CN105391452A - 半导体装置、模拟-数字转换方法、车载系统及测量方法 - Google Patents

半导体装置、模拟-数字转换方法、车载系统及测量方法 Download PDF

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Abstract

本发明提供了半导体装置、模拟-数字转换方法、车载系统及测量方法。这种半导体装置包括：在将模拟信号积分之后重复将第一基准电压积分的积分器；将积分器的输出与第二基准电压比较的比较器；对被确定用于将模拟信号积分的第一积分时间和从第一基准电压的积分开始到积分器的输出达到第二基准电压的第二积分时间进行计数的计数器电路；基于第一、第二积分时间计算模拟信号的数字值的计算电路；执行控制使得在计数器电路对第一积分时间进行计数时模拟信号被输入至积分器的控制电路；和基于由此计数的第二积分时间来更新由计数器电路计数的第一积分时间的积分时间更新电路。

Description

半导体装置、模拟-数字转换方法、车载系统及测量方法
相关申请的交叉引用
本申请基于并要求2014年8月22日提交的日本专利申请第2014-169535号的优先权，该申请的公开通过引用整体合并于此。
技术领域
本发明涉及半导体装置、模拟-数字转换方法、车载系统及测量方法，并且例如涉及将模拟信号积分以获得数字值的技术。
背景技术
作为将模拟信号转换成数字值的模拟-数字转换存在有双积分型A/D转换。通常，尽管双积分型A/D转换器是与其他类型的转换器相比具有较高精度且更能抵抗噪声的A/D转换器，但是它具有适用于相对慢地改变的信号的测量的特征，因为它需要时间用于A/D转换。因此，例如，在诸如需要高的精度和噪声抵抗能力的引擎控制系统等的车载系统中，执行双积分型A/D转换。在这样的车载系统中，由于车辆是基于诸如引擎的吸排气温度等的测量值来控制，所以测量值的精度影响控制的精度。由于这个原因，车载系统中需要高精度的A/D转换。
例如在日本未经审查的专利申请公开第1993-83135号和日本未经审查的专利申请公开第1991-23719号中公开了双积分型A/D转换器。
发明内容
本发明的目的是提高模拟-数字转换的精度。
其他问题和新的特征将从本说明书和附图的描述中显而易见。
根据一个实施例，半导体装置对被确定用于将模拟信号积分的第一积分时间和从第一基准电压的积分开始到积分器的输出达到第二基准电压的第二积分时间进行计数，并且基于所计数的第二积分时间来更新第一积分时间。
根据上述一个实施例，可以提高模拟-数字转换的精度。
附图说明
以上和其他方面、优点及特征将从结合附图进行的某些实施例的下面的描述中更加显而易见，其中：
图1是示出根据实施例1的半导体装置的配置的电路图；
图2是示出根据实施例1的半导体装置的操作的时间图；
图3是示出根据实施例1的半导体装置中的在针对模拟信号的每个电势的积分时间的差异的图；
图4A是示出A/D转换器的转换误差的图，并且示出了根据比较例的半导体装置的转换误差；
图4B是示出A/D转换器的转换误差的图，并且示出了根据实施例1的半导体装置的转换误差；
图5是示出其中已经安装了根据实施例2的车载系统的车辆的配置的示意图；
图6是示出根据实施例2的车载系统的配置的概要的框图；
图7是示出根据实施例2的车载系统的详细配置的框图；
图8是示出根据实施例3的半导体装置的配置的电路图；
图9是示出根据实施例3的半导体装置的第N次转换时的操作的时间图；
图10是示出根据实施例3的半导体装置中的对于模拟信号的每个电势的积分时间的差异的图；
图11是示出根据实施例4的车载系统的详细配置的框图；
图12是示出由根据实施例4的传感器I/F单元执行的A/D转换的时间图；
图13是示出根据比较例的半导体装置的配置的电路图；
图14是示出根据比较例的半导体装置中的积分器的积分输出的时间推移的图；以及
图15是示出模拟信号的幅度与转换所需的时间之间的关系的图。
具体实施方式
<事先检查>
在说明实施例之前，将说明由本发明人事先进行的检查内容。
<比较例的配置的说明>
图13是示出根据比较例的半导体装置9的配置的电路图。半导体装置9是如下双积分型A/D转换器，其具有：开关10和11；积分器12；比较器13；计数器电路14；计算电路15；和控制电路16。
开关10和11对积分器12的输入进行切换。具体地，开关10对是否将模拟信号Van输入至积分器12进行切换，并且开关11对是否将作为预定电压的积分基准电压Vref(第一基准电压)输入至积分器12进行切换。开关10和11根据通过控制电路16进行的控制来操作。
积分器12被配置成包括：电阻器R；电容器C；和运算放大器120。积分器12是将通过开关10和11进行切换的输入积分的电路。积分器12将积分输出Vo输出至比较器13。积分器12根据开关10和11通过将在后面提到的控制电路16的控制在将模拟信号积分之后重复将积分基准电压Vref积分。
比较器13将积分器12的积分输出Vo与比较基准电压(第二基准电压)进行比较，并且检测积分输出Vo是否是比较基准电压(0V)。当积分器12的积分输出Vo是比较基准电压时，比较器13将检测信号输出至计数器电路14。
计数器电路14对被确定用于使积分器12将模拟信号积分的时间T1(第一积分时间)进行计数，并且将信号输出至控制电路16。另外，计数器电路14对从积分基准电压Vref的通过积分器12的积分开始到比较器13检测到积分器12的积分输出Vo达到比较基准电压的时间T2(第二积分时间)进行计数，并且将信号输出至控制电路16和计算电路15。在下文中，上述第一积分时间被称作时间T1，并且上述第二积分时间被称作时间T2。
控制电路16基于计数器电路14的输出而对开关10和11进行控制。具体地，控制器16首先对开关10进行控制使得模拟信号Van侧变成ON(闭合)，并且随后，将开关10保持为ON直到计数器电路14记录下时间T1。如上所述，在计数器电路14对时间T1进行计数时，控制电路16对开关10和11进行控制使得模拟信号Van被输入至积分器12。当由计数器电路14计数出对时间T1时，控制电路16对开关10进行控制使得模拟信号Van侧变成OFF(断开)，并且对开关11进行控制使得积分基准电压Vref侧变成ON。此外，当计数器电路14记录下时间T2时，控制电路16将开关11控制成断开。
计算电路15是基于由计数器电路14记录下的时间T1和时间T2来计算模拟信号的数字值的电路。由计算电路15进行的计算的内容将在后面提到。
