CN113342196A - 用于内嵌式触摸屏控制器的传感器诊断 - Google Patents

Abstract

公开了用于内嵌式触摸屏控制器的传感器诊断。本文描述了检测触敏显示面板内的故障诸如短路和/或开路的存在的装置、方法和系统。在一个实施方式中，公开了触摸屏控制器，该触摸屏控制器包括：一个或更多个接收通道，其中每个接收通道被配置成扫描多个传感器中的对应的传感器组。触摸屏控制器还可以包括多个多路复用器，每个多路复用器被配置成将多个传感器中的相应的传感器选择性地耦接至对应的接收通道或参考电压。触摸屏控制器还可以包括处理装置，该处理装置被配置成基于DC电流感测来检测一个或更多个短路。触摸屏控制器还可以基于一个或更多个接收通道中的每个接收通道的AC电流感测来检测一个或更多个开路。

Description

用于内嵌式触摸屏控制器的传感器诊断

相关申请的交叉引用

本申请要求于2020年2月18日提交的美国临时申请第62/977,923号的权益，其公开内容的全部内容合并至本文中。

技术领域

本公开内容总体上涉及基于触摸和/或存在的显示系统，并且更具体地涉及具有显示传感器诊断能力的显示控制器。

背景技术

电容感测系统可以感测在电极上生成的反映电容变化的电信号。这样的电容变化可以指示触摸事件，例如物体与特定电极的物理接触或接近。电容传感器阵列通过测量电容传感器(例如，电极)的电容并评估指示导电物体的触摸或存在的电容的增量来工作。当导电物体(例如，手指、手或其他物体)接触或紧密接近电容传感器时，电容变化且检测到导电物体。电容变化可以通过电路来测量。电路将与阵列中的电容传感器的测量的电容相对应的信号转换成数字值。所测量的电容通常作为被积分并转换为数字值的电流或电压来接收。

电容传感器广泛用于现代客户应用中，在现有产品中提供用户接口选项。电容传感器可以用于代替机械按钮、拨盘/旋钮和其他类似的机械用户接口控件。使用电容传感器可以代替复杂的机械开关和按钮的功能，在恶劣条件下提供可靠的操作。另外，电容传感器的范围可以从单个按钮到以用于触摸感测表面的电容感测阵列的形式布置的大量按钮。电容传感器阵列在当今的工业和消费市场中无处不在。它们可以在汽车、蜂窝电话、GPS装置、机顶盒、摄像机、计算机屏幕、MP3播放器、数字平板等中找到。

在电容感测中通常使用两种典型类型的电容：1)互电容，其中电容感测电路测量在耦接至电容感测电路的两个传感器之间形成的电容；以及2)自电容，其中电容感测电路测量一个传感器的电容。触摸面板具有类型(1)和(2)两者的电容的分布负载，并且一些触摸解决方案唯一地或者以与其各种感测模式混合的形式感测这两种电容。

附图说明

在附图的图中，通过示例而非限制的方式示出了本实施方式。

图1是示出根据本公开内容的一些实施方式的电容触摸屏显示器的框图。

图2是示出根据本公开内容的一些实施方式的触摸屏控制器的框图。

图3A至图3B是示出根据本公开内容的一些实施方式的在短路检测的各个阶段期间的传感器阵列的图。

图4是示出根据本公开内容的一些实施方式的触摸屏控制器的图。

图5是示出根据本公开内容的一些实施方式的在短路检测期间的传感器阵列的图。

图6是示出根据本公开内容的一些实施方式的在短路检测期间接收通道的半周期数据的图。

图7是示出根据本公开内容的一些实施方式的触摸屏显示器的框图。

图8是根据本公开内容的一些实施方式的用于检测触摸屏显示器中的短路的方法的流程图。

图9是根据本公开内容的一些实施方式的用于检测触摸屏显示器中的短路的方法的流程图。

图10是根据本公开内容的一些实施方式的用于检测触摸屏显示器中的开路的方法的流程图。

图11示出可编程片上系统

微控制器的核心架构的实施方式。

具体实施方式

在以下描述中，出于说明的目的，陈述了许多具体细节以提供对本实施方式的透彻理解。然而，对于本领域技术人员而言将明显的是，可以在没有这些具体细节的情况下实践本实施方式。在其他实例中，为了避免不必要地模糊对该描述的理解，未详细示出而是以框图示出公知的电路、结构和技术。

在描述中对“一个实施方式”或“实施方式”的引用意味着结合该实施方式描述的特定特征、结构或特性被包括在至少一个实施方式中。位于本描述中的各个位置的短语“在一个实施方式中”不一定是指同一实施方式。

电容传感器阵列在当今的工业和消费市场中无处不在。电容感测元件可以用于替代机械按钮、拨盘/旋钮和其他类似的机械用户接口控件的功能。然而，电容感测阵列可能遭受故障和缺陷。例如，电容感测阵列可能遭受短路，其中多个传感器在面板本身上被短路或者在实现传感器的集成电路的接合处被短路。故障的另一示例是“开路”，即传感器迹线之间的断开连接。因为这些故障可能影响触摸感测显示器的性能，所以检测这样的故障特别是在诸如汽车显示器的环境中检测这样的故障是很重要的。传感器诊断程序必须能够在显示模块的运行时执行，并且在运行时必须不干扰所显示的图像。

触摸感测显示面板的结构可以包括多个层，例如盖玻璃、彩色滤光器玻璃、绝缘件、彩色滤光器、一个或更多个偏振器、液晶(LCD)层、公共层(VCOM)、可以实现显示驱动器的层、以及可以实现触摸屏控制器的层。存在许多可以实现显示面板的方式。例如，在表面式(on-sell)配置中，两个顶部(TX&RX)感测层都在彩色滤光器玻璃基板之上，但是在顶部偏振器之下。LCD层不包括显示驱动器或触摸屏控制器(电容感测)功能，且因此显示驱动器或触摸屏控制器需要专用层。在混合内嵌式(hybrid in-sell)配置中，该结构包括在彩色滤光器玻璃上方的一个电容感测层和在彩色滤光器玻璃下方的一个电容感测层。LCD层可以包括触摸屏控制器功能，但是显示驱动器功能仍然需要单独的层。在真正内嵌式(truein-sell)配置中，该结构将触摸屏控制器和显示驱动器功能集成在VCOM层内，并且不需要附加层。

本文描述的实施方式针对检测触敏显示面板内的故障诸如短路和/或开路的存在。显示面板可以包括触摸屏，该触摸屏包括电容传感器阵列和可操作地耦接至触摸屏的触摸屏控制器。传感器阵列可以包括多个电容传感器，并且触摸屏控制器可以以任何适当的配置(例如，真正内嵌式、表面式、混合内嵌式等)在操作上耦接至电容传感器阵列。

本文描述了检测触敏显示面板内的故障诸如短路和/或开路的存在的装置、方法和系统。在一个实施方式中，公开了触摸屏控制器，该触摸屏控制器包括：一个或更多个接收通道，其中每个接收通道被配置成扫描多个传感器中的对应的传感器组。触摸屏控制器还包括多个多路复用器，并且每个多路复用器被配置成将多个传感器中的相应的传感器选择性地耦接至对应的接收通道或参考电压。触摸屏控制器还包括处理装置，该处理装置被配置成：使用DC电流感测来检测一个或更多个短路，以及基于一个或更多个接收通道中的每个接收通道的AC电流感测来检测一个或更多个开路。

图1是示出触摸屏显示器100的一个实施方式的框图。触摸屏显示器100可以包括触摸屏105和触摸屏控制器120。触摸屏105可以是用于显示图像的显示屏，并且可以包括具有盖玻璃、彩色滤光器、偏振器、液晶以及公共层(VCOM)的多个层，在触摸屏105中可以实现电容感测阵列110。在一些实施方式中，触摸屏控制器120可以集成到触摸屏105的VCOM层中，并且可以被配置成测量来自电容感测阵列110的电容。这种配置可以被称为“内嵌式”配置，因为触摸屏控制器功能完全在VCOM层上实现，而不需要附加层。触摸屏控制器120可以将触摸屏控制器和显示驱动器功能一起集成在一个芯片上。触摸屏控制器功能可以指感测导电物体的触摸或接近导电物体，并且显示驱动器功能可以指刷新在触摸屏105上显示的图像。在一些实施方式中，触摸屏105(例如，触摸屏或触摸板)可以耦接至主机计算装置140。在一些实施方式中，电容感测阵列110是使用触摸屏控制器120来检测触摸屏105上的触摸的二维感测阵列。

