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TECHNISCHES GEBIET
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Eine vorliegende Offenbarung betrifft eine elektronische Steuereinheit, die an einem Fahrzeug montiert ist.
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HINTERGRUND
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Herkömmlicherweise sind ASICs, die speziell für spezifische Anwendungen entworfen sind, und FPGAs bekannt, die eine interne Schaltungskonfiguration nach ihrer Herstellung festlegen können. ASIC ist eine Abkürzung für Application Specific Integrated Circuit (anwendungsspezifische integrierte Schaltung). FPGA ist eine Abkürzung für Field Programmable Gate Array (im Feld programmierbare (Logik-)Gatter-Anordnung).
WO2016/207933 offenbart einen von FPGAs.
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ÜBERBLICK
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In einer fahrzeugmontierten elektronischen Steuereinheit, die an einem Fahrzeug montiert ist, ist ein ASIC speziell für jede fahrzeugmontierte elektronische Steuereinheit entworfen und auf einem Substrat ausgebildet, das aus Si (Silizium) gefertigt ist. Demnach kann sich eine Entwicklungszeitperiode für die fahrzeugmontierte elektronische Steuereinheit verlängern. Da Funktionen des FPGAs frei für jede fahrzeugmontierte elektronische Steuereinheit geändert werden können, kann eine Komponentenentwicklungszeitperiode verkürzt werden. Jedoch wird der FPGA aufgrund hoher Komponentenkosten nicht in der fahrzeugmontierten elektronischen Steuereinheit eingesetzt.
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Es ist eine Aufgabe der vorliegenden Offenbarung, die Entwicklungszeitperiode einer fahrzeugmontierten elektronischen Steuereinheit zu verkürzen.
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In einer Ausführungsform weist eine elektronische Steuereinheit (1) eine funktionale integrierte Schaltung (3) auf, die ein Steuerobjekt (4, 212) steuert, das an einem Fahrzeug montiert ist. Die funktionale integrierte Schaltung (3) beinhaltet: mehrere Eingabe-/Ausgabeschaltungen (11), die mehrere elektrische Schaltungskomponenten (31, 32, 33) beinhalten; ein Gate-Array (12); und mindestens eine Metallverdrahtung (171, 172, 173, 181, 182), die mindestens eine der elektrischen Schaltungskomponenten mit dem Gate-Array verbindet. In einer Ausführungsform beinhalten die elektrischen Schaltungskomponenten einen CMOS (31) und einen Komparator (32). Die Metallverdrahtung (181, 182) verbindet mindestens einen des CMOS und des Komparators mit dem Gate-Array.
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In einer Ausführungsform beinhalten die elektrischen Schaltungskomponenten einen CMOS (31), einen Komparator (32) und einen Verstärker (33). Die Metallverdrahtung (171, 172, 173) verbindet mindestens einen des CMOS, des Komparators und des Verstärkers mit dem Gate-Array.
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In einer Ausführungsform ist die Metallverdrahtung ein Draht, der in einer Verdrahtungsverarbeitung in einer Halbleiterherstellungsverarbeitung bereitgestellt wird. Die Metallverdrahtung definiert eine Funktion, die durch die funktionale integrierte Schaltung bereitgestellt wird. Die Verdrahtungsverarbeitung stellt mehrere Kombinationen von Metallverdrahtungen bereit. Die Kombinationen unterscheiden sich voneinander abhängig von geplanten Zwecken der elektronischen Steuereinheiten. Gewöhnliche Halbleitersubstrate, die die gleichen elektrischen Schaltungskomponenten beinhalten, werden in den elektronischen Steuereinheiten für unterschiedliche Zwecke verwendet. Es ist möglich, eine Funktionalität der funktionalen integrierten Schaltung durch die und bei der Verdrahtungsverarbeitung in der Halbleiterherstellungsverarbeitung zu definieren. Diese Konfiguration ist vorteilhaft für Massenproduktion. In einer Ausführungsform wird die Metallverdrahtung gemäß dem Steuerungszweck der elektronischen Steuereinheit variiert. Der Steuerungszweck kann von Steuerobjekten abhängen.
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Figurenliste
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- 1 ist ein Blockschaltbild, das eine Konfiguration einer elektronischen Steuereinheit zeigt.
- 2 ist ein Blockschaltbild, das eine Konfiguration eines funktionalen IC gemäß einer ersten Ausführungsform zeigt.
- 3 ist ein Schaltbild, das eine Konfiguration einer Eingabe-/Ausgabeschaltung und eines Gate-Arrays zeigt.
- 4 ist ein Diagramm, das eine Anordnung eines Treibers und einer Eingabe-/Ausgabeschaltung zeigt.
- 5 ist ein Blockschaltbild, das eine Konfiguration eines funktionalen IC gemäß einer zweiten Ausführungsform zeigt;
- 6 ist ein Schaltbild zum Erläutern einer Steuerung zum Öffnen/Schließen von Türen.