半导体装置9首先根据上述配置将在时间T1期间采样的模拟信号Van对时间T1进行积分，并接下来将预定积分基准电压Vref对时间T2进行积分。在如上所述的方式中，半导体装置9通过两次积分将模拟信号Van数值化，并作为A/D转换结果输出模拟信号Van的电势。
<比较例的操作的说明>
在这里，将说明半导体装置9的操作。图14是示出根据比较例的半导体装置9中的积分器12的积分输出Vo的时间推移的图。当模拟信号Van被输入至积分器12时，积分器12的积分输出Vo如下面的公式(1)所示与积分时间t一起增加。请注意，参考字符CR表示时间常数。
Vo＝(Van/CR)t…(1)
因此，在消逝了时间T1时的积分输出Vo通过下面的公式(2)来表达。
Vo＝(Van/CR)T1…(2)
当消逝了时间T1时，控制电路16断开开关10，并且接通开关11。作为其结果，积分基准电压Vref被输入至积分器12。当由积分器12开始对积分基准电压Vref的积分时，积分输出Vo与积分时间t成比例地减小。此时，积分输出Vo的改变的斜率由积分基准电压Vref和时间常数CR确定，而不管输入模拟信号Van的幅度如何。具体地，积分输出Vo的改变的斜率是Vref/CR。另外，当积分器12的积分输出Vo变成比较基准电压(0V)时，比较器13将检测信号输出至计数器电路14。
计数器电路14基于比较器13的检测信号，将积分基准电压Vref侧的开关变成ON之后到积分输出Vo达到比较基准电压(0V)所计数的时间T2输出至计算电路15。
在这里，在消逝了时间T2时的积分输出Vo满足由下面的公式(3)示出的关系。
Vo＝(Van/CR)×T1+(Vref/CR)×T2＝0…(3)
因此，计算电路15输出通过下面的公式(4)示出的计算所计算出的模拟信号Van的A/D转换结果。
Van＝﹣Vref×(T2/T1)…(4)
另外，当公式(4)被变形时，获得下面的公式(5)
T2＝(Van/(﹣Vref))×T1…(5)
在这里，由于积分基准电压Vref和时间T1是恒定的，所以结果是时间T2取决于Van。即，虽然不管模拟信号Van的电势如何时间T1都是恒定的，但时间T2取决于模拟信号Van的电势而不同。具体地，如图15所示，模拟信号Van的电势越高，转换所需的时间(T1+T2)变得越长，而模拟信号Van的电势越低，转换所需的时间(T1+T2)变得越短。请注意，在图15中，横轴表示积分时间t并且纵轴表示积分输出Vo。另外，虚线表示当最大电势的模拟信号Van被输入至积分器12时的积分输出，实线表示当最小电势的模拟信号Van被输入至积分器12时的积分输出，并且点划线表示当最大电势与最小电势之间的电势的模拟信号Van被输入至积分器12时的积分输出。
由于时间T1和T2由计数器电路14采样，所以时间T1和T2的分辨率取决于操作计数器电路14的时钟的频率。由于这个原因，时间T1和T2的分辨率被表示为时钟的数量。因此，由于时间T1和T2的分辨率可以通过增加在半导体装置9中对时间T1和T2采样的时钟的数量来增加，所以有可能从上述公式(4)的计算结果以高精度来计算模拟信号Van。
<检查内容说明>
本发明人检查了作为用于增加对时间T1和T2进行采样的时钟的数量的方法的接下来的两种方法。第一种方法是用于通过增加对时间T1和T2进行采样的时钟的频率来增加时间T1和T2的分辨率的方法。然而，在该情况中，存在着功率消耗与增加时钟频率相关联地增加的问题。第二种方法是用于通过延长时间T1和T2来增加对时间T1和T2进行采样的时钟的数量的方法。然而，在该方法的情况中，例如就在预定周期内结束用于一个转换的积分已经被标准化为产品规格的A/D转换器等而言，由于不能保证在预定周期内结束转换，所以存在着时间T1和T2不能被简单地延长的问题。
在下文中，将参照附图来说明实施例。请注意，由于附图被简化，所以实施例的技术范围不可基于这些附图的描述被狭义地解释。另外，相同的附图标记被附于相同的元件，并且将省略重复描述。
<实施例1>
图1是示出根据实施例1的半导体装置1的配置的电路图。半导体装置1是如下的双积分型A/D转换器，其具有：开关10和11；积分器12；比较器13；计数器电路14；计算电路15；控制电路16；积分时间更新电路17；和存储电路18。
如上所述，半导体装置1与根据比较例的半导体装置9的不同点在于：除了根据比较例的半导体装置9的各配置以外，将积分时间更新电路17和存储电路18添加至以前的器件。尽管在实施例中，说明了提供有存储计算电路15的输出的存储电路18的配置，但是半导体装置1不需要一定存储计算结果。因此，当半导体装置1不存储计算结果时，不需要提供存储电路18。
在根据实施例1的半导体装置1中，控制电路16对积分器12的输入进行控制使得积分器12在预定转换周期内执行模拟信号Van与积分基准电压Vref的积分一次，并且积分时间更新电路17基于当前转换周期中的时间T2来更新下一转换周期中的时间T1。在下文中，将说明半导体装置1的详细配置。
积分时间更新电路17是基于由计数器电路14计数的时间T2来更新由计数器电路14计数的时间T1的电路。请注意，积分时间更新电路17中的更新时间T1的特定方法将在后面提到。由计数器电路14计数的时间T2被输入至积分时间更新电路17。另外，积分时间更新电路17的输出，即被更新的时间T1，被输入至计数器电路14和计算电路15。
当时间T1通过积分时间更新电路17被更新时，计数器电路14以被更新的时间T1对模拟信号Van的积分时间进行计数。当时间T1通过积分时间更新电路17被更新时，计算电路15利用被更新的时间T1来执行由上述公式(4)示出的计算。
存储电路18是存储如上面所提到的通过计算电路15的计算所得到的A/D转换结果的电路。存储电路18例如是寄存器。
另外，控制电路16将通/断信号SWVan输出至开关10，并且将通/断信号SWVref输出至开关11。计数器电路14将开关切换信号S1输出至控制电路16。比较器13将比较器输出信号S2输出至计数器电路14。计数器电路14将时间T2输出至计算电路15和积分时间更新电路17。积分时间更新电路17将时间T1输出至计数器电路14和计算电路15。计算电路15将Van的测量结果S3输出至存储电路18。
请注意，在图1示出的半导体装置1中，积分器12和比较器13的配置只是其一个示例，并且作为替代可以采用其他连接。例如，尽管积分器12和比较器13被分别连接至地GND，但是它们可以不一定被连接至地。因此，比较基准电压也不限于0V。
<时间T1的更新说明>
接下来，将说明通过积分时间更新电路17进行的时间T1的更新的细节。请注意，在下面的说明中，半导体装置1中的第N次A/D转换中的时间T1被设定为T1_N，并且半导体装置1中的第N次A/D转换中的时间T2被设定为T2_N。另外，半导体装置1应该被标准化以便在预定转换周期Tconv内结束用于一个A/D转换的积分。
