一種用于改善汽車電子控制系統(tǒng)電磁兼容特性的微控制器的制造方法
【專利摘要】本發(fā)明公開了一種用于改善汽車電子控制系統(tǒng)電磁兼容特性的微控制器，是對多模式時鐘產(chǎn)生模塊和IO端口模塊進(jìn)行改進(jìn)，將時鐘門控的方法應(yīng)用于多模式時鐘產(chǎn)生模塊，采用翻轉(zhuǎn)速率和驅(qū)動強(qiáng)度控制的方法對IO端口模塊進(jìn)行電磁兼容特性的加固，有效改善了汽車電子控制系統(tǒng)電磁兼容特性。本發(fā)明提供的用于改善汽車電子控制系統(tǒng)電磁兼容特性的微控制器，具有結(jié)構(gòu)簡單、適用性強(qiáng)的特點(diǎn)，應(yīng)用于汽車電子MCU的時鐘以及端口部分的配置功能豐富，根據(jù)系統(tǒng)需要配置成不同工作模式和使用特性，可以對每個單獨(dú)外設(shè)時鐘進(jìn)行門控設(shè)置，在端口上集成了開漏設(shè)置、上拉下拉、數(shù)字/模擬功能復(fù)用、中斷復(fù)用以及EMC特性控制等功能，具有較高的靈活性和可配置性。
【專利說明】-種用于改善汽車電子控制系統(tǒng)電磁兼容特性的微控制器

【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001] 本發(fā)明涉及集成電路（Integrated Circuit，1C)數(shù)字前端設(shè)計【技術(shù)領(lǐng)域】，尤 其是一種用于改善汽車電子控制系統(tǒng)電磁兼容特性的微控制器，通過對汽車電子控制 系統(tǒng)的微控制器中時鐘產(chǎn)生模塊及輸入輸出端口進(jìn)行電磁兼容（Electro Magnetic Compatibility,EMC)特性的加固設(shè)計，可以較好地解決芯片內(nèi)部產(chǎn)生以及外部f禹合的電磁 兼容問題，從而改善芯片的電磁兼容特性。

【背景技術(shù)】
[0002] 汽車電子控制系統(tǒng)的電磁兼容特性對汽車整車的穩(wěn)定性及可靠性都顯得尤為重 要，作為電子控制系統(tǒng)中最為關(guān)鍵的單元-微控制器（Micro Control Unit，Μ⑶)，其電 磁兼容性能的優(yōu)劣直接影響汽車各個模塊與系統(tǒng)的控制功能。
[0003] 常規(guī)的電磁兼容保護(hù)措施主要通過在硬件電路原理圖、印制電路板設(shè)計以及外圍 屏蔽等方式去改進(jìn)系統(tǒng)的電磁兼容特性，如圖1所示，圖1是目前常用的汽車電子控制系統(tǒng) 的微控制器的結(jié)構(gòu)示意圖。該微控制器采用的芯片是8位汽車電子MCU，型號為Α8128,是 在芯片Α832的基礎(chǔ)上增添了一些更加安全和實(shí)用的功能，尤其是在抗電磁干擾（Electro Interference，EMI)方面，對時鐘和端口模塊進(jìn)行了設(shè)計和改進(jìn)。
[0004] 在圖1中，微控制器集成了數(shù)據(jù)采集多通道模擬數(shù)字轉(zhuǎn)換器（Analog to Digital Converter，ADC)、豐富的串行數(shù)據(jù)接口（Serial Peripheral Interface，SPI/ Inter-integrated circuit, I2C/Univarsal Asynchronous Receiber and Transmitter, UART)、汽車級標(biāo)準(zhǔn)的CAN、LIN接口模塊以及電機(jī)控制PWM、增強(qiáng)型Timer等功能模塊和電源 管理模塊等，采用單芯片解決方案。