本公開總體上涉及電子電路，并且更具體地涉及用于監(jiān)測(cè)集成電路的供電電壓的電路。

背景技術(shù)：

在許多應(yīng)用中，期望在集成電路的操作過程中對(duì)其供電電壓的偏差(variation)進(jìn)行測(cè)量。實(shí)際上，該供電電壓的偏差可能引起電路操作中的問題，以及/或者反映電路功耗，從而引起電路活動(dòng)性的偏差，以及/或者反映經(jīng)受應(yīng)力(例如，可能是有意的干擾，例如，攻擊；或者偶然的干擾，例如，靜電放電)的電路的行為。

例如，出于測(cè)試的需要，經(jīng)由應(yīng)用于電路的不同位置并且連接至測(cè)量設(shè)備的探針，而對(duì)供電電壓進(jìn)行測(cè)量。從而，該測(cè)量對(duì)于由于導(dǎo)電探針的使用而產(chǎn)生的電磁干擾特別地敏感。進(jìn)一步地，這種測(cè)量與在電路的應(yīng)用環(huán)境下在其操作期間的實(shí)時(shí)測(cè)量不一致。

已經(jīng)提供了在電路內(nèi)部的用于對(duì)其供電電壓的偏差進(jìn)行測(cè)量的解決方案。然而，這種解決方案不能允許對(duì)非周期的偏差進(jìn)行測(cè)量，并且測(cè)量的精度取決于供電電壓的實(shí)際值，內(nèi)部電路對(duì)供電的干擾(該干擾通常在電路的外部)敏感。進(jìn)一步地，這種測(cè)量不能允許對(duì)大于技術(shù)上所能承受的電壓進(jìn)行測(cè)量。

技術(shù)實(shí)現(xiàn)要素：

在一個(gè)實(shí)施例中，電路包括：供電線路；參考線路；電路裝置，耦合在該供電線路與該參考線路之間，該電路裝置在操作中輸出穩(wěn)定電壓和測(cè)量電壓；以及模數(shù)轉(zhuǎn)換器(ADC)，該ADC在操作中基于該穩(wěn)定電壓和該測(cè)量電壓，生成指示在該供電線路與該參考線路之間的電位差的偏差的數(shù)字信號(hào)。在一個(gè)實(shí)施例中，該電路包括：延遲電路裝置，耦合至該ADC，該延遲電路裝置在操作中基于生成的該數(shù)字信號(hào)，生成延遲的數(shù)字信號(hào)。在一個(gè)實(shí)施例中，該電路包括：存儲(chǔ)器，該存儲(chǔ)器在操作中存儲(chǔ)生成的該數(shù)字信號(hào)。在一個(gè)實(shí)施例中，該該電路裝置包括穩(wěn)壓器，該穩(wěn)壓器在操作中將在該供電線路與該參考線路之間的電壓鉗位，從而生成該穩(wěn)定電壓。在一個(gè)實(shí)施例中，該電路裝置包括電壓電平移位器(shifter)，該電壓電平移位器在操作中將在該供電線路與該參考線路之間的電壓移位，從而生成該測(cè)量電壓。在一個(gè)實(shí)施例中，該電路裝置包括：一個(gè)或多個(gè)第一二極管，串聯(lián)耦合在該參考線路與第一中間結(jié)點(diǎn)之間；以及一個(gè)或多個(gè)第一電阻器，串聯(lián)耦合在該第一中間結(jié)點(diǎn)與該供電線路之間，其中該電路裝置在操作中在該第一中間結(jié)點(diǎn)處輸出該穩(wěn)定電壓。在一個(gè)實(shí)施例中，該電路裝置包括：一個(gè)或多個(gè)第二二極管，串聯(lián)耦合在該供電線路與第二中間結(jié)點(diǎn)之間；以及一個(gè)或多個(gè)第二電阻器，串聯(lián)耦合在該第二中間結(jié)點(diǎn)與該參考線路之間，其中該電路裝置在操作中在該第二中間結(jié)點(diǎn)處輸出該測(cè)量電壓。在一個(gè)實(shí)施例中，該一個(gè)或多個(gè)第一二極管的數(shù)量小于或等于該一個(gè)或多個(gè)第二二極管的數(shù)量。在一個(gè)實(shí)施例中，該ADC包括：穩(wěn)定電壓線路，耦合至該第一中間結(jié)點(diǎn)，該穩(wěn)定電壓線路在操作中接收該穩(wěn)定電壓；多個(gè)電阻器，串聯(lián)耦合在該穩(wěn)定電壓線路與該參考線路之間；以及多個(gè)比較器，其中每個(gè)比較器具有：第一輸入，耦合至該第二中間結(jié)點(diǎn)，該第一輸入在操作中接收該測(cè)量電壓；以及第二輸入，耦合至該多個(gè)電阻器中的電阻器對(duì)的相應(yīng)接合點(diǎn)，其中該多個(gè)比較器輸出該數(shù)字信號(hào)的比特。在一個(gè)實(shí)施例中，該ADC包括：穩(wěn)定電壓線路，耦合至該電路裝置，該穩(wěn)定電壓線路在操作中接收該穩(wěn)定電壓；多個(gè)電阻器，串聯(lián)耦合在該穩(wěn)定電壓線路與該參考線路之間；以及多個(gè)比較器，其中每個(gè)比較器具有：第一輸入，耦合至該電路裝置，其中該第一輸入在操作中接收該測(cè)量電壓；以及第二輸入，耦合至該多個(gè)電阻器中的電阻器對(duì)的相應(yīng)接合點(diǎn)，其中該多個(gè)比較器輸出該數(shù)字信號(hào)的比特。在一個(gè)實(shí)施例中，該電路包括：控制器，該控制器在操作中基于生成的該數(shù)字信號(hào)，生成控制信號(hào)。

