WO2008148416A1 - Electronic circuit device and method for operating an electronic circuit device - Google Patents

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WO2008148416A1
WO2008148416A1 PCT/EP2007/005143 EP2007005143W WO2008148416A1 WO 2008148416 A1 WO2008148416 A1 WO 2008148416A1 EP 2007005143 W EP2007005143 W EP 2007005143W WO 2008148416 A1 WO2008148416 A1 WO 2008148416A1
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state
electronic circuit
circuit unit
output
observation
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Application number
PCT/EP2007/005143
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German (de)
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Inventor
Matthias Schweikart
Original Assignee
Siemens Aktiengesellschaft
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Publication date
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    • GPHYSICS
    • G06COMPUTING; CALCULATING OR COUNTING
    • G06FELECTRIC DIGITAL DATA PROCESSING
    • G06F11/00Error detection; Error correction; Monitoring
    • G06F11/28Error detection; Error correction; Monitoring by checking the correct order of processing

Definitions

  • the present invention relates to an electronic circuit unit having at least one state machine with states which respectively allow at least one state transition.
  • Such an electronic circuit unit is known for example from the published German patent application DE 37 19 181 Al. This describes a finite state machine and the use of this state machine in an electrical circuit unit in the form of an integrated circuit.
  • the known state machine is constructed using programmable logic arrays and has a state register which stores the last state of the state machine. Starting from the respective current state, different state transitions are possible, which change the existing state into a new state or follow-up state.
  • state machines also referred to as finite state machines, are implemented in digital electronic circuits using logic gates, flip-flops, and Programmable Logic Controllers (PLCs).
  • PLCs Programmable Logic Controllers
  • a memory unit for example in the form of a register, is used to store the respective state
  • a logic unit in the form of a programmable logic controller for determining state transitions, for example, and a further logic unit to output data.
  • Corresponding state machines are common especially in electronic circuit units in the form of digital integrated circuits. The state machines react to events at the inputs of the electronic circuit unit and trigger the internal processing of the data present at the inputs.
  • the present invention has for its object to provide an electronic circuit unit of the type mentioned, which allows a powerful and versatile monitoring of the state machines of the electronic circuit unit.
  • This object is, Inventive ⁇ dissolved for an electronic circuit unit having at least one state machine with states, each ⁇ wells at least allow a state transition according to characterized in that the electronic circuit unit for each of the state machines each have at least one Has observation output and is designed to output a respective activated state transition characterizing bit sequence on the at least one observation output.
  • the electronic circuit unit according to the invention which is preferably an integrated circuit, is advantageous because it allows instead of identifying the respective state information characterizing the respective activated state transition bit sequence on the at least one observation output, the electronic Circuit unit for each of the state machines, can be output.
  • the bit sequence which characterizes the respectively activated state transition preferably consists of one bit or two bits for each of the state machines. Since, in one state, the number of possible state transitions is usually significantly less than the total number of states of the state machine, the amount of information that is output via the at least one observation output for each of the state machines is advantageously as compared to that at the current state State itself considerably reduced.
  • a state has four possible follow-state, ie four different state transitions allowed, wherein one of the possible Folgezu ⁇ unable may also be the previous state itself.
  • An encoding of the possible state transitions can be coded using a bit sequence with two bits, ie the temporal sequence of the states of the respective state machine is observable on the basis of the output bit sequence. If a state in individual cases should have more possible state transitions, ie has more than four different sequence states, then provides a corresponding coding with two bits no immediately clear statement.
  • the sequence of states can be recognized if, for example, not all four possible values are needed in the state transitions of the following states and, for example, only the values 0 and 1 in one possible branch, but only those in the other possible branch Values 2 and 3 are used. If a bit sequence with two bits should not be sufficient for a meaningful description of the respectively activated state transition, it is also possible, for example, to use a bit sequence of length 4, by means of which 16 state transitions can be distinguished.
  • the electronic circuit unit according to the invention advantageously makes it possible to significantly reduce the required observation outputs, which makes it possible to use appropriate observation outputs for electronic circuit units with at least one state machine in practice in many cases.
  • the electronic circuit unit according to the invention is configured such that the electronic circuit unit has a number of memory units corresponding to the number of bits in a bit sequence with a plurality of bits for each of the state machines, and the electronic circuit unit is designed such that that the content of at least one of the memory units is output on a rising edge of a clock signal and the content of at least one other of the memory units on a falling edge of the clock signal via the at least one observation output.
  • This embodiment of the inventive electronic circuit unit is advantageous because it further Redu ⁇ cation of the number of required observation outputs allows.
  • bit sequence characterizing the respectively activated state transition has, for example, a length of 2 bits
  • the memory units for each of the state machines are each connected to the at least one observation output by means of a multiplexer. This is advantageously a particularly simple way of outputting the contents of the two storage units to the at least one observation output.
  • the electronic circuit unit according to the invention can also be designed such that the memory units are each designed as flip-flops.
  • the memory units are each designed as flip-flops.
  • the electronic scarf ⁇ processing unit according to the invention can also be designed such that they are for outputting from the respective state of at least one Standsmaschine characterizing data has at least one further observation output.
  • the electronic circuit unit additionally has a further observation output for outputting data characterizing the respective state of the at least one state machine, for example in the form of a state vector.
  • the data characterizing the respective state of the at least one state machine is preferably output serially via only a single further observation output for all state machines.
  • the output of the data preferably takes place for all state machines in blocks of the same size, ie identical number of bits.
  • the number of bits of the blocks may be larger by one than the largest of the state vectors of the state machines.
  • the first data block can only contain bits with the value 1 and thus identify the beginning of the characteristic data.
  • the additional bit contained in each block can be assigned the value 0 in order to enable a differentiation from the first data block.
  • the invention further relates to a method for operating an electronic circuit unit having at least one state machine with states which respectively allow a state transition.
  • the present invention has for its object to provide a method of the aforementioned type, which allows a powerful and versatile monitoring of the state machines of the electronic circuit unit
  • This object is achieved according to the invention for a method for operating an electronic circuit unit having at least one state machine with states that permit at least one state transition, in each case one bit sequence characterizing the respective state transition for each of the state machines via one of the state machines output to the respective state machine associated observation output of the electronic circuit unit.
  • the bit sequence which characterizes the respective state transition is advantageously a bit sequence of length 1 or 2.
  • a suitably short bit sequence which also results in a correspondingly small number of required monitoring outputs, is made possible by a bit sequence characterizing the respective state transition and not a bit sequence characterizing the respective state itself is output. In practice, this results in a considerable reduction of the monitoring outputs required for monitoring the state machines of the electronic circuit unit, so that a corresponding monitoring of the state machines of electronic circuit units is made possible in many cases only by the inventive method.
  • the method according to the invention can also be such that, in the case of a bit sequence with a plurality of bits and an electronic circuit unit, which has a number of memory units corresponding to the number of bits for each of the state machines, the content of at least one of the memory units at a rising edge of a memory unit Clock signal and the contents of at least one other of the memory units is output on a falling edge of the clock signal via the respective observation output.
  • this advantageously doubles the number of bits output per clock signal. This offers the advantage that, for example, in the case of a bit sequence of length 2 which characterizes the respective state transition, i. with 2 bits, a single observation output is sufficient to output the bit sequence.
  • the method according to the invention is so pronounced that the content of the memory units for each of the state machines is output in each case by means of a multiplexer to the at least one observation output assigned to the respective state machine.
  • a multiplexer to the at least one observation output assigned to the respective state machine.
  • flip-flops are used as memory units used. With appropriate flip-flops is a common, widely used and inexpensive type of storage unit.
  • the method according to the invention can also take place in the form that data indicative of the respective state of the at least one state machine is output via at least one further observation output.
  • This embodiment of the method according to the invention offers the advantage that, in addition to the output of the bit sequence characterizing the respectively activated state transition, an output of data characterizing the state of the at least one state machine is made possible over a period of time that generally extends over a plurality of clocks ,
  • the complete information about the respective state of all state machines of the electronic circuit unit is preferably output.
  • This information can be used in succession as a reference or reference point for the state transitions described by means of the activated state transition characterizing bit sequence.
  • FIG. 2 shows in a circuit diagram a section of a further exemplary embodiment of the inventive electronic circuit unit
  • FIG. 3 shows a schematic representation of the structure of data used in an exemplary embodiment of the method according to the invention, which characterizes the respective state of the at least one state machine.
