CN1950716A

CN1950716A - 使用片上传感器和计算装置的集成电路片温度补偿方法和装置

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Publication number: CN1950716A
Application number: CNA2005800143362A
Authority: CN
Inventors: A·奥斯; G·甘斯托
Original assignee: Atmel Corp
Current assignee: Atmel Corp
Priority date: 2004-03-04
Filing date: 2005-02-23
Publication date: 2007-04-18
Anticipated expiration: 2025-02-23
Also published as: CN1950716B; WO2005091869A2; EP1740969A4; US20050197795A1; EP1740969A2; EP1740969B1; TWI347630B; NO20064517L; TW200535951A; WO2005091869A3; US7340366B2

Abstract

一种使用片上电路、传感器和校准算法的集成电路的温度补偿方法和装置。该芯片包括片上参考电路(12)、用于测量与参考电路有关的参数的片上传感器(26)、以及用于处理算法的片上计算装置(18)。还使用辅助的片外参考电路(16)。该算法执行以下步骤：(A)在第一测试位置于第一温度(高温)下为片上集成电路系统上的内部参考进行第一校准，(B)利用在步骤(A)中获得的校准数据在第二测试位置于第二温度(低温)下为片上集成系统上的内部参考源进行第二校准。

Description

使用片上传感器和计算装置的集成电路片温度补偿方法和装置

技术领域

本发明涉及温度补偿的集成电路。

背景技术

现有技术的温度补偿集成电路(IC)大多用于电池管理系统中。美国专利5,955,869披露了一种监测电池组剩余容量的方法。有两种不同的流程可用于评估电池组的剩余容量。在第一流程中，在电池组上产生数据以估计剩余电池容量；而在第二流程中，利用自一主机向电池组发送的数据估计剩余电池容量。电池组在这两个流程之间切换。例如，当电池的电流下降到低于一阈值时，电池组就从第一流程切换到第二流程。

更具体地说，’869专利披露了一种安装在主计算机中的智能电池器件，它能优化可充电电池在其整个寿命周期中的性能。智能电池器件包括ASIC，该ASIC又包括下列5个基本模块：处理器内核(CPU)，模数转换器(A/D)，程序存储器和查表(ROM)，数据存储器(RAM)，以及I2C/SM总线通信接口。这些部件的主要目的是测量、计算和传送智能电池的状态。上述各个模块包括用于执行特定任务所需的额外硬件和软件部件。这些部件中有些是由部件之间共享的，例如，CPU和A/D所使用的内部时钟振荡器。在’869专利中所使用的校准技术需要两个数值，即，斜率调整和校准补偿。温度测量需要该两个由片上温度测量器件所产生的数值。一ROM存储器存储用于校准程序的软件，以及A/D转换器用于将电压测量值转换成数字信号。

美国专利5,841,996披露了一种具有适用于一电池组的可编程微控制器的串行通信接口系统。该微控制器包括一个微处理器和各种前置模拟电路，例如，允许将多个模拟输入信号转换成表征信号电平的相应的数字计数值的一斜率A/D转换器和一复用器。为了使得所选择的模拟输入的测量值更加精确，微控制器采用一带隙参考电路的校准流程，其消除了对一外部参考电压源的需求。为了获得对带隙参考电路所提供电压的一实际测量值，可选择带隙参考电路的输出电压，以及使用精确的电压测量电路，准确地测量带隙电压并存储于EPROM中。热敏电阻器的输出电压的绝对值也在一预定温度下测量并存储于EPROM中。为了提高精度，可在两个或多个不同的温度下校准热敏电阻器的温度系数。

因此，要获得一非常高的绝对精度和一低的温度漂移，现有技术的温度补偿的IC电路在封装后就需要在两个或多个特定温度下进行校准。然而，就测试时间、测试设备和测试计算而言，在两个或多个温度下校准一集成电路是一个非常昂贵的流程。

这就需要以一高效的方式减少校准一温度补偿的IC电路所需要的测试设备、计算和测试时间。

发明内容

本发明提供了一种温度补偿的片上集成系统中的温度稳定的参考源或基准。这涉及使用一内部参考源，一测量一与该内部参考源有关的参数的片上传感器以及一片上计算装置，例如，一处理器和一运算器。

简言之，本发明通过使用一片上参考电路和温度传感器(或者其它的用于其它漂移测量的传感器)以一些与一外部参考源协作的片上评估电路及编程在至少两个独立的测试位置进行一高精度、高质量的IC测试以便在不增加测试成本下获得一非常低的温度漂移。该编程为一存储于非易失性存储器的二段算法，其使校准步骤可分开于两个完全独立的位置。首先，在将片上集成系统运送给用户之前，在一工厂位置于一相对较高的温度(例如，85℃)下为一诸如参考电压的状态进行初始的集成系统片上校准测试。该初始校准的工厂测试数据存储于该片上集成系统自身的一非易失性存储器中。另一方面，在一用户位置于一比该第一测试位置的相对较高的温度要低得多的典型现场温度(例如，30℃)下进行二次集成系统片上校准测试。该用户在该片上集成系统上提供一外部参考电压源，而由该提供的电压参考源进行的二次校准测试是通过该片上集成系统自身运行存储于该片上集成系统内的第二校准算法且使用存储于该非易失性存储器中的得自第一校准测试的测试数据来完成。因此，运行校准算法的所有必要电路都集成在芯片自身之上，包括一CPU或专用逻辑电路及其相关电路，或者可集成在专用逻辑电路附近。CPU及其相关电路可共享芯片中的其它功能性。所以，本发明通过将校准步骤分拆于至少两个完全独立的测试位置之间以降低对测试设备上的要求。本发明的一个方面在于一种在一使用一片上温度传感器的片上集成系统上的内部参考源的温度校准装置。其它校准，诸如频率校准可以同样的方式以一片上频率传感器来进行。

在本发明的一实施例中，该装置包括：(a)该内部参考源；(b)一与该内部参考源和一外部参考源耦合的转换器；(c)一与转换器耦合的校准电路，诸如一CPU或专用逻辑电路(下文中称之为“CPU”)；(d)一与校准电路(CPU)耦合的内部非易失性存储器；以及(e)至少一与内部参考源和内部非易失性存储器耦合的校准寄存器。该内部非易失性存储器配置成存储一组初始校准数据和一组后续校准数据，虽然对于其它实施例来说，初始校准数据就已经足够了。在该实施例中，转换器配置成将外部参考源的一模拟值转换成一数字值；校准电路(CPU)配置成运行一存储于片上的校准算法以在一第一位置将内部参考源校准到一包括一初始温度(或初始压力、初始时效或其它参数)的第一工作状态，并通过使用写入到内部非易失性存储器中的初始校准数据将内部参考源校准到一包括后续温度(或后续压力、后续时效或其它参数)的第二工作状态；以及数据校准寄存器配置成收集该组来自内部非易失性存储器的初始校准数据，将该组初始校准数据上载于内部参考源，并使该校准电路(CPU)可运行校准算法。

