專利名稱：具有自保護(hù)集成錯(cuò)誤識(shí)別的數(shù)據(jù)接口的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明以根據(jù)獨(dú)立權(quán)利要求所述種類的電路或方法為出發(fā)點(diǎn)。本發(fā)明涉及在數(shù)字電路中錯(cuò)誤或干擾的識(shí)別。
背景技術(shù)：
安全重要的應(yīng)用需要能夠識(shí)別所存在的永久或瞬時(shí)錯(cuò)誤的電路。在Parag K. Lala的“自檢以及容錯(cuò)數(shù)字設(shè)計(jì)”科學(xué)出版社2001 (“Self-Checking and fault tolerantdigital design”，Academic Press 2001)中所公開(kāi)的是為此采用的一種反相雙重電路。該電路的輸出在錯(cuò)誤情況下是相同的，如此使得為之后的電路以信令方式通知錯(cuò)誤。另外已經(jīng)公知的是所謂的自保護(hù)(eigensicher)雙軌檢驗(yàn)器，該檢驗(yàn)器采用兩個(gè)輸出以信令方式通知錯(cuò)誤，如此使得在自己的兩個(gè)輸出之一上同樣識(shí)別了故障。常規(guī)的雙軌檢驗(yàn)器在其基本形式上具有兩個(gè)輸入信號(hào)對(duì)，其分別由一個(gè)信號(hào)和它的反相信號(hào)來(lái)組成，并且還具有一個(gè)輸出信號(hào)對(duì)以進(jìn)行錯(cuò)誤識(shí)別。信號(hào)對(duì)通常被稱作雙軌信號(hào)。如果雙軌信號(hào)的單個(gè)信號(hào)在布爾意義上不相同，那么該雙軌信號(hào)就被視為有效?？梢园堰@樣的多個(gè)雙軌檢驗(yàn)器組合在一個(gè)電路中，以對(duì)多于兩個(gè)的輸入信號(hào)對(duì)來(lái)檢驗(yàn)錯(cuò)誤。在圖2中示出了常規(guī)雙軌檢驗(yàn)器20的等效電路圖，該雙軌檢驗(yàn)器20具有由一個(gè)輸入信號(hào)S1和一個(gè)輸入信號(hào)a。組成的一個(gè)第一輸入雙軌信號(hào)a、和由一個(gè)輸入信號(hào)Id1和一個(gè)輸入信號(hào)k組成的一個(gè)第二輸入雙軌信號(hào)b、以及由一個(gè)輸出信號(hào)yi和一個(gè)輸出信號(hào)J0組成的一個(gè)輸出雙軌信號(hào)y。圖I不出了常規(guī)雙軌檢驗(yàn)器20的真值表10。該真值表10為輸入信號(hào)a。、b0>h的每個(gè)有效輸入組合示出了有效的輸出信號(hào)yi。在該真值表中所示的組合代表的是無(wú)錯(cuò)誤的情況，也就是說(shuō)，借助該輸出信號(hào)對(duì)I可以推斷有效的輸入信號(hào)對(duì)a、b。一個(gè)無(wú)效的輸入信號(hào)對(duì)導(dǎo)致一個(gè)無(wú)效的輸出信號(hào)對(duì)，其中該無(wú)效輸出信號(hào)對(duì)通過(guò)其各個(gè)輸出信號(hào)％和Y1的相等而被識(shí)別。如果該輸出信號(hào)顯示％=1并且Y1=O或者y(l=0并且yi=l，那么就不存在錯(cuò)誤，如果該輸出信號(hào)顯示L=O并且yi=0或者ytl=l并且yi=l，那么就存在一個(gè)錯(cuò)誤。圖3示出了雙軌檢驗(yàn)器20的一種實(shí)現(xiàn)。該雙軌檢驗(yàn)器20由四個(gè)“與”門(mén)30、31、32,33和兩個(gè)“或”門(mén)34和35組成。借助以這種方式實(shí)現(xiàn)的雙軌檢驗(yàn)器的輸出信號(hào)yQ、yi，不僅可以識(shí)別該輸入信號(hào)％、B1, b0, Id1是否是有效的，而且還可以識(shí)別該雙軌檢驗(yàn)器20是否無(wú)錯(cuò)誤地工作。