(57)【要約】本発明は、共通の半導体基板（１００）での少なくとも２つのマイクロコントローラ（２００、３００）の構成であって、少なくとも２つのマイクロコントローラ（２００、３００）の各々は、ハードウェアインターフェース（２１０、３１０）を有し、少なくとも２つのマイクロコントローラ（２００、３００）は、ハードウェアインタフェース（２１０、３１０）を介して、結合手段（４００）によって、データ伝送のために結合されている、上記構成に関する。【選択図】図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
共通の半導体基板（１００）での少なくとも２つのマイクロコントローラ（２００、３００）の構成であって、
前記少なくとも２つのマイクロコントローラ（２００、３００）の各々は、ハードウェアインタフェース（２１０、３１０）を有し、
前記少なくとも２つのマイクロコントローラ（２００、３００）は、前記ハードウェアインタフェース（２１０、３１０）を介して、結合手段（４００）によって、データ伝送のために結合されている、構成。
【請求項２】
前記少なくとも２つのマイクロコントローラ（２００）はそれぞれ、同一の機能範囲を有する、請求項１に記載の構成。
【請求項３】
前記少なくとも２つのマイクロコントローラ（２００、３００）の１のマイクロコントローラは、前記少なくとも２つのマイクロコントローラ（２００、３００）の他のマイクロコントローラとは異なる機能範囲を有する、請求項１に記載の構成。
【請求項４】
前記ハードウェアインタフェース（２１０、３１０）は、バスインタフェースとして構成される、請求項１〜３のいずれか１項に記載の構成。
【請求項５】
前記ハードウェアインタフェース（２１０、３１０）は、並列又は直列インタフェースとして構成される、請求項１〜４のいずれか１項に記載の構成。
【請求項６】
前記結合手段（４００）は、１つ以上の導電トラックを有する、請求項１〜５のいずれか１項に記載の構成。
【請求項７】
前記少なくとも２つのマイクロコントローラ（２００、３００）は、１つのマイクロコントローラのように製造される、請求項１〜６のいずれか１項に記載の構成。
【請求項８】
前記構成は、外部に対して１つのマイクロコントローラのように振る舞う、請求項１〜７のいずれか１項に記載の構成。
【請求項９】
請求項１〜８のいずれか１項に記載の構成（１１０）を備える演算ユニットであって、前記演算ユニットは、内燃機関の制御のために設けられる、演算ユニット。
【請求項１０】
請求項１〜８のいずれか１項に記載の構成（１１０）を製造する方法であって、
前記少なくとも２つのマイクロコントローラ（２００、３００）は、１つのマイクロコントローラのように製造される、方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、共通の半導体基板での少なくとも２つのマイクロコントローラの構成であって、マイクロコントローラの内部構造が特に各リソースを共有するためにデータ伝送のために結合されている、上記構成と、このような構成を製造する方法と、に関する。
【背景技術】
【０００２】
例えば、機械、装置、原動機付乗物、又は商用車を制御する制御装置において、又は、例えば携帯電話若しくはテレビ等の家庭用電化製品において、制御装置の個々の構成要素は互いに通信している。内燃機関のエンジン制御装置のタスクは、例えば、複数の入力信号（例えば、回転数、温度、又は圧力）から、操作部（噴射器又は点火装置等）のための出力値を計算することである。このために制御装置は、構成要素として、例えば、マイクロコントローラ、ＡＳＩＣ、ＡＳＳＰ等を有する。
【０００３】
マイクロコントローラは、１つの集積回路として構成された固有のプロセッサ及びメモリを特に備えた、小さくて完全なコンピュータシステムである。ＡＳＩＣとして、特定用途向け集積回路（英語：Ａｐｐｌｉｃａｔｉｏｎ  Ｓｐｅｃｉｆｉｃ  Ｉｎｔｅｇｒａｔｅｄ  Ｃｉｒｃｕｉｔ）が称される。ＡＳＳＰとして、特定用途向け標準品（英語：Ａｐｐｌｉｃａｔｉｏｎ  Ｓｐｅｃｉｆｉｃ  Ｓｔａｎｄａｒｄ  Ｐｒｏｄｕｃｔｓ）が称される。
【０００４】
マイクロコントローラが実行しうる複雑な機能により、マイクロコントローラは、制御装置の中心的構成要素であることが多く、制御装置の全ての他の構成要素、特に、他のＩＣを制御する。マイクロコントローラには大抵、駆動のために必要なデータ、特性マップ、及び／又は、プログラムも、固有のメモリを有さず又は固有のメモリが小さ過ぎる他の構成要素のためにも、格納されている。
【０００５】
様々な適用のために、例えば先に挙げた内燃機関の制御のために、通常では、特定の適用分野をカバーする特別なマイクロコントローラが特化されて、形成される。但し、高価な設計費用により、従って高価な設計及び製造コストにより、特定用途のために特化されているが必要とされる個数が少ないマイクロコントローラを製造して提供することは、経済的には有意義ではないことが多い。