在一些实施方式中，电容感测阵列110包括电极111(1)至111(L)(其中L是正整数)，这些电极被设置为二维矩阵(也称为XY矩阵)。电容感测阵列110经由传输多个信号的一个或更多个模拟总线115耦接至触摸屏控制器120。电容感测阵列110可以是被组织为行和列的多维电容感测阵列。在其他实施方式中，电容感测阵列110是不透明的电容传感阵列(例如，PC触摸板)。电容感测阵列110可以被设置成具有平坦表面轮廓。可替选地，电容感测阵列110可以具有非平坦表面轮廓。可替选地，可以使用电容感测阵列的其他配置。例如，如受益于本公开内容的本领域普通技术人员将理解的，代替垂直列和水平行，电容感测阵列110可以具有六边形布置等。在一个实施方式中，电容感测阵列110可以被包括在ITO面板或触摸屏面板中。

在一些实施方式中，触摸屏控制器120可以包括一个或更多个接收(RX)通道125(1)至125(N)，以测量电极111(本文也称为“传感器”)上的电荷。存在测量电容感测阵列110上的电容的各种方法，例如自电容感测和互电容感测。RX通道125可以使用任何适当的技术用于测量电容。例如，RX通道125可以各自包括弛张振荡器或其他装置以测量电容，以及计数器或定时器以测量振荡器输出。可替选地，RX通道125可以各自包括运算放大器、开关和积分器电容器。也可以利用本领域技术人员已知的其他电容感测方法。在一个实施方式中，触摸屏控制器120是由加利福尼亚州圣何塞市的Cypress Semiconductor^TM公司开发的Cypress

系列微控制器。RX通道125测量表示电极111(1)至111(L)的自电容的信号。触摸屏控制器120还包括转换器电路(未示出)，例如将测量到的信号转换成数字值的模数转换器(ADC)。触摸屏控制器120还可以包括用于将计数值(例如，电容值)转换为触摸检测决策(也称为开关检测决策)或相对量值的软件构件。应注意，存在用于测量电容的各种已知方法，例如电流对电压相移测量、电阻器-电容器充电定时、电容性桥式分压器、电荷传送、逐次近似、总和增量调制器、电荷累积电路、场效应、互电容、频移或其他电容测量算法。然而，应当注意，在一些实施方式中，触摸屏控制器120可以评估其他测量结果以确定用户交互，而不是相对于阈值评估原始计数。例如，在具有总和增量调制器的触摸屏控制器120中，触摸屏控制器120评估输出的脉冲宽度的比率(即，密度域)，而不是原始计数超过或低于特定阈值。应当注意，RX通道125可以是可以被配置用于不同操作模式的一种类型的感测通道。例如，处于自电容模式的RX通道125被配置作为用于驱动和感测电极111的感测通道，以测量电极相对于地或任何适当的参考电压的自电容。尽管关于自电容感测讨论了本公开内容的实施方式，但是RX通道125也可以被配置成用于互电容模式的感测通道，在该互电容模式中，测量第一电极(RX)与第二电极(TX)之间的互电容。可替选地，RX通道可以被配置用于自电容和互电容模式，在该自电容和互电容模式中可以同时或顺序测量自电容和互电容。

触摸屏控制器120被配置成检测触摸屏105上的一个或更多个触摸。触摸屏控制器120可以检测导电物体，例如手指、无源触笔、有源触笔或其任何组合。如本文所使用的，检测导电物体可以指检测导电物体与触摸屏105的接近或者导电物体与触摸屏105之间的实际物理接触。触摸屏控制器120可以测量电容感测阵列110上的触摸数据。

传感器111可以是导电材料例如铜的电极，而触摸屏105是ITO面板。传感器111可以被配置成使得触摸屏控制器120能够测量自电容、互电容或其任何组合。在另一实施方式中，触摸数据是电容感测阵列110的2D电容图像。在一个实施方式中，当触摸屏控制器120测量触摸感测装置(例如，电容感测阵列110)的互电容时，触摸屏控制器120获得触摸感测装置的2D电容性图像并处理峰值和位置信息的数据。在另一实施方式中，触摸屏控制器120例如从感测阵列110获得电容触摸信号数据集，并且在触摸屏控制器120上执行的手指检测固件识别指示触摸的数据集区域、检测并处理峰值、计算坐标或其任何组合。固件使用本文所描述的实施方式来识别峰值。固件可以计算所得到的峰值的精确坐标。在一个实施方式中，固件可以使用相关算法来计算所得到的峰值的精确坐标，该相关算法计算每个可能角度的相关系数，且将具有最高相关系数的角度识别为触摸的位置。峰值的X/Y坐标可以描述触摸的精确位置，如本文另外详细描述的。可替选地，可以使用其他坐标内插算法来确定所得到的峰值的坐标。触摸屏控制器120可以将精确坐标以及其他信息报告给主机计算装置(未图示)。

在一个实施方式中，触摸屏控制器120的操作可以以板上固件来实现。在其他实施方式中，它们可以以硬件或软件来实现。例如，触摸屏控制器120的操作可以作为指令存储在与触摸屏控制器120分开定位的存储器135中(例如，因为高电压显示驱动器处理与已知的闪存技术不兼容)，触摸屏控制器120可以执行所述指令以执行其功能。例如，触摸屏控制器120可以包括一个或更多个处理装置130(为了便于说明，在图1中示出了单个处理装置)以执行存储器135中的指令来执行功能。处理装置130可以从RX通道125接收信号，并且确定电容感测阵列110的状态，例如是否在感测阵列110上或附近检测到物体(例如，手指)(例如，确定物体的存在)、分辨物体在感测阵列上的位置(例如，确定物体的位置)、跟踪物体的运动、或在触摸传感器处检测到的与物体有关的其他信息。处理装置130可以是任何适当的中央处理单元(CPU)。

在另一实施方式中，触摸屏控制器120可以将原始数据或经部分处理的数据发送至主机计算装置140，而不是在触摸屏控制器120中执行处理装置130的操作。主机计算装置140(以下称为“主机140”)可以包括执行处理装置130的一些或全部操作的逻辑。决策逻辑的操作可以以固件、硬件、软件或其组合来实现。主机140可以包括在对接收数据执行例程的应用中的高级应用编程接口(API)，所述例程例如是灵敏度差异补偿、其他补偿算法、基线更新例程、启动和/或初始化例程、内插操作或缩放操作。关于处理装置130描述的操作可以在主机140的逻辑、应用或其他硬件、软件和/或固件中实现。主机140还可以包括非感测动作硬件或软件，其可以用于处理数据和/或从主机接收数据/向主机发送数据。例如，附加部件(例如，键盘、小键盘、鼠标、跟踪球、LED、显示器或其他外围装置)可以被实现成与触摸屏控制器120以及电容感测阵列110一起操作。

在一个实施方式中，传感器111分别被配置成行和列。应当注意，传感器111的行和列可以由触摸屏控制器120配置为用于自电容测量的单独电极。触摸屏控制器120经由例如多路复用器可以将电极111配置为用于自电容感测的接收电极，并将一个或更多个电极配置为阻挡电极。在一些实施方式中，触摸屏控制器120还可以将一些电极111配置成由屏蔽信号驱动。

在一些实施方式中，触摸屏105可以包括多个触摸屏控制器120，触摸屏控制器可以全部与电容感测阵列110一起位于公共载体基板例如集成电路(IC)管芯基板或多芯片模块基板上。在这些实施方式中，第一触摸屏控制器120可以充当主控制器，并且可以用于扫描电容感测阵列110的特定传感器，并且其他触摸屏控制器120X可以充当从控制器，以扫描电容感测阵列110的其余传感器。

