DE102014010658A1

DE102014010658A1 - Schaltungsanordnung und verfahren zum überwachen einer energieversorgung einer elektronischen vorrichtung

Info

Publication number: DE102014010658A1
Application number: DE102014010658.6A
Authority: DE
Inventors: Peter Ossimitz; Roderick McConnell; Jens Barrenscheen
Original assignee: Infineon Technologies AG
Current assignee: Infineon Technologies AG
Priority date: 2013-07-17
Filing date: 2014-07-17
Publication date: 2015-01-22
Also published as: US20150022924A1; US9651630B2

Abstract

Ein Beispiel betrifft eine Schaltungsanordnung, die einen ersten Kontakt, der mit einer Energieversorgung verbunden ist, eine erste Vergleichseinheit, die mit dem ersten Kontakt und mit einem ersten Referenzsignal verbunden ist, aufweist, wobei die erste Vergleichseinheit dazu ausgebildet ist, eine Spannung an dem ersten Kontakt mit dem ersten Referenzsignal zu vergleichen und ein erstes Ausgangssignal zur Weiterverarbeitung bereitzustellen.

Description

Ausführungsformen der vorliegenden Offenlegung betreffen das Überwachen von Kontakten, die mit einer Energieversorgung einer elektronischen Vorrichtung verbunden sind. Eine defekte Verbindung mit der Energieversorgung ist ein relevanter Sicherheitsaspekt bei industriellen und Fahrzeuganwendungen.
Eine Aufgabe besteht darin, insbesondere eine verbesserte oder effiziente Möglichkeit zur Überwachung einer Energieversorgung, insbesondere zur Detektion einer defekten Verbindung mit einer Energieversorgung zu schaffen.
Diese Aufgabe wird gemäß den Merkmalen der unabhängigen Ansprüche gelöst. Bevorzugte Ausführungsformen sind insbesondere den abhängigen Ansprüchen entnehmbar.
Mindestens eines der folgenden Beispiele und/oder mindestens eine der Ausführungsformen kann als innovativ betrachtet werden. Sie kann mit anderen hierin beschriebenen Aspekten oder Ausführungsformen kombiniert werden. Jede hier beschriebene Ausführungsform oder Ausgestaltung ist nicht unbedingt als gegenüber anderen Ausführungsformen oder Ausgestaltungen bevorzugt oder vorteilhaft aufzufassen.
Insbesondere können Kombinationen der folgenden Merkmale genutzt werden, um das gewünschte Ergebnis zu erreichen. Die Merkmale des Verfahrens können mit (einem) beliebigen Merkmal(en) der Vorrichtung oder des Systems oder umgekehrt kombiniert werden.
Eine Schaltungsanordnung wird vorgeschlagen, umfassend

– einen ersten Kontakt, der mit einer Energieversorgung verbunden ist; und
– eine erste Vergleichseinheit, die mit dem ersten Kontakt und mit einem ersten Referenzsignal verbunden ist und die dazu ausgebildet ist, eine Spannung an dem ersten Kontakt mit dem ersten Referenzsignal zu vergleichen und basierend hierauf ein erstes Ausgangssignal zur weiteren Verarbeitung bereitzustellen.

Es ist eine Ausgestaltung, dass das erste Ausgangssignal eine Differenz zwischen der Spannung an dem ersten Kontakt und dem ersten Referenzsignal anzeigt.
Es ist eine Ausgestaltung, dass die Schaltungsanordnung ferner eine Referenzeinheit umfasst, die dazu ausgebildet ist, das erste Referenzsignal bereitzustellen.
Es ist eine Ausgestaltung, dass die Schaltungsanordnung ferner ein gemeinsam genutztes Referenzpotenzial aufweist, mit dem die Referenzeinheit verbunden ist.
Es ist eine Ausgestaltung, dass die Schaltungseinheit ferner einen zweiten Kontakt aufweist, der dazu ausgebildet ist, das erste Referenzsignal bereitzustellen.
Es ist eine Ausgestaltung, dass die Schaltungseinheit ferner umfasst:

– einen zweiten Kontakt, der mit der Energieversorgung verbunden ist; und
– eine zweite Vergleichseinheit, die mit dem zweiten Kontakt und mit dem ersten Referenzsignal verbunden ist und die dazu ausgebildet ist, eine Spannung an dem zweiten Kontakt mit dem ersten Referenzsignal zu vergleichen und basierend hierauf ein zweites Ausgangssignal zur Weiterverarbeitung bereitzustellen.

Es ist eine Ausgestaltung, dass die Schaltungseinheit ferner umfasst:

– einen dritten Kontakt, der mit der Energieversorgung verbunden ist;
– eine dritte Vergleichseinheit, die mit dem dritten Kontakt und mit einem zweiten Referenzsignal verbunden ist und die dazu ausgebildet ist, eine Spannung an dem dritten Kontakt mit dem zweiten Referenzsignal zu vergleichen und basierend hierauf ein drittes Ausgangssignal zur Weiterverarbeitung bereitzustellen;
– einen vierten Kontakt, der mit der Energieversorgung verbunden ist;
– eine vierte Vergleichseinheit, die mit dem vierten Kontakt und mit dem zweiten Referenzsignal verbunden ist und die dazu ausgebildet ist, eine Spannung an dem vierten Kontakt mit dem zweiten Referenzsignal zu vergleichen und basierend hierauf ein viertes Ausgangssignal zur Weiterverarbeitung bereitzustellen; und
– eine Referenzeinheit, die dazu ausgebildet ist, das erste Referenzsignal und das zweite Referenzsignal bereitzustellen.

Es ist eine Ausgestaltung, dass der erste Kontakt und der zweite Kontakt mit einem ersten Anschluss der Energieversorgung verbunden sind und der dritte Kontakt und der vierte Kontakt mit einem zweiten Anschluss der Energieversorgung verbunden sind.
Es ist eine Ausgestaltung, dass die Schaltungseinheit ferner einen Speicher umfasst, der dazu ausgebildet ist, mindestens eines des ersten Ausgangssignals, des zweiten Ausgangssignals, des dritten Ausgangssignals und des vierten Ausgangssignals zu speichern.
Es ist eine Ausgestaltung, dass die Referenzeinheit eine einstellbare Referenzeinheit ist.
Es ist eine Ausgestaltung, dass die erste bis vierte Vergleichseinheit jeweils mindestens eines der Folgenden umfasst: einen Operationsverstärker, eine Vergleichseinheit, einen Analog-Digital-Wandler.
Es ist eine Ausgestaltung, dass die Schaltungsanordnung mindestens eines der Folgenden ist: ein Substrat, ein Plättchen, ein Chip, ein Modul, eine Vorrichtung eine Steuereinheit.
Es ist eine Ausgestaltung, dass die Schaltungseinheit ferner eine Verarbeitungseinheit umfasst, die die Weiterverarbeitung durchführt, wobei die Weiterverarbeitung mindestens eines der Folgenden umfasst:

– Ausgeben einer Meldung,
– Ausgeben eines Alarms,
– Ausgeben einer Wartungsmaßnahme,
– Verändern eines Modus der Schaltungsanordnung,
– Abschalten der Schaltungsanordnung oder eines Teils derselben.

Auch wird ein Verfahren zum Überwachen einer Energieversorgung einer elektronischen Vorrichtung, angegeben, wobei das Verfahren umfasst:

(a) Ermitteln eines Vergleichsergebnisses durch Vergleichen einer Spannung an einem ersten Kontakt, der mit der Energieversorgung verbunden ist, mit einem ersten Referenzsignal;
(b) Ermitteln, ob das Vergleichsergebnis eine vorbestimmte Bedingung erfüllt; und
(c) Durchführen einer vordefinierten Aktion, wenn das Vergleichsergebnis die vorbestimmte Bedingung erfüllt.

Es ist eine Ausgestaltung, dass das Verfahren umfasst:

(d) Verzweigen zu und Durchführen des Schritts (a), wenn das Vergleichsergebnis die vorbestimmte Bedingung nicht erfüllt.