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BESCHREIBUNG VON AUSFÜHRUNGSFORMEN
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Erste Ausführungsform
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Nachfolgend wird eine erste Ausführungsform der vorliegenden Offenbarung gemäß den Zeichnungen beschrieben. Die elektronische Steuereinheit 1 (ECU) der vorliegenden Ausführungsform ist an einem Fahrzeug montiert und beinhaltet einen Mikrocomputer 2 (MICRO) und einen funktionalen IC 3 (F-IC), wie in 1 gezeigt ist. IC ist eine Abkürzung für Integrated Circuit (integrierte Schaltung).
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Der Mikrocomputer 2 beinhaltet eine CPU, ein ROM, ein RAM und dergleichen. Unterschiedliche Funktionen des Mikrocomputers 2 sind dadurch implementiert, dass die CPU funktioniert, um Programmcodes auszuführen, die in einem nichtflüchtigen, greifbaren Speichermedium gespeichert sind. In diesem Beispiel entspricht das ROM dem nichtflüchtigen, greifbaren Speichermedium, in dem die Programmcodes gespeichert sind. Ein Verfahren entsprechend den Programmcodes wird durch Ausführen der Programmcodes ausgeführt. Es ist zu beachten, dass ein Teil der oder alle der Funktionen, die durch die CPU auszuführen sind, als Hardware durch einen oder mehrere ICs oder dergleichen konfiguriert sein können.
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Der Mikrocomputer 2 steuert beispielsweise ein Solenoidventil 4 (INV) eines Injektors über den funktionalen IC 3. Wie in 2 gezeigt ist, beinhaltet der funktionale IC 3 mehrere Eingabe-/Ausgabeschaltungen 11, ein Gate-Array 12 und einen AD-Wandler 13. Ferner beinhaltet der funktionale IC 3 eine Kommunikationseinheit 14, eine Überwachungseinheit 15, eine Energieversorgungseinheit 16 und eine Treibereinheit 17. Ferner beinhaltet der funktionale IC 3 einen Flash-Speicher 18 (FLMR) und eine Rücksetzschaltung 19 (RST).
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Jede der mehreren Eingabe-/Ausgabeschaltungen 11 beinhaltet mindestens einen CMOS 31. Jede der mehreren Eingabe-/Ausgabeschaltungen 11 beinhaltet mindestens einen Komparator 32 (CMPR). Jede der mehreren Eingabe-/Ausgabeschaltungen 11 beinhaltet mindestens einen Verstärker 33 (AMP). Das Gate-Array 12 wird vorläufig mit Allzweckschaltungselementen wird mehreren Logikschaltungen, mehreren Transistoren und mehreren Widerständen ausgestattet. Das Gate-Array 12 wird so hergestellt, dass die Schaltungskonfiguration durch Ändern der internen Verbindung gemäß Anwendungen festgelegt werden kann. Das Gate-Array 12 beinhaltet ein Register 41 (RG) und ein Register 42 (RG).
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Der AD-Wandler 13 wandelt den Spannungswert des eingegebenen Analogsignals in einen Digitalwert. Die Kommunikationseinheit 14 beinhaltet eine CAN-Kommunikationseinheit 51, eine LIN-Kommunikationseinheit 52, eine SPI-Kommunikationseinheit 53 und eine MSC-Kommunikationseinheit 54.
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Die CAN-Kommunikationseinheit 51 führt Datenkommunikation mit mehreren fahrzeuginternen Einheiten, die an dem Fahrzeug montiert sind, gemäß dem CAN-Kommunikationsprotokoll aus. CAN ist eine Abkürzung für Controller Area Network. CAN ist eine eingetragene Marke.
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Die LIN-Kommunikationseinheit 52 steuert Kommunikation mit mehreren fahrzeuginternen Einheiten, die an dem Fahrzeug montiert sind, gemäß dem LIN-Protokoll. LIN ist eine Abkürzung für Local Interconnect Network. Die SPI-Kommunikationseinheit 53 steuert Kommunikation mit dem Mikrocomputer 2 gemäß dem SPI-Protokoll. SPI ist eine Abkürzung für Serial Peripheral Interface.
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Die MSC-Kommunikationseinheit 54 steuert serielle Kommunikation mit dem Mikrocomputer 2 basierend auf Mikrosekundenkanälen. MSC ist eine Abkürzung für Microsecond Channels. Die Überwachungseinheit 15 beinhaltet eine BIST-Schaltung 61 und eine Mikrocomputerüberwachungsschaltung 62 (MNTR). BIST ist eine Abkürzung für Built in Self Test (eingebauter Selbsttest).
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Die BIST-Schaltung 61 ist eine Schaltung, die in dem funktionalen IC3 zum Ausführen eines Tests zum Erfassen eines Fehlers des Gate-Arrays 12 beinhaltet ist. Wenn die BIST-Schaltung 61 einen Fehler erfasst, bestätigt die Mikrocomputerüberwachungsschaltung 62 dies dem Mikrocomputer 2 über die SPI-Kommunikationseinheit 53.