所有的外圍設(shè)備（SPI、I2C、UART、GPI0、CAN、LIN、PWM 等）都通過特殊功能寄存器總線互連，使用還未定義的特殊功能寄存器地址對各個外設(shè)模 塊進(jìn)行尋址。另外在實(shí)用性和安全性上，A8128增加了失效保護(hù)模塊、實(shí)時時鐘（RTC)以及 JTAG模塊等，提高了芯片的可靠性。但是，圖1中所示的芯片A8128并沒有進(jìn)行抗電磁干 擾（EMI)設(shè)計，為了改善其電磁兼容性能，需要對其不斷的修改調(diào)試及增加外周電路，在此 過程中浪費(fèi)了大量的人力和財力。
[0005] 追根溯源，電磁兼容問題產(chǎn)生的源頭和最易受到影響的部分就是芯片本身，如果 從芯片設(shè)計之初就將電磁兼容的問題考慮進(jìn)來，會對整個芯片以及電子控制系統(tǒng)本來的可 靠性有著很大提升。


【發(fā)明內(nèi)容】

[0006] (一）要解決的技術(shù)問題
[0007] 有鑒于此，本發(fā)明的主要目的在于提供一種用于改善汽車電子控制系統(tǒng)電磁兼容 特性的微控制器，以解決在微控制器的時鐘設(shè)計部分無法對電磁干擾強(qiáng)度進(jìn)行控制等弊 端，有效地改善汽車電子控制系統(tǒng)電磁兼容特性。
[0008] (二）技術(shù)方案
[0009] 為達(dá)到上述目的，本發(fā)明提供了一種用于改善汽車電子控制系統(tǒng)電磁兼容特性的 微控制器，該微控制器是對多模式時鐘產(chǎn)生模塊和10端口模塊進(jìn)行改進(jìn)，將時鐘門控的方 法應(yīng)用于多模式時鐘產(chǎn)生模塊，采用翻轉(zhuǎn)速率和驅(qū)動強(qiáng)度控制的方法對10端口模塊進(jìn)行 電磁兼容特性的加固。
[0010] 上述方案中，所述多模式時鐘產(chǎn)生模塊用于管理片上時鐘資源，對內(nèi)核的時鐘信 號進(jìn)行獨(dú)立控制或者通過SFR總線對各個外設(shè)功能進(jìn)行單獨(dú)門控。
[0011] 上述方案中，所述多模式時鐘產(chǎn)生模塊支持多種模式的時鐘選擇，包括外部時鐘 旁路PLL、外部時鐘PLL倍頻、內(nèi)部振蕩器旁路PLL、內(nèi)部振蕩器PLL倍頻以及具有時鐘失鎖 檢測特性。
[0012] 上述方案中，所述多模式時鐘產(chǎn)生模塊包括時鐘源選擇子模塊和時鐘門控子模 塊，時鐘源選擇子模塊用于選擇系統(tǒng)時鐘信號，由外部振蕩器或者PLL倍頻作為輸入；時鐘 門控子模塊根據(jù)系統(tǒng)工作模式的不同將內(nèi)核和外設(shè)總開關(guān)的時鐘使能信號enabl e_Clk_ core與enable_clk_peripheral進(jìn)行第一級控制，外設(shè)中各個功能模塊時鐘使能信號進(jìn)行 第二級控制，保證在每一種工作模式下系統(tǒng)即滿足功能要求又能改善EMC特性。
[0013] 上述方案中，所述時鐘源選擇子模塊在系統(tǒng)上電復(fù)位后以外部振蕩器時鐘作為內(nèi) 部時鐘，經(jīng)過程序配置PLL寄存器，當(dāng)振蕩器穩(wěn)定后，將時鐘切換為片內(nèi)PLL時鐘。所述片 內(nèi)PLL時鐘由片外高精度時鐘振蕩器輸入時鐘或由片內(nèi)8MHz RC振蕩器作為時鐘輸入源， 經(jīng)過PLL倍頻后產(chǎn)生用于芯片工作的時鐘信號。
