针对雷达单片微波集成电路(mmic)的灵活配置

文档序号:1903562 发布日期:2021-11-30 浏览:18次 >En<

阅读说明:本技术 针对雷达单片微波集成电路(mmic)的灵活配置 (Flexible configuration for radar Monolithic Microwave Integrated Circuits (MMICs) ) 是由 P·特里帕蒂 A·吉林格 R·科布勒 A·梅尔泽 A·沃格内德 于 2021-05-20 设计创作,主要内容包括:本公开的各实施例涉及针对雷达单片微波集成电路的灵活配置。本公开涉及一种方法,包括:接收并存储与唯一时间相关功能相对应的多个配置命令,每个配置命令与唯一时间相关功能中的不同的时间相关功能相对应;生成针对每个配置命令的唯一命令句柄;将针对每个配置命令的唯一命令句柄传输到控制器;接收并存储捆绑的配置命令,捆绑的配置命令包括与配置命令集合相对应的多个唯一命令句柄;生成针对捆绑的配置命令的捆绑的唯一命令句柄;将捆绑的唯一命令句柄传输到控制器;以及接收执行命令,执行命令包括捆绑的唯一命令句柄,执行命令触发唯一时间相关功能的执行流的执行,唯一时间相关功能对应于与捆绑的唯一命令句柄相关联的配置命令集合。(Embodiments of the present disclosure relate to flexible configurations for radar monolithic microwave integrated circuits. The present disclosure relates to a method comprising: receiving and storing a plurality of configuration commands corresponding to unique time-related functions, each configuration command corresponding to a different one of the unique time-related functions; generating a unique command handle for each configuration command; transmitting a unique command handle for each configuration command to the controller; receiving and storing a bundled configuration command, the bundled configuration command comprising a plurality of unique command handles corresponding to a set of configuration commands; generating a bundled unique command handle for the bundled configuration command; transmitting the bundled unique command handle to the controller; and receiving an execution command, the execution command including a bundled unique command handle, the execution command triggering execution of an execution stream of unique time-related functions, the unique time-related functions corresponding to a set of configuration commands associated with the bundled unique command handle.)

针对雷达单片微波集成电路(MMIC)的灵活配置

技术领域

本公开的各实施例涉及针对雷达单片微波集成电路(MMIC)的灵活配置。

背景技术

现代雷达设备(诸如,雷达测距和速度传感器)可以被集成在所谓的单片微波集成电路(MMIC)中。雷达传感器可以被应用在例如汽车领域中,其中它们被用于所谓的高级驾驶员辅助系统(ADAS),诸如例如“自适应巡航控制”(ACC)或“雷达巡航控制”系统中。这样的系统可以被用于自动调节汽车的速度,以与前方行驶的其他汽车保持安全距离。雷达传感器还可以被用于紧急制动、停车辅助和盲点检测。但是,RF电路也被用于诸如RF通信系统的许多其他领域。

雷达MMIC(有时被称为单芯片雷达)可以在单个封装中并入雷达收发器RF前端的所有核心功能(例如,本地振荡器、功率放大器、低噪声放大器(LNA)、混频器等)、中频(IF)或基带信号的模拟预处理(例如,滤波器、放大器等)以及模数转换。特别是在使用波束控制技术、相控天线阵列等的应用中,RF前端通常包括多个接收和发射信道。在雷达应用中,相控天线阵列可以被采用来感测传入的RF雷达信号的入射角(也被称为“到达方向”,DOA)。

微控制器通过一个或多个通信信道(例如,串行外围设备接口(SPI))发送命令并接收响应来充当雷达MMIC的监控器。为了实现规模经济,雷达MMIC被设计为高度可配置的,以适应具有不同操作模式的不同雷达应用。雷达MMIC的高度可配置性导致MMIC与微控制器之间的通信流量增加,并且进一步导致额外的处理有效载荷来处理在雷达操作期间正确配置MMIC所需的许多命令和响应。增加的流量以及有效载荷增加了用于实时实现雷达操作的设计复杂度。

鉴于上述情况,可能需要通过减少微控制器与MMIC之间的通信流量以及执行有效载荷来降低用于实时实现雷达操作的设计复杂度的改进系统。

发明内容

实施例提供了用于对射频(RF)电路的接收信号路径的接收监测的方法和设备。

一个或多个实施例提供了雷达单片微波集成电路(MMIC),雷达单片微波集成电路包括:用于发射雷达信号的发射信道或用于接收所反射的雷达信号的接收信道中的至少一个;以及配置和排序电路,被配置为接收和存储与唯一时间相关功能相对应的多个配置命令,每个配置命令与唯一时间相关功能中的不同的唯一时间相关功能相对应,其中配置和排序电路被配置为生成针对每个配置命令的唯一命令句柄,并且将针对每个配置命令的唯一命令句柄传输到控制器。配置和排序电路还被配置为:接收和存储捆绑的配置命令,捆绑的配置命令包括与配置命令集合相对应的多个唯一命令句柄;生成针对捆绑的配置命令的捆绑的唯一命令句柄;以及将捆绑的唯一命令句柄传输到控制器。配置和排序电路还被配置为从包括捆绑的唯一命令句柄的控制器接收执行命令,其中执行命令触发配置和排序电路来执行唯一时间相关功能的执行流,唯一时间相关功能对应于与捆绑的唯一命令句柄相关联的配置命令集合。