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Die Energieversorgungseinheit 16 beinhaltet einen Aufwärtswandlungskontroller 71 (UP-CON), ein Schaltnetzteil 72 (400 KHz, 6V), einen Regler 73 (5V, 3,3V), einen Regler 74 (3x5V) und ein Schaltnetzteil 75 (2 MHz, 1,2V). Der Aufwärtswandlungskontroller 71 wandelt die Batteriespannung VB hoch und versorgt das Schaltnetzteil 72 mit einer hochgewandelten Spannung. Das Schaltnetzteil 72 empfängt die Spannungsversorgung von dem Aufwärtswandlungskontroller 71, erzeugt eine 6-Volt-Spannung und versorgt den Regler 73, den Regler 74 und das Schaltnetzteil 75 mit der Spannung. Der Regler 73 empfängt eine Spannungsversorgung von dem Schaltnetzteil 72 und erzeugt eine 5-Volt-Spannung und eine 3,3-Volt-Spannung zum Operieren des Mikrocomputers 2. Der Regler 74 empfängt eine Spannungsversorgung von dem Schaltnetzteil 72 und erzeugt eine Allzweck-5-Volt-Spannung. Das Schaltnetzteil 75 empfängt eine Spannungsversorgung von dem Schaltnetzteil 72 und erzeugt eine 1,2-Volt-Spannung.
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Die Treibereinheit 17 beinhaltet eine Ladungspumpe 81 (CP), mehrere Hoch/niedrig-Konfigurationsschaltungen 82 (H/LConfig), mehrere Hochseiten-Vor-Treiber 83 (HSPD), mehrere 1,5-Ampere-Niederseitentreiber 84 (1,5ALSD), mehrere 3-Ampere-Hochseitentreiber 85 (3AHSD), mehrere 2-Ampere-Hochseitentreiber 86 (2AHSD), mehrere 1-Ampere-Niederseitentreiber 87 (1ALSD) und mehrere 0,6-Ampere-Niederseitentreiber 88 (0,6ALSD). In der vorliegenden Ausführungsform hat die Treibereinheit 17 zwei Hoch/niedrig-Konfigurationsschaltungen 82, vier Hochseiten-Vor-Treiber 83, zwei 1,5-Ampere-Niederseitentreiber 84 und zwei 3-Ampere-Hochseitentreiber 85, vier 2-Ampere-Hochseitentreiber 86, zwei 1-Ampere-Niederseitentreiber 87 und drei 0,6-Ampere-Niederseitentreiber 88.
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Die Ladungspumpe 81 ist eine Spannungsenergiequelle für die Hochseitentreiber. Die Hoch/niedrig-Konfigurationsschaltung 82 ist eine Schaltung zum Konfigurieren des Antreibens und Nicht-Antreibens des Hochseitentreibers und des Niederseitentreibers.
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Der Flash-Speicher 18 speichert einen Spannungskorrekturwert zum stabilen Operieren des Gate-Arrays 12 in Antwort auf Fluktuationen in der Batteriespannung VB. Der Flash-Speicher 18 gibt den Spannungskorrekturwert an das Gate-Array 12 aus.
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Die Rücksetzschaltung 19 gibt ein Rücksetzsignal an den Mikrocomputer 2 aus, wenn eine Abnormalität in dem Mikrocomputer 2 auftritt. Demzufolge setzt die Rücksetzschaltung 19 den gesamten Mikrocomputer 2 zurück.
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Wie in 3 gezeigt ist, beinhaltet der CMOS 31, der an der Eingabe-/Ausgabeschaltung 11 montiert ist, einen PMOS 101 und den NMOS 102. In der Eingabe-/Ausgabeschaltung 11 ist der CMOS 31 mit Eingangsanschlüssen 103 und 104 und Ausgangsanschlüssen 105 und 106 verbunden.
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Die Eingangsanschlüsse 103 und 104 sind mit Gates des PMOS 101 und des NMOS 102 verbunden. Der Eingangsanschluss 103 ist auf einer Seite gegenüber dem Gate-Array 12 angeordnet, um den CMOS 31 zwischen dem Eingangsanschluss 103 und dem Gate-Array 12 zu platzieren. Der Eingangsanschluss 104 ist auf einer Seite zum Gate-Array 12 angeordnet, um den CMOS 31 zwischen dem Eingangsanschluss 104 und dem Gate-Array 12 zu platzieren.
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Die Ausgangsanschlüsse 105 und 106 sind mit Drains des PMOS 101 und des NMOS 102 verbunden. Der Ausgangsanschluss 105 ist auf einer Seite gegenüber dem Gate-Array 12 angeordnet, um den CMOS 31 zwischen dem Ausgangsanschluss 105 und dem Gate-Array 12 zu platzieren. Der Ausgangsanschluss 106 ist auf einer Seite zum Gate-Array 12 angeordnet, um den CMOS 31 zwischen dem Ausgangsanschluss 106 und dem Gate-Array 12 zu platzieren.
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Eingangsanschlüsse 111 und 112, Ausgangsanschlüsse 113 und 114 und ein D/A-Wandler 115 sind mit dem Komparator 32 verbunden. Die Eingangsanschlüsse 111 und 112 sind mit den nicht-invertierenden Eingangsanschlüssen des Komparators 32 verbunden. Der Eingangsanschluss 111 ist auf einer Seite gegenüber dem Gate-Array 12 angeordnet, um den Komparator 32 zwischen dem Eingangsanschluss 111 und dem Gate-Array 12 zu platzieren. Der Eingangsanschluss 112 ist auf einer Seite zum Gate-Array 12 angeordnet, um den Komparator 32 zwischen dem Eingangsanschluss 112 und dem Gate-Array 12 zu platzieren.