Es ist eine Ausgestaltung, dass die vorbestimmte Bedingung mindestens eines der Folgenden umfasst:

– Überschreiten eines vordefinierten Schwellwerts;
– Unterschreiten eines vordefinierten Schwellwerts;
– Überschreiten oder Unterschreiten eines vordefinierten Schwellwertbereichs.

Es ist eine Ausgestaltung, dass die vordefinierte Aktion mindestens eines der Folgenden umfasst:

– Ausgeben einer Meldung,
– Ausgeben eines Alarms,
– Ausgeben einer Wartungsmaßnahme,
– Verändern eines Modus der Schaltungsanordnung, und
– Abschalten der Schaltungsanordnung oder eines Teils derselben.

Es ist eine Ausgestaltung, dass die vordefinierte Aktion ein Verändern eines Überwachungsmodus umfasst.
Es ist eine Ausgestaltung, dass der Überwachungsmodus mindestens einen der folgenden Parameter umfasst:

– eine Überwachungsrate,
– eine Überwachungsempfindlichkeit,
– einen Mittelungsparameter.

Es ist eine Ausgestaltung, dass die Überwachungsrate anzeigt, dass die Überwachung auf eine iterative, regelmäßige, unregelmäßige, kontinuierliche oder diskontinuierliche Weise erfolgt.
Es ist eine Ausgestaltung, dass das erste Referenzsignal von mindestens einer der Folgenden geliefert wird:

– einer Referenzeinheit,
– einer einstellbaren Referenzeinheit,
– einem gemeinsam genutzten Referenzpotenzial,
– einem zweiten Kontakt.

Es ist eine Ausgestaltung, dass das Verfahren mindestens einmal während mindestens einer der folgenden Abschnitte läuft:

– während eines Herstellprozesses eines Halbleiters der elektronischen Vorrichtung;
– während eines Herstellprozesses eines Halbleiters der elektronischen Vorrichtung vor oder nach einer Belastungsphase, insbesondere einer Anlaufphase;
– während eines Herstellprozesses eines Halbleiters der elektronischen Vorrichtung vor und nach einer Belastungsphase, insbesondere einer Anlaufphase;
– während eines Betriebs der elektronische Vorrichtung;
– in regelmäßigen oder unregelmäßigen Zeitpunkten, insbesondere Zyklen während des Betriebs der elektronischen Vorrichtung;
– während eines Systemtests der elektronischen Vorrichtung; und
– während eines Systemtests als Teil einer Abschaltsequenz der elektronischen Vorrichtung.

Weiterhin wird zur Lösung ein Verfahren zum Überwachen einer Energieversorgung einer elektronischen Vorrichtung, vorgeschlagen, wobei das Verfahren umfasst:

(a) Ermitteln eines ersten Vergleichsergebnisses durch Vergleichen einer Spannung an einem ersten Kontakt, der mit der Energieversorgung verbunden ist, mit einem ersten Referenzsignal;
(b) Ermitteln eines zweiten Vergleichsergebnisses durch Vergleichen einer Spannung an einem zweiten Kontakt, der mit der Energieversorgung verbunden ist, mit einem zweiten Referenzsignal;
(e) Ermitteln, ob eines der ersten und zweiten Vergleichsergebnisse eine vorbestimmte Bedingung erfüllt; und
(f) Durchführen einer vordefinierten Aktion, wenn eines der ersten und zweiten Vergleichsergebnisse die vorbestimmte Bedingung erfüllt.

Es ist eine Ausgestaltung, dass das erste Referenzsignal und das zweite Referenzsignal identisch sind.
Es ist eine Ausgestaltung, dass das erste Referenzsignal und das zweite Referenzsignal von mindestens einem der Folgenden bereitgestellt werden:

– einer Referenzeinheit,
– einer einstellbaren Referenzeinheit, und
– einem gemeinsam genutzten Referenzpotenzial.

Es ist eine Ausgestaltung, dass das Verfahren ferner das Folgende vor dem Durchführen des Schritts (e) umfasst:

(c) Ermitteln eines dritten Vergleichsergebnisses durch Vergleichen einer Spannung an einem dritten Kontakt, der mit der Energieversorgung verbunden ist, mit einem dritten Referenzsignal; und
(d) Ermitteln eines vierten Vergleichsergebnisses durch Vergleichen einer Spannung an einem vierten Kontakt, der mit der Energieversorgung verbunden ist, mit einem vierten Referenzsignal.

Es ist eine Ausgestaltung, dass der erste Kontakt und der zweite Kontakt mit einem ersten Anschluss der Energieversorgung verbunden sind und der dritte Kontakt und der vierte Kontakt mit einem zweiten Anschluss der Energieversorgung verbunden sind.
Es ist eine Ausgestaltung, dass das dritte Referenzsignal und das vierte Referenzsignal identisch sind.
Es ist eine Ausgestaltung, dass das dritte Referenzsignal und das vierte Referenzsignal bereitgestellt werden von mindestens einem der Folgenden:

Weiterhin wird ein System zur Überwachung einer Energieversorgung einer elektronischen Vorrichtung vorgeschlagen, umfassend:

– Mittel zum Bestimmens eines Vergleichsergebnisses durch Vergleichen einer Spannung an einem ersten Kontakt, der mit der Energieversorgung verbunden ist, mit einem ersten Referenzsignal;
– Mittel zum Bestimmen, ob das Vergleichsergebnis eine vorbestimmte Bedingung erfüllt; und
– Mittel zum Durchführen einer vordefinierten Aktion, wenn das Vergleichsergebnis die vorbestimmte Bedingung erfüllt.

Es ist eine Ausgestaltung, dass das System ferner umfasst:

– Mittel zum Fortführen des Ermittelns eines nachfolgenden Vergleichsergebnisses, wenn das Vergleichsergebnis die vorbestimmte Bedingung nicht erfüllt.

Es ist eine Ausgestaltung, dass das erste Referenzsignal von mindestens einem der Folgenden bereitgestellt wird:

– einer Referenzeinheit,
– einer einstellbaren Referenzeinheit,
– einem gemeinsam genutzten Referenzpotenzial, und
– einem zweiten Kontakt.

