專(zhuān)利名稱(chēng)：管芯溫度估計(jì)器的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明一般涉及電子器件，并且更具體來(lái)講，涉及管芯溫度估計(jì)電路以及用于估 計(jì)集成電路管芯溫度的方法。
背景技術(shù)：
多個(gè)集成電路是利用大半導(dǎo)體晶片制造的。在完成對(duì)晶片的加工之后，切割晶片， 即分離在硅晶片上的各個(gè)硅芯片或集成電路。集成電路情形下的管芯是小塊的半導(dǎo)體材 料，在其上制造具有給定功能的電路。由于流過(guò)具有電阻的電子器件的每個(gè)電流使所述器 件溫度升高并且消散熱能，因此任何這樣的器件的性能參數(shù)由于溫度改變而發(fā)生變化，對(duì) 于半導(dǎo)體器件而言，尤其是結(jié)溫度變化。過(guò)熱會(huì)造成器件暫時(shí)失效或者甚至永久性損壞器 件。這尤其與嚴(yán)格安全環(huán)境下使用的集成電路器件相關(guān)，例如，在其中器件失效會(huì)造成駕駛 者處于危險(xiǎn)的汽車(chē)安全系統(tǒng)中。因此，對(duì)于某些應(yīng)用，通過(guò)溫度傳感器測(cè)量在使用時(shí)連接到 系統(tǒng)(例如，在印刷電路板上)的集成電路的溫度。然而，溫度傳感器增加了額外的成本并 且需要用于傳感器裝置和其連接的空間。此外，由于使用了測(cè)量裝置，導(dǎo)致不可能在不將噪 聲添加到測(cè)量值的情況下測(cè)量溫度。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明提供一種如所附權(quán)利要求書(shū)描述的溫度估計(jì)電路以及用于估計(jì)集成電路 管芯溫度的方法。本發(fā)明還提供數(shù)據(jù)處理系統(tǒng)、安全關(guān)鍵系統(tǒng)(safety critical system) 和包括所描述的溫度估計(jì)電路的交通工具以及至少部分實(shí)現(xiàn)溫度估計(jì)的計(jì)算機(jī)程序產(chǎn)品。從屬權(quán)利要求中闡述本發(fā)明的特定實(shí)施例。從下文描述的實(shí)施例，本發(fā)明的這些和其他方面將變得清楚，并且參照這些實(shí)施 例對(duì)本發(fā)明的這些和其他方面進(jìn)行說(shuō)明。


參照附圖，將只通過(guò)實(shí)例的方式描述本發(fā)明另外的細(xì)節(jié)、方面和實(shí)施例。以簡(jiǎn)便和 清晰的方式示出圖中的元件，并且元件不必按比例繪制。不同圖中的相同附圖標(biāo)記表示相 同或近似的組件。圖1示意性示出具有溫度估計(jì)電路的數(shù)據(jù)處理系統(tǒng)的實(shí)施例的實(shí)例的框圖。圖2示意性示出溫度估計(jì)電路的實(shí)施例的實(shí)例的框圖。圖3示意性示出用于估計(jì)集成電路管芯的溫度的方法實(shí)施例的實(shí)例的流程圖。圖4示意性示出具有安全關(guān)鍵系統(tǒng)的交通工具實(shí)施例的實(shí)例的框圖。
具體實(shí)施例方式參照?qǐng)D1，示出具有溫度估計(jì)電路200的數(shù)據(jù)處理系統(tǒng)100的實(shí)施例的實(shí)例的框 圖。圖1示出數(shù)據(jù)處理系統(tǒng)100，其包括下面參照?qǐng)D2描述的集成電路114、116以及溫度估計(jì)電路200和數(shù)據(jù)處理裝置112，所述數(shù)據(jù)處理裝置112在操作中用于向集成電路114、 116發(fā)送一個(gè)或多個(gè)命令信號(hào)120，并且向溫度估計(jì)電路200發(fā)送一個(gè)或多個(gè)對(duì)應(yīng)的通知信 號(hào)118。數(shù)據(jù)處理系統(tǒng)100可以是與單個(gè)芯片一樣的單片電路(monolithic)或者分布遍及 相同或不同印刷電路板上的若干芯片。其可以包含集成電路114、116，集成電路114、116通 常從數(shù)據(jù)處理裝置112接收指令120并且接收和傳遞數(shù)據(jù)。其還可以自身傳遞指令。由于 接收到命令信號(hào)120，電流流動(dòng)造成集成電路114、116自身的溫度升高，這是由于例如電子 穿過(guò)集成電路中不同半導(dǎo)體組件的結(jié)的運(yùn)動(dòng)造成的。將命令信號(hào)傳給集成電路的數(shù)據(jù)處理 裝置112可以是例如微控制器或數(shù)字信號(hào)處理器(DSP)或通用目的處理器(GPP)，例如計(jì)算 機(jī)系統(tǒng)的中央處理單元(CPU)。例如，其可以是PowerPC，即，利用增強(qiáng)Risc(減少指令集計(jì) 算)性能芯片進(jìn)行性能優(yōu)化，例如Freescale的5121 PowerPC遠(yuǎn)程通信業(yè)務(wù)處理器。