DE10334386B4

DE10334386B4 - Verfahren und Vorrichtung zum Temperaturdrosseln der Zugriffsfrequenz einer integrierten Schaltung

Info

Publication number: DE10334386B4
Application number: DE10334386A
Authority: DE
Inventors: Johnathan Edmonds; Jennifer Faye Huckaby; Torsten Partsch
Original assignee: Qimonda AG
Current assignee: Polaris Innovations Ltd
Priority date: 2002-08-02
Filing date: 2003-07-28
Publication date: 2010-04-15
Anticipated expiration: 2023-07-29
Also published as: US20040024561A1; US6847911B2; DE10334386A1

Abstract

Integrierte Schaltung, die auf einem Chip gebildet ist, wobei die integrierte Schaltung folgende Merkmale umfaßt:
eine temperaturempfindliche Schaltung (12), die geeignet ist, um ein elektrisches Signal, das eine Temperatur des Chips (24) anzeigt, zu erfassen und auszugeben, wobei die temperaturempfindliche Schaltung ein temperaturempfindliches Element (32) umfaßt, das integral und monolithisch mit dem Chip (24) ist;
einen Analog/Digital-Wandler (14), der elektrisch mit der temperaturempfindlichen Schaltung verbunden ist, wobei der Analog/Digital-Wandler (14) geeignet ist, um das elektrische Signal zu empfangen und ein Digitalsignal auszugeben, das zumindest teilweise von dem elektrischen Signal abhängt und die Temperatur des Chips (24) anzeigt;
ein Register (18), das elektrisch mit dem Analog/Digital-Wandler (14) verbunden ist, um das Digitalsignal zu empfangen und zu speichern;
eine Freigabesignalausgabeschaltung, die mit dem Analog/Digital-Wandler (14) elektrisch verbunden ist, um ein regelmäßiges Freigabesignal an denselben auszugeben, wobei der Analog/Digital-Wandler (14) geeignet ist, um das Digitalsignal auszugeben, wenn das Freigabesignal...

Description

Die vorliegende Erfindung bezieht sich allgemein auf integrierte Schaltungen (ICs = integrated circuits). Insbesondere bezieht sich die vorliegende Erfindung auf ein Verfahren und eine Vorrichtung zum Drosseln der Frequenz, mit der auf eine IC zugegriffen wird, abhängig zumindest teilweise von der Chiptemperatur der IC.
Die Frequenz, mit der auf eine IC, wie z. B. einen Speicherchip, zugegriffen werden kann, ist normalerweise ein wichtiger Faktor bei der Gesamtleistungsfähigkeit des Systems, in dem diese IC verwendet wird. Im allgemeinen erhöht sich die Gesamtsystemleistungsfähigkeit, wenn sich die Geschwindigkeit, mit der auf die IC zugegriffen wird, erhöht. Somit ist es wünschenswert, auf eine IC an oder in der Nähe ihrer höchsten oder maximalen Zugriffsfrequenz zuzugreifen, um dadurch die Gesamtleistungsfähigkeit des Systems zu verbessern, innerhalb dessen die IC verwendet wird.
Wenn die Frequenz, mit der auf die IC zugegriffen wird, erhöht wird, erhöht sich jedoch auch die verbrauchte Leistung und somit die Wärme, die durch die IC erzeugt wird. Zumindest ein Teil der Leistung, die durch den Betrieb der IC verbraucht wird, wird in der Form von Wärme zu dem IC-Chip übertragen. Allgemein gesagt, wenn sich die Frequenz, mit der auf die IC zugegriffen wird, erhöht, erhöht sich auch die Temperatur des IC-Chips. Falls die Temperatur des Chips einen empfohlenen und/oder maximalen Schwellenwert überschreitet, können sich Temperaturviren (z. B. Datenverfälschung) und/oder Chipausfall ergeben. Um einen solchen Zustand zu vermeiden, empfehlen IC-Hersteller, daß die IC bei einer vorbestimmten maximalen Zugriffsfrequenz betrieben wird. Die vorbestimmte maximale Zugriffsfrequenz ist typischerweise zurückhaltend und basiert auf Betriebsbedingungen im schlechtesten Fall, wie z. B. einer Umgebungstemperatur und/oder einer Chiptemperatur bei oder in der Nähe der jeweiligen bewerteten Maxima. Weil die Bewertung der maximalen Zugriffsfrequenz auf solchen Bedingungen im schlechtesten Fall basiert, kann es möglich sein, auf die IC bei einer Frequenz zuzugreifen, die die Bewertung der maximalen Frequenz überschreitet, wenn die IC unter typischen, d. h. weniger als schlechtest denkbaren, Bedingungen arbeitet. Außerdem, wenn die Chiptemperatur bei dem bewerteten Maximum ist oder sich demselben nähert, kann es notwendig sein, bei Frequenzen unterhalb der maximalen Zugriffsfrequenz auf die IC zuzugreifen, um sicherzustellen, daß die IC weniger Leistung verbraucht und es daher dem Chip zu ermöglichen, sich „abzukühlen”.
