(57)【要約】      （修正有）【課題】センサデータ処理装置の時間ベースのタイムスタンプを外部の計算装置の時間ベースのタイムスタンプに信頼性良く変換できるセンサーデータ処理装置を提供する。【解決手段】センサデータ処理装置１０が、センサ素子２０と通信するインターフェイスと、センサデータを処理するための計算装置２００と通信するインターフェイスと、センサデータ処理装置１０固有の時間ベースを生成する手段１１，１２と、センサデータ処理装置１０の時間ベースに基づいたセンサデータ処理装置固有のタイムスタンプをセンサイベントに割当てる手段１３とを備え、計算装置２００から要求信号ＡＳを受信する手段１５であり、計算装置２００固有の時間ベースに基づいたタイムスタンプを計算装置２００により要求信号ＡＳに割当て可能である手段１５と、いずれか１つのセンサデータ処理装置固有のタイムスタンプを要求信号ＡＳに割当てる手段１５とを備える。【選択図】図２
2019012519.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
センサデータ処理装置（１０）であって、
センサイベントを検出するための少なくとも１つのセンサ素子（２０）と通信するための少なくとも１つのインターフェイスと、
センサイベントを表すセンサデータを処理するための少なくとも１つの外部の計算装置（２００）と通信するための少なくとも１つのインターフェイスと、
いずれか１つのセンサデータ処理装置（１０）固有の時間ベースを生成するための手段（１１，１２）と、
センサデータ処理装置（１０）の時間ベースに基づいたセンサデータ処理装置固有のタイムスタンプ（ＺＳ２）をセンサイベントに割り当てるための手段（１３）と、
を備えるセンサデータ処理装置（１０）において、
計算装置（２００）から要求信号（ＡＳ）を受信するための手段（１５）であって、計算装置固有の時間ベースに基づいたタイムスタンプ（ＺＳ１）を計算装置（２００）によって要求信号（ＡＳ）に割り当て可能である手段（１５）と、
いずれか１つのセンサデータ処理装置固有のタイムスタンプ（ＺＳ２）を要求信号（ＡＳ）に割り当てるための手段（１５）と、
を備えることを特徴とするセンサデータ処理装置（１０）。
【請求項２】
請求項１に記載のセンサデータ処理装置（１０）において、
センサデータ処理装置固有の時間ベースを生成するための手段が少なくとも１つの計数素子（１２）を含み、クロック発生器（１１）へのアクセスを有するセンサデータ処理装置（１０）。
【請求項３】
請求項１または２に記載のセンサデータ処理装置（１０）において、
計算装置（２００）がアクセスできる少なくとも１つのレジスタを備え、このようなレジスターアクセスが、センサデータ処理装置固有のタイムスタンプ（ＺＳ２）を割り当て可能ないずれか１つの要求信号（ＡＳ）によってなされるセンサデータ処理装置（１０）。
【請求項４】
請求項１または２に記載のセンサデータ処理装置（１０）において、
計算装置（２００）の要求信号（ＡＳ）のための入力部を備え、該入力部で要求信号（ＡＳ）の印加が検出可能であるセンサデータ処理装置（１０）。
【請求項５】
請求項１〜４のいずれか一項に記載のセンサデータ処理装置（１０）において、
センサデータ処理装置固有のタイムスタンプを計算装置固有のタイムスタンプに換算するための少なくとも１つの換算パラメータを決定するための手段（１９）を備え、少なくとも１つの換算パラメータが、要求信号（ＡＳ）の、計算装置固有のタイムスタンプ（ＺＳ１）と、割り当てられたセンサデータ処理装置固有のタイムスタンプ（ＺＳ２）とからなる少なくとも１つのタイムスタンプ対（ＺＳ１，ＺＳ２）によって決定可能であるセンサデータ処理装置（１０）。
【請求項６】
請求項１〜５のいずれか一項に記載のセンサデータ処理装置（１０）において、
特にセンサデータ処理装置固有の時間ベースと計算装置固有の時間ベースとの間のずれおよび／またはクロック比を表す少なくとも１つの換算パラメータによってセンサイベントのセンサデータ処理装置固有のタイムスタンプを計算装置固有のタイムスタンプに変換するための手段（２３）を備えるセンサデータ処理装置（１０）。
【請求項７】
センサシステム（１００，２００）において、
少なくとも、
センサイベントを検出するためのセンサ素子（２０）と、
