[實用新型]一種包含低延時模間觸發器串行接口的封裝控制器及封裝控制組件

有效

• 申請號: 201320179440.9
• 申請日: 2013-04-11
• 公開（公告）號: CN203492009U
• 公開（公告）日: 2014-03-19
• 發明（設計）人: 徐青
• 申請（專利權）人: 技領半導體（上海）有限公司;技領半導體股份有限公司
• 主分類號: H03M1/12
• 分類號: H03M1/12
• 代理公司: 上海市錦天城律師事務所 31273
• 代理人: 劉民選;龐璐

技術領域

本發明內容主要涉及閉環控制應用的控制器，尤其是低成本閉環控制應用的控制器。?

背景技術

在基于微控制器閉環控制應用中，如對成本敏感的電機控制和多通道電源轉換應用，微控制器一般包括1個模擬到數字轉換器（ADC）和1個處理器。模數轉換器用于取樣正在受控系統的電壓和/或電流。在一些應用中，因為這些測量值之間的關系非常重要，需要同時或者幾乎同時取樣。于是，在取得一組相關樣本之后，對樣本進行處理，計算得出1個控制輸出隨后將控制輸出返回系統，達到控制系統的目的。整個閉環序列應當以相對快的速度執行，比如，每次執行的時間少于50微秒或更短。?

在傳統方法中，要提供多個模數轉換器，這樣就可以并行測量所需的電壓和電流。由于要負擔提供多個模數轉換器的成本，這通常是相當昂貴的解決方案。?

在另一個傳統的方法中，微控制器包括單一但相對快的模數轉換器。舉個例子，這個模數轉換器以每微秒1個樣本的速度取樣。每次取1個樣本，連續取樣，但由模數轉換器的速度造成的取樣之間的時間延遲是可以接受的。然而，在控制回路周期結束之前，由于連續取樣，留給處理器作必要處理的時間更少。此外，處理器在每次執行ADC轉換后通常被中斷。處理器響應于被中斷，處理器切換上下文，讀取模數轉換器的結果并存儲，然后啟動模數轉換器執行下一輪模數轉換，然后再切換返回上下文，恢復被中斷前執行的處理任務。因為這些中斷消耗處理周期，可能要求有相對快的處理器在剩余時間內執行處理器的計算任務。對一些成本敏感的應用而言，提供高速模數轉換器和高速處理器可能相當昂貴。?

在另一個傳統方法中，在馮諾依曼結構中提供1個直接存儲器存取（Direct?Memory?Access，DMA）控制器，目的是卸下執行必須服務模數轉?換器任務的處理器。然而，直接存儲器存取控制器與處理器爭用主總線。爭用總線將使控制環路軟件設計出現不需要的復雜性。此外，直接存儲器存取控制器通常是1個大型電路，為直接存儲器存取控制器提供必需的總線仲裁器，將增加微控制器模塊的尺寸。可采用哈佛結構，這樣，直接存儲器存取控制器就能在第二總線上服務模數轉換器，同時處理器可在無其他設備爭用總線的情況下使用主總線。但是提供帶有額外總線的哈佛結構也相當昂貴。?

發明內容

為了克服現有技術中存在的缺陷，本發明公開一種封裝控制器包括第一模塊和第二模塊；封裝控制器的第一模塊包括一處理器、一第一端子、一模數轉換器、一串行總線接口和一序列發生器，其中，該模數轉換器被耦合從該第一端子接收一模擬信號，該序列發生器被耦合向該模數轉換器提供一啟動轉換信號，且該序列發生器可由該處理器編程；封裝控制器的第二模塊包括一串行總線接口、一第一端子、多個采樣/保持電路和一模擬多路復用器，其中，一串行總線時鐘信號從該第一模塊的串行總線接口通信至該第二模塊的串行總線接口，該模擬多路復用器將該多個采樣/保持電路中被選定電路的一輸出導線與該第二模塊的第一端子相耦合，來自該采樣/保持電路的被選定電路的一信號通過該第二模塊的第一端子和該第一模塊的第一端子提供給位于該第一模塊的模數轉換器，一觸發信號在該第一模塊內生效，作為響應該序列發生器使一第一多位值從該第一模塊的串行總線接口通信至該第二模塊的串行總線接口，在第二模塊上至少接收部分該第一多位值：1)使提供給多個采樣/保持電路的一采樣/保持信號生效，且2)決定哪一個采樣/保持電路通過該模擬多路復用器與該第二模塊的第一端子耦合，該觸發信號生效與該采樣/保持信號生效之間的延遲期少于八個串行總線時鐘信號周期；封裝包括第一模塊和第二模塊。?

該封裝控制器的第一模塊還包括一第二端子，該第二模塊還包括一第二端子，該第一模塊的第二端子被耦合至該第二模塊的第二端子，該序列發生器?使該第一多位值的一位值從該第一模塊的串行總線接口傳輸至該第一模塊的第二端子，該傳輸時間在該觸發信號生效后的兩個串行總線時鐘信號周期之內。?

該封裝控制器的第一多位值包括一采樣/保持值和一模擬多路復用器設置值，該采樣/保持值決定了該采樣/保持信號的電平，該模擬多路復用器設置值決定哪一個采樣/保持電路通過該模擬多路復用器與該第二模塊的第一端子耦合。?

該封裝控制器的模擬多路復用器設置值是一多位值；在該第二模塊接收到該模擬多路復用器的全部設置值的延遲期內，該采樣/保持信號生效。?

該封裝控制器的第一模塊還包括一數據緩存器；該模數轉換器輸出ADC輸出值，該序列發生器控制將該ADC輸出值存入該數據緩存器。?