CN114966254A - 包括斜坡信号的监测电路的电子设备及其操作方法 - Google Patents

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Abstract

一种电子设备，包括：斜坡生成器，被配置为生成用于检测数据的斜坡信号，该斜坡信号以特定斜率增加或减小；主电路，被配置为通过基于斜坡信号检测数据来执行至少一个预定义功能；监测电路，被配置为输出指示斜坡信号是否有故障的验证信号；以及控制器，被配置为基于验证信号控制至少一个预定义功能的执行。

Description

包括斜坡信号的监测电路的电子设备及其操作方法
相关申请的交叉引用
本申请要求于2021年2月25日在韩国知识产权局提交的第10-2021-0025967号韩国专利申请的优先权，该专利申请的全部内容通过引用并入本文。
技术领域
本发明构思的示例实施例涉及一种电子设备，更具体地，涉及一种包括斜坡信号的监测电路的电子设备及其操作方法。
背景技术
斜坡信号随特定斜率增加或减小。传感器可以使用斜坡信号从对象上采集感测信号。例如，图像传感器可以通过基于斜坡信号对电信号进行采样，将光敏元件生成的电信号转换为数字值。
监测电路可用于检测电子组件的异常操作。例如，当汽车的电子组件发生异常操作时，可能会对用户安全造成严重问题。因此，监测电路可用于检测电子组件的异常操作。
发明内容
本发明概念的示例实施例提供了一种通过检测功能单元中的故障来向系统提供故障发生信息的监测电路及其操作方法。
根据本发明构思的一个方面，提供了一种电子设备，包括：斜坡生成器，被配置为生成用于检测数据的斜坡信号，该斜坡信号以一定的斜率增加或减小；主电路，被配置为通过基于斜坡信号检测数据来执行至少一个预定义功能；监测电路，被配置为输出指示斜坡信号是否有故障的验证信号；以及控制器，被配置为基于验证信号控制至少一个预定义功能的执行。
根据本发明构思的一个方面，提供了一种图像传感器，包括：像素阵列，包括多个像素；斜坡生成器，被配置为生成斜坡信号；读出电路，被配置为将斜坡信号与从像素阵列输出的像素信号进行比较并将像素信号转换为数字像素值；控制器，被配置为控制斜坡生成器和读出电路；以及监测电路，被配置为测量斜坡信号的斜率并将斜坡生成器是否有故障输出到控制器。
根据本发明构思的一个方面，提供了一种电子设备的操作方法。该操作方法包括：接收斜坡信号；计算斜坡信号的斜率；将斜率与至少一个参考值进行比较；根据比较结果判断斜坡信号是否有故障；以及在斜坡信号有故障时停止操作模式，操作模式基于斜坡信号。
附图说明
通过以下结合附图的详细描述，将更清楚地理解本发明概念的示例实施例，其中：
图1是根据示例实施例的电子设备的框图；
图2是根据示例实施例的监测电路的框图；
图3是根据示例实施例的监测电路的详细电路图；
图4A到4C是根据示例实施例的斜坡生成器的示例的电路图；
图5是根据示例实施例的判别器的电路图；
图6是示出根据示例实施例的电子设备的操作的时序图；
图7是示出根据示例实施例的电子设备的操作的时序图；
图8A到8C是示出根据示例实施例的电子设备的操作的时序图；
图9是根据示例实施例的成像设备的框图；
图10是根据示例实施例的图像传感器的框图；
图11是根据示例实施例的包括使用图像传感器的多相机模块的电子设备的框图；
图12是根据示例实施例的图11中的多相机模块的详细框图；
图13是根据示例实施例的电子设备的操作方法的流程图；
图14是根据示例实施例的电子设备的操作方法的流程图；
图15是根据示例实施例的监测电路的操作方法的流程图；
图16是根据示例实施例的图15中的操作S35和S37的详细流程图；
图17是根据示例实施例的电子设备的框图；
图18是根据示例实施例的电子设备的框图；以及
图19是根据示例实施例的使用斜坡信号的车辆的框图。
具体实施方式
下文将参考附图更全面地描述本发明构思的实施例。在附图中，类似的附图标记可以指代类似的元件。
应当理解，本文使用术语“第一”、“第二”、“第三”等来区分一个元素与另一个元素，并且这些元素不受这些术语的限制。因此，在另一示例实施例中，可以将示例实施例中的“第一”元素描述为“第二”元素。
如本文所用，单数形式“一”、“一个”和“该”也包括复数形式，除非上下文另有明确指示。
在此，当两个或多个元素或值被描述为基本上彼此相同或大约相等时，应理解元素或值彼此相同，元素或值在测量误差内彼此相等，或者如果测量不相等，如本领域普通技术人员所理解的，在值上足够接近，在功能上彼此相等。例如，本文使用的术语“大约”包括特定值的规定值和偏差可接受范围内的平均值，由本领域普通技术人员考虑所讨论的测量以及与特定量的测量相关的误差(例如，测量系统的限制)而确定。例如，“大约”可指在本领域普通技术人员理解的一个或多个标准偏差范围内。此外，应理解，虽然参数可在本文中描述为具有“大约”特定值，根据示例实施例，参数可以是精确的特定值或测量误差内的近似的特定值，如本领域普通技术人员所理解的。这些术语和类似术语用于描述组件之间的关系的其他用法应在下文中被解释一种相似的形式。
图1是根据示例实施例的电子设备10的框图。电子设备10可以指被配置为使用电能执行预期功能的任何设备，并且可以指电气系统。例如，电子设备10可以包括通过以下方式制造的半导体芯片：半导体工艺，包括安装在板和基板上的至少一个半导体芯片的模块，或至少两个相互通信的模块。电子设备10可对应于诸如移动电话的独立使用的单元，或诸如汽车的整个系统的组件。如图1所示，电子设备10可以包括例如控制器11、斜坡生成器13、监测电路15和主电路17。
控制器11可控制电子设备10的一般操作。例如，控制器11可输出控制信号，用于控制电子设备10的功能单元，使得可提供电子设备10所设计的功能。
根据示例实施例，控制器11可以控制斜坡生成器13。例如，控制器11可以向斜坡生成器13提供控制信号CTR，用于控制斜坡生成器13生成的信号的幅度、占空比、应用时间等，使得电子设备10使用的斜坡信号RMP适用于每个功能单元的设计目的。
根据示例实施例，由控制器11生成的控制信号CTR可以包括电源信号、预设信号、复位信号、监测信号和/或断电信号。将参考图3和6说明电源信号PWR、预设信号PRST、复位信号RST、监测信号MNT和断电信号PD。
控制器11可以包括，例如，中央处理单元(CPU)、执行算术和逻辑运算、比特移位等的算术逻辑单元(ALU)、数字信号处理器(DSP)、微处理器、专用集成电路(ASIC)、控制逻辑等。在一些实施例中，控制器11可以包括包含多个逻辑门的状态机，或者可以包括处理器和存储由处理器执行的指令的存储器。
斜坡生成器13可以生成斜坡信号RMP，该斜坡信号RMP以特定斜率逐渐增加或减小。根据示例实施例，斜坡生成器13可以生成斜坡信号RMP，其响应于控制信号CTR具有特定斜率、特定斜坡时间、特定斜坡起始电压电平和/或特定斜坡结束电压电平。斜坡生成器13可以具有复杂的结构，诸如例如，数模转换器，或者更简化的结构，诸如下面参考图4A和4B描述的结构，以生成斜坡信号RMP。
斜坡信号RMP以一定幅度逐渐增加或减小。可提供感测对象或将模拟信号数字化的功能的电子设备10可生成斜坡信号RMP，使得可对感测对象的信号或数据进行采样，且可将采样信号或模拟形式的数据转换为数字信息。
斜坡信号RMP可包括用于复位的复位斜坡时段和用于信号感测的信号斜坡时段。例如，当斜坡信号RMP用于相关双采样(CDS)时，斜坡信号RMP可依次具有复位斜坡时段和信号斜坡时段。
可以将斜坡信号RMP的单个斜坡时段或斜坡信号RMP的复位斜坡时段和信号斜坡时段的序列作为单个单元处理。根据示例实施例，当斜坡信号RMP用于CDS时，具有单个斜坡时段的斜坡信号RMP或顺序具有复位斜坡时段和信号斜坡时段的斜坡信号RMP可用于针对单个图像帧的采样。针对图像帧的采样可逐行执行。例如，电子设备10可使用斜坡时段对图像帧的第一行执行采样，然后使用另一斜坡时段对图像帧的第二行执行采样。可以从上到下逐行执行针对图像帧的采样，但不限于此。
主电路17可以提供电子设备10的至少一个功能或电子设备10的主要功能。主电路17可以将电子设备10的功能输出到电子设备10的外部作为输出信号OUT。例如，主电路17可以包括模拟电路，诸如模拟滤波器或放大器、处理数字信号的数字电路或处理混合信号的电路，诸如模数转换器或数模转换器。
根据示例实施例，主电路17可以通过基于斜坡信号RMP检测数据来执行预定义功能。例如，主电路17可以包括基于斜坡信号RMP对数据执行CDS的CDS电路，或者包括CDS功能的模数转换器电路。此外，主电路17可以使用斜坡信号RMP提供各种功能，斜坡信号RMP以一定的斜率逐渐增加或减小。根据示例实施例，主电路17可以具有公差范围或正常操作范围(其中即使当斜坡信号RMP的斜率改变时主电路17也正常操作)。公差范围可能随主电路17的功能而变化。
以下，主电路17可以被描述为基于由斜坡生成器13生成的斜坡信号RMP提供电子设备10的主要功能的电路，但实施例不限于此。
例如，由于在电子设备10的制造过程中发生的缺陷、由于诸如向主电路17提供信号的斜坡信号RMP的另一功能单元的老化而导致的劣化、或电子设备10上的外部冲击，主电路17可能无法正常执行所设计的功能。当提供给主电路17的信号(例如，斜坡信号RMP)不正常时，可能发生电子设备10的错误和包括电子设备10的系统的错误。例如，当电子设备10包括在汽车中并执行必要的驾驶功能(例如，自动驾驶)时，电子设备10的错误可能导致严重问题。
为了管理主电路17(或电子设备10)的功能错误，可以定义国际标准，并且电子设备10可以设计为符合国际标准。例如，ISO 26262由国际标准组织(ISO)定义，并且可以命名为“道路车辆-功能安全性(Road vehicles-Functional safety)”。
ISO 26262可能会对安装在汽车中的电气和/或电子(E/E)系统的功能安全性的一般开发过程规定各种要求。例如，ISO 26262可能会要求E/E系统满足汽车安全完整性等级(ASIL)的要求。根据ASIL，与汽车相关的危险事件根据三种危险影响进行评估，例如暴露、受伤严重程度和可控性，ASIL通过将分别分配给危险影响的得分相加进行评估。换句话说，为了满足ISO 26262ASIL的要求，在示例实施例中，可以使用始终监测主电路17的监测电路15。
监测电路15可以监测提供给主电路17的信号是否正常。例如，如图1所示，监测电路15可以监测从斜坡生成器13输出的斜坡信号RMP是否在正常范围中工作，并且可以生成验证信号VFY作为监测结果。例如，当斜坡信号RMP不正常操作时，监测电路15可生成指示故障的标志作为验证信号VFY。例如，当斜坡信号RMP正常操作时，监测电路15可生成指示正常操作的标志作为验证信号VFY。
控制器11可以检查验证信号VFY的标志并停止基于提供给主电路17的信号的操作模式，因为提供给主电路17的信号有故障。根据示例实施例，当控制器11接收到故障标志作为验证信号VFY时，控制器11可以标识斜坡信号RMP不在正常范围中工作。因此，控制器11可停止基于斜坡信号RMP操作的主电路17的操作模式。例如，电子设备10可提供自动驾驶功能，主电路17可对应于基于斜坡信号RMP执行CDS的图像传感器，或者图像传感器的读出电路。控制器11可接收指示斜坡信号RMP超出正常范围的验证信号VFY，从而将自动驾驶模式转换为手动驾驶模式，并且相应地，可确保电子设备10的用户的安全。
在一些实施例中，与图1的图示不同，验证信号VFY可以被提供给电子设备10的外部而不是电子设备10的内部。因此，当电子设备10不正常操作时，可以基于验证信号VFY适当地采取必要的后续措施。
根据示例实施例，监测电路15可以包括差分器。例如，监测电路15可以通过对斜坡信号RMP进行时间差分来立即监测斜坡信号RMP是否在正常范围中被提供给主电路17，其中斜坡信号RMP以特定斜率逐渐增加或减小。将参考图2和图3在下面描述包括差分器的监测电路15的实现。
如上所述，当电子设备10应用于汽车并且在正常范围中没有提供用于电子设备10的适当功能的各种信号时，由于汽车的特性，可能导致对用户安全的严重问题。因此，立即检测电子组件的异常操作可能是重要的。根据示例实施例，监测电路15可精确监测另一功能单元(例如，斜坡生成器13)，其提供电子设备10的功能，并且相应地，可以增加电子设备10的可靠性。根据示例实施例，监测电路15可以立即检测电子设备10中发生的故障，并停止使用具有故障的功能单元的操作模式，并且因此，可以提高系统用户的安全性。
