CN118183610A - 具有经改善的功耗的微机电传感器装置 - Google Patents
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Abstract
一种微机电传感器装置具有检测结构以及相关联的电子电路装置;电子电路装置在微机电传感器装置被供电时接收外部供电电压,并且电子电路装置被提供有电压调节器和至少一个电压域,电压调节器生成已调节的电压,已调节的电压具有与外部供电电压不同的值,至少一个电压域由已调节的电压供电。电子电路装置具有供电管理核心,供电管理核心始终由外部供电电压供电,并且控制电压调节器中断向电压域供电以及实现微机电传感器装置的第一断电条件。
Description
技术领域
本公开涉及具有经改善的功耗的微机电(MEMS)传感器装置。
背景技术
以已知的方式,MEMS传感器装置具有被定义为“超低功耗”应用的多个应用,在这些应用中,例如在移动设备中,特别是可穿戴设备或可听设备(诸如电子手表或表带或手镯、耳机、智能隐形眼镜、智能笔等)中,期望极低的功耗。
在这样的应用中影响MEMS传感器装置的一个问题被表现为处于上电但不活动状态(即,当相同的传感器装置不在用于数据采集和/或处理的操作阶段时发生)时的功耗。
关于通常在具有低功耗的上述应用中使用的这些MEMS传感器装置(诸如例如加速度计、陀螺仪、压力传感器等),已知功耗的一部分由被称为ASIC(专用集成电路)的电子电路装置给出,电子电路装置与对应的微机械检测结构相关联,微机械检测结构被配置为检测感兴趣的(多个)量(例如,加速度、角速度、压力等)。
具体地,在不活动条件下,已知上述电子电路装置的消耗主要是由于泄漏电流。
这些泄漏电流的值也可能以显著的方式变化,例如,根据温度、电压或制造工艺而变化,这些泄漏电流的最小化因此表现为MEMS传感器装置的设计中的重要约束,特别是在上述低功耗应用中的重要约束。
已提出的降低功耗的解决方案提供了所谓的多域(或多电压)方法,根据该方法,上述电子电路装置被划分为一定数目的单独域(或独立部分),即使在不同的电压下,单独域中的每一者可以被选择性地供电,诸如以具有关断(去激活)这些域中的一个或多个域的可能性,因此,在不活动条件下可以节省电力。
具体地,为了降低功耗、传播延迟和面积占用,上述电子电路装置的数字或逻辑部分通常使用电压调节器,利用相对于从外部(例如由电池)提供的供电电压具有较低值的电压来供电,电压调节器允许从外部供电电压开始产生欠调节的电压。
然而,上述多域方法利用了供电开关,供电开关与上述域相关联并且被控制为选择性地激活/去激活向相应的域提供相应的供电电压。
这些供电开关可以在MEMS传感器装置的外部被实现,从而增加了电路复杂性和尺寸占用,并且还由其中容纳相同MEMS传感器装置的电子设备的外部处理器(应用或主机处理器)承担控制负担。
作为备选,供电开关可以以嵌入的方式在对应的电子电路装置中的MEMS传感器装置内被实现。
然而,在该情况下,特别是由于上述电压调节器(其向数字部分提供欠调节的供电电压),在电子电路装置的数字部分中实现的、控制这些供电开关的逻辑始终被供电,即使在不活动条件下也被供电,因此功耗可能不容忽视。
整体而言,在不活动条件下,肯定需要进一步优化MEMS传感器装置的功耗。
发明内容
本公开的各种实施例至少部分地解决了前面强调的问题并且满足了上述需要。
根据本公开,提供了一种微机电传感器装置以及一种对应的方法。微机电传感器装置具有检测结构以及相关联的电子电路装置。电子电路装置在微机电传感器装置被供电时,接收外部供电电压,并且电子电路装置被提供有电压调节器和至少一个电压域,电压调节器生成已调节的电压,已调节的电压具有与外部供电电压不同的值,至少一个电压域由已调节的电压供电。电子电路装置具有供电管理核心,供电管理核心始终由外部供电电压供电,并且控制电压调节器中断向电压域供电以及实现微机电传感器装置的第一断电条件。
