[发明专利]用于现场总线的微控制器

说明书

技术领域

本发明涉及一种用于现场总线的微控制器。此外，本发明还涉及一种相对应的控制设备和机动车。

背景技术

在数字技术中并且尤其是在电气自动化技术和车辆电子学中，将主处理器（central processing unit，CPU（中央处理单元））与各种外围功能集于一体的集成电路概括而言被称作微控制器（μController、μC、MCU）。通用的微控制器一般包括部分地或者完全集成在同一微芯片上的工作-和程序存储器，并且在该情况下也作为片上系统（SoC，System-on-a-Chip）而为技术人员所熟悉。按照现有技术的微控制器有时履行复杂的外围功能，并且部分地具有可编程的、数字的、模拟的或者混合的功能块，这些功能块在典型的微处理器、实现为辅助-和外围组件的部件、如时钟发生装置（Takterzeugung）、中断控制器（Interrupt-Controller）、接口组件、存储器控制装置并且尤其是定时器的情况下被集成到该芯片本身中。

在本上下文中，术语“定时器”要在与技术信息学和电子学的用语相对应的较为狭窄的字面意义上加以理解，并且表明如下控制组件：该控制组件设立用于实现各种与时间有关的功能。通用的定时器组件（generic timer module，GTM）管理一个或者多个不同的定时器，所述定时器彼此独立地运行并且例如在脉冲发生器、时钟发生器的范围中可以用于进行时间测定或者用作事件计数器的参考。

DE 10 2010 003521示例性地公开了一种用于进行数据处理的系统的电路装置，该进行数据处理的系统用于处理在多个模块中的数据；其中该电路装置配置为，为多个模块中的每个模块提供至少一个时钟、时基和至少一个另外的物理量的基础；该电路装置此外还包括中央路由单元，所述多个模块耦合到该中央路由单元上，并且所述多个模块经由该中央路由单元可以周期地彼此间交换如下数据：所述数据基于该时基和/或基于其他的物理量的基础；并且所述多个模块中的每个模块都配置为，独立地以及与所述多个模块中的其他模块并行地处理数据。此外，DE 10 2010 003521公开了一种相对应的方法。

发明内容

本发明提供了根据独立权利要求所述的一种用于现场总线的微控制器、一种相对应的控制设备以及一种相对应的机动车。

所建议的方案以对新开发的方法的挑战为基础，以便经由异步串行现场总线、如CAN、LIN或者I²C利用无损逐位仲裁基于“与”逻辑门（接线的“与”门（wired AND））来解决加密密钥分配问题。作为所属方法的实例列举了在DE 10 2015 207220 A1以及Andreas MÜLLER、Timo LOTHSPEICH的“Plug-and-secure communication for CAN”（CAN Newsletter, 2015年，第10-14页）中描述的密钥交换协议。这种协议的实现一般需要比方用VHDL、Verilog或者ABEL编写的有综合能力的硬件描述，并且需要与合适的微控制器和发送接收器（收发器）的集成。这些步骤是费时的且成本高昂的，并且有时引起引进对于实践使用有与之联系的延迟的新产品。

而在下文所介绍的概念以模仿GTM中的所述的功能为基础。作为成熟的（vollwertig）捕获/比较单元，这种外围组件能够捕获（capture）并且比较（compare）外部信号。

根据本发明的解决方案的优点在于其被使用在已经可支配的且被限定的μC产品中的资格。为此不需硬件改变。更确切地说，所模仿的功能性作为附加的性能特征被集成到有关的微控制器的软件中。

在具有相对应的协议辅助的新μC产品的电路布局中，根据本发明可以减小面积需求。此外，根据本发明的构建方案这里提供如下优点：针对所谓的引脚共用（Pin-Sharing）使用可能的复用器（multiplexer，MUX）。这样共同使用CAN、LIN、I²C和GTM的端子已经在传统的硬件中广泛使用；因而这里不需要改变。

因为上面所引用的PnS协议使用用于密钥交换的点对点连接，所以以现场总线系统中的分布式PnS辅助为前提。然而，根据本发明的PnS模仿可以补充装备在控制设备中，而为此不改变其硬件。