图2是根据示例实施例的监测电路100的框图。以下，将省略冗余描述。
参考图2和图1，监测电路100可包括差分器110、参考生成器130、上限比较器150、下限比较器170和判别器190。
差分器110可以基于斜坡信号RMP和差分参考值REF_D对斜坡信号RMP执行差分操作，并生成作为差分操作的结果的差分输出DO。
根据示例实施例，差分器110可以根据时间差分斜坡信号RMP。例如，差分器110可以关于时间对斜坡信号RMP执行差分操作，斜坡信号RMP是以特定斜率逐渐增加或减小的电压(或电流)信号。差分器110可以通过对具有以特定斜率向下斜坡或向上斜坡的斜坡信号RMP进行差分来生成差分输出DO，该差分输出DO包括斜坡信号RMP的斜坡值。差分输出DO可以被提供给上限比较器150和下限比较器170。
根据示例实施例，参考生成器130可向差分器110提供差分操作的差分参考值REF_D。例如，差分器110可以实现为运算放大器。此时，差分器110可通过两个输入端子接收要差分的目标信号(例如，斜坡信号RMP)和用于差分操作的参考值。尽管已经描述了为了便于描述，将差分器110实现为运算放大器，但是示例实施例不限于此，并且差分器110可以提供与各种模拟电路、数字电路及其组合中的任何一种类似的功能。
参考生成器130除了差分参考值REF_D之外，还可以生成上参考值REF_U和下参考值REF_L。根据示例实施例，参考生成器130可以基于来自图1中的控制器11的控制信号生成用于驱动图1的电子设备10的各种参考信号。例如，参考生成器130可以生成具有特定幅度的电压(或电流)信号和以特定间隔切换(toggle)的时钟信号。
可以预先确定上参考值REF_U和下参考值REF_L。根据示例实施例，上参考值REF_U和下参考值REF_L可以在电子设备10的制造期间预设，或者由用户预定义，或者可以是通过参考存储在存储器中的寄存器而预定的特定值。参考生成器130可以生成与上参考值REF_U和下参考值REF_L相对应的参考信号。换句话说，参考生成器130可以生成具有基本上接近上参考值REF_U或下参考值REF_L的幅度的参考信号，并将参考信号提供给其他功能单元(例如，上限比较器150和下限比较器170)。
上限比较器150可将差分输出DO与上参考值REF_U进行比较，并生成第一比较输出CO1作为比较结果。下限比较器170可将差分输出DO与下参考值REF_L进行比较，并生成第二比较输出CO2作为比较结果。第一比较输出CO1和第二比较输出CO2可以被提供给判别器190。
根据示例实施例，上限比较器150和下限比较器170中的每一个都可以实现为运算放大器，并且可以比较通过两个输入端子提供的两个信号。例如，上限比较器150可以从上参考值REF_U中减去差分输出DO的幅度，并输出减法结果作为第一比较输出CO1，下限比较器170可以从差分输出DO的幅度中减去下限参考值REF_L。然而，实施例不限于上述算术运算。
图1中的主电路17或电子设备10的电子组件可具有公差范围(或正常操作范围)，其中主电路17即使当斜坡信号RMP的斜率改变时也正常操作。公差范围可能随电子组件或主电路17提供的功能而变化。例如，关于主电路17使用的斜坡信号RMP，可以预先确定用于最佳操作的推荐斜率和用于即使当斜坡信号RMP的斜率部分改变时也允许正常提供主电路17的功能的公差范围。
根据示例实施例，上参考值REF_U可对应于用于电子组件的斜坡信号RMP的斜率变化的公差范围的上限，并且下参考值REF_L可对应于用于电子组件的斜坡信号RMP的斜率变化的公差范围的下限。例如，在示例实施例中，上参考值REF_U可以基本上等于斜坡信号RMP的推荐斜率的两倍，下参考值REF_L可以基本上等于斜坡信号RMP的推荐斜率的1/2。然而，为了便于描述而指定这些近似(两倍和1/2)，并且示例实施例不限于这些近似。例如，在示例实施例中，上参考值REF_U可以是主电路17正确操作的推荐斜率的1.5倍或3倍。斜坡信号RMP的推荐斜率在本文中也可称为斜坡信号RMP的正常斜率。
判别器190可以基于分别从上限比较器150和下限比较器170提供的第一比较输出CO1和第二比较输出CO2来判别斜坡信号RMP是否有故障。在此，术语“判别”和“确定”可以互换使用。根据示例实施例，判别器190可以基于第一比较输出CO1的信号电平来判别斜坡信号RMP是否超过上参考值REF_U，并且基于第二比较输出CO2的信号电平来判别斜坡信号RMP是否低于下参考值REF_L。例如，假设第一比较输出CO1是如上所述从上参考值REF_U减去差分输出DO的幅度的结果，则判别器190可以判别当第一比较输出CO1的值为负数时的正常范围中的正常操作(其中斜坡信号RMP的斜率不超过上参考值REF_U)与当第一比较输出CO1的值为负数时的故障操作(其中斜坡信号RMP的斜率超过上参考值REF_U)。类似地，假设第二比较输出CO2是如上所述从差分输出DO的幅度中减去下参考值REF_L的结果，则判别器190可以判别当第二比较输出CO2的值为负数时的正常范围中的正常操作(其中斜坡信号RMP的斜率不低于下参考值REF_L)与当第二比较输出CO2的值为正数时的故障操作(其中斜坡信号RMP的斜率低于下参考值REF_L)。将参考图3和5详细描述判别器190。
判别器190可生成验证信号VFY，作为判别正常操作和故障操作的结果。根据示例实施例，验证信号VFY可指示斜坡信号RMP的故障或正常性。例如，当斜坡信号RMP有故障时，验证信号VFY可以包括故障标志，并且当斜坡信号RMP正常时，验证信号VFY可以包括正常标志。根据示例实施例，验证信号VFY可以被提供给管理电子设备10的控制器(例如，图1中的控制器11)，使得基于斜坡信号RMP的电子设备10的功能可以保持或停止。例如，可将包括故障标志的验证信号VFY提供给自动驾驶车辆的电子控制单元(ECU)、CPU或驱动控制器，使得可停止车辆的自动驾驶模式。
图3是根据示例实施例的监测电路200的详细电路图。
参考图3和图2，监测电路200可包括差分器210、参考生成器230、上限比较器250、下限比较器270和判别器290。下文中，为了便于解释，将省略参考图1和2给出的冗余描述。
当差分器210由运算放大器的组合实现时，差分器210可包括放大器AMP、电阻器RD和电容器CD。放大器AMP可以通过正输入端子和负输入端子接收输入信号，并且可以向放大器AMP的主体提供电源信号PWR。当电源信号PWR接通时(例如，转换到逻辑高)，放大器AMP开始操作。
电容器CD和电阻器RD可耦合到放大器AMP的负输入端子。根据示例实施例，作为图2中的斜坡信号RMP的斜坡电压VRAMP可被施加到电容器CD的另一端，并且放大器AMP的输出端子可耦合到电阻器RD的另一端。
由参考生成器230生成的第零参考电压VREF0可施加于放大器AMP的正输入端子。第零参考电压VREF0可以是具有与图2中的差分参考值REF_D相对应的特定电压电平的电压信号。
根据示例实施例，可在放大器AMP的正和负输入端子之间连接由预设信号PRST闭合和断开的开关。例如，参考图3，作为开关的示例实现的晶体管TR的源极和漏极端子可以分别连接到放大器AMP的正和负输入端子，并且预设信号PRST可以施加到晶体管TR的栅极端子。
当预设信号PRST接通开关(例如晶体管TR)时，放大器AMP的正和负输入端子可能短路，并且施加到放大器AMP的电压在放大器AMP的正和负输入端子之间可能相同。根据示例实施例，可以实现为运算放大器的放大器AMP可以通过增益放大通过正输入端子施加的电压和通过负输入端子施加的电压之间的差。当分别向放大器AMP的正输入端子和负输入端子施加基本相同的电压时，放大器AMP的跨导(transconductance)可能相对非常高，并且相应地，涉及斜坡电压VRAMP的施加的信号的瞬态可能相对快速地稳定。其中差分器210随着预设信号PRST的接通而快速稳定的操作可称为预设操作。预设信号PRST处于接通状态的时段可称为预设时段。将参考图6详细描述预设时段。
差分器210可以通过对斜坡电压VRAMP关于时间进行差分来计算通过输入端子接收的斜坡电压VRAMP的斜率，并生成具有与斜率对应的电压电平的差分输出电压VDO。差分输出电压VDO可以被提供给上限比较器250和下限比较器270。
参考生成器230可生成第零参考电压VREF0、第一参考电压VREF1和第二参考电压VREF2。根据示例实施例，如上所述，可以向放大器AMP提供第零参考电压VREF0，可以向上限比较器250提供第一参考电压VREF1，并且可以向下限比较器270提供第二参考电压VREF2。可通过参考生成器230的一个端子将电源信号PWR提供给参考生成器230。
上限比较器250和下限比较器270中的每一个都可以通过输入端子接收差分输出电压VDO，并通过另一个输入端子接收第一参考电压VREF1或第二参考电压VREF2。例如，上限比较器250可通过其正输入端子接收第一参考电压VREF1，并通过其负输入端子接收差分输出电压VDO。上限比较器250可以对第一参考电压VREF1和差分输出电压VDO执行减法，并生成第一比较输出电压VCO1作为减法结果。类似地，下限比较器270可通过其正输入端子接收第二参考电压VREF2，并通过其负输入端子接收差分输出电压VDO。下限比较器270可以对差分输出电压VDO和第二参考电压VREF2执行减法，并生成第二比较输出电压VCO2作为减法结果。电源信号PWR可以被提供给上限比较器250和下限比较器270中的每一个的主体。随着电源信号PWR接通(例如，转换到逻辑高)，上限比较器250和下限比较器270可以开始操作。
当电源信号PWR接通时(例如，转换到逻辑高)，判别器290也可开始操作。复位信号RST可通过判别器290的端子被施加到判别器290。当复位信号RST接通时，可以对第一比较输出电压VCO1和第二比较输出电压VCO2执行判别。
判别器290可以接收第一比较输出电压VCO1和第二比较输出电压VCO2，并判别斜坡电压VRAMP是否有故障。根据示例实施例，判别器290可以在标识第一比较输出电压VCO1大于参考值时确定斜坡电压VRAMP正常，并且在标识第一比较输出电压VCO1小于参考值时确定斜坡电压VRAMP故障。类似地，判别器290可在标识第二比较输出电压VCO2大于参考值时确定斜坡电压VRAMP正常，并在标识第二比较输出电压VCO2小于参考值时确定斜坡电压VRAMP故障。例如，参考值可以是0，但可以随电子设备10的使用环境、条件、用户设置、初始值等而变化。
监测信号MNT可通过判别器290的终端被施加到判别器290。在监测信号MNT的接通期间，判别器290可以基于第一比较输出电压VCO1和/或第二比较输出电压VCO2输出确定斜坡电压VRAMP的结果。例如，在监测信号MNT的接通时段期间，判别器290可以判别斜坡电压VRAMP是否正常，并且生成并输出验证信号VFY作为确定结果。监测信号MNT的接通时段可称为监测时段。将参考图6详细描述监测时段。
根据示例实施例，在监测期间，当第一比较输出电压VCO1或第二比较输出电压VCO2小于参考值时，判别器290可确定斜坡电压VRAMP有故障，并生成包括故障标志的验证信号VFY。根据示例实施例，当第一比较输出电压VCO1和第二比较输出电压VCO2两者都大于参考值时，判别器290可以确定斜坡电压VRAMP是正常的，并且生成包括正常标志的验证信号VFY。
图4A到4C是根据示例实施例的斜坡生成器13的示例的电路图。具体而言，图4A示出生成逐渐增加的斜坡电压VRAMP的斜坡生成器13a，图4B示出生成逐渐减小的斜坡电压VRAMP的斜坡生成器13b。图4C示出生成逐渐增加或减小的斜坡电压VRAMP的斜坡生成器13c。各图4A、4B和4C的斜坡生成器13a、13b和13c可以是图1中的斜坡生成器13的示例实现，为了便于解释，下面省略其冗余描述。
