在共同的半导体基质上由至少两个物理上的微控制器形成逻辑上的微控制器的制作方法

本发明涉及一种在共同的半导体基质上由至少两个微控制器构成的组件以及一种用于制造这种组件的方法，其中所述微控制器的内部结构以传递数据的方式耦接，尤其用于共同利用各自的资源。

背景技术：

在例如用于控制机器、设备、机动车或者说载货车的或者在娱乐用电器、例如移动电话或者电视机中的控制设备中，所述控制设备的各个组件相互通讯。内燃机的马达控制设备的任务例如在于，由大量输入信号（像例如转速、温度或者压力）来计算出用于执行器（如喷嘴或者点火设备）的输出参量。为此，控制设备具有作为组件的集成电路（IC）如微控制器、ASIC、ASSP等。

此外，微控制器是尤其具有自己的处理器和存储器的、小的、完整的计算机系统，所述微控制器构造为一个唯一的、集成的开关电路。专用集成电路被称为ASIC（英文：application specific integrated circuit）。专用标准产品被称为ASSP（英文：application specific standard products）。

由于微控制器所能够执行的复杂的功能，所述微控制器通常是控制设备的中心组件并且控制所述控制设备的全部其他组件、尤其其他IC。在所述微控制器中大多还保存了为了运行所必需的数据、特性曲线和/或程序，所述数据、特性曲线和/或程序也用于不具有或者具有过小的自己的存储器的其他组件。

对于不同的应用情况、例如对内燃机的上面所提及的控制而言，通常定制和设计专门的微控制器，所述微控制器覆盖特定的应用区段。但是，由于高的设计消耗和由此产生的高的设计和生产成本，制造或者说提供为了特定的应用情况定制但仅以少量件数需求的微控制器从经济性上来看经常是没有意义的。

因此值得期望的是，给出一种即使在低设计消耗下也为应用情况专门提供微控制器的可行方案。

技术实现要素：

根据本发明提出了具有独立专利权利要求的特征的、在共同的半导体基质上由至少两个微控制器构成的组件及其制造方法。有利的设计方案是从属权利要求以及下文中的说明的主题。

根据本发明的组件具有至少两个微控制器、尤其汽车微控制器，所述微控制器布置在共同的半导体基质上，其中所述至少两个微控制器中的每个微控制器都分别具有一个硬件接口，并且在此所述至少两个微控制器通过所述硬件接口借助于耦接器件以传递数据的方式耦接。因此，所述组件对外尤其表现为一个逻辑上的微控制器，所述逻辑上的微控制器在内部由所述至少两个（物理上的）微控制器组成。

在此尤其所述至少两个微控制器中的每个微控制器分别也能够单独运转。由此能够将特定数量的微控制器组合起来，从而能够共同使用所有微控制器的资源。因此，也能够根据需求使用所需要的数量的微控制器，其中仅需要低的设计消耗，即用于对所述耦接器件和所述半导体基质上的组件的设计的设计消耗。尤其有利的是，能够使用微控制器的已经现存的设计，所述微控制器仅必须关于所述硬件接口进行扩展。这样所述微控制器就此外还能够“单独地”使用，但是也能够组合成更大的逻辑上的微控制器。由此也能够经济地生产少量的件数并且不再需要大消耗地设计专用的微控制器。此外，通过两个微控制器能够展现更多功能。

由此，微控制器例如能够分别单独用于具有四个气缸的内燃机的控制器中并且两个这种微控制器的根据本发明的组件能够用于具有八个气缸的内燃机的控制器。

所述至少两个微控制器优选分别具有相同的功能范围。由此能够仅以一种类型的微控制器成本经济地提供具有不同功能范围的组件。

作为替代方案，一个微控制器具有与另一个微控制器不同的功能范围。由此例如能够以两种类型的微控制器提供具有多个不同功能范围的组件。

由现代技术的小的结构宽度所决定，所述硬件接口能够有利地构造为并行接口。能够将由文献所公开的具有x字节宽度（x尤其是1…512）的总线（AHB、LMB、…）、尤其所谓的片上总线（On-Chip-Busses）用于耦接。由于传递的并行性，数据率显著更高并且实现了与当执行共同的芯片上的资源时类似的性能。所述耦接器件在此能够构造为半导体基质上的多个导体电路。