Es werden Ausführungsformen mit Bezug auf die Zeichnungen gezeigt und dargestellt. Die Zeichnungen dienen zum Darstellen des grundlegenden Prinzips, so dass nur Aspekte, die für das Verständnis des grundlegenden Prinzips erforderlich sind, dargestellt sind. Die Zeichnungen sind nicht maßstabgetreu. In den Zeichnungen bezeichnen die gleichen Bezugszeichen gleiche Merkmale.
1 zeigt eine schematische grafische Darstellung eines Chips oder eines Moduls mit mehreren Chips und mehreren Pads, die mit einer Energieversorgung verbunden sind, wobei die Pads einer Alterung oder mechanischen Belastung ausgesetzt sein können;
2 zeigt eine schematische grafische Darstellung zum Veranschaulichen eines zentralen Vergleichsschemas, wobei Spannungen an Pads mit Referenzwerten verglichen werden, die über eine (zentrale) Referenzeinheit bereitgestellt werden;
3 zeigt eine schematische grafische Darstellung eines dezentralisierten (verteilten) Vergleichsschemas, wobei Signale, die an mehrere Pads angelegt werden, verglichen werden, so dass zwei Pads mit wahrscheinlich gleicher Spannung miteinander verglichen werden;
4 zeigt eine schematische grafische Darstellung eines dezentralisierten (verteilten) Vergleichsschemas bei Verwendung einer zentralen Referenz;
5 zeigt eine schematische grafische Darstellung eines dezentralisierten (verteilten) Vergleichsschemas bei Verwendung von verteilten Referenzen; und
6 zeigt eine schematische grafische Darstellung eines Front-Ends bei Verwendung von Digital-Analog-Wandlern, die eine Verarbeitung von digitalen Daten ermöglichen.
Es sei darauf hingewiesen, dass der Kontakt, der mit der Energieversorgung verbunden ist, jeder geeignete Kontakt, Pad, Stift oder Verbindung sein kann, die mit der Energieversorgung, insbesondere mit einem Anschluss der Energieversorgung, verbunden sind (oder zu verbinden sind). Der Kontakt kann jeder geeignete Übergang zwischen einem Substrat (z. B. einem Halbleiter, einer Verbindung innerhalb eines Moduls, z. B. mit einer Chip-mit-Chip-Zwischenverbindung) und einem System sein, in dem das Substrat eingebettet ist oder mit dem das Substrat elektrisch verbunden ist. Jeder dieser Übergänge kann mechanischer Belastung und/oder Alterungseffekten ausgesetzt sein, und ein Überwachen der Energie, die über diesen Kontakt geliefert wird, ermöglicht das Ermitteln einer möglichen Degeneration des Kontakts und das Anzeigen eines bevorstehenden Ausfalls der Verbindung mit der Energieversorgung.
Es sei ferner darauf hingewiesen, dass eine Energieversorgung jede geeignete Versorgung mit Elektrizität sein kann, die zu einem Plättchen, einem Chip, einem Modul, einer Vorrichtung, einer Steuereinheit und dergleichen übertragen wird. Die Versorgungsenergie kann eine Spannung umfassen, die für eine Steuereinrichtung, eine Steuereinheit, einen Bus, einen Chip, eine elektronische Vorrichtung etc. verwendet werden kann. Die Energieversorgung kann z. B. eine Spannung bereitstellen, die einen Niederspannungs-, Mittelspannungs- oder Hochspannungsbereich umfasst.
Ein Beispiel für die dargelegte Lösung betrifft das Überwachen von gelieferter Energie insbesondere an verschiedenen Stellen, z. B. Pads oder kritischen Versorgungsnetzstellen. Zum Beispiel kann eine Spannung, die eine Versorgungsenergie bereitstellt, an Versorgungspads auf einem Substrat, z. B. einer Halbleitervorrichtung, einem Plättchen, einem Chip, einem Modul, einer Vorrichtung oder einer Steuereinheit, überwacht werden.
Somit können der Strom und/oder die Spannung, der/die an einer solchen Stelle ankommt, ermittelt werden, wodurch eine örtlich begrenzte Überwachung der Versorgungsenergie ermöglicht wird.
Ein Übergang zwischen dem Substrat oder dem Halbleiter und dem System kann ein vielversprechendes Ziel zu Überwachungszwecken sein, da bei einem solchen Übergang eine höhere Wahrscheinlichkeit eines Ausfalls bestehen kann, z. B. bei Montage oder bei Betrieb des Systems.
Hier dargelegte Beispiele können als Teil einer Paketprüfung verwendet werden, um eine Verbondung, z. B. eine bestehende elektrische Verbindung mit der Energieversorgung, zu überprüfen. Ferner kann das Prüfen an dem nackten Plättchen durchgeführt werden, um zu ermitteln, ob Übermittlungen zu/von den Pads akkurat oder innerhalb vordefinierter Grenzen erfolgen. Das Überwachen und/oder Prüfen können während oder nach der Herstellung eines Produkts durchgeführt werden. Es ist insbesondere eine Option, das Überwachen und/oder Testen während des Betriebs, während einer Testphase, während einer Diagnosephase, während einer Startphase, während einer Abschaltphase oder während einer Standby-Phase eines Produkts durchzuführen. Das Überwachen und/oder Prüfen können automatisch, insbesondere auf der Basis eines vorbestimmten Zeitplans (z. B. jeden Tag um 7 Uhr morgens) oder eines Ereignisses (z. B. einer Ausfallanalyse, die aufgrund einer Alarmmeldung gestartet wird) und/oder manuell ausgelöst werden. Das Produkt kann jede geeignete Vorrichtung, System, Chip, Substrat, Plättchen, Steuereinheit etc. sein, die einem solchen Überwachen und/oder Prüfen unterzogen werden können. Das Produkt kann ein Chip oder ein Teil eines Chips während des Herstellprozesses oder eine elektronische Steuereinheit sein, in der ein Chip mit zu prüfenden oder zu überwachenden Kontakten eingebettet ist.
Das Überwachen der Energieversorgung kann zur Sicherheit eines Systems oder einer Vorrichtung beitragen, da eine frühe Degeneration (z. B. aufgrund von Alterungseffekten) einer Energieverbindung ermittelt werden kann, zum Beispiel bevor eine Verbindung tatsächlich beschädigt wird. Somit können Gegenmaßnahmen initiiert werden, bevor ein bevorstehender Fehler auftritt. Ein besonderer Vorteil besteht darin, dass der Grund für den bevorstehenden Fehler detektiert werden kann, der andernfalls (nachdem der Fehler aufgetreten ist) schwer und kostspielig zu diagnostizieren und reparieren ist.
Somit kann in vorteilhafter Weise ein so genannter Brownout detektiert werden, bevor er eintritt. Ein Brownout ist ein Spannungsabfall oder ein teilweiser Verlust von Energie ohne einen vollständigen Verlust von Energie, wodurch der Betrieb eines Chips, eines Moduls, einer Vorrichtung oder einer Anwendung gestört wird. Dies kann eine kritische Situation hervorrufen, da bei sicherheitsrelevanten Szenarien eine Verbindung mit der Energieversorgung nicht unbeabsichtigt unterbrochen werden sollte. Ein solcher lokaler Spannungsabfall kann z. B. durch Alterung von mindestens einer Zwischenverbindung oder eines zugeordneten Versorgungswegs auf dem Chip oder Paket hervorgerufen werden. In dem Fall, in dem ein Versorgungsnetz, das mehrere parallel verlaufende Wege umfasst, verwendet wird, kann die Versorgungsspannung immer noch zur Verfügung stehen, die Versorgungsspannung kann jedoch über eine verringerte Anzahl von Wegen, z. B. Verbondungsdrähten, verteilt werden: als eine Konsequenz kann sich die Stromlast auf den verbleibenden Wegen (Verbindungen) vergrößern, wodurch sich das Risiko eines bevorstehenden Durchbruchs mindestens eines zusätzlichen Wegs und somit einer potentiellen Funktionsstörung des gesamten Chips vergrößern kann.
