CN114430803A - 用于集成电路的管芯上热感测网络 - Google Patents

Abstract

一种半导体集成电路(IC)包括：在IC中的间隔开的位置处的第一环形振荡器(ROSC)电路和第二ROSC电路，每个ROSC电路在操作中具有随温度变化的相应振荡频率；半导体温度传感器，其位于IC中靠近第一ROSC电路，并提供指示温度的传感器输出信号；以及至少一个处理器，其被配置为至少基于传感器输出信号、第二ROSC电路的振荡频率和第一ROSC电路的振荡频率来指示第二ROSC电路处的温度。

Description

用于集成电路的管芯上热感测网络

相关申请的交叉引用

本申请要求于2019年7月29日提交的题为“Integrated Circuit TemperatureSensor”的美国临时专利申请No.62/879,625的优先权，其内容通过引用整体并入本文。

技术领域

本发明涉及集成电路领域。

背景技术

集成电路(IC)可以包括在平坦半导体衬底(诸如硅晶圆)上的模拟和数字电子电路。使用光刻技术将微型晶体管印刷到衬底上，以在非常小的面积内生产数十亿个晶体管的复杂电路，从而使得使用IC的现代电子电路设计既低成本又高性能。IC在称为代工厂的工厂装配线中生产，这些装配线已经将IC(诸如互补金属氧化物半导体(CMOS)IC)的生产商品化。数字IC包含数十亿个晶体管(诸如金属氧化物半导体场效应晶体管(MOSFET))，它们以功能和/或逻辑单元布置在晶圆上，其中数据路径将功能单元互连，数据路径在功能单元之间传递数据值。每个单元具有电源和相关联的接通功率(on power)、关断功率(offpower)、待机功率(standby power)等。

温度传感器嵌入在IC中是已知的。温度传感器可以用于保护IC免受过热条件的影响。例如，如果温度超过阈值，则温度传感器可以导致IC关闭。因此希望温度传感器尽可能可靠。现有的温度传感器通常需要到外部电源(V_CCA)的直接连接。实施供电线来提供这种连接会增加IC的成本和复杂性。

相关技术的前述示例和与之相关的限制旨在是说明性的而非排他性的。在阅读说明书和研究附图后，相关技术的其他限制对于本领域技术人员将变得显而易见。

发明内容

结合旨在示例性和说明性而非在范围上限制的系统、工具和方法来描述和图示说明以下实施例及其方面。

在本公开的一个方面中，提供了一种半导体集成电路(IC)，其包括：在IC中的间隔开的位置处的第一环形振荡器(ROSC)电路和第二ROSC电路，每个ROSC电路在操作中具有随温度变化的相应振荡频率；半导体温度传感器，其位于IC中靠近第一ROSC电路并提供指示温度的传感器输出信号；以及至少一个处理器，其被配置为至少基于传感器输出信号、第二ROSC电路的振荡频率和第一ROSC电路的振荡频率来指示第二ROSC电路处的温度。

在实施例中，至少一个处理器被配置为至少通过基于温度与第一ROSC电路的振荡频率之间的关系来校准温度与第二ROSC电路的振荡频率之间的关系来指示第二ROSC电路处的温度。

在实施例中，至少一个处理器还被配置为至少通过基于温度与传感器输出信号之间的关系来校准温度与第一ROSC电路的振荡频率之间的关系来指示第二ROSC电路处的温度。

在实施例中，至少一个处理器还被配置为在IC中存储：(a)温度与第一ROSC电路的振荡频率之间关系的校准的结果；(b)指示(a)和温度与第二ROSC电路的振荡频率之间的关系的校准的结果之间的差异的数据。

在实施例中，第一ROSC电路具有经耦合以从第一功能晶体管的输出接收电流的输入，并且第二ROSC电路具有经耦合以从第二功能晶体管的输出接收电流的输入。

在实施例中，第一ROSC电路的输入由第一电流源的输出提供，并且第二ROSC电路的输入由第二电流源的输出提供。

在实施例中，第一电流源包括第一亚阈值偏置发生器，其耦合到第一功能晶体管的控制端子并被配置为将第一功能晶体管偏置在亚阈值状态，第一功能晶体管的输出提供第一电流源的输出；并且其中第二电流源包括第二亚阈值偏置发生器，其耦合到第二功能晶体管的控制端子并被配置为将第二功能晶体管偏置在亚阈值状态，第二功能晶体管的输出提供第二电流源的输出。

在实施例中，第一ROSC电路的输入被可切换地耦合以从第一功能晶体管的输出接收电流，使得至少一个处理器被配置为：当第一ROSC电路的输入没有从第一功能晶体管的输出接收电流时，基于第一ROSC电路的振荡频率来确定基准频率；以及当第一ROSC电路的输入从第一功能晶体管的输出接收电流时，基于第一ROSC电路的振荡频率来确定传感器测量频率。

在实施例中，第二ROSC电路的输入被可切换地耦合以从第二功能晶体管的输出接收电流，使得至少一个处理器被配置为：当第二ROSC电路的输入没有从第二功能晶体管的输出接收电流时，基于第二ROSC电路的振荡频率来确定基准频率；以及当第二ROSC电路的输入从第二功能晶体管的输出接收电流时，基于第二ROSC电路的振荡频率来确定传感器测量频率。

在实施例中，半导体IC还包括：电源端口，其被配置为接收外部电源。半导体温度传感器可以耦合到电源端口，用于给半导体温度传感器供电。

在实施例中，半导体IC还包括：核心电压(V_CC核心)供电线，其用于在IC中供应核心电压。第一ROSC电路和第二ROSC电路可以耦合到核心电压供电线。

在实施例中，至少一个处理器被配置为至少通过基于电压下降与第二ROSC电路的振荡频率之间的关系来校准温度与第二ROSC电路的振荡频率之间的关系来指示第二ROSC电路处的温度。

在实施例中，至少一个处理器被配置为至少通过基于电压下降与第一ROSC电路的振荡频率之间的关系来校准温度与第一ROSC电路的振荡频率之间的关系来指示第二ROSC电路处的温度。

在实施例中，每个ROSC电路包括奇数个偏斜(skewed)反相器。

在实施例中，由至少一个处理器指示的温度的准确度在真实温度的±5℃的范围内。

根据本发明的另一方面，提供了一种半导体集成电路(IC)，其包括：电源端口，其被配置为接收外部电源；在IC中的环形振荡器(ROSC)电路，其在操作中具有随温度变化的振荡频率，该ROSC电路被配置为即使当在IC上的所有其他电路系统断电时也从电源端口接收功率；在IC中的至少一个处理器，其被配置为至少基于ROSC电路的振荡频率来指示温度状态。

在实施例中，半导体IC还包括：半导体温度传感器，其位于IC中靠近ROSC电路并提供指示温度的传感器输出信号。至少一个处理器可以被配置为至少通过基于温度与传感器输出信号之间的关系来校准温度与ROSC电路的振荡频率之间的关系来指示温度状态。

在实施例中，ROSC电路为第一ROSC电路，半导体IC还包括：第二ROSC电路，第二ROSC电路在IC中与第一ROSC间隔开，并且在操作时具有随温度变化的振荡频率；以及半导体温度传感器，其位于IC中靠近第二ROSC电路并提供指示温度的传感器输出信号。

在实施例中，至少一个处理器被配置为至少通过以下方式指示温度状态：基于温度与第二ROSC电路的振荡频率之间的关系来校准温度与第一ROSC电路的振荡频率之间的关系；并且基于温度与传感器输出信号之间的关系来校准温度与第二ROSC电路的振荡频率之间的关系。

在实施例中，温度状态识别ROSC电路处的温度至少是阈值温度。在实施例中，半导体IC还包括：控制器，其被配置为响应于识别ROSC电路处的温度至少是阈值温度而使在IC上的电路系统断电。

在实施例中，至少一个处理器包括以下中的至少一项：专用于每个ROSC电路的控制器，以及在半导体IC中的固件的指令下可操作的半导体IC的通用处理器。

根据本公开的另一方面，提供了一种用于指示半导体集成电路(IC)中的温度的方法，其中半导体IC包括：在IC中的间隔开的位置处的第一环形振荡器(ROSC)电路和第二ROSC电路，每个ROSC电路在操作中具有随温度变化的相应振荡频率；以及半导体温度传感器，其位于IC中靠近第一ROSC电路并提供指示温度的传感器输出信号。该方法包括：至少基于传感器输出信号、第二ROSC电路的振荡频率和第一ROSC电路的振荡频率来指示第二ROSC电路处的温度。

在实施例中，指示第二ROSC电路处的温度包括：至少基于温度与第一ROSC电路的振荡频率之间的关系来校准温度与第二ROSC电路的振荡频率之间的关系。

在实施例中，指示第二ROSC电路处的温度还包括：至少基于温度与传感器输出信号之间的关系来校准温度与第一ROSC电路的振荡频率之间的关系。

在实施例中，指示第二ROSC电路处的温度还包括：至少基于电压下降与第二ROSC的振荡频率之间的关系来校准温度与第二ROSC的振荡频率之间的关系。

在实施例中，第一ROSC电路具有经耦合以从第一功能晶体管的输出接收电流的输入，并且第二ROSC电路具有经耦合以从第二功能晶体管的输出接收电流的输入。在实施例中，该方法还包括：在测量模式和基准模式之间切换，在测量模式下，第一ROSC电路经耦合以从第一功能晶体管的输出接收电流，从而基于第一ROSC电路的振荡频率来确定传感器测量频率；在基准模式下，第一ROSC电路的输入没有从第一功能晶体管的输出接收电流，以便基于第一ROSC电路的振荡频率来确定基准频率。

在实施例中，该方法还包括：在基准模式下操作，以确定电压下降与第二ROSC电路的振荡频率之间的关系；存储电压下降与第二ROSC电路的振荡频率之间的所确定的关系的特性；以及在测量模式下操作，以确定第二ROSC电路的传感器测量频率。指示第二ROSC电路处的温度可以至少基于第二ROSC电路的传感器测量频率以及所存储的电压下降与第二ROSC电路的振荡频率之间的所确定的关系的特性。

在实施例中，该方法还包括：通过将半导体温度传感器耦合到从外部电源接收功率的电源端口来给半导体温度传感器供电。

在实施例中，该方法还包括：通过将第一ROSC电路和第二ROSC电路耦合到核心电压(V_CC核心)供电线来给第一ROSC电路和第二ROSC电路供电，核心电压(V_CC核心)供电线在IC中供应核心电压。

