be deposited. In this case, the read-only memory is 44 for transferring data to the further processing unit 14 formed or over the substrate element 28 connected to this or connected.

Gemäß einer in 4 gezeigten Ausführungsform ist eine Wärmeleitvorrichtung 46 zur Ableitung der Wärmeverlustleistung wenigstens einer der Recheneinheiten 12, 14 vorgesehen. Die Wärmeleitvorrichtung 46 steht dazu mit einer der Recheneinheiten, vorzugsweise mit beiden Recheneinheiten 12, 14, in thermischem Kontakt. Die Recheneinheiten 12, 14 sind auf den Halbleitersubstraten 18, 26 angeordnet und werden in der in 4 gezeigten Ausführungsform von der Wärmeleitvorrichtung überdeckt. Zur besseren Kontaktierung der Recheneinheiten 12, 14 mit der Wärmeleitvorrichtung 46 kann bspw. eine Wärmeleitpaste oder Flüssigmetall zwischen den Recheneinheiten 12, 14 und der Wärmeleitvorrichtung 46 vorgesehen sein. Die Wärmeleitvorrichtung 46 realisiert eine thermische Verbindung zu einem Gehäuse des Steuergeräts 10. Ein Gehäuseteil 48 ist in 4 schematisch angedeutet. Mithin ist durch die in 4 abgebildete Ausführungsform eine Entwärmung der Recheneinheiten in 4 „nach oben“ realisiert.According to a in 4 Shown embodiment, a heat conducting device 46 for deriving the heat loss performance of at least one of the computing units 12 . 14 intended. The heat conducting device 46 stands with one of the arithmetic units, preferably with both arithmetic units 12 . 14 in thermal contact. The computing units 12 . 14 are on the semiconductor substrates 18 . 26 arranged and are in the in 4 embodiment shown covered by the heat conducting device. For better contacting of the computing units 12 . 14 with the heat-conducting device 46 can, for example, a thermal paste or liquid metal between the computing units 12, 14 and the heat conducting device 46 be provided. The heat conducting device 46 realizes a thermal connection to a housing of the control unit 10 , A housing part 48 is in 4 indicated schematically. Consequently, by the in 4 illustrated embodiment a cooling of the computing units in 4 Realized "upwards".

Der Wärmewiderstand der Rth der Wärmeleitvorrichtung 46 beträgt bei einer bevorzugten Ausführungsform zwischen etwa 4-6 K/W (Kelvin pro Watt).The thermal resistance of the R th of the heat conducting device 46 in a preferred embodiment is between about 4-6 K / W (Kelvin per watt).

Bei einer weiteren bevorzugten Ausführungsform sind der ersten Recheneinheit 12 (2A) mehr als eine weitere Recheneinheit 14 zugeordnet. Beispielsweise können einer als Mikrocontroller ausgebildeten ersten Recheneinheit 12 zwei oder vier Mikroprozessoren zugeordnet sein, welche die weiteren Recheneinheiten 14 im Sinne der vorstehenden Beschreibung repräsentieren. Besonders bevorzugt kann jede der Recheneinheiten 12, 14 über einen eigenen, lokalen Cache-Speicher, insbesondere einen First Level Cache, verfügen.In a further preferred embodiment, the first arithmetic unit 12 (FIG. 2A ) more than one additional arithmetic unit 14 assigned. For example, a first arithmetic unit designed as a microcontroller 12 be associated with two or four microprocessors, which are the other arithmetic units 14 in the sense of the above description. Particularly preferred may be any of the computing units 12 . 14 have their own, local cache memory, in particular a first-level cache.