在一個(gè)實(shí)施例中，一種系統(tǒng)包括：供電線路；參考線路；電壓測(cè)量電路裝置，包括：穩(wěn)壓器，耦合在該供電線路與該參考線路之間，該穩(wěn)壓器在操作中輸出該穩(wěn)定電壓；電壓電平移位器，耦合在該供電線路與該參考線路之間，該電壓電平移位器在操作中輸出該測(cè)量電壓；以及模數(shù)轉(zhuǎn)換器(ADC)，耦合至該穩(wěn)壓器和該電壓電平移位器，并且該ADC在操作中基于該穩(wěn)定電壓和該測(cè)量電壓，生成指示在該供電線路上的電壓的偏差的數(shù)字信號(hào)。在一個(gè)實(shí)施例中，該系統(tǒng)包括延遲電路裝置，耦合至該ADC，該延遲電路裝置在操作中基于生成的該數(shù)字信號(hào)，生成延遲的數(shù)字信號(hào)。在一個(gè)實(shí)施例中，該系統(tǒng)包括存儲(chǔ)器，該存儲(chǔ)器在操作中存儲(chǔ)生成的該數(shù)字信號(hào)。在一個(gè)實(shí)施例中，該系統(tǒng)包括控制器，該控制器在操作中基于生成的該數(shù)字信號(hào)，生成控制信號(hào)。

在一個(gè)實(shí)施例中，一種方法包括：由電路接收供電電壓；由該電路基于該供電電壓，生成穩(wěn)定電壓；由該電路基于該供電電壓，生成測(cè)量電壓；由該電路基于該穩(wěn)定電壓和該測(cè)量電壓，生成指示該供電電壓的偏差的數(shù)字信號(hào)；以及基于生成的該數(shù)字信號(hào)，控制該電路。在一個(gè)實(shí)施例中，該方法包括：由該電路基于生成的該數(shù)字信號(hào)，生成延遲的數(shù)字信號(hào)，其中該控制基于該延遲的數(shù)字信號(hào)。在一個(gè)實(shí)施例中，該方法包括：由該電路存儲(chǔ)生成的該數(shù)字信號(hào)，其中該控制基于存儲(chǔ)的該數(shù)字信號(hào)。在一個(gè)實(shí)施例中，生成該穩(wěn)定電壓包括，將在該電路的供電線路與參考線路之間的電壓鉗位。在一個(gè)實(shí)施例中，生成該測(cè)量電壓包括，將在該電路的供電線路與參考線路之間的電壓的電平移位。