触摸屏控制器120的描述可以被生成并被编译用于并入集成电路中。例如，描述触摸屏控制器120或其部分的行为级代码可以使用硬件描述语言诸如VHDL或Verilog来生成，并且被存储至机器可访问介质(例如，CD-ROM、硬盘、软盘等)。此外，行为级代码可以被编译成寄存器传送级(“RTL”)代码、网表、或甚至电路布局，并被存储至机器可访问介质。行为级代码、RTL代码、网表和电路布局可以表示描述触摸屏控制器120的各种抽象的级别。

在一个实施方式中，触摸屏显示器100用于平板计算机中。可替选地，电子装置可以用于其他应用，诸如笔记本计算机、移动手持设备、个人数据助理(“PDA”)、键盘、电视、遥控器、监视器、手持多媒体装置、手持介质(音频和/或视频)播放器、手持游戏装置、用于销售交易的点的签名输入装置、电子书阅读器、全球定位系统(“GPS”)或控制面板。本文描述的实施方式不限于用于笔记本实现的触摸屏或触摸传感器板，而是可以用于其他电容感测实现，例如，感测装置可以是触摸传感器滑块(未示出)或触摸传感器按钮(例如，电容感测按钮)。在一个实施方式中，这些感测装置包括一个或更多个电容传感器或其他类型的电容感测电路。本文描述的操作不限于笔记本指针操作，而是可以包括其他操作，例如照明控制(调光器)、音量控制、图形均衡器控制、速度控制或需要逐渐或离散调整的其他控制操作。还应当注意，这些电容感测实现的实施方式可以与非电容感测元件结合使用，包括但不限于选取按钮、滑块(例如显示亮度和对比度)、滚轮、多媒体控制(例如音量、轨迹前进等)、手写识别以及数字小键盘操作。

如参照图2至图9进一步详细讨论的，触摸屏控制器120可以提供在触摸屏显示器100的运行时检测各种类型的故障的能力。故障的一个示例可能是“短路”，即两个以上的传感器在面板本身上被短路或者在实现传感器的集成电路的接合处被短路。故障的另一示例是“开路”，即传感器迹线之间的断开连接。可以在包括在IC的板上或显示面板本身上两者的各种位置发现开路。所提供的故障检测可以在显示器的操作期间有效，并且可以避免在操作期间图像显示的失真或中断。如本文所使用的，电极或传感器的“扫描”可以指(在自电容模式下)接收通道驱动传感器以测量传感器相对于地或任何适当的参考电压的电容。此外，传感器阵列的“触摸扫描”可以指从阵列中的每个传感器获得(例如，“扫描”)电容测量值，以检测导电物体的存在或接近。因此，传感器阵列的触摸扫描可以包括对传感器阵列所包括的各种电极或传感器的多次扫描。

图2示出了使用所示的特殊多路复用结构的触摸和显示驱动器集成(TTDI)控制器(以下称为“触摸屏控制器200”)。触摸屏控制器200可以是图1所示的触摸屏控制器120的更详细的表示。每个RX通道201可以寻址(例如，连接至)M个不同的传感器(M个传感器形成传感器组)，使得每个RX通道201可以寻址对应的传感器组。可以存在N个RX通道201，从而形成N个传感器组，使得RX通道与所有传感器的数量的比率为N:L＝1:M(例如，1:6)。公共层(VCOM)生成器202在显示刷新间隔期间通过逐个时间帧生成DC电平来驱动传感器205。屏蔽生成器203可以是可编程的任意波形生成器。在电容感测时间窗期间，屏蔽生成器203可以将由RX通道201驱动的传感器205的波形的副本(称为补偿信号)施加至显示器的栅极线(gate line)和数据线以及施加至未使用的传感器205。更具体地，屏蔽生成器203可以匹配由RX通道201产生的波形的相位和幅度，使得由每个RX通道201看到的电容被最小化。否则，在每个RX通道201、未使用的传感器205、显示器的栅极线和数据线之间形成寄生耦合。触摸屏控制器200还可以包括存储器207和处理装置206，该存储器207包括用于执行下面描述的扫描方法的指令，该处理装置206用于执行所述指令。在一些实施方式中，用于执行下面描述的扫描方法的指令可以被实现为处理装置206内的固件。在其他实施方式中，存储器207可以位于单独的装置上，并且可以在通信上耦接至处理装置206。触摸屏控制器200还可以包括部件例如模数转换器(ADC)，为了便于说明，已经从图2中省略了这些部件。

每个多路复用器204可以将相应的传感器205耦接至与该相应的传感器205是其一部分的传感器组相对应的RX通道201。更具体地说，每个多路复用器204可以选择性地将传感器205同时耦接至对应的RX通道201、VCOM生成器202和屏蔽生成器203，或者耦接至地(GND)。在一些实施方式中，每个多路复用器204可以选择性地将传感器205同时耦接至对应的RX通道201、VCOM生成器202和屏蔽生成器203，或者耦接至可编程DC源(例如，屏蔽生成器203)。以此方式，每个RX通道201可以耦接至RX通道201的传感器组中的每个传感器205并对其进行顺序扫描。在下文中，RX通道201通过索引i＝[1；N]来寻址。在下文中，多路复用器204和传感器205通过两个索引(i,j)寻址，其中第一索引i限定对应的多路复用器和传感器可以连接至的RX通道索引(i＝[1；N])，并且其中第二索引j限定对应的多路复用器和传感器所属的第i个传感器组内的传感器索引(j＝[1；M])。当RX通道201(1)经由多路复用器204(1,1)耦接至传感器205(1,1)时，多路复用器204(1,2)至204(1,M)可以将传感器205(1,2)至205(1,M)耦接至GND(或可编程DC源)。类似地，当RX通道201(1)经由多路复用器204(1,2)耦接至传感器205(1,2)时，除204(1,2)之外的其他多路复用器204(1,1)至204(1,M)可以将除205(1,2)之外的其他传感器205(1,1)至205(1,M)耦接至GND或可编程DC源。GND和可编程DC源两者都可以被称为参考电压的示例。

在一些实施方式中，触摸屏控制器200可以使用连接至RX通道的传感器与接地传感器之间的DC电流感测来执行短路检测。短路产生从启用的RX通道到GND的电流路径，这影响ADC转换结果。传统的表面式短路测试技术需要每个传感器的扫描(其余传感器接地)。因此，如果内嵌式面板包括960个传感器，则短路测试将使用传统技术进行960次扫描。

图3A示出了根据本公开内容的实施方式的DC电流感测方法的第一阶段，其中，触摸屏控制器200可以检测传感器组内的短路。触摸屏控制器200可以执行M个扫描集，M个扫描集中的每一个扫描集并行地使用(扫描)RX通道201中的所有RX通道。在M个扫描集中的每一个扫描集期间，在扫描的时刻处，每个传感器组中仅一个传感器205(在图3A中由阴影传感器205指示)被连接至对应的RX通道201。例如，在传感器组1中，传感器205(1,1)可以通过对应的多路复用器204(1,1)连接至RX通道201(1)。未使用的传感器205(1,2)-205(1,M)(在图3A中由无阴影的传感器205指示)经由它们相应的多路复用器204连接至GND。触摸屏控制器200可以执行DC扫描，因此没有AC激励可以被施加至连接的传感器205(1,1)。所连接的传感器205(1,1)的特定电势不同于未使用的传感器205(1,2)至205(1,M)的GND(或可编程DC电平)，并且该电压差形成电流通路，该电流通路形成可以被检测到的泄漏电流。触摸屏控制器200可以以类似的方式执行其余的M个扫描集，每次将每个RX通道201顺序地连接至传感器组的不同的传感器205。触摸屏控制器200可以以这种方式执行M个扫描集中的每一个扫描集，然后检查ADC读数以确定它们是否在制造公差范围内。如果测量到的数据超过制造公差范围限制，则触摸屏控制器200可以报告测试故障。

图3B示出了DC电流感测方法的第二阶段，其中，触摸屏控制器200可以检测传感器组之间的短路。触摸屏控制器200可以顺序地执行N个扫描，其中对于每个扫描，单个通道201连接至对应的传感器组中的所有传感器205。例如，在第一扫描中，RX通道201(1)可以连接至传感器205(1,1)至205(1,M)，并且未使用的传感器(例如，任何其他RX通道201(2)至201(N)上的传感器205)连接至GND(或可编程DC源)。触摸屏控制器200可以以这种方式执行N个扫描中的每个扫描，然后检查ADC读数以确定ADC读数是否在制造公差范围内。如果测量数据超过制造公差范围限制，则FW报告测试故障。