在本发明的另一实施例中，该装置还包括一与校准电路(CPU)耦合的内部温度传感器。如果进行一工厂校准，可使用一二段(或者N段)工厂校准算法以该内部温度传感器测量实际的后续校准温度。如果后续校准温度未精确地预先限定的话，这是十分有用的。在该实施例中，该工厂校准算法会需要与实际测量温度相关的信息以找出最佳校准数据来存入该非易失性存储器内。当用于测量后续校准温度时，每一工厂校准步骤只要测量一次就足够了。

在另一实施例中，在该芯片通过上述工厂校准操作之后，可在正常工作期间进行一运行时间校准。在该实施例中，该校准值取决于工作温度。工作温度由内部温度传感器定时地测量，而该运行时间校准算法会使用测量的工作温度和存储于非易失性存储器中的校准数据以找出适用于实时工作温度的最佳校准值。

为用于一工厂校准，该装置还包括一与校准电路(CPU)耦合的辅助外部温度传感器，其中以内部温度传感器来测量初始温度。如果进行一工厂校准，可使用一二段(或者N段)工厂校准算法以该内部温度传感器测量实际的后续校准温度。在该实施例中，可用该工厂校准算法找出最佳校准数据并将最佳校准数据存入非易失性存储器。当用于测量后续校准温度时，每一工厂校准步骤只要测量一次就足够了。

对于在芯片通过上述工厂校准操作后在正常工作期间所进行的运行时间校准来说，校准值取决于工作温度。工作温度由外部温度传感器定时地测量，而该运行时间校准算法会使用测量的工作温度和存储于非易失性存储器中的校准数据以找出适用于实时工作温度的最佳校准值。

本发明的另一方面在于一种包括一内部参考源的片上集成系统的通用的二段校准方法。

在一实施例中，本发明的方法包括以下步骤：(A)在一第一状态下为片上集成系统上的内部参考源进行一初始校准步骤；以及(B)在一第二状态下采用在步骤(A)所获得的初始校准数据为片上集成系统上的内部参考源进行至少一后续校准步骤。

在本发明的另一实施例中，在一第一状态下为片上集成系统上的内部参考源进行一初始校准步骤的步骤(A)进一步包括以下步骤：(A1)在一第一校准温度下进行内部参考源的初始校准步骤以获得一组初始校准数据；以及(A2)将该组初始校准数据存入一内部非易失性存储器。

在本发明的又一实施例中，在一第一状态下为片上集成系统上的内部参考源进行一初始校准步骤的步骤(A1)还包括以下步骤：(A1，1)在一第一位置于第一校准温度下获得内部参考源的一初始标称值；以及(A1，2)通过使用内部参考源的初始标称值于第一校准温度下校准内部参考源的一标称值。

在本发明的又一实施例中，在一第二状态下采用该组初始校准数据为片上集成系统上的内部参考源进行至少一后续校准步骤的步骤(B)还包括以下步骤：(B1)将在第一校准温度下的初始校准步骤中获得的初始校准数据载入片上集成系统内置的至少一内部校准寄存器中；(B2)将一绝对精度大大足够的外部参考源施加于片上集成系统；(B3)通过使用一内置于片上集成系统的内部模数转换电路将外部参考源的一模拟值转换成一数字值以便可在一第二校准温度下对外部参考源和内部参考源作一数字比较；(B4)使用一内置于片上集成系统的内部校准电路(CPU)和使用该组初始校准数据在第二校准温度下求解一校准算法；其中该校准算法确定一组对应于内部参考源的最小温度漂移的后续校准数据；而且其中该组后续校准数据包括内部参考源的一标称值；以及(B5)将该组后续校准数据存入非易失性存储器。

在本发明的另一实施例中，求解该校准算法的步骤(B4)还包括以下步骤：(B4，1)确定内部参考源的绝对值于一在第一校准温度和第二校准温度之间的温度范围内的一初始温度漂移；(B4，2)将在第二校准温度下的内部参考源的一绝对值输入校准算法中；(B4，3)将内部参考源的绝对值的初始温度漂移输入校准算法中；以及(B4，4)在第二校准温度下运行校准算法以使内部参考源的一整体温度漂移最小化，并在第二校准温度下校准内部参考源的一标称值。

在本发明的又一实施例中，存储该组后续校准数据的步骤(B5)还包括将该组后续校准数据存入该内部非易失性存储器的步骤(B5，1)。在本发明的另一实施例中，存储该组后续校准数据的步骤(B5)还包括将该组后续校准数据存入一外部非易失性存储器的步骤(B5，2)。

在本发明的另一实施例中，本发明的方法还包括以下步骤：(B6)使用一内置于片上集成系统的内部温度传感器在后续校准步骤中测量第二温度的一实际值；(B7)如果在后续校准步骤中测量的第二温度的实际值在该校准算法限定的一温度范围之内，则将第二温度的一固定值输入校准算法中；以及(B8)如果在后续校准步骤中测量的第二温度的实际值在校准算法限定的温度范围之外，则将测量的第二温度的实际值输入校准算法中。在另一实施例中，本发明的方法还包括使用一外部温度传感器在后续校准步骤中测量第二温度的一实际值的步骤(B6)。

在又一实施例中，本发明的方法还包括以下步骤：(B12)使用该内置于片上集成系统的内部温度传感器在后续校准步骤中测量第二温度的一实际值，或可选择地，使用一外部温度传感器在后续校准步骤中测量第二温度的一实际值；(B13)通过运行校准算法为在后续校准步骤中测量的第二温度的实际值优化该组后续校准数据；以及(B14)以该组优化的校准数据组更新至少一内置于片上集成系统的内部校准寄存器。

在另一实施例中，本发明的方法还包括以下步骤：(B18)在片上集成系统复位程序中，将在第二校准温度下的后续校准步骤中获得的校准数据自动载入多个内置于片上集成系统的内部校准寄存器。

在又一实施例中，本发明的方法还包括以下步骤：(B19)使用内部温度传感器(或可选择地使用外部温度传感器)大体定时地测量和更新第二校准温度的一实际值；以及(B20)通过使用校准逻辑电路(CPU)为内部参考源进行一运行时间校准以在第二校准温度的更新值下获得内部参考源的一最佳校准值。最好是重复步骤(B19-B20)。

在进行一工厂校准的又一实施例中，可使用一二段(或者N段)工厂校准算法以该内部温度传感器测量实际的后续校准温度。如果后续校准温度未精确地预先限定的话，这是十分有用的。在该实施例中，该工厂校准算法会需要与实际测量温度相关的信息以找出最佳校准数据来存入该非易失性存储器内。当用于测量后续校准温度时，每一工厂校准步骤只要测量一次就足够了。

在另一实施例中，其中在该芯片通过上述工厂校准操作之后，在正常工作期间进行了该运行时间校准，则该校准值取决于工作温度。工作温度由内部温度传感器定时地测量，而该运行时间校准算法会使用测量的工作温度和存储于非易失性存储器中的校准数据以找出适用于实时工作温度的最佳校准值。

本发明的又一方面在于一种包括一内部电压参考源的片上集成系统的校准方法。

在另一实施例中，本发明的方法还包括以下步骤：(A)在一第一位置于一第一温度下为该在片上集成系统上的内部电压参考源进行一初始校准步骤的步骤；以及(B)在一第二位置于一第二温度下采用一组在步骤(A)所获得的初始校准数据为该在片上集成系统上的内部电压参考源进行进行至少一后续校准步骤。

