KR19980042414A - 제어장치 - Google Patents

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Abstract

특히, 자동차에 사용하기 위한 제어장치(1)에서 시간 측정 및 시간 제어가 컴퓨터 고유의 주기 시간과 무관해야 한다. 제어장치는 미리 주어진 클록 주파수를 가진 수정 제어 타이머(17), 컴퓨터의 모든 루틴에 대한 기준 시간으로서 글로벌 시간 클록을 제공하며 상기 수정 제어 타이머(17)에 의해 클록 제어되는 타이머(18), 및 태스크에 할당된 각각의 시간 측정을 위해 컴퓨터 프로그램에 의해 요구되며 태스크의 종료 후 다른 태스크를 위해 이용될 수 있는, 동적 관리되는 다수의 프로그램 제어 타이머(20)를 포함한다.

Description

제어장치
본 발명은 컴퓨터, 프로그램 메모리, 데이터 메모리, 및 컴퓨터 프로그램의 처리를 위해 사용되는 클록신호를 발생시키는 타이머를 포함하는 특히, 자동차에 사용하기 위한 제어장치에 관한 것이다.
이러한 제어장치는 예컨대, 자동차에서 변속기 제어 수단, 엔진 제어 수단 등으로 사용되지만, 다른 목적을 위해서도 사용될 수 있다. 제어 장치는 각각의 사용 목적에 미리 주어진 응용 프로그램에 의해 동작하는 예컨대 마이크로 콘트롤러 또는 마이크로 컴퓨터 형태의 컴퓨터를 포함한다. 이 경우, 제어장치에서는 시간이 측정되어야 하고 시간 흐름이 제어되어야 한다. 마이크로 콘트롤러 기술의 작동 시스템이 오늘날 통상적으로 사용됨으로써, 고정 주기 시간이 더 이상 존재하지 않거나 빈번히 변동된다. 이로 인해, 시간 측정 및 시간 흐름 제어가 어려워진다. 종래의 제어장치에서는 주기 시간이 시간 클록으로 사용되거나, 또는 시간 클록을 발생시키기 위한 컴퓨터 내부 또는 외부의 타이머가 사용된다. 전술한 시간 클록 중 하나를 공급받는 타이머-카운터 변수 또는 타이머-계기판도 사용된다. 처리될 프로그램에서 각각의 응용을 위해 고유의 타이머 변수가 필요하다. 또한, 시간 측정은 주기 시간 또는 타이머의 분해도에 의존한다.
자동차용 점화 제어 시스템으로서 형성된 공지된 제어장치에서 점화코일 여기의 시작 및 끝은 마이크로 프로세서에 의해 고정된 시간 간격으로 다수의 엔진 작동 파라메터에 의존해서 결정된다. 메인 프로그램은 상이한 우선순위를 가진 3개의 상이한 인터럽트에 의해 중단될 수 있다(US 4 347 570).
본 발명의 목적은 시간 측정 및 시간 제어가 주기 시간과 무관하게 이루어지는 제어장치를 제공하는 것이다.
도 1은 자동차의 자동 변속기를 제어하기 위해 사용되는 본 발명에 따른 제어장치의 개략도.
도 2는 도 1에 따른 제어장치의 프로그램 제어 타이머에 의해 커버되는 시간 범위를 나타낸 그래프도.
도 3은 도 1에 따른 제어장치에 있는 다수의 프로그램 제어 타이머의 동적 관리를 나타낸 개략도.
도 4는 타이머 식별자에 대한 타이머 번호의 할당을 나타낸 표.
도 5는 글로벌 시간 클록을 발생시키는 도 1에 따른 제어장치 내의 프리러닝 타이머를 나타낸 개략도.
도 6 내지 8은 도 1에 따른 제어장치 내의 동적 타이머 관리를 설명하기 위해 사용되는 도 3의 상이한 부분도.
*도면의 주요 부분에 대한 부호의 설명*
1: 제어장치 4: 컴퓨터
5: 프로그램 메모리 6: 데이터 메모리
17, 18, 20: 타이머
상기 목적은 본 발명에 따라 전술한 방식의 제어장치가
- 미리 주어진 클록 주파수를 가진 수정 제어 타이머,
- 컴퓨터의 모든 루틴에 대한 기준 시간으로서 글로벌 시간 클록을 공급하며 상기 수정 제어 타이머에 의해 클록 제어되는 타이머, 및
- 태스크에 할당된 각각의 시간 측정을 위해 컴퓨터 프로그램에 의해 요구되며 태스크의 종료 후 다른 태스크를 위해 이용될 수 있는, 동적 관리되는 다수의 프로그램 제어 타이머를 포함함으로써 달성된다. 본 발명의 바람직한 실시예는 청구의 범위 종속항에 제시된다.
