DE4113966C2 - - Google Patents

Description

Die Erfindung bezieht sich auf ein Zeitgebersystem nach dem Oberbegriff des Anspruches 1. Ein solches Zeitgebersystem ist aus der DE-PS 35 03 540 bekannt.

In Kraftfahrzeugmotorsteuerungsanwendungen verwendete Zeitgebersysteme umfassen typischerweise eine Verarbeitungseinheit (nachfolgend Ausführeinheit genannt) zum Verarbeiten von Betriebsinformationen, die beispielsweise vom Schwungrad des Kraftfahrzeugmotors erhalten wird. Die Ausführeinheit ist mit einem Mikroprozessor verbunden, dessen Aufgabe die Steuerung des Motorbetriebs ist. Zu diesem Zweck müssen viele Parameter überwacht und gesteuert werden. Daher gibt es im allgemeinen eine bestimmte Anzahl von Ausführeinheiten in dem Zeitgebersystem, wobei jede einzelne von verschiedenen Motorbereichen erhaltene Informationen verarbeitet.

Das Zeitgebersystem kann auch einen Taktgeber umfassen, der mit jeder der Ausführeinheiten verbunden ist. Die Ausführeinheiten verwenden das Taktsignal, das ein Sägezahnsignal sein kann, in der Form eines fortschreitenden, binären Zählworts, das von 0 in modularer Weise nach oben zählt, um die Information zu verarbeiten. Der Mikroprozessor wird in Abhängigkeit von den von den Ausführeinheiten erzeugten Daten in der Lage sein, den Betrieb des Motors durch Steuern z. B. des Zündsystems und des Kraftstoffzuführsystems zu beeinflussen.

Das aus der genannten Druckschrift bekannte Zeitgebersystem enthält zwei Zähleinrichtungen, nämlich ein zentrales Taktmodul und ein Funkweckermodul. Das Bussystem verbindet jedoch nur das Funkweckermodul mit dem zentralen Taktmodul, so daß die aktuelle Zeitinformation dazu verwendet werden kann, der Inhalt eines Zeitdekoderregisters zu korrigieren. Das Bussystem koppelt die Zeitinformation oder korrigierte Zeitinformation an mehrere Verarbeitungseinrichtungen. Ein solches System erfordert daher eine beachtliche Verarbeitungszeit.

Um beispielsweise den Betrieb des Kraftstoffeinspritzsystems eines Kraftfahrzeugs zu regeln, müssen die Einspritzventile zu genauen Zeitpunkten im Betriebszyklus des Motors geöffnet und nach einer bestimmten Zeit geschlossen werden. Um dies zu erreichen, ermittelt der Mikroprozessor zunächst die Drehzahl und Drehstellung der Motorkurbelwelle durch Vergleich von im Motor erzeugten Dektorsignalen mit Motordaten, die in Form von Nachschlagtabellen vorliegen. Wenn die Kurbelwelle eine bestimmte Drehzahl und Position erreicht, erzeugt der Mikroprozessor ein Signal zum Öffnen der Ventile. Der Mikroprozessor taktet dann das Öffnen der Ventile, so daß sie nur für eine bestimmte Periode geöffnet sind. Zur Steuerung des Kraftstoffeinspritzsystems benötigt der Mikroprozessor somit eine beachtliche Verarbeitungszeit.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, ein Zeitgebersystem der eingangs genannten Art anzugeben, das es erlaubt, die Verarbeitungszeit zu senken.

Diese Aufgabe wird durch die im Anspruch 1 angegebene Erfindung gelöst. Vorteilhafte Ausgestaltungen der Erfindung sind Gegenstand der Unteransprüche.

Die Erfindung erreicht das angestrebte Ziel durch flexible Busvorrichtungen, die es jeder der Verarbeitungsvorrichtungen ermöglichen, gleichzeitig oder konstruktiv zu zwei der Zeitgeber zuzugreifen und die davon gelieferten Daten zu verarbeiten. Die Menge der von einer Verarbeitungsvorrichtung zu verarbeitenden Daten wird dadurch insgesamt vermindert.

