(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
タイマを有する入力捕捉周辺機器を備えるマイクロコントローラであって、前記入力捕捉周辺機器は、イベント信号の受信の際にメモリ内に前記タイマのタイマ値を格納するように構成され、前記入力捕捉周辺機器は、入力捕捉機能がアクティブ化されるかどうかを制御するゲーティング入力を備え、前記入力捕捉周辺機器は、入力捕捉モードで動作するようにプログラムされることができる前記マイクロコントローラの捕捉比較パルス幅変調（ＣＣＰ）ユニットによって形成される、マイクロコントローラ。
【請求項２】
前記ゲーティング入力は、内部または外部信号と結合されるようにプログラム可能である、請求項１に記載のマイクロコントローラ。
【請求項３】
前記入力捕捉周辺機器は、プログラム可能に、前記マイクロコントローラの別の周辺機器に結合され、前記別の周辺機器をゲーティングすることができる第１の出力を備える、請求項１に記載のマイクロコントローラ。
【請求項４】
前記入力捕捉周辺機器は、捕捉イベントを示す第２の出力を備える、請求項３に記載のマイクロコントローラ。
【請求項５】
前記ＣＣＰユニットは、多重出力ＣＣＰ（ＭＣＣＰ）周辺機器である、請求項１に記載のマイクロコントローラ。
【請求項６】
充電時間測定ユニット（ＣＴＭＵ）をさらに備え、前記入力捕捉周辺機器および前記ＣＴＭＵは、結合されるように構成され、前記第１の出力は、前記ＣＴＭＵと結合され、前記ＣＴＭＵのためのゲーティング機能を提供するように構成され、前記第２の出力は、第２の制御入力と結合され、時間測定の終了を示す、請求項４に記載のマイクロコントローラ。
【請求項７】
前記入力捕捉周辺機器にフィードされるゲーティング信号を発生させる第１のコンパレータをさらに備える、請求項６に記載のマイクロコントローラ。
【請求項８】
前記入力捕捉周辺機器および前記ＣＴＭＵにフィードされるイベント信号を発生させる第２のコンパレータをさらに備える、請求項７に記載のマイクロコントローラ。
【請求項９】
前記入力捕捉周辺機器は、前記イベント信号の第１のイベントと第２のイベントとの間の時間を測定するために、内部クロックソースを使用して、第１の時間を測定するように構成され、前記ＣＴＭＵは、前記第２のイベントと前記捕捉イベントとの間を測定するように構成され、前記測定の組み合わせは、精密な時間測定を提供する、請求項８に記載のマイクロコントローラ。
【請求項１０】
複数のゲーティング入力信号のうちの１つを選択するためのマルチプレクサをさらに備える、請求項２に記載のマイクロコントローラ。
【請求項１１】
マイクロコントローラ内のタイマを有する入力捕捉周辺機器を用いて、イベントを捕捉するための方法であって、前記方法は、前記入力捕捉周辺機器によるイベント信号の受信の際に前記入力捕捉周辺機器によってメモリ内に前記タイマのタイマ値を格納することと、ゲーティングソースによって前記入力捕捉周辺機器をゲーティングし、それによって、入力捕捉機能がアクティブ化されるかどうかを制御することとを含み、前記入力捕捉周辺機器は、入力捕捉モードで動作するようにプログラムされることができる前記マイクロコントローラの捕捉比較パルス幅変調（ＣＣＰ）ユニットによって形成される、方法。
【請求項１２】
前記ゲーティングソースは、内部または外部信号と結合されるようにプログラム可能である、請求項１１に記載の方法。
【請求項１３】
前記入力捕捉周辺機器内に提供された第１のゲーティング出力によって、前記マイクロコントローラの別の周辺機器をゲーティングすることをさらに含む、請求項１１に記載の方法。
【請求項１４】
マイクロコントローラの周辺機器を用いて、精密な時間測定を提供するための方法であって、
前記方法は、
ゲーティング入力およびゲーティング出力を用いて、メモリ内に関連付けられたタイマのタイマ値を格納するように構成された入力捕捉周辺機器を提供することと、
充電／時間測定周辺機器を提供し、前記入力捕捉周辺機器のゲーティング出力を通して、前記充電／時間測定周辺機器をゲーティングすることと、
第１の信号の受信の際、タイマを始動させることと、
入力信号が所定の閾値を超えるまで、前記入力捕捉周辺機器および前記充電／時間測定周辺機器をゲーティングすることと、
前記タイマのカウント値を捕捉し、充電／時間測定を始動させることと、
第２の信号の受信の際、前記充電／時間測定を停止し、時間値を判定することと、
前記時間値を使用して、前記捕捉されたカウント値を補正し、精密な時間長を判定することと
を含み、前記入力捕捉周辺機器は、入力捕捉モードで動作するようにプログラムされることができる前記マイクロコントローラの捕捉比較パルス幅変調（ＣＣＰ）ユニットによって形成される、方法。
【請求項１５】
ゲーティング信号として、複数の内部および外部信号のうちの１つを選択することをさらに含む、請求項１４に記載の方法。
【請求項１６】
前記充電／時間測定は、第１の時間イベントと第２の時間イベントとの間に、キャパシタを一定電流源で充電し、アナログ／デジタルコンバータによって、前記キャパシタにかかる電圧を測定することによって行なわれる、請求項１４に記載の方法。
【請求項１７】