Was daher in der Technik benötigt wird, ist ein Verfahren und eine Vorrichtung, die die Frequenz, mit der auf eine IC zugegriffen wird, auf der Basis der Chiptemperatur der IC einstellen.
Was ferner in der Technik benötigt wird, ist ein Verfahren und eine Vorrichtung die es ermöglicht, daß mit einer höheren Frequenz auf eine IC zugegriffen wird, wenn die Chiptemperatur unterhalb eines vorbestimmten Maximums liegt.
Was darüber hinaus in der Technik benötigt wird, ist ein Verfahren und eine Vorrichtung, die es ermöglicht, daß mit einer niedrigeren Frequenz auf eine IC zugegriffen wird, wenn die Chiptemperatur bei einem vorbestimmten Maximum ist oder sich demselben nähert.
Aus der US 6,140,860 A ist eine thermische Erfassungsschaltung bekannt, die mit einem Analog/Digitalwandler gekoppelt ist, dessen Ausgang mit einem digitalen Komparator gekoppelt ist, dem ein von dem Analog/Digital-Wandler ausgegebener Wert mit einem Schwellwert verglichen wird. Auf der Grundlage des Vergleichs kann eine Frequenz eines Mikroprozessors, mit der die thermische Erfassungsschaltung gekoppelt ist, eingestellt werden. Bei einem alternativen Schaltungsaufbau gemäß der US 6,140,860 A ist kein Analog/Digital-Wandler vorgesehen, sondern die analoge Temperaturerfassungspannung wird mit einer aus einem Register gelesenen, in einen analogen Wert umgewandelten Referenzspannung verglichen.
Aus der DE 19525114 A1 ist ein Steuersystem eines Analog/Digital-Wandlers bekannt, das einen Analog/Digital-Wandlungs-Steuerabschnitt aufweist, der einem Prozessor zugeordnet ist und eine Takterzeugungsschaltung der Ausgangsklemme alternierend in eine L-Pegel-Ausgangsbedingung und eine H-Pegel-Ausgangsbedingung zur Erzeugung eines Taktsignals setzt. Ein Chip-Select-Signal wird mittels einer Chip-Select-Schaltung der Ausgangsklemme in Synchronisation mit dem Ausgang des ersten Taktsignals durch das Interruptsignal ausgegeben. Des Weiteren werden die parallel und bitweise von dem Analog/Digital-Wandler in Synchronisation mit dem Auftreten eines Taktsignals ausgegebenen Bit-Daten bitweise in Synchronisation mit dem Interruptsignal von der Eingangsklemme übernommen und in ein Register gespeichert.
Aus der US 5,940,785 A sind ein System und ein Verfahren unter Verwendung einer thermischen Rückkopplung bekannt, um eine Spannung und eine Frequenz einer Schaltung zu variieren, um eine Erwärmung zu steuern, während eine Synchronisation beibehalten wird.
Aus der US 6,415,388 B1 ist ein System bekannt, bei dem ein Temperatursensor die Temperatur eines Mikroprozessors misst, wobei eine Kontrollogik eine Anzeige der Temperatur empfängt und dieselbe mit einem vorbestimmten Wert vergleicht. Ansprechend auf den Vergleich variiert die Steuerlogik die Versorgungsspannung und die Frequenz.
Es ist die Aufgabe der vorliegenden Erfindung, eine integrierte Schaltung und ein Verfahren zum Drosseln der Frequenz, mit der auf eine IC zugegriffen wird, mit verbesserten Charakteristika zu schaffen.
Diese Aufgabe wird durch eine Schaltung gemäß Anspruch 1 sowie ein Verfahren gemäß Anspruch 5 gelöst.
Weitere Ausgestaltungen ergeben sich aus den Unteransprüchen.
Die vorliegende Erfindung schafft ein Verfahren und eine Vorrichtung zum Drosseln der Frequenz, mit der auf eine integrierte Schaltung zugegriffen wird.