根据本公开的另一方面，提供了一种用于指示半导体集成电路(IC)中的温度状态的方法，其包括：从接收外部电源的电源端口给IC中的环形振荡器(ROSC)电路供电，使得即使当在IC上的所有其他电路系统断电时，ROSC电路也从电源端口接收功率，ROSC电路在操作中具有随温度变化的振荡频率；以及至少基于ROSC电路的振荡频率来指示温度状态。

在实施例中，半导体IC包括半导体温度传感器，其位于IC中靠近ROSC电路并提供指示温度的传感器输出信号，并且其中指示温度状态的步骤包括基于温度与传感器输出信号之间的关系来校准温度与ROSC电路的振荡频率之间的关系。

在实施例中，ROSC电路是第一ROSC电路；半导体IC还包括第二ROSC电路，第二ROSC电路在IC中与第一ROSC间隔开，并且在操作中具有随温度变化的振荡频率；并且指示温度状态的步骤可以包括：至少基于温度与第一ROSC电路的振荡频率之间的关系来校准温度与第二ROSC电路的振荡频率之间的关系。

在实施例中，温度状态识别ROSC电路处的温度至少是阈值温度。在实施例中，该方法还包括：响应于识别ROSC电路处的温度至少是阈值温度，使在IC上的电路系统断电。

根据本公开的另一方面，提供了一种系统，其包括：至少一个硬件处理器；以及在其上存储有指令的非瞬态计算机可读存储设备，指令在由所述至少一个硬件处理器执行时，使至少一个硬件处理器：(a)在基准模式和泄漏模式下接收环形振荡器(ROSC)电路的测量值，(b)计算ROSC电路的频率对温度-电压的响应函数，以及(c)将响应函数传输到被配置为对与ROSC电路相关联的控制器进行编程的设备，使得响应函数存储在控制器处，并且能够由控制器使用来补偿ROSC电路的温度读数(readout)。

除了上述示例性方面和实施例之外，通过参考附图并通过研究以下具体实施方式，其他方面和实施例将变得显而易见。此外，以上描述的本发明的各种特征和实施例具体预期单独使用以及以各种组合使用。

附图说明

在参考图中示出了示例性实施例。在图中所示的部件和特征的尺寸通常是为了方便和清晰的呈现而选择的，并不一定按比例示出。下面列出了这些图。

图1示意性地示出了用于IC功率泄漏检测的感测电路的高级框图；

图2示出了用于感测在半导体IC处的温度以用于如果存在过热则关闭IC的现有布置；

图3示出了根据第一配置的温度感测布置的示意性框图；

图4示出了根据第二配置的温度感测布置的示意性框图；

图5示意性地示出了针对数字热传感器和基于环形振荡器电路的温度传感器的电压对温度的曲线图；

图6示出了针对在基准模式和测量(泄漏)模式下操作的基于样品传感器环形振荡器的传感器的时钟周期对温度的示例性曲线图；

图7示出了针对仿真实验的第一部分的温度误差对实际温度的示例性曲线图；

图8示出了针对仿真实验的第二部分的温度误差对实际温度的示例性曲线图；

图9示出了根据本公开的方法的流程图；并且

图10A和图10B共同示出了根据本公开的方法的另一流程图。

具体实施方式

本文公开了一种用于半导体IC的热感测配置及其操作方法。这种配置包括局部热传感器的网络，该网络有利地运用V_CCA供电的热传感器来提供在IC中远离V_CCA供电的热传感器的一个或多个位置处的间接温度测量。在这些远位置处的测量由相对简单和小的环形振荡器(ROSC)电路来促使，该电路可以方便地由IC的核心电源(V_CC)输送网络供电。各种校准、计算和/或相关步骤可以由嵌入在IC中的一个或多个控制单元执行，以便以准确的方式提供那些间接温度测量。

在半导体IC中，在IC的不同位置处感测局部温度是合乎需要的。在IC中通常提供一般基于二极管的一个或多个数字热传感器(DTS)。DTS的功率要求高，并且为了给它提供电功率，它通常连接到IC封装件的V_CCA电源。因此，在IC中需要从V_CCA引脚到DTS的专用传导路径。因此，以这种方式实施多个DTS变得复杂、昂贵且耗电。

利用单个DTS来测量远距离ROSC电路处的温度的本实施例运用在环形振荡器(ROSC)中的延迟对温度的依赖性。反相器延迟通常会随温度而增加，使得ROSC频率随着温度的增加而降低。然而，ROSC不能单独用作可靠的热传感器，因为它对温度的依赖性远非一致或可预测的。

因此，本实施例提供了基于ROSC的温度传感器的有利的实时和连续校准，这可以允许更广泛地使用这种传感器。根据本公开，常规DTS(或更一般地，基于V_CCA或基于V_BE)温度传感器被提供在IC中，并且通常由大约1.2伏-1.8伏的相对高电压供电。这种温度传感器的特点在于其线性度——它产生的输出与温度呈线性关系(当然，排除一些最小且可忽略的变化)。靠近它，提供了ROSC电路。ROSC电路的振荡频率根据温度变化，但通常不是线性地变化，并且有时甚至是不可预测地变化。DTS输出可以用于在IC操作期间校准ROSC电路输出。在IC中期望监测温度的相应位置处提供一个或多个附加ROSC电路。这些附加ROSC电路经由数据线连接到之前的ROSC电路(靠近DTS的ROSC电路)。由于温度可以从之前的经校准的ROSC电路的振荡频率准确地被推断出，因此通过数据线将该校准传播到更远的ROSC电路允许它们也起到相对准确的热传感器的作用。这些远距离的ROSC电路通过到IC的V_CC核心功率输送网络的连接而被有利地供电。这是标准运行到IC中几乎每个位置的电源计划。使用它很简单，不需要为ROSC电路创建新的电源计划。

在一种选择中，至少一个ROSC电路例如从安装有IC的电路板(经由IC的电源引脚)连接到外部电源(V_DD非选通，例如在大约0.5伏-1.0伏的范围内)。即使IC(其可以是例如CPU)关闭，该ROSC电路也被持续地供电。许多设备，尤其是诸如智能手机、智能手表和膝上型计算机的便携式设备，具有保护机构，如果在它们的CPU内部的温度传感器检测到高温，则保护机构将其关闭。在设备被保护机构关闭后，每次使用者将尝试打开设备时，如果温度仍然高，该机构可以立即将其关闭。在这种情况下，使用者可能甚至不知道为什么设备会反复关闭。本公开的这个方面可以帮助避免这种反复尝试(trial-and-error)情况。保护机构可以依靠来自持续供电的ROSC电路(而不是来自依赖于IC的电源状态的温度传感器)的读数来确定设备是应该保持关闭还是可以打开。保护机构有利地不同于CPU。这种方法还可以降低IC上保护机构的成本和尺寸，并减少基于预定定时器计数的最坏情况裕度(margining)。

在2019年1月8日提交的标题为“Integrated Circuit Workload,Temperatureand/or Sub-Threshold Leakage Sensor”的国际(PCT)专利申请号PCT/IL2019/050039描述了一种可以用于温度测量的基于ROSC电路的传感器，该国际(PCT)专利申请的全部内容以引用方式并入本文。如现在将讨论的，在本公开中可选地使用这样的传感器(或其变体)。在此设计中，从功能晶体管(在'039申请中称为“DUT”，此处称为“泄漏设备”)给ROSC电路提供泄漏电流。数字IC实施了大量基于CMOS的子电路，每个子电路与OFF(断开)配置相关联。在OFF配置期间，子电路设备仍可能消耗功率，诸如通常称为静态功耗。IC内所有子电路的静态(或“泄漏”)功率被求和，并且可以被称为“总IC静态功率”。

在数字IC中，亚阈值泄漏可以被认为是在理想情况下将没有电流的状态下的寄生泄漏。相反，在微功率模拟电路中，弱反型是有效的操作区域，并且亚阈值泄漏可以是有用的晶体管模式，可以围绕该晶体管模式设计电路功能。泄漏电流可以用于测量温度。

现在参考图1，其示意性地示出了用于IC功率泄漏检测并由此进行温度测量的热感测电路100的高级框图。感测电路100包括环形振荡器(ROSC)电路101，其有利地基于偏斜反相器配置。感测电路测试一个或多个泄漏设备102，每个泄漏设备102都是具有某个泄漏电流的PMOS或NMOS晶体管。感测电路包括亚阈值偏置生成电路103，以及泄漏使能开关105(由使能引线104使能)，泄漏使能开关105将来自泄漏设备的泄漏电流电连接到振荡器内部节点(即，在每两个相邻的反相器之间)。以两个步骤测量泄漏电流(在F_OUT处)：

1.开关断开，在无泄漏条件下测量振荡器频率，且该值用作基准测量值。

2.开关闭合，并且泄漏设备的泄漏电流变为电连接到振荡器内部节点。振荡器的频率可以与泄漏电流幅度成正比变化。

两个测量值之间的比率可以被计算，并且可以与泄漏设备的亚阈值泄漏电流幅度成比例。第一步骤的基准测量值可以用于针对其他效应(诸如沟道长度变化)来调整频率测量，以检测泄漏设备的亚阈值泄漏。基准频率也可以针对其他效应(诸如局部电压下降(IR下降)和/或类似者)来调整，如下面将进一步讨论的。

ROSC使能信号可以由与(下文讨论的)感测电路100相关联的控制器生成，ROSC使能信号可以根据需要启用和停用ROSC电路101。因此，ROSC电路101可以在需要热测量时被打开，并且在测量之间被关闭，以便节省功率。ROSC使能信号可以直接控制形成ROSC电路101的一部分的与非门(或类似可操作的设备)并且还起到参与ROSC电路的振荡的反相器的作用。只有给定合适的使能信号，才能通过与非门提供功率。

在替代实施例中，不使用ROSC使能信号，在ROSC电路中不存在与非门，并且因此ROSC电路保持持续供电。

亚阈值偏置生成电路(STBGC)103可以放大亚阈值泄漏电流的效应(即增强亚阈值泄漏电流的检测)。STBGC可以生成在亚阈值电压范围内高于零的源极到栅极电压，且因此可以放大泄漏设备的亚阈值泄漏电流。

