DE102022200630A1 - Embedded system and method for controlling an embedded system - Google Patents

Embedded system and method for controlling an embedded system Download PDF

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Dieter Bruss
Adrian Haug
Thomas Tietjen
Christoph Senneka
Martin Karle
Philipp Brechel
Silke Bobka
Manuela Niekisch
Wei Ling
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Abstract

Ein eingebettetes System (1) umfasst: eine Schaltung (3), die mindestens einen integrierten Schaltkreis (4, 5, 6) mit mehreren Spannungseingängen (7, 8, 9) umfasst; ein Spannungssteuerungsmodul (2), das mehrere Spannungsbereitstellungseinheiten (10, 11, 12) mit je einem Spannungsausgang (13, 14, 15) zum Bereitstellen einer elektrischen Spannung und mindestens einen FPGA- und/oder ASIC-Baustein (16) als Steuereinheit (16) zum Ansteuern der Spannungsbereitstellungseinheiten (10, 11, 12) umfasst; wobei jede Spannungsbereitstellungseinheit (10, 11, 12) über ihren Spannungsausgang (13, 14, 15) an einen der Spannungseingänge (7, 8, 9) angeschlossen ist; wobei die Steuereinheit (16) konfiguriert ist, um die Spannungsbereitstellungseinheiten (10, 11, 12) so anzusteuern, dass die Spannungen an den Spannungsausgängen (13, 14, 15) in einer definierten Sequenz bereitgestellt werden.

Figure DE102022200630A1_0000
An embedded system (1) comprises: a circuit (3) comprising at least one integrated circuit (4, 5, 6) with a plurality of voltage inputs (7, 8, 9); a voltage control module (2), which has several voltage supply units (10, 11, 12), each with a voltage output (13, 14, 15) for supplying an electrical voltage and at least one FPGA and/or ASIC module (16) as a control unit (16 ) for driving the voltage supply units (10, 11, 12); each voltage supply unit (10, 11, 12) being connected to one of the voltage inputs (7, 8, 9) via its voltage output (13, 14, 15); wherein the control unit (16) is configured to control the voltage supply units (10, 11, 12) in such a way that the voltages at the voltage outputs (13, 14, 15) are supplied in a defined sequence.
Figure DE102022200630A1_0000

Description

Gebiet der Erfindungfield of invention

Die Erfindung betrifft ein eingebettetes System. Des Weiteren betrifft die Erfindung ein computerimplementiertes Verfahren zum Steuern eines eingebetteten Systems, ein Computerprogramm zum Ausführen dieses Verfahrens sowie ein computerlesbares Medium, auf dem dieses Computerprogramm gespeichert ist.The invention relates to an embedded system. Furthermore, the invention relates to a computer-implemented method for controlling an embedded system, a computer program for executing this method and a computer-readable medium on which this computer program is stored.

Stand der TechnikState of the art

integrierte Schaltkreise wie Mikrocontroller, FPGAs (FPGA = field programmable gate array; „im Feld programmierbare Gatter-Anordnung“), ASICs (ASIC = application-specific integrated circuit; „anwendungsspezifische integrierte Schaltung“) oder SoCs (SoC = system on a chip; „Ein-Chip-System“) werden in der Regel mit mehreren unterschiedlichen Spannungen versorgt, die unterschiedliche Anforderungen an Reihenfolge, Genauigkeit und zeitliche Abhängigkeiten haben können.integrated circuits such as microcontrollers, FPGAs (FPGA = field programmable gate array; "field programmable gate array"), ASICs (ASIC = application-specific integrated circuit; "application-specific integrated circuit") or SoCs (SoC = system on a chip; "One-chip system") are usually supplied with several different voltages, which can have different requirements in terms of sequence, accuracy and time dependencies.

Zur Bereitstellung der benötigten Spannungen oder Spannungssequenzen, auch power sequencing genannt, können beispielsweise analoge Schaltungen verwendet werden. Daneben sind verschiedene Sequenzierer kommerziell erhältlich, die die Erzeugung von Spannungssequenzen mit einer vorgegebenen Anzahl an Spannungen ermöglichen. Zwar ist es möglich, mehrere solcher Sequenzierer zusammenzuschalten, um größere Spannungssequenzen zu erzeugen, dies kann jedoch zu sehr komplexen analogen Schaltungen führen, die entsprechend viel Platz auf der Platine benötigen.Analog circuits, for example, can be used to provide the required voltages or voltage sequences, also referred to as power sequencing. In addition, various sequencers are commercially available that enable the generation of voltage sequences with a predetermined number of voltages. While it is possible to interconnect multiple such sequencers to generate larger voltage sequences, this can result in very complex analog circuits that require a corresponding amount of board space.

Zur Implementierung zusätzlicher Steuerungsfunktionen sind zudem häufig zusätzliche Schaltungsteile erforderlich, die die gesamte Schaltung noch komplexer machen können.In addition, additional circuit parts are often required to implement additional control functions, which can make the entire circuit even more complex.

Offenbarung der ErfindungDisclosure of Invention

Vor diesem Hintergrund werden nachstehend ein eingebettetes System, ein computerimplementiertes Verfahren zum Steuern eines solchen eingebetteten Systems, ein entsprechendes Computerprogramm und ein entsprechendes computerlesbares Medium gemäß den unabhängigen Ansprüchen vorgestellt. Vorteilhafte Weiterbildungen und Verbesserungen des hier vorgestellten Ansatzes ergeben sich aus der Beschreibung und sind in den abhängigen Ansprüchen beschrieben.Against this background, an embedded system, a computer-implemented method for controlling such an embedded system, a corresponding computer program and a corresponding computer-readable medium according to the independent claims are presented below. Advantageous developments and improvements of the approach presented here result from the description and are described in the dependent claims.

Vorteile der ErfindungAdvantages of the Invention

Ausführungsformen der vorliegenden Erfindung ermöglichen es, die Steuerung der Spannungsversorgung eines oder mehrerer integrierter Schaltkreise eines eingebetteten Systems zu verbessern.Embodiments of the present invention make it possible to improve the control of the power supply of one or more integrated circuits of an embedded system.

Ein erster Aspekt der Erfindung betrifft ein eingebettetes System. Das eingebettete System weist zumindest die folgenden Komponenten auf: eine Schaltung, die mindestens einen integrierten Schaltkreis mit mehreren Spannungseingängen umfasst; ein Spannungssteuerungsmodul, das mehrere Spannungsbereitstellungseinheiten mit je einem Spannungsausgang zum Bereitstellen einer elektrischen Spannung und mindestens einen FPGA- und/oder ASIC-Baustein als Steuereinheit zum Ansteuern der Spannungsbereitstellungseinheiten umfasst. Jede Spannungsbereitstellungseinheit ist über ihren Spannungsausgang an einen der Spannungseingänge angeschlossen. Die Steuereinheit ist konfiguriert, um die Spannungsbereitstellungseinheiten so anzusteuern, dass die Spannungen an den Spannungsausgängen in einer definierten Sequenz bereitgestellt werden.A first aspect of the invention relates to an embedded system. The embedded system has at least the following components: a circuit comprising at least one integrated circuit with multiple voltage inputs; a voltage control module, which comprises a plurality of voltage supply units, each with a voltage output for supplying an electrical voltage, and at least one FPGA and/or ASIC component as a control unit for controlling the voltage supply units. Each voltage supply unit is connected to one of the voltage inputs via its voltage output. The control unit is configured to control the voltage supply units in such a way that the voltages at the voltage outputs are supplied in a defined sequence.

Die Steuereinheit kann ausschließlich in Hardware implementiert sein. Möglich ist aber auch eine Implementierung der Steuereinheit in Hard- und Software.The control unit can be implemented exclusively in hardware. However, it is also possible to implement the control unit in hardware and software.

Beispielsweise kann die Steuereinheit genau einen FPGA-Baustein, genau einen ASIC-Baustein, eine Kombination mehrerer FPGA-Bausteine, eine Kombination mehrerer ASIC-Bausteine oder eine Kombination eines oder mehrerer FPGA-Bausteine mit einem oder mehreren ASIC-Bausteinen umfassen oder daraus bestehen.For example, the control unit can include or consist of exactly one FPGA module, exactly one ASIC module, a combination of several FPGA modules, a combination of several ASIC modules or a combination of one or more FPGA modules with one or more ASIC modules.

