專利名稱：集成電路裝置以及集成電路裝置的編程方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種集成電路裝置以及一種對(duì)集成電路裝置編程的方法。
在生產(chǎn)之后，常規(guī)集成開關(guān)電路(switching circuit)只能以其所預(yù)定的工作模式來工作。
但是，理想的是使同一集成元件適于幾種不同應(yīng)用，并且僅在其生產(chǎn)之后例如甚至在芯片被封裝或密封在外殼中之后選擇相應(yīng)的預(yù)定工作模式。
同樣理想的是固定用于各個(gè)功能塊的供應(yīng)電壓的電壓值、對(duì)某些功能塊的選擇或者某些功能塊的上電順序或例如作為上電順序的部分的其初始化。
集成元件的所述編程例如可通過熔絲組(fuse banks)、DIP開關(guān)等而可逆地(retroactively)加以固定。
但是，所有這種公知方法都與相對(duì)高的費(fèi)用相關(guān)聯(lián)。這種不合需要的費(fèi)用可由電路板上增加的占用面積(footprint)，例如芯片上所需的大量額外引腳引起。
本發(fā)明的目的在于創(chuàng)建一種集成電路裝置，其可在生產(chǎn)之后不費(fèi)力地被編程，換言之，其可被置于所需的工作模式中。本發(fā)明的另一目的在于限定一種對(duì)集成電路裝置編程的方法，其可不費(fèi)力地被執(zhí)行，并且其允許以可在生產(chǎn)之后選擇的工作模式而對(duì)集成電路裝置進(jìn)行操作。
根據(jù)本發(fā)明，關(guān)于集成電路裝置的目的通過具有以下的集成電路裝置得到解決-比較器，具有第一輸入，所述第一輸入連接到集成電路裝置的連接器，所述連接器被設(shè)計(jì)用于附著具有來自預(yù)定值集合的值的外部可讀元件；具有第二輸入，具有可讀參考值的參考元件附著到所述第二輸入；并具有輸出；以及-控制單元，耦合在比較器的輸出，用于依賴于比較器的比較結(jié)果而控制集成電路裝置的至少一個(gè)功能塊。
根據(jù)所建議的原則，對(duì)集成電路裝置的編程，例如選擇幾種預(yù)定的工作模式之一，在連接到集成電路裝置的連接器的外部可讀元件中執(zhí)行。該元件具有可讀值，例如某個(gè)電阻值，其與參考元件的參考值相比較。依賴于比較結(jié)果，集成電路裝置經(jīng)由控制單元被置于某種工作模式或被編程。
外部可讀元件優(yōu)選地是無源元件。
通過選擇附著到集成電路裝置連接器的外部元件的值，可能從實(shí)際上無限多個(gè)不同的預(yù)定編程配置中選擇。
所述原則僅需要一個(gè)附加引腳，即集成電路裝置上的連接器腿。以這種方式，集成電路裝置可費(fèi)異常少的力來編程。
例如，為了讀取外部無源元件，可在集成電路裝置中提供信號(hào)源，其產(chǎn)生參考信號(hào)，外部可讀元件利用其被充電。
外部可讀元件上的附加連接器優(yōu)選地可連接到參考電位連接器，例如地。
將外部可讀元件的值與參考元件的值相比較的比較器，優(yōu)選地包括用于以數(shù)字形式輸出比較結(jié)果的模/數(shù)轉(zhuǎn)換器。
例如，A/D轉(zhuǎn)換器可被提供以3比特的分辨率，以便可通過選擇待附著的可讀元件的值而簡(jiǎn)單地激勵(lì)總共8種不同的工作狀態(tài)。