Die Erfindung umfaßt in einer Form derselben ein Verfahren zum Drosseln der Frequenz, mit der auf eine integrierte Schaltung zugegriffen wird, das die Schritte des Erfassens der Temperatur des integrierten Schaltungschips und des Umwandeln der erfaßten Temperatur zu einem digitalen Signal umfaßt. Das Digitalsignal wird in einem Register der integrierten Schaltung gespeichert. Das Digitalsignal wird gelesen, und die Frequenz, mit der auf die integrierte Schaltung zugegriffen wird, wird zumindest teilweise abhängig von der Temperatur des Chips, wie sie durch das Digitalsignal angezeigt ist, eingestellt.
Ein Vorteil der vorliegenden Erfindung ist, daß die Frequenz, mit der auf die IC zugegriffen wird, abhängig von der Chiptemperatur der IC gedrosselt wird.
Ein weiterer Vorteil der vorliegenden Erfindung ist, daß auf die IC mit einer höheren Frequenz zugegriffen wird, wenn die Chiptemperatur unter einem vorbestimmten Betriebsschwellenwert liegt.
Ein weiterer Vorteil der vorliegenden Erfindung ist, daß auf die IC bei einer geringeren Frequenz zugegriffen wird, wenn die Chiptemperatur bei einem vorbestimmten Maximumschwellenwert ist oder sich demselben nähert.
Die oben erwähnten und andere Merkmale und Vorteile dieser Erfindung und die Art und Weise zum Erhalten derselben wird durch Bezugnahme auf die folgende detaillierte Beschreibung klar und leichter verständlich werden.
Bevorzugte Ausführungsbeispiele der vorliegenden Erfindung werden Bezug nehmend auf beiliegende Zeichnungen näher erläutert. Es zeigen:
1 ein Blockdiagramm eines Ausführungsbeispiels einer chipinternen Temperatursensorvorrichtung der vorliegenden Erfindung;
2 ein beispielhaftes Ausführungsbeispiel der Temperaturmeßschaltungsanordnung von 1; und
3 ein Flußdiagramm des Verfahrens der vorliegenden Erfindung.
Entsprechende Bezugszeichen zeigen entsprechende Teile in den mehreren Ansichten an. Das Beispiel, das hierin ausgeführt ist, stellt ein bevorzugtes Ausführungsbeispiel der Erfindung in einer Form dar, und ein solches Beispiel soll den Schutzbereich der Erfindung nicht auf irgendeine Weise beschränken.
Mit Bezugnahme auf die Zeichnungen zeigt 1 ein Ausführungsbeispiel einer Vorrichtung zum Temperaturdrosseln der Zugriffsfrequenz einer integrierten Schaltung der vorliegenden Erfindung. Eine Temperaturdrosselvorrichtung (TTD) 10 umfaßt eine temperaturempfindliche Schaltungsanordnung (TSC) 12, einen Analog-Digital-Wandler (ADC) 14, einen Taktteiler (16), ein Register (18) und einen Multiplexer (MUX) 20. Im allgemeinen drosselt die TTD 10 die Frequenz, mit der auf die IC 22 zugegriffen wird, abhängig zumindest teilweise von der Temperatur des Chips 24, aus dem die IC 22 hergestellt ist, um es dadurch zu ermöglichen, daß mit der höchsten Frequenz auf die IC 22 zugegriffen wird, während die Temperatur des Chips 24 unter einem vorbestimmten maximalen Schwellenwert gehalten wird.
Die temperaturempfindliche Schaltungsanordnung ist im allgemeinen in der Technik bekannt. Im allgemeinen liefert die TSC 12 ein analoges Ausgangsspannungssignal (V_analog) 30, das die Temperatur des Chips 24 anzeigt. Ein beispielhaftes Ausführungsbeispiel der TCS 12 ist in 2 gezeigt. Die TSC 12 umfaßt ein temperaturempfindliches Element (TSE) 32, wie z. B. einen Widerstand, und eine Stromquelle 34. Die TSE 32 ist elektrisch zwischen die Stromquelle 24 und ein Massepotential geschaltet. Das TSE 32 ist einstückig mit dem Chip 24 gebildet und weist einen genauen Wert von Leitfähigkeit oder Widerstandsfähigkeit auf, der von der Temperatur des Chips 24 abhängt. Wenn sich somit die Temperatur des Chips 24 ändert, ändern sich der Spannungsabfall über TSE 32 und somit das V_analog-Signal 30 entsprechend. Die Stromquelle 34 ist elektrisch mit dem TSE 32 verbunden. Die Stromquelle 34 ist eine Referenzstromquelle und liefert an das TSE 32 einen elektrischen Strom, der im wesentlichen konstant ist und bezüglich der Temperatur im wesentlichen nicht veränderbar ist. Die Stromquelle 34 ist integral und monolithisch mit dem Chip 24 gebildet. Die TSC 12 ist mit dem ADC 14 elektrisch verbunden und liefert das V_analog-Signal 30 an denselben.
