DE102004053159A1 - Mikrocontrollersystem - Google Patents

Mikrocontrollersystem Download PDF

Info

Publication number
DE102004053159A1
DE102004053159A1 DE102004053159A DE102004053159A DE102004053159A1 DE 102004053159 A1 DE102004053159 A1 DE 102004053159A1 DE 102004053159 A DE102004053159 A DE 102004053159A DE 102004053159 A DE102004053159 A DE 102004053159A DE 102004053159 A1 DE102004053159 A1 DE 102004053159A1
Authority
DE
Germany
Prior art keywords
microcontroller
state
power consumption
timer
status register
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Withdrawn
Application number
DE102004053159A
Other languages
English (en)
Inventor
Claus Steinle
Holger Ceskutti
Martin Thomas
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Robert Bosch GmbH
Original Assignee
Robert Bosch GmbH
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Robert Bosch GmbH filed Critical Robert Bosch GmbH
Priority to DE102004053159A priority Critical patent/DE102004053159A1/de
Priority to CNA2005800379587A priority patent/CN101052935A/zh
Priority to PCT/EP2005/055558 priority patent/WO2006048396A2/de
Priority to US11/666,784 priority patent/US20110099401A1/en
Priority to EP05801276A priority patent/EP1810115A2/de
Publication of DE102004053159A1 publication Critical patent/DE102004053159A1/de
Withdrawn legal-status Critical Current

Links

Classifications

    • GPHYSICS
    • G06COMPUTING; CALCULATING OR COUNTING
    • G06FELECTRIC DIGITAL DATA PROCESSING
    • G06F1/00Details not covered by groups G06F3/00 - G06F13/00 and G06F21/00
    • G06F1/26Power supply means, e.g. regulation thereof
    • G06F1/32Means for saving power
    • G06F1/3203Power management, i.e. event-based initiation of a power-saving mode

Landscapes

  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Theoretical Computer Science (AREA)
  • Physics & Mathematics (AREA)
  • General Engineering & Computer Science (AREA)
  • General Physics & Mathematics (AREA)
  • Power Sources (AREA)
  • Microcomputers (AREA)

Abstract

Ein Mikrocontrollersystem umfasst einen Mikrocontroller (1), der zwischen einem Zustand mit hoher Leistungsaufnahme und einem Zustand mit eingeschränkter Leistungsaufnahme umschaltbar ist, ein Statusregister (23), einen Zeitgeber (2) und eine erste Logikbaugruppe (16, 19), die mit dem Zeitgeber (2) und dem Statusregister (23) verbunden ist und bei Empfang eines Zeitablaufsignals (T_EXP) von dem Zeitgeber (2) einen Übergang des Mikrocontrollers (1) vom Zustand eingeschränkter Leistungsaufnahme in den Zustand hoher Leistungsaufnahme veranlasst, sofern der Inhalt (AUFW) des Statusregisters (23) einen ersten vorgegebenen Wert hat.

