应用于微控制器的数据传输模块自检测系统及实现方法与流程

1.本发明涉及集成电路技术领域，尤其涉及应用于微控制器的数据传输模块自检测系统及实现方法。


背景技术：

2.目前在汽车微控制器中，为侦测各通讯外设模块的故障、失效，从而满足功能安全（iso26262）的要求，需要使用大量的软件代码来检测各个通讯外设模块之间所传输数据的完整性和正确性，一方面增加了冗余代码量，另一方面对时效性也是一种很大的牺牲。


技术实现要素：

3.鉴于目前现有技术的不足，本发明的目的在于提供一种简单、及时的应用于微控制器的数据传输模块自检测系统及实现方法。
4.为达到上述目的，本发明的实施例采用如下技术方案：一种应用于微控制器的数据传输模块自检测系统，包括：多个多路选择器，所述微控制器上的每种通讯外设模块通过所述多个多路选择器相连接成网状，每一个通讯外设模块通过所述多路选择器可以选择接收片外数据或者接收片上其他通讯外设模块的发送数据，每一个通讯外设模块在空闲时作为其他通讯外设模块的检测电路。
5.进一步，所述每种通讯外设模块包括串行外设接口、集成电路总线、通用异步收发传输器、集成电路内置音频总线。
6.进一步，每一个通讯外设模块均具有发送端和接收端，对于每一种通讯外设模块，所述系统包括：第一通讯外设模块，所述第一通讯外设模块的发送端与第一片外控制器相连，所述第一通讯外设模块的接收端通过第一多路选择器与第一片外控制器、以及其他所有通讯外设模块的发送端一一相连；第二通讯外设模块，所述第二通讯外设模块的发送端与第二片外控制器相连，所述第二通讯外设模块的接收端通过第二多路选择器与第二片外控制器、以及其他所有通讯外设模块的发送端一一相连；
……
，以此类推；第n通讯外设模块，所述第n通讯外设模块的发送端与第n片外控制器相连，所述第n通讯外设模块的接收端通过第n多路选择器与第n片外控制器、以及其他所有通讯外设模块的发送端一一相连。
7.进一步，所述微控制器为汽车微控制器，所述片外控制器为行车电脑。
8.一种应用于微控制器的数据传输模块自检测系统的实现方法，所述方法采用如前所述的微控制器的通讯外设模块片上自检测系统，每一个通讯外设模块通过多路选择器可以选择接收片外数据或者接收片上其他通讯外设模块的发送数据，每一个通讯外设模块在空闲时作为其他通讯外设模块的检测电路。
9.进一步，所述实现方法包括：在一个数据传输周期内，通过查询通讯外设模块状态侦测到空闲通讯外设模块；通过端口配置将该空闲通讯外设模块到片外数据的连接断开，并将该通讯外设模块接收端映射到待检测通讯外设模块的发送端；在空闲通讯外设模块接收到待检测通讯外设模块数据后在后台与待发送数据进行比较，如果发现不匹配，则通过中断通知系统及时响应，如果数据匹配，当前数据传输完成，开始进入下一次数据传输周期。
10.本发明的有益效果主要体现在：利用微控制器内已有通讯外设模块的空闲期，在片上实现通讯外设模块传输数据的实时自检，从而及时侦测到关键通讯外设模块的故障或失效并反馈给系统做出及时响应。本发明的结构简单，减少了软件代码量的同时又在硬件阶段加入少量驱动代码就满足了功能安全的要求。
附图说明
11.为了更清楚地说明本发明实施例中的技术方案，下面将对实施例中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本发明的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。
12.图1为本发明一实施方式一种应用于微控制器的数据传输模块自检测系统的框架示意图。
具体实施方式
13.下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。
14.请参见图1所示，本发明一实施方式一种应用于微控制器的数据传输模块自检测系统，所述系统包括：多个多路选择器，所述微控制器上的每种通讯外设模块通过所述多个多路选择器相连接成网状，每一个通讯外设模块通过所述多路选择器可以选择接收片外数据或者接收片上其他通讯外设模块的发送数据，每一个通讯外设模块在空闲时作为其他通讯外设模块的检测电路。
15.其中，所述微控制器为汽车微控制器，所述片外数据由片外控制器提供，在本实施例中，所述片外控制器为行车电脑（ecu）。所述微控制器中有多种通讯外设模块，包括但不限于串行外设接口（spi）、集成电路总线（iic）、通用异步收发传输器（uart）、集成电路内置音频总线（i2s）。本发明所述微控制器的通讯外设模块片上自检测系统，针对每一种通讯外设模块，将片上所有相同的通讯外设模块通过多个多路选择器相连接成网状。
16.具体的，每一个通讯外设模块均具有发送端（tx）和接收端（rx），对于每一种通讯外设模块，所述微控制器的通讯外设模块片上自检测系统包括：第一通讯外设模块（ip1），所述第一通讯外设模块（ip1）的发送端（tx）与第一片外控制器（ecu1）相连，所述第一通讯外设模块（ip1）的接收端（rx）通过第一多路选择器
（mux1）与第一片外控制器（ecu1）、以及其他所有通讯外设模块的发送端（tx）一一相连；第二通讯外设模块（ip2），所述第二通讯外设模块（ip2）的发送端（tx）与第二片外控制器（ecu2）相连，所述第二通讯外设模块（ip2）的接收端（rx）通过第二多路选择器（mux2）与第二片外控制器（ecu2）、以及其他所有通讯外设模块的发送端（tx）一一相连；
……
，以此类推；第n通讯外设模块（ipn），所述第n通讯外设模块（ipn）的发送端（tx）与第n片外控制器（ecun）相连，所述第n通讯外设模块（ipn）的接收端（rx）通过第n多路选择器（muxn）与第n片外控制器（ecun）、以及其他所有通讯外设模块的发送端（tx）一一相连。
17.在实施例中，所述各通讯外设模块分别与一不同的片外控制器相连，有些时候，根据需要，部分通讯外设模块也可与一相同的片外控制器相连。
18.本发明所述一种应用于微控制器的数据传输模块自检测系统的实现方法，所述方法采用如前所述的微控制器的通讯外设模块片上自检测系统，每一个通讯外设模块通过多路选择器可以选择接收片外数据或者接收片上其他通讯外设模块的发送数据，每一个通讯外设模块在空闲时作为其他通讯外设模块的检测电路。
19.具体的，所述微控制器的通讯外设模块片上自检测方法包括：在一个数据传输周期内，通过查询通讯外设模块状态侦测到空闲通讯外设模块；通过端口配置将该空闲通讯外设模块到片外数据的连接断开，并将该通讯外设模块接收端映射到待检测通讯外设模块的发送端；在空闲通讯外设模块接收到待检测通讯外设模块数据后在后台与待发送数据进行比较，如果发现不匹配，则通过中断通知系统及时响应，如果数据匹配，当前数据传输完成，开始进入下一次数据传输周期。
20.本发明利用微控制器内已有通讯外设模块的空闲期，在片上实现通讯外设模块传输数据的实时自检，从而及时侦测到关键通讯外设模块的故障或失效并反馈给系统做出及时响应。本发明的结构简单，减少了软件代码量的同时又在硬件阶段加入少量驱动代码就满足了功能安全的要求。
21.以上所述，仅为本发明的具体实施方式，但本发明的保护范围并不局限于此，任何熟悉本领域技术的技术人员在本发明公开的技术范围内，可轻易想到的变化或替换，都应涵盖在本发明的保护范围之内。因此，本发明的保护范围应以所述权利要求的保护范围为准。