Der ADC 14 ist ein herkömmlicher n-Bit-Analog/Digital-Wandler, und wandelt das V_analog-Signal 30 zu einem n-Bit-Digital-(V_digital-)Signal 36 um, das äquivalent zu demselben ist. Die gewünschte Genauigkeit der Temperaturmessung bestimmt die Bitgröße des V_digital-Signals 36 und somit die Anzahl von Bits des ADC 14. Der ADC 14 ist elektrisch mit dem Register 18 verbunden und liefert das V_digital-Signal 36 zu demselben. Der ADC 14 ist ebenfalls integral und monolithisch mit dem Chip 24 gebildet.
Der Taktteiler 16 empfängt ein Systemtaktsignal (SYS_CLK) 42 und teilt das SYS_CLK Signal 42 durch einen Faktor von x, wobei x beispielsweise durch die thermische Reaktionszeit der IC 22 und/oder das Zeitintervall, in dem Temperaturlesungen gewünscht wird, bestimmt wird. Der Taktteiler 16 ist elektrisch mit dem ADC 14 verbunden und liefert das Freigabesignal (EN_ADC) 44 an denselben. Das EN_ADC Signal 44 ist ein Taktsignal, das ähnlich ist wie das SYS_CLK-Signal 24, aber eine Frequenz des SYS_CLK-Signals 42 geteilt durch x aufweist. Der Taktteiler 16 ist ebenfalls integral und monolithisch mit dem Chip 24.
Das Register 18 ist ein herkömmliches n-Bit-Register. Die Anzahl von Bits n des Registers 18 entspricht der Anzahl von Bits n des ADC 14. Das Register 18 empfängt das V_digital-Signal 36 von dem ADC 14 und speichert den Digitalwert, der der Temperatur des Chips 24 entspricht, die durch denselben angezeigt wird. Das Register 18 empfängt außerdem ein Handshake-Signal (HAND) 46 von dem ADC 14. Das Register 18 ist elektrisch mit dem MUX 20 verbunden und liefert ein V_digital-Signal 36 an denselben, wenn es durch das HAND-Signal 46 freigegeben wird. Das Register 18 ist integral und monolithisch mit dem Chip 24.
Wie es oben angemerkt ist, ist der MUX 20 elektrisch mit dem Register 18 verbunden und empfängt von demselben das V_digital-Signal 36. Der MUX 20 empfängt auch ein Normal-Lesedaten-(NRD-)Signal 48 von dem Funktionsblock oder der Hauptschaltungsanordnung (nicht gezeigt) der IC 22, und ein Befehls-(COM-)Signal 50 von einer Steuerung 54 des Systems, in dem die IC 22 verwendet wird, und die intern aber typischerweise extern zu der IC 22 sein kann. Der MUX 20 gibt über eine chipexterne Treiberschaltung 62 ein Daten-Aus-(D_OUT-)Signal 60 an einen Ausgang aus, wie z. B. einen der Gehäusestifte der IC 22. Der MUX 20 wählt zumindest teilweise von dem COM-Signal 50 abhängig aus, ob das NRD-Signal 48 oder das V_digital-Signal 36 als D_OUT-Signal 62 ausgegeben wird. Der MUX 20 ist integral und monolithisch mit dem Chip 24.
Bei der Verwendung wandelt die TSC 12 die Temperatur des Chips 24 zu einem analogen Ausgangssignal (V_analog) 30 um, das die Temperatur des Chips 24 anzeigt. Das analoge Ausgangssignal V_analog 30 wird durch den ADC 14 empfangen und durch denselben zu digitalen Werten von n-Bits umgewandelt, wie z. B. 16 Bits. Der Taktteiler 16 empfängt das SYS_CLK-Signal 42, teilt das SYS_CLK-Signal 42 durch einen Faktor x, wie es oben beschrieben ist, und gibt EN_ADC 44 aus, um dadurch den ADC 14 alle x Zeiteinheiten zu aktivieren. Somit wird die Temperatur des Chips 24 von der TSC 12 in der Form des V_analog-Signals 30 durch den ADC 14 alle x Zeiteinheiten gelesen. Der ADC 14 wandelt das V_analog-Signal 30 in das V_digital-Signal 36 um und gibt ein Handshake-Signal (HAND) 46 aus, wenn die Umwandlung des V_analog-Signals 30 zu dem V_digital-Signal 36 abgeschlossen ist. Das Register 18 empfängt das HAND-Signal 46 und wird dadurch freigegeben, um das V_digital-Signal 36 zu empfangen und zu speichern. Das Register 18 speichert das V_digital-Signal 36 und liefert das V_digital-Signal 36 an den MUX 20. Der MUX 20, der auf das COM-Signal 50 anspricht, wählt entweder das NRD-Signal 48 oder das V_digital-Signal 36 aus, um dasselbe als Daten-Aus-Signal 60 an die OCD-Schaltung 62 auszugeben. Von der OCD-Schaltung 62 ist das Daten-Aus-Signal 60 und somit eine digitale Darstellung der Temperatur des Chips 24 durch die Steuerschaltung 54, wie z. B. eine Speichersteuerung, zugreifbar.