Description

  • Die vorliegende Erfindung betrifft ein Mikrocontrollersystem mit einem Mikrocontroller, der zwischen einem Betriebszustand mit hoher Leistungsaufnahme und einem Betriebszustand mit eingeschränkter Leistungsaufnahme umschaltbar ist. In dem Zustand eingeschränkter Leistungsaufnahme stehen die Funktionen des Mikrocontrollers, die im Zustand hoher Leistungsaufnahme verfügbar sind, nicht oder nur eingeschränkt zur Verfügung. Derartige Mikrocontroller sind für Anwendungen entwickelt worden, bei denen sich Phasen, in denen der Mikrocontroller stark ausgelastet ist, mit Phasen abwechseln, in denen der Mikrocontroller untätig oder wenig ausgelastet ist. Indem der Mikrocontroller in den Untätigkeitsphasen in den Zustand eingeschränkter Leistungsaufnahme umgeschaltet wird, kann die mittlere Leistungsaufnahme des Mikrocontrollersystems erheblich reduziert werden, was insbesondere bei Anwendungen mit netzunabhängiger Stromversorgung von Vorteil ist.
  • Egal, wie gering jedoch die eingeschränkte Leistungsaufnahme des Mikrocontrollers ist, besteht das Problem, dass der Betrieb des Mikrocontrollers eine netzunabhängige Stromquelle von begrenzter Kapazität über kurz oder lang erschöpft. Wenn z.B. das Mikrocontrollersystem in einem Kraftfahrzeug eingesetzt und aus dessen Batterie gespeist wird, wird die Batterie nach mehr oder weniger langer Zeit erschöpft sein, mit der Folge, dass das Fahrzeug nicht mehr ohne externe Hilfsmittel gestartet werden kann. Um diese Gefahr zu reduzieren, muss die Gesamtenergieaufnahme des Mikrocontrollersystems während eines Zeitraums, in dem nicht die volle Verarbeitungskapazität des Mikrocontrollers benötigt wird, etwa während das Fahrzeug steht, so gering wie möglich gemacht werden.
  • Vorteile der Erfindung
  • Durch die vorliegende Erfindung wird ein Mikrocontrollersystem geschaffen, das dieser Anforderung genügt. Es umfasst einen Mikrocontroller, der zwischen einem Zustand mit hoher Leistungsaufnahme und einem Zustand mit eingeschränkter Leistungsaufnahme umschaltbar ist, ein Statusregister, einen Zeitgeber und ein erstes Logikgatter, das mit dem Zeitgeber und dem Statusregister verbunden ist und bei Empfang eines Zeitablaufsignals von dem Zeitgeber einen Übergang des Mikrocontrollers vom Zustand eingeschränkter Leistungsaufnahme in den Zustand hoher Leistungsaufnahme veranlasst, sofern der Inhalt des Statusregisters einen ersten vorgegebenen Wert hat. Sobald das Statusregister diesen vorgegebenen Wert verliert, sei es, weil es vom Mikrocontroller überschrieben wird, oder durch den Zugriff irgendeines anderen Schaltungselements, kehrt das Mikrocontrollersystem nicht mehr in den Zustand hoher Leistungsaufnahme zurück.
  • Vorzugsweise wird, wenn bei Empfang des Zeitablaufsignals der Inhalt des Statusregisters auf einen zweiten Wert verändert ist, der Mikrocontroller vollständig ausgeschaltet.
  • Zweckmäßigerweise ist der Mikrocontroller eingerichtet, einen Übergang vom Zustand hoher Leistungsaufnahme in den Zustand eingeschränkter Leistungsaufnahme unter der Steuerung seines eigenen Betriebsprogramms auszuführen. Dies ermöglicht eine selbsttätige Rückkehr des Mikrocontrollers in den Zustand eingeschränkter Leistungsaufnahme, nachdem er, veranlasst durch das Zeitablaufsignal, in den Zustand hoher Leistungsaufnahme übergegangen ist.
  • Vorzugsweise ist der Mikrocontroller nur in dem Zustand hoher Leistungsaufnahme in der Lage, Programmanweisungen auszuführen, nicht aber in dem Zustand eingeschränkter Leistungsaufnahme.
  • Inhalte von Registern des Mikrocontrollers bleiben hingegen im Zustand eingeschränkter Leistungsaufnahme zweckmäßigerweise erhalten, so dass beim Übergang in den Zustand hoher Leistungsaufnahme dem Mikrocontroller die darin zuvor gespeicherten Daten sofort zu Verfügung stehen.
  • Das Statusregister sollte vorzugsweise durch den Mikrocontroller beschreibbar sein. So hat der Mikrocontroller jederzeit, zumindest wenn er sich im Zustand hoher Leistungsaufnahme befindet, Gelegen heit, anhand aktueller Betriebsbedingungen festzulegen, ob dieser Zustand nach einem zeitweiligen Übergang in den Zustand eingeschränkter Leistungsaufnahme wieder hergestellt werden soll oder nicht.
