DE102019201411B3

DE102019201411B3 - Synchronisation einer integrierten Schaltung mit Sensor

Info

Publication number: DE102019201411B3
Application number: DE102019201411.9A
Authority: DE
Inventors: Mario Motz; Veikko Summa
Original assignee: Infineon Technologies AG
Current assignee: Infineon Technologies AG
Priority date: 2019-02-04
Filing date: 2019-02-04
Publication date: 2020-06-25
Anticipated expiration: 2039-02-05
Also published as: US11329657B2; US20200252071A1

Abstract

Eine integrierte Schaltung weist eine Oszillatorschaltung mit einem On-Chip-Oszillator, eine digitale Phasenregelschleife und einen Sensor auf. Eine Frequenz eines Ausgangssignals der Oszillatorschaltung ist einstellbar. Die digitale Phasenregelschleife empfängt an einem Eingang das Ausgangssignal der Oszillatorschaltung und an einer externen Schnittstelle ein Synchronisationssignal, das auf einem Ausgangssignal eines externen Präzisionsoszillators in Form eines Quarzoszillators oder MEMS-Oszillators basiert, und erzeugt ein Steuersignal, um die Frequenz der Oszillatorschaltung auf die Frequenz des externen Quarzoszillators zu synchronisieren. Der Sensor ist ausgelegt, um zumindest einen Umweltparameter zu messen, wobei die digitale Phasenregelschleife ausgelegt ist, um den zumindest einen gemessenen Umweltparameter bei der Erzeugung des Steuersignals zu berücksichtigen.

Description

Technisches Gebiet
Beispiele der vorliegenden Offenbarung beziehen sich auf das Gebiet von integrierten Schaltungen und insbesondere integrierten Schaltungen, die Sensoren zum Erfassen von Umweltparametern aufweisen.
Hintergrund
Integrierte Schaltungen, die einen On-Chip-Sensor aufweisen, können auch als integrierte Sensorschaltungen bezeichnet werden. Integrierte Sensorschaltungen können in Kommunikationsnetzen eingesetzt werden, um Umweltparameter und/oder andere Grö-ßen, wie z.B. einen Winkel oder einen Strom, zu erfassen und an eine externe Steuerung auszugeben. Um eine Kommunikation mit einem externen Kommunikationspartner zu ermöglichen, sollen digitale Hochgeschwindigkeits-Schnittstellen für Sensoren eine stabile Frequenz aufweisen. Beispielsweise benötigen digitale Hochgeschwindigkeits-Schnittstellen für Sensoren im Kraftfahrzeugbereich einen sehr stabilen Oszillator, um Signalmuster auf digitalen Hochgeschwindigkeits-Schnittstellen zu erkennen. Dabei wird eine stabile Frequenz für einen großen Temperaturbereich und starke Feuchtigkeitsschwankungen, die mechanischen Stress in Kunststoffgehäusen verursachen können, benötigt. Ferner sollte eine hohe Stabilität über die Lebensdauer der integrierten Schaltung möglich sein, die nicht durch elektrische Alterungseffekte begrenzt ist.
Um Oszillatoren mit einer stabilen Frequenz zu implementieren, können Quarzoszillatoren verwendet werden. Quarzoszillatoren können eine sehr stabile Oszillatorfrequenz liefern. Jedoch können Quarzoszillatoren nicht On-Chip implementiert werden, sodass ein zusätzlicher Pin, Anschlussstift, und eine Verdrahtung von dem Quarzoszillator zu dem Sensorchip notwendig ist. Dies hat zusätzliche Kosten und einen zusätzlichen Platzbedarf zur Folge, der häufig bei vielen Sensoranwendungen nicht zur Verfügung steht.
Die US 2010/0 315 137 A1 beschreibt eine PLL-Schaltung am Ausgang eines spannungsgesteuerten Oszillators, bei der eine Steuerschaltung eine Frequenzteilungsverhältnis-Tabelle verwendet, in der Frequenzteilungsverhältnisse gespeichert sind. Die Steuerschaltung stellt abhängig von einer erfassten Temperatur und einer Eingangskanalnummer ein Teilungsverhältnis in der PLL-Schaltung und einem digitalen Direktsynthesizer, der eine Referenzfrequenz erzeugt, ein.
Die US 2012/0 313 676 A1 offenbart eine analoge Phasenregelschleife, die einen Frequenzteiler in einem Rückkopplungspfad aufweist.
Die US 2011/0 018 646 A1 offenbart einen spannungsgesteuerten LC-Oszillator, bei dem eine Schwingfrequenz über variable Kapazitäten einstellbar ist.
Überblick
Wünschenswert wären integrierte Sensorschaltungen, die eine Kommunikation mit einer stabilen Frequenz ermöglichen, ohne einen Quarz-Oszillator zu benötigen, der nicht mitintegriert werden kann.
Die Erfindung schafft eine integrierte Schaltung nach Anspruch 1, ein Sensorsystem nach Anspruch 11, eine Steuerung nach Anspruch 13 und ein Verfahren nach Anspruch 14.
Beispiele der vorliegenden Offenbarung schaffen eine integrierte Schaltung mit folgenden Merkmalen: einer Oszillatorschaltung, die einen On-Chip-Oszillator aufweist, wobei eine Frequenz eines Ausgangssignals der Oszillatorschaltung einstellbar ist; einer digitalen Phasenregelschleife, die einen Eingang, eine externe Schnittstelle und einen Ausgang aufweist, wobei die digitale Phasenregelschleife ausgelegt ist, um an dem Eingang das Ausgangssignal der Oszillatorschaltung zu empfangen, an der externen Schnittstelle ein Synchronisationssignal, das auf einem Ausgangssignal eines externen Präzisionsoszillators in Form eines Quarzoszillators oder MEMS-Oszillators basiert, zu empfangen, und an dem Ausgang ein Steuersignal zu erzeugen und zu der Oszillatorschaltung auszugeben, um die Frequenz der Oszillatorschaltung auf die Frequenz des externen Präzisionsoszillators zu synchronisieren; und einem Sensor, der ausgelegt ist, um zumindest einen Umweltparameter zu messen, wobei die digitale Phasenregelschleife ausgelegt ist, um den zumindest einen gemessenen Umweltparameter bei der Erzeugung des Steuersignals zu berücksichtigen. Die digitale Phasenregelschleife ist ausgelegt, um jeweils auf das Empfangen des Synchronisationssignals hin die Frequenz der Oszillatorschaltung auf die Frequenz des externen Präzisionsoszillators zu synchronisieren, wobei das Synchronisationssignal Teil eines Synchronisationsprotokolls ist, das vorgibt, dass das Synchronisationssignal periodisch jeweils nach einer vorbestimmten Zeitdauer und/oder jeweils nach einem Einschalten der integrierten Schaltung zu der integrierten Schaltung übertragen wird. Die integrierte Schaltung ist ausgelegt, um mit einer ersten Häufigkeit Sensorsignale zu einer externen Steuerung zu übermitteln, wobei das Synchronisationsprotokoll vorgibt, dass das Synchronisationssignal mit einer zweiten Häufigkeit zu der integrierten Schaltung übertragen wird, die geringer ist als die erste Häufigkeit, wobei ein Verhältnis von erster Häufigkeit zu zweiter Häufigkeit mindestens 10:1, mindestens 50:1 oder mindestens 100:1 beträgt.
Beispiele der vorliegenden Offenbarung schaffen ein Sensorsystem einer solchen integrierten Schaltung und einer externen Steuerung, die ausgelegt ist, um das Synchronisationssignal zu der integrierten Schaltung auszugeben.
Beispiele der vorliegenden Offenbarung schaffen eine Steuerung mit folgenden Merkmalen: einer Schnittstelle, die ausgelegt ist, um mit einer ersten Häufigkeit Sensorsignale von einer externen integrierten Schaltung zu empfangen und Synchronisationssignale, die auf einem Ausgangssignal eines Präzisionsoszillators in Form eines Quarzoszillators oder MEMS-Oszillators basieren, zu der externen integrierten Schaltung auszugeben; und einer Verarbeitungsschaltung, die ausgelegt ist, um die Synchronisationssignale gemäß einem Synchronisationsprotokoll zu der externen integrierten Schaltung auszugeben, wobei das Synchronisationsprotokoll vorgibt, dass das Synchronisationssignal mit einer zweiten Häufigkeit zu der integrierten Schaltung übertragen wird, die geringer ist als die erste Häufigkeit, wobei ein Verhältnis von erster Häufigkeit zu zweiter Häufigkeit mindestens 10:1, mindestens 50:1 oder mindestens 100:1 beträgt.
Beispiele der vorliegenden Offenbarung schaffen ein Verfahren zum Synchronisieren einer Oszillatorschaltung einer integrierten Schaltung, die eine Oszillatorschaltung mit einstellbarer Frequenz, eine digitale Phasenregelschleife und einen Sensor zum Messen eines Umweltparameters aufweist, wobei die Oszillatorschaltung einen On-Chip-Oszillator aufweist, mit folgenden Merkmalen: Empfangen eines Synchronisationssignals, das auf einem Ausgangssignal eines externen Präzisionsoszillators in Form eines Quarzoszillators oder MEMS-Oszillators basiert, von einer externen Steuerung; Empfangen eines Ausgangssignals der Oszillatorschaltung; mittels der digitalen Phasenregelschleife, Erzeugen eines Steuersignals unter Verwendung des Synchronisationssignals und des Ausgangssignals der Oszillatorschaltung; und Anlegen des Steuersignals an die Oszillatorschaltung, um die Frequenz der Oszillatorschaltung auf die Frequenz des externen Präzisionsoszillators zu synchronisieren; Übertragen des Synchronisationssignals (120) gemäß einem Synchronisationsprotokoll von der externen Steuerung (30) zu der integrierten Schaltung (10), wobei das Synchronisationsprotokoll vorgibt, dass das Synchronisationssignal (120) periodisch mit einer bestimmten Häufigkeit und/oder jeweils nach einem Einschalten der integrierten Schaltung (10) zu der integrierten Schaltung (10) übertragen wird; und Übermitteln von Sensorsignalen zu der externen Steuerung (30) mit einer ersten Häufigkeit, wobei das Synchronisationsprotokoll vorgibt, dass das Synchronisationssignal (120) mit einer zweiten Häufigkeit zu der integrierten Schaltung (10) übertragen wird, die geringer ist als die erste Häufigkeit, wobei ein Verhältnis von erster Häufigkeit zu zweiter Häufigkeit mindestens 10:1, mindestens 50:1 oder mindestens 100:1 beträgt.
