具有串行器单元和不同产品系列的解串器单元的模块的制作方法

本发明涉及串行化(serialisierung)。

背景技术：

具有成像传感器的传感器系统被多样化地使用、例如在监控系统中使用，并且也越来越多地使用在高度自动化的车辆中。成像传感器可以理解为由其原始数据能重建传感器的周围环境图像的传感器。例如是摄像机传感器、红外传感器、超声波传感器、雷达传感器和激光雷达传感器。通常，这种传感器系统包括传感器模块和接收模块，所述传感器模块包括传感器，所述传感器模块设置为用于由传感器原始数据输出数据流，所述接收模块设置为用于获取和处理数据流。

常见的是，在向接收器模块传输数据流之前将数据流串行化，并且当在接收器模块中获取到数据流之后将数据流解串。适合于此的串行器或解串器的著名供应商是德州仪器(texasinstruments)(fpdlinkiii)和美信(maxim)gmsl系列。

特别是，对于图像处理传感器系统的测试和开发，在市场上存在可程序设计的接口模块，所述接口模块可以获取成像传感器的原始数据并且按照由用户期望的方式进行处理，以便最终向接收模块、例如pc、控制设备、亦或简单地向屏幕传送图像数据。示例是国家仪器(nationalinstruments)的紧凑视觉系统(compactvisionsystems)。随着车辆越来越自动化，近来也出现了针对传感器仿真系统的市场，所述传感器仿真系统能够基于计算机模型产生综合的原始数据或者能够呈现由真实传感器记录的原始数据。这种系统对于接收模块、例如用于汽车adas(高级驾驶辅助系统，advanceddrivingassistancesystem)的控制设备来模拟成像传感器的存在，并且因此能实现使所述控制设备在虚拟环境中无危险且可再现地测试。示例是dspace的环境传感器接口单元(environmentsensorinterfaceunit，esiunit)。

在实践中，开发系统、如所述两个上面提及的开发系统自然利用多个不同的接收模块来运行，在各接收模块中也安装有不同的解串器。在兼容性方面，这是有问题的。典型地，串行器能经由寄存器配置，其中，所述寄存器被接入到特定的总线、例如i²c、spi或uart中。在所述总线中，给每个寄存器分配有地址，并且每个寄存器经由其相应的地址可写入且可读取。寄存器配置在整个系统投入运行之后自动地通过接收模块进行，其方式是，所述接收模块经由提到的特定的总线来访问串行器的寄存器，并且按照确定的、通过其程序设计预先设定的方式写入值。所述寄存器配置可以通过安装在接收模块中的解串器或者通过接收模块的其他组件来实施。

由此，给定的产品系列的串行器与大多数在市场上可获得的解串器或者与安装有相应的解串器的接收模块不兼容，因为解串器的决定配置过程的程序设计基于串行器的确定的寄存器，所述串行器的确定的寄存器能经由确定的总线地址访问。在通用的开发系统、如上面提及的开发系统中，无法表明这些假设适用。即使从串行器正确地传输有效数据至解串器在技术上原则上是可能的，由于初始配置过程失败，所以两者只能是不兼容的。在esi单元的情况下当前常见的是，给每个客户安装特定生产的、匹配于其接收模块的串行器电路板。这种实践造成附加的成本和增加的生产耗费。

技术实现要素：

在所述背景下，本发明的任务在于，改善给定的产品系列的串行器与尽可能大量的具有不同产品系列的解串器的接收模块的兼容性。

为了解决所述任务，提出一种具有串行器单元的新型的模块。如在现有技术中已知的，所述模块包括用于产生数据流、例如传感器原始数据的数据流、特别是用于模拟传感器的模拟的传感器原始数据的数据流的功能单元。此外，所述模块包括用于向在所述模块的外围设备中的解串器单元输出数据流的数据输出端。所述串行器单元包括用于配置串行器单元的寄存器，并且配置为用于使数据流串行化并通过数据输出端输出。此外，所述模块包括用于获取配置数据的配置数据输入端，所述配置数据定义串行器单元的第一寄存器配置。

