CN100533067C - 具自校正功能的集成电路、测量装置及参数自我烧录方法 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种集成电路、应用该集成电路的测量装置，以及集成电路的参数自我烧录方法，该集成电路包括微处理器、一次可程序化内存，该一次可程序化内存中规划有至少一指令集存储区、一参数记忆区，所述参数记忆区用于储存校正用标准参数；该微处理器根据该一次可程序化内存中的标准参数，计算相对应于该数字信号之实际量测值。本发明的集成电路不需要额外外接存储组件，节省最终系统产品的组件，降低最终的电子测量装置的成本。由于本发明提供的集成电路具有自我烧录校正参数的功能，可在最终系统产品制造完成后，直接进行自我校正，使其校正程序简化，对于应用厂商或集成电路厂商均可以藉以降低生产成本。

Description

具自校正功能的集成电路、测量装置及参数自我烧录方法

【技术领域】

本发明涉及一种作为测量应用领域的集成电路、应用该集成电路的装置以及其中的参数烧录方法。

【背景技术】

目前，公知的集成电路构造是由待测信号如压力、重量等传感器(sensor)、模数转换器(ADC)、MCU和校正系数储存器组成。而MCU则包含有程序内存、数据存储器、以及中央计算单元等。

在进行测量时，将传感器与待测信号接触，传感器将待测信号的物理量转换成电信号(电压量或是电流量)，该电信号被模数转换器转换成数字信号，被MCU计算、处理或是进一步转换，并显示在显示器上。然而促使MCU计算、处理或是进一步转换的根源，就是来自于程序内存内所储存的指令，指令的总和及顺序便成为程序。

但是，很多包含有ADC的集成电路在能够正确显示测量值之前，都必须经过校正手续，如此ADC及MCU方可正确无误地将该待测信号的物理量转换成相对应的数字结果显示出来。在电子式量测系统之校正程序中，使用具有标准物理量之标准量测物，传感器接触标准量测物后发出一标准量测信号，经转换成数字信号后成为标准参数并储存于内存之中，当微处理器执行一般量测程序时，从内存中取出校正用的标准参数，并根据量测信号计算实际模拟量。因此，经过校正之后，会产生相对应的校正系数，这些校正系数需要被储存下来，同时必须能够被MCU读取，如此，MCU方可正确地运行计算或转换的功能并呈现精确的数值。因此，大多数电子组件都需要外接的电子组件EEPROM以提供储存这些校正参数的能力。

然而，若要将校正系数储存放于EEPROM中，尚需另外的烧录器，方可将系数烧录进入EEPROM中储存。烧录完成后，再将该EEPROM取出烧录器并且连接于最终系统产品电子式量测工具上，才算完成校正手续。

现在可能有比较好的校正系数烧录方式，不需将EEPROM从最终产品取出。如图1所示，系显示一种集成电路100的电路架构图，此集成电路100外接显示器115、电擦除可编程只读存储器(EEPROM)105与传感器101。集成电路100必须经过校正程序之后才能够执行一般量测程序，校正程序系以传感器101直接接触标准量测物(未显示于第1图)，传感器101输出标准信号至模拟数字转换器103，此标准信号为模拟信号，模拟数字转换器103根据标准信号输出数字标准信号至微处理器109，经过微处理器109的计算之后，标准参数经由串行接口电路107被储存于电擦除可编程只读存储器105之中，而微处理器109在执行任何指令时，都必须从可擦除可编程只读存储器(EPROM)111读取指令集。在完成校正程序之后，标准参数被储存于电擦除可编程只读存储器105之中，在进行一般量测程序时，传感器101直接接触待量测物，输出量测信号至模拟数字转换器103，经过转换后，模拟数字转换器103输出数字量测信号至微处理器109，微处理器109经由串行接口电路107至电擦除可编程只读存储器105读取标准参数，经过计算后，获得相对应于数字量测信号之实际量测值，微处理器109经由时序控制器113输出实际测量值至显示器115之上。微处理器109在待量测物之实际量测值时，必须使用标准参数，而标准参数是被储存于电擦除可编程只读存储器105之中，微处理器109在存取标准参数时，都必须经过序列界面电路107，而且电擦除可编程只读存储器105系外接于集成电路100之外。这种以外接式内存来储存标准参数的方式，虽然使用电擦除可编程只读存储器105较易于被存取，但是会增加整个量测系统的制造成本。而且，即使如此，最终的系统产品在进行校正手续或是烧录程序进入程序内存时，除了正常的芯片电源以外，仍然需要额外的2个电压源，称为VPP＝12volt及VDD＝5.8volt。