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Die Ausgangsanschlüsse 113 und 114 sind mit den Ausgangsanschlüssen des Komparators 32 verbunden. Der Ausgangsanschluss 113 ist auf einer Seite gegenüber dem Gate-Array 12 angeordnet, um den Komparator 32 zwischen dem Ausgangsanschluss 113 und dem Gate-Array 12 zu platzieren. Der Ausgangsanschluss 114 ist auf einer Seite zum Gate-Array 12 angeordnet, um den Komparator 32 zwischen dem Ausgangsanschluss 114 und dem Gate-Array 12 zu platzieren.
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Der D/A-Wandler 115 beinhaltet eine Eingangsanschluss 116 zum Eingeben eines Digitalsignals. Ein Ausgangssignal des D/A-Wandlers 115 wird in den invertierenden Eingangsanschluss des Komparators 32 eingegeben. Eingangsanschlüsse 121, 122, 123, 124 und Ausgangsanschlüsse 125, 126 sind mit dem Verstärker 33 verbunden.
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Die Eingangsanschlüsse 121 und 122 sind mit einem Eingangsanschluss des Verstärkers 33 verbunden. Der Eingangsanschluss 121 ist auf einer Seite gegenüber dem Gate-Array 12 angeordnet, um den Verstärker 33 zwischen dem Eingangsanschluss 121 und dem Gate-Array 12 zu platzieren. Der Eingangsanschluss 122 ist auf einer Seite zum Gate-Array 12 angeordnet, um den Verstärker 33 zwischen dem Eingangsanschluss 122 und dem Gate-Array 12 zu platzieren.
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Die Eingangsanschlüsse 123 und 124 sind mit dem anderen Eingangsanschluss des Verstärkers 33 verbunden. Der Eingangsanschluss 123 ist auf einer Seite gegenüber dem Gate-Array 12 angeordnet, um den Verstärker 33 zwischen dem Eingangsanschluss 123 und dem Gate-Array 12 zu platzieren. Der Eingangsanschluss 124 ist auf einer Seite zum Gate-Array 12 angeordnet, um den Verstärker 33 zwischen dem Eingangsanschluss 124 und dem Gate-Array 12 zu platzieren.
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Die Ausgangsanschlüsse 125 und 126 sind mit einem Ausgangsanschluss des Verstärkers 33 verbunden. Der Ausgangsanschluss 125 ist auf einer Seite gegenüber dem Gate-Array 12 angeordnet, um den Verstärker 33 zwischen dem Ausgangsanschluss 125 und dem Gate-Array 12 zu platzieren. Der Ausgangsanschluss 126 ist auf einer Seite zum Gate-Array 12 angeordnet, um den Verstärker 33 zwischen dem Ausgangsanschluss 126 und dem Gate-Array 12 zu platzieren. Der Ausgangsanschluss 126 ist mit dem Eingangsanschluss 131 des AD-Wandlers 13 durch eine Metallverdrahtung 171 verbunden.
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Zusätzlich zum Register 42 (RG), das vorstehend beschrieben ist, beinhaltet das Gate-Array 12 ferner einen Komparator 43, einen Zähler 44 (CNT) und eine UND-Logikschaltung 45. Das Register 42 erlangt Daten, die ein Tastverhältnis DT angeben, Daten, die einen Schwellenwert Vth angeben, und ein erstes Freigabesignal EN1 vom Mikrocomputer 2 über die MSC-Kommunikationseinheit 54. Das Register 42 gibt die Daten, die den Schwellenwert Vth angeben, an den Komparator 43 aus, gibt die Daten, die das Tastverhältnis DT angeben, an den Zähler 44 aus und gibt das erste Freigabesignal EN1 an den dritten Eingangsanschluss der UND-Logikschaltung 45 aus.
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Ein Eingangsanschluss des Komparators 43 ist mit dem Ausgangsanschluss 132 des AD-Wandlers 13 durch eine Metallverdrahtung 172 verbunden. Der andere Eingangsanschluss des Komparators 43 ist mit dem Register 42 verbunden. Ein Ausgangsanschluss des Komparators 43 ist mit einem zweiten Eingangsanschluss der UND-Logikschaltung 45 verbunden.
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Der Komparator 43 gibt ein Hoch-Pegel-Signal aus, wenn der Wert des Digitalsignals, das von einem Eingangsanschluss eingegeben wird, kleiner als der Wert des Digitalsignals ist, das von dem anderen Eingangsanschluss eingegeben wird. Der Zähler 44 erlangt Daten, die das Tastverhältnis DT angeben, von dem Register 42. Der Zähler 44 inkrementiert (das heißt, addiert 1) jedes Mal, wenn eine vorfestgelegte Zeit abläuft, und, wenn der Wert mit einem vorfestgelegten oberen Grenzwert übereinstimmt, inkrementiert der Zähler 44 erneut ausgehend von 0. Dann gibt der Zähler 44 ein Hoch-Pegel-Signal an einen vierten Eingangsanschluss der UND-Logikschaltung 45 aus, wenn der Wert kleiner als das Tastverhältnis DT ist. Ferner gibt der Zähler 44 ein Nieder-Pegel-Signal an den vierten Eingangsanschluss der UND-Logikschaltung 45 aus, wenn der Wert gleich oder größer als das Tastverhältnis DT ist.
