本发明专利技术提供一种收发器装置组合(100)，其包含第一超声换能器(140)及包含中央处理单元CPU(111)的处理器芯片(110)。存储器(112)耦合到所述CPU(111)，所述存储器(112)包含所存储的超声通信软件(119)，其用于使所述处理器芯片(110)变为用于经由具有第二超声换能器的主机计算装置所驱动的超声探针的目标装置，以一起执行对所述处理器芯片(110)的超声调试。所述收发器装置组合(100)包含：发射路径，其包含具有由所述CPU(111)的输出驱动的输入的超声驱动器(126)，其中所述超声驱动器(126)的输出经耦合以驱动所述第一超声换能器(140)的输入发射超声信号；及接收路径，其包含模拟信号处理电路，其响应于从所述超声探针所接收到的超声信号将所述第一超声换能器(140)的输出耦合到所述CPU(111)的输入。
【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】
本专利技术大体上涉及处理器芯片，例如，微控制器单元(MCU)或数字信号处理器(DSP)，且更特定来说，涉及用于调试处理器芯片以减少其引脚数的方法及结构。
技术介绍
多年来，MCU已服务广泛范围的应用的要求。随着较低引脚数产品的出现，微控制器使嵌入式处理能够被多种多样的应用(其包含汽车电子到家用电器)所用。然而，随着对由这些较低引脚数MCU所提供的更多功能性的需求的增加，所需的开销引脚(overhead pins)的数量可成为重要的因素。可将开销引脚定义为不能由MCU用户直接用于包含电力供应及接地供应的应用的所有引脚、用于隔离的专用引脚、复位引脚及测试引脚。针对嵌入式可编程MCU装置，开销引脚通常包含针对与调试及编程所述装置及其固件(包含对半导体制造商的内部测试要求的支持))的软件/硬件工具介接到所述装置所必需的所有装置引脚。传统上，以额外开销为代价，开销引脚已成为专用引脚。在一种布置中，一些开销引脚可与装置的现有功能引脚一起多路复用。尽管引脚多路复用有助于减小总引脚数，但引脚多路复用不允许在调试期间易于使用所有功能引脚。因此，引脚多路复用可使硬件及固件开发具有挑战性。
技术实现思路
在所描述的实例中，一种收发器装置组合包含第一超声换能器及包含中央处理单元(CPU)的处理器芯片。存储器耦合到所述CPU，所述存储器包含所存储的超声通信软件，其用于使所述处理器芯片变为用于经由具有第二超声换能器的主机计算装置所驱动的超声探针的目标装置，以用于一起执行对所述处理器芯片的超声调试。所述收发器装置组合包含：发射路径，其包含具有由所述CPU的输出驱动的输入的超声驱动器，其中所述超声驱动器的输出经耦合以驱动所述第一超声换能器的输入发射超声信号；及接收路径，其包含模拟信号处理电路，其响应于从所述超声探针所接收到的超声信号将所述
第一超声换能器的输出耦合到所述CPU的输入。附图说明图1A是根据实例实施例的实例收发器装置组合的简化框图，所述收发器装置组合包含通过模拟前端电路耦合到处理器芯片的超声换能器。图1B是根据实例实施例的实例收发器装置组合的框图，所述收发器装置组合包含包括接收侧上的增益放大器及滤波器的芯片上模拟前端以及发射侧上的超声换能器驱动器。图1C是根据实例实施例的图1B中所展示的经修改以包含芯片上超声换能器的收发器装置组合的框图。图2是根据实例实施例的用于所揭示的收发器装置组合的处理器芯片及模拟前端电路的基于超声的调试的实例处理器芯片及前端模拟电路调试环境的描绘。图3是根据实例实施例的实例8引脚经封装MCU装置的框图，MCU装置具有所揭示的超声通信软件且包含具有堆叠于MCU芯片上的超声换能器的MCU芯片，其全都在封装材料内。具体实施方式处理器芯片引脚多路复用可使硬件及固件开发对于处理器芯片的调试来说具有挑战性。如本文中所使用，术语“调试”包含装置测试及/或仿真操作。在所描述的实例中，收发器装置组合包含耦合到处理器芯片的超声换能器。通过使处理器芯片的开销引脚的一部分通过模拟前端电路连接到超声换能器来实现减少的引脚数。