参考图4A，斜坡生成器13a可包括电流源CSa、开关SWa和电容器Ca。电流源CSa可从正电源电压VDD向第一节点N1a提供恒定电流。开关SWa和电容器Ca可以在第一节点N1a和接地节点之间并联连接。在一些实施例中，开关SWa可以根据控制信号CTRa接通或断开，并且可以包括由控制信号CTRa控制的晶体管。例如，开关SWa可响应于激活的控制信号CTRa而关断，并响应于去激活的控制信号CTRa而接通。因此，在正常模式下，由电流源CSa提供的电流可通过开关SWa流向接地节点，并且第一节点N1a的电压(例如，斜坡电压VRAMP)可大致与接地电位相同。由电流源CSa提供的电流可以被供应到电容器Ca，使得电容器Ca被充电，并且相应地，斜坡电压VRAMP可以从地电位逐渐增加。在测试模式中，斜坡电压VRAMP的斜率可能取决于电流源CSa提供的电流和电容器Ca的电容。
参考图4B，斜坡生成器13b可包括电流源CSb、开关SWb和电容器Cb。电流源CSb和电容器Cb可以在第一节点N1b和接地节点之间并联连接。电流源CSb可将恒定电流从第一节点N1b漏至接地节点。开关SWb可根据控制信号CTRb选择性地将正电源电压VDD施加到第一节点N1b。例如，开关SWb可响应于激活的控制信号CTRb而关断，并响应于去激活的控制信号CTRb而接通。因此，在正常模式下，电流源CSb可以从正电源电压VDD漏电流，并且第一节点N1b的电压(例如，斜坡电压VRAMP)可以与正电源电压VDD大致相同。电流源CSb可从电容器Cb漏电流。当电容器Cb放电时，斜坡电压VRAMP可从正电源电压VDD逐渐降低。在测试模式下，斜坡电压VRAMP的斜率可能取决于电流源CSb漏的电流和电容器Cb的电容。以下，假设与图4A的斜坡生成器13a一样，斜坡生成器生成逐渐增加的斜坡电压VRAMP。然而，实施例不限于此，并且示例实施例也可以类似地应用于逐渐降低的斜坡电压VRAMP。
图4C的斜坡生成器13c可包括电流源CSc、开关SWc和电阻器Rc。电流源CSc可以从正电源电压VDD向第一节点N1c或第二节点N2c提供恒定电流。在一些实施例中，斜坡生成器13c可以包括由控制信号CTRc控制的晶体管，并且晶体管可以由控制信号CTRc闭合或断开。开关SWc可以根据控制信号CTRc通过第一节点N1c耦合到电阻器Rc，或者通过第一节点N1c直接连接到地(例如，接地节点)。例如，开关SWc可响应于激活的控制信号CTRc而连接至电阻器Rc，并响应于去激活的控制信号CTRc而直接连接至接地。激活的控制信号CTRc和去激活的控制信号CTRc可分别连接到彼此相对的元件。
斜坡生成器13c可包括多个电流源CSc和多个开关SWc。在示例实施例中，当开关SWc被顺序激活时，电流源CSc可以连接到电阻器Rc，并且斜坡生成器13c可以生成逐渐增加的斜坡电压VRAMP。在示例实施例中，当开关SWc顺序去激活时，电流源CSc可连接到接地节点(例如，接地)，并且斜坡生成器13c可生成逐渐降低的斜坡电压VRAMP。例如，在斜坡生成器13c包括N个电流源CSc和N个开关SWc的情况下，当N个开关SWc全部连接到第二节点N2c时，斜坡生成器13c可以输出0伏(V)的斜坡电压VRAMP，当一个开关SWc连接到第一节点N1c并且(N-1)个开关SWc连接到第二节点N2c时，斜坡生成器13c可以以第一电平输出斜坡电压VRAMP，并且当N个开关SWc全部连接到第一个节点N1c时，斜坡生成器13c可以以第N电平(向上斜坡)输出斜坡电压VRAMP。通过开关连接的相反顺序，可以生成具有向下斜坡的斜坡电压VRAMP。
图5是根据示例实施例的判别器290的电路图。图5的判别器290是用数字逻辑实现图3中的判别器290的示例，并且为了便于解释，省略其冗余描述，除非与上面给出的描述不同。
判别器290可以通过组合逻辑门、触发器和/或逻辑门和触发器中的至少一个来实现。例如，判别器290可以包括第一门291、第二门292、第三门293、第四门294、第一触发器295、第二触发器296和第五门297的组合。例如，第一门291和第五门297可以是OR门，第二到第四门292、293和294可以是AND门，并且第一和第二触发器295和296可以是D触发器。然而，示例实施例不限于此。为了便于描述，下面假设判别器290由上述逻辑门和触发器实现。
复位信号RST和断电信号PD可被输入到第一门291的输入端子。断电信号PD是用于执行包括判别器290的电子系统(例如，电子设备10)的期望功能的电源信号。当斜坡信号RMP依次包括斜坡时段或复位斜坡时段和信号斜坡时段时，电源信号PWR向每个功能单元供电，使得在斜坡时段期间提供特定功能。与在单个斜坡期间供电的电源信号PWR不同，断电信号PD在电子系统操作期间向电子系统或每个功能单元供电，以提供电子系统的期望功能。第一门291的逻辑运算结果可以被提供给第一触发器295和第二触发器296。
监测信号MNT和电源信号PWR可分别被输入到第二门292的输入端子。监测信号MNT可以使得能够输出判别器290的确定的结果。第二门292的逻辑运算结果可以被共同提供给第三和第四门293和294。
第一参考值REF1和第二门292的逻辑运算结果可分别被输入到第三门293的输入端子。例如，第一参考值REF1可对应于图3中的第一参考电压VREF1。类似地，第二参考值REF2和第二门292的逻辑运算结果可分别被输入到第四门294的输入端子。例如，第二参考值REF2可对应于图3中的第二参考电压VREF2。第三门293的逻辑运算结果可以被提供给第一触发器295，第四门294的逻辑运算结果可以被提供给第二触发器296。
第一触发器295和第二触发器296中的每一个都可以由D触发器实现，D触发器是延迟型触发器，因此包括输入端子D、复位端子R、时钟端子CLK和输出端子Q。
参考图5，电源电压VDD可被提供给第一触发器295的输入端子D，第一门291的逻辑运算结果可被提供给第一触发器295的复位端子R，第三门293的逻辑运算结果可被提供给第一触发器295的时钟端子CLK，并且第一触发器295的逻辑运算结果可以从其输出端子Q输出。类似地，电源电压VDD可被提供给第二触发器296的输入端子D，第一门291的逻辑运算结果可被提供给第二触发器296的复位端子R，第四门294的逻辑运算结果可被提供给第二触发器296的时钟端子CLK，并且可以从第二触发器296的输出端子Q输出第二触发器296的逻辑运算结果。
第一触发器295的逻辑运算结果和第二触发器296的逻辑运算结果可分别被输入到第五门297的输入端子。第五门297可以输出验证信号VFY作为逻辑运算结果。
图6是示出电子设备10的操作的时序图，根据示例实施例，图6的时序图详细示出了图3的监测电路200的操作，其监测斜坡信号RMP。以下，将参考图1和3描述图6。
监测电路200可检测从图1中的斜坡生成器13提供的斜坡信号RMP的斜率。监测电路200可以基于内部生成的参考值(例如，差分参考值REF_D、上参考值REF_U和下参考值REF_L)来判别斜坡信号RMP是正常的还是故障的，生成差分输出DO以及第一和第二比较输出CO1和CO2作为内部信号，并生成和输出验证信号VFY作为确定结果。例如，验证信号VFY可被提供给电子设备10的控制器11，并基于斜坡信号RMP停止电子设备10的操作模式。监测电路200可以基于从监测电路200的外部提供的断电信号PD、电源信号PWR、预设信号PRST、复位信号RST和/或监测信号MNT对斜坡信号RMP执行差分操作、开始比较操作和/或输出比较结果。
斜坡信号RMP可以实现为电压(或电流)信号。斜坡信号RMP可保持在特定电压电平(例如，第二斜坡电压VRAMP2)，并可从特定时间点逐渐减小或增加，并且当达到目标电平时，返回到特定电压电平(例如，第二斜坡电压VRAMP2)或转换到另一预定电平(例如，第一斜坡电压VRAMP1)。根据示例实施例，斜坡信号RMP可用于CDS。此时，斜坡信号RMP可包括复位斜坡时段(其中感测信息被初始化)和信号斜坡时段(其中通过执行采样生成感测信息)。例如，用于CDS的斜坡信号RMP可包括每一个处理周期两个斜坡时段。尽管在图6中示出斜坡信号RMP包括一个斜坡时段，但可以解释为示出了用于CDS的斜坡信号RMP的复位斜坡时段和信号斜坡时段之一。
断电信号PD可向监测电路200的每个功能单元供电。当断电信号PD关断时，包括监测电路200的电子设备10(图1)可以开始操作。当断电信号PD接通时，包括监测电路200的电子设备10(图1)可以停止操作。在示例实施例中，假设断电信号PD被关断，以便由监测电路200提供斜坡信号RMP和监测斜坡信号RMP。
电源信号PWR可在斜坡信号RMP的一个斜坡时段期间接通，并用作电源信号或操作信号，其操作监测电路200的每个元件以监测斜坡信号RMP是否有故障。例如，电源信号PWR可在时间点t18断开，并且在斜坡信号RMP的一个斜坡时段期间的监测操作可以终止。可请求接通电源信号PWR，以监测后续斜坡信号的斜坡时段。
由于电源信号PWR在时间点t11接通，斜坡信号RMP可以从第一斜坡电压VRAMP1转换到第二斜坡电压VRAMP2。然而，这只是示例实施例，并且斜坡信号RMP的电压电平可能在电源信号PWR接通前后相同。
由于电源信号PWR在时间点t11接通，可以向差分器210、上限比较器250和下限比较器270供电，并且可以顺序生成差分输出DO、第一比较输出CO1和第二比较输出CO2。例如，在斜坡信号RMP保持在第二斜坡电压VRAMP2时，斜坡信号RMP关于时间的电压方差可以逐渐减小。
在一些情况下，差分输出DO可能需要在由第一和第二参考值REF1和REF2定义的正常范围R0中。为了根据这种要求监测差分输出DO的电压电平，监测电路200可以设计为使用包括在第一范围R1中的第一参考电压VREF1作为上限、包括在第二范围R2中的第二参考电压VREF2作为下限。因此，判别器290可以通过标识监测电路200的第一参考电压VREF1是否在第一范围R1中以及监测电路200的第二参考电压VREF2是否在第二范围R2中来判别斜坡信号RMP是否有故障。
差分输出DO可以从超过第一参考值REF1的值减小到小于第一参考值REF1的值。在差分输出DO与第一参考值REF1交叉以小于第一参考值REF1的时间点，第一比较输出CO1的电压电平可以从逻辑高转换到逻辑低。当差分输出DO超过第二参考值REF2时，从施加电源信号PWR以来，第二比较输出CO2可保持在逻辑低电平。在示例实施例中，第一参考值REF1和第二参考值REF2中的每一个都被描述为特定电压电平，但第一参考值REF1和/或第二参考值REF2可包括一定范围的电压电平。第一参考值REF1可指第一范围R1，第二参考值REF2可指第二范围R2。第一参考值REF1和第二参考值REF2中的每一个可具有预定的误差容限(例如，约5％)。例如，当差分输出DO通过约为第一参考值REF1的1.05倍的电压电平时，上限比较器250可接通第一比较输出CO1。
在时间点t12，可接通预设信号PRST。预设信号PRST可控制开关(例如晶体管TR)在差分器210的正和负输入端子之间接通和断开。当预设信号PRST接通开关且差分器210的正和负输入端子短路时，差分器210的跨导可能相对非常高，因此，由于斜坡电压VRAMP的施加而生成的差分输出DO的瞬态的最大值可能相对快速地稳定。在图6中，通过接通预设信号PRST使差分器210快速稳定的操作可以被称为预设操作和第一时段PRD1(从时间点t12到时间点t13)，在此期间，预设信号PRST处于接通状态，可称为预设时段。在时间点t13，预设信号PRST转换为逻辑低电平(例如，关断状态)。
由于在时间点t12和时间点t13之间的第一时段PRD1期间斜坡信号RMP保持在第二斜坡电压VRAMP2，斜坡信号RMP的电压关于时间的方差可以逐渐减小，并且差分输出DO可以从超过第二参考值REF2的值减小到小于第二参考值REF2的值。在差分输出DO与第二参考值REF2交叉以小于第二参考值REF2的时间点处，第二比较输出CO2的电压电平可从逻辑低转换为逻辑高。
由于斜坡信号RMP在时间点t12和时间点t13之间的第一时段PRD1期间保持恒定，差分输出DO的瞬态可以快速稳定并达到作为稳态的第零参考值REF0。第零参考值REF0可对应于当斜坡信号RMP关于时间的电压方差基本上接近0时差分输出的值。在时间点t13处，复位信号RST可以接通。当复位信号RST接通时，判别器290可以开始生成验证信号VFY。验证信号VFY可以响应于复位信号RST的转换而被接通。
在示例实施例中，假设验证信号VFY的逻辑高指示斜坡信号RMP为“正常”并且验证信号VFY的逻辑低指示斜坡信号RMP有故障，但是可以使用相反的逻辑电平来判别斜坡信号RMP是否正常。在时间点t13和时间点t14之间的时段中，可以关断复位信号RST。
