增加抗干扰能力的方法和集成电路技术

本发明专利技术描述了一种提高集成电路（１６）的抗干扰能力的方法，其中，以一个或多个误差信号的形式在至少一个微处理器芯片或多个处理器μＣ（１）以及至少一个另外的组件（２）之间传送误差信号，对于所述传送，定义了独立于所述一个或多个微处理器的时钟频率的最小脉冲宽度，从此开始，具有所定义的脉冲宽度的误差线路上的信号被认为是误差。本发明专利技术还涉及一种集成电路，具体地，通过实施以上方法的方式设计，其包括：至少一个微处理器芯片或多个处理器微控制器（１）或微处理器模块以及至少一个另外的组件（２），其中该组件具体地包括分别设置的功率元件，以及一个或多个脉冲扩展装置和／或信号延迟装置，用于通过至少一个误差线路（３，４）一个接着一个地输出误差脉冲（６，６′）。

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】
本专利技术涉及集成电路，具体地，在电子控制单元中，优选为机动车控制单元的组件。具体地，所述控制单元涉及用于机动车制动系统的控制单元。其中，此类型的控制单元适于进行安全关键(safety-critical)控制操作。所述机动车控制单元优选地包括控制程序，诸如ABS、TCS、ESP以及类似系统。由于很高的安全要求，由集成电路形成的所述控制系统包括安全电路，其有助于检测故障或缺陷，并启动适当措施，诸如，系统整体停用，或者由于部分保留受控系统操作的措施导致的紧急操作。
技术介绍
具有包括微处理器的集成电路的控制系统在上述任务中为人所熟知。为防止故障或对其进行检测，需要设置至少两个处理器内核。诚然，三个或更多的处理器内核可以进一步增加安全性，然而，因为与机动车
中通常的大规模制造相关的成本原因，并不期望这样。因此，需要具有高安全级别的低成本电路。例如，一种控制系统的概念正在经受测试，所述控制系统由容纳在分离的芯片外壳中的两个集成电路组成。这种概念实现了功率元件(功率FET等)和高度集成微处理器组件(μC，存储器等)的空间分离。在上述例子中利用两个误差线路(error line)ERR和ERR_N顺利地进行误差相关通信。
技术实现思路
本专利技术基于上述系统，并对其进行改进，从而进一步提高抗干扰能力。根据本专利技术，通过根据权利要求1和2的方法以及根据权利要求15的集成电路实现此目的。此外，所述控制系统可以具有一个或多个监控电路，具体地，所述电路被集成在一个或多个附加的分离的芯片(看门狗(watchdog))中。在现有技术的电子控制器中，处理器芯片和功率芯片有利地通过所述线路ERR和ERR_N互相连接。在这种安排中，功率芯片必须能够检测处理器芯片的脉冲，其分别被在ERR或ERR_N上进行传送，具有例如Tmin＝30纳秒的最小脉冲宽度。外部静电、磁，或者电磁干扰(例如，摩擦电，ESD)可能干扰系统，产生不良效果。根据本专利技术，根据独立的专利权利要求描述了方法以及集成电路，以增强抗干扰能力，特别是对信号ERR和ERR_N的抗干扰能力。这样可以使系统具有更好的可用性。遵循本专利技术的基本思想，具体地，分别地或者以任何期望的组合方式采取如下措施·最小脉冲宽度TMin的显著扩展·在功率芯片中对信号ERR和ERR_N进行滤波·通过引入延时TWindowDelay在功率芯片中新定义看门狗时间窗。·在处理器芯片中引入块“触发和延迟”以保护最小脉冲宽度TMin。从而可实现以下优点·对功率芯片输入信号ERR和ERR_N进行滤波在很大程度上可以提高系统的抗干扰能力。尤其可以显著地减小静电、磁或者电磁干扰的影响，这是因为，这些干扰通常持续时间较短，而新的更大的最小脉冲宽度不会被错误地解释为误差信号。·相比之前的无滤波方案，本专利技术的方法实现了，功率芯片将不会导致对处理器芯片的误差监控的限制。这意味着误差脉冲将不会丢失。所述集成电路包括至少一个微处理器芯片或多处理器微控制器，以及至少一个其它组件，具体地，其为集成组件。所述集成组件优选地包括功率元件，因而其具体为混合信号组件。