用于测量I/O信号的方法和系统技术方案

用于测量I/O信号的方法和系统。本发明专利技术的一些实施例涉及嵌入式处理系统。该系统包括存储多个操作指令的存储器单元和耦合到存储器单元的处理单元。处理单元可以执行对应于相应操作指令的逻辑操作。输入/输出（I/O）接口接收第一随时间变化波形且基于第一随时间变化波形提供I/O信号。比较单元耦合到处理单元且适于基于I/O信号是否与参考信号具有预定关系而选择性断言错误信号，其中该预定关系在正常操作中保持为真，但是在不期望事件发生且导致不期望地改变I/O信号和参考信号至少之一时不再保持为真。

【技术实现步骤摘要】
用于测量I/O信号的方法和系统
技术介绍
安全工程是工程师使用冗余技术来消除错误出现时的不利后果的一个成长领域。 例如，空间交通工具和很多飞行器包括冗余系统，使得如果引擎控制组件在飞行时出错，则例如另一引擎控制组件可以被激活以允许飞行器安全着陆。以类似关系，在安全规划系统中，时控输入/输出(I/O)信号可以被产生且随后被检查以确保它们实际被正确地发送。这在很多应用中是有用的。例如，在汽车系统中，如果输出驱动信号(例如，来自引擎控制器的点火信号)被提供到汽车引擎，反馈信号(从实际传送到引擎的输出驱动信号得出)可以与原始输出驱动信号进行比较以判定输出驱动信号实际是否被正确地传送。因而，如果在引擎控制器和引擎本身之间存在“不良”连接(或者如果出现一些其他错误事件)，则原始驱动信号和反馈信号的比较可以检查该错误，由此允许控制系统例如通过照亮驱动器仪表盘上的“检查引擎”灯来告知司机。以这种方式，司机可以被告知发生了引擎问题(例如，火花塞不点火)，且然后可以对车辆进行保养以修补任意相应问题。尽管在一些情况中常规时控I/O技术就足够，专利技术人意识到它们在很多情况中是不理想的。例如，在原先的时控I/O解决方案中，中断服务例行程序(ISR)形式的软件在输出驱动信号的每个边沿比较输出驱动信号和反馈信号。因为针对输出驱动信号的每个边沿实施ISR，重复的ISR代表系统微处理器上的巨大负荷。这样，专利技术人意识到ISR形成了很多现有控制系统的处理瓶颈。因此，专利技术人建议了用于产生和测量时控I/O信号的改善技术。附图说明图1是说明根据一些实施例的I/O比较单元的框图。图2-4说明根据一些实施例的嵌入式系统配置的框图，其中每个嵌入式系统配置包括I/O比较单元。图5是示意根据一些实施例使用积分的方法的流程图。图6A-6B示出示例性波形以说明图5的流程图。图7是示意根据一些实施例使用相对上升边沿或下降边沿测量的最小时间窗口的方法的流程图。图8示出一些示例性波形以说明图7的流程图。图9是描述根据一些实施例使用相对上升边沿或下降边沿测量的最大时间窗口的方法的流程图。图10示出一些示例性波形以说明图9的流程图。图11是示意根据一些实施例使用相对上升边沿或下降边沿测量的时间窗口比较 I/O信号和参考信号的方法的流程图。图12示出一些示例性波形以说明图11的流程图， 图13是说明根据另一实施例的I/O比较单元的框图。具体实施例方式现在参考附图描述主张的主题，其中贯穿附图，相同的附图标记用于表示相似的元件。在下面的描述中，用于解释目的，提出了各种特定细节以提供主张的主题的彻底的理解。然而，很明显，主张的主题可以不使用这些特定细节实现。本公开的一些实施例涉及用于测量I/O信号的I/O比较单元。I/O比较单元实现为诸如汽车或工业系统的嵌入式系统内的硬件模块，且针对错误监控时控I/O信号。尽管一些原先的解决方案在每个输出信号边沿处理中断(其正如专利技术人所意识到的，在很多方面成为处理“瓶颈”)，本专利技术I/O比较单元可以以相对自洽(autonomous)的方式监控时控 I/O信号，且在I/O比较单元检查到I/O信号中的错误时断言(assert)中断。与原先的解决方案相比，这可能导致中断处理的数量的减少。此外，中断处理的这种减少允许系统增加时控I/O信号的频率(例如，因为用于信号的边沿之间的间隔现在可以更靠近而不使处理器过载)。在汽车应用中，这种频率增加可以“平滑”引擎驱动信号，且与原先的实现方式相比，允许驱动信号的每个脉冲向发动机传送较少的功率。