Anders ausgedrückt können die Spannungsbereitstellungseinheiten durch die Steuereinheit ohne zusätzliche Verwendung eines (hard- und softwarebasierten) Mikrocontrollers ansteuerbar sein.In other words, the voltage supply units can be controlled by the control unit without the additional use of a (hardware and software-based) microcontroller.

Denkbar ist auch, dass das gesamte Spannungssteuerungsmodul in Form eines oder mehrerer FPGA-Bausteine und/oder eines oder mehrerer ASIC-Bausteine ausgeführt ist.It is also conceivable that the entire voltage control module is designed in the form of one or more FPGA components and/or one or more ASIC components.

Unter einer Spannungsbereitstellungseinheit kann beispielsweise ein Spannungsregler zum Erzeugen einer einzelnen Versorgungsspannung, englisch voltage regulator, verstanden werden. Die Spannungsbereitstellungseinheiten, die mit dem gleichen integrierten Schaltkreis verbunden sind, können beispielsweise so durch die Steuereinheit angesteuert werden, dass an verschiedenen Spannungseingängen des integrierten Schaltkreises verschiedene Spannungen - zu verschiedenen und/oder gleichen Zeitpunkten - anliegen. Zusätzlich kann die Steuereinheit konfiguriert sein, um gleichzeitig Spannungsbereitstellungseinheiten, die mit verschiedenen integrierten Schaltkreisen verbunden sind, anzusteuern.A voltage supply unit can be understood, for example, as a voltage regulator for generating a single supply voltage. The voltage supply units, which are connected to the same integrated circuit, can be controlled by the control unit, for example, in such a way that different voltages—at different and/or the same points in time—are present at different voltage inputs of the integrated circuit. In addition, the control unit can be configured to simultaneously drive voltage supply units connected to different integrated circuits.

Es ist möglich, dass jede Spannungsbereitstellungseinheit über ihren Spannungsausgang an einen anderen Spannungseingang als die übrigen Spannungsbereitstellungseinheiten angeschlossen ist. Anders ausgedrückt kann für jeden Spannungseingang genau eine Spannungsbereitstellungseinheit, beispielsweise genau ein Spannungsregler, vorgesehen sein.It is possible for each voltage supply unit to be connected via its voltage output to a different voltage input than the other voltage supply units. In other words, exactly one voltage supply unit, for example exactly one voltage regulator, can be provided for each voltage input.

Die definierte Sequenz kann beispielsweise mindestens 10, vorzugsweise mindestens 20, insbesondere mindestens 30 verschiedene Spannungen umfassen. Das Spannungssteuerungsmodul kann entsprechend viele Spannungsbereitstellungseinheiten umfassen. Neben der Anzahl der Spannungen kann die Sequenz beispielsweise durch eine Reihenfolge der Spannungen und/oder durch ein zeitliches Verhältnis zwischen den Spannungen der gleichen Sequenz und/oder verschiedener Sequenzen definiert sein.The defined sequence can, for example, include at least 10, preferably at least 20, in particular at least 30 different voltages. The voltage control module can include a corresponding number of voltage supply units. In addition to the number of voltages, the sequence can be defined, for example, by an order of the voltages and/or by a time relationship between the voltages of the same sequence and/or different sequences.

Das eingebettete System kann beispielsweise eine Komponente eines Fahrzeugs, etwa eines Personen- oder Lastkraftwagens, eines Busses oder eines Motorrads, oder eine Komponente eines autonomen, mobilen Roboters sein.The embedded system can be, for example, a component of a vehicle, such as a car or truck, a bus or a motorcycle, or a component of an autonomous, mobile robot.

Insbesondere kann das eingebettete System ein Steuergerät für ein Fahrzeug sein. Im Steuergerät kann beispielsweise eine Fahrerassistenzfunktion oder eine Kombination aus mehreren Fahrerassistenzfunktionen integriert sein.In particular, the embedded system can be a control unit for a vehicle. For example, a driver assistance function or a combination of several driver assistance functions can be integrated in the control unit.

Dementsprechend kann das eingebettete System beispielsweise konfiguriert sein, um Sensordaten, die von einer Sensorik des Fahrzeugs bzw. des Roboters erzeugt wurden, auszuwerten und in Abhängigkeit vom Ergebnis dieser Auswertung Steuersignale für eine Aktorik des Fahrzeugs bzw. des Roboters zu erzeugen.Accordingly, the embedded system can be configured, for example, to evaluate sensor data generated by sensors in the vehicle or robot and to generate control signals for actuators in the vehicle or robot depending on the result of this evaluation.

Die Sensorik kann beispielsweise eine Kamera, einen Radar-, Lidar-, Ultraschall-, Beschleunigungs-, Raddrehzahl- oder Lenkradwinkelsensor oder eine Kombination aus mindestens zwei dieser Beispiele umfassen.The sensor system can include, for example, a camera, a radar, lidar, ultrasonic, acceleration, wheel speed or steering wheel angle sensor or a combination of at least two of these examples.

Die Aktorik kann beispielsweise einen Bremsaktor, einen Lenkaktor, ein Motorsteuergerät, einen elektrischen Antriebsmotor oder eine Kombination aus mindestens zwei dieser Beispiele umfassen.The actuator system can include, for example, a brake actuator, a steering actuator, a motor control device, an electric drive motor or a combination of at least two of these examples.

Die Anzahl der zu steuernden Spannungen und die Anforderungen an die zeitliche Genauigkeit können bei aktuellen SoCs und FPGAs relativ hoch sein. Bei Hochverfügbarkeitsanwendungen wie etwa beim autonomen Fahren werden in der Regel mehrere SoCs auf einer Platine verwendet. Dabei ist es häufig sinnvoll und erforderlich, die verschiedenen Komponenten unabhängig voneinander zu versorgen und mit weiteren Prüfmechanismen zu versehen. Der Platzbedarf für solche Steuerschaltungen vergrößert sich entsprechend, wenn mehrere Mikrocontroller oder IPMICs (intelligent power module integrated circuit; „intelligentes Leistungsmodul mit integriertem Schaltkreis“) für die Spannungssteuerung verwendet werden. Daraus ergibt sich auch eine höhere Anzahl an Steuer- und Feedbackleitungen, was den Einsatz von Mikrocontrollern einschränken kann.The number of voltages to be controlled and the demands on timing accuracy can be relatively high with current SoCs and FPGAs. In high-availability applications such as autonomous driving, multiple SoCs are typically used on one board. It is often useful and necessary to supply the various components independently of one another and to provide them with additional test mechanisms. The space required for such control circuitry increases accordingly when multiple microcontrollers or IPMICs (intelligent power module integrated circuits) are used for voltage control. This also results in a higher number of control and feedback lines, which can limit the use of microcontrollers.

Daher wird vorgeschlagen, die für die Spannungssteuerung erforderlichen Funktionalitäten in einen FPGA- und/oder ASIC-Baustein zu integrieren. Somit kann auf die Verwendung eines oder mehrerer Mikrocontroller verzichtet werden. Ein solcher Ansatz hat deutliche Vorteile in Bezug auf Echtzeitfähigkeit, Schnelligkeit, Parallelität und Flexibilität gegenüber herkömmlichen Ausführungen, die auf Mikrocontrollern basieren. Insbesondere kann somit eine Implementierung der Funktionalitäten in Software entfallen.It is therefore proposed to integrate the functionalities required for voltage control into an FPGA and/or ASIC module. The use of one or more microcontrollers can thus be dispensed with. Such an approach has significant advantages in terms of real-time capability, speed, parallelism and flexibility compared to conventional designs based on microcontrollers. In particular, an implementation of the functionalities in software can thus be dispensed with.

