一種用于嵌入式控制系統的控制器及其控制方法技術方案

本發明專利技術公開了一種用于嵌入式控制系統的控制器及其控制方法，屬于工業控制領域。提供了一種用于嵌入式控制系統的控制器，所述控制器保留實現邏輯或數學計算和通信功能的電路，剔除IO處理電路，所述控制器以CAN、CANFD和/或LIN通信方式與智能傳感器和/或智能執行器相連，所述智能傳感器和/或智能執行器用于實現剔除的所述IO處理電路的功能。本發明專利技術提供的控制器及其控制方法能夠使得控制器尺寸減小、重量減輕、成本降低、可靠性提高，并且控制器接口引腳數量減少，嵌入式控制系統的線束減少，嵌入式控制系統開發工作減少、柔性增強，在工業控制、汽車和軍工等相關領域具有良好的應用前景。

A controller for embedded control system and its control method

The invention discloses a controller for embedded control system and a control method thereof, belonging to the field of industrial control. A controller for embedded control systems that retains circuits that implement logical or mathematical computing and communication functions and eliminate IO processing circuits, which are connected to an intelligent sensor and / or an intelligent actuator in a CAN, CANFD, and / or LIN communication, and the intelligent sensor and / or intelligent executor. The function of the IO processing circuit is realized. The controller and the control method provided by the invention can reduce the size of the controller, reduce the weight, reduce the cost, improve the reliability, reduce the number of the interface pins of the controller, reduce the wiring harness of the embedded control system, reduce the development work of the embedded control system, enhance the flexibility, and in the industrial control, automobile and army. The fields of industry and other related fields have good prospects for application.

