CN107113512A - 安全音频传感器 - Google Patents

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Abstract

本文揭露在音频传感器中提供安全特征。微机电系统(MEMS)麦克风可包括：声膜，用以将声音信号转换为电性信号；电子放大器，用以增加该电性信号的幅度以生成放大信号；以及一个或多个开关，经配置以阻止直流(DC)电压源向该MEMS麦克风的传输；阻止该DC电压源向该电子放大器的传输；阻止该电性信号向该电子放大器的传输；以及/或者阻止该放大信号向外部装置的传输。

Description

安全音频传感器
相关申请的交叉参考
本申请要求于2014年11月11日提交的名称为“Secure audio sensor”、序列号为14/537,991的美国非临时专利申请的优先权，其整体通过参考包含于此。
技术领域
本揭露通常涉及安全音频传感器的实施例。
背景技术
移动装置的安全与隐私已越来越受到消费者的关心。尽管保护用户所产生的数据是重要的，但尤其关注保护音频数据，也就是用户的谈话。传统上，麦克风(microphone)可在用户不知晓的情况下被启动，且敏感数据可能因远离此类数据的音频源以物理形式、电性形式或算法形式执行加密算法而被泄漏。因此，传统的音频技术具有一些缺点，参考下面所述的各种实施例可注意到该些缺点的其中一些。
发明内容
传统的音频技术在保护音频数据方面具有一些缺点，包括在用户不知晓的情况下启动麦克风，以及远离音频源加密此类数据。本文中所揭露的各种实施例通过与音频源(例如，MEMS麦克风)接近、靠近、或在其内等实施安全特征、措施等可提升音频数据的安全性。
例如，MEMS麦克风可包括：声膜(acoustic membrane)，用以将声音信号转换为电性信号；电子放大器，用以增加该电性信号的幅度以生成放大信号；以及一个或多个开关，经配置以：阻止直流(DC)电压源传输至该MEMS麦克风；阻止该DC电压源传输至该电子放大器；阻止该电性信号传输至该电子放大器；以及/或者阻止该放大信号传输至外部装置。
在一个实施例中，该MEMS麦克风为压电或压阻装置。在另一个实施例中，该MEMS麦克风可包括用以向该声膜及该一个或多个开关施加偏置电压的电荷泵(charge pump)。在此方面，该一个或多个开关还可经配置以阻止该DC电压源传输至该电荷泵以及/或者阻止该偏置电压传输至该声膜。
在一个实施例中，该一个或多个开关可包括机械开关及/或电性开关。在一个实施例中，该一个或多个开关可包括传感器、触摸传感器、感应(proximity)传感器、以及/或者指纹传感器。在另一个实施例中，该MEMS麦克风可包括用以将该放大信号转换为该放大信号的数字(例如二进制)表示的ADC。在又一个实施例中，该一个或多个开关可阻止该DC电压源传输至该ADC。在一个实施例中，该一个或多个开关可阻止该放大信号的该数字表示传输至该外部装置。在一个实施例中，该一个或多个开关可阻止时钟(clock)输入传输至该ADC。
在其它实施例中，该MEMS麦克风可包括用以将该DC电压源与该MEMS麦克风电性耦接的源功率引脚(source power pin)，用以将该DC电压源与该MEMS麦克风电性耦接的接地功率引脚，用以将该放大信号与该外部装置电性耦接的输出引脚，以及用以将输入信号与该一个或多个开关电性耦接的使能(enable)引脚。在此方面，该一个或多个开关基于该输入信号可阻止该DC电压源传输至该MEMS麦克风、该DC电压源传输至该电荷泵、该DC电压源传输至该电子放大器，该偏置电压传输至该声膜、该电性信号传输至该电子放大器，以及/或者该放大信号传输至该外部装置。
在另一个实施例中，该MEMS麦克风可包括用以将该放大信号的该数字表示与该外部装置电性耦接的数据引脚，以及用以将时钟输入与该ADC电性耦接的时钟引脚。在此方面，该一个或多个开关基于该输入信号可阻止该放大信号的该数字表示传输至该外部装置，以及/或者该时钟输入传输至该ADC。
在一个实施例中，MEMS麦克风可包括：声膜，用以例如基于偏置电压将声振动转换为电性信号；电子放大器，用以增加该电性信号的幅度以生成放大电性信号；以及一个或多个开关，经配置以阻止该电性信号传输至该电子放大器、以及/或者阻止该放大电性信号传输至外部装置。在一个实施例中，该一个或多个开关可包括机械开关及/或电性开关。在另一个实施例中，该一个或多个开关可包括传感器、触摸传感器、感应传感器、以及/或者指纹传感器。
在又一个实施例中，该MEMS麦克风可包括用以将该放大电性信号转换为数字值的ADC。在一个实施例中，该MEMS麦克风可包括经配置以阻止该放大电性信号传输至该ADC的开关。在一个实施例中，该MEMS麦克风可包括经配置以阻止该数字值传输至该外部装置的开关。