1 zeigt eine schematische grafische Darstellung eines Chips 101 oder eines Moduls mit mehreren Chips, z. B. ein (auf einem) Substrat. Der Chip 101 umfasst mehrere Pads 102 bis 113 (die auch als Kontakte oder Verbindungen bezeichnet werden) zu mindestens einer (in 1 nicht gezeigten) Energieversorgung. Die Pads 102 bis 107 sind mit der Masse der Energieversorgung verbunden, und die Pads 108 bis 113 sind mit mindestens einer Versorgungsspannung der Energieversorgung verbunden. Eine zweidimensionale Kurve 114 zeigt schematisch eine Spannungssignatur relativ zu dem Chip 101. Die Kurve 114 zeigt einen Spannungsabfall 115 an der unteren linken Ecke des Chips 101 an, der z. B. auf einem Alterungseffekt der Verbindung des Pads 102 und/oder Pads 108 basieren kann. Die Kurve 114 kann insbesondere jede Spannung anzeigen, z. B. eine positive (Energieversorgungs-)Spannung (VDD) minus einer negativen (Energieversorgungs-)Spannung (VSS). Die Kurve 114 kann ein Ergebnis des Überwachens der Pads 102 bis 113 über die Zeit sein, wodurch ermöglicht wird, eine allmähliche Degeneration der Verbindungen und somit die Effizienz der Energie, die zu dem Chip 101 geliefert wird, zu ermitteln.
In US 7,971,076 , die hier durch Verweis einbezogen ist, ist ein Beispiel für einen Schwellwertprüfer offengelegt. Variationen eines solchen Schwellwertprüfers oder andere Schwellwertprüfer können in Zusammenhang mit der hier dargestellten Verfahrensweise verwendet werden.
Ein Schwellwertprüfer kann verwendet werden, um zu ermitteln, ob eine vorgegebene Versorgungsspannung unter einem Mindestschwellwert liegt oder einen Höchstschwellwert über Masse übersteigt.
Eine Schwellwertprüfung kann mit oder ohne Berücksichtigung eines Zeitfaktors (Integration von Spannung über Zeit, Mittelung etc.) erfolgen. Ein Referenzwert kann zu Vergleichszwecken auf der Basis z. B. eines relativen Werts verwendet werden. Zum Beispiel kann ein veränderter Versatz oder Referenzpunkt durch Verwenden eines Mittelwerts, der von mehreren Punkten zum Spezifizieren eines Referenzwerts erhalten wird, kompensiert werden. Somit kann in vorteilhafter Weise eine generelle Veränderung der Spannung, die sich auf die gesamte Vorrichtung oder das gesamte System auswirkt, somit nicht die Prüfergebnisse beeinflussen.
Ein Referenzwert kann eingestellt werden, z. B. während oder nach der Produktion oder Montage einer Vorrichtung, die das Substrat oder Plättchen umfasst, insbesondere beim Prüfen der Halbleiterkomponente. Zusätzlich oder alternativ kann eine Laufprüfung beim Starten eines Moduls, einer Vorrichtung oder eines Systems oder während eines Normalbetriebs (Laufzeit) durchgeführt werden. Die Laufprüfung kann von einer Software oder Hardware initiiert werden, z. B. von einem Zentralprozessor ausgelöst werden.
Alternativ können eine Spannung und/oder ein Strom lokal zwischen z. B. VSS und VDD gemessen werden, und sie können in einen digitalen Wert umgewandelt werden. Digitale Werte können leicht über lange Strecken übermittelt werden. Ferner können digitale Werte zu und von separaten Halbleiterkomponenten übermittelt werden. Des Weiteren können digitale Werte leicht für eine spätere Verarbeitung, insbesondere zu Vergleichszwecken, gespeichert werden.
Eine hohe Granularität zum Prüfen der Energieversorgung kann geboten werden: jede Verbindung oder eine Auswahl davon kann einer Energieversorgungsüberwachung unterzogen werden. Zusätzlich oder alternativ können Gruppen von Verbindungen einer Energieversorgungsüberwachung unterzogen werden.
Eine Überwachung kann entsprechend einer vordefinierten Rate oder Geschwindigkeit und/oder Empfindlichkeit erfolgen. Zum Beispiel können niedrige Überwachungsraten und/oder eine niedrige Empfindlichkeit zu einer verringerten Anzahl von Fehlalarmen führen. Zum Beispiel können Energiestöße oder Transienten von einer Mittelungseinrichtung einer Zeitmittelung unterzogen werden, z. B. Ermitteln von Mittelwerten oder mittleren Pegeln über die überwachten Werte. Insbesondere können verschiedene Arten von Filtermechanismen auf die überwachten Werte angewendet werden, um einen Mittelungseffekt z. B. über die Zeit zu erzielen.
Es besteht ferner die Option z. B. in Abhängigkeit vom tatsächlichen Anwendungsfall-Szenario, eine hohe Überwachungsgeschwindigkeit und/oder hohe Empfindlichkeit zu implementieren, die beim Detektieren von Störungen sinnvoll sein können.
Als eine weitere Option kann ein Umschalten zwischen unterschiedlichen Überwachungsmodi (Hoch-/Niedrig-Modus) vorgesehen sein. Insbesondere kann der Modus entsprechend einem besonderen Anwendungsfall-Szenario, z. B. Anwendung oder Konfiguration, verändert werden. Es ist ferner eine Option, dass ein Überwachungsmodus einen Lastfall mit hohem Energieverbrauch betrifft und ein weiterer Überwachungsmodus einen Lastfall mit niedrigem Energieverbrauch z. B. der zu überwachenden Halbleiter, Plättchen, Chip oder Modul widerspiegelt.
Das hier dargelegte Beispiel kann für eine dynamische Stromüberwachung verwendet werden, z. B. eine IDDQ-Prüfung. Eine IDDQ-Prüfung ist ein Verfahren zum Prüfen von CMOS-integrierten Schaltungen auf das Vorhandensein von Fehlern. Es beruht auf der Messung des Versorgungsstroms (Idd) während eines Ruhezustands (in dem die Schaltung nicht umgeschaltet wird und Eingänge auf statischen Werten gehalten werden). Der Strom, der in dem Zustand verbraucht wird, wird als IDDQ (für ”Idd Quiescent”) bezeichnet. Details bezüglich der IDDQ-Prüfung finden sich unter http://en.wikipedia.org/wiki/Iddq_testing.
Zu Stromüberwachungszwecken kann eine Zeitreferenz bereitgestellt werden, z. B. über einen Taktgeber. Zum Beispiel kann ein Auslöser mit einem spezifischen Ereignis verwendet werden, z. B. ein Systemstart oder ein besonderer Betrieb oder Modus. Alternativ (oder zusätzlich) kann ein Diagnoseereignis verwendet werden. Ferner kann eine AC-Charakteristik eines Energieversorgungspads überwacht werden.
2 zeigt eine schematische grafische Darstellung zum Veranschaulichen eines zentralen Vergleichsschemas. 2 umfasst einen Chip 201 mit Pads 202 bis 205, wobei die Pads 202 und 203 mit der Masse verbunden sind und die Pads 204 und 205 mit einer Versorgungsspannung verbunden sind. Der Chip 201 umfasst einen analogen Bus 206 mit Stiften 207 bis 210, wobei der Stift 207 mit dem Pad 202 verbunden ist, der Stift 208 mit dem Pad 203 verbunden ist, der Stift 209 mit dem Pad 204 verbunden ist und der Stift 210 mit dem Pad 205 verbunden ist. Jeder dieser Stifte 207 bis 210 kann mit einem Schwellwertprüfer 211 verbunden sein, zu dem über eine Einheit 212 verschiedene Referenzwerte geliefert werden.
