JP3209536B2 - インテリジェント・プログラマブル・センシング用装置及び方法 - Google Patents
インテリジェント・プログラマブル・センシング用装置及び方法Info
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- G01D21/02—Measuring two or more variables by means not covered by a single other subclass
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- G—PHYSICS
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- G01D—MEASURING NOT SPECIALLY ADAPTED FOR A SPECIFIC VARIABLE; ARRANGEMENTS FOR MEASURING TWO OR MORE VARIABLES NOT COVERED IN A SINGLE OTHER SUBCLASS; TARIFF METERING APPARATUS; MEASURING OR TESTING NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
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- G01D3/02—Indicating or recording apparatus with provision for the special purposes referred to in the subgroups with provision for altering or correcting the law of variation
- G01D3/022—Indicating or recording apparatus with provision for the special purposes referred to in the subgroups with provision for altering or correcting the law of variation having an ideal characteristic, map or correction data stored in a digital memory
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- G—PHYSICS
- G01—MEASURING; TESTING
- G01P—MEASURING LINEAR OR ANGULAR SPEED, ACCELERATION, DECELERATION, OR SHOCK; INDICATING PRESENCE, ABSENCE, OR DIRECTION, OF MOVEMENT
- G01P15/00—Measuring acceleration; Measuring deceleration; Measuring shock, i.e. sudden change of acceleration
- G01P15/02—Measuring acceleration; Measuring deceleration; Measuring shock, i.e. sudden change of acceleration by making use of inertia forces using solid seismic masses
- G01P15/08—Measuring acceleration; Measuring deceleration; Measuring shock, i.e. sudden change of acceleration by making use of inertia forces using solid seismic masses with conversion into electric or magnetic values
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- Arrangements For Transmission Of Measured Signals (AREA)
- Testing Or Calibration Of Command Recording Devices (AREA)
- Measurement Of Mechanical Vibrations Or Ultrasonic Waves (AREA)
- Radiation Pyrometers (AREA)
- Semiconductor Integrated Circuits (AREA)
Description
【０００１】
【産業上の利用分野】本発明は一般にインテリジェント
・プログラマブル・センシングに関し、より詳細には、
シリコン・センサを用いて物理的変数をインテリジェン
ト、かつプログラマブルに検出するインテリジェント・
プログラマブル・センシング用装置及び方法に関する。
・プログラマブル・センシングに関し、より詳細には、
シリコン・センサを用いて物理的変数をインテリジェン
ト、かつプログラマブルに検出するインテリジェント・
プログラマブル・センシング用装置及び方法に関する。
【０００２】
【従来の技術及び発明が解決しようとする課題】世界中
至る所で、センサ・システムにより、動き、加速度、圧
力、温度、及び流れなどの広範囲の物理的変数が測定さ
れる。幾つかのセンサ・システムにはディジタル電子技
術及びディジタル・コンピュータ技術が組み込まれてい
る。これらのタイプのセンサ・システムには、典型的
に、アナログ信号を発生して処理するシステムの部分
と、そのアナログ信号をディジタル信号に変換し、さら
にそのディジタル信号を処理する部分とが含まれてい
る。センシング・トランスデューサは物理的変数を直接
測定してアナログ信号を発生する。電子回路及びディジ
タル・プロセッサはアナログ信号をディジタル信号に変
換して、ディジタル信号を処理する。幾年にもわたっ
て、ディジタル電子部品は、設計及び製造に費用がかか
らなくなってきている。しかし、アナログ部品は設計費
及び製造費において同様の削減を享受していない。した
がって、電子センサ・システム用の安価なアナログ・セ
ンシング部品の必要性が存在する。
至る所で、センサ・システムにより、動き、加速度、圧
力、温度、及び流れなどの広範囲の物理的変数が測定さ
れる。幾つかのセンサ・システムにはディジタル電子技
術及びディジタル・コンピュータ技術が組み込まれてい
る。これらのタイプのセンサ・システムには、典型的
に、アナログ信号を発生して処理するシステムの部分
と、そのアナログ信号をディジタル信号に変換し、さら
にそのディジタル信号を処理する部分とが含まれてい
る。センシング・トランスデューサは物理的変数を直接
測定してアナログ信号を発生する。電子回路及びディジ
タル・プロセッサはアナログ信号をディジタル信号に変
換して、ディジタル信号を処理する。幾年にもわたっ
て、ディジタル電子部品は、設計及び製造に費用がかか
らなくなってきている。しかし、アナログ部品は設計費
及び製造費において同様の削減を享受していない。した
がって、電子センサ・システム用の安価なアナログ・セ
ンシング部品の必要性が存在する。
【０００３】近年、電子システムの設計者は分散データ
処理システム特有の利益を実現するようになってきてい
る。これらの電子システムは大小いろいろだが、コンピ
ュータ分析及び意思決定用にデータを中央点に送る前に
遠隔地でデータを受取り、処理するものである。分散デ
ータ処理システムの利益には、より低いシステム・コス
トとより高速の完全なデータ分析とが含まれる。電子セ
ンサ・システムが分散データ処理を使用すれば、これら
の利益を同様に実現することができる。ゆえに、分散デ
ータ処理を使用する電子センサ・システムの必要性があ
る。
処理システム特有の利益を実現するようになってきてい
る。これらの電子システムは大小いろいろだが、コンピ
ュータ分析及び意思決定用にデータを中央点に送る前に
遠隔地でデータを受取り、処理するものである。分散デ
ータ処理システムの利益には、より低いシステム・コス
トとより高速の完全なデータ分析とが含まれる。電子セ
ンサ・システムが分散データ処理を使用すれば、これら
の利益を同様に実現することができる。ゆえに、分散デ
ータ処理を使用する電子センサ・システムの必要性があ
る。
【０００４】シリコン・センサには、シリコン・ベース
から製造されるトランスデューサが含まれる。これらに
は、分散データ処理を組み込む安価なアナログ・センシ
ング部品を提供する能力がある。シリコン・トランスデ
ューサは、アナログ信号を生じて、動き、加速度、圧
力、温度、及び流れなどの物理的変数を測定することが
できるものが現在ある。シリコン・トランスデューサの
利点は以下の論文を考察することによって明白であり、
これはすなわち、『エレクトロニクス（ＥＬＥＣＴＲＯ
ＮＩＣＳ）』（１９８９年７月刊）記載のＷ．Ｒ．アイ
ヴァーセン（Ｉｖｅｒｓｅｎ）著「売主はシリコン・セ
ンサに彼等のチップを賭けている（ＴｈｅＶｅｎｄｏｒ
ｓ ＡｒｅＢｅｔｔｉｎｇ Ｔｈｅｉｒ Ｃｈｉｐｓｏ
ｎ Ｓｉｌｉｃｏｎ Ｓｅｎｓｏｒｓ）」、及び『エレ
クトロニック・デザイン（ＥＬＥＣＴＲＯＮＩＣ ＤＥ
ＳＩＧＮ）』（１９８９年１０月２６日刊）記載のＭ．
レオナルド（Ｌｅｏｎａｒｄ）著「ＩＣ製造技術はシリ
コン・センサを形造る（ＩＣＦａｂｒｉｃａｔｉｏｎ
Ｔｅｃｈｎｉｑｕｅｓ Ｓｃｕｌｐｔ Ｓｉｌｉｃｏｎ
Ｓｅｎｓｏｒｓ）」である。しかし、今日までのとこ
ろ、だれも、分散データ処理を安価に提供するシリコン
・センサ・システムでは進めていない。
から製造されるトランスデューサが含まれる。これらに
は、分散データ処理を組み込む安価なアナログ・センシ
ング部品を提供する能力がある。シリコン・トランスデ
ューサは、アナログ信号を生じて、動き、加速度、圧
力、温度、及び流れなどの物理的変数を測定することが
できるものが現在ある。シリコン・トランスデューサの
利点は以下の論文を考察することによって明白であり、
これはすなわち、『エレクトロニクス（ＥＬＥＣＴＲＯ
ＮＩＣＳ）』（１９８９年７月刊）記載のＷ．Ｒ．アイ
ヴァーセン（Ｉｖｅｒｓｅｎ）著「売主はシリコン・セ
ンサに彼等のチップを賭けている（ＴｈｅＶｅｎｄｏｒ