附图说明
为了更好地理解本公开,现在仅通过非限制性示例的方式并且参考附图来描述其各种实施例,在附图中:
图1是根据本解决方案的实施例的微机电传感器装置的电子电路装置的框图;
图2是与图1的装置的操作有关的操作的流程图;
图3示出了图2所示的操作固有的信号的时序;
图4是微机电传感器装置的电子电路装置的更详细的框图;以及
图5是其中可以使用微机电传感器装置的电子设备的示意框图。
具体实施方式
如下文将详细描述的,根据本解决方案的一个方面,在微机电传感器(MEMS)装置的电子电路装置中实现了至少两个不同且有区别的电压域(即,以不同电压供电的不同部分):第一域,其定义了在存在外部供电电压(来自微机电传感器装置的外部)的情况下始终导通的核心并且由相同的外部供电电压供电;以及至少一个第二域,其由电压调节器以不同于(特别是低于)外部供电电压的电压供电,并且可以由上述始终导通的核心选择性地切换到导通条件或关断条件。
具体地,所谓的深度断电条件可以通过关断电压调节器和相关联的电压域,特别是上述第二域,在微机电传感器装置中实现。在该深度断电条件下,功耗极低(最多数十nA的量级),与上述始终导通的核心的功耗相关联,而不是来自微机电传感器装置1的其他组件。
始终导通的核心还被配置为管理上述深度断电条件与不同的不活动条件之间的转换,不活动条件在本文中被定义为软断电条件,在不活动条件期间,上述电压调节器被上电。
在该软断电条件下,微机电传感器装置的大多数电路级通过由上述电压调节器供电的切换控制逻辑被切换到不活动条件,以降低能耗。因此,在该条件下,上述控制逻辑的泄漏影响功耗,以及同一电压调节器的静态功耗。
图1示意性地示出了根据本解决方案的实施例的微机电传感器装置1的架构。
微机电传感器装置1以已知的方式包括:微机械检测结构(此处未示出),其被配置为感测一个或多个检测量;以及电子电路装置2,其可操作地被耦合到微机械检测结构并且被配置为接收和处理上述检测量。
具体地,该电子电路装置2包括数字部分2a和模拟部分2b。
如本领域技术人员所清楚的,数字部分2a包括逻辑元件或数字元件,诸如寄存器、定时元件、逻辑门和处理模块,用于执行逻辑操作集(特别是以算法的形式);在可能的实现方式中,该数字部分2a可以包括处理单元,诸如微控制器、微处理器或者类似的嵌入式数字处理单元。
电子电路装置2被配置为从微机电传感器装置1的外部,例如从容纳相同的微机电传感器装置1的、特别是便携式或可穿戴式的电子设备的电池(此处未示出)接收外部供电电压VDD,外部供电电压VDD例如被包括在1.71V与3.6V之间。
根据本解决方案的一个方面,数字部分2a包括由外部供电电压VDD供电的第一电压域4;以及与第一电压域4分离且不同的至少一个第二电压域6,第二电压域6由已调节的电压VREG供电,已调节的电压VREG具有低于外部供电电压VDD的值,例如等于1.2V。
具体地,该已调节的电压VREG由例如LDO(低压差)类型的电压调节器8产生。
电子电路装置2的模拟部分2b也可以由上述的外部供电电压VDD供电。
第一电压域4包括始终导通的核心10,核心10由复杂度极低且尺寸小(例如数万平方微米)的控制逻辑组成,被配置为管理微机电传感器装置1的供电模式,特别是管理上述深度断电条件与软断电条件之间的转换。
第二电压域6包括由上述已调节的电压VREG供电的数字资源,数字资源进而可以被划分为多个子域12,多个子域12彼此不同,并且通过切换控制逻辑15(也由上述已调节的电压VREG供电)在上电或断电时选择性地可控,如通过供电切换元件13示意性地示出的。例如,该切换控制逻辑15被配置为从外部(例如从其中使用微机电传感器装置1的电子设备的应用或主机处理器)接收合适的命令并且将合适的命令解码以管理上述子域12的上电。
在所图示的实施例中,存在其中实现上述切换控制逻辑15的主子域(子域1)以及多个次级子域(在示例中为子域2和子域3)。