為了求出該雙軌檢驗(yàn)器20的無(wú)錯(cuò)誤性，應(yīng)該利用這四個(gè)有效輸入組合來(lái)實(shí)施測(cè)試。圖4示出了具有四個(gè)輸入信號(hào)對(duì)a、b、C、d的錯(cuò)誤檢驗(yàn)電路40。為此把三個(gè)雙軌檢驗(yàn)器20、20' ,20''成鏈?zhǔn)竭B接，并從而組合為一個(gè)輸出信號(hào)對(duì)I。圖5示出了由多個(gè)信號(hào)處理塊51、52、53、54組成的一個(gè)電路50的例子。一個(gè)輸入信號(hào)Sin在該電路中被處理成為一個(gè)輸出信號(hào)SOTt。每個(gè)信號(hào)處理塊51、52、53、54都連接到一個(gè)錯(cuò)誤識(shí)別電路55、56、57、58，每個(gè)錯(cuò)誤識(shí)別電路55、56、57、58都具有一個(gè)輸出信號(hào)對(duì)d、C、b、a。該輸出信號(hào)對(duì)d、C、b、a又是該錯(cuò)誤檢驗(yàn)電路40的輸入信號(hào)對(duì),并被組合為一個(gè)唯一的輸出信號(hào)對(duì)y。該輸出信號(hào)對(duì)y顯不在該電路50中是否存在一個(gè)錯(cuò)誤。

發(fā)明內(nèi)容
與此相反，根據(jù)本發(fā)明的具有獨(dú)立權(quán)利要求I所述特征的電路所具有的優(yōu)點(diǎn)是該自保護(hù)電路除了錯(cuò)誤識(shí)別功能之外還在無(wú)錯(cuò)誤的情況下通過(guò)一個(gè)輸出信號(hào)對(duì)來(lái)傳輸輸入信號(hào)對(duì)的信息。這使得能夠利用該錯(cuò)誤檢驗(yàn)電路除了同時(shí)滿足錯(cuò)誤識(shí)別功能之外，另外還滿足一個(gè)附加的功能，亦即傳輸一個(gè)信息。通過(guò)在從屬權(quán)利要求中所述的措施，實(shí)現(xiàn)了在獨(dú)立權(quán)利要求中所述裝置的有利改進(jìn)和改善。如果該信息帶有另外一個(gè)或多個(gè)輸出信號(hào)的奇偶性，那么這是尤其有利的。從而之后的裝置就另外還能夠檢驗(yàn)在所監(jiān)控的電路后面是否出現(xiàn)了對(duì)輸出信號(hào)造成干擾的錯(cuò)誤。適當(dāng)?shù)貥?gòu)造具有多個(gè)輸入信號(hào)和/或輸出信號(hào)的、集成有錯(cuò)誤識(shí)別的電路使得采用內(nèi)部構(gòu)造相同的子電路。這些子電路可以造價(jià)合理地利用少量的COMS晶體管來(lái)制造。有利地對(duì)為該保護(hù)電路采用了 一個(gè)數(shù)據(jù)接口，其中輸出信號(hào)具有多個(gè)比特的字寬度，并且該輸出信號(hào)對(duì)在非錯(cuò)誤情況下提供另一比特。如果作為I比特信息的所述另外的信息表示多個(gè)比特寬的輸出信號(hào)的奇偶性，那么這是尤其有利的，因?yàn)閺亩谝粋€(gè)時(shí)鐘電路中就實(shí)現(xiàn)了對(duì)之后寄存器的錯(cuò)誤校驗(yàn)。


其中
圖I示出了在現(xiàn)有技術(shù)中所公開(kāi)的雙軌檢驗(yàn)器的真值表，
圖2示出了在現(xiàn)有技術(shù)中所公開(kāi)的雙軌檢驗(yàn)器的等效電路圖，
圖3示出了在現(xiàn)有技術(shù)中所公開(kāi)的雙軌檢驗(yàn)器的保護(hù)電路的實(shí)施方案，
圖4示出了對(duì)應(yīng)于現(xiàn)有技術(shù)的用于把四個(gè)雙軌信號(hào)簡(jiǎn)化為一個(gè)雙軌信號(hào)的保護(hù)電路， 圖5示出了對(duì)應(yīng)于現(xiàn)有技術(shù)的在每一級(jí)中都具有錯(cuò)誤識(shí)別的一個(gè)多級(jí)保護(hù)電路，
