DE102005021394A1 - Chip für einen Mikroprozessor - Google Patents

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Abstract

Chip (100) für einen Mikroprozessor (101) in einem Fahrzeug, wobei bei dem Chip ein Schnittstellenelement (106) zur Anbindung an den Mikroprozessor vorgesehen ist und neben dem Schnittstellenelement weitere Bausteine (102-108) im Chip enthalten sind, wobei die Bausteine im Chip monolithisch integriert sind und derart ausgebildet sind, dass diese automobilspezifische Funktionen realisieren, wobei elektronische Leistungsendstufen für Aktuatoren aus dem Chip ausgelagert sind.

Description

  • Die Erfindung geht aus von einem Chip für einen Mikroprozessor in einem Fahrzeug sowie einem entsprechenden Chipsatz mit einem Mikroprozessor gemäß dem Oberbegriff des unabhängigen Anspruchs.
  • Kombinationen aus integrierten Schaltkreis verschiedener Integrationslevel stellen heute die elektronische Umgebung von automobilspezifischen Mikroprozessoren in Steuergeräten für Automobilanwendungen dar.
  • Ein Peripheriechipsatz mit einem Mikroprozessor ist in der DE 103 34 014 A1 dargestellt. Darin ist ein Peripheriechipsatz zur Realisierung von Hardwarefunktionen eines Steuergerätes gezeigt, der wenigstens zwei elektronische Einheiten aufweist, welche eine Partitionierung zur Bereitstellung wenigstens einer Grundfunktionalität für ein Steuergerät gestatten. Diese erste und/oder zweite elektronische Einheit kann dabei typischerweise als applikationsspezifischer elektronischer Schaltkreis ausgebildet sein.
  • Dabei wird eine Grundfunktionalität dargestellt, die bei Bedarf in einfacher Weise erweiterbar sein soll und speziell bei Motorsteuergeräten eingesetzt werden soll. Dabei ist allerdings der gesamte Chipsatz, also auch inklusive Mikroprozessor bzw. Rechner automobilspezifisch ausgebildet. Dies erhöht Aufwand und Kosten insofern, als die gesamte Einheit, also inklusive Mikroprozessor für die automobilspezifische Funktionalität ausgelegt sein muss.
  • Es ist daher Aufgabe der Erfindung, eine standardisierbare IC oder Chiparchitektur bzw. Chipsatzarchitektur darzustellen, bei denen die peripheren elektronischen Funktionen um einen zentralen Mikroprozessor so ausgelegt sind, dass nur diese angepasst werden müssen. Und selbst eine Anpassung deutlich vereinfacht und erleichtert wird.
  • Vorteile der Erfindung
  • Die Erfindung geht aus von einem Chip für einen Mikroprozessor in einem Fahrzeug, wobei bei dem Chip ein Schnittstellenelement zur Anbindung an den Mikroprozessor vorgesehen ist und neben dem Schnittstellenelement weitere Bausteine im Chip enthalten sind, wobei vorteilhafter Weise die Bausteine im Chip monolitisch integriert sind und derart ausgebildet sind, dass diese automobilspezifische Funktionen realisieren.
  • Neue wesentliche Merkmale des erfindungsgemäßen Chips bzw. der Chip-Architektur sind darüber hinaus, dass die elektronischen Leitungsendstufen für Aktuatoren aus dem Chip bzw. Chipsatz und somit auch aus dem Steuergerät ausgelagert werden und sich „vor Ort" am Aktuator befinden. Dadurch werden insbesondere intelligente Aktuatoren gebildet mit einer diesen zugeordneten Leistungsendstufe. Damit kann dann mit z. B. einem Standard μC ohne automobilspezifische Module in seiner Peripherie ein vollständiges Domänen-Steuergerät mit wenigstens zwei ICs realisiert werden.
  • Derzeitige hochintegrierte Systeme sind bzgl der elektronischen Leistungsendstufen für Aktoren zentralisiert. Im erfindungsgemäßen O-chip werden aus o.g. Gründen die elektonischen Leistungsendstufen dezentralisiert und „vor Ort an den Aktuator verlagert.
  • In einer besonders bevorzugten Ausführungsform ist der Chip um den Mikroprozessor so angeordnet, dass dieser den Mikroprozessor vollständig, insbesondere ringförmig geschlossen, umgibt. Dadurch ist es vorteilhafter Weise möglich, in diesem so entstandenen O-Chip die automobilspezifischen Funktionen zu konzentrieren, wodurch leistungsfähige Standardmikroprozessoren oder Mikrocontroller (μC) als zentrale Einheiten im O-Chip möglich sind also beliebige nicht automobilspezifische μC verwendet werden können. Durch die monolitische Integration der Bausteine in diesen O-Chip kann eine Minimierung automobilspezifischer Bausteine oder Module in der Peripherie des Mikroprozessor erfolgen.