Bei Beispielen der vorliegenden Offenbarung wird somit ein On-Chip-Oszillator in einer integrierten Schaltung verwendet, dessen Frequenz unter Verwendung eines Synchronisationssignals auf die Frequenz eines externen Präzisionsoszillators synchronisiert wird. Die digitale Phasenregelschleife ist ausgelegt, um einen oder mehrere Umweltparameter, die durch einen oder mehrere Sensoren der integrierten Schaltung erfasst werden, zu berücksichtigen, um eine Abhängigkeit der Frequenz der Oszillatorschaltung von dem Umweltparameter, beispielsweise Temperatur und/oder Stress, zu kompensieren. Die Phasenregelschaltung kann ferner ausgelegt sein, um Prozessstreuungen bei der Herstellung der integrierten Schaltung zu berücksichtigen, um eine Abhängigkeit der Frequenz der Oszillatorschaltung von solchen Prozessstreuungen zu kompensieren. Durch die Verwendung des Synchronisationssignals, das auf dem Ausgangssignal eines externen Präzisionsoszillators basiert, können ferner Alterungseffekte des On-Chip-Oszillators, die andernfalls die Genauigkeit der Frequenz der Oszillatorschaltung beeinträchtigen würden, reduziert bzw. kompensiert werden. Beispiele der vorliegenden Offenbarung ermöglichen somit die Implementierung eines kostengünstigen und platzsparenden On-Chip-Oszillators, der Quarzgenauigkeit erreichen kann, integriert in eine integrierte Schaltung.
Bei Beispielen der vorliegenden Offenbarung ist eine externe Steuerung ausgelegt, um Synchronisationssignale zu der integrierten Schaltung auszugeben, wobei eine Häufigkeit, mit der die Synchronisationssignale zu der integrierten Schaltung ausgegeben werden, geringer ist als eine Häufigkeit, mit der Sensorsignale von der integrierten Schaltung zu der externen Steuerung übertragen werden. Bei Beispielen werden somit Synchronisationssignale mit einer geringen Häufigkeit übertragen, so dass andere Kommunikationen über die Schnittstellen, über die die Synchronisationssignale übertragen werden, nicht übermäßig beeinträchtigt werden.
Figurenliste
Beispiele der Offenbarung werden nachfolgend bezugnehmend auf die beigefügten Zeichnungen beschrieben. Es zeigen:

1 eine schematische Darstellung eines Beispiels einer integrierten Schaltung;
2 eine schematische Darstellung eines Beispiels eines Sensorsystems;
3 eine schematische Darstellung eines Beispiels einer integrierten Sensorschaltung, die Einzelheiten einer digitalen Verarbeitungsschaltung zeigt;
4 eine schematische Darstellung eines Beispiels einer integrierten Sensorschaltung, die Einzelheiten einer analogen Phasenregelschleife zeigt;
5 eine schematische Darstellung eines Beispiels einer integrierten Sensorschaltung, bei der das Teilerverhältnis eines Frequenzteilers im Rückkopplungszweig einer analogen Phasenregelschleife gesteuert wird; und
6 ein Flussdiagramm eines Verfahrens gemäß einem Beispiel der vorliegenden Offenbarung.

Detaillierte Beschreibung
Im Folgenden werden Beispiele der vorliegenden Offenbarung detailliert und unter Verwendung der beigefügten Beschreibungen beschrieben. Es sei darauf hingewiesen, dass gleiche Elemente oder Elemente, die die gleiche Funktionalität aufweisen, mit gleichen oder ähnlichen Bezugszeichen versehen sein können, wobei eine wiederholte Beschreibung von Elementen, die mit dem gleichen oder ähnlichem Bezugszeichen versehen sind, typischerweise weggelassen wird. Beschreibungen von Elementen, die gleiche oder ähnliche Bezugszeichen aufweisen, sind gegeneinander austauschbar. In der folgenden Beschreibung werden viele Details beschrieben, um eine gründlichere Erklärung von Beispielen der Offenbarung zu liefern. Es ist jedoch für Fachleute offensichtlich, dass andere Beispiele ohne diese spezifischen Details implementiert werden können. Merkmale der unterschiedlichen beschriebenen Beispiele können miteinander kombiniert werden, es sei denn, Merkmale einer entsprechenden Kombination schließen sich gegenseitig aus oder eine solche Kombination ist ausdrücklich ausgeschlossen.
1 zeigt schematisch eine integrierte Schaltung 10, die eine Oszillatorschaltung 12, eine digitale Phasenregelschleife 14 und einen Sensor 16 aufweist. Bei Beispielen ist die integrierte Schaltung 10 eine monolithisch integrierte Schaltung, deren Komponenten auf einem Chip monolithisch integriert sind. Die Oszillatorschaltung 12 weist einen On-Chip-Oszillator 18 auf. Unter einem On-Chip-Oszillator ist dabei ein Oszillator zu verstehen, der auf dem Chip der integrierten Schaltung monolithisch integriert ist. Die digitale Phasenregelschleife 14 weist einen Eingang 20, eine externe Schnittstelle 22 und einen Ausgang 24 auf. Der Eingang 20 ist mit einem Ausgang der Oszillatorschaltung 12 verbunden, um ein Ausgangssignal der Oszillatorschaltung 12 zu empfangen. Der Ausgang 24 ist mit einem Steuereingang der Oszillatorschaltung 12 verbunden, um ein Steuersignal an die Oszillatorschaltung 12 auszugeben, um die Frequenz der Oszillatorschaltung einzustellen. Die digitale Phasenregelschleife 14 kann Teil einer digitalen Verarbeitungsschaltung sein und die externe Schnittstelle 22 kann eine externe Schnittstelle der digitalen Verarbeitungsschaltung sein. Die digitale Phasenregelschleife 14 ist ausgelegt, um an der externen Schnittstelle 22 ein Synchronisationssignal zu empfangen. Die digitale Phasenregel 14 ist ferner ausgelegt, um basierend auf einem Vergleich des Synchronisationssignals mit dem Ausgangssignal der Oszillatorschaltung 12 das Steuersignal an dem Ausgang 24 zu erzeugen, um die Frequenz des Ausgangssignals der Oszillatorschaltung 12 auf eine Frequenz eines externen Präzisionsoszillators, auf dessen Ausgangssignal das Synchronisationssignal basiert, zu synchronisieren. Ferner ist die digitale Phasenregelschleife 14 ausgelegt, um bei der Erzeugung des Steuersignals zumindest einen Umweltparameter, der durch den Sensor 16 gemessen wird, zu berücksichtigen.
Unter einer externen Schnittstelle wird dabei eine Schnittstelle verstanden, über die ein Signal von einer zu der integrierten Schaltung externen Schaltung empfangen wird. Die Schnittstelle kann dabei eine Drahtlos-Schnittstelle oder eine drahtgebundene Schnittstelle sein.
Bei Beispielen ist der On-Chip-Oszillator ein Relaxationsoszillator oder ein LC-Oszillator. Ein solcher Oszillator kann ohne weiteres on-Chip implementiert werden, so dass kein externer Chip mit Pin und Verdrahtung erforderlich ist.
Bei Beispielen weist die Oszillatorschaltung 12 einen Frequenzmultiplizierer auf, der mit einem Ausgang des On-Chip-Oszillators gekoppelt ist und der ausgelegt ist, um an seinem Ausgang das Ausgangssignal der Oszillatorschaltung auszugeben. Die Stabilität der Ausgangsfrequenz eines On-Chip-Oszillators, wie zum Beispiel eines Relaxationsoszillators oder eines LC-Oszillators, kann mit zunehmender Ausgangsfrequenz abnehmen. Durch die Verwendung eines Frequenzmultiplizierers ermöglichen Beispiele die Verwendung eines On-Chip-Oszillators mit geringerer Ausgangsfrequenz, da durch den Frequenzmultiplizierer ein Ausgangssignal mit einer höheren Frequenz erzeugt werden kann. Bei Beispielen weist der Frequenzmultiplizierer eine analoge Phasenregelschleife auf.
Bei Beispielen weist das Synchronisationssignal ein Muster vorbestimmter Zeitdauer auf, wobei die digitale Phasenregelschleife 14 ausgelegt ist, um während der vorbestimmten Zeitdauer eine Anzahl von Schwingungen im Ausgangssignal der Oszillatorschaltung 12 zu zählen und basierend auf dem Ergebnis das Steuersignal zu erzeugen, um die Anzahl auf einen vorbestimmten Wert zu bringen. Bei Beispielen weist das Synchronisationssignal eine vorbestimmte Frequenz auf, und die digitale Phasenregelschleife 14 ist ausgelegt, um die Frequenz der Oszillatorschaltung auf die vorbestimmte Frequenz einzustellen.