在另一个实施例中，该MEMS麦克风可包括用以将DC电压源与该电子放大器电性耦接的源功率引脚，用以将该DC电压源与该电子放大器电性耦接的接地功率引脚，用以将该放大电性信号与该外部装置电性耦接的输出引脚，以及用以将输入信号与该一个或多个开关电性耦接的使能引脚。因此，该一个或多个开关基于该输入信号可阻止该电性信号传输至该电子放大器，以及/或者该放大电性信号传输至该外部装置。
在又一个实施例中，该MEMS麦克风可包括用以将该数字值与该外部装置电性耦接的数据引脚，以及用以将时钟输入与该ADC电性耦接的时钟引脚。因此，该一个或多个开关基于该输入信号可阻止该数字值传输至该外部装置，以及/或者该时钟输入传输至该ADC。
在一个实施例中，MEMS麦克风可包括：声膜，用以将声波转换为电性信号；电子放大器，用以增加该电性信号的幅度以生成放大电性信号；ADC，用以将该放大电性信号转换为数字值；存储器(memory)，用以储存可执行指令；以及处理器，与该存储器耦接，用以促进执行该可执行指令来执行操作，该操作包括：将该数字值加密为加密数据；以及向外部装置发送该加密数据。
在一个实施例中，该加密数据可包括将该数字值压缩为压缩数据，以及将该压缩数据加密为该加密数据。在另一个实施例中，该加密还可包括接收输入，以及基于该输入将该数字值加密为该加密数据。在另一个实施例中，该加密还可包括通过该声膜接收用以表示该MEMS麦克风的用户的声音的声音数据，以及在该存储器储存该声音数据。
在一个实施例中，所述接收该输入可包括通过该声膜接收超声波信号。在此方面，该加密可包括基于该超声波信号将该数字值加密为该加密信号。在另一个实施例中，所述接收该声音数据可包括在该存储器中储存声音识别算法，以及通过使用该声音识别算法接收该声音数据。在又一个实施例中，该加密可包括通过使用扬声器(speaker)认证或验证证实该声音数据对应该MEMS麦克风的该用户，以及响应该声音数据的该证实，将该数字值加密为该加密数据。
在一个实施例中，所述发送该加密数据可包括通过串行外设接口(serialperipheral interface；SPI)、内部集成电路(inter-integrated circuit；I2C)接口及/或SoundWire接口发送该加密数据。在另一个实施例中，该操作还可包括向外部装置例如照相机、传感器、发光二极管(light emitting diode；LED)等发送输出信号。
附图说明
参照下面的附图说明本揭露的非限制性实施例，其中，除非另外指出，否则各视图中类似的附图标记表示类似的元件。
图1显示依据各种实施例的微机电系统(micro-electro-mechanical；MEMS)麦克风的方块图，该MEMS麦克风具有开关以控制直流(direct current；DC)电压源向该MEMS麦克风的传输；
图2显示依据各种实施例的MEMS麦克风的方块图，该MEMS麦克风具有开关以控制DC电压源向该MEMS麦克风的电荷泵的传输；
图3显示依据各种实施例的MEMS麦克风的方块图，该MEMS麦克风具有开关以控制DC电压源向该MEMS麦克风的电子放大器的传输；
图4显示依据各种实施例的MEMS麦克风的方块图，该MEMS麦克风具有开关以控制偏置电压向声膜的传输；
图5显示依据各种实施例的MEMS麦克风的方块图，该MEMS麦克风具有开关以控制在声膜与电子放大器之间的电性信号的传输；
图6显示依据各种实施例的MEMS麦克风的方块图，该MEMS麦克风具有开关以控制在电子放大器与外部装置之间的放大信号的传输；
图7显示依据各种实施例包括引脚的MEMS麦克风芯片的方块图；
图8显示依据各种实施例的MEMS麦克风的方块图，该MEMS麦克风具有开关以控制DC电压源向模数转换器(analog-to-digital converter；ADC)的传输；
图9显示依据各种实施例的MEMS麦克风的方块图，该MEMS麦克风具有开关以控制在ADC与外部装置之间的放大信号的数字表示的传输；
图10显示依据各种实施例的MEMS麦克风的方块图，该MEMS麦克风具有开关以控制时钟输入向ADC的传输；
图11显示依据各种实施例的MEMS麦克风的方块图，该MEMS麦克风具有开关以控制在MEMS麦克风的组件之间的信号的传输；
图12显示依据各种实施例包括引脚的另一个MEMS麦克风芯片的方块图；
图13显示依据各种实施例的MEMS麦克风芯片的方块图，该MEMS麦克风芯片具有与用以控制DC电压源向该MEMS麦克风芯片的传输的开关耦接的引脚；
