模数转换装置及方法

技术领域

本发明涉及模数转换装置及方法。更详细而言，本发明涉及一种可以通过整合处理多个模数信号转换请求的模数转换装置及方法。

背景技术

随着汽车工业中安全性和生产性的问题增加，对保证可靠性和可重用性的标准化软件平台的需求也在增加。AUTOSAR(AUTomotive Open System Architecture)是出于这样的可靠性和可重用性的目的而开发的车辆电子软件标准平台，许多汽车公司都致力于开发配备有基于AUTOSAR开发的平台的商用车。

AUTOSAR结构安装在作为车辆控制的基本单元的电子控制装置(electroniccontrol unit；ECU)上，每个ECU为了执行功能由基础软件层(basic software；BSW)模块、在其上运行的应用软件组件以及支持它们之间的通信的运行时环境(RTE)组成。

另外，以往安装在车辆上的电子控制装置为了执行每个控制功能使用微控制器(MicroController，MCU)。这些MCU仅具有一个核，但最近，已经在使用内装有多个核的多核MCU，并且每个核正在发展为可以单独执行控制功能的形式。

在ECU执行车辆控制的过程中，存在许多接收模拟形态的信号后将其转换为数字信号的必要性。然而，即使将模拟信号转换成数字信号的ADC(Analog-Digital Converter)具备多个信道的情况下，当通过任何一个信道将模拟信号转换成数字信号时，不能通过其他信道转换信号。也就是说，当通过一个信道执行模数信号转换时，将忽视通过其他信道的模数信号转换(ADC只是返回“Not OK”)。

此外，即使使用多核MCU的情况下，由于每个核个别地向将模拟信号转换成数字信号的ADC(Analog-Digital Converter)请求AD转换，因此，当一个核向ADC请求信号转换时，往往会发生其他核的AD转换请求失败的情况。

另外，在从ADC读取转换结果的过程中，存在消耗大量负载，并且增加整个平台的负载的问题。

在先技术文件

专利文件

专利文件1韩国公开专利第10-2014-0092131号公报

发明内容

要解决的技术问题

为了解决上述问题，本发明的目的在于，提供一种模数转换装置及方法，其通过整合处理多个模拟信号的数字转换请求，从而，可以减小模数转换效率及系统负载。

解决技术问题的手段

本发明提供一种模数转换装置，其中，包括：控制部，用于从多个处理模块接收模数转换请求(AD转换)；以及模数转换器(ADC)，用于根据从所述控制部接收的所述模数转换请求执行模数转换，所述控制部根据所述模数转换请求的周期性，整合所述模数转换请求并传输至模数转换器。

在一实施例中，当所述模数转换请求为周期性时，所述控制部可以以规定时间间隔将所述模数转换请求传输至所述模数转换器。

在一实施例中，当所述模数转换请求为非周期性模数转换请求时，所述控制部可以整合将要在所述非周期性模数转换请求以后执行的周期性模数转换请求和所述非周期性模数转换请求。

而且，所述非周期性模数转换请求中设置有延迟允许时间，所述延迟允许时间是用于模数转换的允许延迟时间，当所述延迟允许时间为直到所述周期性模数转换请求为止的时间以上时，所述控制部可以将所述非周期性模数转换请求整合到所述周期性模数转换请求。

而且，所述非周期性模数转换请求中设置有延迟允许时间，所述延迟允许时间是用于模数转换的允许延迟时间，当所述延迟允许时间小于直到所述周期性模数转换请求为止的时间时，所述控制部可以另外处理所述非周期性模数转换请求。

在一实施例中，所述控制部，包括：收发部，用于发送和接收信号；转换信息存储部，用于存储请求所述模数转换的所述处理模块的信息；以及模数转换整合部，整合所述模数转换请求并传输。

而且，所述转换信息存储部，作为转换信息可以存储所述模数转换请求是否为周期性、所述模数转换请求为非周期性时的延迟允许时间以及对所述模数转换请求分配的所述模数转换器的信道信息。