一个或多个实施例提供了雷达系统,雷达系统包括控制器和雷达单片微波集成电路(MMIC)。控制器被配置为:生成与唯一时间相关功能相对应的多个配置命令,每个配置命令与唯一时间相关功能中的不同的唯一时间相关功能相对应;生成多个捆绑的配置命令,每个捆绑的配置命令对应于唯一配置命令集合;以及生成多个执行命令,每个执行命令对应于多个捆绑的配置命令中的不同的捆绑的配置命令。雷达MMIC包括:用于发射雷达信号的发射信道或用于接收所反射的雷达信号的接收信道中的至少一个;以及配置和排序电路,被配置为接收和存储从控制器接收的多个配置命令,其中配置和排序电路被配置为生成针对每个配置命令的唯一命令句柄,并且将针对每个配置命令的唯一命令句柄传输到控制器。配置和排序电路还被配置为:接收和存储从控制器接收的捆绑的配置命令,捆绑的配置命令包括多个唯一命令句柄,多个唯一命令句柄指示唯一配置命令集合;生成针对捆绑的配置命令捆绑的唯一命令句柄;以及将捆绑的唯一命令句柄传输到控制器。配置和排序电路还被配置为从包括捆绑的唯一命令句柄的控制器接收执行命令,其中执行命令触发配置和排序电路来执行唯一时间相关功能的执行流,唯一时间相关功能对应于与捆绑的唯一命令句柄相关联的配置命令集合。

一个或多个实施例提供了配置雷达单片微波集成电路(MMIC)并且执行所配置的命令的方法。方法包括:接收并存储与唯一时间相关功能相对应的多个配置命令,每个配置命令与唯一时间相关功能中的不同的时间相关功能相对应;生成针对每个配置命令的唯一命令句柄;将针对每个配置命令的唯一命令句柄传输到控制器;接收并存储捆绑的配置命令,捆绑的配置命令包括与配置命令集合相对应的多个唯一命令句柄;生成针对捆绑的配置命令捆绑的唯一命令句柄;将捆绑的唯一命令句柄传输到控制器;以及接收执行命令,执行命令包括捆绑的唯一命令句柄,其中执行命令触发唯一时间相关功能的执行流的执行,唯一时间相关功能对应于与捆绑的唯一命令句柄相关联的配置命令集合。

附图说明

本文参考附图来描述实施例。

图1是根据一个或多个实施例的雷达系统的示意性框图。

图2图示了根据一个或多个实施例的在微控制器与单片微波集成电路(MMIC)之间的、用于配置和执行命令的通信交换;

图3图示了根据一个或多个实施例的在微控制器与MMIC之间的、用于配置和执行循环批处理的通信交换;

图4示出了根据一个或多个实施例的在微控制器与MMIC之间的、用于配置和执行分叉的通信交换;以及

图5是根据一个或多个实施例的在雷达系统中的MMIC实现方式的示意性框图。

具体实施方式

在下文中,阐述细节来提供对示例性实施例的更彻底的解释。然而,对于本领域技术人员明显的是,可以在没有这些具体细节的情况下实践实施例。在其他实例中,以框图的形式或以示意图的形式而不是详细地示出了公知的结构和设备,以避免使得实施例不清楚。此外,除非另外特别指出,否则下文中描述的不同实施例的特征可以彼此组合。

此外,在以下描述中使用等同或相同的附图标记表示等同或相同的元素或具有等同或相同功能的元素。由于在附图中相同或功能等效的元素被赋予相同的附图标记,因此可以省略对具有相同附图标记的元素的重复描述。因此,为具有相同或相似附图标记的元素提供的描述可以相互交换。

在该方面,可以参考所描述的附图的取向来使用方向术语,诸如“顶部”、“底部”、“之下”、“之上”、“前面”、“后面”、“背面”、“前部”、“尾部”等。因为实施例的各部分可以以许多不同的取向来定位,所以方向术语被用于例示目的。应当理解,在不脱离权利要求所限定的范围的情况下,可以利用其他实施例,并且可以进行结构或逻辑上的改变。因此,以下详细描述不应在限制的意义上进行。权利要求中使用的方向术语可以在不受限于特定取向的情况下,帮助限定一个元素与另一元素或特征的空间或位置关系。

将理解,当一个元素被称为“连接”或“耦合”到另一元素时,它可以被直接连接或耦合到另一元素,或者可以存在中间元素。相反,当一个元素被称为“直接连接”或“直接耦合”至另一元素时,则不存在中间元素。应当以类似的方式来解释用于描述元素之间的关系的其他词语(例如,“在...之间”与“直接在...之间”、“相邻”与“直接相邻”等)。

在本文所述或附图中示出的实施例中,只要基本上保持例如用于传输某种信号或某种信息的连接或耦合的目的,任何直接的电连接或耦合(即,没有附加中间元素的任何连接或耦合)也可以通过间接的连接或耦合(即,利用一个或多个附加中间元素的连接或耦合,反之亦然)来实现。来自不同实施例的特征可以被组合来形成另外的实施例。例如,除非相反地指出,否则关于实施例中的实施例描述的变化或修改也可以适用于其他实施例。

在本公开中,包括序数的表达,诸如“第一”、“第二”等,可以修饰各种元素。然而,这样的元素不受以上表达的限制。例如,以上表达不限制元素的序列和/或重要性。以上的表达仅用于将一个元素与其他元素区分开的目的。例如,第一框和第二框指示不同的框,但是它们都是框。对于另外的示例,在不脱离本公开的范围的情况下,第一元素可以被称为第二元素,并且类似地,第二元素也可以被称为第一元素。

本公开的一个或多个方面可以被实现为其上记录有程序的非暂态计算机可读记录介质,程序体现了方法/算法来指示处理器以执行方法/算法。因此,非暂态计算机可读记录介质可以具有存储在其上的电子可读控制信号,电子可读控制信号与可编程计算机系统协作(或能够协作),从而执行相应方法/算法。非暂态计算机可读记录介质可以是例如CD-ROM、DVD、蓝光盘、RAM、ROM、PROM、EPROM、EEPROM、FLASH存储器或电子存储器设备。