图14显示依据各种实施例的MEMS麦克风芯片的方块图，该MEMS麦克风芯片具有与用以控制时钟输入向该MEMS麦克风芯片的ADC的传输的开关耦接的引脚；
图15显示依据各种实施例包括处理器的MEMS麦克风的方块图；以及
图16至17显示依据各种实施例与包括处理器的MEMS麦克风相关联的方法的流程图。
具体实施方式
现在将参照附图以更充分地说明本揭露的态样，该些附图中显示示例实施例。在下面的说明中，出于解释目的，阐述许多具体细节来提供有关各种实施例的充分理解。不过，本揭露可以许多不同的形式实施且不应当被解释为限于本文中所阐述的示例实施例。
本说明书中提到“一个实施例”是指关联该实施例所述的特定特征、结构或特性可包括于至少一个实施例中。因此，在本说明书中各处出现的短语“在一个实施例中”不一定都指同一个实施例。而且，在一个或多个实施例中可以任意适当的方式组合该特定特征、结构或特性。
而且，若在详细说明或所附权利要求中使用术语“包括”、“具有”、“包含”以及其它类似词语，则此类术语意图为包含性-方式类似开放式连接词“包括”-不排除任意额外元件或其他元件。此外，术语“或”意图指包含性“或”而非排除性“或”。也就是说，除非另外指出或者上下文明确表示，否则“X采用A或B”意图指任意自然的包含性排列组合。也就是说，如果X采用A；X采用B；或X采用A及B，则任意上述情形都符合“X采用A或B”。另外，用于本申请及所附权利要求中的冠词“一个”通常应当被解释为“一个或多个”，除非另外指出或上下文中明确表示单数形式。
本文中所解释的MEMS麦克风、设备、装置、程序以及程序方块的态样可构成机器可执行指令，该些机器可执行指令实施于机器内，例如实施于与该机器关联的存储器装置、电脑可读媒体中。当由该机器执行时，此类指令可使该机器执行所述操作。另外，该MEMS麦克风、设备、装置、程序以及程序方块的态样可实施于硬件内，例如专用集成电路(application specific integrated circuit；ASIC)等。而且，该程序方块的其中一些或全部出现于各程序中的顺序应当不被认为限制。相反，本领域的普通技术人员借助本揭露应当理解，该程序方块的其中一些可以未说明的各种顺序执行。
此外，本文中所用的词语“示例”及/或“示范”是指充当例子、实例或示例。为避免模糊，本文中所揭露的主题不限于此类例子。另外，本文中所述的作为“示例”及/或“示范”的任意态样或设计并不一定被解释为优于其它态样或设计，也并不意味着排除本领域的普通技术人员借助本揭露所已知的等同示例结构及技术。
传统的音频技术在保护音频数据方面具有一些缺点。另一方面，本文中所揭露的各种实施例通过在MEMS麦克风内、与其接近等实施安全特征例如开关、加密等来提升音频数据安全性。在此方面，且现在参照图1，MEMS麦克风100可包括声膜110，其基于电荷泵120所生成的偏置电压将声音信号102(例如声音、声波、基于声音的振动等)转换为电性信号-电荷泵120向声膜110施加的该偏置电压随着向电荷泵120供应功率的DC电压源的变化而变化。另外，MEMS麦克风100可包括电子放大器130，其增加该电性信号的幅度从而生成放大信号、基于声音的电性信号等，例如“Out”，通过MEMS麦克风107的引脚(未显示)可将其输出至外部装置例如处理装置等，例如以处理该放大信号。
在图1所示的实施例中，开关105例如机械开关，电性开关，例如基于互补金属氧化物(complementary metal-oxide-semiconductor；CMOS)的开关，传感器，触摸传感器，电容传感器，感应传感器，指纹传感器等，例如通过MEMS麦克风100的外部接口、引脚等(未显示)可与MEMS麦克风100电性耦接。在此方面，开关105通过从包括MEMS麦克风100的例如便携式无线装置、蜂窝电话等装置的用户(未显示)所接收的输入例如“Input”可阻止该DC电压源向MEMS麦克风100的传输，例如禁能(disable)MEMS麦克风100以阻止生成音频数据。尽管未显示，但应当了解，在其它实施例中，开关105可被包括于MEMS麦克风100内，例如控制该DC电压源向MEMS麦克风100的各种组件、装置等的传输，例如控制该DC电压源向声膜110、电荷泵120以及电子放大器130的传输。
现在请参照图2，被包括于MEMS麦克风200内的开关105例如机械开关，电性开关，例如基于CMOS的开关，传感器，触摸传感器，电容传感器，感應传感器，指纹传感器等基于从包括MEMS麦克风200的例如便携式无线装置、蜂窝电话等装置的用户(未显示)所接收的输入例如“Input”可阻止该DC电压源向电荷泵120的传输，例如禁能电荷泵120以阻止自声膜110生成音频数据。