在时间点t14处，斜坡信号RMP可以开始斜坡。根据示例实施例，斜坡信号RMP可以从时间点t14逐渐减小到时间点t17，但这只是一个示例。实施例不排除斜坡信号RMP逐渐增加的情况。根据示例实施例，图6中的斜坡信号RMP的斜坡时段可对应于复位斜坡时段或信号斜坡时段。
由于斜坡信号RMP在时间点t14和时间点t15之间具有一定的斜率，差分输出DO可能逐渐增加(在瞬态中)。根据示例实施例，在差分输出DO通过第二参考值REF2以大于第二参考值REF2的时间点，第二比较输出CO2的电压电平可从逻辑高转换为逻辑低。在第二比较输出CO2的转换后，差分输出DO可以达到一定电平，其对应于斜坡时段期间斜坡信号RMP的斜率(在稳态中)。
在时间点t15，监测信号MNT可以接通。由于监测信号MNT在斜坡信号RMP开始斜坡之后的某一时间接通，差分输出DO可能不处于瞬态，而是处于稳态。
根据示例实施例，判别器290可在监测信号MNT接通时输出验证信号VFY。当监测信号MNT接通时，判别器290可基于第一比较输出CO1和第二比较输出CO2来判别斜坡信号RMP的斜率是否在正常范围R0中，并输出验证信号VFY，该验证信号VFY是判别器结果(也称为确定结果)。监测信号MNT处于接通状态的时间点t15和时间点t16之间的时段称为第二时段(或监测时段)PRD2。因为斜坡信号RMP在图6中的正常范围R0中，所以验证信号VFY即使在监测时段期间也可以保持逻辑高。例如，逻辑高的验证信号VFY可以指示斜坡信号RMP正常。
在示例实施例中，验证信号VFY的逻辑电平指示斜坡信号RMP是否正常，但实施例不限于此。斜坡信号RMP是否正常或故障的指示可能有多种体现。例如，可以生成正常标志或故障标志并将其附加到输出信号。
在时间点t17，斜坡信号RMP的斜坡结束，斜坡信号RMP可返回到原始电压电平(例如，第一斜坡电压VRAMP1)或转换到特定电平(例如，第二斜坡电压VRAMP2)。
在时间点t18，电源信号PWR可以转换为逻辑低。当电源信号PWR被关断时，可以中断向监测电路200的每个功能单元提供的电源，并且可以停止差分器210、上限比较器250、下限比较器270和判别器290的操作。随着上限比较器250和下限比较器270的操作停止，第一比较输出CO1和第二比较输出CO2可以转换为预设为初始状态的逻辑高。
图7是示出根据示例实施例的电子设备10的操作的时序图。图7示出了图6的时序图的重新配置，因此，省略了参考图6给出的冗余描述。图1和3将一并提及。
在时间点t21，保持在斜坡电压VRMP的斜坡信号RMP可以开始斜坡。在斜坡信号RMP开始向下斜坡时，差分输出DO可能增加。在时间点t21和时间点t22之间的时段中，差分输出DO可以与第二参考值REF2交叉并且可以处于瞬态。监测信号MNT可以具有逻辑低状态作为初始值，验证信号VFY可以具有逻辑高状态作为初始值。
在时间点t22，差分输出DO可能达到稳态。在示例实施例中，差分输出DO可以达到电压电平，该电压电平对应于时间点t21到时间点t26之间的斜坡时段中的斜坡信号RMP的斜率。稳态中的差分输出DO的值可能小于第一参考值REF1并大于第二参考值REF2。
在时间点t23，监测信号MNT可以接通。在监测信号MNT接通时，可生成并输出验证信号VFY。为了在斜坡信号RMP的斜率保持恒定的情况下计算斜坡信号RMP的斜率，可以在斜坡信号RMP开始斜坡后的某一时间接通监测信号MNT。由于差分输出DO小于第一参考值REF1且大于第二参考值REF2，验证信号VFY可以保持逻辑高。根据示例实施例，图1中的监测电路15可以提供指示斜坡信号RMP对图1中的控制器11正常的信息。
在时间点t25，监测信号MNT可以被关断。当监测信号MNT关断时，验证信号VFY的输出可以停止。为了在斜坡信号RMP的斜率保持恒定时计算斜坡信号RMP的斜率，可以在斜坡信号RMP的斜坡结束之前关断监测信号MNT。
在时间点t25，斜坡信号RMP的向下斜坡可以终止。在时间点t26之后，斜坡信号RMP可以保持在特定电平，并且差分输出DO可以降低到对应于斜坡信号RMP关于时间的电压方差几乎为零的状态的电压电平。
图8A到8C是示出根据示例实施例的电子设备10的操作的时序图。图8A到8C示出了图6的时序图的重新配置。
在示例实施例中，斜坡信号RMP可能不会正常生成，因为，例如，在图1中斜坡生成器13的制造过程中发生故障，安装在斜坡生成器13上的电气元件发生故障，电气元件因老化而劣化，或者对图1的电子设备10施加外部冲击。图8A到8C示出了由于上述任何问题在斜坡信号RMP中发生故障的情况下的实施例。参考图6和7给出的冗余描述被省略。
参考图1和8A，保持在斜坡电压VRMP的斜坡信号RMP可在时间点t31开始斜坡。然而，斜坡信号RMP(实线)的斜率可以小于图7中斜坡信号RMP(虚线)的斜率。换句话说，斜坡信号RMP的斜坡可能异常缓慢。当斜坡信号RMP在时间点t31和时间点t32之间的时段内开始向下斜坡时，差分输出DO可能增加(在瞬态中)。
在时间点t32，差分输出DO可以达到稳态。在示例实施例中，差分输出DO可以达到对应于时间点t31和时间点t35之间的斜坡时段中的斜坡信号RMP的斜率的电压电平。稳态下差分输出DO的值可能小于第一参考值REF1和第二参考值REF2两者。
在时间点t33，监测信号MNT可以接通。当监测信号MNT接通时，可以开始改变并输出验证信号VFY。图3中的判别器290可以在监测信号MNT为逻辑低时不开始判别操作，并且可以在监测信号MNT为逻辑高时开始生成验证信号VFY。
当监测信号MNT转换为逻辑高时，验证信号VFY可能转换为逻辑低。判别器290可在标识出差分输出DO小于第二参考值REF2之后确定斜坡信号RMP异常(例如，故障)，并将验证信号VFY的电压电平从逻辑高改变为逻辑低。
验证信号VFY可以被输出到图1中监测电路15的外部。根据示例实施例，监测电路15可以向图1中的控制器11提供指示斜坡信号RMP有故障的信息。根据示例实施例，在验证信号VFY是逻辑低时，控制器11可以停止基于斜坡信号RMP的主电路17(图1中)的操作，或者通知电子设备10的用户基于斜坡信号RMP的操作异常。
在时间点t34，监测信号MNT可以关断。根据示例实施例，即使当监测信号MNT被关断时，验证信号VFY的输出也可以保持，直到复位信号RST被接通为止。因为即使在监测信号MNT被关断之后，验证信号VFY也被连续输出，因此可以随时提供关于斜坡信号RMP是否有故障的信息。
在时间点t35，斜坡信号RMP的向下斜坡可能停止。在时间点t35之后，斜坡信号RMP可以保持在特定电平，并且差分输出DO可以降低到对应于斜坡信号RMP关于时间的电压方差几乎为零的状态的电压电平。
参考图1和8B，保持在斜坡电压VRMP的斜坡信号RMP可在时间点t41开始斜坡。然而，斜坡信号RMP(实线)的斜率可以大于图7中斜坡信号RMP(虚线)的斜率。换句话说，斜坡信号RMP的斜坡可能异常快。在斜坡信号RMP在时间点t41和时间点t42之间的时段内开始向下斜坡时，差分输出DO可能增加(在瞬态中)。
在时间点t42，差分输出DO可能达到稳态。在示例实施例中，差分输出DO可以达到对应于时间点t41和时间点t45之间的斜坡时段中的斜坡信号RMP的斜率的电压电平。稳态中的差分输出DO的值可以大于第一参考值REF1和第二参考值REF2两者。
在时间点t43，监测信号MNT可以接通。当监测信号MNT接通时，可以开始改变并输出验证信号VFY。当监测信号MNT为逻辑低时，判别器290可以不开始判别操作，并且当监测信号MNT为逻辑高时，判别器290可以开始生成验证信号VFY。在基本上与监测信号MNT转换为逻辑高的时间一致的时间，判别器290可标识差分输出DO大于第一参考值REF1，并确定斜坡信号RMP异常(例如，故障)。在示例实施例中，判别器290可将验证信号VFY的电压电平从逻辑高改变为逻辑低。
验证信号VFY可被输出到监测电路15的外部。根据示例实施例，监测电路15可以向控制器11提供指示斜坡信号RMP有故障的信息。根据示例实施例，当验证信号VFY是逻辑低时，控制器11可以停止基于斜坡信号RMP的主电路17的操作，或者通知电子设备10的用户基于斜坡信号RMP的操作异常。
在时间点t44，监测信号MNT可以关断。根据示例实施例，即使当监测信号MNT关断时，验证信号VFY的输出也可以保持，直到复位信号RST被接通为止。因为即使在监测信号MNT被关断之后，验证信号VFY也被连续输出，因此可以随时提供关于斜坡信号RMP是否有故障的信息。
在时间点t45，斜坡信号RMP的向下斜坡可以停止。在时间点t45之后，斜坡信号RMP可以保持在特定电平，并且差分输出DO可以降低到对应于斜坡信号RMP关于时间的电压方差几乎为零的状态的电压电平。
参考图1和8C，保持在斜坡电压VRMP的斜坡信号RMP可在时间点t51开始斜坡。斜坡信号RMP(实线)的斜率可以与图7中斜坡信号RMP(虚线)的斜率基本相同。然而，斜坡信号RMP可能不会降低到目标电平，并且斜坡可能会突然停止。换句话说，斜坡信号RMP的斜坡时段可能异常短。当斜坡信号RMP在时间点t51和时间点t52之间的时段中开始向下斜坡时，差分输出DO可能增加(在瞬态中)。
在时间点t52，差分输出DO可以达到稳态。在示例实施例中，差分输出DO可以达到对应于时间点t51和时间点t54之间的斜坡时段中的斜坡信号RMP的斜率的电压电平。稳态中的差分输出DO的值可以小于第一参考值REF1大于第二参考值REF2。
在时间点t53，监测信号MNT可以接通。当监测信号MNT接通时，判别器290可以开始验证并输出验证信号VFY。由于差分输出DO在正常范围中，因此判别器290可以确定斜坡信号RMP正常。在示例实施例中，判别器290可将验证信号VFY的电压电平保持为逻辑高。根据示例实施例，监测电路15可以向控制器11提供指示斜坡信号RMP有故障的信息。
在时间点t54，斜坡信号RMP的斜坡可能突然停止。例如，当在斜坡生成器13上存在外部冲击或斜坡生成器13的内部电路或元件中发生故障时，斜坡信号RMP可能被异常提供。当斜坡信号RMP的斜坡停止时，斜坡信号RMP的电压关于时间的变化可以改变，并且差分输出DO可以逐渐减小。
在时间点t55，减小的差分输出DO可能与第二参考值REF2交叉。当差分输出DO小于第二参考值REF2时，判别器290可将验证信号VFY改变为逻辑低。在时间点t55，监测信号MNT仍然处于接通状态，因此，可以输出验证信号VFY。根据示例实施例，可以根据斜坡生成器13的元件的设计来确定，或者在斜坡生成器13的制造或设计期间预先设置时间点t53和t56之间的接通时段(在此期间，监测信号MNT处于接通状态)，以适当地确定斜坡信号RMP具有特定斜率的斜坡时段。因此，即使斜坡信号RMP的斜坡突然停止，监测信号MNT也可以在预定的接通时段期间保持接通。根据示例实施例，响应于验证信号VFY的逻辑低，控制器11可以停止基于斜坡信号RMP的主电路17的操作，或者通知电子设备10的用户基于斜坡信号RMP的操作异常。
在时间点t56，监测信号MNT可以随着时间点t53和t56之间的预定接通时段的流逝而关断。当监测信号MNT关断时，验证信号VFY的输出可以停止。
图9是根据示例实施例的成像设备20的框图。成像设备20可以是参考图1描述的电子设备10的示例。
成像设备20可以安装在具有感测图像或光的功能的电子设备上。例如，成像设备20可以安装在诸如相机、智能手机、可穿戴设备、物联网(IoT)设备、家用电器、台式个人计算机(PC)、个人数字助理(PDA)、便携式多媒体播放器(PMP)、导航设备、无人机以及先进的驾驶辅助系统(ADAS)的电子设备上。成像设备20还可以安装在用作例如车辆、家具、制造设施、门或各种测量装备的组件的电子设备上。
成像设备20可包括成像单元430、图像传感器450和处理器470。成像设备20可以具有自动聚焦功能(以下称为AF功能)。
成像设备20的操作可由处理器470控制。处理器470可以向透镜驱动器433、光圈驱动器435和控制器451中的每一个提供用于每个元件的操作的控制信号。
成像单元430接收光，并且可以包括透镜431、透镜驱动器433、光圈437和光圈驱动器435。透镜431可以包括多个透镜。