此布置实现经由超声信道的与超声探针的无线超声通信以提供处理器芯片(及其相关联前端模拟电路)的调试。如本文中所使用，“开销引脚”为不能由MCU用户直接用于包含电力供应器及接地供应器的应用的引脚、用于隔离的专用引脚、复位引脚及测试引脚。所揭示的实施例使用超声通信信道，其取代外部可用的开销测试引脚(例如，作为封装的引脚，其可用于常规电调试中的调试)中的一些，其中内部测试引脚连接到超声换能器。所揭示的处理器芯片可具有少到6个或8个的引脚，例如，6引脚或8引脚微控制器单元(MCU)，或包含中央处理单元(CPU)芯片及相关联存储器的16引脚数字信号处理器(DSP)。针对具有嵌入式处理器的装置，芯片可具有少到2个的引脚(电力供应器引脚)。将所揭示的超声通信软件存储于存储器中，CPU实施所述超声通信软件以用于使处理器
芯片及相关联的前端模拟电路变为用于具有第二超声换能器的超声探针的目标装置，其一起执行处理器芯片及相关联的前端模拟电路的调试。可任选地将前端模拟电路(用于发射的超声驱动器及用于接收的增益放大器加滤波器)及超声换能器中的一者或两者集成于处理器芯片上，或将其一起提供于单个封装中，例如，以经堆叠的裸片或横向裸片布置。图1A是根据实例实施例的实例超声收发器装置组合(收发器装置组合)100的简化框图，收发器装置组合100包含通过前端模拟电路耦合到处理器芯片110的超声换能器140。处理器芯片110包含CPU 111(其提供信号处理)、耦合到CPU 111且可由CPU 111存取的至少一个存储器112(例如，快闪存储器及/或静态RAM(SRAM))及时钟113。尽管将时钟113展示为处于处理器芯片110上，但时钟113可为外部时钟。连同超声收发器(下文中称“收发器”)一起配置处理器芯片110以实现在经由空气传播的超声信道上发射及接收经调制的超声调试信号，所述收发器包含与超声换能器140(将其称为“第一超声换能器”以在与具有“第二超声换能器”的超声探针一起描述时区分开)介接的前端模拟电路(超声驱动器126及前端接收模拟电路135)。收发器装置组合100包含发射路径，其包含具有由CPU 111的输出驱动的输入的超声驱动器126。尽管在图1A中未展示，但CPU 111与超声驱动器126之间存在数/模转换器(DAC)。超声驱动器126的输出经耦合以驱动超声换能器140的输入以发射经调制的超声信号。收发器装置组合100包含接收路径，其包含前端接收模拟电路135，前端接收模拟电路135包含增益放大器及滤波器，前端接收模拟电路135响应于从具有第二超声换能器的超声探针接收到的经调制的超声信号将超声换能器140的输出耦合到CPU 111的输入。尽管图1A中未展示，但模/数转换器(ADC)存在于前端接收模拟电路135内，或存在于前端接收模拟电路135与CPU 111的输入之间。处理器芯片110可包含DSP芯片或MCU芯片。存储器112包含所存储的所揭示的超声通信软件119。由CPU实施超声通信软件119(例如，当响应于所接收到的超声能量而触发时)，超声通信软件119经配置以使理器芯片110及前端模拟电路126、135变为用于由具有第二超声换能器的超声探针(参见图2中具有下文所描述的第二超声换能器290的超声探针260)进行调试的目标装置。所揭示的超声通信软件可包含代码，其用于对所揭示的调试进行定序，使得只要超声信道可操作，处理器芯片110及其相关联的前端模拟电路126、135就可经受在通过常规电通信信道执行调试时所使用的相同的调试序列，其中数据速率可能稍微减小。举例来说，启动(或向控制寄存器的某一特定软件写入)是最简单形式的调试操作。针对启
动，处理器芯片110可以与联合测试行动组(JTAG)或其它串行命令接口类似的方式对超声信道实施监听。一旦启动，超声数据信道可在不存在JTAG或其它扫描测试的情况下进行操作。处理器芯片110可实施在预定时间周期内等待命令。如果未接收到命令，其可超时且关闭超声信道。如果处理器芯片110确实接收到命令，通过实施超声通信软件119，处理器芯片110可使用现由常本文档来自技高网...