替代地，偏斜反相器减少了对互补设备的影响。例如，当泄漏设备是PMOS时，环形振荡器反相器NMOS设备的数量可能相对于PMOS设备的尺寸正偏斜(positively skewed)，反之亦然。

在这个示例中，ROSC电路101因此可以用作温度传感器。添加电流以给ROSC电路101馈电。电流发生器增加了ROSC对温度变化的敏感度，使得即使温度的小变化也将导致振荡频率的大(放大的)变化。此外，电流发生器改变了环形振荡器频率和温度之间的相关性，使得温度的增加导致环形振荡器频率的增加。从晶体管的输出电流和可选的泄漏电流(具体地，当栅极以低于晶体管的阈值电压的电压驱动时，从晶体管的漏极泄漏到其源极的电流；称为亚阈值泄漏)给电流发生器馈电。ROSC接收此泄漏电流作为输入。可以理解，其他类型的基于ROSC电路的温度传感器可以被视为替代方案。IC中的温度传感器可以用于各种应用。这些应用之一是用于检测高温条件，例如如上所讨论的。

有利地，与通常范围在10,000平方微米和50,000平方微米之间的常规DST的尺寸相比，ROSC电路101的尺寸可以仅为约200平方微米(例如，在100平方微米-300平方微米之间)。这使得能够在IC上使用多个这样的ROSC电路，而不会牺牲太多的IC的昂贵面积。本领域的技术人员将认识到，这些二维测量是这些设备的最大平面，如在IC被分层地制造的半导体领域中是惯常的。

参考图2，图2示出了根据一些现有技术的用于感测在半导体IC处的温度并且如果存在过热则关闭IC的布置。微处理器150包括衬底PNP晶体管160，其中温度传感器180在微处理器150的外部并且连接在衬底PNP晶体管160的发射极和基极之间。

温度传感器180感测来自衬底PNP晶体管160的PN结的温度数据。虽然它与微处理器150位于同一电路板上，但由于它在微处理器150的外部，它可以随时感测温度，例如在微处理器150关闭时的热事件期间和之后。当温度低于热限制(阈值)时，微处理器150可以被重新供电。示例温度传感器可以包括由美国加利福尼亚州圣何塞(San Jose,California)的马克西姆集成产品公司(Maxim Integrated Products,Inc.)销售的适当地配置的MAX6642芯片。这种配置的缺点在于成本、复杂性和准确度方面。在某些情况下，使用者可能试图在温度充分降低之前给微处理器150重新供电，这导致立即关闭，而没有关于此的原因给使用者任何指示。根据本实施例，基于ROSC电路的温度传感器可以在一些配置中解决这个问题，如将在下文讨论的。

现在参考图3，图3示出了根据第一配置的在IC 200中的温度感测布置的示意性框图。IC可以通过I/O总线275耦合到外部分析平台280，和/或耦合到I²C或JTAG(联合测试行动组)接口290。

在IC 200中，提供了数字热传感器(DTS)210，它是由VccA线供电的常规的(例如，基于二极管的)固有地准确的温度传感器。这可以提供准确的温度测量，而无需定期和/或重复校准。靠近DTS 210提供第一局部温度传感器(LTS)220，第一局部温度传感器(LTS)220在本文中也称为“近侧的”LTS或传感器。

术语“靠近”、“近侧”、“相邻”、“附近”及其同义词在本文中旨在表示DTS 210的最近边缘和第一LTS 220之间的最多几百微米的距离。例如，该距离最多可为100、200或300微米。在100微米的距离处，在附加LTS(在下面将被讨论)处的温度测量的准确度在某些情况下已由发明人建模为±0.5℃，这是相当准确的。距离越大，准确度越低。然而，在某些情况下，即使是1℃-5℃的准确度也是可接受的。如果进行IC的热仿真以便在IC运转时计算在DTS所在的位置和第一LTS所在的位置之间的估计温度差，则在DTS 210和第一LTS 220之间的距离也可以大于几百微米，诸如在300微米-1500微米之间。因此，根据本实施例的温度测量方法还可以包括根据硅前阶段(pre-silicon)执行的这种热仿真的结果来调整测量的步骤。

术语“远”、“远侧”、“间隔开”及其同义词在本文中可以指与DTS相邻的LTS和附加一个或多个(“远侧”)LTS中的任何一个之间的大于500微米、1000微米、2000微米、4000微米、6000微米、7000微米、8000微米、9000微米、或10000微米的距离。

第一LTS 220有利地是以ROSC电路的形式，例如作为图1的热感测电路100讨论的类型。第一LTS 220由V_CC核心线路供电。DTS 210和第一LTS220都通过数据线耦合到第一控制器250，第一控制器250从DTS 210和第一LTS 220读数并且可选地提供参考图1讨论的“泄漏使能”信号和/或“ROSC使能”信号。第一控制器250由此可以基于DTS 210的输出生成用于第一LTS220的校准数据，以便将第一LTS 220的频率读数与由DTS 210测量的温度数据相关和/或匹配。对校准数据的请求可以由第一LTS 220发起，使得如果第一LTS 220感测到其频率的变化，它将从DTS 210请求对应的温度数据。替代地，用于第一LTS 220校准的温度数据可以由DTS 210基于在第一(DTS)控制器250上运行的预定义算法来发起。例如，DTS 210可以以定期的间隔(诸如每1ms-100ms)或更一般地响应于在IC 200中发生的任何预定义事件来发起第一LTS 220的校准循环。

在IC 200中的另一个位置处提供第二LTS 230(在本文中也称为“远侧”LTS或传感器)。如上所述，第二LTS 230也有利地以ROSC电路的形式。第二LTS 230耦合到第二控制器260，第二控制器260可以从第二LTS 230读出测量值并且可选地向第二LTS 230提供“泄漏使能”和/或“ROSC使能”信号。第二控制器260耦合到第一控制器250，第二控制器260通过第一控制器间接口255(由合适的数据线实现)从第一控制器250接收校准数据。使用该校准数据，第二控制器260可以相应地校准第二LTS 230的输出。

在IC 200中的另一个位置处可选地提供第三LTS 240(另一个“远侧”LTS或传感器)。如上文所讨论的，第三LTS 240也有利地以ROSC电路的形式。第三LTS 240耦合到第三控制器270，第三控制器270可以从第三LTS 240读出测量值并且可选地向第三LTS 240提供“泄漏使能”和/或“ROSC使能”信号。第三控制器270耦合到第二控制器260，第三控制器270通过第二控制器间接口265从第二控制器260接收校准数据。使用该校准数据，第三控制器270可以相应地校准第三LTS 240的输出。在替代配置(未示出)中，所有远侧传感器(不与DTS相邻的传感器)的控制器可以直接连接到近侧传感器(与DTS相邻的传感器)的控制器，后者控制器也控制前者控制器。

与第二LTS和第三LTS类似，附加的这种远侧LTS(和相关联的控制器)可以在整个IC中散布在期望测量温度的位置处。在广义意义上，任何数量的远侧LTS(一个或多个)可以布置在IC中，远离与DTS相邻的第一LTS。

例如，第三LTS 240和第三控制器270还可以与I²C或JTAG接口290(或者一般来说，诸如在同一电路板上的允许由安装在IC外部的设备从第三控制器读出数据的任何物理接口)介接(interface)。这允许第三LTS 240和第三控制器270直接通过I²C/JTAG接口290接收供电电压(V_DD非选通，例如在大约0.5伏-1.0伏之间)271。这允许第三LTS 240和第三控制器270即使在IC的其余部分被关闭和/或未通电时也保持操作。第三控制器270由此可以从第三LTS 240读数并向I²C/JTAG接口290提供数字读数272，而不管在IC中的V_CC功率是否有效。为了允许该操作，I²C/JTAG接口290还可以向第三控制器270提供晶体控制的时钟信号273。结果，第三LTS 240，而不是图2所示类型的外部传感器，可以充当用于控制热关闭和重新供电事件的温度传感器。

分析平台280可以是计算机化系统，其包括一个或多个硬件处理器(例如，CPU)、随机存取存储器(RAM)、一个或多个非瞬态计算机可读存储设备和网络接口控制器。(一个或多个)存储设备可以具有存储在其上的程序指令和/或被配置为操作(一个或多个)硬件处理器的部件。程序指令可以包括一个或多个软件模块，诸如计算响应函数的模块，如下面进一步讨论的。软件部件可以包括具有各种软件部件和/或驱动器的操作系统，用于控制和管理一般系统任务(例如，存储器管理、存储设备控制、电源管理、网络通信等)，并促进在各种硬件部件和软件部件之间的通信。

通过将响应函数计算模块的指令加载到RAM中，当指令由(一个或多个)处理器执行时，分析平台280可以操作。响应函数计算模块的指令可以使分析平台280诸如通过其网络接口控制器(例如，通过互联网)接收从一个或多个IC收集的数据，对其进行处理，并为每个IC的每个LTS输出合适的响应函数。

如本文所述的分析平台280仅是本发明的示例性实施例，并且实际上可以仅用硬件、仅用软件或用硬件和软件的组合来实施。分析平台280可以具有比所示更多或更少的部件和模块，可以组合两个或更多个部件，或者可以具有部件的不同配置或布置。分析平台280可以包括使其能够起到可操作计算机系统的作用的任何附加部件，诸如主板、数据总线、电源、显示器、输入设备(例如，键盘、定点设备(pointing deV1ce)、触敏显示器)等。此外，分析平台280的部件可以同位或分布，或者分析平台可以作为一个或多个云计算“实例”、“容器(containers)”和/或“虚拟机”运行，如本领域已知的。

现在参考图4，示出了根据附加配置的IC 201中的温度感测布置的示意性框图。这些配置与图3所示的配置有很多相似之处，并且在使用相同部件的情况下，使用相同的附图标记。图4中所示的配置的功能类似于图3中所示的配置的功能。除了关于以下几点之外(并且，在任何特定实施例中，这些点中的任何一个或多个(多达这些点的全部)可以存在)。IC201包括：DTS210；第一LTS 220；主控制器251；IC固件252；熔丝(fuse)单元253；第二LTS230；第三LTS 231；第四LTS 240；和控制器274。IC固件252可以基于DTS 210的输出为第一LTS 220生成校准数据。在这种情况下，IC固件252每次读取DTS 210时，它还将经由主控制器251读取第一LTS 220读数，并将会将第一LTS 220的频率读数与由DTS 210测量的瞬时温度相关。