  • Alternativ oder ergänzend kann auch vorgesehen werden, dass eine Überwachungsschaltung zum Messen der Restkapazität einer das Mikrocontrollersystem speisenden Energiequelle das Statusregister überschreibt, wenn die Restkapazität der Energiequelle einen kritischen Wert unterschreitet, und so eine Rückkehr in den Zustand hoher Leistungsaufnahme unterbindet, wenn dies zu einer übermäßigen Erschöpfung der Energiequelle führen könnte.
  • Der Zeitgeber erzeugt das Zeitablaufsignal vorzugsweise mit einer vorgegebenen Verzögerung nach einem Übergang des Mikrocontrollers vom Zustand hoher Leistungsaufnahme in den Zustand eingeschränkter Leistungsaufnahme, so dass, so lange das Register den ersten Wert enthält, der Mikrocontroller zyklisch nach Ablauf der eingestellten Verzögerung in den Zustand eingeschränkter Leistungsaufnahme zurückkehrt.
  • Der Wert der Verzögerung kann durch den Mikrocontroller einstellbar sein.
  • Vorzugsweise sind der Mikrocontroller und der Zeitgeber in einem gemeinsamen Schaltungsbaustein implementiert.
  • Wenn das Mikrocontrollersystem eine Spannungsversorgungsschaltung umfasst, die ausgelegt ist, einen Satz von mehreren Versorgungspotentialen zu liefern, von denen nicht alle in dem Zustand eingeschränkter Leistungsaufnahme des Mikrocontrollers benötigt werden, so ist diese Spannungsversorgungsschaltung vorzugsweise umschaltbar zwischen einem Zustand, in dem sie den vollständigen Satz der Versorgungspotentiale liefert, und einem Zustand, in dem sie wenigstens eines der zum Betrieb des Mikrocontrollers im Zustand eingeschränkter Leistungsaufnahme nicht erforderlichen Versorgungspotentiale nicht liefert. Auf diese Weise kann die Verlustleistung der Spannungsversorgungsschaltung in Zeiten eingeschränkter Leistungsaufnahme des Mikrocontrollers verringert und dadurch die Standzeit einer Batterie weiter verlängert werden.
  • Vorzugsweise ist einem Reset-Eingang des Mikrocontrollers ein Logikgatter vorgeschaltet, das im Zustand eingeschränkter Leistungsaufnahme Reset-Befehle nicht zum Mikrocontroller durchlässt. Ein solches Logikgatter ist insbesondere zweckmäßig, um Reset-Befehle zu unterdrücken, die von einer an sich bekannten Betriebsspannungsüberwachungsschaltung immer dann erzeugt werden, wenn ein von ihr überwachte Betriebsspannung ein zulässiges Intervall verlässt, was im Zustand hoher Leistungsaufnahme zu einer Fehlfunktion des Mikrocontrollers führen könnte.
  • Weitere Merkmale und Vorteile der Erfindung ergeben sich aus der nachfolgenden Beschreibung eines Ausführungsbeispiels mit Bezug auf die beigefügte Figur.
  • Figur
  • Die einzige Figur zeigt ein Blockdiagramm eines erfindungsgemäßen Mikrocontrollersystems.
  • Beschreibung des Ausführungsbeispiels
  • Das in 1 gezeigte Mikrocontrollersystem umfasst einen Mikrocontroller 1, der von einem Normalbetriebszustand mit hoher Leistungsaufnahme, in welchem er in der Lage ist, ein in einem (in der Figur nicht dargestellten) Speicher abgelegtes Betriebsprogramm zu lesen und auszuführen, in einen Zustand mit eingeschränkter Leistungsaufnahme umschaltbar ist, in welchem er nicht mehr in der Lage ist, das Betriebsprogramm abzuarbeiten, in welchem aber die Inhalte der Register des Mikrocontrollers oder zumindest eines Teils dieser Register sowie eines (ebenfalls nicht dargestellten) Schreib-Lesespeichers, auf den der Mikrocontroller 1 zugreift, erhalten bleiben und ein interner Zeitgeber 2 des Mikrocontrollers funktionsfähig bleibt. Der Mikrocontroller 1 bezieht eine Mehrzahl von Versorgungspotentialen von einem integrierten Spannungsversorgungsbaustein 3, auch kurz als Spannungsversorgung 3 bezeichnet. Von den mehreren von der Spannungsversorgung 3 bereitgestellten Potentialen ist zum Aufrechterhalten des Zustands eingeschränkter Leistungsaufnahme des Mikrocontrollers 1 lediglich eines, in der Figur mit VKAP bezeichnet, erforderlich. Das Potential VKAP beträgt z.B. ca. 2,6 V. Versorgungsleitungen für nur im Zustand hoher Leistungsaufnahme des Mikrocontrollers 1 benötigte Versorgungspotentiale sind in der Figur als eine gestrichelte Linie zwischen der Spannungsversorgung 3 und dem Mikrocontroller 1 symbolisiert.
  • Eine Mehrzahl von logischen Bausteinen 8 bis 20, die im Folgenden noch genauer beschrieben werden, benötigten für ihren Betrieb lediglich das Versorgungspotential VKAP.
