用于高速传感器接口的同步机构制造技术

传感器可以基于由传感器接收的一组同步信号确定采样模式。采样模式可以标识用于接收即将来临的同步信号的预期时间。传感器可以基于采样模式触发与即将来临的同步信号相关联的传感器操作的执行。可以在接收即将来临的同步信号之前触发传感器操作的执行。

Synchronization mechanism for high speed sensor interface

The sensor can determine the sampling mode based on a set of synchronization signals received by the sensor. The sampling mode can identify the expected time to receive incoming synchronization signals. Sensors can trigger the execution of sensor operations associated with the upcoming synchronization signals based on the sampling mode. The execution of sensor operation can be triggered before receiving the upcoming synchronization signal.

【技术实现步骤摘要】
用于高速传感器接口的同步机构相关申请本申请根据35U.S.C.§119要求享有2017年1月10日提交的美国临时专利申请序列号62/444,687的优先权，该申请的内容在此通过全文引用的方式并入本文。
技术介绍
传感器(例如速度传感器、位置传感器、角度传感器、温度传感器、电流传感器等等)可以用于通过例如作为在机械域和电气域之间接口操作而在机电系统中提供反馈信息。在一些情形中，传感器的物理位置取决于机电系统的机械约束，诸如可应用的物理空间，对于感测目标(例如目标车轮、轴杆端部等等)的可访问性。因此，在一些应用中，传感器无法与电子控制单元(ECU)集成并且需要作为经由有线接口连接至ECU的独立(也即远程)传感器而工作。
技术实现思路
根据一些可能的实施方式，传感器可以包括用于基于由传感器所接收的一组同步信号确定采样模式的一个或多个部件，其中采样模式可以识别用于接收即将来临的同步信号的预计时间；以及基于采样模式，触发与即将来临的同步信号相关联的传感器操作的执行，其中可以在接收到即将来临的同步信号之前触发传感器操作的执行。根据一些可能的实施方式，系统可以包括用于基于由传感器接收到的一组同步信号确定采样模式的传感器，其中采样模式可以识别预计由传感器接收到即将来临的同步信号的时间；以及基于采样模式执行与即将来临的同步信号相关联的传感器操作，其中可以执行传感器操作，从而与传感器操作相关联的传感器数据准备好在预计接收到即将来临的同步信号的时间而被发送。根据一些可能的实施方式，方法可以包括基于接收到一组同步信号而确定采样模式，其中采样模式可以识别用于接收即将来临的同步信号的预计时间；以及基于采样模式执行与即将来临，触发同步信号相关联的传感器操作，其中可以在由传感器接收到即将来临的同步信号之前触发传感器操作的执行。附图说明图1A和图1B是在此所述示例性实施方式的概要图；图2是其中可以实施在此所述系统和/或方法的示例性环境；图3是用于基于与接收同步信号相关联的采样模式触发与即将来临的同步信号相关联的传感器操作的示例性方法的流程图；图4是与图3中所示的示例性方法相关联的示例性实施方式的图；图5是用于选择性调节用于触发与即将来临的同步信号相关联的传感器操作的延迟时间的示例性方法的流程图；图6是与图5中所示的示例性方法相关联的示例性实施方式的图；以及图7是示出了在此所述的传感器系统的示例性应用的图。具体实施方式示例性实施方式的以下详细说明涉及附图。不同附图中的相同参考数字可以标识相同或相似的元件。传感器和ECU之间的接口(例如远程传感器和ECU之间的有线接口)是传感器系统中的重要部件。例如，接口可以显著影响传感器系统的鲁棒性，这是因为接口对于传感器系统的总故障时间(FIT)贡献显著，并且可以通过增添制造、组装和/或维护传感器系统的成本而显著影响传感器系统的成本。作为另一示例，接口可以显著影响传感器系统的性能，这是因为接口可以作为在传感器系统中传输信息的瓶颈。关于对性能的影响，在一些情形中，传感器系统的性能可以受限于传感器和ECU之间的连接带宽(例如可应用的总波特率)和/或同步损耗。