[0014] 上述方案中，所述時鐘源選擇子模塊被配置為以下四種工作模式：Run Mode模式： 各個模塊的時鐘門控根據(jù)需要設(shè)置CPCG1和CPCG2寄存器打開，對CAN、PWM、RTC等模塊進(jìn) 行單獨(dú)門控；Idle Mode模式：系統(tǒng)停止內(nèi)核時鐘，并禁止WDT的時鐘；Stop Mode模式：系 統(tǒng)停止內(nèi)核時鐘，禁止除RTC模塊、低壓檢測模塊、過溫檢測模塊、P1外部中斷模塊以外所 有外設(shè)時鐘；Debug Mode模式：系統(tǒng)處于調(diào)試模式，貝U禁止原來所有的時鐘輸出，原系統(tǒng)時 鐘將被TCK所取代。
[0015] 在Run Mode模式下，第一級時鐘門控對象--微控制器MCU內(nèi)核以及外設(shè)總開 關(guān)的相應(yīng)時鐘使能有效，此時第二級時鐘門控對象--各外設(shè)模塊的時鐘使能根據(jù)系統(tǒng)需 求能夠單獨(dú)設(shè)置為打開或者關(guān)閉；在Idle Mode模式下，第一級時鐘門控對象中內(nèi)核的時 鐘關(guān)閉，而外設(shè)總開關(guān)的時鐘打開，此時各外設(shè)模塊時鐘使能能夠進(jìn)行單獨(dú)設(shè)置；在Stop Mode模式下，微控制器MCU內(nèi)核和外設(shè)總開關(guān)的時鐘都關(guān)閉，此時第二級時鐘門控對象中 除實(shí)時時鐘模塊RTC(Real Time Counter)、低壓檢測模塊LVD(Low Voltage Detect)、過溫 檢測模塊 OPT (Over Temperature Protection)、PI 外部中斷模塊 INT〇-7(InterruptO_7) 以外所有外設(shè)時鐘都關(guān)閉；在Debug Mode模式下，禁止原來所有的時鐘輸出，原系統(tǒng)時鐘 將被TCK所取代，外部資源通過JTAG(Joint Test Action Group)接口訪問內(nèi)部存儲器以 及對 CPU(Central Processing Unit)內(nèi)核進(jìn)行調(diào)試。
[0016] 上述方案中，所述10端口模塊具有多個可配置的輸入輸出控制單元，包括Ρ〇，Ρ1， P2, P3四個并行端口，其中P0、P1只用作數(shù)字端口，P2、P3可選擇作為數(shù)字或者模擬端口， 模擬端口用于多通路ADC的1-16路模擬輸入，P1支持8路外部中斷復(fù)用。該微控制器采 用翻轉(zhuǎn)速率和驅(qū)動強(qiáng)度控制的方法對10端口模塊進(jìn)行EMC特性的加固，對于每一組通用P 口，都有對應(yīng)的翻轉(zhuǎn)速率和驅(qū)動強(qiáng)度控制寄存器。
[0017] (三）有益效果
[0018] 從上述技術(shù)方案可以看出，本發(fā)明具有以下有益效果：
[0019] 1、本發(fā)明提供的用于改善汽車電子控制系統(tǒng)電磁兼容特性的微控制器，對多模式 時鐘產(chǎn)生模塊和10端口模塊進(jìn)行改進(jìn)，將時鐘門控的方法應(yīng)用于多模式時鐘產(chǎn)生模塊，采 用翻轉(zhuǎn)速率和驅(qū)動強(qiáng)度控制的方法對10端口模塊進(jìn)行電磁兼容特性的加固，有效地改善 了汽車電子控制系統(tǒng)電磁兼容特性。
[0020] 2、本發(fā)明提供的用于改善汽車電子控制系統(tǒng)電磁兼容特性的微控制器，具有結(jié)構(gòu) 簡單、適用性強(qiáng)的特點(diǎn)。