圖6示出了根據(jù)本發(fā)明的一個(gè)雙軌檢驗(yàn)器的真值表，
圖7示出了根據(jù)本發(fā)明的一個(gè)雙軌檢驗(yàn)器的等效電路圖，
圖8-11示出了根據(jù)本發(fā)明的雙軌檢驗(yàn)器的保護(hù)電路的不同實(shí)施方案，
圖12示出了用于把四個(gè)雙軌信號(hào)簡(jiǎn)化為一個(gè)根據(jù)本發(fā)明的雙軌信號(hào)的保護(hù)電路，
圖13示出了具有輸出寄存器的一個(gè)保護(hù)電路，以及 圖14-18示出了根據(jù)本發(fā)明的雙軌檢驗(yàn)器的保護(hù)電路的不同實(shí)施方案。
具體實(shí)施例方式在圖7中示出了根據(jù)本發(fā)明的一個(gè)雙軌檢驗(yàn)器70的等效電路圖。根據(jù)本發(fā)明的雙軌檢驗(yàn)器70具有由一個(gè)第一輸入信號(hào)a。和一個(gè)第二輸入信號(hào)S1組成的一個(gè)第一輸入信號(hào)對(duì)a、以及由一個(gè)第三輸入信號(hào)k和一個(gè)第四輸入信號(hào)h組成的一個(gè)輸入信號(hào)對(duì)b、以及由一個(gè)第一輸出信號(hào)I0和一個(gè)第二輸出信號(hào)Y1組成的一個(gè)輸出信號(hào)對(duì)I。在圖6中示出了有效、亦即無(wú)錯(cuò)誤情況下根據(jù)本發(fā)明的雙軌檢驗(yàn)器70的真值表60。根據(jù)本發(fā)明的檢驗(yàn)器的真值表為輸入信號(hào)對(duì)a和輸入信號(hào)對(duì)b示出了所有有效的組合，以及輸出信號(hào)對(duì)y的記錄。該真值表60示出該輸出信號(hào)對(duì)y復(fù)制了該輸入信號(hào)對(duì)a。如果不存在錯(cuò)誤，那么就可以通過(guò)該輸入信號(hào)對(duì)a、或者通過(guò)它的兩個(gè)輸入信號(hào)％或ai之一來(lái)把一個(gè)信息傳輸給輸出信號(hào)對(duì)1，或者傳輸給它的兩個(gè)輸出信號(hào)I0或Y1之一。如果作為信息比如把值O按照期望應(yīng)該從該輸入信號(hào)％通過(guò)本發(fā)明的雙軌檢驗(yàn)器70傳輸?shù)皆撦敵鲂盘?hào)％，那么該輸入信號(hào)％就被設(shè)置為0，并且該輸入信號(hào)&1被設(shè)置為I。在這種情況下該輸入信號(hào)Stl和該輸入信號(hào)S1必須是不同的，以得到一個(gè)有效的輸入信號(hào)對(duì)a。在錯(cuò)誤情況下，所傳輸?shù)男畔⒉槐环治?，因?yàn)椴槐ＷC該信息是有效的。如果該輸出信號(hào)對(duì)I是無(wú)效的，亦即它的兩個(gè)輸出信號(hào)y0和yl是相同的，也即yc^y^l或yc^y^O,那么就存在錯(cuò)誤情況。如果存在錯(cuò)誤情況，那么所傳輸?shù)男畔⒕筒槐环治?。在圖8中示出了本發(fā)明雙軌檢驗(yàn)器70的本發(fā)明電路80的一個(gè)實(shí)施方案，該電路也可以被用作子電路。該電路80由兩個(gè)常規(guī)的相同的雙軌檢驗(yàn)器81、82、兩個(gè)輸入信號(hào)對(duì)a、b和一個(gè)輸出信號(hào)對(duì)y組成。該常規(guī)雙軌檢驗(yàn)器81、82的信號(hào)輸入和信號(hào)輸出特別地被 錯(cuò)解，使得在對(duì)于輸入信號(hào)對(duì)a、b的記錄無(wú)錯(cuò)誤情況下,該輸出信號(hào)對(duì)I對(duì)應(yīng)于該真值表60。