Des Weiteren wird somit eine Spannungssteuerung mehrerer unabhängiger integrierter Schaltkreise, beispielsweise mehrerer unabhängiger SoCs, durch ein und dieselbe Steuereinheit ermöglicht. Somit kann die Spannungssteuerung besonders platzsparend implementiert werden.Furthermore, voltage control of a number of independent integrated circuits, for example a number of independent SoCs, is thus made possible by one and the same control unit. The voltage control can thus be implemented in a particularly space-saving manner.

Kurz zusammengefasst ermöglicht ein derartiges eingebettetes System unter anderem eine flexibel konfigurierbare Spannungssteuerung mit variablen Zeitanforderungen, Überwachung und Reset-Steuerung, wie sie für aktuelle und zukünftige SoCs erforderlich ist.In short, such an embedded system enables, among other things, a flexibly configurable voltage control with variable timing requirements, monitoring and reset control as required for current and future SoCs.

Ein zweiter Aspekt der Erfindung betrifft ein computerimplementiertes Verfahren zum Steuern eines eingebetteten Systems, wie es vor- und nachstehend beschrieben wird. Das Verfahren umfasst zumindest die folgenden Schritte: Empfangen eines Steuersignals in der Steuereinheit und Ansteuern der Spannungsbereitstellungseinheiten durch die Steuereinheit basierend auf dem Steuersignal, sodass elektrische Spannungen an den Spannungsausgängen der Spannungsbereitstellungseinheiten in einer definierten Sequenz bereitgestellt werden. Das Steuersignal kann beispielsweise ein Befehl zum Hochfahren, d. h. zum Einschalten, und/oder zum Herunterfahren, d. h. zum Ausschalten, eines oder mehrerer integrierter Schaltkreise des eingebetteten Systems sein. Durch das Hoch- bzw. Herunterfahren des Schaltkreises oder der Schaltkreise kann beispielsweise auch das eingebettete System selbst hoch- bzw. heruntergefahren werden.A second aspect of the invention relates to a computer-implemented method for controlling an embedded system, as described above and below. The method comprises at least the following steps: receiving a control signal in the control unit and driving the voltage supply units by the control unit based on the control signal, so that electrical voltages are provided at the voltage outputs of the voltage supply units in a defined sequence. The control signal can, for example, be a start-up command, i. H. to power on, and/or to shut down, d. H. to switch off, one or more integrated circuits of the embedded system. For example, powering up or powering down the circuit or circuits may also power up or power down the embedded system itself.

Das Verfahren kann automatisch durch einen Prozessor des eingebetteten Systems, beispielsweise von dessen Steuereinheit, ausgeführt werden. Zusätzlich zum Prozessor kann das eingebettete System einen Speicher und/oder Datenkommunikationsschnittstellen zur Datenkommunikation mit Peripheriegeräten umfassen.The method can be executed automatically by a processor of the embedded system, e.g wise from its control unit. In addition to the processor, the embedded system may include memory and/or data communication interfaces for data communication with peripheral devices.

Merkmale des Verfahrens können auch als Merkmale des eingebetteten Systems, wie es vor- und nachstehend beschrieben wird, aufgefasst werden und umgekehrt.Features of the method can also be understood as features of the embedded system, as described above and below, and vice versa.

Weitere Aspekte der Erfindung betreffen ein Computerprogramm und ein computerlesbares Medium, auf dem das Computerprogramm gespeichert ist.Further aspects of the invention relate to a computer program and a computer-readable medium on which the computer program is stored.

Das Computerprogramm umfasst Befehle, die einen Prozessor bei Ausführung des Computerprogramms durch den Prozessor veranlassen, das vor- und nachstehend beschriebene Verfahren zum Steuern eines eingebetteten Systems auszuführen. The computer program comprises instructions which, when the computer program is executed by the processor, cause a processor to carry out the method for controlling an embedded system described above and below.

Das computerlesbare Medium kann ein flüchtiger oder nicht flüchtiger Datenspeicher sein. Beispielsweise kann das computerlesbare Medium eine Festplatte, ein USB-Speichergerät, ein RAM, ROM, EPROM oder Flash-Speicher sein. Das computerlesbare Medium kann auch ein einen Download eines Programmcodes ermöglichendes Datenkommunikationsnetzwerk wie etwa das Internet oder eine Datenwolke (Cloud) sein.The computer-readable medium can be volatile or non-volatile data storage. For example, the computer-readable medium can be a hard drive, USB storage device, RAM, ROM, EPROM, or flash memory. The computer-readable medium can also be a data communication network such as the Internet or a data cloud (cloud) enabling a download of a program code.

Merkmale des Computerprogramms und/oder des computerlesbaren Mediums können auch als Merkmale des vor- und nachstehend beschriebenen Verfahrens zum Steuern eines eingebetteten Systems aufgefasst werden und umgekehrt.Features of the computer program and/or the computer-readable medium can also be interpreted as features of the method for controlling an embedded system described above and below, and vice versa.

Ausführungsformen der Erfindung können, ohne die Erfindung einzuschränken, als auf den nachstehend beschriebenen Ideen und Erkenntnissen beruhend angesehen werden.Embodiments of the invention can be considered as based on the ideas and findings described below, without limiting the invention.

Gemäß einer Ausführungsform kann die Schaltung mindestens einen integrierten ersten Schaltkreis mit ersten Spannungseingängen und einen integrierten zweiten Schaltkreis mit zweiten Spannungseingängen umfassen. Dementsprechend können die Spannungsbereitstellungseinheiten mindestens erste Spannungsbereitstellungseinheiten mit je einem ersten Spannungsausgang und zweite Spannungsbereitstellungseinheiten mit je einem zweiten Spannungsausgang umfassen. Jede erste Spannungsbereitstellungseinheit kann über ihren ersten Spannungsausgang an einen der ersten Spannungseingänge angeschlossen sein. Jede zweite Spannungsbereitstellungseinheit kann über ihren zweiten Spannungsausgang an einen der zweiten Spannungseingänge angeschlossen sein. Die Steuereinheit kann konfiguriert sein, um die ersten Spannungsbereitstellungseinheiten so anzusteuern, dass die Spannungen an den ersten Spannungsausgängen in einer definierten ersten Sequenz bereitgestellt werden, und die zweiten Spannungsbereitstellungseinheiten so anzusteuern, dass die Spannungen an den zweiten Spannungsausgängen in einer definierten zweiten Sequenz bereitgestellt werden. Die erste und die zweite Sequenz können sich voneinander unterscheiden, beispielsweise in ihrer Länge und/oder in der Anzahl, Reihenfolge und/oder Höhe ihrer Spannungen. Die Steuereinheit kann beispielsweise konfiguriert sein, um die erste und die zweite Sequenz unabhängig voneinander zu erzeugen. Bei dem ersten und dem zweiten Schaltkreis kann es sich um baugleiche oder verschiedenartige Schaltkreise handeln. Somit ist es möglich, zwei oder mehr als zwei integrierte Schaltkreise mit je mehreren Spannungseingängen gleichzeitig durch ein und dieselbe Steuereinheit anzusteuern. Dies ermöglicht eine besonders platzsparende Implementierung des eingebetteten Systems und reduziert den Herstellungsaufwand.According to one embodiment, the circuit can include at least one integrated first circuit with first voltage inputs and one integrated second circuit with second voltage inputs. Accordingly, the voltage supply units can include at least first voltage supply units, each with a first voltage output, and second voltage supply units, each with a second voltage output. Each first voltage supply unit can be connected to one of the first voltage inputs via its first voltage output. Each second voltage supply unit can be connected to one of the second voltage inputs via its second voltage output. The control unit can be configured to control the first voltage supply units in such a way that the voltages at the first voltage outputs are provided in a defined first sequence, and to control the second voltage supply units in such a way that the voltages at the second voltage outputs are provided in a defined second sequence. The first and the second sequence can differ from one another, for example in their length and/or in the number, order and/or level of their voltages. For example, the control unit may be configured to generate the first and second sequences independently of each other. The first and the second circuit can be identical or different circuits. It is thus possible to simultaneously control two or more than two integrated circuits, each with a plurality of voltage inputs, using one and the same control unit. This enables a particularly space-saving implementation of the embedded system and reduces the manufacturing effort.