根據(jù)電路裝置的優(yōu)選實(shí)施例，模/數(shù)轉(zhuǎn)換器具有對(duì)數(shù)特征曲線。因此對(duì)外部可讀元件的容差要求以及對(duì)進(jìn)一步處理所讀出值的容差要求顯著減少。例如，由于對(duì)數(shù)特征曲線，用作外部可讀元件的具有30％容差的電阻器仍可被可靠地讀出并且可從幾種預(yù)定工作模式中可靠地選擇一種。
參考元件可作為外部可附著元件或作為電路裝置上的集成元件而提供。
在集成電路裝置中，外部參考元件總之經(jīng)常被提供以產(chǎn)生高度精確的參考信號(hào)例如偏置電流，并且被附著到集成電路裝置中的連接器引腳。其可以是例如參考電阻器或外部濾波電容器。如果是這種情況，根據(jù)所建議的原則，該元件還可用作用于編程的參考元件。為了確定比較結(jié)果，參考元件還可優(yōu)選地利用由信號(hào)源發(fā)射的參考信號(hào)充電，并且參考元件的值可被讀取。
外部參考元件具有比集成參考元件低的容差。
另一方面，如果外部參考元件對(duì)于確保集成裝置的正確運(yùn)行不是基本的和/或如果特別小數(shù)量的引腳是必要的，將參考元件設(shè)計(jì)為集成元件特別有利。
參考元件和可讀編程元件可具有例如電阻器或電容器的形式。但是，也可使用具有可讀物理值的其它無源元件。
集成電路裝置可包括多個(gè)功能塊，其中控制單元能夠依賴于來自比較器的比較結(jié)果而以不同的供應(yīng)電壓、參考電壓和/或上電順序來尋址這些功能塊。
已知為鎖存器的易失性存儲(chǔ)器，優(yōu)選地在比較器的輸出和控制單元之間切換(switch)以緩沖來自比較器的比較結(jié)果。
可讀值從外部可讀元件中讀出，并且該值優(yōu)選地在集成電路裝置的上電階段期間與參考元件的值相比較。為了確保比較結(jié)果對(duì)于集成電路裝置的整個(gè)工作時(shí)間可用，有利的是緩沖它。
為了能夠指定多種預(yù)定工作模式，其中每種可通過選擇外部可讀元件的值來確定，優(yōu)選地提供存儲(chǔ)器塊以存儲(chǔ)相應(yīng)工作模式的控制參數(shù)。該存儲(chǔ)器塊以如此方式與控制單元耦合，使得所存儲(chǔ)的工作模式之一依賴于來自比較器的比較結(jié)果而被激勵(lì)。
存儲(chǔ)器塊優(yōu)選地配置為引導(dǎo)ROM(只讀存儲(chǔ)器)，并且當(dāng)集成電路裝置接通時(shí)被讀出。
為獲得附加的靈活性，引導(dǎo)ROM例如通過在生產(chǎn)期間選擇用于可編程引導(dǎo)ROM的金屬化平面的掩模而可以是可編程的。
所述原則可優(yōu)選地應(yīng)用于功率管理單元(PMU)中以控制上電順序。多種可預(yù)定的順序可存儲(chǔ)于ROM中并加以限定，并通過編程、可讀元件的值在應(yīng)用中選擇。
如果可編程ROM被提供有齊納(zener)或多熔絲(poly fuses)，即可編程連接而不是金屬掩模可編程ROM，則靈活性進(jìn)一步提高。利用這種熔絲或反熔絲(anti-fuse)，熔絲的傳導(dǎo)狀態(tài)通過利用能量脈沖對(duì)其充電而得以固定，其中傳導(dǎo)狀態(tài)可在高阻抗和低阻抗之間切換。
如果參考元件具有集成元件的形式，可能有利的是經(jīng)由允許平衡集成參考元件的簡(jiǎn)單裝置來提高精度。
為了在集成電路裝置被接通后激勵(lì)信號(hào)源和比較器，可能有利的是提供激勵(lì)電路，其與比較器和/或信號(hào)源的相應(yīng)激勵(lì)輸入耦合。激勵(lì)電路被配置成當(dāng)集成電路被接通后激勵(lì)比較器以及如果必要激勵(lì)信號(hào)源，并且一旦比較完成即將其關(guān)斷，其中模/數(shù)轉(zhuǎn)換器是必要的且比較結(jié)果已被存儲(chǔ)。
