处理系统、相关集成电路、装置和方法与流程

本公开的实施例涉及诸如微控制器的处理系统内的时间管理。

背景技术：

1、图1示出了典型的电子系统，诸如车辆的电子系统，该电子系统包括多个处理系统10，诸如嵌入式系统或集成电路，例如现场可编程门阵列(fpga)、数字信号处理器(dsp)或微控制器(例如专用于汽车市场)。

2、例如，在图1中示出了通过适当的通信系统20连接的三个处理系统101、102和103。例如，通信系统可以包括：车辆控制总线，诸如控制器局域网(can)总线；以及可能的多媒体总线，诸如媒体定向系统传输(most)总线，其经由网关连接到车辆控制总线。通常，处理系统10位于车辆的不同位置，并且可以包括例如发动机控制单元(ecu)、变速器控制单元(tcu)、防抱死制动系统(abs)、车身控制模块(bcm)和/或导航和/或多媒体音频系统。

3、未来各代处理系统，特别是专用于汽车应用的微控制器，将表现出复杂度的显著增加，这主要是由于功能数量的增加(例如新协议、新特征等)以及关于系统操作条件的严格限制(例如更低的功耗、增加的计算能力和速度等)。

4、图2示出了示例性数字处理系统10(例如微控制器，其可用作图1的任何处理系统10)的框图。

5、在所考虑的示例中，处理系统10包括通过软件指令编程的至少一个处理单元102，例如微处理器，通常是中央处理单元(cpu)。通常，由处理单元102执行的软件被存储在程序存储器104中，例如非易失性存储器中，例如闪存或eeprom中。通常，存储器104可以在单个集成电路中与处理单元102集成，或者存储器104可以是分离的集成电路的形式并且例如经由印刷电路板的迹线连接到处理单元102。因此，通常存储器104包含用于处理单元102的固件，其中术语固件包括微处理器的软件和诸如fpga的可编程逻辑电路的编程数据两者。

6、在所考虑的示例中，处理单元102可以具有从以下组中选择的相关联的一个或多个资源106：

7、例如用于经由通信系统20交换数据的一个或多个通信接口if，诸如通用异步接收机/发射机(uart)、串行外围接口总线(spi)、集成电路间(i2c)、控制器局域网(can)总线、和/或以太网接口、和/或调试接口；和/或

8、一个或多个模数转换器ad和/或数模转换器da；和/或

9、一个或多个专用数字部件dc，诸如硬件定时器和/或计数器，或密码协处理器；和/或

10、一个或多个模拟部件ac，诸如比较器、传感器，例如温度传感器等；和/或

11、一个或多个混合信号部件msc，例如pwm(脉宽调制)驱动器。

12、因此，数字处理系统10可以支持不同的功能。例如，处理单元102的行为由存储在存储器104中的固件确定，例如由微控制器的处理单元102执行的软件指令确定。因此，通过安装不同的固件，相同的硬件(微控制器)可以用于不同的应用。

13、如前所述，处理系统10可以控制车辆的不同操作，其中处理系统10可以位于车辆中的不同位置，并且每个处理系统10可以实现一个或多个功能/操作。许多这些功能/操作必须实时执行。例如，发动机控制受制于热力学定律，而热力学定律应与车辆的实时状态相平衡。通常，车辆的实时状态通过传感器来监测，传感器可以直接连接到实现发动机控制单元(ecu)的处理系统10或者连接到车辆的其它处理系统10。类似地，为了控制/命令马达的操作，发动机控制单元(ecu)必须控制/命令一个或多个致动器，例如为了喷射燃料，打开用于气体排放的阀门等，该致动器可以直接连接到实现发动机控制单元(ecu)的处理系统10或连接到车辆的其它处理系统10。

14、因此，在许多应用中，处理系统10内的第一操作的执行必须与同一处理系统10内或另一处理系统10内的第二操作的执行同步。

技术实现思路

1、鉴于上述内容，本公开的各种实施例的目的是提供用于在处理系统内生成时间基准以及用于将该时间基准分配给处理系统的一个或多个电路的解决方案。

2、根据一个或多个实施例，一个或多个上述目的通过具有在所附权利要求中具体阐述的特征的处理系统来实现。此外，实施例涉及相关的集成电路、装置和方法。

3、权利要求书是本文提供的公开的技术教导的不可缺少的部分。

4、如前所述，本公开的各种实施例涉及处理系统。在各种实施例中，诸如集成电路的处理系统包括：数字处理单元，根据存储到非易失性存储器的固件可编程；和资源，经由通信系统连接到数字处理单元。例如，处理系统可以是微控制器，数字处理单元可以是微控制器的微处理器。