如可以看到的，针对具有960个传感器的内嵌式面板，并且触摸屏控制器200具有160个RX通道(N＝160)和1:6的MUX比率(M＝6)，所需的扫描的次数可以被给定为M+N＝6+160＝166。因此，与需要M×N＝6×160＝960次扫描的传统测试技术相比，测试时间可以减少约M倍。

在一些实施方式中，如果未使用的传感器的接地影响显示器上的图像，则触摸屏控制器可以通过屏蔽生成器203产生的可编程恒定电压来驱动未使用的传感器(以及限定由接收通道201看到的寄生电容的任何其他节点)，而不是将未使用的传感器接地。触摸屏控制器200可以调制屏蔽生成器203的补偿信号，使得正常传感器与损坏传感器之间的ADC读数的差可检测且可以在算法上确定。在一些实施方式中，触摸屏控制器200可以将接近触摸扫描参考电压的某个中间电压用于补偿信号。

如可以看到的，使用DC电流感测进行短路测试和诊断不需要附加的硬件，但是不能作为标准触摸扫描的一部分来执行，并且需要单独的诊断扫描。

第二短路测试方法利用每个检测通道的单独的(可编程的或恒定的)DC偏移电压。使用单独的DC偏移电压使得在扫描期间能够并行地执行短路诊断。图4示出了图2的触摸屏控制器200，且更具体地示出了图2的RX通道201，其具有用于短路测试的偏移电压源。如图4中可以看出，每个RX通道上的偏移电压源是不同的(例如，Voffl≠Voff2≠Voff3≠Voff4)，且因此尽管每个RX通道201的驱动信号是相同的，但是在每个RX通道201处看到的测量波形也将具有不同的DC分量。因此，每个RX通道处的DC偏移将被个别化。各个传感器之间的泄漏电阻(或短路)引起连接至不同的偏移电压感测通道的传感器之间的DC电流和/或引起连接至偏移电压通道的传感器205与连接至屏蔽生成器203的传感器205之间的DC电流。该DC电流引起半周期数据不平衡(图6中所示)，并且可以通过计算半周期不平衡值来检测短路。触摸响应(在理想情况下)对数据不平衡没有影响。应当注意，每个RX通道201的DC偏移值应当足够小，以防止对显示的图像的任何影响。

图5示出了使用用于每个RX通道201的单独偏移电压的短路测试序列。触摸屏控制器200可以启动传感器205的触摸扫描(例如，以检测来自传感器的电容值)。更具体地，触摸屏控制器200可以启动第一扫描集，其中，并行地扫描每个可用RX通道201(对应于每个可用RX通道201的传感器组)的第一传感器(在每次扫描中被扫描的传感器被加阴影；不同的阴影颜色和图案表示RX通道的不同偏移电压)，而其余传感器被屏蔽。在此第一扫描集期间，每个RX通道201可以在激励期间产生样本。每个RX通道201针对激励的每个半周期产生一个样本(如图6所示)。如图6中可见，半周期可以交替地为奇数和偶数。返回参照图5，随后，触摸屏控制器200可以执行第二扫描集，其中，并行地扫描每个可用RX通道201的第二传感器，同时屏蔽其余传感器。同样，每个RX通道201可以针对激励的每个半周期产生一个样本。以此方式，触摸屏控制器200可以迭代地执行M个扫描集，其中M是传感器组中的传感器的数目。

当在扫描期间累积传感器205的触摸信息时，偶数样本和奇数样本(半周期)的量值被求和并相加。因此，用于扫描RX通道201上特定传感器的触摸响应计数计算为：

T_数据＝∑N_偶数+∑N_奇数检测短路基于DC泄漏电流，DC泄漏电流给出为偶数样本量值与奇数样本量值之间的差。因此，用于扫描RX通道201上的特定传感器的DC泄漏电流计算为：

DC_数据＝∑N_偶数-∑N_奇数

图6示出了针对3种不同情况(没有短路、通道至通道传感器短路以及通道至屏蔽传感器短路)的RX通道201(1)和201(2)(具有不同的电压偏移)的半周期数据的图600。在图5中，阴影传感器可以指示在扫描期间未被屏蔽的传感器(例如，连接至它们相应的RX通道201并且通过驱动信号激励)，而无阴影传感器是在扫描期间被屏蔽的那些传感器。在理想情况下(例如，没有短路)，针对RX通道201(1)和RX通道201(2)两者的半周期数据计数可以是对称的，如“没有短路”图所示。如本文所使用的，如果奇数样本和偶数样本在某个预定电平的偏差内在量值上类似，那么RX通道201的半周期数据可以是对称的。如在“没有短路”图中可以看出，奇数半周期的样本和偶数半周期的样本(半周期数据)对于RX通道201(1)和RX通道201(2)是对称的。

相比之下，“通道至通道”图示出RX通道201(1)和RX通道201(2)的半周期数据是不对称的，因此指示通道至通道传感器短路(由图6所示的泄漏电阻(RL)指示)。这种不对称可能由RX通道201(1)和RX通道201(2)中的每一个RX通道的驱动信号的DC分量的差引起。如上所讨论的，触摸屏控制器120可以将RX通道201(1)的任何适当数量的连续样本的半周期数据之间的差与预定偏差阈值进行比较，并且如果该差超过阈值，则可以确定已经检测到通道至通道传感器短路(如果RX通道201(2)也具有非对称半周期数据)。

“通道至屏蔽”图指示当(连接至RX通道201(1)的)未屏蔽的传感器(连接至RX通道201(1))与屏蔽的传感器之间存在短路(由图6所示的泄漏电阻(R_L)指示)时的RX通道201(1)和RX通道201(2)的半周期数据。与由RX通道驱动的传感器的波形相比，所有屏蔽的传感器由相同的波形驱动，所述相同的波形具有相同的AC分量和不同的DC分量(由偏移电压源产生)。如“通道至屏蔽”图中所示，这可能导致半周期数据的不对称性。如在“通道至屏蔽”图中可以看出，RX通道201(1)的半周期数据是不对称的，而RX通道201(2)的半周期数据是对称的。这指示由RX通道201(1)驱动的未屏蔽传感器与屏蔽传感器(例如，正被扫描的传感器与未被扫描的传感器)之间的短路。由RX通道201(2)产生的对称半周期数据指示由RX通道201(2)驱动的传感器既不短路至屏蔽传感器也不短路至非屏蔽传感器。

在一些实施方式中，用于短路测试和诊断的单独的DC偏移电压的使用可以与相关双采样相结合。触摸屏控制器200可以用于切换每个RX通道的DC偏移的接通和关断。以此方式，触摸屏控制器200可以计算每个传感器数据半周期不平衡两次，一次是当DC偏移被接通时，一次是当DC偏移被关断时。例如，参照图4，触摸屏控制器200可以首先并行地扫描每个可用RX通道的第一传感器，同时屏蔽其余的传感器。然而，在此第一扫描期间，触摸屏控制器200可以执行第一传感器205(1,1)的第一扫描，在第一扫描中DC偏移(Voff1)被旁路，并且计算RX通道201(1)的半周期数据不平衡。然后，触摸屏控制器200可以执行第一传感器205(1,1)的第二扫描，在第二扫描中Voff1有效，并且再次计算RX通道201(1)的半周期数据不平衡。然后，触摸屏控制器200可以确定当Voff1有效时的不平衡值与当Voff1被旁路时的不平衡值之间的差。触摸屏控制器200并行地对每个可用的RX通道201的第一传感器执行该扫描方法。如果任何传感器的不平衡值的差的量值大于预定阈值，则触摸屏控制器200可以确定那些传感器正在经历短路。然后，触摸屏控制器200并行地对每个可用RX通道201的第二传感器执行这种扫描方法，直到已经执行了M次扫描(即，已经以这种方式扫描了每个传感器)。不平衡变化可以对应于泄漏检测。