ｓ ＡｒｅＢｅｔｔｉｎｇ Ｔｈｅｉｒ Ｃｈｉｐｓｏ
ｎ Ｓｉｌｉｃｏｎ Ｓｅｎｓｏｒｓ）」、及び『エレ
クトロニック・デザイン（ＥＬＥＣＴＲＯＮＩＣ ＤＥ
ＳＩＧＮ）』（１９８９年１０月２６日刊）記載のＭ．
レオナルド（Ｌｅｏｎａｒｄ）著「ＩＣ製造技術はシリ
コン・センサを形造る（ＩＣＦａｂｒｉｃａｔｉｏｎ
Ｔｅｃｈｎｉｑｕｅｓ Ｓｃｕｌｐｔ Ｓｉｌｉｃｏｎ
Ｓｅｎｓｏｒｓ）」である。しかし、今日までのとこ
ろ、だれも、分散データ処理を安価に提供するシリコン
・センサ・システムでは進めていない。
【０００５】ある設計者は、シリコン・センサ・トラン
スデューサ、復調器、センサ・アンプ、及び電圧−周波
数変換器を単一のシリコン・ベース上に含むことによっ
て、分散データ処理をシリコン・センサ・システムに組
み込もうと試みている者もある。他の製造者は、同一ピ
ースのシリコン上に全てのセンサの電子回路を組み込ま
ないことを選択する者もある。その代わりとして彼等
は、単一のシリコン・ベース上でシリコン・トランスデ
ューサとアナログ信号回路とを組み合わせ、アナログ−
ディジタル変換器と他の処理回路を単一電子システム・
パッケージ内の隣接するシリコン・ベース上で相互接続
させている。これらの応用は従来の技術と比べて進歩を
示しているが、それらが信号調節及び増幅回路を応用す
る方法は、シリコン・センサのための適用の数を減少す
る。これは、これらのセンサがアナログ信号を一定の程
度まで増幅し調節するためである。これらのセンサ・シ
ステムは、アナログ信号調節の他の程度を必要とする応
用の効用に制限がある。
スデューサ、復調器、センサ・アンプ、及び電圧−周波
数変換器を単一のシリコン・ベース上に含むことによっ
て、分散データ処理をシリコン・センサ・システムに組
み込もうと試みている者もある。他の製造者は、同一ピ
ースのシリコン上に全てのセンサの電子回路を組み込ま
ないことを選択する者もある。その代わりとして彼等
は、単一のシリコン・ベース上でシリコン・トランスデ
ューサとアナログ信号回路とを組み合わせ、アナログ−
ディジタル変換器と他の処理回路を単一電子システム・
パッケージ内の隣接するシリコン・ベース上で相互接続
させている。これらの応用は従来の技術と比べて進歩を
示しているが、それらが信号調節及び増幅回路を応用す
る方法は、シリコン・センサのための適用の数を減少す
る。これは、これらのセンサがアナログ信号を一定の程
度まで増幅し調節するためである。これらのセンサ・シ
ステムは、アナログ信号調節の他の程度を必要とする応
用の効用に制限がある。
【０００６】より種々の可能な用途を有するシリコン・
センサ・システムは、限られた数の用途のみを有する同
じ様なシステムより一層経済的に製造され得る。これ
は、製造者はより多くのそれらを製造し、より多くの数
の個々のシステムに比べて、オリジナルの設計開発費を
分配することができるからである。ゆえに、製造者は、
アナログ信号を一定の程度までだけ増幅し調節するシリ
コン・センサ・システムを、より種々の応用を有するシ
ステムのように安価に大量生産することができない。こ
の制限のため、これらのタイプのシリコン・センサ・シ
ステムは費用が掛かることにより、ゆえに、これらは分
散データ処理を使用する安価なシリコン・センサ・シス
テムの必要性に応ずることができない。したがって、分
散データ処理を十分利用する安価なシリコン・センサ・
システムの必要性がまだある。
センサ・システムは、限られた数の用途のみを有する同
じ様なシステムより一層経済的に製造され得る。これ
は、製造者はより多くのそれらを製造し、より多くの数
の個々のシステムに比べて、オリジナルの設計開発費を
分配することができるからである。ゆえに、製造者は、
アナログ信号を一定の程度までだけ増幅し調節するシリ
コン・センサ・システムを、より種々の応用を有するシ
ステムのように安価に大量生産することができない。こ
の制限のため、これらのタイプのシリコン・センサ・シ
ステムは費用が掛かることにより、ゆえに、これらは分
散データ処理を使用する安価なシリコン・センサ・シス
テムの必要性に応ずることができない。したがって、分
散データ処理を十分利用する安価なシリコン・センサ・
システムの必要性がまだある。
【０００７】
【課題を解決するための手段】従来技術に現存する既知
のタイプのシリコン・センサ・システム本来の前述の不
利益を考慮して、本発明によりインテリジェント・プロ
グラマブル・シリコン・センサ・システムを提供する
が、そこにおいて、製造者が先ずそのセンサを製造する
ことができ、ユーザーが後でそれを特定の応用用にプロ
グラムすることができる。さらに、センサが適切である
と、ユーザーはセンサを再プログラムして、必要が命ず
る通りに、そのセンシング・パラメータをさらに精密に
することができる。
のタイプのシリコン・センサ・システム本来の前述の不
利益を考慮して、本発明によりインテリジェント・プロ
グラマブル・シリコン・センサ・システムを提供する
が、そこにおいて、製造者が先ずそのセンサを製造する
ことができ、ユーザーが後でそれを特定の応用用にプロ
グラムすることができる。さらに、センサが適切である
と、ユーザーはセンサを再プログラムして、必要が命ず
る通りに、そのセンシング・パラメータをさらに精密に
することができる。
【０００８】本発明の一態様は、製造者が単一のデバイ
スを多くの応用用に設計及び製造することができるセン
サである。ユーザーは後でそのセンサを特定の応用用に
プログラムすることができる。本発明のインテリジェン
ト・プログラマブル・センサは生データを事前処理し
て、システム全体の能率を増進する。
スを多くの応用用に設計及び製造することができるセン
サである。ユーザーは後でそのセンサを特定の応用用に
プログラムすることができる。本発明のインテリジェン
ト・プログラマブル・センサは生データを事前処理し
て、システム全体の能率を増進する。
【０００９】本発明の一態様に従い、センサは単一のシ
リコン基板ベース上にセンシング・トランスデューサを
含み、このセンシング・トランスデューサはそれが検出
する物理的変数に比例するアナログ信号を発生する。コ
ンフィギュラブル・アナログ信号調節器はセンシング・
トランスデューサからアナログ信号を受取り、その信号
を増幅、フィルタ、または調節し、そのアナログ信号を
コンフィギュラブル・アナログ−ディジタル変換器に導
く。センサ・トランスデューサ、コンフィギュラブル・
アナログ信号調節器、及びディジタル変換器は同一シリ
コン・ベース上にある。
リコン基板ベース上にセンシング・トランスデューサを
含み、このセンシング・トランスデューサはそれが検出
する物理的変数に比例するアナログ信号を発生する。コ
ンフィギュラブル・アナログ信号調節器はセンシング・
トランスデューサからアナログ信号を受取り、その信号
を増幅、フィルタ、または調節し、そのアナログ信号を
コンフィギュラブル・アナログ−ディジタル変換器に導
く。センサ・トランスデューサ、コンフィギュラブル・
アナログ信号調節器、及びディジタル変換器は同一シリ
コン・ベース上にある。
【００１０】本発明のほかの態様には、シリコン・セン
サ・トランスデューサを含む単一のシリコン・ベース上
のインテリジェント・プログラマブル・シリコン・セン
サが含まれ、このシリコン・センサ・トランスデューサ
はそれが応答する物理的変数に比例するアナログ信号を
発生する。コンフィギュラブル・アナログ信号調節器は
センシング・トランスデューサが発生するアナログ信号
を受取り、そのアナログ信号を増幅、フィルタ、または
調節する。信号調節器はこの調節したアナログ信号をコ
ンフィギュラブル・アナログ−ディジタル変換器に導
く。
サ・トランスデューサを含む単一のシリコン・ベース上
のインテリジェント・プログラマブル・シリコン・セン
サが含まれ、このシリコン・センサ・トランスデューサ
はそれが応答する物理的変数に比例するアナログ信号を
発生する。コンフィギュラブル・アナログ信号調節器は
センシング・トランスデューサが発生するアナログ信号
を受取り、そのアナログ信号を増幅、フィルタ、または
調節する。信号調節器はこの調節したアナログ信号をコ
ンフィギュラブル・アナログ−ディジタル変換器に導
く。
【００１１】本発明のこの態様に従い、本発明のセンサ
・システムにはさらに構成及び結果バスが含まれ、これ
はアナログ信号調節器、アナログ−ディジタル変換器、
プログラム・メモリ、ディジタル信号プロセッサ、及び
通信インタフェース間に通じている。これらの素子は全
て同一シリコン・ベース上にある。
・システムにはさらに構成及び結果バスが含まれ、これ
はアナログ信号調節器、アナログ−ディジタル変換器、
プログラム・メモリ、ディジタル信号プロセッサ、及び
通信インタフェース間に通じている。これらの素子は全
て同一シリコン・ベース上にある。
【００１２】本発明の他の態様に従い、インテリジェン
ト・プログラマブル・センサ及び関連システムには、上
述の複数のインテリジェント・センサ、ならびにスーパ
バイザ・モニタ／コントロール・コンピュータが含まれ
ている。スーパバイザ・モニタ／コントロール・コンピ
ュータはインテリジェント・プログラマブル・センサ間
に通じており、センサ・システムの応用に従って検出機
能を実行しなければならない場合にインテリジェント・
プログラマブル・センサ部品の動作をプログラムする。
ト・プログラマブル・センサ及び関連システムには、上
述の複数のインテリジェント・センサ、ならびにスーパ
バイザ・モニタ／コントロール・コンピュータが含まれ
ている。スーパバイザ・モニタ／コントロール・コンピ
ュータはインテリジェント・プログラマブル・センサ間
に通じており、センサ・システムの応用に従って検出機
能を実行しなければならない場合にインテリジェント・
プログラマブル・センサ部品の動作をプログラムする。
【００１３】本発明の技術利点は、製造者が製造し、ユ
ーザーが特定の応用用にプログラムすることができる単
一のシリコン・センサを提供するということである。
ーザーが特定の応用用にプログラムすることができる単
一のシリコン・センサを提供するということである。
【００１４】本発明の他の技術利点は、ユーザーが再プ
ログラムして実時間監視コンピュータの制御の下或いは
人間の介入によって別のデータを提供することができる
デバイスを提供するということである。
ログラムして実時間監視コンピュータの制御の下或いは
人間の介入によって別のデータを提供することができる
デバイスを提供するということである。
【００１５】本発明のさらに他の技術利点は、ユーザー
が同一タイプの多数のセンサをインストールし、それら
