JPH09190401A - 周辺モジュールおよびマイクロプロセッサ・システム - Google Patents
周辺モジュールおよびマイクロプロセッサ・システムInfo
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- B60G17/015—Resilient suspensions having means for adjusting the spring or vibration-damper characteristics, for regulating the distance between a supporting surface and a sprung part of vehicle or for locking suspension during use to meet varying vehicular or surface conditions, e.g. due to speed or load the regulating means comprising electric or electronic elements
- B60G17/018—Resilient suspensions having means for adjusting the spring or vibration-damper characteristics, for regulating the distance between a supporting surface and a sprung part of vehicle or for locking suspension during use to meet varying vehicular or surface conditions, e.g. due to speed or load the regulating means comprising electric or electronic elements characterised by the use of a specific signal treatment or control method
- B60G17/0185—Resilient suspensions having means for adjusting the spring or vibration-damper characteristics, for regulating the distance between a supporting surface and a sprung part of vehicle or for locking suspension during use to meet varying vehicular or surface conditions, e.g. due to speed or load the regulating means comprising electric or electronic elements characterised by the use of a specific signal treatment or control method for failure detection
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Abstract
ング可能な周辺モジュールを提供する。 【解決手段】 周辺モジュールは、複数のサブモジュー
ルを結合するよう配置された周辺バスと、周辺バスをマ
イクロプロセッサ・システムのメイン・バスに結合する
非同期インターフェースとを備える。周辺プロセッサ
は、サブモジュールの活動を管理するデータによりプロ
グラミングされる。
Description
システムのプログラミング可能な周辺モジュールに関す
る。
車用などの埋込型リアル・タイム・マイクロプロセッサ
・システムは、大量のプロセッサ性能を必要とする。エ
ンジン/伝導機構の制御およびABS (自動ブレーキング
・システム)やサスペンションを含む車両の制御には、
多くの処理能力と速度とが必要とされる。たとえば、車
両衝突予測検出,ナビゲーションおよび車両ハイウェイ
・システムなどのインテリジェント輸送システム(ITS
)により、将来的にはプロセッサに課せられる要求が
増すことになろう。
にこのような埋込型制御用途に用いられている。このよ
うな高性能のマイクロコントローラ・コアは、キャッシ
ュ,スーパー・スケーラ・アーキテクチャ,パイプライ
ン・プロセッサ・ユニットおよび予測分岐などの技術を
用いる。
プログラム・フローの場合は、プロセッサの性能が大き
く増大する。しかし、同期プログラムのフローが非同期
イベントにより割り込まれると、性能は著しく下がる。
これは、推論的に実行された段階が反転され、パイプラ
インを空にしてもう一度満たさねばならないからであ
る。
ントローラ・コアは、ワークステーションなどに要求さ
れるダイナミック・システム設計を支援するために開発
される。このため、多くの数のレジスタが必要になる。
埋込型コントローラは、スタティック設定しか用いない
が、一方で割込には迅速に反応することが求められる。
レジスタの数が多いと、膨大なデータをスタックなどに
セーブしなければならないので、外部割込に対するプロ
セッサ・コアの反応時間が遅くなる。
データは、8〜12ビットである。予備処理および大量
のデータ処理も、16ビット程度である。従って、この
種のアルゴリズムのために32ビットのアーキテクチャ
を用いることは、プログラムとデータ・メモリの使用量
を非常に大きくして、32ビットのアーキテクチャのハ