Bei Beispielen weist die integrierte Schaltung 10 einen Speicher auf, in dem Kompensationsparameter gespeichert sind, wobei unter Verwendung des zumindest einen gemessenen Umweltparameters auf den Speicher zugegriffen wird, um zumindest einen Kompensationsparameter zu erhalten, der bei der Erzeugung des Steuersignals berücksichtigt wird. Bei Beispielen sind in dem Speicher jeweiligen Umweltparameterwerten jeweilige Kompensationsparameter zugeordnet, die beispielsweise bei einer Kalibrierung der integrierten Schaltung vorab erhalten wurden. Die Kompensationsparameter sind dabei ausgelegt, um bei unterschiedlichen Umweltparametern eine stabile konstante Ausgangsfrequenz der Oszillatorschaltung zu erhalten. Bei Beispielen handelt es sich bei dem Umweltparameter um die Temperatur und/oder einen Stress, d. h. eine mechanische Belastung, die auf die integrierte Schaltung wirken. Bei Beispielen weist die integrierte Schaltung somit einen Temperatursensor und/oder einen Stress-Sensor auf.
Bei Beispielen ist die digitale Phasenregelschleife ferner ausgelegt, um bei der Erzeugung des Steuersignals Kompensationsparameter zur Berücksichtigung von Prozessstreuungen bei der Herstellung der integrierten Schaltung zu berücksichtigen. Der oder die entsprechenden Kompensationsparameter können ebenfalls in einem Speicher der integrierten Schaltung abgelegt sein.
Beispiele der vorliegenden Offenbarung ermöglichen es somit, die Ausgangsfrequenz der Oszillatorschaltung abhängig von einem oder mehreren erfassten Umweltparametern und/oder Prozessstreuungen einzustellen, um eine stabile Ausgangsfrequenz zu erhalten.
Bei Beispielen weist der Oszillator der On-Chip-Oszillatorschaltung einen einstellbaren Widerstand, eine einstellbare Kapazität, eine einstellbare Komparator-Referenzspannung und/oder einen einstellbaren Strom auf. Bei Beispielen ist die digitale Phasenregelschleife ausgelegt, um zumindest einen dieser Parameter einzustellen, um die Ausgangsfrequenz der Oszillatorschaltung einzustellen. Bei Beispielen, bei denen die Oszillatorschaltung einen Frequenzmultiplizierer in Form einer analogen Phasenregelschleife aufweist, kann die digitale Phasenregelschleife ausgelegt sein, um ein Teilerverhältnis eines Frequenzteiles in einem Rückkopplungspfad der analogen Phasenregelschleife einzustellen, um die Ausgangsfrequenz der Oszillatorschaltung einzustellen.
2 zeigt schematisch ein Sensorsystem mit einer integrierten Sensorschaltung 10 und einer externen Steuerung 30. Obwohl in 2 nur eine integrierte Sensorschaltung 10 gezeigt ist, können bei Beispielen eine Mehrzahl von integrierten Sensorschaltungen mit der externen Steuerung 30 gekoppelt sein. Die externe Steuerung 30 kann beispielsweise eine elektronische Steuereinheit, ECU, eines Kraftfahrzeugs sein. Die integrierte Sensorschaltung 10 weist eine Schnittstelle 32 und die externe Steuerung 30 weist eine Schnittstelle 34 auf. Die Schnittstellen 32, 34 können Schnittstellen für eine verdrahtete oder eine drahtlose Verbindung sein. Bei Beispielen können die Schnittstellen 32, 34 UART-Schnittstellen sein, UART = Universal Asynchronous Receiver Transmitter = universeller asynchroner Sender/Empfänger. Bei anderen Beispielen können die Schnittstellen Bluetooth-Schnittstellen sein. Die Schnittstellen 32,34 können über ein Bussystem miteinander verbunden sein. Die integrierte Sensorschaltung 10 und die externe Steuerung 30 kommunizieren über die Schnittstellen 32,34, wobei die dabei übertragenen Datensignale 36 unter Verwendung eines jeweiligen Takts generiert werden. Die externe Steuerung 30 verwendet hierbei einen Takt, der durch einen Präzisionsoszillator 38 der externen Steuerung 30 erzeugt wird. Die integrierte Sensorschaltung 10 verwendet dabei einen Takt, der durch die Oszillatorschaltung 12 erzeugt wird. Der Präzisionsoszillator 38 ist durch einen Quarzoszillator oder einen MEMS-Oszillator gebildet. Unter einem Präzisionsoszillator ist ein Oszillator zu verstehen, dessen Ausgangsfrequenz verglichen mit der eines On-Chip-Oszillators eine höhere Stabilität gegenüber Temperatur, Stress, Alterungseffekten und Prozessstreuungen aufweist.
Die Sensorschaltung 10 ist ausgelegt, um über die Schnittstelle 32 Sensorsignale zu der externen Steuerung 30 auszugeben, und die externe Steuerung 30 ist ausgelegt, um die Sensorsignale über die Schnittstelle 34 zu empfangen. Die externe Steuerung 30 weist eine Verarbeitungsschaltung 40 auf, die ausgelegt sein kann, um die Sensorsignale zu verarbeiten und basierend auf den Sensorsignalen andere Vorrichtungen, wie z.B. Aktuatoren, zu steuern. Bei Beispielen kann die Steuerung ausgelegt sein, um Komponenten eines Kraftfahrzeugs basierend auf den Sensorsignalen zu steuern. Die Sensorsignale können dabei die Ausgangssignale des oder der Sensoren 16 sein. Bei Beispielen kann die Sensorschaltung einen oder mehrere weitere Sensoren aufweisen, um andere Größen zu erfassen, beispielsweise einen Winkelsensor oder einen Stromsensor. Die Sensorschaltung kann ausgelegt sein, um Ausgangssignale von diesem oder diesen weiteren Sensoren über die Schnittstelle zu der externen Steuerung 30 auszugeben.
Die Verarbeitungsschaltung 40 ist ausgelegt, um basierend auf dem Ausgangssignal des Präzisionsoszillators 38 ein Synchronisationssignal zu erzeugen und das Synchronisationssignal über die Schnittstelle 34 an die integrierte Sensorschaltung 10 auszugeben. Die Schnittstelle 32 empfängt das Synchronisationssignal. Die Schnittstelle 32 kann der Schnittstelle 22 der digitalen Phasenregelschleife entsprechen oder kann mit dieser gekoppelt sein. Die externe Steuerung 30 kann ausgelegt sein, um das Synchronisationssignal als Teil eines Synchronisationsprotokolls auszugeben, wobei das Synchronisationsprotokoll vorgibt, dass das Synchronisationssignal periodisch mit einer bestimmten Häufigkeit und/oder jeweils nach einem Einschalten der integrierten Schaltung 10 zu der integrierten Schaltung 10 übertragen wird. Bei Beispielen kann die Häufigkeit, mit der Sensorsignale von der integrierten Schaltung 10 zu der externen Steuerung 30 übertragen werden, höher oder viel höher sein als die Häufigkeit, mit der das Synchronisationssignal von der externen Steuerung 30 zu der integrierten Schaltung 10 übertragen wird. Bei Beispielen kann das Verhältnis mindestens 10:1, mindestens 50:1 oder mindestens 100:1 betragen. Bei Beispielen erfolgt somit eine Übertragung des Synchronisationssignals, auf dessen Grundlage Alterungseffekte der Oszillatorschaltung 12 der integrierten Schaltung 10 kompensiert werden können, mit einer sehr geringen Häufigkeit, so dass andere Kommunikationen über die Schnittstellen 32, 34 nur in geringem Umfang beeinträchtigt werden. Dies kann insbesondere dann vorteilhaft sein, wenn die Schnittstellen 32,34 über ein Bussystem miteinander verbunden sind und das Bussystem die externe Steuerung mit einer Vielzahl von Sensorschaltungen und Aktoren verbindet.
Beispiele der vorliegenden Offenbarung schaffen somit eine Möglichkeit, Sensorchips bzw. integrierte Sensorschaltungen und damit verbundene Sensorschnittstellen mit On-Chip-Oszillatoren zu implementieren. Beispiele ermöglichen eine stabile Ausgangsfrequenz der Oszillatorschaltung durch eine Temperaturkompensation, eine Kompensation von Alterungseffekten, die durch mechanischen Stress bewirkt werden, und eine Kompensation von Alterungseffekten, die durch elektrische Effekte von integrierten Bauelementen, wie zum Beispiel Widerständen und Transistoren, bewirkt werden. Die letztgenannten Alterungseffekte können durch die Verwendung des Synchronisationssignals, das auf dem Ausgangssignal eines externen Präzisionsoszillators basiert, kompensiert werden.
Beispiele ermöglichen somit einen Temperatur- und Stress-kompensierten On-Chip-Oszillator, wie z.B. Relaxationsoszillator, mit einer geringen Chipfläche, einer hohen Genauigkeit, einer geringen Temperaturdrift und einer geringen Alterungsdrift. Der On-Chip-Oszillator der Sensorschaltung kann anfänglich eine genaue Oszillatorfrequenz liefern, beispielsweise mit mehreren 10 MHz. Von Zeit zu Zeit kann eine externe Steuerung, beispielsweise ein externer Mikroprozessor, µP, ein externes Synchronisationsmuster, Synchronisationssignal, das auf seinem eigenen Quarzoszillator, XTAL-Oszillator (XTAL = Crystal = Quarz), basiert, zu der Sensorschaltung ausgeben. Zwischen den einzelnen Synchronisationssignalen kann dabei eine längere Zeitdauer von Stunden oder Tagen liegen. Eine digitale Phasenregelschleife in der Sensorschaltung kann beispielsweise das Synchronisationsmuster erkennen und die Länge des Synchronisationsmusters, das von dem externen Mikroprozessor empfangen wird, messen. Diese Messung kann mit der Ausgangsfrequenz der Oszillatorschaltung der Sensorschaltung erfolgen. Bei Beispielen ist dies die Ausgangsfrequenz einer analogen Phasenregelschleife der Oszillatorschaltung. Die digitale Phasenregelschleife kann dann die Oszillatorschaltung auf eine genauere Frequenz einstellen, d. h. eine Frequenz, die näher bei der Frequenz des Quarzoszillators des Mikroprozessors ist. Da dies auf der Grundlage des Synchronisationssignals, das zu der Sensorschaltung gesendet wird, erfolgt, kann diese Genauigkeit über einen langen Zeitraum, wie z.B. mehrere Jahre, erreicht werden.