Die Verbindung der Stifte 207 bis 210 mit dem Schwellwertprüfer 211 kann über eine Auswahleinrichtung 214 erreicht werden, die dazu angeordnet sein kann, einen der Stifte 207 bis 210 auf den Schwellwertprüfer 211 zu multiplexen. Des Weiteren kann die Auswahleinrichtung 214 die Referenzwerte steuern, die von der Einheit 212 geliefert werden.
Zum Beispiel wird der Stift 207 mit einer Spannung mit einem Wert ”A” versorgt, die über den Schwellwertprüfer 211 mit einem Referenzwert ”A” für diesen Stift 207 verglichen wird. Das Ergebnis des Vergleichs wird über eine Leitung 213 geliefert, das anzeigt, ob die Spannung, die idealerweise dem Wert ”A” an dem Stift 207 entsprechen sollte, und der Referenzwert ”A” identisch sind, im Wesentlichen gleich sind oder sich um mehr als einen vordefinierten Betrag voneinander unterscheiden. Ferner können die Informationen, die über die Leitung 213 bereitgestellt werden, einen Wert der Differenz zwischen der Spannung an dem Stift 207 und dem Referenzwert ”A” anzeigen.
Anschließend wird der Stift 208 ausgewählt, und die Spannung an dem Stift 208, die einem Wert ”B” entsprechen sollte, wird mit einem Referenzwert ”B” verglichen, der von der Einheit 212 geliefert wird. Das Ergebnis des Vergleichs wird ebenfalls über die Leitung 213 geliefert. Entsprechend werden die Stifte 209 und 210 ausgewählt, und ihre Spannungswerte ”C” und ”D” werden mit Referenzwerten ”C” (für Stift 209) und ”D” (für Stift 210) verglichen. Die Ergebnisse der Vergleiche können an der Leitung 213 detektiert werden.
Die Leitung 213 kann somit in einer fortlaufenden Reihenfolge anzeigen, ob die Spannung an einem der Stifte 207 bis 210 seinem (vordefinierten) Referenzwert entspricht oder ob sie sich von seinem Referenzwert unterscheidet. Die Einheit 212 kann unterschiedliche Referenzwerte für jeden Vergleich bereitstellen, der von dem Schwellwertprüfer 211 durchgeführt wird. Somit kann über die Leitung 213 ermittelt werden, wann eine Spannung an den Stiften 207 bis 210 von deren entsprechendem (von der Einheit 212 gelieferten) Referenzwert abweicht. Folglich können Alterungseffekte vor einem tatsächlichen Defekt detektiert werden, und Gegenmaßnahmen können vor einer Funktionsstörung auf dem Chip 201 initiiert werden.
Der Schwellwertprüfer 211 kann mit mindestens einer Vergleichseinheit implementiert werden. Alternativ kann der Schwellwertprüfer 211 als die oder auf der Basis der Einheit implementiert werden, die in US 7,971,076 B2 beschrieben ist, die hiermit durch Verweis einbezogen ist.
Ein Beispiel für eine Implementierung des Schwellwertprüfers 211 kann eine Vergleichseinheit einer ersten Stufe umfassen, die eine Differenz zwischen der Spannung an einem der Stifte 207 bis 210 und dem diesen zugeordneten Referenzwert ”A” bis ”D”, der über die Einheit 212 geliefert wird, ermittelt. Eine Vergleichseinheit einer zweiten Stufe kann das Resultat der Vergleichseinheit der ersten Stufe mit einem Schwell-Referenzwert vergleichen, wodurch angezeigt wird, ob die Differenz, die von der Vergleichseinheit der ersten Stufe ermittelt worden ist, innerhalb einer vorgegebenen Grenze oder außerhalb dieser Grenze liegt. Ein Ausgang der Vergleichseinheit der zweiten Stufe wird über die Leitung 213 geliefert und zeigt über einen ersten Wert an, dass der Vergleich mit dem Schwell-Referenzwert innerhalb der Grenze liegt, und über einen zweiten Wert, dass der Vergleich den Schwell-Referenzwert überstiegen hat und daher als außerhalb der vordefinierten Grenze liegend betrachtet wird.
Es besteht eine Option, dass die Spannungen an den Stiften 207 bis 210 mit einer Spannung verglichen werden, die über einen Referenzpunkt bereitgestellt wird, z. B. eine Referenzmessung, die an dem Chip 201 oder an einer anderen Stelle in einem Modul durchgeführt wird. Bei einem solchen Szenario kann die Einheit 212 entfallen.
3 zeigt eine schematische grafische Darstellung eines dezentralisierten (verteilten) Vergleichsschemas. Ein Chip 301 umfasst Pads 302 bis 309, vier Vergleichseinrichtungen 310 bis 313 und einen Speicher 314 (der als ein Fehler-Haltespeicher implementiert sein kann). Jede Vergleichseinrichtung 310 bis 313 umfasst zwei Eingänge und einen Ausgang, wobei die Werte, die an die Eingänge angelegt werden, miteinander verglichen werden und das Ergebnis eines solchen Vergleichs über den Ausgang geliefert wird. Die Vergleichseinrichtungen 310 bis 313 können als eine Vergleichseinheit realisiert sein, die insbesondere mindestens einen Operationsverstärker umfasst.
Die Pads 302 und 303 sind mit der Vergleichseinrichtung 310 verbunden, die Pads 304 und 305 sind mit der Vergleichseinrichtung 311 verbunden, die Pads 306 und 307 sind mit der Vergleichseinrichtung 312 verbunden, und die Pads 308 und 309 sind mit der Vergleichseinrichtung 313 verbunden. Der Ausgang jeder der Vergleichseinrichtungen 310 bis 313 ist mit dem Speicher 314 verbunden. Somit können die Ergebnisse der Vergleiche, die von den Vergleichseinrichtungen 310 bis 313 durchgeführt werden, in dem Speicher 314 gespeichert werden, der für jede der Vergleichseinrichtungen eine Abweichung bezüglich z. B. eines Spannungswerts zwischen den zwei Pads, die mit derselben Vergleichseinrichtung verbunden sind, anzeigen kann.
Eine solche Abweichung kann weiterverarbeitet werden, z. B. mit einem Schwellwert verglichen werden. Wenn der Schwellwert überschritten wird, wird die Spannungsdifferenz zwischen zwei verglichenen Pads als zu hoch angesehen, und mindestens eine der folgenden Gegenmaßnahmen kann ausgelöst werden: eine Alarm- oder Fehleranzeige kann erzeugt werden, es kann zu einem Hilfssystem umgeschaltet werden, der Betrieb kann in einen sicheren Zustand überführt werden, die Vorrichtung kann abgeschaltet werden, oder es kann in einen Standby-Modus eingetreten werden.
Das Beispiel, das in 3 gezeigt ist, ermöglicht das Vergleichen von Spannungen mit wahrscheinlich gleichem Potenzial an unterschiedlichen Stellen eines Chips oder eines Moduls. Diese Verfahrensweise bietet den Vorteil, dass Abweichungen von im Wesentlichen gleichen Spannungswerten unabhängig von dem tatsächlichen Betrag an Versorgungsspannung, die an den Chip angelegt wird, detektiert werden können.
4 zeigt eine schematische grafische Darstellung eines dezentralisierten (verteilten) Vergleichsschemas bei Verwendung einer zentralen Referenz.
Ein Chip 401 umfasst Pads 402 bis 405, vier Vergleichseinrichtungen 406 bis 409, eine Referenzeinheit 410, die zwei Referenzausgänge liefert (die einen ersten und einen zweiten Referenzwert bereitstellen), und einen Speicher 411 (der als ein Fehler-Haltespeicher implementiert sein kann). Bei einer Ausführungsform kann die Referenzeinheit 410 einstellbar sein (wie von dem gestrichelten Pfeil in 4 gezeigt ist), oder sie kann feste Referenzwerte bereitstellen. Die Vergleichseinrichtungen 406 bis 409 können als Operationsverstärker realisiert sein, insbesondere Vergleichseinheiten mit einem positiven und einem negativem Eingang und einem Ausgang.