这个构思允许消除任何RX通道内部数据不平衡，例如由于正/负IDAC电流失配、衰减器缺陷等。更具体地，在实际操作期间，即使不存在短路的传感器，用于RX感测通道的半周期数据的偶数样本/奇数样本也不是理想对称的。由于制造差异(诸如正/负基线补偿iDAC源的不良匹配、针对正/负电流方向的衰减器增益的不良匹配、和/或正/负电荷平衡iDAC源的不良匹配等)，RX通道增益和/或偏移对于输入感测电流的正极性和负极性可能不同。这导致固有的样本不对称(内部数据不平衡)。尽管存在允许使内部不平衡最小化的校准过程，但是仍然保留一些有限的值。该残余不平衡值可以被诊断FW(触摸屏控制器200)视为假短路。然而，相关双采样技术的使用(利用Voff1接通和关断进行两次读数并取得差)从测量中消除了内部数据不平衡值。因此，仅由短路产生的不平衡数据保留在差异计数中：

(1)Voff1关断。这里，ADC样本包含关于内部不平衡的信息。

(2)Voff1接通。这里，ADC样本包含内部不平衡+由短路引起的不平衡的数据。

如果取(2)-(1)的差，则仅保留由短路引起的不平衡数据。

如可以看到的，使用单独的DC偏移电压进行短路测试和诊断允许短路测试与触摸扫描同时执行(例如，作为触摸扫描的一部分)，并且不需要单独的诊断扫描。然而，需要用于每个RX通道201的可编程DC偏移源形式的附加硬件来实现用于每个RX通道201的个别化的DC偏移电压。

图2的触摸屏控制器200也可以用于检测传感器205中的开路。当测试开路时，触摸屏控制器可以利用AC电流感测。开路的存在可以改变由感测RX通道201看到的基线电容，且因此改变ADC转换结果。开路测试和检测可以在制造期间和操作期间执行。对于表面式面板，自电容和互电容(Cp/Cm)扫描的组合被用于检测开路。对于具有断开连接的电极的自电容感测模式的ADC读数可能与典型的制造公差限制显著不同，和/或对于由断开的电极形成的交叉点的互电容感测模式的ADC读数可能与典型的制造公差限制显著不同。对于内嵌式面板，可以在LCD光学制造时间测试期间执行开路检测。在这样的制造测试期间，与触摸屏控制器200断开连接的浮置(floating)VCOM传感器可能导致测试图像图案的失真。

在内嵌式面板操作期间，开路测试和检测可以通过电容检测来完成。然而，在传感器111的扫描期间(例如，电容感测时间窗)，屏蔽生成器203可以将补偿信号(例如，由RX通道201驱动的传感器205的波形的副本)施加至显示器的栅极线和数据线(参见图7)。这种运行时有源屏蔽技术从ADC读数中消除了基线电容，从而隐藏了在可接受的面板不均匀性范围内的可能开路。因此，必须恢复基线电容，以使系统对开路敏感。图7示出了触摸屏面板105(作为真正内嵌式面板)，其具有由触摸屏控制器200驱动的栅极TFT线和数据(源极)TFT线。基线恢复(全部或部分)可以在触摸屏面板105的运行时期间以下列方式完成：

·触摸屏控制器200可以改变施加至栅极TFT线和/或数据TFT线的补偿信号的幅度(图7)。目标是使补偿信号波形的幅度不同于由RX通道201产生的波形的幅度。

·触摸屏控制器200可以改变施加至栅极TFT线和/或数据TFT线的补偿信号的相位，以使补偿信号波形的相位不同于由RX通道201产生的波形的相位。

·触摸屏控制器200可以改变施加至栅极TFT线和/或数据TFT线的屏蔽信号的幅度和相位两者。

·触摸屏控制器200可以维持传感器线和栅极线具有相同的正常补偿信号，并且仅改变/调制数据TFT线的补偿信号。栅极线打开(open)TFT结构，并且可以改变单个TFT像素的存储电容器上的电荷。在恢复基线电容期间，重要的是不要给显示的图像引入任何失真。因此，不改变栅极线和传感器线的补偿信号，可以维持显示图像的完整性。

在基线电容(Cp)恢复之后，触摸屏控制器200可以验证ADC读数是否在正常操作范围限制内。如果测量的数据超过操作范围限制，则触摸屏控制器200报告测试故障。触摸屏控制器200可以使用来自已知没有开路/短路的面板的参考数据来建立对操作范围的限制，用于比较的目的。

图8是根据本公开内容的一些实施方式的检测短路的方法800的流程图。方法800可以由处理逻辑执行，处理逻辑可以包括硬件(例如，电路、专用逻辑、可编程逻辑、处理器、处理装置、中央处理单元(CPU)、片上系统(SoC)等)、软件(例如，在处理装置上运行/执行的指令)、固件(例如，微代码)或其组合。例如，方法800可以由执行短路检测固件的触摸屏控制器200执行。

还参照图2、图3A和图3B，在框805处，触摸屏控制器可以被配置用于DC电流感测。触摸屏控制器200可以执行M个扫描集，M个扫描集中的每一个扫描集并行地使用(扫描)RX通道201中的所有RX通道。在M个扫描集中的每一个扫描集期间，在扫描的时刻处，每个传感器组中仅一个传感器205(在图3A中由阴影传感器205指示)被连接至对应的RX通道201。在框810处，触摸屏控制器200可以将每个第i组中的第j传感器205(i,j)(在图3A中由阴影传感器205指示)连接至其对应的第i RX通道201(i)，并且在框815处，可以执行对每个连接的传感器205的扫描。触摸屏控制器200可以执行DC扫描，因此没有AC激励可以被施加至连接的传感器205。未使用的传感器205(在图3A中由无阴影的传感器205指示)经由它们相应的多路复用器204连接至GND。在框820处，触摸屏控制器200可以确定来自扫描的测量结果是否在制造公差范围内。更具体地，连接的传感器205存在不同于未使用的传感器205的GND(或可编程DC电平)的特定电势，并且该电压差形成电流通路，该电流通路形成可以被检测并与制造公差范围相比较的泄漏电流。触摸屏控制器200可以以类似的方式执行其余的M个扫描集(直到j≥M，如框825所示)，每次将每个RX通道201顺序地连接至传感器组的不同传感器205，直到每个传感器205已经被扫描。触摸屏控制器200可以以这种方式执行M个扫描集中的每一个扫描集，然后检查ADC读数以确定它们是否在制造公差范围内。如果任何传感器205的测量数据超过制造公差范围限制，则触摸屏控制器200可以报告测试故障。

然后，触摸屏控制器200可以开始DC电流感测方法的第二阶段，其中，触摸屏控制器200可以检测传感器组之间的短路。触摸屏控制器200可以顺序地执行N个扫描集，其中对于每个扫描集，单个通道201连接至对应的传感器组中的所有传感器205(在图3B中由阴影传感器205指示)。在框830处，第i RX通道201(i)可以连接至其对应的第i传感器组中的所有传感器205(i,1)至205(i,M)(在图3B中由阴影传感器205指示)，并且未使用的传感器(例如，在任何其他RX通道201上的、在图3B中由无阴影传感器205指示的传感器205)连接至GND(或可编程DC源)。例如，在第一扫描集中，RX通道201(1)可以连接至传感器205(1,1)至205(1,M)(例如，传感器组1中的传感器)。在框835处，触摸屏控制器200可以随后执行对每个连接的传感器的扫描，且在框840处，可以检查ADC读数以确定ADC读数是否在制造公差范围内。如果测量数据超过制造公差范围限制(即在框840处的查询为假)，则FW报告测试故障。在框845处，触摸屏控制器200可以以这种方式执行N个扫描集中的每个扫描集(直到i>N)，直到已经扫描了每个传感器205。如果所有传感器的测量数据都在制造公差范围限制内(即，针对N个扫描中的每个扫描，在框840处的查询都为真)，则触摸屏控制器200可以报告测试已经通过。

图9是根据本公开内容的一些实施方式的检测短路的方法900的流程图。方法900可以由处理逻辑执行，处理逻辑可以包括硬件(例如，电路、专用逻辑、可编程逻辑、处理器、处理装置、中央处理单元(CPU)、片上系统(SoC)等)、软件(例如，在处理装置上运行/执行的指令)、固件(例如，微代码)或其组合。例如，方法900可以由执行短路检测固件的触摸屏控制器200执行。