在图3所示的实施例中，被包括于MEMS麦克风300内的开关105例如机械开关，电性开关，例如基于CMOS的开关，传感器，触摸传感器，电容传感器，感應传感器，指纹传感器等，其基于从包括MEMS麦克风300的例如便携式无线装置、蜂窝电话等装置的用户(未显示)所接收的输入例如“Input”可阻止该DC电压源向电子放大器130的传输，例如禁能电子放大器130以阻止自MEMS麦克风300生成音频数据。
图4显示一个实施例，其中，MEMS麦克风400包括开关105例如机械开关，电性开关，例如基于CMOS的开关，传感器，触摸传感器，电容传感器，感應传感器，指纹传感器等，其基于从包括MEMS麦克风400的例如便携式无线装置、蜂窝电话等装置的用户(未显示)所接收的输入例如“Input”可阻止该偏置电压向声膜110的传输，例如阻止自声膜110生成电性信号。
图5显示一个实施例，其中，MEMS麦克风500包括开关105例如机械开关，电性开关，例如基于CMOS的开关，传感器，触摸传感器，电容传感器，感應传感器，指纹传感器等，其基于从包括MEMS麦克风500的例如便携式无线装置、蜂窝电话等装置的用户(未显示)所接收的输入例如“Input”可阻止来自声膜110的该电性信号向电子放大器130的传输，例如，阻止通过电子放大器130生成音频数据。
现在请参照图6所示的一个实施例，MEMS麦克风600包括开关105例如机械开关，电性开关，例如基于CMOS的开关，传感器，触摸传感器，电容传感器，感應传感器，指纹传感器等，其基于从包括MEMS麦克风600的例如便携式无线装置、蜂窝电话等装置的用户(未显示)所接收的输入例如“Input”可阻止该放大信号向例如用以处理该放大信号的外部装置的传输。
本领域的普通技术人员借助本揭露应当了解，尽管开关105被显示为断开在该DC电压源与各种组件(例如电荷泵120、电子放大器130等)之间的连接、以及/或者断开在此类组件之间(例如在电荷泵120与声膜110之间、在声膜110与电子放大器130之间、在电子放大器130与外部装置之间等)的连接，但开关105可被配置成将此类连接及/或其它连接(例如见下面关于图8至11所示的实施例)转移至其它组件(未显示)，例如上拉(pull-up)电阻、下拉(pull-down)电阻等，例如以将向此类组件的一个或多个输入或自此类组件的一个或多个输出保持至已知状态，例如逻辑“0”、逻辑“1”等。
另外，声学装置技术领域的普通技术人员借助本揭露应当了解，尽管图2至6显示单个开关105被包括于相应MEMS麦克风(例如200、300、400、500、600)中，但在各种实施例中，此类MEMS麦克风及/或本文中所述的其它MEMS麦克风可包括在该DC电压源与此类MEMS麦克风的各种组件之间、以及/或者在此类组件之间(例如在该DC电压源与电荷泵120之间、在该DC电压源与电子放大器130之间、在电荷泵120与声膜110之间、在声膜110与电子放大器130之间、以及/或者在电子放大器130与外部装置之间)等的开关105的各种组合。
现在请参照图7(以及图2至6)，其显示依据各种实施例的MEMS麦克风芯片700。MEMS麦克风芯片700可包括MEMS麦克风(例如200、300、400、500、600)，其与源功率引脚例如“Vdd”、接地功率引脚例如“GND”、输出引脚例如“Out”以及使能引脚例如“Input”电性耦接。在此方面，该源功率引脚将该DC电压源与该MEMS麦克风电性耦接，该接地功率引脚将该DC电压源与该MEMS麦克风电性耦接，该输出引脚将电子放大器130所生成的放大信号与外部装置(未显示)电性耦接，而使能引脚将输入信号与一个或多个开关105电性耦接。在此方面，一个或多个开关105基于该输入信号可阻止该DC电压源向该电荷泵的传输，该DC电压源向该电子放大器的传输，该偏置电压向该声膜的传输，该电性信号向该电子放大器的传输，以及/或者该放大信号向该外部装置的传输。
图8显示依据各种实施例的MEMS麦克风(800)，其包括开关105以控制DC电压源向ADC 810的传输。在此方面，ADC 810例如是利用一组比较器生成数字值的直接转换ADC或闪速(flash)ADC、利用比较器不断缩小包含输入电压的范围的逐次逼近ADC、利用数字信号处理将输入电压编码为数字值的delta-sigma或sigma-delta ADC等，其可自电子放大器130接收放大电性信号并基于时钟输入例如“CLK”将该放大电性信号转换为该放大电性信号的数字值、表示等，例如二进制值。在一个实施例中，ADC 810例如通过串行外设接口(serialperipheral interface；SPI)、内部集成电路(inter-integrated circuit；I2C)接口等可串行输出该数字值，例如“D”。