在一些情形中，连接带宽问题可以通过引入先进连接方案而解决。然而，在传感器系统的可实现性能方面，传感器和ECU之间同步损耗仍然是主要限制。总体而言，通过配置传感器以自动地提供(例如并未从ECU请求)传感器数据的流(在此称作连续数据流)、或者通过配置传感器以基于从ECU接收请求而提供传感器数据，可以操纵在传感器和ECU之间信息的传输。在连续数据流的情形中，采样时间(例如当传感器对传感器信号采样的时间)和传感器数据的传输起始的时间均由传感器的时钟确定，其工作在传感器时钟域中。在此，ECU需要实时地接收传感器数据，即使ECU可以不需要传感器数据直至稍后的时间点(例如ECU将要使用传感器数据执行计算操作的稍后时间)。因此，ECU需要执行操作以将传感器数据域ECU的时钟210同步，ECU的时钟工作在不同于传感器时钟域的ECU时钟域中。使用该方案，在传感器对传感器信号采样、与由ECU使用传感器数据之间存在可变的延迟。对于该延迟时间的贡献包括传感器在对传感器信号采样之后执行数据计算所需的时间量，在执行数据计算之后传感器发送传感器数据所需的时间量，以及在传感器数据的传输完成与由ECU使用传感器数据之间的“等待”时间的量。由于传感器和ECU的异步操作所致(例如由于在不同时钟域中的操作所致)，延迟时间可以在传感器执行数据计算所需的时间量与发送传感器数据所需的时间量之和(在此称作传感器时间)的一倍与两倍之间变化。在传感器更新率(例如由传感器提供传感器数据的传输速率)高于ECU循环时间(例如ECU执行一个计算循环所需的时间量)的情形中，等待时间可以在零(例如当在传感器数据将要由ECU使用的时间点正好完成了传感器数据的传输时)与等于传感器时间的时间量之间变化。如果传感器时间是ECU循环时间的整数倍，则等待时间可以理论上保持恒定。然而，由于传感器和ECU时钟域的容差所致，整数倍将不是恒定的，并且因此等待时间将改变每个循环，由此引入了延迟时间的变化。在一些情形中，可以通过提高传感器的速度(例如以便于减少执行数据计算的时间量)和/或增大接口的带宽(例如以便于减少发送传感器数据的时间量)而减少延迟时间。在此，如果传感器系统的动态是已知的，则可以通过在ECU中实施估算算法而补偿由不同操作条件引起的传感器时间偏差。然而，延迟时间(也即等待时间)的可变部分无法以此方式补偿。结果，用于在传感器和ECU之间传输信息的连续数据流技术可以在ECU处引入不希望的高和/或可变的同步误差量(例如对于角度传感器而言在大约0度和2.55度之间)。配置传感器以基于从ECU接收请求而提供传感器数据(也即与连续数据流相反)可以减少或消除由传感器和ECU的时钟域引起的同步误差。例如，对于该同步方案使用传统的技术，ECU可以提供同步信号至传感器。在此，由传感器接收到同步信号引起传感器对传感器信号采样，执行数据计算，并且随后发送传感器数据至ECU。在该情形中，在由ECU所解码的传感器数据中没有同步误差(例如因为基于由ECU提供的同步信号而将传感器与ECU同步)。然而，该传统技术具有许多缺点。传统技术的一个缺点在于，传感器接口总线的利用率相对较低，这是因为在当传感器对传感器信号采样并执行数据计算时的时间段期间，在总线上没有通信。这也导致对于给定接口带宽的最大可能更新速率的减小。类似地，传统技术的另一缺点在于，因为ECU需要每次更新循环都访问传感器接口总线两次(例如一次访问以便于提供同步信号并且随后再次访问以便于接收传感器数据)，因此传感器接口总线的利用率可以降低，因为传感器接口总线需要在预计的时间点处(例如在预计传感器数据传输的时间)可用于由传感器传输。传统技术的另一缺点在于，在由传感器发送传感器数据很久之前ECU提供同步信号。在一些情形中，该延迟在传感器系统中引入了潜在的误差。传统技术的另外又一缺点在于，ECU需要在执行两个不同操作之间切换：与提供同步信号相关联的第一操作，以及与接收并处理传感器数据相关联的第二操作。在一些情形中，中断一个操作(例如第二操作)以切换至另一操作(例如第一操作)可以要求由ECU消耗计算能力，本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种传感器，包括：一个或多个部件，用于：基于由所述传感器接收到的一组同步信号确定采样模式，其中所述采样模式标识用于接收即将来临的同步信号的预期时间；以及基于所述采样模式，触发与所述即将来临的同步信号相关联的传感器操作的执行，其中在接收所述即将来临的同步信号之前，触发所述传感器操作的执行。