センサ素子（２０）に機能的に接続された請求項１から６までのいずれか一項に記載のセンサデータ処理装置（１０）であって、該センサデータ処理装置によって、センサデータ処理装置固有の時間ベースに対応してセンサデータ処理装置固有のタイムスタンプ（ＺＳ２）をセンサイベントに割り当て可能であるセンサデータ処理装置（１０）と、
センサイベントを表すセンサデータを処理するための計算装置固有の時間ベースを有する外部の計算装置（２００）と、
を備え、
該計算装置（２００）が、要求信号（ＡＳ）をセンサデータ処理装置（１０）に伝送するように構成されており、要求信号（ＡＳ）について、計算装置固有のタイムスタンプ（ＺＳ１）と、割り当てられたセンサデータ処理装置固有のタイムスタンプ（ＺＳ２）とからなる１対のタイムスタンプ（ＺＳ１，ＺＳ２）が検出可能である、
センサシステム（１００，２００）。
【請求項８】
請求項７に記載のセンサシステム（１００，２００）において、
前記計算装置固有のタイムスタンプ（ＺＳ１）が計算装置（２００）のクロック発生器（２１０）によって生成可能であり、前記センサデータ処理装置固有のタイムスタンプ（ＺＳ２）がセンサデータ処理装置（１０）のクロック発生器（１１）によって生成可能であり、センサデータ処理装置（１０）のクロック発生器（１１）の周波数および計算装置（２００）のクロック発生器（２１０）の周波数が少なくとも所定の短期間にわたって互いに固定された比率にあるセンサシステム（１００，２００）。
【請求項９】
請求項７または８に記載のセンサシステム（１００，２００）において、
センサデータ処理装置（１０）および／または計算装置（２００）が、センサデータ処理装置固有のタイムスタンプを計算装置（２００）の計算装置固有のタイムスタンプに換算するための少なくとも１つの換算パラメータを決定するための手段（１９；２４０）を備え、
少なくとも１つの換算パラメータが、計算装置固有のタイムスタンプ（ＺＳ１）と、割り当てられたセンサデータ処理装置固有のタイムスタンプ（ＺＳ２）とからなる少なくとも１対のタイムスタンプ（ＺＳ１，ＺＳ２）によって決定され、特にセンサデータ処理装置固有の時間ベースと計算装置固有の時間ベースとの間のずれ／クロック比を表すセンサシステム（１００，２００）。
【請求項１０】
請求項９に記載のセンサシステム（１００，２００）において、
センサデータ処理装置（１０）および／または計算装置（２００）が、少なくとも１つの換算パラメータに基づいて、特にセンサデータ処理装置固有の時間ベースと計算装置固有の時間ベースとの間のずれおよび／またはクロック比に基づいて、センサイベントのセンサデータ処理装置固有のタイムスタンプを計算装置固有のタイムスタンプに変換するための手段（２３；２５０）を含むセンサシステム（１００，２００）。
【請求項１１】
請求項７〜１０のいずれか一項に記載のセンサシステム（１００，２００）の範囲でセンサデータ処理装置（１０）のセンサデータ処理装置固有のタイムスタンプを計算装置（２００）の計算装置固有のタイムスタンプに変換するための換算パラメータを決定する方法であって、
計算装置（２００）からセンサデータ処理装置（１０）へ少なくとも１つの要求信号（ＡＳ）を伝送し、少なくとも１つの要求信号（ＡＳ）に計算装置固有のタイムスタンプ（ＺＳ１）を割り当て、検出し、
センサデータ処理装置（１０）が少なくとも１つの要求信号（ＡＳ）に、受信と所定の関係にある時点で、センサデータ処理装置固有のタイムスタンプ（ＺＳ２）を割り当て、該タイムスタンプを検出し、要求信号（ＡＳ）毎に、計算装置固有のタイムスタンプ（ＺＳ１）と、センサデータ処理装置固有のタイムスタンプ（ＺＳ２）とからなる１対のタイムスタンプ（ＺＳ１，ＺＳ２）を供給し、
第１換算パラメータ、特に計算装置固有の時間ベースとセンサデータ処理装置固有の時間ベースとの間のずれを少なくとも１対のタイムスタンプ（ＺＳ１，ＺＳ２）に基づいて決定する、
方法。
【請求項１２】
請求項１１に記載の方法において、
少なくとも２対のタイムスタンプ（ＺＳ１，ＺＳ２）に基づいて、第２の換算パラメータ、特にセンサデータ処理装置固有の時間ベースと計算装置固有の時間ベースとの間のクロック比を決定する方法。
【請求項１３】
請求項１１または１２に記載の方法において、
少なくとも２対のタイムスタンプ（ＺＳ１，ＺＳ２）が少なくとも１つの換算パラメータの決定の基礎をなし、少なくとも２対のタイムスタンプ（ＺＳ１，ＺＳ２）の線形の近似によって少なくとも１つの換算パラメータを決定する方法。
【請求項１４】
請求項１１〜１３のいずれか一項に記載の方法において、
