[發明專利]在控制域網微控制器中節省電耗的方法和采用該方法的控制域網微控制器

無效

• 申請號: 00802652.1
• 申請日: 2000-09-06
• 公開（公告）號: CN101427198A
• 公開（公告）日: 2009-05-06
• 發明（設計）人: W·斯爾夫科夫;H·哈本;N·E·比爾恩斯
• 申請（專利權）人: 皇家菲利浦電子有限公司
• 主分類號: G06F1/32
• 分類號: G06F1/32;H04L12/12
• 代理公司: 中國專利代理(香港)有限公司
• 代理人: 吳增勇;陳景峻

本申請要求擁有1999年9月15日申請的美國臨時申請No.60/154022的全部利益和優先權。所公開的內容全部納入此申請范圍并供各種場合應用。

一般地說，本發明涉及數據通信技術領域，更具體地說，涉及串行通信總線控制器和含有串行通信總線控制器的微控制器技術領域。

CAN(控制域網，Control?Area?Network)是一種工業標準的二線串行通信總線，它廣泛地用在自動化和工業控制、以及醫療器械、航空電子設備、辦公室自動化設備、消費電器和許多其它產品和應用場合中。目前，CAN控制器既可以作為獨立的、與微控制器接口適配的設備使用，也可以作為電路或模塊嵌入到微控制器芯片中。自1986年以來，CAN的用戶(軟件程序員)已經開發了無數高級CAN應用層(CAL)，這些應用層利用CAN物理層和CAN幀格式，并遵循CAN規范，擴展了CAN的功能。目前為止，CAL主要是用在軟件方面，硬件CAL支持非常少。其結果使得目前CAL工作過程仍需要主CPU的大量干預，由此增加了處理開銷和降低了主CPU的性能。

因此，技術上需要CAN硬件實現通常由軟件實現的CAL功能，從而將原來主CPU的工作轉由CAN硬件來做，達到大量節省主CPU的處理資源，相應改善主CPU性能的目的。其中最急需而又消耗大量CPU資源的CAL功能是消息管理，具體來說，就是對通過CAN串行通信總線接收的輸入CAL/CAN消息，和/或通過CAN串行通信總線發送的輸出CAL/CAN消息進行控制、儲存和處理。CAL協議，例如DeviceNet、CANopen、和OSEK等，提供分布到多個CAN幀的長消息，該方法有時稱為分段@(Afragment@或Asegmented@)消息接發。組裝這種分段多幀消息的過程直到目前為止仍需要主CPU的大規模干預。具體來說，為了將消息片或分段組裝成完整的消息，運行在主CPU上的CAL軟件主動地監視和管理這種消息數據的緩存和處理。

基于以上和先前的理由，可以這樣認為：為了卸下主CPU的上述任務，進而節省大量的CPU處理資源，達到相應改善主CPU性能的目的，目前技術上需要硬件實現通常由軟件實現的CAL功能。

本發明的受讓方最近開發了一種新的微控制器產品，稱為“XA-C3”，來滿足技術上的這種需要。XA-C3是Philips?XA(擴展體系結構-eXtended?Architecture)高性能16位單片微控制器家族的最新成員。相信XA-C3是第一種具有硬件CAL支持特征的芯片。

XA-C3是CMOS?16位CAL/CAN?2.0B微控制器。該產品整合了多種不同的發明，包括本發明。這些發明包含新穎的技術和硬件，它們用于對CAL/CAN消息進行過濾、緩存、控制和處理的，包括自動裝配多幀分段的CAL/CAN消息時需要CPU的干預最小，以及用于對消息數據的儲存和檢索以及對在此過程中所使用的存儲資源進行管理。

本發明涉及電力節省方案，它使微控制器中的一個或多個硬件元件，例如CPU內核，停留在睡眠或空閑方式，而其它硬件，例如CAL/CAN硬件單元處于有效狀態，如能自動進行裝配多幀分段消息的狀態。

本發明包括在CAN微控制器中節省電力的方法，該微控制器包括處理器內核和CAN/CAL模塊，而后者含有多個子模塊，這些子模塊協同工作來處理輸入CAL/CAN消息，上述方法包括如下步驟：將處理器內核設置為省電的工作方式(如睡眠或空閑工作方式)，將CAN/CAL模塊設置為省電的工作方式，激活CAN/CAL模塊來處理輸入CAN/CAL消息(例如，對多幀分段的CAN/CAL消息作自動硬件裝配)，從而終止該模塊的省電工作方式，但同時繼續讓處理器內核以省電方式工作。

在最佳實施例中，該方法還包括以下步驟，對裝配多幀分段的CAL/CAN消息的完成作出反應，產生“消息完成中斷”；對“消息完成中斷”作出反映，激活處理器內核。在特定的最佳實施例中，所述方法還包括以下步驟：連續多次地反復執行將CAN/CAL模塊設置為省電工作方式的步驟和激活的步驟，而處理器內核處于省電的工作方式。