Die Steuerschaltung 54 ist konfiguriert, um die Frequenz zu erhöhen, mit der auf die IC 22 zugegriffen wird, bis die Temperatur des Chips 24 einen Betriebsschwellenwert oder ersten vorbestimmten Schwellenwert erreicht, wie er durch das V_digital-Signal 36 in der Form des Daten-Aus-Signals 60 angezeigt ist. Falls die Temperatur des Chips 24 über einen zweiten oder maximalen vorbestimmten Schwellenwert ansteigt, der gleich sein könnte wie der erste/Betriebsschwellenwert oder sich von demselben unterscheiden kann, ist die Steuerschaltung 54 konfiguriert, um die Frequenz zu verringern, mit der auf die IC 22 zugegriffen wird, zumindest bis die Temperatur des Chips 24 unter einen dritten vorbestimmten Schwellenwert fällt, der gleich sein kann wie oder verschieden zu dem ersten/Betriebs- und/oder zweiten/maximalen vorbestimmten Schwellenwert. Somit ermöglicht es die TTD 10, daß die Zugriffsfrequenz der IC 22 durch die Steuerschaltung 54 gedrosselt wird, abhängig zumindest teilweise von der Temperatur des Chips 24. Somit ermöglicht die TTD 10 in Verbindung mit der Steuerschaltung 54 die Einstellung der Frequenz, mit der auf die IC 22 zugegriffen wird, abhängig zumindest teilweise von periodischen Lesungen der Temperatur des Chips 24, wie es durch das Daten-Aus-Signal 60 angezeigt ist.
Das oben beschriebene Verfahren ist in 3 gezeigt, das ein Ausführungsbeispiel eines Verfahrens zum Drosseln der Frequenz darstellt, mit der auf eine IC zugegriffen wird, zumindest teilweise abhängig von der Temperatur der IC. Das Verfahren 100 umfaßt die Schritte des Erfassens der Chiptemperatur (Erfassungsschritt 102), des Umwandelns der erfaßten Chiptemperatur zu einem Digitalsignal (Umwandlungsschritt 104), des Speicherns des Digitalsignals (Speicherschritt 106), des Lesens des Digitalsignals (Leseschritt (108), des Vergleichens des Digitalsignals mit vorbestimmten Schwellenwerten (Vergleichsschritt 110), und des Einstellens der Frequenz, mit der auf die IC 22 eingestellt wird (Einstellschritt 112).
Der Erfassungsschritt 102 wird durch die temperaturempfindliche Schaltungsanordnung, wie z. B. die TSC 12, durchgeführt, die ein analoges Signal ausgibt, wie z. B. V_analog 30, das die Temperatur des Chips 24 anzeigt. Der Umwandlungsschritt 104 wandelt das Analogsignal zu einem Digitalsignal um, wie z. B. V_digital-Signal 36, das die Temperatur des Chips 24 anzeigt. Der Umwandlungsschritt 104 wird regelmäßig durchgeführt, abhängig zumindest teilweise von einem regelmäßigen Freigabesignal, wie z. B. EN_ADC 44 (d. h. das geteilte SYS_CLK-Signal 42). Durch regelmäßiges anstatt fortlaufendes Umwandeln der Temperatur zu einem Digitalsignal wird der Leistungsverbrauch reduziert. Auf den Abschluß des Umwandlungsschritts 104 hin wird ein Signal, wie z. B. das HAND-Signal 46, ausgegeben, das anzeigt, daß der Umwandlungsschritt 104 abgeschlossen ist. Danach wird der Speicherschritt 106 ausgeführt, um dadurch das V_digital- Signal 36 in die Speicherung zu laden, wie z. B. einen Speicher oder ein Register der IC 22.