In einem bevorzugten Ausführungsbeispiel umfassen die Busvorrichtungen einen ersten Bus, einen zweiten Bus und einen dritten, gemeinsamen Bus, wobei der erste Bus so angeordnet ist, daß er wenigstens die erste der Zählvorrichtungen mit wenigstens einer der Verarbeitungsvorrichtungen verbindet, der zweite Bus so angeordnet ist, daß er wenigstens die zweite der Zählvorrichtungen mit wenigstens einer anderen der Verarbeitungsvorrichtungen verbindet, und der dritte Bus so angeordnet ist, daß er jede beliebige der Zählvorrichtungen mit jeder beliebigen der Verarbeitungsvorrichtungen verbindet.

Die Zählvorrichtungen können einen Zeitgeber zum Bereitstellen eines Signals, das sich auf eine externe Taktquelle bezieht, einen Zeitgeber zum Bereitstellen eines Realzeitsignals und einen Zeitgeber, der ein Sägezahnsignal zum modularen Zählen von 0 an erzeugt, umfassen.

Es ist also zu erkennen, daß aufgrund der Flexibilität der Busvorrichtung erfindungsgemäß jede der Verarbeitungsvorrichtungen gleichzeitig oder der Reihe nach auf zwei der Zeitgeber zugreifen kann und die ihr zur Verfügung gestellten Daten verarbeiten kann. Daher wird die Verarbeitungsmenge für den Mikroprozessor reduziert, was die Zykluszeit verringert und die Auflösung des Überwachungsprozesses verbessert.

Zwei Zeitgeber nach der vorliegenden Erfindung werden nun beispielhaft unter Bezugnahme auf die beigefügten Zeichnungen beschrieben.

Fig. 1 zeigt einen ersten, erfindungsgemäßen Zeitgeber.

Fig. 2 zeigt einen zweiten, erfindungsgemäßen Zeitgeber.

Unter Bezugnahme auf Fig. 1 wird die Gesamtarchitektur eines erfindungsgemäßen Zeitgebers nach einem ersten Ausführungsbeispiel der vorliegenden Erfindung gezeigt. Der Zeitgeber 2 umfaßt drei Zeitgeber-Zähler 10a-c, die über ein Zeitgeber-Bussystem 9 mit zwölf Ausführeinheiten 11a-h verbunden sind.

Das Zeitgeberbussystem 9 nach dem ersten Ausführungsbeispiel umfaßt zwei 16-Bit Busse X1 und Y1. Die Busse X1 und Y1 sind über Schalter 14a, 14b und 14c jeweils zu den Zeitgeber-Zählern 10a, 10b und 10c schaltbar.

Jeder der Schalter 14a-c umfaßt ein Paar von An/Ausschaltern unter getrennter Kontrolle der XSEL- und YSEL-Auswahllogik 15a-c und 16a-c. Ein Mikroprozessor (nicht gezeigt), der zur Verbindung mit dem Zeitgeber verbunden ist, ermöglicht der Auswahllogik 15a-c und 16a-c zu bestimmen, welcher Zeitgeber-Zähler mit dem Bus verbunden ist. So können zum Beispiel die Busse X1 und Y1 beide ihre Signale von dem Zeitgeber- Zähler 10a erhalten, oder einer kann seine Signale von dem Zeitgeber-Zähler 10a erhalten, während der andere seine Signale von dem Zeitgeber-Zähler 10b erhält.

