[發明專利]用于測量I/O信號的方法和系統

有效

• 申請號: 201110333641.5
• 申請日: 2011-10-28
• 公開（公告）號: CN102455967A
• 公開（公告）日: 2012-05-16
• 發明（設計）人: J.巴倫舍恩;O.博納迪;S.布雷沃頓;P.萊特因圖里爾;K.沙伊貝爾特;A.維萊拉
• 申請（專利權）人: 英飛凌科技股份有限公司
• 主分類號: G06F11/267
• 分類號: G06F11/267
• 代理公司: 中國專利代理(香港)有限公司 72001
• 代理人: 曲寶壯;盧江

背景技術

安全工程是工程師使用冗余技術來消除錯誤出現時的不利后果的一個成長領域。例如，空間交通工具和很多飛行器包括冗余系統，使得如果引擎控制組件在飛行時出錯，則例如另一引擎控制組件可以被激活以允許飛行器安全著陸。

以類似關系，在安全規劃系統中，時控輸入/輸出（I/O）信號可以被產生且隨后被檢查以確保它們實際被正確地發送。這在很多應用中是有用的。例如，在汽車系統中，如果輸出驅動信號（例如，來自引擎控制器的點火信號）被提供到汽車引擎，反饋信號（從實際傳送到引擎的輸出驅動信號得出）可以與原始輸出驅動信號進行比較以判定輸出驅動信號實際是否被正確地傳送。因而，如果在引擎控制器和引擎本身之間存在“不良”連接（或者如果出現一些其他錯誤事件），則原始驅動信號和反饋信號的比較可以檢查該錯誤，由此允許控制系統例如通過照亮驅動器儀表盤上的“檢查引擎”燈來告知司機。以這種方式，司機可以被告知發生了引擎問題（例如，火花塞不點火），且然后可以對車輛進行保養以修補任意相應問題。

盡管在一些情況中常規時控I/O技術就足夠，發明人意識到它們在很多情況中是不理想的。例如，在原先的時控I/O解決方案中，中斷服務例行程序（ISR）形式的軟件在輸出驅動信號的每個邊沿比較輸出驅動信號和反饋信號。因為針對輸出驅動信號的每個邊沿實施ISR，重復的ISR代表系統微處理器上的巨大負荷。這樣，發明人意識到ISR形成了很多現有控制系統的處理瓶頸。因此，發明人建議了用于產生和測量時控I/O信號的改善技術。

附圖說明

圖1是說明根據一些實施例的I/O比較單元的框圖。

圖2-4說明根據一些實施例的嵌入式系統配置的框圖，其中每個嵌入式系統配置包括I/O比較單元。

圖5是示意根據一些實施例使用積分的方法的流程圖。

圖6A-6B示出示例性波形以說明圖5的流程圖。

圖7是示意根據一些實施例使用相對上升邊沿或下降邊沿測量的最小時間窗口的方法的流程圖。

圖8示出一些示例性波形以說明圖7的流程圖。

圖9是描述根據一些實施例使用相對上升邊沿或下降邊沿測量的最大時間窗口的方法的流程圖。

圖10示出一些示例性波形以說明圖9的流程圖。

圖11是示意根據一些實施例使用相對上升邊沿或下降邊沿測量的時間窗口比較I/O信號和參考信號的方法的流程圖。

圖12示出一些示例性波形以說明圖11的流程圖，

圖13是說明根據另一實施例的I/O比較單元的框圖。

具體實施方式

現在參考附圖描述主張的主題，其中貫穿附圖，相同的附圖標記用于表示相似的元件。在下面的描述中，用于解釋目的，提出了各種特定細節以提供主張的主題的徹底的理解。然而，很明顯，主張的主題可以不使用這些特定細節實現。

本公開的一些實施例涉及用于測量I/O信號的I/O比較單元。I/O比較單元實現為諸如汽車或工業系統的嵌入式系統內的硬件模塊，且針對錯誤監控時控I/O信號。盡管一些原先的解決方案在每個輸出信號邊沿處理中斷（其正如發明人所意識到的，在很多方面成為處理“瓶頸”），本發明I/O比較單元可以以相對自洽（autonomous）的方式監控時控I/O信號，且在I/O比較單元檢查到I/O信號中的錯誤時斷言（assert）中斷。與原先的解決方案相比，這可能導致中斷處理的數量的減少。

此外，中斷處理的這種減少允許系統增加時控I/O信號的頻率（例如，因為用于信號的邊沿之間的間隔現在可以更靠近而不使處理器過載）。在汽車應用中，這種頻率增加可以“平滑”引擎驅動信號，且與原先的實現方式相比，允許驅動信號的每個脈沖向發動機傳送較少的功率。通過針對每個脈沖給發動機使用稍少的功率，可以在車輛中使用較低功率器件，這可以潛在地增加在電力和混合汽車中實現的每加侖里程數，以及例如，在汽車和/或其他系統中提供其他益處。

現在參考圖1，可以看出根據一些實施例的I/O比較單元100。I/O比較單元100包括分析電路102、寄存器組104以及歷史緩沖器106，且是嵌入式系統108的一部分，該嵌入式系統108包括存儲器單元110、處理單元112和I/O接口114。控制總線116和數據總線118可操作地耦合這些組件，然而，應當意識到所述總線配置僅是示例性總線配置且可以預期任意數目的其他總線配置落在本公開的范圍內。在一些實施例中，在單個集成電路上形成整個嵌入式系統108，不過嵌入式系統108也可以分布在若干不同集成電路上。