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
従って、用途に固有のマイクロコントローラを低い設計費用でも提供する可能性を示すことが望まれている。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
本発明に基づいて、独立請求項の特徴を備えた、共通の半導体基板での少なくとも２つのマイクロコントローラの構成及びその製造方法が提案される。有利な構成は、従属請求項及び以下の明細書の記載の主題である。
【発明の効果】
【０００８】
本発明に係る構成は、共通の半導体基板に配置された少なくとも２つのマイクロコントローラ、特に、自動車用マイクロコントローラを有し、少なくとも２つのマイクロコントローラの各々は、ハードウェアインタフェースを有し、その際に、少なくとも２つのマイクロコントローラは、ハードウェアインタフェースを介して、結合手段によって、データ伝送のために結合されている。これにより、上記の構成は、外部に対しては、特に、内部では少なくとも２つの（物理的な）マイクロコントローラで構成された１つの論理的なマイクロコントローラとなる。
【０００９】
特に、少なくとも２つのマイクロコントローラの各々は、単独でも作動可能である。これにより、特定数のマイクロコントローラを組み合わせることが可能であり、従って、全てのマイクロコントローラのリソースを共有することが可能である。これにより、必要に応じて、必要な数のマイクロコントローラを利用することも可能であり、その際には、共通の半導体基板での構成と、結合手段と、を形成するための僅かな設計コストのみ必要である。特に、既存の設計によるマイクロコントローラであって、ハードウェアインタフェースの分だけ拡張すればよい上記マイクロコントローラを利用できることは有利である。の場合、マイクロコントローラは、引き続き「スタンドアローン」（ｓｔａｎｄａｌｏｎｅ）で使用可能であるが、組み合わせて、より大きな論理的マイクロコントローラとすることも可能である。これにより、少ない個数で効率良く製造することが可能であり、もはや、コストを掛けて特殊なマイクロコントローラを構成する必要がない。さらに、２つのマイクロコントローラによって、より多くの機能が具現化されうる。
【００１０】
従って例えば、マイクロコントローラは単独で、４つの気筒を有する内燃機関の制御装置で利用され、２つのこのようなマイクロコントローラによる本発明に係る構成は、８つの気筒を有する内燃機関の制御装置のために利用されうる。
【００１１】
好適に、少なくとも２つのマイクロコントローラはそれぞれ、同一の機能範囲を有する。これにより、１つの形態によるマイクロコントローラのみによって、様々な機能範囲を有する構成を、コスト効率良く提供することが可能である。
【００１２】
代替的に、１のマイクロコントローラは、他のマイクロコントローラとは異なる機能範囲を有する。これにより、例えば２つの形態によるマイクロコントローラによって、複数の様々な機能範囲を有する構成が提供されうる。
【００１３】
現在の技術ではパターン幅が狭いことにより、ハードウェアインタフェースは、有利に、並列インタフェースとして形成されうる。ｘ（ｘは特に１．．．５１２）ビット幅を有する文献で公知のバス（ＡＨＢ（Ａｄｖａｎｃｅｄ  Ｈｉｇｈ−ｐｅｒｆｏｒｍａｎｃｅ  Ｂｕｓ）、ＬＭＢ（Ｌｏｃａｌ  Ｍｅｍｏｒｙ  Ｂｕｓ）、…）、即ち特に、所謂オンチップ（Ｏｎ−Ｃｈｉｐ）バスが結合のために利用されうる。並列伝送によってデータレートが実質的により高く、さらに、リソースが同一チップ上に実現されているかのような、これに匹敵するパフォーマンスが実現される。その際に、結合手段は、半導体基板上の複数の導電トラックとして構成されうる。
【００１４】
更なる別の有利な実施形態は、各ハードウェアインタフェースを直列インタフェースとして構成し、少なくとも２つのマイクロコントローラを、直列接続を介して結合することである。その際に、結合手段は、半導体基板上の単一の導電トラックとして形成されうる。これにより、静電気放電からの防護と、マイクロコントローラ内でのドライバ構造と、に関して大きな構造が必要ではなく、このような大きな構造であれば、マイクロコントローラの速度が制限されるであろう。単一の直列接続としてＲＳ−２３２が適している。好適な発展形態によれば、直列接続は直列バスとしても形成されうる。バスとして、特に、Ｉ２Ｃ、ＳＰＩ、ＬＩＮ、又はＣＡＮが適している。
【００１５】
特に内燃機関の制御のために設けられた演算ユニットでの本発明に係る構成の利用は、特に有利である。なぜならば、内燃機関は複数の様々な実施形態において、多くの場合に少ない個数により、登場することが多いからである。しかしながら、本発明に係る構成は、自動車分野でも、他の分野でも、他の機能を制御する演算ユニットでも利用されうる。
【００１６】
