温度测量电路、集成电路和温度测量方法技术

本发明专利技术涉及温度测量电路、集成电路和温度测量方法。可以灵活地响应温度传感器所要求的精度。振荡器11生成时钟信号。振荡器11被配置为能够改变时钟信号的频率和温度之间的关系。计数器13被配置为通过使用具有不根据温度变化的频率的基准信号来对振荡器11生成的时钟信号进行计数。CPU 16基于振荡器11的时钟信号的频率和温度之间的关系以及计数器13的计数值来生成温度信息。控制电路14在计数器13溢出时改变在振荡器11中的时钟信号的频率和温度之间的关系。

Temperature measurement circuits, integrated circuits and methods of temperature measurement

The invention relates to a temperature measurement circuit, an integrated circuit and a temperature measurement method. It can respond flexibly to the precision required by the temperature sensor. The oscillator 11 generates a clock signal. The oscillator 11 is configured to be able to change the relationship between the frequency of the clock signal and the temperature. The counter 13 is configured to count the clock signals generated by the oscillator 11 by using a reference signal with a frequency that does not change according to the temperature. CPU 16 count relationship between frequency and temperature of the 11 oscillator clock signal and the counter 13 value is generated based on temperature information. The control circuit 14 in the 13 counter overflow change in the relationship between temperature and frequency of the oscillator clock signal 11.