【发明内容】

本发明的目的就是为了克服以上现有技术的不足，提供一种校正程序简化、应用成本降低、具自校正功能的集成电路及参数自我烧录方法。

为实现上述目的，本发明提出一种具自校正功能的集成电路，至少包含：一微处理器；一一次可程序化内存，直接连接该微处理器，该一次可程序化内存中规划有至少一指令集存储区、一参数记忆区，所述参数记忆区用于储存标定参数或校正用标准参数；该微处理器根据该一次可程序化内存中的标定参数或校正用标准参数，计算相对应于该微处理器所获取的数字信号之实际模拟量。

上述之集成电路，还包含一模数转换器，连接于该微处理器，用于接收量测信号，并将该量测信号转换为数字信号。还包含一时序控制器，连接于该微处理器，该微处理器经由该时序控制器输出该实际模拟量的读数。

上述之集成电路，该一次可程序化内存中的指令集包括量测指令集及校正指令集，以进行量测程序与校正程序。其中该微处理器于该一次可程序化内存上读取指令集与存取该标定参数或校正用标准参数。

上述之集成电路，还包含一电荷泵、一开关电路，该电荷泵使能端与该微处理器连接，该开关电路控制端与该微处理器连接；该开关电路一输入端与该电荷泵输出端连接，另一输入端与该微处理器电源连接，该开关电路输出端与该一次可程序化内存连接，以提供该一次可程序化内存工作电压及烧录电压。

同时，本发明提出了一种具自校正功能的测量装置，包括传感器、集成电路，该集成电路至少包含：一微处理器，用于接收数字信号；一模数转换器，连接于该微处理器，用于接收该传感器的量测信号，并将该量测信号转换为数字信号；一一次可程序化内存，直接连接该微处理器；该一次可程序化内存中规划有至少一指令集存储区、一参数记忆区，所述参数记忆区用于储存标定参数或校正用标准参数；该微处理器根据该一次可程序化内存中的标定参数或校正用标准参数，计算相对应于该微处理器所获取的数字信号之实际模拟量。

上述之测量装置，该集成电路还包括一时序控制器，连接于该微处理器，该微处理器经由该时序控制器输出该实际模拟量的读数。该一次可程序化内存中的指令集包括量测指令集及校正指令集，以进行量测程序与校正程序。

该集成电路还包含一电荷泵、一开关电路，该电荷泵使能端与该微处理器连接，该开关电路控制端与该微处理器连接；该开关电路一输入端与该电荷泵输出端连接，另一输入端与该微处理器电源连接，该开关电路输出端与该一次可程序化内存连接，以提供该一次可程序化内存工作电压及烧录电压。