透镜驱动器433可与处理器470交换关于焦点检测的信息，并可根据来自处理器470的控制信号控制透镜431的位置。透镜驱动器433可以通过移动透镜431来控制透镜431的位置。例如，透镜驱动器433可以在远离或朝向对象405的方向上移动透镜431，从而控制透镜431和对象405之间的距离。根据透镜431的位置，对象405可以聚焦或失焦。
图像传感器450可将入射光转换为图像信号。图像传感器450可以包括像素阵列453、控制器451、信号处理器455和监测电路457。当光信号到达像素阵列453的光接收表面时，已经通过透镜431和光圈437的光信号可以形成对象405的图像。图2的监测电路100或图3的监测电路200可以用作图9中的监测电路457，因此，省略其冗余描述。
像素阵列453可包括互补金属氧化物半导体(CMOS)图像传感器(CIS)，其将光信号转换为电信号。像素阵列453的灵敏度可由控制器451控制。像素阵列453可以包括以矩阵形式布置的多个像素。每个像素可包括微透镜和在微透镜下方彼此平行布置的至少两个光电转换元件。每个像素可以包括彼此平行的至少一个第一光电转换元件和至少一个第二光电转换元件。像素可以输出由第一光电转换元件生成的第一图像信号或由第二光电转换元件生成的第二图像信号。像素可以输出由第一和第二光电转换元件生成的总和图像信号。
信号处理器455可基于从像素阵列453中不同相邻行和一列中的至少两个像素输出的第一图像信号和第二图像信号，生成相位检测信号对，用于相位差计算。在失焦的情况下，第一图像信号的相位可以不同于第二图像信号的相位。例如，第一图像信号的强度可以不同于第二图像信号的强度。在聚焦的情况下，第一图像信号的相位可以与第二图像信号的相位相同。
信号处理器455可以基于从像素阵列453输出的多个第一图像信号和多个第二图像信号生成多个相位检测信号对。可以将从相位检测信号对生成的相位检测信号对或第一图像和第二图像作为自动聚焦数据提供给处理器470。
处理器470可以从图像传感器450接收图像数据。图像数据可以包括以帧为单位的图像和/或自动聚焦数据。处理器470可以使用自动聚焦数据执行AF功能的相位差计算。在示例实施例中，处理器470可基于包括在自动聚焦数据中的多个相位检测信号对执行相位差计算。例如，处理器470可以基于相位检测信号对中的多个第一相位检测信号生成第一图像，并基于相位检测信号对中的多个第二相位检测信号生成第二图像，并且可以计算第一图像和第二图像之间的相位差。
通过相位差计算，处理器470可以获得焦点的位置(在该位置，包括在相位检测信号对中的两个相位检测信号的强度彼此相同(例如，第一图像的相位与第二图像的相位相同))、焦点的方向和/或对象405和图像传感器450之间的距离。
处理器470可以基于相位差计算结果生成用于控制透镜驱动器433移动透镜431的控制信号，并且可以将控制信号输出到透镜驱动器433。
图10是根据示例实施例的图像传感器500的框图。图10的图像传感器500可以是图9中的图像传感器450的示例。
参考图9和10，图像传感器500可以包括控制器510、行解码器520、读出电路530、像素阵列540、斜坡生成器550和监测电路560。在示例实施例中，图像传感器500还可以包括时钟信号生成器、信号处理器、列解码器和/或存储器。图2的监测电路100或图3的监测电路200可以用作图10中的监测电路560，因此，省略其冗余描述。
控制器510可提供用于控制行解码器520、读出电路530和斜坡生成器550的时序的控制信号。例如，控制器510可以向行解码器520提供行控制信号CTR_X，并且行解码器520可以允许基于行控制信号CTR_X通过行线RLs逐行对像素阵列540执行感测。例如，控制器510可以向读出电路530提供列控制信号CTR_Y，并且读出电路530可以基于列控制信号CTR_Y通过列线CLs从像素阵列540接收感测信号。例如，控制器510可以向斜坡生成器550提供斜坡控制信号CTR_R，并且斜坡生成器550可以基于斜坡控制信号CTR_R生成用于读出电路530的操作的斜坡信号RMP。
根据示例实施例，控制器510可从监测电路560接收验证信号VFY，并感测由斜坡生成器550生成的斜坡信号RMP的异常操作。控制器510可判别超出斜坡信号RMP的正常范围的操作或斜坡生成器550的故障，从而停止基于斜坡信号RMP操作的读出电路530的操作。例如，可以停止读出电路530的CDS或计数操作，并且相应地，也可以停止由读出电路530生成的图像数据IDAT的输出。
控制器510可以实现为处理电路，诸如包括逻辑电路的硬件组件，或者通过硬件和软件的组合实现，诸如运行执行压缩的软件的处理器。例如，控制器510可以包括CPU、执行算术和逻辑运算的ALU、比特移位等、包括在图像传感器500中的DSP、微处理器、ASIC、控制逻辑等，但不限于此，如上所述。
在控制器510的控制下(例如，行控制信号CTR_X)，行解码器520可以生成用于驱动像素阵列540的控制信号，并通过行线RLs逐行驱动像素阵列540的多个像素。每个行线RLs可以在行方向上延伸，并且可以连接到布置在一行中的像素。
在示例实施例中，行解码器520可控制像素阵列540的多个像素同时或逐行感测入射光。行解码器520可以控制像素阵列540，使得逐行选择像素，并且通过多个列线CLs输出由所选像素(例如，一行中的像素)生成的复位电压和感测电压。
像素阵列540可以包括矩阵中的多个像素以及连接到像素的行线RLs和列线CLs。例如，行线RLs中的每一个可以将控制信号从行解码器520发送到包括在每个像素中的多个晶体管，并且列线CLs中的每一个可以将像素信号从像素阵列540的每一行的像素发送到读出电路530。每个列线CLs可以在列方向上延伸，并且可以将一列的像素连接到读出电路530。
根据示例实施例，每个像素可包括至少一个光电转换元件(或光敏器件)和晶体管。光电转换元件可感测光并将光转换为光电荷。例如，光电转换元件可包括光敏器件，诸如无机光电二极管、有机光电二极管、钙钛矿光电二极管、光电晶体管、光电门或钉扎光电二极管，其包括有机或无机材料。在示例实施例中，每个像素可以包括多个光电转换元件。晶体管可以传输存储在光电转换元件中的电荷，将光电转换元件复位为电源电压，或者将电荷转换为电信号。
多个像素可包括红色像素、绿色像素和蓝色像素。红色像素可响应于可见光谱的红色范围中的波长，生成与红色信号相对应的图像信号(或电荷)。绿色像素可响应于可见光谱的绿色范围中的波长，生成与绿色颜色信号相对应的图像信号(或电荷)。蓝色像素可以响应于可见光谱的蓝色范围中的波长，生成对应于蓝色信号的图像信号(或电荷)。然而，实施例不限于此，并且像素还可以包括白色像素。例如，像素可以包括青色像素、黄色像素、品红像素或白色像素。
微透镜和滤色器可堆叠在每个像素上方。像素的多个滤色器可以形成滤色器阵列。滤色器可以通过微透镜入射的光中的特定颜色的光，例如，特定颜色范围中的波长。可根据像素的滤色器来确定由像素感测的颜色。然而，实施例不限于此。根据一个实施例，与颜色范围中的波长相对应的光可以根据施加到像素的光电转换元件的电信号的电平(例如，电压电平)转换为电信号，因此，可根据施加到光电转换元件的电信号的电平来确定由像素感测的颜色。
读出电路530可以通过列线CLs从像素阵列540接收像素信号，并作为处理像素信号的结果输出图像数据IDAT。读出电路530可以包括CDS电路531、模数转换器(ADC)电路533和缓冲器535。
CDS电路531可以包括多个比较器，并将通过列线CLs从像素阵列540接收的像素信号与从斜坡生成器550接收的斜坡信号RMP进行比较。每个比较器可将像素信号与已缓冲的斜坡信号RMP进行比较，并将比较结果输出为逻辑低或逻辑高。在示例实施例中，当斜坡信号RMP的电平与像素信号的电平相同时，比较器可以输出从第一电平(例如，逻辑高)转换到第二电平(例如，逻辑低)的比较信号。可以根据像素信号的电平来确定比较信号的电平转换时间。
分别从多个像素输出的多个像素信号可能由于像素的固有特性(例如，固定模式噪声(FPN))而具有变化和/或由于每个从像素输出像素信号的逻辑(例如，输出存储在像素的光电转换元件中的电荷的晶体管)特性之间的差异而具有变化。为了补偿通过列线CLs输出的多个像素信号中的变化，执行针对每个像素信号获得复位电压(或复位分量)和感测电压(或感测分量)，并提取复位电压和感测电压之间的差(例如，电压差)作为有效信号分量的过程。此过程称为CDS。比较器可以使用CDS输出比较结果(例如，比较输出)。因此，CDS电路531可以使用CDS生成比较结果。
ADC电路533可以将CDS电路531的比较结果转换为数字数据，并生成和输出与以行为单位的多个像素相对应的像素值。ADC电路533可以包括多个计数器。计数器可以分别连接到比较器的各个输出。每个计数器可以对从比较器输出的比较结果进行计数。计数器可基于感测复位信号的复位转换时段和感测感测信号的图像转换时段中的计数时钟信号，将从比较器输出的比较结果计数为逻辑高或逻辑低，并可根据计数结果输出数字数据(例如，像素值)。计数器可包括锁存电路和操作电路。锁存电路可锁存在来自比较器的比较信号的电平转换时间作为计数时钟信号接收的代码值。锁存电路可锁存与复位信号相对应的代码值，例如复位值，以及对应于图像信号的代码值，例如图像信号值。操作电路可以对复位值和图像信号值执行操作，从而生成具有从中移除的像素的复位电平的图像信号值。计数器可以将具有复位电平的图像信号值作为像素值输出。然而，实施例并不限于此。计数器可以包括操作电路和基于计数时钟信号增加计数值的递增计数器，或者可以包括递增/递减计数器或比特反转计数器。
缓冲器535可存储从ADC电路533输出的像素值。缓冲器535可存储每行的数字数据(例如，像素值)。在示例实施例中，缓冲器535可以临时存储从计数器输出的数字数据，然后放大和输出数字数据。换句话说，缓冲器535可以包括输出缓冲器。缓冲器535可以临时存储从多个计数器输出的数字数据，并顺序或选择性地输出数字数据到感测放大器。感测放大器可放大并输出数字数据。缓冲器535可基于列解码器的列控制信号CTR_Y输出已放大的图像数据IDAT，该列解码器在控制器510的控制下选择列。
缓冲器535可包括，例如静态随机存取存储器(SRAM)、锁存器、触发器或其组合，但不限于此。在示例实施例中，例如，缓冲器535可作为存储器包括在ADC电路533中。
斜坡生成器550可生成斜坡信号RMP，该斜坡信号RMP以特定斜率逐渐增加或减小，并将斜坡信号RMP提供给读出电路530。
监测电路560可以计算斜坡信号RMP的斜率，并根据斜率是否在正常范围中来判别斜坡信号RMP是否正常。关于斜坡信号RMP的判别结果可以作为验证信号VFY提供给控制器510。根据示例实施例，当验证信号VFY指示斜坡信号RMP的故障时，控制器510可以输出列控制信号CTR_Y，使得缓冲器535限制图像数据IDAT的输出，并且可以限制读出电路530基于斜坡信号RMP的操作，并且停止基于图像数据IDAT的各种操作模式。
图11是根据示例实施例的包括使用图像传感器的多相机模块的电子设备的框图。图12是根据示例实施例的图11中的多相机模块的详细框图。
参考图11，电子设备1000可包括相机模块组1100、应用处理器1200、电源管理集成电路(PMIC)1300和外部存储器1400。
相机模块组1100可以包括多个相机模块1100a、1100b和1100c。尽管图11中示出了三个相机模块1100a、1100b和1100c，但实施例并不限于此。例如，在一些实施例中，相机模块组1100可以修改为仅包括两个相机模块或相机模块组1100可以修改为包括“n”个相机模块，其中“n”是至少为4的自然数。
下面将参考图12描述相机模块1100b的详细配置。下面的描述也可以应用于其他相机模块1100a和1100c。
参考图12，相机模块1100b可包括棱镜1105、光路折叠元件(OPFE)1110、致动器1130、图像感测设备1140和存储1150。
棱镜1105可以包括由光反射材料形成的反射面1107，并且可以改变从外部入射的光L的路径。
在一些实施例中，棱镜1105可将沿第一方向X入射的光L的路径改变为交叉(例如，垂直于)第一方向X的第二方向Y。棱镜1105可以围绕中心轴1106沿方向A旋转光反射材料的反射面1107，或者沿方向B旋转中心轴1106，使得沿第一方向X入射的光L的路径改变为垂直于第一方向X的第二方向Y。此时，OPFE 1110可在垂直于第一方向X和第二方向Y的第三方向Z上移动。