Gemäß einer Ausführungsform kann der erste Schaltkreis ein Ein-Chip-System sein. Zusätzlich oder alternativ kann der zweite Schaltkreis ein Ein-Chip-System sein. Unter dem Begriff „Ein-Chip-System“ kann ein SoC verstanden werden (siehe weiter oben). Das Ein-Chip-System kann einen oder mehrere Prozessoren (MPSoC = multiprocessor system on a chip; „Multiprozessorsystem auf einem Chip“) umfassen. Beispielsweise kann das Ein-Chip-System Teil eines Multi-Chip-Moduls (MCM) sein. Somit ist es möglich, zwei oder mehr als zwei, beispielsweise mindestens fünf, vorzugsweise mindestens zehn SoCs gleichzeitig durch ein und dieselbe Steuereinheit anzusteuern. Dies ermöglicht eine besonders platzsparende Implementierung der Spannungssteuerung mehrerer SoCs und reduziert den Herstellungsaufwand.According to an embodiment, the first circuit can be a system on chip. Additionally or alternatively, the second circuit can be a system on chip. The term "system on chip" can be understood as meaning a SoC (see above). The system on chip may include one or more processors (MPSoC = multiprocessor system on a chip). For example, the system on chip can be part of a multi-chip module (MCM). It is thus possible to control two or more than two, for example at least five, preferably at least ten, SoCs simultaneously using one and the same control unit. This enables a particularly space-saving implementation of the voltage control of multiple SoCs and reduces the manufacturing effort.

Gemäß einer Ausführungsform kann die Steuereinheit konfiguriert sein, um die ersten Spannungsbereitstellungseinheiten und die zweiten Spannungsbereitstellungseinheiten unabhängig voneinander anzusteuern. Anders ausgedrückt können in der Steuereinheit, d. h. in dem FPGA- und/oder ASIC-Baustein oder den FPGA- und/oder ASIC-Bausteinen der Steuereinheit, zwei oder mehr als zwei voneinander unabhängige Spannungssteuerungsfunktionalitäten integriert sein. Somit kann die Implementierung der Spannungssteuerung mit zusätzlichen Steuerungsfunktionen vereinfacht und/oder verbilligt werden.According to one embodiment, the control unit can be configured to control the first voltage supply units and the second voltage supply units independently of one another. In other words, in the control unit, i. H. in the FPGA and/or ASIC module or the FPGA and/or ASIC modules of the control unit, two or more than two independent voltage control functionalities can be integrated. Thus, the implementation of the voltage control with additional control functions can be simplified and/or made cheaper.

Gemäß einer Ausführungsform kann die Steuereinheit mit Konfigurationsdaten konfiguriert sein, die mindestens einen der folgenden Parameter für jede Spannung der definierten Sequenz definieren: eine Verzögerungszeit, um die die Spannung verzögert werden soll; ein Zeitfenster, in dem die Spannung bereitgestellt werden soll; eine Position der Spannung innerhalb der definierten Sequenz. Die Verzögerungszeit kann beispielsweise ein positiver oder negativer Wert sein, um den eine ansteigende und/oder absteigende Flanke der Spannung innerhalb der Sequenz verschoben werden kann. Anders ausgedrückt kann die Verzögerungszeit bewirken, dass die Spannung am Spannungsausgang bezogen auf einen Referenzzeitpunkt, beispielsweise einen Start- und/oder Endzeitpunkt der Sequenz, verzögert eingeschaltet und/oder verzögert ausgeschaltet wird. Beispielsweise kann die Verzögerungszeit durch eine Anzahl von Taktzyklen angegeben sein. Ebenso kann beispielsweise das Zeitfenster durch eine Anzahl von Taktzyklen angegeben sein. Das Zeitfenster kann als eine Zeitbeschränkung oder ein Timeout aufgefasst werden. Wird das Zeitfenster überschritten, d. h., wird die Spannung bis zum Ende des Zeitfensters nicht bereitgestellt, so kann der Vorgang beispielsweise mit einem Fehler abgebrochen werden. Somit kann die Genauigkeit der Spannungssteuerung im eingebetteten System verbessert werden.According to one embodiment, the control unit may be configured with configuration data defining at least one of the following parameters for each voltage of the defined sequence: a delay time by which the voltage to be delayed; a time window in which the voltage is to be provided; a position of the voltage within the defined sequence. The delay time can be a positive or negative value, for example, by which a rising and/or falling edge of the voltage can be shifted within the sequence. In other words, the delay time can cause the voltage at the voltage output to be switched on with a delay and/or switched off with a delay in relation to a reference time, for example a start and/or end time of the sequence. For example, the delay time can be specified by a number of clock cycles. Likewise, for example, the time window can be specified by a number of clock cycles. The time window can be construed as a time constraint or a timeout. If the time window is exceeded, ie if the voltage is not provided by the end of the time window, the process can be aborted with an error, for example. Thus, the accuracy of voltage control in the embedded system can be improved.

Es ist möglich, dass die Sequenz in mehrere Teilsequenzen oder Blöcke unterteilt ist, die jeweils mindestens zwei Spannungen umfassen können. Die Spannungen verschiedener Teilsequenzen können sich beispielsweise in ihren Schaltzeitpunkten, ihrer Anzahl und/oder ihrer Reihenfolge voneinander unterscheiden. Es ist möglich, dass die Konfigurationsdaten zusätzlich einen zeitlichen Abstand zwischen zwei aufeinanderfolgenden Teilsequenzen definieren. Somit können Lastspitzen vermieden werden.It is possible that the sequence is divided into several sub-sequences or blocks, each of which can comprise at least two voltages. The voltages of different partial sequences can differ from one another, for example, in terms of their switching times, their number and/or their order. It is possible for the configuration data to additionally define a time interval between two consecutive sub-sequences. In this way, peak loads can be avoided.

Gemäß einer Ausführungsform kann das eingebettete System, beispielsweise dessen Spannungssteuerungsmodul, ferner einen Speicher umfassen, der Konfigurationsdaten für die Steuereinheit speichert. Dementsprechend kann die Steuereinheit mit den gespeicherten Konfigurationsdaten konfiguriert sein. In den gespeicherten Konfigurationsdaten kann beispielsweise mindestens einer der vorgenannten Parameter definiert sein. Die gespeicherten Konfigurationsdaten können beispielsweise in Tabellenform, in einer VHDL-, Verilog- oder Textdatei gespeichert sein. Der Speicher kann ein flüchtiger oder nicht flüchtiger Speicher sein, beispielsweise ein RAM, ROM, EPROM oder Flash-Speicher. Beispielsweise können die Konfigurationsdaten intern im FPGA- und/oder ASIC-Baustein, in einem Speicher auf einer Leiterplatte, also außerhalb des FPGA- und/oder ASIC-Bausteins, und/oder in einem Speicher außerhalb der Leiterplatte oder des eingebetteten Systems gespeichert sein. Der Speicher kann beispielsweise zusammen mit der Schaltung und/oder dem Spannungssteuerungsmodul auf ein und derselben Leiterplatte angeordnet sein. Diese Ausführungsform ermöglicht eine Anpassung der Steuereinheit an unterschiedliche Konfigurationen des eingebetteten Systems ohne Hardwareänderungen. Somit kann die Anpassung der Steuereinheit erheblich vereinfacht werden.According to one embodiment, the embedded system, for example its voltage control module, may further comprise a memory storing configuration data for the control unit. Accordingly, the control unit can be configured with the stored configuration data. At least one of the aforementioned parameters can be defined in the stored configuration data, for example. The stored configuration data can be stored in tabular form, in a VHDL, Verilog or text file, for example. The memory can be volatile or non-volatile memory, such as RAM, ROM, EPROM, or flash memory. For example, the configuration data can be stored internally in the FPGA and/or ASIC module, in a memory on a printed circuit board, i.e. outside the FPGA and/or ASIC module, and/or in a memory outside the printed circuit board or the embedded system. For example, the memory can be arranged on one and the same printed circuit board together with the circuit and/or the voltage control module. This embodiment enables the control unit to be adapted to different configurations of the embedded system without hardware changes. Thus, the adjustment of the control unit can be simplified considerably.