  • FIG. 1 shows in a schematic sketch an exemplary embodiment of the electronic circuit unit according to the invention. Shown is an electronic circuit unit
  • the electronic circuit unit ES which has a schematically indicated state machine ZM.
  • the electronic circuit unit ES which is designed as a digital integrated circuit in the form of an ASIC (Application Specific Integrated Circuit), contains a plurality of further state machines as well as a multiplicity of further components, which however are not shown in FIG. 1 for reasons of clarity.
  • the illustrated state machine ZM of the electronic circuit unit ES is in a state S1, from which the state machine ZM can proceed in successive states S1, S2, S3, S3 by means of state transitions ST1, ST2, ST3, ST4.
  • the state transition ST1 causes the State machine ZM remains in the state Sl or goes back into this state.
  • the electronic circuit unit ES will generally have several corresponding state machines ZM. These react in each case to events in FIG. 1, for reasons of clarity also not shown, inputs of the electronic circuit unit ES and cause the processing of the data present at these inputs in the electronic circuit unit ES.
  • the electronic circuit unit ES has an observation output A.
  • the state transitions ST1, ST2, ST3, ST4 can be generated by outputting a bit sequence characterizing the respectively activated state transition with the possible bit sequences
  • the electronic circuit unit ES has another observer, not shown in FIG. output for outputting the respective state of the at least one state machine characterizing data.
  • the electronic circuit unit ES has, for example, ten state machines, this means that in the exemplary embodiment described, the ten state machines each have an observation output for outputting the bit sequence that characterizes their respective activated state transition and an eleventh, jointly used further observation output for outputting the has respective state of at least one state machine characterizing data.
  • the electronic circuit unit ES according to the invention or the use of the method according to the invention thus make it possible to reduce the number of required monitoring outputs to approximately one fifth of this value. Since the number of available outputs of an electronic circuit unit ES is usually limited, for example, for cost and design reasons, only in this case is it possible in most cases to monitor the sequence of the state machine ZM.
  • FIG. 2 shows a detail of a further exemplary embodiment of the electronic circuit unit according to the invention in a circuit diagram.
  • a first memory unit SP1 and a second memory unit SP2 are shown, wherein a first bit B1 is applied to the first memory unit SP1 and a second bit B2 to the second memory unit SP2.
  • the content of the first memory unit SP1 advantageously becomes at a rising edge a clock signal TS and the content of the second memory SP2 output at a falling edge of the clock signal TS via the observation output A.
  • FIG. 3 shows a schematic representation of the structure of data used in an exemplary embodiment of the method according to the invention, which characterizes the respective state of the at least one state machine.
  • a regular post-processing of the issued state transition to determine the resulting from the state machine for each condition is usually too expensive.
  • the respective state of the at least one state machine characterizing data is output via at least one further observation output. This is preferably done for all the state machines of the electronic circuit unit ei ⁇ NEN single further observation output.
  • a protocol can be defined which specifies the data format shown in FIG.
  • the data characterizing the respective state of the at least one state machine consist of blocks of the same size whose length is larger by one bit than the size of the state vector of the state machine, which can occupy the largest number of different states.
  • the first data block HB contains only bits with the value 1 in the form of a "header field" and thus defines the start time or the start of the data characterizing the respective state of the at least one state machine
  • Blocks DAT FSM i, DAT FSM2 , DAT FSM 3r DATFSMn contain the data characterizing the respective state of the n state machines of the electronic circuit unit ES
  • Block DATFSMi, DAT FS M2, DAT FSM3 , DAT FSMn are assigned the value 0 to distinguish the corresponding blocks DATFSMi, DAT FS M2, DAT FS M3, DATFSM ⁇ from the first data block HB.
  • the circuit shown in FIG. 2 can again be used, in which both the rising and the falling edge of the Clock signal is used for output.
  • state machines of the electronic circuit unit are operated with clocks that are asynchronous with respect to one another, then advantageously for each of these asynchronous clocks te, ie for each of the so-called clock worlds, a separate further observation output for outputting the respective state of the state machines of the respective clock world characterizing data are provided.
  • the number of observation outputs required for monitoring or observing the state machines of an electronic circuit unit is thus considerably reduced, preferably to one observation output per state machine, within the scope of the above-described exemplary embodiments of the present invention.

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Abstract

The invention relates to an electronic circuit device (ES) having at least one state machine (ZM) having states (S1, S2, S3, S4), each allowing at least one state transition (ST1, ST2, ST3, ST4). For this purpose, the electronic circuit device (ES) according to the invention comprises at least one observation outlet (A) for each of the state machines (ZM), and is configured for the output of a bit succession characterizing the respectively activated state transition (for example, ST2) via the at least one observation outlet (A). The invention further relates to a method for operating an electronic circuit device (ES).

Description

Beschreibungdescription
Elektronische Schaltungseinheit und Verfahren zum Betreiben einer elektronischen SchaltungseinheitElectronic circuit unit and method for operating an electronic circuit unit
Die vorliegende Erfindung betrifft eine elektronische Schaltungseinheit mit zumindest einer Zustandsmaschine mit Zuständen, die jeweils zumindest einen Zustandsübergang erlauben.The present invention relates to an electronic circuit unit having at least one state machine with states which respectively allow at least one state transition.
Eine solche elektronische Schaltungseinheit ist beispielsweise aus der veröffentlichten deutschen Patentanmeldung DE 37 19 181 Al bekannt. Diese beschreibt eine finite Zustandsmaschine sowie die Verwendung dieser Zustandsmaschine in einer elektrischen Schaltungseinheit in Form einer integrierten Schaltung. Die bekannte Zustandsmaschine ist unter Verwendung programmierbarer Logikanordnungen aufgebaut und weist ein Zu- standsregister auf, das den letzten Zustand der Zustandsmaschine speichert. Ausgehend von dem jeweiligen aktuellen Zustand sind dabei verschiedene Zustandsübergange möglich, die den bestehenden Zustand in einen neuen Zustand bzw. Folge-Such an electronic circuit unit is known for example from the published German patent application DE 37 19 181 Al. This describes a finite state machine and the use of this state machine in an electrical circuit unit in the form of an integrated circuit. The known state machine is constructed using programmable logic arrays and has a state register which stores the last state of the state machine. Starting from the respective current state, different state transitions are possible, which change the existing state into a new state or follow-up state.
Zustand überführen, wobei auch ein Übergang des Zustands zurück zu sich selbst, d.h. ein Verharren in dem bestehenden Zustand, möglich ist.State, whereby also a transition of the state back to itself, i. a persistence in the existing state, is possible.
Üblicherweise werden Zustandsmaschinen, die auch als endliche Automaten bezeichnet werden, in digitalen elektronischen Schaltungen unter Verwendung von logischen Gattern, Flipflops sowie programmierbaren logischen Steuerungen (Programmable Logic Controller, PLC) realisiert. Dabei dient eine Spei- chereinheit, etwa in Form eines Registers, der Speicherung des jeweiligen Zustands, eine Logikeinheit etwa in Form einer programmierbaren logischen Steuerung der Bestimmung der Zustandsübergange und eine weitere Logikeinheit einer Ausgabe von Daten. Entsprechende Zustandsmaschinen sind üblicherweise insbesondere in elektronischen Schaltungseinheiten in Form von digitalen integrierten Schaltkreisen beinhaltet. Dabei reagieren die Zustandsmaschinen auf Ereignisse an den Eingängen der elektronischen Schaltungseinheit und stoßen die in- terne Verarbeitung der an den Eingängen anliegenden Daten an.Typically, state machines, also referred to as finite state machines, are implemented in digital electronic circuits using logic gates, flip-flops, and Programmable Logic Controllers (PLCs). In this case, a memory unit, for example in the form of a register, is used to store the respective state, a logic unit in the form of a programmable logic controller for determining state transitions, for example, and a further logic unit to output data. Corresponding state machines are common especially in electronic circuit units in the form of digital integrated circuits. The state machines react to events at the inputs of the electronic circuit unit and trigger the internal processing of the data present at the inputs.