积分时间更新电路17从计数器电路14接收第N次转换中的时间T2_N、更新第N次转换中的时间T1_N并且将其输出至计数器电路14和计算电路15作为第(N+1)次转换中的时间T1_(N+1)。另外，计数器电路14在第(N+1)次转换的计数时对作为通过积分时间更新电路17更新的时间T1的时间T1_(N+1)进行计数。
因此，积分器12在第(N+1)次转换时将模拟信号Van积分直到时间T1_(N+1)。另外，计算电路15在第(N+1)次转换的计算中利用作为通过积分时间更新电路17更新的时间T1的T1_(N+1)来执行上述公式(4)的计算。
积分时间更新电路17通过根据在第N次转换中在预定转换周期Tconv期间尚未花费用于积分的剩余时间延长第(N+1)次转换时的时间T1来更新时间T1。具体地，积分时间更新电路17例如执行在下文中示出的计算，并且输出第(N+1)次转换中的时间T1_(N+1)。
积分时间更新电路17计算满足下面的公式(6)，即公式(7)的时间系数α_N。
(T1_N+T2_N)×α_N≤Tconv'…(6)
α_N≤Tconv'/(T1_N+T2_N)…(7)
然而，Tconv'满足下面的关系。
Tconv'＝Tconv－Tmargin…(8)
在这里，余量周期是用于在转换周期Tconv内结束转换的预定周期，即使时间T2_(N+1)由于第N次转换与第(N+1)次转换之间的模拟信号Van的电压变化而变得比时间T2_N长。如上所述，积分时间更新电路17基于通过将预定余量周期Tmargin从转换周期Tconv中排除而获得的周期的时间长度来更新时间T1。然而，Tmargin可以是0。因此，如公式(6)或(7)所示，当假设积分器12在第(N+1)次转换时将与第N次转换中的电压相同的电压的模拟信号Van积分时，时间系数α_N可以说是指示在预定周期内结束积分的条件下可以如何延长时间T1的系数。
积分时间更新电路17例如计算出Tconv'/(T1_N+T2_N)，作为满足上述公式(7)的α_N。
接下来，积分时间更新电路17通过下面的公式(9)计算出作为第(N+1)次时间T1的时间T1_(N+1)。
T1_(N+1)＝α_N×T1_N…(9)
在这里，当在第N次转换与第(N+1)次转换之间模拟信号Van没有改变时，建立下面的公式(10)。
T1_(N+1)+T2_(N+1)＝(T1_N+T2_N)×α_N…(10)
因此，从上述公式(6)和(10)示出下面的公式(11)。
T1_(N+1)+T2_(N+1)≤Tconv'＜Tconv…(11)
由于这个原因，第(N+1)次转换的积分时间可以在预定转换周期Tconv内完成。另外，即使在第N次转换与第(N+1)次转换之间模拟信号Van有微小变化，第(N+1)次转换的积分时间也可以借助于余量周期Tmargin通过吸收由于模拟信号的变化导致的积分时间的增加而在预定转换周期Tconv内完成。在该情况中，例如，对应于假设在第N次转换与第(N+1)次转换之间的模拟信号Van的变化的余量周期Tmargin可以只设定为用于积分时间更新电路17的计算的值。
请注意，积分时间更新电路17例如将预定初始值作为用于第一次转换的T1的T1_1输出至计数器电路14。预定初始值可以与根据比较例的半导体装置9中所使用的时间T1相同。
<半导体装置1的操作的说明>
接下来，将说明根据实施例1的半导体装置1的操作。图2是示出半导体装置1的操作的时间图。请注意，在图2中，等待时间Tinterval是在重复的A/D转换中到执行下一A/D转换的等待时间。然而，该等待时间可以是0。
首先，在时间t0处，从计数器电路14输出至控制电路16的开关切换信号S1变成高电平。作为其结果，控制电路16接通模拟信号Van侧的开关10，并且断开积分基准电压Vref侧的开关11。积分器12将待输入的模拟信号Van积分。
计数器电路14根据从积分时间更新电路17输出的时间T1来执行计数操作。请注意，作为第一次转换的时间T1的T1_1是预定初始值。
在时间t1处，计数器电路14的计数值变成与T1_1相同的值。在时间t1处，从计数器电路14输出至控制电路16的开关切换信号S1变成低电平。作为其结果，控制电路16断开模拟信号Van侧的开关10，并且接通积分基准电压Vref侧的开关11。
积分器12将待输入的积分基准电压Vref积分。比较器13将积分器12的输出与比较基准电压(0V)进行比较，并且将比较器输出信号S2输出至计数器电路14。请注意，由比较器13输出的比较器输出信号S2是高电平，直到积分器12的输出达到比较基准电压，并且当积分器12的输出达到比较基准电压时变成低电平。
计数器电路14从时间t1开始对时间T2_1进行计数直到比较器输出信号S2变成低电平。
在时间t2处，比较器输出信号S2变成低电平。计数器电路14将时间T2_1输出至计算电路15和积分时间更新电路17。
当时间T2_1从计数器电路14输出时，计算电路15利用时间T1_1和T2_1执行上述公式(4)的计算，并且将计算结果输出至存储电路18。作为其结果，存储电路18存储第一次转换的模拟信号Van的测量结果。
同时，当时间T2_1从计数器电路14输出时，积分时间更新电路17计算出时间系数α_1，并且从时间系数α_1进一步计算出时间T1_2。积分时间更新电路17将计算出的时间T1_2输出至计数器电路14和计算电路15。
在时间t3处，第一次A/D转换中的转换周期Tconv结束。另外，在时间t4处，在到下一A/D转换的等待时间Tinterval之后开始第二次A/D转换。在第二次A/D转换中，利用作为通过积分时间更新电路17更新的时间T1来执行对模拟信号Van的积分、对测量第二次转换的模拟信号Van的结果的计算和对第三次A/D转换中的时间T1_3的计算。
这之后，类似地重复A/D转换。如上所述，第(N+1)次A/D转换是利用在第N次A/D转换时由积分时间更新电路17计算出的时间T1来执行。这样做时，如图2所示，由积分器12执行积分的时间在每次A/D转换中在转换周期Tconv内结束。
<积分时间的说明>
图3是示出半导体装置1中的在针对模拟信号Van的每个电势的积分时间的差异的图。请注意，在图3中示出的图中，虚线表示当最大电势的模拟信号Van被输入至积分器12时的积分输出，实线表示当最小电势的模拟信号Van被输入至积分器12时的积分输出，并且点划线表示当最大电势与最小电势之间的电势的模拟信号Van被输入至积分器12时的积分输出。