をプログラムして、複雑な或いは大規模のセンサのモニ
タ及び制御用のトータル・システムを形成することがで
きるということである。
が同一タイプの多数のセンサをインストールし、それら
をプログラムして、複雑な或いは大規模のセンサのモニ
タ及び制御用のトータル・システムを形成することがで
きるということである。
【００１６】本発明は、添付の図面に関連して、以下の
実施例を参照することによって、より完全に理解される
であろう。
実施例を参照することによって、より完全に理解される
であろう。
【００１７】
【実施例】図１−図３の図面において同様の番号は種々
の図面の同様及び対応部分を示し、これらの図面は本発
明の好ましい実施例の完全な理解を展開するのに役立つ
ものである。
の図面の同様及び対応部分を示し、これらの図面は本発
明の好ましい実施例の完全な理解を展開するのに役立つ
ものである。
【００１８】図１により、本発明に従うインテリジェン
ト・プログラマブル・センサ１０の好ましい実施例のブ
ロック図を提供する。インテリジェント・プログラマブ
ル・センサ１０にはセンシング・トランスデューサ１２
が含まれており、このセンシング・トランスデューサ１
２はアナログ信号１４をコンフィギュラブル・アナログ
信号調節器１６に送る。コンフィギュラブル・アナログ
信号調節回路１６にはコンフィギュラブル・メモリ１８
が含まれている。コンフィギュラブル・アナログ信号調
節器１６はアナログ信号２０をコンフィギュラブル・ア
ナログ−ディジタル変換器２２に送る。コンフィギュラ
ブル・アナログ−ディジタル変換器２２にはコンフィギ
ュラブル・メモリ２４が含まれている。コンフィギュラ
ブル・アナログ−ディジタル変換器２２はディジタル化
信号２６を発生し、この信号をディジタル信号プロセッ
サ２８に送る。ディジタル信号プロセッサ２８はまた、
プログラム・メモリ３０から処理コマンドを受取り、結
果３２を構成及び結果バス３４に送る。
ト・プログラマブル・センサ１０の好ましい実施例のブ
ロック図を提供する。インテリジェント・プログラマブ
ル・センサ１０にはセンシング・トランスデューサ１２
が含まれており、このセンシング・トランスデューサ１
２はアナログ信号１４をコンフィギュラブル・アナログ
信号調節器１６に送る。コンフィギュラブル・アナログ
信号調節回路１６にはコンフィギュラブル・メモリ１８
が含まれている。コンフィギュラブル・アナログ信号調
節器１６はアナログ信号２０をコンフィギュラブル・ア
ナログ−ディジタル変換器２２に送る。コンフィギュラ
ブル・アナログ−ディジタル変換器２２にはコンフィギ
ュラブル・メモリ２４が含まれている。コンフィギュラ
ブル・アナログ−ディジタル変換器２２はディジタル化
信号２６を発生し、この信号をディジタル信号プロセッ
サ２８に送る。ディジタル信号プロセッサ２８はまた、
プログラム・メモリ３０から処理コマンドを受取り、結
果３２を構成及び結果バス３４に送る。
【００１９】構成及び結果バス３４は構成コマンドをコ
ンフィギュレーション・メモリ１８及びコンフィギュレ
ーション・メモリ２４に送る。構成及び結果バス３４は
さらにプログラム・メモリ３０に命令を送る。構成及び
結果バス３４は同様に、現存するコンフィギュラブル・
メモリ１８及び２４の構成及びプログラム・メモリ３０
内の命令を読取ることもできる。構成及び結果バス３４
は通信インタフェース３６と通じている。通信インタフ
ェース３６はシステム通信バス３８と通じている。シス
テム通信バス３８は、インテリジェント・プログラマブ
ル・センサ４０及びインテリジェント・プログラマブル
・センサ４２を含む他のインテリジェント・センサ間で
通じている。システム通信バス３８は同様に、インテリ
ジェント・プログラマブル・センサの結果、コンフィギ
ュラブル・メモリ１８及び２４の状態、及びプログラム
・メモリ３０の状態を、スーパバイザ・モニタ／コント
ロール・コンピュータ４４に送る。スーパバイザ・モニ
タ／コントロール・コンピュータ４４は、インテリジェ
ント・プログラマブル・センサ４０及び４２を含む他の
インテリジェント・センサと同様、インテリジェント・
プログラマブル・センサ１０にプログラム情報を送る。
ンフィギュレーション・メモリ１８及びコンフィギュレ
ーション・メモリ２４に送る。構成及び結果バス３４は
さらにプログラム・メモリ３０に命令を送る。構成及び
結果バス３４は同様に、現存するコンフィギュラブル・
メモリ１８及び２４の構成及びプログラム・メモリ３０
内の命令を読取ることもできる。構成及び結果バス３４
は通信インタフェース３６と通じている。通信インタフ
ェース３６はシステム通信バス３８と通じている。シス
テム通信バス３８は、インテリジェント・プログラマブ
ル・センサ４０及びインテリジェント・プログラマブル
・センサ４２を含む他のインテリジェント・センサ間で
通じている。システム通信バス３８は同様に、インテリ
ジェント・プログラマブル・センサの結果、コンフィギ
ュラブル・メモリ１８及び２４の状態、及びプログラム
・メモリ３０の状態を、スーパバイザ・モニタ／コント
ロール・コンピュータ４４に送る。スーパバイザ・モニ
タ／コントロール・コンピュータ４４は、インテリジェ
ント・プログラマブル・センサ４０及び４２を含む他の
インテリジェント・センサと同様、インテリジェント・
プログラマブル・センサ１０にプログラム情報を送る。
【００２０】図２は、本発明の構成を述べる部分切取側
面図／部分ブロック図を示すものである。図２のシリコ
ン・トランスデューサ１２はシリコン加速度計として作
動する。これらのようなデバイスには、エア・バック開
発用のクラッシュ−センサ、アクティブ・サスペンショ
ン・システム用のモーション・センサとしての用途があ
る。これらはまた、航空宇宙及び軍事応用においての用
途も見付ける。
面図／部分ブロック図を示すものである。図２のシリコ
ン・トランスデューサ１２はシリコン加速度計として作
動する。これらのようなデバイスには、エア・バック開
発用のクラッシュ−センサ、アクティブ・サスペンショ
ン・システム用のモーション・センサとしての用途があ
る。これらはまた、航空宇宙及び軍事応用においての用
途も見付ける。
【００２１】図１と関連して説明した構成部分は（構成
部分間の信号の流れも同様に）、センシング・トランス
デューサ１２に単一ユニットとして精密にマウントした
ブロック図要素として示してある。図２はさらに、セン
サ・トランスデューサ１２をカンチレバー設計として示
しており、これはビーム５０の一端がインタフェース５
４のところでシリコン・サスペンディング・フレーム５
２に精密に固定されたままになっており、一方ビーム５
０のもう一端が搖動自在な震体５６に取り付けられてい
るものである。一連のフレキシブル・タブ５８は、震体
５６の三辺の回りの、下にある棚６０の上に広がってお
り、機械的停止を供給して、動作の三軸全てにおける過
変化の間ビーム５０が破損するのを防ぐ。ギャップ６２
は震体５６及びベース６４との間にあり、震体５６の弾
力的励振による過変化ダメージの保護を提供する。この
デバイスはインテリジェント・プログラマブル・シリコ
ン・センサ１０の上側を完全に露出させて、本実施例の
残りの部品の追加を可能にする。これらの部品はシリコ
ン基板５２中に注入することができる。
部分間の信号の流れも同様に）、センシング・トランス
デューサ１２に単一ユニットとして精密にマウントした
ブロック図要素として示してある。図２はさらに、セン
サ・トランスデューサ１２をカンチレバー設計として示
しており、これはビーム５０の一端がインタフェース５
４のところでシリコン・サスペンディング・フレーム５
２に精密に固定されたままになっており、一方ビーム５
０のもう一端が搖動自在な震体５６に取り付けられてい
るものである。一連のフレキシブル・タブ５８は、震体
５６の三辺の回りの、下にある棚６０の上に広がってお
り、機械的停止を供給して、動作の三軸全てにおける過
変化の間ビーム５０が破損するのを防ぐ。ギャップ６２
は震体５６及びベース６４との間にあり、震体５６の弾
力的励振による過変化ダメージの保護を提供する。この
デバイスはインテリジェント・プログラマブル・シリコ
ン・センサ１０の上側を完全に露出させて、本実施例の
残りの部品の追加を可能にする。これらの部品はシリコ
ン基板５２中に注入することができる。
【００２２】コンフィギュラブル・アナログ信号調節器
１６には調節回路及びコンフィギュラブル・メモリ１８
とが含まれている。調節回路は信号利得、そして多分、
フィルタリングを提供し得る。例えば、信号調節器１６
にはインテグラル増幅器ならびに信号フィルタが含ま
れ、センシング・トランスデューサ１２からのノイズを
低減させる。本発明のインテリジェント・プログラマブ
ル・センサはまた、アナログ信号調節器１６の特徴と同
様、アナログ信号１４の温度補償を組み込み得る。これ
により一層正確に、センサ環境からいかなる温度の悪影
響も受けずに、アナログ信号２０をセンシング・トラン
スデューサ１２の加速出力に応答させることになる。コ
ンフィギュラブル・メモリ１８には別の不揮発メモリが
含まれている。例えば、コンフィギュラブル・メモリ１
８はアナログ信号１４の利得を変化させるレジスタであ
り得る。
１６には調節回路及びコンフィギュラブル・メモリ１８
とが含まれている。調節回路は信号利得、そして多分、
フィルタリングを提供し得る。例えば、信号調節器１６
にはインテグラル増幅器ならびに信号フィルタが含ま
れ、センシング・トランスデューサ１２からのノイズを
低減させる。本発明のインテリジェント・プログラマブ
ル・センサはまた、アナログ信号調節器１６の特徴と同
様、アナログ信号１４の温度補償を組み込み得る。これ
により一層正確に、センサ環境からいかなる温度の悪影
響も受けずに、アナログ信号２０をセンシング・トラン
スデューサ１２の加速出力に応答させることになる。コ
ンフィギュラブル・メモリ１８には別の不揮発メモリが
含まれている。例えば、コンフィギュラブル・メモリ１
８はアナログ信号１４の利得を変化させるレジスタであ
り得る。
【００２３】コンフィギュラブル・アナログ−ディジタ
ル変換器２２にはアナログ−ディジタル変換回路及びコ
ンフィギュラブル・メモリ２４が含まれている。コンフ
ィギュラブル・メモリ２４は、アナログ信号２０を特定
の割合でサンプルし、特定の割合でその信号をディジタ
ル化信号２６に変換するべくアナログ−ディジタル変換
器２２に指図するオペレーショナル・コマンドを記憶す
る。同様に、これらのコマンドはディジタル化信号２６