还参照图4、图5和图6，在框905处，触摸屏控制器200可以启动在每个RX通道上的偏移电压源，并且每个偏移电压源可以是不同的(例如，Voffl≠Voff2≠Voff3≠Voff4)。因此，尽管每个RX通道201的驱动信号(AC分量)是相同的，但是在每个RX通道201处看到的测量波形将具有不同的DC分量。各个传感器之间的泄漏电阻(或短路)引起连接至不同偏移电压感测通道的传感器之间的DC电流和/或引起连接至偏移电压通道的传感器205与连接至屏蔽生成器203的传感器205之间的DC电流。该DC电流引起半周期数据不平衡(图6中所示)，并且可以通过计算半周期不平衡值来检测短路。触摸响应(在理想情况下)对数据不平衡没有影响。应当注意，每个RX通道201的DC偏移值应当足够小，以防止对显示图像的任何影响。

在框910处，触摸屏控制器200可以启动传感器205的触摸扫描(例如，由此来检测电容值)。更具体地，触摸屏控制器200可以启动第一扫描集，其中，并行地扫描每个可用RX通道201(对应于每个可用RX通道的传感器组)的第一传感器(在每次扫描中被扫描的传感器在图5中被指示为阴影传感器)，而其余传感器被屏蔽(在图5中由无阴影传感器指示)。在此第一扫描集期间，每个RX通道201可以在激励期间产生样本。每个RX通道201针对激励的每个半周期产生一个样本(如图6所示)。如图6中可见，半周期可以交替地是奇数和偶数。返回参照图5，随后，触摸屏控制器200可以执行第二扫描集，其中，并行地扫描每个可用RX通道201的第二传感器，同时屏蔽其余传感器。同样，每个RX通道201可以针对激励的每个半周期产生一个样本。以此方式，触摸屏控制器200可以迭代地执行M个扫描集，其中M是传感器组中的传感器的数目。在框915处，触摸屏控制器200可以确定每个传感器205的半周期不平衡。

在框920处，触摸屏控制器200可以去激活每个通道上的偏移电压源，并且在框925处可以运行另一触摸扫描。在框930处，触摸屏控制器200可以确定每个传感器205的半周期不平衡，并计算每个传感器205的不平衡的变化(具有偏移电压的半周期不平衡与不具有偏移电压的半周期不平衡之间的差)。在框940处，触摸屏控制器200可以确定每个传感器205的半周期不平衡的差是大于阈值差还是小于阈值差。如果所有传感器205的半周期不平衡的差小于阈值，则触摸屏控制器200可以报告测试成功并且没有检测到短路。如果任何传感器205的半周期不平衡的差大于阈值，则触摸屏控制器200可以确定已经检测到短路，并将测试报告为故障。

图10是根据本公开内容的一些实施方式的检测开路的方法1000的流程图。方法1000可以由处理逻辑执行，处理逻辑可以包括硬件(例如，电路、专用逻辑、可编程逻辑、处理器、处理装置、中央处理单元(CPU)、片上系统(SoC)等)、软件(例如，在处理装置上运行/执行的指令)、固件(例如，微代码)或其组合。例如，方法1000可以由执行开路检测固件的触摸屏控制器200执行。

还参照图7，在框1005处，触摸屏控制器可以将其自身配置用于AC电流感测。开路的存在可以改变RX通道201看到的基线电容，且因此改变ADC转换结果。开路测试和检测可以在制造期间和操作期间执行。对于表面式面板，自电容和互电容(Cp/Cm)扫描的组合被用于检测开路。对于具有断开连接的电极的自电容感测模式的ADC读数可能与典型的制造公差限制显著不同，和/或对于由断开的电极形成的交叉点的互电容感测模式的ADC读数可能与典型的制造公差限制显著不同。对于内嵌式面板，可以在LCD光学制造时间测试期间执行开路检测。在这样的制造测试期间，与触摸屏控制器200断开连接的浮置VCOM传感器可能导致测试图像图案的失真。

在内嵌式面板操作期间，开路测试和检测可以通过电容检测来完成。然而，在传感器111的扫描期间(例如，电容感测时间窗)，屏蔽生成器203可以将补偿信号(例如，由RX通道201驱动的传感器205的波形的副本)施加至显示器的栅极线和数据线(参见图7)。这种运行时有源屏蔽技术从ADC读数中消除了基线电容，从而隐藏了在可接受的面板不均匀性范围内的可能开路。因此，在框1010处，触摸屏控制器200可以恢复基线电容，以使系统对开路敏感。图7示出了触摸屏面板105(作为真正内嵌式面板)，其具有由触摸屏控制器200驱动的栅极TFT线和数据(源极)TFT线。基线恢复(全部或部分)可以在触摸屏面板105的运行时期间以下列方式完成：

·触摸屏控制器200可以改变施加至栅极TFT线和/或数据TFT线的补偿信号的幅度(图7)。目标是使补偿信号波形的幅度不同于由RX通道201产生的波形的幅度。

·触摸屏控制器200可以改变施加至栅极TFT线和/或数据TFT线的补偿信号的相位，以使补偿信号波形的相位不同于由RX通道201产生的波形的相位。

·触摸屏控制器200可以改变施加至栅极TFT线和/或数据TFT线的屏蔽信号的幅度和相位两者。

·触摸屏控制器200可以维持传感器线和栅极线具有相同的正常补偿信号，并且仅改变/调制数据TFT线的补偿信号。栅极线打开TFT结构，并且可以改变单个TFT像素的存储电容器上的电荷。在恢复基线电容期间，重要的是不要给显示的图像引入任何失真。因此，不改变栅极线和传感器线的补偿信号，可以维持显示图像的完整性。

在基线电容(Cp)恢复之后，触摸屏控制器200可以在框1015处执行触摸扫描，并且可以在框1020处验证ADC读数(原始计数)是否在正常操作范围限制内。如果测量的数据超过操作范围限制，则触摸屏控制器200报告测试故障。触摸屏控制器200可以使用来自已知没有开路/短路的面板的参考数据来建立对操作范围的限制，用于比较的目的。

图11示出了能够执行如前所公开的传感器短路和开路检测的

控制器或处理元件的核心架构1100的实施方式，其例如在由Cypress Semiconductor公司(加利福尼亚州，圣何塞市)提供的

系列产品中所使用的。在一个实施方式中，核心架构1100包括微控制器1102。微控制器1102包括CPU(中央处理单元)核1104(其可以对应于图1的处理装置130或图2的处理装置206)、闪存程序存储器1106、DOC(片上调试)1108、预取缓冲器1110、专用SRAM(静态随机存取存储器)1112和特殊功能寄存器1114。在一个实施方式中，DOC 1108、预取缓冲器1110、专用SRAM 1112和特殊功能寄存器1114耦接至CPU核1104(例如，CPU核1006)，而闪存程序存储器1106耦接至预取缓冲器1110。

核心架构1100还可以包括CHub(核心集线器)1116，其包括桥接器1118和经由总线1122耦接至微控制器1102的DMA控制器1120。CHub1116可以提供微控制器1102及其外围设备(例如，外围设备)和存储器与可编程核1124之间的主要数据和控制接口。DMA控制器1120可以被编程为在系统元件之间传送数据而不加重CPU核1104的负担。在各种实施方式中，微控制器1102和CHub 1116的这些子部件中的每一个子部件可以随CPU核1104的每种选择或类型而不同。CHub 1116还可以耦接至共享的SRAM 1126和SPC(系统性能控制器)1128。专用SRAM 1112独立于由微控制器1102通过桥接器1118访问的共享SRAM 1126。CPU核1104在不经过桥接器1118的情况下访问专用SRAM 1112，从而使得本地寄存器和RAM访问与对共享SRAM 1126的DMA访问能够同时发生。尽管在此被标记为SRAM，但是在各种其他实施方式中，这些存储器模块可以是任何合适类型的各种(易失性或非易失性)存储器或数据存储模块。