如图3所示，尽管在第一次转换中，模拟信号Van的积分时间T1_1甚至相对于任何电势的模拟信号Van都是恒定的，但是在第二次转换之后，模拟信号Van的电势越低，模拟信号Van的积分时间T1越长。另外，在第二次转换之后，模拟信号Van与积分基准电压Vref的总积分时间基本上相等，而不管模拟信号Van的电势如何。如上所述，半导体装置1通过积分器12在转换周期Tconv内执行积分尽可能长的时间，而不管模拟信号Van的电势如何。
<转换误差的说明>
图4A和图4B是示出A/D转换器的转换误差的图，图4A示出了根据上述比较例的半导体装置9的转换误差，并且图4B示出了根据本实施例的半导体装置1的转换误差。如图4A和图4B中所示出的，根据本实施例的半导体装置1具有这样的转换精度，该转换精度与根据比较例的半导体装置9的转换精度相比，随着模拟信号Van的电势变得更低而提高得更多。
根据本实施例的半导体装置1更新时间T1，以便如上面提到的根据在第N次转换中在预定转换周期Tconv期间尚未花费用于积分的剩余时间来延长第(N+1)次转换时的时间T1。由于这个原因，与根据比较例的半导体装置9相比，半导体装置1可以更加有效地使用转换周期Tconv。
当模拟信号Van由根据比较例的半导体装置9积分时，对模拟信号Van进行采样的时钟的数量是恒定的，因为模拟信号Van的积分时间是恒定的，而不管模拟信号的电势如何。与之相比，在根据本实施例的半导体装置1中，模拟信号Van的积分时间被设定为在模拟信号Van和积分基准电压Vref的积分时间不超过转换周期Tconv的范围内尽可能地长。由于这个原因，在根据本实施例的半导体装置1中，模拟信号Van的电势越低，积分时间变得越长。另外，随着模拟信号Van的积分时间变得更长，对模拟信号Van进行采样的时钟的数量增加，并因此可以提高模拟-数字转换的转换精度。特别地，当模拟信号Van的电势比较低时，对模拟信号Van进行采样的时钟的数量显著地增加，并因此可以显著地提高模拟-数字转换的转换精度。
<实施例2>
接下来，将使用如实施例1所示的半导体装置的车载系统作为实施例2进行说明。
图5是示出已安装有将在后面提到的车载系统3的车辆2的配置的示意图。车辆2包括：引擎20；检测单元21；减速器22；驱动轴23；驱动轮24；和ECU(电子控制单元)25。
车辆2借助于来自引擎20的驱动力通过驱动轮24的旋转而行进。
引擎20燃烧燃料，并且将通过燃烧燃料而获得的能量通过减速器22传输至驱动轴23。
在本实施例中，检测单元21是检测车辆2的状态并且检测与引擎20有关的状态的传感器。更具体地，检测单元21检测引擎20的吸气温度、排气温度、引擎冷却水温度等等。检测单元21将检测到的状态信号S10输出至ECU25。
ECU25基于由检测单元21检测到的状态而生成对引擎20进行控制的控制信号S11，并且将控制信号S11输出至引擎20。引擎20基于由ECU25输出的控制信号S11来操作。例如，引擎20根据基于控制信号S11所确定的燃料喷射量、点火正时等等来操作。
<车载系统3的配置的说明>
图6是示出车载系统3的配置的概要的框图。车载系统3具有上面提到的检测单元21和ECU25。车载系统3测量指示车辆2的状态的状态值，并且基于测量出的状态值来控制车辆2。具体地，车载系统3测量引擎20的温度，并且基于测量出的温度来控制引擎20。
ECU25具有MCU26和传感器接口单元(传感器I/F单元)27。MCU26是包括中央处理电路(处理器单元)、存储器单元等等的微控制器(控制单元)，并且执行控制引擎20的控制信号S11的生成等等。
传感器I/F单元27是包括将来自检测单元21的模拟信号输入转换成数字值的A/D转换器的半导体装置。即，传感器I/F单元27执行作为检测单元21的检测结果的模拟信号(状态信号S10)的数字值的计算，并且测量车辆2的状态值。
MCU26从传感器I/F单元27获得由检测单元21检测到的状态的数字值，并且生成控制信号S11。如上所述，MCU26基于由传感器I/F单元27测量的状态值来控制车辆2。
图7是示出车载系统3的详细配置的框图。检测单元21是检测与引擎有关的温度的传感器，并且具有基准电阻器210和热敏电阻器211。在这里，热敏电阻器211的电阻例如根据引擎吸气温度而改变。通过这样的配置，检测单元21根据检测结果将作为模拟信号(电压)的状态信号S10输出至ECU25。
传感器I/F电压27具有包括根据实施例1的半导体装置1的配置。即，传感器I/F单元27包括：上述开关10和11、积分器12、比较器13、计数器电路14、计算电路15、控制电路16、积分时间更新电路17和存储电路18。另外，传感器I/F电压27进一步具有生成积分基准电压Vref的基准电压生成单元270，和作为用于在存储电路18与MCU26之间输入和输出数据的通信接口的SPI(串行外设接口)I/F271。另外，开关10的一个端子被连接至积分器12的输入，并且其另一端子被连接至检测单元21的输出。另外，开关11的一个端子被连接至积分器12的输入，并且其另一端子被连接至基准电压生成单元270的输出。
通过上面描述的配置，车载系统3在检测单元21中检测引擎20的温度、执行作为由传感器I/F单元27检测到的温度的模拟信号的状态信号S10的A/D转换并由此测量引擎20的温度。车载系统3的MCU26接着基于测量出的温度而生成控制信号S11，并且对引擎20进行控制。
在这里，对于由检测单元21以模拟信号检测出的车辆的状态执行与根据上述实施例1的半导体装置1类似的A/D转换。因此，由检测单元21检测到的模拟信号的通过积分器12进行的积分时间被设定为在模拟信号和积分基准电压Vref的积分时间不超过转换周期Tconv的范围内尽可能地长。由于这个原因，与时间T1被设定为恒定的而不管模拟信号的电势如何的情况相比，对模拟信号进行采样的时钟的数量增加，并因此可以提高模拟-数字转换的转换精度。即，可以提高车辆的状态值的测量精度。因此，由于能够利用其中已经抑制误差的状态值来生成控制信号S11，所以MCU26可以执行对应于车辆2的状态的精确控制。具体地，MCU26例如可以根据引擎20的状态精确地控制引擎20的燃料喷射量、点火正时等等。
请注意，尽管引擎20的状态在本实施例的描述中作为车辆2的状态进行举例，但是这仅是一个示例。例如，车载系统3可以测量减速器22、制动器(未示出)和车辆空调(未示出)的状态来代替引擎20，并且可以基于测量结果来控制它们。另外，被测量的对象不限于温度，并且例如可以是流体量、重量等等。
<实施例3>
接下来，将说明实施例3。