例如，可以在IC 201中的其他位置处提供第二LTS 230和第三LTS 240(每个都被认为是“远侧”LTS或传感器)。第二LTS 230和第三LTS 231也有利地以ROSC电路的形式。第二LTS 230和第三LTS 231各自被示为直接耦合到主控制器251，主控制器251可以响应于来自IC固件252的请求从第二LTS 230和/或第三LTS 231读取测量值。如上所述，主控制器251耦合到IC固件252。使用该校准数据，IC固件252将会将第二LTS 230和/或第三LTS231的频率读数转换为瞬时温度测量值。

IC固件252可以利用这种温度测量值以用于诸如关闭IC 201以避免过热、将测量值输出到包含IC 201的系统(例如便携式计算设备，诸如智能手机、智能手表、膝上型计算机等)等目的。此外，IC固件252还可以控制温度测量值通过I/O总线275(代替主控制器251)到分析平台280的传输，并且可以接收增强校准被进行的方式的偶尔的固件更新(例如，如果仅在许多此类IC在现场操作后，IC 201的制造商才发现校准算法的不准确)。

在参考图3和/或图4描述的配置或布置中，本质上提供了局部热传感器(LTS)的网络，其测量在多个管芯位置处的温度。每个局部温度传感器可以根据图1所示的设计或合适的替代方案。测量准确度基于校准局部温度传感器，该校准基于芯片的DTS数据。这可以使用例如在平台280上运行的机器学习算法来实现，如下文所讨论的。校准可以在IC正在操作时执行，并且因此不需要测试仪时间。

如上所述，LTS网络的使用允许在IC上的多个点处同时记录温度数据。一个LTS位于DTS附近，使得在DTS处的任何热变化迅速传播到相邻的LTS并被相邻的LTS经历，并且使得来自这两个传感器的数据可以方便地传输到附近的共用控制器和/或IC固件。然后，可以激活学习流程以：校准位于DTS附近的LTS；并校准网络中的其他(远侧)LTS。这将在下面讨论。不一定需要专门的DTS，并且通常在IC设计内提供的任何常规DTS可能是足够的。控制器(例如，图3中的第一控制器250)被配置为与DTS传感器输出介接(“理解DTS传感器输出”)；附加地或替代地，DTS传感器210的输出可以被配置为与IC固件252介接，IC固件252进而与第一(局部)LTS的控制器介接。

在广义意义上，可以认为半导体集成电路(IC)包括：在IC中间隔开的位置处的第一ROSC电路和第二ROSC电路，每个ROSC电路在操作中具有随温度变化的相应振荡频率(第一ROSC电路通常位于感兴趣的位置)；半导体温度传感器(诸如基于二极管的热传感器和/或数字热传感器)，其位于IC中靠近第一ROSC电路(使得第二ROSC处的温度与半导体温度传感器处的温度非常相似)并提供指示温度的传感器输出信号；以及处理器(在IC内部或IC外部)，其被配置为基于传感器输出信号、第二ROSC电路的振荡频率和第一ROSC电路的振荡频率来指示第二ROSC电路处的温度。处理器可以实现为一个或多个上述控制器，每个控制器专用于一个或多个ROSC电路并与一个或多个ROSC电路相关联；或者替代地，实现为在IC的固件的指令下操作的IC自己的处理器，其主要用于其他目的。进一步替代地，处理器可以实现为一个或多个专用控制器和IC自己的处理器(后者在固件的指令下起作用)的协作。

根据本文公开的任何方面，还可以考虑制造和/或操作这种IC或基于这种IC的系统的方法。例如，这可以包括一种用于指示半导体集成电路(IC)中的温度的方法，其中半导体IC包括：在IC中间隔开的位置处的第一环形振荡器(ROSC)电路和第二ROSC电路，每个ROSC电路在操作中具有随温度变化的相应振荡频率；以及半导体温度传感器，其位于IC中靠近第一ROSC电路并提供指示温度的传感器输出信号。该方法包括：基于传感器输出信号、第二ROSC电路的振荡频率和第一ROSC电路的振荡频率指示第二ROSC电路处的温度。本文参考装置或系统所讨论的任何特征可以相对于方法、过程或使用来实施(反之亦然)。

可选地，每个ROSC电路包括奇数个偏斜反相器。由处理器指示的温度的准确度可以不超过预定义的准确度目标，例如真实温度的±5℃、±4℃、±3℃、±2℃、±1℃、±0.5℃、±0.4℃、±0.3℃、±0.2℃或±0.1℃。在实施例中，处理器可以包括半导体IC和/或熔融存储器(fused memory)中的固件。附加地或替代地，处理器可以包括在IC中的一个或多个逻辑电路，例如以控制器的形式。可以提供多个控制器，例如以每ROSC电路一个控制器的形式，尽管在实施例中一个控制器可以用于多个ROSC电路。

在实施例中，指示第二ROSC电路处的温度可以包括基于温度与第一ROSC电路的振荡频率之间的关系(例如，响应函数)来校准温度与第二ROSC电路的振荡频率之间的关系(例如，响应函数)。换句话说，温度与第一ROSC电路(靠近半导体温度传感器)的振荡频率之间的关系是已知的，并且该关系可以用于校准温度与第二ROSC电路(其正在用于IC上的远程位置的温度测量)的振荡频率之间的关系。应当注意，已知关系可以被存储并用于使用第二ROSC电路的一个或多个后续温度指示，或者可以针对使用第二ROSC电路的每个指示(或每组多个指示，诸如在每组100-10000个指示之间)重新确定关系。

在实施例中，指示第二ROSC电路处的温度可以包括基于温度与传感器输出信号之间的关系(例如，响应函数)来校准温度与第一ROSC电路的振荡频率之间的关系(例如，响应函数)。换言之，温度与传感器输出信号(诸如DTS输出)之间的关系是已知的，并且该关系可以用于校准温度与第一ROSC电路(靠近半导体温度传感器)的振荡频率之间的关系。如上所述，温度与第一ROSC电路的振荡频率之间的关系可以用于校准温度与第二ROSC电路(其正在用于温度测量)的振荡频率之间的关系。针对半导体温度传感器的已知关系可以被存储并用于使用第二ROSC电路的一个或多个温度指示，或者可以针对使用第二ROSC电路的每个指示确定关系。

有利地，(第一和/或第二)ROSC电路的振荡频率随着温度增加而增加。例如，第一ROSC电路可以具有经耦合以从第一功能晶体管(尤其是其靠近第一ROSC电路的功能晶体管)的输出(例如，漏极)接收电流的输入。附加地或替代地，第二ROSC电路可以具有经耦合以从第二功能晶体管(尤其是靠近第二ROSC电路和/或不同于第一功能晶体管的功能晶体管)的输出接收电流的输入。可选地，第一ROSC电路的输入由第一电流源的输出提供和/或第二ROSC电路的输入由第二电流源的输出提供。第一电流源可以包括第一亚阈值偏置发生器，其耦合到第一功能晶体管的控制端子并被配置为将第一功能晶体管偏置在亚阈值状态，第一功能晶体管的输出提供第一电流源的输出。第二电流源可以包括第二亚阈值偏置发生器，其耦合到第二功能晶体管的控制端子并被配置为将第二功能晶体管偏置在亚阈值状态，第二功能晶体管的输出提供第二电流源的输出。

在实施例中，每个ROSC的输入可以可切换地耦合(使用来自与该ROSC电路相关联的控制器的“泄漏使能”信号)以从相应功能晶体管的输出接收电流，这样可以：当ROSC的输入没有从相应功能晶体管的输出接收电流时，基于ROSC的振荡频率来确定基准频率(基准模式)；以及当ROSC的输入从相应功能晶体管的输出接收电流时，基于ROSC的振荡频率来确定传感器测量频率(测量模式)。这可以应用于第一ROSC电路和/或第二ROSC电路。

在实施例中，可以提供电源端口。这些可以被配置为接收外部电源(例如V_CCA端口)。半导体温度传感器有利地耦合(或连接，包括直接连接)到这些电源端口，用于给半导体温度传感器供电。通常，第一ROSC电路和/或第二ROSC电路不直接连接到这些端口。

在实施例中，提供了核心电压(V_CC核心)供电线，特别是用于在IC中供应核心电压。有利地，第一ROSC电路和/或第二ROSC电路耦合到核心电压供电线。

在可以与本文其他描述的任何方面或特征结合的另一种广义意义上，可以认为半导体集成电路(IC)包括：(非选通)电源端口，其被配置为接收外部电源；在IC中的环形振荡器(ROSC)电路，其在操作中具有随温度变化的振荡频率，该ROSC电路被配置为即使在IC上的所有其他电路系统断电时也从电源端口接收功率；以及在IC中的处理器，其也被配置为从电源端口接收功率，并进一步被配置为基于ROSC电路的振荡频率指示温度状态。因此，在IC中提供了持续供电的ROSC电路和相关联的处理器，即使IC的其他功能部件(诸如CPU或类似部件)未通电或以其他方式关闭，其也可以提供温度指示。温度状态可以识别ROSC电路处的温度至少是阈值温度。

如前所述，根据本文公开的任何方面，还可以考虑制造和/或操作这种IC(或基于这种IC的系统)的方法。例如，这可以包括一种用于指示半导体IC中的温度状态的方法，其包括：从被配置为接收外部电源的电源端口给在IC中的ROSC电路供电，使得即使在IC上的所有其他电路系统断电时，ROSC电路从电源端口接收功率，ROSC电路在操作中具有随温度变化的振荡频率；以及基于ROSC电路的振荡频率来指示温度状态。本文参考装置或系统讨论的任何特征可以相对于方法、过程或使用来实施(反之亦然)。

如上所述，该IC和/或方法可以与本文讨论的其他方面结合。例如，在实施例中，可以进一步提供：半导体温度传感器，其位于IC中靠近ROSC电路并且提供指示温度的传感器输出信号。然后，指示温度状态可以包括基于温度与传感器输出信号之间的(存储的)关系来校准温度与ROSC电路的振荡频率之间的关系。