然而， 其還可以是遵循復(fù)雜指令集計(jì)算(CISC)原理的處理器或者任何其他數(shù)據(jù)處理裝置的處理 器。數(shù)據(jù)處理裝置112可以向一個(gè)以上的集成電路裝置114、116發(fā)送命令信號(hào)120，并且一 個(gè)以上的溫度估計(jì)電路200可以計(jì)算接收的集成電路裝置的對(duì)應(yīng)的估計(jì)溫度122。同樣可 行并且在所述系統(tǒng)的范圍內(nèi)的是，創(chuàng)建一個(gè)溫度估計(jì)電路來(lái)計(jì)算從數(shù)據(jù)處理裝置接收命令 信號(hào)的一個(gè)以上的集成電路裝置114、116的估計(jì)溫度。溫度估計(jì)電路可以被具體實(shí)施為集 成電路本身或者可以是數(shù)據(jù)處理裝置中的部件或者可以被具體實(shí)施為在數(shù)據(jù)處理裝置112 上執(zhí)行的計(jì)算機(jī)程序產(chǎn)品。數(shù)據(jù)處理系統(tǒng)100的一個(gè)實(shí)施例可以具有數(shù)據(jù)處理裝置112，該數(shù)據(jù)處理裝置112 根據(jù)計(jì)算出的管芯溫度值122來(lái)調(diào)節(jié)每個(gè)單位時(shí)間發(fā)送到集成電路114、116的命令信號(hào) 120的數(shù)目。由溫度估計(jì)電路200提供管芯溫度值122?？梢匝b配數(shù)據(jù)處理裝置112，以使 其根據(jù)發(fā)送到集成電路114、116的指令120數(shù)目減小集成電路裝置114、116的負(fù)載來(lái)降低 集成電路裝置114、116的溫度。例如，如果集成電路裝置是一組存儲(chǔ)器裝置中的一個(gè)，則數(shù) 據(jù)處理裝置可以決定停止向遭遇溫度升高的存儲(chǔ)器裝置存儲(chǔ)數(shù)據(jù)，并且替代地使用其他可 用的存儲(chǔ)器裝置，以便避免存儲(chǔ)器裝置過(guò)熱，由此避免性能降低、數(shù)據(jù)丟失或暫時(shí)性甚至永 久性的裝置失效。該系統(tǒng)可以用于在允許的溫度范圍內(nèi)操作，而無(wú)需實(shí)現(xiàn)另外的溫度傳感 器，從而節(jié)約了成本并降低了整體管芯尺寸?，F(xiàn)在另外參照?qǐng)D2，示出溫度估計(jì)電路200的實(shí)施例的實(shí)例的框圖。公開(kāi)了用于 估計(jì)集成電路管芯114、116溫度的溫度估計(jì)電路200，其包括溫度升高估計(jì)電路210，該 溫度升高估計(jì)電路210具有在操作中用于接收一個(gè)或多個(gè)通知信號(hào)118的一個(gè)或多個(gè)輸入 212-220以及提供一個(gè)或多個(gè)溫度升高值224-232之和的輸出222，每個(gè)通知信號(hào)與傳遞到 集成電路的命令信號(hào)120相對(duì)應(yīng)，每個(gè)溫度升高值與由于命令信號(hào)120之一導(dǎo)致的集成電 路114、116的溫度升高相對(duì)應(yīng)；溫度降低估計(jì)電路234，該溫度降低估計(jì)電路234包括在操 作中用于接收計(jì)算出的管芯溫度值122的輸入236以及用于提供溫度降低值的輸出238， 所述溫度降低值取決于在沒(méi)有命令信號(hào)120施加到集成電路114、116時(shí)溫度降低的數(shù)學(xué)模 型；以及溫度計(jì)算電路對(duì)0，該溫度計(jì)算電路240具有與溫度升高估計(jì)電路210的輸出222 連接的第一輸入對(duì)2、與溫度降低估計(jì)電路234的輸出238連接的第二輸入M4以及提供 計(jì)算出的管芯溫度值122的輸出M6。雖然所述的溫度升高電路210通過(guò)其通知信號(hào)輸入 212-220接收與命令信號(hào)120相對(duì)應(yīng)的通知信號(hào)118，但是還能可行的是，將命令信號(hào)120 本身用作通知信號(hào)118。
圖2所示的溫度計(jì)算電路240可以包括計(jì)算器248、250，其用于根據(jù)至少一個(gè)在前 的管芯溫度值與一個(gè)或多個(gè)溫度升高值之和相加并且減去溫度降低值來(lái)計(jì)算管芯溫度值 122。在一個(gè)實(shí)施例中，計(jì)算出的溫度值可以是接收加法器/減法器250的輸出的存儲(chǔ)器或 延遲元件248的輸出值，其中，加法器/減法器250將溫度升高估計(jì)電路210提供的溫度升 高值之和加到反饋回路中反饋的系統(tǒng)時(shí)鐘的在前時(shí)鐘周期期間計(jì)算出的溫度值，并且減去 溫度降低估計(jì)電路234提供的溫度降低值。