少なくとも１つの換算パラメータを決定するためにフィルタを使用する方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、センサデータ処理装置に関する。本発明は、さらにセンサシステムに関する。本発明は、さらにセンサシステムの範囲内でセンサデータ処理装置のセンサデータ処理装置固有のタイムスタンプを計算装置の計算装置固有のタイムスタンプへ変換するための換算パラメータを決定する方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
少なくとも１つのＭＥＭＳセンサ素子および、いわゆる「センサハブ」を含むセンサ構成要素が既知である。ＭＥＭＳセンサ素子によって１つ以上の物理的な測定値（例えば加速度、回転速度など）が検出され、対応する電気的なセンサ信号に変換される。センサハブは、所定のアプリケーションのためのセンサ信号を処理し、デジタル化されたセンサ情報を生成するマイクロコントローラである。センサハブの概念は、接続されたホストプロセッサが停止している場合であってもセンサハブのセンサ信号処理が連続的に行われることを想定している。
【０００３】
したがって、センサハブは、デジタル化されたセンサ情報を連続的に生成し、これらのセンサ情報は、例えばＦＩＦＯ（先入れ先出し）で格納される。さらにセンサハブは、アプリケーションによって定義されたセンサイベントを検出し、センサイベントが生じた場合には、接続されたホストプロセッサを起動する少なくとも１つの割り込み信号を生成し、ホストプロセッサは、必要に応じてインターフェイス、例えばＩ２Ｃインターフェイスを介してセンサ情報を呼び出すことができる。
【０００４】
センサハブは、固有のクロック発生器（英語ではクロック）を有し、センサ情報のそれぞれのサンプルに、いわゆる「タイムスタンプ」を割り当て、ホストプロセッサは、センサ情報を時間的なコンテクストに置くことができる。ホストプロセッサには固有のクロック信号が供給されており、ホストプロセッサはこのクロック信号を原則的には自身でも生成する。このクロック信号は、センサハブのクロック発生器とは非同期的に、独立して作動する。したがって、センサハブがセンサイベントに割り当てたタイムスタンプは、ホストプロセッサで使用する前にホストプロセッサの時間ベースに換算される必要がある。換算は、係数の乗算およびずれの加算を必要とする。換算されるタイムスタンプの質のためには、この係数およびこのずれを正確に決定することが重要である。
【０００５】
クロック係数およびずれを決定する既知の方法によれば、センサハブは、割り込み信号と共にタイムスタンプをホストプロセッサに伝送する。割り込みには、ホストプロセッサで、ホスト‐クロック発生器信号に関するタイムスタンプが割り当てられ、ホストプロセッサは複数の割り込みの発生後に係数およびずれを決定することができる。ホスト‐クロック発生器信号に関する割り込み‐タイムスタンプの測定は、この場合ソフトウェアによって行われる。
【０００６】
したがって、測定は、必ずしも割り込み信号の受信直後に行われずに、場合によっては、例えばホストプロセッサの性能ならびに他の処理および割り込みの優先順位に依存する割り込み応答時間（英語では「割り込みレイテンシ」）に基づく不確定の時間的ずれを伴って行われる。タイムスタンプの測定の不正確さは、係数およびずれの不正確な計算をもたらす。したがって、このような不正確さをある程度の制限範囲で再び補正する手間のかかるフィルタアルゴリズムが使用される。
【０００７】
このような制限の別の欠点は、センサハブ‐タイムスタンプとホストプロセッサ‐タイムスタンプとの比較が、割り込みが生じた場合にしか可能ではないことである。すなわち、割り込みが発生する度にちょうど一回の測定が行われる。通常モードでは、長い時間にわたって割り込みがないこともあるので、係数およびずれの正確さは著しく低下している場合もある。
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００８】
本発明の課題は、センサデータ処理装置の時間ベースのタイムスタンプを外部の計算装置の時間ベースのタイムスタンプに信頼性良く変換することを可能にする手段を提供することである。
【課題を解決するための手段】
【０００９】
この課題は、第１態様によれば、センサデータ処理装置であって、