본 발명의 장점은 응용 프로그램(이하, 응용 소프트웨어 또는 응용 SW라 한다)이 쉽게 전달될 수 있고 모듈로 구성될 수 있다는 것이다. 프로그램 제어 타이머의 동적 관리에 의해 RAM-메모리 공간이 절약될 수 있는데, 그 이유는 각각의 응용에 대해 고유의 타이머가 사용될 필요가 없으며 오히려 타이머가 다른 응용과 시간 변위되게 공유될 수 있다. 즉, 하나의 타이머가 처리할 태스크의 종료 후 다른 루틴에서 이용될 수 있다.
본 발명의 실시예를 첨부한 도면을 참고로 구체적으로 설명하면 하기와 같다.
여기서는 변속기 제어장치로서 형성된 제어장치(1)가 다수의 데이터 라인 또는 버스(2)를 통해 자동 변속기(3)에 접속된다. 제어장치(1)는 마이크로 콘트롤러 또는 마이크로 프로세서로서 형성된 컴퓨터(4), 상수값 메모리로서 형성된 프로그램 메모리(5), 데이터 메모리(6) 또는 RAM, 하나의 블록으로 통합된 다수의 출력 드라이버 단(7), 및 다수의 다이내믹 타이머(8)(본 실시예에서는 8개임)를 포함한다. 내부 버스(10)는 제어장치(1)의 상기 구성 부분(4) 내지 (8)을 서로 그리고 신호 출력(11)에 접속시킨다.
자동 변속기(3)는 개략적으로 도시된 4개의 액추에이터(12), 예컨대 전기 유압식(electrohydraulic) 밸브를 포함한다. 액추에이터(12)는 제어장치(1)에 의해 제어되고, 상이한 클러치를 연결 및 차단시키고 브레이크를 작동 및 해제시키는 방식으로, 변속기에서 스위칭 과정을 수행한다. 자동 변속기(3)는 일반적으로 공지되어 있기 때문에 여기서는 더 이상 설명하지 않는다.
이하의 설명에서는 영어 표현이 사용되는데, 그 이유는 한편으로는 고급 프로그램 언어(예컨대, C)에 영어 표현이 사용되고, 다른 한편으로는 이러한 표현이 독일어 간행물에서도 일반적으로 사용되기 때문이다. 독일어로 완전히 번역하는 것은 인위적인 것이 되며, 당업자의 이해를 어렵게 할 것이다.
제어장치(1)에 제공된 타이머에 의해 커버되는 시간 범위가 도 2에 개략적으로 도시된다. 분해도, 즉 측정가능한 가장 작은 단위 시간이 1㎳일 때, 후술될 프리러닝(free runing) 프로그램 제어 타이머(18)는 65535㎳의 시간 범위를 검출한다. 상기 타이머는 16 비트 카운터를 포함한다.
각각의 응용 프로그램의 총체 -이하, 응용 소프트웨어 또는 응용 SW라 한다- 는 블록(14)(도 3)로 도시된다. 상기 블록과 내부 입출력-프로그램 인터페이스(I/O-인터페이스)(15) 사이에서 인터페이스 라인(16) 상에서 하기 신호가 교체된다: 여기서, tmr은 프로그램 제어 타이머이다.
tmr # : 루틴에 의해 요구되는 타이머의 번호. 상기 번호가 인터페이스(15)로부터 사용자 SW(14)로 전달되면, 이것은 상기 타이머의 할당 또는 로그 온이 성공적이었다는 것을 의미한다.
unique id : 하나의 용용에 대해 단 한번만 주어지고 2중으로 사용될 수 없는 타이머의 유일한 식별자(이하, id라 한다).
tmr val : 요구된 타이머에 대해 미리 주어진 시간 간격 또는 시간 카운팅값.
여기서, id 는 타이머에 뿐만 아니라 카운터 등의 체킹 시간(예컨대, 100 내지 500 ㎳)에 대해서 주어지는 수이다.