在可能的实施例中,该第二电压域6包括电子电路装置2的数字部分2a中的除了专用于在第一电压域4中实现上述始终导通的核心10的(最小)资源之外的所有数字资源。
具体而言,该始终导通的核心10被配置为借助由同一始终导通的核心10生成并提供给同一电压调节器8的控制信号SC来控制电压调节器8的导通和关断(断电或上电);示意性地,图1示出了上电开关17,上电开关17通过上述控制信号SC控制,上电开关17将电压调节器8断电(例如,控制信号SC的值较高)或上电(例如,控制信号SC的值较低),从而禁用或启用已调节的电压VREG的产生。
在深度断电条件下,电压调节器8以及因此第二电压域6(以及对应的子域12)被关断、去激活,以将功耗最小化。在该条件下,电子电路装置2的功耗基本上由于唯一的始终导通的核心10而引起(因为第二电压域6未被供电),始终导通的核心10如图所示包括诸如用于管理电压调节器8的上电的最小控制逻辑。因此,深度断电条件下的功耗非常低。
始终导通的核心10被配置为根据第一控制信号SPD1来管理从深度断电条件到软断电条件的转换,第一控制信号SPD1从外部(例如从使用微机电传感器装置1的电子设备的应用或主机处理器)在微机电传感器装置1的输入/输出元件(焊盘或引脚)18处被接收。
具体而言,如下文将详细讨论的,根据上述第一控制信号SPD1,始终导通的核心10确定电压调节器8的上电以及第二电压域6的激活,从而退出深度断电条件并且最初用于实现软断电条件。
始终导通的核心10还被配置为接收第二控制信号SPD2,如下文将详细讨论的,根据第二控制信号SPD2,始终导通的核心10确定电压调节器8的断电以及第二电压域6的去激活,用于实现深度断电条件。
在可能的实施例中,始终导通的核心10经由第二电压域6接收该第二控制信号SPD2(同样来自微机电传感器装置1的外部),第二电压域6也被耦合到微机电传感器装置1的输入/输出元件18。
参考图2,现在描述微机电传感器装置1的供电管理架构的可能操作模式。
具体而言,如步骤20所示,在将微机电传感器装置1上电时(即,例如在由应用或主机处理器生成启用命令之后,当外部供电电压VDD被提供时),同一微机电传感器装置1被配置为首先自动进入深度断电(深度PD)条件(步骤21),其中电压调节器8被断电并且因此不向第二电压域6供电(图1的上电开关17断开)。
在接收到专用的唤醒命令(例如,由从外部接收到的第一控制信号SPD1表示)之后,始终导通的核心10(由上述外部供电电压VDD直接供电)为电压调节器8供电并且启用已调节的电压VREG的供应,用于为第二电压域6供电(上电开关17闭合)。
然后,如步骤22所示,在同一第二电压域6中,初步操作被执行,用于从被存储在易失性存储器寄存器中的不可重新编程的内部存储器(一次可编程OTP类型)中检索配置和微调信息,从而执行微机电传感器装置1的所谓“启动(boot)”或恢复。
一旦启动阶段已经结束,微机电传感器装置1进入软断电(软PD)条件,如步骤23所示。
借助第二电压域6中的切换控制逻辑15,相应子域12的激活可以在该条件下被管理,以降低微机电传感器装置1的功耗(如先前指示的,切换控制逻辑15可以在输入/输出元件18处,出于此目的从外部、例如从上述应用处理器接收合适的命令并且对该命令进行解码。
随后,从该软断电条件,同一微机电传感器装置1可以进入操作或活动(ON)条件,如步骤24所示,在操作或活动(ON)条件下,确保例如用于采集和处理数据(例如,对应于待被感测的量)的完整功能。
如先前讨论的,第二电压域6中的切换控制逻辑15可以为此目的控制供电切换元件13中的一个或多个供电切换元件来激活相应的子域12并且因此保证对应的操作性。
从该活动条件,微机电传感器装置1可以返回到步骤23的软断电条件(其中切换控制逻辑15可能中断上述子域12中的一个或多个子域12的供电)。
此外,从软断电条件或从活动条件,微机电传感器装置1可以恢复到步骤21的深度断电条件。
