CN111323149A - 含纠正otp错误功能的温度传感器装置及otp错误的纠正方法 - Google Patents

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CN111323149A CN202010176451.6A CN202010176451A CN111323149A CN 111323149 A CN111323149 A CN 111323149A CN 202010176451 A CN202010176451 A CN 202010176451A CN 111323149 A CN111323149 A CN 111323149A
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张伟
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    • G01—MEASURING; TESTING
    • G01K—MEASURING TEMPERATURE; MEASURING QUANTITY OF HEAT; THERMALLY-SENSITIVE ELEMENTS NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • G01K15/00—Testing or calibrating of thermometers
    • G01K15/005—Calibration

Abstract

本发明提供了一种含纠正OTP错误功能的温度传感器装置及OTP错误的纠正方法，包括：OTP存储单元、ECC签名存储单元、ECC计算单元、温度处理单元、寄存器组以及接口单元；所述OTP存储单元与ECC计算单元相连；所述ECC计算单元与ECC签名存储单元相连；所述寄存器组与接口单元相连；所述寄存器组与温度处理单元相连；所述温度处理单元能够通过内部三极管的温度特性，将模拟电压转变成数字式的温度值，保存于寄存器中。本发明所提供的可纠正OTP数据错误的方法和电路可以有效的阻止和预防这种情况的发生。