3 zeigt ein Beispiel einer Sensorschaltung 10, die einen On-Chip-Oszillator 100 in Form eines Relaxationsoszillators aufweist. Bei anderen Beispielen kann der On-Chip-Oszillator durch einen LC-Oszillator gebildet sein. Die Sensorschaltung 10 weist eine digitale Signalverarbeitungsschaltung 102, eine Schnittstelle 104, einen Speicher 106, Stress-Sensoren 108, einen Temperatursensor 110, einen Multiplexer 112, eine analoge Phasenregelschleife 114 und einen Analog/Digitalwandler 116 auf. Die digitale Signalverarbeitungsschaltung 102 weist eine digitale Phasenregelschleife 118 auf. Das Ausgangssignal des On-Chip-Oszillators kann beispielsweise eine Frequenz von 1 - 80 MHz aufweisen. Das Ausgangssignal der analogen Phasenregelschleife 114 kann beispielsweise eine Frequenz von 20 - 160 MHz aufweisen.
Relaxationsoszillatoren, insbesondere RC-Relaxationsoszillatoren, und LC-Oszillatoren, insbesondere im Bereich von 100 MHz bis GHz, können ohne weiteres on-Chip monolithisch integriert werden, weil Bauelemente, wie Induktivitäten und Kapazitäten, klein genug sind, um mitintegriert werden zu können.
Die analoge Phasenregelschleife 114 ist ein Beispiel für einen Frequenzmultiplizierer. Bei anderen Beispielen kann ein Frequenzmultiplizierer auf andere Art und Weise implementiert sein. Der Frequenzmultiplizierer ist optional und bei anderen Beispielen kann der Ausgang des On-Chip-Oszillators 100 direkt mit der digitalen Phasenregelschleife 102 verbunden sein. Der On-Chip-Oszillator 100 und die analoge Phasenregelschleife 114 stellen eine Oszillatorschaltung 12 dar.
Die Sensoren 108, 110 sind über den Multiplexer 112 mit dem Analog/Digitalwandler 116 gekoppelt. Ein Ausgang des Analog/Digitalwandlers ist mit einem Eingang der digitalen Signalverarbeitungsschaltung 102 verbunden. Ein Ausgang des On-Chip-Oszillators 100 ist mit einem Eingang der analogen Phasenregelschleife 114 verbunden und ein Ausgang der analogen Phasenregelschleife 114 ist mit einem Eingang der digitalen Phasenregelschleife 118 verbunden. Die digitale Phasenregelschleife 118 ist mit dem Speicher 106 gekoppelt, in dem Stress- und Temperatur-Kompensationsparameter 122 und Prozessstreuungs-Kompensationsparameter 124 abgelegt sind. Beispielsweise können n Bits an Stress- und Temperatur-Kompensationsparametern 122, wobei n fünf sein kann, und m Bits an Prozessstreuungs-Kompensationsparametern, wobei m 6 bis 8 sein kann, in dem Speicher 106 abgelegt sein. Die Schnittstelle 104 ist mit der digitalen Signalverarbeitungsschaltung 102 und der digitalen Phasenregelschleife 118 gekoppelt. Die Schnittstelle 104 kann als eine externe Schnittstelle der digitalen Phasenregelschleife 18 betrachtet werden.
Bei 120 ist in 3 ein externes Synchronisationssignal dargestellt. Bei dem gezeigten Beispiel besteht das Synchronisationssignal aus einem Muster von regelmäßigen Pulsen, das eine vorbestimmte Zeitdauer aufweist. Bei dem gezeigten Beispiel weist das Muster eine Zeitdauer von 5 µs auf, wobei jeder Puls eine Pulsdauer von 200 ns aufweist. Somit weist bei dem gezeigten Beispiel das Synchronisationssignal zweihundert 40 MHz-Pulse auf. Es bedarf keiner separaten Erwähnung, dass bei anderen Beispielen andere Synchronisationssignale verwendet werden können, solange das Synchronisationssignal und die Zeitdauer und/oder Frequenz desselben von der digitalen Phasenregelschleife 118 bzw. der digitalen Signalverarbeitungsschaltung 102 erkannt werden können.
Die digitale Phasenregelschleife 118 weist einen Zähler 130, einen Startwertspeicher 132, eine Mustererkennungsschaltung 134, eine Logik 136 und einen Addierer 138 auf. Der Zähler 130 ist ausgelegt, um ansprechend auf das Auftreten einer ersten Flanke in einem an der Schnittstelle 104 anliegenden Signal zu beginnen, Pulse, d.h. Schwingungen, in dem Ausgangssignal der analogen Phasenregelschleife 114 zu zählen. Bei dem gezeigten Ausführungsbeispiel beginnt die Zählung bei einem in dem Startwertspeicher 132 abgelegten Startwert. Bei dem gezeigten Beispiel kann der Startwert -200 betragen. Die Mustererkennungsschaltung 134 ist ausgelegt, um das Muster des Synchronisierungssignals 120 zu erkennen. Die Logik 136 ist ausgelegt, um den Zählwert von dem Zähler 130 zu verfolgen und zu speichern. Die Mustererkennungsschaltung 134 erkennt das Muster des Synchronisierungssignals am Ende desselben und zeigt dies der Logik 136 an, die zu diesem Zeitpunkt die Anzahl der während des Synchronisierungssignals gezählten Pulse des Ausgangssignals der analogen Phasenregelschleife 114 speichert.
Die digitale Phasenregelschleife stellt ein Steuersignal am Ausgang der Logik 136 derart ein, dass die Anzahl der während des Synchronisierung 120 gezählten Schwingungen auf eine vorbestimmte Anzahl geregelt wird. Dadurch wird die Frequenz des Ausgangssignals der Oszillatorschaltung 12 auf die Frequenz des externen Quarzoszillators, dessen Ausgangssignal dem Synchronisierungssignal 120 zugrunde liegt, synchronisiert.
Wie im Folgenden erläutert wird, berücksichtigt die digitale Phasenregelschleife 118 dabei zumindest einen Umweltparameter, der durch den oder die Sensoren 108,110 gemessen wird. Der oder die mechanischen Stress-Sensoren 108 können ausgelegt sein, um mechanische Belastungen, denen die Sensorschaltung 10 ausgesetzt ist, in unterschiedlichen Richtungen zu erfassen. Beispielhaft sind in 3 Spannungen σ_xx+ σ_yy, σ_xx-σ_yy und σ_xy angedeutet. Der Temperatursensor 110 ist ausgelegt, um eine Temperatur T, der die integrierte Sensorschaltung ausgesetzt ist, zu erfassen. Analoge Sensorsignale der Sensoren 108 und 110 werden über den Multiplexer 112 dem Analog/Digitalwandler zugeführt und dort in digitale Signale umgewandelt, die zu der digitalen Signalverarbeitungsschaltung 102 ausgegeben werden. Die digitale Signalverarbeitungsschaltung 118 oder die digitale Phasenregelschleife 102 greift unter Verwendung der Sensorsignale auf die Stress- und Temperatur-Kompensationsparameter 122 in dem Speicher 106 zu und gewinnt den Sensorsignalen zugeordnete Kompensationsparameter wieder. Die wiedergewonnenen Kompensationsparameter werden berücksichtigt, indem sie in dem Addierer 138 zu dem Steuersignal addiert werden. Ferner ist die digitale Phasenregelschleife ausgelegt, um bei der Erzeugung des Steuersignals den in dem Speicher 106 abgelegten Prozessstreuungs-Kompensationsparameter 124 zu berücksichtigen. Dieser kann wiederum in dem Addierer zu dem Steuersignal addiert werden. Das so erzeugte Steuersignal 140 wird zu der Oszillatorschaltung 12 ausgegeben, um die Frequenz des Ausgangssignals derselben einzustellen. Dabei kann das Steuersignal digital sein und eine Breite von 5 - 12 Bit aufweisen. Unter Verwendung des Steuersignals kann ein Schaltungsparameter der Oszillatorschaltung 12 verändert werden, um die Frequenz des Ausgangssignals der Oszillatorschaltung 12 zu ändern und auf die gewünschte Frequenz zu synchronisieren.
Beispiele der vorliegenden Offenbarung schaffen somit einen Sensor mit einem On-Chip-Oszillator, der eine Temperaturkompensationsschaltung, eine Stresskompensationsschaltung und eine Prozessstreuungskompensationsschaltung aufweist. Ferner ist eine digitale Phasenregelschleife vorgesehen, um über eine Schnittstelle auf ein externes Anfangsmuster bzw. Synchronisationssignal zu synchronisieren. Somit ermöglichen Beispiele der vorliegenden Offenbarung eine genaue Oszillatorfrequenz über der Zeit, d.h. der Lebensdauer, und der Temperatur, ohne einen aufwändigen Quarzoszillator in der Sensorvorrichtung und ohne einen zusätzlichen Pin für eine Verbindung mit dem Quarzoszillator an der Sensorvorrichtung.