在一些实施例中，棱镜1105的A方向最大旋转角度可以在正(+)A方向上小于或等于约15度，在负(-)A方向上大于约15度，但实施例不限于此。
在一些实施例中，棱镜1105可沿正B或负B方向移动约20度的角度，或在约10度到约20度的范围内，或在约15度到约20度的范围内。棱镜1105沿正B方向移动的角度可在约1度的差内与棱镜1105在负B方向上移动的角度相同或相似。
在一些实施例中，棱镜1105可沿与中心轴1106的延伸方向平行的第三方向Z移动光反射材料的反射面1107。
OPFE 1110可包括例如“m”个光学透镜，其中“m”是自然数。“m”个透镜可沿第二方向Y移动并改变相机模块1100b的光学变焦比。例如，当相机模块1100b的默认光学变焦比为Z时，可通过移动包括在OPFE 1110中的“m”个光学透镜将相机模块1100b的光学变焦比改变为3Z、5Z或更大。
致动器1130可将OPFE 1110或光学透镜移动到特定位置。例如，致动器1130可调整光学透镜的位置，使得将图像传感器1142定位在光学透镜的焦距处，以进行精确感测。
图像感测器件1140可包括图像传感器1142、控制逻辑1144和存储器1146。图像传感器1142可使用通过光学透镜提供的光L感测对象的图像。
根据示例实施例，图像传感器1142可以包括监测电路1143。图12中的图像传感器1142可以与图10中的图像传感器500基本相同，并且图12中的监测电路1143可以与图2中的监测电路100或图3中的监测电路200基本相同。因此，除非与上面给出的描述不同，否则省略其冗余描述。
控制逻辑1144可控制相机模块1100b的一般操作。例如，控制逻辑1144可根据通过控制信号线CSLb提供的控制信号控制相机模块1100b的操作。
存储器1146可以存储用于相机模块1100b的操作的信息，诸如校准数据1147。校准数据1147可以包括用于相机模块1100b使用从外部提供的光L生成图像数据的信息。例如，校准数据1147可以包括关于上述旋转度、关于焦距的信息、关于光轴的信息等的信息。当相机模块1100b被实现为焦距随光学透镜的位置而变化的多状态相机时，校准数据1147可以包括光学透镜的每个位置的焦距值(或状态)和关于自动聚焦的信息。
存储1150可存储由图像传感器1142感测的图像数据。存储1150可被提供在图像感测设备1140外部，并可与图像感测设备1140的传感器芯片形成堆栈。在一些实施例中，存储1150可包括电可擦除可编程只读存储器(EEPROM)，但实施例不限于此。
参考图11和12，在一些实施例中，相机模块1100a、1100b和1100c中的每一个可以包括致动器1130。因此，相机模块1100a、1100b和1100c可以包括校准数据1147，根据包括在相机模块1100a、1100b和1100c中的每个中的致动器1130的操作，校准数据1147在相机模块1100a、1100b和1100c中相同或不同。
在一些实施例中，相机模块1100a、1100b和1100c中的一个(例如相机模块1100b)可以是包括棱镜1105和OPFE 1110的折叠透镜类型，而其他相机模块(例如相机模块1100a和1100c)可以是不包括棱镜1105和OPFE 1110的垂直类型。然而，实施例不限于此。
在一些实施例中，相机模块1100a、1100b和1100c中的一个(例如相机模块1100c)可包括垂直深度相机，其使用红外线(IR)提取深度信息。在这种情况下，应用处理器1200可以通过将从深度相机提供的图像数据与从另一相机模块(例如，相机模块1100a或1100b)提供的图像数据合并来生成三维(3D)深度图像。
在一些实施例中，相机模块1100a、1100b和1100c中的至少两个相机模块(例如1100a和1100b)可以具有不同的视野。在这种情况下，相机模块1100a、1100b和1100c中的两个相机模块(例如1100a和1100b)可以分别具有不同的光学透镜，但实施例不限于此。
在一些实施例中，相机模块1100a、1100b和1100c可以具有彼此不同的视野。在这种情况下，相机模块1100a、1100b和1100c可以分别具有不同的光学透镜，但实施例不限于此。
在一些实施例中，相机模块1100a、1100b和1100c可以物理上彼此分离。换句话说，图像传感器1142的感测区域不被相机模块1100a、1100b和1100c分割和使用，但是图像传感器1142可以独立地包括在相机模块1100a、1100b和1100c中的每一个中。
回到图11，应用处理器1200可以包括图像处理单元1210、存储器控制器1220和内部存储器1230。应用处理器1200可以与相机模块1100a、1100b和1100c分开实现。例如，应用处理器1200和相机模块1100a、1100b和1100c可以在不同的半导体芯片中实现。
图像处理单元1210可以包括多个子图像处理器1212a、1212b和1212c、图像生成器1214和相机模块控制器1216。
图像处理单元1210可以包括与相机模块1100a、1100b和1100c一样多的子图像处理器1212a、1212b和1212c。
从相机模块1100a、1100b和1100c中的每一个生成的图像数据可以通过相互分离的图像信号线ISLa、ISLb和ISLc中的对应一个被提供给子图像处理器1212a、1212b和1212c中的对应一个。例如，从相机模块1100a生成的图像数据可以通过图像信号线ISLa提供给子图像处理器1212a，从相机模块1100b生成的图像数据可以通过图像信号线ISLb提供给子图像处理器1212b，并且，从相机模块1100c生成的图像数据可以通过图像信号线ISLc提供给子图像处理器1212c。可以使用例如基于移动工业处理器接口(MIPI)的相机串行接口(CSI)来执行这样的图像数据传输，但实施例不限于此。
在一些实施例中，可为多个相机模块提供单个子图像处理器。例如，与图11不同，子图像处理器1212a和1212c可以不被分离，而是可以集成到单个子图像处理器中，并且从相机模块1100a或相机模块1100c提供的图像数据可以由选择元件(例如，多路复用器)选择然后提供给集成的子图像处理器。
提供给每个子图像处理器1212a、1212b和1212c的图像数据可以被提供给图像生成器1214。图像生成器1214可以根据图像生成信息或模式信号，使用从每个子图像处理器1212a、1212b和1212c提供的图像数据生成输出图像。
例如，图像生成器1214可以根据图像生成信息或模式信号，通过合并分别从具有不同视场的相机模块1100a、1100b和1100c生成的各部分图像数据来生成输出图像。替代地，图像生成器1214可以根据图像生成信息或模式信号，通过选择分别从具有不同视场的相机模块1100a、1100b和1100c生成的图像数据片段之一来生成输出图像。
在一些实施例中，图像生成信息可以包括变焦信号或变焦因子。在一些实施例中，模式信号可以基于用户选择的模式。
当图像生成信息包括变焦信号或变焦因子并且相机模块1100a、1100b和1100c具有不同的视场时，图像生成器1214可以根据不同种类的变焦信号执行不同的操作。例如，当变焦信号是第一信号时，图像生成器1214可以将从相机模块1100a输出的图像数据与从相机模块1100c输出的图像数据合并，并且可以使用合并的图像信号和从合并期间未使用的相机模块1100b输出的图像数据生成输出图像。当变焦信号是与第一信号不同的第二信号时，图像生成器1214可以通过选择分别从相机模块1100a、1100b和1100c输出的图像数据片段之一而不是执行合并来生成输出图像。然而，实施例不限于此，并且在必要时可以改变处理图像数据的方法。
在一些实施例中，图像生成器1214可以从子图像处理器1212a、1212b和1212c中的至少一个接收具有不同曝光时间的多个图像数据片段，并对这些图像数据片段执行高动态范围(HDR)处理，从而生成具有增加的动态范围的合并的图像数据。
相机模块控制器1216可向相机模块1100a、1100b和1100c中的每一个提供控制信号。由相机模块控制器1216生成的控制信号可以通过彼此分离的控制信号线CSLa、CSLb和CSLc中的对应一个被提供给相机模块1100a、1100b和1100c中的对应一个。
根据模式信号或包括变焦信号的图像生成信号，相机模块1100a、1100b和1100c中的一个(例如相机模块1100b)可被指定为主相机，其他相机模块(例如1100a和1100c)可被指定为从相机。这种指定信息可以包括在控制信号中，并通过彼此分离的控制信号线CSLa、CSLb和CSLc中的相应一个被提供给相机模块1100a、1100b和1100c中的每一个。
可根据变焦因子或操作模式信号改变作为主或从的相机模块。例如，当相机模块1100a的视场大于相机模块1100b的视场并且变焦因子指示低变焦率时，相机模块1100b可以作为主相机模块操作，相机模块1100a可以作为从相机模块操作。相反，当变焦因子指示高变焦率时，相机模块1100a可以作为主模块操作，相机模块1100b可以作为从模块操作。
在一些实施例中，从相机模块控制器1216向相机模块1100a、1100b和1100c中的每一个提供的控制信号可以包括同步使能信号。例如，当相机模块1100b是主相机而相机模块1100a是从相机时，相机模块控制器1216可以向相机模块1100b发送同步使能信号。配备有同步使能信号的相机模块1100b可以基于同步使能信号生成同步信号，并且可以通过同步信号线SSL向相机模块1100a和1100c提供同步信号。相机模块1100a、1100b和1100c可以与同步信号同步，并且可以向应用处理器1200发送图像数据。
在一些实施例中，从相机模块控制器1216提供给相机模块1100a、1100b和1100c中的每一个的控制信号可以包括根据模式信号的模式信息。相机模块1100a、1100b和1100c可以基于模式信息在与感测速度相关的第一操作模式或第二操作模式下操作。
在第一操作模式下，相机模块1100a、1100b和1100c可以以第一速度(例如，以第一帧速率)生成图像信号，以高于第一速度的第二速度(例如，以高于第一帧速率的第二帧速率)对图像信号进行编码，以及将编码的图像信号发送到应用处理器1200。在示例实施例中，第二速度最多可以是第一速度的30倍。
应用处理器1200可将接收到的图像信号(例如，编码的图像信号)存储在其中的内部存储器1230或应用处理器1200外部的外部存储器1400中。此后，应用处理器1200可以从内部存储器1230或外部存储器1400读取编码的图像信号，对编码的图像信号进行解码，并显示基于解码的图像信号生成的图像数据。例如，图像处理单元1210的子图像处理器1212a、1212b和1212c中的对应一个可以执行解码，并且还可以对解码的图像信号执行图像处理。
在第二操作模式下，相机模块1100a、1100b和1100c可以以低于第一速度的第三速度(例如，以低于第一帧速率的第三帧速率)生成图像信号，并将图像信号发送至应用处理器1200。提供给应用处理器1200的图像信号可能尚未被编码。应用处理器1200可以对图像信号执行图像处理，或者将图像信号存储在内部存储器1230或外部存储器1400中。
PMIC 1300可向每个相机模块1100a、1100b和1100c提供电源，例如电源电压。例如，在应用处理器1200的控制下，PMIC 1300可以通过电源信号线PSLa向相机模块1100a提供第一电源，通过电源信号线PSLb向相机模块1100b提供第二电源，通过电源信号线PSLc向相机模块1100c提供第三电源。
PMIC 1300可响应于来自应用处理器1200的电源控制信号PCON，生成对应于相机模块1100a、1100b和1100c中的每一个的功率，并调整电源电平。电源控制信号PCON可以包括用于相机模块1100a、1100b和1100c的每个操作模式的功率调整信号。例如，操作模式可以包括低功率模式。此时，电源控制信号PCON可包括关于要在低功率模式下操作的相机模块和要设置的电源电平的信息。相同或不同电平的电源可分别被提供给相机模块1100a、1100b和1100c。电源电平可以动态更改。
图13是根据示例实施例的电子设备的操作方法的流程图。图1和3将与下面的图13一起参考。