關(guān)于本方法，所述目的通過對(duì)集成電路裝置編程的方法來解決，包括以下方法步驟-讀取連接到集成電路裝置的外部元件的值，-把讀出值與參考值相比較并確定比較結(jié)果，-依賴于比較結(jié)果來發(fā)射選擇信號(hào)以控制集成電路。
根據(jù)所建議的過程，外部可讀元件附著于集成電路裝置，并且然后該外部可讀元件的值被讀出。該值然后與亦從參考元件中讀出的值、即參考值相比較，并確定比較結(jié)果。依賴于該比較結(jié)果，選擇信號(hào)得以發(fā)射以控制集成電路。
依賴于選擇信號(hào)，集成電路裝置優(yōu)選地被置于幾種預(yù)定工作狀態(tài)之一。
參考值優(yōu)選地通過從外部或集成參考元件中讀出來確定。參考值和外部可讀元件的值優(yōu)選地利用模/數(shù)轉(zhuǎn)換器來比較?？勺x外部元件和參考元件的值優(yōu)選地在集成電路裝置的上電過程期間通過利用信號(hào)源所提供的參考信號(hào)使其充電來讀取。
在其得以計(jì)算之后，比較結(jié)果優(yōu)選地存儲(chǔ)在易失性存儲(chǔ)器中，以便其在上電過程之后也可用。
進(jìn)一步優(yōu)選的是，如果在上電過程期間比較器被激勵(lì)，并且執(zhí)行比較的比較器以及可能用于讀出可讀元件值的信號(hào)源然后被再次解除激勵(lì)。
由信號(hào)源提供的參考信號(hào)可以是例如參考電壓或參考電流。
如果所述集成電路裝置中已提供了外部參考電阻器或外部濾波電容器或類似的外部無源元件，這可優(yōu)選地用作參考元件。在這種情況下，提供2個(gè)引腳，外部可讀元件和參考元件可分別與其相連接。這樣的無源元件的空閑端優(yōu)選地連接到參考電位連接，例如地。
利用所述方法，集成電路裝置可根據(jù)可附著于集成電路裝置引腳的無源元件的值而容易地置于幾種預(yù)定工作模式之一。
所建議原則的另外細(xì)節(jié)和有利實(shí)施例將從從屬的權(quán)利要求中顯而易見。
參考附圖中的幾個(gè)實(shí)施例，本發(fā)明將在以下更詳細(xì)地得以說明。
在圖中

圖1示出根據(jù)本發(fā)明的具有兩個(gè)外部電阻器的集成電路裝置的第一實(shí)施例，圖2示出根據(jù)本發(fā)明的具有兩個(gè)外部電容器的集成電路裝置的第二實(shí)施例，圖3示出根據(jù)本發(fā)明的具有外部電阻器的集成電路裝置的第三實(shí)施例，圖4示出根據(jù)本發(fā)明的具有外部電容器的集成電路裝置的第四實(shí)施例。
在以下對(duì)圖的描述中，類似或等價(jià)的元件具有相同的參考號(hào)。
圖1示出集成電路裝置1，其中裝備有兩個(gè)連接器2、3，被稱為引腳。到參考電位連接5的以電阻器4形式的外部可讀元件被切換到集成電路裝置1的連接器2。如將隨后更詳細(xì)描述的，電阻器4用來對(duì)電路裝置1編程。也靠著參考電位連接5切換的另一電阻器6，連接到連接器3并用作參考元件。電路裝置1的連接器2、3分別與比較器9的第一和第二輸入7、8在內(nèi)部連接。比較器9包括模/數(shù)轉(zhuǎn)換器。比較器9具有用于在上電階段期間激勵(lì)比較器9的激勵(lì)輸入10?？刂茊卧?2控制電路裝置1中的幾個(gè)功能塊13a、13b，并經(jīng)由易失性存儲(chǔ)器11連接到A/D轉(zhuǎn)換器的數(shù)字輸出，該輸出構(gòu)成比較器9的輸出。