溫度降低估計(jì)電路234可以提供溫度降低值，作為計(jì)算出的管芯溫度值122與當(dāng) 沒(méi)有命令信號(hào)施加到集成電路時(shí)的估計(jì)管芯溫度值的調(diào)整差(scaled difference) 0溫度 降低值可以通過(guò)如下方式來(lái)確定使用減法器252從溫度計(jì)算電路接收計(jì)算出的管芯溫度 值122，并且減去通過(guò)輸入258接收的集成電路的閑置時(shí)間(即，當(dāng)其沒(méi)有接收命令信號(hào) 時(shí))期間的結(jié)溫度值。所得到的值被施加到調(diào)整器(scaler)。在此，調(diào)整器放大或衰減減 法器的輸出信號(hào)。開(kāi)關(guān)272可以用于向加法器/減法器250施加調(diào)整器邪4輸出信號(hào)。開(kāi) 關(guān)272受通過(guò)控制輸入274接收的時(shí)鐘信號(hào)控制。該時(shí)鐘信號(hào)可以根據(jù)實(shí)際實(shí)施而具有固 定的頻率。例如，其可以是整體系統(tǒng)時(shí)鐘頻率或任何其他時(shí)鐘頻率，例如，1MHz。每當(dāng)開(kāi)關(guān) 272導(dǎo)通時(shí)，從延遲元件M8中存儲(chǔ)的在前溫度值中，減去調(diào)整器2M提供的溫度升高值。 通過(guò)控制輸入274接收的時(shí)鐘信號(hào)可以在溫度降低估計(jì)電路234內(nèi)產(chǎn)生或者它可以被接收 作為電路234的輸入。施加的調(diào)整因子(scaling factor)可以根據(jù)系統(tǒng)時(shí)鐘頻率來(lái)匹配 集成電路管芯的時(shí)間常數(shù)。該時(shí)間常數(shù)可以是集成電路的指數(shù)的結(jié)溫度降低的常數(shù)。其可 以預(yù)先測(cè)量，根據(jù)集成電路半導(dǎo)體器件的物理參數(shù)來(lái)計(jì)算出或者根據(jù)所使用的集成電路的 數(shù)據(jù)單來(lái)推導(dǎo)出。開(kāi)關(guān)274的用途是時(shí)間離散溫度估計(jì)，如圖2所示。然而，所描述系統(tǒng)的 其他實(shí)施例可以例如使用電容器釋放的電荷將溫度降低建模為時(shí)間連續(xù)的過(guò)程?？梢允褂镁哂锌删幊瘫壤蜃虞斎?56的調(diào)整器2M對(duì)減法器252提供的差進(jìn)行 調(diào)整。因此，將可以調(diào)節(jié)結(jié)合溫度計(jì)算電路的溫度降低估計(jì)電路，以將指數(shù)的溫度降低建模 成為閑置時(shí)的估計(jì)結(jié)溫度?？捎糜蓽囟冉档凸烙?jì)電路和溫度計(jì)算電路構(gòu)成的一階低通濾波 器，對(duì)結(jié)溫度的該降低進(jìn)行建模。對(duì)于許多集成電路，例如D-RAM，該模型可以匹配其熱特 性。然而，實(shí)施對(duì)其他或相同熱特性進(jìn)行建模的其他濾波器在所呈現(xiàn)系統(tǒng)的范圍內(nèi)。例如， 可以使用二階或三階有限脈沖響應(yīng)(FIR)濾波器，其系數(shù)可以根據(jù)集成電路的熱測(cè)量或仿 真結(jié)果來(lái)得到。閑置時(shí)的估計(jì)結(jié)溫度是當(dāng)沒(méi)有命令信號(hào)施加到集成電路114、116時(shí)的估計(jì)管芯 溫度值，并且可以被永久地存儲(chǔ)在降低估計(jì)電路內(nèi)。然而，為了將溫度估計(jì)電路200調(diào)節(jié)成 不同的集成電路或者為了考慮根據(jù)當(dāng)前環(huán)境溫度而不同的閑置溫度值，溫度降低估計(jì)電路 可以包括輸入258，用于施加當(dāng)沒(méi)有命令信號(hào)施加到集成電路時(shí)的估計(jì)管芯溫度值?？梢允褂眉臃ㄆ?70確定溫度升高值之和，加法器270將通過(guò)經(jīng)由輸入212-220 施加的一組通知信號(hào)所控制的一組開(kāi)關(guān)沈0-268的輸出信號(hào)值相加。傳遞到集成電路114、 116的每個(gè)命令信號(hào)120產(chǎn)生通知信號(hào)118，該通知信號(hào)118觸發(fā)開(kāi)關(guān)260-268之一，以 將施加的輸入值與加法器270相連接。溫度升高估計(jì)電路210可以包括一個(gè)或多個(gè)開(kāi)關(guān) 260-268,每個(gè)開(kāi)關(guān)具有用于溫度升高值2M-232之一的輸入，每個(gè)溫度升高值與由于命令 信號(hào)120之一導(dǎo)致的集成電路114、116的溫度升高相對(duì)應(yīng)。例如，使用靜態(tài)查找表，可以將 溫度升高值224-232永久地存儲(chǔ)在溫度升高估計(jì)電路內(nèi)。然而，為了相對(duì)于測(cè)量的集成電路114、116以及環(huán)境溫度隨時(shí)間的變化來(lái)調(diào)節(jié)這些值，可以期望對(duì)所使用的值224-232進(jìn) 行單獨(dú)編程。