具有电源管理的高数据率集成电路制造技术
High data rate integrated circuit with power management
A sensor device includes a sensor array and a flow unit connected to the sensor array in a fluid flow. The biasing circuit applies bias settings to the sensor array to produce sensor data. A peripheral circuit coupled to the bias circuit generates a data stream from the sensor array, the peripheral circuit having active mode and idle mode. The logic of switching the peripheral circuit between the active mode and the idle mode to control power consumption is provided. The temperature sensor can be used, and the logic can be switched between the active mode and the idle mode by the feedback operation so as to keep the temperature in the operating range.
【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】具有电源管理的高数据率集成电路相关申请的交叉引用本申请要求2014年12月18日提交的第62/093,611号美国临时专利申请的优先权，其全部内容通过引用方式整体并入本文。背景。专利
本公开内容总体涉及以高数据率运行的集成电路传感器（例如用于DNA测序技术）以及利用这种传感器的系统的热和电源管理。习知技术化学和/或生物过程检测当中已用到多种类型的传感器。其中一类是化学敏感的场效应晶体管(chemFET)。chemFET包括由沟道区分隔的一个栅极、一个源极、一个漏极以及耦合到沟道区的敏感区，例如栅极上适于与流体接触的表面。chemFET的操作基于由变化所引起的沟道电导调制，如在敏感区可能由于流体中发生化学和/或生物反应而产生的电压变化。可对沟道电导调制进行感测，以检测和/或确定引起敏感区变化的化学和/或生物反应的特征。一种测量沟道电导的方法是对源极和漏极施加适当的偏置电压，并测量流经chemFET的所得电流。测量沟道电导的方法可包括驱动通过chemFET的已知电流，并测量源极或漏极处的所得电压。离子敏感场效应晶体管(ISFET)是一种在敏感区包含离子敏感层的ch...
【技术保护点】
一个传感器系统，包括：一个传感器阵列；与所述传感器阵列流体连通的流动池；将偏置排列施加到所述传感器阵列以产生传感器数据的偏置电路；与偏置电路耦合以从所述传感器阵列产生数据流的外围电路，所述外围电路具有活动模式和空闲模式；和在所述活动模式和空闲模式之间切换所述外围电路以控制功耗的逻辑。
【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】2014.12.18 US 62/093611;2015.12.10 US 14/9655681.一个传感器系统，包括：一个传感器阵列；与所述传感器阵列流体连通的流动池；将偏置排列施加到所述传感器阵列以产生传感器数据的偏置电路；与偏置电路耦合以从所述传感器阵列产生数据流的外围电路，所述外围电路具有活动模式和空闲模式；和在所述活动模式和空闲模式之间切换所述外围电路以控制功耗的逻辑。2.根据权利要求1所述的传感器系统，包括一个温度传感器；和其中所述逻辑包括一个响应所述温度传感器反馈电路，该反馈电路在所述活动模式和空闲模式之间切换，以保持温度于工作范围内。3.根据权利要求1所述的传感器系统，其中所述外围电路包括：响应配置参数，将传感器数据转换成多个数字数据流的转换电路；被配置以从所述转换电路接收来自所述多个流的对应数据流，并将所述数据发送到对应接收器的多个发送器；一个通过操作所述偏置电路以某个帧速率产生传感器数据帧，通过操作所述转换电路以所述帧速率转换所述传感器数据，并通过操作所述发送器以所述帧速率发送所述数据流的测序器；和被配置以在所述活动模式下将第一组一个或多个配置参数应用于所述转换电路，并在所述空闲模式下将第二组一个或多个配置参数应用于所述转换电路的逻辑。4.根据权利要求3所述的传感器系统，其中所述逻辑被配置以在所述活动模式下将第三组一个或多个配置参数应用于所述偏置电路，并在所述空闲模式下将第四组一个或多个配置参数应用于所述偏置电路。5.根据权利要求3所述的传感器系统，其中所述第二组配置参数被设置以适于保持操作准备状态并降低功耗。6.根据权利要求1所述的传感器系统，包括在活动模式和空闲模式期间被操作以维持与远程接收器之间通信链路的多个发送器。7.根据权利要求1所述的传感器系统，其中所述外围电路在与所述活动间隔重叠的时间间隔中在所述活动模式下操作第一帧数，并在与紧随其后的空闲间隔重叠的时间间隔中在所述空闲模式下操作第二帧数；和所述逻辑调整所述第一和第二帧数以控制功耗。8.根据权利要求1所述的传感器系统，其中所述活动间隔期间的平均流速大于所述洗涤间隔期间的平均流速。9.根据权利要求1所述的传感器系统，其中所述传感器阵列包括化学敏感的场效应晶体管。10.根据权利要求1所述的传感器系统，其中所述外围电路包括一个模数ADC转换器，所述测序器包括在活动模式下为该模数转换器设置第一有效位数参数，并在空闲模式下为该模数转换器设置低于第一有效位数参数的第二有效位数参数之逻辑。11.根据权利要求1所述的传感器系统，其中所述外围电路包括一个产生参考斜坡信号的数模DAC转换器，所述测序器包括在空闲模式下为该数模转换器设置一个DAC驻留地址参数的逻辑。12.根据权利要求1所述的传感器系统，其中所述外围电路包括一个产生数字计数值的格雷码计数器，所述测序器包括在空闲模式下设置一个格雷码计数器驻留地址参数的逻辑。13.根据权利要求1所述的传感器系统，其中所述外围电路包括一个比较器，以及所述测序器包括在活动模式下设置一个第一比较器功率电平参数，并在空闲模式下设置低于第一比较器功率电平参数的一个第二比较器功率电平参数的逻辑。14.根据权利要求1所述的传感器系统，其中所述阵列包括行和列，所述外围电路包括一个用于所述阵列每列的锁存器，以及所述测序器包括在空闲模式下设置一个锁存器状态的逻辑。15.一种传感器装置，包括：一个包括基板上的模拟传感器阵列的数据源；耦合到传感器阵列以产生多个数字数据流的外围电路；被配置以从所述数据源并行接收相应数据流的所述基板上的多个发送器；被配置以感测与所述传感器阵列温度相关的温度的一个温度传感器；一个操作数据源、外围电路和多个发送器，根据活动模式和空闲模式以帧速率采样数据帧的测序器，其中所述测序器在与反应液流重叠的时间间隔中在所述活动模式下操作一个第一帧数，并在与紧随其后的洗涤液流重叠的时间间隔中在所述空闲模式下操作一个第二帧数；和一个与温度传感器和测序器耦合的控制器，响应于感测温度以调节第一和第二帧数。16.根据权利要求15所述的传感器装置，其中所述模拟传感器阵列包括一个化学敏感的场效应晶体管阵列。17.根据权利要求15所述的传感器装置，其中所述多个发送器包括至少20个用于以大于每秒1Gb的数据率进行传输的发送器，并且被配置为至少10对。18...
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