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Ein Ausgangsanschluss 114 des Komparators 32 der Eingabe-/Ausgabeschaltung 11 unterschiedlich zur Eingabe-/Ausgabeschaltung 11, mit der der AD-Wandler 13 verbunden ist, ist mit dem ersten Eingangsanschluss der UND-Logikschaltung 45 durch eine Metallverdrahtung 173 verbunden.
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Die UND-Logikschaltung 45 gibt ein Hoch-Pegel-Signal von dem Ausgangsanschluss an den 2-Ampere-Hochseitentreiber 86 (2AHSD) aus, wenn die Signalpegel der Signale, die in den ersten, zweiten, dritten und vierten Eingangsanschluss eingegeben werden, alle einen hohen Pegel haben.
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Der funktionale IC 3 beinhaltet externe Eingangs-/Ausgangsanschlüsse 151, 152 und 153. Der externe Eingangs-/Ausgangsanschluss 151 ist mit dem Eingangsanschluss 121 des Verstärkers 33 durch eine Metallverdrahtung 174 verbunden und ist mit einem Ende des Widerstands 201 verbunden, der außerhalb des funktionalen IC 3 vorgesehen ist. Der externe Eingangs-/Ausgangsanschluss 152 ist mit dem Eingangsanschluss 123 des Verstärkers 33 durch eine Metallverdrahtung 175 verbunden und ist mit dem anderen Ende dies Widerstands 201 verbunden.
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Ein Eingangs-/Ausgangsanschluss 153 ist mit dem Ausgangsanschluss des Komparators 113 der Eingabe-/Ausgabeschaltung 11 unterschiedlich zur Eingabe-/Ausgabeschaltung 11, mit der der AD-Wandler 11 verbunden ist, durch eine Metallverdrahtung 176 verbunden und ist mit einem nicht dargestellten IG-Schalter (Zündungsschalter) verbunden. Demzufolge gibt der externe Eingangs-/Ausgangsanschluss 153 das zweite Freigabesignal EN2 von dem IG-Schalter ein.
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Der Ausgangsanschluss des 2-Ampere-Hochseitentreibers 86 ist mit dem anderen Ende des Widerstands 201 verbunden. Ferner ist ein Ende des Solenoidventils 4, das außerhalb des funktionalen IC 3 vorgesehen ist, mit einem Ende des Widerstands 201 verbunden. Das andere Ende des Solenoidventils 4 ist geerdet.
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In dem funktionalen IC 3, der auf diese Weise konfiguriert ist, gibt die UND-Logikschaltung ein Hoch-Pegel-Signal aus, so dass ein Strom von 2 Ampere von dem 2-Ampere-Hochseitentreiber 86 zum Solenoidventil 4 fließt, und das Solenoidventil 4 wird angetrieben.
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Die Spannung an einem Ende des Widerstands 201 und die Spannung am anderen Ende des Widerstands 201 werden in den Verstärker 33 eingegeben. Demzufolge gibt der Verstärker 33 ein Analogsignal, das den Wert der Spannung angibt, die an dem Widerstand 201 anliegt, an den AD-Wandler 13 aus. Dann gibt der AD-Wandler 13 ein Digitalsignal, das den Wert der Spannung angibt, die an dem Widerstand 201 anliegt, an den Komparator 43 aus. Demnach gibt der Komparator 43 ein Hoch-Pegel-Signal an die UND-Logikschaltung 45 aus, wenn die Spannung, die an dem Widerstand 201 anliegt, kleiner als der Schwellenwert Vth ist.
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Ferner gibt der Zähler 44 ein Hoch-Pegel-Signal an die UND-Logikschaltung 45 innerhalb eines vorfestgelegten Zyklus, bis eine Zeit entsprechend dem Tastverhältnis DT abläuft, aus. Der Zähler 44 gibt ein Nieder-Pegel-Signal an die UND-Logikschaltung 45, nachdem die Zeit entsprechend dem Tastverhältnis DT abgelaufen ist, aus.
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Die UND-Logikschaltung 45 gibt ein Hoch-Pegel-Signal, wenn das Signal von dem Komparator 43, das Signal von dem Zähler 44, das erste Freigabesignal EN1 und das zweite Freigabesignal EN2 alle einen hohen Pegel haben, aus.
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Demzufolge kann der funktionale IC 3 das Solenoidventil 4 mit dem Tastverhältnis DT, das durch den Mikrocomputer 2 angewiesen wird, antreiben, während vermieden wird, dass ein übermäßiger Strom durch das Solenoidventil 4 fließt. Wie in 4 gezeigt ist, ist der 2-Ampere-Hochseitentreiber 86 in dem funktionalen IC 3 angeordnet, um so nahe wie möglich an dem zu steuernden Solenoidventil 4 zu sein. Ferner ist die Eingabe-/Ausgabeschaltung 11, die mit dem 2-Ampere-Hochseitentreiber 86 verbunden ist, benachbart zu dem 2-Ampere-Hochseitentreiber 86 angeordnet, der zu verbinden ist.