Gemäß einer Ausführungsform können die Steuereinheit und der integrierte Schaltkreis über mindestens eine Datenkommunikationsleitung miteinander zur Datenkommunikation verbunden sein. Insbesondere können die Steuereinheit und der integrierte Schaltkreis über die Datenkommunikationsleitung(en) direkt, d. h. ohne zwischengeschaltete Einheiten, miteinander verbunden sein. Die Datenkommunikation zwischen der Steuereinheit und dem integrierten Schaltkreis, beispielsweise einem SoC, Mikrocontroller, FPGA oder ASIC, kann in einer oder beiden Richtungen erfolgen. Beispielsweise kann die Steuereinheit konfiguriert sein, um den integrierten Schaltkreis über die Datenkommunikationsleitung(en) bei Bedarf zurückzusetzen. Denkbar sind aber auch andere Anwendungen für die Datenkommunikationsleitung(en). Ist die Steuereinheit konfiguriert, um Spannungsbereitstellungseinheiten für mehrere integrierte Schaltkreise anzusteuern, so kann sie beispielsweise mit jedem dieser Schaltkreise über mindestens eine Datenkommunikationsleitung zur Datenkommunikation verbunden sein.According to one embodiment, the control unit and the integrated circuit can be connected to one another for data communication via at least one data communication line. In particular, the control unit and the integrated circuit can be directly, i. H. be connected to each other without intermediary units. The data communication between the control unit and the integrated circuit, for example a SoC, microcontroller, FPGA or ASIC, can take place in one or both directions. For example, the control unit can be configured to reset the integrated circuit via the data communication line(s) when necessary. However, other applications for the data communication line(s) are also conceivable. If the control unit is configured to control voltage supply units for a number of integrated circuits, it can be connected to each of these circuits via at least one data communication line for data communication, for example.

Zusätzlich oder alternativ kann jede Spannungsbereitstellungseinheit über mindestens eine Datenkommunikationsleitung mit der Steuereinheit zur Datenkommunikation verbunden sein, beispielsweise zur Übertragung eines durch die Steuereinheit erzeugten Schaltsignals zum Schalten der Spannungsbereitstellungseinheit und/oder zur Übertragung eines durch die Spannungsbereitstellungseinheit erzeugten Rückmeldesignals (siehe weiter unten).Additionally or alternatively, each voltage supply unit can be connected via at least one data communication line to the control unit for data communication, for example to transmit a switching signal generated by the control unit for switching the voltage supply unit and/or to transmit a feedback signal generated by the voltage supply unit (see below).

Gemäß einer Ausführungsform können die Schaltung und das Spannungssteuerungsmodul auf ein und derselben Leiterplatte angeordnet sein. Somit kann das eingebettete System besonders platzsparend ausgeführt werden. Alternativ können sich die Schaltung und das Spannungssteuerungsmodul auf verschiedenen Leiterplatten befinden.According to one embodiment, the circuit and the voltage control module can be arranged on one and the same circuit board. The embedded system can thus be implemented in a particularly space-saving manner. Alternatively, the circuit and the voltage control module can be on different circuit boards.

Gemäß einer Ausführungsform kann das Verfahren ferner die folgenden Schritte umfassen: Empfangen eines Rückmeldesignals in der Steuereinheit, wobei das Rückmeldesignal durch jede Spannungsbereitstellungseinheit als Reaktion auf das Ansteuern der Spannungsbereitstellungseinheit durch die Steuereinheit erzeugt worden ist; Auswerten des Rückmeldesignals durch die Steuereinheit, um ein Auswertungsergebnis zu erhalten. Das Auswertungsergebnis kann beispielsweise zur weiteren Verarbeitung durch die Steuereinheit und/oder ein Peripheriegerät in einem Speicher des eingebetteten Systems gespeichert werden. Beim Auswerten des Rückmeldesignals kann beispielsweise überprüft werden, ob die korrekte Spannung am Spannungsausgang der betreffenden Spannungsbereitstellungseinheit bereitgestellt worden ist.According to one embodiment, the method can further comprise the following steps: receiving a feedback signal in the control unit, the feedback signal having been generated by each voltage supply unit in response to the voltage supply unit being activated by the control unit; Evaluation of the feedback signal by the control unit in order to obtain an evaluation result. The evaluation result can, for example, be used for further processing by the control unit and/or a Peripheral device are stored in a memory of the embedded system. When evaluating the feedback signal, it can be checked, for example, whether the correct voltage has been provided at the voltage output of the relevant voltage supply unit.

Gemäß einer Ausführungsform kann das Verfahren ferner den folgenden Schritt umfassen: Ansteuern der Spannungsbereitstellungseinheit und/oder des mindestens einen integrierten Schaltkreises in Abhängigkeit vom Auswertungsergebnis durch die Steuereinheit. Das Ansteuern kann beispielsweise dann erfolgen, wenn das Auswertungsergebnis einen Fehler anzeigt. In diesem Fall kann die Steuereinheit beispielsweise das Hoch- und/oder Herunterfahren des betreffenden integrierten Schaltkreises und/oder des gesamten eingebetteten Systems unterbrechen. Somit können Beschädigungen und/oder Fehlfunktionen vermieden werden.According to one specific embodiment, the method can also include the following step: activating the voltage supply unit and/or the at least one integrated circuit as a function of the evaluation result by the control unit. The activation can take place, for example, when the evaluation result indicates an error. In this case, the control unit can, for example, interrupt the startup and/or shutdown of the relevant integrated circuit and/or the entire embedded system. Damage and/or malfunctions can thus be avoided.

Figurenlistecharacter list

Nachfolgend werden Ausführungsformen der Erfindung unter Bezugnahme auf die beigefügten Zeichnungen beschrieben, wobei weder die Zeichnungen noch die Beschreibung als die Erfindung einschränkend auszulegen sind.

  • 1 zeigt ein eingebettetes System gemäß einer Ausführungsform der Erfindung.
  • 2 zeigt ein Flussdiagramm zur Veranschaulichung eines Verfahrens zum Steuern eines eingebetteten Systems gemäß einer Ausführungsform der Erfindung.
Embodiments of the invention are described below with reference to the accompanying drawings, neither the drawings nor the description being to be construed as limiting the invention.
  • 1 Figure 12 shows an embedded system according to an embodiment of the invention.
  • 2 FIG. 12 shows a flow chart for illustrating a method for controlling an embedded system according to an embodiment of the invention.

Die Figuren sind lediglich schematisch und nicht maßstabsgetreu. Gleiche Bezugszeichen bezeichnen in den Figuren gleiche oder gleichwirkende Merkmale.The figures are merely schematic and not true to scale. In the figures, the same reference symbols denote the same features or features that have the same effect.

Ausführungsformen der ErfindungEmbodiments of the invention

1 zeigt ein eingebettetes System 1, das ein Spannungssteuerungsmodul 2 und eine Schaltung 3 umfasst. Die Schaltung 3 umfasst mehrere integrierte Schaltkreise 4, 5, 6, hier beispielhaft einen ersten Schaltkreis 4 mit mehreren ersten Spannungseingängen 7, einen zweiten Schaltkreis 5 mit mehreren zweiten Spannungseingängen 8 und einen dritten Schaltkreis 6 mit mehreren dritten Spannungseingängen 9. 1 FIG. 1 shows an embedded system 1 comprising a voltage control module 2 and a circuit 3. FIG. The circuit 3 comprises a plurality of integrated circuits 4, 5, 6, here by way of example a first circuit 4 with a plurality of first voltage inputs 7, a second circuit 5 with a plurality of second voltage inputs 8 and a third circuit 6 with a plurality of third voltage inputs 9.

Die Schaltung 3 kann auch mehr oder weniger als drei Schaltkreise umfassen, beispielsweise auch nur einen Schaltkreis.The circuit 3 can also include more or fewer than three circuits, for example just one circuit.