在实施例中，ROSC电路被称为“第一”ROSC电路。然后，可以进一步提供第二ROSC电路，该第二ROSC电路在IC中与第一ROSC间隔开并且在操作中具有随温度变化的振荡频率。指示温度状态可以包括通过以下方式指示第二ROSC电路处的温度状态：基于温度与第一ROSC电路的振荡频率之间的关系校准温度与第二ROSC电路的振荡频率之间的关系和/或基于温度与传感器输出信号之间的(存储的)关系来校准温度与第一ROSC电路的振荡频率之间的关系。

在实施例中，在IC上的电路系统可以例如响应于识别ROSC电路处的温度至少是阈值温度而被断电(例如，通过在IC中的控制器或在IC外部的控制器)。

现在将讨论具体的实施方式，但下面将进一步参考广义的意义。

参考图5，其示意性地示出了针对数字热传感器210和针对基于ROSC电路220的温度传感器的电压对真实温度的示例性曲线图。从针对数字热传感器210的电压对温度的曲线图可以看出，提供了线性关系，使得这种基于二极管的热传感器相对直白地提供准确的温度读取。然而，针对基于ROSC电路的温度传感器220的电压对温度的示例性曲线图是非线性和单调的。然而，两者之间的校准225可以随时间使用以允许从足够准确的基于ROSC电路的温度传感器的读数，以用于热分析、控制和/或管理的目的。

参考图6，其示出了针对两个示例性的基于环形振荡器的传感器的硅测量时钟周期(以纳秒为单位的平均循环时间)对温度的示例性曲线图，每个传感器在基准模式和测量模式下操作。在基准模式下，如上参考图1所讨论的，ROSC电路振荡器频率是在无泄漏条件下测量的。在此模式下，时钟周期没有示出显著的温度依赖性，其中时钟频率(时钟周期的倒数)相对于温度的梯度约为-0.06MHz/℃。然而，在(提供泄漏电流的)测量模式下，存在明显的温度依赖性，其中时钟频率相对于温度的梯度约为-0.37MHz/℃。

现在将讨论基于ROSC电路的温度传感器的校准的学习流程。第一程序可以发生在测试仪处，IC在制造之后和分配给消费者之前连接到该测试仪。首先对DTS进行校准，并且同时对网络中的所有LTS在多个温度(为了讨论简单，两个温度(T1、T2))下和多个电源电压值(为了讨论的简单，两个电源电压值(V1、V2))下测量在泄漏(测量)模式下的时钟频率和基准模式下的时钟频率。这给出了总共8个测量值。在以下条件下在基准(REF)模式下进行四次测量：{V1,T1}、{V2,T1}、{V1,T2}和{V2,T2}，以及在以下条件下在泄漏模式下进行四次测量：{V1,Tl}、{V2,T1}、{V1,T2}和{V2,T2}。{T1,T2}是也用于校准DTS的两个温度。8个测量值反映了每个LTS在其两种操作模式(REF模式和泄漏模式)下相对于电压和温度的行为。然后可以将该数据上传到分析平台280以生成每LTS的频率对温度-电压的响应函数：freq_ref＝f_ref(V,T)&freq_lkg＝f_leak{V,T)。每个函数(例如多项式)都由其自系数表示。对于每LTS计算响应函数的系数，该系数从分析平台280传输回测试仪(或被传输到配置为对LTS的控制器进行编程的任何其他设备)，并存储在片上的本地控制器中。本地控制器使用响应函数以参考LTS的全局制造(工艺)点并参考LTS在测量时的局部电压来补偿每个LTS的温度读数。

第二步骤在操作期间发生在安装有IC的系统处。基于在操作期间来自LTS的数据，与DTS响应(即，图3和图4中的DTS 210)相比较，系统学习位于DTS附近的LTS(即图3和图4中的第一LTS 220)的温度响应。然后根据需要调整先前计算的每LTS的响应函数，并使用校准数据更新所有LTS控制器，以改善ROSC时钟频率对温度的响应。这可以为每个LTS创建查找表(LUT)，从而将振荡频率映射到温度。

在另一个实施例中，上述第二步骤可以发生在测试仪处。基于在操作期间来自LTS的数据，与DTS响应(即，图3和图4中的DTS 210)相比较，系统学习位于DTS附近的LTS(即，图3和图4中的第一LTS 220)的温度响应。然后根据需要调整每LTS的校准因子，并使用校准数据更新所有LTS控制器，以改善ROSC时钟频率对温度的响应。这可以为每个LTS创建查找表(LUT)。

参考以上段落描述的学习过程/流程可以在IC的大样本上执行。

在实践中，对于图3的配置，当第一LTS 220的频率改变时，第一控制器250从DTS210读取温度数据并将读出的温度分配到第一LTS 220的频率读数。第一LTS 220的时钟频率和温度的数据对被存储在第一控制器250处的本地寄存器中。然后调整补偿因子(如下文将讨论的)并且根据来自DTS 210的数据和所确定的补偿因子来更新每个其他的LTS。作为该实践的替代方案，当第一控制器250检测到来自DTS 210的温度读数与第一LTS 220的温度读数(基于先前计算的响应函数)之间的不一致时，它可以简单地设置补偿因子作为数字温度偏移，然后将其传送到所有其他LTS。例如，如果DTS 210指示70℃的温度并且第一LTS220指示69.7℃，则+0.3℃的偏移可以传送到其他LTS。

参考图4，为每个LTS计算响应函数的系数，并将其存储或熔融(例如，在测试期间)在芯片上的熔丝单元253中。固件252(它可以访问熔丝单元253中的熔融数据)使用响应函数以参考其全局制造(工艺)点和参考其在测量时的本地电压来补偿每个LTS的温度读数。

第二步骤在操作期间发生在系统处。基于在操作期间来自LTS的数据，与DTS响应(即，在图4中的DTS 210)相比较，系统学习位于DTS附近的LTS(即，图4中的第一LTS 220)的温度响应。然后根据需要调整每LTS的响应函数，并使用校准数据更新所有LTS响应函数，以改善ROSC时钟频率对温度的响应。

响应函数可以通过在芯片操作寿命期间(诸如在固件升级过程中)对固件252进行编程来更新。

实际上，当固件252执行DTS 210的读取时，它将读取DTS温度数据并且还读取LTS读数(在基准模式和泄漏模式下)。LTS的时钟频率和温度的数据对被存储在固件252的本地寄存器中。然后补偿因子被调整(如下文所述)，或简单地设置为数字偏移值，并且根据来自DTS 210的数据和所确定的补偿因子更新所有LTS。

响应函数可以在分析平台280处生成，该分析平台280是被配置为通过测试仪或包含这些IC的系统从许多IC接收数据，并对数据运行数学、统计和/或机器学习操作的计算机化设备。响应函数补偿：每LTS 230的制造工艺点(第一补偿因子)；以及局部电压(IR)下降(第二补偿因子)。第二补偿因子将在下面更详细地讨论。通过适当的配置和补偿，可以实现不大于5℃的准确度目标，如上所述。

虽然上面已经参考两个温度和两个电压讨论了学习流程，但它当然可以基于更多数量的温度和/或电压来进行。此外，离散的温度和电压值可以被选择为彼此充分不同，以使校准有效。例如，如果使用两个离散的温度值，它们可以被选择为处于或接近IC的典型温度范围的边缘(其通常在几十摄氏度的范围内)，并且如果使用三个或更多离散的温度值，则它们可以跨该范围均匀分布。相同的原理适用于电压选择。

由于测试仪和系统之间的局部电压可能不同，因此可以使用第二补偿因子来减轻在IC的操作期间电压(IR)下降的影响。以下程序允许确定第二补偿因子。该程序的第一部分是在测试仪处使用IC执行的。IC在“安静”模式下操作，其中在IC上的功能电路系统不汲取大量功率。如上所述计算每个LTS的响应函数和响应系数。在IC的操作期间，在其两个模式(参考和泄漏)中的每一个下操作时测量LTS频率。当在泄漏模式下操作时，温度数据由LTS读数生成，并且然后基于基准模式下的测量频率和响应函数/系数对温度数据进行补偿：

，

或者

其中

这些是基于两个读数的温度计算函数的示例，但也可以实施其他函数或多项式。

在不同的实施例中，在测试仪和系统之间的电压差被如下补偿：在测试仪处，在IC上的所有LTS都置于基准模式，并测量每个LTS的时钟频率，假设没有局部IR下降。如上所述计算每个LTS的响应函数和响应系数。如上所述，每个LTS在基准模式下操作时对温度相对不敏感。然后，在IC仍在测试仪处的情况下，IC以“最大功率”模式操作，其中在IC上的功能电路系统正在汲取大量功率。同样，在IC上的所有LTS都置于基准模式，并测量每个LTS的时钟频率。现在，假设局部IR下降。然后，在分析平台280处，从测试仪和系统确定的数据用于计算每个LTS的响应函数的第二校准因子。每个LTS的经校准的响应函数系数被提供并存储在与IC上的相应LTS相关联的控制器处。在图4的情况下，每个LTS的经校准的响应函数系数被提供并熔融到芯片熔丝单元253中，或者如果在IC中不包括这样的熔丝单元，则提供到在固件252处的合适寄存器。

在不同的实施例中，在测试仪和系统之间的电压差可以被如下补偿：在硅前阶段，基于对温度、电压和全局工艺角的泄漏模式和基准模式仿真数据来构建估计器函数。在硅后(post-silicon)阶段，如上所述测量每个LTS的参数并将参数加载到分析平台280。这些参数用于校准估计器函数。校正后的响应函数被加载到控制器(例如，图3的第一控制器250)或IC固件252(如图4中)中，并用于基于测量的泄漏模式读数和基准模式读数生成准确的温度数据。参考以上段落描述的学习过程/流程可以在IC的大样本上执行。

参考图7，其示出了针对仿真实验的第一部分的温度误差对实际温度的示例性曲线图，并且参考图8，其示出了针对仿真实验的第二部分的温度误差对实际温度的示例性曲线图。仿真实验是基于上面关于校准基于ROSC电路的温度传感器的学习流程描述的技术进行的。在实验中，在两个温度(T1＝5℃，T2＝105℃)和两个电源电压值(V1＝825mV，V2＝850mV)下，仿真了来自典型工艺角附近500个不同局部工艺点的500个LTS。这给出了总共8个仿真点。四个仿真点对应于以下条件下的基准(REF)模式：{V1,T1}、{V2,T1}、{V1,T2}和{V2,T2}，并且四个仿真点对应于以下条件下的泄漏模式：{V1,Tl}、{V2,T1}、{V1,T2}和{V2,T2}。