在各种实施方式中，可编程核1124可以包括子部件(未示出)的各种组合，包括但不限于数字逻辑阵列、数字外围设备、模拟处理通道、全局路由模拟外围设备、(多个)DMA控制器、SRAM和其他适当类型的数据存储器、IO端口和其他适当类型的子部件。在一个实施方式中，可编程核1124包括提供扩展微控制器1102的外部片外访问的机制的GPIO(通用IO)和EMIF(扩展存储器接口)块1130、可编程数字块1132、可编程模拟块1134和特殊功能块1136，每个块都被配置成实现子部件功能中的一个或更多个功能。在各种实施方式中，特殊功能块1136可以包括专用(不可编程)功能块和/或包括至专用功能块的一个或更多个接口例如USB、晶体振荡器驱动、JTAG等。

可编程数字块1132可以包括数字逻辑阵列，数字逻辑阵列包括数字逻辑块的阵列和相关联的布线。在一个实施方式中，数字块架构包括UDB(通用数字块)。例如，每个UDB可以包括ALU功能以及CPLD功能。

在各种实施方式中，可编程数字块1132的一个或更多个UDB可以被配置成执行各种数字功能，包含但不限于以下功能中的一个或更多个：基本I2C从设备；I2C主设备；SPI主设备或SPI从设备；多线(例如，3线)SPI主设备或从设备(例如，多路复用在单个引脚上的MISO/MOSI)；定时器和计数器(例如，一对8位定时器或计数器、一个16位定时器或计数器、一个8位捕获定时器等)；PWM(例如，一对8位PWM、一个16位PWM、一个8位死区PWM等)、电平敏感I/O中断生成器；正交编码器、UART(例如，半双工)；延迟线；以及可以在多个UDB中实现的任何其他合适类型的数字功能或数字功能的组合。

在其他实施方式中，可以使用两个或更多个UDB的组来实现附加功能。仅出于说明而非限制的目的，可以使用多个UDB来实现以下功能：I2C从设备，其支持硬件地址检测和在没有CPU核(例如，CPU核1104)干预的情况下处理完整事务以及帮助防止在数据流中的任何位上的强制时钟延伸的能力；I2C多主设备，其可以在单个块中包括从设备选项；任意长度PRS或CRC(高达32位)；SDIO；SGPIO；数位相关器(例如，具有高达32位具有4倍过采样并且支持可配置阈值)；LINbus接口；增量总和调制器(例如，用于具有差分输出对的D类音频DAC)；I2S(立体声)；LCD驱动控制(例如，UDB可以用于实现LCD驱动块的定时控制并提供显示RAM寻址)；全双工UART(例如，7位、8位或9位，其中1或2个停止位和奇偶校验，以及RTS/CTS支持)、IRDA(发送或接收)；捕获定时器(例如，16位等)；死区PWM(例如，16位等)；SMbus(包括在软件中利用CRC对SMbus分组格式化)；无刷电机驱动(例如，以支持6/12步换向)；自动波特率检测和生成(例如，自动确定从1200波特到115200波特的标准速率的波特率，并在检测之后生成所需时钟以生成波特率)；以及可以在多个UDB中实现的任何其他合适类型的数字功能或数字功能的组合。

可编程模拟块1134可以包括模拟资源，包括但不限于比较器、混频器、PGA(可编程增益放大器)、TIA(互阻抗放大器)、ADC(模数转换器)、DAC(数模转换器)、电压基准、电流源、样本和保持电路以及任何其他合适类型的模拟资源。可编程模拟块1134可以支持各种模拟功能，包括但不限于模拟路由、LCD驱动IO支持、电容感测、电压测量、电机控制、电流至电压转换、电压至频率转换、差分放大、光测量、感应位置监测、滤波、音圈驱动、磁卡读取、声学多普勒测量、回波测距、调制解调器发送和接收编码、或任何其他适当类型的模拟功能。

本文描述的实施方式可以用在互电容感测系统、自电容感测系统或互电容感测系统和自电容感测系统两者的组合的各种设计中。如受益于本公开内容的本领域普通技术人员将理解的，本文描述的实施方式不依赖于特定的电容感测解决方案，并且也可以与包括光学感测解决方案的其他感测解决方案一起使用。

在以上描述中，阐述了许多细节。然而，对于受益于本公开内容的本领域普通技术人员明显的是，可以在没有这些具体细节的情况下实践本公开内容的实施方式。在一些情况下，为了避免模糊描述，以框图的形式而不是详细地示出公知的结构和装置。

具体实施方式的某些部分按照对计算机存储器内的数据位的操作的算法和符号表示而呈现。这些算法描述和表示是数据处理领域的技术人员用于将技术人员的工作实质最有效地传达给本领域的其他技术人员的手段。此处，算法通常被认为是导致期望结果的步骤的自身一致的序列。这些步骤是要求对物理量进行物理操纵的步骤。通常，尽管不是必须的，但是这些量采用能够被存储、传送、组合、比较和以其他方式操纵的电信号或磁信号的形式。已经证明有时，主要由于普遍使用的原因，把这些信号称为位、值、元素、符号、字符、术语、数字等。

然而，应当牢记，所有这些术语和类似术语均应与适当的物理量相关联，并且仅仅是应用于这些量的方便标签。除非特别声明，否则如根据以上讨论明显的是，可以理解，在整个说明书中，利用诸如“确定”、“检测”、“比较”、“重置”、“添加”、“计算”等术语的讨论指计算系统或类似电子计算装置的动作和处理，计算系统或类似电子计算装置操纵计算系统的寄存器和存储器内被表示为物理(例如，电子)量的数据并将这些数据转换成在计算系统存储器或寄存器或其他这样的信息存储、传输或显示装置内被类似地表示为物理量的其他数据。

本文所使用的词语“示例”或“示例性”意指用作示例、实例或说明。在本文中被描述为“示例”或“示例性”的任何方面或设计不必一定被解释为比其他方面或其他设计优选或有利。相反，词语“示例”或“示例性”的使用旨在以具体的方式来呈现构思。如本申请中所使用的，术语“或”旨在意指包含性的“或”而非排他性的“或”。也就是说，除非另有指定或根据上下文是清楚的，否则“X包括A或B”旨在意指任何自然的包含性排列。也就是说，如果X包括A、X包括B或者X包括A和B两者，则在任何前述情况下都满足“X包括A或B”。此外，除非另有指明或根据上下文明确针对单数形式，否则在本申请中以及所附权利要求中使用的冠词“一”和“一个”一般应被解释为是指“一个或更多个”。此外，除非如此描述，否则全文中术语“实施方式”或“一个实施方式”或“实现方式”或“一个实现方式”的使用并不旨在意指相同的实施方式或实现方式。

本文所描述的实施方式还可以涉及用于执行本文中的操作的设备。该设备可以针对所需目的而专门构造，或者该设备可以包括通过存储在计算机中的计算机程序选择性地激活或重新配置的通用计算机。这样的计算机程序可以存储在非暂态计算机可读存储介质中，例如但不限于包括以下的任何类型的盘：软盘、光盘、CD-ROM和磁光盘、只读存储器(ROM)、随机存取存储器(RAM)、EPROM、EEPROM、磁卡或光卡、闪速存储器或者适合于存储电子指令的任何类型的介质。术语“计算机可读存储介质”应当被视为包括存储一组或更多组指令的单个介质或多个介质(例如，集中式或分布式数据库和/或相关联的高速缓存和服务器)。术语“计算机可读介质”还应该被视为包括能够存储、编码或承载由机器执行并且使机器执行本实施方式的方法中的任何一种或更多种方法的指令集的任何介质。术语“计算机可读存储介质”因此应当被视为包括但不限于固态存储器、光学介质、磁介质、能够存储用于由机器执行并且使机器执行本实施方式的方法中的任何一种或更多种方法的指令集的任何介质。

本文呈现的算法和显示并不固有地与任何特定计算机或其他设备相关。各种通用系统可以与根据本文的教导的程序一起使用，或者可以证明构建更加专用的设备以执行所需的方法步骤是便利的。根据下面的描述，各种这些系统的所需结构将明显。另外，并未参考任何特定的编程语言对本实施方式进行描述。应当理解，各种编程语言可以用于实现如本文所描述的实施方式的教导。