Description

含纠正OTP错误功能的温度传感器装置及OTP错误的纠正方法
技术领域
本发明涉及温度传感器芯片领域，具体地，涉及一种含纠正OTP错误功能的温度传感器装置及OTP错误的纠正方法。
背景技术
温度传感器是一种计量芯片，在出厂前已经做了内部校准的过程。客户无须任何外部校准的手段，就可以直接使用。广泛应在体温计，粮情检测，激光校准，通讯基站等方面。其所处的环境有高温，低温，复杂的电磁干扰，内部校准的数据会可能会存在错误的可能。如果由于数据的错误导致输出的温度值出现偏差，轻则会导致系统性能下降，重则会导致系统设备的损毁。
专利文献CN105716734B公开了温度传感器。提供了温度传感器器件和对应的方法。温度传感器可以包含在温度范围内本质上是非传导的第一层以及在所述温度范围内具有变化的电阻的第二层。该专利在解决由于数据的错误导致输出的温度值出现偏差问题上仍然有待提高的空间。
发明内容
针对现有技术中的缺陷，本发明的目的是提供一种含纠正OTP错误功能的温度传感器装置及OTP错误的纠正方法。
根据本发明提供的一种含纠正OTP错误功能的温度传感器装置，包括：OTP存储单元、ECC签名存储单元、ECC计算单元、温度处理单元、寄存器组以及接口单元；所述OTP存储单元与ECC计算单元相连；所述ECC计算单元与ECC签名存储单元相连；所述寄存器组与接口单元相连；所述寄存器组与温度处理单元相连；所述温度处理单元能够通过内部三极管的温度特性，将模拟电压转变成数字式的温度值，保存于寄存器中。
优选地，所述OTP存储单元存储的数据大小为以下任意一种：-4x8比特；-32x8比特；-256x8比特；所述OTP存储单元存储的数据仅仅能够进行单次写操作，不能多次执行写操作。
优选地，所述OTP存储单元存储的数据在读取过程中每次读出8个比特。
优选地，所述ECC签名存储单元独立于OTP存储单元；所述ECC签名存储单元采用以下任意一种：-区别于OTP存储单元的多比特OTP存储单元；-Poly Fuse；-metal Fuse。
优选地，所述ECC计算单元，使用汉明码计算出输入序列的奇偶值；使用汉明码产生数字签名在校准后，写入ECC签名存储单元。
优选地，所述接口电路采用以下任意一种协议：-单线形式的S-Wire协议；-OneWire协议；-双线的I2C协议；-SMBus协议；-串口UART协议；-三线格式的SPI协议。可以读取寄存器组中的值，或向寄存器组写入数据。
优选地，所述寄存器组包括：温度寄存器、传感器状态表示寄存器。
根据本发明提供的一种OTP错误的纠正方法，采用含纠正OTP错误功能的温度传感器装置，包括：步骤S1：在芯片上电过程中，读取OTP存储单元的数据，获取OTP存储单元数据读取信息；步骤S2：读出ECC签名存储单元中的数据，获取ECC签名存储单元数据读取信息；步骤S3：根据OTP存储单元数据读取信息、ECC签名存储单元数据读取信息，判断OTP存储单元中的数据是否正确；若否，则获取OTP存储单元数据纠正控制信息。
与现有技术相比，本发明具有如下的有益效果：
本发明所提供的可纠正OTP数据错误的方法和电路可以有效的阻止和预防这种情况的发生。每次获取温度数据可以获得整个OTP的情况。如果发生TVLD’信号变成1，那么就表示此温度出现了异常，需要立刻更换新的主板，从而避免了进一步的损失。通常情况下，OTP的失效都是从单一比特开始，然后逐步增加失效的比特位。因此，每天主机可以读取状态寄存器，如果发现OTPError比特置成了1，OTPCorrect是1’b1，主机需要向控制中心报警，准备更换新的主板。整个系统还可以继续运行，应为ECC算法可以纠正出错的比特位。测量的温度值依然是对的。TVLD’是0。
附图说明
通过阅读参照以下附图对非限制性实施例所作的详细描述，本发明的其它特征、目的和优点将会变得更明显：
图1为本发明实施例中的一种可纠正OTP出错数据的温度传感器的内部结构示意图。
图2为本发明实施例中ECC纠正工作的过程示意图。
具体实施方式
下面结合具体实施例对本发明进行详细说明。以下实施例将有助于本领域的技术人员进一步理解本发明，但不以任何形式限制本发明。应当指出的是，对本领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明构思的前提下，还可以做出若干变化和改进。这些都属于本发明的保护范围。
根据本发明提供的一种含纠正OTP错误功能的温度传感器装置，包括：OTP存储单元、ECC签名存储单元、ECC计算单元、温度处理单元、寄存器组以及接口单元；所述OTP存储单元与ECC计算单元相连；所述ECC计算单元与ECC签名存储单元相连；所述寄存器组与接口单元相连；所述寄存器组与温度处理单元相连；所述温度处理单元能够通过内部三极管的温度特性，将模拟电压转变成数字式的温度值，保存于寄存器中。
优选地，所述OTP存储单元存储的数据大小为以下任意一种：-4x8比特；-32x8比特；-256x8比特；所述OTP存储单元存储的数据仅仅能够进行单次写操作，不能多次执行写操作。
优选地，所述OTP存储单元存储的数据在读取过程中每次读出8个比特。
优选地，所述ECC签名存储单元独立于OTP存储单元；所述ECC签名存储单元采用以下任意一种：-区别于OTP存储单元的多比特OTP存储单元；-Poly Fuse；-metal Fuse。
优选地，所述ECC计算单元，使用汉明码计算出输入序列的奇偶值；使用汉明码产生数字签名在校准后，写入ECC签名存储单元。
优选地，所述接口电路采用以下任意一种协议：-单线形式的S-Wire协议；-OneWire协议；-双线的I2C协议；-SMBus协议；-串口UART协议；-三线格式的SPI协议。可以读取寄存器组中的值，或向寄存器组写入数据。
优选地，所述寄存器组包括：温度寄存器、传感器状态表示寄存器。