センサイベントを検出するための少なくとも１つのセンサ素子と通信するための少なくとも１つのインターフェイスと、
センサイベントを表すセンサデータをさらに処理するための外部の計算装置と通信するための少なくとも１つのインターフェイスと、
少なくとも１つのセンサデータ処理装置固有の時間ベースを生成するための手段と、
センサデータ処理装置の時間ベースに基づいたセンサデータ処理装置固有のタイムスタンプをセンサイベントに割り当てるための割り当て素子と、
を備えるセンサデータ処理装置において、
計算装置から要求信号を受信するための手段であって、計算装置固有の時間ベースに基づいたタイムスタンプを計算装置によって要求信号に割り当て可能である手段と、
いずれか１つのセンサデータ処理装置固有のタイムスタンプをこの要求信号に割り当てるための手段と、
を備えることを特徴とするセンサデータ処理装置によって解決される。
【００１０】
このようにして、本発明によるセンサデータ処理装置によって時間に関する外部の計算装置（「ホストプロセッサ」）とセンサ装置との間の信頼性を実現することが可能である。このために、計算装置の要求信号が使用され、定義された時点で計算装置およびセンサデータ処理装置の時間ベースのタイムスタンプを読み込み、続いて両方のタイムスタンプを相互に比較し、これにより、センサデータ処理装置固有のタイムスタンプを計算装置固有のタイムスタンプに変換するための換算パラメータを決定する。これにより、センサデータ処理装置固有のタイムスタンプを計算装置固有のタイムスタンプに変換する場合により高い精度および信頼性を得ることができる。
【００１１】
この課題は、第２態様によれば、少なくとも、
センサイベントを検出するためのセンサ素子と、
センサ素子に機能的に接続されたセンサデータ処理装置であって、センサデータ処理装置によって、センサデータ処理装置固有の時間ベースに対応してセンサデータ処理装置固有のタイムスタンプをセンサイベントに割り当て可能であるセンサデータ処理装置と、
センサイベントを表すセンサデータをさらに処理するための計算装置固有の時間ベースを有する計算装置と、
を備え、
計算装置が、要求信号をセンサデータ処理装置に伝送するように構成されており、要求信号について、計算装置固有のタイムスタンプと、割り当てられたセンサデータ処理装置固有のタイムスタンプとからなる１対のタイムスタンプが検出可能である、
センサシステムによって解決される。
【００１２】
上記課題は、第３態様によれば、センサシステムの範囲内でセンサデータ処理装置のセンサデータ処理装置固有のタイムスタンプを計算装置の計算装置固有のタイムスタンプに変換するための換算パラメータを決定する方法であって、
計算装置からセンサデータ処理装置へ少なくとも１つの要求信号が伝送され、少なくとも１つの要求信号に計算装置固有のタイムスタンプが割り当てられ、検出され、
センサデータ処理装置が、受信と所定の関係にある時点で、少なくとも１つの要求信号にセンサデータ処理装置固有のタイムスタンプを割り当て、このタイムスタンプが検出され、要求信号毎に、計算装置固有のタイムスタンプと、センサデータ処理装置固有のタイムスタンプとからなる１対のタイムスタンプが供給され、
第１換算パラメータとして、計算装置固有の時間ベースとセンサデータ処理装置固有の時間ベースとの間のずれが少なくとも１対のタイムスタンプに基づいて決定される方法によって解決される。
【００１３】
センサデータ処理装置の好ましい実施形態が従属請求項の対象である。
【００１４】
センサデータ処理装置の好ましい実施形態は、センサデータ処理装置固有の時間ベースを生成するための手段が少なくとも１つの計数素子を含み、クロック発生器へのアクセスを有することによって優れている。このように処理装置固有の時間ベースを生成するためのクロック発生器は、好ましくは、必ずしもセンサデータ処理装置の構成要素である必要はなく、外部のクロックジェネレータとして構成されていてもよい。
【００１５】
センサデータ処理装置の別の好ましい実施形態は、計算装置がアクセスできる少なくとも１つのレジスタによって優れており、このようなレジスターアクセスは、センサデータ処理装置固有のタイムスタンプを割り当て可能ないずれか１つの要求信号によってなされる。これにより、計算装置から要求信号を受信するための手段がより詳細に特定される。
【００１６】