因此，溫度升高電路210可以包括在操作中用于接收一個(gè)或多個(gè)溫度升高值 2M-232的一個(gè)或多個(gè)輸入。這些值可以預(yù)先測(cè)量，根據(jù)集成電路半導(dǎo)體器件的物理參數(shù)來(lái) 計(jì)算出或者通過(guò)所使用的集成電路的數(shù)據(jù)單來(lái)推導(dǎo)出。溫度估計(jì)電路200可以估計(jì)任何集成電路裝置114、116的溫度。集成電路甚至可 以是數(shù)據(jù)處理裝置本身，用于估計(jì)其自身的溫度。并且，溫度估計(jì)電路可以實(shí)現(xiàn)為數(shù)據(jù)處理 裝置本身的一部分。然而，在數(shù)據(jù)處理系統(tǒng)的另一個(gè)實(shí)施例中，集成電路114、116可以是存 儲(chǔ)器裝置。頻繁接收命令120的裝置將尤其經(jīng)歷升溫。僅對(duì)最頻繁使用的命令進(jìn)行建模會(huì) 是足夠的。對(duì)于許多應(yīng)用，存儲(chǔ)器裝置最頻繁地由數(shù)據(jù)處理裝置112使用。通常，在中斷電 源時(shí)使用丟失其所存儲(chǔ)數(shù)據(jù)的易失性數(shù)據(jù)存儲(chǔ)器。RAM(隨機(jī)存取存儲(chǔ)器)芯片每秒接收許 多命令信號(hào)10并且經(jīng)歷自加熱過(guò)程。這涉及任何類(lèi)型的RAM。然而，由于動(dòng)態(tài)RAM(D-RAM) 芯片需要周期性刷新，這是因?yàn)橛糜诖鎯?chǔ)信息位的電容器電荷往往會(huì)逐漸減弱，因此D-RAM 或雙倍數(shù)據(jù)速率(DDR)-DRAM存儲(chǔ)器芯片會(huì)尤其受益于溫度估計(jì)和控制。另外，在一個(gè)實(shí)施 例中，D-RAM可以集成在數(shù)據(jù)處理裝置內(nèi)，從而允許甚至更頻繁地向D-RAM發(fā)送命令信號(hào)。 例如，如果集成電路管芯114、116是D-RAM芯片，則其可以接收“D-RAM激活”命令(D-RAM ACT cmd)、“D-RAM 預(yù)充電”命令(D-RAM PRE cmd)、“D-RAM 讀”命令(D-RAM READ cmd)、 “D-RAM寫(xiě)”命令(D-RAM WRITE cmd)禾口“D-RAM刷新”命令(D-RAM REFRESH cmd)。這些命令 120可以直接用作溫度升高估計(jì)電路210的通知信號(hào)118，從而觸發(fā)開(kāi)關(guān)沈0力68，以向加 法器270施加對(duì)應(yīng)的溫度升高值Kaet (用于D-RAM激活)224,Kpre (用于D-RAM預(yù)充電)226、 Kread (用于 D-RAM 讀)228、Kwrite (用于 D-RAM 寫(xiě))230 和 Kref (用于 D-RAM 刷新)232。對(duì)于某 些應(yīng)用，D-RAM芯片可以具有大約85°C的操作溫度并且會(huì)在大約95°C時(shí)開(kāi)始出現(xiàn)故障。因 此，可以由所述的溫度估計(jì)電路來(lái)提供溫度監(jiān)測(cè)，并且如果有需要，通過(guò)向?qū)⒂锌赡苓^(guò)熱的 D-RAM發(fā)送較少的命令，由數(shù)據(jù)處理裝置進(jìn)行溫度降低。無(wú)論如何，諸如EPROM(可擦除可編 程只讀存儲(chǔ)器)或EEPROM(電EPR0M)的非易失性存儲(chǔ)器也會(huì)受益于溫度估計(jì)和過(guò)熱防護(hù)?，F(xiàn)在再參照?qǐng)D3，示出用于估計(jì)集成電路管芯114、116溫度的方法的實(shí)施例的實(shí) 例的示意性流程圖300，其包括接收310—個(gè)或多個(gè)通知信號(hào)118，每個(gè)通知信號(hào)對(duì)應(yīng)于傳 遞到集成電路114、116的命令信號(hào)120 ；提供一個(gè)或多個(gè)溫度升高值224-232之和，每個(gè)溫 度升高值與由于命令信號(hào)120之一導(dǎo)致的集成電路的溫度升高相對(duì)應(yīng)；提供溫度降低值， 所述溫度降低值取決于當(dāng)沒(méi)有命令信號(hào)120施加到集成電路114、116時(shí)據(jù)溫度降低的數(shù)學(xué) 模型；以及提供316計(jì)算出的管芯溫度值122，所述計(jì)算出的管芯溫度值122取決于一個(gè)或 多個(gè)溫度升高值之和、溫度降低值以及至少一個(gè)在前的管芯溫度值。所述方法允許實(shí)現(xiàn)所 述溫度估計(jì)電路的優(yōu)點(diǎn)和特性作為用于估計(jì)集成電路管芯溫度的方法的一部分?，F(xiàn)在再參照?qǐng)D4，示出具有安全關(guān)鍵系統(tǒng)412的交通工具410的實(shí)施例的實(shí)例的框 圖。