通过针对每个脉冲给发动机使用稍少的功率，可以在车辆中使用较低功率器件，这可以潜在地增加在电力和混合汽车中实现的每加仑里程数，以及例如，在汽车和/ 或其他系统中提供其他益处。现在参考图1，可以看出根据一些实施例的I/O比较单元100。I/O比较单元100 包括分析电路102、寄存器组104以及历史缓冲器106，且是嵌入式系统108的一部分，该嵌入式系统108包括存储器单元110、处理单元112和I/O接口 114。控制总线116和数据总线118可操作地耦合这些组件，然而，应当意识到所述总线配置仅是示例性总线配置且可以预期任意数目的其他总线配置落在本公开的范围内。在一些实施例中，在单个集成电路上形成整个嵌入式系统108，不过嵌入式系统108也可以分布在若干不同集成电路上。在操作中，存储器单元110存储被处理单元112检索和执行的多个操作指令(例如，软件或固件指令)。这些指令可以导致处理单元112 (或一些其他组件)向寄存器组104 写入，由此导致分析电路102监控I/O接口 114上的I/O信号120。基于I/O信号120是否具有与参考信号122的预定关系，I/O比较单元100选择性地断言(assert)诸如中断的错误信号1对。典型地，不期望的事件(例如，阿尔法粒子冲击比较单元110、松动连接或故障晶体管)可以导致I/O信号120和/或参考信号122中的不期望的变化。在正常操作中，I/O信号120和参考信号122呈现预定关系，然而，注意在不期望事件中，预定关系不再成立。因而，基于是否满足预定关系，分析电路102可以触发错误信号124，使得可以采取合适的校正行为。在一些实施例中，不是针对每个不期望事件断言错误信号124，历史缓冲器106可以存储多个比较(例如，对应于多个不期望的事件/错误)以便进一步分析。分析电路102 然后可以检查给定时间间隔或给定比较数目内不期望的事件/错误的数目。这样，还可以基于多个不期望事件和其间的关系的分析断言错误信号124，而不是简单地基于单个不期望事件的发生。此处参考图5-11进一步讨论用于信号比较的若干更详细的方法。然而，在讨论这些更详细的方法之前，参考图2-4描述包括I/O比较单元(例如，图1的I/O比较单元100)的若干不同嵌入式系统配置。在下面的详述中应当意识到，在这些配置的每一个中，I/O比较单元耦合到分别产生第一和第二随时间变化波形的第一和第二波形发生器。I/O比较单元基于第一和第二波形是否呈现其间的预定关系选择性地断言错误信号。尽管这些嵌入式系统配置中的每一个典型地包括处理单元和存储器单元(如图1所示)，为清晰起见，图2-4 省略了这些组件。另外，应当意识到，第一和第二波形以及I/O和参考信号可以以不同于描述的各种方式互换。图2的嵌入式系统200包括将来自第一信号发生器206的I/O信号204与来自第二信号发生器210的参考信号208进行比较的I/O比较单元202。基于该比较，I/O比较单元202选择性地断言错误信号212，该错误信号可以将其自己显现为线214上的中断，使得可以采取行为来补救检测的错误。在所述实施例中，所述组件中的若干个在集成电路(IC) 215上形成，而其他组件(例如驱动器216和负载218)可以位于IC外部且经由包括多个外部IC引脚222的I/O接口 220耦合到IC0更具体而言，第一信号发生器206包括微处理器(未示出)，该微处理器对第一计时器单元2M进行编程以向第一 I/O逻辑块2 提供命令信号226。基于命令信号226，第一 I/O逻辑块2 产生输出驱动信号230 (例如，脉冲宽度调制信号)，该信号然后被提供到驱动器216。然后在第二 I/O逻辑块2本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
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【专利技术属性】
技术研发人员：J巴伦舍恩，O博纳迪，S布雷沃顿，P莱特因图里尔，K沙伊贝尔特，A维莱拉，
申请(专利权)人：J巴伦舍恩，O博纳迪，S布雷沃顿，P莱特因图里尔，K沙伊贝尔特，A维莱拉，
类型：发明
国别省市：