本公开的每个元素可以通过在存储器上实现专用硬件或软件程序来配置,专用硬件或软件程序控制处理器来执行任何组件或其组合的功能。任何组件可以被实现为中央处理单元(CPU)或其他处理器,并且读取并执行来自诸如硬盘或半导体存储器设备的记录介质中的软件程序。例如,指令可以由一个或多个处理器来执行,一个或多个处理器诸如是一个或多个CPU、数字信号处理器(DSP)、通用微处理器、专用集成电路(ASIC)、现场可编程逻辑阵列(FPGA)、可编程逻辑控制器(PLC)或其他等效的集成或分立逻辑电路。

因此,本文所使用的术语“处理器”指代任何前述结构或适合于实现本文所述技术的任何其他结构。包括硬件的控制器也可以执行本公开的一个或多个技术。包括一个或多个处理器的控制器可以使用电信号和数字算法来执行其接收、分析和控制功能,这些功能还可以包括校正功能。这样的硬件、软件和固件可以在同一设备内或在单独的设备内实现来支持本公开中描述的各种技术。

图1示出了根据一个或多个实施例的雷达系统的示意性框图。雷达系统包括半导体芯片100,半导体芯片100包括发射器110和微控制器(MCU)10,发射器110包括针对雷达信号的至少一个发射信道111和/或针对雷达信号的至少一个接收信道120。半导体芯片100因此可以被视为雷达传感器的一部分或雷达系统的一部分。更具体地,半导体芯片100是雷达单片微波集成电路(MMIC)。

发射信道111包括一个或多个电路组件并且被配置为生成一个或多个雷达发射信号并且将该一个或多个雷达发射信号输出到一个或多个天线。如图1所示,发射器110可以包括一个或多个发射信道111。接收信道120包括一个或多个电路组件并且被配置为从一个或多个天线接收并处理一个或多个雷达接收信号。如图1所示,接收信道120可以包括一个或多个接收器121、模拟前端122、模数转换器(ADC)123、数字前端(DFE)124和接口125。

模拟前端122可以包括RF信号处理所需的所有电路组件。这样的电路组件可以(但不一定)包括例如本地振荡器(LO)、RF功率放大器、低噪声放大器(LNA)、定向耦合器(诸如大鼠竞赛耦合器和环行器)以及用于将RF信号下转换到基带或中频(IF)频段的混频器。

注意,天线阵列可以被用来代替单个天线。所描绘的示例示出了具有单独的RX和TX天线的双站(或伪单站)雷达系统。在单站雷达系统的情况下,单个天线或单个天线阵列可以被用于接收和发射电磁(雷达)信号。在该情况下,定向耦合器(例如,环行器)可以被用于将待发射到雷达信道的RF信号与从雷达信道接收的RF信号分离。在实践中,雷达系统通常包括若干发射(TX)和接收(RX)信道,若干发射(TX)和接收(RX)信道尤其允许测量接收雷达回波的方向(到达方向(DoA))。

在调频连续波(FMCW)雷达系统的情况下,由TX天线5辐射的发射RF信号在大约20GHz至100GHz之间的范围内(例如,在21GHz至26GHz的频带或76GHz至81GHz频带内)。如上所述,由RX天线接收的RF信号包括雷达回波,即,在所谓的雷达目标处反向散射的信号。

所接收的RF信号被下转换到基带(或IF频带)并且使用模拟前端122处的模拟信号处理而在基带中被进一步处理,进一步处理基本上包括对基带信号的滤波和放大。将理解,如果所接收的RF信号被下转换到IF频带,则模拟前端122的基带信号处理链可以被称为IF信号处理链。因此,模拟前端122的处理链通常被称为模拟信号处理链。

基带信号使用一个或多个模数转换器(ADC)123而最终被数字化,并且在数字前端124处的数字域中被进一步处理。数字前端124包括例如在数字信号处理器(DSP)中实现的数字信号处理链。

此外,半导体芯片100包括配置和排序电路130,配置和排序电路130被集中配置为处理配置请求、执行命令和返回响应。配置和排序电路130包括固件(FW)命令处理器,固件(FW)命令处理器单独处理来自微控制器(MCU)10的配置请求和执行请求。FW命令处理器是配置和排序电路130的处理模块。配置和排序电路130将所执行的配置和执行请求的结果进一步发送回到MCU10。此处,MCU 10被配置为用于驱动雷达MMIC 100的雷达功能的雷达驱动器。

具体地,配置和排序电路130针对发射器110(即,一个或多个发射信道111)和/或接收信道120的时间相关功能来确定排序方案并且该根据排序方案来驱动发射器110(即,一个或多个发射信道111)和/或接收信道120的电路元件。发射信道111和/或接收信道120的时间相关功能是以与发射信道111和/或接收信道120的一个或多个其他时间相关功能在时间上协调或同步的方式,以确保雷达传感器或雷达系统正确操作来执行或进行的功能。因此,排序方案表示各个时间相关功能在时间上协调或同步的执行顺序。

例如,时间相关功能可以包括与生成射频雷达发射信号有关的发射信道111的功能、与处理射频雷达接收信号有关的接收信道120的功能、针对发射信道111和/或接收信道120的一个或多个电路组件的监测功能、针对由发射信道111和/或接收信道120处理的信号的监测功能、或者发射信道111和/或接收信道120的校准。

配置和排序电路130可以从微控制器10接收配置命令,每个配置命令被定向到一个或多个可执行命令或操作类型(例如,校准、斜坡、监测、读取、写入等)和/或用于建立(即,配置)经配置的命令的配置参数。经配置的命令可以包括单个可执行命令或操作类型(被称为“句柄(handle)”)或多个句柄,例如“批处理”或“分叉”。因此,批处理或分叉命令可以被配置为句柄捆绑(即,捆绑的配置命令),其中每个句柄对应于不同的时间相关功能(即,操作类型和参数集的唯一组合)。