  • Das Mikrocontrollersystem empfängt von außen ein Ein/Ausschaltsignal PWR, welches, wenn das Mikrocontrollersystem in einem Kraftfahrzeug eingebaut ist, beispielsweise von dessen Zündung abgeleitet sein kann und bei ausgeschalteter Zündung Massepegel entsprechend einem logischen Wert Null und bei eingeschalteter Zündung beispielsweise ein Potential von +12 V entsprechend logisch Eins annimmt. Das Ein/Ausschaltsignal PWR liegt direkt an einem Schalteingang der Spannungsversorgung 3. Entsprechend dem Pegel des Ein-Ausschaltsignals liefert die Spannungsversorgung ein Statussignal ST mit einem Pegel von 5 oder 0 V. Das Statussignal ST wird über einen Spannungsteiler aus Widerständen 4, 5, der den 5V-Pegel auf 2,6 V reduziert, an einen ersten Eingang eines NOR-Gatters 8 angelegt. Der zweite Eingang des NOR-Gatters 8 ist über einen Tiefpass, bestehend aus einem Kondensator 6 und einem Widerstand 7, und zwei hintereinander geschaltete invertierende Schmitt-Trigger 9, 10 an VKAP angeschlossen. Der Ausgang des NOR-Gatters 8 ist mit einem niedrig-aktiven Löscheingang CL eines ersten D-Flipflops 11 verbunden.
  • Das Flipflop 11 hat ferner einen hoch-aktiven Setz-Eingang PR, der direkt mit VKAP verbunden ist, einen Takt-Eingang CLK, der ein von einem invertierenden Schmitt-Trigger 12 invertiertes Zeitablaufsignal T_EXP vom Zeitgeber 2 empfängt, und einen Dateneingang D, der direkt an VKAP angeschlossen ist. An einen nicht invertierenden Datenausgang Q des Flipflops 11 ist ein erster Eingang eines ODER-Gatters 13 angeschlossen, dessen zweiter Eingang mit einem Reset-Ausgang RST_OUT der Spannungsversorgung 3 verbunden ist und dessen Ausgang mit einem Reset-Eingang RST_IN des Mikrocontrollers 1 verbunden ist.
  • Ein zweites D-Flipflop 16 ist baugleich mit dem Flipflop 11. Der Dateneingang D des Flipflops 16 ist mit einem Aufwachwunsch-Signal AUFW des Mikrocontrollers 1 beschaltet, das über einen Spannungsteiler aus Widerständen 21, 22 vom üblichen TTL-Ausgangspegel von 5V des Mikrocontrollers auf 2,6 V entsprechend dem Versorgungspotential VKAP des Flipflops 16 heruntergeteilt ist. Das Taktsignal am Eingang CLK des Flipflops 16 rührt von einem NAND-Gatter 17 her, das an seinem ersten Eingang das Zeitgeber-Ablaufsignal T_EXP und am zweiten Eingang das Ausgangssignal eines weiteren NAND-Gatters 18 empfängt. An die Eingänge des NAND-Gatters 18 wiederum sind angeschlossen der Ausgang des ODER-Gatters 13 bzw. der Ausgang des Spannungsteilers 4, 5.
  • Das invertierte Ausgangssignal Q des Flipflops 16 liegt, über ein NAND-Gatter 19 mit dem Zeitgeber- Ablaufsignal T_EXP verknüpft, an einem Steuereingang KAP_ON und, über ein NOR-Gatter 20 mit dem invertierten Zeitablaufsignal vom Schmitt-Trigger 12 verknüpft, an einem Steuereingang REAKT der Spannungsversorgung 3 an.
  • Im Folgenden wird die Arbeitsweise der vorstehend beschriebenen Schaltung erläutert. Dabei wird als Anfangszustand ein Zustand angenommen, in welchem die Spannungsversorgung 3 keinerlei Versorgungspotential liefert und das Ein/Ausschaltsignal PWR den Wert logisch Null hat, das Mikrocontrollersystem also vollständig ausgeschaltet ist. Wenn die Fahrzeugzündung betätigt wird und dementsprechend PWR stabil auf logisch Eins übergegangen ist, beginnt die Spannungsversorgung 3, die diversen Versorgungspotentiale des Mikrocontrollers 1 und das Statussignal ST mit hohem Pegel auszugeben. So lange die Versorgungspotentiale nicht stabil sind, wird der Reset-Ausgang RST_OUT der Spannungsversorgung 3 auf Null gehalten.
  • Über den Spannungsteiler 4, 5 liegen vom Statussignal ST abgeleitete 2,6 V, entsprechend einem Pegel von logisch Eins, an einem Eingang des NOR-Gatters 8 an, so dass das NOR-Gatter 8 unabhängig von seinem anderen Eingangssignal ein Ausgangssignal mit Pegel logisch Null an den niedrig-aktiven Löscheingang CL des Flipflops 11 liefert. Am Ausgang Q des Flipflops 11 erscheint der Wert logisch Null, so dass das ODER-Gatter 13 den Wert logisch Null an den Reset-Eingang RST_IN des Mikrocontrollers 1 liefert. Der Mikrocontrol ler wird in dieser Phase also fortlaufend zurückgesetzt.
  • Sobald die von der Spannungsversorgung 3 gelieferten Versorgungsspannungen stabil sind, wechselt der Reset-Ausgang RST_OUT auf logisch Eins. Da sich der Inhalt des Flipflops 11 zwischenzeitlich nicht ändert, erreicht der Pegel logisch Eins auch den Reset-Eingang RST_IN des Mikrocontrollers 1, so dass dieser nicht mehr zurückgesetzt wird und beginnen kann, sein Arbeitsprogramm abzuarbeiten.