センサデータ処理装置の別の好ましい実施形態は、計算装置の要求信号のための入力部によって優れており、この入力部では要求信号の印加が検出可能である。これにより、要求信号を計算装置から容易に受信および検出することができる。
【００１７】
センサデータ処理装置の別の好ましい実施形態は、センサデータ処理装置固有のタイムスタンプを計算装置固有のタイムスタンプに換算するための少なくとも１つの換算パラメータを決定するための手段によって優れており、少なくとも１つの換算パラメータは、少なくとも１つの要求信号の、計算装置固有のタイムスタンプと、センサデータ処理装置固有のタイムスタンプとからなる少なくとも１対のタイムスタンプによって決定可能である。
【００１８】
センサデータ処理装置の別の好ましい実施形態は、特にセンサデータ処理装置固有の時間ベースと計算装置固有の時間ベースとの間のずれおよび／またはクロック比を表す少なくとも１つの換算パラメータによってセンサイベントのセンサデータ処理装置固有のタイムスタンプを計算装置固有のタイムスタンプに変換するための手段によって優れている。
【００１９】
このようにして、換算パラメータの決定および／または処理装置固有の時間ベースから計算装置固有の時間ベースへのタイムスタンプの換算をセンサデータ処理装置で行うセンサデータ処理装置の変形例が得られる。
【００２０】
次に本発明のさらなる特徴および利点を複数の図面に基づいて詳細に説明する。
【００２１】
開示された装置の特徴は、開示されたそれぞれの方法の特徴からも同様に得られ、その逆もいえる。すなわち、特にセンサ装置に関する特徴、技術的利点、および構成は、同様にセンサ装置を作動する方法に関するそれぞれの特徴、技術的利点、および構成からも得られ、またその逆もいえる。
【図面の簡単な説明】
【００２２】
【図１】機能的に接続された外部の計算装置を備える従来のセンサ装置のブロック回路図である。
【図２】機能的に接続された外部の計算装置を備えるセンサデータ処理装置の第１実施形態を示すブロック回路図である。
【図３】機能的に接続された外部の計算装置を備えるセンサデータ処理装置の別の実施形態を示すブロック回路図である。
【図４】提案したセンサデータ処理装置を作動する方法を示す原理的なフロー図である。
【発明を実施するための形態】
【００２３】
図１は、従来のセンサ装置１００の原理的なブロック回路図を示し、センサ装置１００は、外部の計算装置２００、例えば携帯電話、タブレットまたは他の家電用電気機器のホストプロセッサに接続されており、これと一体化されている。センサ装置１００は、例えば加速度および／または回転速度を検出するためのセンサ構成要素２１と、所定の走査速度により連続的なセンサ信号を走査し、センサ信号サンプルのシーケンスを生成する走査素子２２とを有するセンサ素子２０を含む。センサ信号サンプルは、センサイベントとも呼ばれる。さらにセンサ装置１００は、センサ信号サンプルが供給されるセンサデータ処理装置１０（センサーハブ）を含む。センサデータ処理装置１０は、クロック発生器１１および計数素子１２によって生成される固有の時間ベースを有する。クロック発生器１１は、好ましくは、例えば３２ｋＨｚのクロック周波数を備えるＲＣ発振器として構成されている。センサデータ処理装置固有の時間ベースを生成するためのクロック発生器１１は、必ずしもセンサデータ処理装置１０の構成要素でなくてもよい。この目的で外部のクロック発生器を使用することもできる（図示しない）。
【００２４】
それぞれのセンサ信号サンプルには、このセンサデータ処理装置固有の時間ベースのタイムスタンプが設けられる。これは割当素子１３によって行われる。さらにセンサデータ処理装置１０は、特定の場合、例えば移動を検出する場合に、割り込み信号１６を計算装置２００に伝送し、これにより、計算装置２００において割り込みルーチンを開始する割り込み発生器１４を含む。
【００２５】
計算装置２００は同様に固有のクロック発生器２１０および計数素子２２０によって生成される固有の時間ベースを有する。クロック発生器２１０は、好ましくは、例えば１ＧＨｚのクロック周波数を備える石英ベースの発振器として構成されている。検出素子２３０によって、割り込みルーチンの開始に計算装置固有のタイムスタンプＺＳ１が割り当てられる。
【００２６】
割り込み信号１６の他に、割り込み発生器１４は割り込み信号１７のセンサデータ処理装置固有のタイムスタンプＺＳ２を計算装置２００に伝送する。
【００２７】