相应地，本发明还提出了一种集成电路参数自我烧录方法，包含如下步骤：

A)于集成电路之烧录有指令集的一次可程序化内存中规划一参数记忆区；

B)运行该一次可程序化内存指令集中的自我校正模式；

C)将标定参数或标准参数写入该一次可程序化内存中的参数记忆区。

上述之自我烧录方法，该步骤B)包含：读取标准参数，找寻参数记忆区之存储地址，确认该存储地址为空，对该存储地址写入标准参数。

上述之自我烧录方法，其中该参数记忆区被划分为多个分区，用于写入不同类型之标准参数；或提供校正用标准参数的多次写入。

上述之自我烧录方法，其中该标准参数是经由传感器量测一标准量测物，由模数转换器将该传感器之量测信号转换为数字信号而得。

上述之自我烧录方法，其中该一次可程序化内存的指令集中，包含量测指令集、校正指令集，以进行量测工作模式与自我校正模式。

上述之自我烧录方法，该步骤B)还包含：当标准参数写入时，将该一次可程序化内存的供电电压提升为烧录电压。该烧录电压由该集成电路之电源电压直接升压获得。

由于采用了以上的方案，本发明的集成电路在应用时，不需要额外的外接EEPROM等存储组件，节省最终系统产品的组件，降低最终的电子测量装置的成本。由于本发明提供的集成电路具有自我烧录校正参数的功能，可在最终系统产品制造完成后，直接进行自我校正；无需集成电路的应用厂商在生产最终系统产品前先利用外接存储器写入校正参数，也无需集成电路厂商针对不同应用提前写入各种校正参数，使其校正程序简化，对于应用厂商或集成电路厂商均可以藉以降低生产成本。

本发明中，可将一次可程序化内存的参数记忆区分为多个子区，每一子区可用于一次自我校正模式下的标准参数写入，则本发明之集成电路可对一次可程序化内存进行多次的校正标准参数的写入，为应用厂商提供更加灵活、方便的应用。

本发明的集成电路，增设一电荷泵，使最终应用的测量装置不需要再额外多连接一个5.8volt的VDD电压，在烧录校正的标准参数时，可以减少外接的电压源。可以简化生产时的校正程序所需的电压，节省能源消耗。

【附图说明】

图1是现有技术的测量装置的架构示意图。

图2是应用本发明实施例一的测量装置的架构示意图。

图3是应用本发明实施例的测量装置的校正流程图。

图4是应用本发明实施例二的测量装置的架构示意图。

符号说明：100、200-集成电路，101、201-传感器，103、203-模数转换器，105-电擦除可编程只读存储器，107-串行接口电路，109、209-微处理器，111、211-可擦除可编程只读存储器，113、213-时序控制器，115、215-显示器，220-参数记忆区。

【具体实施方式】

下面通过具体的实施例并结合附图对本发明作进一步详细的描述。

实施例一：请参阅第2图，系根据本发明之具体实施例，显示内建一次可程序化内存之测量装置的电路架构图，包括集成电路200、外接传感器201与显示器215，传感器201输入量测信号至集成电路200，集成电路200输出待量测物的实际模拟量至显示器215。于校正程序中，传感器201接触标准量测物，输出标准信号至集成电路200的模拟数字转换器203，标准信号为模拟信号，经过模拟数字转换器203转换成数字标准信号，并输入至微处理器209，经过微处理器209之计算后得到标准参数，微处理器209直接储存标准参数于可擦除可编程只读存储器(EPROM)211之中规划的参数记忆区220。根据本发明之具体实施例，参数记忆区220是位于可擦除可编程只读存储器211之中，微处理器209在可擦除可编程只读存储器211之中直接存取标准参数与指令集，在微处理器209执行功能运算时，从可擦除可编程只读存储器211之中取出指令并加以执行。

根据本发明之具体实施例，可擦除可编程只读存储器211可被一次可程序化内存(One Time Programmable Memory；OTP memory)所取代，由于数据存入内存之后无须将数据抹除，因此可使用一次可程序化内存来取代可擦除可编程只读存储器211。