安全關(guān)鍵系統(tǒng)412可以包括數(shù)據(jù)處理系統(tǒng)100或溫度估計(jì)電路200，或者可以使用如上 所述的方法。并且，交通工具410可以包括安全關(guān)鍵系統(tǒng)412、數(shù)據(jù)處理系統(tǒng)100或溫度估 計(jì)電路200，或者可以使用如上所述的方法。安全關(guān)鍵系統(tǒng)412是用于其中系統(tǒng)故障避免 和安全是關(guān)鍵問(wèn)題的環(huán)境下并且可以發(fā)現(xiàn)于例如諸如剎車(chē)或電動(dòng)轉(zhuǎn)向系統(tǒng)的交通工具410 的安全系統(tǒng)的功能安全應(yīng)用中的系統(tǒng)，其中故障可能引發(fā)駕駛者的危險(xiǎn)情形并且永久溫度 檢測(cè)可以有助于避免過(guò)熱。交通工具410可以是汽車(chē)。然而，其可以是例如飛機(jī)、輪船、直升機(jī)等的任何機(jī)動(dòng)設(shè)備。本發(fā)明還可以實(shí)現(xiàn)為在計(jì)算機(jī)系統(tǒng)上運(yùn)行的計(jì)算機(jī)程序，計(jì)算機(jī)程序產(chǎn)品可以包 括代碼部分，該代碼部分當(dāng)在可編程設(shè)備上運(yùn)行時(shí)執(zhí)行如上所述用于估計(jì)集成電路管芯 114、116溫度的方法中的一些步驟或者用于實(shí)現(xiàn)溫度估計(jì)電路200的一部分或者用于實(shí)現(xiàn) 數(shù)據(jù)處理系統(tǒng)100的一部分。如本文所使用的，術(shù)語(yǔ)“程序”被限定成設(shè)計(jì)用于在計(jì)算機(jī)系 統(tǒng)上執(zhí)行指令序列。計(jì)算機(jī)程序可以例如包括如下的一種或多種子程序、函數(shù)、進(jìn)程、目 標(biāo)方法、目標(biāo)實(shí)現(xiàn)、可執(zhí)行應(yīng)用、小型應(yīng)用程序、小服務(wù)程序、源代碼、目標(biāo)代碼、共享庫(kù)/動(dòng) 態(tài)加載庫(kù)和/或設(shè)計(jì)用于在計(jì)算機(jī)系統(tǒng)上執(zhí)行的其他指令序列。計(jì)算機(jī)程序可以在諸如 CD-ROM或磁盤(pán)的數(shù)據(jù)載體上設(shè)置，可加載到計(jì)算機(jī)系統(tǒng)的存儲(chǔ)器中的數(shù)據(jù)被存儲(chǔ)在該數(shù)據(jù) 載體上，所述數(shù)據(jù)代表計(jì)算機(jī)程序。數(shù)據(jù)載體還可以是數(shù)據(jù)連接，例如電話(huà)線(xiàn)纜或無(wú)線(xiàn)連 接。本文所描述軟件的全部或部分可以是例如來(lái)自諸如其他計(jì)算機(jī)系統(tǒng)上的存儲(chǔ)器 或其他介質(zhì)的計(jì)算機(jī)可讀介質(zhì)的系統(tǒng)100的接收元件。這樣的計(jì)算機(jī)可讀介質(zhì)可以永久 地、可拆卸地或遠(yuǎn)程地耦合到諸如系統(tǒng)100的信息處理系統(tǒng)。計(jì)算機(jī)可讀介質(zhì)可以包括例 如但不限于任意數(shù)目的以下物質(zhì)磁性存儲(chǔ)介質(zhì)，所述磁性存儲(chǔ)介質(zhì)包括盤(pán)和帶存儲(chǔ)介質(zhì)； 諸如小型光盤(pán)介質(zhì)的光學(xué)存儲(chǔ)介質(zhì)(例如，CD-R0M、CD-R等)和數(shù)字視頻盤(pán)存儲(chǔ)介質(zhì)；非易 失性存儲(chǔ)器存儲(chǔ)介質(zhì)，所述非易失性存儲(chǔ)器存儲(chǔ)介質(zhì)包括基于半導(dǎo)體的存儲(chǔ)器單元，例如， FLASH存儲(chǔ)器、EEPR0M、EPR0M、R0M ；鐵磁數(shù)字存儲(chǔ)器；MRAM ；易失性存儲(chǔ)介質(zhì)，所述易失性存 儲(chǔ)介質(zhì)包括寄存器、緩沖器或高速緩存(cache)、主存儲(chǔ)器、RAM等；以及數(shù)據(jù)傳輸介質(zhì)，所 述數(shù)據(jù)傳輸介質(zhì)包括計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)、點(diǎn)對(duì)點(diǎn)電信設(shè)備和載波傳輸介質(zhì)，這只是舉幾個(gè)示例。在上述說(shuō)明書(shū)中，已經(jīng)參照本發(fā)明實(shí)施例的特定實(shí)例描述了本發(fā)明。然而，將明顯 的是，在不脫離所附權(quán)利要求書(shū)闡述的本發(fā)明的更廣精神和范圍的情況下，可以對(duì)其做出 各種修改和變化。例如，所述連接可以是適于例如經(jīng)由中間裝置傳送來(lái)自各個(gè)節(jié)點(diǎn)、單元或 裝置的信號(hào)或者將信號(hào)傳送到各個(gè)節(jié)點(diǎn)、單元或裝置的連接類(lèi)型。