Der Speicherschritt 106 umfaßt das Speichern des V_digital-Signals 36 in einem Register, wie z. B. dem Register 18 der IC 22. Das Speichern des V_digital-Signals 36 in einem Registers der IC 22 wird regelmäßig durchgeführt, abhängig zumindest teilweise von einem Freigabesignal, wie z. B. dem HAND-Signal 46, das sicherstellt, daß die Umwandlung von dem Analog- zu dem Digitalbereich, d. h. von V_analog 30 zu dem V_digital-Signal 36, abgeschlossen wurde, und somit, daß nur genaue Temperaturdaten in dem Register gespeichert sind. Die Verwendung eines Registers macht die gespeicherten digitalen Temperaturdaten für die Steuerschaltung 54 unmittelbar zugreifbar, und reduziert damit die Zeit, die für die Steuerschaltung 54 erforderlich ist, um diese Temperaturdaten zu erhalten und zu bewerten.
Der Leseschritt 108 umfaßt das Auswählen des V_digital-Signals 36 um dasselbe als ein Ausgangssignal der IC 22 auszugeben, wie z. B. das D_OUT-Signal 60, das von dem Multiplexer 20 ansprechend auf das Befehlssignal 50 ausgegeben wird. Der Leseschritt 108 umfaßt ferner das Lesen der Temperaturdaten in der Form des D_OUT-Signals 60 durch den Steuerchip 54, wie z. B. einer speziell zugewiesener Speicherzugriffssteuerung oder einen Mikroprozessor. Sobald das V_digital-Signal 36 durch die Steuerung 54 gelesen wird, wird der Wert der Temperatur des Chips 24, der dem V_digital-Signal 36 entspricht, bestimmt, und der Vergleichsschritt 110 wird ausgeführt.
Der Vergleichsschritt 110 vergleicht die Temperatur des Chips 24 mit vorbestimmten Schwellenwerten. Insbesondere vergleicht der Vergleichsschritt 110, wie er durch die Steuerschaltung 54 ausgeführt wird, die Temperatur des Chips 24 mit einem ersten oder minimalen Schwellenwert. Falls die Temperatur des Chips 24 geringer ist als dieser erste oder minimale Schwellenwert, erhöht die Steuerschal tung 54 die Frequenz, mit der auf die IC 22 zugegriffen wird. Falls der Vergleichsschritt 110 bestimmt, daß die Temperatur des Chips 24 über einem zweiten oder maximalen Schwellenwert liegt, der gleich sein kann wie der erste/minimale Schwellenwert oder sich von demselben unterscheiden kann, verringert die Steuerschaltung 54, die den Einstellschritt 112 ausführt, die Frequenz, mit der auf die IC 22 zugegriffen wird, bis die Temperatur des Chips 24, wie sie durch den Vergleichsschritt 110 bestimmt wird, unter einen dritten oder einen Betriebsschwellenwert fällt, der gleich sein kann wie der zweite/maximale Schwellenwert oder sich von demselben unterscheiden kann, aber typischerweise größer ist als der erste und geringer als der zweite Schwellenwert. Falls der Vergleichsschritt 110 bestimmt, daß die Temperatur des Chips 24 zwischen dem dritten/Betriebsschwellenwert und dem zweiten/maximalen Schwellenwert liegt, läßt die Steuerschaltung 54, die den Einstellschritt 112 ausführt, die Frequenz, mit der auf die IC 22 zugegriffen wird, unverändert. Die Frequenz, mit der auf die IC 22 zugegriffen wird, kann auch bestimmten absoluten Maximal- und Minimalnennwerten oder -bewertungen unterworfen sein, die das Verfahren 100 und die TTD 10 nicht überschreiten dürfen, beispielsweise durch die Steuerschaltung 54.
Bei dem gezeigten Ausführungsbeispiel wird das HAND-Signal 46 durch den ADC 14 ausgegeben, und zeigt an, daß die Umwandlung des V_analog-Signals 30 zu dem V_digital-Signal 36 abgeschlossen ist. Es ist jedoch klar, daß die vorliegende Erfindung anders konfiguriert werden kann, wie z. B. mit einem Taktteiler oder einer anderen Quelle für das HAND-Signal 46.
Bei dem gezeigten Ausführungsbeispiel sind der ADC, der Taktteiler, das Register und der Multiplexer integral und monolithisch mit dem Integrierte-Schaltung-Chip. Es ist jedoch klar, daß die vorliegende Erfindung anders konfiguriert sein kann, wie z. B. mit einer oder mehreren der vor her erwähnten Komponenten getrennt von dem Integrierte-Schaltung-Chip gebildet.
