柔性逻辑硬件的空间分离制造技术

本发明专利技术涉及一种电子系统，包括各种组件和/或单元，因此该电子系统可以称为异构系统。本发明专利技术的电子系统可以应用于电力系统数字控制领域，特别是针对(但不限于)要求硬实时和安全控制的纯电动或混合动力车辆电动马达的动力传动系的控制。力传动系的控制。力传动系的控制。

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】柔性逻辑硬件的空间分离


[0001]本专利技术涉及一种电子系统，该电子系统包括各种组件和/或单元，因此该电子系统可以被称为异构系统。本专利技术的电子系统可以应用于电力系统数字控制领域，并且特别是针对(但不限于)要求硬实时和安全控制的纯电动或混合动力车辆电动马达的动力传动系的控制。

技术介绍

[0002]在硬实时和安全敏感应用(如汽车动力传动系控制器)的环境中使用可重新配置逻辑(FLU/FPGA)时，存在以下挑战：
[0003]·
在多核处理环境中，我们可以如何确保FLU资源被独占分配给应用程序？
[0004]·
在增量固件精化的环境中，我们可以如何确保已认证固件的非回归？
[0005]现有技术解决方案
[0006]单FPGA
[0007]如上所提及的，拥有单个基本eFPGA是一个问题，因为在那里执行的所有应用程序都必须合并为单个FPGA配置比特流的一部分。
[0008]多FPGA
[0009]一个简单的解决方案是将矩阵拆分为多个较小的矩阵(例如4CPU/4FLU)，如图20(左侧)中所示。
[0010]该解决方案显然使得能够实现FPCU中执行的(最多)4个应用程序的严格独立性。因此，声明这4个应用程序彼此独立是简单的。
[0011]此外，由于每个应用程序都在分开的FLU比特流中进行编码，因此更新其中一个应用程序不需要重新编译其它应用程序。
[0012]然而，这种架构严重缺乏灵活性。事实上，如果我们希望执行仅一个非常复杂的应用程序呢？在这种情况下，该应用程序的FLU部分将可能不能容纳进FLU的其中一个部分。因此，应用程序必须分成4个硬件部分。并且每个部分应独立映射到4个FLU部分中。
[0013]这在技术上是可行的，但实际上几乎无法使用，因为：
[0014]·
FLU的不同部分需要通过SOC互连进行通信，这具有以下影响：
[0015]○
应用程序性能将受到此数据流瓶颈的强烈影响。
[0016]○
互连通信需要在每个分区中对相关联协议管理的映射。这是对FLU资源的巨大浪费。
[0017]○
该通信将导致互连上的额外业务，这在实时约束方面可能是至关重要的。
[0018]·
没有任何EDA工具足够智能以在FLU部件之间自动拆分逻辑并根据需要插入互连通信桥。所以应用程序拆分必须在设计时手动完成。这在生产率方面是个问题。
[0019]部分重新配置
[0020]一些FPGA供应商提供其FPGA矩阵的《部分重新配置》。这个概念是能够在已经映射的FPGA上映射新功能。该技术部分地解决了所面临的挑战。
[0021]然而，部分重新配置仍然存在以下问题：
[0022]很难证明在FPGA中执行的应用程序的独立性；即使其已经用独立的比特流分别映射。事实上，部分重新配置完全由工具处理，且在结果方面不一定是可预测的。这对于安全分析是不可接受的。
[0023]专利技术目的
[0024]本专利技术提供了一种具有特定专用组件的电子系统，以实现针对上述挑战的特定解决方法。