在一实施例中，所述模数转换装置包括多核微处理器，所述多核微处理器具备第一核、第二核以及外围设备，所述处理模块和所述控制部设置在第一核，所述模数转换器包含在外围设备中，从所述控制部接收所述模数转换请求并传输至所述模数转换器的输出入装置设置于第二核。

在所述外围设备可以具备共同存储器，所述共同存储器从所述第一核接收所述模数转换请求临时存储，并临时存储来自所述模数转换器的模数转换结果。

本发明提供一种模数转换方法，其为将模拟信号转换成数字信号的方法，其中，包括：(a)控制部从多个处理模块接收模数转换请求(AD转换)的步骤；(b)所述控制部判断所述模数转换请求的周期性的步骤；以及(c)当所述模数转换请求为非周期性模数转换请求时，确定是否整合将要在所述非周期性模数转换请求之后执行的周期性模数转换请求和所述非周期性模数转换请求，并执行模数转换的步骤。

在一实施例中，所述步骤(c)中，将所述非周期性模数转换请求的延迟允许时间与直到将要在所述非周期性模数转换请求之后执行的所述周期性模数转换请求为止的时间(A)进行比较，当所述延迟允许时间为时间(A)以上时，可以整合所述非周期性模数转换请求与所述周期性模数转换请求。

在一实施例中，所述步骤(c)中，将所述非周期性模数转换请求的延迟允许时间与直到将要在所述非周期性模数转换请求之后执行的所述周期性模数转换请求为止的时间(A)进行比较，当所述延迟允许时间小于时间(A)时，可以另外处理所述非周期性模数转换请求。

在一实施例中，当另外处理所述非周期性模数转换请求时，若在小于所述延迟允许时间的模数转换等待时间内有其他的非周期性模数转换请求，则整合所述非周期性模数转换请求来处理。

发明效果

根据本发明，通过整合处理多个模拟信号的数字转换请求，从而，可以减小模数转换效率及系统负载。

另外，根据本发明，可以解决在模数转换过程中转换请求被拒绝的问题。

附图说明

图1是根据本发明的一实施例的模数转换装置的框图。

图2是根据本发明的一实施例的模数转换装置中的AD转换信息的示例图。

图3是基于图2所示的AD转换信息整合AD转换请求处理的示例图。

图4是示出根据本发明的一实施例的模数转换方法的流程图。

图5是根据本发明的另一实施例的模数转换装置的框图。

图中：

10：模数转换装置，12：处理模块，20：控制部，30：存储器，40：模数转换器(ADC)

具体实施方式

下面，参照附图详细说明本发明的优选实施例。首先，应注意在对各图中的构成要素标注附图标记时，对相同的构成要素即便是表示在不同的图上也标注相同的附图标记。在说明本发明时，若判断对相关的公知结构或功能的具体说明会使本发明的要旨不明确，则省略对其的详细说明。下面，说明本发明的优选实施例，但是，本发明的技术思想并不局限于此，可由本领域的普通技术人员变形实施为各种形态是理所当然的。

图1是根据本发明的一实施例的模数转换装置的框图。

在车辆控制中要求模数转换(以下称为‘AD转换’)的有各种用于电池监控的电流或电压值、雷达或超声传感器等模拟传感器的感应值、转向角的感应等。

在图1中例示了要求AD转换的多个处理模块12。所述处理模块12可以为用于车辆控制的各种应用程序、传感器处理模块、电池监控模块等。为了方便说明，在图1中例示了第一处理模块12a、第二处理模块12b、第三处理模块12c、第四处理模块12d及第五处理模块12e，这些处理模块12可以由软件或硬件的形式实现。

根据本发明的一实施例的模数转换装置10，包括：控制部20，其从处理模块12接收AD转换请求，并将AD转换结果传输至处理模块12；存储器30，临时存储来自控制部20的AD转换请求和AD转换结果；以及模数转换器(Analog Digital Converter：ADC)40，在控制部20的请求下执行AD转换。

控制部20，可以包括：收发部22，用于发送及接收信号；存储部24，用于存储请求AD转换的处理模块12的信息；以及AD转换整合部26，整合AD转换请求并传输至存储器30。