技术特征：
1.一种应用于微控制器的数据传输模块自检测系统，其特征在于，所述系统包括：多个多路选择器，所述微控制器上的每种通讯外设模块通过所述多个多路选择器相连接成网状，每一个通讯外设模块通过所述多路选择器可以选择接收片外数据或者接收片上其他通讯外设模块的发送数据，每一个通讯外设模块在空闲时作为其他通讯外设模块的检测电路。2.根据权利要求1所述的系统，其特征在于，所述每种通讯外设模块包括串行外设接口、集成电路总线、通用异步收发传输器、集成电路内置音频总线。3.根据权利要求1所述的系统，其特征在于，每一个通讯外设模块均具有发送端和接收端，对于每一种通讯外设模块，所述系统包括：第一通讯外设模块，所述第一通讯外设模块的发送端与第一片外控制器相连，所述第一通讯外设模块的接收端通过第一多路选择器与第一片外控制器、以及其他所有通讯外设模块的发送端一一相连；第二通讯外设模块，所述第二通讯外设模块的发送端与第二片外控制器相连，所述第二通讯外设模块的接收端通过第二多路选择器与第二片外控制器、以及其他所有通讯外设模块的发送端一一相连；
……
，以此类推；第n通讯外设模块，所述第n通讯外设模块的发送端与第n片外控制器相连，所述第n通讯外设模块的接收端通过第n多路选择器与第n片外控制器、以及其他所有通讯外设模块的发送端一一相连。4.根据权利要求3所述的系统，其特征在于，所述微控制器为汽车微控制器，所述片外控制器为行车电脑。5.一种应用于微控制器的数据传输模块自检测系统的实现方法，其特征在于，所述方法采用如权利要求1所述的微控制器的通讯外设模块片上自检测系统，每一个通讯外设模块通过多路选择器可以选择接收片外数据或者接收片上其他通讯外设模块的发送数据，每一个通讯外设模块在空闲时作为其他通讯外设模块的检测电路。6.根据权利要求5所述的实现方法，其特征在于，所述方法包括：在一个数据传输周期内，通过查询通讯外设模块状态侦测到空闲通讯外设模块；通过端口配置将该空闲通讯外设模块到片外数据的连接断开，并将该通讯外设模块接收端映射到待检测通讯外设模块的发送端；在空闲通讯外设模块接收到待检测通讯外设模块数据后在后台与待发送数据进行比较，如果发现不匹配，则通过中断通知系统及时响应，如果数据匹配，当前数据传输完成，开始进入下一次数据传输周期。

技术总结
本发明提供一种应用于微控制器的数据传输模块自检测系统及实现方法，所述系统包括多个多路选择器，所述微控制器上的每种通讯外设模块通过所述多个多路选择器相连接成网状，每一个通讯外设模块通过所述多路选择器可以选择接收片外数据或者接收片上其他通讯外设模块的发送数据，每一个通讯外设模块在空闲时作为其他通讯外设模块的检测电路。本发明利用微控制器内已有通讯外设模块的空闲期，在片上实现通讯外设模块传输数据的实时自检，从而及时侦测到关键通讯外设模块的故障或失效并反馈给系统做出及时响应。本发明的结构简单，减少了软件代码量的同时又在硬件阶段加入少量驱动代码就满足了功能安全的要求。动代码就满足了功能安全的要求。动代码就满足了功能安全的要求。


技术研发人员：王成 陈志军 万郁葱
受保护的技术使用者：苏州旗芯微半导体有限公司
技术研发日：2022.03.09
技术公布日：2023/9/20