を含む多数のビットの情報をプログラムし得る。アナロ
グ−ディジタル変換器２２の機能を実行し得るアナログ
−ディジタル入力／出力システムの実例は、米国テキサ
ス州ダラスのテキサス・インスツルメンツ・インコーポ
レーテッドによって製造されるＴＬＣ３２０４０及びＴ
ＬＣ３２０４１である。これらのデバイスは、帯域スィ
ッチ・キャパシタ・アンチ・エリア入力フィルタ、１４
ビット分解能アナログ−ディジタル変換器、４つのマイ
クロプロセッサ・コンパチブル・シリアル・ポート・モ
ード、１４ビツト分解能ディジタル−アナログ変換器、
及び低域スイッチ・キャパシタ出力リコンストラクショ
ン・フィルタとを集積する。ＴＬＣ３２０４０或いはＴ
ＬＣ３２０４１の機能を実行することができるいかなる
デバイスも十分なアナログ−ディジタル変換器である。
ル変換器２２にはアナログ−ディジタル変換回路及びコ
ンフィギュラブル・メモリ２４が含まれている。コンフ
ィギュラブル・メモリ２４は、アナログ信号２０を特定
の割合でサンプルし、特定の割合でその信号をディジタ
ル化信号２６に変換するべくアナログ−ディジタル変換
器２２に指図するオペレーショナル・コマンドを記憶す
る。同様に、これらのコマンドはディジタル化信号２６
を含む多数のビットの情報をプログラムし得る。アナロ
グ−ディジタル変換器２２の機能を実行し得るアナログ
−ディジタル入力／出力システムの実例は、米国テキサ
ス州ダラスのテキサス・インスツルメンツ・インコーポ
レーテッドによって製造されるＴＬＣ３２０４０及びＴ
ＬＣ３２０４１である。これらのデバイスは、帯域スィ
ッチ・キャパシタ・アンチ・エリア入力フィルタ、１４
ビット分解能アナログ−ディジタル変換器、４つのマイ
クロプロセッサ・コンパチブル・シリアル・ポート・モ
ード、１４ビツト分解能ディジタル−アナログ変換器、
及び低域スイッチ・キャパシタ出力リコンストラクショ
ン・フィルタとを集積する。ＴＬＣ３２０４０或いはＴ
ＬＣ３２０４１の機能を実行することができるいかなる
デバイスも十分なアナログ−ディジタル変換器である。
【００２４】ディジタル信号プロセッサ２８はインテリ
ジェント・プログラマブル・センサ１０が多数の異なる
機能を実行するのを可能にする。ディジタル信号プロセ
ッサ２８は、プログラマブル・メモリ３０からの命令に
したがって、ディジタル化信号２６が運ぶデータを処理
する。プログラマブル・メモリ３０からの命令はスーパ
バイザ・モニタ／コントロール・コンピュータ４４にそ
の源がある。従って、結果３２は、スーパバイザ・モニ
タ／コントロール・コンピュータ４４からの命令にした
がって処理されたディジタル・データ信号を含む。結果
３２はコンピュータ４４からの制御命令にしたがって処
理されるので、インテリジェント・プログラマブル・セ
ンサ・システム１０はコンピュータ４４に情報を供給す
るが、それはセンシング・トランスデューサ１２からの
生アナログ信号データよりも処理し易く、システム通信
バス３８上を伝達するのがずっと簡単である。プログラ
ム・メモリ３０は、再プログラミングが発生するまでセ
ンサ・デバイスがその処理命令及びデータ出力特性を維
持することを可能にする標準不揮発性メモリを提供す
る。
ジェント・プログラマブル・センサ１０が多数の異なる
機能を実行するのを可能にする。ディジタル信号プロセ
ッサ２８は、プログラマブル・メモリ３０からの命令に
したがって、ディジタル化信号２６が運ぶデータを処理
する。プログラマブル・メモリ３０からの命令はスーパ
バイザ・モニタ／コントロール・コンピュータ４４にそ
の源がある。従って、結果３２は、スーパバイザ・モニ
タ／コントロール・コンピュータ４４からの命令にした
がって処理されたディジタル・データ信号を含む。結果
３２はコンピュータ４４からの制御命令にしたがって処
理されるので、インテリジェント・プログラマブル・セ
ンサ・システム１０はコンピュータ４４に情報を供給す
るが、それはセンシング・トランスデューサ１２からの
生アナログ信号データよりも処理し易く、システム通信
バス３８上を伝達するのがずっと簡単である。プログラ
ム・メモリ３０は、再プログラミングが発生するまでセ
ンサ・デバイスがその処理命令及びデータ出力特性を維
持することを可能にする標準不揮発性メモリを提供す
る。
【００２５】米国テキサス州ダラスのテキサス・インス
ツルメンツによって製造される１６／３２ビット・シン
グルチップ・ディジタル信号プロセッサのＴＭＳ３２０
ファミリーは、ディジタル信号プロセッサ２８の要求を
満たすディジタル信号プロセッサ・コアを有する。その
ファミリーのディジタル信号プロセッサは、毎秒１，２
８０万の命令を実行する能力のあるディジタル信号プロ
セッサを提供する特別なディジタル信号処理命令のセッ
トを有する。この命令実行率は一般に、大抵のセンシン
グ応用の場合にプログラム・メモリ３０からの命令の処
理要求を取扱う。しかし、本発明の好ましい実施例は、
プログラム・メモリ３０からの入力及びディジタル化信
号２６とを受取って結果３２を発生し、これらの結果を
構成及び結果バス３４に伝送することができるいかなる
ディジタル信号プロセッサも使用し得る。
ツルメンツによって製造される１６／３２ビット・シン
グルチップ・ディジタル信号プロセッサのＴＭＳ３２０
ファミリーは、ディジタル信号プロセッサ２８の要求を
満たすディジタル信号プロセッサ・コアを有する。その
ファミリーのディジタル信号プロセッサは、毎秒１，２
８０万の命令を実行する能力のあるディジタル信号プロ
セッサを提供する特別なディジタル信号処理命令のセッ
トを有する。この命令実行率は一般に、大抵のセンシン
グ応用の場合にプログラム・メモリ３０からの命令の処
理要求を取扱う。しかし、本発明の好ましい実施例は、
プログラム・メモリ３０からの入力及びディジタル化信
号２６とを受取って結果３２を発生し、これらの結果を
構成及び結果バス３４に伝送することができるいかなる
ディジタル信号プロセッサも使用し得る。
【００２６】構成及び結果バス３４により、通信インタ
フェース３６は、コンフィギュラブル・アナログ信号調
節器１６及びコンフィギュラブル・アナログ−ディジタ
ル変換器２２を含む様々な素子に連係される。構成及び
結果バス３４は、構成コマンド及び処理コマンドを含む
スーパバイザ・コマンドを、通信インタフェース３６を
通してスーパバイザ・モニタ／コントロール・コンピュ
ータ４４から受取る。構成コマンドは構成及び結果バス
３４によってコンフィギュラブル・メモリ１８及びコン
フィギュラブル・メモリ２４に送られる。これらは、ア
ナログ信号調節器１６及びアナログ−ディジタル変換器
２２をスーパバイザ・コンピュータ４４の指令に従って
構成し、信号調節器１６及びアナログ−ディジタル変換
器２２がそれぞれ、アナログ信号１４を調整し、アナロ
グ信号２０を変換する方法を変える。
フェース３６は、コンフィギュラブル・アナログ信号調
節器１６及びコンフィギュラブル・アナログ−ディジタ
ル変換器２２を含む様々な素子に連係される。構成及び
結果バス３４は、構成コマンド及び処理コマンドを含む
スーパバイザ・コマンドを、通信インタフェース３６を
通してスーパバイザ・モニタ／コントロール・コンピュ
ータ４４から受取る。構成コマンドは構成及び結果バス
３４によってコンフィギュラブル・メモリ１８及びコン
フィギュラブル・メモリ２４に送られる。これらは、ア
ナログ信号調節器１６及びアナログ−ディジタル変換器
２２をスーパバイザ・コンピュータ４４の指令に従って
構成し、信号調節器１６及びアナログ−ディジタル変換
器２２がそれぞれ、アナログ信号１４を調整し、アナロ
グ信号２０を変換する方法を変える。
【００２７】構成及び結果バス３４はまた、ディジタル
信号プロセッサ２８及びプログラム・メモリ３０のデー
タ処理を制御するべく作動する。結果３２に応答して、
スーパバイザ・コンピュータ４４は、ディジタル信号プ
ロセッサ２８がディジタル化信号２６を異なって処理す
るように指令し得る。その様な場合には、スーパバイザ
・コンピュータ４４は別の組みの処理コマンドを発生
し、これらの処理コマンドをシステム通信バス３８を介
して通信インタフェース３６に送る。通信インタフェー
ス３６は構成及び結果バス３４上のこれらのコマンドを
プログラム・メモリ３０に伝える。プログラム・メモリ
３０はこれらの別のコマンドを記憶し、それらをディジ
タル信号プロセッサ２８に送る。これらの別のコマンド
で、ディジタル信号プロセッサ２８はディジタル化信号
２６を処理して、別の組みの結果３２を構成及び結果バ
ス３４に発生し返す。最後に、構成及び結果バス３４は
これらの別の処理された結果３２を、通信インタフェー
ス３６及びシステム通信バス３８とを介してスーパバイ
ザ・コンピュータ４４に中継する。ゆえに、構成及び結
果バス３４は本発明のインテリジェント・プログラマブ
ル・センサ１０との中央データ通信経路として作動す
る。
信号プロセッサ２８及びプログラム・メモリ３０のデー
タ処理を制御するべく作動する。結果３２に応答して、
スーパバイザ・コンピュータ４４は、ディジタル信号プ
ロセッサ２８がディジタル化信号２６を異なって処理す
るように指令し得る。その様な場合には、スーパバイザ
・コンピュータ４４は別の組みの処理コマンドを発生
し、これらの処理コマンドをシステム通信バス３８を介
して通信インタフェース３６に送る。通信インタフェー
ス３６は構成及び結果バス３４上のこれらのコマンドを
プログラム・メモリ３０に伝える。プログラム・メモリ
３０はこれらの別のコマンドを記憶し、それらをディジ
タル信号プロセッサ２８に送る。これらの別のコマンド
で、ディジタル信号プロセッサ２８はディジタル化信号
２６を処理して、別の組みの結果３２を構成及び結果バ
ス３４に発生し返す。最後に、構成及び結果バス３４は
これらの別の処理された結果３２を、通信インタフェー
ス３６及びシステム通信バス３８とを介してスーパバイ
ザ・コンピュータ４４に中継する。ゆえに、構成及び結
果バス３４は本発明のインテリジェント・プログラマブ
ル・センサ１０との中央データ通信経路として作動す
る。
【００２８】システム通信バス３８は、インテリジェン
ト・センサ、例えばインテリジェント・プログラマブル
・センサ４０及び４２、及びスーパバイザ・コンピュー
タ４４間で並列或いは直列リンクのどちらかであり得る
低レベル通信バスである。スーパバイザ・モニタ／コン
トロール・コンピュータ４４は上述したモニタ及び制御
機能を実行することができるいかなるデータ処理デバイ
スでもあり得る。
ト・センサ、例えばインテリジェント・プログラマブル
・センサ４０及び４２、及びスーパバイザ・コンピュー