少なくとも１つのこのような一対のタイムスタンプＺＳ１およびＺＳ２に基づいて、センサデータ処理装置固有のタイムスタンプを計算装置固有のタイムスタンプに変換するための換算パラメータ、例えば、両方のタイムベースとクロック比との間のずれなどが決定される。これは計算装置２００の第１の決定素子２４０において、例えば異常値を除去するためのフィルタを備えている場合もある費用のかかるソフトウェアアルゴリズムによって行われる。このようにして決定された換算パラメータは、第１変換素子２５０に供給される。
【００２８】
上述のように、それぞれのセンサ信号サンプルには、タイムスタンプと共にインターフェイス１８を介して計算装置２００に伝送される前に、割当素子１３によってセンサデータ処理装置固有のタイムスタンプが割り当てられる。第１変換素子２５０によって、センサデータ処理装置固有のセンサデータのタイムスタンプは、計算装置２００のタイムスタンプに換算される。このようにして、センサデータは計算装置でさらに処理するために計算装置の時間ベースの定義された時間的コンテクストに移行される。
【００２９】
上述の従来の方法は、計算装置２００において割り込みルーチンを用いてソフトウェアに基づいて行われ、したがって時間的な不正確さが伴い、さらに割り込みが長時間生じない運転段階があるので、換算パラメータ、特に両方の時間ベースの間のずれ、およびクロック比の決定は比較的不正確である。そこで次の手段が提案され、これらの手段により、
計算装置２００における割り込み応答潜時によってタイムスタンプ測定の不正確さが防止され、
計算装置２００およびセンサデータ処理装置１０が作動している場合には、割り込みとは無関係にタイムスタンプ測定がいつでも可能である。
【００３０】
これにより、特に割り込み信号による計算装置２００の起動直後に、しかしながら割り込み信号とは無関係にセンサデータのタイムスタンプをセンサデータ処理装置固有の時間ベースから計算装置の時間ベースへ換算する場合に高い精度を得ることができる。
【００３１】
本発明による手段の目的は、計算装置２００およびセンサデータ処理装置１０の時間ベースの間の換算パラメータを、計算装置２００の性能とは無関係に、信頼性良く決定することである。このために、特定のレジスターアクセスを参照イベントとして使用し、これらの参照イベントのために、好ましくは、ハードウェアに基づいてそれぞれ計算装置固有のタイムスタンプＺＳ１およびセンサデータ処理装置固有のタイムスタンプＺＳ２を生成し、これらのタイムスタンプ対から２つのタイムベースの間のずれおよびクロック比を決定することが提案される。
【００３２】
図２は、本発明の第１実施例の原理的なブロック図を示す。この場合にもセンサデータ処理装置１０は、クロック発生器１１および計数素子１２によって生成される固有の時間ベースを有し、計算装置２００は、この時間ベースとは無関係な、クロック発生器２１０および計数素子２２０によって生成される固有の時間ベースを有する。
【００３３】
しかしながら、上述の従来技術とは異なり、計算装置２００は要求信号ＡＳを生成するための、いわゆる「要求素子２６０」を含み、この要求信号ＡＳには、検出素子２３０によって計算装置固有のタイムスタンプＺＳ１が割り当てられており、要求信号ＡＳはセンサデータ処理装置１０に伝送される。センサデータ処理装置１０は、このような要求信号ＡＳを受信するための手段１５を備える。この手段１５は、以下では「検出素子１５」と呼ぶ。ここで説明する実施例では、検出素子１５はそれぞれの要求信号ＡＳにさらにセンサデータ処理装置固有のタイムスタンプＺＳ２を割り当て、これにより、計算装置２００のそれぞれの要求信号ＡＳのためにタイムスタンプ対が生成される。したがって、外部の計算装置２００は要求信号ＡＳを介して、計算装置２００およびセンサデータ処理装置１０において実質的に同時のタイムスタンプを検出するきっかけを与えるイベントをトリガすることができる。要求信号ＡＳは、例えば検出素子１５への書込みアクセスであってもよい。
【００３４】
このようにして検出されたタイムスタンプ対に基づいて、センサデータのセンサデータ処理装置固有のタイムスタンプを計算装置固有のタイムスタンプに換算するための換算パラメータを決定することができる。特に、このようにして検出されたタイムスタンプＺＳ１，ＺＳ２の複数の対から、２つの時間ベースの間のずれおよびクロック比を計算し、続いて新しいタイムスタンプ測定によって更新することができる。
【００３５】