第１のコンパレータによって、前記入力捕捉周辺機器にフィードされるゲーティング信号を発生させることをさらに含む、請求項１４に記載の方法。
【請求項１８】
前記第１のコンパレータは、入力信号を所定の閾値と比較する、請求項１７に記載の方法。
【請求項１９】
第２のコンパレータによって、前記入力捕捉周辺機器および前記充電／時間測定周辺機器にフィードされるイベント信号を発生させることをさらに含む、請求項１７に記載の方法。
【請求項２０】
前記充電／時間測定周辺機器は、前記入力捕捉周辺機器からのゲーティング出力信号を通してゲーティングされる、請求項１４に記載の方法。
【請求項２１】
前記ゲーティング出力信号は、前記充電／時間測定周辺機器のキャパシタを放電させ、および／または前記充電／時間測定周辺機器をリセットに保持する、請求項２０に記載の方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
（関連出願への相互参照）
本出願は、２０１２年２月１日に出願された米国仮出願第６１／５９３，４６８号の利益を主張する。上記文献は、その全体として本明細書において援用される。
【０００２】
（技術分野）
本開示は、入力捕捉周辺機器ユニットに関する。
【背景技術】
【０００３】
（背景）
マイクロコントローラは、全て単一チップ内に統合される、マイクロプロセッサと、メモリと、複数の周辺デバイスとを備える。多くのマイクロコントローラは、いかなる外部構成要素も要求しないほど非常に統合されている。したがって、統合された周辺デバイスの多くは、設計および機能が非常に複雑であり得る。入力捕捉周辺デバイスは、内部または外部トリガでタイマを読み取るように動作可能である。したがって、入力捕捉周辺機器は、概して、時間を測定し、パルス幅変調機能性等を提供するマイクロコントローラ内で使用される。雑音環境では、捕捉周辺機器を使用することは、ユニットが誤ってトリガされ得る事実のため、相応しくない場合がある。
【発明の概要】
【課題を解決するための手段】
【０００４】
（要約）
故に、改良された入力捕捉周辺デバイスに対するニーズが存在する。
【０００５】
ある実施形態によると、マイクロコントローラは、入力捕捉周辺機器を有してもよく、入力捕捉周辺機器は、メモリ内に関連付けられたタイマのタイマ値を格納するように構成され、入力捕捉周辺機器は、入力捕捉機能がアクティブ化されるかどうかを制御するゲーティング入力を備える。
【０００６】
さらなる実施形態によると、ゲーティング入力は、内部または外部信号と結合されるようにプログラム可能であることができる。さらなる実施形態によると、入力捕捉周辺機器は、プログラム可能に、マイクロコントローラの別の周辺機器に結合され、該別の周辺機器をゲーティングすることができる第１のゲーティング出力を有してもよい。さらなる実施形態によると、入力捕捉周辺機器は、捕捉イベントを示す第２の出力を備えてもよい。さらなる実施形態によると、入力捕捉周辺機器は、入力捕捉モードで動作するようにプログラムされることができる、該マイクロコントローラの捕捉比較パルス幅変調（ＣＣＰ）ユニットによって形成されることができる。さらなる実施形態によると、ＣＣＰ周辺機器は、多重出力ＣＣＰ（ＭＣＣＰ）周辺機器であることができる。さらなる実施形態によると、マイクロコントローラはさらに、充電時間測定ユニット（ＣＴＭＵ）を備えてもよく、入力捕捉周辺機器およびＣＴＭＵは、結合されるように構成され、第１の出力は、ＣＴＭＵと結合され、ＣＴＭＵのためのゲーティング機能を提供するように構成され、第２の出力は、第２の制御入力と結合され、時間測定の終了を示す。さらなる実施形態によると、マイクロコントローラはさらに、入力捕捉周辺機器にフィードされるゲーティング信号を発生させる第１のコンパレータを備えてもよい。さらなる実施形態によると、マイクロコントローラはさらに、入力捕捉周辺機器およびＣＴＭＵにフィードされるイベント信号を発生させる第２のコンパレータを備えてもよい。さらなる実施形態によると、入力捕捉周辺機器は、イベント信号の第１と第２のイベントとの間の時間を測定するために、内部クロックソースを使用して、第１の時間を測定するように構成されることができ、ＣＴＭＵは、第２のイベントと捕捉時間イベントとの間の時間を測定するように構成される、測定の組み合わせは、精密な時間測定を提供する。さらなる実施形態によると、マイクロコントローラはさらに、複数のゲーティング入力信号のうちの１つを選択するためのマルチプレクサを備えてもよい。
【０００７】
一実施形態によると、マイクロコントローラは、捕捉比較パルス幅変調（ＣＣＰ）周辺機器および充電時間測定ユニット（ＣＴＭＵ）を備えてもよく、ＣＣＰ周辺機器およびＣＴＭＵは、結合されるように構成され、ＣＣＰは、ゲーティング入力および補助出力を備え、補助出力は、ＣＴＭＵと結合され、ＣＴＭＵのためのゲーティング機能を提供するように構成される。
【０００８】
