设置、捕获、处理及扫描模块及其操作方法、包括模块的装置及混合信号总线制造方法及图纸

本方案针对独立的或诸如多个传感器的相互影响的资源管理场景以及其他可能的处理/元件共享的场景，旨在将单独的或组同步的核心任务管理作为灵活的长期解决方案的一部分，用于监控、自校准、嵌入式自测试、测量和/或组同步依赖策略。描述了I2C兼容仪器的扩展。公开了一种模块，其包括：解释器子模块，用于接收和响应于I2C序列；以及寄存器库模块，包括用于存储值的多个寄存器。所公开的模块和操作方法可以用于通过例如嵌入式校准策略的混合信号模拟总线调度、同步和组寻址的初始化、策略以及资源管理。

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】
本专利技术涉及模块及其操作方法，其可以被实施为PLD(可编程逻辑装置)、FPGA(现场可编程门阵列)、集成电路或相似的基底。
技术介绍
电路的元件和传感器易于受到在实验室受控的设置或现场应用场景内的老化、使用、环境和物理问题、各种不可预见的因素的影响，表示数据可靠性日益受到关注。这尤其在安全性的重要应用方面，即医疗和汽车电子系统方面是个问题。通过多个特殊策略或主要涉及数字场景的标准的混合解决了这种数据可靠性问题，然而，多传感器场景几乎没有受益于这种方法。CN102866967公开了I2C(内部集成电路(inter-integratedcircuit))的设备管理方法。根据所述文献，可以有效地管理在一个主机设备上的多个I2C设备。然而，该解决方案针对限制的I2C总线地址的问题，具体针对在共享相同的I2C地址(或受限制的子集)的同时需要单独访问相同类型的多个装置的场景内的问题。因此，前述解决方案限于可访问性的管理问题，并且不允许模块内和模块间的同步，和/或具有相关联的扩展I2C指令集。文献US2012/066423A1描述了有助于将单个I2C总线扩展到多个装置的解决方案。该解决方案提出了几个问题，例如，通过共用的扩展器模块的装置可访问性的集中管理方式(centralization)。虽然这种方法允许具有共同地址的装置基于多播和广播的能力，但是该方法学途径通过上述扩展器模块产生了瓶颈。这种限制不允许特定的扩展器模块具有分布式可扩展性以及物理分组装置。而且，由于仅仅针对通信可访问性的灵活性，所以所提出的解决方案不允许模块内和模块间的同步。通常，现有技术解决方案不允许通过分散式的途径进行的灵活的、可配置的以及可扩展的粒度(granular)可寻址能力。而且，在此描述的相关联的一组机制和指令引入了模块内和模块间的同步和/或管理，其可扩展到混合信号电路、传感器以及所有装置类型，在I2C兼容同时扩展。
技术实现思路
本解决方案针对模块内和模块间场景以及其他独立的或相互依赖的资源场景，旨在用于资源管理，作为适用于多个系统场景的方法的一部分，例如但不限于用于数据分析的校准、测试、测量和/或组同步策略的传感器/元件长期监控。描述了I2C兼容仪器的扩展。描述了一种集成模块，从现在开始称为设置、捕获、处理以及扫描(SCPS)模块。SCPS模块本身要细分成四个部分：-I2C解释器，其遵循UM10204、“I2C总线规范和用户手册”、具有10位从属地址容量的标准模式；-SCPS解释器，这是在I2C功能上扩展的指令的超集，在引用的目标模块组内引入了组寻址能力和嵌入的指令；-切换/控制部，旨在用于可选的相关联的控制方面的路由管理，例如，模拟总线；以及-寄存器库(registerbank)，用于控制响应序列、标记声明以及其他可观察性以及可控性方面。所提出的机构围绕4种操作类型构造。通过I2C总线访问的一组寄存器和指令管理这种操作。在之前提及的操作的概述如下：-设置：旨在用于目标装置的设置/寄存器的模块内活动独立设置；被视为装置配置。实例活动包括：信号/模式预加载、取样设置、元件分组、BIST处理器以及用户定义的参数输入；-捕获：旨在管理模块间活动相关场景，例如，信号/模式/加载/生成、数据收集以及BIST激活；-处理：旨在用于模块间活动相关场景，例如，数据处理和决策制定算法激活，这种操作的一个实例是比较通过可以用于遵循传感器历史、全局引用维持或特定引用比较的目标寄存器的更新反射的收集数据。可以通过这些操作激活本地算法/启发(例如，一般信号处理程序、最小均方(LMS)策略、卡尔曼滤波器、马尔可夫链等)；-扫描：旨在用于数据和指令分布以便覆盖模块间活动相关任务，在该阶段考虑与用于设置和数据聚集模式的外部元件接合的可能性。本方案表示扩展到I2C总线解释器中具有保持完全向后兼容性的扩展特征。还构成具有灵活性的框架以适合于电子设计师的目的。能够读取或写入在公共I2C总线内的主要装置，并且通过一组规定的指令、所有从属模块、从属模块组或连接至I2C总线的单独的任何从属模块控制：因此，给I2C增加了颗粒状可访问性(granularaccessibility)。还使在公共I2C总线内的主要装置能够同步访问连接至I2C总线的多个从属模块。此外，通过SCPS处理器附加装置(SCPShandleradd-on)，通过增加通过SCPS模块处理的可控性和可观察性来管理资源，还允许与在效果1和2中相同的效果也扩展到系统的模拟和/或数字元件中。在某些情况下，在通过减小所涉及的序列的长度可以加速主要装置与几个从属装置之间的通信。尤其在目标读取/写入(READ/WRITE)寄存器在涉及的模块之中具有相同地址的情况下，减少到一个组序列的操作(根据情况，SWA或SRA)而非多个装置特有的序列。通过在单个操作中，增加寄存器从一个从属装置(其提供寄存器)到另一个从属装置(其收纳寄存器)的主要装置控制的传输的能力，还加速并且简化数据的从属装置到从属装置传输。此外，通过提供通过共同的指令设置格式和资源促进模块间活动的协调的标记、寄存器以及可选控制元件，从全局和组特有的角度来看，促进模块间活动的同步。通过使用用于资源请求的全局指令集促进实现令牌策略，这示出了用于资源可用性验证的机构。还提供了操作锁定机构，即，指令的子集允许减少SCPS模块的功能，以便限制模块的响应。这旨在用作在检测到故障或错误的情况下隔离组成员的机构。此外，扩大I2C建立的全局呼叫(GENERALCALL)指令集，以便允许重置(RESET)或全局影响活动(例如，在初始化或重新校准活动期间需要的模块隔离、旁路等)。通过指令子集(即，捕获(CAPTURE)指令)，促进模块间顺序和瞬时操作，在适当地使用时，可以同步单独模块活动，以便允许组操作，这可以通过用户限定的参数和特定的指令流来依次更新，从而通过允许同步的再利用，来减少通信序列并且可能减少资源。在某些情况下，通过模块间活动同步和管理允许资源重新使用，还减少在多个模块内执行相同的操作所需要的资源。此外，通过使用共享的组地址、10位或8位以及成员地址而减少了7位I2C地址的需要，从而在单独寻址方案中提供灵活性并且减少对可用的7位地址域的依赖性。本方案提供了实施灵活性，同时通过将I2C用作通信总线而允许与多个商用传感器的兼容性。通过扩展其功能；这种方法还允许包括在测试/校准策略内的市场上可购买到的传感器(I2C兼容)；因此，提供混合信号测试和测量基础设施。而且，解决方案解决了基于连续长期的传感器的监控解决方案的特殊性。附图说明所附附图提供了优选的实施方式，用于解释说明书而不应被视为限制本专利技术的范围。图1示出了作为资源管理方案的一部分的SCPS模块的示例性实施方式的示意图。图2示出了允许以组的方式写入和读取的SCPS写入操作(SWA)和SCPS读取操作(SRA)型序列以及在SCPS兼容仪器之间的同步的相互操作和独立操作的示意图。图3示出了通用型SCPS模块实施方式的模块化表示的示意图。图4示出了用于多个装置读取的通用型数据和操作流。图5示出了用于多个装置写入的通用型数据和操作流。图6示出了用于多个装置传输的通用型数据和操作流。具体实施方式本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种具有被指定为设置模块、捕获模块、处理模块及扫描模块(SCPS)的模块，包括：‑解释器子模块；以及‑寄存器库模块，包括：‑指令寄存器；‑状态寄存器；‑初态寄存器；‑组地址寄存器；‑成员地址寄存器；‑写入寄存器指针寄存器；‑读取寄存器指针寄存器；‑组写入指针寄存器；‑组读取指针寄存器；其中，所述解释器子模块被配置为在接收到以下任一指令之前接收并响应于补充有SCPS序列的I2C序列：‑I2C地址；‑全局SCPS地址，包括后面是SCPS全局指令(SGI)的I2C全局地址呼叫；‑组SCPS地址，包括后面是8位组SCPS地址和组指令的10位I2C地址；或者‑包括组SCPS地址的成员特定SCPS地址，所述成员特定SCPS地址后面是成员地址和成员特定指令。