  • Der Mikroprozessor wird zur Steuerung von Automobilfunktionen verwendet, wobei die Automobilfunktionen in verschiedenen Domänen des Fahrzeugs eingeteilt sind wie z. B. Cockpitelektronik, Bodyelektronik, Sicherheitssysteme, Powertrain, Chassissysteme sowie Systeme zur Fahrzeugführung. Dabei ist es insbesondere vorteilhaft, die Bausteine des Chips domänenspezifisch auszubilden also dergestalt, dass die Eigenarten bzw. Funktionsindividualitäten der einzelnen Domänen im Chip abgebildet werden.
  • Andererseits steigt durch den hohen Standardisierungsgrad des O-Chips jedoch auch die Wahrscheinlichkeit und Möglichkeit, ein und die selbe Chiparchitektur (gleiches IC) in unterschiedlichen Domänen mit anderen Funktionalitäten einsetzen zu können. Das O-Chip ist dazu zunächst mal unabhängig von speziellen Sensor und Aktuator Anforderungen verschiedener Domänen, da diese dann nicht im O Chip umgesetzt sind. Der O-Chip kommuniziert in dieser Ausgestaltung lediglich mit Sensoren und Aktoren über standardisierte digitale Schnittstellen,. Dann wird der Chip vorteilhafter Weise zur Steuerung von Automobilfunktionen verwendet wobei diese in verschiedene Domänen des Fahrzeugs eingeteilt sind und der Chip Bausteine enthält, die so ausgebildet sind, dass der Chip in verschiedenen Domänen einsetzbar ist.
  • Zweckmäßiger Weise ist dabei ein Sicherheitsbaustein im Chip enthalten, der derart ausgebildet ist, um Notlauffunktionalitäten bei Ausfall oder Fehlfunktion des Mikroprozessors auszuführen.
  • Ebenso vorteilhafter Weise ist ein Energieversorgungsbaustein enthalten, durch welchen innerhalb einer Domäne eine zentrale Spannungs- und Stromversorgung gewährleistet ist, so dass durch den Energieversorgungsbaustein für die ganze Domäne die Energieverteilung gesteuert werden kann.
  • Vorteilhafter Weise kann dabei durch den Energieversorgungsbaustein ein zentrales Wake-up- oder auch ein zentrales Watchdog- und Reset-Konzept im Rahmen der Energieverteilungsfunktion realisiert werden.
  • Insbesondere vorteilhaft ist es, auf dem Chip einen Testbaustein vorzusehen, der derart ausgebildet ist, dass er einen Zugang zum Chip schafft, beispielsweise über JTAG, durch den ein Test und/oder eine Verifikation insbesondere der gesamten Domäne z. B. mittels Boundary Scan möglich ist.
  • Zweckmäßiger Weise ist auf dem Chip ein erster Kommunikationsbaustein vorgesehen, der derart ausgebildet ist, dass eine Kommunikation zwischen zwei Chips bzw. Chipsätzen verschiedener Domänen erfolgen kann, so dass also die Interdomänenkommunikation sichergestellt ist.
  • Weiterhin ist zweckmäßiger Weise ein zweiter Kommunikationsbaustein vorgesehen, der derart ausgebildet ist, dass eine Kommunikation mit Sensoren und/oder Aktuatoren erfolgen kann, und zwar so, dass eine Dezentralisierung von Sensorik insbesondere mit Signalkonditionierung bzw. -vorverarbeitung im O-Chip zur Entlastung des μC erfolgt und eine Dezentralisierung insbesondere intelligenter Aktuatorik möglich ist, wodurch eine Entkopplung hoher Leistung und großen Ströme mit großem Störpotential von Sensor- und Referenzsignal mit hohen Genauigkeitsanforderungen erreicht werden kann. Dies geschieht insbesondere durch die besonders vorteilhafte Auslagerung von Leistungsendstufen, speziell in einer vorteilhaften Ausgestaltung aller Leistungsendstufen aus dem O-Chip. D. h. im Gegensatz zu heutigen Steuergeräten, ICs und darin enthaltenden Endstufen für Aktuatoren werden die Endstufen aus dem Chip und auch aus dem Steuergerät ausgelagert und „vor Ort" an den Aktuator gebracht. Damit wird die Verlustleistung auch aus dem zentralen Steuergerät an die jeweiligen Aktuatoren verteilt bzw. optimal verteilbar. Damit wird die heutige Konzentration der Verlustleistung aufgrund einer steigenden Anzahl der Aktuatoren in einem zentralen Steuergerät oder IC entschärft.. Dadurch kann außerdem eine maximale Störimmunität für das Gesamtsystem, insbesondere für das System einer Domäne erreicht werden. Durch diese zweite Schnittstelle, also den zweiten Kommunikationsbaustein, kann auch eine Auslagerung der aktuellen Endstufen aber auch der Aktuatoren erfolgen, wodurch eine optimale Verteilung der Verlustleistung auf mehrere Schaltkreise (ICs) erfolgt.