按照本发明的模块的特征在于数据储存器，在所述数据储存器上存储有从第一产品系列的串行器单元的寄存器地址到第二产品系列的串行器单元的寄存器地址上的第一映射，其中，实际上安装在所述模块上的串行器单元属于第二产品系列。相反，属于第一产品系列的串行器单元在本发明的范围内不必安装在所述模块上并且在正常情况下也不是安装在所述模块上。

在本说明书的范围内，产品系列通过如下方式定义，即，属于共同的产品系列的两个串行器单元或解串器单元在其技术配备和技术装置方面是相同的。

此外，按照本发明的模块包括配置单元，所述配置单元设置为用于从配置数据输入端读取配置数据并且借助于存储在数据储存器上的映射将其转换为在技术上相应的第二寄存器配置。借助于所述第二寄存器配置能使得第二产品系列的串行器单元被配置成，使得所述串行器单元在运行中如第一产品系列的按照第一寄存器配置的串行器单元那样表现。此外，所述配置单元还设置为用于，根据第二寄存器配置来配置第二产品系列的串行器单元的寄存器。

因此，所述配置单元用作一种转换器。安装在接收模块中的解串器单元设置为用于与确定的串行器单元第一产品系列的串行器单元一同使用，或者可能也用于有限的产品系列族。如果在模块中的串行器单元属于在寄存器配置方面与解串器单元不兼容的第二产品系列，则由所述解串器单元进行的寄存器配置是不可实施的，或者引起所述串行器单元的不期望的特性。配置单元通过其程序设计并且借助于包含在映射中的信息能够：探测、解读由解串器单元在配置过程期间对寄存器地址进行的写访问；将写访问转换为第二产品系列的串行器单元的有效的且技术上相应的第二寄存器配置，所述第二寄存器配置引起串行器单元的期望的特性或至少令人满意地类似的特性；并且根据第二寄存器配置来配置第二产品系列的串行器单元的寄存器。

用于再定向对总线地址的访问的类似的构思从现有技术中已知。例如，由cn108462660已知一种可再程序设计交换机，在所述交换机上可存储从所述交换机的逻辑端口地址到物理端口地址上的映射。常规的储存器管理单元(memorymanagementunit)原则上也满足与此类似的功能。

然而，存在于所述映射中并且由配置单元应用的信息内容通常超过从一个寄存器地址组到另外的寄存器地址组上单纯的映射。换句话说，一般而言将串行器单元试图存储在第一串行器单元的确定的寄存器地址上的值简单地存储在第二串行器单元的其他寄存器地址中是不够的。此外，例如可能需要对由解串器单元写入的、设置为用于存储在第一产品系列的串行器单元的寄存器中的数据进行缩放(skalieren)或定标，例如因为第二产品系列的串行器单元使用与第一产品系列的串行器单元不同的其他单元，和/或对所述数据进行重新格式化(umformatieren)。也可能的是，通过存储在唯一的寄存器中的数据而能存储在第一产品系列的串行器单元上的信息，在第二产品系列的串行器单元中以将值存储在多个寄存器中为前提，以便存储相同的信息，或者反之亦然——更宽泛地说：所述映射可以包含第一数据到第二数据上的映射，所述第一数据设置为用于存储第一产品系列的解串器单元的第一数量的寄存器，所述第二数据设置为用于存储第二产品系列的解串器单元的与第一数量不同的第二数量的寄存器，以便引起第二产品系列的串行器单元的所期望的在技术上相应的特性。