ードウェアには部分的にしか負荷をかけないことにな
る。
を入力するとノック検出のためのデータ・サンプリング
を始めるなど、出力信号の生成にわずかな量の処理能力
しか必要としないことが多い。
ュール間でほとんど、あるいは全然相互接続を持たな
い。タイマがノック検出データ・サンプリングのために
割り込み信号を生成するなどのノック検出の場合は、マ
イクロコントローラ・コアは、この割込に対応して、デ
ータをサンプリングするようにA/D 変換器を起動する。
最後に、ハイエンド・コアは、特にフェール・セーフの
概念に対応しない。冗長モジュール/実行ユニットの1
つが故障の場合は、コア内には、検出または偶発事故の
ための手順/ハードウェアが組み込まれていない。安全
上不可欠な埋込型リアル・タイム用途(たとえばABS ,
エンジン管理,ギアボックス制御,エアバッグなど)で
は、マイクロコントローラのエラーを検出して、これら
に自動的に対処する機構が必要とされる。
ローラ・ユニットのスイッチを切るか、あるいは故障が
起きたときにシステムを動かし続けるために削減された
機能を持つバックアップ・システムが最小限の操作(リ
ンプ・ホーム・モード(limphome mode))を維持するた
めの冗長ハードウェアを追加することである。このた
め、I/O ,保護回路,クロック回路などをすべて備える
第2の冗長マイクロコントローラなどの追加の冗長ハー
ドウェアの必要性が高まる。
ュールを提供することを求める。
マイクロプロセッサ・システムと共に用いて、システム
の少なくとも1つのモジュールに結合するよう配置され
た周辺モジュールであって:少なくとも1つのサブモジ
ュールに結合するよう配置された周辺バス;周辺バスを
マイクロプロセッサ・システムのメイン・バスに結合す
る非同期インターフェース;および周辺バスに結合さ
れ、少なくとも1つのサブモジュールの活動を管理する
よう配置された周辺処理手段であって、少なくとも1つ
のサブモジュールを管理するためのデータでプログラミ
ングされるよう配置される周辺処理手段によって構成さ
れることを特徴とする周辺モジュールが提供される。
サ;メイン・プロセッサに結合されたメイン・バス;少
なくとも1つのサブモジュール;少なくとも1つのサブ
モジュールに結合するよう配置された周辺バス;周辺バ
スとメイン・バスとの間を結合する非同期インターフェ
ース;および周辺バスに結合され、少なくとも1つのサ
ブモジュールの活動を管理するよう配置された周辺処理
手段であって、少なくとも1つのサブモジュールを管理
するデータによりプログラミングされるよう配置される
周辺処理手段によって構成されることを特徴とするマイ
クロプロセッサ・システムが提供される。
周辺バスに結合された第1ポートと、メイン・バスに結
合するよう配置された第2ポートとを有する二重ポート
・メモリによって構成される。好ましくは、周辺処理手
段は、周辺プロセッサおよびメモリを備える。
と、メイン・メモリ40と、複数のハイエンド・モジュ
ール50,60と、周辺モジュール100と、これらす
べてを相互接続するために結合されたメイン・バス20
とを備えるマイクロプロセッサ・システム10が図示さ
れる。
ンターフェース125,割込ユニット127,周辺プロ
セッサ130,周辺メモリ135および複数のサブモジ
ュール140,150を備える。サブモジュールについ
ては後で詳しく説明する。周辺バスのすべての要素は、
周辺バス120により相互接続される。
メイン・バス20と周辺バス120との間に結合された
二重ポート・メモリで、メイン・バス20と周辺バス1
20との間の非同期データ転送を可能にする。
メイン・プロセッサ30および周辺プロセッサ130内
の異なるクロックに備えるために非同期に設定される。
非同期バス・インターフェース125は、さらに、周辺
バス120に接続されたすべてのサブモジュール14
0,150に対して、メイン・プロセッサ30による直
接的アクセスが可能になるよう配置される。
バス・インターフェースを有し、要求されたデータ読み
書き動作を実行する際には、周辺プロセッサ130の管
理下でバス・スレーブとして動作することができる。あ
るいは、周辺バス120のバス所有権がサブモジュール
140,150の一方に与えられている場合は、そのサ
ブモジュールがデータ読み取りまたはデータ書き込み動
作を開始するときに、バス・マスタとして動作する。
を削減するためには、周辺バス120についてはクロッ
ク同期バスが好ましい。バス幅はデータについて16ビ
ットで、アドレッシングについては最大8/16ビット
である。サブモジュール140,150は、16ビッ
ト,12ビットおよび8ビット設定の混合なので、非整
合データ・アクセスが好ましい選択となる。メモリ割当
アドレッシング法も好ましい。データ転送の速度を上げ
るには、重複アドレッシング/データ・サイクルが好都
合である。割込メカニズムは、入/出力モジュール(場
合によっては割込処理ユニットを介して)間での通信を
行えるように設定することができる。サブモジュール1
40,150のレベルは、1列または2列のバスにより
接続された周辺モジュール100内の2列,3列または
4列のサブモジュールを用いることができるよう標準化
しなければならない。
理能力(待行列スマートI/O モジュール)を持つ、ある
いは持たない標準の入/出力モジュールである。二重プ
ロセッサ・アーキテクチャは、周辺プロセッサ130の
「処理能力」を共有するので、非常に簡単な(データ処
理能力を持たない)サブモジュールしか必要としないこ
とが理解頂けよう。
器,ラッチおよびリンク・レジスタである。これらは、