在根据实施例1的半导体装置1中，控制电路16对积分器12的输入进行控制使得积分器12在预定转换周期Tconv内执行模拟信号Van与积分基准电压Vref的积分一次，并且积分时间更新电路17基于当前转换周期Tconv中的时间T2来更新下一转换周期Tconv中的时间T1。即，在半导体装置1中，在重复的A/D转换中，第(N+1)次A/D转换的时间T1基于第N次A/D转换时的时间T2来决定。
与之相比，在根据实施例3的半导体装置4中，控制电路16对积分器12的输入进行控制使得积分器12在预定转换周期Tconv内执行模拟信号Van与积分基准电压Vref的积分两次，并且将在后面提到的积分时间更新电路42基于转换周期Tconv内的第一时间T2来更新转换周期Tconv内的第二时间T1。即，在半导体装置4中，在一次转换周期Tconv内计算出时间T1，并且利用在转换周期Tconv内的时间T1将模拟信号Van积分。
具体地，根据实施例3的半导体装置4将转换周期Tconv分成预积分周期Tpre和主积分周期Tmain，并且在这些积分周期中的每一个中将模拟信号Van积分。即，半导体装置4首先在预积分周期Tpre内将模拟信号Van和积分基准电压Vref积分，并且也在随后的主积分周期Tmain内将模拟信号Van和积分基准电压Vref积分。在这里，半导体装置4利用预积分周期Tpre内的积分结果来决定主积分周期Tmain内的模拟信号Van的积分时间。
<根据实施例3的半导体装置的配置的说明>
图8是示出根据实施例3的半导体装置4的配置的电路图。半导体装置4是如下的双积分型A/D转换器，具有：开关10和11；积分器12；比较器13；控制电路16；计数器电路40；计算电路41；积分时间更新电路42；积分模式切换电路43；和存储电路18。
如上所述，半导体装置4与实施例1的不同点在于：用计数器电路40、计算电路41和积分时间更新电路42分别替换根据实施例1的半导体装置1的计数器电路14、计算电路15和积分时间更新电路17，并且添加了积分模式切换电路43。请注意，尽管在本实施例中也说明了提供有存储电路18的配置，但是半导体装置4不需要一定存储计算结果。因此，当半导体装置4不存储计算结果时，不需要提供存储电路18。
在下文中，将说明半导体装置4与根据实施例1的半导体装置1的不同点。
积分模式切换电路43在一个转换周期Tconv内对预积分周期Tpre和主积分周期Tmain进行切换。具体地，积分模式切换电路43将通过从预定转换周期Tconv中排除上述余量周期Tmargin而获得的周期分成预积分周期Tpre和主积分周期Tmain。然而，预积分周期Tpre是比主积分周期Tmain短的周期。在根据本实施例的半导体装置4中，用于计算A/D转换时的时间T1的积分是在预积分周期Tpre中执行，并且实际A/D转换是在主积分周期Tmain中执行。因此，主积分周期Tmain优选地相对于预积分周期Tpre尽可能地长，以便确保在A/D转换时的采样的数量。由于这个原因，如下面的公式(12)所示，预积分周期Tpre优选地比主积分周期Tmain足够短。
预积分周期Tpre<<主积分周期Tmain…(12)
积分模式切换电路43在转换周期Tconv开始时将指示预积分周期Tpre的信号输出至计数器电路40。另外，当预积分周期Tpre结束时，积分模式切换电路43将指示主积分周期Tmain的信号输出至计数器电路40。
与计数器电路14类似地，计数器电路40对时间T1和T2进行计数。然而，计数器电路40基于来自积分模式切换电路43的信号在预积分周期Tpre中对时间T1和T2进行计数，并且随后，也在主积分周期Tmain中对时间T1和T2进行计数。因此，计数器电路40在一个转换周期Tconv内对时间T1和T2计数两次。请注意，计数器电路40对由积分时间更新电路42指定的T1进行计数。
积分时间更新电路42是基于由计数器电路40计数的预积分周期Tpre的时间T2来更新时间T1的电路。更具体地，积分时间更新电路42基于预积分周期Tpre的时间T2来计算在主积分周期Tmain中的由计数器电路40计数的时间T1。由计数器电路40计数的预积分周期Tpre的时间T2被输入至积分时间更新电路42。另外，积分时间更新电路42的输出，即主积分周期Tmain中使用的时间T1被输入至计数器电路40和计算电路41。另外，积分时间更新电路42将预积分周期Tpre的时间T1输出至计数器电路40。
<时间T1的更新的说明>
接下来，将说明由积分时间更新电路42进行的时间T1的更新的细节。请注意，在下面的说明中，每个附图标记被限定如下：
Tp1_N：第N次转换中的预积分周期Tpre的时间T1；
Tp2_N：第N次转换中的预积分周期Tpre的时间T2；
Tm1_N：第N次转换中的主积分周期Tmain的时间T1；以及
Tm2_N：第N次转换中的主积分周期Tmain的时间T2。
请注意，尽管将Tp1_N说明为固定值而不管转换的数量N如何，但是本发明不限于此。例如，Tp1_N可以是对于每个转换而言不同的预定值。
积分时间更新电路42从计数器电路40接收第N次转换中的时间Tp2_N、计算第N次转换中的时间Tm1_N并且将其输出至计数器电路40和计算电路41。积分时间更新电路42根据预积分周期Trpe中的积分时间(根据积分时间的缺少)来更新时间T1以便延长在主积分周期Tmain中的转换时的时间T1。具体地，例如，积分时间更新电路42执行在下文中示出的计算，并且输出主积分周期Tmain中的时间Tm1_N。
积分时间更新电路42计算出满足下面的公式(13)，即公式(14)的时间系数α_N。
(Tp1_N+Tp2_N)×α_N≤Tmain…(13)
α_N≤Tmain/(Tp1_N+Tp2_N)…(14)
然而，Tmain满足下面的关系。
Tmain＝Tconv－Tpre－Tmargin…(15)
请注意，Tmargin可以是0。因此，如公式(13)或(14)所示，时间系数α_N可以说是指示在主积分周期Tmain内结束积分的条件下可以如何延长时间T1的系数。
积分时间更新电路42例如计算Tmain/(Tp1_N+Tp2_N)作为满足上述公式(14)的α_N。
接下来，积分时间更新电路42通过下面的公式(16)计算作为主积分周期Tmain中的时间T1的时间Tm1_N。
Tm1_N＝α_N×Tp1_N…(16)
由于转换周期Tconv与模拟信号Van的变化的速度相比足够短，所以可以视为在一个转换周期Tconv内模拟信号Van没有变化。由于这个原因，模拟信号Van的电势在预积分周期Tpre和主积分周期Tmain中是基本恒定的。因此，建立了下面的公式(17)。
Tm1_N+Tm2_N＝(Tp1_N+Tp2_N)×α_N…(17)