針對(duì)一個(gè)雙軌檢驗(yàn)器70的該電路80同樣如同一個(gè)常規(guī)雙軌檢驗(yàn)器一樣是自保護(hù)的。圖9示出了本發(fā)明雙軌檢驗(yàn)器70的本發(fā)明自保護(hù)電路900的另一實(shí)施方案。該電路由“與”門(mén) 90、91、92、93、98、99 和“或”門(mén) 94、95、96、97 組成。圖10示出了本發(fā)明雙軌檢驗(yàn)器70的本發(fā)明自保護(hù)電路1000的另一實(shí)施方案。該電路由“與”門(mén) 104、105、106、107、“或”門(mén) 100、101、102、103、108、109 和反相器 1080、1090組成。圖11示出了本發(fā)明雙軌檢驗(yàn)器70的本發(fā)明自保護(hù)電路1100的另一實(shí)施方案。該電路由“與”門(mén) 110、111、112、113、118、119、“或”門(mén) 114、115、116、117 和反相器 1180,1190組成。圖14示出了本發(fā)明雙軌檢驗(yàn)器70的本發(fā)明自保護(hù)電路1400的另一實(shí)施方案。該電路由“與”門(mén) 144、145、146、147 和“或”門(mén) 140、141、142、143、148、149 組成。圖15示出了本發(fā)明雙軌檢驗(yàn)器70的本發(fā)明自保護(hù)電路1500的另一實(shí)施方案。該電路由“與”門(mén) 150、151、156、157、“或”門(mén) 152、153、154、155 和反相器 158、159 組成。圖16示出了本發(fā)明雙軌檢驗(yàn)器70的本發(fā)明自保護(hù)電路1600的另一實(shí)施方案。該電路由“與”門(mén) 162、163、164、165、“或”門(mén) 160、161、166、167 和反相器 168、169 組成。圖17示出了本發(fā)明雙軌檢驗(yàn)器70的本發(fā)明自保護(hù)電路1700的另一實(shí)施方案。該電路由“與”門(mén) 170、171、176、177、“或”門(mén) 172、173、174、175 和反相器 178、179 組成。圖18示出了本發(fā)明雙軌檢驗(yàn)器70的本發(fā)明自保護(hù)電路1800的另一實(shí)施方案。該電路由“與”門(mén) 182、183、184、185、“或”門(mén) 180、181、186、187 和反相器 188、189 組成。圖12示出了一個(gè)鏈?zhǔn)诫娐?20，該鏈具有兩個(gè)常規(guī)雙軌檢驗(yàn)器121、122和一個(gè)本發(fā)明的雙軌檢驗(yàn)器123，并用于四個(gè)輸入信號(hào)對(duì)a、b、C、d的錯(cuò)誤檢驗(yàn)。在此這些雙軌檢驗(yàn)器如此相組合使得作為附加的信息還傳輸了該輸入信號(hào)對(duì)a。圖13示出了一個(gè)保護(hù)電路130。該電路130具有一個(gè)信號(hào)處理塊131和一個(gè)寄存器132。將一個(gè)輸入信號(hào)Sin輸入到該信號(hào)處理塊131中。該輸入信號(hào)Sin可以由多個(gè)輸入信號(hào)組成，也即具有一個(gè)任意的字寬。該信號(hào)處理塊具有一個(gè)輸出信號(hào)Srat和一個(gè)輸出信號(hào)對(duì)y。該輸出信號(hào)Srat可以由多個(gè)輸出信號(hào)組成,也即具有一個(gè)任意的字寬。該輸出信號(hào)對(duì)y由這兩個(gè)輸出信號(hào)％和Y1組成。在該寄存器132中饋入了該輸出信號(hào)Stjut和該輸出信號(hào)對(duì)y。該寄存器132具有作為輸出信號(hào)的Stjut'和作為輸出信號(hào)對(duì)的y'。