对于每个LTS，响应函数按以下形式计算：

其中

在实验的第二阶段，500个LTS中的每一个都在随机温度和随机电压下在它的两种模式下进行仿真。电压和温度在以下范围内均匀分布：V～U{0.825V,0.85V)、T～U{40C,80C)，其中U{.}指示均匀分布。然后，如上所述，基于其仿真读数和响应函数来计算每个LTS的温度。图7中的结果示出了针对500个LTS中的每一个的温度误差(在Y轴上)对仿真的实际(真实)温度(在X轴上)。在实验的第三阶段，基于参考DTS 220的数据，进一步补偿了500个LTS中的每一个的温度数据。图8中的结果示出了针对500个LTS中的每一个的温度误差(在Y轴上)相对于实际温度(在X轴上)。与图7相比，在图8中可以看到减小的误差范围。

再次参考上面讨论的本公开的广义意义。在实施例中，基于温度与第一ROSC电路的振荡频率之间的关系来校准温度与第二ROSC电路的振荡频率之间的关系可以包括调整与第二ROSC电路相关联的查找表和/或将补偿因子应用于从第二ROSC电路的振荡频率的测量中导出的值。在实施例中，基于温度与传感器输出信号之间的关系来校准温度与第一ROSC电路的振荡频率之间的关系可以包括调整与第一ROSC电路相关联的查找表和/或将补偿因子应用于从第一ROSC电路的振荡频率的测量中导出的值。

在实施例中，指示第二ROSC电路处的温度可以包括基于电压下降与第二ROSC电路的振荡频率之间的(存储的)关系(例如，响应函数)来校准温度与第二ROSC电路的振荡频率之间的关系。例如(在测试仪处)，第二ROSC电路可以在基准模式下操作以确定电压下降与第二ROSC电路的振荡频率之间的关系(例如，响应函数)。可以存储电压下降与第二ROSC电路的振荡频率之间的所确定的关系(例如，响应函数)的特性。然后第二ROSC电路可以在测量模式下操作，以确定第一ROSC电路的传感器测量频率。指示第二ROSC电路处的温度可以基于第二ROSC电路的传感器测量频率和所存储的电压下降与第二ROSC电路的振荡频率之间的所确定的关系的特性。

参考图9，其示出了根据本公开的用于操作IC中的局部热传感器网络的方法300的流程图。在第一校准步骤302中，基于温度与DTS输出信号之间的关系校准温度与位于IC中靠近DTS的基于ROSC电路的LTS的振荡频率之间的关系(使得它实际上具有与DTS相同的温度，例如与DTS相差不超过0.05℃、0.1℃、0.2℃、0.3℃、0.4℃或0.5℃)。

在第二校准步骤304中，基于温度与位于DTS附近的LTS的振荡频率之间的关系来校准温度与感兴趣的LTS(远侧、基于ROSC的电路)的振荡频率之间的关系。可选地，第二校准步骤302包括基于电压下降与感兴趣的LTS的振荡频率之间的关系来校准温度与感兴趣的LTS的振荡频率之间的关系。可以针对在IC中的多个感兴趣的LTS中的每一个执行第二校准步骤304。

在最后的步骤304中，由于校准步骤302和304，基于感兴趣的LTS的振荡频率、DTS输出信号和靠近DTS的LTS的振荡频率来读取并指示感兴趣的LTS处的温度。应当注意，第一校准步骤302和/或第二校准步骤304不需要在每个最终步骤306之前发生，而是可以重复最终步骤306而不需要重复第一校准步骤302和/或第二校准步骤304。

参考图10A和图10B，其示出了根据本发明的示例性实施方式的用于操作在IC中的局部热传感器网络的流程图(延伸至两个图)。流程图的输入基于校准数据。在示例中，校准是在两个温度(T1、T2)和两个电压(V1、V2)下完成的，但为了保留熔丝单元(例如，eFuse)资源，采取以下可选步骤以最小化所存储的数据：

1.校准并非针对在IC中的所有LTS对称地完成的。即，对于第一(近侧)LTS(图3和图4中的220)，在所有8个{V,T}点处执行校准。对于其他(远侧)LTS(图3和图4中的230和231)，是在较小的{V,T}集合(例如{V1,T2}和{V2,T2}处执行校准。

2.第一(近侧)LTS和每个远侧LTS的校准数据以两种不同的方式表示：对于第一LTS，所存储的校准数据作为二进制数据(多位)完整存储；对于每个其他LTS，所存储的数据仅指示该LTS的校准数据与在相同{V,T}点处的第一LTS的校准数据之间的增量(差异)。然后将此增量转换为二进制并存储在每个其他LTS的(一个或多个)eFuse中。可选地，在相同温度下跨不同电压对增量进行平均，并且仅存储平均值——以便进一步节省存储空间。

上面的过程定义了两种类型的流输入数据：

1.第一(近侧)LTS的校准数据。

2.对于每个其他LTS，在其校准数据与第一(近侧)LTS的校准数据之间的增量(或平均增量，如上所述)。

与图10相关联的表1列出了基于校准数据的每种类型的LTS(近侧或远侧)的6个数据项；对于提取第一LTS的温度，将使用在第二列中的6个数据项，对于提取其他LTS中的每个的温度，将使用在第三列中的6个数据项。在表中，粗体字的文本表示eFuse数据，并且“AVG”表示“平均”(指平均增量)。

表1

框402和404各自图示说明关于循环时间相对于温度的曲线图的校准数据。框402示出了在泄漏(“泄漏”)模式和两个电压(V1和V2)下的响应函数(TcyC vs.Temp)。框404示出了在基准(“ref”)模式和两个电压(V1和V2)下的响应函数(TcyC vs.Temp)。

注意，在框404中，在T1处的数据是可选的，并且可以需要10个附加eFuse：每{T,V}点5位，以存储(T1,V1)和(T2,V1)之间的增量以及(T1,V2)和(T2,V2)之间的增量。

通过提取每个LTS的局部电压，流程在框406处继续。这是通过生成基准模式循环时间和电压之间的响应函数来执行的；该阶段的输入是校准数据和通过硅前仿真提取的曲线因子，以增加响应函数的准确度。然后将所测量的基准模式循环时间的值用作响应函数的输入，以提取LTS的局部V_DD，表示为V_X。

如框408所示，生成的第二响应函数是泄漏模式循环时间相对于V_DD的响应函数。第二响应函数是基于校准数据生成的。为了更好的线性化，可以通过取校准数据的自然对数(Ln)来生成响应函数的Y轴。然后将提取的局部V_DD的值(来自框406的VX)用作输入以生成在框408中所示的第三响应函数。第三响应函数表示V_DD＝V_X时泄漏模式循环时间的行为。然后将所测量的泄漏模式循环时间的值用作响应函数的输入，以提取LTS的局部温度(T_X)。

该流程可以通过执行第二次迭代来继续，以改善所测量的温度的准确度。提取的局部温度(T_X)用于重新计算框406的第一响应函数。使用硅前补偿因子，基于T_X补偿基准循环时间相对于电压的行为。连同所测量的基准循环时间，响应函数将生成由V_X’表示的准确的局部V_DD。V_X’将用于重新计算温度T_X。

在第二次迭代之后，可以将DTS温度与T_X进行比较，以生成所有LTS的补偿因子。

在整个本申请中，本发明的各种实施例可以以范围格式呈现。应当理解，范围格式的描述仅仅是为了方便和简洁，不应理解为对本发明的范围的不灵活限制。因此，范围的描述应该被认为已经具体公开了所有可能的子范围以及该范围内的各个数值。例如，对诸如1到6的范围的描述应该被认为具有具体公开的子范围，例如从1到3、从1到4、从1到5、从2到4、从2到6、从3到6等，以及该范围内的单个数字，例如1、2、3、4、5和6。无论范围的广度如何，这都适用。类似地，具有诸如从0.1到0.5的分数值的范围的描述应该被认为已经具体公开了诸如0.2、0.3和0.4的各个分数值。

无论何时在本文中指出数值范围，其意在包括在所指出的范围内的任何引用的数字(分数或整数)。短语“范围在”第一指示数字和第二指示数字“之间”和“范围从”第一指示数字“到”第二指示数字在本文中可互换使用并且意在包括第一指示数字和第二指示数字以及它们之间的所有小数和整数数字。

在本申请的图示说明书和权利要求书中，词“包括”、“包含”和“具有”的每一个及其形式不一定限于在这些词可以被关联的列表中的成员。此外，在本申请与通过引用并入的任何文件之间存在不一致之处时，在此旨在以本申请为准。

在本申请的图示说明书和权利要求书中，与数值结合使用的术语“大约”、“约”及其形式中的每一个旨在表示超出该数值的±20％的范围。

为了阐明本公开中的引文，应注意将名词用作普通名词、专有名词、命名名词和/或类似名称并不意味着本发明的实施例限于单个实施例，并且所公开的部件的许多配置可以用来描述本发明的一些实施例，而其他配置可以从这些实施例中以不同的配置导出。

为了清楚起见，并未示出和描述本文描述的实施方式的所有常规特征。当然，应该认识到，在任何此类实际实施方式的开发中，必须做出许多特定于实施方式的决策以实现开发人员的特定目标，例如遵守与应用程序和业务相关的约束，并且这些具体目标因实施方式而异，因开发人员而异。此外，应当理解，这样的开发操作可能是复杂且耗时的，但是对于受益于本公开的本领域普通技术人员来说，仍然是工程的常规操作。

基于本公开的教导，预期本领域的普通技术人员将能够容易地实施本发明。相信本文提供的各种实施例的描述提供了本发明的充分见解和细节，以使普通技术人员能够实践本发明。此外，以上描述的本发明的各种特征和实施例具体预期单独使用以及以各种组合使用。

可以使用常规和/或现代电路设计和布局工具来实施本发明。在此描述的具体实施例以及特别地是各种层的各种厚度和组成是示例性实施例的图示说明，并且不应被视为将本发明限制于这样的具体实施方式选择。因此，可以为本文描述的部件提供多个实例作为单个实例。