【技术实现步骤摘要】
温度测量电路、集成电路和温度测量方法对于相关申请的交叉引用本申请基于在2016年9月15日提交的日本专利申请No.2016-180543并要求其优先权，其公开通过引用整体并入本文。
本公开内容涉及温度测量电路、集成电路和温度测量方法，例如：温度测量电路和集成电路，其包括生成具有取决于温度的频率的信号的振荡器；和，在这种温度测量电路和集成电路中的测量方法。
技术介绍
瑞萨电子公司在“RL78/I1E用户手册硬件版本1.00”(第15章温度传感器，2015年7月)中公开了一种包括温度传感器的微计算机。在本文中，温度传感器通过监测具有彼此不同的温度特性(温度依赖性)的两个二极管的输出电压(Vf1和Vf2)来测量温度。或者，温度传感器通过监测从BGR(带隙参考)电路输出的恒定电压(Vref)和二极管的输出电压(Vf2)来测量温度。在本文中，ADC(模数转换器)用于电压监测。Shor等人在“RatiometricBJT-BasedThermalSensorin32nmand22nmTechnologies”,ISSCC2010/SESSION11/SENSORS&MEMS/11.8,2012IEEEInternationalSolid-StateCircuitsConference中公开了一种应用了V-F(电压频率)转换的温度传感器。在本文中，使用从BGR电路输出的参考电压(Vref)和二极管输出电压(Vbe)作为RS(复位设定)锁存振荡器的参考电压。二极管输出电压Vbe具有温度特性，振荡器的振荡频率根据温度而变化。参考电压Vref和二极管输出电压Vbe被切断，然后输入到比较器。振荡器的输出连接到计数器。可以通过计数器的计数值来获得温度。
技术实现思路
然而，本专利技术人发现了瑞萨电子公司和Shor等人公开的温度传感器难以灵活地响应温度传感器所需的精度。从以下说明书和附图的描述中，本公开的现有技术和新特征的其他问题将变得显而易见。根据示例方面，在温度测量电路和温度测量方法中，通过使用其频率和温度之间的关系可以被改变的时钟信号和具有不取决于温度而变化的频率的基准信号中的一个来对另一个进行计数，并且当计数器溢出时，改变时钟信号的频率和温度之间的关系。根据另一示例方面，一种集成电路，包括：温度测量电路，该温度测量电路使用其频率和温度之间的关系可以被改变的时钟信号和具有不取决于温度而变化的频率的基准信号中的一个来对另一个进行计数，并且当计数器溢出时改变时钟信号的频率和温度之间的关系；以及处理器，其根据时钟信号或基准信号进行操作。当操作模式被设定为温度测量模式时，生成具有取决于温度的频率的时钟信号，并且当操作模式被设定为正常模式时，生成具有不取决于温度的频率的时钟信号。根据上述示例方面，温度测量电路、集成电路和温度测量方法可以灵活地响应于温度传感器所需的精度。附图说明从以下结合附图对某些实施例的描述中，上述和其他方面、优点和特征将更加明显，其中：图1是示出包括根据第一实施例的温度测量电路的微计算机单元的框图；图2是示出振荡器的结构的示例的框图；图3是示出时钟信号的频率与温度之间的关系的示例的曲线图；图4是示出时钟信号的频率与温度之间的关系的另一示例的曲线图；图5是示出时钟信号的温度与频率之间的关系的曲线图；图6A是示出基准信号和时钟信号的示例的时序图；图6B是示出基准信号和时钟信号的示例的时序图；图6C是示出基准信号和时钟信号的示例的时序图；图7A是示出基准信号和时钟信号的另一示例的时序图；图7B是示出基准信号和时钟信号的另一示例的时序图；图7C是示出基准信号和时钟信号的另一示例的时序图；图8是示出温度测量的过程的流程图；图9是示出包括根据第二实施例的温度测量电路的微计算机单元的框图；图10是示出包括根据第三实施例的温度测量电路的微计算机单元的框图；和图11是示出根据其他实施例的MCU的操作过程的流程图。具体实施例以下是在实施例的描述之前专利技术人如何实现实施例的描述。瑞萨电子公司描述了为了提高温度传感器的测量精度，进行如下调整。-通过使用PGA(可编程增益仪表放大器)的增益调整功能来监测Vf1和Vf2之间的电位差或Vref与Vf2之间的电位差(增益调整)。-使用由PGA生成的偏移对电压Vf1、Vf2和Vref进行监测(偏移调整)。然而，上述增益调整和偏移调整可能由于复杂的电路和电路尺寸的增加而使精度降低。此外，由于温度不在特定的温度输入范围内，因此该温度可能无法测量。为此，瑞萨电子公司公开的温度传感器难以灵活地响应所要求的精度。关于Shor等人公开的温度传感器，二极管输出电压Vbe的温度特性的梯度(斜率)对于温度测量精度是重要的。如果要求精度，可以增加Vbe相对于温度的斜率，并且如果不要求精度，则可以减小Vbe相对于温度的斜率。然而，在Shor等人公开的温度传感器中，Vbe的斜率的变化导致Vref的斜率改变。因此，Shor等人公开的温度传感器难以灵活地响应所要求的精度。在下文中，将参照附图详细描述包含用于解决上述问题的装置的实施例。为了说明的清楚，可以适当地省略或简化以下描述和附图。此外，作为执行各种处理的功能块的附图中所示的每个元件可以在硬件上由CPU(中央处理单元)、存储器和其他电路形成，并且可以在软件上通过加载在存储器中的程序来实现。因此，本领域技术人员将理解，这些功能块可以通过仅硬件、仅软件或其组合以各种方式实现而没有任何限制。在整个附图中，相同的部件由相同的附图标记表示，并且将适当地省略重复的描述。可以使用任何类型的非暂时性计算机可读介质将上述程序存储并提供给计算机。非暂时性计算机可读介质包括任何类型的有形存储介质。非暂时性计算机可读介质的示例包括磁存储介质(诸如软盘、磁带、硬盘驱动器等)、光磁存储介质(例如磁光盘)、CD-ROM(光盘只读存储器)、CD-R(可记录光盘)、CD-R/W(可重写光盘)和半导体存储器(例如掩模ROM、PROM(可编程ROM)、EPROM(可擦除PROM)、闪存ROM、RAM(随机存取存储器)等)。可以使用任何类型的暂时性计算机可读介质来将该程序提供给计算机。暂时性计算机可读介质的示例包括电信号、光信号和电磁波。暂时性计算机可读介质可以经由有线通信线路(例如电线、光纤)或无线通信线路向计算机提供程序。在以下实施例中为了方便起见，每当情况需要时，本专利技术将通过将其分为多个部分或实施例来进行描述。然而，除非另有特别说明，否则这些部分或实施例彼此不相关。一个部分或实施例涉及一些或所有其他部分或实施例的修改、应用、细节和补充说明等。当在以下实施例中引用元件数目等(包括件数、数值、数量、范围等)时，其数目不限于具体数目，并且可以大于或小于或等于具体数目，除非另有特别说明和在原则上明确限于具体数目。此外，在以下的实施例中组件(包括操作步骤等)并不总是必要的，除非另有特别说明并且原则上认为是必不可少的。类似地，当在以下实施例中引用组件等的形状或位置关系等时，它们将包括例如在其形状等基本上近似或类似的那些，除非另有特别说明并且在原则上认为非绝对如此。这也适用于上述数目等(包括件数、数值、数量、范围等)。第一实施例图1示出了包括根据第一实施例的温度测量电路的微计算机单元(集成电路)。MCU(本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种温度测量电路，包括：第一振荡器，所述第一振荡器被配置为，生成时钟信号并且能够改变所述时钟信号的频率与温度之间的关系；计数器，所述计数器被配置为，通过使用由所述第一振荡器生成的所述时钟信号和具有不取决于温度而改变的频率的基准信号中的一个信号来对另一个信号进行计数；温度计算器，所述温度计算器被配置为，基于在所述第一振荡器中的所述时钟信号的所述频率和所述温度之间的所述关系以及所述计数器的计数值，来生成温度信息；和控制单元，所述控制单元被配置为，当所述计数器溢出时，改变所述时钟信号的所述频率与所述温度之间的所述关系。

