片上系统中的温度系数校正方法及片上系统技术方案

本发明专利技术涉及集成电路，公开了一种片上系统中的温度系数校正方法及片上系统。本发明专利技术中，利用芯片高功耗工作模式下比低功耗模式下温度相对升高这个基本现象，在每一次从低功耗模式转换到高功耗模式后，根据模式转换前的弛张振荡器的输出频率和模式转换后的弛张振荡器的输出频率，判断出弛张振荡器的温度系数方向性，进而根据判定的温度系数方向性，对弛张振荡器给予一定的补偿。由于无需利用温度传感器去得知精确的初始温度和升温幅度的要求，因此能以较低的成本保证SOC系统中弛张振荡器的温度稳定性，从而保证了SOC系统的温度稳定性，且易于集成。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术涉及集成电路，特别涉及集成电路中的片上系统。
技术介绍
在片上系统(System on Chip，简称“S0C”)中的她张振汤器具有低成本，低功耗，易集成的优点，但其频率的温度稳定性很差。因此，为保证弛张振荡器的温度稳定性，需要进行温度系数校正。目前，常用的温度系数校正方法有以下2种 (I)逐个测量好弛张振荡器在至少两个温度下的温度特性，然后逐个或按照一群样本的统计特性来计算需要的校正系数，并将该校正系数存储在非易失性的存储器中。当弛张振荡器工作时就将该校正系数通过校正电路单元来调整振荡器的频率，从而得到一个宽温度范围的稳定性。(2)事先测量好SOC系统中的弛张振荡器的温度特性并将其每个温度下的补偿值按照表格的形式存储到非易失性存储器当中。工作时利用传感器探知当前元件的工作温度，然后根据当前温度在非易失性存储器中去查找预先设定的补偿值，补偿后就可以得到一个与温度相关性较小的输出。然而，本专利技术的专利技术人发现，在上述第一种温度系数校正方法中，首先单个元件的测量需要在至少两个绝对准确的温度下进行，这就需要一个精确的温度加热或测量装置，对量产的测试设备有较高的要求，而且设备加热的稳定时间一般都很长，测试的时间成本很高。其次，需要对元件进行逐个测量，或至少进行大量样本的测量以求得统计特性，由于测量的样本数目非常多，这也提高了元件测试的成本。再次，系统需要一个非易失性的记忆元件来存储校正值，导致系统实现成本上升。在上述第二种温度系数校正方法中，整个系统需要温度测量传感器，非易失性存储器等成本昂贵的辅助元件，而且还需要事先测量好待补偿元件的温度特性，整个系统的测试和实现成本都非常高。
技术实现思路
本专利技术的目的在于提供一种片上系统中的温度系数校正方法及片上系统，以较低的成本保证SOC系统中弛张振荡器的温度稳定性，从而保证了 SOC系统的温度稳定性。为解决上述技术问题，本专利技术的实施方式提供了一种片上系统中的温度系数校正方法，片上系统包括张弛振荡器，包含以下步骤片上系统在每一次从低功耗模式转换到高功耗模式后，片上系统根据模式转换前的片上系统中她张振汤器的输出频率和I旲式转换后的她张振汤器的输出频率，判断她张振荡器的温度系数方向性；如果片上系统判定温度系数方向性为正温度系数，则片上系统对弛张振荡器补偿一个负温度系数；如果片上系统判定温度系数方向性为负温度系数，则片上系统对弛张振荡器补偿一个正温度系数。本专利技术的实施方式还提供了一种片上系统，包含模式转换模块、温度系数方向性判断模块、温度补偿模块；模式转换模块用于将片上系统从低功耗模式转换到高功耗模式，并在每一次模式转换后触发温度系数方向性判断模块；温度系数方向性判断模块用于根据模式转换前的片上系统中弛张振荡器的输出频率和模式转换后的弛张振荡器的输出频率，判断弛张振荡器的温度系数方向性，并触发温度补偿模块；温度补偿模块用于在温度系数方向性判断模块判定温度系数方向性为正温度系数时，对弛张振荡器补偿一个负温度系数；在温度系数方向性判断模块判定温度系数方向性为负温度系数时，对弛张振荡器补偿一个正温度系数。本专利技术实施方式与现有技术相比，主要区别及其效果在于利用芯片高功耗工作模式下比低功耗模式下温度相对升高这个基本现象，在每一次从低功耗模式转换到高功耗模式后，根据模式转换前的弛张振荡器的输出频率和模式转换后的弛张振荡器的输出频率，判断出弛张振荡器的温度系数方向性，进而根据判定的温度系数方向性，对弛张振荡器给予一定的补偿。由于只要弛张振荡器的频率温度系数仍然是一次线性成分占主导地位，那么任意两个温度点之间的温度系数的方向性都和整个温度工作范围内的温度系数的方向性一致，因此无需知道具体的温度变化大小就可以判断温度系数的方向性。