虽然通常假定电路和物理结构，但众所周知的是，在现代半导体设计和制造中，物理结构和电路可以以适用于后续设计、测试或制造阶段以及最终制造的计算机可读描述形式体现半导体集成电路。因此，针对常规电路或结构的权利要求，与其特定语言一致，可以阅读计算机可读编码和相同的表示，无论是体现在媒体中还是与合适的阅读器设施相结合，以允许相应电路和/或结构的制造、测试或设计改进。在示例性配置中呈现为分立部件的结构和功能可以实现为组合结构或部件。本发明预期包括电路、电路的系统、相关方法以及此类电路、系统和方法的计算机可读介质编码，所有这些都如本文所述并如所附权利要求中所定义。如本文所用，计算机可读介质至少包括磁盘、磁带或其他磁、光、半导体(例如，快闪存储器卡、ROM)或电子介质以及网络、有线、无线或其他通信介质。

前面的详细描述仅描述了本发明的许多可能实施方式中的几个。出于这个原因，该详细描述旨在通过图示说明而不是通过限制的方式进行。在不背离本发明的范围和精神的情况下，可以基于本文阐述的描述对本文公开的实施例进行变化和修改。仅以下权利要求(包括所有等同物)旨在限定本发明的范围。特别地，即使优选实施例是在以示例性频率操作的PLL的上下文中描述的，但相信本发明的教导有利于与其他类型的电路系统一起使用，其中诸如电感器的电路元件可能受益从电磁屏蔽。此外，本文描述的技术也可以应用于其他类型的电路应用。因此，其他变化、修改、添加和改进可以落入如所附权利要求所限定的本发明的范围内。

本发明的实施例可以用于制造、生产和/或组装集成电路和/或基于集成电路的产品。

本文参考根据本发明实施例的方法、装置(系统)和计算机程序产品的流程图和/或框图来描述本发明的各方面。应当理解，流程图和/或框图的每个框，以及流程图和/或框图中的框的组合可以通过计算机可读程序指令来实施。

在图中的流程图和框图图示说明了根据本发明的各种实施例的系统、方法和计算机程序产品的可能实施方式的体系结构、功能和操作。就这一点而言，流程图或框图中的每个框可以表示模块、段或指令的一部分，其包括用于实施(一个或多个)指定逻辑功能的一个或多个可执行指令。在一些替代实施方式中，在框中标注的功能可能不按图中标注的顺序出现。例如，连续显示的两个框实际上可以基本上同时执行，或者这些框有时可以以相反的顺序执行，这取决于所涉及的功能。还应注意，框图和/或流程图图示说明的每个框，以及框图和/或流程图图示说明中的框的组合，可以由执行指定功能或动作的专用基于硬件的系统实施，或执行专用硬件和计算机指令的组合。

本发明的各种实施例的描述是为了图示说明的目的而呈现的，但并不旨在穷举或限制于所公开的实施例。在不脱离所描述实施例的范围和精神的情况下，许多修改和变化对于本领域的普通技术人员将是显而易见的。选择本文使用的术语是为了最好地解释实施例的原理、实际应用或对市场中发现的技术的技术改进，或者使本领域的其他普通技术人员能够理解本文公开的实施例。

本发明可以是系统、方法和/或计算机程序产品。计算机程序产品可以包括(一个或多个)计算机可读存储介质，其上具有计算机可读程序指令，用于使处理器执行本发明的各方面。

计算机可读存储介质可以是可以保留和存储指令以供指令执行设备使用的有形设备。计算机可读存储介质可以是例如但不限于电子存储设备、磁存储设备、光存储设备、电磁存储设备、半导体存储设备或前述的任何合适的组合。计算机可读存储介质的更具体示例的非详尽列表包括以下内容：便携式计算机软盘、硬盘、随机存取存储器(RAM)、只读存储器(ROM)、可擦除可编程只读存储器(EPROM或闪存)、静态随机存取存储器(SRAM)、便携式光盘只读存储器(CD-ROM)、数字多功能磁盘(DVD)、记忆棒、软盘、其上记录有指令的机械编码设备，以及前述的任何适当组合。如本文所用，计算机可读存储介质不应被解释为本身的瞬态信号，例如无线电波或其他自由传播的电磁波、传播通过波导或其他传输介质的电磁波(例如，通过光纤电缆的光脉冲)或通过电线传输的电信号。相反，计算机可读存储介质是非瞬态(即，非易失性)介质。

本文描述的计算机可读程序指令可以从计算机可读存储介质下载到相应计算/处理设备，或者经由网络下载到外部计算机或外部存储设备，例如互联网、局域网、广域网和/或无线网络。该网络可以包括铜传输电缆、光纤传输、无线传输、路由器、防火墙、交换机、网关计算机和/或边缘服务器。在每个计算/处理设备中的网络适配卡或网络接口从网络接收计算机可读程序指令并且转发计算机可读程序指令以存储在相应计算/处理设备内的计算机可读存储介质中。

用于执行本发明的操作的计算机可读程序指令可以是汇编指令、指令集架构(ISA)指令、机器指令、机器相关指令、微代码、固件指令、状态设置数据或以一种或多种编程语言的任意组合编写的源代码或对象代码，一种或多种编程语言包括面向对象的编程语言(例如Java、Smalltalk、C++等)，以及常规的过程编程语言(例如“C”编程语言或类似的编程语言)。计算机可读程序指令可以完全在使用者计算机上、部分在使用者计算机上、作为独立软件包、部分在使用者计算机上和部分在远程计算机上或完全在远程计算机或服务器上执行。在后一种情况下，远程计算机可以通过任何类型的网络(包括局域网(LAN)或广域网(WAN))连接到使用者的计算机，或者可以连接到外部计算机(例如，通过使用因特网服务提供商的因特网)。在一些实施例中，包括例如可编程逻辑电路系统、现场可编程门阵列(FPGA)或可编程逻辑阵列(PLA)的电子电路系统可以通过利用计算机可读程序指令的状态信息来使电子电路系统个性化来执行计算机可读程序指令，以执行本发明的各个方面。

本文参考根据本发明的实施例的方法、装置(系统)和计算机程序产品的流程图图示说明和/或框图来描述本发明的各个方面。应当理解，流程图图示说明和/或框图的每个框以及流程图图示说明和/或框图中的框的组合可以通过计算机可读程序指令来实现。

这些计算机可读程序指令可以被提供给通用计算机、专用计算机或其他可编程数据处理装置的处理器，以产生机器，使得通过计算机或其他可编程数据处理装置的处理器执行的指令，创建用于实现流程图和/或框图的(一个或多个)框中指定的功能/动作的装置。这些计算机可读程序指令还可以存储在计算机可读存储介质中，该计算机可读存储介质可以指示计算机、可编程数据处理装置和/或其他设备以特定方式运行，使得具有存储在其中的指令的计算机可读存储介质包括制品，该制品包括实现在流程图和/或框图的(一个或多个)框中指定的功能/动作的方面的指令。

计算机可读程序指令也可以加载到计算机、其他可编程数据处理装置或其他设备上，以使在计算机、其他可编程装置或其他设备上执行一系列操作步骤产生计算机实现的过程，使得在计算机、其他可编程装置或其他设备上执行的指令实现在流程图和/或框图的(一个或多个)框中指定的功能/动作。

在附图中的流程图和框图图示说明了根据本发明的各种实施例的系统、方法和计算机程序产品的可能实施方式的架构、功能和操作。就此而言，流程图或框图中的每个框可以表示指令的模框、段或部分，其包括用于实现(一个或多个)指定逻辑功能的一个或多个可执行指令。在一些替代实施方式中，框中标注的功能可能与附图中标注的顺序不符。例如，连续示出的两个框实际上可以基本上同时执行，或者有时可以根据所涉及的功能以相反顺序执行这些框。还应注意，框图和/或流程图图示说明的每个框，以及框图和/或流程图图示说明中的框的组合，可以由基于专用硬件的系统来实现，这些系统执行指定的功能或动作，或执行专用硬件和计算机指令的组合。

本发明的各种实施例的描述是为了图示说明的目的而提供的，但并不打算穷尽或限于所公开的实施例。在不脱离所描述的实施例的范围和精神的情况下，许多修改和变化对于本领域的普通技术人员将是明显的。选择本文中使用的术语是为了最好地解释实施例的原理、相对于市场中发现的技术的实际应用或技术改进，或者使本领域的普通技术人员能够理解本文中公开的实施例。普通技术人员将理解，即使没有明确描述，也可以提供本文公开的特定特征的组合和子组合。

Claims (34)

1.一种半导体集成电路即半导体IC，其包括：

在所述IC中的间隔开的位置处的第一环形振荡器电路即第一ROSC电路和第二ROSC电路，每个ROSC电路在操作中具有随温度变化的相应振荡频率；

半导体温度传感器，其位于所述IC中靠近所述第一ROSC电路并提供指示温度的传感器输出信号；以及

至少一个处理器，其被配置为至少基于所述传感器输出信号、所述第二ROSC电路的所述振荡频率和所述第一ROSC电路的所述振荡频率来指示所述第二ROSC电路处的温度。

2.根据权利要求1所述的半导体IC，其中所述至少一个处理器被配置为至少通过基于温度与所述第一ROSC电路的所述振荡频率之间的关系来校准温度与所述第二ROSC电路的所述振荡频率之间的关系来指示所述第二ROSC电路处的所述温度。

3.根据权利要求2所述的半导体IC，其中所述至少一个处理器还被配置为至少通过基于温度与所述传感器输出信号之间的关系来校准温度与所述第一ROSC电路的所述振荡频率之间的关系来指示所述第一ROSC电路处的所述温度。

4.根据权利要求3所述的半导体IC，其中所述至少一个处理器还被配置为在所述IC中存储：

(a)温度与所述第一ROSC电路的所述振荡频率之间的关系的所述校准的结果；和

(b)指示(a)和温度与所述第二ROSC电路的所述振荡频率之间的关系的所述校准的结果之间的差异的数据。

5.根据权利要求1-4中任一项所述的半导体IC，其中所述第一ROSC电路具有经耦合以从第一功能晶体管的输出接收电流的输入，并且所述第二ROSC电路具有经耦合以从第二功能晶体管的输出接收电流的输入。