技术实现思路

[0025]针对以上提及的领域，本专利技术涉及一种电子系统，该电子系统包括各种组件和/或单元，因此该电子系统可以被称为异构系统。
[0026]本专利技术涉及一种电子系统，该电子系统包括特定组件，诸如SBOX电路和/或特殊控制结构，使得能够实现“空间分离(spatial segregation)，其中分开的eFPGA矩阵具有特殊边界“SBOX”元素，以允许“合并”连续的矩阵，就仿佛从FPGA工具角度来看这些连续的矩阵是单个的一样。
[0027]在本专利技术的第一方面中，一种系统，包括多个柔性逻辑单元布置(500)，并排布置并且被适配为成对地物理连接或隔离；以及多个电子控制结构，由此其中的每个电子控制系统唯一地关联到所述柔性逻辑单元布置中的一个；并且所述电子控制结构被适配为与其各自布置的连接或隔离一致地成对物理地连接或断开。
[0028]为清楚起见，提议的系统允许(通过提供必要的支持结构，如控制结构)运行时成对物理连接或隔离柔性逻辑单元布置，因此在二者之间的选择是FLU配置的一部分且这不是在电路设计时被冻结的选择。
[0029]在本专利技术的第二方面中，由第一方面的系统启用的多种方法和使用方法，特别是利用所述系统可以被配置成两个或更多个独立功能由组合在一起的一个或多个柔性逻辑单元布置定义，每个所述功能是独立的，这些方法包括对由其相关联(组合的)布置定义的所述功能执行动作(诸如任务或上下文切换，(部分)重新配置，执行安全操作和/或其组合)，同时保持这些相关联(组合的)布置之间的(经由所述电路的)连接物理隔离。
[0030]在本专利技术的第三方面中，提供了包括计算机可读代码的计算机程序产品，当在计算机系统上运行时，该计算机可读代码使计算机系统执行前述方法中的任一项所述的方法，以及提供了存储有计算机程序产品的相关的非暂态机器可读存储介质。
附图说明
[0031]图1示出了现有技术异构硬件(FPCU)系统，包括：(i)多个电子组件(CPU、外围设备)；和(ii)硬件可编程单元，其是可编程逻辑矩阵或柔性逻辑单元(FLU)。
[0032]图2示出了根据本专利技术的异构硬件(FPCU)系统，包括：(i)多个电子组件(CPU、外围设备)；和(ii)硬件可编程单元，该硬件可编程单元是可编程逻辑矩阵或柔性逻辑单元(FLU)，其中FLU被分离或被适配为被分离。
[0033]图3示出了本专利技术中所需的SBOX电路的示例性实施例以及其信号路由逻辑，包括使用单个隔离位的选择器(多路复用器)。
[0034]图4示出了本专利技术中所需的SBOX电路的替代示例性实施例以及其信号路由逻辑，包括使用三个隔离位的选择器(多路复用器)。
[0035]图5示出了这些SBOX电路实施例的示意性概括，其指示了用于物理隔离所述输出或输入、与路由逻辑分开并共享隔离(配置)位或信息的部件，并进一步图示了两个这样的SBOX电路如何在柔性逻辑单元(FLU)(矩阵)边界的边界处连接。
[0036]图6示出了典型非拐角SBOX电路的抽象表示，其指示了隔离侧(粗线)并指示了输入能够被隔离(粗线)以及组合这种SBOX电路的方式。
[0037]图7也示出了典型非拐角SBOX电路的抽象表示，其指示了隔离侧(粗线)并指示了输入和输出都能够被隔离(粗线)以及组合这种SBOX电路的方式。
[0038]图8还示出了替代SBOX电路的抽象表示，其指示了隔离侧(粗线)。而左上图示出了输入侧隔离实施例，右上图示出了其输出侧变体。虽然图6、图7的非拐角SBOX电路通常具有输入
‑
输出侧，但可以选择拐角SBOX电路具有较少的输入
‑
输出侧，如左下图中所示。尽管到目前所示的各种实施例具有1个隔离侧，但右下图示出了也可以向两侧提供隔离功能。
[00本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】1.一种系统(400)，包括：多个柔性逻辑单元布置(500，510，520)，多个柔性逻辑单元布置并排布置并且被适配为(在运行时)成对地物理上连接或隔离；以及多个电子控制结构(700)，由此其中的每个电子控制系统(710)唯一地关联到所述柔性逻辑单元布置中的一个；并且所述电子控制结构被适配为与其各自布置的连接或隔离一致地成对物理上连接或断开。2.根据权利要求1所述的系统(400)，其中所述电子控制结构(700)(能够连接到同类控制结构)，包括：控制系统(710)，用于(能够)生成用于控制柔性逻辑单元布置(500，510，520)的控制信号；第一控制信号输入部件(720)，用于从第一(外部)控制系统(可能是其它类似(电子)控制结构的部分)接收第一控制信号；第二控制输入部件(730)，用于接收第二控制信号(可能来自又另一个类似的(电子)控制结构)；配置输入部件(740)，用于输入表示(相邻)布置(在运行时)是物理上连接还是隔离的信息；控制逻辑，能够基于所述信息，选择由所述控制系统生成的控制信号作为输出(760)(朝向其相关联的柔性逻辑单元布置)或者两者都传递所述第一控制信号通过(750)至所述又另一个控制结构，使用所述第二控制信号作为输出(朝向其相关联的柔性逻辑单元布置)并传递(770)所述第二控制信号至所述其它控制结构。3.根据权利要求2所述的系统(400)，其中(电子)控制结构的控制逻辑包括由所述信息控制的两个选择器(800，810)，优选为多路复用器。4.根据权利要求2或3所述的系统(400)，其中(电子)控制结构的控制逻辑在传递路径中包括存储部件(820)。5.根据前述权利要求中的任一项所述的系统(400)，还包括多个电路(100，105，110，200，300)，这些柔性逻辑单元内的内部路由逻辑的部分；且彼此能够间接连接或直接连接。6.根据前述权利要求中的任一项所述的系统(400)，包括：多个柔性逻辑单元布置(500，510)，每个布置包括按阵列布置的多个计算块(410)；多个输入
‑
输出块(IOB)(420)，设置在所述布置的边界处；所述柔性逻辑单元布置中的每个还包括多个电路(100，105，110，200，300)，(也)设置在所述布置的边界处并且能够连接到所述计算块、同一布置的所述输入
‑
输出块；并且在同一布置内彼此能够间接连接，或者在属于另一个布置时直接连接。7.根据权利要求5或6所述的系统，其中所述电路特征在于在一侧(100，110，200)或多侧(300)处对这些电路的输入(100，110)和/或输出(200，300)的访问是能够物理上隔离的。8.根据权利要求5、6或7所述的系统，其中所述电路(属于不同布置)仅经由所述电路的所述(运行时可配置)能够物理上隔离的输入或输出中的至少一个来直接连接。9.根据权利要求5、6、7或8所述的系统，其中多个所述电路具有至少3个(输入
‑
输出)侧(各自具有至少一个输入和一个输出)。10.根据权利要求5、6、7、8或9所述的系统，其中所述多个输入
‑
输出块(IOB)具有2个IO(输入
‑
输出)侧(各自具有至少一个输入和一个输出)。11.一种操作根据前述权利要求中的任一项所述的系统的方法，其中所述系统被配置成两个或更多个独...

【专利技术属性】
技术研发人员：L，
申请(专利权)人：芯力能简易股份公司，
类型：发明
国别省市：