因此，除非暗指或明述， 否則所述連接可以例如是直接連接或間接連接。本文所描述的半導(dǎo)體襯底可以是任何半導(dǎo)體材料或諸如砷化鎵、鍺硅、絕緣體上 硅(SOI)、硅、單晶硅等和以上物質(zhì)組合的材料組合。因?yàn)閷?shí)現(xiàn)本發(fā)明的設(shè)備大多數(shù)由本領(lǐng)域技術(shù)人員已知的電子組件和電路構(gòu)成，因 此為了理解和了解本發(fā)明的基本構(gòu)思以及不模糊或不分散本發(fā)明的教導(dǎo)，沒(méi)有以任何比如 上所述必要考慮的程度更詳細(xì)的程度來(lái)說(shuō)明電路細(xì)節(jié)。如可應(yīng)用的以上實(shí)施例中的一些可以使用各種不同的信息處理系統(tǒng)來(lái)實(shí)現(xiàn)。例 如，雖然圖2和對(duì)其的討論描述了示例性的溫度估計(jì)電路構(gòu)造，但是這種示例性構(gòu)造只是 用于在討論本發(fā)明的各種方面中提供可用的參考。當(dāng)然，為了討論的目的，已經(jīng)簡(jiǎn)化了對(duì)構(gòu) 造的描述，并且這只是根據(jù)本發(fā)明可以使用的眾多不同類(lèi)型的合適構(gòu)造中的一個(gè)。本領(lǐng)域 的技術(shù)人員將認(rèn)識(shí)到，邏輯塊之間的邊界只是示例性的，并且可替選的實(shí)施例可以合并邏 輯塊或電路元件，或者對(duì)各種邏輯塊或電路元件賦予替換的功能性分解。因此，要理解的是，本文所述的構(gòu)造只是示例性的，并且事實(shí)上可以實(shí)現(xiàn)許多其他 構(gòu)造來(lái)實(shí)現(xiàn)相同的功能性。雖然是概要性的，但仍然是意義明確的，用于實(shí)現(xiàn)相同功能性的 組件的任何布置被有效地“相關(guān)聯(lián)”，使得所期望的功能被實(shí)現(xiàn)。因此，本文中組合實(shí)現(xiàn)特定功能性的任何兩個(gè)組件可以被視為彼此“相關(guān)聯(lián)”，使得所期望的功能性得以實(shí)現(xiàn)，而不管 構(gòu)造或中間組件如何。同樣，如此相關(guān)聯(lián)的任何兩個(gè)組件還可以被視為彼此“可操作地連 接”或“可操作地耦合”，以實(shí)現(xiàn)所期望的功能。另外，例如，在一個(gè)實(shí)施例中，系統(tǒng)100中所示元件可以是位于單個(gè)集成電路上或 位于同一裝置內(nèi)的電路?？商孢x地，系統(tǒng)100可以包括彼此互連的任何數(shù)目的單獨(dú)的集成 電路或單獨(dú)的裝置。例如，數(shù)據(jù)處理裝置112可以與溫度估計(jì)電路200位于同一集成電路 上或者位于單獨(dú)的集成電路上或者位于與系統(tǒng)100的其他元件離散地分開(kāi)的另一個(gè)外圍 集成電路或從屬集成電路內(nèi)。外圍集成電路114、116還可以位于單獨(dú)的集成電路管芯上。 另外，例如，系統(tǒng)100或其一部分可以是物理電路的軟表示和代碼表示或者可以是可被轉(zhuǎn) 換為物理電路的邏輯表示的軟表示和代碼表示。如此，系統(tǒng)100可以實(shí)現(xiàn)為任何合適類(lèi)型 的硬件描述語(yǔ)言。此外，本領(lǐng)域的技術(shù)人員將認(rèn)識(shí)到，上述操作的功能性之間的邊界只是示例性的。 多個(gè)操作的功能性可以結(jié)合成單個(gè)操作，和/或單個(gè)操作的功能性可以分布于額外的操作 中。此外，可替選的實(shí)施例可以包括特定操作的多個(gè)示例，并且可以在各種其他實(shí)施例中更 改操作的次序。另外，本發(fā)明不限于在不可編程硬件中實(shí)現(xiàn)的物理裝置或單元，而是可以實(shí)現(xiàn)為 通過(guò)根據(jù)合適程序代碼進(jìn)行操作而能夠執(zhí)行所期望裝置功能的可編程裝置或單元。此外， 這些裝置可以物理分布于許多設(shè)備中，但在功能上卻作為單個(gè)裝置來(lái)操作。另外，在功能上形成單獨(dú)裝置的裝置可以集成于單個(gè)物理裝置。例如，溫度估計(jì)電 路200可以是數(shù)據(jù)處理裝置112的一部分。然而，其他更改、變形和替選也是可行的。因此，說(shuō)明書(shū)和附圖將被視為是示例性 的而非限制性的。在權(quán)利要求中，置于括號(hào)間的任何附圖標(biāo)記不應(yīng)被理解為限制權(quán)利要求。詞語(yǔ)“包 括”不排除除了權(quán)利要求中所列的元件或步驟之外還存在其他元件或步驟。此外，如本文所 用的術(shù)語(yǔ)“a”或“an”被限定為一個(gè)或一個(gè)以上。