具体地,在接收到例如由第二控制信号SPD2表示(从第二电压域6接收,第二电压域6进而从外部,例如从应用或主机处理器接收对应的命令)的专用断电或休眠命令时,子域12被关断(如果它们仍然导通),并且然后始终导通的核心10将电压调节器8关断,从而再次中断向上述的第二电压域6供电。
所描述的操作还参考图3所示的时序图进行了图示,时序图指代从深度PD条件(例如,在微机电传感器装置1的上电或激活之后立即)进入软断电条件(在接收到上述专用唤醒序列、唤醒命令之后)。
具体而言,如图3所示,在外部供电电压VDD被启用之后(如由上电复位信号POR_VDD表示),深度断电条件被立即激活,然后在专用唤醒序列到达时实现退出(如箭头所指示)。
该专用唤醒序列尤其需要电压调节器8的上电(控制信号SC进入低状态)并且随后启用由同一电压调节器8产生的已调节的电压VREG。
在随后的恢复操作(启动)结束时,微机电传感器装置1进入软断电条件,软断电条件然后将演变为同一装置的正常操作或者备选地再次进入深度断电条件(如先前描述但未在上述的图3中图示)。
参考图4,现在更详细地描述微机电传感器装置1的上述架构的可能实现方式。
在该实施例中,始终导通的核心10包括接口级30,接口级30被耦合到微机电传感器装置1的输入/输出元件18,以接收上述第一控制信号SPD1。
在可能的实现方式中,接口级30实现I2C(I3C)/SPI类型的串行接口;并且输入/输出元件18被耦合到插入在应用或主机处理器与微机电传感器装置1之间的串行总线。
始终导通的核心10还包括:软断电程序级(procedure stage)32,其具有与接口级30耦合的第一输入以及第二输入;以及耦合级34,其被插入在第二电压域6与同一软断电程序级32之间,具有与第二电压域6耦合的相应输入以及与软断电程序级32的第二输入耦合的输出。
该耦合级34以未详细示出的方式包括电平移位器元件和/或同步元件,这些元件被配置为将在不同的电压下工作并且彼此不同步的第一电压域4和第二电压域6置于通信中。隔离单元34’也存在于耦合级34的输入处,以在特定操作条件下将第一电压域4与第二电压域6隔离。
具体而言,软断电程序级32被配置为在第一输入处接收第一控制信号SPD1,根据第一控制信号SPD1,软断电程序级32通过控制信号SC启用电压调节器8。根据同一第一控制信号SPD1,软断电程序级32还生成控制信号SISO,控制信号SISO用于禁用耦合级34的隔离单元34’(隔离单元34’在深度断电条件期间是活动的)。
如先前指示的,第一控制信号SPD1携带上述唤醒序列,唤醒序列确定深度断电条件与软断电条件之间的转换。
例如,在接口级30实现SPI串行接口的情况下,第一控制信号SPD1可能需要使用例如在10MHz的时钟频率下执行的标准类型SPI写入操作来写入专用唤醒位。在可能的实现方式中,上述唤醒位的(类似地,第一控制信号SPD1的)高逻辑值“1”可以确定从深度PD条件中唤醒。
在接口级30实现I2C/I3C串行接口的情况下,第一控制信号SPD1可以采用以下序列:Start+Static Address+Nack,用于从深度断电条件进行上述唤醒。
在这两种情况下,用于维持深度断电条件的命令可以是被设置为低逻辑电平“0”的唤醒位(类似于第一控制信号SPD1)。
同一软断电程序级32被配置为通过耦合级34在第二输入处接收来自第二电压域6的第二控制信号SPD2。
上述第二电压域6具有例如I2C(I3C)/SPI串行类型的相应的接口级38,接口级38耦合到输入/输出元件18(以及对应的串行总线),以从外部,例如从应用或主机处理器,接收上述断电或休眠命令,断电或休眠命令确定返回到深度断电条件。
根据同一第二控制信号SPD2,软断电程序级32再次启用耦合级34的隔离单元34’(通过上述控制信号SISO),并且还禁用电压调节器8(通过上述控制信号SC)。