Das Pad 402 ist mit dem positiven Eingang der Vergleichseinrichtung 406 verbunden, und das Pad 403 ist mit dem positiven Eingang der Vergleichseinrichtung 407 verbunden. Das Pad 404 ist mit dem negativen Eingang der Vergleichseinrichtung 408 verbunden, und das Pad 405 ist mit dem negativen Eingang der Vergleichseinrichtung 409 verbunden. Der negative Eingang der Vergleichseinrichtung 406 ist mit dem negativen Eingang der Vergleichseinrichtung 407 und mit dem negativen Eingang der Referenzeinheit 410 verbunden. Der positive Eingang der Vergleichseinrichtung 408 ist mit dem positiven Eingang der Vergleichseinrichtung 409 und mit dem positiven Eingang der Referenzeinheit 410 verbunden. Die Ausgänge der Vergleichseinrichtungen 406 bis 409 sind mit dem Speicher 411 verbunden.
Die Vergleichseinrichtung 408 aktiviert ihren Ausgang in dem Fall, in dem die Spannung an dem Pad 404 unter den ersten Referenzwert fällt, der von der Referenzeinheit 410 geliefert wird. Entsprechend aktiviert die Vergleichseinrichtung 409 ihren Ausgang in dem Fall, in dem die Spannung an dem Pad 405 unter den ersten Referenzwert fällt, der von der Referenzeinheit 410 geliefert wird. Dies ermöglicht ein Detektieren einer unzureichenden Spannung an einem Pad 404, 405, das mit der positiven (Energieversorgungs-)Spannung verbunden ist.
Andererseits zeigen die Vergleichseinrichtungen 406, 407, dass die Spannung an den Pads 402 und 403 den zweiten Referenzwert übersteigt. Dies ermöglicht ein Detektieren einer Masseverschiebung in dem Fall, in dem die Pads 402, 403 mit der Masse verbunden sind.
Diese Verfahrensweise ermöglicht ein Vergleichen von Spannungen an den Pads 402 und 403 miteinander und ein Vergleichen von Spannungen an den Pads 404 und 405 miteinander, wobei die Spannungen an den Pads 402 und 403 eine vordefinierte Spannungsdifferenz gegenüber den Spannungen an den Pads 404 und 405 aufweisen, wobei die Differenz von der Referenzeinheit 410 ermittelt wird. Somit wird eine zentrale Referenzspannung, die von der Referenzeinheit 410 geliefert wird, als ein Beispiel für verteilte Vergleiche verwendet. In vorteilhafter Weise kann die Referenzeinheit 410 eine relative Spannungsdifferenz bereitstellen, z. B. VDD oder VSS über Masse.
Die zentrale Referenz ist besonders nützlich bei Anwendungen oder Szenarien mit kurzen Abständen zu der zentralen Referenzeinheit.
5 zeigt eine schematische grafische Darstellung eines dezentralisierten (verteilten) Vergleichsschemas bei Verwendung von verteilten Referenzen.
Ein Chip 501 umfasst Pads 502 bis 505, vier Vergleichseinrichtungen 506 bis 509, vier Referenzeinheiten 512 bis 515, eine gemeinsam genutzte Referenz 510 (die eine gemeinsam genutzte Referenzleitung sein kann, welche eine Referenzspannung liefert) und einen Speicher 511 (der als ein Fehler-Haltespeicher implementiert sein kann). Die Referenzeinheiten 512 bis 515 können einstellbar sein oder einen festen Referenzwert bereitstellen. Die Vergleichseinrichtungen 506 bis 509 können als Operationsverstärker realisiert sein, insbesondere Vergleichseinrichtungen mit einem positiven und einem negativen Eingang und einem Ausgang.
Das Pad 502 ist mit dem positiven Eingang der Vergleichseinrichtung 506 verbunden, und das Pad 503 ist mit dem positiven Eingang der Vergleichseinrichtung 507 verbunden. Das Pad 504 ist mit dem negativen Eingang der Vergleichseinrichtung 508 verbunden, und das Pad 505 ist mit dem negativen Eingang der Vergleichseinrichtung 509 verbunden.
Der negative Eingang der Vergleichseinrichtung 506 ist über die Referenzeinheit 512 mit der gemeinsam genutzten Referenz 510 verbunden, der negative Eingang der Vergleichseinrichtung 507 ist über die Referenzeinheit 513 mit der gemeinsam genutzten Referenz 510 verbunden, der positive Eingang der Vergleichseinrichtung 508 ist über die Referenzeinheit 514 mit der gemeinsam genutzten Referenz 510 verbunden, und der positive Eingang der Vergleichseinrichtung 509 ist über die Referenzeinheit 515 mit der gemeinsam genutzten Referenz 510 verbunden. Die Ausgänge der Vergleichseinrichtungen 506 bis 509 sind mit dem Speicher 511 verbunden.
Im Gegensatz zu dem Beispiel von 4 werden bei 5 mehrere Referenzeinheiten 512 bis 515 verwendet, und zwar jeweils eine für eine der Vergleichseinrichtungen 506 bis 509, um die Referenzspannungen einzeln relativ zu einer gemeinsam genutzten Referenz 510 einzustellen. Somit kann jedes Pad 502 bis 505 mit einer anderen Referenzspannung verglichen werden, oder anders ausgedrückt kann an jedem Pad 502 bis 505 die Referenzspannung einzeln eingestellt werden. Dies ermöglicht ein hohes Maß an Flexibilität. Es ist ferner von Vorteil, dass die gemeinsam genutzte Referenz 510 als eine flexible Basis (gemeinsame Referenz) zum Einstellen der Referenzeinheiten 512 bis 515 dienen kann. Somit kann diese Verfahrensweise auf sinnvolle Weise bei unterschiedlichen absoluten Werten der Versorgungsspannungen funktionieren, da dabei die Referenzspannungen auf der Basis der Spannung, die über die gemeinsam genutzte Referenz 510 bereitgestellt wird, flexibel eingestellt werden.
Auf vorteilhafte Weise ermöglichen die verteilten Referenzeinheiten 512 bis 515 in Kombination mit den Vergleichseinrichtungen 506 bis 509 größere Abstände zwischen Pads, ohne dass ein wesentliches Maß an Rauschen auftritt, das andernfalls die Messergebnisse verfälschen kann.
6 zeigt eine schematische grafische Darstellung eines Front-Ends, bei dem ein Analog-Digital-Wandler verwendet wird, der eine Verarbeitung von digitalen Daten ermöglicht. Diese Verfahrensweise kann mit jedem der oben beschriebenen Beispiele kombiniert werden.
Ein Chip 601 umfasst Pads 602 bis 605, vier Vergleichseinrichtungen (z. B. Vergleichseinrichtungen, die einen positiven Eingang, einen negativen Eingang und einen Ausgang umfassen) mit Analog-Digital-Wandlern 606 bis 609 (nachstehend als Vergleichseinrichtungen 606 bis 609 bezeichnet), von denen jeder einen digitalen Ausgang bereitstellt, der von einer Sequenz von ”0” und ”1” angezeigt wird, eine gemeinsam genutzte Referenz 610 (die eine gemeinsam genutzte Referenzleitung sein kann, welche eine Referenzspannung liefert) und einen Speicher 611 (der als ein Fehler-Haltespeicher implementiert sein kann).