读取命令指示半导体芯片100从半导体芯片100的特定存储位置(例如,包括一个或多个指定寄存器的区域)中读出数据,并且将数据传输到MCU 10。写入命令指示半导体芯片100将从MUC 10接收的数据写入半导体芯片100的特定存储位置(例如,包括一个或多个指定寄存器的区域)

每个经配置的命令可以包括时间相关功能的一个或多个序列集合或执行流。每个序列集合可以包括命令类型以及构成配置参数集的一个或多个配置参数。

执行流可以对应于批处理命令,批处理命令触发将以顺序地、并行地或其组合的方式来执行多个时间相关功能。备选地,执行流可以对应于分叉命令,分叉命令基于触发条件或事件来触发有条件地执行一个或多个与时间相关功能。

配置参数可以包括针对发射信道111的电路组件的校准参数、针对雷达信号的频率参数、相位参数、振幅参数、滤波器配置或功率参数,这些参数最终被存储在配置和排序电路130的寄存器中。

针对校准命令的配置参数可以包括针对一个或多个电路组件(例如,ADC、功率放大器、压控振荡器(VCO)、滤波器等)的校准参数,一个或多个电路组件包括发射信道111和接收信道120的电路组件。校准参数可以包括偏移电流、抗反冲、VCO放大、信号源激活等。

针对监测命令的配置参数可以包括用于执行监测功能的参数,并且可以标识用于监测并且从中接收和评估监测反馈的一个或多个电路组件。

此外,雷达信号包括多个连续的信号区段。针对斜坡命令的配置参数可以包括:针对指示开始频率fSTART、停止频率fSTOP的相应信号区段的频率参数;指示针对发射信号的相位设置的相位参数;连续信号区段的持续时间TRAMP;频率斜坡的斜率和/或相邻信号区段之间的停顿持续时间。例如,信号区段可以对应于雷达信号的频率斜坡的斜坡段。斜坡段可以是具有上升频率(上升斜坡)或下降频率(下降斜坡)的斜坡。斜坡段是上升斜坡还是下降斜坡可以由开始频率和停止频率来暗示,或者可以由配置参数来指示。

针对读取命令的配置参数可以指定半导体芯片100的、待从其中读取数据的存储器区域或寄存器位置。

针对写入命令的配置参数可以指定半导体芯片100的、待向其写入数据的存储器区域或寄存器位置。

配置和排序电路130可以例如被实现为专用电路或用于与相关联实现的软件结合来执行软件的电路,相关联实现的软件被配置为确定排序方案并且根据排序方案来驱动发射信道111和/或接收信道120的电路元件。

位于半导体芯片100上的至少一个发射信道111和/或位于半导体芯片100上的至少一个接收信道120的雷达操作由半导体芯片100上布置的配置和排序电路130来集中控制。因此,由于配置和排序电路130,半导体芯片100上的雷达操作可以被基本上自主地(即,独立于外部控制器)影响。

半导体芯片100可以例如被用于经(相位或频率)调制的连续波雷达系统。因此,发射信道111和/或接收信道120可以是经调制的连续波雷达系统的一部分,例如在汽车领域中的FMCW雷达的一部分。配置和排序电路130因此可以被理解为中央排序单元,中央排序单元可以协调汽车FMCW雷达前端的所有重要的时间关键功能,使得雷达操作是例如不需要外部处理器参与来执行时间关键功能的自主过程。

与其中功能同步被分布在多个芯片(例如,用于控制和/或用于重新配置监测功能的中央微控制器芯片,以及用于提供所需频率曲线的锁相环芯片)之间的系统相比,开发费用可能会更低。由于半导体芯片100的自主雷达操作,雷达传感器或雷达系统的主处理器的负载可以被减小,并且更高的灵活性可以被实现。此外,由于排序单元的特定设计的可能性,可以实现非常高的同步性(例如,大于常规处理器中的同步性)。

除了控制雷达发射信号的期望频率曲线之外,图1中所示的配置和排序电路130可以以同步的方式来控制雷达传感器或雷达系统的各个其他方面。

例如,在发射器110中,具体是在发射信道111中,功率放大器可以以同步方式被导通和关断,或者雷达发射信号的相移(由相移器实现)可以以同步方式来执行。

发射信道111和/或接收信道120的监测可以由监测电路140来执行。监测电路140可以相应地由配置和排序电路130来驱动为根据排序方案、以同步方式来将信道监测功能触发或激活或去激活。例如,监测功能可以在斜坡形成期间、校准期间(例如,压控振荡器的放大)、级联操作期间或者外部组件或从站的配置(例如,串行外围设备接口(SPI)或多路分解(DMUX))期间,以同步方式而被激活或去激活。

在信号生成电路150中,例如,以同步方式,锁相环(PLL)的带宽(例如,电荷泵电流)可以被设置,或者更广泛的调制概念(例如2点调制、复位电流)可以被激活或去激活。同样,以同步方式,例如,环路滤波器复位电路可以被激活或去激活,或者监测功能可以被激活或去激活。此外,以同步方式,例如,电压可以被粗略地设置,校准参数(例如,压控振荡器的偏移电流、抗反冲、放大)可以被设置或者信号源(例如,在使用多个PLL时)可以被选择。

在接收器121中,以同步方式,例如,数字或模拟滤波器(复位、配置、旁路等)可以被设置或者采样率可以被设置。低压差分信号(LVDS)模式或校准可以以同步方式来选择。同样,以同步方式,接收信道120也可以整体上被激活或去激活,或者接收帧延迟可以被设置。例如,ADC 123也可以以同步方式来配置、校准、激活或去激活。

同样,通用输入/输出(GPIO)可以以同步方式来配置,用于生成频率斜坡的电路组件可以被触发,或者各种电路组件(例如,ADC123)可以被导通或关断。此外,中断可以被生成或者其他芯片功能可以被触发。