還提供了信號(hào)源14，其被設(shè)計(jì)為產(chǎn)生參考信號(hào)，并連接到電路裝置的連接器2、3。
根據(jù)所建議的原則，參考元件6不僅用作比較器9的參考元件，而且用作用于產(chǎn)生偏置信號(hào)的參考電阻器，這總之是基本的以便功能塊13a、13b的至少一個(gè)能夠工作。
當(dāng)比較器9和信號(hào)源14在電路裝置的上電階段期間經(jīng)由激勵(lì)輸入10而被激勵(lì)時(shí)，可讀編程電阻器4和參考電阻器6利用由參考源14產(chǎn)生的參考信號(hào)充電，由此具有參考電壓或參考電流。比較器9比較與其輸入7、8相關(guān)聯(lián)的信號(hào)，所述信號(hào)當(dāng)然依賴于電阻器4、6的元件值Rprog、Rref。A/D轉(zhuǎn)換器確定兩個(gè)外部元件4、6的值Rprog和Rref的關(guān)系，并在輸出以數(shù)字形式輸出對(duì)應(yīng)的比較結(jié)果。該比較結(jié)果存儲(chǔ)在緩沖存儲(chǔ)器11中。然后，具有A/D轉(zhuǎn)換器的比較器9和信號(hào)源14被解除激勵(lì)。
利用存儲(chǔ)在緩沖存儲(chǔ)器11中的比較結(jié)果，控制單元12現(xiàn)在能夠控制電路裝置的功能塊13a、13b。根據(jù)所建議的原則，這依賴于編程電阻器4的值而發(fā)生。
執(zhí)行所建議的原則所需的全部是芯片1上的一個(gè)附加引腳2，因?yàn)橐_3上的電阻器6總之是基本作為參考電阻器的。附加電阻器4可以是簡(jiǎn)單且不貴的外部電阻器，并且不需要滿足過度嚴(yán)格的容差。芯片1上的電路的各種編程配置或工作模式可通過選擇電阻元件4的電阻等級(jí)(order)來選擇。
如果比較器9中的A/D轉(zhuǎn)換器具有對(duì)數(shù)特征曲線，對(duì)于電阻器4的容差精度要求可進(jìn)一步減少。
用于每種可調(diào)節(jié)工作模式的大量參數(shù)如某些功能塊13a、13b的供應(yīng)電壓電平、參考電壓電平、上電順序等，有利地存儲(chǔ)在控制單元12的引導(dǎo)ROM中。引導(dǎo)ROM被設(shè)計(jì)成可通過改變金屬化掩模而編程。該ROM通過比較器9的結(jié)果而被尋址。其中一個(gè)可利用電阻器4來選擇的可用上電順序因此通過金屬化掩模來限定，并通過編程模塊4的值在應(yīng)用中選擇。
如果ROM在控制單元12中實(shí)現(xiàn)為可編程ROM并且為此目的配備有齊納或多晶硅(polysilicon)熔絲，由此可獲得甚至更大的靈活性。
所述原則可以特別有利的方式應(yīng)用于控制功率管理單元(PMU)中的上電順序。
圖2示出圖1的集成電路裝置的可替換實(shí)施例。圖2的電路與圖1的電路就其構(gòu)造和有利功能而言大體匹配，以至于無需在此再次說明。但是，在圖2的電路中提供了編程電容器15和參考電容器16以替代編程電阻器4和參考電阻器6。它們也在芯片1的外部連接器2、3以及參考電位5之間切換。
總之參考電容器16作為圖2的芯片1上的濾波電容器而被提供，以便操作至少一個(gè)功能塊13a、13b。
當(dāng)激勵(lì)比較器9和信號(hào)源14時(shí)，電容器15、16經(jīng)由信號(hào)源14在輸入10被充電，并且所創(chuàng)建的與比較器9的輸入7、8相關(guān)聯(lián)并且依賴于電容器15、16的電容Cprog、Cref的信號(hào)由比較器估計(jì)。工作模式的其余與參考圖1所述的大體相同。