Die Schaltkreise 4, 5, 6 können vom gleichen Typ oder von verschiedenen Typen sein. Die Schaltkreise 4, 5, 6 können beispielsweise jeweils als SoC, Mikrocontroller, FPGA oder ASIC ausgeführt sein.The circuits 4, 5, 6 can be of the same type or of different types. The circuits 4, 5, 6 can each be designed as a SoC, microcontroller, FPGA or ASIC, for example.

Das eingebettete System 1 kann beispielsweise eine Komponente eines Fahrzeugs oder eines Roboters sein, etwa eines Industrie- oder Haushaltsroboters.The embedded system 1 can be, for example, a component of a vehicle or a robot, such as an industrial or household robot.

Das Spannungssteuerungsmodul 2 dient zur Steuerung einer Spannungsversorgung der drei Schaltkreise 4, 5, 6. Hierzu umfasst das Spannungssteuerungsmodul 2 mehrere Spannungsbereitstellungseinheiten 10, 11, 12 mit je einem Spannungsausgang 13, 14, 15 zum Bereitstellen einer elektrischen Spannung, nämlich:

  • - erste Spannungsbereitstellungseinheiten 10 mit je einem ersten Spannungsausgang 13, der mit einem der ersten Spannungseingänge 7 elektrisch leitfähig verbunden ist;
  • - zweite Spannungsbereitstellungseinheiten 11 mit je einem zweiten Spannungsausgang 14, der mit einem der zweiten Spannungseingänge 8 elektrisch leitfähig verbunden ist;
  • - dritte Spannungsbereitstellungseinheiten 12 mit je einem dritten Spannungsausgang 15, der mit einem der dritten Spannungseingänge 9 elektrisch leitfähig verbunden ist.
The voltage control module 2 is used to control a voltage supply for the three circuits 4, 5, 6. For this purpose, the voltage control module 2 comprises a plurality of voltage supply units 10, 11, 12, each with a voltage output 13, 14, 15 for supplying an electrical voltage, namely:
  • - First voltage supply units 10 each having a first voltage output 13 which is electrically conductively connected to one of the first voltage inputs 7;
  • - Second voltage supply units 11, each with a second voltage output 14 which is electrically conductively connected to one of the second voltage inputs 8;
  • - Third voltage supply units 12, each with a third voltage output 15, which is electrically conductively connected to one of the third voltage inputs 9.

Wie in 1 mit drei vertikalen Punkten angedeutet, kann das eingebettete System 1 für jeden Schaltkreis 4, 5, 6 je nach Anzahl der Spannungseingänge 7, 8, 9 auch mehr als zwei Spannungsbereitstellungseinheiten 10, 11, 12 umfassen, beispielsweise mehr als 5, mehr als 10 oder sogar mehr als 20 Spannungsbereitstellungseinheiten 10, 11, 12.As in 1 indicated with three vertical dots, the embedded system 1 for each circuit 4, 5, 6, depending on the number of voltage inputs 7, 8, 9, can also include more than two voltage supply units 10, 11, 12, for example more than 5, more than 10 or even more than 20 power supply units 10, 11, 12.

Jede Spannungsbereitstellungseinheit 10, 11, 12 ist durch eine Steuereinheit 16 des Spannungssteuerungsmoduls 2 ansteuerbar, die als FPGA, ASIC oder eine Kombination aus beidem ausgeführt ist. Die Steuereinheit 16 kann beispielsweise auch mehr als einen FPGA-Baustein und/oder mehr als einen ASIC-Baustein umfassen. Insbesondere kann die Steuereinheit 16 ausschließlich als FPGA und/oder ASIC ausgeführt sein.Each voltage supply unit 10, 11, 12 can be controlled by a control unit 16 of the voltage control module 2, which is designed as an FPGA, ASIC or a combination of both. The control unit 16 can, for example, also include more than one FPGA module and/or more than one ASIC module. In particular, the control unit 16 can be designed exclusively as an FPGA and/or ASIC.

Die Steuereinheit 16 ist konfiguriert, um die Spannungsbereitstellungseinheiten 10, 11, 12 so anzusteuern, dass die Spannungen an den jeweiligen Spannungsausgängen 13, 14, 15, und damit an den jeweiligen Spannungseingängen 7, 8, 9, in einer definierten Sequenz bereitgestellt werden.The control unit 16 is configured to control the voltage supply units 10, 11, 12 in such a way that the voltages at the respective voltage outputs 13, 14, 15, and thus at the respective voltage inputs 7, 8, 9, are provided in a defined sequence.

Genauer gesagt kann die Steuereinheit 16 konfiguriert sein, um:

  • - die ersten Spannungsbereitstellungseinheiten 10 so anzusteuern, dass die Spannungen an den ersten Spannungsausgängen 13, und damit an den ersten Spannungseingängen 7, in einer definierten ersten Sequenz bereitgestellt werden;
  • - die zweiten Spannungsbereitstellungseinheiten 11 so anzusteuern, dass die Spannungen an den zweiten Spannungsausgängen 14, und damit an den zweiten Spannungseingängen 8, in einer definierten zweiten Sequenz bereitgestellt werden;
  • - die dritten Spannungsbereitstellungseinheiten 12 so anzusteuern, dass die Spannungen an den dritten Spannungsausgängen 15, und damit an den dritten Spannungseingängen 9, in einer definierten dritten Sequenz bereitgestellt werden.
More specifically, controller 16 may be configured to:
  • - To drive the first voltage supply units 10 so that the voltages are provided to the first voltage outputs 13, and thus to the first voltage inputs 7, in a defined first sequence;
  • - To control the second voltage supply units 11 so that the voltages at the second voltage outputs 14, and thus at the second voltage inputs 8, are provided in a defined second sequence;
  • - To control the third voltage supply units 12 so that the voltages at the third voltage outputs 15, and thus at the third voltage inputs 9, are provided in a defined third sequence.

Es ist möglich, dass das Spannungssteuerungsmodul 2 für verschiedene Schaltkreise 4, 5, 6 verschieden viele Spannungsbereitstellungseinheiten 10, 11, 12 umfasst.It is possible that the voltage control module 2 for different circuits 4, 5, 6 comprises different numbers of voltage supply units 10, 11, 12.

Zusätzlich kann die Steuereinheit 16 konfiguriert sein, um die ersten Spannungsbereitstellungseinheiten 10 unabhängig von den zweiten Spannungsbereitstellungseinheiten 11 und/oder unabhängig von den dritten Spannungsbereitstellungseinheiten 12 anzusteuern.In addition, the control unit 16 can be configured to control the first voltage supply units 10 independently of the second voltage supply units 11 and/or independently of the third voltage supply units 12 .

Optional kann die Steuereinheit 16 mit Konfigurationsdaten 17 konfiguriert sein, die in einem internen Speicher 18 des eingebetteten Systems 1, beispielsweise einem RAM, ROM, EPROM oder Flash-Speicher, oder, zusätzlich oder alternativ, in einem externen Speicher 19 gespeichert sein können. Somit kann die Konfiguration der Steuereinheit 16 sehr einfach, d. h. ohne Hardwareänderungen, an Änderungen in der Konfiguration des eingebetteten Systems 1 angepasst werden.Optionally, the control unit 16 can be configured with configuration data 17, which can be stored in an internal memory 18 of the embedded system 1, for example a RAM, ROM, EPROM or flash memory, or, additionally or alternatively, in an external memory 19. Thus, the configuration of the control unit 16 can be very simple, e.g. H. be adapted to changes in the configuration of the embedded system 1 without hardware changes.

Der externe Speicher 19 kann mit dem eingebetteten System 1, genauer mit der Steuereinheit 16, über eine geeignete Datenkommunikationsschnittstelle zur Datenkommunikation wie etwa JTAG oder SPI verbindbar sein.The external memory 19 can be connected to the embedded system 1, more precisely to the control unit 16, via a suitable data communication interface for data communication, such as JTAG or SPI.