为了使得以上通过示例呈现的时间相关功能同步,配置和排序电路130可以包括指令处理单元(未示出),指令处理单元具有用于确定排序方案的特定指令集。指令集可以描述随时间的配置流,并且例如类似于通用处理器的指令集。例如,指令集可以包括用于配置发射信道111和/或接收信道120的电路元件的第一特定指令以及用于配置由发射信道110生成的射频雷达发射信号的频率参数的第二特定指令。

配置和排序电路130因此可以被理解为具有与特定目的相关联的指令集来处理高度集成的雷达芯片中的时间关键配置的雷达专用排序单元。

图1中所示的控制器/MMIC接口160可以附加地被用于经由通信信道(诸如串行外围设备接口(SPI)、低压差分信令(LVDS)或另一类型的通信信道)而在MCU 10与配置和排序电路130之间传输命令和响应。

电源单元170向芯片组件供电,并且可以由配置和排序电路130来配置。

各种事务可以借助控制器/MMIC接口160而在MCU 10与配置和排序电路130之间执行。事务由在MCU 110与雷达MMIC 100之间发送和接收的一个或多个消息来定义,一个或多个消息用于触发执行单个任务或任务集合并接收任务执行结果的命令。

每个配置命令可以被分类为三个部分-(i)执行标识符(EID),其指示配置和排序电路130配置或执行命令(例如,EID=创建配置或EID=执行句柄等),(ii)命令标识符(CID),其定义了被配置为要执行的命令类型(例如,时间相关功能)(例如,起始斜坡、执行校准、启动监测、设置事件条件、写入存储器、从存储器中读取等),以及(iii)参数数据(参数),其进一步针对命令类型来定义配置。因此,配置参数集可以针对每个CID来定义。

MCU 10被配置为生成各种配置命令,并且将配置命令传输至配置和排序电路130。配置和排序电路130被配置为接收配置命令、提取CID及其对应配置参数以及将所提取的CID及其对应配置参数存储在命令注册表中(即,包括多个寄存器的存储器中)。具体地,配置和排序电路130被配置为创建命令句柄,MCU 10可以使用命令句柄来触发执行在命令注册表中寄存的经配置的命令。所创建的句柄被映射到所寄存的CID以及与所寄存的CID相对应的所寄存的配置参数。

不同命令类型的多个CID可以被创建并被寄存在存储器(例如,ROM、RAM、闪存等)中,每个CID具有对应的配置参数集。配置和排序电路130被配置为针对每个经配置的命令(即,每个CID+配置参数集)分配唯一句柄。此外,相同命令类型的多个CID可以被创建,每个CID具有不同的配置参数集并且每个CID被配置和排序电路130分配有唯一句柄。

MCU 10从配置和排序电路130接收句柄,并且将句柄记录在句柄注册表中。MCU 10还包括应用程序命令处理机,应用程序命令处理机可以经由索引来访问所存储的句柄。应用程序命令处理机是MCU 10的处理模块并且确定哪个或哪些句柄将被执行,并且将具有一个或多个句柄的EID(执行(多个)句柄)传输到配置和排序电路130。这样的命令指示配置和排序电路130执行与所提供的(多个)句柄相对应的动作。该动作可以包括执行句柄、创建批处理、创建分叉、创建循环句柄、创建循环批处理、创建循环分叉、执行批处理、执行分叉、执行句柄循环、执行循环批处理、执行循环分叉及其任何组合。

MCU 10还可以被配置为访问配置和排序电路130用于存储句柄和对应配置的存储器区域(例如,RAM区域)、创建存储器区域的副本并且将存储器区域的副本存储在自己的存储器中。MCU 10然后可以在例如半导体芯片100加电时,将副本加载到配置和排序电路130。如以下描述所证明的,所提供的系统和方法减少了MCU 10与MNIC 100之间的通信流量。此外,在不损害MMIC的可配置性的情况下,尤其是在雷达操作期间,处理有效载荷被减少。

通信流量可以通过在MMIC 100中提供附加特征而被减少,附加特征用于分离命令的配置和命令的执行;提供可自定义的模板来将不同的经配置的命令及其执行流封装在单个执行命令中;提供通过附加信号(诸如,数字输入引脚上的硬件信号)、通过内部软件事件或通过硬件事件(诸如,频率斜坡完成、计时器所设置的时间已过去、随机存取存储器(RAM)写入已完成间等)触发执行经配置的命令的方法。源自所执行的命令类型的结果可以使用控制器/MMIC接口160的SPI信道、LVDS信道、数字输出引脚等来提供。

图2图示了根据一个或多个实施例的在MCU 10与MMIC 100(即,配置和排序电路130)之间的通信交换。具体地,图2提供了用于创建多个经配置的命令并且使用适当的句柄、经由触发信号(即,执行命令)来触发执行经配置的命令的示例,每个经配置的命令被分配了唯一句柄。主输出从输入(MOSI)消息和主输入从输出(MISO)消息针对每次事务来进行交换。

在第一通信中,MCU 10发射MOSI消息201,MOSI消息201指示MMIC 100(即,配置和排序电路130)创建(例如,EID1)经配置的三个命令,其中经配置的前两个命令是由CID1标识的相同命令类型,但具有不同的配置参数(分别为param1、param2、param3和param4)。在某些情况下,经配置的不同命令具有一些相同的配置参数,但是具有至少一个不同的配置参数。经配置的第三命令具有由CID2指示的不同命令类型,并且还被分配了其自己的配置参数集param5和param6。在该示例中,一个消息被用于创建经配置的三个命令。但是,可以代替使用多个MOSI消息。

不同的EID可以被使用来例如创建句柄、创建批处理、创建分叉、针对句柄创建循环、针对批处理创建循环、针对分叉创建循环、执行句柄、执行批处理、执行分叉、执行针对句柄的循环、执行针对批处理的循环、执行针对分叉的循环等。例如,与“create_handle”相对应的EID1可以在CID和参数之前使用。其他执行命令类型可以具有唯一的对应EID。

