[發明專利]用于提供通用接口的方法以及具有通用接口的微控制器

在審

• 申請號: 201410229243.2
• 申請日: 2014-05-28
• 公開（公告）號: CN104216311A
• 公開（公告）日: 2014-12-17
• 發明（設計）人: A.奧厄;E.貝克
• 申請（專利權）人: 羅伯特·博世有限公司
• 主分類號: G05B19/042
• 分類號: G05B19/042
• 代理公司: 中國專利代理(香港)有限公司 72001
• 代理人: 張濤;胡莉莉

技術領域

本發明涉及尤其用于對運輸工具中的功能進行控制的電子控制設備，這些電子控制設備具有對外的接口，以與通信系統的其他用戶相通信。

現有技術

運輸工具中的控制設備通常具有串行接口，例如SPI、UART、LIN、CAN、PSI5、FlexRay、SENT、Ethernet（以太網）、I2C、MSC（Micro-Second-Channel，微型第二通道）等，以與其他的控制設備、傳感器、執行器或其他外圍設備相連接或相通信。根據現有技術，這些串行接口在該控制設備的微控制器中通過VHDL代碼來實施。在硬件方面，為了實施串行接口，必須按照接口的類型來實施例如接口專用的通信控制器，其包括協議控制器、采樣單元、存儲單元以及收發器（發送器-接收器）。例如在SENT和SPI的情況下不需要總線收發器。接口專用的硬件單元（例如在SPI情況下的緩沖器、在CAN情況下的協議控制器）另外還使得這種實施變得耗費且不靈活。

在WO-2006013212?A1中例如公開了將FlexRay通信組件用于在FlexRay網絡中將FlexRay通信連接與分配給FlexRay通信組件的用戶耦合的實施。具有典型串行接口構造的一種微控制器例如可以參見Infineon的文件“16/32-Bit?Architecture,XC2387C、XC2388C，16/32-Bit?Single-Chip?Microcontroller?with?32-Bit?Performance,XC2000?Family/High?Line,Data?Sheet?V1.3?2011-07”。

在針對控制設備或針對這種控制設備的微控制器的不同運輸工具應用中，對串行接口的類型和數量存在極其不同的要求。從而例如可以在一個應用中提出如下的要求：一個SPI接口、兩個LIN接口、5個CAN接口。在另一更復雜的應用中，可能還需要其他的接口，如FlexRay或Ethernet，或者需要更大數量的現有接口。為了應對該問題，可以采用具有很多不同類型接口的微控制器，但是該微控制器針對大量的應用來超裕度設計，并從而太昂貴。替換地，可以針對每種應用來實施一種專用的微控制器，該微控制器對于每種接口類型都恰好具有所期望的數量，但由此與標準化的期望相違背并造成了高的實施成本。另外這兩種解決方案對于將來還未知的要求是不靈活的。總之，在運輸工具控制設備的微控制器中該串行接口的這種接口專用的硬件實施從而導致了不靈活的解決方案，這些解決方案僅能夠耗費地與不同的要求相匹配。

發明內容

本發明涉及用于提供至少一個通用接口的一種方法、一種相應的微控制器以及具有這種微控制器的一種控制設備。

微控制器的一種靈活結構在此具有中央處理單元（CPU）、非接口專用的輸入模塊、非接口專用的輸出模塊、路由單元、以及用于處理接口專用信息的計算單元。該計算單元在此優選地與該中央處理單元不同。該微控制器的前述電路部件形成通用接口并且可以如此來配置，使得這些電路部件能夠按照配置而提供與多種串行接口、尤其SPI、UART、LIN、CAN、PSI5、FlexRay、SENT、I2C、MSC或Ethernet之一相對應的功能。

微控制器通常必須具有廣泛的應用范圍，因為其設計和制造成本高并從而不能針對每種應用來開發一種獨有的微控制器。通過所建議的在微控制器中提供通用接口，在設計微控制器時在該微控制器的不同應用情況下所需每種類型接口的數量不必是已知的。而是提供硬件電路，這些硬件電路按照配置而滿足特定串行接口的任務。

在通過微控制器的硬件電路來提供通用接口的一種方法中，在用于對應于多個串行接口之一的一種協議來接收并處理輸入數據的基本上獨立的子方法中，所述輸入數據通過非接口專用的輸入模塊被接收，并通過路由單元被傳輸到計算單元。尤其通過從該輸入數據中去除該協議的協議細節，由該計算單元從該輸入數據中提取有用數據。第一有用數據最后被提供給該中央處理單元（CPU）。

在用于處理數據并用于發送輸出數據的基本上獨立的子方法中，中央處理單元的第二有用數據被計算單元接收。由該計算單元尤其通過把該協議的協議細節添加到該第二有用數據中而由該第二有用數據來生成輸出數據。該輸出數據通過該路由單元被傳輸到非接口專用的輸出模塊之一上，并最后對應于多個串行接口之一的協議通過非接口專用的輸出模塊而被發送。