上篇文章我們介紹了博世GTM IP模塊的核心功能及基礎(chǔ)結(jié)構(gòu)模塊。本篇文章將繼續(xù)解析GTM模塊架構(gòu)，重點(diǎn)介紹I/O模塊，特殊功能模塊及內(nèi)核模塊。這些模塊不僅增強(qiáng)了GTM的信號(hào)處理能力，還極大提升了系統(tǒng)的靈活性和集成度，能夠滿足汽車(chē)電子、工業(yè)自動(dòng)化、智能控制等多個(gè)領(lǐng)域的高性能需求。

01基礎(chǔ)結(jié)構(gòu)模塊

GTM模塊擁有完全符合AMBA AXI3.0協(xié)議的Master和Slave接口。通過(guò)Slave接口，外部可以控制或者配置每個(gè)Cluster中的所有模塊。通過(guò)Master接口，MCS模塊可以發(fā)送事務(wù)控制外設(shè)或者存儲(chǔ)器。包含時(shí)鐘管理模塊（CMU），時(shí)基模塊（TBU），高級(jí)路由模塊（ARU），廣播模塊 (BRC)，參數(shù)存儲(chǔ)模塊（PSM），及集群配置模塊 (CCM)。詳情請(qǐng)見(jiàn)傳送門(mén)。

02I/O 模塊

定時(shí)輸入模塊（TIM）：

提供8個(gè)輸入通道用于過(guò)濾和捕捉 GTM 的輸入信號(hào)。為進(jìn)行數(shù)據(jù)預(yù)處理，TIM 模塊檢測(cè)到的輸入特征可通過(guò) ARU（高級(jí)路由單元）路由到 GTM 的后續(xù)處理單元。TIM模塊本身具有多重功能、能夠?qū)崿F(xiàn)過(guò)濾器、邊緣傳播和消隱、超時(shí)檢測(cè)、輸入邊緣計(jì)數(shù)器和信號(hào)測(cè)量（PWM 信號(hào)持續(xù)時(shí)間、上升沿或下降沿時(shí)間戳、接收到的邊沿?cái)?shù)）等功能。

定時(shí)輸出模塊（TOM）：

提供多達(dá) 16 個(gè)獨(dú)立通道，可在每個(gè)輸出端口產(chǎn)生 PWM 信號(hào)。并且在模塊中提供了多種配置模式，比如連續(xù)向上計(jì)數(shù)模式、上下連續(xù)計(jì)數(shù)模式、單次向上計(jì)數(shù)模式、脈沖計(jì)數(shù)調(diào)制模式和門(mén)控計(jì)數(shù)器模式。同時(shí)可以支持高分辨率PWM（HRES模式和通過(guò)傳感器模式評(píng)估（SPE）模塊支持 BLDC控制輸出。

定時(shí)器輸出模塊（ATOM）：

與 ARU連接，可生成復(fù)雜的輸出信號(hào)，而無(wú)需通過(guò)配置接口與 ARU 交互。輸出信號(hào)特性通過(guò)與 ARU 連接的子模塊（如 MCS、DPLL 或 PSM）提供。每個(gè) ATOM 子模塊包含八個(gè)輸出通道，同樣能夠如TOM模塊可在多種可配置的運(yùn)行模式下獨(dú)立運(yùn)行。

輸入輸出模塊 (TIO):

GTM4.1版本新增了TIO模塊，支持通用輸入和輸出功能。與TIM/ATOM/TOM模塊相比，其門(mén)級(jí)數(shù)更少，可靈活使用功能資源作為通道上的輸入或輸出。同時(shí)提供基礎(chǔ)版TIO和增強(qiáng)版TIO配置擴(kuò)展（在增加硬件資源的情況下，額外支持自主定時(shí)信號(hào)生成、信號(hào)測(cè)量和基于時(shí)間的捕捉的功能）。TIO提供8-24個(gè)通道選配，每個(gè)通道可捕獲或者比較最高分辨率25ns的PWM波形。

03特殊功能模塊

傳感器模式評(píng)估模塊 (SPE)可用于評(píng)估三個(gè)霍爾傳感器輸入，并與TOM 模塊一起支持BLDC（無(wú)刷直流）電機(jī)的驅(qū)動(dòng)。SPE模塊在TIM（定時(shí)器輸入模塊）-> SPE（傳感器模式評(píng)估）-> TOM（定時(shí)器輸出模塊）鏈中提供無(wú)刷直流輸入模式檢測(cè)和無(wú)刷直流輸出模式生成功能。

數(shù)字鎖相環(huán) (DPLL) 模塊用于計(jì)算線性或角度運(yùn)動(dòng)的位置信息、質(zhì)量流量值、溫度、壓力或液位，例如發(fā)動(dòng)機(jī)定位檢測(cè)和信號(hào)（角度時(shí)鐘）。有了DPLL，CPU就可以從重復(fù)或周期性的標(biāo)準(zhǔn)任務(wù)中解脫出來(lái)，從而從根本上減輕CPU軟件運(yùn)行負(fù)荷。在輸入頻率快速變化的應(yīng)用中，可獲得更高精度的位置或數(shù)值信息。

04內(nèi)核模塊

多通道定序模塊（MCS）是一個(gè)24位指令 RISC（精簡(jiǎn)指令集計(jì)算）CPU 內(nèi)核，有8個(gè)并行線程，每9個(gè)周期執(zhí)行 1 個(gè)線程。它能夠控制、監(jiān)控內(nèi)部 GTM 信號(hào)甚至是Soc芯片上的外部模塊。它能夠在GTM內(nèi)部完成很多工作而不需要外部CPU介入，例如計(jì)算復(fù)雜的輸出序列、對(duì) TIM 模塊等輸入數(shù)據(jù)進(jìn)行擴(kuò)展數(shù)據(jù)處理、在 MCS 模塊內(nèi)處理 CPU 提供的數(shù)據(jù)，并通過(guò) ATOM 模塊將計(jì)算結(jié)果發(fā)送到輸出端。下圖為其內(nèi)部結(jié)構(gòu)圖。

MCS架構(gòu)圖

博世GTM IP模塊憑借其高精度定時(shí)、多通道并行處理、靈活配置及強(qiáng)大集成能力，成為現(xiàn)代智能控制系統(tǒng)的核心組件。在汽車(chē)電子、工業(yè)自動(dòng)化、機(jī)器人等領(lǐng)域，GTM提供了穩(wěn)定可靠的定時(shí)解決方案，為智能控制系統(tǒng)的升級(jí)和優(yōu)化提供了強(qiáng)有力的支持。

博世始終致力于提供高安全、高性能、可擴(kuò)展的解決方案，助力客戶實(shí)現(xiàn)更智能、更高效的系統(tǒng)設(shè)計(jì)，推動(dòng)汽車(chē)電子、工業(yè)自動(dòng)化和智能控制邁向新高度。

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