該輸出信號(hào)Sout'可以由多個(gè)輸出信號(hào)組成，也即具有一個(gè)任意的字寬。該輸出信號(hào)對(duì)y'由這兩個(gè)輸出信號(hào)和yr組成。另外還給該寄存器設(shè)置了一個(gè)時(shí)鐘T。該信號(hào)處理塊131采用了一個(gè)根據(jù)本發(fā)明的雙軌檢驗(yàn)器。要傳輸?shù)男畔⒃谳敵鲂盘?hào)對(duì)y中無(wú)錯(cuò)誤的情況下是該輸出信號(hào)Stjut的奇偶性。之后的電路可以由該信號(hào)S。；和該輸出信號(hào)對(duì)y'來(lái)分析該信號(hào)處理塊131以及該寄存器132和該連接是否無(wú)錯(cuò)誤地運(yùn)行。之后的電路、比如一個(gè)上級(jí)控制設(shè)備為此首先分析該輸出信號(hào)對(duì)y'是否表明一個(gè)錯(cuò)誤情況。從而確定出該信號(hào)處理是否正確運(yùn)行。另外，之后的電路還確定該輸出信號(hào)S。；的奇偶性，并把該奇偶性與通過(guò)該輸出信號(hào)對(duì)y'所傳輸?shù)钠媾夹韵啾容^。如果這兩個(gè)奇偶性不同，那么就在該寄存器或在傳輸中存在錯(cuò)誤。
權(quán)利要求
1.一種具有至少一個(gè)輸出信號(hào)(Stjut, y0, Y1)和至少四個(gè)輸入信號(hào)(Sin, a0, a1； b0, Id1)的、用于確定在電路(70，80，900，1000，1100，1400，1500，1600，1700，1800，123，120，131)中和/或在它的輸入信號(hào)(Sin，a0, a1； b0, h)中的潛在錯(cuò)誤的自保護(hù)數(shù)字電路(70，80，900，1000，1100，1400，1500，1600，1700，1800，123，120，131)，其中至少四個(gè)輸入信號(hào)(aQ, a” b0,形成兩個(gè)雙軌反相輸入信號(hào)對(duì)(a，b)，并且至少兩個(gè)輸出信號(hào)(ytl，yi)形成一個(gè)雙軌反相輸出信號(hào)對(duì)(y)，其特征在于，如果不存在錯(cuò)誤，那么該輸出信號(hào)對(duì)(y)就傳輸與輸入信號(hào)(a)對(duì)相同的信息。
2.根據(jù)權(quán)利要求I所述的自保護(hù)數(shù)字電路(70，80，900，1000，1100，1400，1500，1600，1700，1800，123，120，131)，其中該電路(70，80，900，1000，1100，123，120，131)具有不用于進(jìn)行錯(cuò)誤確定的另外一個(gè)或多個(gè)輸出信號(hào)(Swt)，并且所傳輸?shù)男畔⑹撬隽硗廨敵鲂盘?hào)(Sout)的奇偶信息。
3.根據(jù)權(quán)利要求1-2之一所述的自保護(hù)數(shù)字電路(70，80，900，1000，1100，1400，1500，1600，1700，1800，123，120，131)，其中該電路(70，80，900，1000，1100，123，120，131)內(nèi)部具有至少一個(gè)雙軌反相雙重自保護(hù)數(shù)字子電路(70，80，900，1000，1100，1400，1500，1600，1700,1800,123),以利用由第一輸出信號(hào)(yQ)和第二輸出信號(hào)(Y1)組成的二進(jìn)制輸出信號(hào)對(duì)(y)，來(lái)確定在由第一輸入信號(hào)(a。)和第二輸入信號(hào)Ca1)組成的第一二進(jìn)制輸入信號(hào)對(duì)(a)中的錯(cuò)誤，和/或用于確定在由第三輸入信號(hào)(bj和第四輸入信號(hào)(Id1)組成的第二二進(jìn)制輸入信號(hào)對(duì)(b)中的錯(cuò)誤，其中在無(wú)錯(cuò)誤狀態(tài)下，該第二輸入信號(hào)U1)指明反相的第一輸入信號(hào)Catl),而該第四輸入信號(hào)Cb1)指明反相的第三輸入信號(hào)(Idci),該第一輸出信號(hào)(Ytl)等同于該第一輸入信號(hào)Catl),該第二輸出信號(hào)(Y1)等同于該第二輸入信號(hào)Ca1),并且該第二輸出信號(hào)(Y1)與該第一輸出信號(hào)(yci)不同。