如先前指示的,始终导通的核心10具有被减小至最少的功能,以使在深度断电条件期间的面积、消耗和泄漏电流最小化。出于该原因,上述接口级30被配置为仅识别第一控制信号SPD1;第二控制信号SPD2实际上被第二电压域6的相应的接口级38接收和识别。
具体地,始终导通的核心10的接口级30实现具有减少的功能的从接口(在I2C、I3C或SPI串行类型的示例中),该功能被具体限于能够根据从外部接收到的上述第一控制信号SPD1写入内部寄存器,从而不降低接口时序的性能,这在读取操作期间更为关键。始终导通的核心10的同一接口级30不能执行任何其他写入操作,也不能执行任何读取操作。
此处讨论的各个级是例如电子电路装置2的电路装置。
从前面的描述中可以清楚地看出所提出的解决方案的优点。
在任何情况下,需要强调,引入始终导通的核心10的控制逻辑来实现第一(深度)断电条件以及同一深度断电条件与第二(软)断电条件之间的转换,允许尤其是由于在不活动条件下的泄漏电流而引起的微机电传感器装置1的功耗被减少。
由申请人执行的测试和仿真已经例如表明,与在软断电条件下的数μA(例如,约2μA)的功耗相比,在深度断电条件下的功耗可能为数十nA(例如,约20nA),因此幅度降低两个数量级。
此外,所描述的解决方案提供了在供电域的管理方面,不需要用户或主机应用进行任何附加干预的自动方法。
相同的解决方案在不需要同一微机电传感器装置外部的元件,例如不需要供电管理开关的情况下,被有利地完全嵌入在微机电传感器装置1中。
所描述的解决方案因此特别有利于由电池供电的、需要特别低功耗的应用,诸如例如用于移动电子设备中,特别是可穿戴或耳戴式设备,诸如电子手表或表带或手镯、耳机、智能隐形眼镜、智能笔或类似设备。
就此而言,图5示意性地示出了由电池42供电的电子设备40,特别是移动式的电子设备或可穿戴式的电子设备。
电子设备40包括主控制单元44(表示上述应用或主机处理器),主控制单元44可操作地被耦合到微机电传感器装置1并且被配置为向供电管理核心10提供供电管理指令(以上述第一控制信号SPD1和第二控制信号SPD2的形式)。
相同的微机电传感器装置1包括电子电路装置2以及与之相关联的微机械检测结构46。
最后,显然,在不会因此脱离本公开的范围的情况下,可以对本文所描述和图示的内容进行修改和变化。
具体地,需要强调,在输入/输出元件18处接收到的上述第一断电控制信号SPD1可以备选地是中断信号,相同的输入/输出元件18例如与微机电传感器装置1的全局输入/输出端子相关联。
在该情况下,上述中断信号的特定值(例如,高逻辑值“1”)可能需要从深度断电条件转换到软断电条件。
这样的解决方案可以有利地允许多个微机电传感器装置的级联连接,级联连接被称为单个应用或主机处理器,其可以提供第一中断,第一中断在该情况下可以被重新传输到后续的级联连接的装置。
一种微机电传感器装置(1)可以被概括为包括检测结构(46)以及相关联的电子电路装置(2);其中所述电子电路装置(2)被配置为在所述微机电传感器装置(1)被供电时接收外部供电电压(VDD),并且所述电子电路装置(2)包括电压调节器(8)和至少一个电压域(6),电压调节器(8)被配置为产生具有与所述外部供电电压(VDD)不同的值的已调节的电压(VREG),至少一个电压域(6)由所述已调节的电压(VREG)供电,其特征在于,所述电子电路装置(2)包括供电管理核心(10),供电管理核心(10)始终由所述外部供电电压(VDD)供电,并且被配置为控制所述电压调节器(8),以便中断向所述电压域(6)供电以及实现所述微机电传感器装置(1)的第一断电条件。
电子电路装置(2)可以包括数字部分(2a)和模拟部分(2b),所述数字部分(2a)包括所述供电管理核心(10)和所述电压域(6);并且其中,在所述第一断电条件期间,所述供电管理核心(10)是所述电子电路装置(2)的所述数字部分(2a)中的唯一被供电的部分。