所述配置单元对于解串器单元模拟在模块中存在第一产品系列的串行器单元，为了所述第一产品系列的串行器单元的自动化地寄存器配置而设置解串器单元。为此重要的是，实际上安装在模块中的第二产品系列的串行器单元的寄存器地址与所述解串器单元为了寄存器配置而设置来访问的寄存器地址不同。所述解串器单元设置为用于，在模块中将配置数据存储在从解串器单元的角度来看设置为用于第一产品系列的串行器单元的寄存器的寄存器地址组上。在按照本发明的模块中，这组寄存器地址表明存储介质、例如配置单元的寄存器组，并且所述配置单元设置为用于从所述存储介质中读取配置数据。

按照本发明的模块可在不更换第二产品系列的串行器单元的情况下进行程序设计，以便与不同产品系列的多个解串单元兼容。足以在需要时对匹配于确定的解串器单元的新的映射进行程序设计并将其存储在配置单元上，这远不如设计新串行器电路板耗费。此外，一次性程序设计的映射可任意地经常地再利用。

向给定产品系列的串行器单元准备哪些用于借助于寄存器配置来配置其技术特性的选项，取决于市场的要求并且原则上仅仅通过技术上的可行性来限制。因此，几乎不可能给出用于设计映射的普遍有效的技术指导。所述映射的具体的设计方案取决于串行器单元和解串器单元的产品系列以及客户的要求，但是原则上取决于由本领域技术人员胜任的人类智力活动。

所述模块可以包括接口，借助于所述接口能按照需求将新的映射存储在数据储存器上。备选地，也可以在数据储存器上存储多个由配置单元备选地可读取的映射，以便使所述模块同时与不同产品系列的多个解串器单元兼容。在所述实施方案中，因此在数据储存器上有从第一产品系列的串行器单元的寄存器地址到第二产品系列的串行器单元的寄存器地址上的第一映射，并且在数据储存器上附加地存储有从第三产品系列的串行器单元的寄存器地址到第二产品系列的串行器单元的寄存器地址上的至少一个第二映射。

本发明也涉及一种计算机系统，所述计算机系统包括按照本发明的模块和接收模块，所述接收模块具有配置数据输出端和设置为用于获取数据流的解串器单元。所述接收模块设置为用于通过配置数据输出端输出配置数据，以配置串行器单元。在配置数据输出端与配置数据输入端之间跨接有配置数据连接，所述配置数据连接例如设置为i²c总线、spi总线或uart总线。对于数据流、亦即对于传输有效数据可以设置第一信道，并且对于配置数据连接可以设置自身的第二信道。在此，不重要的是，对于第一信道和第二信道是分别提供自身的物理线路还是第一信道和第二信道是逻辑信道，所述逻辑信道的数据传输经由共同的物理线路延伸。

所述接收模块可以设置为用于，在运行中，在配置过程结束之后，借助于配置数据连接从串行器单元的寄存器中读取状态数据。在这种情况下有利的是，在映射中也考虑解串器对寄存器地址的读取访问，并且所述配置单元设置为用于借助于配置数据连接向解串器单元提供状态数据。有利地，所述配置单元设计为用于从第二产品系列的串行器单元的寄存器中读取由解串单元请求的状态数据，并且将其提供给解串单元为了问询状态数据而读取访问的寄存器地址。特别有利地，配置装置设置为用于，借助于所述映射将至少一个状态数据在存储之前针对所述解串器单元进行重新格式化或缩放。

附图说明

以下借助于附图更详细地阐述本发明。所述附图是高度示意性的并且不允许得出关于所示出的元件的大小比例或几何尺寸的结论。所示出的元件及其彼此的有效连接按照其对于本发明的技术方案的相关性来选择，这不排除在具有权利要求的特征的装置中存在另外的、未示出的元件。图中：