另外，即使在同一權(quán)利要求包括引入短語(yǔ) “一個(gè)或多個(gè)”或“至少一個(gè)”以及諸如“a”或“an”的不定冠詞時(shí)，在權(quán)利要求中使用諸如 “至少一個(gè)”和“一個(gè)或多個(gè)”的引導(dǎo)語(yǔ)也不應(yīng)被理解為意味著由不定冠詞“a”或“an”限定 的引入的另一個(gè)權(quán)利要求要素將包含這樣引入的權(quán)利要求要素的任何特定權(quán)利要求限制 到只包含一個(gè)這樣的要素的本發(fā)明。對(duì)于定冠詞的使用同樣如此。除非另外指出，否則諸 如“第一”和“第二”的術(shù)語(yǔ)用于任意區(qū)分這樣術(shù)語(yǔ)描述的要素。因此，這些術(shù)語(yǔ)不必意圖 表示這樣要素的時(shí)間優(yōu)先次序或其他優(yōu)先次序。某些手段在相互不同的權(quán)利要求中列舉的 純粹事實(shí)并不表示這些手段的組合不能有益地利用。
權(quán)利要求
1.一種用于估計(jì)集成電路管芯(114、116)溫度的溫度估計(jì)電路000)，包括溫度升高估計(jì)電路010)，所述溫度升高估計(jì)電路(210)具有一個(gè)或多個(gè)輸入012-220)，所述一個(gè)或多個(gè)輸入(212-220)在操作中用于接收一個(gè) 或多個(gè)通知信號(hào)(118)，每個(gè)通知信號(hào)與傳遞到所述集成電路的命令信號(hào)(120)相對(duì)應(yīng)，以 及輸出022)，所述輸出(22 提供一個(gè)或多個(gè)溫度升高值(224-23 之和，每個(gè)溫度升 高值與由于所述命令信號(hào)(120)之一導(dǎo)致的所述集成電路(114、116)的溫度升高相對(duì)應(yīng)；溫度降低估計(jì)電路034)，所述溫度降低估計(jì)電路(234)包括輸入036)，所述輸入(236)在操作中用于接收計(jì)算出的管芯溫度值(122)，以及輸出038)，所述輸出(238)提供溫度降低值，所述溫度降低值取決于在沒(méi)有命令信號(hào) (120)施加到所述集成電路(114、116)時(shí)溫度降低的數(shù)學(xué)模型；以及溫度計(jì)算電路040)，所述溫度計(jì)算電路(MO)具有第一輸入042)，所述第一輸入( 被連接到所述溫度升高估計(jì)電路(210)的所述輸 出 02 ，第二輸入044)，所述第二輸入(M4)被連接到所述溫度降低估計(jì)電路(234)的所述輸 出(238)，以及輸出046)，所述輸出(M6)提供所述計(jì)算出的管芯溫度值(122)。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的溫度估計(jì)電路，其中，所述溫度計(jì)算電路(MO)包括計(jì)算器 048、250)，所述計(jì)算器(M8、250)用于根據(jù)至少一個(gè)在前的管芯溫度值與所述一個(gè)或多 個(gè)溫度升高值之和相加并且減去所述溫度降低值來(lái)計(jì)算所述管芯溫度值(122)。
3.根據(jù)權(quán)利要求1或權(quán)利要求2所述的溫度估計(jì)電路，其中，所述溫度降低估計(jì)電路 (234)被布置成提供所述溫度降低值，作為所述計(jì)算出的管芯溫度值(12 與當(dāng)沒(méi)有命令 信號(hào)施加到所述集成電路時(shí)的估計(jì)管芯溫度值的調(diào)整差。
4.根據(jù)權(quán)利要求3所述的溫度估計(jì)電路，其中，使用具有可編程調(diào)整因子輸入(256)的 調(diào)整器(254)來(lái)調(diào)整所述差。
5.根據(jù)權(quán)利要求3或權(quán)利要求4所述的溫度估計(jì)電路，其中，所述溫度降低估計(jì)電路 (234)包括輸入058)，所述輸入(258)用于施加當(dāng)沒(méi)有命令信號(hào)(120)施加到所述集成電 路(114、116)時(shí)的所述估計(jì)管芯溫度值。
6.根據(jù)在前權(quán)利要求中任一項(xiàng)所述的溫度估計(jì)電路，其中，所述溫度升高估計(jì)電路 (210)包括一個(gè)或多個(gè)開(kāi)關(guān)060-268)，每個(gè)開(kāi)關(guān)具有用于所述溫度升高值(224-23 之一 的輸入，每個(gè)溫度升高值與由于所述命令信號(hào)(120)之一導(dǎo)致的所述集成電路(114、116) 的溫度升高相對(duì)應(yīng)。
7.根據(jù)在前權(quán)利要求中任一項(xiàng)所述的溫度估計(jì)電路，其中，所述溫度升高估計(jì)電路 (210)包括一個(gè)或多個(gè)輸入，所述一個(gè)或多個(gè)輸入在操作中用于接收所述一個(gè)或多個(gè)溫度 升高值(224-232)。
8.根據(jù)在前權(quán)利要求中任一項(xiàng)所述的溫度估計(jì)電路，其中，所述集成電路(114、116)是存儲(chǔ)器裝置。