Bei Beispielen werden zu Synchronisationszwecken Hochfrequenzmuster übertragen und erkannt, beispielsweise über eine 12 Bit-UART-Schnittstelle im Bereich mehrerer Mikrosekunden.
Bei dem in 3 gezeigten Beispiel können die Blöcke 100, 108, 110, 112 und 114 als analoge Schaltungsstrukturen implementiert sein. Der Eingang des Blocks 116 ist analog und der Ausgang desselben digital. Die Blöcke 102,104 und 106 können durch digitale Schaltungsstrukturen implementiert sein.
4 zeigt schematisch ein Beispiel einer Sensorschaltung 10, die eine digitale Signalverarbeitungsschaltung 102 mit einer digitalen Phasenregelschleife 118, einen RC-Relaxationsoszillator 140 mit Versorgungsschaltung 150, eine analoge Phasenregelschleife 114, Stress-Sensoren 108, einen Temperatursensor 100, einen Multiplexer 112 und einen Analog/Digitalwandler 116 aufweist. Elemente, die eine gleiche Funktionalität wie entsprechende Elemente in 3 aufweisen, sind mit gleichen oder ähnlichen Bezugszeichen versehen, wobei hinsichtlich der Beschreibung dieser Funktionalität auf die obige Beschreibung von 3 verwiesen wird.
Die digitale Signalverarbeitungsschaltung 102 weist wiederum eine Schnittstelle, in 4 nicht gezeigt, auf, über die ein Anfangsmuster, d. h. ein Signalisierungssignal 120, empfangen wird. Im vorliegenden Fall zählt der Zähler 130 wiederum beginnend mit einer ersten Flanke eines über die Schnittstelle empfangenen Signals. Eine jeweilige Differenz Δ des Zählwerts zu einem vorbestimmten Zählwert wird in einem Block 131 ermittelt und in einem Latch-Block 133 zwischengespeichert. Sobald der Mustererkennungsblock 134 das Anfangsmuster bzw. Synchronisierungssignal erkannt hat, wird unter Verwendung des zu diesem Zeitpunkt zwischengespeicherten Werts Δ durch eine Verfolgungslogik 152 der digitalen Phasenregelschleife 118 eine digitale Nachregelung der Ausgangsfrequenz der analogen Phasenregelschleife 114 implementiert. Beliebige geeignete sukzessive Approximationsalgorithmen, adaptive Algorithmen oder -1/0/+1-Algorithmen können hierzu implementiert werden. Entsprechende Algorithmen können auch bei dem in 3 gezeigten Beispiel verwendet werden. Die digitale Phasenregelschleife 118 kann somit ausgelegt sein, um eine Differenz eines Zählwerts von einem vorbestimmten Zählwert zu erfassen und zu korrigieren.
Wie ferner in 4 gezeigt ist, empfängt die digitale Phasenregelschleife 114 wiederum Prozessstreuungs-Kompensationsparameter 124 und Stress- und Temperatur-Kompensationsparameter 122. Diese können wiederum wie oben bezugnehmend auf 3 beschrieben wurde in einem Speicher abgelegt und unter Verwendung von Sensorsignalen, die durch die Sensoren 101 und 108 gemessen werden, wiedergewonnen werden. Die digitale Phasenregelschleife 118 stellt wiederum das Steuersignal 140 bereit, das zu der Oszillatorschaltung 12 der Sensorschaltung 10 zurückgeführt wird.
Die Oszillatorschaltung 12 weist den RC-Relaxationsoszillator, die in 4 separat dargestellte Versorgungschaltung 150 und die analoge Phasenregelschleife 114 auf. Die Versorgungschaltung 150 kann eine Bandgap-Vorspannungsschaltung zum Liefern eines Stroms für den RC-Relaxationsoszillator und eine Spannungsquelle zum Liefern einer Komparator-Referenzspannung für den RC-Relaxationsoszillator aufweisen, wie in 4 angedeutet ist. Unter Verwendung des Steuersignals 114 können Schaltungsparameter des RC-Relaxationsoszillators und/oder der Versorgungsschaltung, die als ein Teil des RC-Relaxationsoszillators angesehen werden kann, eingestellt werden, um die Frequenz des Ausgangssignals des RC-Relaxationsoszillators einzustellen. Bei Beispielen kann das Steuersignal 140, das ein Rückkopplungssignal darstellt, ein digitales Signal sein. Bei Beispielen kann das Steuersignal eine Breite von 8 Bit aufweisen. Ein Digital/Analogwandler (nicht gezeigt) kann vorgesehen sein, um das digitale Steuersignal in ein analoges Signal umzuwandeln, bevor es an die zu steuernde Komponente oder die zu steuernden Komponenten des RC-Relaxationsoszillators angelegt wird. Bei Beispielen kann einer oder mehrere der folgenden Schaltungsparameter durch das Steuersignal 140 eingestellt werden: Widerstand und/oder Kapazität des RC-Relaxationsoszillators 100, ein Strom des RC-Relaxationsoszillators, und eine Komparator-Referenzspannung des RC-Relaxationsoszillators. Bei dem Strom kann es sich um einen Bandgap-Bias-Strom, einen Referenzstrom oder einen Integratorstrom des RC-Relaxationsoszillators handeln.
Das Ausgangssignal des RC-Relaxationsoszillator kann beispielsweise eine Frequenz von 20 MHz oder von 20 MHz geteilt durch 4, also 5 MHz aufweisen. Die exakte Frequenz kann, wie oben beschrieben, durch Einstellen von einem oder mehreren der Schaltungsparameter des RC-Relaxationsoszillators eingestellt werden. Das Ausgangssignal des RC-Relaxationsoszillators 100 wird wiederum der analogen Phasenregelschleife 114 zugeführt. Die analoge Phasenregelschleife für 114 kann einen Phasen/Frequenz-Detektor 160, eine Ladungspumpe 162, ein Schleifenfilter 164, einen spannungsgesteuerten Oszillator, VCO, 166 und einen Frequenzteiler 168 aufweisen. Der Frequenzteiler kann ein fraktionaler Frequenzteiler sein. Ein fraktionaler Frequenzteiler kann das Teilerverhältnis hin- und herschalten, um im Mittel ein Frequenzteilerverhältnis höherer Auflösung zu erhalten als es durch ganzzahlige Teilerverhältnisse möglich ist. Der Phasen/Frequenz-Detektor 160 führt einen Phasenvergleich zwischen dem Ausgangssignal des RC-Relaxationsoszillators 100 und einem Rückkopplungssignal 170 der analogen Phasenregelschleife 114 durch. Abhängig vom Ergebnis des Vergleiches aktiviert der Phasen/Frequenz-Detektor 160 ein Steuersignal up oder ein Steuersignal dn. Abhängig davon, welches Steuersignal aktiv ist, wird durch die Ladungspumpe 162 ein VCO-Steuersignal eingestellt. Das Ausgangssignal der Ladungspumpe 162 wird über das Schleifenfilter 164 an den Steuereingang des VCO 166 angelegt. Das Rückkopplungssignal 170 wird erzeugt, indem das Ausgangssignal des VCO 166 durch den Frequenzteiler 168 geleitet wird. Der Frequenzteiler führt eine Frequenzteilung durch N durch.
Die Frequenz des Ausgangssignals der analogen Phasenregelschleife 114 kann somit ein Vielfaches der Frequenz des Ausgangssignals des RC-Relaxationsoszillators 100 betragen. Bei Beispielen kann die Frequenz des Ausgangssignals der analogen Phasenregelschleife 114 40 MHz oder 80 MHz betragen. Das Ausgangssignal der analogen Phasenregelschleife 114 wird wiederum der digitalen Phasenregelschleife 118 zugeführt, wie oben bezugnehmend auf 3 erläutert wurde.
5 zeigt ein Beispiel einer Sensorschaltung, die ähnlich zu der in 4 gezeigten Sensorschaltung ist, wobei gleiche Elemente wiederum mit gleichen Bezugszeichen bezeichnet sind und eine nochmalige Beschreibung weggelassen ist. Somit wird hinsichtlich der Beschreibung der entsprechenden Elemente in 5 auf die obige Beschreibung von 4 verwiesen. Der Unterschied der in den 4 und 5 gezeigten Sensorschaltungen besteht darin, dass gemäß 5 die analoge Phasenregelschleife 114 einen fraktionalen Frequenzteiler 178 aufweist, also einen Frequenzteiler, der in der Lage ist, eine nicht ganzzahlige Division durchzuführen, wie oben ausgeführt wurde. Somit kann durch Einstellen des Teilerverhältnisses des Frequenzteilers die Frequenz des Ausgangssignals der analogen Phasenregelschleife 114 eingestellt werden. Bei dem in 5 gezeigten Beispiel kann somit das Steuersignal 140 alternativ oder zusätzlich ausgelegt sein, um den Divisor des Frequenzteilers 178 einzustellen, um die Ausgangsfrequenz der analogen Phasenregelschleife auf die Frequenz des Quarzoszillators der externen Steuerung zu synchronisieren. Wie in 5 gezeigt ist, kann das Steuersignal eine größere Breite, wie z.B. 10 Bit, aufweisen, verglichen mit dem in 4 gezeigten Beispiel, bei dem das Steuersignal eine Breite von 8 Bit aufweist. Die zwei zusätzlichen Bit können zum Einstellen des Teilerverhältnisses des Frequenzteilers verwendet werden.