さらなる実施形態によると、マイクロコントローラはさらに、ＣＣＰ周辺機器およびＣＴＭＵにフィードされるイベント信号を発生させる第１のコンパレータと、ＣＣＰ周辺機器にフィードされるゲーティング信号を発生させる第２のコンパレータとを備えてもよい。さらなる実施形態によると、ＣＣＰ周辺機器は、イベント信号の第１のイベントと第２のイベントとの間の時間を測定するために、内部クロックソースを使用して、第１の時間を測定するように構成され、ＣＴＭＵは、第２のイベントと捕捉時間イベントとの間の時間を測定するように構成され、測定の組み合わせは、精密な時間測定を提供する。さらなる実施形態によると、ＣＣＰ周辺機器は、多重出力ＣＣＰ（ＭＣＣＰ）周辺機器であることができる。
【０００９】
別の実施形態によると、マイクロコントローラ内の入力捕捉周辺機器を用いて、イベントを捕捉するための方法は、入力捕捉周辺機器によって、メモリ内に関連付けられたタイマのタイマ値を格納することと、ゲーティングソースによって、入力捕捉周辺機器をゲーティングし、それによって、入力捕捉機能がアクティブ化されるかどうかを制御することとを含んでもよい。
【００１０】
本方法のさらなる実施形態によると、ゲーティング入力は、内部または外部信号と結合されるようにプログラム可能であることができる。本方法のさらなる実施形態によると、本方法はさらに、入力捕捉周辺機器内に提供された第１のゲーティング出力によって、マイクロコントローラの別の周辺機器をゲーティングすることを含んでもよい。
【００１１】
別の実施形態によると、マイクロコントローラの周辺機器を用いて、精密な時間測定を提供するための方法は、ゲーティング入力およびゲーティング出力を用いて、メモリ内に関連付けられたタイマのタイマ値を格納するように構成された入力捕捉周辺機器を提供することと、充電／時間測定周辺機器を提供し、入力捕捉周辺機器のゲーティング出力を通して、充電測定周辺機器をゲーティングすることと、第１の信号の受信の際、タイマを始動させることと、入力信号が所定の閾値を超えるまで、該入力捕捉周辺機器および該充電／時間測定周辺機器をゲーティングすることと、タイマのカウント値を捕捉し、充電／時間測定を始動させることと、第２の信号の受信の際、充電／時間測定を停止し、時間値を判定することと、時間値を使用して、該捕捉されたカウント値を補正し、精密な時間長を判定することとを含んでもよい。
【００１２】
さらなる実施形態によると、本方法はさらに、ゲーティング信号として、複数の内部および外部信号のうちの１つを選択することを含んでもよい。本方法のさらなる実施形態によると、入力捕捉周辺機器は、入力捕捉モードで動作するように、該マイクロコントローラの捕捉比較パルス幅変調（ＣＣＰ）ユニットをプログラムすることによって形成されることができる。本方法のさらなる実施形態によると、充電／時間測定は、第１の時間イベントと第２の時間イベントとの間に、キャパシタを一定電流源で充電し、アナログ／デジタルコンバータによって、該キャパシタにかかる電圧を測定することによって行なわれることができる。本方法のさらなる実施形態によると、本方法はさらに、第１のコンパレータによって、入力捕捉周辺機器にフィードされるゲーティング信号を発生させることを含んでもよい。本方法のさらなる実施形態によると、コンパレータは、入力信号を所定の閾値と比較してもよい。本方法のさらなる実施形態によると、本方法はさらに、第２のコンパレータによって、入力捕捉周辺機器およびＣＴＭＵにフィードされるイベント信号を発生させることを含んでもよい。本方法のさらなる実施形態によると、充電／時間測定ユニットは、該入力捕捉周辺機器からのゲーティング出力信号を通してゲーティングされることができる。本方法のさらなる実施形態によると、ゲーティング出力信号は、該充電／時間測定周辺機器のキャパシタを放電させてもよく、および／または該充電／時間測定周辺機器をリセットに保持してもよい。
本明細書は、例えば、以下の項目も提供する。
（項目１）
入力捕捉周辺機器を備えるマイクロコントローラであって、前記入力捕捉周辺機器は、メモリ内に関連付けられたタイマのタイマ値を格納するように構成され、前記入力捕捉周辺機器は、入力捕捉機能がアクティブ化されるかどうかを制御するゲーティング入力を備える、マイクロコントローラ。
（項目２）
前記ゲーティング入力は、内部または外部信号と結合されるようにプログラム可能である、項目１に記載のマイクロコントローラ。
（項目３）
前記入力捕捉周辺機器は、プログラム可能に、前記マイクロコントローラの別の周辺機器に結合され、前記別の周辺機器をゲーティングすることができる第１のゲーティング出力を備える、項目１に記載のマイクロコントローラ。
（項目４）
前記入力捕捉周辺機器は、捕捉イベントを示す第２の出力を備える、項目３に記載のマイクロコントローラ。
（項目５）
前記入力捕捉周辺機器は、入力捕捉モードで動作するようにプログラムされることができる前記マイクロコントローラの捕捉比較パルス幅変調（ＣＣＰ）ユニットによって形成される、項目１に記載のマイクロコントローラ。
（項目６）
ＣＣＰ周辺機器は、多重出力ＣＣＰ（ＭＣＣＰ）周辺機器である、項目５に記載のマイクロコントローラ。
（項目７）
充電時間測定ユニット（ＣＴＭＵ）をさらに備え、前記入力捕捉周辺機器および前記ＣＴＭＵは、結合されるように構成され、前記第１の出力は、前記ＣＴＭＵと結合され、前記ＣＴＭＵのためのゲーティング機能を提供するように構成され、前記第２の出力は、第２の制御入力と結合され、時間測定の終了を示す、項目４に記載のマイクロコントローラ。