  • Zweckmäßiger Weise ist im Chip weiterhin ein Diagnosebaustein enthalten, der derart ausgebildet ist, dass eine domänenspezifische Diagnose ermöglicht wird.
  • Durch die Erfindung kann somit eine standardisierbare Architektur im Rahmen des Chips bereitgestellt werden, die die peripheren elektronischen Funktionen um einen zentralen Mikroprozessor in domänenorientierten Systemen in einem integrierten Schaltkreis, also dem Chip vereinigt. Dabei wird der Rechner von einer Art O-Chip ringförmig umschlossen. Durch die mögliche Konzentration der automobilspezifischen, insbesondere domänenspezifischen Funktionen in den Bausteinen des Chips kann der Mikroprozessor bezüglich Rechenleistung und Rechenzeitbedarf sowie dem Bedarf an automobilspezifischen Peripheriemodulen stark entlastet werden. Insbesondere kann vorteilhafter Weise ein zweiter Sicherheits- und Redundanzrechner innerhalb des Mikroprozessors vermieden werden. Gleichzeitig wird durch den Chip eine Funktionserweiterung und Applizierbarkeit auf verschiedene Funktionsumgebungen, also Domänen im Fahrzeug wie z. B. Motorsteuerung, also Powertrain oder auch ABS, Airbag usw. ermöglicht. Gleichzeitig erfolgt eine Dezentralisierung von Sensorik und Aktuatorik mit den bereits vorab beschriebenen Vorteilen.
  • Weitere Vorteile und vorteilhafte Ausgestaltungen ergeben sich aus der Beschreibung sowie den Merkmalen der Ansprüche.
  • Zeichnung
  • Die Erfindung wird im Weiteren anhand der in der Zeichnung dargestellten Figuren näher erläutert.
  • Dabei zeigt
  • 1 ein Domänenmodell im Fahrzeug.
  • 2 zeigt einen erfindungsgemäßen Chip mit einem Mikroprozessor.
  • 3 schließlich zeigt Chipsätze mit einem erfindungsgemäßen Chip und Mikroprozessor unterschiedlicher Domänen mit entsprechender Aktuator-/Sensor-Anbindung.
  • Die Erfindung wird nun nachfolgend anhand der Ausführungsbeispiele näher erläutert.
  • In 1 sind zunächst verschiedene Funktionsumgebungen bzw. Domänen eines Fahrzeugs F dargestellt. Dabei ist mit 200 die Domäne Cockpit Elektronik, mit 300 die Domäne Body Elektronik, mit 400 die Sicherheitsdomäne oder Occupant Safety, mit 500 die Powertrain-Domäne, mit 600 die Chassis-Domäne und mit 700 die Fahrzeugführungsdomäne mit Rundumsicht (Vehicle Guidance & Surround Sensing) dargestellt. Dabei sind beispielhaft einige Bestandteile der einzelnen Domänen näher dargestellt. In der Cockpitelektronik-Domäne 200 sind dies z. B. ein Block 201, in welchem die Instrumentenanzeigefunktionen zusammengefasst sind (Instrument Cluster) sowie Block 202, in welchem die Multimediafunktionalitäten bzw. Anwendungen dargestellt sind. Die Domäne Body Elektronik 300 zeigt mit Block 301 beispielsweise die Funktionen eines Body Computers, also eines Zentralcomputers in dieser Domäne, der die Spiegelfunktionen 303, Schalter 304, Fenster (Ausklappen, Fensterheber usw.) 305, Schlösser und Schließsysteme, z. B. auch Wegfahrsperre 306, Sitzfunktionen 307, Lichtsteuerung 308 sowie Schiebedach 309 beispielhaft umfasst und steuert. Mit Block 302 ist beispielhaft die Klima- und Lüftungssteuerung im Fahrzeug zusammengefasst. Das Sicherheitssystem 400 enthält beispielhaft die Airbagsteuereinheit 401, wobei auch andere Rückhaltesysteme und Sonstiges vorgesehen sein können.