一個(gè)實(shí)施例，有助于處理通常的電路的所有或部分缺點(diǎn)，以便測(cè)量集成電路的供電電壓。

在一個(gè)實(shí)施例中，測(cè)量在該電路內(nèi)部進(jìn)行，并且由該電路進(jìn)行。

在一個(gè)實(shí)施例中，存儲(chǔ)該測(cè)量的結(jié)果。

一個(gè)實(shí)施例有助于該供電電壓的非周期的偏差的測(cè)量。

一個(gè)實(shí)施例設(shè)置用于測(cè)量電子電路的供電電壓的偏差的電路，該電路包括在基于該供電電壓的值與參考值之間的差的模數(shù)轉(zhuǎn)換器。

在一個(gè)實(shí)施例中，該模數(shù)轉(zhuǎn)換器的輸出提供至少一個(gè)第一結(jié)果。

根據(jù)一個(gè)實(shí)施例，該第一信號(hào)由至少一個(gè)延遲元件處理，該至少一個(gè)延遲元件具有提供第二結(jié)果的輸出。

根據(jù)一個(gè)實(shí)施例，該參考電平對(duì)應(yīng)于供電電壓的經(jīng)鉗位的值。

附圖說明

圖1示意性地示出了用于對(duì)集成電路的供電電壓的偏差進(jìn)行測(cè)量的電路的一個(gè)實(shí)施例；

圖2示出了圖1的測(cè)量電路的鉗位器的一個(gè)簡化實(shí)施例；

圖3是適合圖1的測(cè)量電路的轉(zhuǎn)換器的一個(gè)實(shí)施例；

圖4是示出了電壓VDD的偏差的一個(gè)示例并且圖示了圖3的電路的靜態(tài)行為的圖表；以及

圖5是示出了電壓VDD的偏差的多個(gè)示例并且圖示了圖3的電路的動(dòng)態(tài)行為的定時(shí)圖。

具體實(shí)施方式

在下文中，提供大量的特定的細(xì)節(jié)，以盡量有助于理解作為示例提供的實(shí)施例。各個(gè)實(shí)施例可以通過采用或不采用特定細(xì)節(jié)來實(shí)施，也可以通過采用其他方法、部件材料等來實(shí)施。在其他情況下，公知的結(jié)構(gòu)、材料或操作沒有詳細(xì)示出或說明，以便使實(shí)施例的各個(gè)方面不會(huì)含混不清。在本說明中提及“一個(gè)實(shí)施例”，意指與在至少一個(gè)實(shí)施例中所包括的實(shí)施例相關(guān)的給定的特征、結(jié)構(gòu)或特性。因此，同理可知，在本說明的各處的用詞，諸如，“在一個(gè)實(shí)施例中”，不一定意指一個(gè)相同的實(shí)施例。此外，在一個(gè)或多個(gè)實(shí)施例中，可以以方便的方式組合這些特征、結(jié)構(gòu)或特性。

此處提供的附圖標(biāo)記僅出于方便讀者的目的，并且并不限制實(shí)施例的含義的范圍。

在不同的附圖中，相同的要素被給予相同的附圖標(biāo)記，除非上下文另外指出。具體地，在不同的實(shí)施例中的相同的結(jié)構(gòu)和/或功能要素可以被給予相同的附圖標(biāo)記，并且可以具有相同的結(jié)構(gòu)、尺寸和材料特征。出于清楚起見，僅僅示出并且詳細(xì)說明那些對(duì)理解所描述的實(shí)施例有幫助的步驟。具體地，在所說明的實(shí)施例與通常的應(yīng)用一致的情況下，在其供電電壓被監(jiān)測(cè)的集成電路中的元件沒有被詳細(xì)說明。當(dāng)涉及術(shù)語“約”、“大約”或“在……的數(shù)量級(jí)”時(shí)，意指在10％以內(nèi)，并且在一些實(shí)施例中，意指在5％以內(nèi)。

圖1示意性地示出了用于對(duì)電子電路供電電壓的偏差進(jìn)行測(cè)量的電路的一個(gè)實(shí)施例。

僅僅用形成對(duì)電子電路1的供電電壓的偏差進(jìn)行內(nèi)部測(cè)量的電路的元件，部分地示出了電子電路1。電路1的其余部分取決于應(yīng)用。