[0021] 3、本發(fā)明提供的用于改善汽車電子控制系統(tǒng)電磁兼容特性的微控制器，應(yīng)用于汽 車電子MCU的時鐘以及端口部分的配置功能豐富，根據(jù)系統(tǒng)需要配置成不同工作模式和使 用特性，可以對每個單獨(dú)外設(shè)時鐘進(jìn)行門控設(shè)置，在端口上集成了開漏設(shè)置、上拉下拉、數(shù) 字/模擬功能復(fù)用、中斷復(fù)用以及EMC特性控制等功能，具有較高的靈活性和可配置性。

【專利附圖】

【附圖說明】
[0022] 圖1是目前常用的汽車電子控制系統(tǒng)的微控制器的結(jié)構(gòu)示意圖；
[0023] 圖2是本發(fā)明提供的用于改善汽車電子控制系統(tǒng)電磁兼容特性的微控制器的結(jié) 構(gòu)示意圖；
[0024] 圖3是圖2中多模式時鐘產(chǎn)生模塊的結(jié)構(gòu)示意圖；
[0025] 圖4是圖2中多模式時鐘產(chǎn)生模塊的時鐘源選擇子模塊的示意圖；
[0026] 圖5是圖2中多模式時鐘產(chǎn)生模塊的時鐘門控子模塊的示意圖；
[0027] 圖6是圖2中增強(qiáng)型10端口模塊的結(jié)構(gòu)示意圖；
[0028] 圖7是PLL模塊的基本結(jié)構(gòu)示意圖；
[0029] 圖8是翻轉(zhuǎn)速率原理的示意圖。

【具體實(shí)施方式】
[0030] 為使本發(fā)明的目的、技術(shù)方案和優(yōu)點(diǎn)更加清楚明白，以下結(jié)合具體實(shí)施例，并參照 附圖，對本發(fā)明進(jìn)一步詳細(xì)說明。
[0031] 本發(fā)明提供的用于改善汽車電子控制系統(tǒng)電磁兼容特性的微控制器，同時采用以 下兩種改進(jìn)方案對圖1所示的現(xiàn)有汽車電子控制系統(tǒng)的微控制器進(jìn)行改進(jìn)，一種是針對多 模式時鐘產(chǎn)生模塊（MCG)進(jìn)行時鐘門控的設(shè)計，保證在不同工作模式下進(jìn)行內(nèi)核與外設(shè)的 兩級時鐘門控設(shè)置，將未用到的冗余功能模塊的時鐘關(guān)閉，對應(yīng)的邏輯資源停止工作，從而 降低由于這些額外部分帶來的電磁干擾EMI ;另一種是針對10端口模塊進(jìn)行降低并有效控 制電磁干擾（EMI)的設(shè)計，采用翻轉(zhuǎn)速率和驅(qū)動強(qiáng)度控制的方法，有效地控制瞬態(tài)電流的 變化強(qiáng)度，使得微控制器芯片對外的電磁干擾（EMI)強(qiáng)度降低，并且由于施密特觸發(fā)器的 引入也提高了電磁抗擾度（EMS)的能力。
[0032] 如圖2所示，圖2是本發(fā)明提供的用于改善汽車電子控制系統(tǒng)電磁兼容特性的微 控制器的結(jié)構(gòu)示意圖，該微控制器是對多模式時鐘產(chǎn)生模塊和10端口模塊進(jìn)行改進(jìn)，將時 鐘門控的方法應(yīng)用于多模式時鐘產(chǎn)生模塊，采用翻轉(zhuǎn)速率和驅(qū)動強(qiáng)度控制的方法對10端 口模塊進(jìn)行電磁兼容特性的加固，有效地改善了汽車電子控制系統(tǒng)電磁兼容特性。
[0033] 在抗電磁干擾方面，基于Run、Idle、Stop、Debug四種工作模式，增加多模式時鐘 產(chǎn)生模塊MCG，根據(jù)模式需求更好了利用門控技術(shù)，對系統(tǒng)時鐘進(jìn)行管理。此外，也對10 端口模塊進(jìn)行改進(jìn)，加入一些控制寄存器，對電磁兼容特性上考慮，引入了翻轉(zhuǎn)速率（slew rate)和驅(qū)動強(qiáng)度（drive strength)控制寄存器，具體如圖2所示。