Bei dem gezeigten Ausführungsbeispiel ist die Steuerschaltung 54 als eine chipexterne Steuerung konfiguriert, die die Frequenz steuert, mit der auf die IC 22 zugegriffen wird, abhängig zumindest teilweise von der Temperatur des Chips 24. Es ist jedoch klar, daß die vorliegende Erfindung alternativ konfiguriert sein kann, wie z. B. mit einer Steuerschaltung, die integral mit der IC 10 gebildet ist, d. h. auf dem Chip 24. Das Bilden der Steuerschaltung 52 integral mit der IC 10 und/oder auf dem Chip 24 ermöglicht es, daß die IC 10 die Frequenz unabhängig steuert, mit der auf dieselbe zugegriffen wird, und dadurch den Leistungsverbrauch reduziert.
Bei dem gezeigten Ausführungsbeispiel umfaßt die TSC 12 das temperaturempfindliche Element TSE 32, das als ein Widerstand gebildet ist, und eine Stromquelle 34. Es ist jedoch klar, daß die vorliegende Erfindung alternativ konfiguriert sein kann, wie z. B. mit einer temperaturempfindlichen Schaltung, die einen anderen Typ von temperaturempfindlichen Elementen aufweist, wie z. B. einen Kondensator, einen Transistor oder eine temperaturempfindliche Komponente.

Claims

Integrierte Schaltung, die auf einem Chip gebildet ist, wobei die integrierte Schaltung folgende Merkmale umfaßt: eine temperaturempfindliche Schaltung (12), die geeignet ist, um ein elektrisches Signal, das eine Temperatur des Chips (24) anzeigt, zu erfassen und auszugeben, wobei die temperaturempfindliche Schaltung ein temperaturempfindliches Element (32) umfaßt, das integral und monolithisch mit dem Chip (24) ist; einen Analog/Digital-Wandler (14), der elektrisch mit der temperaturempfindlichen Schaltung verbunden ist, wobei der Analog/Digital-Wandler (14) geeignet ist, um das elektrische Signal zu empfangen und ein Digitalsignal auszugeben, das zumindest teilweise von dem elektrischen Signal abhängt und die Temperatur des Chips (24) anzeigt; ein Register (18), das elektrisch mit dem Analog/Digital-Wandler (14) verbunden ist, um das Digitalsignal zu empfangen und zu speichern; eine Freigabesignalausgabeschaltung, die mit dem Analog/Digital-Wandler (14) elektrisch verbunden ist, um ein regelmäßiges Freigabesignal an denselben auszugeben, wobei der Analog/Digital-Wandler (14) geeignet ist, um das Digitalsignal auszugeben, wenn das Freigabesignal aktiv ist; und einen Multiplexer (20), der elektrisch mit dem Register (18) verbunden ist, um das Digitalsignal von demselben zu empfangen, wobei der Multiplexer (20) verschaltet ist, um ein normales Lesedatensignal und ein Befehlssignal zu empfangen und zumindest teilweise ab hängig von dem Befehlssignal ein Daten-Aus-Signal über eine Ausgangstreiberschaltung an einen Ausgang der integrierten Schaltung auszugeben, wobei das Daten-Aus-Signal das Digitalsignal oder das normale Lesedatensignal ist.
Integrierte Schaltung gemäß Anspruch 1, bei der der Multiplexer (20) mit einer Steuerschaltung (54) verbunden ist, wobei die Steuerschaltung (54) zum Lesen des Daten-Aus-Signals (60) konfiguriert ist, wobei die Steuerschaltung (54) zum Erhöhen einer Frequenz, mit der auf die IC zugegriffen wird, konfiguriert ist, wenn das Daten-Aus-Signal (60) anzeigt, daß eine Temperatur des Chips (24) geringer ist als ein erster vorbestimmter Schwellenwert.
Integrierte Schaltung gemäß Anspruch 2, bei der die Steuerschaltung (54) ferner konfiguriert ist zum Verringern einer Frequenz, mit der auf die IC zugegriffen wird, wenn das Daten-Aus-Signal (60) anzeigt, daß eine Temperatur des Chips (24) einen zweiten vorbestimmten Schwellenwert übersteigt.
Integrierte Schaltung gemäß Anspruch 3, bei der die Steuerschaltung (54) ferner konfiguriert ist, um eine Frequenz, mit der auf die IC zugegriffen wird, unverändert zu lassen, wenn das Daten-Aus-Signal (60) anzeigt, daß eine Temperatur des Chips (24) zwischen dem zweiten vorbestimmten Schwellenwert und einem dritten vorbestimmten Schwellenwert liegt.