  • In der Startphase prüft das Arbeitsprogramm bei bestimmten Registern und RAM-Speicherbereichen, ob diese aus einer früheren Betriebsphase des Mikrocontrollers 1 erhalten gebliebene Daten oder nur durch das Einschalten entstandene Zufallswerte enthalten. Die Art der Prüfung hängt davon ab, wie diese Daten in der vorhergehenden Betriebsphase von dem Betriebsprogramm gesichert worden sind.
  • Eine Möglichkeit, diese Prüfung vorzunehmen, ist z. B. unter einer Mehrzahl von Registern oder RAM-Speicherzellen eine zu reservieren, die mit Paritätsbits oder einer anderen Art von Integritätsprüfinformation der anderen Register oder Speicherzellen beschrieben wird. In der Startphase berechnet der Mikrocontroller die Integritätsprüfinformation für die anderen Register oder Speicherzellen neu und vergleicht das Ergebnis mit dem Inhalt des einen Registers oder der einen Zelle. In der hier betrachteten Situation des Neustarts nach vollständiger Abschaltung stimmen die berechnete und die in dem einen Register oder der einen Spei cherzelle gefundene Integritätsprüfinformation nicht überein. Die Speicherinhalte sind also wertlos und müssen neu initialisiert werden. Bei Übereinstimmung stellen die Speicherinhalte mit einer Wahrscheinlichkeit von 1-2n (wenn n die Bitzahl der Integritätsprüfinformation ist) brauchbare Daten dar.
  • Eine andere Möglichkeit, zu erhaltende Daten zu sichern, ist, von jedem zu sichernden Datum nicht nur dessen eigentlichen Wert, sondern auch dessen bitweise Negation zu speichern und beim Neustart abzuprüfen.
  • Wenn die Zündung wieder ausgeschaltet wird, kehrt PWR zurück auf logisch Null. Die Spannungsversorgung 3 stellt die Erzeugung aller Versorgungsspannungen mit Ausnahme von VKAP ein. Der Mikrocontroller 1 entscheidet mit Hilfe seines Betriebsprogramms, ob er vollständig ausgeschaltet werden darf oder zu einem späteren Zeitpunkt noch einmal aktiviert werden soll, und setzt in Abhängigkeit von dieser Entscheidung ein internes Register 23 auf logisch Null bzw. logisch Eins, dessen Inhalt als ein als „Aufwachwunsch-Signal" bezeichnetes Ausgangssignal AUFW an einer Klemme des Mikrocontrollers 1 ausgegeben wird.
  • Immer wenn eines der mehreren Versorgungspotentiale von der Spannungsversorgung 3 nicht so zur Verfügung steht, dass es ein ordnungsgemäßes Funktionieren des Mikrocontrollers 1 gewährleistet, insbesondere also auch dann, wenn die Spannungsversorgung 3 nur VKRP liefert, geht ihr Ausgang RST_OUT auf logisch Null. Herkömmlicherweise soll dies gewährleisten, dass ein von der Spannungsversorgung 3 gespeister Mikrocontroller nicht aufgrund eines Versorgungsspannungsfehlers in einen undefinierten Zustand gelangt, sondern jedes Mal, wenn die Gefahr eines solchen Zustands droht, neu gestartet wird. Ein solcher Neustart ist jedoch unerwünscht, wenn der Mikrocontroller nur zeitweilig in den Zustand eingeschränkter Leistungsaufnahme übergeht. In diesem Zustand wird hier der Neustart unterdrückt, weil das Signal am Löscheingang CL des Flipflops 11 auf Eins übergeht, sobald der Kondensator 6 geladen ist, das Flipflop 11 also nicht mehr ständig gelöscht wird, sondern, getriggert durch das Zeitgeberablaufsignal T_EXP beim Ausschalten der Zündung, den Wert Eins an seinem Dateneingang speichern und folglich am Ausgang Q ausgeben kann. Der Wert Q = 1 liegt über das ODER-Gatter 13 auch am niedrig-aktiven Reset-Eingang RST_IN des Mikrocontrollers 1 an, so dass dieser in dem Zustand eingeschränkter Leistungsaufnahme nicht zurückgesetzt wird.
  • Es soll zunächst der Fall betrachtet werden, dass der Mikroprozessor nach dem Übergang von PWR auf Null nicht wieder in Betrieb genommen werden muss. In diesem Fall wird AUFW auf Null gesetzt, und der Zeitgeberausgang T_EXP geht von Eins auf Null über. Hieraus resultiert jeweils eine ansteigende Flanke an den Takteingängen CLK der Flipflops 11, 16, die diese veranlasst, den an ihrem jeweiligen Dateneingang D anliegenden Wert zu übernehmen. Im Fall des Flipflops 11 ist dies der Wert Eins, da die Spannungsversorgung 3 die Versorgungsspannung VKAP nach wie vor liefert. Beim Flipflop 16 ist es der Wert Null des Aufwachwunsch-Signals AUFW.