结果，从上述公式(13)和(17)示出下面的公式(18)。
Tm1_N+Tm2_N≤Tmain＜Tconv…(18)
由于这个原因，第N次转换的积分时间在预定转换周期Tconv内完成。
由积分时间更新电路42计算出的Tm1_N和由计数器电路40计数的Tm2_N被输入至计算电路41。计算电路41执行下面的公式(19)中示出的计算，并且输出A/D转换结果。
Van＝﹣Vref×(Tm2_N/Tm1_N)…(19)
<半导体装置4的操作的说明>
接下来，将说明根据实施例3的半导体装置4的操作。图9是示出在第N次转换时半导体装置4的操作的时间图。请注意，在下面的说明中，半导体装置4将作为执行如图8和图9所示的信号的下面的输入和输出的装置进行说明。控制电路16将通/断信号SWVan输出至开关10，并且将通/断信号SWVref输出至开关11。计数器电路40将开关切换信号S1输出至控制电路16。比较器13将比较器输出信号S2输出至计数器电路40。计数器电路40将作为预积分周期Tpre的时间T2的时间Tp2输出至积分时间更新电路42，并且将作为主积分周期Tmain的时间T2的时间Tm2输出至计算电路41。另外，积分时间更新电路42将作为预积分周期Tpre的时间T1的时间Tp1输出至计数器电路40，并且将作为主积分周期Tmain的时间T1的时间Tm1输出至计数器电路40和计算电路41。计算电路41将Van的测量结果S3输出至存储电路18。积分模式切换电路43将积分模式切换信号S4输出至计数器电路40。
首先，在作为第N次转换的开始时间的时间t0处，从积分模式切换电路43输出的积分模式切换信号S4变成高电平，并且执行预积分周期Tpre的积分。具体地，执行下面的与积分模式切换信号S4变成高电平相关联的操作。从计数器电路40输出至控制电路16的开关切换信号S1变成高电平。作为其结果，控制电路16接通模拟信号Van侧的开关10，并且断开积分基准电压Vref侧的开关11。积分器12将待输入的模拟信号Van积分。
计数器电路40根据从积分时间更新电路42输出的时间Tp1_N来执行计数操作。
在时间t1处，计数器电路40的计数值变成与Tp1_N相同的值。在时间t1处，从计数器电路40输出至控制电路16的开关切换信号S1变成低电平。作为其结果，控制电路16断开模拟信号Van侧的开关10，并且接通积分基准电压Vref侧的开关11。积分器12将待输入的积分基准电压Vref积分。比较器13将积分器12的输出与比较基准电压(0V)进行比较，并且将比较器输出信号S2输出至计数器电路40。请注意，由比较器13输出的比较器输出信号S2是高电平，直到积分器12的输出达到比较基准电压，并且当积分器12的输出达到比较基准电压时变成低电平。
计数器电路40从时间t1对时间Tp2_N进行计数，直到比较器输出信号S2变成低电平。
在时间t2处，比较器输出信号S2变成低电平。计数器电路40将时间Tp2_N输出至积分时间更新电路42。
当时间Tp2_N从计数器电路40输出时，积分时间更新电路42计算出时间系数α_N，并且从时间系数α_N进一步计算出时间Tm1_N。积分时间更新电路42将计算出的时间Tm1_N输出至计数器电路40和计算电路41。
当预积分周期Tpre在时间t3处结束时，从积分模式切换电路43输出的积分模式切换信号S4变成低电平，并且执行主积分周期Tmain的积分。具体地，执行下面的与积分模式切换信号S4变成低电平相关联的操作。从计数器电路40输出至控制电路16的开关切换信号S1变成高电平。作为其结果，控制电路16接通模拟信号Van侧的开关10，并断开积分基准电压Vref侧的开关11。积分器12将待输入的模拟信号Van积分。
计数器电路40根据从积分时间更新电路42输出的时间Tm1_N来执行计数操作。
在时间t4处，计数器电路40的计数值变成与Tm1_N相同的值。在时间t4处，从计数器电路40输出至控制电路16的开关切换信号S1变成低电平。作为其结果，控制电路16断开模拟信号Van侧的开关10，并接通积分基准电压Vref侧的开关11。积分器12将待输入的积分基准电压Vref积分。比较器13将积分器12的输出与比较基准电压(0V)进行比较，并且将比较器输出信号S2输出至计数器电路40。
计数器电路40从时间t4对时间Tm2_N进行计数，直到比较器输出信号S2变成低电平。
在时间t5处，比较器输出信号S2变成低电平。计数器电路40将时间Tm2_N输出至计算电路41。
当时间Tm2_N从计数器电路40输出时，计算电路41利用从积分时间更新电路42输出的时间Tm2_N和时间Tm1_N来执行上述公式(19)的计算，并且将计算结果输出至存储电路18。作为其结果，存储电路18存储第N次转换的模拟信号Van的测量结果。
在时间t6处，第N次A/D转换中的转换周期Tconv结束。另外，在时间t7处，在到第(N+1)次A/D转换的等待时间Tinterval之后开始第(N+1)次A/D转换。根据如上所述这样的方式，半导体装置4重复A/D转换。
<半导体装置4中的积分时间的说明>
图10是示出根据实施例3的半导体装置4中的对于模拟信号Van的每个电势的积分时间的差异的图。请注意，在图10中示出的图中，虚线表示当最大电势的模拟信号Van被输入至积分器12时的积分输出，实线表示当最小电势的模拟信号Van被输入至积分器12时的积分输出，并且点划线表示当最大电势与最小电势之间的电势的模拟信号Van被输入至积分器12时的积分输出。
如图10所示，尽管在预积分周期Tpre中的积分中，模拟信号Van的积分时间Tp1_N相对于任何电势的模拟信号Van都是恒定的，但是在主积分周期Tmain中的积分中，模拟信号Van的电势越低，模拟信号Van的积分时间Tm1_N越长。另外，在主积分周期Tmain中，模拟信号Van与积分基准电压Vref的总积分时间基本上相等，而不管模拟信号Van的电势如何。如上所述，半导体装置4通过积分器12在主积分周期Tmain内执行积分尽可能长的时间，而不管模拟信号Van的电势如何。
根据本实施例的半导体装置4更新时间T1，以便如上所述根据预积分周期Tpre中的积分时间来延长主积分周期Tmain中的转换时的时间T1。即，在根据本实施例的半导体装置4中，主积分周期Tmain中的模拟信号Van的积分时间被设定为在模拟信号Van与积分基准电压Vref的积分时间不超过主积分周期Tmain的范围内尽可能地长。由于这个原因，在根据本实施例的半导体装置4中，模拟信号Van的电势越低，主积分周期Tmain中的积分时间变得越长。另外，随着模拟信号Van的积分时间变得更长，对模拟信号Van进行采样的时钟的数量也增加，并因此可以提高模拟-数字转换的转换精度。特别地，当模拟信号Van的电势比较低时，对模拟信号Van进行采样的时钟的数量显著地增加，并因此可以显著地提高模拟-数字转换的转换精度。