제어장치(1)는 컴퓨터(4) 내에 구현된 하기의 프로그램 제어 타이머를 포함한다:
- 메모리셀 내용(20)에 의해 식별되고 단 하나의 수정 제어 클록 발생기(HW-타이머)(17)에 의해 클록 제어되는 다수의 프로그램 제어 타이머(이하, SW-타이머라 한다), 및
- 동일한 수정 제어 클록 발생기(17)에 의해 클록 제어되는 프리러닝 프로그램 제어 타이머(프리러닝 SW-타이머)(18). 기능 drv_isr_tmr3(도 6, 7 및 8의 기능 블록(21))은 클록 발생기(17)에 상응한다; 확실을 기하기 위해 이것은 도면에 응용 소프트웨어에 대한 인터페이스를 가진 기능으로 도시된다.
여기에 설명된 실시예에는 8개의 SW-타이머(20)가 있으나, 그 수는 임의로 확장될 수 있다: 그것은 필요에 따라 설정되어야 한다. 응용예에서 동시에 요구되는 최대의 수만큼의 SW-타이머를 제공하는 것이 바람직하다. 예컨대, 다른 응용예의 경우 32개의 SW-타이머가 제공된다.
하나의 응용 프로그램에 의해 처리할 태스크에 대해 하나의 프리 타이머를 호출하여, 검출하고, 채우기 위해, 기능 블록(22) 내지 (25)(도 3)으로 도시된 4개의 기능이 사용된다. 상기 기능은 본 실시예에서는 C-기능으로 작성된다.
기능 drv_tmr_id(기능 블록(25))에 의한 타이머의 요구는 하기와 같이 이루어진다:
타이머가 사용되기 전에, 기능 drv_tmr_id 에 의해 유일한 타이머-id가 질문되어야 한다. 기능은 매 호출시 증분되며 유일한 식별자 id를 발생시키는 정적 변수를 사용한다. 상기 id는 요구한 응용 프로그램 영역으로 재통보된다. id는 할당된 타이머에 대한 모든 부가 액세스의 기준으로 사용되어야 한다. 이것에 대한 대안으로서, 응용에 의해 발생되는 예컨대 태스크 id(들)와는 다른 식별자가 사용될 수 있다. 이 경우, 그것을 위해 각각의 id가 유일해야 한다. 즉, id가 단 한번만 주어져야 한다.
기능 drv_tmr-set(기능 블록(22))에 의한 SW-타이머의 세팅은 3개의 단계로 이루어진다:
- 제 1 단계(도 6) : 응용 프로그램은 유일한 id 및 제공된 카운팅 시간을 타이머-요구기능으로 전달한다. 그리고 나서, 타이머-요구기능은 다음 프리 SW-타이머를 검출한다. 이것은 예컨대, SW-타이머 번호 7 (2진수: 40)이다. SW-타이머는 메모리 내용(20)에 의해 식별된다. 메모리 내용(20)은 도 3 내지 8에서 카운터 번호를 가진 작은 박스로 도시된다. 각각의 SW-타이머에는 2개의 메모리셀이 할당된다: 제 1 메모리셀(26)에는 시간 카운팅값, 카운팅되는 시간 간격이 기입되고, 제 2 메모리셀(27)에는 태스크에 대한 타이머의 할당시 타이머-id가 기입된다. 그리고 나서, 타이머-요구 기능이 다음 프리 SW-타이머(20)을 검출한다. 여기서, 이것은 타이머 번호 7 (2진수: 40)이다. 응용-SW(14)로부터 인터페이스(15)로 전달되는 데이터는 도 6에 점선 직사각형으로 도시된다.
- 제 2 단계(도 7): 타이머 기능은 타이머의 유일한 id tmr10id, 대응하는 타이머 상태 비트 tmr_stt_byt = 10 및 카운팅 시간 간격 tmr10val을 세트시킨다. 할당된 타이머의 번호 tmr # 는 도면에 점선 직사각형으로 도시된 바와 같이, 응용-SW로 재전달된다.
-제 3 단계(도 8): 연속적으로 트리거되는 IR(인터럽트)-서비스 루틴 drv_isr_tmr3(기능 블록 21: 전술한 바와 같이 클록 발생기(17)에 상응함)은 타이머-상태 비트를 체크한다. 1 비트가 세트되면, 관련 시간 카운팅값이 0과 비교된다. 상기 카운팅값이 0이 아니면, 그 값은 1씩 작아진다. 상기 카운팅값이 0이면, 상태 비트가 소거된다.