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Die elektronische Steuereinheit 1, die auf diese Weise konfiguriert ist, beinhaltet den funktionalen IC 3, der die mehreren Eingabe-/Ausgabeschaltungen 11, die den CMOS 31, den Komparator 32 und den Verstärker 33 beinhalten, und das Gate-Array 12 aufweist. Der funktionale IC 3 implementiert eine Funktion zum Steuern des Solenoidventils 4 des Injektors durch Verbinden des Komparators 32, des Verstärkers 33 und des Gate-Arrays 12 durch Metallverdrahtungen 171, 172 und 173.
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Die elektronische Steuereinheit 1, die auf diese Weise konfiguriert ist, ermöglicht unterschiedliche Funktionen abhängig von den Metallverdrahtungen. In der Herstellungsverarbeitung ist es möglich, mehrere unterschiedliche elektronische Steuereinheiten 1 herzustellen, die mehrere unterschiedliche Funktionen haben. Es ist möglich, die mehreren unterschiedlichen elektronischen Steuereinheiten 1 unter Verwendung unterschiedlicher Verbindungsarbeiten herzustellen. Es ist möglich die mehreren unterschiedlichen elektronischen Steuereinheiten 1 von dem gleichen Halbleitersubstrat herzustellen, in dem eine erforderliche Anzahl von Eingabe-/Ausgabeschaltungen 11 vorab ausgebildet wird. Jede Eingabe-/Ausgabeschaltung 11 kann mehrere elektrische Komponenten beinhalten. Die elektrischen Komponenten können einen CMOS 31, einen Komparator 32 und einen Verstärker 33 beinhalten. Der funktionale IC 3 hat ebenso ein Gate-Array 12. In dem funktionalen IC 3 sind die elektrischen Komponenten und das Gate-Array 12 durch eine spezifische Kombination von Metallverdrahtungen 171, 172, 173 verbunden. Die Metallverdrahtungen 171, 172, 173 können durch eine Verdrahtungsverarbeitung in einer Halbleiterherstellungsverarbeitung bereitgestellt werden. Die spezifische Kombination der Metallverdrahtungen kann gemäß einem geplanten Zweck der elektronischen Steuereinheit variiert werden. Die Herstellungsverarbeitung der elektronischen Steuereinheit 1 beinhaltet eine vorbereitende Verarbeitung zum Vorbereiten des gleichen Halbleitersubstrats mit mehreren elektrischen Komponenten wie dem CMOS 31, dem Komparator 32 und dem Verstärker 33. Die Herstellungsverarbeitung der elektronischen Steuereinheit 1 beinhaltet ferner eine Verdrahtungsverarbeitung in einer Halbleiterherstellungsverarbeitung. Die Verdrahtungsverarbeitung wird ausgeführt, um unterschiedliche Kombinationen der Metallverdrahtungen gemäß einer geplanten Funktion der elektronischen Steuereinheit 1 bereitzustellen. Es ist möglich mehrere unterschiedliche elektronische Steuereinheiten aus dem gleichen Halbleitersubstrat herzustellen. Demzufolge wird in der elektronischen Steuereinheit 1 der funktionale IC 3 durch Ausführen von mindestens einer von Verbindungsarbeiten mit dem CMOS 31, dem Komparator 32, dem Verstärker 33 und dem Gate-Array 12 gemäß dem Steuerobjekt der elektronischen Steuereinheit 1 hergestellt. Die Verbindungsarbeiten können durch Platzieren mindestens einer der Metallverdrahtung ausgeführt werden. Die Metallverdrahtungen können durch Ausführen einer Verdrahtungsverarbeitung in einer Halbleiterherstellungsverarbeitung bereitgestellt werden. Es ist möglich, den funktionalen IC 3 herzustellen, der eine spezifische Funktion zum Steuern eines Steuerobjekts hat, durch Ausführen mindestens einer von Verbindungsarbeiten gemäß dem Steuerobjekt der elektronischen Steuereinheit 1. Das heißt, es ist in der elektronischen Steuereinheit 1 möglich, die gleichen gemeinsamen Schritte vor dem Verdrahtungsschritt in der Halbleiterherstellungsverarbeitung des funktionalen IC 3 ungeachtet des Steuerobjekts zu verwenden. Demzufolge kann die elektronische Steuereinheit 1 die Entwurfsarbeitsstunden zum Entwerfen des funktionalen IC 3 reduzieren und die Entwicklungszeitperiode verkürzen.
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Ferner werden der CMOS 31, der Komparator 32 und der Verstärker 33, die an der Eingabe-/Ausgabeschaltung 11 des funktionalen IC 3 montiert sind, gleich in anderen elektronischen Steuereinheit für andere Zwecke wie für das Antriebssystem oder das Karosseriesystem des Fahrzeugs verwendet. Demnach kann das Halbleitersubstrat ebenso für so einen anderen Zweck verwendet werden. In diesem Fall ist es möglich, eine Wahrscheinlichkeit zu reduzieren, dass der CMOS 31, der Komparator 32 und der Verstärker 33, die an der Eingabe-/Ausgabeschaltung 11 montiert sind, nicht zur Steuerung verwendet werden und verschwendet werden.