タ４４間で並列或いは直列リンクのどちらかであり得る
低レベル通信バスである。スーパバイザ・モニタ／コン
トロール・コンピュータ４４は上述したモニタ及び制御
機能を実行することができるいかなるデータ処理デバイ
スでもあり得る。
【００２９】図３は本発明の代わりの実施例を示すもの
である。この実施例は、単一のシリコン・ベース上に、
センシング・トランスデューサ１２、コンフィギュラブ
ル・アナログ信号調節器１６、及びコンフィギュラブル
・メモリ１８を含むものである。別のシリコン・ベース
上には、コンフィギュラブル・アナログ−ディジタル変
換器２２がコンフィギュラブル・メモリ２４、プログラ
ム・メモリ３０、ディジタル信号プロセッサ２８、構成
及び結果バス３４、及び通信インタフェース３６と共に
現われている。なお、この２−チップ構成は本発明のイ
ンテリジェント・プログラマブル・センサ１０の小型の
高度に集積されたデバイス対を提供するものである。こ
の実施例はまた従来のシリコン・センサにはないフレキ
シビリティを有する。この実施例はまた、特定応用にお
ける最初の設置時及び結果３２のユーザー分析に従って
実時間での両方で、ユーザがアナログ信号調節器１６を
プログラムすることを可能にする。
である。この実施例は、単一のシリコン・ベース上に、
センシング・トランスデューサ１２、コンフィギュラブ
ル・アナログ信号調節器１６、及びコンフィギュラブル
・メモリ１８を含むものである。別のシリコン・ベース
上には、コンフィギュラブル・アナログ−ディジタル変
換器２２がコンフィギュラブル・メモリ２４、プログラ
ム・メモリ３０、ディジタル信号プロセッサ２８、構成
及び結果バス３４、及び通信インタフェース３６と共に
現われている。なお、この２−チップ構成は本発明のイ
ンテリジェント・プログラマブル・センサ１０の小型の
高度に集積されたデバイス対を提供するものである。こ
の実施例はまた従来のシリコン・センサにはないフレキ
シビリティを有する。この実施例はまた、特定応用にお
ける最初の設置時及び結果３２のユーザー分析に従って
実時間での両方で、ユーザがアナログ信号調節器１６を
プログラムすることを可能にする。
【００３０】さて、インテリジェント・プログラマブル
・センサ１０の動作を説明するが、以下に本発明を組み
込むシリコン加速度計センサの可能な応用について述べ
る。機械診断学の分野において、機械の運転者はセンサ
を用いて、ある人間熟練者（或いはコンピュータ・プロ
グラム）が解釈しなければならない生情報を発生する。
これらのセンサは、シリコン・センサかそうでないかい
ずれにせよ、時間ごとに機械振動を詳細に記録する大量
のデータを生じる。
・センサ１０の動作を説明するが、以下に本発明を組み
込むシリコン加速度計センサの可能な応用について述べ
る。機械診断学の分野において、機械の運転者はセンサ
を用いて、ある人間熟練者（或いはコンピュータ・プロ
グラム）が解釈しなければならない生情報を発生する。
これらのセンサは、シリコン・センサかそうでないかい
ずれにせよ、時間ごとに機械振動を詳細に記録する大量
のデータを生じる。
【００３１】本発明のインテリジェント・プログラマブ
ル・センサ１０、ならびにシステム通信バス３８及びス
ーパバイザ・モニタ／コントロール・コンピュータ４４
により、人間の熟練者は多数の機械診断手続きから解か
れる。これは、インテリジェント・プログラマブル・セ
ンサ１０がスーパバイザ・モニタ／コントロール・コン
ピュータ４４用の十分なデータ処理能力を組み込み、処
理したディジタル・データを記憶し、分析を実行し、機
械診断手続きに必要な決定をするからである。この様な
応用の場合、スーパバイザ・モニタ／コントロール・コ
ンピュータ４４は、スーパバイザ・モニタ／コントロー
ル・コンピュータ４４内の意思決定プログラムに従って
インテリジェント・プログラマブル・センサ１０を再プ
ログラムする。ゆえに、機械診断学の応用の場合、スー
パバイザ・モニタ／コントロール・コンピュータ４４
が、機械があるオペレーショナル設定値に達することに
より異常に運転し始めているということを示す結果３２
をディジタル信号プロセッサ２８から受取ると、スーパ
バイザ・コンピュータ４４はプログラム命令をプログラ
ム・メモリ３０に指示してディジタル信号プロセッサ２
８の動作モードを変える。
ル・センサ１０、ならびにシステム通信バス３８及びス
ーパバイザ・モニタ／コントロール・コンピュータ４４
により、人間の熟練者は多数の機械診断手続きから解か
れる。これは、インテリジェント・プログラマブル・セ
ンサ１０がスーパバイザ・モニタ／コントロール・コン
ピュータ４４用の十分なデータ処理能力を組み込み、処
理したディジタル・データを記憶し、分析を実行し、機
械診断手続きに必要な決定をするからである。この様な
応用の場合、スーパバイザ・モニタ／コントロール・コ
ンピュータ４４は、スーパバイザ・モニタ／コントロー
ル・コンピュータ４４内の意思決定プログラムに従って
インテリジェント・プログラマブル・センサ１０を再プ
ログラムする。ゆえに、機械診断学の応用の場合、スー
パバイザ・モニタ／コントロール・コンピュータ４４
が、機械があるオペレーショナル設定値に達することに
より異常に運転し始めているということを示す結果３２
をディジタル信号プロセッサ２８から受取ると、スーパ
バイザ・コンピュータ４４はプログラム命令をプログラ
ム・メモリ３０に指示してディジタル信号プロセッサ２
８の動作モードを変える。
【００３２】これらの種々のコマンドは、例えば、ディ
ジタル信号プロセッサ２８に、故障しているかも知れな
い部品を隔離するために機械振動のより微細な周波数を
精察するように指図することができる。同時に、スーパ
バイザ・コンピュータ４４はコンフィギュラブル・メモ
リ１８及びコンフィギュラブル・メモリ２４にアナログ
信号調節器１６及びアナログ−ディジタル変換器の動作
をそれぞれ変えるよう指図し得る。例えば、スーパバイ
ザ・モニタ／コントロール・コンピュータ４４は、アナ
ログ信号調節器１６がアナログ−ディジタル変換器２２
に送るアナログ信号２０の利得を増やすようアナログ信
号調節器１６に指図し得る。スーパバイザ・モニタ／コ
ントロール・コンピュータ４４は、例えば、さらに、ア
ナログ−ディジタル変換器２２にディジタル化信号２６
のビット伝送速度を増やすよう指図することができる。
これらの変更により、分解能が増え、トランスデューサ
１２が検出する振動の振動分析の周波数帯幅が増える。
これらの変更が生み出す結果３２は、特定の故障部品を
その部品が機械動作を妨げる前に隔離させるぎりぎりに
もできるし、或いは部品が故障する前に概算の見積時間
を示すこともできる。従って、インテリジェント・プロ
グラマブル・センサ１０は機械診断及びオペレーション
において実質的な改良を生じることができる。
ジタル信号プロセッサ２８に、故障しているかも知れな
い部品を隔離するために機械振動のより微細な周波数を
精察するように指図することができる。同時に、スーパ
バイザ・コンピュータ４４はコンフィギュラブル・メモ
リ１８及びコンフィギュラブル・メモリ２４にアナログ
信号調節器１６及びアナログ−ディジタル変換器の動作
をそれぞれ変えるよう指図し得る。例えば、スーパバイ
ザ・モニタ／コントロール・コンピュータ４４は、アナ
ログ信号調節器１６がアナログ−ディジタル変換器２２
に送るアナログ信号２０の利得を増やすようアナログ信
号調節器１６に指図し得る。スーパバイザ・モニタ／コ
ントロール・コンピュータ４４は、例えば、さらに、ア
ナログ−ディジタル変換器２２にディジタル化信号２６
のビット伝送速度を増やすよう指図することができる。
これらの変更により、分解能が増え、トランスデューサ
１２が検出する振動の振動分析の周波数帯幅が増える。
これらの変更が生み出す結果３２は、特定の故障部品を
その部品が機械動作を妨げる前に隔離させるぎりぎりに
もできるし、或いは部品が故障する前に概算の見積時間
を示すこともできる。従って、インテリジェント・プロ
グラマブル・センサ１０は機械診断及びオペレーション
において実質的な改良を生じることができる。
【００３３】この実施例の説明は以上の特定の実施例を
参照して本発明を説明するが、クレイム及びこの実施例
の説明は発明の範囲を制限するものではない。開示した
実施例の様々な変更は、本発明の代わりの実施例と同
様、以上の説明に関して当業者にとって明らかになるで
あろう。従って添付のクレイムは本発明の真の範囲に含
まれるような変更を包含するものである。
参照して本発明を説明するが、クレイム及びこの実施例
の説明は発明の範囲を制限するものではない。開示した
実施例の様々な変更は、本発明の代わりの実施例と同
様、以上の説明に関して当業者にとって明らかになるで
あろう。従って添付のクレイムは本発明の真の範囲に含
まれるような変更を包含するものである。
【００３４】実施例の変化の一例として、例えば、遠隔
地から命令を送ることができるようにシステム３８を無
線伝送線路であるようにすることができる。
地から命令を送ることができるようにシステム３８を無
線伝送線路であるようにすることができる。
【００３５】以上の説明に関して、さらに、下記の項を
開示する。
開示する。
【００３６】(1) シリコン・ベース上にマウントされ
た素子を使用するインテリジェント・プログラマブル・
センシング用装置であって、前記素子が、物理的変数を
検出し、前記検出した物理的変数を表わす複数の生信号
を発生するトランスデューサと、前記生信号を前記トラ
ンスデューサから受取り、調節し、複数の調節した信号
を伝送するコンフィギュラブル信号調節器とを含み、前
記コンフィギュラブル信号調節器がさらに、前記コンフ
ィギュラブル・アナログ信号調節器に指図する少なくと
も一つの信号調節命令を記憶するコンフィギュラブル・
メモリを含む装置。
た素子を使用するインテリジェント・プログラマブル・
センシング用装置であって、前記素子が、物理的変数を
検出し、前記検出した物理的変数を表わす複数の生信号
を発生するトランスデューサと、前記生信号を前記トラ
ンスデューサから受取り、調節し、複数の調節した信号
を伝送するコンフィギュラブル信号調節器とを含み、前
記コンフィギュラブル信号調節器がさらに、前記コンフ
ィギュラブル・アナログ信号調節器に指図する少なくと
も一つの信号調節命令を記憶するコンフィギュラブル・
メモリを含む装置。
【００３７】(2) 第(1) 項に記載した装置において、
前記信号がアナログであり、そこにおいて前記装置がさ
らに、前記調節した信号を受取り、前記調節した信号を