図２に示した本発明の実施例では、このために必要な計算は計算装置２００、特に決定装置２４０で行われる。このために、センサデータ処理装置固有のタイムスタンプＺＳ２および要求信号ＡＳの計算装置固有のタイムスタンプＺＳ１が計算装置２００の決定素子２４０に伝送される。ここで決定された換算パラメータは、次いで第１変換素子２５０に供給され、第１変換素子２５０は、センサデータのセンサデータ処理装置固有のタイムスタンプから計算装置固有のタイムスタンプへの実際の換算を行う。
【００３６】
システムの性能のためには、タイムスタンプＺＳ１，ＺＳ２の測定ができるだけ同時に行われることが重要である。このためには、タイムスタンプＺＳ１，ＺＳ２を測定するために必要な素子が、ソフトウェアの影響、特に割り込みレイテンシを除外するために、好ましくはハードウェアで実現される。
【００３７】
図２の装置では、計算装置２００の側およびセンサデータ処理装置の側で、好ましくはハードウェアで実現された上記ユニットはそれぞれ検出素子２３０および１５を含む。この場合、検出素子２３０は、好ましくは市販の電子式の計算装置２００に提供されている。したがって、外部の装置へのレジスターアクセス後にレジスターアクセスの正確な時点を確認することが可能である。好ましくは、センサデータ処理装置１０の第１検出素子１５にアクセスする場合に、ハードウェアでタイムスタンプＺＳ２を設けられた、いわゆる「イベント割り込み」がトリガされる。
【００３８】
図３は本発明の第２実施例を示し、第２実施例は、換算パラメータの決定、およびセンサデータのセンサデータ処理装置固有のタイムスタンプから計算装置固有のタイムスタンプへの換算が計算装置２００においてではなく、センサデータ処理装置において行われ、特に第２決定素子１９および第２変換素子２３で行われることによって、図２に示した第１実施例とは異なる。このために、計算装置２００は、例えば決定素子１５への別のレジスターアクセスによって、要求信号ＡＳの計算装置固有のタイムスタンプＺＳ１をセンサデータ処理装置１０に伝送する。
【００３９】
センサデータ処理装置１０のセンサイベントもしくはセンサデータのタイムスタンプは、第２変換素子２３によって計算装置２００へ伝送される前に、第２決定素子１９によって計算装置２００のタイムベースもしくはタイムドメインに換算される。
【００４０】
センサ装置１００の別の実施形態（図示しない）では、残された計算の不正確さを補正するために、ずれおよび係数を計算するためのフィルタを使用してもよい。この場合、２つのクロック発生器１１，２１０は短期安定性を備え、極めて小さいジッタしか備えないことを前提とする。この変形形態は、提案した図２のセンサデータ処理装置１０の実施形態および上述の実施形態にも使用可能である。
【００４１】
センサデータ処理装置１０の別の実施形態（図示しない）では、係数を計算するためにタイムスタンプＺＳ１，ＺＳ２の連続する複数の検出を行うことも可能である。第１検出後にセンサデータのタイムスタンプの換算を行うことが望ましい場合には、第２検出までに計算装置２００のクロック発生器２１０とセンサデータ処理装置１０のクロック発生器１１との間に名目上の係数を設定してもよい。
【００４２】
センサデータ処理装置１０の別の一実施形態（図示しない）では、タイムスタンプ検出をトリガするための上記レジスターアクセスの代わりに、インターフェイスとは無関係のトリガ信号１６が使用される。この場合、例えば計算装置２００とセンサデータ処理装置１０との間に付加的な接続ラインが必要である。
【００４３】
別の一実施形態（図示しない）では、センサデータ処理装置１０およびセンサ素子２０は互いに独立した構成部品によって実現されていてもよい。
【００４４】
図４は、本発明によるセンサシステムを作動するための方法の実施形態のためのフロー図を示す。この実施例では、換算パラメータの決定およびセンサデータのセンサデータ処理装置固有のタイムスタンプの換算は計算装置で行われる。
【００４５】
ステップ３００では、計算装置２００はセンサデータ処理装置の割り込みに基づいて起動される。この場合、計算装置２００は、不確定の時間にわたって作動しておらず、計算装置２００およびセンサデータ処理装置１０のクロック発生器２１０，１１は著しくドリフトしている場合があることを前提とする。
【００４６】