在再一实施例中，本发明的方法还包括以下步骤：(A1)在第一校准温度下进行内部电压参考源的初始校准步骤以获得该组初始校准数据；以及(A2)将该组初始校准数据存入一内部非易失性存储器。

在另一实施例中，本发明的方法还包括以下步骤：(A1，1)确定并载入一对应于第一温度的一初始电压温度系数到一电压温度系数寄存器中；(A1，2)确定并载入一对应于第一温度的初始标称电压值系数到一标称电压值系数寄存器中；以及(A1，3)通过微调该标称电压值系数在第一温度下以一数字方式校准内部电压参考源，从而使标称电压值系数达到一对应于第一温度的正确校准值。

在又一实施例中，本发明的方法包括以下列步骤：(B1)将对应于第一校准温度的初始电压温度系数自非易失性存储器载入电压温度系数寄存器中；(B2)将存储的对应于第一校准温度的标称电压值系数的正确校准值自非易失性存储器载入标称电压系数寄存器中；(B3)将一绝对精度大大足够的外部电压参考源施加于片上集成系统；(B4)通过使用一内置于片上集成系统的内部模数转换电路在第二校准温度下对外部电压参考源作一数字测量；(B5)通过与该在第一校准温度下测量的内部电压参考源的值相比较，直接计算内部电压参考源的值在第二校准温度下的一变化，从而确定内部电压参考源的值的一温度漂移值；(B6)通过使用内部电压参考源的值的温度漂移值找出一对应于第二校准温度的电压温度系数的一校准值；(B7)将对应于第二校准温度的电压温度系数的校准值存入非易失性存储器中；(B8)通过微调标称电压值系数于第二校准温度下以一数字方式校准内部电压参考源，从而使标称电压值系数达到一对应于第二校准温度的校准值；以及(B9)将对应于第二校准温度的标称电压值系数的校准值存入非易失性存储器中。

在另一实施例中，本发明的方法还包括以下步骤：(B6，1)确定增加或减少步骤的数目以便为对应于第二校准温度的电压温度系数找出一正确校准值；以及(B6，2)使用增加或减少步骤的数目以便在一单迭代过程之内为对应于第二校准温度的电压温度系数找出一正确校准值。

在再一实施例中，本发明的方法还包括将对应于第二校准温度的电压温度系数的校准值存入内部非易失性存储器的步骤(B7，1)。在一实施例中，本发明的方法还包括将对应于第二校准温度的标称电压值系数的校准值存入内部非易失性存储器的步骤(B9，1)。在一实施例中，本发明的方法还包括将对应于第二校准温度的电压温度系数的校准值存入外部非易失性存储器的步骤(B7，2)。在一实施例中，本发明的方法还包括将对应于第二校准温度的标称电压值系数的校准值存入外部非易失性存储器的步骤(B9，2)。

在另一实施例中，本发明的方法还包括使用一内部温度传感器大体定时地测量和更新第二校准温度的一实际值的步骤(B10)(或使用一外部温度传感器的步骤B11)。最好是重复步骤(B1-B10)。

在再一实施例中，在该芯片通过上述工厂校准操作之后，可在正常工作期间进行该运行时间校准。在该实施例中，该校准值取决于工作温度。工作温度由内部温度传感器定时地测量，而该运行时间校准算法会使用测量的工作温度和存储于非易失性存储器中的校准数据以找出适用于实时工作温度的最佳校准值。

在又一实施例中，本发明的方法还包括以下步骤：(B14)通过将存储的对应于第二温度的电压温度系数的正确校准值载入电压温度系数寄存器以及通过将存储的对应于第二温度的标称电压值系数的正确校准值载入标称电压值系数寄存器使片上集成系统自动初始化。

本发明的另一方面在于一种包括一内部时间参考源的片上集成系统的校准方法。

在另一实施例中，本发明的方法包括以下步骤：(A)在一第一状态下为片上集成系统上的内部时间参考源进行一初始校准步骤；以及(B)在一第二状态下采用在步骤(A)所获得的一组初始校准数据为片上集成系统上的内部时间参考源进行至少一后续校准步骤。

在又一实施例中，本发明的方法还包括以下步骤：(A1)在一第一校准温度下进行内部时间参考源的初始校准步骤以获得该组初始校准数据；以及(A2)将该组初始校准数据存入一内置于片上集成系统的内部非易失性存储器。

在另一实施例中，本发明的方法包括以下步骤：(A1，1)确定内部时间参考源的一初始值；以及(A1，2)于第一校准温度下以一数字方式校准内部时间参考源。

在又一实施例中，本发明的方法包括以下步骤：(B1)将对应于第一校准温度的初始校准数据自非易失性存储器输载入至少一内置于片上集成系统的内部校准寄存器中；(B2)将一绝对精度大大足够的外部时间参考源施加于片上集成系统；(B3)通过使用一内置于片上集成系统的内部模数转换电路于第二校准温度下对外部时间参考源作一数字测量；(B4)通过与该在第一校准温度下测量的内部时间参考源的值相比较直接计算内部时间参考源的值在第二校准温度下的一变化，从而确定内部时间参考源的值的一温度漂移值；(B5)通过使用内部时间参考源的值的温度漂移值找出一对应于第二校准温度的时间温度系数的一校准值；(B6)将对应于第二校准温度的时间参考温度系数的校准值存入非易失性存储器；(B7)通过微调一标称内部时间参考源系数于第二校准温度下以一数字方式校准内部时间参考源，从而使标称内部时间参考源系数达到一对应于第二校准温度的校准值；以及(B8)将对应于第二校准温度的标称内部时间参考系数的校准值存入非易失性存储器。

在另一实施例中，本发明的方法包括以下步骤：(B2，1)施加一外部脉冲串；(B3，1)通过一内置于片上集成系统的内部计数器测量外部脉冲串的周期。在该实施例中，内部计数器计算与外部脉冲串的周期对应的片上时钟周期的数目，该计算的时钟周期数目可给出一在外部时间参考源和内部时间参考源之间的关系。

在另一实施例中，本发明的方法包括以下步骤：(B2，2)将一外部晶体或陶瓷谐振器施加于一内置于片上集成系统的内部振荡器；(B3，2)通过对一在外部晶体或陶瓷谐振器上的第一内部定时器作时钟控制以及通过对一在内置于片上集成系统的内部振荡器上的第二内部定时器作时钟控制来测量外部晶体或陶瓷谐振器的周期；以及(B3，3)将第一外部计数器计算的数值与第二内部计数器计算的数值相比较以获得在外部时间参考源和内部时间参考源之间的关系。

本发明具有以下优点：其减少总的测试时间，因为在两个位置上皆会运行不取决于校准要求的自我测试。一芯片制造商常于高温下进行其封装部件的测试，而一系统制造商一般都是于室温进行其测试。通过利用本发明的知识，芯片销售商就无需于室温下仅因为校准的原因而插入一昂贵的二次测试。

