时钟监控单元制造技术

本发明专利技术涉及时钟监控单元（１００）和由至少一个时钟（ｃ＊）计时并且使用时钟监控单元（１００）的电子系统。时钟监控单元（１００）基于与至少一个时钟（ｃ＊）一起提供的或与时钟监控单元（１００）分开提供的监视器时钟（ｍ＊）来分析至少一个时钟（ｃ＊）。时钟监控单元（１００）至少包括：活动性单元（２１０）、偏差单元（２２０）和辅助时钟产生器（２４０）。辅助时钟产生器（２４０）输出辅助时钟（ａ＊）。活动性单元（２１０）基于辅助时钟（ａ＊）检测监视器时钟（ｍ＊）的存在，基于监视器时钟（ｍ＊）检测辅助时钟（ａ＊）的存在。偏差单元（２２０）基于辅助时钟（ａ＊）检测监视器时钟（ｍ＊）的时钟故障。采用根据本发明专利技术的时钟监控单元（１００），可以更详细地监控至少一个时钟（ｃ＊），并且利用不同的错误处理过程，例如通过发起受电子系统控制的设备的关闭，来对至少一个时钟ｃ＊中的不同时钟故障作出反应。

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】
本专利技术涉及时钟监控单元，以及包括用于对至少两个时钟(具体地，电子系统的内部时钟)进行监控的时钟监控单元的电子系统。
技术介绍
目前汽车在驾驶安全方面的发展以及对于娱乐和信息娱乐的更多需求使得汽车 中电子模块急剧增多。大多数电子模块集成在芯片上，其中每个电子模块包括多个不同的 功能，每个功能集成在一个芯片上。这种在一个芯片上包括不同功能的电子模块是微控制 器单元，称作MCU。汽车领域内的多种安全相关应用(如安全气囊、ABS或其他)需要可靠 的操作。 MCU以及连接至MCU的外围设备的可靠操作强烈依赖于有效的时钟信号。MCU的 可靠操作还可以受到在MCU内包含的或连接至MCU的诊断单元的影响。MCU、外围设备和诊 断单元全都需要被提供可靠且稳定的时钟信号。尤其在安全相关应用中，诸如漏失时钟或 时钟频率的偏差之类的时钟故障对于MCU操作而言可能是严重的。例如，这样的时钟故障 可能阻碍安全功能的执行或者可能去激活在线诊断。 当检测到时钟故障时，必须发起适当的反应，该反应依赖于应用需求。对于严重时 钟故障，可能需要使整个系统进入安全状态。传统上，在MCU内使用的所有时钟都直接或间 接地来自于系统时钟，所述系统时钟用作参考，以通过计算在MCU内所得到的时钟的频率 与系统时钟频率之比，来检测漏失时钟故障以及检测频率偏差。如果该比值未达到预定的 值，则检测到时钟故障。换言之，时钟故障的正确检测依赖于正确系统时钟的存在。
技术实现思路
因此，本专利技术的目的是提供一种可以检测时钟故障的时钟监控单元，具体地，时钟 故障是诸如漏失时钟或过快或过慢运行的时钟之类的时钟故障。 本专利技术的另一目的是对时钟故障进行分类，以使得时钟监控单元可以自主地对严 重时钟故障作出反应并将较不严重的时钟故障指示给软件或系统监控器单元。 因此，本专利技术提出了一种具有辅助时钟、活动性单元和偏差单元的时钟监控单元。 所述辅助时钟可以是在时钟监控单元内部产生的或者从外部提供的。时钟监控单元基于监 视器(monitor)时钟对至少一个时钟进行分析，并提供与所述至少一个时钟有关的信息。 具体地，活动性单元基于辅助时钟来检测监视器时钟的存在，以及基于监视器时钟来检测 辅助时钟的存在。此外，偏差单元基于辅助时钟对监视器时钟的频率进行分析。通过确保 监视器时钟正确地运行，时钟监控单元可以彼此独立地分析所述至少一个时钟中的所有时 钟。现在，时钟监控单元可以自主地并且不同地对时钟故障作出反应。例如，可以通过发起 关闭来处理在系统关键时钟(如，对中央处理单元或者到致动器的接口进行计时的系统时 钟)中发生的时钟故障。例如可以通过软件来处理在较不严重的外围时钟中发生的时钟故 障。此外，时钟监控单元可以对时钟故障进行分类。即，在漏失监视器时钟的情况下执行的4错误处理过程可以与在监控器时钟频率严重偏离指定值的情况下执行的错误处理过程不 同。 优选地，活动性单元可以包括监视器时钟漏失单元和辅助时钟漏失单元。其中，监 视器时钟漏失单元由辅助时钟来计时，并且由监视器时钟来连续地重置。只要由辅助时钟 来计时并且由监视器时钟来重置，监视器时钟漏失单元就稳定地输出信号。如果监视器时 钟漏失单元不被重置，则该信号在得自于辅助时钟的预定逝去时间之后发生改变。每当监 视器时钟重置监视器时钟漏失单元时，所述预定逝去时间重新开始。 辅助时钟漏失单元由监视器时钟来计时，并由辅助时钟来连续地重置。只要由监 视器时钟来计时并且由辅助时钟来重置，辅助时钟漏失单元就稳定地输出信号。如果辅助 时钟漏失单元不被重置，则该信号在得自于监视器时钟的预定逝去时间之后发生改变。