기능 drv_tmr_rel에 의한 타이머의 재로딩은 하기와 같이 이루어진다(기능 블록 23):
- 응용-SW는 유일한 id를 타이머-재로딩 기능에 전달한다. 상기 id는 타이머의 첫번째 세팅을 위해 사용되었던 것과 동일해야 한다. 세팅 기능 drv_tmr_set에 의해 재전달되었던 타이머 번호도 재로딩 기능으로 전달되어야 한다. 또한, 타이머가 동작해야 하는 새로운 시간 간격이 재로딩 기능에 전달되어야 한다.
- 타이머-재로딩 기능은 타이머 번호에 상응하는 타이머를 질문하고 유일한 id를 체크한다. 2개의 값이 알맞지 않으면, 타이머가 다른 태스크를 위해 사용되고 타임아웃이 일어난다. 또한, 상기 기능은 시간 카운팅값이 0인지를 체크한다. 이 경우, 시간 카운팅값 0이 호출 기능으로 재통보되고 타이머의 재로딩이 이루어지지 않는다. 타이머 번호와 유일한 id가 맞고 타이머가 여전히 동작하면, 타이머는 소정 시간 카운팅값으로 재로딩된다.
기능 drv_tmr_stt(기능 블록 24)에 의한 타이머 상태의 질문은 하기와 같이 이루어진다:
- 응용-SW는 유일한 id를 타이머-질문 기능으로 전달한다. 상기 id는 타이머의 제 1 세팅시 사용되었던 것과 동일해야 한다. 또한, 기능 drv_tmr_set에 의해 재통보되었던 타이머 번호가 질문 기능으로 전달되어야 한다.
도 4에는 메모리 내용(20)에 상응하는 타이머-식별자(id)에 대한 개별 프로그램 제어 타이머의 비트 수의 할당이 제시된다.
프리러닝 프로그램 제어 타이머(18)(도 5)는 글로벌 시간 기준으로 사용되며 인터럽트(IR)-루틴의 호출시 마다 1씩 증가되는 변수를 포함한다. 상기 프리러닝 시간 카운팅값은 프로그램 스타트시 값 0으로 초기화된 다음 그것의 최대값(65535 ㎳)까지 업카운팅된다.
클록 발생기(17)(또는 HW-타이머)로서 사용되는 루틴은 하드웨어에 의해 제어되고, 즉 수정 결정에 의해 제어되고 1㎳의 클록 주파수를 갖는다. 따라서, 프리러닝 SW-타이머(18)의 시간 분해도는 1㎳이다. 즉, 하나의 카운팅값은 1㎳에 상응한다.
전술한 프로그램 제어 다이내믹 타이머에서는 각각의 타이머가 그것에 할당된 태스크의 종료 후 임의의 부가 태스크를 위해 이용될 수 있다. 이로 인해, 제어장치의 RAM-메모리 장소가 보다 적게 필요하다.
본 발명에 따른 제어장치에 의해 시간 측정 및 시간 제어가 주기 시간과 무관하게 이루어진다.

Claims (4)

  1. 컴퓨터(4), 프로그램 메모리(5), 데이터 메모리(6), 및 컴퓨터 프로그램의 처리를 위해 사용되는 클록신호를 발생시키는 타이머를 포함하는 특히, 자동차에 사용하기 위한 제어장치에 있어서,
    - 미리 주어진 클록 주파수를 가진 수정 제어 타이머(17),
    - 컴퓨터의 모든 루틴에 대한 기준 시간으로서 글로벌 시간 클록을 공급하며 상기 수정 제어 타이머(17)에 의해 클록 제어되는 타이머(18), 및
    - 태스크에 할당된 각각의 시간 측정을 위해 컴퓨터 프로그램에 의해 요구되며 태스크의 종료 후 다른 태스크를 위해 이용될 수 있는, 동적 관리되는 다수의 프로그램 제어 타이머(20)를 포함하는 것을 특징으로 하는 제어장치.
  2. 제 1항에 있어서, 마이크로 콘트롤러로서 형성된 컴퓨터(4)가 내부 프리러닝 타이머(18)를 포함하며, 상기 타이머의 시간 클록은 약 1 밀리초의 분해도를 갖는 것을 특징으로 하는 제어장치.
  3. 제 1항에 있어서, 글로벌 시간 클록이 약 1 밀리초의 분해도로 0 내지 65535 밀리초의 시간 범위를 커버하는 것을 특징으로 하는 제어장치.
  4. 제 1항에 있어서, 프로그램 제어 타이머(20)가 다수의 C-기능(기능블록 22 내지 25)에 의해 동적 관리되는 것을 특징으로 하는 제어장치.
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