  • Die Powertrain-Domäne 500 schließlich enthält beispielhaft die Motorsteuerung 501, Getriebesteuerung 502, Steuerung des Startergenerators 503 sowie das Batterie- und Energiemanagement 504. Angekoppelt ist hier wiederum beispielhaft die Domäne 700, also die Fahrzeugführung mit der ACC-Steuerung 701. Als in diesem Beispiel letzte Domäne schließlich ist die Domäne 600, Chassis-Domäne dargestellt, die die Bremsensteuerung 601, Lenkungssteuerung 602 sowie optional eine Dämpfungssteuerung 603, Allradsteuerung 604, eine elektronische Parkbremse 606 sowie weitere optionale Komponenten 605 umfasst. Zu dieser Bremsensteuerung, also der Chassis-Domäne, gehören demnach auch ABS, ASR und ESP sowie Hill Holder usw. Allgemein gilt, dass die hier dargestellten Domänen nur beispielhaft zu verstehen sind und selbstverständlich eine andere Domänenaufteilung sowie andere zugeordnete Steuerungsfunktionen denkbar sind und diese spezielle Domänenaufteilung hier nicht erfindungswesentlich ist und demnach auch als nicht einschränkend im Hinblick auf die Erfindung ausgelegt werden kann.
  • 2 zeigt einen erfindungsgemäßen Chip 100 mit einem Mikroprozessor oder Controller 101. In dieser speziellen vorteilhaften Ausgestaltung wird der Mikroprozessor 101 ringförmig vollständig vom Chip 100 umgeben. Dieser Chip 100 enthält dabei Bausteine 102 bis 108, die vorzugsweise monolitisch integriert sind. Damit kann die Konzentration der automobilspezifischen Funktionen in diesem Chip erfolgen, wodurch der Chip so die Verwendung von leistungsfähigen Standardmikroprozessoren 101 und die Minimierung der automobilspezifischen Module, also der Bausteine im Chip 100 ermöglicht. Dies sind z. B. A/D-Wandler, Timer, Protokollcontroller. Dadurch erfolgt eine Entlastung des Mikrocomputers oder Mikroprozessors in der Rechenleistung ebenso wie eine Reduktion von Softwareumfang für den Mikroprozessor bei gleichzeitig erhöhter Funktionalität.
  • Mit 102 ist dabei ein Sicherheitsbaustein oder Safety-Controller im O-Chip 100 vorgesehen, welcher im engen Zusammenspiel mit weiteren Modulen des Chips erhöhte Sicherheits-, Diagnose und Redundanzfunktionen insbesondere für die Domain bei Ausfall oder Fehlfunktion des zentralen Mikroprozessors 101 erlaubt. Dieser Safety-Controller 102 übernimmt dabei von der Domäne Notlauffunktion bei Ausfall oder Fehlfunktion des zentralen Mikroprozessors. Dies ist z. B. ein kontrolliertes Herunterfahren des Systems in einen sicheren Zustand oder die Abspeicherung von Diagnosedaten in einem Speicher, insbesondere im Speicherbaustein 109. Ebenso ist es die Überwachung von Sensor- und Aktorsignalen auf Plausibilität, z. B. mittels Diagnoseschnittstellen und Bus-Guardians zusammengefasst im Block 107 und gegebenenfalls die Sperrung respektive die Steuerung von Aktoren zur Erreichung eines sicheren Zustands. Ebenso können im Safety-Controller weitere Funktionalität wie Echtzeitüberwachung, insbesondere im Hinblick auf die Software (real time and background) erfolgen. Damit kann vorteilhafter Weise ein zweiter Sicherheits- und Redundanzrechner vermieden werden. Mit Block 108 ist ein Testbaustein vorgesehen, der derart ausgebildet ist, dass er einen Zugang zum Chip schafft, durch den ein Test und/oder eine Verifikation der gesamten Domäne möglich ist. Dieser Block 108, auch als Domain Test Access Port bezeichnet, kann somit ein Design für den Test und die Systemverifikation einer gesamten Domäne auf verschiedenen Leveln oder Stufen bis hin zum Endkunden ermöglichen. Damit sind Tests und Verifikationen auch ohne den Systemmikroprozessor und/oder ohne dessen Software durchführbar. Dafür sind die spezifischen Funktionen in dem Block 108 des Chips, wie z. B. die JTAG-Schnittstelle bzw. -funktionalität ausgelagert bzw. gebündelt.