複数のディジタル化信号に変換する前記シリコン・ベー
ス上のアナログ−ディジタル変換器を含む装置。
前記信号がアナログであり、そこにおいて前記装置がさ
らに、前記調節した信号を受取り、前記調節した信号を
複数のディジタル化信号に変換する前記シリコン・ベー
ス上のアナログ−ディジタル変換器を含む装置。
【００３８】(3) 第(2) 項に記載した装置であって、
さらに、前記シリコン・ベース上の、前記コンフィギュ
ラブル・アナログ−ディジタル変換器に絶対必要なコン
フィギュラブル・メモリを含み、前記コンフィギュラブ
ル・アナログ−ディジタル変換器に指図する少なくとも
一つの信号変換命令を記憶する装置。
さらに、前記シリコン・ベース上の、前記コンフィギュ
ラブル・アナログ−ディジタル変換器に絶対必要なコン
フィギュラブル・メモリを含み、前記コンフィギュラブ
ル・アナログ−ディジタル変換器に指図する少なくとも
一つの信号変換命令を記憶する装置。
【００３９】(4) 第(3) 項に記載した装置であって、
さらに、前記シリコン・ベース上の、前記アナログ−デ
ィジタル変換器と通じているディジタル信号プロセッサ
を含み、前記コンフィギュラブル・アナログ−ディジタ
ル変換器からの前記ディジタル化信号を処理する装置。
さらに、前記シリコン・ベース上の、前記アナログ−デ
ィジタル変換器と通じているディジタル信号プロセッサ
を含み、前記コンフィギュラブル・アナログ−ディジタ
ル変換器からの前記ディジタル化信号を処理する装置。
【００４０】(5) 第(4) 項に記載した装置であって、
さらに、前記シリコン・ベース上の、前記ディジタル信
号プロセッサと通じているプログラム・メモリを含み、
ディジタル化信号処理を制御する複数のプログラム命令
を記憶し、前記プログラム命令にしたがって前記ディジ
タル化信号を処理するよう前記ディジタル信号プロセッ
サに指図する装置。
さらに、前記シリコン・ベース上の、前記ディジタル信
号プロセッサと通じているプログラム・メモリを含み、
ディジタル化信号処理を制御する複数のプログラム命令
を記憶し、前記プログラム命令にしたがって前記ディジ
タル化信号を処理するよう前記ディジタル信号プロセッ
サに指図する装置。
【００４１】(6) 第(5) 項に記載した装置であって、
さらに、前記シリコン・ベース上の、前記信号調節器の
前記コンフィギュラブル・メモリ、前記アナログ−ディ
ジタル変換器の前記コンフィギュラブル・メモリ、前記
プログラム・メモリ、及び前記ディジタル信号プロセッ
サと通じている構成及び結果バスを含み、前記インテリ
ジェント・プログラマブル・センサ全体にわたる通信に
指図する装置。
さらに、前記シリコン・ベース上の、前記信号調節器の
前記コンフィギュラブル・メモリ、前記アナログ−ディ
ジタル変換器の前記コンフィギュラブル・メモリ、前記
プログラム・メモリ、及び前記ディジタル信号プロセッ
サと通じている構成及び結果バスを含み、前記インテリ
ジェント・プログラマブル・センサ全体にわたる通信に
指図する装置。
【００４２】(7) 第(6) 項に記載した装置において、
前記装置が外部回路と通じており、また前記装置がさら
に、前記シリコン・ベース上にある、前記構成及び結果
バスと通じている通信インタフェースを含み、前記装置
及び前記外部回路間の通信信号をインタフェースする装
置。
前記装置が外部回路と通じており、また前記装置がさら
に、前記シリコン・ベース上にある、前記構成及び結果
バスと通じている通信インタフェースを含み、前記装置
及び前記外部回路間の通信信号をインタフェースする装
置。
【００４３】(8) 少なくとも二つのシリコン・ベース
上にマウントされた素子を使用するインテリジェント・
プログラマブル・センシング用装置が、物理的変数を検
出し、前記検出した物理的変数を表わす複数の生アナロ
グ信号を発生する、前記シリコン・ベースの第一のベー
スに絶対必要なシリコン・センサ・トランスデューサ
と、前記生アナログ信号を前記トランスデューサから受
取り、調節し、複数の調節した信号を伝送する、前記第
一のシリコン・ベース上に同様にマウントされたコンフ
ィギュラブル・アナログ信号調節器とを含み、前記コン
フィギュラブル信号調節器がさらに、前記コンフィギュ
ラブル・アナログ信号調節器の動作に指図する少なくと
も一つの信号調節命令を記憶するコンフィギュラブル・
メモリと、前記調節したアナログ信号を受取る、単一の
シリコン・ベース上の少なくとももう一方のシリコン・
ベース上にマウントされたアナログ−ディジタル変換器
と、前記調節したアナログ信号を複数のディジタル化信
号に変換することとを含み、前記アナログ−ディジタル
変換器がさらに、前記コンフィギュラブル・アナログ−
ディジタル変換器に絶対必要なコンフィギュラブル・メ
モリを含み、前記コンフィギュラブル・アナログ−ディ
ジタル変換器の動作に指図する少なくとも一つの信号変
換命令を記憶する装置。
上にマウントされた素子を使用するインテリジェント・
プログラマブル・センシング用装置が、物理的変数を検
出し、前記検出した物理的変数を表わす複数の生アナロ
グ信号を発生する、前記シリコン・ベースの第一のベー
スに絶対必要なシリコン・センサ・トランスデューサ
と、前記生アナログ信号を前記トランスデューサから受
取り、調節し、複数の調節した信号を伝送する、前記第
一のシリコン・ベース上に同様にマウントされたコンフ
ィギュラブル・アナログ信号調節器とを含み、前記コン
フィギュラブル信号調節器がさらに、前記コンフィギュ
ラブル・アナログ信号調節器の動作に指図する少なくと
も一つの信号調節命令を記憶するコンフィギュラブル・
メモリと、前記調節したアナログ信号を受取る、単一の
シリコン・ベース上の少なくとももう一方のシリコン・
ベース上にマウントされたアナログ−ディジタル変換器
と、前記調節したアナログ信号を複数のディジタル化信
号に変換することとを含み、前記アナログ−ディジタル
変換器がさらに、前記コンフィギュラブル・アナログ−
ディジタル変換器に絶対必要なコンフィギュラブル・メ
モリを含み、前記コンフィギュラブル・アナログ−ディ
ジタル変換器の動作に指図する少なくとも一つの信号変
換命令を記憶する装置。
【００４４】(9) 第(8) 項に記載した装置であって、
さらに、前記第一のベース以外の少なくとも一つのシリ
コン・ベース上にマウントされ、前記アナログ−ディジ
タル変換器と通じているディジタル信号プロセッサを含
み、前記コンフィギュラブル・アナログ−ディジタル変
換器からの前記ディジタル化信号を処理する装置。
さらに、前記第一のベース以外の少なくとも一つのシリ
コン・ベース上にマウントされ、前記アナログ−ディジ
タル変換器と通じているディジタル信号プロセッサを含
み、前記コンフィギュラブル・アナログ−ディジタル変
換器からの前記ディジタル化信号を処理する装置。
【００４５】(10) 第(9) 項に記載した装置であって、
さらに、前記ディジタル信号プロセッサと通じており、
前記ディジタル化信号の処理を制御する複数のプログラ
ム命令を記憶し、前記ディジタル化信号を処理するよう
前記ディジタル信号プロセッサに指図するプログラム・
メモリを含む装置。
さらに、前記ディジタル信号プロセッサと通じており、
前記ディジタル化信号の処理を制御する複数のプログラ
ム命令を記憶し、前記ディジタル化信号を処理するよう
前記ディジタル信号プロセッサに指図するプログラム・
メモリを含む装置。
【００４６】(11) 第(10)項に記載した装置であって、
さらに、単一シリコン・ベース上の、前記信号調節器の
前記コンフィギュラブル・メモリ、前記アナログ−ディ
ジタル変換器の前記コンフィギュラブル・メモリ、前記
プログラム・メモリ、及びディジタル信号プロセッサと
通じている構成及び結果バスを含み、前記装置全体にわ
たる通信に指図する装置。
さらに、単一シリコン・ベース上の、前記信号調節器の
前記コンフィギュラブル・メモリ、前記アナログ−ディ
ジタル変換器の前記コンフィギュラブル・メモリ、前記
プログラム・メモリ、及びディジタル信号プロセッサと
通じている構成及び結果バスを含み、前記装置全体にわ
たる通信に指図する装置。
【００４７】(12) 第(11)項に記載した装置において、
前記装置が外部回路と通じており、前記装置がさらに、
前記構成及び結果バスと通じている、前記装置及び前記
外部回路間の通信信号をインタフェースする通信インタ
フェースを含む装置。
前記装置が外部回路と通じており、前記装置がさらに、
前記構成及び結果バスと通じている、前記装置及び前記
外部回路間の通信信号をインタフェースする通信インタ
フェースを含む装置。
【００４８】(13) 診断分析用インテリジェント・プロ
グラマブル・センシング用システムであって、前記素子
が、物理的変数を検出し、前記検出した物理的変数を表
わす複数の生信号を発生するのに絶対必要なセンサ加速
度計と、前記加速度計と通じており、前記生信号を前記
加速度計から受取るコンフィギュラブル信号調節器と、
診断データをキャリーする複数の調節した信号を伝送す
る回路と、前記コンフィギュラブル信号調節器を制御す
る少なくとも一つの信号調節命令を記憶するコンフィギ
ュラブル・メモリとを含み、そこにおいて、前記セン
サ、前記信号調節器、及び前記メモリが単一構造として
マウントされているシステム。
グラマブル・センシング用システムであって、前記素子
が、物理的変数を検出し、前記検出した物理的変数を表
わす複数の生信号を発生するのに絶対必要なセンサ加速
度計と、前記加速度計と通じており、前記生信号を前記
加速度計から受取るコンフィギュラブル信号調節器と、
診断データをキャリーする複数の調節した信号を伝送す
る回路と、前記コンフィギュラブル信号調節器を制御す
る少なくとも一つの信号調節命令を記憶するコンフィギ
ュラブル・メモリとを含み、そこにおいて、前記セン
サ、前記信号調節器、及び前記メモリが単一構造として
マウントされているシステム。
【００４９】(14) 第(13)項に記載したシステムにおい
て、前記単一構造がさらに、前記調節した信号を受取
り、前記調節した信号を、機械診断データをキャリーす
る複数のディジタル化信号に変換するディジタル変換器
と、前記コンフィギュラブル・ディジタル変換器を制御
する少なくとも一つの信号変換命令を記憶するコンフィ
ギュラブル・メモリと、ディジタル信号プロセッサであ
って、前記アナログ−ディジタル変換器と通じており、
前記コンフィギュラブル・ディジタル変換器からの前記
ディジタル化信号を処理し、ディジタル方式で処理した
機械診断データを生じるディジタル信号プロセッサと、