圖3示出圖1的可替換實(shí)施例，其就構(gòu)造和有利功能而言與圖1大體相同。以至于將不在此重復(fù)對(duì)該圖的描述。在根據(jù)圖3的實(shí)施例中，提供了集成參考電阻17以替代外部參考電阻6，集成參考電阻17在比較器9的輸入8和內(nèi)部參考電位連接5′之間切換。因此芯片1上的外部連接器引腳3可以省卻。
所述實(shí)施例具有在芯片上需要較少引腳的優(yōu)點(diǎn)，并且因此當(dāng)不需要外部參考元件時(shí)優(yōu)選地得到使用，例如，以產(chǎn)生精確的參考信號(hào)或作為濾波元件。
圖4示出圖2電路的可替換實(shí)施例。在圖4的電路中，提供集成電容器18以替代圖2的外部參考電容器16。電容器18在比較器9的輸入8和參考電位5′之間切換。
如圖3所示，省略了一個(gè)引腳，即引腳3。當(dāng)不需要外部濾波電容器作為參考元件時(shí)所示實(shí)施例被有利地使用。
如果圖3、4的參考元件17、18在其元件值方面被暴露于大的生產(chǎn)波動(dòng)(production fluctuation)，可能有利的是提供用于平衡相應(yīng)的內(nèi)部無源參考元件17、18的平衡能力。
其它無源元件也可作為參考元件以及編程可讀元件而被提供，以替代示范性實(shí)施例所示的電阻器和電容器。
根據(jù)本發(fā)明的實(shí)施例的前述描述僅用于說明的目的而不是要限制本發(fā)明。在本發(fā)明的條款內(nèi)各種改變和修改是可能的，而不超出本發(fā)明或其等價(jià)的范圍。
權(quán)利要求
1.一種集成電路裝置(1)，具有-比較器(9)，具有連接到所述集成電路裝置的連接器(2)的第一輸入(7)，所述連接器(2)被設(shè)計(jì)用于附著具有來自預(yù)定值集合的值(Rprog，Cprog)的外部可讀元件(4，15)；具有第二輸入(8)，可讀參考元件(6，16，17，18)與其連接；并具有輸出；以及-控制單元(12)，其耦合在所述比較器(9)的輸出，用于依賴于所述比較器(9)的比較結(jié)果來控制所述集成電路裝置(1)的至少一個(gè)功能塊(13a，13b)。
2.如權(quán)利要求1的電路裝置，特征在于信號(hào)源(14)，被提供用于產(chǎn)生參考信號(hào)，并且與用于附著外部可讀元件(4，15)的引腳(2)耦合且與所述參考元件(6，16，17，18)耦合以讀取相應(yīng)的元件值(Rprog，Rref，Cprog，Cref)。
3.如權(quán)利要求2的電路裝置，特征在于所述外部可讀元件(4，15)在附加引腳與參考電位連接(5)耦合。
4.如權(quán)利要求1到3中任何一項(xiàng)的電路裝置，特征在于所述比較器(9)包括模/數(shù)轉(zhuǎn)換器，用于以數(shù)字形式輸出比較結(jié)果。
5.如權(quán)利要求4的電路裝置，特征在于所述模/數(shù)轉(zhuǎn)換器具有對(duì)數(shù)特征曲線。
6.如權(quán)利要求1到5中任何一項(xiàng)的電路裝置，特征在于所述參考元件作為外部元件(6，16)可連接到所述集成電路裝置(1)的附加連接器(3)。
7.如權(quán)利要求1到5中任何一項(xiàng)的電路裝置，特征在于所述參考元件作為所述集成電路裝置(1)的集成元件(17，18)而被提供。
8.如權(quán)利要求1到7中任何一項(xiàng)的電路裝置，特征在于所述參考元件(6，17)和所述可讀元件(4)每個(gè)被實(shí)現(xiàn)為電阻器。