收发部22接收来自处理模块12的模拟信息并传输至存储器30。并且，收发部22可以接收由ADC40转换的数字信号并传输至处理模块12。

转换信息存储部24可以存储由处理模块12请求的有关AD转换的信息(AD转换信息)。在AD转换信息中可以包括AD转换请求是否为周期性、当周期性AD转换请求时为其周期、非周期性AD转换请求时为处理延迟允许时间、以及要为AD转换请求分配的ADC 40的信道信息等。所述AD转换信息可以以表格的形式存储在转换信息存储部24。

AD转换整合部26可以整合多个AD转换请求，并将其传输到存储器30，使得在ADC40一并进行转换。

ADC40具备多个信道，在一实施例中，ADC40可以具有8个信道并数字转换为10位值。然而，在本发明的实施例中，ADC40可以具有4个信道、16个信道等各种数量的信道，所输出的数字值也可以小于或大于10位。

图2是在根据本发明的一实施例的模数转换装置中示例性地示出AD转换信息的图，图3是示出基于图2所示的AD转换信息整合AD转换请求处理的示例图。

参照图2，例示存储在转换信息存储部24的AD转换信息。AD转换信息可以被预先存储或者可以从每个处理模块12接收。第二处理模块12b和第四处理模块12d周期性地请求AD转换，其余处理模块12a、12c、12e非周期性地请求AD转换。第二处理模块12b的AD转换周期为10ms，第四处理模块12d的AD转换周期为20ms。第一处理模块12a、第三处理模块12c及第五处理模块12e分别在AD转换请求后的延迟允许时间分别为3ms、2ms、5ms。另外，例示将第一处理模块12a、第二处理模块12b、第三处理模块12c、第四处理模块12d及第五处理模块12e分别分配到ADC40的信道的1、2、4、5、8。

AD转换整合部26参考转换信息存储部24的AD转换信息来整合AD转换请求，对此进行说明。

图3的(a)示出周期性AD转换处理，图3的(b)一起示出非周期性AD转换请求，图3的(c)示出整合处理AD转换。

参照图3的(a)，按预定周期处理第二处理模块12b和第四处理模块12d的周期性AD转换请求。在图2中，第二处理模块12b和第四处理模块12d的AD转换周期分别例示为10ms和20ms，在图3中，按相应周期执行由②表示的第二处理模块12b请求的AD转换、由④表示的第四处理模块12d请求的AD转换。

然而，如图3的(b)所示，假设在由①表示的第一处理模块12a有非周期性AD转换请求、在由③表示的第三处理模块12c有非周期性AD转换请求、以及在由⑤表示的第五处理12e有非周期性的AD转换请求。

在情况A中，第一处理模块12a的AD转换请求在13ms，第二处理模块12b的周期性AD转换请求预定在15ms。参照图2，第一处理模块12a的AD转换的延迟允许时间为3ms。在这种情况下，如图3的(c)所示，可以将第一处理模块12a的AD转换与第二处理模块12b的AD转换一起处理，通过ADC40的所分配的信道执行AD转换。参照图2，在第一处理模块12a请求的AD转换可以在ADC40的信道1执行，在第二处理模块12b请求的AD转换可以在ADC40的信道2执行。

在情况B中，第三处理模块12c的AD转换请求在22ms，但此后的周期性AD转换为第二处理模块12b的AD转换请求预定在25ms。然而，参照图2，由于第三处理模块12c的AD转换的允许延迟时间为2ms，因此，第三处理模块12c的AD转换请求不能与其他周期性AD转换一起执行，因此，另外执行AD转换。

在情况C的情况下，第五处理模块12e的AD转换请求在27ms，第四处理模块12d的周期性AD转换请求预定在30ms，参照图2，第五处理模块12e的AD转换的延迟允许时间为5ms。在这种情况下，如图3的(c)所示，第五处理模块12e的AD转换可以与第四处理模块12d的AD转换一起处理。