Die Konfigurationsdaten 17 können beispielsweise einen oder mehrere Parameter 20 für jede Spannung einer jeden Sequenz definieren, wie etwa eine Verzögerungszeit zum verzögerten Ein- und/oder Ausschalten der Spannung am jeweiligen Spannungsausgang 13, 14, 15, ein Timeout-Wert für die Bereitstellung der Spannung am jeweiligen Spannungsausgang 13, 14, 15 oder eine Position der Spannung innerhalb der jeweiligen Sequenz.The configuration data 17 can, for example, define one or more parameters 20 for each voltage of each sequence, such as a delay time for delayed switching on and/or off of the voltage at the respective voltage output 13, 14, 15, a timeout value for the provision of the voltage at the respective voltage output 13, 14, 15 or a position of the voltage within the respective sequence.

Wie in 1 zu sehen, ist es möglich, dass die Schaltung 3, das Spannungssteuerungsmodul 2 und der interne Speicher 18 platzsparend auf ein und derselben Leiterplatte 21 angeordnet sind. Je nach Anwendung sind aber auch andere, weniger kompakte Konfigurationen denkbar.As in 1 As can be seen, it is possible for the circuit 3, the voltage control module 2 and the internal memory 18 to be arranged on one and the same printed circuit board 21 in a space-saving manner. Depending on the application, however, other, less compact configurations are also conceivable.

Die Steuereinheit 16 kann beispielsweise konfiguriert sein, um ein im Folgenden näher beschriebenes Verfahren zum Steuern des eingebetteten Systems 1 auszuführen (siehe hierzu 2).The control unit 16 can be configured, for example, to carry out a method for controlling the embedded system 1, which is described in more detail below (see 2 ).

In einem ersten Schritt S01 empfängt die Steuereinheit 16 ein Steuersignal 22, beispielsweise von einem übergeordneten Controller des eingebetteten Systems 1.In a first step S01, the control unit 16 receives a control signal 22, for example from a higher-level controller of the embedded system 1.

In einem zweiten Schritt S02 verarbeitet die Steuereinheit 16 das Steuersignal 22, wobei die Steuereinheit 16 die einzelnen Spannungsbereitstellungseinheiten 10, 11, 12 derart ansteuert, dass die Spannungen an den jeweiligen Spannungsausgängen 13, 14, 15 in der ersten, zweiten bzw. dritten Sequenz bereitgestellt werden.In a second step S02, the control unit 16 processes the control signal 22, with the control unit 16 controlling the individual voltage supply units 10, 11, 12 in such a way that the voltages at the respective voltage outputs 13, 14, 15 are provided in the first, second or third sequence become.

Beispielsweise kann in Schritt S02 die erste Sequenz erzeugt werden, um den ersten Schaltkreis 4 hochzufahren, die zweite Sequenz erzeugt werden, um den zweiten Schaltkreis 5 hochzufahren, und die dritte Sequenz erzeugt werden, um den dritten Schaltkreis 6 hochzufahren. Alternativ können die Sequenzen zum Herunterfahren des jeweiligen Schaltkreises 4, 5, 6 erzeugt werden, beispielsweise durch Umkehren der Reihenfolge der Spannungen innerhalb der jeweiligen Sequenz.For example, in step S02, the first sequence may be generated to power up the first circuit 4, the second sequence may be generated to power up the second circuit 5, and the third sequence may be generated to power up the third circuit 6. Alternatively, the sequences for shutting down the respective circuit 4, 5, 6 can be generated, for example by reversing the order of the voltages within the respective sequence.

In einem optionalen Schritt S03 kann die Steuereinheit 16 ein Rückmeldesignal 23 von jeder Spannungsbereitstellungseinheit 10, 11, 12 empfangen, wobei das Rückmeldesignal 23 durch jede Spannungsbereitstellungseinheit 10, 11, 12 als Reaktion auf die Ansteuerung der Spannungsbereitstellungseinheit 10, 11, 12 durch die Steuereinheit 16 erzeugt worden ist.In an optional step S03, the control unit 16 can receive a feedback signal 23 from each voltage supply unit 10, 11, 12, with the feedback signal 23 being sent by each voltage supply unit 10, 11, 12 in response to the activation of the voltage supply unit 10, 11, 12 by the control unit 16 has been generated.

In einem optionalen Schritt S04 kann die Steuereinheit 16 die Rückmeldesignale 23 auswerten.In an optional step S04, the control unit 16 can evaluate the feedback signals 23.

Je nach Auswertungsergebnis kann die Steuereinheit 16 die betreffende Spannungsbereitstellungseinheit 10, 11, 12 und/oder den damit verbundenen Schaltkreis 4, 5, 6 in einem optionalen Schritt S05 in geeigneter Weise (erneut) ansteuern.Depending on the evaluation result, the control unit 16 can (again) control the relevant voltage supply unit 10, 11, 12 and/or the circuit 4, 5, 6 connected thereto in a suitable manner in an optional step S05.

Zeigt das Auswertungsergebnis beispielsweise einen Fehler an, so kann die Steuereinheit 16 in Schritt S05 das Hoch- bzw. Herunterfahren des betreffenden Schaltkreises 4, 5, 6 und/oder des gesamten eingebetteten Systems 1 unterbrechen. Hierzu kann die Steuereinheit 16 beispielsweise mit jedem der Schaltkreise 4, 5, 6 über mindestens eine gesonderte Datenkommunikationsleitung 24 zur Datenkommunikation in einer oder beiden Richtungen verbunden sein.If the evaluation result indicates an error, for example, then the control unit 16 can interrupt the startup or shutdown of the relevant circuit 4, 5, 6 and/or the entire embedded system 1 in step S05. For this purpose, the control unit 16, for example, with each of the circuits 4, 5, 6 via at least one separate data communication line 24 to Data communication can be connected in one or both directions.

Andernfalls, d. h., wenn das Auswertungsergebnis keinen Fehler anzeigt, kann die Steuereinheit 16 beispielsweise in einem optionalen Schritt S06 das Hoch- bzw. Herunterfahren ohne Unterbrechung fortsetzen.Otherwise, i.e. That is, if the evaluation result does not indicate an error, the control unit 16 can, for example, continue the startup or shutdown without interruption in an optional step S06.

Abschließend wird darauf hingewiesen, dass Begriffe wie „aufweisend“, „umfassend“ usw. keine anderen Elemente oder Schritte ausschließen und unbestimmte Artikel wie „ein“ oder „eine“ keine Vielzahl ausschließen. Bezugszeichen in den Ansprüchen sind nicht als Einschränkung anzusehen.Finally, it is noted that terms such as "comprising," "comprising," etc. do not exclude other elements or steps, and indefinite articles such as "a" or "an" do not exclude a plurality. Any reference signs in the claims should not be construed as limiting.

Claims (13)