电子设备可在操作S11中使能监测电路。例如，图1的电子设备10可以使能图1中的监测电路15。监测电路可通过电源使能。例如，当提供给图3的监测电路200的电源信号PWR接通时，可以使能监测电路200的每个元件。
电子设备可在操作S13中预设差分器。例如，电子设备10可以通过接通提供给差分器210的预设信号PRST来预设图3中的差分器210。随着差分器210被预设，图3中的放大器AMP的跨导可以增加，并且差分器210的瞬态可以快速稳定。
电子设备可在操作S15中复位判别器。例如，电子设备10可以通过接通提供给判别器290的复位信号RST来复位图3中的判别器290。当判别器290复位时，可以对第一比较输出电压VCO1和/或第二比较输出电压VCO2执行判别操作。
电子设备可在操作S17中监测斜坡信号。例如，电子设备10可以作为计算图3中的斜坡电压VRAMP的斜率的结果来生成差分输出电压VDO，并且判别差分输出电压VDO是在第一参考电压VREF1的范围中还是在第二参考电压VREF2的范围中。电子设备可以生成监测信号MNT以输出监测斜坡信号的结果。
电子设备可在操作S19中生成验证信号。例如，电子设备可以在监测信号MNT的接通期间输出验证信号VFY。验证信号VFY可被提供给控制器。例如，图1中的控制器11可以基于斜坡信号RMP的逻辑电平来标识斜坡信号RMP是否有故障。当斜坡信号RMP有故障时，控制器11可以停止电子设备基于斜坡信号RMP的操作，或者将斜坡信号RMP的故障通知用户。
图14是根据示例实施例的电子设备的操作方法的流程图。图14的流程图根据各种信号描述了图13的操作。图1和3将与图14一起参考。
可在操作S21中接通电源信号PWR。当电源信号PWR接通时，可以向图3的监测电路200的每个元件供电。
可在操作S23中接通预设信号PRST。在示例实施例中，当预设信号PRST转换为逻辑高时，图3中的差分器210的输入端子可能短路。由于图3中的放大器AMP的输入电压彼此基本相同，因此放大器AMP的跨导可以增加，并且放大器AMP的瞬态可以快速稳定。根据示例实施例，可以在电源信号PWR接通之后接通预设信号PRST。
可在操作S25中接通复位信号RST。在示例实施例中，当复位信号RST转换为逻辑高时，图3中的判别器290可以对第一比较输出电压VCO1和/或第二比较输出电压VCO2执行判别操作。根据示例实施例，可以在预设信号PRST接通之后接通复位信号RST，但实施例不限于此。例如，在一些示例实施例中，可以在预设信号PRST接通之前接通复位信号RST。
可在操作S27中接通监测信号MNT。在示例实施例中，当监测信号MNT接通时，可以输出与判别第一比较输出电压VCO1和/或第二比较输出电压VCO2的结果相对应的验证信号VFY。根据示例实施例，可以预定监测信号MNT的接通时段。根据示例实施例，可以在复位信号RST接通之后接通监测信号MNT。
图15是根据示例实施例的监测电路的操作方法的流程图。图15的流程图从功能角度描述了图13的操作。图1和3将与图15一起参考。
在操作S31中，监测电路可接收斜坡信号。根据示例实施例，图1中的监测电路15可以从图1中的斜坡生成器13接收斜坡信号RMP。
在操作S33中，监测电路可以监测斜坡信号的斜率。根据示例实施例，图2的监测电路200可以计算图3中的斜坡电压VRAMP的斜率，并输出计算结果作为差分输出电压VDO。
在操作S35中，监测电路可以判别斜率范围是否在正常范围中。根据示例实施例，监测电路200可以将与计算的斜率对应的电压电平与第一参考电压VREF1和第二参考电压VREF2中的每一个进行比较。例如，监测电路200可以判别差分输出电压VDO是在第一参考电压VREF1的范围中还是在第二参考电压VREF2的范围中。例如，图3中的判别器290可以标识第一比较输出电压VCO1和/或第二比较输出电压VCO2是正的还是负的。
在操作S37中，监测电路可生成标志。根据示例实施例，监测电路200可以生成指示斜坡信号RMP是正常还是故障的标志，作为验证信号VFY的示例。
图16是根据示例实施例的图15中的操作S35和S37的详细流程图。
在操作S33之后，可以在操作S310中确定斜坡信号的斜率是否大于第一参考值REF1。当斜率不大于第一参考值REF1时(在否的情况下)，执行操作S330。当斜率大于第一参考值REF1时(在是的情况下)，执行操作S370。
可以在操作S330中确定斜坡信号的斜率是否小于第二参考值REF2。当斜率不小于第二参考值REF2时(在否的情况下)，执行操作S350。当斜率小于第二参考值REF2时(在是的情况下)，执行操作S370。
可在操作S350中生成正常标志。在示例实施例中，由于斜坡信号RMP的斜率小于第一参考值REF1且大于第二参考值REF2，图3中的判别器290可以生成指示斜坡信号RMP正常的正常标志。
可在操作S370中生成故障标志。在示例实施例中，由于斜坡信号RMP的斜率大于第一参考值REF1或小于第二参考值REF2，图3中的判别器290可以生成指示斜坡信号RMP有故障的故障标志。
图17是根据示例实施例的电子设备30的框图。参考图17，电子设备30可包括处理器31、存储器32、存储设备33、图像传感器34、输入/输出(I/O)设备35和电源36，其可通过总线彼此通信。图10的图像传感器500可以应用于图17中的图像传感器34，因此，省略其冗余描述。
处理器31可执行操作电子设备30所需的特定计算或任务。存储器32和存储设备33可以存储操作电子设备30所需的数据。例如，处理器31可以包括微处理器、CPU或应用处理器(AP)。存储器32可以包括易失性存储器和/或非易失性存储器。存储设备33可以包括例如固态驱动器(SSD)、硬盘驱动器(HDD)或CD-ROM。
输入/输出设备35可包括例如输入单元(诸如键盘、键板或鼠标)和输出单元(诸如打印机或显示器)。电源36可提供操作电子设备30所需的操作电压。
图18是根据示例实施例的电子设备40的框图。
参考图18，电子设备40可以包括图像传感器41、图像信号处理器(ISP)42、AP 43、显示设备44、工作存储器45、存储设备46、用户接口47和无线收发器48。图10的图像传感器500可以作为图17中的图像传感器41操作，因此，省略其冗余描述。
图像传感器41可以基于接收到的光信号生成图像数据，例如原始图像数据，并向ISP 42提供二进制数据。ISP 42可以对作为关于图像的数字数据的图像数据IDAT执行图像处理，以改变数据格式(例如，将拜耳图案改变为YUV格式或RGB格式)或图像处理，诸如去噪、亮度调整和/或锐度调整，以增强图像质量。在示例实施例中，ISP 42可以执行预处理，诸如例如，白平衡、去噪、去马赛克、透镜着色、伽马校正、边缘检测、锐度增强、噪声降低、增益调谐、波形整形、插值、边缘增强或像素组合，以消除图像数据IDAT的失真并提高算法性能。由于图像数据IDAT由ISP 42预处理，因此可以提高图像数据IDAT的后处理速度。在示例实施例中，ISP 42可以被提供在图像传感器41外部以提高空间效率，或者被提供在图像传感器41内部以提高处理速度。为了便于描述，ISP 42与AP 43分开提供，但实施例不限于此。例如，在示例实施例中，ISP 42可以不通过单独的硬件或硬件与软件的组合来配置，而是作为AP 43的元件来配置。
AP 43可以作为片上系统(SoC)被提供，其通常控制电子设备40的操作并运行应用程序、操作系统等。AP 43可以控制ISP 42的操作，并且可以向显示设备44提供由ISP 42生成的转换后的图像数据，或者将转换后的图像数据存储在存储设备46中。
工作存储器45可存储由AP 43处理或执行的程序和/或数据。存储设备46可以包括非易失性存储器，诸如例如，NAND闪存或电阻存储器。例如，存储设备46可以作为存储卡被提供，诸如多媒体卡(MMC)、嵌入式MMC(eMMC)、安全数字卡(SD)或微型SD卡。存储设备46可以存储与控制ISP 42的图像处理操作的执行算法有关的数据和/或程序。当执行图像处理操作时，可以将数据和/或程序加载到工作存储器45。例如，工作存储器45或存储设备46可以包括作为非易失性存储器的只读存储器(ROM)、闪存、相变随机存取存储器(RAM)(PRAM)、磁RAM(MRAM)、电阻RAM(RRAM)、铁电RAM(FRAM)等，以及作为易失性存储器的静态RAM(SRAM)、动态RAM(DRAM)等，但不限于此。
用户接口47可以包括各种设备，诸如例如，键盘、按键面板、触摸面板、指纹传感器和麦克风，它们可以接收用户输入。用户接口47可以接收用户输入并向AP 43提供与用户输入相对应的信号。无线收发器48可以包括调制解调器48_1、收发器48_2和天线48_3。
图19是根据示例实施例的使用斜坡信号RMP的车辆50的框图。
图19的车辆50可以是图1的电子设备10的示例实现。替代地，可以使用包括电子设备10的电子系统来驱动车辆50。
根据示例实施例，车辆50可支持自动驾驶模式。可以使用上述电子设备10支持自动驾驶模式。下文中，车辆50可使用斜坡信号RMP感测对象或执行采样，或基于斜坡信号RMP提供各种电子功能。可以理解为，上面给出的关于电子设备、图像传感器和监测电路的描述应用于图19的车辆50。
参考图19，使用斜坡信号RMP的车辆50可包括图像传感器51、用户接口52、光检测和测距(LIDAR)传感器53、无线电检测和测距(RADAR)传感器54、神经处理单元(NPU)55、CPU56和ECU 57。ECU 57可以从方向盘58和发动机59接收车辆50的转向角和速度。在示例实施例中，车辆50还可以包括通信模块、I/O模块、安全模块、电源控制单元等，并还可以包括各种控制单元。
根据示例实施例，车辆50可使用通过传感器(例如，图像传感器51、LIDAR传感器53和/或RADAR传感器54)获得的关于外部环境的信息来检测对象。为了检测对象，传感器(例如图像传感器51、LADAR传感器53和RADAR传感器54)可以捕获对象，测量到对象的距离，并向处理器(例如CPU 56、NPU 55和ECU 57)提供距离。为了检测对象，例如图像传感器51、LIDAR传感器53和RADAR传感器54可以使用斜坡信号RMP。斜坡信号RMP提供以一定幅度逐渐增加或减小的信号，使得可以对感测对象的信号或数据进行采样，并且可以将模拟形式的采样信号或数据转换为数字信息。除了上述传感器之外，还可以使用飞行时间(ToF)传感器、超声波传感器、红外传感器、磁性传感器、位置传感器(例如，全球定位系统(GPS))、加速度传感器、大气压力传感器、温度/湿度传感器、接近传感器和/或陀螺仪传感器。本领域技术人员可以从每个传感器的名称直观地推断出每个传感器的功能，因此，将省略其详细描述。
图像传感器51可感测图像或光，并包括互补金属氧化物半导体(CMOS)图像传感器。图像传感器51可以提供对象的图像或视觉信息。例如，图像传感器51可以附接到车辆50的前部，并捕获驾驶图像或测量到车辆50前部对象的距离。图像传感器51附接到的位置不限于上述位置，并且可以是各种位置，以实现获取关于对象的信息的预期目标。
图像传感器51可以捕获车辆50的周围环境。车辆50可包括至少两个图像传感器，以在360度所有方向上捕获周围环境。在示例实施例中，图像传感器51可以包括广角透镜。在示例实施例中，车辆50可包括其前部、后部、左侧和右侧的四个图像传感器，但实施例不限于此。可使用单个图像传感器捕获车辆50的周围环境。图像传感器51可以连续地捕获车辆50的周围环境，并连续地向车辆50提供关于周围环境的信息。
由图像传感器51感测的图像可由CPU 56和/或NPU 55处理。CPU 56可以通过使用基于运动的方法处理感测图像来检测对象，NPU 55可以通过使用基于形状的方法处理感测图像来检测对象。图像传感器51可以附接到车辆50的前部，并感测车辆50前部的外部环境，但不限于此。图像传感器51可以附接到车辆50的各个侧面。
用户接口52可包括各种电子设备和机械设备，诸如驾驶员座椅或前排乘客座椅上的仪表板、显示驾驶信息的显示器、导航设备和空调系统。