  • Der Mikrocontroller 1 initialisiert den Zeitgeber 2 mit einer vorgegebenen Verzögerungszeit, setzt ihn in Gang und geht in den Zustand eingeschränkter Leistungsaufnahme über. Das NOR-Gatter 19 empfängt vom Zeitgeber, solange dieser nicht abgelaufen ist, T_EXP = 0 und vom Flipflop 16 Q = 1 und legt somit den Pegel logisch Eins an den Eingang KAP_ON der Spannungsversorgung 3 an, so dass diese die Ausgangsspannung VKAP weiterhin liefert.
  • Wenn der Zeitgeber abläuft, nimmt T_EXP den Wert Eins an, so dass das NOR-Gatter 19 (da Q = 1 ist) Null-Pegel an den Eingang KAP_ON anlegt. Folglich hört nach Ablauf des Zeitgebers 2 die Spannungsversorgung 3 auch mit der Erzeugung der Versorgungsspannung VKAP auf, und das Mikrocontrollersystem ist vollständig ausgeschaltet.
  • Es wird nun der Fall betrachtet, dass der Mikrocontroller 1 sich dafür entscheidet, nach Ausschalten der Zündung noch einmal in den Zustand erhöhter Leistungsaufnahme überzugehen, in welchem er uneingeschränkt betriebsfähig ist. In diesem Fall setzt der Mikrocontroller 1 das interne Register 23 und damit das Aufwachwunsch-Signal AUFW auf den Wert Eins, bevor er in den Zustand eingeschränkter Leistungsaufnahme übergeht und T_EXP auf Null geht, und folglich wird der Wert Eins im Flipflop 16 gespeichert. Wenn nun der Zeitgeber 2 abläuft und der Ausgang T_EXP wieder den Wert Eins annimmt, liegt am anderen Eingang des NOR-Gatters 19 ebenfalls Eins an, so dass das NOR-Gatter 19 fortlaufend den Pegel 1 an den Eingang KAP_ON der Spannungsversorgung 3 liefert. Die Erzeugung von VKAP wird also mit Ablauf des Zeitgebers 2 nicht eingestellt.
  • Das NOR-Gatter 20 empfängt vor Ablauf des Zeitgebers 2 den Wert Null vom Ausgang Q des Flipflops 16 und den Wert Eins von dem an T_EXP angeschlossenen invertierenden Schmitt-Trigger 12 und liefert Null-Pegel an einen Reaktivierungseingang REAKT der Spannungsversorgung 3. Mit Ablauf des Zeitgebers geht das Ausgangssignal des Schmitt-Triggers 12 auf Null und damit das des NOR-Gatters 20 auf Eins. Die Spannungsversorgung 3 wird dadurch reaktiviert und nimmt auch die Erzeugung aller anderen Versorgungsspannungen neben VKAP wieder auf.
  • Wie bei der oben beschriebenen Inbetriebnahme des Mikrocontrollersystems aus dem vollständig ausgeschalteten Zustand heraus hält die Spannungsversorgung 3 den Reset-Ausgang RST_OUT auf Null, solange die Versorgungsspannungen noch nicht wieder stabil sind. Mit dem Wiedereinschalten geht ST wieder auf hohen Pegel. Dadurch wird das Flipflop 11 auf Null zurückgesetzt und zieht über das ODER-Gatter 13 den Reset-Eingang RST_IN des Mikrocontrollers 1 auf dem Pegel logisch Null. Dadurch wird ein Zurücksetzen des Mikrocontrollers 1 erzwungen. Dieser startet nun sein Arbeitsprogramm mit den seit dem Ausschalten unverändert gebliebenen Speicher- und Registerinhalten neu.
  • Wie im zuvor betrachteten Fall des Starts nach vorhergehender vollständiger Abschaltung beinhaltet das Arbeitsprogramm eine Prüfung der Speicher- und Registerinhalte auf Unversehrtheit. Diesmal werden diese Inhalte als brauchbar erkannt und nicht initialisiert.
  • Wenn der Mikrocontroller 1 die auszuführenden Aufgaben erledigt hat, entscheidet er erneut, ob er noch einmal aktiviert werden muss oder endgültig ausgeschaltet werden darf, setzt dementsprechend den Wert des Aufwachwunsch-Signals AUFW, setzt T_EXP auf Null, um die Flipflops 11, 16 zu triggern, startet den Zeitgeber 2 und veranlasst die Spannungsversorgung 3, die Erzeugung aller Versorgungsspannungen außer VKAP einzustellen.
  • Wenn sich der Mikrocontroller 1 im Zustand eingeschränkter Leistungsaufnahme befindet, ist es auch jederzeit möglich, durch Betätigung der Zündung des Fahrzeugs die volle Betriebsfähigkeit des Mikrocontrollersystems wieder herzustellen.
  • Ein einfaches Beispiel für eine Anwendung des oben beschriebenen Mikrocontrollersystems ist das Messen der Ausschaltdauer der Fahrzeugzündung an einem Fahrzeug mit Abgaskatalysator. Hierfür wird, während PWR = 1 ist, ein flüchtiger Speicher ungleich Null initialisiert. Während die Zündung ausgeschaltet und PWR = 0 ist, wird der Speicher bei jedem Übergang in den Zustand hoher Leistungsaufnahme dekrementiert. Wenn die Zündung wieder eingeschaltet wird und wieder PWR = 1 ist, und das Register ist Null, muss davon ausgegangen werden, dass der Katalysator kalt ist. Wenn das Register von Null verschieden ist, gibt es die Standzeit des Fahrzeugs an und anhand der Standzeit kann abgeschätzt werden, was der Katalysator für eine Temperatur hat und wie man ihn optimal fährt.

