[发明专利]用于测量I/O信号的方法和系统

说明书

背景技术

安全工程是工程师使用冗余技术来消除错误出现时的不利后果的一个成长领域。例如，空间交通工具和很多飞行器包括冗余系统，使得如果引擎控制组件在飞行时出错，则例如另一引擎控制组件可以被激活以允许飞行器安全着陆。

以类似关系，在安全规划系统中，时控输入/输出（I/O）信号可以被产生且随后被检查以确保它们实际被正确地发送。这在很多应用中是有用的。例如，在汽车系统中，如果输出驱动信号（例如，来自引擎控制器的点火信号）被提供到汽车引擎，反馈信号（从实际传送到引擎的输出驱动信号得出）可以与原始输出驱动信号进行比较以判定输出驱动信号实际是否被正确地传送。因而，如果在引擎控制器和引擎本身之间存在“不良”连接（或者如果出现一些其他错误事件），则原始驱动信号和反馈信号的比较可以检查该错误，由此允许控制系统例如通过照亮驱动器仪表盘上的“检查引擎”灯来告知司机。以这种方式，司机可以被告知发生了引擎问题（例如，火花塞不点火），且然后可以对车辆进行保养以修补任意相应问题。

尽管在一些情况中常规时控I/O技术就足够，发明人意识到它们在很多情况中是不理想的。例如，在原先的时控I/O解决方案中，中断服务例行程序（ISR）形式的软件在输出驱动信号的每个边沿比较输出驱动信号和反馈信号。因为针对输出驱动信号的每个边沿实施ISR，重复的ISR代表系统微处理器上的巨大负荷。这样，发明人意识到ISR形成了很多现有控制系统的处理瓶颈。因此，发明人建议了用于产生和测量时控I/O信号的改善技术。

附图说明

图1是说明根据一些实施例的I/O比较单元的框图。

图2-4说明根据一些实施例的嵌入式系统配置的框图，其中每个嵌入式系统配置包括I/O比较单元。

图5是示意根据一些实施例使用积分的方法的流程图。

图6A-6B示出示例性波形以说明图5的流程图。

图7是示意根据一些实施例使用相对上升边沿或下降边沿测量的最小时间窗口的方法的流程图。

图8示出一些示例性波形以说明图7的流程图。

图9是描述根据一些实施例使用相对上升边沿或下降边沿测量的最大时间窗口的方法的流程图。

图10示出一些示例性波形以说明图9的流程图。

图11是示意根据一些实施例使用相对上升边沿或下降边沿测量的时间窗口比较I/O信号和参考信号的方法的流程图。

图12示出一些示例性波形以说明图11的流程图，

图13是说明根据另一实施例的I/O比较单元的框图。

具体实施方式

现在参考附图描述主张的主题，其中贯穿附图，相同的附图标记用于表示相似的元件。在下面的描述中，用于解释目的，提出了各种特定细节以提供主张的主题的彻底的理解。然而，很明显，主张的主题可以不使用这些特定细节实现。

本公开的一些实施例涉及用于测量I/O信号的I/O比较单元。I/O比较单元实现为诸如汽车或工业系统的嵌入式系统内的硬件模块，且针对错误监控时控I/O信号。尽管一些原先的解决方案在每个输出信号边沿处理中断（其正如发明人所意识到的，在很多方面成为处理“瓶颈”），本发明I/O比较单元可以以相对自洽（autonomous）的方式监控时控I/O信号，且在I/O比较单元检查到I/O信号中的错误时断言（assert）中断。与原先的解决方案相比，这可能导致中断处理的数量的减少。

此外，中断处理的这种减少允许系统增加时控I/O信号的频率（例如，因为用于信号的边沿之间的间隔现在可以更靠近而不使处理器过载）。在汽车应用中，这种频率增加可以“平滑”引擎驱动信号，且与原先的实现方式相比，允许驱动信号的每个脉冲向发动机传送较少的功率。通过针对每个脉冲给发动机使用稍少的功率，可以在车辆中使用较低功率器件，这可以潜在地增加在电力和混合汽车中实现的每加仑里程数，以及例如，在汽车和/或其他系统中提供其他益处。

现在参考图1，可以看出根据一些实施例的I/O比较单元100。I/O比较单元100包括分析电路102、寄存器组104以及历史缓冲器106，且是嵌入式系统108的一部分，该嵌入式系统108包括存储器单元110、处理单元112和I/O接口114。控制总线116和数据总线118可操作地耦合这些组件，然而，应当意识到所述总线配置仅是示例性总线配置且可以预期任意数目的其他总线配置落在本公开的范围内。在一些实施例中，在单个集成电路上形成整个嵌入式系统108，不过嵌入式系统108也可以分布在若干不同集成电路上。