系统制造商可根据其自身需要来优化算法。例如，通过一带隙电压参考，温度系数在一特定温度下可以为零，而当移离这一温度时则会使温度漂移增加。通过本发明，校准算法可以扩展以使在由系统制造商选定的不同温度范围中的温度漂移最小化。

因为芯片自身记录所有必需的校准数据以及该正确的校准算法是内置于芯片内，以致其可使测试逻辑简单及成本降低。

附图说明

图1是具有内部参考源的集成系统以及本发明的校准方法的平面图。

图2是图1所示系统在芯片制造位置以高温进行第一次校准步骤的流程图。

图3是图1所示系统以典型温度进行第二次校准步骤的流程图。

图4是图1所示系统以后续工作温度进行校准步骤的流程图。

图5是图1所示系统进行运行时间校准流程的流程图。

图6是适用于根据本发明具有内部电压参考源的图1所示系统的校准的测试装置的示意图。

图7是适用于具有内部电压参考源的图6所示片上集成系统在第一位置以相对较高的温度T1进行初始校准所使用的初始校准算法的流程图。

图8是具有内部电压参考源的图6所示片上集成系统在第二位置以比第一位置的第一高温低得多的现场温度T2的第二次校准算法的流程图。

图9是图8所示第二校准算法的初始化的流程图。

图10显示了适用于具有内部时间参考源的图1所示片上集成系统的校准所使用的外部时间参考源。

具体实施方法

图1图示说明了适用于在集成电路片11上的集成系统所保持的内部参考源或基准源的温度校准的装置10。本发明所提出的校准方法的目的是为了改善具有内部参考源12和内部传感器26的集成系统的温度稳定性。我们在本文中所提到的集成系统是指一种基于片上设计的单独系统，或者是指在同一封装中集成多个芯片的系统。

转换器14与内部参考源12相耦合。转换器14是一种通用的转换器，用于将参考数值转换成数字数值。在一内部模拟电压参考源的情况下，转换器是模数转换器(ADC)。在一内部时间参考源，即一振荡器的情况下，则转换器是时间计数器。内部参考源相对于某些参数进行校准，诸如温度，可以用传感器进行测量，例如可变电阻器之类。其它参数，诸如频率等也可以使用。外部参考源16仅仅在工厂校准期间使用。

请仍参阅图1，该装置10还包括具有内部非易失性存储器20的集成电路片11，内部非易失性存储器20与校准电路(CPU)18相耦合。内部非易失性存储器20可以使用内部闪存和/或EEPROM存储器来实现。校准电路(CPU)18主要用于求解校准算法，并且也进行选择的运行时间校准。校准电路(CPU)18可以通过使用专用硬件，类似于ASIC或者FPGA，或者专用CPU及其相关硬件和存储于内部非易失性存储器20中所存储的计算方法，或者由虚线所表示的共享CPU来实现。在后一种情况下，共享CPU是在集成电路片11的主要功能电路13中。

芯片11具有至少一个校准寄存器24，它与内部参考源12以及内部非易失性存储器20相耦合。校准寄存器是一种包括校准值的专用寄存器。校准寄存器24可以上载来自校准电路(CPU)或直接来自内部非易失性存储器20的校准数据组。内部参考源12是一种可配置成使用本发明所提出的校准方法来校准的参考电路。内部参考数值受校准寄存器数值的影响。校准算法确定校准值，以便于给出在整个温度范围内最低的温度漂移和最好的标称值。芯片11的其它功能，一般是主要的功能，也许是存储器阵列或者CPU或者其它主要功能电路13，图中未显示。

在本发明的一个实施例中，仍参阅图1，芯片11包括与校准逻辑(CPU)18相耦合的内部温度传感器26。在该实施例中，内部温度传感器26配置成可大体定时地测量后续温度，从而达到使用实际温度来校准的目的。

事实上，片上校准电路(CPU)18配置成基于后续温度所更新(实际)的数值而大体定时运行片上校准算法，以便于根据更新的后续实际温度定时校准内部参考源12。

内部温度传感器26可以两种方法来使用。第一，它可以用于在第二或以后的校准步骤中确定实际温度。

更具体地说，在一个实施例中，如果进行工厂校准。内部温度传感器26可以采用二段(或N段)工厂校准算法来测量实际的后续校准温度。如果后续校准温度不能精确预先确定，则这是十分有用的。在该实施例中，工厂校准及计算方法需要有关实际测量到的温度的信息，以便于发现存储于非易失性存储器中的最佳校准数据。当用于测量后续校准温度时，对于各个工厂校准步骤而言，仅仅一次测量就足够了。

第二，温度传感器26能够使能运行时间校准，其中，软件定时校对温度并将适用于测量该温度的最佳数值更新校准寄存器24。

更具体地说，在芯片11已经完成上述工厂校准操作之后，在正常工作期间进行运行时间校准。在该实施例中，校准值与工作温度有关。工作温度可以由内部温度传感器26进行定时测量，并且运行时间校准的计算方法使用所测量到的工作温度和存储于非易失性存储器中的校准值，以便于发现适用于实时工作温度的最佳校准值。

可以采用外部温度传感器28来执行与内部温度传感器20相同的功能，但是内部传感器是本发明的一个重要部件。除温度之外，当测量与其它条件有关的参考量时，也可以使用其它传感器。

装置10也可以采用外部非易失性存储器22取代内部非易失性存储器20来执行内部存储器20所执行的相同功能，当然片上电路是较佳的。

本发明的另一方面提出了一种适用于图1所示包括内部参考源12的片上集成系统10的二段校准的通用方法。在一个实施例中，本发明所提出的方法包括下列步骤：(A)以第一状态进行片上集成系统10所保持的内部参考源12的初始校准步骤；以及(B)采用在步骤(A)所获得的初始校准数据组以第二状态进行至少一次片上集成系统所保持的内部参考源12的后续校准步骤。

第一和第二状态通常都是外部缓慢变化的参数，例如，温度、湿度、部件时效等等，只要存在着片上传感器即可。出于本文讨论的目的，第一和第二状态分别被假定为第一(初始)和第二(后续)温度，并且参考量为参考电压。

正如图2的流程图30所图示说明的那样，以第一状态(温度)所进行的内部参考源(电压)的初始校准步骤的步骤(A)还包括下列步骤：(34，36)以第一校准温度进行内部参考源12的初始校准步骤，以便于获得初始校准数据组；以及(步骤40)将初始校准数据组存储于内部非易失性存储器20(见图1)。芯片制造商以高温进行第一(初始)校准步骤。该校准测量并没有给出有关内部参考源12温度漂移的新的信息(见图1)。因此，仅仅是校准内部参考源的标称值。校准的结果写入到内部非易失性存储器20中。

在以第一校准温度进行内部参考源的初始校准步骤的步骤中还包括步骤：(34)在第一位置以第一校准温度获得内部参考源的初始标称值；以及(步骤36)通过使用内部参考源的初始标称值以第一校准温度校准内部参考源的标称值，正如图2所示的流程图30图示说明的那样。