Verfahren zum Drosseln der Frequenz, mit der auf eine integrierte Schaltung zugegriffen wird, das folgende Schritte umfaßt: Erfassen (102) der Temperatur eines Chips der integrierten Schaltung umfassend das Umwandeln der Temperatur des Chips der integrierten Schaltung (24) zu einem analogen elektrischen Signal mit einem temperaturempfindlichen Element (32), wobei das temperaturempfindliche Element (32) integral und monolithisch auf dem Chip (24) der integrierten Schaltung gebildet ist, wobei ein Zuführelement, das im wesentlichen unempfindlich gegenüber Temperaturänderungen ist, elektrisch mit dem temperaturempfindlichen Element (32) verbunden ist, so daß eine Änderung bei der Chiptemperatur zu einer entsprechenden Änderung entweder bei einem Spannungsabfall über oder einem Stromfluß durch das temperaturempfindliche Element (32) führt; Umwandeln (104) der erfaßten Temperatur zu einem Digitalsignal, das die Chiptemperatur anzeigt; Speichern (106) des Digitalsignals in einem Register der integrierten Schaltung; Lesen (108) des Digitalsignals; und Einstellen (112) der Frequenz, mit der auf die integrierte Schaltung zugegriffen wird, abhängig zumindest teilweise von der Temperatur des Chips, wie sie durch das Digitalsignal angezeigt wird wobei der Schritt des Lesens (108) folgende Schritte umfaßt: Zuführen des Digitalsignals zu einem Multiplexer (20), der ferner ein normales Lesedatensignal empfängt; und Ausgeben eines Befehlssignals an den Multiplexer (20), um dadurch entweder das Digitalsignal oder das normale Lesedatensignal als Ausgangssignal des Multiplexers (20) auszuwählen und über einen Ausgangstreiber an einen Ausgang des Chips der integrierte Schaltung auszugeben, wobei eine Steuer schaltung (54) das Ausgangssignal des Multiplexers (20) liest.
Verfahren gemäß Anspruch 5, bei dem das temperaturempfindliche Element (32) ein Widerstand ist, und das Zuführelement eine konstante Stromquelle ist.
Verfahren gemäß Anspruch 5 oder 6, bei dem der Umwandlungsschritt das Umwandeln des analogen elektrischen Signals zu einem digitalen elektrischen Signal mit einem Analog/Digital-Wandler (14) umfaßt.
Verfahren gemäß einem der Ansprüche 5 bis 7, bei dem der Umwandlungsschritt regelmäßig durch ein Freigabesignal freigegeben wird.
Verfahren gemäß Anspruch 8, bei dem das Freigabesignal durch einen Taktteiler (16) ausgegeben wird, der einen Systemtakt empfängt und durch einen vorbestimmten Faktor teilt.
Verfahren gemäß Anspruch 8 oder 9, bei dem das Freigabesignal zumindest teilweise von der thermischen Reaktionszeit des Integrierte-Schaltung-Chips (24) abhängt.
Verfahren gemäß einem der Ansprüche 5 bis 10, bei dem der Speicherschritt folgende Schritte umfaßt: Ausgeben eines Handshake-Signals an das Register (18), wobei das Handshake-Signal den Abschluß des Umwandlungsschritt anzeigt; und Speichern des Digitalsignals in dem Register (18) ansprechend auf das Handshake-Signal.
Verfahren gemäß einem der Ansprüche 5 bis 11, bei dem der Einstellschritt das Erhöhen der Frequenz, mit der auf die IC zugegriffen wird, umfaßt, wenn das Digitalsignal anzeigt, daß die Chiptemperatur geringer ist als ein erster vorbestimmter Schwellenwert.
Verfahren gemäß Anspruch 12, bei der der Einstellschritt ferner das Verringern der Frequenz, mit der auf die IC zugegriffen wird, umfaßt, wenn das Digitalsignal anzeigt, daß die Chiptemperatur einen zweiten vorbestimmten Schwellenwert überschreitet.
Verfahren gemäß Anspruch 13, bei der der Einstellschritt ferner das Unverändertlassen der Frequenz, mit der auf die IC zugegriffen wird, umfaßt, wenn das Digitalsignal anzeigt, daß die Chiptemperatur zwischen dem zweiten vorbestimmten Schwellenwert und einem dritten vorbestimmten Schwellenwert liegt.