Verhält sich eine elektronische Schaltungseinheit anders als erwartet, so wäre es zur Klärung der Ursache des Fehlers ü- beraus hilfreich, die genaue Abfolge der Zustände der Zu- Standsmaschinen der elektronischen Schaltungseinheit beobachten bzw. nachvollziehen zu können. Hierbei besteht jedoch das Problem, dass ein den jeweiligen Zustand der Zustandsmaschine beschreibender Zustandsvektor typischerweise eine Größe von etwa 4 bis 6 bit aufweist. Um diese Information an den Aus- gangen der elektronischen Schaltungseinheit sichtbar zu machen, wären bei einer elektronischen Schaltungseinheit mit beispielsweise 10 enthaltenen Zustandsmaschinen somit bereits ca. 50 entsprechende Beobachtungs-Ausgänge erforderlich. Da jedoch die Anzahl der Ausgänge einer elektronischen Schal- tungseinheit in der Regel streng limitiert ist, wird in der Praxis üblicherweise auf entsprechende Beobachtungs-Ausgänge verzichtet .If an electronic circuit unit behaves differently than expected, it would be exceedingly helpful for clarifying the cause of the error to be able to observe or understand the exact sequence of the states of the auxiliary machines of the electronic circuit unit. However, the problem here is that a state vector describing the respective state of the state machine typically has a size of approximately 4 to 6 bits. In order to make this information visible at the outputs of the electronic circuit unit, approximately 50 corresponding observation outputs would thus already be required in the case of an electronic circuit unit with, for example, 10 state machines contained. Since, however, the number of outputs of an electronic circuit unit is usually strictly limited, in practice usually corresponding monitoring outputs are dispensed with.
Der vorliegenden Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, eine elektronische Schaltungseinheit der eingangs genannten Art anzugeben, die eine leistungsfähige und vielseitig einsetzbare Überwachung der Zustandsmaschinen der elektronischen Schaltungseinheit ermöglicht.The present invention has for its object to provide an electronic circuit unit of the type mentioned, which allows a powerful and versatile monitoring of the state machines of the electronic circuit unit.
Diese Aufgabe wird für eine elektronische Schaltungseinheit mit zumindest einer Zustandsmaschine mit Zuständen, die je¬ weils zumindest einen Zustandsübergang erlauben, erfindungs¬ gemäß dadurch gelöst, dass die elektronische Schaltungseinheit für jede der Zustandsmaschinen jeweils zumindest einen Beobachtungs-Ausgang aufweist und zum Ausgeben einer den jeweils aktivierten Zustandsübergang kennzeichnenden Bitfolge über den zumindest einen Beobachtungs-Ausgang ausgebildet ist.This object is, Inventive ¬ dissolved for an electronic circuit unit having at least one state machine with states, each ¬ weils at least allow a state transition according to characterized in that the electronic circuit unit for each of the state machines each have at least one Has observation output and is designed to output a respective activated state transition characterizing bit sequence on the at least one observation output.
Die erfindungsgemäße elektronische Schaltungseinheit, bei der es sich vorzugsweise um einen integrierten Schaltkreis handelt, ist vorteilhaft, da sie es ermöglicht, dass anstelle einer den jeweiligen Zustand identifizierenden Information eine den jeweils aktivierten Zustandsübergang kennzeichnende Bitfolge über den zumindest einen Beobachtungs-Ausgang, den die elektronische Schaltungseinheit für jede der Zustandsma- schinen aufweist, ausgegeben werden kann. Vorzugsweise besteht die den jeweils aktivierten Zustandsübergang kennzeich- nende Bitfolge dabei für jede der Zustandsmaschinen aus einem Bit oder zwei Bits. Da in einem Zustand üblicherweise die Anzahl der möglichen Zustandsübergänge deutlich geringer ist als die Gesamtzahl der Zustände der Zustandsmaschine, ist die Informationsmenge, die über den zumindest einen Beobachtungs- Ausgang für jede der Zustandsmaschinen ausgegeben wird, vorteilhafterweise im Vergleich zu derjenigen bei einer Ausgabe des aktuellen Zustands selbst erheblich reduziert.The electronic circuit unit according to the invention, which is preferably an integrated circuit, is advantageous because it allows instead of identifying the respective state information characterizing the respective activated state transition bit sequence on the at least one observation output, the electronic Circuit unit for each of the state machines, can be output. In this case, the bit sequence which characterizes the respectively activated state transition preferably consists of one bit or two bits for each of the state machines. Since, in one state, the number of possible state transitions is usually significantly less than the total number of states of the state machine, the amount of information that is output via the at least one observation output for each of the state machines is advantageously as compared to that at the current state State itself considerably reduced.
Beispielhaft sei angenommen, dass ein Zustand vier mögliche Folgezustande besitzt, d.h. vier verschiedene Zustandsübergänge erlaubt, wobei es sich bei einem der möglichen Folgezu¬ stande auch um den bisherigen Zustand selbst handeln kann. Eine Kodierung der möglichen Zustandsübergänge kann unter Verwendung einer Bitfolge mit zwei Bits kodiert werden, d.h. die zeitliche Abfolge der Zustände der jeweiligen Zustandsmaschine ist anhand der ausgegebenen Bitfolge beobachtbar. Sofern ein Zustand im Einzelfall mehr mögliche Zustandsübergänge aufweisen sollte, d.h. mehr als vier unterschiedliche Folgezustande besitzt, so liefert eine entsprechende Kodierung mit zwei Bits keine unmittelbar eindeutige Aussage. Dennoch kann auch in diesem Fall die Abfolge der Zustande erkannt werden, falls beispielsweise in den Zustandsubergangen der folgenden Zustande nicht alle vier möglichen Werte gebraucht werden und zum Beispiel in einem möglichen Zweig nur die Werte 0 und 1, in dem anderen möglichen Zweig jedoch nur die Werte 2 und 3 verwendet werden. Sofern eine Bitfolge mit zwei Bits für eine sinnvolle Beschreibung des jeweils aktivierten Zustandsubergangs nicht ausreichend sein sollte, so kann bei- spielsweise auch eine Bitfolge der Lange 4 verwendet werden, mittels derer 16 Zustandsubergange unterschieden werden können.By way of example, assume that a state has four possible follow-state, ie four different state transitions allowed, wherein one of the possible Folgezu ¬ unable may also be the previous state itself. An encoding of the possible state transitions can be coded using a bit sequence with two bits, ie the temporal sequence of the states of the respective state machine is observable on the basis of the output bit sequence. If a state in individual cases should have more possible state transitions, ie has more than four different sequence states, then provides a corresponding coding with two bits no immediately clear statement. Nevertheless, even in this case, the sequence of states can be recognized if, for example, not all four possible values are needed in the state transitions of the following states and, for example, only the values 0 and 1 in one possible branch, but only those in the other possible branch Values 2 and 3 are used. If a bit sequence with two bits should not be sufficient for a meaningful description of the respectively activated state transition, it is also possible, for example, to use a bit sequence of length 4, by means of which 16 state transitions can be distinguished.
Die erfindungsgemaße elektronische Schaltungseinheit ermog- licht vorteilhafterweise eine deutliche Reduzierung der erforderlichen Beobachtungs-Ausgange, wodurch eine Verwendung entsprechender Beobachtungs-Ausgange für elektronische Schaltungseinheiten mit zumindest einer Zustandsmaschme in der Praxis in vielen Fallen erst ermöglicht wird.The electronic circuit unit according to the invention advantageously makes it possible to significantly reduce the required observation outputs, which makes it possible to use appropriate observation outputs for electronic circuit units with at least one state machine in practice in many cases.