由于相比于所述混合信号组件，微处理器组件的时钟频率通常要高得多，这样就出现了问题。结果，连续的误差事件将相互紧密衔接，很难从其它干扰中将其分辨出来。可选地，特别地可以如下方式实现本专利技术·利用模拟滤波代替数字滤波。·当微控制器(处理器芯片)比所述混合信号芯片(功率芯片)慢很多地工作时，无需微控制器中的“触发&延迟”块即可进行数字滤波操作。附图说明在从属权利要求以及如下的附图描述中可以看到进一步的优选实施例。以下将通过例子详细解释本专利技术。在附图中图1是互连的芯片的系统概观；图2是与误差线路相关的滤波特性的说明；以及图3是示图，其示出了信号的时间特性(时序图)。具体实施例方式图1描述了系统概观在机动车制动系统的电子控制器中，微控制器1(处理器芯片)通过误差线路3和4以及通过SPI接口5与混合信号IC2(功率芯片)相连接。微控制器1包括两个独立的处理器内核(内核A和内核B)，由比较块比较A和比较B，依据其硬件连续地检查其操作。当在此比较操作中检测到误差时，此误差信息必须被通过所述线路3ERR和4ERR_N可靠地传送到功率芯片2。根据本方法，由于误差线路上的电平变化(如，从逻辑“高”变为“低”)，能够顺利地用信号发送误差。具体地，线路3ERR和4ERR_N的每一个通过每个误差改变信号电平一次。ERR和ERR_N上的电平优选地相反或者互补。混合信号IC 2通常优选地以显著慢于所述微控制器的速率工作。为此必须确保脉冲宽度不低于信号线路ERR和ERR_N上的最小脉冲宽度TMin。否则，组件2有可能不能成功地进行误差通知。此两项任务在块“触发&延迟”6以及6′中进行。如果所述处理器芯片中出现几个误差，ERR和ERR_N上的电平变化被延迟(“延迟”)，从而保证最小脉冲宽度TMin。混合信号IC在每一种情况下分别利用一个滤波装置7和7′对ERR/ERR_N信号进行滤波。具体地，以数字方式进行此滤波操作。在优选方式中，设置了滤波时间常数TFilter。所述最小脉冲宽度TMin有利地远长于功率芯片2的内部系统时钟。对信号ERR/ERR_N进行滤波可以有利地抑制外部干扰(静电、磁或电磁干扰)，从而系统的可靠性和可用性得到增强。在块“电平比较”8和8′中冗余地检查是否两个误差信号具有相反的电平。ERR和ERR_N上的相同电平导致误差，并且进一步地，在信号“检测到的误差”9和9′上向外输出测试程序。另外，块“脉冲检测”10和10′搜索已滤波的ERR/ERR_N信号的沿。块“电平比较”8和“脉冲检测”10的信号输出由“或”元件进行逻辑操作，并形成输出“已检测ERR A”9。相同的操作作用于冗余路径11′。在此例的电子控制器中，在规则的时间间隔TLoop内对看门狗测试程序进行信号通知，该看门狗测试程序具有从处理器芯片1到功率芯片2的在SPI接口5上传送的人工误差。在此测试程序期间测试所述微控制器中的误差检测以及通过所述误差线路在功率芯片和处理器芯片之间的连接。利用由软件激励的测试结构，在所述微控制器中产生误差，并在块“触发和延迟”的输出处的ERR/ERR_N线路上导致一次电平改变。当测试程序(“看门狗传送”)被激活后，功率芯片1经由总线5在块50中定义时间窗口。在此时间窗口内，具体地，认为信号是用于测试的有效的误差信号，其正好由在已滤波的ERR和ERR_N线路上的一次沿的改变组成。当在所述时间窗口内，在ERR滤波器或ERR_N滤波器的已滤波的信号上没有出现沿或者出现不止一个沿时(参见图2的时序图)，块“脉冲检测”10(或冗余支路B中的10′)检测到误差。在通过线路18(或冗余支路B中的18′)进行看门狗传送期间，禁用电平监控8，这是因为，由于不同的信号运行时间，在ERR和ERR_N上的电平改变不能绝对同步。在由块50定义的时间窗口的末端，信号ERR/ERR_N必须再次具有相反的电平，因为现在重新开始对已滤波的信号进行电平监控操作。如果在看门狗时间窗口之外的已滤波信号ERR或ERR_N上发生电平改变，这种情况被块“脉冲检测”10直接检测为误差，并在线路“已检测ERR”9上输本文档来自技高网...