正如图3所示的流程图50所图示说明的那样，采用初始校准数据组以第二校准温度进行片上集成系统10的内部参考源12的第二校准步骤的步骤(B)还包括下列步骤。

在初始校准步骤中以第一校准温度所获得初始校准数据从内部非易失性存储器20装载到图1所示的内部校准寄存器24中。用户可以接近一般工作温度来进行该校准步骤。

图3所示的下一步骤54包括一些子步骤：(1)将具有充分足够高绝对精度的外部参考源16应用于片上集成系统10；以及(2)转换器14将外部参考源16的模拟数值转换成数字数值。采用这一方法，可以在当前(第二)校准温度发现内部参考源12的绝对精度。同样，还能发现内部参考源12的现有(第一)校准温度中的温度漂移。

在下一步骤56中，内部校准电路(CPU)模块18解决第二校准温度的校准算法。所产生的校准数据用于使得在步骤56的内部参考源的所有温度漂移最小化，以及改善在一般工作温度下的内部参考源的标称值(步骤62)。在本发明的一个实施例中，所获得校准数据也存储于内部非易失性存储器20(步骤64)。在本发明的另一实施例中，所获得的校准数据也存储在外部非易失性存储器22中(步骤64)。

如果想要获得更加好的温度稳定性，还应该进行其它校准步骤，如图4所示的流程图70所图示说明那样。此流程与上面相关图3的流程图50所讨论的校准流程相同。对于各个新的校准温度而言，获得有关初始参考源温度漂移的新的信息(步骤74和76)并最好存储于内部非易失性存储器(步骤78)。该信息可以用于进一步提高图1所示的内部参考源12的温度稳定性。如果在正常工作中用于运行时间校准的话，则步骤74和76就不一定是必要的。在校准了片上集成系统10(见图1)之后，正如以上所讨论的那样，确定了一组默认校准值并存储于内部非易失性存储器。这些数值可自动装载到图1所示的校准寄存器24中，正如图5所示的流程图80中的步骤82所图示说明的那样。如果使用运行时间校准，如方框84所表示，则就需要找出默认的校准值，如方框85所表示。校准值确保内部参考源具有精确的标称值和非常小的温度漂移。

运行时间校准(见图5所示流程图80中的方框84)可以用于进一步改善图1所示的内部参考电路12的温度稳定性。但运行时间校准并不是本发明的必要特征。在该实施例中，通过使用图1所示的内部温度传感器26或者通过使用图1所示的外部温度传感器28大体定时地测量温度(步骤86)。如果需要新的校准值，则图1所示的校准电路(CPU)18采用最佳适用于更新的实际温度的新的校准数据组来更新校准寄存器(步骤88)。另一方面，如果温度变化不影响校准值，则校准逻辑就等待新的温度数据(方框89)。

得到集成电路(IC)中的温度稳定性参考或基准的现有技术是采用带隙参考或基准。为了获得真正的高的绝对精度和低的温度漂移，带隙电路需要在封装之后以两个或多个明显不同的温度进行校准。然而，就测试时间、测试设备和测试计算而言，以两个或多个温度来进行校准是相当昂贵的。

为了便于工厂的高温校准，测试设备应该能够在电池端提供非常高精度的电压，正如图6所示的测试装置110中所说明的那样。更具体地说，精度电压参考源应该具有下列参数：在校准(或2mV校准步骤)之后，1.100V具有0.1％的精度。

例如，电压参考运算电路MAX6341可以用作外部电压参考或参考电压。外部电路保留在虚线117的左边。事实上，典型的现有技术MAXIM外部电压参考远算电路(例如MAX6325、MAX6341或MAX6350)都可以用作图6所示的参考电路111。MAX6325、MAX6341和MAX6350都是低噪声、高精度电压参考，都具有极其低的温度系数，典型值为0.5ppm/℃，以及极其优良的初始精度，典型值为0.02％。这些器件都具有适用于最低噪声性能的隐埋齐纳技术的特征。负载调节指标确保电源和下陷电流达到15mA。优良的引线和负载调节以及高频下的输出阻抗使得它们可以理想地应用于高达16bit的高分辨数据转换系统。MAX6325可设置为2.500V输出，MAX6341可设置为4.096V输出，二MAX6350可设置为5.000V输出。这些器件都能提供外部微调和噪声减小的选择。MAX6325/MAX6341/MAX6350电压参考远算电路是由Maxim集成电路公司制造的(120San Gabriel Drive，Sunnyvale，California 94086USA)。

内部低功率带隙电压参考应该提供具有1.100V高精度片上电压参考V_REF的片上集成系统(类似于Atmega406芯片)。该电压参考可作为片上电压调节器、V-ADC和CC-ADC的参考来使用。用于ADC的参考可以使用具有外部去耦电容器的缓冲器，以便于获得具有最小功率消耗的优良噪声性能。用于CC-ADC的电压参考V_{REF_P}/V_{REF_N}可以分级使用，以便于满足电流检测输入引脚上的满刻度的需求。该结构也能够与V-ADC和CC-ADC协同工作。

为了确保在工厂校准之后获得极其低的温度漂移，诸如Atmega406之类的芯片可具有二段校准算法的特征。第一步可以85℃进行，而第二步可以室温来进行。在85℃下的第一校准存储于第一位置(例如，芯片制造商的位置)的闪存存储器。第二步是用户可以他的测试流程所容易实现的校准。它只需要一精确的输入电压和稳定的室温。可以由设计来确保在该选择性校准之后的温度漂移，其特性为从0℃至60℃的范围内小于80ppm(百万分之一)/℃和从0℃至85℃的范围内小于100ppm/℃。在运行时间中也可以改变校准寄存器，以便于采用软件来实现温度补偿。于是，可以额外校准步骤的成本来获得在温度范围内任意温度的非常高的精度。然而，在参考数值是温度的线性函数的情况下，仅仅只需要两个校准步骤就足以具有运行时间校准的全部好处。

Atmega406芯片具有用于监测模子温度的片上温度传感器。与绝对温度成比例的电压，V_PTAT，可以在电压参考电路中产生并且在V-ADC输入端与复用器(未示出)相连接。该温度传感器可以用于电压参考和片上振荡器(未示出)中的温度漂移的运行时间补偿。为了获得开氏温标的绝对温度，可以采用VPTAT校准寄存器中所存储的工厂校准值来换算所测量到的V_PTAT。

仍参照图6，在本发明的一个实施例中，电压参考VREF 118包括两个不同的校准寄存器：TC_CAL 114和NOM_CAL 116。TC_CAL寄存器114用于调节VREF 118的温度梯度。在本发明的一个实施例中，TC_CAL114寄存器配置成可存储8bit字，从而具有9个不同的可能数值：00000000，00000001，00000011，00000111，…，11111111。NOM_CAL 116用于以测试温度微调标称电压。在本发明的一个实施例中，NOM_CAL 116配置成可以存储二进制编码的6bit字，从而产生63个校准步骤。在本发明的一个实施例中，电压校准步进的大小较佳的是2mV。

为了调整在TC_CAL寄存器114中所存储的“TC_CAL”，片上集成系统就必须采用两个不同的温度来进行校准。在本发明的一个实施例中，以第二校准温度所发现的校准值，“TC_CAL_T2”和“NOM_CAL_T2”存储于闪存存储器(未显示)并且在芯片的初始化期间装载到校准寄存器TC_CAL 114和NOM_CAL 116中。本发明的校准算法采用引线112(见图6)上的内部片上数字(D)电压数值V_ADC来发现适用于温度系数TC_CAL值和额定系数NOM_CAL的正确校准值。