  • 109 zeigt einen zentralen On-Chip-Speicher, der z. B. als Zwischenpuffer für Schnittstellensignale dienen kann und somit den Mikroprozessor entlastet. Gleichzeitig kann über dieses Speichermodul 109 der Sicherheitsbaustein 102 programmiert werden.
  • Mit Block 103 ist eine zentrale Energieversorgung als Energieversorgungsbaustein dargestellt. Diese zentrale Energieversorgung, also insbesondere als Spannungs- und/oder Stromversorgung einer Domäne, insbesondere der Sensoren der Domäne erlaubt eine optimale Abstimmung aller Module bezüglich Verlustleistung, Temperaturmanagement und Steuerung der Temperaturverteilung, Strom- bzw. Spannungsbedarf und Timing im Systemhochlauf sowie in der Systemabschaltung. Auch bei Notlauf und Diagnose ist so eine optimale Energiesteuerung möglich.
  • Der Energieversorgungsbaustein versorgt somit insbesondere den zentralen Mikroprozessor mit Energie. Allerdings kann darüber auch die Freigabe von Energie für andere Elemente der Domäne, insbesondere Sensoren und Aktuatoren erfolgen oder auch weitere Steuereinheiten, so dass auch ein zentrales Sleep-/Wake-up-Modul ermöglicht wird, wodurch ein allgemeines Wake-Up-Konzept für die Domäne zentralisierbar ist. Auch eine Zentralisierung des Reset bzw. Watchdog-Konzeptes ist möglich und so auf die gesamte Domäne abstimmbar, wodurch versteckte Inkompatibilitäten und undefinierte Zustände vermieden werden können. Insbesondere ist es mit dem Zentralmikroprozessor 101 abstimmbar. Durch das zentrale Reset und/oder Watchdog-Konzept sowie das zentrale Sleep- bzw. Wake-up-Konzept kann ein zentrales Wake-up-Modul insbesondere im Block 103 enthalten, eine Verknüpfung mit weiteren On-Chip-Signalen, eben wie Reset oder Watchdog-Signalen ermöglichen, wodurch eine erweiterte Kontrolle aller Module möglich ist. Dabei ist insbesondere im Hinblick auf das Wakeup-Konzept ein Erreichen von minimalen Standby-Stromaufnahmen bei maximaler EMV-Verträglichkeit möglich. Damit ist auch zentral für die gesamte Domäne eine Nachlaufsteuerung für die Langzeitsystemüberwachung sowie zyklische Selbstwakeup-Prozeduren möglich.
  • Ebenso werden Kommunikationsfunktionalitäten im Chip zusammengefasst. Damit kann der Chip Kommunikationsgateway-funktionen einer Domäne in digitaler standardisierter Form in einem integrierten Schaltkreis übernehmen, so dass eine konsequente Verwendung digitaler Schnittstellen auf allen Ebenen möglich ist. Dabei ist mit Block 106 eine digitale On-Board-Schnittstelle des Chips zum Mikroprozessor 101, beispielsweise ausgebildet als Micro-Second-Bus (μ-S-Bus) SPI (Serial Peripheral Interface) oder auch als Parallelschnittstellen vorgesehen. Ebenso sind digitale Schnittstellen von Domain zu Domain über Kommunikationsbaustein 104 vorgesehen, beispielsweise als CAN- oder TTCAN-Bus oder als FlexRay-Bussystem, eben als interdomänen Bussystem IB. Ebenso ist eine digitale Sensor-/Aktuatoranbindung über Block 105 vorgesehen. Damit können elektrische Aktoren ausgelagert werden und reduzieren so die Verlustleistung des Chips sowie die Pinanzahl des Chips. Dabei ist eine Verteilung der Verlustleistung auf mehrere ICs optimal gewährleistet. Gleichzeitig kann eine hohe Immunität gegen bekannte lokale Störeinflüsse wie z. B. Endstufenverpolung, Substratströme usw. erzielt werden. Durch diese dann erzielte moderate Eigenverlustleistung durch Auslagerung der elektrischen Aktoren, insbesondere der Leistungsbausteine der elektrischen Aktoren, ist ein Betreiben des O-Chips, also des Chips bei höheren Umgebungstemperaturen möglich. So kann durch den Chip eine Dezentralisierung von Sensorik und insbesondere intelligente Aktuatorik dargestellt werden, wodurch eine Entkopplung hoher Leistung und großer