電路1被供應(yīng)有電壓VDD，該電壓VDD被施加在施加電位VDD的端子或線路12與限定了參考電位(通常為接地GND)的端子或線路14之間。電壓VDD是期望對(duì)其偏差進(jìn)行測(cè)量的供電電壓。

根據(jù)一個(gè)實(shí)施例，設(shè)置了快速電壓限制器22(CLIP)，即，具有與需要測(cè)量的偏差的持續(xù)時(shí)間相比為低的時(shí)間常數(shù)的限制器。更具體地，因?yàn)楸菊f明書所針對(duì)的應(yīng)用有助于對(duì)供電電壓中的波峰的檢測(cè)，所以限制器并不意在使提供于輸出23的電壓Vreg平滑，而是意在限制所提供的電壓的偏移，即，在確定該電壓被鉗位時(shí)限制該電壓的偏移。

電壓Vreg用于對(duì)模數(shù)轉(zhuǎn)換器24(ADC)供電，該模數(shù)轉(zhuǎn)換器24具有接收基于需要測(cè)量的電壓VDD的電壓的(轉(zhuǎn)換)輸入。電壓Vreg也用作用于生成轉(zhuǎn)換器24的測(cè)量電壓的參考。轉(zhuǎn)換器24輸出代表被測(cè)量的電壓的瞬時(shí)值的n比特?cái)?shù)字字RESULT。該結(jié)果可以被直接解釋。

在一個(gè)實(shí)施例中，輸出比特RESULT被輸出至延遲電路(DELAY)26(延遲線路)。延遲電路傳輸信號(hào)DRESULT，該信號(hào)DRESULT使得電路的其余部分或外部設(shè)備能夠?qū)?duì)該測(cè)量的采用延期。在存在干擾時(shí)，讀取該結(jié)果的電路或設(shè)備有很高的風(fēng)險(xiǎn)會(huì)自身被擾亂。使對(duì)測(cè)量的采用延期，有助于降低該風(fēng)險(xiǎn)，從而提供可靠的測(cè)量。實(shí)際上，盡管信號(hào)DRESULT包含該擾亂，但是該擾亂在提供該信號(hào)時(shí)已經(jīng)消失了。因此，在其內(nèi)部的或外部的該測(cè)量解釋電路，可以確定該擾亂。

如圖所示，電路1包括控制電路裝置，該控制電路裝置包括處理電路裝置P、一個(gè)或多個(gè)存儲(chǔ)器M以及分立電路裝置DC。處理電路裝置P、該一個(gè)或多個(gè)存儲(chǔ)器M以及分立電路裝置DC，可以單獨(dú)地或以各種組合地，執(zhí)行電路1的一個(gè)或多個(gè)功能，諸如，生成數(shù)據(jù)和控制信號(hào)、生成故障信號(hào)(例如，基于信號(hào)RESULT和/或信號(hào)DRESULT)、響應(yīng)于故障信號(hào)(例如，生成用于對(duì)電路1進(jìn)行重置的信號(hào))等等。

圖2示出了圖1的限制器22以及用于修改轉(zhuǎn)換器24的測(cè)量電平的電路232的一個(gè)實(shí)施例。在圖2的示例中，延遲電路26提供6比特的數(shù)字信號(hào)(16 BITS OUTPPUT)。

圖3示出了說明轉(zhuǎn)換器24的實(shí)施例的、與電壓限制器和阻抗匹配相關(guān)聯(lián)的、更詳細(xì)的實(shí)施例。

穩(wěn)壓器22此處由與一個(gè)或多個(gè)二極管(例如，三個(gè))DR串聯(lián)的一個(gè)或多個(gè)電阻器RR形成，該二極管被定向?yàn)槠潢帢O向著端子14。電阻器RR與二極管DR的結(jié)點(diǎn)23傳輸鉗位的電壓Vreg。電壓Vreg因此在接地(在電路啟動(dòng)，電壓VDD增加之時(shí))與由二極管DR的正向壓降之和設(shè)定的最大電平之間變化。在圖3的示例中，替代圖2中的兩個(gè)電阻器RR，示出了單個(gè)電阻器RR。