（項目８）
前記入力捕捉周辺機器にフィードされるゲーティング信号を発生させる第１のコンパレータをさらに備える、項目７に記載のマイクロコントローラ。
（項目９）
前記入力捕捉周辺機器および前記ＣＴＭＵにフィードされるイベント信号を発生させる第２のコンパレータをさらに備える、項目８に記載のマイクロコントローラ。
（項目１０）
前記入力捕捉周辺機器は、前記イベント信号の第１のイベントと第２のイベントとの間の時間を測定するために、内部クロックソースを使用して、第１の時間を測定するように構成され、前記ＣＴＭＵは、前記第２のイベントと前記捕捉時間イベントとの間の時間を測定するように構成され、前記測定の組み合わせは、精密な時間測定を提供する、項目７に記載のマイクロコントローラ。
（項目１１）
複数のゲーティング入力信号のうちの１つを選択するためのマルチプレクサをさらに備える、項目２に記載のマイクロコントローラ。
（項目１２）
マイクロコントローラ内の入力捕捉周辺機器を用いて、イベントを捕捉するための方法であって、前記方法は、前記入力捕捉周辺機器によって、メモリ内に関連付けられたタイマのタイマ値を格納することと、ゲーティングソースによって、前記入力捕捉周辺機器をゲーティングし、それによって、入力捕捉機能がアクティブ化されるかどうかを制御することとを含む、方法。
（項目１３）
前記ゲーティング入力は、内部または外部信号と結合されるようにプログラム可能である、項目１２に記載の方法。
（項目１４）
前記入力捕捉周辺機器内に提供された第１のゲーティング出力によって、前記マイクロコントローラの別の周辺機器をゲーティングすることをさらに含む、項目１２に記載の方法。
（項目１５）
マイクロコントローラの周辺機器を用いて、精密な時間測定を提供するための方法であって、
前記方法は、
ゲーティング入力およびゲーティング出力を用いて、メモリ内に関連付けられたタイマのタイマ値を格納するように構成された入力捕捉周辺機器を提供することと、
充電／時間測定周辺機器を提供し、前記入力捕捉周辺機器のゲーティング出力を通して、前記充電測定周辺機器をゲーティングすることと、
第１の信号の受信の際、タイマを始動させることと、
入力信号が所定の閾値を超えるまで、前記入力捕捉周辺機器および前記充電／時間測定周辺機器をゲーティングすることと、
前記タイマのカウント値を捕捉し、充電／時間測定を始動させることと、
第２の信号の受信の際、前記充電／時間測定を停止し、時間値を判定することと、
前記時間値を使用して、前記捕捉されたカウント値を補正し、精密な時間長を判定することと
を含む、方法。
（項目１６）
ゲーティング信号として、複数の内部および外部信号のうちの１つを選択することをさらに含む、項目１５に記載の方法。
（項目１７）
前記入力捕捉周辺機器は、入力捕捉モードで動作するように前記マイクロコントローラの捕捉比較パルス幅変調（ＣＣＰ）ユニットをプログラムすることによって形成される、項目１５に記載の方法。
（項目１８）
前記充電／時間測定は、第１の時間イベントと第２の時間イベントとの間に、キャパシタを一定電流源で充電し、アナログ／デジタルコンバータによって、前記キャパシタにかかる電圧を測定することによって行なわれる、項目１５に記載の方法。
（項目１９）
第１のコンパレータによって、前記入力捕捉周辺機器にフィードされるゲーティング信号を発生させることをさらに含む、項目１５に記載の方法。
（項目２０）
前記コンパレータは、入力信号を所定の閾値と比較する、項目１９に記載の方法。
（項目２１）
第２のコンパレータによって、前記入力捕捉周辺機器および前記ＣＴＭＵにフィードされるイベント信号を発生させることをさらに含む、項目１９に記載の方法。
（項目２２）
前記充電／時間測定ユニットは、前記入力捕捉周辺機器からのゲーティング出力信号を通してゲーティングされる、項目１５に記載の方法。
（項目２３）
前記ゲーティング出力信号は、前記充電／時間測定周辺機器のキャパシタを放電させ、および／または前記充電／時間測定周辺機器をリセットに保持する、項目２２に記載の方法。
【図面の簡単な説明】
【００１３】
【図１】図１は、種々の実施形態による、入力捕捉ユニットを使用するマイクロコントローラ内の時間測定システムの実施形態のブロック図を示す。
【図２】図２は、飛行時間の精密測定を図示するための例示的タイミング図を示す。
【図３】図３は、図１において使用されるような充電／時間測定ユニットの実施形態を示す。
【図４】図４は、図１において使用されるような入力捕捉ユニットの実施形態を示す。
【図５】図５は、タイムベースユニットのブロック図を示す。
【図６】図６は、入力ゲーティング信号選択ユニットを示す。
【図７】図７−９は、種々のタイミング図を示す。
【図８】図７−９は、種々のタイミング図を示す。
【図９】図７−９は、種々のタイミング図を示す。
【発明を実施するための形態】
【００１４】
（要約）
種々の実施形態によると、入力捕捉周辺機器は、外部制御信号に基づいて、イベントがマスクされることを可能にするように提供されることができる。図１は、異なる方法で結合されることができる、マイクロコントローラ内の種々の周辺デバイスの個別のブロック図を示す。図１に示される実施例では、入力捕捉モードで動作するようにプログラムされている、多重出力捕捉／比較パルス幅変調（ＭＣＣＰ）周辺機器１３０が、充電／時間測定ユニット１６０と結合される。しかしながら、本願は、充電／時間測定ユニットに限定されない。他の実施形態によると、ＭＣＣＰ１３０の入力はまた、用途に応じて、タイマまたは別の周辺デバイスと結合され得る。