Bei den in den 4 und 5 gezeigten Beispielen können die Blöcke 100, 108 112, 114 und 150 als analoge Schaltungsstrukturen implementiert sein, wobei ein Teil der analogen Phasenregelschleife 114, nämlich der Phasen/Frequenz-Detektor 160, auch durch digitale Schaltungsstrukturen implementiert sein kann. Der Block 102 ist durch digitale Schaltungsstrukturen implementiert und Block 116 ist ein Analog/Digitalwandler, der einen analogen Eingang und einen digitalen Ausgang aufweist.
Obwohl spezielle Beispiele der digitalen und/oder digitalen Phasenregelschleifen oben beschrieben wurden, ist es für Fachleute offensichtlich, dass die Phasenregelschleifen auf andere Weise implementiert werden können, um die beschriebene Wirkung zu erreichen, nämlich die Frequenz des Ausgangssignals der Oszillatorschaltung der Sensorschaltung auf die Frequenz des Quarzoszillators der externen Steuerschaltung zu verriegeln.
Bei den beschriebenen Beispielen weist das Synchronisationssignal eine Pulsfolge vorbestimmter Zeitdauer auf. Bei anderen Beispielen kann das Synchronisationssignal ein anderes Muster aufweisen. Das Synchronisationssignal kann jeweils nach einer Signalpause auf der Schnittstelle, über die das Synchronisationssignal empfangen wird, mit einer ersten Flanke beginnen, so dass der Beginn des Synchronisationssignals durch den Zähler erkannt werden kann, um ansprechend darauf mit Zählen zu beginnen. Bei anderen Beispielen kann das Synchronisationssignal eine vorbestimmte Frequenz aufweisen. Die digitale Phasenregelschleife kann ausgelegt sein, um das Synchronisationssignal zu erkennen, die vorbestimmte Frequenz des Synchronisationssignals zu erfassen, und die Frequenz der Oszillatorschaltung, die den On-Chip-Oszillator aufweist, auf die vorbestimmte Frequenz einzustellen.
Beispiele der vorliegenden Offenbarung weisen eine analoge Phasenregelschleife auf, um die Frequenz des Ausgangssignals eines On-Chip-Oszillators zu vervielfachen. Somit kann bei Beispielen das Ausgangssignal des On-Chip-Oszillators mit einer niedrigeren und somit stabileren Frequenz erzeugt werden. Unter Verwendung einer digitalen Verarbeitung kann eine Synchronisation auf ein externes Anfangsmuster stattfinden, wobei ferner Kompensationswerte gespeichert sein können, die verwendet werden können, um Temperaturunterschiede und Stress zu kompensieren.
Beispiele der vorliegenden Offenbarung schaffen eine Sensorschaltung mit einem vorkompensierten On-Chip-Oszillator, der auf eine externe Schnittstelle synchronisiert wird. Beispiele verwenden die Präzisionsoszillator-basierte Zeitgenauigkeit, die durch einen externen Mikroprozessor, µP, d.h. eine externe Steuerung, geliefert wird, um die Genauigkeit des On-Chip-Oszillators in der Sensorschaltung zu erhöhen und dessen Frequenz über die Temperatur und über Alterungseffekte zu stabilisieren. Dies ermöglicht es der Sensorschaltung, Hochfrequenzmuster auf der externen Schnittstelle zu erkennen und über die externe Schnittstelle zu übertragen.
Beispiele der Offenbarung können für beliebige Sensorschaltungen eingesetzt werden, beispielsweise Winkelsensoren oder Stromsensoren, die ihre erfassten Werte zu einer externen Steuerung übertragen. Zusätzlich zu den Temperatursensoren und/oder Stresssensoren können somit Beispiele von Sensorschaltungen Winkelsensoren und/oder Stromsensoren aufweisen, wobei die integrierte Schaltung ausgelegt ist, um die Ausgangssignale dieser Sensoren über eine Schnittstelle, beispielsweise die Schnittstelle 32 in 2, zu einer externen Steuerung zu übertragen.
Bei Beispielen der Offenbarung sind die Schnittstellen der Sensorschaltung und/oder der externen Steuerung Bluetooth-Schnittstellen. Bei solchen Schnittstellen ist eine hohe Genauigkeit der Schlaftakte für Bluetooth-Niedrigenergie-Geräte einzuhalten, zu denen eine Verbindung hergestellt und gehalten werden soll. Beispielsweise muss eine Schlaftakt-Genauigkeit von ± 500 ppm eingehalten werden. Beispiele der vorliegenden Offenbarung ermöglichen eine solche Genauigkeit durch die hierin beschriebene Vorgehensweise. Bei Beispielen der Offenbarung sind die Schnittstellen UART-Schnittstellen, wobei die hierin beschriebene Vorgehensweise auf Sensorseite einen präzisen Takt ermöglicht, um hochfrequente Signalmuster zu senden und zu empfangen.
Bei Beispielen ist die externe Steuerung ausgelegt, um das Synchronisationssignal mit sehr großen zeitlichen Abständen zu der integrierten Schaltung zu senden. Bei Beispielen der Offenbarung ist die externe Steuerung ausgelegt, um das Synchronisationssignal nicht häufiger als einmal am Tag zu der integrierten Schaltung zu senden. Dies ist möglich, da die Oszillatorschaltung vorkompensiert wird, nämlich unter Verwendung des/der erfassten Umweltparameter und der gespeicherten Kompensationsparameter.
6 zeigt ein Flussdiagramm eines Beispiels eines Verfahrens zum Synchronisieren einer Oszillatorschaltung einer integrierten Schaltung, die eine Oszillatorschaltung mit einstellbarer Frequenz, eine digitale Phasenregelschleife und einen Sensor zum Messen eines Umweltparameters aufweist. Die Oszillatorschaltung weist einen On-Chip-Oszillator auf. Bei 200 wird ein Synchronisationssignal, das auf einem Ausgangssignal eines externen Präzisionsoszillators in Form eines Quarzoszillators oder MEMS-Oszillators basiert, von einer externen Steuerung empfangen. Bei 202 wird ein Ausgangssignal der Oszillatorschaltung empfangen. Bei 204 wird mittels der digitalen Phasenregelschleife ein Steuersignal für die Oszillatorschaltung unter Verwendung des Synchronisationssignals und des Ausgangssignals der Oszillatorschaltung erzeugt. Bei 206 wird das Steuersignal an die Oszillatorschaltung angelegt, um die Frequenz der Oszillatorschaltung auf die Frequenz des externen Präzisionsoszillators zu synchronisieren. Mit anderen Worten wird die Frequenz der Oszillatorschaltung auf die Frequenz des externen Präzisionsoszillators geregelt.
Bei Beispielen weist das Verfahren ferner ein Multiplizieren der Frequenz eines Ausgangssignals des On-Chip-Oszillators mittels eines Frequenzmultiplikators auf, um das Ausgangssignal der Oszillatorschaltung als ein Vielfaches der Frequenz des On-Chip-Oszillators zu erzeugen. Bei Beispielen weist das Synchronisationssignal ein Muster vorbestimmter Zeitdauer aufweist, wobei während der vorbestimmten Zeitdauer eine Anzahl von Schwingungen im Ausgangssignal der Oszillatorschaltung gezählt wird und basierend auf dem Ergebnis des Zählens das Steuersignal erzeugt wird, um die Anzahl auf einen vorbestimmten Wert zu bringen. Bei Beispielen weist das Synchronisationssignal eine vorbestimmte Frequenz auf, auf die die Frequenz der Oszillatorschaltung eingestellt wird.
Bei Beispielen wird bei dem Verfahren zumindest ein Umweltparameter gemessen, wobei der zumindest eine gemessene Umweltparameter bei der Erzeugung des Steuersignals berücksichtigt wird, wobei der zumindest eine gemessene Umweltparameter eine Temperatur und/oder einen mechanischen Stress aufweist. Bei Beispielen werden bei der Erzeugung des Steuersignals Kompensationsparameter zur Berücksichtigung von Prozessstreuungen bei der Herstellung der integrierten Schaltung berücksichtigt. Bei Beispielen sind Kompensationsparameter in einem Speicher gespeichert, wobei unter Verwendung des zumindest einen gemessenen Umweltparameters auf den Speicher zugegriffen wird, um zumindest einen Kompensationsparameter zu erhalten, der bei der Erzeugung des Steuersignals berücksichtigt wird. Bei Beispielen weist das Verfahren ein Einstellen eines Widerstands des On-Chip-Oszillators, einer Kapazität des On-Chip-Oszillators, einer Komparator-Referenzspannung des On-Chip-Oszillators und/oder eines Stroms des On-Chip-Oszillators unter Verwendung des Steuersignals auf, um die Frequenz der Oszillatorschaltung einzustellen. Bei Beispielen weist das Verfahren ein Einstellen eines Teilerverhältnisses eines Frequenzteilers eines Frequenzmultiplikators unter Verwendung des Steuersignals auf. Bei Beispielen weist das ein Übertragen des Synchronisationssignals gemäß einem Synchronisationsprotokolls von der externen Steuerung zu der integrierten Schaltung auf, wobei das Synchronisationsprotokoll vorgibt, dass das Synchronisationssignal periodisch mit einer bestimmten Häufigkeit und/oder jeweils nach einem Einschalten der integrierten Schaltung zu der integrierten Schaltung übertragen wird. Bei Beispielen weist das Verfahren ein Übermitteln von Sensorsignalen zu der externen Steuerung mit einer ersten Häufigkeit auf, wobei das Synchronisationsprotokoll vorgibt, dass das Synchronisationssignal mit einer zweiten Häufigkeit zu der integrierten Schaltung übertragen wird, die geringer ist als die erste Häufigkeit, wobei ein Verhältnis von erster Häufigkeit zu zweiter Häufigkeit mindestens 10:1, mindestens 50:1 oder mindestens 100:1 beträgt.