在此方面，开关105例如机械开关，电性开关，例如基于CMOS的开关，传感器，触摸传感器，电容传感器，感應传感器，指纹传感器等，其基于从包括MEMS麦克风800的例如便携式无线装置、蜂窝电话等装置的用户(未显示)所接收的输入例如“Input”可阻止该DC电压向ADC 810的传输，例如禁能ADC 810以阻止生成与自声膜110接收的音频数据对应的数字值。
图9显示依据各种实施例的MEMS麦克风(900)，其包括开关105以控制在ADC810与外部装置(未显示)之间的放大信号的数字表示的传输。在此方面，ADC 810例如闪速ADC、逐次逼近ADC、sigma-delta ADC等可自电子放大器130接收放大电性信号，并基于时钟输入例如“CLK”将该放大电性信号转换为该放大电性信号的数字值、表示等，例如“D”。开关105例如机械开关，电性开关，例如基于CMOS的开关，传感器，触摸传感器，电容传感器，感應传感器，指纹传感器等，其基于从包括MEMS麦克风900的例如便携式无线装置、蜂窝电话等装置的用户(未显示)所接收的输入例如“Input”可阻止来自ADC 810的该放大信号的数字表示(例如“D”)向该外部装置(未显示)的传输。
现在请参照图10，其显示依据各种实施例的MEMS麦克风(1000)，该MEMS麦克风包括开关105以控制时钟输入例如“CLK”向ADC 810的传输。在此方面，开关105例如机械开关，电性开关，例如基于CMOS的开关，传感器，触摸传感器，电容传感器，感應传感器，指纹传感器等，其基于从包括MEMS麦克风1000的例如便携式无线装置、蜂窝电话等装置的用户(未显示)所接收的输入例如“Input”可阻止该时钟输入向ADC 810的传输，例如禁能ADC 810转换电子放大器130的放大电性信号。
图11显示依据各种实施例的MEMS麦克风(1100)，其具有开关(105)以控制在MEMS麦克风1100的组件之间的信号的传输。在此方面，MEMS麦克风1100可包括位于声膜110与电子放大器130之间的开关105，位于电子放大器130与ADC 810之间的开关105，以及位于ADC810与外部装置(未显示)之间的开关105，以阻止电性信号例如所述电性信号、所述放大信号、所述数字值等的传输。声学装置技术领域的普通技术人员借助本揭露应当了解，在未显示的其它实施例中，开关105的各种组合可被包括于MEMS麦克风1100中，例如位于该DC电压源与电荷泵120之间，位于该DC电压源与电子放大器130之间，以及/或者位于该DC电压源与ADC 810之间。
现在请参照图12(以及图8至11)，其显示依据各种实施例的MEMS麦克风芯片1200。MEMS麦克风芯片1200可包括MEMS麦克风(例如800、900、1000、1100)，其与源功率引脚例如“Vdd”、接地功率引脚例如“GND”、时钟输入引脚例如“CLK”、数字输出引脚例如“D”以及使能引脚例如“Input”电性耦接。在此方面，该源功率引脚将该DC电压源与该MEMS麦克风电性耦接，该接地功率引脚将该DC电压源与该MEMS麦克风电性耦接，该时钟输入引脚将时钟输入与ADC 810电性耦接，该数字输出引脚将该ADC 810所生成的该数字值与外部装置(未显示)电性耦接，以及该使能引脚将输入信号与一个或多个开关105电性耦接。在此方面，一个或多个开关105基于该输入信号可阻止该DC电压源向该MEMS麦克风的各种组件的传输，以及/或者在该MEMS麦克风的各种组件之间的电性信号的传输。
图13显示依据各种实施例包括MEMS麦克风100的MEMS麦克风芯片(1300)。MEMS麦克风100与源功率引脚例如“Vdd”、接地功率引脚例如“GND”以及输出引脚例如“Out”电性耦接。在此方面，该源功率引脚将该DC电压源与MEMS麦克风100电性耦接，该接地功率引脚将该DC电压源与MEMS麦克风100电性耦接，以及该输出引脚将电子放大器130所生成的放大信号与外部装置(未显示)电性耦接。开关105与该源功率引脚电性耦接，且基于从包括MEMS麦克风芯片1300的例如便携式无线装置、蜂窝电话等装置的用户(未显示)所接收的输入例如“Input”可阻止DC电压源向MEMS麦克风芯片1300的传输。
图14显示依据各种实施例包括MEMS麦克风100的组件及ADC例如ADC 810的MEMS麦克风芯片(1400)。在此方面，此类组件可通过源功率引脚例如“Vdd”及接地功率引脚例如“GND”与DC电压源电性耦接。另外，该ADC例如ADC 810可与电子放大器130的输出、时钟输入引脚例如“CLK”以及数字输出引脚例如“D”电性耦接。开关105与该时钟输入引脚电性耦接，且基于从包括MEMS麦克风芯片1400的例如便携式无线装置、蜂窝电话等装置的用户(未显示)所接收的输入例如“Input”可阻止时钟输入向MEMS麦克风芯片1400例如向该ADC的传输。