【００１５】
図１に示される実施形態によると、ＭＣＣＰ１３０は、入力捕捉周辺機器として動作する。本実施形態によると、ＭＣＣＰ１３０は、トリガ入力ｉｃｓ＿ｉｎおよび付加的ゲーティング入力ａｓｄｇ＿ｉｎ［ｎ］を備える。さらに、ＭＣＣＰ１３０は、捕捉イベント信号ｍｃｃｐ−ｏｃｍｐ＿ｉｃａｐ＿ｏｕｔを出力し、例えば、ＦＩＦＯメモリ等のメモリのための書込信号を発生させるように構成されてもよい。加えて、付加的出力信号ｍｃｃｐ＿ａｕｘ＿ｏｕｔが、発生されてもよい。図１に示される実施形態では、第１のコンパレータ１８０は、ＭＣＣＰ１３０のゲーティング入力を制御する、出力信号１２０を発生させるように提供される。コンパレータは、測定される入力信号、例えば、外部信号を受信し、それを所定の値にプログラムされ得る基準電圧Ｖｒｅｆ１と比較する。外部信号が、基準電圧Ｖｒｅｆ１を超えると、ＭＣＣＰ１３０のゲーティング入力を制御する、信号１２０が発生され、それに応じて、ＭＣＣＰ１３０は、入力ｉｃｓ＿ｉｎにおいて、入力信号を受信するように動作可能であろう。
【００１６】
ＭＣＣＰ１３０の入力ｉｃｓ＿ｉｎは、ある実施形態によると、入力信号および第２の基準電圧Ｖｒｅｆ２を受信する、第２のコンパレータ１７０の出力と結合される。図１の実施形態における周辺機器である、充電／時間測定ユニット（ＣＴＭＵ）１６０はまた、入力エッジ１において、第２のコンパレータの出力信号１１０を受信する。第２の入力エッジ２は、出力ｍｃｃｐ＿ｏｃｍｐ＿ｉｃａｐ＿ｏｕｔと結合される。ＣＴＭＵ１６０はまた、ＯＲゲート１４０および１５０を通して、ＭＣＣＰ１３０の補助出力ｍｃｃｐ＿ａｕｘ＿ｏｕｔと結合される、測定キャパシタを放電させるための２つのさらなる入力ａｄｃ＿ｉ＿ｄｉｓｃｈａｒｇｅ＿ｅｎおよびリセット入力を提供する。ＯＲゲート１４０および１５０は、他のリセットソースから他のリセット信号を受信し得る、付加的入力を有する。
【００１７】
入力捕捉イベントは、外部制御信号に基づいて、マスクされることができる。ゲーティング回路出力ｍｃｃｐ＿ｏｃｍｐ＿ｉｃａｐ＿ｏｕｔは、入力捕捉周辺機器１３０と並列動作する他の周辺機器に接続され、ゲーティングがアクティブである間、それらの周辺機器をディスエーブルすることができる。したがって、種々の実施形態は、入力捕捉周辺機器１３０を使用する時間測定の間、ランダム雑音イベントが排除されることができる。ゲーティング回路は、予期される入力捕捉イベント時間外のイベントをマスクすることができる。種々の実施形態は、ユーザが、例えば、精密時間測定用途において使用される信号から雑音をフィルタ処理するために要求される外部回路網を簡略化することを可能にする。
【００１８】
種々の実施形態によると、例えば、精密時間測定が行なわれ得るように、ＭＣＣＰ１３０周辺機器の入力捕捉機能を別の周辺機器に同期させるための方法が、提供されることができる。前述のように、この場合、第２の周辺機器は、充電／時間測定ユニット（ＣＴＭＵ）１６０である。
【００１９】
図３は、マイクロコントローラ内の充電／時間測定周辺機器２００の可能性として考えられる実装を示す。スイッチ２４６を介して、測定キャパシタ２５２と、またはスイッチ２４２を介して、接地と結合されることができる、一定電流源２４０が、提供される。測定キャパシタ２５２は、スイッチ２４８を介して、放電されることができる。測定キャパシタ２５２はまた、スイッチ２５０を介して、アナログ／デジタルコンバータ（ＡＤＣ）２７０と結合されることができる。論理２５６、２５８、２６０は、外部トリガ信号２６４、２６６によって、スイッチ２４６および２４２を制御するために提供される。デジタルプロセッサ２１０は、ＡＤＣ２７０およびメモリ２３０と結合される。デジタルプロセッサ２１０はまた、スイッチ２４８および２５０を制御するためのさらなる信号を発生させてもよい。例えば、リセット信号２２０が、デジタルプロセッサ２１０によって発生されてもよい。ＣＴＭＵ２００は、以下のように動作する。すなわち、リセットモードでは、測定キャパシタ２５２は、スイッチ２４８を介して、接地に短絡され、完全に放電される。第１のトリガ信号２６４の受信の際、論理２５８、２６０は、スイッチ２４２を開放し、スイッチ２４６を閉鎖するように制御する。したがって、一定電流源２４０は、現時点では、測定キャパシタ２５２を充電させる。第２のトリガ信号２６６の受信の際、論理２５６、２６０は、現時点では、制御スイッチ２４６を開放し、２４２を閉鎖するように制御する。したがって、測定キャパシタ２５２の充電は、停止され、スイッチ２５０は、現時点では、例えば、デジタルプロセッサ２１０によって、測定キャパシタ２５２とＡＤＣ２７０を接続するように制御されることができる。デジタルプロセッサは、変換を始動させ、変換結果を読み取り、それをメモリ２３０内に格納させるための信号を発生させてもよい。しかしながら、デジタルプロセッサ２１０の入力を伴わずに、デジタル変換を生じさせるための他の信号が、マイクロコントローラ内で発生されてもよい。