在情况D中，第五处理模块12e的AD转换请求在36ms。第五处理模块12e的AD转换的延迟允许时间为5ms，由于在该延迟允许时间内未预定其他周期性的AD转换，因此，必须另外执行AD转换。但是，在情况D的情况下，还可以考虑延迟允许时间，等待其他的AD转换请求(等待AD转换)。如情况D，当第一处理模块12a的AD转换请求在38ms时，可以整合第五处理模块12e和第一处理模块12a的AD转换一起处理。在这种情况下，AD转换等待时间应短于延迟允许时间，并且AD转换等待时间可以根据系统的特性进行不同的设置。

图4是示出根据本发明的一实施例的模数转换方法的流程图。

模数转换装置10从处理模块12接收AD转换请求(S10)。

模数转换装置10的控制部20判断所接收的AD转换请求是周期性还是非周期性(S20)。如上所述，控制部20可以基于存储在转换信息存储部24的信息来判断AD转换请求的周期性。

在周期性AD转换请求的情况下，控制部20向ADC40传输对应的AD转换请求(S50)。

在非周期性AD转换请求的情况下，控制部20确认对该AD转换请求的延迟允许时间，并比较延迟允许时间与下一个周期性AD转换中最快的AD转换周期为止的时间(A)(S30)。

当步骤(S30)的判断结果，若延迟允许时间小于到下一个AD转换周期为止的时间(A)，则必须立即执行该AD转换请求，因此，将AD转换请求传输至ADC40(S50)。

然而，当步骤(S30)的判断结果，若延迟允许时间为到下一个AD转换周期为止的时间(A)以上，则将AD转换请求整合到下一个AD转换周期(S40)，与周期性地执行的AD转换一起执行该AD转换请求(S50)。

在步骤(S50)之后，ADC40执行传输到信道的AD转换请求，并将AD转换结果传输至控制部20(S60)。控制部20可以将AD转换结果再次传输至处理模块12。

另一方面，在本发明的实施例中，当步骤(S30)的判断结果，延迟允许时间小于到下一个AD转换周期为止的时间(A)时，不立即执行该AD转换请求，并且，在AD转换等待时间(延迟允许时间)内有其他的非周期性AD转换请求时，可以整合这些请求并向ADC请求AD转换。

图5是根据本发明的另一实施例的模数转换装置的框图。

图5是基于多核微处理器的模数转换装置100，包括第一核110A、第二核110B，计时器、存储器、及ADC140作为外围装置150具备。

第一核110A和第二核110B使用基于AUTOSAR的软件平台来实现，可以包括基础软件层(BSW)模块、在其上运行的应用软件组件(APP)以及支持它们之间的通信的运行时环境(RTE)。基础软件层(BSW)模块BSW1、BSW2、BSW3、BM(电池管理)、其他1、其他2、及应用软件组件APP1、APP2、APP3可以向控制部120请求AD转换。

控制部120可以被构成为执行与参考图1描述的控制部20相同的功能。

控制部120，关于AD转换请求可以整合AD转换请求并传输至共同存储器130。

在控制部120的AD转换请求可以被传输到ADC140。

在一实施例中，向ADC140的AD转换请求可以由第二核110B来介导。即，在第一核110A整合的AD转换请求存储于共同存储器130，第二核110B使用输入/输出装置(I/O)114接收存储在共同存储器130的AD转换请求并可以向ADC140请求AD转换。另外，第二核110B可以接收在ADC140的AD转换结果并通过共同存储器130传输至第一核110A的控制部120。

所述结构中，在由多个核组成的多核微处理器中，将一个核设置为图5中的第二核110B，并且其他核将AD转换请求传输到第二核110B，从而，在与ADC140的关系上，允许特定核专门处理AD转换请求。

以上说明是例示说明本发明的技术思想而已，本发明所属技术领域的普通技术人员在不改变本发明的本质特性的范围内可以进行各种修改、变更及取代。因此，以上所述的实施例及附图是用于说明本发明的技术思想的，而不限制本发明，本发明的技术思想范围并不局限于这些实施例及附图。本发明的保护范围应由权利要求范围而解释，应解释为与其同等范围内的所有技术思想均包含于本发明的权利要求书内。