Bei Beispielen können die hierin beschriebenen Schaltungen und Schaltungsstrukturen durch beliebige geeignete Schaltungsstrukturen implementiert werden, beispielsweise Mikroprozessorschaltungen, ASIC-Schaltungen, CMOS-Schaltungen und dergleichen. Bei Beispielen können Schaltungen und Schaltungsstrukturen, wie z.B. Verarbeitungsschaltungen und Phasenregelschleifen, als eine Kombination von Hardware-Strukturen und maschinenlesbaren Befehlen implementiert sein. Beispielsweise können Schaltungen und Schaltungsstrukturen einen Prozessor und Speichereinrichtungen aufweisen, die maschinenlesbare Befehle speichern, die zur Durchführung von hierin beschriebenen Verfahren führen, wenn sie von dem Prozessor ausgeführt werden.
Obwohl einige Aspekte der vorliegenden Offenbarung als Merkmale im Zusammenhang mit einer Vorrichtung beschrieben wurden, ist es klar, dass eine solche Beschreibung ebenfalls als eine Beschreibung entsprechender Verfahrensmerkmale betrachtet werden kann. Obwohl einige Aspekte als Merkmale im Zusammenhang mit einem Verfahren beschrieben wurden, ist klar, dass eine solche Beschreibung auch als eine Beschreibung entsprechender Merkmale einer Vorrichtung bzw. der Funktionalität einer Vorrichtung betrachtet werden können.
In der vorhergehenden detaillierten Beschreibung wurden teilweise verschiedene Merkmale in Beispielen zusammen gruppiert, um die Offenbarung zu rationalisieren. Diese Art der Offenbarung soll nicht als die Absicht interpretiert werden, dass die beanspruchten Beispiele mehr Merkmale aufweisen als ausdrücklich in jedem Anspruch angegeben sind. Vielmehr kann, wie die folgenden Ansprüche wiedergeben, der Gegenstand in weniger als allen Merkmalen eines einzelnen offenbarten Beispiels liegen. Folglich werden die folgenden Ansprüche hiermit in die detaillierte Beschreibung aufgenommen, wobei jeder Anspruch als ein eigenes separates Beispiel stehen kann. Während jeder Anspruch als ein eigenes separates Beispiel stehen kann, sei angemerkt, dass, obwohl sich abhängige Ansprüche in den Ansprüchen auf eine spezifische Kombination mit einem oder mehreren anderen Ansprüchen zurückbeziehen, andere Beispiele auch eine Kombination von abhängigen Ansprüchen mit dem Gegenstand jedes anderen abhängigen Anspruchs oder einer Kombination jedes Merkmals mit anderen abhängigen oder unabhängigen Ansprüchen umfassen. Solche Kombinationen seien umfasst, es sei denn, es ist ausgeführt, dass eine spezifische Kombination nicht beabsichtigt ist. Ferner ist beabsichtigt, dass auch eine Kombination von Merkmalen eines Anspruchs mit jedem anderen unabhängigen Anspruch umfasst ist, selbst wenn dieser Anspruch nicht direkt abhängig von dem unabhängigen Anspruch ist.
Die oben beschriebenen Beispiele sind nur darstellend für die Grundsätze der vorliegenden Offenbarung. Es ist zu verstehen, dass Modifikationen und Variationen der Anordnungen und der Einzelheiten, die beschrieben sind, für Fachleute offensichtlich sind. Es ist daher beabsichtigt, dass die Offenbarung nur durch die beigefügten Patentansprüche und nicht durch die spezifischen Einzelheiten, die zum Zweck der Beschreibung und Erklärung der Beispiele dargelegt sind, begrenzt ist.
Bezugszeichenliste

10: integrierte Sensorschaltung
12: Oszillatorschaltung
14: digitale Phasenregelschleife
16: Sensor
18: On-Chip-Oszillator
20: Eingang
22: externe Schnittstelle
24: Ausgang
30: externe Steuerung
32, 34: Schnittstellen
36: Datensignale
38: externer Präzisionsoszillator
40: Verarbeitungsschaltung
100: On-Chip-Oszillator
102: digitale Verarbeitungsschaltung
104: Schnittstelle
106: Speicher
108: Stress-Sensoren
110: Temperatursensor
112: Multiplexer
114: analoge Phasenregelschleife
116: Analog/Digitalwandler
118: digitale Phasenregelschleife
120: Synchronisationssignal
122: Stress- und Temperatur-Kompensationsparameter
124: Prozessstreuungs-Kompensationsparameter
130: Zähler
131: Differenzblock
132: Startwertspeicher
133: Latch-Block
134: Mustererkennungsschaltung
136: Verfolgungslogik
138: Addierer
140: Steuersignal
150: Versorgungschaltung
152: Verfolgungslogik
160: Phasen/Frequenzdetektor
162: Ladungspumpe
164: Schleifenfilter
166: spannungsgesteuerter Oszillator
168: ganzzahliger Frequenzteiler
170: Rückkopplungssignal
178: Bruchteil-Frequenzteiler

Claims

Integrierte Schaltung (10) mit folgenden Merkmalen: einer Oszillatorschaltung (12), die einen On-Chip-Oszillator (18, 100) aufweist, wobei eine Frequenz eines Ausgangssignals der Oszillatorschaltung (12) einstellbar ist; einer digitalen Phasenregelschleife (118), die einen Eingang (20), eine externe Schnittstelle (22) und einen Ausgang (24) aufweist, wobei die digitale Phasenregelschleife (118) ausgelegt ist, um an dem Eingang (20) das Ausgangssignal der Oszillatorschaltung (12) zu empfangen, an der externen Schnittstelle (22) ein Synchronisationssignal (120), das auf einem Ausgangssignal eines externen Präzisionsoszillators (38) in Form eines Quarzoszillators oder MEMS-Oszillators basiert, zu empfangen, und an dem Ausgang (24) ein Steuersignal zu erzeugen und zu der Oszillatorschaltung (12) auszugeben, um die Frequenz der Oszillatorschaltung (12) auf die Frequenz des externen Quarzoszillators zu synchronisieren; und einem Sensor (16, 108, 110), der ausgelegt ist, um zumindest einen Umweltparameter zu messen, wobei die digitale Phasenregelschleife (118) ausgelegt ist, um den zumindest einen gemessenen Umweltparameter bei der Erzeugung des Steuersignals (140) zu berücksichtigen, wobei die digitale Phasenregelschleife (118) ausgelegt ist, um jeweils auf das Empfangen des Synchronisationssignals (120) hin die Frequenz der Oszillatorschaltung (12) auf die Frequenz des externen Präzisionsoszillators (38) zu synchronisieren, wobei das Synchronisationssignal (120) Teil eines Synchronisationsprotokolls ist, das vorgibt, dass das Synchronisationssignal (120) periodisch jeweils nach einer vorbestimmten Zeitdauer und/oder jeweils nach einem Einschalten der integrierten Schaltung (10) zu der integrierten Schaltung (10) übertragen wird, und wobei die integrierte Schaltung (10) ausgelegt ist, um mit einer ersten Häufigkeit Sensorsignale zu einer externen Steuerung (30) zu übermitteln, wobei das Synchronisationsprotokoll vorgibt, dass das Synchronisationssignal (120) mit einer zweiten Häufigkeit zu der integrierten Schaltung (10) übertragen wird, die geringer ist als die erste Häufigkeit, wobei ein Verhältnis von erster Häufigkeit zu zweiter Häufigkeit mindestens 10:1, mindestens 50:1 oder mindestens 100:1 beträgt.
Integrierte Schaltung (10) nach Anspruch 1, bei der die Oszillatorschaltung (12) einen Frequenzmultiplizierer aufweist, der mit einem Ausgang des On-Chip-Oszillators (18, 100) gekoppelt ist und der ausgelegt ist, um an seinem Ausgang das Ausgangssignal der Oszillatorschaltung (12) auszugeben.
Integrierte Schaltung (10) nach Anspruch 2, bei der der Frequenzmultiplizierer eine analoge Phasenregelschleife (114) aufweist.
Integrierte Schaltung (10) nach einem der Ansprüche 1 bis 3, bei der das Synchronisationssignal (120) ein Muster vorbestimmter Zeitdauer aufweist, wobei die digitale Phasenregelschleife (118) ausgelegt ist, um während der vorbestimmten Zeitdauer eine Anzahl von Schwingungen im Ausgangssignal der Oszillatorschaltung (12) zu zählen und basierend auf dem Ergebnis das Steuersignal (140) zu erzeugen, um die Anzahl auf einen vorbestimmten Wert zu bringen, oder bei der das Synchronisationssignal (120) eine vorbestimmte Frequenz aufweist, und die digitale Phasenregelschleife (118) ausgelegt ist, um die Frequenz der Oszillatorschaltung (12) auf die vorbestimmte Frequenz einzustellen.
Integrierte Schaltung (10) nach einem der Ansprüche 1 bis 4, bei der der On-Chip-Oszillator (18, 100) ein Relaxationsoszillator oder ein LC-Oszillator ist.
Integrierte Schaltung (10) nach einem der Ansprüche 1 bis 5, die einen Speicher (106) aufweist, in dem Kompensationsparameter gespeichert sind, wobei unter Verwendung des zumindest einen gemessenen Umweltparameters auf den Speicher (106) zugegriffen wird, um zumindest einen Kompensationsparameter (122) zu erhalten, der bei der Erzeugung des Steuersignals (140) berücksichtigt wird.