【００２０】
図４は、捕捉モードで動作するように構成される、ＭＣＣＰ１３０の例示的実施形態を示す。ここでは、ユニット１３０は、関連付けられた読取および書込ポインタレジスタＲＥＡＤ＿ＰＴＲおよびＷＲＩＴＥ＿ＰＴＲを備える、ＦＩＦＯ３７０と結合された１つのタイマ３８０を備える。トリガ論理３９０は、タイマ３８０を始動および同期させるためのトリガ信号を提供する。さらに、ゲーティングソース選択ユニット３１０が、種々の実施形態に従って提供される。ゲーティングソース選択ユニット３１０の出力信号は、例えば、マルチプレクサを通して、制御信号を発生させ、タイマ３８０のコンテンツをＦＩＦＯメモリ３７０内に書き込むためにＦＩＦＯ３７０にフィードされるイベント信号を生成するように動作可能である、クロック同期およびエッジ検出論理３５０と結合される。ユニット３６０は、さらなるイベント信号発生のために使用されることができる。プリスケーラ３３０およびさらにマルチプレクサ３４０と結合され、入力捕捉信号をクロック同期およびエッジ検出論理ユニット３５０に提供し得る、入力捕捉ソース選択マルチプレクサ３２０が、提供される。図４に示されるように、種々の捕捉動作モードが、可能性として考えられ、ユニットはさらに、入力信号の立ち上がり、立ち下がり、または立ち上がり／立ち下がりエッジにおいて信号を発生させるようにプログラム可能であり、種々の異なる入力信号が、選択されることができる。加えて、捕捉ユニット３００は、ユニット３１０によって選択されたゲート信号を通してゲートされる。
【００２１】
図１の実施形態では、粗時間が、ＭＣＣＰ１３０のデジタルタイムベースから捕捉される一方、ＣＴＭＵ１６０は、１ＭＣＣＰタイムベースサイクル未満の時間量を捕捉する。２つの時間測定結果の組み合わせは、非常に精密な結果を提供する。同期機能に加え、両周辺機器は、ゲーティング機能を要求する。ゲーティング機能は、両周辺機器が、測定を一時停止し、具体的時間窓まで、外部イベントを無視し、したがって、誤測定を生じさせ得る、ランダム入力雑音の影響を排除することを可能にする。ＣＴＭＵ１６０は、非同期入力捕捉エッジイベントと内部同期入力捕捉イベントとの間のわずかな時間量を測定するために使用される。本時間差は、タイマクロック信号ｔｍｒ＿ｃｌｋの最大１．５周期であり得る。
【００２２】
図１のブロック図は、入力捕捉デバイスとして構成される、ＭＣＣＰ周辺機器１３０、ＣＴＭＵ周辺機器１６０、および２つのコンパレータ１７０、１８０間の接続を示す。本周辺機器構成は、精密時間測定を行なうために使用される。図１に示される全デバイスは、マイクロコントローラの統合された周辺デバイスであることができ、マイクロコントローラは、図１に示されるような構成を可能にする、異なるデバイスの柔軟な結合を可能にする。前述のように、コンパレータ１８０の１つは、ＭＣＣＰ１３０のゲーティング入力ａｓｄｇ＿ｉｎ［ｎ］を駆動させるために使用される。ＭＣＣＰ１３０は、コンパレータ１８０が十分な振幅の信号を検出し、ゲーティング入力が高に駆動されるまで、入力捕捉測定を行なうことができない。測定される信号は、第２のコンパレータ１７０を通して、それぞれ、ＭＣＣＰ１３０およびＣＴＭＵ１６０周辺機器の入力ｉｃｓ＿ｉｎおよびエッジ１に接続される。ＣＴＭＵ１６０は、実際の入力イベント信号エッジと入力捕捉イベントがレジスタされた時間との間のわずかな時間量を測定するであろう。したがって、入力捕捉イベント信号は、ＭＣＣＰ１３０から出力ｍｃｃｐ＿ｏｃｍｐ＿ｏｕｔを通してＣＴＭＵ１６０に提供される。最後に、ＭＣＣＰ１３０の補助出力ｍｃｃｐ＿ａｕｘ＿ｏｕｔは、入力ゲーティング回路のステータスを提供するように構成される。放電／リセット信号は、入力捕捉機能を提供するＭＣＣＰモジュールのｍｃｃｐ＿ａｕｘ＿ｏｕｔ出力または外部ソースによって提供される。本信号が高であるとき、ＣＴＭＵ保持キャパシタは、放電状態に保持され、エッジ検出ラッチは、リセット状態に保持される。捕捉イベントがゲーティングされる間、ＣＴＭＵ１３０は、エッジイベント入力が、時間測定を生じさせ得ないように、リセットに保持される。
【００２３】
ＣＴＭＵ測定が、ＣＴＭＵ放電／リセット信号源に応じて、入力捕捉機能と並行してゲーティングされることができる、２つの方法が存在する。
１．ほとんどの場合、ｍｃｃｐ＿ａｕｘ＿ｏｕｔは、ＩＣＤＩＳステータス／制御ビット状態を提供するように構成されるであろう。したがって、ＣＴＭＵは、入力捕捉イベントがディスエーブル（ＩＣＤＩＳ＝１）されている間、放電／リセットに保持されるであろう。入力捕捉ゲーティング回路が、ＩＣＤＩＳを設定すると、ＣＴＭＵは、エッジ１およびエッジ２入力におけるイベントに対する準備ができていることになるであろう。
２．ある場合には、第２のＭＣＣＰまたはＳＣＣＰは、遅延時間後、ＣＴＭＵを放電／リセットするであろう、出力比較信号を生成するために使用される。ＣＴＭＵは、出力比較信号が低であるとき、エッジ１およびエッジ２入力における入力に応答するであろう。しかしながら、ＭＣＣＰモジュールのｍｃｃｐ＿ｏｃｍｐ＿ｉｃａｐ＿ｏｕｔ出力は、入力捕捉ゲーティングがアクティブであるとき、信号を生成しないであろう。したがって、ＣＴＭＵは、エッジ１入力における入力捕捉信号によって始動される測定を完了することはないであろう。ＣＴＭＵは、したがって、次の測定に備えるために、第２のモジュールからの出力比較信号によって放電／リセットされる。