Das Pad 602 ist mit dem Messeingang der Vergleichseinrichtung 606 verbunden, und das Pad 603 ist mit dem Messeingang der Vergleichseinrichtung 607 verbunden. Das Pad 604 ist mit dem Messeingang der Vergleichseinrichtung 608 verbunden, und das Pad 605 ist mit dem Messeingang der Vergleichseinrichtung 609 verbunden. Der Referenzeingang der Vergleichseinrichtung 606 und der Referenzeingang der Vergleichseinrichtung 607 sind mit der gemeinsam genutzten Referenz 610 verbunden. Der Referenzeingang der Vergleichseinrichtung 608 und der Referenzeingang der Vergleichseinrichtung 609 sind mit der gemeinsam genutzten Referenz 610 verbunden. Die Ausgänge der Vergleichseinrichtungen 606 bis 609 sind mit dem Speicher 611 verbunden.
Somit kann die in 6 gezeigte Anordnung auf der Basis von 5 ohne die lokalen Referenzeinheiten zwischen der gemeinsam genutzten Referenz 610 und den Vergleichseinrichtungen 606 bis 609 betrachtet werden. Als eine Option können jedoch solche lokalen Referenzeinheiten, wie sie in 5 gezeigt sind, auch in 6 vorgesehen sein.
Die Vergleichseinrichtungen 606 bis 609 können digitale Werte liefern, die die Differenz der Spannung an dem jeweiligen Pad 602 bis 605 in Hinblick auf die Spannung anzeigen, die über die gemeinsam genutzte Referenz 610 geliefert wird. Jede dieser Differenzen kann in dem Speicher 611 gespeichert werden und kann einer weiteren Verarbeitung unterzogen werden. Zum Beispiel können allmähliche Veränderungen über die Zeit ermittelt werden, um eine bevorstehende Funktionsstörung auf dem Chip, z. B. aufgrund einer sich verschlechternden Verbindung zwischen dem Pad und der Energieversorgung, zu detektieren. Jede der Vergleichseinrichtungen 606 bis 609 kann als ein Analog-Digital-Wandler realisiert sein, der einen Messeingang und einen Referenzeingang umfasst und einen digitalen Wert liefert, der die Differenz zwischen beiden Eingängen und seinem Ausgang darstellt.
Bei der Herstellung einer Vorrichtung, eines Chips, eines Moduls oder dergleichen können in einem Paket vorhandene Verbindungen mit einer Energieversorgung auf effiziente Weise überprüft werden. Dies kann z. B. nach dem Verbonden der Drähte und/oder nach einer Flip-Chip-Montage (z. B. nach dem Löten) erfolgen. Die Überprüfung kann das Ermitteln von allmählichen Verschlechterungen sowie defekter (unvollständiger) Verbindungen umfassen.
Ferner können Verbindungen mit der Energieversorgung überprüft werden, nachdem eine gedruckte Leiterplatte montiert worden ist, nachdem eine Vorrichtung (z. B. eine elektronische Steuereinheit) montiert worden ist und/oder nach der Installation eines Endprodukts.
Dadurch wird eine hoch flexible Verfahrensweise geboten zum Ermitteln, ob Verbindungen mit der Energieversorgung fehlerfrei sind, und zwar während der Herstellung eines Chips, eines Moduls oder einer Vorrichtung oder danach. Die Lösung ist besonders sinnvoll, wenn sie auf Chip-on-Board-Szenarien angewendet wird: Energieversorgungsverbindungen können überwacht, geprüft werden, bevor oder nachdem der Chip worden montiert ist.
Es ist weiterhin von Vorteil, dass die vorgeschlagene Lösung die Detektion einer inakkuraten Montage einer Vorrichtung oder Platte ermöglicht. Somit kann die Verfahrensweise zu Prüfzwecken nach einem Montageprozess eines Chips, einer Platte oder einer Vorrichtung angewendet werden.
Ferner kann eine Online-Prüfung oder -Überwachung angewendet werden, um Alterungseffekte bei dem Chip oder der Vorrichtung zu ermitteln. Somit können die Energieversorgungsverbindungen bei Betrieb eines Produkts geprüft oder bewertet werden. Ein solches Prüfen kann z. B. in regelmäßigen oder unregelmäßigen Abständen, diskontinuierlich, kontinuierlich oder in jeder Kombination daraus erfolgen.
Das Überwachen kann zum Zwecke einer frühen Ausfallanzeige angewendet werden. Zum Beispiel kann dann, wenn eine Verschlechterung einer Verbindung angezeigt wird, eine vorbeugende Wartungsmaßnahme vor einem tatsächlichen Ausfall empfohlen oder ausgelöst werden. Somit kann eine langfristige Zuverlässigkeit erreicht werden, und Ausfälle aufgrund von defekten Energieversorgungsverbindungen können vermieden oder zumindest wesentlich verringert werden. Dies ist besonders nützlich bei Industrieanwendungen.
Das Überwachen kann über die Zeit durch Speichern von überwachten Werten und Ermitteln einer Veränderung oder Verschlechterung derselben angewendet werden. Zum Beispiel kann eine allmähliche Veränderung eines abnehmenden Spannungswerts auf der Basis einer historischen Entwicklung von überwachten Werten extrapoliert werden, wodurch angezeigt wird, wann ein Ausfall wahrscheinlich auftritt und/oder wann eine Wartungsmaßnahme ausgelöst werden sollte, um einen solchen Ausfall zu vermeiden. Das Überwachen ist insbesondere sinnvoll, wenn es in dem digitalen Bereich angewendet wird, d. h. Speichern und Verarbeiten von digitalen Werten, die von einem Analog-Digital-Front-End bereitgestellt werden, wie oben beschrieben ist.
Es sei jedoch darauf hingewiesen, dass die Umwandlung in digitale Werte z. B. zu Überwachungszwecken bei verschiedenen Stufen der geschaffenen Lösung erfolgen kann. Zum Beispiel kann eine solche Umwandlung in den digitalen Bereich auf eine zentralisierte oder auf eine dezentralisierte Weise erfolgen.
Die hier dargelegte Lösung kann insbesondere zum Erfüllen von Anforderungen hinsichtlich des Sicherheitsstandards beitragen, wie z. B. den Anforderungen von Automotive Software Integrity Level (ASIL).
Obwohl verschiedene beispielhafte Ausführungsformen der Offenlegung offengelegt worden sind, ist es für Fachleute auf dem Sachgebiet offensichtlich, dass verschiedene Veränderungen und Modifikationen durchgeführt werden können, mit denen einige der Vorteile der Offenlegung erzielt werden können, ohne dass dadurch vom Wesen und Schutzumfang der Offenlegung abgewichen wird. Es ist für Durchschnittsfachleute auf dem Sachgebiet offensichtlich, dass andere Komponenten, die die gleichen Funktionen durchführen, auf geeignete Weise als Ersatz verwendet werden können. Es sei darauf hingewiesen, dass Merkmale, die mit Bezug auf eine spezifische Figur erläutert worden sind, mit Merkmalen anderer Figuren kombiniert werden können, und zwar selbst in solchen Fällen, in denen dies nicht ausdrücklich erwähnt worden ist. Ferner können die Verfahren dieser Offenlegung entweder insgesamt durch Softwareimplementierungen unter Anwendung der geeigneten Prozessoranweisungen oder durch Hybridimplementierungen, bei denen eine Kombination aus Hardwarelogik und Softwarelogik verwendet wird, um die gleichen Ergebnisse zu erzielen, durchgeführt werden. Solche Modifikationen an dem erfindungsgemäßen Konzept werden als von den beiliegenden Patentansprüchen abgedeckt betrachtet.
ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
Diese Liste der vom Anmelder aufgeführten Dokumente wurde automatisiert erzeugt und ist ausschließlich zur besseren Information des Lesers aufgenommen. Die Liste ist nicht Bestandteil der deutschen Patent- bzw. Gebrauchsmusteranmeldung. Das DPMA übernimmt keinerlei Haftung für etwaige Fehler oder Auslassungen.
Zitierte Patentliteratur