图1示出由现有技术已知的具有成像传感器的驾驶辅助系统；

图2示出由现有技术已知的用于驾驶辅助系统的开发系统，所述开发系统具有用于产生模拟的传感器原始数据的模块；并且

图3示出用于这样的驾驶辅助系统的按照本发明设计的开发系统。

具体实施方式

在图1的示图中所示出的驾驶辅助系统包括作为模块m的摄像机，所述摄像机包括透镜l和作为功能单元的摄像机传感器sn，所述摄像机传感器将由透镜l投影的图像转换成由数字图像数据构成的数据流，并且将所述数字图像数据经由第一内部数据连接d1向安装在模块m中的、属于第一产品系列的串行器单元s1传输，所述串行器单元设置为用于，将数据流串行化并且通过模块m的数据输出端do输出。此外，所述驾驶辅助系统包括具有解串器单元ds的接收模块rm，所述解串器单元设置为用于从接收模块的数据输入端di获取、解串所述数据流，并且经由第二内部数据连接d2向设置为用于处理数据流的处理单元c传输所述数据流。所述处理单元c可以包括多个组件、例如用于预处理通过数据流传递的图像数据的单元、微处理器、ram存储块或用于将数据传输到车辆总线、例如can、flexray或以太网上的总线适配器。所述接收模块rm也可以包括用于将接收模块rm连接到控制设备上的接口，所述接口设置为用于，基于由通过所述接收模块rm提供的数据来干预车辆操纵。

在数据输出端do与数据输入端di之间是数据连接ch1，所述数据连接设置为用于将数据流从串行器单元s1传输至解串器单元ds。

所述模块m包括用于获取配置数据的配置数据输入端ci，所述配置数据输入端构成为在模块m中的用于i²c总线的接口，借助于所述接口，接收模块rm可以对串行器单元s1的配置寄存器进行访问。在此，给每个配置寄存器分配有明确的地址。根据i²c标准，每个寄存器地址包括一个设备地址。例如，串行器单元位于设备地址20上。此外，每个寄存器地址包括一个子地址，借助于所述子地址能在串行器单元s1之内寻址各个寄存器。所述接收模块rm包括配置数据输出端co，并且在所述配置数据输出端co与所述配置数据输入端ci之间跨接有配置数据连接ch2。

所述处理单元c设置为用于，在开始经由配置数据输出端co传输数据流之前，将定义串行器单元s1的寄存器配置的配置数据存储在模块m中。这如此进行，即，处理单元c借助于配置数据连接来访问i²c总线的寄存器地址，以便根据所期望的寄存器配置将数据存储在寄存器中。所述处理单元c也可以在进行的运行中、亦即在开始传输数据流之后，借助于配置数据连接ch2读取访问串行器单元s1的寄存器，以便从所述寄存器中读取状态数据、例如解串器单元s1的温度或故障通知。

所述模块m和接收模块rm利用设置在所述两个模块之间的数据连接ch1、ch2形成在整体上统一的计算机系统。这意味着，所述模块m和接收模块rm设置为用于共同运行、如上面所描述的那样。因此，在设计接收模块rm时已知，串行器单元s1属于哪个产品系列并且其各个寄存器能在哪些地址之下被访问。相应地，在接收模块中安装有为了与串行器单元s1共同运行而设置的解串器单元ds，并且所述处理单元c设置为用于，对于模块m设置的串行器单元s1利用所规定的寄存器寻址按照期望的方式进行配置。

在图2的示图中，接收模块rm与在图1中所示出的相同，但是所述模块m通过根据现有技术的开发系统替代，所述开发系统设置为用于，无危险地测试接收模块rm以产生模拟的传感器原始数据的数据流。这种开发系统应用在硬件在环(hardware-in-the-loop，hil)仿真设备中为了对于高级驾驶辅助系统提供虚拟测试环境。以下仅阐述相对于图1的区别。

在模块m中的功能单元是模拟器单元e。后者例如包括图形处理器(gpu)和fpga(fieldprogrammablegatearray，现场可编程门阵列)，所述图形处理器基于在仿真计算机(未示出)上仿真的虚拟的测试环境来渲染图像，并且在此例如模拟透镜l，所述fpga模拟摄像机传感器sn，在此，按照实际的方式由图像数据产生数据流，如其由摄像机传感器sn会产生的那样，并且经由第一内部数据连接d1向串行器单元s2传输。