Eingebettetes System (1), umfassend: eine Schaltung (3), die mindestens einen integrierten Schaltkreis (4, 5, 6) mit mehreren Spannungseingängen (7, 8, 9) umfasst; und ein Spannungssteuerungsmodul (2), das mehrere Spannungsbereitstellungseinheiten (10, 11, 12) mit je einem Spannungsausgang (13, 14, 15) zum Bereitstellen einer elektrischen Spannung und mindestens einen FPGA- und/oder ASIC-Baustein (16) als Steuereinheit (16) zum Ansteuern der Spannungsbereitstellungseinheiten (10, 11, 12) umfasst; wobei jede Spannungsbereitstellungseinheit (10, 11, 12) über ihren Spannungsausgang (13, 14, 15) an einen der Spannungseingänge (7, 8, 9) angeschlossen ist; wobei die Steuereinheit (16) konfiguriert ist, um die Spannungsbereitstellungseinheiten (10, 11, 12) so anzusteuern, dass die Spannungen an den Spannungsausgängen (13, 14, 15) in einer definierten Sequenz bereitgestellt werden.Embedded system (1) comprising: a circuit (3) comprising at least one integrated circuit (4, 5, 6) with a plurality of voltage inputs (7, 8, 9); and a voltage control module (2), which has several voltage supply units (10, 11, 12), each with a voltage output (13, 14, 15) for supplying an electrical voltage and at least one FPGA and/or ASIC module (16) as a control unit (16 ) for driving the voltage supply units (10, 11, 12); each voltage supply unit (10, 11, 12) being connected to one of the voltage inputs (7, 8, 9) via its voltage output (13, 14, 15); wherein the control unit (16) is configured to control the voltage supply units (10, 11, 12) in such a way that the voltages at the voltage outputs (13, 14, 15) are supplied in a defined sequence. Eingebettetes System (1) nach Anspruch 1, wobei die Schaltung (3) mindestens einen integrierten ersten Schaltkreis (4) mit ersten Spannungseingängen (7) und einen integrierten zweiten Schaltkreis (5) mit zweiten Spannungseingängen (8) umfasst; wobei die Spannungsbereitstellungseinheiten (10, 11, 12) mindestens erste Spannungsbereitstellungseinheiten (10) mit je einem ersten Spannungsausgang (13) und zweite Spannungsbereitstellungseinheiten (11) mit je einem zweiten Spannungsausgang (14) umfassen; wobei jede erste Spannungsbereitstellungseinheit (10) über ihren ersten Spannungsausgang (13) an einen der ersten Spannungseingänge (7) angeschlossen ist und jede zweite Spannungsbereitstellungseinheit (11) über ihren zweiten Spannungsausgang (14) an einen der zweiten Spannungseingänge (8) angeschlossen ist; wobei die Steuereinheit (16) konfiguriert ist, um die ersten Spannungsbereitstellungseinheiten (10) so anzusteuern, dass die Spannungen an den ersten Spannungsausgängen (13) in einer definierten ersten Sequenz bereitgestellt werden, und die zweiten Spannungsbereitstellungseinheiten (11) so anzusteuern, dass die Spannungen an den zweiten Spannungsausgängen (14) in einer definierten zweiten Sequenz bereitgestellt werden.Embedded system (1) after claim 1 , wherein the circuit (3) comprises at least one integrated first circuit (4) with first voltage inputs (7) and one integrated second circuit (5) with second voltage inputs (8); wherein the voltage supply units (10, 11, 12) comprise at least first voltage supply units (10) each with a first voltage output (13) and second voltage supply units (11) each with a second voltage output (14); each first voltage supply unit (10) being connected to one of the first voltage inputs (7) via its first voltage output (13) and each second voltage supply unit (11) being connected to one of the second voltage inputs (8) via its second voltage output (14); wherein the control unit (16) is configured to control the first voltage supply units (10) in such a way that the voltages at the first voltage outputs (13) are provided in a defined first sequence, and to control the second voltage supply units (11) in such a way that the voltages are provided at the second voltage outputs (14) in a defined second sequence. Eingebettetes System (1) nach Anspruch 2, wobei der erste Schaltkreis (4) ein Ein-Chip-System ist; und/oder wobei der zweite Schaltkreis (5) ein Ein-Chip-System ist.Embedded system (1) after claim 2 , wherein the first circuit (4) is a system on chip; and/or wherein the second circuit (5) is a one-chip system. Eingebettetes System (1) nach Anspruch 2 oder 3, wobei die Steuereinheit (16) konfiguriert ist, um die ersten Spannungsbereitstellungseinheiten (10) und die zweiten Spannungsbereitstellungseinheiten (11) unabhängig voneinander anzusteuern.Embedded system (1) after claim 2 or 3 , wherein the control unit (16) is configured to drive the first voltage supply units (10) and the second voltage supply units (11) independently of one another. Eingebettetes System (1) nach einem der vorhergehenden Ansprüche, wobei die Steuereinheit (16) mit Konfigurationsdaten (17) konfiguriert ist, die mindestens einen der folgenden Parameter (20) für jede Spannung der definierten Sequenz definieren: eine Verzögerungszeit, um die die Spannung verzögert werden soll; ein Zeitfenster, in dem die Spannung bereitgestellt werden soll; eine Position der Spannung innerhalb der definierten Sequenz.Embedded system (1) according to one of the preceding claims, wherein the control unit (16) is configured with configuration data (17) defining at least one of the following parameters (20) for each voltage of the defined sequence: a delay time by which the voltage is to be delayed; a time window in which the voltage is to be provided; a position of the voltage within the defined sequence. Eingebettetes System (1) nach einem der vorhergehenden Ansprüche, ferner umfassend: einen Speicher (18), der Konfigurationsdaten (17) für die Steuereinheit (16) speichert, wobei die Steuereinheit (16) mit den gespeicherten Konfigurationsdaten (17) konfiguriert ist.Embedded system (1) according to any one of the preceding claims, further comprising: a memory (18) storing configuration data (17) for the control unit (16), the control unit (16) being configured with the stored configuration data (17). Eingebettetes System (1) nach einem der vorhergehenden Ansprüche, wobei die Steuereinheit (16) und der integrierte Schaltkreis (4, 5, 6) über mindestens eine Datenkommunikationsleitung (24) miteinander zur Datenkommunikation verbunden sind.Embedded system (1) according to one of the preceding claims, wherein the control unit (16) and the integrated circuit (4, 5, 6) are connected to one another for data communication via at least one data communication line (24). Eingebettetes System (1) nach einem der vorhergehenden Ansprüche, wobei die Schaltung (3) und das Spannungssteuerungsmodul (2) auf ein und derselben Leiterplatte (21) angeordnet sind.Embedded system (1) according to one of the preceding claims, in which the circuit (3) and the voltage control module (2) are arranged on one and the same printed circuit board (21). Computerimplementiertes Verfahren zum Steuern eines eingebetteten Systems (1) nach einem der vorhergehenden Ansprüche, wobei das Verfahren umfasst: Empfangen eines Steuersignals (22) in der Steuereinheit (16); und Ansteuern der Spannungsbereitstellungseinheiten (10, 11, 12) durch die Steuereinheit (16) basierend auf dem Steuersignal (22), sodass elektrische Spannungen an den Spannungsausgängen (13, 14, 15) der Spannungsbereitstellungseinheiten (10, 11, 12) in einer definierten Sequenz bereitgestellt werden.A computer-implemented method for controlling an embedded system (1) according to any one of the preceding claims, the method comprising: receiving a control signal (22) in the control unit (16); and activating the voltage supply units (10, 11, 12) by the control unit (16) based on the control signal (22), so that electrical span voltage outputs (13, 14, 15) of the voltage supply units (10, 11, 12) are provided in a defined sequence. Verfahren nach Anspruch 9, ferner umfassend: Empfangen eines Rückmeldesignals (23) in der Steuereinheit (16), wobei das Rückmeldesignal (23) durch jede Spannungsbereitstellungseinheit (10, 11, 12) als Reaktion auf das Ansteuern der Spannungsbereitstellungseinheit (10, 11, 12) durch die Steuereinheit (16) erzeugt worden ist; Auswerten des Rückmeldesignals (23) durch die Steuereinheit (16), um ein Auswertungsergebnis zu erhalten.procedure after claim 9 , further comprising: receiving a feedback signal (23) in the control unit (16), wherein the feedback signal (23) by each voltage supply unit (10, 11, 12) in response to the actuation of the voltage supply unit (10, 11, 12) by the control unit (16) has been generated; Evaluation of the feedback signal (23) by the control unit (16) in order to obtain an evaluation result. Verfahren nach Anspruch 10, ferner umfassend: Ansteuern der Spannungsbereitstellungseinheit (10, 11, 12) und/oder des mindestens einen integrierten Schaltkreises (4, 5, 6) durch die Steuereinheit (16) in Abhängigkeit vom Auswertungsergebnis.procedure after claim 10 , further comprising: activating the voltage supply unit (10, 11, 12) and/or the at least one integrated circuit (4, 5, 6) by the control unit (16) as a function of the evaluation result. Computerprogramm, umfassend Befehle, die einen Prozessor bei Ausführung des Computerprogramms durch den Prozessor veranlassen, das Verfahren nach einem der Ansprüche 9 bis 11 auszuführen.A computer program, comprising instructions which cause a processor, when the computer program is executed by the processor, to carry out the method according to any one of claims 9 until 11 to execute. Computerlesbares Medium, auf dem das Computerprogramm nach Anspruch 12 gespeichert ist.Computer-readable medium on which the computer program claim 12 is saved.
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