[0034] 在對多模式時鐘產(chǎn)生模塊進(jìn)行設(shè)計時，采用時鐘門控技術(shù)，可以在Run、Idle、 Stop、DebUg四種工作模式下，通過時鐘使能信號對第一級的門控對象--內(nèi)核和外設(shè)總開 關(guān)進(jìn)行時鐘信號的打開或者關(guān)閉操作，第二級的門控對象為各個外設(shè)功能模塊，可以根據(jù) 工作模式需要對各自時鐘信號進(jìn)行打開或者關(guān)閉，也可以通過配置相應(yīng)的寄存器對各個功 能模塊的時鐘進(jìn)行獨(dú)立的使能操作。
[0035] 在Run模式時，第一級的門控對象的時鐘打開，第二級的門控對象的時鐘根據(jù)使 用需求可以靈活配置；在Idle模式時，內(nèi)核時鐘關(guān)閉，而外設(shè)總開關(guān)的時鐘打開，可以單獨(dú) 設(shè)置各個外設(shè)模塊的時鐘使能信號；在Stop模式時，內(nèi)核和外設(shè)總開關(guān)的時鐘都關(guān)閉，除 RTC、LVD、0PT、P1外部中斷INT0-7以外所有外設(shè)時鐘都關(guān)閉；在Debug模式時，關(guān)閉原來所 有時鐘輸出，用TCK時鐘取代，可以通過JTAG接口進(jìn)行訪問并對CPU內(nèi)核進(jìn)行調(diào)試。
[0036] 在對10端口進(jìn)行設(shè)計時，采用了翻轉(zhuǎn)速率和驅(qū)動強(qiáng)度控制的方法。由于翻轉(zhuǎn)速率 直接影響到瞬態(tài)電流的變化強(qiáng)度，通過對所有P 口配置相應(yīng)的翻轉(zhuǎn)速率控制寄存器，在不 影響功能要求時打開對應(yīng)端口的翻轉(zhuǎn)速率控制使能位，可以有效降低翻轉(zhuǎn)的速率，進(jìn)一步 降低EMI電磁干擾的影響；由于驅(qū)動電流強(qiáng)度即決定著對外負(fù)載的大小，也對EMI電磁干擾 造成影響，在能夠滿足外界負(fù)載驅(qū)動電流要求時（若不滿足換成強(qiáng)驅(qū)動），通過配置各個端 口的驅(qū)動強(qiáng)度控制寄存器，對相應(yīng)引腳進(jìn)行弱驅(qū)動的設(shè)置。
[0037] 如圖3所示，圖3是圖2中多模式時鐘產(chǎn)生模塊的結(jié)構(gòu)示意圖。多模式時鐘產(chǎn)生模 塊管理片上時鐘資源，從圖2中看到多模式時鐘產(chǎn)生模塊可以對內(nèi)核的時鐘信號進(jìn)行獨(dú)立 控制，也可以通過SFR總線對各個外設(shè)功能（如CAN、PWM等）進(jìn)行單獨(dú)門控。芯片中時鐘產(chǎn) 生模塊支持多種模式的時鐘選擇，包括外部時鐘旁路PLL、外部時鐘PLL倍頻、內(nèi)部振蕩器 旁路PLL、內(nèi)部振蕩器PLL倍頻以及具有時鐘失鎖檢測特性，如圖4所示。在完整全局時鐘 管理的同時，時鐘產(chǎn)生模塊需要根據(jù)系統(tǒng)的工作模式對各個模塊的時鐘進(jìn)行門控管理，圖5 是MCG門控部分的結(jié)構(gòu)圖。