每 当辅助时钟重置辅助时钟漏失单元时，所述预定逝去时间重新开始。 由于在电子系统中尤其在MCU中时钟丢失与系统安全的高度相关性，活动性单元实现多个任务。如果电子系统包括所谓的锁相环(下文中称作PLL)以产生从所述至少一个时钟得到的时钟信号，则PLL在所述至少一个时钟漏失的情况下自由运行。这样，PLL将产生有故障的时钟信号。通过利用活动性单元来检测时钟丢失以及发起适当的反应来防止这种情况。此外，漏失时钟可能阻止诊断单元操作从而无法检测危险的故障。 偏差单元可以接收监视器时钟和辅助时钟，以基于辅助时钟来检测监视器时钟中的频率故障。如果监视器时钟在错误频率下进行，则对至少一个时钟的监控是不精确的和/或错误的。此外，如果要监控的监视器时钟和所述至少一个时钟得自于共享的时钟而所共享的时钟是错误的，则无法可靠地检测到在要监控的所述至少一个时钟中的频率错误。然而，如果在电子系统中所述至少一个时钟运行过慢或过快，则这可以阻止安全功能的执行或使得安全功能的执行变差。这样的时钟故障还可能导致诊断和错误预防过程不按照指定的方式进行，使得检测不到危险故障或者无法在指定的系统安全时间内执行该预防过程。因此，偏差单元识别出监视器时钟内的错误时钟频率，并在时钟故障的情况下发起适当的计数器动作。 优选地，偏差单元可以包括监视器时钟计数器，所述监视器时钟计数器在基于辅 助时钟而确定的时间窗内对监视器时钟的时钟数目进行计数。其中，如果在所述时间窗内， 监视器时钟偏离预定频率，则指示时钟偏差故障。这种偏差单元的优点是，可以容易地调节 时间窗的持续时间，以满足在大频率范围内监控不同监视器时钟频率的需求。例如可以利 用可配置计数器来执行这种调节，以从辅助时钟得到时间窗。 在本专利技术的时钟监控单元的优选实施例中，偏差单元输出不同的时钟偏差故障， 所述时钟偏差故障适于分别地 1、在监视器时钟频率高于预定监视器时钟频率的情况下，指示频率高错误。由于 从系统总线读取的随机数据或指令，过高的时钟频率可能导致危害。可以通过对该时钟偏 差故障作出反应(例如，通过发起系统关闭)来防止这种危害。 2、在监视器时钟频率低于第一预定监视器时钟频率但高于第二预定监视器时钟 频率的情况下，指示频率低警告。这种过低的时钟频率可能阻碍与连接至MCU的外部设备 进行交互所需的外围单元的正确操作。对于通信接口尤为如此。利用指示频率低警告的时 钟偏差故障，MCU或电子系统可以修复相应的时钟或重置MCU。 3、备选地或此外，在监视器时钟频率低于第二预定监视器时钟频率的情况下，时 钟偏差故障可以指示频率低错误。如果时钟频率过低，则电子系统无法在系统安全时间内 对于危险故障的检测做出反应。因此，指示频率低错误的时钟偏差故障使得根据本专利技术的 时钟监控单元可以发起合适的错误处理反应以使系统进入安全状态。 时钟监控单元还可以包括提供辅助时钟的内部振荡器。这使得时钟监控与由于向 时钟监控单元提供外部辅助时钟而发生的任何问题无关。 此外，还通过本专利技术的电子系统解决了上述问题，本专利技术的电子系统适于接收用 于对该电子系统计时的外部时钟，其中，所述电子系统适于提供至少一个外围时钟以对与 所述电子系统相连或者集成到所述电子系统中的至少一个外围设备计时，其中，所述电子 系统耦合至上述时钟监控单元，以分析所述至少一个外围时钟和监视器时钟，所述至少一 个外围时钟和监视器时钟两者均是基于外部时钟而创建的。 时钟监控单元能够检测在系统时钟以及在所示至少一个外围时钟中的时钟故障， 并在时钟故障的情况下发起适当的错误处理反应。如已经讨论的，如果提供给时本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种时钟监控单元，用于基于监视器时钟（ｍ↑［＊］）来分析至少一个时钟（ｃ↑［＊］）并提供与所述至少一个时钟（ｃ↑［＊］）有关的信息（ｃ），所述时钟监控单元包括：活动性单元（２１０），适于基于辅助时钟（ａ↑［＊］）来检测监视器时钟（ｍ↑［＊］）的存在，以及基于监视器时钟（ｍ↑［＊］）来检测辅助时钟（ａ↑［＊］）的存在；以及偏差单元（２２０），适于在辅助时钟（ａ↑［＊］）和监视器时钟（ｍ↑［＊］）存在的情况下，基于辅助时钟（ａ↑［＊］）来检测监视器时钟（ｍ↑［＊］）中的时钟故障。

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】...

【专利技术属性】
技术研发人员：曼弗雷德秦克，彼得福尔曼，马库斯鲍迈斯特，
申请(专利权)人：NXP股份有限公司，
类型：发明
国别省市：NL[荷兰]