In einer besonders bevorzugten Weiterbildung ist die erfin- dungsgemaße elektronische Schaltungseinheit derart ausgestaltet, dass die elektronische Schaltungseinheit bei einer Bitfolge mit mehreren Bits für jede der Zustandsmaschinen je- weils eine der Anzahl der Bits entsprechende Anzahl von Speichereinheiten aufweist und die elektronische Schaltungseinheit derart ausgebildet ist, dass der Inhalt zumindest einer der Speichereinheiten bei einer steigenden Flanke eines Taktsignals und der Inhalt zumindest einer anderen der Spei- chereinheiten bei einer fallenden Flanke des Taktsignals über den zumindest einen Beobachtungs-Ausgang ausgegeben wird. Diese Ausfuhrungsform der erfindungsgemaßen elektronischen Schaltungseinheit ist vorteilhaft, da sie eine weitere Redu¬ zierung der Anzahl der erforderlichen Beobachtungs-Ausgange ermöglicht. Sofern die dem jeweils aktivierten Zustandsüber- gang kennzeichnende Bitfolge beispielsweise eine Lange von 2 bit aufweist, so besteht vorteilhafterweise die Möglichkeit, diese Bitfolge über einen einzigen Beobachtungs-Ausgang für die jeweilige Zustandsmaschine auszugeben. Dies wird dadurch ermöglicht, dass eines der beiden Bits mit der steigenden Flanke und das andere Bit mit der folgenden fallenden Flanke des Taktsignals ausgegeben wird. Da Zustandsmaschinen üblicherweise nur bei steigenden oder nur bei fallenden Taktflan- ken Zustandswechsel vornehmen, können somit in dem beschriebenen Fall alle Zustandsänderungen vollständig über einen einzigen Beobachtungs-Ausgang ausgegeben werden.In a particularly preferred development, the electronic circuit unit according to the invention is configured such that the electronic circuit unit has a number of memory units corresponding to the number of bits in a bit sequence with a plurality of bits for each of the state machines, and the electronic circuit unit is designed such that that the content of at least one of the memory units is output on a rising edge of a clock signal and the content of at least one other of the memory units on a falling edge of the clock signal via the at least one observation output. This embodiment of the inventive electronic circuit unit is advantageous because it further Redu ¬ cation of the number of required observation outputs allows. If the bit sequence characterizing the respectively activated state transition has, for example, a length of 2 bits, it is advantageously possible to output this bit sequence via a single observation output for the respective state machine. This is made possible by outputting one of the two rising edge bits and the other bit with the following falling edge of the clock signal. Since state machines usually make state changes only with increasing or only falling clock edges, all state changes in the case described can thus be output completely via a single observation output.
In einer weiteren besonders bevorzugten Ausführungsform der erfindungsgemäßen elektronischen Schaltungseinheit sind die Speichereinheiten für jede der Zustandsmaschinen jeweils mittels eines Multiplexers mit dem zumindest einen Beobachtungs- Ausgang verbunden. Hierbei handelt es sich vorteilhafterweise um eine besonders einfache Möglichkeit den Inhalt der beiden Speichereinheiten auf den zumindest einen Beobachtungs- Ausgang auszugeben.In a further particularly preferred embodiment of the electronic circuit unit according to the invention, the memory units for each of the state machines are each connected to the at least one observation output by means of a multiplexer. This is advantageously a particularly simple way of outputting the contents of the two storage units to the at least one observation output.
Vorzugsweise kann die erfindungsgemäße elektronische Schaltungseinheit auch derart ausgestaltet sein, dass die Spei- chereinheiten jeweils als Flipflops ausgebildet sind. Dies bietet den Vorteil, dass es sich bei Flipflops um die übli¬ cherweise im Zusammenhang mit Zustandsmaschinen eingesetzte Art von Speichereinheiten handelt, so dass die derart weitergebildete erfindungsgemäße elektronische Schaltungseinheit kostengünstig und vielseitig einsetzbar ist.Preferably, the electronic circuit unit according to the invention can also be designed such that the memory units are each designed as flip-flops. This offers the advantage that it is at the flip-flop to the übli ¬ cherweise in connection with state machines used type of memory units so that the thus formed further electronic circuit unit according to the invention is inexpensive and versatile.
Vorzugsweise kann die erfindungsgemäße elektronische Schal¬ tungseinheit auch derart ausgebildet sein, dass sie zum Ausgeben von dem jeweiligen Zustand der zumindest einen Zu- Standsmaschine kennzeichnenden Daten zumindest einen weiteren Beobachtungs-Ausgang aufweist. Aufgrund begrenzter Speicherkapazität wird es in der Regel nicht möglich sein, alle Zu- standswechsel beginnend beim Einschalten der elektronischen Schaltungseinheit bis zu dem Zeitpunkt, zu dem ein Fehlverhalten auftritt, aufzuzeichnen. Aus diesem Grund ist es vorteilhaft, wenn die elektronische Schaltungseinheit zusätzlich einen weiteren Beobachtungs-Ausgang zum Ausgeben von dem jeweiligen Zustand der zumindest eine Zustandsmaschine kenn- zeichnenden Daten, etwa in Form eines Zustandsvektors, aufweist. Dabei werden die den jeweiligen Zustand der zumindest einen Zustandsmaschine kennzeichnende Daten vorzugsweise seriell über lediglich einen einzigen weiteren Beobachtungs- Ausgang für alle Zustandsmaschinen ausgegeben. Dies kann bei- spielsweise derart geschehen, dass für diesen weiteren Beobachtungs-Ausgang ein Protokoll festgelegt wird, gemäß dem die kennzeichnenden Daten in Blöcken ausgegeben werden. Dabei erfolgt die Ausgabe der Daten vorzugsweise für alle Zustandsmaschinen in Blöcken gleicher Größe, d.h. identischer Bit- zahl. In einer besonders bevorzugten Ausführungsform kann dabei die Anzahl der Bits der Blöcke um 1 größer sein als der größte der Zustandsvektoren der Zustandsmaschinen. Dabei kann der erste Datenblock beispielsweise nur Bits mit dem Wert 1 enthalten und damit den Beginn der kennzeichnenden Daten i- dentifizieren . In den folgenden Blöcken kann nun der zu die¬ sem Zeitpunkt aktuelle Zustand jeder Zustandsmaschine jeweils in einem separaten Datenblock ausgegeben werden. Vorteilhafterweise kann dabei das in jedem Block enthaltene zusätzliche Bit mit dem Wert 0 belegt werden, um eine Unterscheidung von dem ersten Datenblock zu ermöglichen. Um die kennzeichnenden Daten schneller aus der elektronischen Schaltungseinheit über den weiteren Beobachtungs-Ausgang auszugeben, kann dabei wiederum ein Teil der Daten bei einer steigenden Flanke eines Taktsignals und ein weiterer Teil der Daten bei einer fallenden Flanke eines Taktsignals ausgegeben werden.Preferably, the electronic scarf ¬ processing unit according to the invention can also be designed such that they are for outputting from the respective state of at least one Standsmaschine characterizing data has at least one further observation output. Due to limited storage capacity, it will generally not be possible to record all state changes starting when the electronic circuit unit is switched on until the time when a malfunction occurs. For this reason, it is advantageous if the electronic circuit unit additionally has a further observation output for outputting data characterizing the respective state of the at least one state machine, for example in the form of a state vector. In this case, the data characterizing the respective state of the at least one state machine is preferably output serially via only a single further observation output for all state machines. This can be done, for example, in such a way that a protocol is defined for this further observation output according to which the characteristic data is output in blocks. The output of the data preferably takes place for all state machines in blocks of the same size, ie identical number of bits. In a particularly preferred embodiment, the number of bits of the blocks may be larger by one than the largest of the state vectors of the state machines. In this case, for example, the first data block can only contain bits with the value 1 and thus identify the beginning of the characteristic data. In the following blocks of the current to the ¬ sem time state of each state machine can now be output in each case in a separate data block. Advantageously, the additional bit contained in each block can be assigned the value 0 in order to enable a differentiation from the first data block. In order to output the characteristic data more quickly from the electronic circuit unit via the further observation output, in this case again a part of the data can be used on a rising edge of a Clock signal and another part of the data are output on a falling edge of a clock signal.
Die Erfindung betrifft weiterhin ein Verfahren zum Betreiben einer elektronischen Schaltungseinheit mit zumindest einer Zustandsmaschine mit Zustanden, die jeweils einen Zustands- ubergang erlauben.The invention further relates to a method for operating an electronic circuit unit having at least one state machine with states which respectively allow a state transition.
Hinsichtlich des Verfahrens liegt der vorliegenden Erfindung die Aufgabe zugrunde, ein Verfahren der zuvor genannten Art anzugeben, das eine leistungsfähige und vielseitig einsetzbare Überwachung der Zustandsmaschinen der elektronischen Schaltungseinheit ermöglichtWith regard to the method, the present invention has for its object to provide a method of the aforementioned type, which allows a powerful and versatile monitoring of the state machines of the electronic circuit unit
Diese Aufgabe wird für ein Verfahren zum Betreiben einer e- lektronischen Schaltungseinheit mit zumindest einer Zustandsmaschine mit Zustanden, die jeweils zumindest einen Zustands- ubergang erlauben, erfindungsgemaß dadurch gelost, dass für jede der Zustandsmaschinen jeweils eine den jeweiligen Zu- standsubergang kennzeichnende Bitfolge über einen der jeweiligen Zustandsmaschine zugeordneten Beobachtungs-Ausgang der elektronischen Schaltungseinheit ausgegeben wird.This object is achieved according to the invention for a method for operating an electronic circuit unit having at least one state machine with states that permit at least one state transition, in each case one bit sequence characterizing the respective state transition for each of the state machines via one of the state machines output to the respective state machine associated observation output of the electronic circuit unit.