Integrierte Schaltung (10) nach einem der Ansprüche 1 bis 6, bei der der zumindest eine Sensor (16, 108, 110) einen Temperatursensor (110) und/oder einen Stress-Sensor (108) aufweist.
Integrierte Schaltung (10) nach einem der Ansprüche 1 bis 7, bei der die digitale Phasenregelschleife (118) ausgelegt ist, um bei der Erzeugung des Steuersignals (140) Kompensationsparameter (124) zur Berücksichtigung von Prozessstreuungen bei der Herstellung der integrierten Schaltung (10) zu berücksichtigen.
Integrierte Schaltung (10) nach einem der Ansprüche 1 bis 8, bei der ein Widerstand des On-Chip-Oszillators (18, 100), eine Kapazität des On-Chip-Oszillators (18, 100), eine Komparator-Referenzspannung des On-Chip-Oszillators (18, 100) und/oder ein Strom des On-Chip-Oszillators (18, 100) unter Verwendung des Steuersignals (140) einstellbar sind, um die Frequenz der Oszillatorschaltung (12) einzustellen.
Integrierte Schaltung (10) nach Anspruch 3, bei der die analoge Phasenregelschleife (114) einen Frequenzteiler (168) in einem Rückkopplungspfad derselben aufweist, wobei ein Teilerverhältnis des Frequenzteilers unter Verwendung des Steuersignals (140) einstellbar ist.
Sensorsystem mit folgenden Merkmalen: einer integrierten Schaltung (10); und einer externen Steuerung (30), die ausgelegt ist, um ein Synchronisationssignal (120) zu der integrierten Schaltung (10) auszugeben, wobei die integrierte Schaltung (10) folgende Merkmale aufweist: eine Oszillatorschaltung (12), die einen On-Chip-Oszillator (18, 100) aufweist, wobei eine Frequenz eines Ausgangssignals der Oszillatorschaltung (12) einstellbar ist; eine digitale Phasenregelschleife (118), die einen Eingang (20), eine externe Schnittstelle (22) und einen Ausgang (24) aufweist, wobei die digitale Phasenregelschleife (118) ausgelegt ist, um an dem Eingang (20) das Ausgangssignal der Oszillatorschaltung (12) zu empfangen, an der externen Schnittstelle (22) das Synchronisationssignal (120), das auf einem Ausgangssignal eines externen Präzisionsoszillators (38) in Form eines Quarzoszillators oder MEMS-Oszillators basiert, zu empfangen, und an dem Ausgang (24) ein Steuersignal (140) zu erzeugen und zu der Oszillatorschaltung (12) auszugeben, um die Frequenz der Oszillatorschaltung (12) auf die Frequenz des externen Quarzoszillators zu synchronisieren; und einen Sensor (16, 108, 110), der ausgelegt ist, um zumindest einen Umweltparameter zu messen, wobei die digitale Phasenregelschleife (118) ausgelegt ist, um den zumindest einen gemessenen Umweltparameter bei der Erzeugung des Steuersignals (140) zu berücksichtigen, und wobei die externe Steuerung (30) ausgelegt ist, um das Synchronisationssignal (120) als Teil eines Synchronisationsprotokolls auszugeben, wobei das Synchronisationsprotokoll vorgibt, dass das Synchronisationssignal (120) periodisch mit einer bestimmten Häufigkeit und/oder jeweils nach einem Einschalten der integrierten Schaltung (10) zu der integrierten Schaltung (10) übertragen wird.
Sensorsystem nach Anspruch 11, bei dem die externe Steuerung (30) ausgelegt ist, um mit einer ersten Häufigkeit Sensorsignale von der integrierten Schaltung (10) zu empfangen, wobei das Synchronisationsprotokoll vorgibt, dass das Synchronisationssignal (120) mit einer zweiten Häufigkeit zu der integrierten Schaltung (10) übertragen wird, die geringer ist als die erste Häufigkeit, wobei ein Verhältnis von erster Häufigkeit zu zweiter Häufigkeit mindestens 10:1, mindestens 50:1 oder mindestens 100:1 beträgt.
Steuerung (30) mit folgenden Merkmalen: einer Schnittstelle (34), die ausgelegt ist, um mit einer ersten Häufigkeit Sensorsignale von einer externen integrierten Schaltung (10) zu empfangen und Synchronisationssignale (120), die auf einem Ausgangssignal eines Präzisionsoszillators (38) in Form eines Quarzoszillators oder MEMS-Oszillators basieren, zu der externen integrierten Schaltung (10) auszugeben; und einer Verarbeitungsschaltung (40), die ausgelegt ist, um die Synchronisationssignale (120) gemäß einem Synchronisationsprotokoll zu der externen integrierten Schaltung (10) auszugeben, wobei das Synchronisationsprotokoll vorgibt, dass das Synchronisationssignal (120) mit einer zweiten Häufigkeit zu der integrierten Schaltung (10) übertragen wird, die geringer ist als die erste Häufigkeit, wobei ein Verhältnis von erster Häufigkeit zu zweiter Häufigkeit mindestens 10:1, mindestens 50:1 oder mindestens 100:1 beträgt.
Verfahren zum Synchronisieren einer Oszillatorschaltung (12) einer integrierten Schaltung (10), die eine Oszillatorschaltung (12) mit einstellbarer Frequenz, eine digitale Phasenregelschleife (118) und einen Sensor (16, 108, 110) zum Messen eines Umweltparameters aufweist, wobei die Oszillatorschaltung (12) einen On-Chip-Oszillator (18, 100) aufweist, mit folgenden Merkmalen: Empfangen (200) eines Synchronisationssignals (120), das auf einem Ausgangssignal eines externen Präzisionsoszillators (38) in Form eines Quarzoszillators oder MEMS-Oszillators basiert, von einer externen Steuerung (30); Empfangen (202) eines Ausgangssignals der Oszillatorschaltung (12); mittels der digitalen Phasenregelschleife (118), Erzeugen (204) eines Steuersignals (140) unter Verwendung des Synchronisationssignals (120) und des Ausgangssignals der Oszillatorschaltung (12); und Anlegen (206) des Steuersignals (140) an die Oszillatorschaltung (12), um die Frequenz der Oszillatorschaltung (12) auf die Frequenz des externen Präzisionsoszillators (38) zu synchronisieren; Übertragen des Synchronisationssignals (120) gemäß einem Synchronisationsprotokoll von der externen Steuerung (30) zu der integrierten Schaltung (10), wobei das Synchronisationsprotokoll vorgibt, dass das Synchronisationssignal (120) periodisch mit einer bestimmten Häufigkeit und/oder jeweils nach einem Einschalten der integrierten Schaltung (10) zu der integrierten Schaltung (10) übertragen wird; und Übermitteln von Sensorsignalen zu der externen Steuerung (30) mit einer ersten Häufigkeit, wobei das Synchronisationsprotokoll vorgibt, dass das Synchronisationssignal (120) mit einer zweiten Häufigkeit zu der integrierten Schaltung (10) übertragen wird, die geringer ist als die erste Häufigkeit, wobei ein Verhältnis von erster Häufigkeit zu zweiter Häufigkeit mindestens 10:1, mindestens 50:1 oder mindestens 100:1 beträgt.
Verfahren nach Anspruch 14, das ferner ein Multiplizieren der Frequenz eines Ausgangssignals des On-Chip-Oszillators (18, 100) mittels eines Frequenzmultiplikators, um das Ausgangssignal der Oszillatorschaltung (12) zu erzeugen, aufweist.
Verfahren nach Anspruch 14 oder 15, bei dem das Synchronisationssignal (120) ein Muster vorbestimmter Zeitdauer aufweist, wobei während der vorbestimmten Zeitdauer eine Anzahl von Schwingungen im Ausgangssignal der Oszillatorschaltung (12) gezählt wird und basierend auf dem Ergebnis des Zählens das Steuersignal (140) erzeugt wird, um die Anzahl auf einen vorbestimmten Wert zu bringen, oder bei dem das Synchronisationssignal (120) eine vorbestimmte Frequenz aufweist, auf die die Frequenz der Oszillatorschaltung (12) eingestellt wird.
Verfahren nach einem der Ansprüche 14 bis 16, bei dem zumindest ein Umweltparameter gemessen wird, wobei der zumindest eine gemessene Umweltparameter bei der Erzeugung des Steuersignals (140) berücksichtigt wird, wobei der zumindest eine gemessene Umweltparameter eine Temperatur und/oder einen mechanischen Stress aufweist, und/oder bei der Erzeugung des Steuersignals (140) Kompensationsparameter zur Berücksichtigung von Prozessstreuungen bei der Herstellung der integrierten Schaltung (10) berücksichtigt werden.
Verfahren nach einem der Ansprüche 14 bis 17, bei dem Kompensationsparameter in einem Speicher (106) gespeichert sind, wobei unter Verwendung des zumindest einen gemessenen Umweltparameters auf den Speicher (106) zugegriffen wird, um zumindest einen Kompensationsparameter zu erhalten, der bei der Erzeugung des Steuersignals (140) berücksichtigt wird.
Verfahren nach einem der Ansprüche 14 bis 18, das ein Einstellen eines Widerstands des On-Chip-Oszillators (18, 100), einer Kapazität des On-Chip-Oszillators (18, 100), einer Komparator-Referenzspannung des On-Chip-Oszillators (18, 100) und/oder eines Stroms des On-Chip-Oszillators (18, 100) unter Verwendung des Steuersignals (140) aufweist, um die Frequenz der Oszillatorschaltung (12) einzustellen.
Verfahren nach Anspruch 15, das ferner ein Einstellen eines Teilerverhältnisses eines Frequenzteilers des Frequenzmultiplikators unter Verwendung des Steuersignals (140) aufweist.