一旦接收到MOSI消息201,MMIC 110就开始创建经配置的命令。此外,在第二通信中,MMIC 110(即,配置和排序电路130)响应于创建命令来传输MISO消息202,创建命令指示创建命令的状态。本质上,MISO消息202是创建命令已被接收并且正在被处理的确认(ACK)。

在第三通信中,响应于成功完成创建命令,MMIC 110(即,配置和排序电路130)传输MISO消息203。此外,MISO消息203包括指示句柄被成功创建的执行状态(例如,“create_success”),并且包括针对经配置的每个命令的命令句柄(例如,分别为Handle1、Handle2和Handle3)。此处,MMIC 100将每个命令句柄映射到其对应的经寄存的CID以及与经寄存的CID相对应的经寄存的配置参数。此外,MCU 10在其句柄注册表中寄存每个命令句柄。

在消息201-203的事务完成之后,MCU 10和MMIC 100被配置为经由进一步的事务来执行经配置的命令。例如,MCU 10可以选择Handle1来执行。在该情况下,MCU 10生成第四通信并且传输MOSI消息221,MOSI消息221包括针对Handle1的执行命令和句柄标识符。

一旦接收到MOSI消息221,MMIC 110就使用句柄标识符来查找所寄存的CID和用于执行的对应配置参数并且开始根据其配置参数来执行所配置的命令类型。此外,在第五通信中,MMIC 110传输指示Handle1的执行状态(即,正在运行)的MISO消息222。本质上,MISO消息222是针对Handle1的执行命令已被接收并且正在被执行的ACK。

此外,在第六通信中,MMIC 110响应于成功完成Handle1的执行而传输MISO消息223。

MISO消息223包括指示Handle1被成功执行的执行状态(例如,“Handle1_success”),并且包括执行Handle1的任何结果(如果适用)。

作为示例,MCU 10还可以选择Handle3来执行。在该情况下,MCU 10和MMIC 100根据执行Handle1而采取的类似过程来生成附加通信,附加通信包括MOSI消息231以及MISO消息232和233。

可以看出,经配置的命令可以经由来自MCU 10的单个事务来触发。因此,MMIC 100可以被高度配置为根据与执行命令分离的配置命令、以动态方式来执行经配置的不同命令,执行命令触发这些经配置的命令的执行。

根据该分离,流量通过仅传输一次的配置数据而被减少。MCU 10通过传递令牌(“句柄”)来传输执行命令,令牌在命令配置之后被接收。此外,由于现在不需要在执行命令的同时解析和验证配置数据,因此MMIC 100处的有效载荷被减小。类似地,由于功能已通过创建各种句柄而被预先配置,因此在执行命令的同时也无需在MCU 10处验证配置数据的失败。

除了创建各种句柄之外,两个或更多个句柄还可以在配置命令中被组合来创建(即,寄存)不同的经配置的批处理命令和经配置的分叉命令。批处理命令是按顺序和/或并行执行的命令(句柄)序列。

分叉命令被配置为具有两个或更多个命令(句柄),并且配置和排序电路130基于诸如触发事件的监测结果,在分叉执行另一句柄之前监测一个句柄执行期间所配置的条件(例如,触发事件)。例如,事件监测句柄可以与另一类型的句柄(例如,Handle1)并行执行。如果某个条件(即,触发事件)在事件监测期间被检测,则配置和排序电路130可以切换到相同类型的不同句柄(例如,Handle2)。注意,事件监测与信道监测不同。但是,事件监测可以使用信道监测来检测某个条件或触发事件。

备选地,配置和排序电路130可以在执行另一句柄之前,经由事件监测句柄来监测经配置的条件(例如,触发事件),并且基于监测结果(例如,基于两个不同的配置条件之一被满足)来确定从至少一个句柄中选择的哪个句柄来执行。在一些情况下,配置和排序电路130可以基于监测结果(例如,基于两个不同的配置条件之一被满足)来确定从至少两个句柄(例如,Handle1或Handle2)中选择的哪个句柄来执行。

作为示例,分叉命令可以包括执行事件监测命令,事件监测命令经由温度传感器180来监测MMIC 100的芯片温度。如果芯片温度在第一温度范围(例如,正常操作温度范围)内,则不能采取附加动作。如果芯片温度在第一温度范围之外或在不同于第一温度范围的第二温度范围内,则第一句柄或不同句柄的第一序列(批处理)可以被执行。

不同的温度范围可以被用来触发执行不同层级的句柄或句柄序列(批处理)。例如,如果芯片温度在第一温度范围内,则第一句柄或不同句柄的第一序列可以被执行。如果芯片温度在第一温度范围之外或在不同于第一温度范围的第二温度范围内,则第二句柄或不同句柄的第二序列可以被执行。

作为另一示例,更精细的控制通过使用经配置的分叉命令来提供。经配置的分叉命令可以包括执行命令X并且然后基于命令X的结果,执行命令Y或命令Z,命令X例如比较MMIC温度是否大于阈值。经配置的分叉命令被用于在无需在MMIC 100中加载任何附加可执行代码的情况下,利用内置控件来创建智能批处理。

此外,建立了若干循环迭代(例如,经由计数器)的循环命令可以被配置。经配置的循环命令可以与经配置的句柄、批处理或分叉中的任一个进行组合,以分别创建循环句柄、循环批处理或循环分叉。因此,句柄可以根据相关联的循环命令的迭代次数来执行。对于任何经配置的批处理或分叉,也是如此。多个循环命令可以被配置,以灵活地更改待在任何给定命令类型上执行的迭代次数。