供电管理核心(10)可以被配置为管理所述微机电传感器装置(1)的所述第一断电条件与第二断电条件之间的转换,其中所述电压调节器(8)被启用以借助于所述已调节的电压(VREG)对所述电压域(6)供电;所述第一断电条件和第二断电条件与所述微机电传感器装置(1)没有进行数据采集和/或处理相关联。
电压域(6)可以包括数字资源,数字资源由所述已调节的电压(VREG)供电,数字资源被划分为多个子域(12),子域彼此不同并且可通过切换控制逻辑(15)选择性地控制上电或断电;其中在所述第二断电条件期间,所述切换控制逻辑(15)被配置为中断向所述子域(12)中的一个或多个子域供电,以降低所述微机电传感器装置(1)的功耗。
供电管理核心(10)可以包括控制逻辑,控制逻辑包括:接口级(30),其被配置为从所述微机电传感器装置(1)的外部接收第一断电控制信号(SPD1);以及软断电程序级(32),其被配置为生成控制信号(SC),控制信号(SC)用于根据所述第一断电控制信号(SPD1)启用或禁用所述电压调节器(8)。
接口级(30)可以包括数字资源,数字资源被启用以仅接收和中断所述第一断电控制信号(SPD1),并且不被启用以执行任何另外的写入或读取操作。
供电管理核心(10)可以被配置为根据所述第一控制信号(SPD1)管理所述转换;并且其中所述第一断电条件在所述微机电传感器装置(1)上电时被自动实现,所述微机电传感器装置(1)上电对应于从所述微机电传感器装置(1)的外部供应所述外部供电电压(VDD)。
供电管理核心(10)可以被配置为接收第二断电控制信号(SPD2),并且根据所述第二控制信号(SPD2)再次启用所述第一断电条件。
电压域(6)可以包括相应的接口级(38),接口级(38)被配置为从所述微机电传感器装置(1)的外部接收供电管理指令,并且根据所述供电管理指令向所述供电管理核心(10)提供所述第二断电控制信号(SPD2)。
供电管理核心(10)可以包括耦合级(34),耦合级(34)被插入在所述电压域(6)与所述软断电程序级(32)之间,并且被配置为从所述电压域(6)的接口级(38)接收所述第二断电控制信号(SPD2);并且其中所述软断电程序级(32)可以被配置为生成控制信号(SISO),控制信号(SISO)用于在至少所述第一断电条件期间启用耦合级(34)的隔离单元,并且在所述第二断电条件期间禁用所述耦合级(34)的所述隔离单元。
一种移动式或可穿戴式的电子设备(40)可以被概括为包括电池(42)、控制单元(44)以及根据以上讨论的实施例中的任一实施例的微机电传感器装置(1);其中所述电池(42)被配置为生成所述外部供电电压(VDD),并且所述控制单元(44)被配置为生成针对所述供电管理核心(10)的供电管理指令。
一种用于微机电传感器装置(1)的供电管理方法可以被概括为包括检测结构(46)以及相关联的电子电路装置(2);其中所述电子电路装置(2)被配置为在所述微机电传感器装置(1)被供电时接收外部供电电压(VDD),并且所述电子电路装置(2)包括电压调节器(8)和至少一个电压域(6),电压调节器(8)被配置为生成已调节的电压(VREG),已调节的电压(VREG)具有与所述外部供电电压(VDD)不同的值,至少一个电压域(6)由所述已调节的电压(VREG)供电,其特征在于,控制所述电压调节器(8)中断向所述电压域(6)供电,以实现所述微机电传感器装置(1)的第一断电条件。
该方法还可以包括:管理所述微机电传感器装置(1)的所述第一断电条件与第二断电条件之间的转换,其中所述电压调节器(8)被启用以借助于所述已调节的电压(VREG)为所述电压域(6)供电;所述第一断电条件和第二断电条件与所述微机电传感器装置(1)没有进行数据采集和/或处理相关联。
该方法可以包括:在所述微机电传感器装置(1)上电时,自动实现所述第一断电条件,所述微机电传感器装置(1)上电对应于所述外部供电电压(VDD)的供应;从所述微机电传感器装置(1)的外部接收第一断电控制信号(SPD1);以及根据所述第一断电控制信号(SPD1)管理所述转换。