Bei der den jeweiligen Zustandsubergang kennzeichnenden Bit- folge handelt es sich vorteilhafterweise um eine Bitfolge der Lange 1 oder 2. Eine entsprechend kurze Bitfolge, die auch eine entsprechend geringe Anzahl von erforderlichen Beobach- tungs-Ausgangen zur Folge hat, wird erfindungsgemaß dadurch ermöglicht, dass eine dem jeweiligen Zustandsubergang kenn- zeichnende Bitfolge und nicht etwa eine den jeweiligen Zustand selbst kennzeichnende Bitfolge ausgegeben wird. Dies hat in der Praxis eine erhebliche Reduzierung der für eine Überwachung der Zustandsmaschinen der elektronischen Schaltungseinheit erforderlichen Beobachtungs-Ausgange zur Folge, so dass eine entsprechende Überwachung der Zustandmaschinen von elektronischen Schaltungseinheiten in vielen Fallen erst durch das erfindungsgemaße Verfahren ermöglicht wird.The bit sequence which characterizes the respective state transition is advantageously a bit sequence of length 1 or 2. According to the invention, a suitably short bit sequence, which also results in a correspondingly small number of required monitoring outputs, is made possible by a bit sequence characterizing the respective state transition and not a bit sequence characterizing the respective state itself is output. In practice, this results in a considerable reduction of the monitoring outputs required for monitoring the state machines of the electronic circuit unit, so that a corresponding monitoring of the state machines of electronic circuit units is made possible in many cases only by the inventive method.
Vorzugsweise kann das erfindungsgemaße Verfahren auch derart ablaufen, dass bei einer Bitfolge mit mehreren Bits und einer elektronischen Schaltungseinheit, die für jede der Zustands- maschinen eine der Anzahl der Bits entsprechende Anzahl von Speichereinheiten aufweist, der Inhalt zumindest einer der Speichereinheiten bei einer steigenden Flanke eines Taktsignals und der Inhalt zumindest einer anderen der Speichereinheiten bei einer fallenden Flanke des Taktsignals über den jeweiligen Beobachtungs-Ausgang ausgegeben wird. Entsprechend den vorherigen Ausfuhrungen im Zusammenhang mit der entspre- chenden Ausfuhrungsform der erfindungsgemaßen elektronischen Schaltungseinheit wird hierdurch vorteilhafterweise die Anzahl der pro Taktsignal ausgegebenen Bits verdoppelt. Dies bietet den Vorteil, dass beispielsweise bei einer den jeweiligen Zustandsubergang kennzeichnenden Bitfolge der Lange 2, d.h. mit 2 Bits, ein einziger Beobachtungs-Ausgang zum Ausgeben der Bitfolge ausreicht.Preferably, the method according to the invention can also be such that, in the case of a bit sequence with a plurality of bits and an electronic circuit unit, which has a number of memory units corresponding to the number of bits for each of the state machines, the content of at least one of the memory units at a rising edge of a memory unit Clock signal and the contents of at least one other of the memory units is output on a falling edge of the clock signal via the respective observation output. In accordance with the previous statements in connection with the corresponding embodiment of the electronic circuit unit according to the invention, this advantageously doubles the number of bits output per clock signal. This offers the advantage that, for example, in the case of a bit sequence of length 2 which characterizes the respective state transition, i. with 2 bits, a single observation output is sufficient to output the bit sequence.
In einer weiteren bevorzugten Ausfuhrungsform ist das erfin- dungsgemaße Verfahren derart ausgeprägt, dass der Inhalt der Speichereinheiten für jede der Zustandsmaschmen jeweils mittels eines Multiplexers auf den zumindest einen der jeweiligen Zustandsmaschine zugeordneten Beobachtungs-Ausgang ausgegeben wird. Dies ist vorteilhaft, da mittels eines Multiple¬ xers eine einfache Zusammenfuhrung des Inhalts der Spei- chereinheiten auf den zumindest einen der jeweiligen Zustandsmaschine zugeordneten Beobachtungs-Ausgang möglich ist.In a further preferred embodiment, the method according to the invention is so pronounced that the content of the memory units for each of the state machines is output in each case by means of a multiplexer to the at least one observation output assigned to the respective state machine. This is advantageous because by means of a Multiple ¬ xers a simple Zusammenfuhrung the contents of the storage chereinheiten on the at least one of the respective state machine associated observation output is possible.
In einer besonders bevorzugten Weiterbildung des erfindungs- gemaßen Verfahrens werden als Speichereinheiten Flipflops verwendet. Bei entsprechenden Flipflops handelt es sich um eine gängige, weit verbreite und kostengünstige Art von Speichereinheit .In a particularly preferred development of the method according to the invention, flip-flops are used as memory units used. With appropriate flip-flops is a common, widely used and inexpensive type of storage unit.
Vorzugsweise kann das erfindungsgemäße Verfahren auch in der Form ablaufen, dass den jeweiligen Zustand der zumindest einen Zustandsmaschine kennzeichnende Daten über zumindest einen weiteren Beobachtungs-Ausgang ausgegeben werden. Diese Ausgestaltungsform des erfindungsgemäßen Verfahrens bietet den Vorteil, dass zusätzlich zu der Ausgabe der den jeweils aktivierten Zustandsübergang kennzeichnende Bitfolge über einen sich in der Regel über eine Vielzahl von Takten erstreckenden Zeitraum eine Ausgabe von dem jeweiligen Zustand der zumindest einen Zustandsmaschine kennzeichnenden Daten ermög- licht wird. Somit wird zur Überwachung in zeitlichen Abständen, die insbesondere von der Anzahl der Zustandsmaschinen, der Größe der jeweils auszugebenden Daten sowie der Anzahl der weiteren Beobachtungs-Ausgänge abhängen, die vollständige Information über den jeweiligen Zustand vorzugsweise aller Zustandsmaschinen der elektronischen Schaltungseinheit ausgegeben. Diese Information kann in Folge als Referenz bzw. Bezugspunkt für die mittels der den aktivierten Zustandsübergang kennzeichnenden Bitfolge beschriebenen Zustandsübergänge verwendet werden. Somit ist es für eine vollständige Nach- vollziehbarkeit der Zustände der Zustandsmaschinen der elektronischen Schaltungseinheit lediglich erforderlich, diejenigen Zustandsübergänge zu speichern, die seit dem Zeitpunkt erfolgt sind, auf den sich die dem jeweiligen Zustand der zumindest einen Zustandsmaschine kennzeichnenden Daten, die zu- letzt ausgegeben worden sind, beziehen. Vorzugsweise wird für alle Zustandsmaschinen einer elektronischen Schaltungseinheit lediglich ein weiterer Beobachtungs-Ausgang verwendet. Im Folgenden wird die Erfindung anhand von Ausfuhrungsbei- spielen weiter erläutert. Hierzu zeigtPreferably, the method according to the invention can also take place in the form that data indicative of the respective state of the at least one state machine is output via at least one further observation output. This embodiment of the method according to the invention offers the advantage that, in addition to the output of the bit sequence characterizing the respectively activated state transition, an output of data characterizing the state of the at least one state machine is made possible over a period of time that generally extends over a plurality of clocks , Thus, for monitoring at intervals, which depend in particular on the number of state machines, the size of the data to be output and the number of other observation outputs, the complete information about the respective state of all state machines of the electronic circuit unit is preferably output. This information can be used in succession as a reference or reference point for the state transitions described by means of the activated state transition characterizing bit sequence. Thus, to fully understand the states of the state machines of the electronic circuit unit, it is only necessary to store those state transitions which have occurred since the time at which the data indicating the particular state of the at least one state machine is output have been referring. Preferably, only one additional observation output is used for all state machines of an electronic circuit unit. In the following the invention will be further explained by means of exemplary embodiments. This shows
Figur 1 in einer schematischen Skizze ein Ausfuhrungs- beispiel der erfindungsgemaßen elektronischen1 shows a schematic sketch of an embodiment of the inventive electronic
Schaltungseinheit,Circuit unit,
Figur 2 in einer Schaltskizze einen Ausschnitt eines weiteren Ausfuhrungsbeispiels der erfindungs- gemäßen elektronischen Schaltungseinheit und2 shows in a circuit diagram a section of a further exemplary embodiment of the inventive electronic circuit unit and
Figur 3 in einer schematischen Darstellung den Aufbau von in einem Ausfuhrungsbeispiel des erfin- dungsgemaßen Verfahrens verwendeten, den je- weiligen Zustand der zumindest einen Zustands- maschine kennzeichnenden Daten.FIG. 3 shows a schematic representation of the structure of data used in an exemplary embodiment of the method according to the invention, which characterizes the respective state of the at least one state machine.
