[發明專利]可重新配置的片上系統

在審

• 申請號: 202080044400.6
• 申請日: 2020-04-09
• 公開（公告）號: CN114096955A
• 公開（公告）日: 2022-02-25
• 發明（設計）人: A·阿爾;H·布斯
• 申請（專利權）人: 大眾汽車股份公司;德高普電子有限公司
• 主分類號: G06F15/78
• 分類號: G06F15/78;G06F30/34
• 代理公司: 中國專利代理(香港)有限公司 72001
• 代理人: 浩路;劉春元

本發明涉及一種片上系統SOC，包括：第一子電路，其具有所定義的接口和所定義的固定硬件功能；第二可重新配置子電路，其經由所述接口而信號連接到第一子電路以與其交換信號；以及（iii）一個或多個端子，用于將所述SOC電連接到其外圍設備。第二子電路被配置為一個或多個端子與第一子電路之間的接口電路。第一子電路被劃分成多個個體第一電路塊，并且第二子電路被劃分成多個個體第二電路塊。此外，所述第一電路塊中的至少一個經由一個或多個信號連接而信號連接到一個或多個其他第一電路塊或一個或多個端子，每個信號連接通過第二電路塊中的一個或多個而延伸。所述信號連接中的一個或多個可借助于屬于相應信號連接的相應一個或多個第二電路塊來重新配置，優選地，動態地和/或可逆地重新配置，使得所述SOC在其操作之前或期間可通過重新配置所述第二電路塊中的至少一個的方式來重新配置。

本發明涉及集成電路（IC）領域，并且具體地涉及可重新配置的片上系統（SOC）。特別地，在沒有限制的情況下，本發明適用于在汽車應用領域中使用。

在許多現代應用中，特別地包括在汽車應用中，SOC在實現這種應用方面起著舉足輕重的作用。例如，現代車輛引擎（例如，汽車引擎）、空調、安全系統、制動系統和許多其他車輛子系統依賴于并入了一個或多個SOC（諸如例如，微控制器）的控制單元并且由這些控制單元所控制。

許多SOC在功能上具有固定的硬件，該硬件由相應IC設計所定義，并且然后在這種IC的生產過程期間被固定（硬連線）。這也適用于具有集成軟件可編程核的許多SOC，例如CPU或微控制器單元（MCU），其中該SOC的可重新配置性基于固定硬件實現方式是嚴格地軟件的。

另一方面，可重新配置的硬件電路是已知的，諸如所謂的現場可編程門陣列（FPGA），該現場可編程門陣列允許基于FPGA的相應編程對電路進行動態硬件級重新配置，即“重新布線”。然而，相比于具有固定硬件實現方式的IC，FPGA也具有顯著的缺點，特別地包括相同功能的較低可實現性能和較大占用空間（footprint）、以及因此較高的成本。

通常，在集成電路（特別是SOC）的生產過程結束時，會對所生產的IC進行全面測試，以驗證該IC是否符合其規范。這種測試通常包括驗證IC的正確電氣性能以及還有其環境和機械性能。然而，在一些應用領域，包括汽車應用領域，這種IC需要承受變化的并且有時是苛刻的環境條件，這可能對這種IC的可靠性產生影響。

當前可用的測試和資質認證（qualification）過程（特別地包括在典型生產過程結束時的上述測試）通常不能夠足夠快地適應于這種高要求應用的不斷變化的應用特定要求，特別地包括汽車環境的那些要求。盡管一些當前可用的片上測試解決方案提供了各種不同的測試功能，但是一旦針對這種芯片的制造過程完成，這些測試功能就既不能夠被擴展也不能夠被修改（尤其是校正）。特別地，當IC正在使用中并且受到改變的環境條件和相關操作負載和挑戰的影響時，這種已知解決方案無法提供鑒于操作或環境事件的發生來適配或修改測試功能的可能性。

因此，包括一個或多個這種IC的系統的制造商面臨如下場景：其中要么需要通過附加的測量——如增加（進一步的）冗余（這可能導致過度設計）——來減輕或者接受從仍然存在的測試和資質認證差距中產生的風險，要么其中使用這種IC是不可行的，例如在安全相關應用的情況下。后一種情況通常適用于汽車應用，這可能對將被引入到基于使用這種IC的車輛的特征的可用性或性能產生負面影響。

因此，考慮到集成電路在其整個壽命期間的功能、可靠性和/或可測試性，本發明的目的是進一步改進集成電路、特別是具有高性能要求的IC的可重新配置性。

權利要求1的教導提供了對該問題的解決方案。從屬權利要求的教導提供了本發明的各種優選實施例。