如上所述,MCU 10还可以被配置为访问配置和排序电路130的存储器区域(例如,RAM区域),创建存储器区域的副本并且将存储器区域的副本存储在其自己的存储器中,存储器区域存储句柄(例如,命令句柄、批处理句柄、分叉句柄、循环句柄及其组合)和对应的配置。MCU 10然后可以在例如半导体芯片100的加电时,将副本加载到配置和排序电路130。

图3图示了根据一个或多个实施例的在MCU 10与MMIC 100(即,配置和排序电路130)之间用于配置和执行循环批处理的通信交换。图3以图2中描述的创建句柄的过程为基础。因此,假定多个句柄已被配置并且准备执行。

在第一通信中,MCU 10传输MOSI消息301,MOSI消息301包括用于配置批处理的配置命令“create_batch”,批处理包括经配置的多个句柄。在该示例中,每个句柄对应于不同的命令类型(即,不同的CID)。但是,可以创建包含相同命令类型的批处理。此处,批处理包括Handle1、Handle3和Handle4。Handle1可以对应于校准命令(即,校准CID),Handle3可以对应于斜坡命令(即,斜坡CID),并且Handle4可以对应于信道监测命令(即,信道监测CID)。对于该批处理,句柄将按所列出的顺序来依次执行。因此,Handle1将首先被执行,Handle3将在Handle1完成之后被第二执行,并且Handle4将在Handle3完成之后被第三执行。在一些实施例中,批处理可以被配置为执行多个相同的句柄。

响应于批处理配置命令,MMIC 100创建批处理、将批处理寄存在命令注册表中并且分配唯一批处理句柄Batch1。唯一批处理句柄被映射到其对应的句柄。此外,MMIC 100传输第二通信,即,指示所请求的批处理的状态的MISO消息302。MISO消息302指示所请求的批处理命令被成功创建并且被分配了唯一批处理句柄Batch1。MCU 10在其句柄注册表中寄存批处理句柄。

在第三通信中,MCU 10传输MOSI消息303,MOSI消息303包括用于根据计数参数(param_count)来配置循环的配置命令“create_loop”。计数参数限定了循环的迭代次数。

响应于循环配置命令,MMIC 100创建循环、将循环寄存在命令注册表中并且分配唯一循环句柄Loop1。此外,MMIC 100传输第四通信,即,指示所请求的循环的状态的MISO消息304。MISO消息304指示所请求的循环命令被成功创建并且被分配了唯一循环句柄Loop1。MCU 10将循环句柄寄存在其句柄注册表中。

一旦被配置,循环命令Loop1就可以与任何其他句柄类型(即,命令句柄、批处理句柄、分叉句柄等)进行组合来执行。在该示例中,根据Loop1的计数参数,循环命令Loop1与批处理命令Batch1组合来执行,以多次执行Batch1。

MCU 10选择Loop1和Batch1来执行并且传输MOSI消息305,MOSI消息305包括标识循环命令Loop1和批处理命令Batch1的执行命令。

响应于接收到由MOSI消息305提供的执行命令,MMIC 100根据Loop1的计数参数,在执行循环306中执行Batch1(例如,Handle1→Handle3→Handle4)。当Batch1针对所配置的迭代次数被执行时,循环批处理完成,并且MMIC 100传输MISO消息307,MISO消息307指示循环批处理Loop1_Batch1已被成功执行并且提供了有关循环批处理的任何结果的信息。

根据该设置,仅需要三个命令被从MCU 10发送到MMIC 100来执行循环批处理。前两个命令是用于分别配置批处理和循环的配置命令。与前两个命令分离的第三个命令是执行命令,用于选择待被组合来执行的期望的循环和批处理。因此,在不损害MMIC 100的配置和执行灵活性的情况下,MCU 10与MMIC 100之间的事务数量被减少。

图4图示了根据一个或多个实施例的在MCU 10与MMIC 100(即,配置和排序电路130)之间用于配置和执行分叉的通信交换。图4继续图2中描述的创建句柄的过程。因此,假定多个句柄已被配置并且准备执行。

在第一通信中,MCU 10传输MOSI消息401,MOSI消息401包括用于配置分叉的配置命令“create_fork”,分叉包括事件监测ID(EMID)、事件监测参数(例如,paramX)以及经配置的多个句柄。EMID标识从多个事件监测类型中选择的事件监测类型。例如,事件监测类型可以是温度阈值监测,温度阈值监测在被执行时,包括测量内部芯片温度并且将测量温度与阈值温度值进行比较。事件监测参数为事件监测ID限定了诸如阈值温度值的参数。这两个句柄表示经分叉的命令,使得一个句柄基于第一条件被满足而执行,并且另一句柄基于第二条件被满足而执行。

响应于分叉配置命令,MMIC 100创建分叉、将分叉寄存在命令注册表中并且分配唯一分叉句柄Fork1。唯一的分叉句柄被映射到其经寄存的EMID、其事件监测参数及其对应的句柄。此外,MMIC 100传输第二通信,即,指示所请求的分叉的状态的MISO消息402。MISO消息302指示所请求的分叉命令被成功创建并且被分配了唯一分叉句柄Fork1。MCU 10将分叉句柄寄存在其句柄注册表中。

MCU 10选择Fork1来执行,并且传输MOSI消息403,MOSI消息403包括标识分叉命令Fork1的执行命令。

响应于接收到由MOSI消息403提供的执行命令,MMIC 100通过首先执行由EMID和paramX定义的事件监测命令的执行404来执行Fork1。基于该事件监测的结果,MMIC 100分别为执行405或406选择Handle1或Handle2,并且执行所选择的命令句柄。例如,Handle1和Handle2可以各自对应于具有不同参数集的相同或不同的校准命令。因此,电路组件的不同校准可以基于事件监测的结果来执行。