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Ferner sind die Eingangsanschlüsse 103 und 104 mit dem Eingang des CMOS 31 verbunden und die Ausgangsanschlüsse 105 und 106 sind mit dem Ausgang des CMOS 31 verbunden. Die Eingangsanschlüsse 111 und 112 sind mit dem Eingang des Komparators 32 verbunden und die Ausgangsanschlüsse 113 und 114 sind mit dem Ausgang des Komparators 32 verbunden.
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Die Eingangsanschlüsse 121 und 122 sind mit einem Eingang des Verstärkers 33 verbunden, die Eingangsanschlüsse 123 und 124 sind mit dem anderen Eingang des Verstärkers 33 verbunden und die Ausgangsanschlüsse 125 und 126 sind mit dem Ausgang des Verstärkers 33 verbunden.
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Demzufolge ist es möglich, den einzelnen CMOS 31 für sowohl die Eingabe von außerhalb der elektronischen Steuereinheit 1 als auch die Ausgabe an außerhalb der elektronischen Steuereinheit 1 zu verwenden. Das heißt, die elektronische Steuereinheit 1 muss nicht zwei separate Schaltungen des CMOS 31 für die Eingabe von außerhalb der elektronischen Steuereinheit 1 und die Ausgabe an außerhalb der elektronischen Steuereinheit 1 haben. Es ist möglich, eine Konfiguration der Eingabe-/Ausgabeschaltung 11 zu vereinfachen. Ähnlich ist es möglich, den einzelnen Komparator 32 für beide Zwecke zu verwenden. Ähnlich ist es möglich, den einzelnen Verstärker 33 für beide Zwecke zu verwenden. Es ist möglich, eine Konfiguration der Eingabe-/Ausgabeschaltung 11 zu vereinfachen.
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Der funktionale IC 3 beinhaltet ebenso den 2-Ampere-Hochseitentreiber 86 zum Antreiben des Solenoidventils 4. Unter den mehreren Eingabe-/Ausgabeschaltungen 11 ist die spezifische einzelne Eingabe-/Ausgabeschaltung 11, die mit dem 2-Ampere-Hochseitentreiber 86 über das Gate-Array 12 verbunden ist, benachbart zu dem 2-Ampere-Hochseitentreiber 86 angeordnet. Demzufolge kann die elektronische Steuereinheit 1 eine Steuerbarkeit des Solenoidventils 4 verbessern.
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In der vorstehend beschriebenen Ausführungsform entspricht das Solenoidventil 4 dem Steuerobjekt. Der funktionale IC 3 entspricht einer funktionalen integrierten Schaltung. Ferner entsprechen die Eingangsanschlüsse 103 und 104 und die Ausgangsanschlüsse 105 und 106 CMOS-Anschlüssen. Die Eingangsanschlüsse 111 und 112 und die Ausgangsanschlüsse 113 und 114 entsprechen Komparatoranschlüssen. Die Eingangsanschlüsse 121, 122, 123 und 124 und die Ausgangsanschlüsse 125 und 126 entsprechen Verstärkeranschlüssen. Der 2-Ampere-Hochseitentreiber 86 entspricht einer Treiberschaltung.
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Zweite Ausführungsform
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Nachfolgend wird eine zweite Ausführungsform der vorliegenden Offenbarung gemäß den Zeichnungen beschrieben. Es ist zu beachten, dass in der zweiten Ausführungsform Abschnitte beschrieben werden, die sich von denen der ersten Ausführungsform unterscheiden. Gleiche bzw. gemeinsame Komponenten sind dabei mit gleichen Bezugszeichen versehen.
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Die elektronische Steuereinheit 1 der zweiten Ausführungsform unterscheidet sich von der ersten Ausführungsform darin, dass die Konfiguration des funktionalen IC 3 geändert ist. Wie in 5 gezeigt ist, unterscheidet sich der funktionale IC 3 der zweiten Ausführungsform von der ersten Ausführungsform darin, dass Konfigurationen der mehreren Eingabe-/Ausgabeschaltungen 11 geändert sind. Insbesondere beinhaltet jede der mehreren Eingabe-/Ausgabeschaltungen 11 mindestens einen CMOS 31 und mindestens einen Komparator 32 und beinhaltet keinen Verstärker 33.
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Der funktionale IC 3 der zweiten Ausführungsform wird beispielsweise zum Steuern von Öffnen/Schließen von Türen eines Fahrzeugs verwendet. Insbesondere, wie in 6 gezeigt ist, ist der Operationserfassungsschalter 211 mit dem Eingangsanschluss 111 des Komparators 32 der Eingabe-/Ausgabeschaltung 11 verbunden. Der Operationserfassungsschalter 211 erfasst eine Verriegelungsoperation des Fahrers zum Verriegeln der Tür des Fahrzeugs. Der Ausgangsanschluss 114 des Komparators 32 ist mit dem Gate-Array 12 durch eine Metallverdrahtung 181 verbunden. Ferner ist ein Aktuator 212 zum Verriegeln und Entriegeln der Fahrzeugtür mit dem Ausgangsanschluss 105 des CMOS 31 verbunden. Der Eingangsanschluss 103 des CMOS 31 ist mit dem Gate-Array 12 durch eine Metallverdrahtung 182 verbunden.