在轉(zhuǎn)換器24之側(cè)，電壓Vreg用作測(cè)量參考，用于轉(zhuǎn)換器比特的不同權(quán)重。從而，假設(shè)，如圖3所示，4比特的4個(gè)比較器242(Cmp0)、244(Cmp1)、246(Cmp2)和248(Cmp3)的轉(zhuǎn)換器，輸出二進(jìn)制字的4個(gè)狀態(tài)B0、B1、B2、B3。比較器242、244、246和248的參考輸入(例如，反相的)分別連接至，在端子23與接地14之間的電阻器R0、R1、R2、R3的串聯(lián)關(guān)聯(lián)的結(jié)點(diǎn)222、224、226、228。比較器242、244、246和248的第二輸入(例如，非反相的)接收基于電壓VDD的信息Vmeas。例如，這些輸入連接至二極管DM組的與一個(gè)或多個(gè)電阻器RM的結(jié)點(diǎn)。在一個(gè)實(shí)施例中，二極管DR的數(shù)量小于或等于二極管DM的數(shù)量。例如，二極管DM的數(shù)目對(duì)應(yīng)于二極管DR的數(shù)量，而電阻器RM的值(或者串聯(lián)的電阻器RM的合并值)大致對(duì)應(yīng)于電阻器RR的值。從而，一旦電壓VDD達(dá)到了至少由串聯(lián)的二極管DR設(shè)定的值Vreg，轉(zhuǎn)換器就開始測(cè)量電壓VDD的偏差。

圖4是示出了電壓VDD的偏差的一個(gè)示例并且圖示了圖3的電路的靜態(tài)行為的圖表。

圖4在以伏特為單位的電壓標(biāo)尺上(電壓(V))，圖示了電壓VDD從零值的的增長、以及電壓Vreg的、電壓Vmeas的以及轉(zhuǎn)換器24的二進(jìn)制輸出0至15(B0)的對(duì)應(yīng)的偏差。在圖4的示例中，假設(shè)是16比特的轉(zhuǎn)換器24。

只要電壓VDD還沒有達(dá)到值Vreg，所有比特B0至B15就處于狀態(tài)0。當(dāng)電壓VDD達(dá)到電平Vreg時(shí)，比特B0切換至狀態(tài)1。如圖1所示，假設(shè)電壓VDD線性增長，那么比特B1至B15一個(gè)接一個(gè)地切換，直到電壓Vmeas達(dá)到(大約)電壓Vreg。

由此，轉(zhuǎn)換器24的輸出RESULT傳送根據(jù)電壓VDD的二進(jìn)制值。輸出DRESULT傳輸相同的但是延遲的二進(jìn)制值。

圖5是示出了電壓VDD的偏差的以伏特(電壓(V))為單位的圖表，并且其圖示了圖3的電路的動(dòng)態(tài)行為。

圖5圖示了與電壓Vreg相比較的可變速的電壓VDD的波峰的三個(gè)示例、以及對(duì)應(yīng)的轉(zhuǎn)換器24的比特的切換。在圖5的示例中，假設(shè)是8比特的轉(zhuǎn)換器24?？紤]了相同幅度但是時(shí)間比例尺(時(shí)間(s))上的納秒(N)的不同延遲的三個(gè)波峰。

如圖5所示，波峰的快度由轉(zhuǎn)換器輸出的可變速的切換來反映。波峰越快，發(fā)生時(shí)間上輸出的切換越接近。類似地，波峰越快，比特返回至靜態(tài)越快。

具有(多比特的)數(shù)字輸出的事實(shí)，有助于存儲(chǔ)測(cè)量的結(jié)果。對(duì)所獲得的值的存儲(chǔ)的頻率取決于應(yīng)用，并且并不取決于實(shí)際的測(cè)量。

一個(gè)實(shí)施例通過減少具有可能的電磁干擾的影響，有助于對(duì)集成電路的供電電壓的隨時(shí)間的偏差進(jìn)行評(píng)價(jià)。在一個(gè)實(shí)施例中，可以區(qū)分供電電壓的慢速變化和快速變化。