现在请参照图15，其显示依据各种实施例包括处理器的MEMS麦克风(1500)。MEMS麦克风1500可包括声膜110，其基于电荷泵120所生成的偏置电压将声音信号102(例如声音、声波、基于声音的振动等)转换为电性信号-电荷泵120向声膜110施加的该偏置电压随着向电荷泵120供应功率的DC电压源的变化而变化。另外，MEMS麦克风1500可包括电子放大器130，其增加该电性信号的幅度以生成放大电性信号、基于声音的电性信号等。
ADC 810例如闪速ADC、逐次逼近ADC、sigma-delta ADC等基于时钟输入例如“CLK”可将该放大电性信号转换为该放大电性信号的数字值、表示等。包括存储器1510及处理器1520的处理组件1508(例如数字信号处理器(digital signal processor；DSP))可接收该数字值。在此方面，处理组件1508可将该数字值加密为加密数据，并向外部装置(未显示)发送该加密数据。
在一个实施例中，处理组件1508可将该数字值压缩为压缩数据，并将该压缩数据加密为该加密数据。在另一个实施例中，处理组件1508可自例如便携式无线装置、蜂窝电话等装置的用户(未显示)接收输入例如“Input”，并基于该输入将该数字值加密为该加密数据。在此方面，在一个实施例中，响应未依据该输入被加密的该数字值，处理组件1508可向外部装置(未显示)发送该数字值。
在又一个实施例中，处理组件1508通过声膜110可接收用以表示MEMS麦克风1500的用户的声音的声音数据，并在存储器1510中储存该声音数据。在一个实施例中，处理组件1508可在存储器1510中储存声音识别算法，并通过使用该声音识别算法接收该声音数据。在一个实施例中，处理组件1508通过使用扬声器认证或验证可证实该声音数据对应MEMS麦克风1500的用户。另外，处理组件1510可响应利用该扬声器认证的该声音数据的验证来将该数字值加密为该加密数据。在另一个实施例中，处理组件1510通过声膜110可接收超声波信号。在此方面，处理组件1510基于该超声波信号可将该数字值加密为该加密数据。
在一个实施例中，处理组件1508可例如通过输出引脚例如“Out”利用基于SPI及/或I2C的接口向外部装置(未显示)发送该加密数据。在另一个实施例中，处理组件1508可向一个或多个外部装置1502(例如包括照相机、传感器等，包括发光二极管(LED)1504等)发送一个或多个输出信号-该一个或多个输出信号表示该麦克风是否处于安全模式，例如处理组件1510具有加密数据、声音数据等。在另一个实施例中，处理组件1508可例如通过该输出引脚例如“Out”利用该基于SPI及/或I2C的接口例如向外部装置(未显示)发送该数字值。
图16至17显示依据本揭露主题的方法。为简化说明，该方法被显示并说明为一系列动作。应当理解并了解，本文中所揭露的各种实施例不限于所示动作及/或动作的顺序。例如，动作可以各种顺序及/或同时并与本文中未提供或说明的其它动作一起发生。而且，依据本揭露主题，并不一定需要全部所示动作来实施该方法。另外，本领域的技术人员将理解并了解，该方法可通过状态图或事件被替代地表示为一系列相关状态。另外，还应当了解，下文中及整个说明书中所揭露的方法能够被储存于制造物品上，以有助于将此类方法运送及转移至电脑、处理器、处理组件等。本文中所使用的术语制造物品意图包括可自任意电脑可读装置、载体或媒体访问的电脑程序。
现在请参照图16，其显示依据各种实施例通过MEMS麦克风例如1500执行的程序1600。在1610，通过MEMS麦克风1500的处理组件(例如1508)接收与MEMS麦克风1500所探测的声波对应的表示放大电性信号的数字值。在1620，通过该处理组件可将该数字值加密为加密数据。在1630，通过该处理组件可向外部装置发送该加密数据。
图17显示依据各种实施例通过MEMS麦克风例如1500执行的另一个程序(1700)。在1710，通过MEMS麦克风1500的声膜，例如通过使用偏置电压，可将声音信号转换为电性信号。在1720，通过MEMS麦克风1500的电子放大器可增加该电性信号的功率，以生成放大信号。在1730，通过一个或多个开关可阻止DC电压源向MEMS麦克风1500的电荷泵的传输、该DC电压源向该电子放大器的传输、该偏置电压向该声膜的传输、该电性信号向该电子放大器的传输，以及/或者该放大信号向外部装置的传输。