Die drei Zeitgeber-Zähler 10a-c können individuell mit den beiden Bussen X1 und Y1 auf die folgenden Arten verbunden sein:

• a) Der Zeitgeber-Zähler 10a kann abhängig von der Polarität der Steuerbits von jeweils der XSEL- und YSEL-Auswahllogik (15a, 16a) mit dem Bus X1 oder Y1 verbunden sein.
• b) der Zeitgeber-Zähler 10b kann abhängig von der Polarität der Steuerbits von jeweils der XSEL- und YSEL-Auswahllogik (15b, 16b) mit dem Bus X1 oder Y1 verbunden sein. Zusätzlich ist, um einen Buskonflikt zu vermeiden, diese Verbindung hardwaremäßig überprüft unter Verwendung der Steuerbits der XSEL- und YSEL-Auswahllogik (15a, 16a) des Zeitgeber-Zählers 10a.
• c) Der Zeitgeber-Zähler 10c kann abhängig von der Polarität der Steuerbits von jeweils der XSEL- und YSEL-Auswahllogik (15c, 16c) mit dem Bus X1 oder Y1 verbunden sein. Zusätzlich ist, um einen Buskonflikt zu vermeiden, diese Verbindung hardwaremäßig überprüft unter Verwendung der Steuerbits der XSEL- und YSEL-Auswahllogik (15b, 16b) des Zeitgeber-Zählers 10b.

Der Zeitgeber-Zähler 10a kann ein Sägezahnsignal in der Form eines zunehmend zählenden, binären Worts, das von 0 an in modularer Weise zählt, erzeugen. Die anderen Zeitgeber-Zähler können andere Arten von Zählsignalen erzeugen; zum Beispiel kann der Zeitgeber-Zähler 10b ein Signal erzeugen, das sich auf eine externe Taktquelle, wie etwa im Falle von Kraftfahrzeugmotorsteueranwendungen auf einen Kurbelwinkeldetektor, bezieht; der Zeitgeber-Zähler 10c kann ein Realzeitsignal erzeugen. Also können zu jedem Zeitpunkt zwei beliebige der Zeitgeber-Zähler 10a-10c X1 und Y1 auf solche Weise betreiben, daß die Ausführeinheiten 11a-h, die mit dem Zeitgeberbussystem 9 verbunden sind, die Zeitgeber-Zählersignale von den Bussen X1 und Y1 verwenden können. Zum Beispiel kann die Ausführeinheit 11a zwei gleichzeitige Signale von dem Zeitgeber-Zähler 10a oder von den Zeitgeber-Zählern 10a und 10b verwenden, oder beide Ausführeinheiten 11a und 11b können gleichzeitig Signale vom Zeitgeber-Zähler 10a oder von den Zeitgeber-Zählern 10a und 10b verwenden.

Es ist klar, daß die beiden Busse X1 und Y1, auch wenn die Erfindung unter Bezugnahme auf ein Zeitgeber-Bussystem mit zwei Bussen beschrieben wurde, jeweils durch Schalter (durch gepunktete Linien in Fig. 1 gezeigt) unter der Steuerung des Mikroprozessors geteilt werden können, um vier Busse X1, X2, Y1 und Y2 zu erzeugen.

Die Zeitgeber-Zähler können dann so angeordnet sein, daß 10a und 10b zum Beispiel die Busse X1 und Y1 betreiben, während der Zeitgeber-Zähler 10c die Busse X2 und Y2 betreibt. In der Tat können durch die Schalter die beiden Busse X1 und X2 und die beiden Busse Y1 und Y2 so verbunden werden, daß der verbundene X-Bus und der verbundene Y-Bus mit irgendeinem der Zeitgeber-Zähler 10a-c schaltbar sind. Darüber hinaus kann das Zeitgeber-Bussystem für einen Zeitgeber mit n Zeitgeber-Zählern und n Bussen umfassen, wobei n eine positive, ganze Zahl ist.

Unter Bezugnahme auf Fig. 2 wird ein zweiter Zeitgeber 102 nach der vorliegenden Erfindung beschrieben. Dieser umfaßt drei Zeitgeber-Zähler 110a-c und fünf Ausführeinheiten 111a-e, die über ein Zeitgeber-Bussystem 109 miteinander verbunden sind. Das Arbeitsprinzip des Zeitgebers 102 ist mit dem des Zeitgebers 2, der unter Bezugnahme auf Fig. 1 beschrieben wurde, identisch, und gleiche Komponenten sind mit um 100 erhöhten Bezugszeichen gekennzeichnet.