9.一種用于估計(jì)集成電路管芯(114、116)的溫度的方法，包括接收(310) —個(gè)或多個(gè)通知信號(hào)(118)，每個(gè)通知信號(hào)與傳遞到所述集成電路(114、116)的命令信號(hào)(120)相對(duì)應(yīng)，提供(31 —個(gè)或多個(gè)溫度升高值(224-23 之和，每個(gè)溫度升高值與由于所述命令 信號(hào)(120)之一導(dǎo)致的所述集成電路的溫度升高相對(duì)應(yīng)；提供(314)溫度降低值，所述溫度降低值取決于當(dāng)沒(méi)有命令信號(hào)(120)施加到所述集 成電路(114、116)時(shí)溫度降低的數(shù)學(xué)模型；以及提供(316)計(jì)算出的管芯溫度值(122)，所述計(jì)算出的管芯溫度值(122)取決于所述一 個(gè)或多個(gè)溫度升高值之和、所述溫度降低值以及至少一個(gè)在前管芯溫度值。
10.一種數(shù)據(jù)處理系統(tǒng)(100)，包括集成電路(114、116)和如權(quán)利要求1至9中任一 項(xiàng)所述的溫度估計(jì)電路(200)以及數(shù)據(jù)處理裝置(112)，所述數(shù)據(jù)處理裝置(11 在操作中 用于向所述集成電路(114、116)發(fā)送一個(gè)或多個(gè)命令信號(hào)(120)并且向所述溫度估計(jì)電路 (200)發(fā)送一個(gè)或多個(gè)對(duì)應(yīng)的通知信號(hào)(118)。
11.根據(jù)權(quán)利要求10所述的數(shù)據(jù)處理系統(tǒng)，其中，所述數(shù)據(jù)處理裝置(11 根據(jù)所述計(jì) 算出的管芯溫度值(122)來(lái)調(diào)節(jié)每單位時(shí)間被發(fā)送到所述集成電路(114、116)的命令信號(hào) (120)的數(shù)目。
12.—種安全關(guān)鍵系統(tǒng)G12)，包括如權(quán)利要求10或權(quán)利要求11所述的數(shù)據(jù)處理系 統(tǒng)(100)、如權(quán)利要求1至8中任一項(xiàng)所述的溫度估計(jì)電路(200)或者使用如權(quán)利要求9所 述的方法。
13.一種交通工具010)，包括如權(quán)利要求12所述的安全關(guān)鍵系統(tǒng)012)、如權(quán)利要 求10或權(quán)利要求11所述的數(shù)據(jù)處理系統(tǒng)(100)、如權(quán)利要求1至8中任一項(xiàng)所述的溫度估 計(jì)電路(200)或者使用如權(quán)利要求9所述的方法。
14.一種計(jì)算機(jī)程序產(chǎn)品，包括代碼部分，所述代碼部分在可編程設(shè)備上運(yùn)行時(shí)執(zhí)行 如權(quán)利要求9所述方法的步驟、或者用于實(shí)現(xiàn)如權(quán)利要求1至8所述的部分溫度估計(jì)電路 (200)、或者用于實(shí)現(xiàn)如權(quán)利要求10或權(quán)利要求11所述的部分?jǐn)?shù)據(jù)處理系統(tǒng)(100)。
全文摘要
本發(fā)明提供了一種用于估計(jì)集成電路管芯(114、116)溫度的溫度估計(jì)電路(200)，其包括溫度升高估計(jì)電路(210)，所述溫度升高估計(jì)電路(210)具有在操作中用于接收與傳遞到集成電路的命令信號(hào)(120)相對(duì)應(yīng)的一個(gè)或多個(gè)通知信號(hào)(118)的一個(gè)或多個(gè)輸入(212-220)以及提供一個(gè)或多個(gè)溫度升高值(224-232)之和的輸出(222)，一個(gè)或多個(gè)溫度升高值(224-232)與由于命令信號(hào)(120)之一導(dǎo)致的集成電路(114、116)的溫度升高相對(duì)應(yīng)。電路(200)還可以具有溫度降低估計(jì)電路(234)，其包括在操作中用于接收計(jì)算出的管芯溫度值(122)的輸入(236)以及用于提供溫度降低值的輸出(238)，所述溫度降低值取決于在沒(méi)有施加命令信號(hào)(120)時(shí)溫度降低的數(shù)學(xué)模型。電路(200)可以具有溫度計(jì)算電路(240)，其包括連接到溫度升高估計(jì)電路(210)的輸出(222)的第一輸入(242)、連接到溫度降低估計(jì)電路(234)的輸出(238)的第二輸入(244)以及提供計(jì)算出的管芯溫度值(122)的輸出(246)。
文檔編號(hào)G01K7/42GK102112855SQ200880130594
公開(kāi)日2011年6月29日 申請(qǐng)日期2008年7月30日 優(yōu)先權(quán)日2008年7月30日
發(fā)明者亨利·克洛滕斯 申請(qǐng)人:飛思卡爾半導(dǎo)體公司