【技术特征摘要】
2017.01.10 US 62/444,687;2017.08.31 US 15/692,9741.一种传感器，包括：一个或多个部件，用于：基于由所述传感器接收到的一组同步信号确定采样模式，其中所述采样模式标识用于接收即将来临的同步信号的预期时间；以及基于所述采样模式，触发与所述即将来临的同步信号相关联的传感器操作的执行，其中在接收所述即将来临的同步信号之前，触发所述传感器操作的执行。2.根据权利要求1所述的传感器，其中，所述一个或多个部件进一步用于：接收所述即将来临的同步信号；以及基于接收所述即将来临的同步信号，发送由所述传感器操作的执行所得到的传感器数据。3.根据权利要求2所述的传感器，其中，所述传感器数据包括标识了计数器值的信息，所述计数器值对应于与所述即将来临的同步信号相关联的实际时间缓冲。4.根据权利要求2所述的传感器，其中，当发送所述传感器数据时，所述一个或多个部件用于：在如下时间段期间发送所述传感器数据，该时间段与其间触发与另一即将来临的同步信号相关联的传感器操作的执行的时间段至少部分地交叠。5.根据权利要求1所述的传感器，其中，所述一个或多个部件进一步用于：在如下时间段期间发送与接收到的同步信号相关联的传感器数据，该时间段与其间触发与所述即将来临的同步信号相关联的传感器操作的执行的时间段至少部分地交叠。6.根据权利要求1所述的传感器，其中，当确定所述采样模式时，所述一个或多个部件用于：基于接收到第一同步信号的时间与接收到第二同步信号的时间之间的时间差，确定所述采样模式，其中所述第一同步信号和所述第二同步信号被包括在所述一组同步信号中。7.根据权利要求1所述的传感器，其中，当触发与所述即将来临的同步信号相关联的传感器操作时，所述一个或多个部件用于：基于延迟时间触发所述传感器操作的执行，所述延迟时间使得所述传感器在接收先前的同步信号之后、在触发所述传感器操作的执行之前等待。8.根据权利要求1所述的传感器，其中，所述一个或多个部件进一步用于：接收所述即将来临的同步信号；基于接收到所述即将来临的同步信号，确定实际时间缓冲；以及基于所述实际时间缓冲是否匹配与所述即将来临的同步信号相关联的目标时间缓冲，选择性地调节延迟时间，所述延迟时间与触发与另一即将来临的同步信号相关联的传感器操作相关联。9.根据权利要求1所述的传感器，其中，所述传感器操作是与采样传感器信号相关联的操作。10.一种系统，包括：传感器，用于：基于由所述传感器接收到的一组同步信号，确定采样模式，其中所述采样模式标识预期由所述传感器接收即将来临的同步信号的时间，以及基于所述采样模式，执行与所述即将来临的同步信号相关联的传感器操作，其中执行所述传感器操作，从而与所述传感器操作相关联的传感器数据准备好在预期接收所述即将来临的同步信号的所述时间被发送。11.根据权利要求10所述的系统，其中，所述传感器进一步用于：接收所述即将来临的同步信号；以及基于接收到所述即将来临的同步信号，发送与所述传感器操作相...

【专利技术属性】
技术研发人员：L·艾克雷德勒，
申请(专利权)人：英飞凌科技股份有限公司，
类型：发明
国别省市：德国,DE