该方法还可以包括:接收第二断电控制信号;以及根据所述第二断电控制信号(SPD2)再次启用所述第一断电条件。
上述各种实施例可以被组合以提供另外的实施例。
可以根据上述详细描述对实施例进行这些变化和其它变化。总体而言,在所附的权利要求中,所使用的术语不应被解释为将权利要求限于说明书和权利要求书中所公开的特定实施例,而应被解释为包括所有可能的实施例以及这样的权利要求所享有的等同物的全部范围。因此,权利要求不受本公开的限制。
Claims (20)
1.一种微机电传感器装置,包括:
检测结构;以及
电子电路装置,被耦合到所述检测结构,所述电子电路装置被配置为在所述微机电传感器装置被供电的情况下,接收外部供电电压,所述电子电路装置包括:
电压调节器,被配置为生成已调节的电压,所述已调节的电压具有与所述外部供电电压不同的值;
至少一个电压域,被配置为由所述已调节的电压供电;以及
供电管理核心,被配置为在所述微机电传感器装置被供电的情况下始终由所述外部供电电压供电,并且被配置为控制所述电压调节器,以便中断向所述至少一个电压域供电以及实现所述微机电传感器装置的第一断电条件。
2.根据权利要求1所述的微机电传感器装置,
其中所述电子电路装置包括数字部分和模拟部分,所述数字部分包括所述供电管理核心和所述至少一个电压域,并且
其中,在所述第一断电条件期间,所述供电管理核心是所述电子电路装置的所述数字部分中的唯一被供电的部分。
3.根据权利要求1所述的微机电传感器装置,其中所述供电管理核心被配置为管理所述微机电传感器装置的所述第一断电条件与第二断电条件之间的转换,其中所述电压调节器被启用以利用所述已调节的电压为所述至少一个电压域供电,所述第一断电条件和所述第二断电条件与所述微机电传感器装置没有进行数据采集或处理相关联。
4.根据权利要求3所述的微机电传感器装置,
其中所述至少一个电压域包括数字资源,所述数字资源由所述已调节的电压供电,所述数字资源被划分为多个子域,所述子域彼此不同并且能够通过切换控制逻辑选择性地控制上电或断电,并且
其中,在所述第二断电条件期间,所述切换控制逻辑被配置为中断向所述子域中的一个或多个子域供电,以降低所述微机电传感器装置的功耗。
5.根据权利要求3所述的微机电传感器装置,其中所述供电管理核心包括控制逻辑,所述控制逻辑包括:
接口级,被配置为从所述微机电传感器装置的外部接收第一断电控制信号;以及
软断电程序级,被配置为生成控制信号,所述控制信号用于根据所述第一断电控制信号启用或禁用所述电压调节器。
6.根据权利要求5所述的微机电传感器装置,其中所述接口级包括数字资源,所述数字资源被启用以接收和中断所述第一断电控制信号,并且不被启用以执行任何另外的写入或读取操作。
7.根据权利要求5所述的微机电传感器装置,
其中所述供电管理核心被配置为根据所述第一断电控制信号管理所述转换;并且
其中所述第一断电条件在所述微机电传感器装置上电时被自动实现,所述微机电传感器装置上电对应于从所述微机电传感器装置的外部供应所述外部供电电压。
8.根据权利要求7所述的微机电传感器装置,其中所述供电管理核心被配置为接收第二断电控制信号,并且根据所述第二断电控制信号再次启用所述第一断电条件。
9.根据权利要求8所述的微机电传感器装置,其中所述至少一个电压域包括相应的接口级,所述相应的接口级被配置为从所述微机电传感器装置的外部接收供电管理指令,并且根据所述供电管理指令将所述第二断电控制信号提供给所述供电管理核心。
10.根据权利要求9所述的微机电传感器装置,
其中所述供电管理核心包括:
耦合级,被插入在所述至少一个电压域与所述软断电程序级之间,并且被配置为从所述至少一个电压域的所述接口级接收所述第二断电控制信号,并且
其中所述软断电程序级被配置为生成控制信号,所述控制信号用于在至少所述第一断电条件期间启用所述耦合级的隔离单元,并且在所述第二断电条件期间禁用所述耦合级的所述隔离单元。