以上描述阐述了许多具体细节，例如具体系统、部件、方法等的示例，以便提供对本公开内容的若干实施方式的良好理解。然而，对于本领域技术人员将明显的是，可以在没有这些具体细节的情况下实践本公开内容的至少一些实施方式。在其他实例中，为了避免不必要地模糊本发明的实施方式，没有详细描述公知的部件或方法，或者以简单的框图格式来呈现公知的部件或方法。因此，以上阐述的具体细节仅是示例性的。特定的实现方式可以不同于这些示例性细节，并且仍然被认为在本实施方式的范围内。

应当理解，以上描述旨在是说明性的而非限制性的。在阅读并理解以上描述之后，许多其他实施方式对本领域技术人员将是明显的。因此，应当参照所附权利要求以及这些权利要求所授权的等同物的全部范围来确定本实施方式的范围。

Claims (20)

1.一种设备，包括：

一个或更多个接收通道，每个接收通道被配置成扫描多个传感器中的对应的传感器组；

多个多路复用器，每个多路复用器被配置成将所述多个传感器中的相应的传感器选择性地耦接至对应的接收通道或参考电压；以及

处理装置，所述处理装置被配置成：

基于直流电流感测来检测所述多个传感器当中的一个或更多个短路；以及

基于所述一个或更多个接收通道中的每个接收通道的交流电流感测来检测所述多个传感器当中的一个或更多个开路。

2.根据权利要求1所述的设备，其中，为了检测所述一个或更多个短路，所述处理装置被配置成：

迭代地将每个传感器组中的单个未扫描的传感器连接至对应的接收通道以并行地扫描每个传感器组中的单个传感器、同时所述多个传感器中的每个其他传感器连接至参考电压，直到所述多个传感器中的每个传感器已经被扫描为止；以及

顺序地扫描每个传感器组，其中，为了扫描传感器组，所述处理装置被配置成：

将该传感器组中的传感器中的每一个传感器连接至对应的接收通道，以并行地扫描该传感器组中的传感器中的每一个传感器。

3.根据权利要求2所述的设备，其中，所述参考电压是施加至所述多个传感器以使由每个接收通道所看到的电容最小化的补偿信号。

4.根据权利要求1所述的设备，还包括：

一个或更多个偏移电压源，所述一个或更多个偏移电压源中的每个偏移电压源耦接至相应的接收通道，其中，所述处理装置被配置成基于来自所述多个传感器中的每个传感器的扫描的直流泄漏电流来检测所述一个或更多个短路。

5.根据权利要求4所述的设备，其中，为了检测所述一个或更多个短路，所述处理装置被配置成：

迭代地进行以下处理，直到所述多个传感器中的每个传感器已经被扫描为止：

将每个传感器组中的单个未扫描的传感器连接至对应的接收通道以并行地扫描每个传感器组中的单个传感器，同时所述多个传感器中的每个其他传感器被屏蔽；以及

基于在并行地扫描每个传感器组中的单个传感器的同时由每个接收通道生成的半周期数据来确定是否存在任何短路。

6.根据权利要求4所述的设备，其中，基于直流泄漏电流来检测所述一个或更多个短路作为触摸扫描的一部分而发生。

7.根据权利要求1所述的设备，还包括屏蔽生成器，所述屏蔽生成器被配置成向所述多个传感器施加补偿信号以使每个接收通道的基线电容最小化并检测所述一个或更多个开路，其中，所述处理装置被配置成：

恢复每个接收通道的基线电容；

经由所述一个或更多个接收通道扫描所述多个传感器中的每个传感器；以及

基于来自每个接收通道的模数转换器读数与正常操作范围数据的比较来检测所述一个或更多个开路。

8.一种系统，包括：

触摸面板，其包括多个传感器；以及

触摸屏控制器，其在操作上耦接至所述触摸面板，所述触摸屏控制器包括：一个或更多个接收通道，每个接收通道被配置成扫描所述多个传感器中的对应的传感器组，所述触摸屏控制器被配置成：

将补偿信号施加至所述触摸面板的一条或更多条栅极线和数据线，以使每个接收通道的基线电容最小化；

基于直流电流感测来检测所述多个传感器当中的一个或更多个短路；以及

基于所述一个或更多个接收通道中的每个接收通道的交流电流感测来检测所述多个传感器当中的一个或更多个开路。

9.根据权利要求8所述的系统，其中，为了基于交流电流感测来检测所述一个或更多个开路，所述触摸屏控制器被配置成：

恢复每个接收通道的基线电容；

经由所述一个或更多个接收通道扫描所述多个传感器中的每个传感器；以及

基于来自每个接收通道的模数转换器读数与正常操作范围数据的比较来检测所述一个或更多个开路。

10.根据权利要求9所述的系统，其中，为了恢复每个接收通道的基线电容，所述触摸屏控制器被配置成：

修改所述补偿信号的幅度和相位中的一个或更多个，以使所述补偿信号的波形不同于由每个接收通道产生的波形；或者

对于所述栅极线维持所述补偿信号，并且对于所述数据线修改所述补偿信号的幅度和相位中的一个或更多个。

11.根据权利要求8所述的系统，其中，所述触摸屏控制器在真正内嵌式配置中在操作上耦接至所述触摸面板。

12.根据权利要求8所述的系统，其中，为了检测所述一个或多个短路，所述触摸屏控制器被配置成：

迭代地将每个传感器组中的单个未扫描的传感器连接至对应的接收通道以并行地扫描每个传感器组中的单个传感器、同时所述多个传感器中的每个其他传感器连接至参考电压，直到所述多个传感器中的每个传感器已经被扫描为止；以及

顺序地扫描每个传感器组，其中，为了扫描传感器组，所述触摸屏控制器用于：

将该传感器组中的传感器中的每一个传感器连接至对应的接收通道，以并行地扫描该传感器组中的传感器中的每一个传感器。

13.根据权利要求12所述的系统，其中，所述参考电压是所述补偿信号。

14.根据权利要求8所述的系统，其中，所述触摸屏控制器还包括一个或更多个偏移电压源，所述一个或更多个偏移电压源中的每个偏移电压源耦接至相应的接收通道，并且其中，为了检测所述一个或更多个短路，所述触摸屏控制器被配置成：

迭代地进行以下操作，直到所述多个传感器中的每个传感器已经被扫描为止：

将每个传感器组中的第一传感器连接至对应的接收通道以并行地扫描每个传感器组中的第一传感器，同时所述多个传感器中的每个其他传感器被屏蔽；以及

基于在并行地扫描每个传感器组中的第一传感器的同时由每个接收通道生成的半周期数据来确定是否存在任何短路。

15.一种方法，包括：

启动一个或更多个直流偏移电压源，所述一个或更多个偏移电压源中的每个偏移电压源在操作上耦接至一个或更多个接收通道中的接收通道，并且所述一个或更多个接收通道中的每个接收通道被配置成扫描多个传感器中的对应的传感器组；

迭代地将每个传感器组中的单个未扫描的传感器连接至对应的接收通道以并行地扫描每个传感器组中的单个传感器、同时所述多个传感器中的每个其他传感器被屏蔽，直到所述多个传感器中的每个传感器已经被扫描止为；以及

基于在并行地扫描每个传感器组中的单个传感器的同时由每个接收通道生成的半周期数据来确定在所述多个传感器当中是否存在任何短路。

16.根据权利要求15所述的方法，其中，所述多个传感器中的每个传感器耦接至多个多路复用器中的相应的多路复用器，并且每个多路复用器被配置成将所述多个传感器中的相应的传感器选择性地耦接至对应的接收通道或参考电压。

17.根据权利要求15所述的方法，其中，在扫描传感器的同时由接收通道生成的半周期数据包括在偶数半周期处生成的具有第一量值的偶数样本以及在奇数半周期处生成的具有第二量值的奇数样本。

18.根据权利要求17所述的方法，其中，传感器的短路基于传感器的直流泄漏电流，并且传感器的直流泄漏电流包括传感器的半周期数据的偶数样本与奇数样本之间的量值的差。

19.根据权利要求16所述的方法，其中，所述参考电压是施加至所述多个传感器以使每个接收通道的基线电容最小化的补偿信号。

20.根据权利要求19所述的方法，还包括：

恢复每个接收通道的基线电容；

扫描所述多个传感器中的每个传感器；以及

基于来自每个接收通道的模数转换器读数与正常操作范围数据的比较来检测一个或更多个开路。

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