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】2014.03.24 PT 1075371.一种具有被指定为设置模块、捕获模块、处理模块及扫描模块(SCPS)的模块，包括：-解释器子模块；以及-寄存器库模块，包括：-指令寄存器；-状态寄存器；-初态寄存器；-组地址寄存器；-成员地址寄存器；-写入寄存器指针寄存器；-读取寄存器指针寄存器；-组写入指针寄存器；-组读取指针寄存器；其中，所述解释器子模块被配置为在接收到以下任一指令之前接收并响应于补充有SCPS序列的I2C序列：-I2C地址；-全局SCPS地址，包括后面是SCPS全局指令(SGI)的I2C全局地址呼叫；-组SCPS地址，包括后面是8位组SCPS地址和组指令的10位I2C地址；或者-包括组SCPS地址的成员特定SCPS地址，所述成员特定SCPS地址后面是成员地址和成员特定指令。2.根据前一权利要求所述的模块，其中，所述寄存器库模块包括一个或多个令牌寄存器。3.根据前述权利要求中任一项所述的模块，其中，所述寄存器库模块包括至少一个用户定义的寄存器。4.根据前述权利要求中任一项所述的模块，包括元件库附加SCPS处理器子模块。5.根据前述权利要求中任一项所述的模块，其中，所述SCPS全局指令(SGI)包括：-状态指令；-锁定指令；或-请求指令。6.根据前述权利要求中任一项所述的模块，其中，组或成员特定指令包括：-设置指令集；-捕获指令集；-处理指令集；-扫描指令集。7.一种操作SCPS模块的方法，包括以下步骤：-将最后有效输入的指令存储在指令寄存器中；-将所述指令的当前动作状态存储在状态寄存器中；-将所述SCPS模块的内部状态存储在初态寄存器中；-将当前模块的组地址存储在组地址寄存器中；-将所述当前模块的组内的模块的特定地址存储在成员地址寄存器中；-将待写入的目标寄存器地址存储...

【专利技术属性】
技术研发人员：若泽·阿尔贝托·佩肖托·马沙多·达·席尔瓦，米格尔·费尔南多·派瓦·韦略特·科雷亚，安东尼奥·若泽·萨拉查·埃斯科巴尔，
申请(专利权)人：伊耐斯克泰克—计算机科学与技术系统工程研究所，
类型：发明
国别省市：葡萄牙;PT