在图7中，初始校准算法170用于在工厂以高温T1进行片上集成系统的初始校准(方框172)。在初始校准算法的第一步174中，确定对应于第一温度的初始电压温度系数TC_CAL并将其装载到电压温度系数寄存器114中(见图6)。在流程图170(见图7)的相同步骤174中，确定对应于第一温度T1的初始标称电压值系数NOM_CAL并将其装载到标称电压值系数寄存器116(见图6)。在下一步骤176中，通过微调标称电压值系数NOM_CAL以第一温度T1数字地校准电压参考电平VREF(见图6所示的118)，并且将校准值NOM_CAL_T1存储(步骤178)于内部非易失性存储器(见图1所示的20)，例如，存储于闪存存储器中，直至结束(方框180)。

当片上集成系统仅仅只以一个温度进行校准时，就不能对该过程中的温度梯度的变化进行校准。为了确保在这种情况下在整个温度范围内的绝对精度，就需要了解在适用于片上集成系统所使用的实际过程中的电压参考的特性。对于0℃至60℃的温度范围，可以估计到当只采用一个温度来进行校准时的整个温度范围的精度是在0.5％和1.0％之间。在只以一个温度进行校准之后，就应该监测该过程的温度漂移，以便得到0.5％的保证精度。为了提高校准的精度，应该进行第二次校准。例如，第一次校准是在Atmel工厂测试以85℃进行的，而第二次校准则是在用户工厂测试30℃进行的。在该实例中，所估计的校准精度为0.25％。

第二校准步骤如下：通过装载以第一温度(T1)所发现的NOM_CAL_T1系数，可以使用相同的默认TC_CAL和对已知的外部电压参考进行ADC转换。随后，我们可以通过与第一校准温度相比较直接计算出内部电压参考的变化。该温度漂移直接表示了应该采用多少步骤来进行TC_CAL系数的增加和减少。所以，在外部电压参考的一次测量之后，就可以发现正确的TC_CAL系数并且以TC_CAL_T2进行存储。正如以上所解释的那样，在发现了TC_CAL系数之后，就可以调节NOM_CAL系数，以便于达到在测试温度T2下和采用TC_CAL＝TC_CAL_T2时所要的标称电压。改变NOM_CAL对温度漂移没有影响，从而在调节NOM_CAL之后TC_CAL_T2系数仍旧有效。

在图8中，流程图190图示说明了以第二温度T＝T2进行片上集成系统(见图1)所保持的内部电压参考(见图1中的12)的第二校准的另一种可供选择方法。正如以上所讨论的，第二校准是在用户位置以用户位置的温度T2进行的(方框192)。该位置的温度T2低于在工厂位置下的T1＝85℃的第一温度。

仍参照图8，在流程图190的步骤194中，对应于第一温度的初始电压温度系数TC_CAL_T1用于初始校准(见图6所示的流程图170)并且在进行了初始校准之后存储于内部闪存存储器，将其装载到电压温度系数寄存器114(见图6)。在流程图190的相同步骤194中，在进行了初始校准(根据图6所示的流程图170)之后所发现和存储于闪存存储器中的NOM_CAL_T1的数值装载到NOM_CAL寄存器116中(见图6)。

仍参照图8，在步骤196，将预先所确定的模拟精度参考电压VCAL施加于片上集成系统的输入端(见图6所示的线117-119)。在本发明的一个实施例中，通过使用图6所示的MAXIM电压参考运算电路111来提供预先确定的精度参考电压VCAL。在下一步骤198，通过使用片上模拟数字电压转换运算电路V-ADC 122(见图6)来进行对应于预先确定模拟参考电压VCAL的第二温度的数字测量。所获得的数字电压参考D_{VCAL， VADC(I)}(见图6中的115)的数值对应于第二温度T2。

仍参照图8，在步骤200，对应于第二温度的预先确定模拟参考电压所测量到的数字电压数值的测量误差可以采用下式计算：

ERR＝D_{VCAL，VADC(I)}-D_{VCAL，VADC(I-1)} (Eq.1)

在本发明的一个实施例中，在步骤200，在多个测试条件(Test 202-Test 210)下测试所测量的误差ERR(Eq.1)：

ERR＜L1	(Test 202)
ERR＜L1	(Test 202)	L1≤ERR＜L2	(Test 204)
L2≤ERR＜L3	(未显示)	L1≤ERR＜L2	(Test 204)

L3≤ERR＜L4	(未显示)
L3≤ERR＜L4	(未显示)	L4≤ERR＜L5	(Test 206)
L5≤ERR＜L6	(Test 208)	L4≤ERR＜L5	(Test 206)
L5≤ERR＜L6	(Test 208)	L6≤ERR＜L7	(未显示)
L7≤ERR＜L8	(未显示)	L6≤ERR＜L7	(未显示)
L7≤ERR＜L8	(未显示)	L8＜ERR	(Test 210)

提供ERR(Eq.1)的数值为真的测试条件(Test 202-Test 210)之一允许确定增加或减少步骤的数目，并因此确定适用于对应第二温度T2的电压温度系数TC_CAL的校准值。更具体地说，尽管校准值也可以采用其它方法来发现，但是通过采用下列选择步骤就能够发现适用于对应第二温度T2的电压温度系数TC_CAL的校准值：

步骤212，如果在步骤200中所计算的误差ERR的数值满足测试条件(Test 202)，则通过进行4次递减步骤(未显示)来递减电压温度系数TC_CAL的数值；或者，

步骤214，如果在步骤200中所计算的误差ERR的数值满足测试条件(Test 204)，则通过进行3次递减步骤(未显示)来递减电压温度系数TC_CAL的数值；或者，

步骤216，如果在步骤200中所计算的误差ERR的数值满足测试条件(Test 206)，则电压温度系数TC_CAL的数值保持不变；或者，

步骤218，如果在步骤200中所计算的误差ERR的数值满足测试条件(Test 208)，则以单个递加步骤(未显示)来递加电压温度系数TC_CAL；或者，

步骤220，如果在步骤200中所计算的误差ERR的数值满足测试条件(Test 210)，则以4个另外的递加步骤(未显示)来递加初始电压温度系数TC_CAL。

仍参照图8，在后续的步骤中，所发现的对应于第二温度T2的电压温度系数TC_CAL_T2存储于非易失性存储器。；在本发明的一个实施例中，对应于第二温度T2的电压温度系数TC_CAL_T2存储于闪存非易失性存储器。

正如图9的流程图239(这是图8所示流程图190的初始化部分)所示，通过将所存储的对应第二温度T2的标称电压值系数NOM_CAL T2的正确校准值装载到标称电压值系数寄存器116中(见图6)(图9中的步骤226)以及通过将所存储的对应第二温度T2的电压温度系数TCCAL_T2的正确校准值装载到标称电压温度系数寄存器114中(见图6)(图9中的步骤228)，来进行片上集成系统的初始化。