LIDAR传感器53可发射激光脉冲，接收从对象反射的激光脉冲，并测量到对象的距离。LIDAR传感器53可包括例如激光器、扫描器、接收器和定位系统。对于激光器，可根据示例实施例使用波长范围为约600纳米(nm)至约1000纳米的光，但示例实施例不限于此。例如，在一些示例实施例中，光的波长范围可根据激光器的使用而不同。扫描器可以通过扫描感测到的环境来快速获取关于环境的信息。可能存在使用多个反射镜的不同类型的扫描器。接收器可接收从对象反射的激光脉冲，并检测和放大激光脉冲中的光子。定位系统可以标识包括接收器的设备的位置坐标和方向，以实现三维图像。LIDAR传感器53和RADAR传感器54可通过有效测量范围相互区分。
RADAR传感器54可以发射电磁波，接收从对象反射的电磁波，测量到对象的距离或标识对象，测量对象的位置和移动速度。RADAR传感器54可包括发送器和接收器。发送器可生成并输出电磁波，接收器可接收从对象反射的波并处理信号。可以通过RADAR传感器54中的单个天线执行发送和接收，但实施例不限于此。RADAR传感器54的电磁波的频带可对应于无线电波或微波，但可根据RADAR传感器54的用途而改变。在示例实施例中，LIDAR传感器53和RADAR传感器54可以附接到车辆50，以帮助确定车辆50和感兴趣对象之间的位置关系。RADAR传感器54可分为远程RADAR传感器和近程RADAR传感器。
NPU 55可以接收输入数据，使用人工神经网络执行操作，并基于操作结果提供输出数据。NPU 55可包括处理器，其可优化为同步矩阵运算，且可实时处理多个运算，基于累积数据自行学习，并导出最优值。NPU 55可优化为同时矩阵运算，从而实时处理多个运算，并可基于累积数据自行学习，并从当前驱动参数导出局部最大值。
在示例实施例中，NPU 55可包括用于执行深度学习算法的专用处理器。例如，NPU55可以执行基于各种类型的网络(诸如卷积神经网络(CNN)、带卷积神经网络的区域(R-CNN)、区域建议网络(RPN)、递归神经网络(RNN)、全卷积网络、长短时记忆(LSTM)网，以及分类网络)的操作过程。然而，实施例不限于此。可以实现模拟人类神经网络的各种操作过程。
NPU 55可以从图像传感器51接收驾驶图像，并基于驾驶图像执行基于形状的对象检测。NPU 55可以提取多个对象的特征并基于累积的数据自行学习，从而标识驾驶图像中的对象。例如，NPU 55可以基于使用累积数据作为学习材料确定的特征提取对象，例如，车辆、行人、交通灯和道路线，这些对象是驾驶期间的决策标准。
CPU 56通常控制车辆50的操作。CPU 56可以包括单核处理器或多核处理器。CPU56可以处理或执行存储在存储器中的程序和/或数据。例如，CPU 56可以通过执行存储在存储器中的程序来控制NPU 55和ECU 57的功能。
CPU 56可从ECU 57获取车辆50的转向角和速度。转向角可由用户对方向盘58的操作确定，并由控制转向控制设备的操作的ECU 57处理，然后提供给CPU 56。车辆50的速度可以基于从驾驶员踏板(例如，加速器的操作)、发动机59的转速和由车轮传感器测量的车轮速度中选择的至少一个来测量，并且可以由控制车辆50的速度的ECU 57处理，然后提供给CPU 56。
CPU 56可确定车辆50与相邻车辆之间的位置关系，并发出命令，以保持巡航控制的发动机59的每分钟转数(RPM)，以便根据预设驾驶计划与相邻车辆保持一定距离。为了在车辆50与相邻车辆之间的距离小于或等于阈值距离时或在切入对象的情况下执行回避转向，CPU 56可以通过向左或向右调整方向盘58来发出改变转向角的命令。尽管在图19中示出了方向盘58和发动机59与转向角和车速相关，但实施例不限于此。可经由车辆50的各个部件确定转向角和车速。
CPU 56可以使用基于运动的方法检测驾驶图像中的对象。在基于运动的方法中，检测对象随时间的运动量并确定相对运动。可以通过图像传感器51逐帧连续地获取驾驶图像。例如，可以以每秒60帧(fps)的速度捕获帧，并且相应地，CPU 56可以检测帧中的运动，该运动随时间以1/60秒的间隔获取。基于运动的方法可以包括指示对象的运动向量的分布的光流。
除了图像传感器51之外，CPU 56还可以使用从LIDAR传感器53和RADAR传感器54获取的到对象的距离来辅助地稳定地保持车辆50的驾驶状态。CPU 56还可以根据驾驶员在用户接口52上的操作发出控制车辆50的内部/外部状态的命令。
可提供ECU 57以完全或部分控制车辆50的操作。ECU 57可以根据半自动变速箱(SAGB)或自动变速箱(AGB)以及驾驶员控制中涉及的车辆50的其他参数，经由控制器局域网(CAN)多路复用总线控制内燃机的操作、至少一个电动机的操作和车辆50的操作。
ECU 57可以经由计算机电子控制例如车辆50的发动机59、转向控制设备的执行器、变速箱控制系统、防抱死制动系统、安全气囊控制系统等，并向车辆50提供基于发动机59的转速的车辆速度或由车轮传感器测量的车轮速度，并向车辆50提供来自转向控制设备的转向角。
根据示例实施例，ECU 57可基于CPU 56和NPU 55发出的命令控制方向盘58和发动机59的状态。在示例实施例中，ECU 57可根据CPU 56和NPU 55发出的命令使车辆50减速或加速，并向发动机59提供用于降低或提高发动机59转速以进行减速或加速的信号。根据预设驾驶计划，当与相邻车辆的距离小于或等于阈值距离时，或者在存在切入对象的情况下，ECU 57还可以将方向盘58向左或向右改变，以进行回避转向。
根据示例实施例，CPU 56或ECU 57可标识斜坡信号RMP的故障，并退出车辆50的自动驾驶模式。例如，当车辆50基于图像传感器51在自动驾驶模式下驾驶时，CPU 56或ECU 57可以标识斜坡信号RMP的故障，并立即将自动驾驶模式转换为手动驾驶模式，因此，可以提高用户安全性。例如，车辆50可以标识斜坡信号RMP的故障并停止基于斜坡信号RMP的驾驶辅助功能，因此，可以确保驾驶员的安全。
ECU 57与图19中的CPU 56分开提供，但不限于此。ECU 57的车辆控制功能可以包括在CPU 56中。在这种情况下，CPU 56可以包括至少两个核心。尽管ECU 57与图19中的CPU56分离，但实施例不限于此。例如，在示例实施例中，ECU 57可以位于CPU 56内部。
在示例实施例中，如图19所示，车辆50还可包括通信模块。通信模块可向车辆50外部发送数据或从车辆50外部接收数据。例如，通信模块可以与车辆50外部的外部对象通信。在这种情况下，通信模块可以使用车联万物(V2X)进行通信。例如，通信模块可以使用车辆到车辆(V2V)、车辆到基础设施(V2I)、车辆到行人(V2P)和车辆到游动设备(V2N)执行通信。然而，实施例不限于此。通信模块可以使用各种已知的通信方法来发送和接收数据。例如，通信模块可以使用第三代(3G)、第四代(4G)(例如，长期演进(LTE))、第五代(5G)、Wi-Fi、蓝牙、蓝牙低功耗(BLE)、Zigbee、近场通信(NFC)、超声波通信等，并且可以包括近程通信和远程通信。
与本发明构思领域的传统做法一样，示例实施例按照功能块、单元和/或模块在附图中进行了描述和说明。本领域技术人员将理解，这些块、单元和/或模块由可使用基于半导体的制造技术或其他制造技术形成的电子(或光学)电路物理实现，诸如逻辑电路、分立元件、微处理器、硬接线电路、存储器元件、布线连接等。在由微处理器或类似装置实现的块、单元和/或模块的情况下，可以使用软件(例如，微码)对它们进行编程以执行本文讨论的各种功能，并且可以任选地由固件和/或软件驱动。替代地，每个块、单元和/或模块可以由专用硬件实现，或者作为专用硬件的组合来执行一些功能和处理器(例如，一个或多个编程微处理器和相关电路)来执行其他功能。
虽然已经参考本发明的实施例对本发明概念进行了详细的展示和描述，但可以理解，在不脱离本发明概念的精神和范围的情况下，可以对本发明概念的形式和细节进行各种更改，如以下权利要求所定义的。

Claims (20)

1.一种电子设备，包括：
斜坡生成器，被配置为生成用于检测数据的斜坡信号，所述斜坡信号以特定斜率增加或减小；
主电路，被配置为通过基于所述斜坡信号检测所述数据来执行至少一个预定义功能；
监测电路，被配置为输出指示所述斜坡信号是否有故障的验证信号；以及
控制器，被配置为基于所述验证信号来控制所述至少一个预定义功能的执行。
2.根据权利要求1所述的电子设备，其中，所述监测电路包括：
参考生成器，被配置为生成至少一个参考值；
差分器，被配置为基于所述斜坡信号和从所述参考生成器提供的第零参考值来计算所述斜坡信号的斜率；
第一比较器，被配置为通过将所述斜率与第一参考值进行比较来生成第一比较结果；
第二比较器，被配置为通过将所述斜率与第二参考值进行比较来生成第二比较结果；以及
判别器，被配置为基于所述第一比较结果和所述第二比较结果来判别所述斜坡信号是否有故障。
3.根据权利要求2所述的电子设备，其中，所述第一比较器、所述第二比较器、所述差分器和所述判别器接收电源信号，
所述差分器还接收预设信号，以及
所述判别器还接收复位信号和监测信号。
4.根据权利要求3所述的电子设备，其中，所述判别器还被配置为基于所述复位信号对所述第一比较结果和所述第二比较结果执行操作。
5.根据权利要求4所述的电子设备，其中，所述判别器还被配置为基于所述监测信号输出操作值，所述操作值对应于对所述第一比较结果和所述第二比较结果执行所述操作的结果。
6.根据权利要求3所述的电子设备，其中，所述斜坡信号包括对应于复位操作的复位斜坡时段和对应于信号感测操作的信号斜坡时段，以及
所述电源信号在所述复位斜坡时段和所述信号斜坡时段之一中接通。
7.根据权利要求3所述的电子设备，其中，所述差分器还被配置为基于所述预设信号控制其跨导。
8.根据权利要求3所述的电子设备，其中，所述预设信号在所述电源信号接通之后转换到第一逻辑电平，
所述复位信号在所述预设信号转换到第二逻辑电平之后转换到所述第一逻辑电平，以及
所述监测信号在所述复位信号转换到所述第二逻辑电平之后接通。
9.根据权利要求2所述的电子设备，其中，所述差分器包括两个输入端子和第一晶体管，
其中，所述第一晶体管被配置为将所述两个输入端子彼此连接。
10.根据权利要求9所述的电子设备，其中，所述第一晶体管通过将所述两个输入端子彼此连接来增加所述差分器的跨导。
11.根据权利要求2所述的电子设备，其中，所述第一参考值对应于所述斜坡信号的正常上限，以及
所述第二参考值对应于所述斜坡信号的正常下限。
12.根据权利要求11所述的电子设备，其中，所述第一参考值等于所述斜坡信号的正常斜率的两倍。
13.根据权利要求11所述的电子设备，其中，所述第二参考值等于所述斜坡信号的正常斜率的1/2。
14.根据权利要求2所述的电子设备，其中，所述差分器还被配置为关于时间判别所述斜坡信号。
15.根据权利要求1所述的电子设备，其中，所述主电路包括模数转换器电路。
16.根据权利要求1所述的电子设备，其中，所述至少一个预定义功能包括车辆的自动驾驶模式。
17.一种图像传感器，包括：
像素阵列，包括多个像素；
斜坡生成器，被配置为生成斜坡信号；
读出电路，被配置为将所述斜坡信号与从所述像素阵列输出的像素信号进行比较，并将所述像素信号转换为数字像素值；
控制器，被配置为控制所述斜坡生成器和所述读出电路；以及
监测电路，被配置为测量所述斜坡信号的斜率并向所述控制器输出指示所述斜坡生成器是否有故障的信号。
18.根据权利要求17所述的图像传感器，其中，所述监测电路包括：
参考生成器，被配置为生成至少一个参考值；
差分器，被配置为计算所述斜坡信号的所述斜率；
至少一个比较器，被配置为通过将所述斜坡信号的所述斜率与所述至少一个参考值进行比较来生成比较结果；以及
判别器，被配置为基于所述至少一个比较器的所述比较结果来判别所述斜坡信号是否有故障。
19.根据权利要求18所述的图像传感器，其中，所述差分器包括两个输入端子和第一晶体管，
其中，所述第一晶体管被配置为将所述两个输入端子彼此连接。
20.一种电子设备的操作方法，所述操作方法包括：
接收斜坡信号；
计算所述斜坡信号的斜率；
通过将所述斜坡信号的所述斜率与至少一个参考值进行比较，生成比较结果；
根据所述比较结果判别所述斜坡信号是否有故障；以及
响应于所述斜坡信号有故障而停止操作模式，所述操作模式基于所述斜坡信号。
CN202210171627.8A 2021-02-25 2022-02-24 包括斜坡信号的监测电路的电子设备及其操作方法 Pending CN114966254A (zh)

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