当分叉完成时,MMIC 100传输指示Fork1已被成功执行的MISO消息407,并且提供与分叉的任何结果有关的信息,包括指示哪个句柄被执行以及句柄执行的结果的信息。

根据以上示例,配置和排序电路130的命令模块是可配置的,使得当命令待由硬件信号、内部软件或硬件事件来执行时,命令被准备好来执行。这样的命令还提供了更精细的控制,从而以批处理或分叉的方式执行命令来执行时间关键操作。

图5是根据一个或多个实施例的MMIC实现方式的示意性框图。具体地,示出了MCU10以及配置和排序电路130。MCU 10是包括应用程序命令处理机11的主机控制器,应用程序命令处理机11执行MCU 10与配置和排序电路130之间的事务。

配置和排序电路130包括:处理(即,路由)传入配置和执行命令的命令处理机131;更新或创建命令的命令工厂132;配置命令、执行命令和/或处理命令结果的命令模块136、命令注册表133以及硬件抽象层(HAL)137,HAL 137是用于执行MMIC任务(诸如,斜坡、校准、信道监测以及事件监测)的硬件模块接口(例如,以寄存器或固件的形式提供)。

命令注册表133是具有两个区段的存储器的一部分-命令描述符区段134和命令配置区段135。命令描述符区段134是命令模块136的地址阵列。该阵列的索引是命令标识符(CID)。命令配置区段135是有效配置数据的地址阵列。该阵列的索引是句柄。

命令模块136包括三个逻辑上分离的部分:配置处理器136a、执行处理器136b和响应处理器136c。配置处理器136a验证配置数据、将数据存储在存储器中并提供其存储数据的地址。执行处理器136b根据配置数据,在指定位置处执行命令,并且将结果存储到指定位置。响应处理器136c处理指定位置处存储的结果。响应处理器将响应消息打包为待发送到MCU10的预定义的事务协议。多个命令模块136可以例如由用于监测的第一命令模块136、用于斜升的第二命令模块136等来实现。

每个处理器136a、136b和136c由硬件块(例如,使用逻辑门)或由处理器执行的软件程序来实现。每个处理器136a、136b和136c被实现在不同的地址处(例如,针对硬件块映射的存储器或针对软件程序的功能地址)。处理器136a、136b和136c由命令处理机131触发(例如,触发硬件块或将软件程序地址加载到MMIC 100的CPU的程序计数器中)。在触发适当的处理器136a、136b和136c之前,命令处理器131使用处理器应处理的数据的地址来配置处理器。

命令处理机131处理来自MCU 10的请求。存在两个请求类别-配置和执行。每个配置请求将命令ID(CID)和配置数据作为一个或多个参数。根据CID,命令处理机131从命令描述符区段134中的多个命令模块中标识相应的命令模块136,以在命令注册表133的命令描述符区段134中由CID所指定的索引处调用处理器136a所执行的命令的配置部分。如果配置操作成功,则命令处理机131将配置数据的地址存储在命令注册表133的命令配置区段135中,并且提供配置数据被存储的索引作为句柄。

每个执行请求具有句柄作为参数。命令处理器131从命令配置区段135中指定的地址处存储的配置数据中读取CID。根据CID,命令处理机131从命令描述符区段134中的多个命令模块中标识相应命令模块136,并且调用由处理器136b执行的命令的执行部分。在执行完成之后,它随后调用响应处理器136c,并且将结果发送到MCU 10。

命令工厂132是用于管理命令描述符的处理器。命令工厂132被用于更新命令或添加新命令。在命令工厂132的软件实现方式中,命令工厂132包括用于将软件程序(136a、136b、136c)加载到程序存储器中并且将命令描述符区段134中的软件程序的地址改变到该新程序的过程。

虽然已公开了各种实施例,但是对本领域技术人员显而易见的是,可以而不脱离本发明的精神和范围的情况下,进行将实现本文所公开的概念的一些优点的各种改变和修改。对于本领域技术人员显而易见的是,执行相同功能的其他组件可以被适当地替换。应当理解,在不脱离本发明的范围的情况下,可以利用其他实施例,并且可以进行结构或逻辑上的改变。应提到的是,即使在未明确提及的特征中,参考特定附图解释的特征也可以与其他附图的特征组合。对总体发明构思的这样的修改旨在由所附权利要求及其合法等同物覆盖。

此外,以下权利要求据此被并入具体实施方式中,其中每个权利要求可以作为独立的示例实施例而独立存在。尽管每个权利要求可以单独作为单独的示例实施例,但是应注意,尽管从属权利要求可以在权利要求中指代与一个或多个其他权利要求的特定组合,但是其他示例实施例也可以包括从属权利要求与彼此的从属或独立权利要求的主题的组合。除非指出不意图特定的组合,否则在本文中提出了这样的组合。此外,意图是将权利要求的特征也包括到任何其他独立权利要求中,即使该权利要求没有直接从属于独立权利要求也是如此。

还要注意,说明书或权利要求书中所公开的方法可以由具有用于执行这些方法的各个动作中的每个的装置的设备来实现。例如,本公开中描述的技术可以至少部分地以硬件、软件、固件或其任何组合来实现,包括计算系统、集成电路和非暂态计算机可读记录介质上的计算机程序的任何组合。例如,所描述的技术的各个方面可以在一个或多个处理器内实现,一个或多个处理器包括一个或多个微处理器、DSP、ASIC或任何其他等效的集成或分立逻辑电路以及这样的组件的任何组合。

此外,应理解,说明书或权利要求书中公开的多个动作或功能的公开内容可以不被解释为在特定顺序内。因此,除非出于技术原因这些动作或功能不可互换,否则多个动作或功能的公开内容将不会将它们限制为特定的顺序。此外,在一些实施例中,单个动作可以包括或可以分解成多个子动作。除非明确排除,否则这样的子动作可以被该单个动作包括并且是该单个动作的公开内容的一部分。

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