Ströme mit großem Störpotential von Sensor- und Referenzsignalen mit hohen Genauigkeitsanforderungen erzielbar ist. Gerade für intelligente Aktuatorik im Gegensatz zu Aktuatorik ohne „vor Ort Intelligenz" bietet das erfindungsgemäße Konzept die genannten Vorteile. Das Gesamtsystem erreicht so maximale Störimmunität, und die Auslagerung der aktuellen Stufen erlaubt optimale Verteilung der Verlustleistung auf mehrere ICs. Gleichzeitig erfolgt durch die Zentralisierung und konsequente Verwendung digitaler Schnittstellen auf allen Ebenen sowie die Integration von Versorgungs- und Kommunikationsfunktionen einer Domain im O-Chip die erweiterte Gateway-Funktionalität und Leistungsfähigkeit. Insbesondere durch die zentrale monolitisch integrierte Gateway-Funktion durch die Schnittstellenmodule, also die Kommunikationsbausteine 104 bzw. 105 können die Schnittstellen optimal aufeinander abgestimmt werden, sowie durch 106 auch auf den Mikroprozessor selbst. Damit ist zum Einen eine Entlastung bezüglich der Kommunikation des Mikroprozessors, zum Anderen ist damit eine Implementierung von domänenunabhängiger Standardgateway-Software in den Bausteinen möglich. Durch die Zusammenfassung dieser Funktionalitäten auf dem Chip sind Steigerungen der Skalierbarkeit von externen Sensoren und Aktoren und eine Erhöhung des Standardisierungsgrades gegeben.
  • Diese Erhöhung des Standardisierungsgrades erfolgt eben auch durch die zentralisierten digitalen Schnittstellen, wodurch auch erweitert Diagnose- und Notlauffunktionen von insbesondere peripheren intelligenten Aktoren und Sensoren ermöglicht wird, wodurch gleichzeitig der Sicherheitsgrad erhöht wird. Standardisierte digitale Schnittstellen erlauben weiterhin eine höhere Flexibilität in der Ansteuerbarkeit und Skalierung bezüglich der Anzahl der Teilnehmer. Gleichzeitig reduzieren digitale Schnittstellen den Domain-Verdrahtungsaufwand und reduzieren die Pinanzahl insbesondere des Chips und der Steuereinheit. Gleichzeitig erhöht sich die übertragene Genauigkeit und die EMV-Verträglichkeit kann maximiert werden. In 3 ist noch einmal jeweils ein Chip 100a und 100b für unterschiedliche Domänen dargestellt. Wieder umschließt der Chip 100a ringförmig einen Mikroprozessor 101a sowie einen nicht dargestellten Prozessor 101b, der von dem Chip 100b umschlossen wird. Die domänenübergreifende Kommunikation erfolgt durch den interdomänen Bus IB, wobei hier, wie bereits erwähnt, intelligente Sensoren und intelligente Aktoren ausgelagert sind. Mit 800a und 801a sind dazu insbesondere intelligente Sensoren dargestellt, die an den Chip 100a angebunden sind. Ebenso sind die insbesondere intelligenten Sensoren 800b und 801b an den Chip 100b angekoppelt. Die Ankopplung erfolgt dabei insbesondere über das digitale Sensor-Aktorelement 105, also den zweiten Kommunikationsbaustein. Ebenso sind Aktoren 802a und 803a, insbesondere als intelligente Aktoren ausgebildet, an einen Chip 100a angebunden. Gleiches gilt für Aktoren 802b und 803b, ebenfalls insbesondere als intelligente Aktoren ausgebildet, die mit dem Chip 100b verbunden sind. Auch hier erfolgt die Anbindung insbesondere über eine digitale Schnittstelle, eben in Block 105 in 2 dargestellt. Durch diese Sensor- und Aktorauslagerung, insbesondere der elektronischen Endstufen, kann, wie bereits erwähnt, die Anzahl der Pins sowie die Verlustleistung im Zentralsteuergerat und O-Chip stark reduziert werden. Bei geschickter Modulauswahl, insbesondere gemäß 2, ist damit eine Realisierung des O-Chips in erprobtem Standardgehäuse möglich. Bei geringer Pinanzahl, beispielsweise <80 sowie geringer Verlustleistung, beispielsweise <3 Watt, womit auch ein höherer Qualitätslevel erreichbar ist.