6.根据权利要求5所述的半导体IC，其中所述第一ROSC电路的所述输入由第一电流源的输出提供，并且所述第二ROSC电路的所述输入由第二电流源的输出提供。

7.根据权利要求6所述的半导体IC，其中：

所述第一电流源包括第一亚阈值偏置发生器，其耦合到所述第一功能晶体管的控制端子并被配置为将所述第一功能晶体管偏置在亚阈值状态，所述第一功能晶体管的输出提供所述第一电流源的所述输出；并且

所述第二电流源包括第二亚阈值偏置发生器，其耦合到所述第二功能晶体管的控制端子并被配置为将所述第二功能晶体管偏置在亚阈值状态，所述第二功能晶体管的输出提供所述第二电流源的所述输出。

8.根据权利要求5-7中任一项所述的半导体IC，其中所述第一ROSC电路的所述输入被切换地耦合以从所述第一功能晶体管的所述输出接收所述电流，使得所述至少一个处理器被配置为：

当所述第一ROSC电路的所述输入没有从所述第一功能晶体管的所述输出接收所述电流时，基于所述第一ROSC电路的所述振荡频率来确定基准频率，以及

当所述第一ROSC电路的所述输入从所述第一功能晶体管的所述输出接收所述电流时，基于所述第一ROSC电路的所述振荡频率来确定传感器测量频率。

9.根据权利要求5-7中任一项所述的半导体IC，其中所述第二ROSC电路的所述输入被切换地耦合以从所述第二功能晶体管的所述输出接收所述电流，使得所述至少一个处理器被配置为：

当所述第二ROSC电路的所述输入没有从所述第二功能晶体管的所述输出接收所述电流时，基于所述第二ROSC电路的所述振荡频率来确定基准频率，以及

当所述第二ROSC电路的所述输入从所述第二功能晶体管的所述输出接收所述电流时，基于所述第二ROSC电路的所述振荡频率来确定传感器测量频率。

10.根据权利要求1-9中任一项所述的半导体IC，还包括：

电源端口，其被配置为接收外部电源；并且

其中所述半导体温度传感器耦合到所述电源端口，用于给所述半导体温度传感器供电。

11.根据权利要求1-10中任一项所述的半导体IC，还包括：

核心电压供电线即V_CC核心供电线，其用于在所述IC中供应核心电压；并且

其中所述第一ROSC电路和所述第二ROSC电路耦合到所述核心电压供电线。

12.根据权利要求1-11中任一项所述的半导体IC，其中所述至少一个处理器被配置为至少通过基于电压下降与所述第二ROSC电路的所述振荡频率之间的关系来校准温度与所述第二ROSC电路的所述振荡频率之间的关系来指示所述第二ROSC电路处的所述温度。

13.根据权利要求12所述的半导体IC，其中所述至少一个处理器被配置为至少通过基于电压下降与所述第一ROSC电路的所述振荡频率之间的关系来校准温度与所述第一ROSC电路的所述振荡频率之间的关系来指示所述第二ROSC电路处的所述温度。

14.根据权利要求1-13中任一项所述的半导体IC，其中每个ROSC电路包括奇数个偏斜反相器。

15.根据权利要求1-14中任一项所述的半导体IC，其中由所述至少一个处理器指示的温度的准确度在真实温度的±5℃范围内。

16.一种半导体集成电路即半导体IC，其包括：

电源端口，其被配置为接收外部电源；

在所述IC中的环形振荡器电路即ROSC电路，其在操作中具有随温度变化的振荡频率，所述ROSC电路被配置为即使当在所述IC上的所有其他电路系统断电时，也从所述电源端口接收功率；以及

在所述IC中的至少一个处理器，其被配置为至少基于所述ROSC电路的所述振荡频率来指示温度状态。

17.根据权利要求16所述的半导体IC，还包括：

半导体温度传感器，其位于所述IC中靠近所述ROSC电路并提供指示温度的传感器输出信号；并且

其中所述至少一个处理器被配置为至少通过基于温度与所述传感器输出信号之间的关系来校准温度与所述ROSC电路的所述振荡频率之间的关系来指示所述温度状态。

18.根据权利要求16所述的半导体IC，其中所述ROSC电路为第一ROSC电路，并且所述半导体IC还包括：

第二ROSC电路，其在所述IC中与所述第一ROSC间隔开并且在操作中具有随温度变化的振荡频率；以及

半导体温度传感器，其位于所述IC中靠近所述第二ROSC电路并提供指示温度的传感器输出信号。

19.根据权利要求18所述的半导体IC，其中所述至少一个处理器被配置为至少通过以下方式指示所述温度状态：

基于温度与所述第二ROSC电路的所述振荡频率之间的关系来校准温度与所述第一ROSC电路的所述振荡频率之间的关系；并且

基于温度与所述传感器输出信号之间的关系来校准温度与所述第二ROSC电路的所述振荡频率之间的关系。

20.根据权利要求16-19中任一项所述的半导体IC，其中所述温度状态识别所述ROSC电路处的温度至少是阈值温度，所述半导体IC还包括：

控制器，其被配置为响应于识别所述ROSC电路处的所述温度至少是所述阈值温度而使所述IC上的电路系统断电。

21.根据权利要求16-20中任一项所述的半导体IC，其中所述至少一个处理器包括以下至少之一：专用于每个ROSC电路的控制器，以及在所述半导体IC中的固件的指令下可操作的所述半导体IC的通用处理器。

22.一种用于指示半导体集成电路即半导体IC中的温度的方法，其中所述半导体IC包括：在所述IC中的间隔开的位置处的第一环形振荡器电路即ROSC电路和第二ROSC电路，每个ROSC电路在操作中具有随温度变化的相应振荡频率；以及半导体温度传感器，其位于所述IC中靠近所述第一ROSC电路并提供指示温度的传感器输出信号，所述方法包括：

至少基于所述传感器输出信号、所述第二ROSC电路的所述振荡频率以及所述第一ROSC电路的所述振荡频率来指示所述第二ROSC电路处的温度。

23.根据权利要求22所述的方法，其中指示所述第二ROSC电路处的所述温度包括：

至少基于温度与所述第一ROSC电路的振荡频率之间的关系来校准温度与所述第二ROSC电路的所述振荡频率之间的关系。

24.根据权利要求23所述的方法，其中指示所述第二ROSC电路处的所述温度还包括：

基于温度与所述传感器输出信号之间的关系来校准温度与所述第一ROSC电路的所述振荡频率之间的关系。

25.根据权利要求22-24中任一项所述的方法，其中指示所述第二ROSC电路处的所述温度还包括：

基于电压下降与所述第二ROSC的所述振荡频率之间的关系来校准温度与所述第二ROSC的所述振荡频率之间的关系。

26.根据权利要求22-25中任一项所述的方法，其中：所述第一ROSC电路具有经耦合以从所述第一功能晶体管的输出接收电流的输入，并且所述第二ROSC电路具有经耦合以从第二功能晶体管的输出接收电流的输入，所述方法还包括：

在测量模式和基准模式之间切换，在所述测量模式下，所述第一ROSC电路经耦合以从所述第一功能晶体管的所述输出接收所述电流，以便基于所述第一ROSC电路的所述振荡频率来确定传感器测量频率；在所述基准模式下，所述第一ROSC电路的所述输入没有从所述第一功能晶体管的所述输出接收所述电流，以便基于所述第一ROSC电路的所述振荡频率来确定基准频率。

27.根据权利要求26所述的方法，其还包括：

在所述基准模式下操作，以确定电压下降与所述第二ROSC电路的所述振荡频率之间的关系；

存储电压下降与所述第二ROSC电路的所述振荡频率之间的所确定的关系的特性；以及

在所述测量模式下操作，以确定所述第二ROSC电路的所述传感器测量频率；并且

其中指示所述第二ROSC电路处的温度是基于所述第二ROSC电路的所述传感器测量频率以及所存储的电压下降与所述第二ROSC电路的所述振荡频率之间的所确定的关系的特性。

28.根据权利要求22-27中任一项所述的方法，其还包括：

通过在所述IC外部的电源给所述半导体温度传感器供电。

29.根据权利要求22-28中任一项所述的方法，其还包括：

通过将所述第一ROSC电路和所述第二ROSC电路耦合到在所述IC中供应核心电压的核心电压供电线即V_CC核心供电线来给所述第一ROSC电路和所述第二ROSC电路供电。

30.一种用于指示半导体集成电路即半导体IC中的温度状态的方法，其包括：

从接收外部电源的电源端口给在所述IC中的环形振荡器电路即ROSC电路供电，使得即使当在所述IC上的所有其他电路系统断电时，所述ROSC电路也从所述电源端口接收功率，所述ROSC电路在操作中具有随温度变化的振荡频率；以及

至少基于所述ROSC电路的所述振荡频率来指示温度状态。

31.根据权利要求30所述的方法，其中：

所述半导体IC包括半导体温度传感器，其位于所述IC中靠近所述ROSC电路并提供指示温度的传感器输出信号；并且

指示所述温度状态的步骤包括基于温度与所述传感器输出信号之间的关系来校准温度与所述ROSC电路的所述振荡频率之间的关系。

32.根据权利要求31所述的方法，其中：

所述ROSC电路为第一ROSC电路；

所述半导体IC还包括第二ROSC电路，所述第二ROSC电路在所述IC中与所述第一ROSC间隔开，并且在操作中具有随温度变化的振荡频率；并且

指示所述温度状态的步骤包括：

基于温度与所述第一ROSC电路的所述振荡频率之间的关系来校准温度与所述第二ROSC电路的所述振荡频率之间的关系。

33.根据权利要求30-32任一项所述的方法，其中所述温度状态识别所述ROSC电路处的温度至少是阈值温度，并且所述方法还包括：

响应于识别所述ROSC电路处的所述温度至少是所述阈值温度而使所述IC上的电路系统断电。

34.一种系统，其包括：

至少一个硬件处理器；以及

非瞬态计算机可读存储设备，其具有存储在其上的指令，所述指令在由所述至少一个硬件处理器执行时，导致所述至少一个硬件处理器：

在基准模式和泄漏模式下接收环形振荡器电路即ROSC电路的测量值，

计算所述ROSC电路的频率对温度-电压的响应函数，以及

将所述响应函数传输到被配置为对与所述ROSC电路相关联的控制器进行编程的设备，使得所述响应函数被存储在所述控制器处并且能够由所述控制器使用来补偿所述ROSC电路的温度读数。

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