Brevet FR2989184A1 — publié le 20131011

Domaine de l'invention La présente invention se rapporte à un procédé d'enregistrement de signaux d'entrée dans un microcontrôleur ainsi qu'une unité d'horloge pour un microcontrôleur, notamment pour la mise en oeuvre de ce procédé. L'invention concerne également un micro- contrôleur comportant une unité d'horloge. Etat de la technique Dans les véhicules automobiles, les données fournies par les différents capteurs sont transmises à des appareils de commande assurant la commande et la régulation de l'exécution de fonction. Les données sont enregistrées par le microcontrôleur de l'appareil de commande. Pour des raisons d'encombrement et de coût, les données d'entrée et de sortie des microcontrôleurs sont en nombre limité de sorte qu'il est nécessaire d'occuper plusieurs fois les entrées et les sor- ts ties, c'est-à-dire de les occuper avec plusieurs capteurs. Pour cela, on a par exemple des multiplexeurs qui transmettent plusieurs entrées de plusieurs capteurs à un nombre plus réduit d'entrées du microcontrôleur. Dans les microcontrôleurs connus, il faut que l'unité cen- 20 traie de calcul (unité CPU) du microcontrôleur commande le ou les mul- tiplexeurs externes pour enregistrer les données ou signaux souhaités. Il en résulte que cette unité CPU est fortement sollicitée. Les données enregistrées sont régulièrement déposées dans la mémoire vive RAM du microcontrôleur. En outre, il est nécessaire que l'unité centrale CPU 25 traite les données enregistrées. Les informations des capteurs sont transmises sous forme analogique ou numérique. Dans le cas d'une transmission numérique, dans la plupart des cas, on transmet par une modulation de largeur d'impulsion (modulation PWM) des informations telles que par 30 exemple la température, la pression ou autre. Lorsque les signaux PWM sont appliqués directement à un microcontrôleur pour être traités, il faut pour chaque signal une unité d'exploitation PWM et un branchement. But de l'invention La présente invention a pour but de simplifier les unités d'exploitation et de réduire le nombre de broches d'un microcontrôleur. Exposé et avantages de l'invention A cet effet, l'invention a pour objet un procédé pour in- troduire des signaux d'entrée par des entrées dans un microcontrôleur selon lequel les signaux d'entrée sont enregistrés par au moins un composant qui permet la sélection de l'une des entrées, ce composant étant commandé par une unité de commande d'une unité d'horloge et les si- lo gnaux d'entrée enregistrés sont traités dans l'unité d'horloge. L'invention a également pour objet une unité d'horloge pour un microcontrôleur comportant une unité de commande pour commander au moins un composant dont les entrées sont réunies et au moins une unité d'exploitation pour exploiter les signaux enregistrés. 15 Enfin, l'invention a pour objet un microcontrôleur avec une unité centrale CPU, une mémoire vive RAM et une unité d'horloge telle que définie ci-dessus. L'invention permet ainsi de regrouper plusieurs signaux, en général des signaux à modulation PWM par l'intermédiaire d'un 20 composant supplémentaire régulièrement un multiplexeur. Pour éviter tout besoin de moyens supplémentaires en programmes dans l'appareil de commande, la commande complète et l'exploitation sont faites dans un module d'horloge, y compris la surveillance du signal, le traitement et le cas échéant, l'exploitation des signaux enregistrés. Le composant 25 est en mesure de recevoir des signaux par plusieurs entrées, de sélec- tionner l'une des entrées et de transmettre le signal correspondant. Cela permet de décharger l'unité CPU du microcontrôleur, ce qui est compatible à la fois avec le fonctionnement du microcontrôleur et l'ensemble de l'appareil de commande. Il est prévu pour cela 30 que les signaux enregistrés soient tout d'abord traités dans l'unité d'horloge. Ensuite, le ou les composants est(sont) commandé(s) par le ou les signal(aux) regroupé(s) par l'unité d'horloge. Ainsi, au moins il est prévu une unité de commande dans l'unité d'horloge. Le traitement des signaux dans l'unité d'horloge peut consister à mesurer, exploiter, in- 35 terpréter et aussi surveiller les signaux. Dessins La présente invention sera décrite ci-après de manière plus détaillée à l'aide d'exemples de réalisation représentés et décrits