Bei besonders bevorzugten Ausführungsform ist es möglich, die mindestens eine weitere Recheneinheit 14 auf einer E/D-Erweiterung 24 (2A) anzuordnen, also mit einer gegebenenfalls bestehenden E/D-Erweiterung 24 für die erste Recheneinheit 12 zu kombinieren. Dadurch ist es möglich, die eine Rechenleistungserweiterung der ersten Recheneinheit 12 realisierenden weiteren Recheneinheiten 14 beispielsweise in demselben Halbleiter-Fertigungsprozess wie die erste Recheneinheit 12 herzustellen.In a particularly preferred embodiment, it is possible for the at least one further arithmetic unit 14 on an E / D extension 24 ( 2A ), ie with an optional E / D extension 24 for the first processing unit 12 to combine. This makes it possible to increase the computing power of the first processor 12 realizing further computing units 14 for example, in the same semiconductor manufacturing process as the first computing unit 12 manufacture.

Claims (13)

Steuergerät (10), insbesondere für eine Brennkraftmaschine, mit einer ersten Recheneinheit (12), dadurch gekennzeichnet, dass wenigstens eine weitere Recheneinheit (14), insbesondere zur Erweiterung der Rechenleistung der ersten Recheneinheit (12), in dem Steuergerät (10) angeordnet ist, wobei die erste und die wenigstens eine weitere Recheneinheit (12, 14) über wenigstens ein Bussystem (16) miteinander verbunden sind.Control unit (10), in particular for an internal combustion engine, with a first arithmetic unit (12), characterized in that at least one further arithmetic unit (14), in particular for expanding the computing power of the first arithmetic unit (12), in the control unit (10) is arranged wherein the first and the at least one further computing unit (12, 14) are interconnected via at least one bus system (16). Steuergerät (10) nach Anspruch 1, wobei die erste Recheneinheit (12) ein Mikrocontroller umfassend mindestens einen Prozessor, mindestens einen Direktzugriffspeicher und/oder mindestens einen Festwertspeicher ist, und wobei die wenigstens eine weitere Recheneinheit (14) ein Mikrocontroller oder ein Mikroprozessor oder ein digitaler Signalprozessor oder ein FPGA oder ein ASIC ist.Control unit (10) after Claim 1 wherein the first arithmetic unit (12) is a microcontroller comprising at least one processor, at least one random access memory and / or at least one read only memory, and wherein the at least one further arithmetic unit (14) is a microcontroller or a microprocessor or a digital signal processor or an FPGA or ASIC is. Steuergerät (10) nach Anspruch 1 oder 2, wobei die weitere Recheneinheit (14) eine Rechenleistung im Bereich von mindestens etwa 6 DMips, Dhrystone MIPS, Millionen Instruktionen pro Sekunde, pro Megahertz, vorzugsweise von mindestens etwa 8 DMips pro Megahertz, aufweist.Control unit (10) after Claim 1 or 2 wherein the further computing unit (14) has a computing power in the range of at least about 6 Dips, Dhrystone MIPS, millions of instructions per second, per megahertz, preferably at least about 8 DMips per megahertz. Steuergerät (10) nach einem der vorhergehenden Ansprüche, wobei die erste und die wenigstens eine weitere Recheneinheit (12, 14) auf einem ersten Halbleitersubstrat (18) angeordnet ist.Control unit (10) according to one of the preceding claims, wherein the first and the at least one further computing unit (12, 14) on a first semiconductor substrate (18) is arranged. Steuergerät (10) nach einem der Ansprüche 1 bis 3, wobei die erste Recheneinheit (12) auf einem ersten Halbleitersubstrat (18) angeordnet ist und wobei die weitere Recheneinheit (14) auf einem weiteren, von dem ersten Halbleitersubstrat (18) verschiedenen, Halbleitersubstrat (26) angeordnet ist.Control unit (10) according to one of Claims 1 to 3 wherein the first arithmetic unit (12) is arranged on a first semiconductor substrate (18) and wherein the further arithmetic unit (14) is arranged on a further semiconductor substrate (26) different from the first semiconductor substrate (18). Steuergerät (10) nach einem der vorhergehenden Ansprüche, wobei der ersten Recheneinheit (12) und/oder der wenigstens einen weiteren Recheneinheit (14) wenigstens ein