Figur 1 zeigt in einer schematischen Skizze ein Ausfuhrungs- beispiel der erfindungsgemaßen elektronischen Schaltungsein- heit. Dargestellt ist eine elektronische SchaltungseinheitFIG. 1 shows in a schematic sketch an exemplary embodiment of the electronic circuit unit according to the invention. Shown is an electronic circuit unit
ES, die eine schematisch angedeutete Zustandsmaschine ZM aufweist. Darüber hinaus enthalt die elektronische Schaltungseinheit ES, die als digitaler integrierter Schaltkreis in Form eines ASIC (Application Specific Integrated Circuit) ausgebildet sei, mehrere weitere Zustandsmaschinen sowie eine Vielzahl weiterer Komponenten, die in Figur 1 jedoch aus Gründen der Übersichtlichkeit nicht dargestellt sind.ES, which has a schematically indicated state machine ZM. In addition, the electronic circuit unit ES, which is designed as a digital integrated circuit in the form of an ASIC (Application Specific Integrated Circuit), contains a plurality of further state machines as well as a multiplicity of further components, which however are not shown in FIG. 1 for reasons of clarity.
Gemäß Figur 1 befindet sich die dargestellte Zustandsmaschine ZM der elektronischen Schaltungseinheit ES in einem Zustand Sl, aus dem die Zustandsmaschine ZM mittels Zustandsubergan- gen STl, ST2, ST3, ST4 in Folge-Zustande Sl, S2, S3, S3 übergehen kann. Dabei bewirkt der Zustandsubergang STl, dass die Zustandsmaschine ZM im Zustand Sl verbleibt bzw. wieder in diesen Zustand übergeht.According to FIG. 1, the illustrated state machine ZM of the electronic circuit unit ES is in a state S1, from which the state machine ZM can proceed in successive states S1, S2, S3, S3 by means of state transitions ST1, ST2, ST3, ST4. The state transition ST1 causes the State machine ZM remains in the state Sl or goes back into this state.
Wie zuvor bereits erläutert wird die elektronische Schal- tungsemheit ES in der Regel mehrere entsprechende Zustands- maschinen ZM aufweisen. Diese reagieren jeweils auf Ereignisse an in Figur 1 aus Gründen der Übersichtlichkeit ebenfalls nicht dargestellten Eingangen der elektronischen Schaltungseinheit ES und veranlassen die Verarbeitung der an diesen Eingangen anliegenden Daten in der elektronischen Schaltungseinheit ES.As already explained above, the electronic circuit unit ES will generally have several corresponding state machines ZM. These react in each case to events in FIG. 1, for reasons of clarity also not shown, inputs of the electronic circuit unit ES and cause the processing of the data present at these inputs in the electronic circuit unit ES.
Um nun für den Fall, dass sich die elektronische Schaltungseinheit ES anders als erwartet verhalt, eine Klarung der Ur- sache auf einfache und schnelle und damit auch kostengünstige Art und Weise vornehmen zu können, weist die elektronische Schaltungseinheit ES einen Beobachtungs-Ausgang A auf. Wie in Figur 1 angedeutet, können die Zustandsubergange STl, ST2, ST3, ST4 durch Ausgabe einer den jeweils aktivierten Zu- standsubergang kennzeichnenden Bitfolge mit den möglichenIn order to be able to undertake a clarification of the reason in a simple and fast and hence also cost-effective manner in the event that the electronic circuit unit ES behaves differently than expected, the electronic circuit unit ES has an observation output A. As indicated in FIG. 1, the state transitions ST1, ST2, ST3, ST4 can be generated by outputting a bit sequence characterizing the respectively activated state transition with the possible bit sequences
Werten 00, 01, 10, 11 über den Beobachtungs-Ausgang A identifiziert werden. Hierdurch wird es vorteilhafterweise ermöglicht, am Beobachtungs-Ausgang A den Ablauf der Zustandsmaschine ZM zu überwachen. Dabei ist im Rahmen einer im Zusam- menhang mit Figur 2 naher beschriebenen bevorzugten Ausfuhrungsform der erfindungsgemaßen elektronischen Schaltungseinheit lediglich ein Beobachtungs-Ausgang A je Zustandsmaschine ZM erforderlich, da über den Beobachtungs-Ausgang A eine Information über den jeweils aktivierten Zustandsubergang STl, ST2, ST3, ST4 und nicht etwa über den jeweils aktiven bzw. aktivierten Zustand Sl, S2, S3, S4 selbst ausgegeben wird.Values 00, 01, 10, 11 are identified via the observation output A. This advantageously makes it possible to monitor the sequence of the state machine ZM at the observation output A. In the context of a preferred embodiment of the inventive electronic circuit unit described in more detail in connection with FIG. 2, only one observation output A per state machine ZM is required since information about the respectively activated state transition ST1, ST2, ST3 is output via the observation output A. , ST4 and not about the respective active or activated state Sl, S2, S3, S4 itself is output.
Vorteilhafterweise weist die elektronische Schaltungseinheit ES einen weiteren, in Figur 1 nicht dargestellten Beobach- tungs-Ausgang zum Ausgeben von den jeweiligen Zustand der zumindest einen Zustandsmaschine kennzeichnenden Daten auf. Sofern die elektronische Schaltungseinheit ES beispielsweise zehn Zustandsmaschinen aufweist, so bedeutet dies, dass in dem beschriebenen Ausfuhrungsbeispiel die zehn Zustandsmaschinen je einen Beobachtungs-Ausgang zum Ausgeben der ihren jeweils aktivierten Zustandsubergang kennzeichnenden Bitfolge sowie einen elften, gemeinsam genutzten weiteren Beobachtungs-Ausgang zum Ausgeben der den jeweiligen Zustand der zu- mindest einen Zustandsmaschine kennzeichnenden Daten aufweist. Da den Zustand einer Zustandsmaschine kennzeichnende Daten typischerweise aus ca. 4 bis 6 Bits je Zustandsmaschine bestehen, wäre hingegen bei einer vollständigen Bereitstellung der den Zustand der Zustandsmaschine ZM kennzeichnenden Daten bei jedem Takt zur Überwachung der Zustandsmaschinen eine Gesamtzahl von ca. 50 Beobachtungs-Ausgangen erforderlich. Die erfindungsgemaße elektronische Schaltungseinheit ES beziehungsweise die Anwendung des erfindungsgemaßen Verfahrens ermöglichen somit eine Reduzierung der Anzahl der erfor- derlichen Beobachtungs-Ausgange auf etwa ein Fünftel dieses Wertes. Da die Anzahl der zur Verfugung stehenden Ausgange einer elektronischen Schaltungseinheit ES in der Regel beispielsweise aus Kosten- und Design-Grunden begrenzt ist, wird erst hierdurch in den meisten Fallen überhaupt eine Uberwa- chung des Ablaufs der Zustandsmaschine ZM ermöglicht.Advantageously, the electronic circuit unit ES has another observer, not shown in FIG. output for outputting the respective state of the at least one state machine characterizing data. If the electronic circuit unit ES has, for example, ten state machines, this means that in the exemplary embodiment described, the ten state machines each have an observation output for outputting the bit sequence that characterizes their respective activated state transition and an eleventh, jointly used further observation output for outputting the has respective state of at least one state machine characterizing data. Since the state of a state machine characterizing data typically consist of about 4 to 6 bits per state machine, however, would be at a complete provision of the state of the state machine ZM indicative data at each clock for monitoring the state machines a total of about 50 observation outputs required , The electronic circuit unit ES according to the invention or the use of the method according to the invention thus make it possible to reduce the number of required monitoring outputs to approximately one fifth of this value. Since the number of available outputs of an electronic circuit unit ES is usually limited, for example, for cost and design reasons, only in this case is it possible in most cases to monitor the sequence of the state machine ZM.