根据本发明之具体实施例，传感器201可量测温度、电压、水压、电流或液体流量等等物理量而输出量测信号，所输出的量测信号为模拟信号。

在集成电路200执行一般量测程序时，传感器201直接接触待量测物，并输出量测信号至模拟数字转换器203，经过转换后，模拟数字转换器203输出数字量测信号至微处理器209，微处理器209从可擦除可编程只读存储器211之参数记忆区220中取出标准参数，然后根据标准参数，计算出相对应于此数字量测信号之实际量测值。微处理器209经由时序控制器213输出实际量测值至显示器215，由显示器215显示实际量测值给使用者。根据本发明之具体实施例，将校正程序之标准参数储存于内建内存之中，微处理器需要标准参数时直接读取可擦除可编程只读存储器211，而无须使用外接电擦除可编程只读存储器，而且微处理器于校正程序与量测程序之中，直接存取可擦除可编程只读存储器211的指令集与标准参数，无须使用序列界面电路，更有助于加快电子式集成电路的操作速度。再者，电子式集成电路以可擦除可编程只读存储器211储存标准参数，以微处理器直接存取标准参数，无须使用外接的电擦除可编程只读存储器，有助于降低电子量测系统的成本。

请参阅第3图，根据本发明之具体实施例，依照第2图之内建可擦除可编程只读存储器211的集成电路200，说明其校正程序与量测程序的操作流程。步骤301，开始操作集成电路200。步骤303，判断是否开始进行自我校正模式，若是则进入步骤305，若否则进入步骤331。进入自我校正模式，进入步骤305，模拟数字转换器203提供标准参数至微处理器209，然后执行步骤307，微处理器209找寻标准参数的储存地址，这储存地址系位于可擦除可编程只读存储器211之中。在找到标准参数的储存地址之后，微处理器209确认此储存地址是否为空白，是否已储存标准参数，若为空白则进入步骤311，若已有标准参数则进入步骤319，结束自我校正程序。步骤311，微处理器209执行程序化指令，在可擦除可编程只读存储器211之中储存标准参数，在完成标准参数的储存动作之后，进行步骤313，微处理器209确认已储存的标准参数是否正确。步骤315，确认已储存标准参数是否正确，若是则进入步骤319，结束自我校正程序，若否则进入步骤317，显示错误讯息后进入步骤319，结束自我校正程序。

在执行步骤303判断是否进入自我校正模式时，若不进入自我校正模式，则执行步骤331，开始集成电路200的量测模式。步骤331，微处理器209查询储存于可擦除可编程只读存储器211的标准参数，然后执行步骤333，微处理器209接收从模拟数字转换器203所提供之数字量测信号，执行步骤335，微处理器209根据数字量测信号与标准参数计算实际量测值，最后进入步骤319，结束集成电路200的量测模式。

根据本发明之具体实施例，当集成电路使用一次可程序化内存(OneTime Programmable Memory；OTP memory)时，参数记忆区220可分为多个子区，每一子区可用于一次自我校正模式下的标准参数写入。则本发明之集成电路可对一次可程序化内存进行多次的校正标准参数的写入。

实施例二：请参考图4所示，本例中，集成电路增设一电荷泵，将系统电源直接升压后，提供给自我校正模式下的标准参数写入之用。在自我校正模式下，当校正指令对一次可程序化内存的参数记忆区进行标准参数烧录时，微处理器发出一使能信号启动电荷泵216，并通过一开关电路217选择导通电荷泵的输出电压，提供给一次可程序化内存，直至标准参数的烧录程序完成。例如：如果集成电路电源为3volt，经过电荷泵升压后，会自己产生一电压6volt。如此一来，最终的系统产品便不需要再额外多连接一个5.8volt的VDD电压，在烧录校正的标准参数时，可以减少外接的电压源。可以简化生产时的校正程序所需的电压，节省能源消耗。

虽然本发明已以较佳实施例揭露如上，然其并非用以限定本发明，任何熟习此技艺者，在不脱离本发明之精神和范围内，当可作些许之更动与润饰，因此本发明之保护范围当视申请专利权利要求范围所界定者为准。

Claims (15)