Das Zeitgeber-Bussystem 109 umfaßt drei Sechszehn-Bit-Busse X1, Y1 und XY. Der Bus X1 wird von den Zeitgeber-Zählern 110b und 110c betrieben, der Bus Y1 von dem Zeitgeber-Zähler 110a und der gemeinsame Bus XY wird von den Zeitgeber-Zählern 110a-c betrieben. Ein Mikroprozessor (nicht gezeigt) wählt über eine Busschnittstelle 120 aus, welcher Zeitgeber-Zähler mit welchen Bus verbunden wird. Die Busschnittstelle 120 steht über einen Datenbus 122 mit dem Mikroprozessor und über einen Datenbus 124 mit den Zeitgeber-Zählern 110a-c und den Ausführeinheiten 111a-e in Verbindung. Jeder der Zeitgeber-Zähler 110a-c und Ausführeinheiten 111a-e sind mit externen Pins 126 verbunden.

Das Zeitgebersystem 102 ermöglicht wenigstens einer der Ausführeinheiten 111a-e die Signale von einem oder zwei der Zeitgeber-Zähler 110a-c in Abhängigkeit von dem Mikroprozessor und/oder von einem jeweiligen externen Pin erhaltener Information zu verarbeiten. Zum Beispiel kann die durch die Ausführeinheit 111a durchgeführte Verarbeitung das Speichern des augenblicklichen Werts des Zeitgeber-Zählers 110a in Abhängigkeit von einem externen Signal von dem Mikroprozessor oder einen externen Pin (z. B. Auffangen eines "Ereignisses") oder das Vergleichen des Werts des Zeitgeber-Zählers 110a mit einem vorher gespeicherten Wert und das Erzeugen eines Ausgangssignals, wenn der Wert des Zeitgeber-Zählers und der vorher gespeicherte Wert übereinstimmen, umfassen.

Da also die vorliegende Erfindung den Verarbeitungsfunktionen, wie etwa den Auffang- und Vergleichsfunktionen, erlaubt, von den Ausführeinheiten unter Verwendung von Werten, die von Zeitgeber-Zählern erzeugt werden, die sich im Falle von Kraftfahrzeugmotorsteueranwendungen auf zu überwachende Motorparameter beziehen, ausgeführt zu werden, kann die Zykluszeit des Mikroprozessors zum Überwachen jedes der Parameter reduziert werden.

Ein weiterer Vorteil der vorliegenden Erfindung ist die Tatsache, daß aufgrund der Flexibilität des Zeitgeber-Bussystems eine Ausführeinheit Signale gleichzeitig von zwei Zeitgeber-Zählern empfangen kann. Also wird, da der Mikroprozessor nur eine Ausführeinheit adressieren muß, um zu ermöglichen, daß zwei "Ereignisse" aufgefangen oder verglichen werden, der Verarbeitungsaufwand für den Mikroprozessor verringert und die Wahrscheinlichkeit, ein "Ereignis" zu verpassen, wird auch verringert.

Es ist klar, daß, auch wenn das erfindungsgemäße Zeitgebersystem mit einem Zeitgeber-Bussystem mit zwei Bussen beschrieben wurde, die Anzahl der Busse zwischen einem und n variieren kann, wobei n die Anzahl der Zeitgeber-Zähler ist.

Zum Beispiel könnten für den Fall der hierin beschriebenen, bevorzugten Ausführungsbeispiele drei Busse, einer für jeden Zeitgeber-Zähler, verwendet werden, die multiplexed werden, bevor sie mit jeder der Ausführeinheiten verbunden werden. Wann immer also die Ausführeinheit den Wert eines der Zeitgeber-Zähler erfordert, kann der Wert augenblicklich durch Auswahl eines der drei Busse aufgenommen werden, und daher kann die beste Auflösung erhalten werden. Jedoch hat dies den Nachteil, daß drei auf diese Weise angeordnete Busse mehr Siliziumfläche verbrauchen als ökonomisch durchführbar ist.