  • Insbesondere das On-Chip-Speichermodul 109 erlaubt eine maximale Flexibilität durch Programmierung. Dabei kann der On-Chip-Speicher insbesondere als Zwischenpuffer für Schnittstellensignale dienen, insbesondere auch für Sensoren und Aktuatoren und so den Mikroprozessor entlasten. D. h. hier erfolgt eine Zwischenspeicherung/Pufferung von digitalen Sensor-/Aktoreingangs- und Ansteuersignalen. Ebenso erfolgt in diesem Speichermodul 109 die Ablage von Nachlaufparametern im Sleep-Modus. Gleichzeitig kann damit der Safety-Controller, also der Sicherheitsbaustein 102 programmiert werden bzw. bei Diagnose- und Notlauffunktionen unterstützt werden.
  • Durch die digitale Anbindung über Block 105 der Sensoren und Aktoren an den Chip kann das System insbesondere innerhalb einer Domäne maximal skaliert werden.
  • Damit ergibt sich erfindungsgemäß eine standardisierbare Architektur durch Verwendung des Chips, die die peripheren elektronischen Funktionen insbesondere domainspezifisch zusammenfasst. Damit ist die Architektur, also der Chip auf Domänen unterschiedlicher Funktionsbereiche applizierbar, wodurch durch diese Standardisierung eine Minimierung von Inkompatibilitätsrisiken sowie eine leichte Adaption von Peripheriemodulen erfolgt. D. h. der Chip zeigt eine hochintegrierte IC-Architektur zur Übernahme sämtlicher peripherer elektronischer Funktionen einer zentralen Domänensteuereinheit bei ausgelagerten elektronischen Aktoren und Sensoren.
  • Damit ist es möglich, leistungsfähige Standardmikroprozessoren in Automobilanwendungen einzusetzen, da der O-Chip, also der Chip ein Maximum an automobilspezifischen Peripheriefunktionen des Rechners, also des Mikroprozessors übernehmen kann. Damit können im Mikroprozessor selbst A/D-Wandler, TPUs (Time Processing Units), Kommunikationsprotokollcontroller sowie weitere automobilspezifische Peripherie entfallen.

Claims (17)

  1. Chip (100) für einen Mikroprozessor (101) in einem Fahrzeug, wobei bei dem Chip ein Schnittstellenelement (106) zur Anbindung an den Mikroprozessor vorgesehen ist, und neben dem Schnittstellenelement weitere Bausteine (102108) im Chipenthalten sind, dadurch gekennzeichnet, dass die Bausteine im Chip monolithisch integriert sind und derart ausgebildet sind, dass diese automobilspezifische Funktionen realisieren, wobei elektronische Leistungsendstufen für Aktuatoren aus dem Chip ausgelagert sind.
  2. Chip nach Anspruch 1 mit wenigstens einem Aktuator, dadurch gekennzeichnet, dass wenigstens eine Leistungsendstufe wenigstens einem Aktuator zugeordnet ist.
  3. Chip nach Anspruch 2, mit wenigstens einem Aktuator dadurch gekennzeichnet, das die wenigstens eine Leistungsendstufe in räumlicher Nähe zu dem wenigstens einen Aktuator ausgelagert ist
  4. Chip nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass der Chip den Mikroprozessor vollständig, insbesondere ringförmig-geschlossen, umgibt.
  5. Chipsatz nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass der Chip zur Steuerung von Automobilfunktionen verwendet wird und die Automobilfunktionen in verschiedene Domänen (200700) des Fahrzeugs eingeteilt sind, wobei die Bausteine (102108) des Chips domänenspezifisch ausgebildet sind.
  6. Chip nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass der Chip zur Steuerung von Automobilfunktionen verwendet wird und die Automobilfunktionen in verschiedene Domänen (200700) des Fahrzeugs eingeteilt sind, wobei die Bausteine (102108) des Chips derart ausgebildet sind, dass der Chip in verschiedenen Domänen einsetzbar ist.
  7. Chip nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass ein Sicherheitsbaustein (102) enthalten ist, der derart ausgebildet ist, dass dieser Notlauffunktionen ausführt.
  8. Chip nach Anspruch 5 oder 6, dadurch gekennzeichnet, dass ein Energieversorgungsbaustein (103) enthalten ist, der derart ausgebildet ist, dass er für die ganze Domäne die Energieverteilung steuert.
  9. Chip nach Anspruch 8, dadurch gekennzeichnet, dass der Energieversorgungsbaustein ein für die Domäne zentrales Wake-up Modul enthält.