另一种有利的实施方式在于，将相应的硬件接口构造为串行接口并且将所述至少两个微控制器通过串行连接部耦接起来。所述耦接器件在此能够构造为半导体基质上的简单的或者说单一的导体电路。由此在所述微控制器中不需要有关保护免受静电放电的大的结构或者驱动结构，通过所述大的结构或者驱动结构会限制所述微控制器的速度。RS-232适用于简单的串行连接部。根据一种优选的改进方案，所述串行连接部也能够构造为串行总线。I2C、SPI、LIN或CAN特别适合作为总线。

特别有利的是，将根据本发明的组件用于计算单元，所述计算单元尤其设计用于控制内燃机，因为内燃机经常以多种不同的实施方式、经常仅以少量的件数出现。但是，也能够将根据本发明的组件用于用来控制其他功能的计算单元，不仅在汽车领域中还可在其他领域中。

在根据本发明的、用于制造根据本发明的在共同的半导体基质上由至少两个微控制器构成的组件的方法中，所述至少两个微控制器在所述半导体基质的一个区域中尤其相互并排地构造。所述在共同的半导体基质上的至少两个微控制器的组件在此如同当涉及一个唯一的微控制器时那样来制造，也就是说制造步骤基本上并行地进行。如果将平版印刷法用作制造方法，那么有利地利用每个曝光步骤、显影步骤和加工步骤（例如金属等的蚀刻、铺设）并行地加工所述至少两个微控制器。

如果在曝光时将光罩（Retikel）用作掩膜（Masken），那么所述曝光步骤也能够针对每个微控制器单独地进行，其方式为：首先通过光罩曝光一个微控制器并且随后曝光另一个微控制器。作为替代方案，也能够通过多个并排布置的光罩或者通过承载着多个微控制器的结构的、共同的光罩来同时曝光多个微控制器。通过试验确定的设计能够组合到光罩上，从而对于每个所期望的功能范围提供一个光罩，在所述光罩上存在用于多个微控制器的掩膜。作为替代方案，也能够针对每个光罩提供一种带有一个微控制器的设计。

本发明的其他优点和设计方案由说明书和附图给出。

要理解的是，上面所提及的和下文中还有待阐明的特征不仅能够以相应给出的组合，而且也能够以其他组合或者以单独的形式来使用，而不会离开本发明的框架。

附图说明

借助于附图中的实施例示意性地示出本发明并且下面参照附图对本发明进行详细说明。

图1以优选的设计方案示意性地示出了在一个半导体基质上的两个微控制器的根据本发明的组件。

具体实施方式

在图1中示意性地示出了构造为硅晶片的半导体基质100，在所述半导体基质上铺设或者说布置了两个微控制器200、300。这两个微控制器200、300例如相同地构造，但是这两个微控制器也能够具有不同的功能范围。

所述微控制器200在此例如包括两个处理器核心201、202、闪存205和工作存储器206。此外，所述微控制器200还包括硬件接口210，通过所述硬件接口实现了从外部尤其到所述处理器核心201、202上的连接。

所述微控制器300同样包括两个处理器核心301、302、闪存305、工作存储器306和硬件接口310。所述硬件接口210、310在此构造为AHB接口（Advanced High-performance Bus：高级高性能总线）。

这两个微控制器200、300在此彼此并排地布置在所述半导体基质100上并且构成组件110，所述组件如同一个唯一的微控制器那样来制造并且从外部也表现为如此。

通过所述微控制器200、300的硬件接口210、310将所述微控制器借助于耦接器件400连接起来。在AHB-总线中，所述耦接器件400构造为x导体电路（x依赖于μC的性能节段和结构的内部总线宽度），所述x导体电路铺设在所述半导体基质上。这能够特别简单地制造。

所述微控制器200、300优选是现存的（并且由此已经通过试验确定并且优化的）设计，所述微控制器仅必须关于耦接可行方案（也就是说尤其硬件接口和必要时耦接器件）进行扩展。此外，所述微控制器尤其在单独运行时也能够运转，但是现在也能够耦接成更大的根据本发明的组件。由此能够在设计消耗方面相对于具有类似的功能范围的新的微控制器的设计节约超过90%。

根据本发明的组件在此不局限于两个微控制器，三个或更多微控制器也能够适当地布置在所述半导体基质100上并且通过所述硬件接口来耦接。