Alternativ müssen, wenn ein Bus verwendet ist, um die drei Zeitgeber-Zähler mit der Mehrzahl der Ausführeinheiten zu verbinden, die Werte der Zeitgeber-Zähler durch Zeitmultiplexing über den Bus geschickt werden, was die minimale Auflösung verringert. Es wurde herausgefunden, daß die Verwendung von zwei oder drei Bussen entsprechend der Erfindung genügend Auflösung zur Verfügung stellt ohne zu viel Siliziumfläche zu verbrauchen.

Claims (9)

1. Zeitgebersystem, enthaltend mehrere Verarbeitungsvorrichtungen, mehrere Zählvorrichtungen und Busvorrichtungen, dadurch gekennzeichnet, daß die Busvorrichtungen Einrichtungen (14a bis c, 15a bis c, 16a bis c, 120, 124) enthalten, die die Zählvorrichtungen (10a bis c) mit den Verarbeitungsvorrichtungen derart koppeln, daß jede der Verarbeitungsvorrichtungen ein Signal von jeder der Zählvorrichtungen (10a bis c) empfangen kann, und daß die Busvorrichtungen derart eingerichtet sind, daß zum Zeitpunkt, zu welchem eine der Verarbeitungsvorrichtungen ein Signal von einer ersten der Zählvorrichtungen erhält, wenigstens eine der Verarbeitungsvorrichtungen ein Signal von wenigstens einer zweiten der Zählvorrichtungen erhalten kann.

2. Zeitgebersystem nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß es dieselbe der Verarbeitungsvorrichtungen ist, die ein Signal von der ersten und von der zweiten der Zählvorrichtungen empfängt.

3. Zeitgebersystem nach einem der Ansprüche 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß jede der Verarbeitungsvorrichtungen so angeordnet ist, daß sie einen empfangenen Wert verarbeitet, wobei die Verarbeitung das Speichern eines augenblicklichen Werts des empfangenen Signals in Abhängigkeit von einem externen Signal oder das Vergleichen des empfangenen Signals mit einem zuvor gespeicherten Wert und das Erzeugen eines Ausgangssignals umfaßt, wenn das empfangene Signal und der zuvor gespeicherte Wert übereinstimmen.

4. Zeitgebersystem nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß es m Zählvorrichtungen umfaßt, und bei dem die Busvorrichtungen n Busse umfassen, wobei n kleiner oder gleich m ist, wobei m und n positive, ganze Zahlen sind.

5. Zeitgebersystem nach Anspruch 4, wobei die Busvorrichtung Auswahlvorrichtungen (14a-c) umfaßt, um zu bestimmen, welche n der Zählvorrichtungen mit den n Bussen zum gleichen Zeitpunkt verbunden werden.

6. Zeitgebersystem nach einem der Ansprüche 4 oder 5, dadurch gekennzeichnet, daß die Busvorrichtungen einen ersten Bus (X1), einen zweiten Bus (Y1) und einen dritten, gemeinsamen Bus (XY) umfassen, wobei der erste Bus wenigstens die erste der Zählvorrichtungen mit wenigstens einer der Verarbeitungsvorrichtungen verbindet, wobei der zweite Bus wenigstens die zweite der Zählvorrichtungen mit wenigstens einer anderen Verarbeitungsvorrichtung verbindet, und wobei der dritte Bus jede beliebige der Zählvorrichtungen mit jeder beliebigen der Verarbeitungsvorrichtungen verbindet.

7. Zeitgebersystem nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die Zählvorrichtungen einen Moduluszähler umfassen.

8. Zeitgebersystem nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die Zählvorrichtungen einen Realzeitzähler umfassen.

9. Zeitgebersystem nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die Zählvorrichtungen einen Zähler zum Erzeugen von Signalen umfassen, die eine externe Taktquelle darstellen.