1.一种具自校正功能的集成电路，其特征是：至少包含：一微处理器；一一次可程序化内存，直接连接该微处理器，该一次可程序化内存中规划有至少一指令集存储区、一参数记忆区，所述参数记忆区用于储存标定参数或校正用标准参数；该微处理器根据该一次可程序化内存中的标定参数或校正用标准参数，计算相对应于该微处理器所获取的数字信号之实际模拟量。

2.如权利要求1所述之集成电路，其特征是：还包含一模数转换器，连接于该微处理器，用于接收模拟信号，并将该模拟信号转换为数字信号。

3.如权利要求1所述之集成电路，其特征是：该一次可程序化内存中的指令集包括量测指令集及校正指令集，以进行量测程序与校正程序。

4.如权利要求1所述之集成电路，其特征是：还包含一时序控制器，连接于该微处理器，该微处理器经由该时序控制器输出该实际模拟量的读数。

5.如权利要求1所述之集成电路，其特征是：其中该微处理器于该一次可程序化内存上读取指令集与存取该标定参数或校正用标准参数。

6.如权利要求1所述之集成电路，其特征是：还包含一电荷泵、一开关电路，该电荷泵使能端与该微处理器连接，该开关电路控制端与该微处理器连接；该开关电路一输入端与该电荷泵输出端连接，另一输入端与该微处理器电源连接，该开关电路输出端与该一次可程序化内存连接，以提供该一次可程序化内存工作电压及烧录电压。

7.一种具自校正功能的测量装置，包括传感器、集成电路，该集成电路至少包含：一微处理器，用于接收数字信号；一模数转换器，连接于该微处理器，用于接收该传感器的模拟信号，并将该模拟信号转换为数字信号；一一次可程序化内存，直接连接该微处理器；其特征是：该一次可程序化内存中规划有至少一指令集存储区、一参数记忆区，所述参数记忆区用于储存标定参数或校正用标准参数；该微处理器根据该一次可程序化内存中的标定参数或校正用标准参数，计算相对应于该微处理器所获取的数字信号之实际模拟量。

8.如权利要求7所述之测量装置，其特征是：该集成电路还包括一时序控制器，连接于该微处理器，该微处理器经由该时序控制器输出该实际模拟量的读数。

9、如权利要求7所述之测量装置，其特征是：该一次可程序化内存中的指令集包括量测指令集及校正指令集，以进行量测程序与校正程序。

10.如权利要求7所述之测量装置，其特征是：该集成电路还包含一电荷泵、一开关电路，该电荷泵使能端与该微处理器连接，该开关电路控制端与该微处理器连接；该开关电路一输入端与该电荷泵输出端连接，另一输入端与该微处理器电源连接，该开关电路输出端与该一次可程序化内存连接，以提供该一次可程序化内存工作电压及烧录电压。

11.一种集成电路参数自我烧录方法，包含如下步骤：

A)于集成电路之烧录有指令集的一次可程序化内存中规划一参数记忆区；

B)运行该一次可程序化内存指令集中的自我校正模式；

C)将标定参数或标准参数写入该一次可程序化内存中的参数记忆区；

该步骤B)包含：读取标准参数，找寻参数记忆区之存储地址，确认该存储地址为空，对该存储地址写入标准参数；

其中该参数记忆区被划分为多个分区，用于写入不同类型之标准参数；或提供校正用标准参数的多次写入。

12.如权利要求11所述之自我烧录方法，其特征是：其中该标准参数是经由传感器量测一标准量测物，由模数转换器将该传感器之量测信号转换为数字信号而得。

13.如权利要求11或12所述之自我烧录方法，其特征是：其中该一次可程序化内存的指令集中，包含量测指令集、校正指令集，以进行量测工作模式与自我校正模式。

14.如权利要求11或12所述之自我烧录方法，其特征是：该步骤B)还包含：当标准参数写入时，将该一次可程序化内存的供电电压提升为烧录电压。

15.如权利要求14所述之自我烧录方法，其特征是：该烧录电压由该集成电路之电源电压直接升压获得。

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