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Demzufolge, wenn der Operationserfassungsschalter 211 die Verriegelungsoperation erfasst, wird ein Verriegelungsoperationserfassungssignal, das dies angibt, in das Gate-Array 12 über den Komparator 32 eingegeben. Das Gate-Array 12 bestimmt, ob die Tür des Fahrzeugs zum Verriegeln oder Entriegeln operiert wird, in Antwort auf die Eingabe des Verriegelungsoperationserfassungssignals. Wenn das Gate-Array 12 bestimmt, dass die Tür des Fahrzeugs verriegelt werden sollte, gibt das Gate-Array 12 ein Verriegelungsanweisungssignal an den CMOS 31 aus. Demzufolge gibt der CMOS 31 ein Treibersignal an den Aktuator 212 aus und der Aktuator 212 verriegelt die Fahrzeugtür.
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Die elektronische Steuereinheit 1, die auf diese Weise konfiguriert ist, beinhaltet den funktionalen IC 3, der die mehreren Eingabe-/Ausgabeschaltungen 11, die den CMOS 31, den Komparator 32 und den Verstärker 12 beinhalten, und das Gate-Array 12 aufweist. Der funktionale IC 3 implementiert eine Funktion zum Steuern des Aktuators 212 durch Verbinden des CMOS 31, des Komparators 32 und des Gate-Arrays 12 durch die Metallverdrahtungen 181 und 182.
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Die elektronische Steuereinheit 1, die auf diese Weise konfiguriert ist, kann aus einem Halbleitersubstrat hergestellt werden, das für verschiedene Zwecke üblich bzw. gleich ist. Demzufolge wird in der elektronischen Steuereinheit 1 mindestens eine Verbindung mit dem CMOS 31, dem Komparator 32 und dem Gate-Array 12 durch die Metallverdrahtung durch die Verdrahtungsverarbeitung in der Halbleiterherstellungsverarbeitung ausgeführt. Mindestens eine Verbindung ist entworfen, um den spezifischen funktionalen IC 3 gemäß dem geplanten Steuerobjekt der elektronischen Steuereinheit 1 bereitzustellen. Dies ermöglicht es, den funktionalen IC3 herzustellen, der eine spezifische Funktion hat, die zum Steuern des spezifischen gesteuerten Objekts bzw. Steuerobjekts geplant ist. Das heißt, es ist in der elektronischen Steuereinheit 1 möglich, die gleichen gemeinsamen Verarbeitungen vor der Verdrahtungsverarbeitung in der Halbleiterherstellungsverarbeitung des funktionalen IC 3 ungeachtet des Steuerobjekts zu verwenden. Demzufolge kann die elektronische Steuereinheit 1 die Entwurfsarbeitsstunden zum Entwerfen des funktionalen IC 3 reduzieren und die Entwicklungszeitperiode verkürzen.
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Ferner werden der CMOS 3 und der Komparator 32, die an der Eingabe-/Ausgabeschaltung 3 des funktionalen IC 3 montiert sind, gleich in anderen elektronischen Steuereinheit für andere Zwecke wie für das Antriebssystem oder das Karosseriesystem des Fahrzeugs verwendet. Demnach ist es möglich, eine Wahrscheinlichkeit zu reduzieren, dass der CMOS 31 und der Komparator 32, die an der Eingabe-/Ausgabeschaltung 11 montiert sind, nicht zur Steuerung verwendet werden und verschwendet werden.
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In der vorstehend beschriebenen Ausführungsform entspricht der Aktuator 212 dem Steuerobjekt.
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Wie vorstehend beschrieben, ist wurden die Ausführungsformen der vorliegenden Offenbarung beschrieben, wobei jedoch die vorliegende Offenbarung nicht auf die vorstehend beschriebenen Ausführungsformen beschränkt ist und mit unterschiedlichen Modifikationen implementiert werden kann.
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Erste Modifikation
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Beispielsweise ist in der ersten Ausführungsform das Steuerobjekt das Solenoidventil 4 des Injektors. Jedoch kann das zu steuernde Solenoidventil ein Klimaanlagenventil, ein lineares Solenoid, eine Pumpe oder dergleichen sein.
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Zweite Modifikation
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In der zweiten Ausführungsform ist die Steuerung, die durch den funktionalen IC 3 bereitgestellt wird, die Steuerung zum Öffnen/Schließen von Türen. Jedoch kann die Steuerung, die durch den funktionalen IC 3 bereitgestellt wird, eine Antennensteuerung, eine Energieversorgungssteuerung, eine kooperative Steuerung der Brennkraftmaschine und des Motors, eine Motorsteuerung und dergleichen sein. Die Motorsteuerung kann auf unterschiedliche Motoren wie einen Fahrzeugantriebsmotor, einen Drive-by-Wire-Motor oder einen Steuermotor für eine elektrische Servolenkung angewendet werden.
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ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
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Zitierte Patentliteratur
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