【技术保护点】
提高集成电路（１６）的抗干扰能力的方法，其中，以一个或多个误差信号的形式在至少一个微处理器芯片或多个处理器μＣ（１）以及至少一个另外的组件（２）之间传送误差信号，其特征在于，对于所述传送，定义了独立于所述一个或多个微处理器的时钟频率 的最小脉冲宽度，从此开始，具有所定义的脉冲宽度的误差线路上的信号被认为是误差。

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】DE 2004-2-20 102004008809.81.提高集成电路(16)的抗干扰能力的方法，其中，以一个或多个误差信号的形式在至少一个微处理器芯片或多个处理器μC(1)以及至少一个另外的组件(2)之间传送误差信号，其特征在于，对于所述传送，定义了独立于所述一个或多个微处理器的时钟频率的最小脉冲宽度，从此开始，具有所定义的脉冲宽度的误差线路上的信号被认为是误差。2.提高集成电路(16)的抗干扰能力的方法，其中，以一个或多个误差信号的形式在至少一个微处理器模块或多个处理器模块以及至少一个另外的混合信号模块之间传送误差信号，所述模块被集成在芯片或芯片外壳之中，其特征在于，对于所述传送，定义了独立于所述一个或多个微处理器的时钟频率的最小脉冲宽度，从此开始，具有所定义的脉冲宽度的误差线路上的信号被认为是误差。3.如权利要求1或2所述的方法，其特征在于，在发生一系列误差且所述误差之间的距离小于所述最小脉冲宽度的情况下，在所述至少一个误差线路上输出所述一系列的误差的时间相对于实际误差序列时间被扩展。4.如权利要求1到3中至少任何一个所述的方法，其特征在于，接收其它芯片或组件的误差信号的芯片中的误差信号在所述信号未达到最小持续时间时不被处理，而在达到或超出所述最小持续时间时被处理，并且为此，所述信号被引导通过至少一个滤波器，具体地，低通滤波器(7，7′)。5.如前述权利要求中的至少任何一个所述的方法，其特征在于，在所述集成电路或在所述另外的组件(2)中预先确定至少一个看门狗时间窗口(17)，在其中产生并且测试至少一个人工生成的误差信号或误差信号模式，从而使得所述误差检测电路成为可自我测试的。6.如前述权利要求中的至少任何一个所述的方法，其特征在于，所述看门狗时间窗口(17)具有延迟时间TWindowDelay，在所述时间窗口中预期有至少一个误差信号或误差信号模式，并且所述时间窗口保持敞开，直到所述延迟时间TWindowDelay经过。7.如权利要求5所述的方法，其特征在于，所述延迟时间TWindowDelay比所述滤波器(7，7′)的滤波时间TFilter更长，其中所述滤波器处理所述至少一个误差线路(3，3′)的一个或多个误差信号。8.如前述权利要求中的至少任何一个所述的方法，其特征在于，在发送误差信号的所述芯片(1)内部，所述误差信号被扩展和/或被延迟地通过所述误差线路一个接着一个地输出。9.如前述权利要求中的至少任何一个所述的方法，其特征在于，在接口(5)的帮助下进行对所述至少一个误差线路(3，4)的测试。10.如前述权利要求中的至少任何一个所述的方法，其特征在于，利用具有已定义的滤波时间TFilter的滤波器(7，7′)对所述误差信号进行滤波。11.如前述权利要求中的至少任何一个所述的方法，其特征在于，利用与所述芯片(1)相连接的所述接口(5)在所述另外的组件(2)中设置所述时间窗口TWindowDelay。12.如前述权利要求中的至少任何一个所述的方法，其特征在于，在超过所述滤波时间TFilter时，所述条件TWind...

【专利技术属性】
技术研发人员：W法伊，M海因茨，A特雷斯科夫，F米歇尔，
申请(专利权)人：大陆特韦斯贸易合伙股份公司及两合公司，
类型：发明
国别省市：DE[德国]