【００２４】
ＭＣＣＰモジュールは、内部ＭＣＣＰ信号へのアクセスを提供する、補助（二次）出力を有する。出力信号のタイプは、該当する場合、構成レジスタのうちの１つ内のＡＯＵＴＳＥＬ［１：０］制御ビットを使用して選択される。出力信号のタイプはまた、モジュール動作モードに依存する。
【００２５】
ＭＣＣＰ補助出力は、これらのタイプの機能のために、デバイスレベルで他の周辺機器に接続するように意図される。
・タイムベース同期
・周辺機器トリガおよびクロック入力
・信号ゲーティング
・デバイス試験
【００２６】
ＭＣＣＰ補助出力は、デバイス統合レベルにおいて、具体的目的のために使用されることができる。ＭＣＣＰ補助出力が接続されない場合、ＡＯＵＴＳＥＬ［１：０］制御ビットは、機能を果たさず、製品ドキュメンテーションから省略されるべきである。
【００２７】
図２に示されるタイミング図を参照すると、出力パルスが、タイミング測定を開始するために発生される。ある用途では、例えば、これは、典型的には、超音波変換器を駆動させるであろう。ＭＣＣＰおよびＣＴＭＵ周辺機器１３０、１６０は、出力パルスと反射信号との間の時間を測定するであろう。本具体的場合では、信号が、具体的媒体内において、既知の距離を通して進行するために必要とされる時間が、判定される必要がある。これは、例えば、速度が測定されることを可能にする。また、距離が既知ではない場合、距離測定もまた、他の実施形態によると、判定された時間から行なわれ得る。測定閾値に到達すると、コンパレータ１８０は、ＭＣＣＰ１３０のゲートを開放し、ＣＴＭＵ１６０をリセットから解除する。コンパレータ１７０は、反射信号の第１のゼロ交差に応答し、入力捕捉イベントおよびＣＴＭＵ測定の両方をトリガする。さらに、図２に示されるタイミングは、簡略化されており、例えば、雑音のため、コンパレータ１７０の以前の出力遷移を示さないことに留意されたい。タイミング図に描写されるＣＴＭＵ充電時間は、デジタル入力捕捉結果を補正するために使用されるであろう。最後に、ＣＴＭＵ１６０は、ソフトウェアがＭＣＣＰモジュール１３０内のゲートを閉鎖すると、リセットされる。ゲートステータスは、ＭＣＣＰ補助出力信号ｍｃｃｐ＿ａｕｘ＿ｏｕｔを介して、ＣＴＭＵ１６０にパスされる。
【００２８】
本実施例では、補助出力ｍｃｃｐ＿ａｕｘ＿ｏｕｔは、図１に示される実施形態では、ＣＴＭＵユニット１６０である、第２の周辺機器にゲートステータスを提供する。しかしながら、他のユニットは、用途に応じて、本信号を受信してもよい。したがって、ＭＣＣＰ周辺機器１３０はまた、補助出力からの他のイベントステータス信号を提供し、他のカスタム周辺機器相互作用を設定することができる。
【００２９】
開示される実施形態は、例えば、時間測定のために使用される、２つの周辺機器が、単一周辺機器として動作するように容易に組み合わせられることを可能にするため、非常に有用である。ゲーティング回路は、効果的に、複数の周辺機器間で共有される。
【００３０】
種々の実施形態によると、入力捕捉ソースは、随意に、ソフトウェアまたはハードウェアによってゲートされ、窓処理された捕捉測定を可能にすることができる。本特徴は、感知用途において、雑音排除性を提供する。関連付けられたステータスレジスタ内でもアクセス可能であり得る、ＩＣＤＩＳステータスビットは、入力信号ゲーティング機能の制御およびステータスの両方を提供する。ＩＣＤＩＳステータス／制御ビットがクリアされると、エッジ検出論理によって発生される入力捕捉イベントが、可能となるであろう。ＩＣＤＩＳビットが設定されると、エッジ検出論理からのイベントは、阻止される。ユーザソフトウェアは、ＩＣＤＩＳビットを設定およびクリアし、外部信号をゲーティングすることができる。ハードウェアソースは、ＩＣＤＩＳビットを設定またはクリアするように選択されることができる。
【００３１】
ＭＣＣＰモジュールが、入力捕捉モード（ＣＣＭ＝１）で動作されると、自動シャットダウンおよびゲーティング論理が、入力捕捉信号ゲーティングのために使用される。関連付けられた制御レジスタ内に格納されたＡＳＤＧ［７：０］制御ビットは、モジュールが入力捕捉モードで動作するとき、ＩＣＤＩＳステータス／制御ビットをクリアするために使用される、入力ソースを選択する。２つ以上のＡＳＤＧビットが設定される場合、ソースは、論理的にともにＯＲ処理され、ゲーティング信号を生成する。
【００３２】
ＡＳＤＧ［７：０］ビットがクリアされる場合、全入力捕捉ゲートソースは、ディスエーブルにされる。利用可能な入力捕捉ゲートソースは、例示的ソースのための図６に示されるように、デバイス依存である。ソースは、図６に示されるように、外部または内部信号であることができる。外部信号は、ピンＯＣＦＡおよびＯＣＦＢを通して受信されてもよい。
【００３３】
図５は、タイムベースクロック発生器の実施形態を示す。ＳＳＤＧビットは、自動シャットダウン論理へのソフトウェア入力としての役割を果たし、また、入力捕捉信号を手動でゲーティングするために使用されてもよい。ＳＳＤＧビットが１に設定されると、論理０が、ゲーティング信号論理に送信される。
