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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.
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Kombinationen
aus integrierten Schaltkreis verschiedener Integrationslevel stellen
heute die elektronische Umgebung von automobilspezifischen Mikroprozessoren
in Steuergeräten
für Automobilanwendungen
dar.
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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.
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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.
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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.
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Vorteile der
Erfindung
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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.
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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.
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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.
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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.
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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.
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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.
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Zweckmäßiger Weise
ist dabei ein Sicherheitsbaustein im Chip enthalten, der derart
ausgebildet ist, um Notlauffunktionalitäten bei Ausfall oder Fehlfunktion
des Mikroprozessors auszuführen.
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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.
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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.
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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.
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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.
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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.
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Zweckmäßiger Weise
ist im Chip weiterhin ein Diagnosebaustein enthalten, der derart
ausgebildet ist, dass eine domänenspezifische
Diagnose ermöglicht
wird.
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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.
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Weitere
Vorteile und vorteilhafte Ausgestaltungen ergeben sich aus der Beschreibung
sowie den Merkmalen der Ansprüche.
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Zeichnung
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Die
Erfindung wird im Weiteren anhand der in der Zeichnung dargestellten
Figuren näher
erläutert.
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Dabei
zeigt
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1 ein
Domänenmodell
im Fahrzeug.
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2 zeigt
einen erfindungsgemäßen Chip mit
einem Mikroprozessor.
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3 schließlich zeigt
Chipsätze
mit einem erfindungsgemäßen Chip
und Mikroprozessor unterschiedlicher Domänen mit entsprechender Aktuator-/Sensor-Anbindung.
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Die
Erfindung wird nun nachfolgend anhand der Ausführungsbeispiele näher erläutert.
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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.
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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.
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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.
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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.
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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.
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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.
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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.
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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.
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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.
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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.
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Durch
die digitale Anbindung über
Block 105 der Sensoren und Aktoren an den Chip kann das System
insbesondere innerhalb einer Domäne
maximal skaliert werden.
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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.
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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.