dans les dessins annexés dans lesquels : la figure 1 est une représentation schématique d'une réalisation du module d'horloge selon l'invention, la figure 2 montre un ordinogramme simplifié d'exécution du procédé. Description de modes de réalisation de l'invention La figure 1 montre un mode de réalisation d'un microcon- trôleur portant globalement la référence 10. Le microcontrôleur 10 comporte une unité d'horloge ou module d'horloge 12, une unité centrale CPU 14, une mémoire RAM 16 pour l'unité centrale CPU 14 et un bloc 18 pour l'accès direct en mémoire (encore appelé accès DMA). L'unité d'horloge 12 comporte une première unité d'exploitation 20, une seconde unité d'exploitation 22, une unité de liaison 24, une sortie 26 de l'unité d'horloge 12, une unité de gestion 28, une mémoire propre 30 généralement une mémoire vive RAM de l'unité de gestion 28 et une unité de commande 32. L'unité de liaison 24 relie les unités d'exploitation 20, 22, l'unité de gestion 28 et l'unité de com- mande 32. La figure montre également un premier multiplexeur 40 et un second multiplexeur 42 qui assurent chaque fois un multiplexage N/1. Chacun des multiplexeurs 40, 42 dispose de n entrée 44, 46 par laquelle arrivent ou sortent les signaux d'entrée à modulation PWM. Chaque multiplexeur 40 et 42 comporte une sortie 48, 50 et une entrée de commande 52, 54. Le premier multiplexeur 40 a une première unité d'exploitation 20 et le second multiplexeur 42 a une seconde unité d'exploitation 22. Les multiplexeurs 40, 42 assurent un multiplexage n/ 1, par exemple 4/1, 8/1 ou 16/1. Il s'agit de composants classiques qui existent sous de multiples variantes. La figure montre comment les signaux d'entrée à modula- tion PWM qui arrivent par les entrées 44 et 46 sont regroupés par les multiplexeurs 40 et 40 n/ 1. Il est également possible d'avoir un fonc- tionnement de composants multiplexeurs en parallèle. La commande des multiplexeurs 40 et 42 n'est nécessaire qu'une seule fois, ce qui se fait par l'unité de commande 32. Il est à remarquer que pour chaque multiplexeur 40, 42, il y a une unité d'exploitation PWM 20, 22. Dans le mode de réalisation présenté, il est prévu une unité d'exploitation PWM 20, 22 pour (n) en- trées de signal PWM. La commande des multiplexeurs 40, 42 et ainsi la sélection de l'entrée 44 ou 46, c'est-à-dire laquelle des (n) entrées 44, 46 assure l'enregistrement, se font par l'unité de commande 32. L'entrée PWM 44 ou 46 sélectionnée est reliée à l'unité d'exploitation 20 ou 22. Les unités d'exploitation 20 et 22 extraient les informa- tions, ici à intervalle régulier, des unités d'exploitation 20, 22 pour avoir une unité de mesure des grandeurs des signaux d'entrée. Les informations extraites sont alors enregistrées par exemple directement dans la mémoire RAM 16 de l'unité CPU ou dans une mémoire propre 30 de l'unité de gestion 28. Ainsi, les données ou les informations peuvent être enregistrées de façon intermédiaire dans une propre mémoire 30 de l'unité de commande 28. Les opérations sont commandées par l'unité de com- mande 28 dans l'unité d'horloge 12 et pour cela, l'unité de commande 28 exécute un procédé de déroulement. L'unité de gestion 28 enregistre les données PWM dans sa mémoire propre 30. Si des données doivent être préparées pour l'unité CPU 14, à l'aide par exemple d'un déclencheur, on peut déclencher l'unité de gestion 28, et produire un transfert DMA (bloc 18) des données vers la mémoire RAM 16 de l'unité CPU 14. La sortie 26 de l'unité d'horloge 12 est prévue à cet effet. Cette sortie 26 de l'unité d'horloge 12 constitue l'interface entre l'unité d'horloge 12 et le « reste » du microcontrôleur 10. L'unité de gestion 28 doit être initialisée une seule fois au début et ensuite, elle fonctionne d'une manière totalement indépen- dante. Pour cela, l'unité centrale CPU 14 dépose le programme de dé- roulement dans l'unité de gestion 28 ou dans sa propre mémoire 30 ou dans une mémoire de l'unité de gestion 28 prévue à cet effet. En principe, on peut également enregistrer le programme de déroulement de manière fixe ou définitive, par exemple dans une mémoire morte de l'unité de gestion 28. Le programme de déroulement dans l'unité de ges- tion 28 fixe les entrées 44 ou 46 qui reçoivent l'enregistrement à un certain instant. Le déroulement chronologique peut être