前記ディジタル信号プロセッサと通じており、前記ディ
ジタル化信号の処理を制御する複数のプログラム命令を
記憶し、機械診断データをキャリーする前記ディジタル
化信号を処理するよう前記ディジタル信号プロセッサに
指図するプログラム・メモリと、前記信号調節器の前記
コンフィギュラブル・メモリ、前記ディジタル変換器の
前記コンフィギュラブル・メモリ、前記プログラム・メ
モリ、及びディジタル信号プロセッサと通じており、前
記システム全体にわたる通信に指図する構成及び結果バ
スと、前記単一構造の外部の回路と、通信インタフェー
スであって、前記構成及び結果バスと通じており、前記
インテリジェント・プログラマブル・センサ及び前記外
部回路間の通信信号をインタフェースする通信インタフ
ェースとを含むシステム。
て、前記単一構造がさらに、前記調節した信号を受取
り、前記調節した信号を、機械診断データをキャリーす
る複数のディジタル化信号に変換するディジタル変換器
と、前記コンフィギュラブル・ディジタル変換器を制御
する少なくとも一つの信号変換命令を記憶するコンフィ
ギュラブル・メモリと、ディジタル信号プロセッサであ
って、前記アナログ−ディジタル変換器と通じており、
前記コンフィギュラブル・ディジタル変換器からの前記
ディジタル化信号を処理し、ディジタル方式で処理した
機械診断データを生じるディジタル信号プロセッサと、
前記ディジタル信号プロセッサと通じており、前記ディ
ジタル化信号の処理を制御する複数のプログラム命令を
記憶し、機械診断データをキャリーする前記ディジタル
化信号を処理するよう前記ディジタル信号プロセッサに
指図するプログラム・メモリと、前記信号調節器の前記
コンフィギュラブル・メモリ、前記ディジタル変換器の
前記コンフィギュラブル・メモリ、前記プログラム・メ
モリ、及びディジタル信号プロセッサと通じており、前
記システム全体にわたる通信に指図する構成及び結果バ
スと、前記単一構造の外部の回路と、通信インタフェー
スであって、前記構成及び結果バスと通じており、前記
インテリジェント・プログラマブル・センサ及び前記外
部回路間の通信信号をインタフェースする通信インタフ
ェースとを含むシステム。
【００５０】(15) 第(13)項に記載したシステムであっ
て、さらに、前記調節した信号をモニタする回路と、前
記信号変換命令及び前記モニタした調節した信号とによ
って連帯的に制御され、前記信号調節器を変える回路を
含むシステム。
て、さらに、前記調節した信号をモニタする回路と、前
記信号変換命令及び前記モニタした調節した信号とによ
って連帯的に制御され、前記信号調節器を変える回路を
含むシステム。
【００５１】(16) インテリジェント・プログラマブル
・センサを統合するシステムであって、システム通信バ
スと、物理的変数を検出し、前記検出した物理的変数を
表わす複数の生信号を発生する少なくとも１個のトラン
スデューサと、前記少なくとも１個のトランスデューサ
と通じており、前記生信号を処理し、前記検出した物理
的変数を表わすディジタル・データを発生するプログラ
マブル回路であって、前記プログラマブル回路が前記少
なくとも１個のトランスデューサのそれぞれと共に単一
シリコン・ベース上にあることと、前記システム通信バ
スを介して前記センサ中に通じているスーパバイザ・モ
ニタ／コントロール・コンピュータとを含むシステム。
・センサを統合するシステムであって、システム通信バ
スと、物理的変数を検出し、前記検出した物理的変数を
表わす複数の生信号を発生する少なくとも１個のトラン
スデューサと、前記少なくとも１個のトランスデューサ
と通じており、前記生信号を処理し、前記検出した物理
的変数を表わすディジタル・データを発生するプログラ
マブル回路であって、前記プログラマブル回路が前記少
なくとも１個のトランスデューサのそれぞれと共に単一
シリコン・ベース上にあることと、前記システム通信バ
スを介して前記センサ中に通じているスーパバイザ・モ
ニタ／コントロール・コンピュータとを含むシステム。
【００５２】(17) 第(16)項に記載したシステムであっ
て、さらに、前記プログラマブル回路と前記少なくとも
１個のトランスデューサとの間の内部通信に指図する通
信回路を含むシステム。
て、さらに、前記プログラマブル回路と前記少なくとも
１個のトランスデューサとの間の内部通信に指図する通
信回路を含むシステム。
【００５３】(18) 第(17)項に記載したシステムであっ
て、さらに、前記プログラマブル回路と前記スーパバイ
ザ・モニタ／コントロール・コンピュータとの間の外部
通信に指図する通信回路を含むシステム。
て、さらに、前記プログラマブル回路と前記スーパバイ
ザ・モニタ／コントロール・コンピュータとの間の外部
通信に指図する通信回路を含むシステム。
【００５４】(19) シリコン・ベース上のインテリジェ
ント・プログラマブル・センサを使用する物理的変数検
出の方法において、トランスデューサで物理的変数を検
出し、前記検出した物理的変数を表わす複数の生信号を
発生する段階と、前記生信号を信号調節器内の前記トラ
ンスデューサから受取る段階と、前記信号調節器内の前
記生信号を調節する段階と、前記信号調節器から複数の
調節した信号を伝送する段階と、コンフィギュラブル・
メモリ内の前記コンフィギュラブル信号調節器の動作に
指図する少なくとも一つの信号調節命令を記憶する段階
とを含むインテリジェント・プログラマブル・センシン
グ方法。
ント・プログラマブル・センサを使用する物理的変数検
出の方法において、トランスデューサで物理的変数を検
出し、前記検出した物理的変数を表わす複数の生信号を
発生する段階と、前記生信号を信号調節器内の前記トラ
ンスデューサから受取る段階と、前記信号調節器内の前
記生信号を調節する段階と、前記信号調節器から複数の
調節した信号を伝送する段階と、コンフィギュラブル・
メモリ内の前記コンフィギュラブル信号調節器の動作に
指図する少なくとも一つの信号調節命令を記憶する段階
とを含むインテリジェント・プログラマブル・センシン
グ方法。
【００５５】(20) 第(19)項に記載した方法であって、
さらに、前記調節した信号を受取り、前記調節した信号
を複数のディジタル化信号に変換する段階を含む方法。
さらに、前記調節した信号を受取り、前記調節した信号
を複数のディジタル化信号に変換する段階を含む方法。
【００５６】(21) 第(20)項に記載した方法であって、
さらに、前記コンフィギュラブル・アナログ−ディジタ
ル変換器からの前記ディジタル化信号をディジタル信号
プロセッサを用いてディジタル方式で処理する段階を含
む方法。
さらに、前記コンフィギュラブル・アナログ−ディジタ
ル変換器からの前記ディジタル化信号をディジタル信号
プロセッサを用いてディジタル方式で処理する段階を含
む方法。
【００５７】(22) 第(21)項に記載した方法であって、
さらに、前記ディジタル化信号の処理を制御する複数の
プログラム命令をプログラム・メモリ内に記憶する段階
と、前記プログラム・メモリに指図する前記命令を使用
して、前記ディジタル信号プロセッサが前記ディジタル
化信号を処理する段階とを含む方法。
さらに、前記ディジタル化信号の処理を制御する複数の
プログラム命令をプログラム・メモリ内に記憶する段階
と、前記プログラム・メモリに指図する前記命令を使用
して、前記ディジタル信号プロセッサが前記ディジタル
化信号を処理する段階とを含む方法。
【００５８】(23) 第(21)項に記載した方法であって、
さらに、前記信号調節器の前記コンフィギュラブル・メ
モリ、前記アナログ−ディジタル変換器のコンフィギュ
ラブル・メモリ、前記プログラム・メモリ、及びディジ
タル信号プロセッサ間のディジタル信号通信に、単一シ
リコン・ベース上の構成及び結果バスを用いて指図する
段階を含む方法。
さらに、前記信号調節器の前記コンフィギュラブル・メ
モリ、前記アナログ−ディジタル変換器のコンフィギュ
ラブル・メモリ、前記プログラム・メモリ、及びディジ
タル信号プロセッサ間のディジタル信号通信に、単一シ
リコン・ベース上の構成及び結果バスを用いて指図する
段階を含む方法。
【００５９】(24) モニタ及び制御するセンシング・シ
ステムを有するインテリジェント・プログラマブル・セ
ンサを統合する物理的変数検出の方法が、少なくとも１
個のインテリジェント・プログラマブル・センサを用い
て物理的変数を検出する段階と、前記少なくとも１個の
インテリジェント・プログラマブル・センサをスーパバ
イザ・モニタ／コントロール・コンピュータと相互接続
する段階と、前記少なくとも１個のインテリジェント・
プログラマブル・センサを前記スーパバイザ・モニタ／
コントロール・コンピュータでモニタ及び制御する段階
とを含む方法。
ステムを有するインテリジェント・プログラマブル・セ
ンサを統合する物理的変数検出の方法が、少なくとも１
個のインテリジェント・プログラマブル・センサを用い
て物理的変数を検出する段階と、前記少なくとも１個の
インテリジェント・プログラマブル・センサをスーパバ
イザ・モニタ／コントロール・コンピュータと相互接続
する段階と、前記少なくとも１個のインテリジェント・
プログラマブル・センサを前記スーパバイザ・モニタ／
コントロール・コンピュータでモニタ及び制御する段階
とを含む方法。
【００６０】(25) シリコン・ベース上にマウントされ
た素子を使用するインテリジェント・プログラマブル・
センシング用装置１０にはシリコン・センサ・トランス
デューサ１２及びコンフィギュラブル・アナログ信号調
節器１６が含まれている。コンフィギュラブル・メモリ
１８は信号調節器１６の一部であり、コンフィギュラブ
ル・アナログ信号調節器の動作に指図する調節命令を記
憶する。コンフィギュラブル・メモリ２４はコンフィギ
ュラブル・アナログ−ディジタル変換器２２の部分であ
り、コンフィギュラブル・アナログ−ディジタル変換器
の動作に指図する変換命令を記憶する。ディジタル信号
プロセッサ２８はコンフィギュラブル・アナログ−ディ
ジタル変換器２２からのディジタル化信号２６を処理す
る。プログラム・メモリ３０はプロセッサ２８に結果３
２を発生させるプログラム命令を記憶する。構成及び結
果バス３４はセンサ１０内及び通信インタフェース３６
中の通信に指図する。通信インタフェース３６はシステ
ム通信バス３８とインタフェースして、他のインテリジ
ェント・プログラマブル・センサ４０，４２及びスーパ
バイザ・モニタ／コントロール・コンピュータ４４とを
相互接続し、結果／再構成メモリ１８，２４，３０を処
理する。
た素子を使用するインテリジェント・プログラマブル・