【００３４】
ＳＳＤＧビットがクリアされると、論理‘１’が、ゲーティング信号論理に送信される。ＡＳＤＧソースおよびＳＳＤＧビットの挙動は、ゲーティングソースモードに依存するであろう。
【００３５】
入力捕捉ゲーティングソースが、図６に示されるように、ＡＳＤＧ［７：０］制御ビットを使用してイネーブルにされると、ソースは、３つの異なる方法において、捕捉イベントをゲーティングするように構成されてもよい。
１．入力捕捉ゲーティングソースのレベルは、入力捕捉イベントがゲーティングされるかどうか判定するであろう。ゲーティングソースからの低入力レベルは、将来的捕捉イベントをディスエーブルし、ＩＣＤＩＳビットが、これを反映するように設定されるであろう。高入力レベルは、将来的捕捉イベントをイネーブルし、ＩＣＤＩＳビットが、これを反映するようにクリアされるであろう。
２．入力捕捉ゲーティングソースの立ち上がりエッジは、将来的捕捉イベントをイネーブルし、ＩＣＤＩＳビットが、これを反映するようにクリアされるであろう。これは、ワンショットモードであり、入力捕捉ゲーティングソースからのさらなるエッジは、影響を及ぼさないであろう。
３．入力捕捉ゲーティングソースの立ち下がりエッジは、将来的捕捉イベントをディスエーブルし、ＩＣＤＩＳビットが、これを反映するために設定されるであろう。これは、ワンショットモードであり、入力捕捉ゲーティングソースからのさらなるエッジは、影響を及ぼさないであろう。
【００３６】
入力捕捉ゲーティングソースモードは、図４に示されるように、関連付けられた制御レジスタ内に格納されるＩＣＧＳＭ［１：０］制御ビットを使用して選択される。
【００３７】
入力捕捉信号ゲーティング機能は、以下のように使用されてもよい。
１．入力捕捉ゲーティングソースを選択する。
２．入力捕捉ゲーティングソースの動作モードを選択する。
３．ワンショットモードが前のステップで選択された場合、必要に応じて、入力捕捉ゲーティングイベントのために、モジュールを‘準備（ａｒｍ）’するため、ＩＣＤＩＳビットを設定またはクリアする。
４．モジュールは、それぞれ、ＭＯＤ［３：０］およびＩＣＳ「２：０」制御ビットを使用して、所望の動作モードおよび入力ソースのためにイネーブルにされる。モジュールは、現時点では、外部ゲートイベントに対して‘準備できている（ａｒｍｅｄ）’ことになるであろう。
５．捕捉イベントは、ＩＣＤＩＳ＝１の間、発生されないであろう。
６．ＩＣＤＩＳがクリアされた後、次の有効立ち上がりまたは立ち下がり入力信号エッジ（捕捉モードに応じて）が、捕捉イベントをトリガするであろう。
【００３８】
ワンショットゲートモードが選択された場合、一実施形態では、ＩＣＤＩＳビットは、ソフトウェア内で設定またはクリアされ、ゲーティング回路を再準備（ｒｅ−ａｒｍ）しなければならない。
【００３９】
割り込みは、一実施形態によると、ゲーティングイベントの結果、発生されない。ゲートイベントを発生させるソースは、必要に応じて、本モジュール外で割り込みを発生させるように構成されるべきである。
【００４０】
図７は、入力捕捉イベントゲーティングのためのタイミングを示す。入力イベントは、タイムベースクロックソースｔｍｒ＿ｃｌｋの立ち下がりエッジにおいてサンプリングされる。実施例は、レベルセンシティブ入力捕捉ゲーティング（ＩＣＧＳＭ［１：０］＝００）を使用し、入力捕捉モジュールは、立ち上がりおよび立ち下がりエッジ（ＭＯＤ［３：０］＝００１１）毎に捕捉するように構成されると仮定する。
【００４１】
入力捕捉信号、ｉｃｓ＿ｉｎは、ｔｍｒ＿ｃｌｋの各立ち下がりエッジにおいてサンプリングされる。ゲーティング信号ａｓｄｇ＿ｉｎもまた、ｔｍｒ＿ｃｌｋの立ち下がりエッジにおいてサンプリングされる。有効エッジがサンプリングされるとき、ゲーティング信号が高でサンプリングされる場合、サンプルイベントが、生成される。有効エッジがサンプリングされるとき、ゲーティング信号が低である場合、サンプルイベントは、生成されない。
【００４２】
図８および図９は、それぞれ、ＩＣＧＳＭ＝０１およびＩＣＧＳＭ＝１０であるときの入力捕捉信号ゲーティングのためのタイミングを示す。これらのモードでは、ａｓｄｇ＿ｉｎ信号における立ち下がりエッジは、将来的入力捕捉イベントをイネーブルまたはディスエーブルするであろう。ａｓｄｇ＿ｉｎ信号の立ち下がりエッジは、ゲーティング回路によってラッチされ、タイムベースクロックソースｔｍｒ＿ｃｌｋに同期されない。ゲーティング回路のステータスは、ＩＣＤＩＳステータスビットによって示される。
【図１】
0006275051.tif 000002
【図２】
0006275051.tif 000003
【図３】
0006275051.tif 000004
【図４】
0006275051.tif 000005
【図５】
0006275051.tif 000006
【図６】
0006275051.tif 000007
【図７】
0006275051.tif 000008
【図８】
0006275051.tif 000009
【図９】
0006275051.tif 000010