prévu de manière fixe ou être défini à la demande. Cela signifie que la sélection des entrées peut également se faire en fonction de conditions marginales exté- rieures et/ou en fonction de grandeurs enregistrées préalablement. Il est à remarquer que le nombre des entrées 44, 46 peut être mis à l'échelle. On peut en outre tenir compte des opérations de commutation entre les différentes entrées, la durée de l'opération de commutation étant prédéfinie de manière fixe ou pouvant se définir de manière intel- ligente. Le traitement des signaux évoqué ci-dessus et qui peut consister à mesurer, exploiter, interpréter et surveiller peut être fait exclusivement par l'unité d'exploitation 20, 22. En variante, cela peut être assuré au moins partiellement par l'unité de gestion 28. Il est important que le traitement requis des signaux, au moins partiel, se fasse dans l'unité d'horloge 12. De cette manière, l'unité centrale CPU 14 du micro-contrôleur 10 sera déchargée. On peut également prévoir de continuer à traiter les signaux de l'unité d'horloge 12 par l'unité centrale CPU 14. La figure 2 montre un ordinogramme de l'exécution pos- Bible du procédé tel que décrit pour enregistrer des signaux. Dans ce cas, on effectue une mesure de signal PWM. Les références de la figure 1 sont utilisées pour expliciter la relation entre les figures. Dans une première étape 60, on sélectionne une entrée pour commander un multiplexeur 40, 42 et celle-ci est appliquée ainsi à l'unité d'exploitation 20, 22 de l'unité d'horloge 12. Dans une seconde étape 62, on termine la mesure et on recueille les données de l'unité de gestion 28 pour les enregistrer dans la mémoire propre 30 de l'unité de gestion 28. Dans l'étape 64 suivante, l'unité de gestion 28 commute l'unité de commande 32 sur l'entrée suivante pour recevoir ainsi le si- gnal suivant, par exemple un signal PWM. Dans l'étape 66 suivante qui est prévue en option, l'unité de gestion 28 déclenche le bloc DMA 18 pour recueillir des données. Dans le temps intermédiaire, l'unité d'exploitation 20 transforme le nouveau signal et indique à l'unité de gestion 28 si l'exploitation est terminée. L'unité de gestion 28 doit rejeter les deux résultats de voyage car ces résultats risquent d'être faussés par la commutation du multiplexeur 40, 42. Dans une étape 68 suivante, on enregistre la troisième transformation de l'unité de commande de nouveau dans une mémoire propre 30. Puis on passe à l'étape 64. Il faut remarquer que l'ensemble du déroulement des opérations ne nécessite aucune assistance de l'unité centrale CPU 14. La surveillance et le contrôle de plausibilité des signaux sont faits direc- terrent par l'unité de gestion 28. Si un signal n'est plus appliqué, ce qui se produit par exemple pour les courts-circuits ou les lignes ouvertes, on peut le compenser avec la fonction de décompte de temps. Le procédé tel que décrit peut être appliqué en principe par tous les appareils de commande équipés de microcontrôleurs et qui utilisent une horloge. Le procédé permet de fournir les données CPU sans qu'il soit nécessaire de les activer.20 NOMENCLATURE 10 Microcontrôleur 12 Module d'horloge / horloge 14 Unité centrale CPU 16 Mémoire vive RAM 18 Bloc d'accès direct en mémoire (DMA) 20 Première unité d'exploitation 22 Seconde unité d'exploitation 24 Unité de liaison 26 Sortie de l'unité d'horloge 12 28 Unité de gestion 30 Mémoire propre 32 Unité de commande 40 Premier multiplexeur 42 Second multiplexeur 44, 46 Entrées 48 Sortie 52, 54 Entrées de commande 58 Sortie 60-68 Etapes du programme appliquant le procédé25 REVENDICATIONS1°) Unité d'horloge pour un microcontrôleur (10) comportant une unité de commande (32) pour commander au moins un composant dont les entrées (44, 46) sont réunies et au moins une unité d'exploitation (20, 22) pour exploiter les signaux enregistrés. 2°) Unité d'horloge selon la revendication 1, caractérisée en ce que l'unité de gestion (28) commande les opérations. 3°) Unité d'horloge selon la revendication 1, caractérisée en ce que l'unité de gestion (28) comporte sa propre mémoire (30). 4°) Microcontrôleur comportant une unité CPU (14), une mémoire RAM (16) et une unité d'horloge (12) selon l'une quelconque des revendications 1 à 3. 5°) Microcontrôleur selon la revendication 4 comportant un bloc (18) pour un accès mémoire direct.