【技術實現步驟摘要】
一種用于嵌入式控制系統的控制器及其控制方法
本專利技術涉及工業控制領域，特別涉及一種用于嵌入式控制系統的控制器及其控制方法。
技術介紹
所謂嵌入式應用技術，是指將一個具有完整功能的小型或微型機裝置作為一個部件或子系統，與載體有機地構成一個更可靠的技術穩定性的功能更強大和完善的系統，工業嵌入式系統的主要指標要求：實時性、高效率、安全穩定性與可靠性以及結構緊湊、易于剪裁、良好的開放性。實時性就是事件驅動能力與時間驅動能力，其基礎是內核的結構模式與進程管理機制；高效率包括系統的啟動速度與運行速度及消息傳遞效率等；而穩定性與可靠性包括穩定性、安全性與容錯能力等有關的性能指標。目前在嵌入式控制系統中，控制器會盡量集成傳感器的采集電路和執行器的驅動電路，從而使不同應用的嵌入式控制系統的控制器千差萬別，不能標準化。此外，目前在嵌入式控制系統的控制器是由處理器芯片，電源芯片，晶振芯片，接口芯片等分立芯片通過PCB互聯構成的，在這種情況下，芯片化的控制器是不可能的。并且，此種控制器存在PCB板級開發工作量大、線束較多、引腳多、可靠性較差等缺點。
技術實現思路
為了解決現有技術的問題，本專利技術實施例提供了一種用于嵌入式控制系統的控制器及其控制方法。所述技術方案如下：一方面，提供了一種用于嵌入式控制系統的控制器，所述控制器保留實現邏輯或數學計算和通信功能的電路，剔除IO處理電路，所述控制器以CAN、CANFD和/或LIN通信方式與智能傳感器和/或智能執行器相連，所述智能傳感器和/或智能執行器用于實現剔除的所述IO處理電路的功能。優選地，所述控制器具有一組或多組CAN、CANFD和/或LIN通信引腳。優選地，所述智能傳感器用于：將測定的物理量轉換為數字信號；對傳感器本身的狀態進行診斷；將物理量和傳感器本身的狀態以所述CAN、CANFD和/或LIN通信方式發給所述控制器；所述智能執行器用于：接收所述控制器以所述CAN、CANFD和/或LIN通信方式發送的指令并執行指令相應操作；對執行器本身的狀態進行診斷；將執行器本身的狀態以所述CAN、CANFD和/或LIN通信方式發給所述控制器。優選地，剔除的所述IO處理電路的功能模塊包括：I/O事件控制器、時間相關的I/O信號輸入/輸出、I/O模數轉換器、I/O輸入輸出、用于與外部模塊通信的I/O總線控制器。優選地，所述智能傳感器和/或智能執行器包括所述I/O事件控制器、時間相關的I/O信號輸入/輸出、I/O模數轉換器、I/O輸入輸出、用于與外部模塊通信的I/O總線控制器。優選地，所述控制器包括：微處理器、程序數據存儲器、電源、時鐘發生器、總線系統、I/O中斷控制器、看門狗模塊以及用于所述CAN、CANFD和/或LIN通信方式的I/O總線控制器、收發器和接口電路。優選地，所述微處理器包括控制單元和算術單元，所述微處理器為4位、8位、16位或32位的微處理器；所述程序數據存儲器包括非易失性只讀存儲器；所述數據存儲器包括非易失性或易失性讀/寫存儲器；所述總線系統包括4位寬、8位寬、16位寬或32位寬的數據連接。另一方面，提供了一種根據上述方案所述的控制器的控制方法，該控制方法包括以下步驟：所述控制器以CAN、CANFD和/或LIN通信方式從所述智能傳感器獲得所需物理量的數值；以所述數值為輸入由所述控制器的預設程序計算出相應控制數值，并將該控制數值以所述CAN、CANFD和/或LIN通信方式發給所述智能執行器；所述智能執行器收到控制信號后，執行所述控制數值對應的控制指令相應操作。本專利技術實施例提供的技術方案帶來的有益效果是：1、由于剔除了各種IO處理電路，PCB的面積大幅減小，重量減輕，甚至可以完全不采用PCB而釆用芯片的連接和封裝技術將控制器封裝成芯片，形成芯片式控制器，從而使得控制器整體的尺寸減小，重量減輕；2、采用本控制器，PCB板級開發工作量大幅減少，甚至可以完全沒有板級開發，因為控制器就是一個芯片，不需要板級開發。那么，在傳統控制器板級開發中可能引入的錯誤就不再會引入，所以控制器可靠性會提高；另外，開發工作減少，開發費降低；3、由于只保留通信和電源，控制器與外部的接口，也就是控制器的引腳大幅減少，那么連接控制器的線束會大幅減少，線束的成本會降低，線束的布置等線束的開發工作會減少，開發費用會下降；4、目前不同應用的嵌入式控制器差異很大，例如，發動機控制器和ESP控制器是完全不同的，其根本原因是不同應用所需采集的物理信號和所需驅動控制的器件各不相同，如果將這些差異部分移出控制器，移入智能傳感器和/或智能執行器，不同應用就可以采用相同的控制器，本控制器正是實現了這一功能，一個控制器可以適用于各種不同的應用中，使得控制系統的柔性增強；5、由于控制器尺寸減小，重量減輕，線束和引腳減少，使得控制器的成本降低。附圖說明為了更清楚地說明本專利技術實施例中的技術方案，下面將對實施例描述中所需要使用的附圖作簡單地介紹，顯而易見地，下面描述中的附圖僅僅是本專利技術的一些實施例，對于本領域普通技術人員來講，在不付出創造性勞動的前提下，還可以根據這些附圖獲得其他的附圖。圖1是現有技術中一種傳統的用于嵌入式控制系統的控制器結構示意圖；圖2是本專利技術實施例提供的用于嵌入式控制系統的控制器結構示意圖；圖3是本專利技術實施例提供的用于嵌入式控制系統的1×LIN和1×CAN控制器結構示意圖；圖4是本專利技術實施例提供的用于嵌入式控制系統的3×LIN和1×CAN控制器結構示意圖；圖5是本專利技術實施例提供的用于嵌入式控制系統的2×LIN和1×CANFD控制器結構示意圖；圖6是本專利技術實施例提供的用于嵌入式控制系統的控制器的控制方法流程示意圖。具體實施方式為使本專利技術的目的、技術方案和優點更加清楚，下面將結合本專利技術實施例中的附圖，對本專利技術實施例中的技術方案進行清楚、完整地描述，顯然，所描述的實施例僅僅是本專利技術一部分實施例，而不是全部的實施例。基于本專利技術中的實施例，本領域普通技術人員在沒有做出創造性勞動前提下所獲得的所有其他實施例，都屬于本專利技術保護的范圍。需要說明的是，在本專利技術的描述中，“多組”的含義是兩個以上，除非另有明確具體的限定。本專利技術實施例提供的用于嵌入式控制系統的控制器，其特征在于，通過保留實現邏輯或數學計算和通信功能的電路，剔除IO處理電路，然后控制器以CAN、CANFD和/或LIN通信方式與智能傳感器和/或智能執行器相連，智能傳感器和/或智能執行器用于實現剔除的所述IO處理電路的功能，能夠使得控制器尺寸減小、重量減輕、成本降低、可靠性提高，并且控制器接口引腳數量減少，嵌入式控制系統的線束減少，嵌入式控制系統開發工作減少、柔性增強，在工業控制、汽車和軍工等相關領域具有良好的應用前景。下面結合具體實施例，對本專利技術實施例提供的用于嵌入式控制系統的控制器作進一步說明。實施例1圖1是現有技術中一種傳統的用于嵌入式控制系統的控制器結構示意圖。圖2是本專利技術實施例提供的用于嵌入式控制系統的控制器結構示意圖。如圖1-2所示，本專利技術實施例提供的用于嵌入式控制系統的控制器相對于傳統控制器，只保留實現邏輯或數學計算和通信功能的電路，剔除IO處理電路，并將控制器以CAN、CANFD和/或LIN通信方式與智能傳感器和智能執行器相連，而智能傳感器和/或智能執行器用于本文檔來自技高網...