Cache-Speicher zugeordnet ist.Control unit (10) according to one of the preceding claims, wherein the first arithmetic unit (12) and / or the at least one further arithmetic unit (14) is assigned at least one cache memory. Steuergerät (10) nach einem der vorhergehenden Ansprüche, wobei der wenigstens einen weiteren Recheneinheit (14) ein Festwertspeicher (44) zugeordnet ist, wobei der Festwertspeicher insbesondere als Flash-Speicher mit einer seriellen Datenschnittstelle ausgebildet ist.Control unit (10) according to one of the preceding claims, wherein the at least one further computing unit (14) is associated with a read only memory (44), wherein the read only memory is designed in particular as a flash memory with a serial data interface. Steuergerät (10) nach einem der vorhergehenden Ansprüche 4 bis 7, wobei wenigstens ein Mittel zur elektrischen Kontaktierung aufweisendes Substratelement (28) vorgesehen ist und wenigstens das erste Halbleitersubstrat (18) auf einer ersten Oberfläche (36) des Substratelements (28) angeordnet sind, wobei das Substratelement (28) eine der ersten Oberfläche (36) gegenüberliegende zweite Oberfläche (40) umfasst, welche zur Kontaktierung mit einer Trägerplatte vorgesehen ist.Control unit (10) according to one of the preceding Claims 4 to 7 in which at least one substrate element (28) is provided for electrically contacting, and at least the first semiconductor substrate (18) are arranged on a first surface (36) of the substrate element (28), wherein the substrate element (28) forms one of the first surface (36 ) comprises opposing second surface (40) which is provided for contacting with a carrier plate. Steuergerät (10) nach Anspruch 8, wobei mindestens ein Direktzugriffsspeicher (32) auf dem Substratelement (28) zur Verbindung mit der ersten und/oder der weiteren Recheneinheit angeordnet ist.Control unit (10) after Claim 8 wherein at least one random access memory (32) is arranged on the substrate element (28) for connection to the first and / or the further computing unit. Steuergerät (10) nach einem der vorhergehenden Ansprüche, wobei eine Speicher-Schnittstelle (34, 38) zur Verbindung der mindestens einen weiteren Recheneinheit (14) mit einem Direktzugriffsspeicher vorgesehen ist.Control unit (10) according to one of the preceding claims, wherein a memory interface (34, 38) is provided for connecting the at least one further computing unit (14) with a random access memory. Steuergerät (10) nach Anspruch 10, wobei die Speicher-Schnittstelle zur Verbindung der mindestens einen weiteren Recheneinheit (14) mit einem Direktzugriffsspeicher auf der ersten Oberfläche (36) des Substratelements (28) nach außen geführt ist und insbesondere eine DDR-Speicher-Schnittstelle ist.Control unit (10) after Claim 10 wherein the memory interface for connecting the at least one further arithmetic unit (14) with a random access memory on the first surface (36) of the substrate element (28) is led to the outside and in particular a DDR memory interface. Steuergerät (10) nach einem der vorhergehenden Ansprüche, wobei eine Wärmeleitvorrichtung (46), insbesondere ein Wärmeleitblech oder Wärmeleitpad, zur Ableitung der Wärmeverlustleistung wenigstens einer der Recheneinheiten (12, 14), vorgesehen ist.Control unit (10) according to one of the preceding claims, wherein a heat conducting device (46), in particular a heat conducting sheet or heat conducting pad, for deriving the heat loss performance of at least one of the computing units (12, 14) is provided. Steuergerät (10) nach Anspruch 12, wobei die Wärmeleitvorrichtung (46) mit wenigstens einer der Recheneinheiten (12, 14) und einem Gehäuseteil (48) in thermischen Kontakt steht, so dass die Wärmeverlustleistung der wenigstens einen Recheneinheit (12, 14) über das Gehäuseteil (48) ableitbar ist. Control unit (10) after Claim 12 in that the heat-conducting device (46) is in thermal contact with at least one of the arithmetic units (12, 14) and a housing part (48) so that the heat dissipation power of the at least one arithmetic unit (12, 14) can be dissipated via the housing part (48).
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