在获知了温度系数方向性后，即可进行相应的温度补偿。而且，由于在每一次从低功耗模式转换到高功耗模式后，都会进行一次温度补偿，因此可以逐步地补偿掉弛张振荡器的频率随温度变化量的一次线性系数，从而使得频率原本的二次非线性成分占了温度变化改变量的主导地位，而当二次非线性成分居主导时，弛张振荡器的温度稳定性也就得到了极大的改善。该温度系数校正方法无需利用温度传感器去得知精确的初始温度和升温幅度的要求，因此能以较低的成本保证SOC系统中弛张振荡器的温度稳定性，从而保证了 SOC系统的温度稳定性，且易于集成。保证了弛张振荡器能作为高稳定度的时钟源。进一步地，对弛张振荡器补偿的负温度系数和正温度系数，均小于预设阀值，可以保证每次补偿的温度系数足够小，通过每次只改变一个很小幅度的温度系数来逐次逼近补偿弛张振荡器温度系数中的一次线性成分，可有效避免补偿系数过头引起的误差过大。附图说明图I是根据本专利技术第一实施方式的片上系统中的温度系数校正方法流程图；图2是片上系统中的弛张振荡器在一次线性成分居主导时和二次非线性成分居主导时的输出频率随温度的变化示意图；图3是根据本专利技术第三实施方式的片上系统结构示意图；图4是根据本专利技术第四实施方式的片上系统结构示意图。具体实施例方式在以下的叙述中，为了使读者更好地理解本申请而提出了许多技术细节。但是，本领域的普通技术人员可以理解，即使没有这些技术细节和基于以下各实施方式的种种变化和修改，也可以实现本申请各权利要求所要求保护的技术方案。为使本专利技术的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合附图对本专利技术的实施方式作进一步地详细描述。本专利技术的核心在于，片上系统在每一次从低功耗模式转换到高功耗模式后，根据模式转换前的片上系统中弛张振荡器的输出频率和模式转换后的弛张振荡器的输出频率，判断弛张振荡器的温度系数方向性。如果判定温度系数方向性为正温度系数，则对弛张振荡器补偿一个负温度系数。如果判定温度系数方向性为负温度系数，则对弛张振荡器补偿一个正温度系数。本专利技术第一实施方式涉及一种片上系统中的温度系数校正方法，具体流程如图I所示。当片上系统(SOC)处于低功耗模式下时，进入步骤101，在低功耗模式下，周期性记录弛张振荡器的输出频率，直至SOC从低功耗模式转换到高功耗模式。 接着，在步骤102中，记录在高低功耗模式下的弛张振荡器的输出频率。由于当从步骤101进入到步骤102时，说明SOC已从低功耗模式转换到高功耗模式，因此可将此时记录的弛张振荡器的输出频率，作为闻低功耗模式下的弛张振荡器的输出频率。接着，在步骤103中，对弛张振荡器的输出频率进行比较，并根据比较结果判断温度系数方向性。由于在SOC中当芯片全速运转后因其芯片内部的散热问题而导致芯片温度很轻易就可以升高几十度以上。也就是说，在高功耗模式下比低功耗模式下温度相对升高属于SOC中的基本现象，因此在本步骤中可以利用这个基本现象来辅助判断弛张振荡器的温度系数的方向性。具体地说，在本步骤中，需要比较模式转换前的弛张振荡器的输出频率和模式转换后的弛张振荡器的输出频率进行比较，而模式转换前的弛张振荡器的输出频率即为低功耗模式下的弛张振荡器的输出频率，可采用步骤101中最后一次记录的输出频率作为模式转换前的弛张振荡器的输出频率；模式转换后的弛张振荡器的输出频率即为在步骤102中记录的弛张振荡器的输出频率。为描述方便，将模式转换前的弛张振荡器的输出频率记为Fa，将模式转换后的弛张振荡器的输出频率记为Fb。比较Fa与本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种片上系统中的温度系数校正方法，所述片上系统包括张弛振荡器，其特征在于，包含以下步骤：片上系统在每一次从低功耗模式转换到高功耗模式后，所述片上系统根据所述弛张振荡器模式转换前的输出频率和模式转换后的输出频率，判断所述弛张振荡器的温度系数方向性；如果所述片上系统判定所述温度系数方向性为正温度系数，则所述片上系统对所述弛张振荡器补偿一个负温度系数；如果所述片上系统判定所述温度系数方向性为负温度系数，则所述片上系统对所述弛张振荡器补偿一个正温度系数。

【技术特征摘要】

【专利技术属性】
技术研发人员：谢俊杰，
申请(专利权)人：上海炬力集成电路设计有限公司，
类型：发明
国别省市：