当被用于本说明书中时，术语“处理器”、“处理组件”等可指大体上任意计算处理单元或装置，例如处理器1520，包括但不限于包括单核(single-core)处理器；具有软件多线程(multithread)执行功能的单处理器；多核处理器；具有软件多线程执行功能的多核处理器；使用硬件多线程技术的多核处理器；并行平台；以及具有分布式共享存储器的并行平台。另外，处理器可指集成电路、专用集成电路(ASIC)、数字信号处理器(DSP)、现场可编程门阵列(field programmable gate array；FPGA)、可编程逻辑控制器(programmablelogic controller；PLC)、复杂可编程逻辑装置(complex programmable logic device；CPLD)、分立门(discrete gate)或晶体管逻辑、分立硬件组件，或经设计以执行本文中所述功能的上述任意组合。另外，处理器可开发纳米级架构，例如但不限于基于分子及量子点的晶体管、开关及门，例如以优化空间使用或增强移动装置的性能。处理器还可被实施为计算处理单元、装置等的组合。
在本说明书中，与本文中所揭露的MEMS麦克风及/或装置的操作及功能相关的术语例如“存储器”以及大体上任意其它信息储存组件例如存储器1510是指实施于“存储器”中的“存储器组件”或实体，或包括该存储器的组件。应当了解，该存储器可包括易失性存储器及/或非易失性存储器。作为示例但非限制，易失性存储器可包括随机存取存储器(random access memory；RAM)，其可充当外部缓存存储器(cache memory)。作为示例但非限制，RAM可包括同步RAM(synchronous RAM；SRAM)、动态RAM(dynamic RAM；DRAM)、同步DRAM(synchronous DRAM；SDRAM)、双倍数据速率SDRAM(DDR SDRAM)、增强型SDRAM(enhanced SDRAM；ESDRAM)、同步链接DRAM(Synchlink DRAM；SLDRAM)、Rambus直接型RAM(Rambus direct RAM；RDRAM)、直接型Rambus动态RAM(direct Rambus dynamic RAM；DRDRAM)，以及/或者Rambus动态RAM(Rambus dynamic RAM；RDRAM)。在一个或多个其它实施例中，非易失性存储器可包括只读存储器(read only memory；ROM)、可编程ROM(programmable ROM；PROM)、电性可编程ROM(electrically programmable ROM；EPROM)、电性可擦除ROM(electrically erasable ROM；EEPROM)，或闪速存储器(flash memory)。另外，本文中所揭露的MEMS麦克风及/或装置可包括但不限于包括这些及任意其它合适类型的存储器。
上面有关本揭露的示例实施例的说明(包括摘要中所述)并非意图详尽无遗或将所揭露的实施例限于所揭露的精确形式。本领域人员可意识到，尽管出于示例目的在本文中说明具体的实施例或示例，但可作各种变更，该些变更被视为在此类实施例及示例的范围内。
在此方面，尽管已联系各种实施例及相应附图说明了本揭露主题，但应当理解，若适当，可使用其它类似实施例，或对所述实施例作修改及添加，以执行本揭露主题的相同、类似、备选或替代的功能，而不背离本揭露主题。因此，本揭露主题不应当限于本文中所述的任意单个实施例，而是应当按照所附权利要求的广度及范围进行解释。

Claims (27)

1.一种微机电系统(MEMS)麦克风，包括：
声膜，用以将声音信号转换为电性信号；
电子放大器，用以增加该电性信号的幅度以生成放大信号；以及
至少一个开关，经配置成执行以下至少其中之一：
阻止直流(DC)电压源向该MEMS麦克风的传输；
阻止该直流电压源向该电子放大器的传输；
阻止该电性信号向该电子放大器的传输；或者
阻止该放大信号向外部装置的传输。
2.如权利要求1所述的MEMS麦克风，其中，该MEMS麦克风为压电装置或压阻装置。
3.如权利要求1所述的MEMS麦克风，还包括电荷泵，用以向该声膜及该至少一个开关施加偏置电压，其中，该至少一个开关还经配置成执行以下至少其中之一：阻止该直流电压源向该电荷泵的传输、或阻止该偏置电压向该声膜的传输。
4.如权利要求1所述的MEMS麦克风，其中，该至少一个开关包括机械开关或电性开关的至少其中之一。
5.如权利要求1所述的MEMS麦克风，其中，该至少一个开关包括传感器、触摸传感器、感应传感器或指纹传感器的至少其中之一。