【技术特征摘要】
2016.09.15 JP 2016-1805431.一种温度测量电路，包括：第一振荡器，所述第一振荡器被配置为，生成时钟信号并且能够改变所述时钟信号的频率与温度之间的关系；计数器，所述计数器被配置为，通过使用由所述第一振荡器生成的所述时钟信号和具有不取决于温度而改变的频率的基准信号中的一个信号来对另一个信号进行计数；温度计算器，所述温度计算器被配置为，基于在所述第一振荡器中的所述时钟信号的所述频率和所述温度之间的所述关系以及所述计数器的计数值，来生成温度信息；和控制单元，所述控制单元被配置为，当所述计数器溢出时，改变所述时钟信号的所述频率与所述温度之间的所述关系。2.根据权利要求1所述的温度测量电路，进一步包括：第二振荡器，所述第二振荡器被配置为生成所述基准信号。3.根据权利要求2所述的温度测量电路，其中，所述第二振荡器包括石英晶体。4.根据权利要求1所述的温度测量电路，其中，所述基准信号是外部时钟信号。5.根据权利要求1至4中的任一项所述的温度测量电路，其中，所述第一振荡器被配置为使得：能够改变针对温度变化的所述时钟信号的频率变化的比率，和/或在将针对所述温度变化的所述时钟信号的频率变化的比率维持恒定的同时，能够改变所述时钟信号的频率变化的所述比率和所述温度变化之间的关系。6.根据权利要求5所述的温度测量电路，其中，所述第一振荡器包括电流源，所述电流源被配置为使得：能够改变针对所述温度变化的输出电流的变化的比率，和/或在将针对所述温度变化的所述输出电流的变化的所述比率维持恒定的同时，能够改变所述温度和所述输出电流之间的关系，并且所述第一振荡器生成时钟信号，该时钟信...

【专利技术属性】
技术研发人员：松崎智一，
申请(专利权)人：瑞萨电子株式会社，
类型：发明
国别省市：日本,JP