5、在各种实施例中，处理系统还包括时间基准电路，该时间基准电路包括：第一数字计数器电路，被配置为响应于时钟信号而生成包括指示时间节拍计数的多个位的系统时间信号。例如，在各种实施例中，时间基准电路的第一数字计数器电路被配置为响应于时钟信号，通过将系统时间信号的值增加给定量来生成系统时间信号。在各种实施例中，该给定量可以通过处理单元来编程。

6、在各种实施例中，处理系统还包括：时基分配电路，被配置为通过选择系统时间信号的位的子集来生成时基信号。例如，在各种实施例中，时基分配电路被配置为当选择信号具有第一值时，通过选择系统时间信号的给定数目的位的第一子集而生成时基信号，并且当选择信号具有第二值时，通过选择系统时间信号的给定数目的位的第二子集而生成时基信号，由此时基信号的时间分辨率根据选定信号而变化。

7、在各种实施例中，将时基信号提供给资源。在这种情况下，资源可以被配置为检测给定事件、响应于该事件而将时基信号存储到寄存器、并且向所述数字处理单元发信号通知所述事件。因此，数字处理单元可以响应于已经由资源用信号通知的事件，经由通信系统从寄存器读取时基信号。

8、例如，资源可以是模数转换器并且事件可以对应于模数转换的完成，和/或资源可以是通信接口并且事件可以对应于经由通信接口接收数据。

9、在各种实施例中，时间基准电路还可以包括其它电路。

10、例如，在各种实施例中，时间基准电路包括：扩展定时器电路，包括第二数字计数器电路，该第二数字计数器电路被配置为响应于时钟信号或根据时钟信号而生成的触发信号，生成扩展系统时间信号，该扩展系统时间信号包括大于系统时间信号的位的数目的位数，其中扩展系统时间信号可通过数字处理单元读取。

11、在各种实施例中，时间基准电路包括：操作时间计数器电路，包括多个第三数字计数器电路，该多个第三数字计数器电路被配置为响应于时钟信号或根据时钟信号而生成的触发信号，而生成相应的计数值，其中多个第三数字计数器电路中的每一个可由数字处理单元复位、启动和停止。

12、最后，在各种实施例中，时间基准电路可包括：触发生成器电路，包括一个或多个第四数字计数器电路，该第四数字计数器电路被配置为响应于时钟信号或根据时钟信号而生成的触发信号，生成至少一个触发信号。

1.一种处理系统，包括：

2.根据权利要求1所述的处理系统，其中所述处理系统被配置为同步所述扩展定时器电路。

3.根据权利要求2所述的处理系统，其中所述处理系统通过向所述扩展定时器电路发送同步命令来同步所述扩展定时器电路。

4.根据权利要求3所述的处理系统，其中所述扩展定时器电路在接收到所述同步命令后覆盖所述第二计数值和所述第三计数值的内容。

5.根据权利要求1所述的处理系统，其中所述资源被配置为：

6.根据权利要求1所述的处理系统，其中所述资源包括以下项之一：

7.根据权利要求6所述的处理系统，其中所述通信接口包括：通用异步接收器/发送器、串行外围接口总线、内部集成电路、控制器局域网总线或以太网接口、或调试接口。

8.根据权利要求6所述的处理系统，其中所述数字部件包括硬件定时器、计数器或密码协处理器。

9.根据权利要求6所述的处理系统，其中所述模拟部件包括比较器或传感器。

10.一种处理系统，包括：

11.根据权利要求10所述的处理系统，其中响应于上电复位或破坏性复位，所述数字处理单元配置所述多个第三数字计数器电路中的一个或多个第三数字计数器电路。

12.根据权利要求11所述的处理系统，其中所述数字处理单元通过从所述处理系统的非易失性存储器读取初始计数值并将所述初始计数值写到所述多个第三数字计数器电路中的选定计数器来配置所述多个第三数字计数器电路中的一个或多个第三数字计数器电路。

13.根据权利要求12所述的处理系统，其中所述选定计数器被配置为响应于新的计数事件而增加计数值。

14.根据权利要求10所述的处理系统，其中所述资源被配置为：

15.根据权利要求10所述的处理系统，其中所述资源包括以下项之一：

16.根据权利要求15所述的处理系统，其中所述通信接口包括：通用异步接收器/发送器、串行外围接口总线、内部集成电路、控制器局域网总线或以太网接口、或调试接口。

17.根据权利要求15所述的处理系统，其中所述数字部件包括硬件定时器、计数器或密码协处理器。

18.根据权利要求15所述的处理系统，其中所述模拟部件包括比较器或传感器。