[0038] 本發(fā)明將時鐘門控的方法應(yīng)用于多模式時鐘產(chǎn)生模塊，該多模式時鐘產(chǎn)生模塊包 括時鐘源選擇子模塊和時鐘門控子模塊，如圖4和圖5所示，時鐘源選擇子模塊用于選擇系 統(tǒng)時鐘信號，可由外部振蕩器或者PLL倍頻作為輸入；時鐘門控子模塊根據(jù)系統(tǒng)工作模式 的不同將內(nèi)核和外設(shè)總開關(guān)的時鐘使能信號enable_clk_core與enable_clk_peripheral 進(jìn)行第一級控制，外設(shè)中各個功能模塊時鐘使能信號（如圖5,如enable_clk_can)進(jìn)行第 二級控制，保證在每一種工作模式下系統(tǒng)即滿足功能要求又能改善EMC特性。
[0039] 其中，時鐘源選擇子模塊在系統(tǒng)上電復(fù)位后以外部振蕩器時鐘作為內(nèi)部時鐘，經(jīng) 過程序配置PLL寄存器，當(dāng)振蕩器穩(wěn)定后，可將時鐘切換為片內(nèi)PLL時鐘。片內(nèi)PLL時鐘可 由片外高精度時鐘振蕩器輸入時鐘或由片內(nèi)8MHz RC振蕩器作為時鐘輸入源，經(jīng)過PLL倍 頻后產(chǎn)生用于芯片工作的時鐘信號。
[0040] 通過設(shè)定四種工作模式，即Run Mode、Idle Mode、Stop Mode、Debug Mode來實(shí)現(xiàn) 時鐘源選擇子模塊的功能配置：
[0041] (l)Run Mode模式：各個模塊的時鐘門控根據(jù)需要設(shè)置CPCG1和CPCG2寄存器打 開，可以對CAN、PWM、RTC等模塊進(jìn)行單獨(dú)門控；在Run Mode模式下，第一級時鐘門控對 象--微控制器MCU內(nèi)核以及外設(shè)總開關(guān)的相應(yīng)時鐘使能有效，此時第二級時鐘門控對 象--各外設(shè)模塊的時鐘使能根據(jù)系統(tǒng)需求可以單獨(dú)設(shè)置為打開或者關(guān)閉；
[0042] (2) Idle Mode模式：系統(tǒng)停止內(nèi)核時鐘，并禁止WDT的時鐘；在Idle Mode模式 下，第一級時鐘門控對象中內(nèi)核的時鐘關(guān)閉，而外設(shè)總開關(guān)的時鐘打開，此時各外設(shè)模塊時 鐘使能可以進(jìn)行單獨(dú)設(shè)置；
[0043] (3)Stop Mode模式：系統(tǒng)停止內(nèi)核時鐘，禁止除RTC模塊、低壓檢測模塊、過溫 檢測模塊、P1外部中斷模塊以外所有外設(shè)時鐘；在Stop Mode模式下，微控制器MCU內(nèi)核 和外設(shè)總開關(guān)的時鐘都關(guān)閉，此時第二級時鐘門控對象中除實(shí)時時鐘模塊RTC (Real Time Counter)、低壓檢測模塊LVD(Low Voltage Detect)、過溫檢測模塊0PT(0ver Temperature Protection)、PI外部中斷模塊INTO-7 (Interrupt〇-7)以外所有外設(shè)時鐘都關(guān)閉；
[0044] (4)Debug Mode模式：系統(tǒng)處于調(diào)試模式，則禁止原來所有的時鐘輸出，原系統(tǒng)時 鐘將被TCK所取代；在Debug Mode模式下，禁止原來所有的時鐘輸出，原系統(tǒng)時鐘將被TCK 所取代，夕卜部資源可以通過JTAG(Joint Test Action Group)接口訪問內(nèi)部存儲器以及對 CPU(Central Processing Unit)內(nèi)核進(jìn)行調(diào)試。