共通の半導体基板に少なくとも２つのマイクロコントローラの本発明に係る構成を製造する方法では、少なくとも２つのマイクロコントローラは、半導体基板の領域に、特に隣り合って形成される。その際に、この少なくとも２つのマイクロコントローラの構成は、１つのマイクロコントローラであるかのように、共通の半導体基板に製造され、即ち、製造工程が、ほぼ並行して進行する。製造方法として、リソグラフィー方法が利用される場合には、有利に、各露光工程、各現像工程、及び各加工工程（例えば、金属のエッチング、メタライゼーション等）により、少なくとも２つのマイクロコントローラが、並行して処理される。
【００１７】
露光の際に、レティクルがマスクとして使用される場合には、最初に１のマイクロコントローラがレティクルにより露光され、続いて他のマイクロコントローラがレティクルにより露光されることで、露光工程はマイクロコントローラごとに別々に行われうる。代替的に、複数のマイクロコントローラが同時に、隣り合って配置された複数のレティクルによって、又は、複数のマイクロコントローラの構造を伝える共通のレティクルによって、露光されてもよい。試験済みの設計がレティクル上にまとめられ、従って、所望の機能範囲ごとに、複数のマイクロコントローラのマスクが存在するレティクルが提供される。代替的に、レティクルごとに、１つのマイクロコントローラの１つの設計が提供されてもよい。
【００１８】
本発明の更なる別の利点及び構成は、以下の明細書の記載、及び、添付の図面から明らかとなろう。
【００１９】
上記の特徴、及び、以下で更に解説される特徴は、各示される組み合わせのみならず、他の組み合わせにおいても、又は、単独でも、本発明の範囲を逸脱することなく利用されうる。
【００２０】
本発明が、実施例を用いて図面に概略的に示され、以下では、図面を参照して詳細に記載される。
【図面の簡単な説明】
【００２１】
【図１】好適な構成による、半導体基板での２つのマイクロコントローラの本発明に係る構成を概略的に示す。
【発明を実施するための形態】
【００２２】
図１は、シリコンウェハとして構成された半導体基板１００が示されている。この半導体基板１００には、２つのマイクロコントローラ２００、３００が堆積され又は配置されている。例えば、２つのマイクロコントローラ２００、３００は同一に構成されうるが、２つのマイクロコントローラは、異なる機能範囲を有することも可能である。
【００２３】
その際に、マイクロコントローラ２００は、例えば、２つのプロセッサコア２０１、２０２と、フラッシュメモリ２０５と、作業メモリ２０６と、を備える。さらに、マイクロコントローラ２００は、ハードウェアインタフェース２１０を備え、このハードウェアインタフェース２１０を介して外部から特にプロセッサコア２０１、２０２への接続が可能である。
【００２４】
同様に、マイクロコントローラ３００は、２つのプロセッサコア３０１、３０２と、フラッシュメモリ３０５と、作業メモリ３０６と、ハードウェアインタフェース３１０と、を備える。ハードウェアインタフェース２１０、３１０は、ここでは、ＡＨＢ（Ａｄｖａｎｃｅｄ  Ｈｉｇｈ−ｐｅｒｆｏｒｍａｎｃｅ  Ｂｕｓ）インタフェースとして構成される。
【００２５】
その際に、２つのマイクロコントローラ２００、３００は、互いに隣り合って半導体基板１００に配置されて、構成１１０を形成し、この構成１１０は、１つのマイクロコントローラのように製造され、外から見ればそのように振る舞う。
【００２６】
マイクロコントローラ２００、３００のハードウェアインタフェース２１０、３１０を介して、マイクロコントローラ２００、３００は、結合手段４００により接続される。ＡＨＢバスの場合、結合手段４００は、半導体基板に堆積されたｘ個の導電トラック（ｘは、当該構造の内部バス幅、及びμＣのパフォーマンスセグメント（Ｐｅｒｆｏｒｍａｎｃｅｓｅｇｍｅｎｔ）に依存する）として構成される。
これは、特に簡単に製造される。
【００２７】
マイクロコントローラ２００、３００は、好適に、既存の（従って、既に試験済みの最適化された）設計によるものであり、結合可能性（即ち、特にハードウェアインタフェース、及び、場合により結合手段）の分だけ拡張すればよい。特に、マイクロコントローラ２００、３００はさらに単独での駆動時にも作動可能であるが、結合されて、本発明に係るより大きな構成にもなりうる。これにより、比較可能な機能範囲を有する新しいマイクロコントローラの設計に対して９０％を上回る設計コストの節約が可能である。
【００２８】
その際に、本発明に係る構成は、２つのマイクロコントローラには限定されず、３つ以上のマイクロコントローラも、適切に半導体基板１００に配置され、ハードウェアインタフェースを介して結合されうる。
【図１】
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【国際調査報告】
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