【技術保護點】
1.一種用于嵌入式控制系統的控制器，其特征在于，所述控制器保留實現邏輯或數學計算和通信功能的電路，剔除IO處理電路，所述控制器以CAN、CAN?FD和/或LIN通信方式與智能傳感器和/或智能執行器相連，所述智能傳感器和/或智能執行器用于實現剔除的所述IO處理電路的功能。

【技術特征摘要】
1.一種用于嵌入式控制系統的控制器，其特征在于，所述控制器保留實現邏輯或數學計算和通信功能的電路，剔除IO處理電路，所述控制器以CAN、CANFD和/或LIN通信方式與智能傳感器和/或智能執行器相連，所述智能傳感器和/或智能執行器用于實現剔除的所述IO處理電路的功能。2.根據權利要求1所述的控制器，其特征在于，所述控制器具有一組或多組CAN、CANFD和/或LIN通信引腳。3.根據權利要求1所述的控制器，其特征在于，所述智能傳感器用于：將測定的物理量轉換為數字信號；對傳感器本身的狀態進行診斷；將物理量和傳感器本身的狀態以所述CAN、CANFD和/或LIN通信方式發給所述控制器；所述智能執行器用于：接收所述控制器以所述CAN、CANFD和/或LIN通信方式發送的指令并執行指令相應操作；對執行器本身的狀態進行診斷；將執行器本身的狀態以所述CAN、CANFD和/或LIN通信方式發給所述控制器。4.根據權利要求1所述的控制器，其特征在于，剔除的所述IO處理電路的功能模塊包括：I/O事件控制器、時間相關的I/O信號輸入/輸出、I/O模數轉換器、I/O輸入輸出、用于與外部模塊通信的I/O總線控制器。5.根據權利要求4所述的控制器，其特征在于，所述智...

【專利技術屬性】
技術研發人員：楊鏑，
申請(專利權)人：一汽大眾汽車有限公司，
類型：發明
國別省市：吉林,22