校准例程包括V-ADC测量(见图1中的22)和VREF的调整(见图1中的18)的重复次数。下列调整参数适用于一次测量和调节周期：估计VREF的设置时间：400μs；V-ADC的转换时间：512μs，计算时间：100μs。对各个校准步骤，加起来大约是1ms。在低温校准算法中所需要的校准步骤地最大数目是7。因此，在温度T2下的总的VREF校准时间估计为7ms。此外，还需要一些时间用于将校准值TC_CAL_T2和NOM_CAL_T2写入到闪存存储器中。

所披露的本发明出于下列原因而具有十分重要的经济意义：

(a)基于仿真结果，对于诸如Atmega406芯片的芯片中的参考电路而言，估计有可能使0℃至60℃的温度范围内的温度漂移从±1％降低至±0.25％；

(b)所改善的温度稳定性满足对PC电池的电池管理系统中更好的绝对精度的要求。例如，包括所披露的本发明校准技术的Atmega406芯片是适用于可充电Li离子电池的电池保护和管理的单芯片解决方案；

(c)所披露的本发明使之有可能仅仅以产品成本中非常小的增加从片上参考源中得到十分显著改善的绝对精度。于是，采用本发明所披露的校准技术的芯片与其它等效芯片相比较具有重要的优点。

相比于参考电压校准，本发明可用作具有内部时间参考源12(见图1)的片上集成系统(图1中的10)的温度校准的方法。该方法包括下列步骤：(A)以第一状态(例如，温度)进行片上集成系统所保持的内部(片上)时间参考源的初始校准步骤；以及(B)采用在步骤(A)中所获得的初始校准数据组以第二状态进行至少一次片上集成系统所保持的内部时间参考源的后续校准步骤。下列步骤都可适用：(A1)以第一校准温度进行内部时间参考源的初始校准步骤，以便于获得初始校准数据组；(A2)将初始校准数据组存储于装入片上的集成系统的内部非易失性存储器。接着，还有下列步骤：(A1，1)确定内部时间参考源的初始数值；以及(A1，3)以第一温度数字校准内部时间参考源。接着，还有下列步骤：(B1)将对应于第一校准温度的初始校准数据从非易失性存储器输入装入片上的集成系统的至少一个内部校准寄存器中；(B2)将具有充分足够高绝对精度的外部时间参考源应用于片上集成系统；(B3)通过使用片上集成系统的内部模拟数字转换电路以第二校准温度进行外部时间参考源的数字测量；(B4)与以第一校准温度所测量到的内部时间参考的数值相比较，直接计算以第二校准温度的内部时间参考数值中的变化，从而确定内部时间参考数值中的温度漂移的数值；(B5)通过使用在内部时间参考数值中的温度漂移的数值来发现对应于第二校准温度的时间参考温度系数的校准值；(B6)将对应于第二校准温度的时间参考温度系数的校准值存储于非易失性存储器；(B7)通过微调额定内部时间参考系数以第二校准温度来数字地校准内部时间参考，从而使得额定内部时间参考系数达到对应于第二温度的校准值；以及(B8)将对应于第二温度的额定内部时间参考系数的校准值存储于非易失性存储器。

在还有一个实施例中，在芯片已经通过了上述工厂校准之后，在正常工作期间进行运行时间校准。在该实施例中，校准值与工作温度有关。可以采用内部或者外部温度传感器来定时测量工作温度，并且运行时间校准算法使用所测量到的工作温度和存储于非易失性存储器中的校准数据来发现适用于实时工作温度的最佳校准值。

图10图示说明了一种外部时间参考250，它可以用于校准内部时间参考源(图1中的12)。在一个实施例中，本发明所提出的方法包括下列步骤：(B2，1)将外部脉冲串作为外部时间参考；以及(B3，1)通过使用装入片上的集成系统的内部定时器来测量外部脉冲串的周期。在该实施例中，内部定时器计数对应于外部脉冲串周期的片上时钟周期的数目；并且所计数的时钟周期的数目给出了在外部时间参考和内部时间参考之间的关系。在另一实施例中，本发明所提出的方法包括下列步骤：(B2，2)将外部晶体或者陶瓷谐振器作为外部时间参考应用于片上集成系统的内部振荡器；(B3，2)通过使用第一内部定时器对外部晶体或陶瓷谐振器进行时钟计数，以及通过使用第二内部定时器对片上的集成系统的内部振荡器进行时钟计数，来测量外部晶体或者陶瓷谐振器的周期；以及(B3，3)比较有第一外部定时器所计数的数目和第二内部定时器所计数的数目来获得外部时间参考核内部时间参考之间的关系。

Claims

1.一种包括一内部参考源的片上集成系统的校准方法，所述方法包括以下步骤：

在一第一工作状态下为所述片上集成系统上的所述内部参考源进行一初始校准步骤以获得初始校准数据；以及

在一第二工作状态下利用所述初始校准数据进行所述内部参考源的至少一后续校准步骤以获得额外的校准数据。

2.如权利要求1所述的方法，其特征在于，所述第一和第二工作状态为第一和第二温度。

3.如权利要求1所述的方法，其特征在于，所述第一和第二工作状态分别位于第一和第二位置。

4.如权利要求1所述的方法，其特征在于，所述内部参考源为一内部电压参考源。

5.如权利要求1所述的方法，其特征在于，所述内部参考源为一内部时间参考源。

6.如权利要求1所述的方法，其特征在于，在所述第一工作状态下进行所述内部参考源的所述初始校准步骤包括以下步骤：

在所述第一工作状态下确定所述内部参考源的一初始绝对值；

通过使用所述内部参考源的所述初始绝对值在所述第一工作状态下校准所述内部参考源的一标称值；以及

将得自所述标称值的校准的初始校准数据存入一可由所述片上集成系统存取的非易失性存储器中。

7.如权利要求1所述的方法，其特征在于，所述内部参考源为一内部电压参考源，所述第一工作状态为一第一校准温度以及其中的在所述第一工作状态下进行所述内部参考源的所述初始校准步骤包括以下步骤：

确定及载入一初始电压温度系数到一电压温度系数寄存器中；

确定及载入一初始标称电压值系数到一标称电压值系数寄存器中；以及

通过微调所述标称电压值系数在第一校准温度下以一数字方式校准所述内部电压参考源，从而使所述标称电压值系数达到一与所述第一校准温度对应的正确校准值。

8.如权利要求1所述的方法，其特征在于，在所述第二工作状态下进行所述内部参考源的所述至少一后续校准步骤进一步包括以下步骤：

将得自所述第一工作状态下的所述初始校准步骤的所述初始校准数据自所述非易失性存储器载入所述片上集成系统的一或多个寄存器中；

将一绝对精度大大足够的外部参考源施加于所述片上集成系统；

通过使用一内置于所述片上集成系统的内部模数转换电路将所述外部参考源的一模拟值转换成一数字值，从而使可在所述第二工作状态下对所述外部参考源和所述内部参考源作一数字比较；

使用一内置于所述片上集成系统的内部校准电路和使用所述初始校准数据在所述第二工作状态下求解一校准算法，其中所述校准算法确定所述额外的校准数据以作为与所述内部参考源在一工作范围内的一最小的工作状态漂移对应的校准数据；以及