[0045] 在具體應(yīng)用中，圖3所示的多模式時鐘產(chǎn)生模塊的硬件部分包含各個外設(shè)模塊的 門控時鐘配置寄存器CPCG1和CPCG2,這兩個寄存器涉及外設(shè)功能模塊的時鐘使能位，可以 對每個外設(shè)模塊的時鐘使能位進(jìn)行單獨(dú)配置，從而將各自模塊的時鐘關(guān)閉或者打開，多模 式時鐘產(chǎn)生模塊的寄存器列表詳情，請參閱表1。
[0046] 表1是多模式時鐘產(chǎn)生模塊的寄存器列表。
[0047]

【權(quán)利要求】
1. 一種用于改善汽車電子控制系統(tǒng)電磁兼容特性的微控制器，其特征在于，該微控制 器是對多模式時鐘產(chǎn)生模塊和10端口模塊進(jìn)行改進(jìn)，將時鐘門控的方法應(yīng)用于多模式時 鐘產(chǎn)生模塊，采用翻轉(zhuǎn)速率和驅(qū)動強(qiáng)度控制的方法對10端口模塊進(jìn)行電磁兼容特性的加 固。
2. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的用于改善汽車電子控制系統(tǒng)電磁兼容特性的微控制器，其特 征在于，所述多模式時鐘產(chǎn)生模塊用于管理片上時鐘資源，對內(nèi)核的時鐘信號進(jìn)行獨(dú)立控 制或者通過SFR總線對各個外設(shè)功能進(jìn)行單獨(dú)門控。
3. 根據(jù)權(quán)利要求2所述的用于改善汽車電子控制系統(tǒng)電磁兼容特性的微控制器，其特 征在于，所述多模式時鐘產(chǎn)生模塊支持多種模式的時鐘選擇，包括外部時鐘旁路PLL、外部 時鐘PLL倍頻、內(nèi)部振蕩器旁路PLL、內(nèi)部振蕩器PLL倍頻以及具有時鐘失鎖檢測特性。
4. 根據(jù)權(quán)利要求2所述的用于改善汽車電子控制系統(tǒng)電磁兼容特性的微控制器，其特 征在于，所述多模式時鐘產(chǎn)生模塊包括時鐘源選擇子模塊和時鐘門控子模塊，時鐘源選擇 子模塊用于選擇系統(tǒng)時鐘信號，由外部振蕩器或者PLL倍頻作為輸入；時鐘門控子模塊根 據(jù)系統(tǒng)工作模式的不同將內(nèi)核和外設(shè)總開關(guān)的時鐘使能信號enable_clk_core與enable_ clk_peripheral進(jìn)行第一級控制，外設(shè)中各個功能模塊時鐘使能信號進(jìn)行第二級控制，保 證在每一種工作模式下系統(tǒng)即滿足功能要求又能改善EMC特性。
5. 根據(jù)權(quán)利要求4所述的用于改善汽車電子控制系統(tǒng)電磁兼容特性的微控制器，其特 征在于，所述時鐘源選擇子模塊在系統(tǒng)上電復(fù)位后以外部振蕩器時鐘作為內(nèi)部時鐘，經(jīng)過 程序配置PLL寄存器，當(dāng)振蕩器穩(wěn)定后，將時鐘切換為片內(nèi)PLL時鐘。
6. 根據(jù)權(quán)利要求5所述的用于改善汽車電子控制系統(tǒng)電磁兼容特性的微控制器，其特 征在于，所述片內(nèi)PLL時鐘由片外高精度時鐘振蕩器輸入時鐘或由片內(nèi)8MHz RC振蕩器作 為時鐘輸入源，經(jīng)過PLL倍頻后產(chǎn)生用于芯片工作的時鐘信號。