另外，根据实施例3的半导体装置4具有下面的进一步的优点。在根据实施例1的半导体装置1中，采用了其中可以在第二次或后面的A/D转换中期望提高转换精度的配置。与之相比，在根据实施例3的半导体装置4中，由于模拟信号Van的积分时间T1的计算和积分时间T1中的积分是在一个转换周期Tconv内执行的，所以从第一次A/D转换就可以期望提高转换精度。
另外，在根据实施例1的半导体装置1中，即使在到下一A/D转换的等待时间Tinterval期间发生了模拟信号Van的变化，因为余量周期Tmargin的存在，积分时间也不会超过转换周期Tconv。然而，当模拟信号Van的变化大于对应于半导体装置1中的设定余量周期Tmargin的变化时，积分可能不会在转换周期Tconv内结束。与之相比，在根据实施例3的半导体装置4中，模拟信号Van的电势如上所述在一个转换周期Tconv内基本上恒定。因此，根据实施例3的半导体装置4，积分可以在转换周期Tconv期间结束而不管等待时间Tinternval期间存在/不存在模拟信号Van的变化。
<实施例4>
接下来，将使用如实施例3所示的半导体装置的车载系统5作为实施例4进行说明。请注意，根据本实施例的车载系统是安装在上面提到的车辆2中的车载系统，并且在下面的几点上不同于实施例2中示出的车载系统3。在下文中，将说明与图2中示出的车载系统3不同的这几点，并且将省略与关于图2中示出的车载系统3的配置类似的配置的说明。
<车载系统5的配置的说明>
图11时示出车载系统5的详细配置的框图。如图11所示，在根据本实施例的车载系统5中，分别地，用检测单元50替换检测单元21，并且用传感器I/F单元51替换传感器I/F单元27。
与检测单元21不一样，检测单元50包括检测与引擎有关的温度的多个传感器。具体地，检测单元50具有基准电阻器500、和热敏电阻器501_1至501_n(然而，n时不小于2的整数)。在这里，热敏电阻器501_1至501_n的检测对象分别不同。例如，热敏电阻器501_1检测引擎20的吸气温度，热敏电阻器501_2检测器排气温度，并且501_n检测其引擎冷却水温度。另外，开关502_1至502_n被连接至相应的热敏电阻器501_1至501_n。检测单元50检测作为被连接至开关502_1至502_n之中的通过MCU26的控制而接通的任何开关的热敏电阻器的检测对象的温度。
虽然根据实施例2的传感器I/F单元27具有包括根据实施例1的半导体装置1的配置，但是传感器I/F单元51具有包括根据实施例3的半导体装置4的配置。即，传感器I/F单元51包括：上面提到的开关10和11、积分器12、比较器13、计数器电路40、计算电路41、控制电路16、积分时间更新电路42、积分模式切换电路43和存储电路18。另外，与根据实施例2的传感器I/F单元27类似，传感器I/F单元51具有基准电压生成电路270和SPII/F271。
MCU26顺此地将开关502_1至502_n控制为接通。此时，当接通开关502_1至502_n中的任何一个时，MCU26断开其他开关。另外，MCU26对开关502_1至502_n重复该控制。因此，相应的开关502_1至502_n被周期性地接通。
结果，顺次地选择的一个检测对象的模拟信号被输入至传感器I/F单元51。另外，传感器I/F单元51顺此地计算出多个检测对象的模拟信号的数字值。
<车载系统5中的A/D转换操作的说明>
图12是示出由传感器I/F单元51执行的A/D转换的时间图。请注意，在图12中，为了简化说明，省略了余量周期Tmargin的图示。如图12所示，传感器I/F单元51对来自热敏电阻器501_1至501_n的输入顺此地执行A/D转换。此时，在某一热敏电阻器的第N次转换结束之后并在对该热敏电阻器开始下一转换之前，执行对其他热敏电阻器的转换。例如，在热敏电阻器501_1的第N次转换结束之后到接下来的第(N+1)次转换开始的等待时间Tinterval期间执行热敏电阻器501_2至501_n的第N次转换。由于这个原因，假设来自热敏电阻器501_1的模拟信号输入的电势在第N次转换和第(N+1)次转换时变化。
然而，由于与通过根据上述实施例3的半导体装置4在由传感器I/F单元51执行的A/D转换中进行的A/D转换类似，模拟信号Van的积分时间T1的计算和利用是在一个转换周期Tconv内执行的，所以即使在等待时间Tinterval期间发生了模拟信号Van的变化，积分也可以在转换周期Tconv期间结束。
通过这样的配置，车载系统5在检测单元50中检测多个检测对象、执行所检测出的对象的模拟信号的A/D转换并由此测量检测对象。车载系统5的MCU26接着基于测量结果生成控制信号，并且控制引擎20。
在这里，根据由传感器I/F单元51执行的A/D转换，与由根据上述实施例3的半导体装置4执行的A/D转换类似，可以提高模拟-数字转换的转换精度。另外，由于模拟信号Van的积分时间T1的计算和积分时间T1中的积分是在一个转换周期Tconv内进行的，所以可以从第一次A/D转换就期望转换精度的提高。另外，由于如上面提到的，即使在等待时间Tinterval期间发生了模拟信号Van的变化，积分也可以在转换周期Tconv期间结束，所以可以通过一个A/D转换器获得多个检测对象的测量结果。这有助于车载系统的尺寸和成本的降低。
结果，根据车载系统5，由于控制车辆2的控制信号可以基于车辆2的多个状态值的高精度的测量结果产生，所以可以执行对应于车辆2的状态的精度控制。另外，由于在这样做时，可以从第一次A/D转换就期望转换精度的提高，所以可以提早执行对应于车辆2的状态的精度控制。
请注意，尽管在实施例的说明中与引擎20有关的温度作为车辆2的状态进行举例，但是这仅是一个示例。与实施例2类似，例如，车载系统5可以测量减速器22、制动器(未示出)和车辆空调(未示出)的状态来代替引擎20，并且可以基于测量结果控制它们。另外，待测量的对象不限于温度，并且例如可以是流体量、重量等等。
在上文中，尽管已经基于实施例具体说明了由本发明人做出的发明，但是本发明不限于已经提到的实施例，并且不用说可以在不脱离本发明的范围的情况下做出各种改变。
例如，尽管在实施例2中，传感器I/F单元27已经被说明成具有包括根据实施例1的半导体装置1的配置，但是可以采用包括根据实施例3的半导体装置4的配置来代替上面的配置。类似地，尽管在实施例4中，传感器I/F单元51已经被说明成具有包括了根据实施例3的半导体装置4的配置，但是可以采用包括了根据实施例1的半导体装置1的配置来代替上面的配置。