将所述额外的校准数据存入所述非易失性存储器中。

9.如权利要求8所述的方法，其特征在于，求解所述校准算法进一步包括以下步骤：

确定处于一在所述第一工作状态和所述第二工作状态之间的工作范围内的所述内部参考源的所述绝对值的一初始漂移；

将所述内部参考源的所述绝对值的所述初始漂移输入所述校准算法中；以及

以所述第二工作状态下运行所述校准算法，以识别出一使所述内部参考源的一总的漂移最小化的最佳校准数据以及在所述第二工作状态下校准所述内部参考源的所述校准值。

10.如权利要求8所述的方法，其特征在于进一步包括以下步骤：

在所述后续校准步骤中测量所述第二工作状态的一实际值，其中在所述后续校准步骤中的所述第二工作状态在所述校准算法的一运行时间中变化；

如果在所述后续校准步骤中测量的所述第二工作状态的所述实际值在所述校准算法限定的一工作范围之内，则将所述第二工作状态的一固定值输入所述校准算法；以及

如果在所述后续校准步骤中测量的所述第二工作状态的所述实际值在所述校准算法限定的所述工作范围之外，则将测量的所述第二工作状态的所述实际值输入所述校准算法。

11.如权利要求8所述的方法，其特征在于进一步包括以下步骤：

在所述后续校准步骤中使用一传感器测量所述第二工作状态的一实际值；

确定所述内部参考源的绝对值于一在所述第一工作状态和所述第二工作状态的所述实际值之间的工作范围之内的一初始漂移；

将所述内部参考源的绝对值的所述初始漂移输入一校准算法中；以及，

在所述第二工作状态下运行所述校准算法，以识别出一使所述内部参考源在一工作范围内的总的漂移最小化的最佳校准数据。

12.如权利要求8所述的方法，其特征在于进一步包括以下步骤：

在一片上集成系统复位程序中，将在所述第二工作状态下的所述后续校准步骤中获得的所述校准数据自动载入多个内置于所述片上集成系统的内部校准寄存器中。

13.如权利要求1所述的方法，其特征在于，在所述第二工作状态下进行所述内部参考源的所述至少一次后续校准进一步包括以下步骤：

将在所述第一工作状态下的所述初始校准步骤中获得的所述初始校准数据自一非易失性存储器载入一或多个内置于所述片上集成系统的寄存器中；

通过使用一内置于所述片上集成系统的内部电路在所述第二工作状态下对所述外部参考源作一数字测量；

确定所述内部参考源的绝对值的一初始漂移；以及

将与所述初始漂移相关的校准数据存入所述非易失性存储器中。

14.如权利要求13所述的方法，其特征在于，确定所述初始漂移包括以下步骤：

通过与在所述第一工作状态下测量的所述内部参考源的值相比较，直接计算所述内部参考源的值在所述第二工作状态下的一变化，从而确定在所述内部参考源的值的一漂移值；

通过使用所述内部参考源的值的所述漂移值找出与所述第二工作状态对应的一或多个系数的一校准值以将所述系数优化至一有利于所述工作状态的范围，所述一或多个系数的所述校准值可建立与所述初始漂移相关的所述校准数据。

15，如权利要求14所述的方法，其特征在于，通过使用所述内部参考源的值的所述漂移值找出与所述第二工作状态对应的所述一或多个系数的所述校准值以将所述系数优化至所述范围进一步包括以下步骤：

确定和使用增加或减少的步骤的一数目，以便在一单迭代过程中为与所述第二工作状态对应的每一系数找出一正确校准值。

16.如权利要求13所述的方法，其特征在于，所述内部和外部参考源为内部和外部时间参考源，而且将所述外部时间参考源施加于所述片上集成系统的步骤进一步包括施加一外部脉冲串的步骤以及其中在所述第二工作状态下对所述外部参考源进行所述数字测量又进一步包括以下步骤：

通过使用一内置于所述片上集成系统的内部定时器测量所述外部脉冲串的周期，其中所述内部定时器计算与所述外部脉冲串的所述周期对应的片上时钟周期的数目；以及

其中所述计算的时钟周期的数目给出一在所述外部时间参考源和所述内部时间参考源之间的关系。

17.如权利要求13所述的方法，其特征在于，所述内部和外部参考源为内部和外部时间参考源，而且将所述外部时间参考源施加于所述片上集成系统的步骤进一步包括将一外部晶体或陶瓷谐振器施加于一内置于所述片上集成系统的内部振荡器的步骤以及其中在所述第二工作状态下对所述外部参考源进行所述数字测量又进一步包括以下步骤：

通过对一在所述外部晶体或陶瓷谐振器上的第一内部定时器作时钟控制以及通过对一在内置于所述片上集成系统的所述内部振荡器上的第二内部定时器作时钟控制来测量所述外部晶体或陶瓷谐振器的周期；以及

将所述第一外部计数器计算的数值与所述第二内部计数器计算的数值相比较以获得在所述外部时间参考源和所述内部时间参考源之间的所述关系。

18.如权利要求1所述的方法，其特征在于进一步包括以下步骤：

使用一传感器测量和更新运行时间工作状态的一值；

为所述内部参考源进行一运行时间校准，以便在所述运行时间工作状态的所述值下获得所述内部参考源的一最佳校准值；

重复所述的更新所述运行时间工作状态的所述值以及进行所述运行时间校准的步骤。

19.一种片上集成系统上的一内部参考源的校准装置，所述装置包括：

所述内部参考源；

一与所述内部参考源和一外部参考源耦合的转换器，所述转换器配置成把所述外部参考源的一模拟值转换成一数字值；

一与所述转换器耦合的校准电路；

一所述校准电路耦合的内部非易失性存储器，所述内部非易失性存储器配置成存储初始校准数据和后续校准数据；其中所述校准电路配置成运行一校准算法以将所述内部参考源校准到一第一工作状态，并通过使用写入到所述内部非易失性存储器中的所述初始校准数据将所述内部参考源校准到一第二工作状态；以及

至少一与所述内部参考源及所述内部非易失性存储器耦合的校准寄存器，其中所述校准寄存器配置成收集来自所述内部非易失性存储器的所述初始校准数据，并配置成将所述初始校准数据上载于所述内部参考源以及配置成使所述校准电路(CPU)可运行所述校准算法。

20.如权利要求19所述的装置，其特征在于，还包括：

一与所述校准电路耦合的内部传感器，所述内部传感器配置成大体定时地测量所述第二工作状态，其中所述校准电路配置成基于所述第二工作状态的更新值而大体定时地运行所述校准算法，以便根据所述第二工作状态的更新值而大体定时地校准所述内部参考源。

21.如权利要求19所述的装置，其特征在于进一步包括：

一与所述校准电路耦合的外部传感器，所述外部传感器配置成大体定时地测量运行时间工作状态，其中所述校准电路配置成基于所述运行时间工作状态的更新值而大体定时地运行所述校准算法，以便根据所述运行时间工作状态的更新值而大体定时地校准所述内部参考源。

22.如权利要求19所述的装置，其特征在于，还包括：

一与所述校准电路耦合的外部非易失性存储器，所述外部非易失性存储器配置成存储所述初始校准数据和所述后续校准数据。