Figur 2 zeigt in einer Schaltskizze einen Ausschnitt eines weiteren Ausfuhrungsbeispiels der erfindungsgemaßen elektronischen Schaltungseinheit. Dabei sind eine erste Speicherein- heit SPl sowie eine zweite Speichereinheit SP2 dargestellt, wobei an der ersten Speichereinheit SPl ein erstes Bit Bl und an der zweiten Speichereinheit SP2 ein zweites Bit B2 anliegt . Um nun sowohl den Inhalt der ersten Speichereinheit SPl, d.h. Bl, als auch den Inhalt der zweiten Speichereinheit SP2, d.h. B2, auf einen gemeinsamen Beobachtungs-Ausgang A ausgeben zu können, wird vorteilhafterweise der Inhalt der ersten Spei- chereinheit SPl bei einer steigenden Flanke eines Taktsignals TS und der Inhalt der zweiten Speichereinheit SP2 bei einer fallenden Flanke des Taktsignals TS über den Beobachtungs- Ausgang A ausgegeben. Somit kann vorteilhafterweise pro Taktsignal TS je Beobachtungs-Ausgang A eine Information der Lan- ge 2 bit ausgegeben werden. Da Zustandsmaschinen üblicherweise nur bei steigenden oder nur bei fallenden Taktflanken Zu- standswechsel vornehmen, können somit alle Zustandsubergange, beispielsweise die in Figur 1 dargestellten Zustandsubergange STl, ST2, ST3, ST4, über den einen Beobachtungs-Ausgang A ausgegeben werden.FIG. 2 shows a detail of a further exemplary embodiment of the electronic circuit unit according to the invention in a circuit diagram. In this case, a first memory unit SP1 and a second memory unit SP2 are shown, wherein a first bit B1 is applied to the first memory unit SP1 and a second bit B2 to the second memory unit SP2. In order to be able to output both the content of the first memory unit SP1, ie Bl, and the content of the second memory unit SP2, ie B2, to a common observation output A, the content of the first memory unit SP1 advantageously becomes at a rising edge a clock signal TS and the content of the second memory SP2 output at a falling edge of the clock signal TS via the observation output A. Thus, advantageously per clock signal TS per observation output A, information of the length 2 bits can be output. Since state machines usually make state changes only with increasing or only falling clock edges, all state transitions, for example the state transitions ST1, ST2, ST3, ST4 shown in FIG. 1, can thus be output via the one observation output A.
Figur 3 zeigt in einer schematischen Darstellung den Aufbau von in einem Ausfuhrungsbeispiel des erfindungsgemaßen Verfahrens verwendeten, den jeweiligen Zustand der zumindest ei- nen Zustandsmaschine kennzeichnenden Daten. Üblicherweise wird es aufgrund von begrenzter Speicherkapazität nicht möglich sein, eine beliebige Anzahl von Zustandsubergangen aufzuzeichnen. Darüber hinaus ist eine regelmäßige Nachbearbeitung der ausgegebenen Zustandsubergange zur Bestimmung der sich daraus für die jeweilige Zustandsmaschine ergebenden Zustande in der Regel zu aufwandig. Aus diesem Grund ist es vorteilhaft, wenn zumindest in regelmäßigen zeitlichen Abstanden den jeweiligen Zustand der zumindest einen Zustandsmaschine kennzeichnende Daten, etwa in Form eines Zustands- vektors, über zumindest einen weiteren Beobachtungs-Ausgang ausgegeben werden. Dies geschieht vorzugsweise für alle Zustandsmaschinen der elektronischen Schaltungseinheit über ei¬ nen einzigen weiteren Beobachtungs-Ausgang. Zur Ausgabe der den Zustand der zumindest einen Zustandsma- schine kennzeichnenden Daten in serieller Form über den zumindest einen weiteren Beobachtungs-Ausgang kann beispielsweise ein Protokoll definiert werden, welches das in Figur 3 dargestellte Datenformat vorgibt. Dabei bestehen die den jeweiligen Zustand der zumindest einen Zustandsmaschine kennzeichnenden Daten aus Blöcken gleicher Größe, deren Länge um 1 Bit größer ist als die Größe des Zustandsvektors der Zustandsmaschine, welche die größte Anzahl unterschiedlicher Zustände einnehmen kann.FIG. 3 shows a schematic representation of the structure of data used in an exemplary embodiment of the method according to the invention, which characterizes the respective state of the at least one state machine. Usually, due to limited storage capacity, it will not be possible to record any number of state transitions. In addition, a regular post-processing of the issued state transition to determine the resulting from the state machine for each condition is usually too expensive. For this reason, it is advantageous if, at least at regular time intervals, the respective state of the at least one state machine characterizing data, for example in the form of a state vector, is output via at least one further observation output. This is preferably done for all the state machines of the electronic circuit unit ei ¬ NEN single further observation output. For outputting the data characterizing the state of the at least one state machine in serial form via the at least one further observation output, for example, a protocol can be defined which specifies the data format shown in FIG. In this case, the data characterizing the respective state of the at least one state machine consist of blocks of the same size whose length is larger by one bit than the size of the state vector of the state machine, which can occupy the largest number of different states.
In dem Ausführungsbeispiel der Figur 3 sei angenommen, dass der erste Datenblock HB in Form eines „Kopf-Feldes" ausschließlich Bits mit dem Wert 1 beinhaltet und damit den Startzeitpunkt beziehungsweise den Beginn der den jeweiligen Zustand der zumindest einen Zustandsmaschine kennzeichnenden Daten festlegt. Die weiteren Blöcke DATFSMi, DATFSM2, DATFSM3r DATFSMn beinhalten die den jeweiligen Zustand der n Zustands- maschinen der elektronischen Schaltungseinheit ES kennzeich- nenden Daten. Vorteilhafterweise kann dabei das in jedemIn the exemplary embodiment of FIG. 3 it is assumed that the first data block HB contains only bits with the value 1 in the form of a "header field" and thus defines the start time or the start of the data characterizing the respective state of the at least one state machine Blocks DAT FSM i, DAT FSM2 , DAT FSM 3r DATFSMn contain the data characterizing the respective state of the n state machines of the electronic circuit unit ES
Block DATFSMi, DATFSM2, DATFSM3, DATFSMn enthaltende zusätzliche Bit mit dem Wert 0 belegt werden, um die entsprechenden Blöcke DATFSMi, DATFSM2, DATFSM3, DATFSMΠ von dem ersten Datenblock HB zu unterscheiden. Für eine beschleunigte Ausgabe der in Figur 3 dargestellten, den jeweiligen Zustand der zumindest einen Zustandsmaschine kennzeichnende Daten über vorzugsweise lediglich einen weiteren Beobachtungs-Ausgang kann vorteilhafterweise wiederum die in Figur 2 dargestellte Schaltung verwendet werden, bei der sowohl die steigende als auch die fallende Flanke des Taktsignals zur Ausgabe verwendet wird.Block DATFSMi, DAT FS M2, DAT FSM3 , DAT FSMn are assigned the value 0 to distinguish the corresponding blocks DATFSMi, DAT FS M2, DAT FS M3, DATFSMΠ from the first data block HB. For an accelerated output of the data of preferably only one further observation output shown in FIG. 3, which characterizes the respective state of the at least one state machine, advantageously the circuit shown in FIG. 2 can again be used, in which both the rising and the falling edge of the Clock signal is used for output.
Sofern die Zustandsmaschinen der elektronischen Schaltungseinheit mit zueinander asynchronen Takten betrieben werden, so kann vorteilhafterweise für jeden dieser asynchronen Tak- te, d.h. für jede der so genannten Taktwelten, ein eigener weiterer Beobachtungs-Ausgang zur Ausgabe der den jeweiligen Zustand der Zustandsmaschinen der jeweiligen Taktwelt kennzeichnenden Daten vorgesehen werden.If the state machines of the electronic circuit unit are operated with clocks that are asynchronous with respect to one another, then advantageously for each of these asynchronous clocks te, ie for each of the so-called clock worlds, a separate further observation output for outputting the respective state of the state machines of the respective clock world characterizing data are provided.