【技术保护点】
一种收发器装置组合，其包括：第一超声换能器，及处理器芯片，其包含：中央处理单元CPU；及存储器，其耦合到所述CPU，所述存储器包含所存储的可由所述CPU存取的超声通信软件，所述超声通信软件经配置以使所述处理器芯片变为用于经由具有第二超声换能器的主机计算装置所驱动的超声探针的目标装置，以一起执行对至少所述处理器芯片的超声调试；其中所述收发器装置组合包含：发射路径，其包含具有由所述CPU的输出驱动的输入的超声驱动器，其中所述超声驱动器的输出经耦合以驱动所述第一超声换能器的输入发射超声信号；及接收路径，其包含模拟信号处理电路，其响应于从所述超声探针所接收到的超声信号将所述第一超声换能器的输出耦合到所述CPU的输入。
【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】2014.03.11 US 14/203,6891.一种收发器装置组合，其包括：第一超声换能器，及处理器芯片，其包含：中央处理单元CPU；及存储器，其耦合到所述CPU，所述存储器包含所存储的可由所述CPU存取的超声通信软件，所述超声通信软件经配置以使所述处理器芯片变为用于经由具有第二超声换能器的主机计算装置所驱动的超声探针的目标装置，以一起执行对至少所述处理器芯片的超声调试；其中所述收发器装置组合包含：发射路径，其包含具有由所述CPU的输出驱动的输入的超声驱动器，其中所述超声驱动器的输出经耦合以驱动所述第一超声换能器的输入发射超声信号；及接收路径，其包含模拟信号处理电路，其响应于从所述超声探针所接收到的超声信号将所述第一超声换能器的输出耦合到所述CPU的输入。2.根据权利要求1所述的收发器装置组合，其中所述第一超声换能器包含堆叠于所述处理器芯片上的单独的超声换能器芯片。3.根据权利要求2所述的收发器装置组合，其中所述单独的超声换能器芯片包含压电换能器。4.根据权利要求1所述的收发器装置组合，其中所述第一超声换能器被集成于所述处理器芯片上。5.根据权利要求4所述的收发器装置组合，其中所述第一超声换能器包含电容性微加工的超声换能器CMUT芯片。6.根据权利要求1所述的收发器装置组合，其中所述处理器芯片包含第一组接合垫及第二组接合垫，其中所述第二组接合垫耦合到所述第一超声换能器，且所述收发器装置组合进一步包括：封装，其包含所述处理器芯片及所述第一超声换能器周围的封装材料，所述封装具有耦合到所述第一组接合垫但并不耦合到所述第二组接合垫的多个引脚。7.根据权利要求1所述的收发器装置组合，其中所述处理器芯片包含微控制器单元MCU芯片。8.根据权利要求1所述的收发器装置组合，其中由所述超声通信软件所提供的所述超声调试实施：所述第一超声换能器，其经由超声信道从所述第二超声换能器接收超声调试信号，...
【专利技术属性】
技术研发人员：阿南德·达巴克，克莱夫·比特尔斯通，
申请(专利权)人：德州仪器公司，
类型：发明
国别省市：美国;US
还没有人留言评论。发表了对其他浏览者有用的留言会获得科技券。