具体地，在一个实施例中，一种可纠正OTP错误的温度传感器，其包括：OTP存储单元、ECC签名存储单元、ECC计算单元、温度处理单元、寄存器组和接口单元。在芯片上电过程中，读取OTP存储单元的数据，ECC计算单元计算出数字签名，同时读出ECC签名存储单元中的数据，比较两个数值。可以得出OTP存储单元中的数据是否正确。
在芯片测试校准时，OTP存储单元内的数据写入完成后。使用汉明码计算出ECC数字签名。将此签名写入ECC签名存储单元中。因为ECC数字签个数比较少，所以存储单元的介质使用Fuse是合适的。
在芯片上电后，读取OTP存储单元的数据，ECC计算单元计算出数字签名后，和ECC签名存储单元中值对比，将匹配的结果写入到寄存器OTPError中，如果匹配不成功，将进行纠正过程，如果可以纠正，就更新OTPCorrect寄存器比特。同时将更改对应纠正存储OTP存储单元的数据。
具体地，在一个实施例中，一种可纠正OTP错误的温度传感器，其包括OTP存储单元、ECC签名存储单元、ECC计算单元、温度处理单元、寄存器组和接口单元。在芯片上电过程中，读取OTP存储单元的数据，ECC计算单元计算出数字签名，同时读出ECC签名存储单元中的数据，比较两个数值。可以得出OTP存储单元中的数据是否正确。
所述OTP存储单元，可以存储的数据大小为4x8比特，或32x8比特或256x8比特。其数据只可以单次写操作，不能多次执行写操作。数据读取的过程是每次读出8个比特。
所述ECC签名存储单元，独立于OTP存储单元的另一个多比特的OTP存储单元、或Poly Fuse、或metal Fuse。
所述温度处理单元，通过内部三极管的温度特性，将模拟电压转变成数字式的温度值，保存于寄存器中。
所述ECC计算单元，使用汉明码(HamCode)的计算出输入序列的奇偶值：以32比特数据为例，
Figure BDA0002410987360000041
Figure BDA0002410987360000042
Figure BDA0002410987360000043
Figure BDA0002410987360000051
Figure BDA0002410987360000052
HamCode[5]＝D32
Figure BDA0002410987360000053
是异或关系。
使用HamCode码产生数字签名在校准后，写入ECC签名存储单元。
所述接口电路可以是单线形式的S-Wire协议或OneWire协议，或双线的I2C协议或SMBus协议，串口UART协议或三线格式的SPI协议。可以读取寄存器组中的值，或向寄存器组写入数据。
所述寄存器组含有存储温度处理单元所输出的温度数值称为温度寄存器，其数据格式是：
T11 T10 T9 T8 T7 T6 T5 T4
T3 T2 T1 T0 TVLD’
含有表示传感器状态的的寄存器，其数据格式如下：
Figure BDA0002410987360000054
其中的OTPError和OTPCorrect两者之间的关系：
Figure BDA0002410987360000055
TVLD’和OTPError和OTPCorrect的逻辑关系是
TVLD’＝～(OTPError&～OTPCorrect)；
根据本发明提供的一种OTP错误的纠正方法，采用含纠正OTP错误功能的温度传感器装置，包括：步骤S1：在芯片上电过程中，读取OTP存储单元的数据，获取OTP存储单元数据读取信息；步骤S2：读出ECC签名存储单元中的数据，获取ECC签名存储单元数据读取信息；步骤S3：根据OTP存储单元数据读取信息、ECC签名存储单元数据读取信息，判断OTP存储单元中的数据是否正确；若否，则获取OTP存储单元数据纠正控制信息。
本发明所提供的可纠正OTP数据错误的方法和电路可以有效的阻止和预防这种情况的发生。每次获取温度数据可以获得整个OTP的情况。如果发生TVLD’信号变成1，那么就表示此温度出现了异常，需要立刻更换新的主板，从而避免了进一步的损失。通常情况下，OTP的失效都是从单一比特开始，然后逐步增加失效的比特位。因此，每天主机可以读取状态寄存器，如果发现OTPError比特置成了1，OTPCorrect是1’b1，主机需要向控制中心报警，准备更换新的主板。整个系统还可以继续运行，应为ECC算法可以纠正出错的比特位。测量的温度值依然是对的。TVLD’是0。
本领域技术人员知道，除了以纯计算机可读程序代码方式实现本发明提供的系统及其各个装置、模块、单元以外，完全可以通过将方法步骤进行逻辑编程来使得本发明提供的系统及其各个装置、模块、单元以逻辑门、开关、专用集成电路、可编程逻辑控制器以及嵌入式微控制器等的形式来实现相同功能。所以，本发明提供的系统及其各项装置、模块、单元可以被认为是一种硬件部件，而对其内包括的用于实现各种功能的装置、模块、单元也可以视为硬件部件内的结构；也可以将用于实现各种功能的装置、模块、单元视为既可以是实现方法的软件模块又可以是硬件部件内的结构。
在本申请的描述中，需要理解的是，术语“上”、“下”、“前”、“后”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“顶”、“底”、“内”、“外”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本申请和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本申请的限制。
以上对本发明的具体实施例进行了描述。需要理解的是，本发明并不局限于上述特定实施方式，本领域技术人员可以在权利要求的范围内做出各种变化或修改，这并不影响本发明的实质内容。在不冲突的情况下，本申请的实施例和实施例中的特征可以任意相互组合。