本领域技术人员可以根据期望将第一至第四实施例组合。
虽然本发明就数个实施例进行了描述，但是本领域技术人员应该认识到的是，本发明可以在随附权利要求的精神与范围内利用各种变型来实践并且本发明不限于上述示例。
此外，权利要求的范围不受上述实施例的限制。
此外，注意，申请人意在涵盖所有权利要求要素的等同形式，即使后面在审查期间做了修改。

Claims (17)

1.一种半导体装置，包括：
积分器，在将模拟信号积分之后重复将第一基准电压积分；
比较器，将所述积分器的输出与第二基准电压进行比较；
计数器电路，对被确定用于将所述模拟信号积分的第一积分时间和从所述第一基准电压的积分开始到所述积分器的所述输出达到所述第二基准电压的第二积分时间进行计数；
计算电路，基于所述第一积分时间和所述第二积分时间计算所述模拟信号的数字值；
控制电路，执行控制使得在所述计数器电路对所述第一积分时间进行计数时，所述模拟信号被输入至所述积分器；以及
积分时间更新电路，基于由所述计数器电路计数的所述第二积分时间来更新由所述计数器电路计数的所述第一积分时间。
2.根据权利要求1所述的半导体装置，其中
所述控制电路控制所述积分器的输入使得所述积分器在预定转换周期内将模拟信号和第一基准电压积分一次，并且
所述积分时间更新电路基于当前转换周期内的所述第二积分周期来更新下一转换周期中的所述第一积分时间。
3.根据权利要求1所述的半导体装置，其中
所述控制电路控制所述积分器的输入使得所述积分器在预定转换周期内将模拟信号和第一基准电压积分两次，并且
所述积分时间更新电路基于所述转换周期内的第一个所述第二积分时间来更新所述转换周期内的第二个所述第一积分时间。
4.根据权利要求2所述的半导体装置，其中所述积分时间更新电路基于通过从所述转换周期中排除预定余量周期而获得的周期的时间长度来更新所述第一积分周期。
5.一种模拟-数字转换方法，包括：
在对于第一积分时间将模拟信号积分之后，将第一基准电压积分；
对从所述第一基准电压的所述积分开始到积分结果达到第二基准电压的第二积分时间进行计数；
基于所计数的所述第二积分时间来更新所述第一积分时间；
在对于所更新的所述第一积分时间将模拟信号积分之后，将所述第一基准电压积分；
在对于所更新的所述第一积分时间将模拟信号积分之后，对所述第二积分时间进行计数；以及
基于所更新的所述第一积分时间和在对于所更新的所述第一积分时间将模拟信号积分之后的所述第二积分时间，计算所述模拟信号的数字值。
6.根据权利要求5所述的模拟-数字转换方法，进一步包括：
在预定转换周期内将模拟信号和第一基准电压积分一次；以及
基于当前转换周期中的所述第二积分时间来更新下一转换周期中的所述第一积分时间。
7.根据权利要求5所述的模拟-数字转换方法，进一步包括：
在预定转换周期内将模拟信号和第一基准电压积分两次；以及
基于所述转换周期内的第一个所述第二积分时间来更新所述转换周期内的第二个所述第一积分时间。
8.根据权利要求6所述的模拟-数字转换方法，进一步包括基于通过从所述转换周期中排除预定余量周期而获得的周期的时间长度来更新所述第一积分时间。
9.一种车载系统，包括：
检测单元，检测车辆的状态；
半导体装置，计算作为通过所述检测单元获得的检测结果的模拟信号的数字值并测量所述车辆的状态值；
控制单元，基于由所述半导体装置测量的所述状态值来控制所述车辆，
其中所述半导体装置包括：
积分器，在将来自所述检测单元的所述模拟信号积分之后重复将第一基准电压积分；
比较器，将所述积分器的输出与第二基准电压进行比较；
计数器电路，对被确定用于将所述模拟信号积分的第一积分时间和从所述第一基准电压的积分开始到所述积分器的所述输出达到所述第二基准电压的第二积分时间进行计数；
计算电路，基于所述第一积分时间和所述第二积分时间计算所述模拟信号的数字值；
控制电路，执行控制使得在所述计数器电路对所述第一积分时间进行计数时，所述模拟信号被输入至所述积分器；以及
积分时间更新电路，基于由所述计数器电路计数的所述第二积分时间来更新由所述计数器电路计数的所述第一积分时间。
10.根据权利要求9所述的车载系统，其中
所述检测单元检测多个检测对象，
顺次地选择的一个检测对象的模拟信号被输入至所述半导体装置，并且
所述半导体装置顺次地计算所述多个检测对象的所述模拟信号的数字值。
11.根据权利要求9所述的车载系统，其中
所述控制电路控制所述积分器的输入使得所述积分器在预定转换周期内将模拟信号和第一基准电压积分一次，并且
所述积分时间更新电路基于当前转换周期内的所述第二积分时间来更新下一转换周期中的所述第一积分时间。
12.根据权利要求9所述的车载系统，其中
所述控制电路控制所述积分器的输入使得所述积分器在预定转换周期内将模拟信号和第一基准电压积分两次，并且
所述积分时间更新电路基于所述转换周期内的第一个所述第二积分周期来更新在所述转换周期内的第二个所述第一积分周期。
13.根据权利要求11所述的车载系统，其中所述积分时间更新电路基于通过从所述转换周期中排除预定余量周期而获得的周期的时间长度来更新所述第一积分时间。
14.一种测量方法，包括：
检测作为模拟信号的车辆的状态；
在对于第一积分时间将检测到的所述模拟信号积分之后，将第一基准电压积分；
对从所述第一基准电压的积分开始到积分结果达到第二基准电压的第二积分时间进行计数；
基于所计数的所述第二积分时间来更新所述第一积分时间；
在对于所更新的所述第一积分时间将新更新的模拟信号积分之后，将所述第一基准电压积分；
在将新检测到的模拟信号积分之后，对所述第二积分时间进行计数；以及
基于所更新的所述第一积分时间和在将所述模拟信号积分之后的所述第二积分时间计算新检测到的所述模拟信号的数字值，并测量所述车辆的状态值。
15.根据权利要求14所述的测量方法，进一步包括：
在预定转换周期内将模拟信号和第一基准电压积分一次；以及
基于当前转换周期中的所述第二积分时间来更新下一转换周期中的所述第一积分时间。
16.根据权利要求14所述的测量方法，进一步包括：
在预定转换周期内将模拟信号和第一基准电压积分两次；以及
基于所述转换周期内的第一个所述第二积分时间来更新所述转换周期内的第二个所述第一积分时间。
17.根据权利要求15所述的测量方法，进一步包括通过从所述转换周期中排除预定余量周期而获得的周期的时间长度来更新所述第一积分周期。
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