在一個(gè)實(shí)施例中，測(cè)量關(guān)于電壓Vreg差分地執(zhí)行，并且獨(dú)立于電壓VDD的值。

在一個(gè)實(shí)施例中，測(cè)量電路裝置集成于實(shí)際電路，該實(shí)際電路有助于在很廣范圍的可用應(yīng)用中的使用。例如，測(cè)量電路可以用于通過修改其供電電壓來檢測(cè)對(duì)于集成電路的可能的沖擊，或者用于檢測(cè)靜電放電型的外部干擾。然后，集成電路可以進(jìn)行必要的保護(hù)測(cè)量。例如，可以對(duì)集成電路進(jìn)行重置，可以執(zhí)行故障處理，等等。

已經(jīng)描述了各種實(shí)施例。本領(lǐng)域技術(shù)人員可以得知各種更改例、修改例和改進(jìn)例。具體地，轉(zhuǎn)換器的比特?cái)?shù)取決于應(yīng)用，并且取決于電壓值的評(píng)價(jià)的期望精度。進(jìn)一步地，可以也根據(jù)期望被測(cè)量的行為來調(diào)試轉(zhuǎn)換速度。進(jìn)一步地，檢測(cè)閾值的選擇可以也取決于應(yīng)用。根據(jù)另一變化例，電路能夠測(cè)量負(fù)的電壓波峰。最后，基于上文的功能指示，本領(lǐng)域技術(shù)人員有能力實(shí)際地實(shí)施上述實(shí)施例。

這種更改例、修改例和改進(jìn)例意在作為本公開的一部分，并且意在屬于本公開的精神和范圍之內(nèi)。因此，本說明的上文僅作為示例，并且并不意在限制。本公開僅如所附權(quán)利要求及其等同物所限定的而被限制。

一些實(shí)施例可以采用計(jì)算機(jī)程序產(chǎn)品的形式，或者包括計(jì)算機(jī)程序產(chǎn)品。例如，根據(jù)一個(gè)實(shí)施例，提供了包括計(jì)算機(jī)程序的計(jì)算機(jī)可讀介質(zhì)，該計(jì)算機(jī)程序適用于執(zhí)行上述的一個(gè)或多個(gè)方法或功能。該介質(zhì)可以是物理存儲(chǔ)介質(zhì)，諸如例如，通過適當(dāng)?shù)尿?qū)動(dòng)或經(jīng)由適當(dāng)?shù)倪B接讀取的只讀存儲(chǔ)器(ROM)芯片、或者光盤(諸如，數(shù)字通用光盤(DVD-ROM)、壓縮光盤(CD-ROM))、硬盤、存儲(chǔ)器、網(wǎng)絡(luò)、或者便攜介質(zhì)制品，包括有被編碼成一個(gè)或多個(gè)條形碼、或者存儲(chǔ)在一個(gè)或多個(gè)這種計(jì)算機(jī)可讀介質(zhì)中并且可以通過適當(dāng)?shù)淖x取設(shè)備讀取的其他相關(guān)的代碼。

此外，在一些實(shí)施例中，一些系統(tǒng)和/或模塊和/或電路和/或塊可以按其他方式實(shí)施或設(shè)置，諸如，至少部分地實(shí)施為固件和/或硬件，包括但不限于，一個(gè)或多個(gè)專用集成電路(ASIC)、數(shù)字信號(hào)處理器、分立電路裝置、邏輯門、標(biāo)準(zhǔn)集成電路、狀態(tài)機(jī)、查找表、控制器(例如，通過執(zhí)行適當(dāng)?shù)闹噶顚?shí)施，并且包括微控制器和/或嵌入式控制器)、現(xiàn)場(chǎng)可編程門陣列(FPGA)、復(fù)雜的可編程邏輯器件(CPLD)等等、以及采用RFID技術(shù)的器件、及其各種組合。

上述各種實(shí)施例可以被組合，以提供另外的實(shí)施例。如果必要，實(shí)施例的各個(gè)方面可以被修改，以利用各種專利、應(yīng)用和出版物的概念，以提供更多的實(shí)施例。

根據(jù)上文詳述的說明，可以對(duì)實(shí)施例作出這些和其他改變。總體上，在所附權(quán)利要求中，所使用的術(shù)語不應(yīng)被解釋為將權(quán)利要求限制于說明和權(quán)利要求中所公開的特定的實(shí)施例，而是應(yīng)被解釋為包括所有可能的實(shí)施例以及這種權(quán)利要求要求權(quán)利的等同物的完整范圍。