US 7971076 [0054]
US 7971076 B2 [0070]

Zitierte Nicht-Patentliteratur

http://en.wikipedia.org/wiki/Iddq_testing [0063]

Claims

Schaltungsanordnung umfassend – einen ersten Kontakt, der mit einer Energieversorgung verbunden ist; und – eine erste Vergleichseinheit, die mit dem ersten Kontakt und mit einem ersten Referenzsignal verbunden ist und die dazu ausgebildet ist, eine Spannung an dem ersten Kontakt mit dem ersten Referenzsignal zu vergleichen und basierend hierauf ein erstes Ausgangssignal zur weiteren Verarbeitung bereitzustellen.
Schaltungsanordnung nach Anspruch 1, bei der das erste Ausgangssignal eine Differenz zwischen der Spannung an dem ersten Kontakt und dem ersten Referenzsignal anzeigt.
Schaltungsanordnung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, die ferner eine Referenzeinheit umfasst, die dazu ausgebildet ist, das erste Referenzsignal bereitzustellen.
Schaltungsanordnung nach Anspruch 3, die ferner ein gemeinsam genutztes Referenzpotenzial umfasst, mit dem die Referenzeinheit verbunden ist.
Schaltungsanordnung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, die ferner einen zweiten Kontakt aufweist, der dazu ausgebildet ist, das erste Referenzsignal bereitzustellen.
Schaltungsanordnung nach eine der Ansprüche 1 bis 4, die ferner umfasst: – einen zweiten Kontakt, der mit der Energieversorgung verbunden ist; und – eine zweite Vergleichseinheit, die mit dem zweiten Kontakt und mit dem ersten Referenzsignal verbunden ist und die dazu ausgebildet ist, eine Spannung an dem zweiten Kontakt mit dem ersten Referenzsignal zu vergleichen und basierend hierauf ein zweites Ausgangssignal zur Weiterverarbeitung bereitzustellen.
Schaltungsanordnung nach Anspruch 6, die ferner umfasst: – einen dritten Kontakt, der mit der Energieversorgung verbunden ist; – eine dritte Vergleichseinheit, die mit dem dritten Kontakt und mit einem zweiten Referenzsignal verbunden ist und die dazu ausgebildet ist, eine Spannung an dem dritten Kontakt mit dem zweiten Referenzsignal zu vergleichen und basierend hierauf ein drittes Ausgangssignal zur Weiterverarbeitung bereitzustellen; – einen vierten Kontakt, der mit der Energieversorgung verbunden ist; – eine vierte Vergleichseinheit, die mit dem vierten Kontakt und mit dem zweiten Referenzsignal verbunden ist und die dazu ausgebildet ist, eine Spannung an dem vierten Kontakt mit dem zweiten Referenzsignal zu vergleichen und basierend hierauf ein viertes Ausgangssignal zur Weiterverarbeitung bereitzustellen; und – eine Referenzeinheit, die dazu ausgebildet ist, das erste Referenzsignal und das zweite Referenzsignal bereitzustellen.
Schaltungsanordnung nach Anspruch 7, bei der der erste Kontakt und der zweite Kontakt mit einem ersten Anschluss der Energieversorgung verbunden sind und der dritte Kontakt und der vierte Kontakt mit einem zweiten Anschluss der Energieversorgung verbunden sind.
Schaltungsanordnung nach einem der Ansprüche 7 oder 8, die ferner einen Speicher umfasst, der dazu ausgebildet ist, mindestens eines des ersten Ausgangssignals, des zweiten Ausgangssignals, des dritten Ausgangssignals und des vierten Ausgangssignals zu speichern.
Schaltungsanordnung nach einem der Ansprüche 7 bis 9, bei der die Referenzeinheit eine einstellbare Referenzeinheit ist.
Schaltungsanordnung nach einem der Ansprüche 7 bis 10, bei der die erste bis vierte Vergleichseinheit jeweils mindestens eines der Folgenden umfasst: einen Operationsverstärker, eine Vergleichseinheit, einen Analog-Digital-Wandler.
Schaltungsanordnung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, bei der die Schaltungsanordnung mindestens eines der Folgenden ist: ein Substrat, ein Plättchen, ein Chip, ein Modul, eine Vorrichtung eine Steuereinheit.
Schaltungsanordnung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, die ferner eine Verarbeitungseinheit umfasst, die die Weiterverarbeitung durchführt, wobei die Weiterverarbeitung mindestens eines der Folgenden umfasst: – Ausgeben einer Meldung, – Ausgeben eines Alarms, – Ausgeben einer Wartungsmaßnahme, – Verändern eines Modus der Schaltungsanordnung, – Abschalten der Schaltungsanordnung oder eines Teils derselben.
Verfahren zum Überwachen einer Energieversorgung einer elektronischen Vorrichtung, das umfasst: (a) Ermitteln eines Vergleichsergebnisses durch Vergleichen einer Spannung an einem ersten Kontakt, der mit der Energieversorgung verbunden ist, mit einem ersten Referenzsignal; (b) Ermitteln, ob das Vergleichsergebnis eine vorbestimmte Bedingung erfüllt; und (c) Durchführen einer vordefinierten Aktion, wenn das Vergleichsergebnis die vorbestimmte Bedingung erfüllt.
Verfahren nach Anspruch 14, das ferner umfasst: (d) Fortführen des Schritts (a), wenn das Vergleichsergebnis die vorbestimmte Bedingung nicht erfüllt.
Verfahren nach einem der Ansprüche 14 oder 15, bei dem die vorbestimmte Bedingung mindestens eines der Folgenden umfasst: – Überschreiten eines vordefinierten Schwellwerts; – Unterschreiten eines vordefinierten Schwellwerts; – Überschreiten oder Unterschreiten eines vordefinierten Schwellwertbereichs.
Verfahren nach einem der Ansprüche 14 bis 16, bei dem die vordefinierte Aktion mindestens eines der Folgenden umfasst: – Ausgeben einer Meldung, – Ausgeben eines Alarms, – Ausgeben einer Wartungsmaßnahme, – Verändern eines Modus der Schaltungsanordnung, und – Abschalten der Schaltungsanordnung oder eines Teils derselben.
Verfahren nach einem der Ansprüche 14 bis 17, bei dem die vordefinierte Aktion ein Verändern eines Überwachungsmodus umfasst.
Verfahren nach Anspruch 18, bei dem der Überwachungsmodus mindestens einen der folgenden Parameter umfasst: – eine Überwachungsrate, – eine Überwachungsempfindlichkeit, – einen Mittelungsparameter.
Verfahren nach Anspruch 19, bei dem die Überwachungsrate anzeigt, dass die Überwachung auf eine iterative, regelmäßige, unregelmäßige, kontinuierliche oder diskontinuierliche Weise erfolgt.
Verfahren nach einem der Ansprüche 14 bis 20, bei dem das erste Referenzsignal von mindestens einer der Folgenden geliefert wird: – einer Referenzeinheit, – einer einstellbaren Referenzeinheit, – einem gemeinsam genutzten Referenzpotenzial, – einem zweiten Kontakt.
Verfahren nach einem der Ansprüche 14 bis 21, wobei das Verfahren mindestens einmal während mindestens einer der folgenden Abschnitte läuft: – während eines Herstellprozesses eines Halbleiters der elektronischen Vorrichtung; – während eines Herstellprozesses eines Halbleiters der elektronischen Vorrichtung vor oder nach einer Belastungsphase, insbesondere einer Anlaufphase; – während eines Herstellprozesses eines Halbleiters der elektronischen Vorrichtung vor und nach einer Belastungsphase, insbesondere einer Anlaufphase; – während eines Betriebs der elektronische Vorrichtung; – in regelmäßigen oder unregelmäßigen Zeitpunkten, insbesondere Zyklen während des Betriebs der elektronischen Vorrichtung; – während eines Systemtests der elektronischen Vorrichtung; und – während eines Systemtests als Teil einer Abschaltsequenz der elektronischen Vorrichtung.
Verfahren zum Überwachen einer Energieversorgung einer elektronischen Vorrichtung, das umfasst: (a) Ermitteln eines ersten Vergleichsergebnisses durch Vergleichen einer Spannung an einem ersten Kontakt, der mit der Energieversorgung verbunden ist, mit einem ersten Referenzsignal; (b) Ermitteln eines zweiten Vergleichsergebnisses durch Vergleichen einer Spannung an einem zweiten Kontakt, der mit der Energieversorgung verbunden ist, mit einem zweiten Referenzsignal; (e) Ermitteln, ob eines der ersten und zweiten Vergleichsergebnisse eine vorbestimmte Bedingung erfüllt; und (f) Durchführen einer vordefinierten Aktion, wenn eines der ersten und zweiten Vergleichsergebnisse die vorbestimmte Bedingung erfüllt.
Verfahren nach Anspruch 23, bei dem das erste Referenzsignal und das zweite Referenzsignal identisch sind.
Verfahren nach einem der Ansprüche 23 oder 24, bei dem das erste Referenzsignal und das zweite Referenzsignal von mindestens einem der Folgenden bereitgestellt werden: – einer Referenzeinheit, – einer einstellbaren Referenzeinheit, und – einem gemeinsam genutzten Referenzpotenzial.
Verfahren nach Anspruch 23, das ferner das Folgende vor dem Durchführen des Schritts (e) umfasst: (c) Ermitteln eines dritten Vergleichsergebnisses durch Vergleichen einer Spannung an einem dritten Kontakt, der mit der Energieversorgung verbunden ist, mit einem dritten Referenzsignal; und (d) Ermitteln eines vierten Vergleichsergebnisses durch Vergleichen einer Spannung an einem vierten Kontakt, der mit der Energieversorgung verbunden ist, mit einem vierten Referenzsignal.
Verfahren nach Anspruch 26, bei dem der erste Kontakt und der zweite Kontakt mit einem ersten Anschluss der Energieversorgung verbunden sind und der dritte Kontakt und der vierte Kontakt mit einem zweiten Anschluss der Energieversorgung verbunden sind.
Verfahren nach einem der Ansprüche 26 oder 27, bei dem das dritte Referenzsignal und das vierte Referenzsignal identisch sind.
Verfahren nach einem der Ansprüche 26 bis 28, bei dem das dritte Referenzsignal und das vierte Referenzsignal bereitgestellt werden von mindestens einem der Folgenden: – einer Referenzeinheit, – einer einstellbaren Referenzeinheit, und – einem gemeinsam genutzten Referenzpotenzial.