9.如權(quán)利要求1到7中任何一項(xiàng)的電路裝置，特征在于所述參考元件(16，18)和所述可讀元件(15)每個(gè)被實(shí)現(xiàn)為電容器。
10.如權(quán)利要求1到9中任何一項(xiàng)的電路裝置，特征在于提供了幾個(gè)功能塊(13a，13b)，其由所述控制單元(12)關(guān)于供應(yīng)電壓、參考電壓和/或上電順序而控制。
11.如權(quán)利要求1到10中任何一項(xiàng)的電路裝置，特征在于易失性存儲(chǔ)器(11)在所述比較器(9)的輸出和所述控制單元(12)之間切換以暫時(shí)存儲(chǔ)所述比較器(9)的比較結(jié)果。
12.如權(quán)利要求1到11中任何一項(xiàng)的電路裝置，特征在于存儲(chǔ)器塊(19)被提供用于存儲(chǔ)用于所述電路裝置(1)的至少一個(gè)功能塊(13a，13b)的幾種工作模式的控制參數(shù)，所述存儲(chǔ)器塊(19)與所述控制單元(12)耦合或合并在其中，其中所存儲(chǔ)的工作模式之一通過所述比較器(9)的比較結(jié)果而被激勵(lì)。
13.如權(quán)利要求1到12中任何一項(xiàng)的電路裝置，特征在于所述比較器(9)具有用于在所述集成電路(1)被接通之后激勵(lì)所述比較器(9)的激勵(lì)輸入(10)。
14.一種對(duì)集成電路裝置編程的方法，包括以下方法步驟-讀取連接到所述集成電路裝置的外部元件的值(Rprog，Cprog)，-把所述讀出的值(Rprog，Cprog)與參考值(Rref，Cref)相比較，并確定比較結(jié)果，-依賴于所述比較結(jié)果，發(fā)射選擇信號(hào)以控制所述集成電路(1)。
15.如權(quán)利要求14的方法，其中所述電路裝置(1)被置于來自預(yù)定工作模式集合的預(yù)定工作模式。
16.如權(quán)利要求14或15的任一的方法，其中附著于所述集成電路裝置的外部元件(4，15)的值(Rprog，Cprog)通過用參考信號(hào)為所述元件充電而讀取。
17.如權(quán)利要求16的方法，其中所述參考值(Rref，Cref)由參考元件(6，16，17，18)的值表示，其也通過用所述參考信號(hào)對(duì)其充電而讀取。
18.如權(quán)利要求14到17中任何一項(xiàng)的方法，其中所述比較結(jié)果在所述集成電路裝置的上電過程期間被計(jì)算并暫時(shí)存儲(chǔ)在易失性存儲(chǔ)器(11)中。
全文摘要
本發(fā)明涉及集成電路(1)，其包括比較器(9)，所述比較器(9)讀出外部可連接元件(4)并將該值與參考元件(6)的值相比較。比較結(jié)果被饋送到控制單元(12)，所述控制單元(12)根據(jù)比較結(jié)果觸發(fā)集成電路裝置(1)的至少一個(gè)功能塊(13a，13b)。由此，借助于外部可連接元件(4)的值(Rprog)，芯片(1)的工作模式被確定和/或所述芯片(1)被編程。本發(fā)明的原則可用于例如電源部件。
文檔編號(hào)H03K19/173GK1792037SQ200480013425
公開日2006年6月21日 申請(qǐng)日期2004年4月16日 優(yōu)先權(quán)日2003年5月21日
發(fā)明者托比亞斯·比勒, 霍爾格·海普利克, 托馬斯·耶瑟尼希, 曼弗雷德·盧埃格爾 申請(qǐng)人:奧地利微系統(tǒng)股份有限公司