予定されたイベントが非常に正確な時間フレームで発生
されるようにするために必要である。リンク・レジスタ
のオプションにより、周辺プロセッサによりすでにプロ
グラミングされている他のイベントを起動する能力が提
供される。
有する。たとえば命令集合の下位集合(サブセット)を
通じてアクセスされる独立した演算ユニットなどの、高
性能のデータ予備処理用途および標準的なI/O 処理用途
に対応するには、演算性能は設計段階中に測定可能なも
のでなければならない。これには、たとえばシャドウ・
レジスタなどの高速割込応答手法,低レジスタ・カウン
トおよび演算ユニットが含まれ、これらにはすべて割り
込むことができる。割込ネスティングが、通常の埋込型
データ処理ルーチンについては3ないし4の範囲である
ので、シャドウ・レジスタ・カウントは高過ぎてはなら
ない。命令集合は、データを処理できるよう最適化しな
ければならない。これは別々のプログラムとデータ・バ
スを有するハーバード・アーキテクチャを持たねばなら
ない。これは、たとえばバックグラウンド・デバッグ・
モードなどのデバッグ機能,バイナリ・スキャンに対応
しなければならない。メイン・プロセッサの命令集合と
同様の命令集合により、ソフトウェア分割段階のソフト
ウェア開発コストが下がる(ルーチンまたはその一部が
周辺プロセッサ130またはメイン・プロセッサ30上
で実行される場合も同様)。これにより、必要とされる
デバッグ・オーバーヘッドがさらに小さくなる。
機能を支援するだけの高いものでなければならない。そ
のため、設計段階では、このプロセッサは、たとえば、
追加の電源(メインMCU と同じでないもの),追加のク
ロック回路構成(たとえばバックアップRC発振器)を持
つように設定しなければならない。これにより、メイン
・プロセッサ30の故障の場合に、周辺プロセッサをバ
ックアップ処理装置として用いることができる。これに
より、たとえば自動車用など安全上不可欠な用途(ABS
,エンジン管理,エアバッグなど)について、故障の
際のバックアップまたは検出を行う、ハードウェア上非
常に効率の良い解決策が可能になる。
ス137を介して周辺プロセッサ130に接続される。
周辺メモリは、メイン・バス20にも結合され、サブモ
ジュール140,150の管理に用いられるデータを記
憶するように配置される。
ターフェース125に結合され、サブモジュール14
0,150の一方から1つ以上の他のサブモジュール1
40,150へ割込を送るためのプログラミング可能な
機能を提供する。これにより、タイマは周期的な割込信
号を発生することができ、この割込信号は、いくつかの
サブモジュールが、データ・サンプリング,データ出力
などの動作を開始するよう起動する。割込ユニット12
7は、メイン・プロセッサ30と周辺ルーチンとの間の
イベントの同期を処理することもできる。
理のために周辺プロセッサ130を用いて標準的処理ア
ルゴリズムを処理する。メイン・プロセッサ30によ
り、前処理タスクの下位集合のみが冗長的に実行され、
周辺プロセッサ130内のエラーを検出する。同様に、
周辺プロセッサは、簡略化されたコントローラ・アルゴ
リズムも実行して、メイン・プロセッサ30内のエラー
を検出する。エラーがある場合は、追加のソフトウェア
/ハードウェア(図示せず)により故障のあるプロセッ
サを検出しなければならず、故障のないプロセッサが簡
略化されたコントローラ・アルゴリズムを実行してシス
テム10の動作を維持する。
施例が可能であることは、当業者には理解頂けよう。た
とえば、割込ユニット127を非同期バス・インターフ
ェース125に組み込むこともできる。
に組み込まれる周辺モジュールを示す。
Claims (4)
- 【請求項1】 マイクロプロセッサ・システムで用いら
れ、前記システムの少なくとも1つのサブモジュールと
結合するよう配置される周辺モジュールであって:前記
の少なくとも1つのサブモジュールに結合するよう配置
される周辺バス;前記周辺バスを前記マイクロプロセッ
サ・システムのメイン・バスに結合する非同期インター
フェース;および前記周辺バスに結合され、前記の少な
くとも1つのサブモジュールの動作を管理するよう配置
される周辺処理手段であって、前記少なくとも1つのサ
ブモジュールを管理するデータでプログラミングされる
よう配置される周辺処理手段;によって構成されること
を特徴とする周辺モジュール。 - 【請求項2】 メイン・プロセッサ;前記メイン・プロ
セッサに結合されたメイン・バス;少なくとも1つのサ
ブモジュール;前記少なくとも1つのサブモジュールに
結合するよう配置される周辺バス;前記周辺バスと前記
メイン・バスとの間を結合する非同期インターフェー
ス;および前記周辺バスに結合され、前記の少なくとも
1つのサブモジュールの動作を管理するよう配置される
周辺処理手段であって、前記少なくとも1つのサブモジ
ュールを管理するデータでプログラミングされるよう配
置され、さらに、前記マイクロプロセッサ内でエラーが
起こった場合に、前記マイクロプロセッサ・システムを
制御するよう配置された周辺処理手段;によって構成さ
れることを特徴とするマイクロプロセッサ・システム。 - 【請求項3】 前記非同期インターフェースが、前記周
辺バスに結合された第1ポートと前記メイン・バスに結
合するよう配置された第2ポートとを有する二重ポート
・メモリによって構成される請求項1記載の周辺モジュ
ール。 - 【請求項4】 前記周辺処理手段が、周辺プロセッサお
よびメモリを備える請求項1または2記載の周辺モジュ
ール。
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