集成电路、嵌入式系统和机动车
阅读说明：本技术 集成电路、嵌入式系统和机动车 (Integrated circuit, embedded system and motor vehicle ) 是由 E·贝克尔 A·奥厄 M·施赖伯 于 2021-03-19 设计创作，主要内容包括：集成电路、嵌入式系统和机动车。一种集成电路(10),其特征在于如下特征：-所述电路(10)包括具有共同被使用的端口(12)的通信模块(11)；-所述电路(10)包括用于处理至少一个故障情况(14)的故障收集模块(13)；-所述电路(10)被设立为在多个内部通信信道(20、21、22、23、24)上经由所述端口(12)来进行通信；并且-所述故障收集模块(13)具有至少一个硬件路径(31、32、33、34),用于在所述故障情况(14)下选择性地切断各个通信信道(20、21、22、23、24)。(Integrated circuits, embedded systems, and automotive vehicles. An integrated circuit (10) characterized by the following features: -the circuit (10) comprises a communication module (11) with a commonly used port (12); -the circuit (10) comprises a fault collection module (13) for handling at least one fault condition (14); -the circuit (10) is set up to communicate via the port (12) on a plurality of internal communication channels (20, 21, 22, 23, 24); and-the fault collection module (13) has at least one hardware path (31, 32, 33, 34) for selectively cutting off individual communication channels (20, 21, 22, 23, 24) in case of the fault condition (14).)
技术领域
本发明涉及一种集成电路、尤其是一种微控制器。本发明还涉及一种具有这种集成电路的嵌入式系统以及一种具有这种集成电路的机动车。
背景技术
根据现有技术的用于嵌入式系统的电路具有多个处理器核以及像以太网接口那样的复杂的外围功能。例如在AUTOSAR标准的框架内，为了系统虚拟化并且提供保护边界，在共同使用的多核（multicore）或多处理器系统上的各个软件组件通常以逻辑应用分区来被组织。
DE102016211768A1涉及一种用于经由直接存储器访问（direct memory access，DMA）来进行媒体访问控制（media access control，MAC）的集成以太网通信模块。
发明内容
本发明提供了按照独立权利要求所述的一种集成电路——尤其是以微控制器（µC）为形式的集成电路、一种具有这种集成电路的嵌入式系统以及一种具有这种集成电路的机动车。
所提出的方案基于如下认识：已知集成以太网MAC通信模块，所述集成以太网MAC通信模块具有多个队列（queues）和用于进行发送和接收的集成DMA信道。这些队列和DMA可以在多核-微控制器和微处理器架构中被分派给不同的独立分区或应用程序。分区或应用程序具有自己的存储器区域，并且可以在CPU上被实施或者被分配到多个CPU上。在此，分区被视为逻辑单元，该逻辑单元可以访问以太网模块。也可能在一个CPU上运行多个分区。
在这种情况下，每个分区都经由独立的逻辑以太网通信信道来进行通信并且允许在被保证的带宽和等待时间方面不受其它分区的影响，以便确保确定性行为。通信信道的特点在于自己的MAC和/或IP地址，并且通常由在以太网通信控制器（MAC）中的队列、所属的一个或多个DMA信道和自己的配置所组成。所有被定义的通信信道的发送和接收都经由同一以太网通信控制器来进行。在MAC层中通过优先级规定或轮询（round robin）来控制对消息的发送。
按照本发明的设备还考虑到如下事实：µC中的对运行安全（safety）有威胁的硬件故障通常在故障收集模块（error management module（故障管理模块），EMM）中被处理。还存在外部故障接点（error pin（故障引脚）），其中在µC中定义的功能可以由外部监控模块通过EMM切断或者直接切断。
针对每个故障，可以在EMM中配置相对应的系统响应。在根据现有技术的通信模块的情况下，在故障情况下通常整个消息内容都被认为不可信。由于该故障，看似有效的以太网包可能包含损坏的消息。为了阻止对该损坏的消息的发送，在媒体无关接口（media-independent interface，xMII）处的以太网发送功能在故障情况下通过故障收集和控制单元（fault collection and control unit，FCCU）或故障接点通常立即被停用。这样，可以及时停止发送有错误的消息。以这种方式，在具有多个分区的系统中，尽管所形成的故障可能只涉及一个分区并且因此只须停止该分区的通信而其它分区可继续发送，但是所有通信信道同时被切断。
在该背景下，提出了来自中央故障收集模块的独立的硬件路径以及从外部可接触到的用于切断该模块的各个以太网通信信道的故障接点。
该解决方案的优点在于开辟了从以太网通信中有针对性地只剔除故障所涉及到的分区的可能性。由此，其它分区可以继续不受影响地在以太网总线上进行通信。
通过在从属权利要求中提及的措施，对在独立权利要求中说明的基本思想的有利的扩展方案和改进方案都是可能的。
附图说明
本发明的实施例在附图中示出并且在随后的描述中进一步予以阐述。
唯一的图示出了按照实施方式的µC的框图。
具体实施方式
该图图解说明了按照本发明的以微控制器（10）为形式的电路（10）的基本构造，该微控制器具有多个处理器核（70、71、72、73、74），这些处理器核部分地组成具有经定界的随机存取存储器（random access memory，RAM 16）的分区（81、82、83、84、85）。微控制器（10）还包括具有共同被使用的端口（12）的以太网通信模块（11），该以太网通信模块管理用于多个内部通信信道（20、21、22、23、24）的发送队列（40、41、42、43、44）和接收队列（50、51、52、53）。微控制器（10）还包括中央故障收集模块（13），该中央故障收集模块具有硬件路径（31、32、33、34），该硬件路径能够实现在故障情况（14）下对各个通信信道（20、21、22、23、24）的选择性切断。为了实现该目标，在不脱离本发明的范围的情况下，该硬件路径（31、32、33、34）可采取不同的路线。
比如按照第一选项（31），该硬件路径被设立为立即阻塞或清空这些发送队列（40、41、42、43、44）之一。而按照第二选项（32），该硬件路径直接通向MAC层并且被设立为将这些通信信道（20、21、22、23、24）之一从媒体访问控制（15）中剔除。按照第三选项（33），该硬件路径被设立为：在所涉及到的通信信道（20、21、22、23、24）上停用直接存储器访问（60、61、62、63、64）。最后，按照第四选项（34），该硬件路径从故障收集模块（13）不是引导到通信模块（11），而是引导到各个处理器核（70、71、72、73、74），这些处理器核在故障情况（14）下通过中断来以软件方式阻止在所涉及到的通信信道（20、21、22、23、24）上的数据传输。
电路（10）通常还具有：用于控制故障收集模块（13）的外部故障接点（17）；以及从故障收集模块（13）直接至xMII接口（18）的常规硬件路径。
这样的微控制器（10）例如可以作为片上系统（system-on-chip，SoC）嵌入在机动车中。
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