[发明专利]一种用于嵌入式控制系统的控制器及其控制方法

说明书

本发明公开了一种用于嵌入式控制系统的控制器及其控制方法，属于工业控制领域。提供了一种用于嵌入式控制系统的控制器，所述控制器保留实现逻辑或数学计算和通信功能的电路，剔除IO处理电路，所述控制器以CAN和/或CAN FD通信方式与智能传感器和/或智能执行器相连，所述智能传感器和/或智能执行器用于实现剔除的所述IO处理电路的功能。本发明提供的控制器及其控制方法能够使得控制器尺寸减小、重量减轻、成本降低、可靠性提高，并且控制器接口引脚数量减少，嵌入式控制系统的线束减少，嵌入式控制系统开发工作减少、柔性增强，在工业控制、汽车和军工等相关领域具有良好的应用前景。

技术领域

本发明涉及工业控制、汽车和军工等领域，特别涉及一种用于嵌入式控制系统的控制器及其控制方法。

背景技术

所谓嵌入式应用技术，是指将一个具有完整功能的小型或微型机装置作为一个部件或子系统，与载体有机地构成一个更可靠的技术稳定性的功能更强大和完善的系统，工业嵌入式系统的主要指标要求：实时性、高效率、安全稳定性与可靠性以及结构紧凑、易于剪裁、良好的开放性。实时性就是事件驱动能力与时间驱动能力，其基础是内核的结构模式与进程管理机制；高效率包括系统的启动速度与运行速度及消息传递效率等；而稳定性与可靠性包括稳定性、安全性与容错能力等有关的性能指标。

目前在嵌入式控制系统中，控制器会尽量集成传感器的采集电路和执行器的驱动电路，从而使不同应用的嵌入式控制系统的控制器千差万别，不能标准化。此外，目前在嵌入式控制系统的控制器是由处理器芯片，电源芯片，晶振芯片，接口芯片等分立芯片通过PCB互联构成的，在这种情况下，芯片化的控制器是不可能的。并且，此种控制器存在PCB板级开发工作量大、线束较多、引脚多、可靠性较差等缺点。

发明内容

为了解决现有技术的问题，本发明实施例提供了一种用于嵌入式控制系统的控制器及其控制方法。所述技术方案如下：

一方面，提供了一种用于嵌入式控制系统的控制器，所述控制器保留实现逻辑或数学计算和通信功能的电路，剔除IO处理电路，所述控制器以CAN和/或CAN FD通信方式与智能传感器和/或智能执行器相连，所述智能传感器和/或智能执行器用于实现剔除的所述IO处理电路的功能。

优选地，所述控制器具有一组或多组CAN和/或CAN FD通信引脚。

优选地，所述智能传感器用于：将测定的物理量转换为数字信号；对传感器本身的状态进行诊断；将物理量和传感器本身的状态以所述CAN和/或CAN FD通信方式发给所述控制器；所述智能执行器用于：接收所述控制器以所述CAN和/或CAN FD通信方式发送的指令并执行指令相应操作；对执行器本身的状态进行诊断；将执行器本身的状态以所述CAN和/或CAN FD通信方式发给所述控制器。

优选地，剔除的所述IO处理电路的功能模块包括：I/O事件控制器、时间相关的I/O信号输入/输出、I/O模数转换器、I/O输入输出、用于与外部模块通信的I/O总线控制器。

优选地，所述智能传感器和/或智能执行器包括所述I/O事件控制器、时间相关的I/O信号输入/输出、I/O模数转换器、I/O输入输出、用于与外部模块通信的I/O总线控制器。

优选地，所述控制器包括：微处理器、程序数据存储器、电源、时钟发生器、总线系统、I/O中断控制器、看门狗模块以及用于所述CAN和/或CAN FD通信方式的I/O总线控制器、收发器和接口电路。

优选地，所述微处理器包括控制单元和算术单元，所述微处理器为4位、8位、16位或32位的微处理器；所述程序数据存储器包括非易失性只读存储器；所述数据存储器包括非易失性或易失性读/写存储器；所述总线系统包括4位宽、8位宽、16位宽或32位宽的数据连接。

另一方面，提供了一种根据上述方案所述的控制器的控制方法，该控制方法包括以下步骤：