因此，所述模块m的任务在于，对于接收模块rm，模拟在图1中示出的摄像机系统的存在。因为所述接收模块rm、如上面所描述的那样，在模块m中预期第一产品系列s1的串行器单元处于设备地址20上，所以在模块m中相应的串行器单元包保持在相应的设备地址上。因此，在现有技术中，对于每个客户在单个的模块m中安装根据客户要求的串行器电路板。

图3的示图示出具有根据本发明设置的模块m的计算机系统。以下仅阐述相对于前面的附图的区别。

模块m类似于在图2中示出的开发系统，但是安装在所述模块中的串行器单元s2属于第二产品系列，所述第二产品系列并非设置用于与解串器单元ds共同运行，并且所述模块m包括配置单元cn，所述配置单元cn配置为用于从配置数据输入端ci读取配置数据。所述配置单元cn的设备地址是从处理单元c的角度看实际上设置为用于第一产品系列s1的串行器单元的地址，在以下的情况下亦即i²c设备地址20。第二产品系列s2的实际上安装在模块m中的串行器单元与另外的设备地址、例如i²c设备地址24相关联。因此，处理单元c对寄存器地址的所有访问因此访问配置单元cn的子地址、例如访问配置单元cn的寄存器。通过将不同的设备地址分配给配置单元cn和第二产品系列s2的串行器单元，排除了双重分配寄存器地址。所述接收模块rm访问仅仅包括配置单元的子地址的第一寄存器地址组，并且第二产品系列s2的串行器单元的子地址形成第二组寄存器地址，配置单元cn、但不是接收模块rm设置为用于访问所述第二组寄存器地址。

由处理单元c借助于寄存器访问所存储的配置数据定义了第一产品系列s1的串行器单元的第一寄存器配置。在模块m的数据储存器mem上存储有从第一产品系列s1的串行器单元的寄存器地址到第二产品系列s2的串行器单元的寄存器地址上的第一映射。所述映射是如下信息，借助于所述信息，所述配置单元cn设置为用于，使第一寄存器配置转换或者说改写为在第二产品系列s2的串行器单元上可用、但是在技术上根据第一寄存器配置的第二寄存器配置。借助于所述第二寄存器配置，第二产品系列s2的串行器单元可这样配置，使得其在运行中如第一产品系列s1的根据第一寄存器配置而配置的串行器单元那样表现。此外，所述配置单元cn设置为用于，借助于集成在i²c总线中的第三内部数据连接d3访问第二产品系列s2的串行器单元的寄存器地址，并且根据第二寄存器配置来配置第二产品系列s2的串行器单元。

如果所述处理单元c设置为用于，在进行的运行中从第一产品系列的串行器单元中读取状态数据，则配置单元cn也在寄存器地址上提供匹配的状态数据，所述处理单元c为了读取状态数据读取访问所述寄存器地址。在此，所述配置单元cn使用存储在映射中的信息，以便从第二产品系列s2的串行器单元的寄存器中读取状态数据，在需要时进行重组或重新格式化(umformatieren)或缩放(skalieren)，并且在对于处理单元c正确的寄存器地址上进行存储。

按照这种方式，所述配置单元对于处理单元c、或者更普遍地说对于接收模块rm模拟在所设置的设备地址上存在第一产品系列s1的针对该接收模块rm而设置的串行器单元。由此，只要第二产品系列s2的串行器单元和相应的解串器单元ds关于在数据连接ch1上传输数据流兼容，由此通过在储存器模块mem上简单地存储匹配的映射，模块m就可设置为用于与不同产品系列的解串器单元ds运行。

模块m也设置为用于，在需要时模拟其他成像传感器的功能，亦即、例如由模拟的雷达图像数据产生数据流。除此之外，按照本发明不是必须将所述模块设置为用于模拟成像传感器。本发明同样可以在用于呈现获取的原始传感器数据(“数据复现”)的系统中或者在真实的成像系统中、例如在如图1所示的摄像机系统中实现。