ステップ３１０では、要求素子２６０によって第１の要求信号ＡＳが生成される。上述のように、この要求信号ＡＳは計算装置２００およびセンサデータ処理装置１０の両方によってタイムスタンプＺＳ１，ＺＳ２を割り当てられているので、ステップ３１０では計算装置２００およびセンサデータ処理装置１０のタイムスタンプＺＳ１，ＺＳ２の実質的に同時の第１の検出が開始される。
【００４７】
ステップ３２０では、計算装置２００はセンサデータ処理装置１０にアクセスし、要求信号ＡＳのセンサデータ処理装置固有のタイムスタンプＺＳ２を読み取る。これとは別の方法のステップ３３０では、センサデータ処理装置１０のタイムスタンプをそれぞれに割り当てられたセンサ装置１００の所定数のセンサイベントもしくはセンサデータが計算装置２００によって読み取られる。
【００４８】
ステップ３４０では、要求素子２６０によって別の要求信号ＡＳが生成され、計算装置２００およびセンサデータ処理装置１０のタイムスタンプＺＳ１，ＺＳ２の実質的に同時の別の検出が別の要求信号ＡＳのために開始される。ステップ３１０および３３０では２つのタイムスタンプ検出の間には時間的なずれがあり、したがって計算装置２００およびセンサデータ処理装置１０の両方の時間ベースの間のずれを決定できるだけでなく、クロック比も決定できることが重要である。
【００４９】
ステップ３５０では、計算装置２００は再びセンサデータ処理装置１０にアクセスし、別の要求信号ＡＳのセンサデータ処理装置固有のタイムスタンプＺＳ２を読み取る。この後に、計算装置２００には、異なる時点で生成された少なくとも２つの要求信号ＡＳの計算装置固有のタイムスタンプＺＳ１およびセンサデータ処理装置固有のタイムスタンプＺＳ２が提供されている。
【００５０】
これらのタイムスタンプＺＳ１，ＺＳ２の対に基づいて、ステップ３６０では計算装置２００およびセンサデータ処理装置１０のタイムベースの間のクロック比およびずれが、例えば線形の補間によって決定される。
【００５１】
ステップ３６０で決定された換算パラメータによって、ステップ３７０では、ステップ３３０で計算装置２００に伝送されたセンサイベントもしくはセンサデータのセンサデータ処理装置固有のタイムスタンプが計算装置２００のタイムベースに換算される。
【００５２】
計算装置２００は、ステップ３８０として示すように、センサデータ処理装置１０の次の割り込みを待機する。このような割り込みが生じた場合には、計算装置２００はステップ３９０で、例えば過去の時間に基づいて、クロック発生器１１，２１０の時間的なずれが、タイムスタンプを二重に比較することが必要な程度に大きくなっているかもしれないかどうかを決定する（分岐「はい」）。「はい」の場合には、方法はステップ３１０から継続される。換算パラメータを更新するために個々のタイムスタンプを比較すれば十分な場合には（分岐「いいえ」）、方法はステップ３３０から継続される。
【００５３】
最後に、本発明によるセンサデータ処理装置、本発明によるセンサシステム、およびセンサデータ処理装置の時間ベースのタイムスタンプを計算装置のタイムスタンプへ変換するための換算パラメータを決定する上記方法を実施するためには、全ての構成要素がソフトウェアおよびハードウェア構成要素の形式で、またはソフトウェアとハードウェアとを組み合わせることによって実現可能であることをここで明示しておく。
【符号の説明】
【００５４】
ＡＳ  要求信号
ＺＳ１  タイムスタンプ
ＺＳ２  タイムスタンプ
１０  センサデータ処理装置
１１  クロック発生器
１２  計数素子
１３  割当素子
１４  発生器
１５  手段，第１決定素子
１６  割り込み信号（トリガ信号）
１７  割り込み信号
１８  インターフェイス
１９  第２決定素子
２０  センサ素子
２１  センサ構成要素
２２  走査素子
２３  第２変換素子
１００  センサ装置
２００  計算装置
２１０  クロック発生器
２２０  計数素子
２３０  検出素子
２４０  決定素子
２５０  第１変換素子
２６０  要求素子
３００  ステップ
３１０  ステップ
３２０  ステップ
３３０  ステップ
３４０  ステップ
３５０  ステップ
３６０  ステップ
３７０  ステップ
３８０  ステップ
３９０  ステップ
【図１】
2019012519.tif 000003
【図２】
2019012519.tif 000004
【図３】
2019012519.tif 000005
【図４】
2019012519.tif 000006
【外国語明細書】
2019012519000001.pdf