Claims (13)

  1. Mikrocontrollersystem mit einem Mikrocontroller (1), der zwischen einem Zustand mit hoher Leistungsaufnahme und einem Zustand mit eingeschränkter Leistungsaufnahme umschaltbar ist, einem Statusregister (23), einem Zeitgeber (2) und einer ersten Logikbaugruppe (16, 19), die mit dem Zeitgeber (2) und dem Statusregister (23) verbunden ist und bei Empfang eines Zeitablaufsignals (T_EXP) von dem Zeitgeber (2) einen Übergang des Mikrocontrollers (1) vom Zustand eingeschränkter Leistungsaufnahme in den Zustand hoher Leistungsaufnahme veranlasst, sofern der Inhalt (AUFW) des Statusregisters (23) einen ersten vorgegebenen Wert hat.
  2. Mikrocontrollersystem nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die erste Logikbaugruppe (16, 19) bei Empfang des Zeitablaufsignals (T_EXP) von dem Zeitgeber (2) ein Ausschalten des Mikrocontrollers (1) veranlasst, sofern der Inhalt (AUFW) des Statusregisters (23) einen zweiten vorgegebenen Wert hat.
  3. Mikrocontrollersystem nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass der Mikrocontroller (1) eingerichtet ist, einen Übergang von Zustand hoher Leistungsaufnahme in den Zustand eingeschränkter Leistungsaufnahme programmgesteuert durchzuführen.
  4. Mikrocontrollersystem nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass der Zustand hoher Leistungsaufnahme ein Zustand ist, in welchem der Mikrocontroller (1) in der Lage ist, Programmanweisungen auszuführen, und dass der Zustand eingeschränkter Leistungsaufnahme ein Zustand ist, in welchem der Mikrocontroller (1) nicht in der Lage ist, Programmanweisungen auszuführen.
  5. Mikrocontrollersystem nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass Inhalte von Registern des Mikrocontrollers (1) im Zustand eingeschränkter Leistungsaufnahme erhalten bleiben.
  6. Mikrocontrollersystem nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass das Statusregister (23) durch den Mikrocontroller (1) beschreibbar ist.
  7. Mikrocontrollersystem nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass der Zeitgeber (2) das Zeitablaufsignal (T_EXP) mit einer vorgegebenen Verzögerung nach einem Übergang vom Zustand hoher Leistungsaufnahme des Mikrocontrollers (1) in den Zustand eingeschränkter Leistungsaufnahme erzeugt.
  8. Mikrocontrollersystem nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, dass die Verzögerung durch den Mikrocontroller einstellbar ist.
  9. Mikrocontrollersystem nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass der Mikrocontroller (1) und der Zeitgeber (2) in einem gemeinsamen Schaltungsbaustein implementiert sind.
  10. Mikrocontrollersystem nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass es eine Spannungsversorgungsschaltung (3) umfasst, die ausgelegt ist, einen Satz von mehreren Versorgungspotentialen zu liefern und die umschaltbar ist zwischen einem Zustand, in dem sie den vollständigen Satz liefert, und einem Zustand, in dem sie wenigstens ein Versorgungspotential des Satzes, das zum Betrieb des Mikrocontrollers (1) im Zustand eingeschränkter Leistungsaufnahme nicht erforderlich ist, nicht liefert.
  11. Mikrocontrollersystem nach Anspruch 10, dadurch gekennzeichnet, dass ein Steuereingang (REAKT, KAP_ON) der Spannungsversorgungsschaltung (3) mit dem Statusregister (23) verbunden ist und die Spannungsversorgungsschaltung genau dann den nicht vollständigen Satz von Ausgangsspannungen liefert, wenn der Inhalt (AUFW) des Statusregisters (23) den ersten vorgegebenen Wert hat.
  12. Mikrocontrollersystem nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass einem Reset-Eingang (RST_IN) des Mikrocontrollers (1) ein Logikgatter (13) vorgeschaltet ist, das im Zustand eingeschränkter Leistungsaufnahme Reset-Befehle nicht zum Mikrocontroller (1) durchlässt.
  13. Mikrocontrollersystem nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass es ein Steuergerät für ein Kraftfahrzeug ist.
DE102004053159A 2004-11-03 2004-11-03 Mikrocontrollersystem Withdrawn DE102004053159A1 (de)