Claims (8)

1.一种含纠正OTP错误功能的温度传感器装置，其特征在于，包括：OTP存储单元、ECC签名存储单元、ECC计算单元、温度处理单元、寄存器组以及接口单元；
所述OTP存储单元与ECC计算单元相连；
所述ECC计算单元与ECC签名存储单元相连；
所述寄存器组与接口单元相连；
所述寄存器组与温度处理单元相连；
所述温度处理单元能够将模拟电压转变成数字式的温度值，保存于寄存器中。
2.根据权利要求1所述的含纠正OTP错误功能的温度传感器装置，其特征在于，所述OTP存储单元存储的数据大小为以下任意一种：
-4x8比特；
-32x8比特；
-256x8比特；
所述OTP存储单元存储的数据仅仅能够进行单次写操作。
3.根据权利要求2所述的含纠正OTP错误功能的温度传感器装置，其特征在于，所述OTP存储单元存储的数据在读取过程中每次读出8个比特。
4.根据权利要求2所述的含纠正OTP错误功能的温度传感器装置，其特征在于，所述ECC签名存储单元独立于OTP存储单元；
所述ECC签名存储单元采用以下任意一种：
-区别于OTP存储单元的多比特OTP存储单元；
-Poly Fuse；
-metal Fuse。
5.根据权利要求1所述的含纠正OTP错误功能的温度传感器装置，其特征在于，所述ECC计算单元，使用汉明码计算出输入序列的奇偶值；
使用汉明码产生数字签名在校准后，写入ECC签名存储单元。
6.根据权利要求1所述的含纠正OTP错误功能的温度传感器装置，其特征在于，所述接口电路采用以下任意一种协议：
-单线形式的S-Wire协议；
-OneWire协议；
-双线的I2C协议；
-SMBus协议；
-串口UART协议；
-三线格式的SPI协议。
7.根据权利要求1所述的含纠正OTP错误功能的温度传感器装置，其特征在于，所述寄存器组包括：温度寄存器、传感器状态表示寄存器。
8.一种OTP错误的纠正方法，其特征在于，采用权利要求1-7任一项所述的含纠正OTP错误功能的温度传感器装置，包括：
步骤S1：在芯片上电过程中，读取OTP存储单元的数据，获取OTP存储单元数据读取信息；
步骤S2：读出ECC签名存储单元中的数据，获取ECC签名存储单元数据读取信息；
步骤S3：根据OTP存储单元数据读取信息、ECC签名存储单元数据读取信息，判断OTP存储单元中的数据是否正确；
若否，则获取OTP存储单元数据纠正控制信息。
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