6.如权利要求1所述的MEMS麦克风，还包括：
源功率引脚，用以将该直流电压源与该MEMS麦克风电性耦接；
接地功率引脚，用以将该直流电压源与该MEMS麦克风电性耦接；
输出引脚，用以将该放大信号与该外部装置电性耦接；以及
使能引脚，用以将输入信号与该至少一个开关电性耦接，其中，该至少一个开关执行以下至少其中之一：
基于该输入信号，阻止该直流电压源向该MEMS麦克风的该传输；
基于该输入信号，阻止该直流电压源向该电子放大器的该传输；
基于该输入信号，阻止该电性信号向该电子放大器的该传输；或者
基于该输入信号，阻止该放大信号向该外部装置的该传输。
7.如权利要求1所述的MEMS麦克风，还包括模数转换器(ADC)，用以将该放大信号转换为该放大信号的数字表示。
8.如权利要求7所述的MEMS麦克风，其中，该至少一个开关阻止该直流电压源向该模数转换器的传输。
9.如权利要求7所述的MEMS麦克风，其中，该至少一个开关阻止该放大信号的该数字表示向该外部装置的传输。
10.如权利要求7所述的MEMS麦克风，其中，该至少一个开关阻止时钟输入向该模数转换器的传输。
11.一种微机电系统(MEMS)麦克风，包括：
声膜，用以将声音振动转换为电性信号；
电子放大器，用以增加该电性信号的幅度以生成放大电性信号；以及
以下至少其中之一：
第一开关，经配置成阻止该电性信号向该电子放大器的传输；或者
第二开关，经配置成阻止该放大电性信号向外部装置的传输。
12.如权利要求11所述的MEMS麦克风，其中，该第一开关或该第二开关的该至少其中之一包括机械开关或电性开关的至少其中之一。
13.如权利要求11所述的MEMS麦克风，其中，该第一开关或该第二开关的该至少其中之一包括传感器、触摸传感器、感应传感器或指纹传感器的至少其中之一。
14.如权利要求11所述的MEMS麦克风，还包括：
模数转换器(ADC)，用以将该放大电性信号转换为数字值。
15.如权利要求14所述的MEMS麦克风，还包括：
第三开关，经配置成阻止该放大电性信号向该模数转换器的传输。
16.如权利要求14所述的MEMS麦克风，还包括：
第三开关，经配置成阻止该数字值向该外部装置的传输。
17.如权利要求11所述的MEMS麦克风，还包括：
源功率引脚，用以将直流电压源与该电子放大器电性耦接；
接地功率引脚，用以将该直流电压源与该电子放大器电性耦接；
输出引脚，用以将该放大电性信号与该外部装置电性耦接；以及
使能引脚，用以将输入信号与该第一开关或该第二开关的该至少其中之一电性耦接，其中，该第一开关基于该输入信号阻止该电性信号向该电子放大器的该传输，以及其中，该第二开关基于该输入信号阻止该放大电性信号向该外部装置的该传输。
18.一种微机电系统(MEMS)麦克风，包括：
声膜，用以将声波转换为电性信号；
电子放大器，用以增加该电性信号的幅度以生成放大电性信号；
模数转换器(ADC)，用以将该放大电性信号转换为数字值；
存储器，用以储存可执行指令；以及
处理器，与该存储器耦接，用以促进执行该可执行指令来执行操作，该操作包括：
将该数字值加密为加密数据；以及
向外部装置发送该加密数据。
19.如权利要求18所述的MEMS麦克风，其中，该发送包括：
通过串行外设接口(SPI)或内部集成电路(I2C)接口的至少其中之一发送该加密数据。
20.如权利要求18所述的MEMS麦克风，其中，该加密包括：
将该数字值压缩为压缩数据；以及
将该压缩数据加密为该加密数据。
21.如权利要求18所述的MEMS麦克风，其中，该加密包括：
接收输入；以及
基于该输入将该数字值加密为该加密数据。
22.如权利要求21所述的MEMS麦克风，其中，所述接收该输入包括：
通过该声膜接收用以表示该MEMS麦克风的用户的声音的声音数据；以及
在该存储器中储存该声音数据。
23.如权利要求22所述的MEMS麦克风，其中，所述接收该声音数据包括：
在该存储器中储存声音识别算法；以及
通过使用该声音识别算法接收该声音数据。
24.如权利要求22所述的MEMS麦克风，其中，该加密包括：
通过使用扬声器认证或验证证实该声音数据对应该MEMS麦克风的该用户；以及
响应该声音数据的该证实，将该数字值加密为该加密数据。
25.如权利要求21所述的MEMS麦克风，其中，所述接收该输入包括：
通过该声膜接收超声波信号。
26.如权利要求25所述的MEMS麦克风，其中，所述加密包括：
基于该超声波信号将该数字值加密为该加密数据。
27.如权利要求18所述的MEMS麦克风，其中，该操作还包括：
响应该加密，向外部装置发送输出信号。
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