11.一种电子设备,包括:
电池,被配置为产生外部供电电压;
微机电传感器装置,包括:
检测结构;以及
电子电路装置,被耦合到所述检测结构,所述电子电路装置被配置为在所述微机电传感器装置被供电的情况下,接收所述外部供电电压,所述电子电路装置包括:
电压调节器,被配置为生成已调节的电压,所述已调节的电压具有与所述外部供电电压不同的值;
至少一个电压域,被配置为由所述已调节的电压供电;以及
供电管理核心,被配置为在所述微机电传感器装置被供电的情况下始终由所述外部供电电压供电,并且被配置为控制所述电压调节器,以便中断向所述至少一个电压域供电以及实现所述微机电传感器装置的第一断电条件;以及
控制单元,被配置为生成针对所述供电管理核心的供电管理指令。
12.根据权利要求11所述的电子设备,其中所述电子设备是移动式的电子设备或者可穿戴式的电子设备。
13.根据权利要求11所述的电子设备,
其中所述电子电路装置包括数字部分和模拟部分,所述数字部分包括所述供电管理核心和所述至少一个电压域,并且
其中,在所述第一断电条件期间,所述供电管理核心是所述电子电路装置的所述数字部分中的唯一被供电的部分。
14.根据权利要求11所述的电子设备,
其中所述供电管理核心被配置为管理所述微机电传感器装置的所述第一断电条件与第二断电条件之间的转换,并且
其中所述电压调节器被启用以利用所述已调节的电压为所述至少一个电压域供电,所述第一断电条件和所述第二断电条件与所述微机电传感器装置没有进行数据采集或处理相关联。
15.根据权利要求14所述的电子设备,
其中所述至少一个电压域包括数字资源,所述数字资源由所述已调节的电压供电,所述数字资源被划分为多个子域,所述子域彼此不同并且能够通过切换控制逻辑选择性地控制上电或断电,并且
其中,在所述第二断电条件期间,所述切换控制逻辑被配置为中断向所述子域中的一个或多个子域供电,以降低所述微机电传感器装置的功耗。
16.根据权利要求14所述的电子设备,其中所述供电管理核心包括控制逻辑,所述控制逻辑包括:
接口级,被配置为从所述微机电传感器装置的外部接收第一断电控制信号;以及
软断电程序级,被配置为生成控制信号,所述控制信号用于根据所述第一断电控制信号启用或禁用所述电压调节器。
17.一种供电管理方法,包括:
由微机电传感器装置的电子电路装置在所述微机电传感器装置被供电的情况下接收外部供电电压,所述微机电传感器装置包括检测结构,所述检测结构被耦合到所述电子电路装置,所述电子电路装置包括电压调节器、至少一个电压域、以及供电管理核心;
由所述电压调节器生成已调节的电压,所述已调节的电压具有与所述外部供电电压不同的值;
由所述电压调节器利用所述已调节的电压为所述至少一个电压域供电;以及
由所述供电管理核心控制所述电压调节器中断向所述至少一个电压域供电以及实现所述微机电传感器装置的第一断电条件。
18.根据权利要求17所述的方法,还包括:
由所述供电管理核心管理所述微机电传感器装置的所述第一断电条件与第二断电条件之间的转换,其中所述电压调节器被启用以利用所述已调节的电压为所述至少一个电压域供电,所述第一断电条件和所述第二断电条件与所述微机电传感器装置没有进行数据采集或处理相关联。
19.根据权利要求18所述的方法,还包括:
在所述微机电传感器装置上电时,自动实现所述第一断电条件,所述微机电传感器装置上电对应于所述外部供电电压的供应;
由所述供电管理核心从所述微机电传感器装置的外部接收第一断电控制信号;以及
由所述供电管理核心根据所述第一断电控制信号管理所述转换。
20.根据权利要求19所述的方法,还包括:
由所述供电管理核心接收第二断电控制信号;以及
由所述供电管理核心根据所述第二断电控制信号再次启用所述第一断电条件。
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