4.一種根據(jù)權(quán)利要求1-3之一所述的自保護(hù)數(shù)字電路(70，80，900，1000,1100，1400，1500，1600，1700，1800，123，120，131)的數(shù)據(jù)接口，其具有擁有多個(gè)比特字寬的輸出信號(hào)(Swt)，并具有錯(cuò)誤信號(hào)(y)，該錯(cuò)誤信號(hào)(y)具有第一比特(ytl)和第二比特(yi)，其中如果該錯(cuò)誤信號(hào)的第一比特(％)和該錯(cuò)誤信號(hào)的第二比特(Y1)是相同的，那么以信令方式通知該保護(hù)電路的錯(cuò)誤，其特征在于，如果沒(méi)有錯(cuò)誤被以信令方式通知，那么該錯(cuò)誤信號(hào)的第一比特(yQ)或該錯(cuò)誤信號(hào)的第二比特(Y1)就從保護(hù)電路(70，80，900，1000，1100，1400，1500，1600，1700，1800，123，120，131)傳輸 I 比特信息。
5.根據(jù)權(quán)利要求4所述的數(shù)據(jù)接口，其中該I比特信息是該數(shù)據(jù)輸出(Stjut)的奇偶信息。
6.一種用于在數(shù)字電路(70，80，900，1000，1100，1400，1500，1600，1700，1800，123，·120，131)中和/或在其輸入信號(hào)( ,Sin)中進(jìn)行錯(cuò)誤識(shí)別的方法，其中至少四個(gè)輸入信號(hào)( , alr b0, Id1)形成兩個(gè)雙軌反相輸入信號(hào)對(duì)(a, b),其中至少兩個(gè)輸出信號(hào)(yQ, Y1)形成一個(gè)雙軌反相輸出信號(hào)對(duì)(y)，其特征在于，該輸出信號(hào)對(duì)(y)的兩個(gè)輸出信號(hào)(yci, Yi)被比較，其中如果兩個(gè)輸出信號(hào)(&yl)是相同的，那么就確定錯(cuò)誤，如果兩個(gè)輸出信號(hào)(y0, Y1)是不同的，那么就確定沒(méi)有錯(cuò)誤，其中如果確定沒(méi)有錯(cuò)誤，那么就通過(guò)該輸出信號(hào)對(duì)(y)來(lái)傳輸信息。
全文摘要
本發(fā)明涉及具有至少一個(gè)輸出信號(hào)(y0,y1)和至少四個(gè)輸入信號(hào)(a0,a1,b0,b1)的、用于確定在電路(80)中和/或在它的一個(gè)輸入信號(hào)(a0,a1,b0,b1)中的潛在錯(cuò)誤的一種自保護(hù)數(shù)字電路(8)，其中至少四個(gè)輸入信號(hào)(a0,a1,b0,b1)形成兩個(gè)雙軌反相輸入信號(hào)對(duì)(a,b)，并且至少兩個(gè)輸出信號(hào)(y0,y1)形成一個(gè)雙軌反相輸出信號(hào)對(duì)(y)，其特征在于，如果不存在錯(cuò)誤，那么該輸出信號(hào)對(duì)(y)就傳輸與輸入信號(hào)對(duì)(a)相同的信息。
文檔編號(hào)H03K19/003GK102986141SQ201180033441
公開(kāi)日2013年3月20日 申請(qǐng)日期2011年6月1日 優(yōu)先權(quán)日2010年7月7日
發(fā)明者N.克爾, S.施坦萊希納 申請(qǐng)人:羅伯特·博世有限公司