Vorteilhafterweise wird somit im Rahmen der zuvor beschriebenen Ausführungsbeispiele der vorliegenden Erfindung die Anzahl der zur Überwachung beziehungsweise zur Beobachtung der Zustandsmaschinen einer elektronischen Schaltungseinheit er- forderlichen Beobachtungs-Ausgänge erheblich, vorzugsweise auf einen Beobachtungs-Ausgang je Zustandsmaschine, reduziert. Advantageously, the number of observation outputs required for monitoring or observing the state machines of an electronic circuit unit is thus considerably reduced, preferably to one observation output per state machine, within the scope of the above-described exemplary embodiments of the present invention.

Claims

Patentansprüche claims
1. Elektronische Schaltungseinheit (ES) mit zumindest einer Zustandsmaschine (ZM) mit Zuständen (Sl, S2, S3, S4), die je- weils zumindest einen Zustandsübergang (STl, ST2, ST3, ST4) erlauben, d a d u r c h g e k e n n z e i c h n e t , dass die elektronische Schaltungseinheit (ES) für jede der Zu- standsmaschinen (ZM) jeweils - zumindest einen Beobachtungs-Ausgang (A) aufweist und1. Electronic circuit unit (ES) with at least one state machine (ZM) with states (Sl, S2, S3, S4), each of which allow at least one state transition (STl, ST2, ST3, ST4), characterized in that the electronic circuit unit (ES) for each of the state machines (ZM) in each case - has at least one observation output (A) and
- zum Ausgeben einer den jeweils aktivierten Zustandsübergang (z.B. ST2) kennzeichnenden Bitfolge über den zumindest einen Beobachtungs-Ausgang (A) ausgebildet ist.- For outputting a respective activated state transition (for example, ST2) characterizing bit sequence on the at least one observation output (A) is formed.
2. Elektronische Schaltungseinheit nach Anspruch 1, d a d u r c h g e k e n n z e i c h n e t , dass2. Electronic circuit unit according to claim 1, characterized in that a
- die elektronische Schaltungseinheit (ES) bei einer Bitfolge mit mehreren Bits für jede der Zustandsmaschinen (ZM) jeweils eine der Anzahl der Bits entsprechende Anzahl von Spei- chereinheiten (SPl, SP2) aufweist und- The electronic circuit unit (ES) in a bit sequence with multiple bits for each of the state machines (ZM) each having a number of bits corresponding number of storage units (SPL, SP2) and
- die elektronische Schaltungseinheit (ES) derart ausgebildet ist, dass der Inhalt (z.B. Bl) zumindest einer der Speichereinheiten (SPl) bei einer steigenden Flanke eines Taktsignals (TS) und der Inhalt (B2) zumindest einer anderen der Speichereinheiten (SP2) bei einer fallenden Flanke des Taktsignals (TS) über den zumindest einen Beobachtungs-Ausgang (A) ausgegeben wird.- The electronic circuit unit (ES) is designed such that the content (eg Bl) of at least one of the memory units (SPl) at a rising edge of a clock signal (TS) and the content (B2) of at least one other of the memory units (SP2) at a falling edge of the clock signal (TS) via the at least one observation output (A) is output.
3. Elektronische Schaltungseinheit nach Anspruch 2, d a d u r c h g e k e n n z e i c h n e t , dass die Speichereinheiten (SPl, SP2) für jede der Zustandsmaschinen (ZM) jeweils mittels eines Multiplexers (MUX) mit dem zumindest einen Beobachtungs-Ausgang (A) verbunden sind. 3. Electronic circuit unit according to claim 2, characterized in that the memory units (SPL, SP2) for each of the state machines (ZM) are each connected by means of a multiplexer (MUX) with the at least one observation output (A).
4. Elektronische Schaltungseinheit nach Anspruch 2 oder 3, d a d u r c h g e k e n n z e i c h n e t , dass die Speichereinheiten (SPl, SP2) jeweils als Flipflops ausgebildet sind.4. Electronic circuit unit according to claim 2 or 3, characterized in that the memory units (SP1, SP2) are each designed as flip-flops.
5. Elektronische Schaltungseinheit nach einem der vorangehenden Ansprüche, d a d u r c h g e k e n n z e i c h n e t , dass sie zum Ausgeben von dem jeweiligen Zustand der zumindest ei- nen Zustandsmaschine (ZM) kennzeichnenden Daten (DATFSMI,5. Electronic circuit unit according to one of the preceding claims, characterized in that it is for outputting from the respective state of the at least one state machine (ZM) characterizing data (DATF S MI,
DATFSM2Γ DATFSM3/ DATFSMΠ) zumindest einen weiteren Beobachtungs- Ausgang aufweist.DAT F SM2Γ DAT FS M 3 / DATF S MΠ) has at least one further observation output.
6. Verfahren zum Betreiben einer elektronischen Schaltungs- einheit (ES) mit zumindest einer Zustandsmaschine (ZM) mit6. A method for operating an electronic circuit unit (ES) with at least one state machine (ZM) with
Zuständen (Sl, S2, S3, S4), die jeweils zumindest einen Zu- standsübergang (STl, ST2, ST3, ST4) erlauben, d a d u r c h g e k e n n z e i c h n e t , dass für jede der Zustandsmaschinen (ZM) jeweils eine den jeweili- gen Zustandsübergang (z.B. ST2) kennzeichnende Bitfolge über einen der jeweiligen Zustandsmaschine (ZM) zugeordneten Beobachtungs-Ausgang (A) der elektronischen Schaltungseinheit (ES) ausgegeben wird.States (S1, S2, S3, S4), which in each case allow at least one state transition (ST1, ST2, ST3, ST4), characterized in that for each of the state machines (ZM) one each the respective state transition (eg ST2) characterizing bit sequence via one of the respective state machine (ZM) associated observation output (A) of the electronic circuit unit (ES) is output.
7. Verfahren nach Anspruch 6, d a d u r c h g e k e n n z e i c h n e t , dass bei einer Bitfolge mit mehreren Bits und einer elektronischen Schaltungseinheit (ES) , die für jede der Zustandsmaschinen (ZM) eine der Anzahl der Bits entsprechende Anzahl von Spei- chereinheiten (SPl, SP2) aufweist, der Inhalt (z.B. Bl) zu¬ mindest einer der Speichereinheiten (SPl) bei einer steigenden Flanke eines Taktsignals (TS) und der Inhalt zumindest einer anderen der Speichereinheiten (SP2) bei einer fallenden Flanke des Taktsignals (TS) über den jeweiligen Beobachtungs- Ausgang (A) ausgegeben wird.7. The method according to claim 6, characterized in that in a bit sequence with a plurality of bits and an electronic circuit unit (ES), for each of the state machines (ZM) one of the number of bits corresponding number of storage units (SPL, SP2), the content (eg Bl) to ¬ at least one of the memory units (SPL) at a rising edge of a clock signal (TS) and the content of at least one other of the memory units (SP2) in a falling Edge of the clock signal (TS) via the respective observation output (A) is output.
8. Verfahren nach Anspruch 7, d a d u r c h g e k e n n z e i c h n e t , dass der Inhalt (Bl, B2) der Speichereinheiten (SPl, SP2) für jede der Zustandsmaschinen (ZM) jeweils mittels eines Multiplexers (MUX) auf den zumindest einen der jeweiligen Zustandsmaschine (ZM) zugeordneten Beobachtungs-Ausgang (A) ausgegeben wird.8. The method according to claim 7, characterized in that the content (Bl, B2) of the memory units (SPL, SP2) for each of the state machines (ZM) each by means of a multiplexer (MUX) on the at least one of the respective state machine (ZM) associated observation Output (A) is output.
9. Verfahren nach Anspruch 1 oder 8, d a d u r c h g e k e n n z e i c h n e t , dass als Speichereinheiten (SPl, SP2) Flipflops verwendet werden.9. Method according to claim 1 or 8, characterized in that flip-flops are used as memory units (SP1, SP2).
10. Verfahren nach einem der Ansprüche 6 bis 9, d a d u r c h g e k e n n z e i c h n e t , dass den jeweiligen Zustand der zumindest einen Zustandsmaschine (ZM) kennzeichnende Daten (DATFSMi, DATFSM2, DATFSM3, DATFSMn) Ü- ber zumindest einen weiteren Beobachtungs-Ausgang ausgegeben werden. 10. The method according to any one of claims 6 to 9, characterized in that the respective state of the at least one state machine (ZM) characterizing data (DAT FSM i, DAT FSM 2, DAT FSM 3, DAT FS Mn) over at least one further observation Output are output.
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