  10. Chip nach Anspruch 8, dadurch gekennzeichnet, dass der Energieversorgungsbaustein derart ausgebildet ist, dass dieser ein für die Domäne zentrales Watchdog und Reset Konzept realisiert.
  11. Chip nach Anspruch 5 oder 6, dadurch gekennzeichnet, dass ein Testbaustein (108) enthalten ist, der derart ausgebildet ist, dass er einen Zugang zum Chip schafft, durch den ein Test und/oder Verifikation der gesamten Domäne möglich ist.
  12. Chip nach Anspruch 5 oder 6, dadurch gekennzeichnet, dass ein erster Kommunikationsbaustein (104) vorgesehen ist, der derart ausgebildet ist, dass eine Kommunikation zwischen zwei Peripheriechipsätzen verschiedener Domänen erfolgt.
  13. Chip nach 5 oder 6, dadurch gekennzeichnet, dass ein zweiter Kommunikationsbaustein (105) vorgesehen ist, der derart ausgebildet ist, dass eine Kommunikation mit Sensoren und/oder Aktoren erfolgt.
  14. Chip nach Anspruch 5 oder 6, dadurch gekennzeichnet, dass ein Diagnosebaustein (107) enthalten ist, der derart ausgebildet ist, das eine domänenspezifische Diagnose ermöglicht wird.
  15. Chip nach Anspruch 5 oder 6, dadurch gekennzeichnet, dass ein Speicherbaustein (109) vorgesehen ist, der als zentraler Speicher der Domäne ausgebildet ist.
  16. Chipsatz mit einem Mikroprozessor und mit einem Chip nach einem der Ansprüche 1 bis 15.
  17. Vorrichtung mit wenigstens zwei Chipsätzen nach Anspruch 16 mit je einem Chip nach Anspruch 5 oder 6, dadurch gekennzeichnet, dass jeder Chipsatz einer anderen Domäne zugeordnet ist und die Chips miteinander verbunden sind.
DE102005021394A 2005-05-04 2005-05-04 Chip für einen Mikroprozessor Withdrawn DE102005021394A1 (de)

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DE102005021394A DE102005021394A1 (de) 2005-05-04 2005-05-04 Chip für einen Mikroprozessor
KR1020077025506A KR20080005532A (ko) 2005-05-04 2006-05-03 자동차 전용 기능을 구현하는 마이크로 프로세서 및모듈들을 구비한 칩
EP06763084A EP1880311A1 (de) 2005-05-04 2006-05-03 Chip mit einem mikroprozessor und bausteinen die automobilspezifische funktionen realisieren
CNA2006800152652A CN101171581A (zh) 2005-05-04 2006-05-03 具有微处理机和实现汽车特有的功能的组件的芯片
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Cited By (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
DE102017102074A1 (de) 2017-02-02 2018-08-02 Knorr-Bremse Systeme für Nutzfahrzeuge GmbH Schnittstellenelement für ein Fahrzeug
DE102019200880A1 (de) 2019-01-24 2020-07-30 Audi Ag Rechensystem zum Betreiben einer Infotainmenteinrichtung eines Fahrzeugs sowie Verfahren zum Aktivieren eines Reduktionsmodus für ein Rechensystem und Kraftfahrzeug
DE102016204789B4 (de) * 2015-03-30 2020-10-01 Denso Corporation Fahrzeugsteuersystem

Family Cites Families (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
DE10334014A1 (de) * 2003-03-19 2004-09-30 Robert Bosch Gmbh Peripheriechipsatz

Cited By (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
DE102016204789B4 (de) * 2015-03-30 2020-10-01 Denso Corporation Fahrzeugsteuersystem
DE102017102074A1 (de) 2017-02-02 2018-08-02 Knorr-Bremse Systeme für Nutzfahrzeuge GmbH Schnittstellenelement für ein Fahrzeug
DE102019200880A1 (de) 2019-01-24 2020-07-30 Audi Ag Rechensystem zum Betreiben einer Infotainmenteinrichtung eines Fahrzeugs sowie Verfahren zum Aktivieren eines Reduktionsmodus für ein Rechensystem und Kraftfahrzeug
WO2020151888A1 (de) 2019-01-24 2020-07-30 Audi Ag Rechensystem zum betreiben einer infotainmenteinrichtung eines fahrzeugs sowie verfahren zum aktivieren eines reduktionsmodus für ein rechensystem und kraftfahrzeug

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