Priority Applications (5)

Application Number Priority Date Filing Date Title
DE102004053159A DE102004053159A1 (de) 2004-11-03 2004-11-03 Mikrocontrollersystem
CNA2005800379587A CN101052935A (zh) 2004-11-03 2005-10-26 微控制器***
PCT/EP2005/055558 WO2006048396A2 (de) 2004-11-03 2005-10-26 Mikrocontrollersystem
US11/666,784 US20110099401A1 (en) 2004-11-03 2005-10-26 Microcontroller system
EP05801276A EP1810115A2 (de) 2004-11-03 2005-10-26 Mikrocontrollersystem

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
DE102004053159A DE102004053159A1 (de) 2004-11-03 2004-11-03 Mikrocontrollersystem

Publications (1)

Publication Number Publication Date
DE102004053159A1 true DE102004053159A1 (de) 2006-05-04

Family

ID=35455323

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
DE102004053159A Withdrawn DE102004053159A1 (de) 2004-11-03 2004-11-03 Mikrocontrollersystem

Country Status (5)

Country Link
US (1) US20110099401A1 (de)
EP (1) EP1810115A2 (de)
CN (1) CN101052935A (de)
DE (1) DE102004053159A1 (de)
WO (1) WO2006048396A2 (de)

Families Citing this family (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US8674543B2 (en) * 2010-12-22 2014-03-18 Lg Electronics Inc. Electronic device for controlling consumption power and method of operating the same
WO2014034820A1 (en) * 2012-09-03 2014-03-06 Semiconductor Energy Laboratory Co., Ltd. Microcontroller
DE112013005029T5 (de) 2012-10-17 2015-07-30 Semiconductor Energy Laboratory Co., Ltd. Mikrocontroller und Herstellungsverfahren dafür
US10126724B2 (en) * 2016-03-07 2018-11-13 Haier Us Appliance Solutions, Inc. Low power management system

Family Cites Families (11)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
AT376825B (de) * 1983-04-21 1985-01-10 Siemens Ag Oesterreich Stromsparende schutzschaltung fuer mikrocomputer
DE4123811A1 (de) * 1991-07-18 1993-01-21 Bosch Gmbh Robert Verfahren zum betreiben eines mikroprozessors
DE4302232A1 (de) * 1993-01-28 1994-08-04 Bosch Gmbh Robert Vorrichtung zum Betreiben eines Mikroprozessors
JP3256920B2 (ja) * 1994-04-13 2002-02-18 古河電気工業株式会社 多重伝送装置
AU5177496A (en) * 1995-03-06 1996-09-23 Intel Corporation A computer system with unattended on-demand availability
US6272642B2 (en) * 1998-12-03 2001-08-07 Intel Corporation Managing a system's performance state
US6665802B1 (en) * 2000-02-29 2003-12-16 Infineon Technologies North America Corp. Power management and control for a microcontroller
DE10125204B4 (de) * 2000-05-31 2006-01-05 Volkswagen Ag Niveaugeregeltes Federungssystem
DE10109796A1 (de) * 2001-03-01 2002-09-05 Bosch Gmbh Robert Schaltung und Verfahren zur Vorgabe eines Startsignals für einen Controller
US7023224B2 (en) * 2002-03-18 2006-04-04 Delphi Technologies, Inc. Low power absolute position sensor and method
US7376854B2 (en) * 2004-03-31 2008-05-20 Intel Corporation System for enabling and disabling voltage regulator controller of electronic appliance according to a series of delay times assigned to voltage regulator controllers

Also Published As

Publication number Publication date
US20110099401A1 (en) 2011-04-28
EP1810115A2 (de) 2007-07-25
CN101052935A (zh) 2007-10-10
WO2006048396A3 (de) 2006-07-27
WO2006048396A2 (de) 2006-05-11

Similar Documents

Publication Publication Date Title
DE3241786C2 (de)
DE3335145C2 (de)
DE69727355T2 (de) Anordnung und Verfahren zur Taktsequenzierung in einem Datenverarbeitungssystem
DE202009011250U1 (de) Elektronisches Stromspargerät für Computer-Hauptplatinen (Motherboards) im "Standby-Speicher"-Zustand ("Suspend to Memory"-Status)
DE112008001223B4 (de) Datenverarbeitung mit einem Cache-Zugriffsmodus mit geringer Leistung
DE102006048319A1 (de) Multichip-Halbleiterspeicherelement
DE102006062471A1 (de) Interner Referenzspannungsgeneratorschaltkreis und Halbleiterspeicherbauelement
DE19630757B4 (de) Steuersystem mit einem Mikrocomputer und zugehöriger elektrisch rekonfigurierbarer Logikschaltung
DE102009041434A1 (de) Verfahren und Vorrichtung zum Aufwecken von Teilnehmern eines Bussystems und entsprechender Teilnehmer
DE102010046429B4 (de) Programmierbare Steuerung
DE3644631A1 (de) Unregelmaessigkeiten ermittelnder mikrocomputer
EP0284606B1 (de) Vorrichtung zum rücksetzen von recheneinrichtungen
DE19744375A1 (de) Steuerschaltung für einen Microcontroller
EP2159667A2 (de) Computersystem und Verfahren zum Energie sparenden Betrieb eines Computersystems
WO2006048396A2 (de) Mikrocontrollersystem
DE102021107201A1 (de) Energiesparende stromversorgungsarchitektur für integrierte schaltungen wie z.b. mikrocontroller
DE102007055231A1 (de) Stromversorgungsschaltung für ein elektronisches Gerät, Computer mit einer Stromversorgungsschaltung und Energiesparverfahren
EP1255182A2 (de) Rücksetz-Anordnung für einen Mikrokontroller
DE4236605A1 (de)
DE102022101557B3 (de) Verfahren zum Steuern eines Betriebszustands eines Computersystems und derartiges Computersystem
DE102006051909A1 (de) Elektronisches Kraftfahrzeugsteuergerät mit zumindest einem Mikroprozessorsystem
EP2176938A2 (de) Elektronisches steuergerät zum einsatz in einem fahrzeug
EP0852764B1 (de) Vorrichtung zum übertragen von daten
DE102019215166B4 (de) Elektronische steuereinheit
DE102016218161A1 (de) Elektronische steuereinheit

Legal Events

Date Code Title Description
8139 Disposal/non-payment of the annual fee