7. 根據(jù)權(quán)利要求4所述的用于改善汽車電子控制系統(tǒng)電磁兼容特性的微控制器，其特 征在于，所述時鐘源選擇子模塊被配置為以下四種工作模式： Run Mode模式：系統(tǒng)處于正常模式，各個模塊的時鐘門控根據(jù)需要設(shè)置CPCG1和CPCG2 寄存器打開，對控制器局域網(wǎng)絡(luò)（Controller Area Network, CAN)、脈沖寬度調(diào)試（Pulse Width Modulation，PWM)、局部互聯(lián)網(wǎng)絡(luò)（Local Interconnect Network，LIN)等模塊進(jìn)行 單獨(dú)門控； Idle Mode模式：系統(tǒng)處于閑置模式，內(nèi)核時鐘停止，并禁止WDT的時鐘； Stop Mode模式：系統(tǒng)處于停止模式，內(nèi)核時鐘停止，禁止除RTC模塊、低壓檢測模塊、 過溫檢測模塊、P1外部中斷模塊以外所有外設(shè)時鐘； Debug Mode模式：系統(tǒng)處于調(diào)試模式，則禁止原來所有的時鐘輸出，原系統(tǒng)時鐘將被 TCK所取代。
8. 根據(jù)權(quán)利要求7所述的用于改善汽車電子控制系統(tǒng)電磁兼容特性的微控制器，其特 征在于， 在Run Mode模式下，第一級時鐘門控對象--微控制器MCU內(nèi)核以及外設(shè)總開關(guān)的相 應(yīng)時鐘使能有效，此時第二級時鐘門控對象--各外設(shè)模塊的時鐘使能根據(jù)系統(tǒng)需求能夠 單獨(dú)設(shè)置為打開或者關(guān)閉； 在Idle Mode模式下，第一級時鐘門控對象中內(nèi)核的時鐘關(guān)閉，而外設(shè)總開關(guān)的時鐘打 開，此時各外設(shè)模塊時鐘使能能夠進(jìn)行單獨(dú)設(shè)置； 在Stop Mode模式下，微控制器MCU內(nèi)核和外設(shè)總開關(guān)的時鐘都關(guān)閉，此時第二級時 鐘門控對象中除實(shí)時時鐘模塊（Real Time Counter，RTC)、低壓檢測模塊（Low Voltage Detect，LVD)、過溫檢測模塊（Over Temperature Protection，OPT)、P1 外部中斷模塊 (Interrupt〇-7, INTO-7)以外所有外設(shè)時鐘都關(guān)閉； 在Debug Mode模式下，禁止原來所有的時鐘輸出，原系統(tǒng)時鐘將被TCK所取代，外部資 源通過調(diào)試接口（Joint Test Action Group, JTAG)訪問內(nèi)部存儲器以及對CPU內(nèi)核進(jìn)行 調(diào)試。
9. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的用于改善汽車電子控制系統(tǒng)電磁兼容特性的微控制器，其特 征在于，所述10端口模塊具有多個可配置的輸入輸出控制單元，包括P〇, Pl，P2, P3四個并 行端口，其中P〇、P1只用作數(shù)字端口，P2、P3可選擇作為數(shù)字或者模擬端口，模擬端口用于 多通路ADC的1-16路模擬輸入，P1支持8路外部中斷復(fù)用。
10. 根據(jù)權(quán)利要求9所述的用于改善汽車電子控制系統(tǒng)電磁兼容特性的微控制器，其 特征在于，該微控制器采用翻轉(zhuǎn)速率和驅(qū)動強(qiáng)度控制的方法對10端口模塊進(jìn)行EMC特性的 加固，對于每一組通用P 口，都有對應(yīng)的翻轉(zhuǎn)速率和驅(qū)動強(qiáng)度控制寄存器。
【文檔編號】G06F9/22GK104123117SQ201310154412
【公開日】2014年10月29日 申請日期:2013年4月28日 優(yōu)先權(quán)日:2013年4月28日
【發(fā)明者】王海欣, 于夢溪 申請人:中國科學(xué)院微電子研究所