センシング用装置１０にはシリコン・センサ・トランス
デューサ１２及びコンフィギュラブル・アナログ信号調
節器１６が含まれている。コンフィギュラブル・メモリ
１８は信号調節器１６の一部であり、コンフィギュラブ
ル・アナログ信号調節器の動作に指図する調節命令を記
憶する。コンフィギュラブル・メモリ２４はコンフィギ
ュラブル・アナログ−ディジタル変換器２２の部分であ
り、コンフィギュラブル・アナログ−ディジタル変換器
の動作に指図する変換命令を記憶する。ディジタル信号
プロセッサ２８はコンフィギュラブル・アナログ−ディ
ジタル変換器２２からのディジタル化信号２６を処理す
る。プログラム・メモリ３０はプロセッサ２８に結果３
２を発生させるプログラム命令を記憶する。構成及び結
果バス３４はセンサ１０内及び通信インタフェース３６
中の通信に指図する。通信インタフェース３６はシステ
ム通信バス３８とインタフェースして、他のインテリジ
ェント・プログラマブル・センサ４０，４２及びスーパ
バイザ・モニタ／コントロール・コンピュータ４４とを
相互接続し、結果／再構成メモリ１８，２４，３０を処
理する。
【図１】本発明に従うインテリジェント・プログラマブ
ル・センサ及び関連システムのブロック図。
ル・センサ及び関連システムのブロック図。
【図２】単一シリコン・チップ上のインテリジェント・
プログラマブル・センサ部品の配置を説明する装置の側
面切取／ブロック組合わせ図。
プログラマブル・センサ部品の配置を説明する装置の側
面切取／ブロック組合わせ図。
【図３】センシング・トランスデューサ、コンフィギュ
ラブル・アナログ信号調節器、及びコンフィギュラブル
・アナログ−ディジタル変換器が単一シリコン・ベース
上にある本発明の代わりの実施例を示す図。
ラブル・アナログ信号調節器、及びコンフィギュラブル
・アナログ−ディジタル変換器が単一シリコン・ベース
上にある本発明の代わりの実施例を示す図。
１０ インテリジェント・プログラマブル・センサ １２ センシング・トランスデューサ １６ コンフィギュラブル・アナログ信号調節器 １８ コンフィギュラブル・メモリ ２２ コンフィギュラブル・アナログ−ディジタル変換
器 ２４ コンフィギュラブル・メモリ ２８ ディジタル信号プロセッサ ３０ プログラム・メモリ ３２ 結果 ３４ 構成及び結果バス ３６ 通信インタフェース ３８ システム通信バス ４０ 他のインテリジェント・センサ ４２ 他のインテリジェント・センサ ４４ スーパバイザ・モニタ／コントロール・コンピュ
ータ
器 ２４ コンフィギュラブル・メモリ ２８ ディジタル信号プロセッサ ３０ プログラム・メモリ ３２ 結果 ３４ 構成及び結果バス ３６ 通信インタフェース ３８ システム通信バス ４０ 他のインテリジェント・センサ ４２ 他のインテリジェント・センサ ４４ スーパバイザ・モニタ／コントロール・コンピュ
ータ
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (56)参考文献 特開 昭62−175631（ＪＰ，Ａ) 特開 昭62−274220（ＪＰ，Ａ) 特開 平１−119719（ＪＰ，Ａ) 特開 昭59−69896（ＪＰ，Ａ) 特開 平１−210825（ＪＰ，Ａ) 特公 昭64−650（ＪＰ，Ｂ２) 欧州特許出願公開348123（ＥＰ，Ａ １) (58)調査した分野(Int.Cl.7，ＤＢ名) G01D 21/00 G01H 17/00 G01J 5/02 H01L 21/822 H01L 27/04
Claims (27)
- 【請求項１】 少なくとも一つのシリコン・ベース上に
搭載された素子を使用するインテリジェント・プログラ
マブル・センシング装置において、 物理的変数を検出し、検出された前記物理的変数を表わ
す複数の生（ｒａｗ）アナログ信号を発生するトランス
デューサを有し、 前記生アナログ信号を前記トランスデューサから受信す
るコンフィギュラブル・アナログ信号調節器を有し、該
コンフィギュラブル・アナログ信号調節器は前記生アナ
ログ信号を調節して、調節されたアナログ信号を伝送
し、 前記コンフィギュラブル・アナログ信号調節器は、 該コンフィギュラブル・アナログ信号調節器を指示する
ように、少なくとも一つの信号調節命令を格納するため
の第１のコンフィギュラブル・メモリを有し、該第１の
コンフィギュラブル・メモリは再プログラム可能であっ
て、いつでも直ぐに異なった複数の信号調節命令を含む
ことができ、該異なった複数の信号調節命令を供給する
外部プログラミング装置の接続に適合した、インテリジ
ェント・プログラマブル・センシング装置。 - 【請求項２】 前記装置が、前記調節されたアナログ信
号を受信し、かつ該調節されたアナログ信号を複数のデ
ィジタル信号に変換するように、少なくとも一つの前記
シリコンベース上にあるコンフィギュラブル・アナログ
・ディジタル変換器を有する、請求項１に記載のインテ
リジェント・プログラマブル・センシング装置。 - 【請求項３】 前記装置が、少なくとも一つの前記シリ
コンベース上にある第２のコンフィギュラブル・メモリ
を有しかつ前記コンフィギュラブル・アナログ・ディジ
タル変換器に統合され、前記第２のコンフィギュラブル
・メモリは前記コンフィギュラブル・アナログ・ディジ
タル変換器を指示するように少なくとも一つの信号調節
命令を格納し、前記第２のコンフィギュラブル・メモリ
は再プログラム可能であって、いつでも直ぐに異なった
信号変換命令を含むことができ、かつ異なった複数の信
号変換命令を供給する外部プログラミング装置の接続に
適合した、請求項２に記載のインテリジェント・プログ
ラマブル・センシング装置。 - 【請求項４】 前記装置が、前記コンフィギュラブル・
アナログ・ディジタル変換器からの前記ディジタル信号
を処理するために前記コンフィギュラブル・アナログ・
ディジタル変換器と交信するように、前記少なくとも一
つのシリコン・ベース上にあるディジタル信号プロセッ
サを有する、請求項３に記載のインテリジェント・プロ
グラマブル・センシング装置。 - 【請求項５】 前記装置が、少なくとも一つの前記シリ
コン・ベース上にあり、かつ前記ディジタル信号プロセ
ッサと交信してディジタル信号処理を制御するように、
かつ前記プログラム命令にしたがって前記ディジタル信
号を処理することを前記ディジタル信号プロセッサに指
示するように複数のプログラム命令を格納するためのプ
ログラムメモリを有し、前記プログラム・メモリは再プ
ログラム可能であって、いつでも直ぐに前記ディジタル
信号プロセッサを制御指示するための異なったプログラ
ム命令を含むことができ、前記異なったプログラム命令
を供給する外部プログラミング装置の接続に適合した、
請求項４に記載のインテリジェント・プログラマブル・
センシング装置。 - 【請求項６】 前記装置が、前記コンフィギュラブル・
アナログ信号調節器の前記第１のコンフィギュラブル・
メモリ、前記コンフィギュラブル・アナログ・ディジタ
ル変換器の第２のコンフィルギュラブル・メモリ、前記
プログラム・メモリ、および前記インテリジェント・プ
ログラマブル・センシング装置を通して通信を指示する
ための前記ディジタル信号プロセッサ、と交信するよう
に、少なくとも一つの前記シリコン・ベース上にある構
成・結果バスを有する、請求項５に記載のインテリジェ
ント・プログラマブル・センシング装置。 - 【請求項７】 前記装置が外部回路と通信し、かつ前記
装置は少なくとも一つの前記シリコン・ベース上にある
通信インターフェイスを有し、前記インテリジェント・
プログラマブル・センシング装置と前記外部回路との間
の通信信号をインターフェイスするための前記構成・結
果バスを通して交信する、請求項６に記載のインテリジ
ェント・プログラマブル・センシング装置。 - 【請求項８】 前記コンフィギュラブル・アナログ・デ
ィジタル変換器、前記第２のコンフィギュラブル・メモ
リ、前記ディジタル信号プロセッサ、および前記プログ
ラム・メモリは単一のシリコン・ベースに搭載される、
請求項５に記載のインテリジェント・プログラマブル・
センシング装置。 - 【請求項９】 少なくとも二つのシリコン・ベース上に
搭載された素子を使用するインテリジェント・プログラ
マブル・センシング装置において、 物理的変数を検出し、検出された前記物理的変数を表わ
す複数の生（ｒａｗ）アナログ信号を発生するように前
記シリコン・ベースのうちの第１のシリコン・ベースに
統合されたシリコン・センサ・トランスデューサを有
し、 前記生アナログ信号を前記シリコン・センサ・トランス
デューサから受信するように前記第１のシリコン・ベー
ス上に搭載されたコンフィギュラブル・アナログ信号調
節器を有し、該コンフィギュラブル・アナログ信号調節
器は前記生アナログ信号を調節し、かつ調節されたアナ
ログ信号を伝送し、 前記コンフィギュラブル・アナログ信号調節器は、該 コンフィギュラブル・アナログ信号調節器の動作を指
示するための少なくとも一つの信号調節命令を格納する
第１のコンフィギュラブル・メモリを有し、該第１のコ
ンフィギュラブル・メモリは再プログラム可能であっ
て、いつでも直ぐに異なった複数の信号調節命令を含む
ことができ、該異なった複数の信号調節命令を供給する
外部プログラミング装置の接続に適合し、 前記シリコン・ベースのうちの少なくとも他のシリコン
・ベース上に搭載されたコンフィギュラブル・アナログ
・ディジタル変換器を有し、前記調節されたアナログ信
号を受け、該調節されたアナログ信号を複数のディジタ
ル信号に変換し、 前記コンフィギュラブル・アナログ・ディジタル変換器
は、 少なくとも一つの信号変換命令を格納するように前記コ
ンフィギュラブル・アナログ・ディジタル変換器に統合
された第２のコンフィギュラブル・メモリを有し、前記
コンフィギュラブル・アナログ・ディジタル変換器の動
作を指示し、前記第２のコンフィギュラブル・メモリは
再プログラム可能であって、いつでも直ぐに異なった信
号変換命令を含むことができ、前記異なった複数の信号
変換命令を供給する外部プログラミング装置の接続に適
合した、インテリジェント・プログラマブル・センシン
グ装置。 - 【請求項１０】 前記装置が、前記コンフィギュラブル
・アナログ・ディジタル変換器からの前記ディジタル信
号を処理するための前記コンフィギュラブル・アナログ
・ディジタル変換器と交信するように、少なくとも前記
第１のシリコン・ベースとは異なる他のシリコン・ベー
ス上に搭載されたディジタル信号プロセッサを有する、
請求項９に記載のインテリジェント・プログラマブル・
センシング装置。 - 【請求項１１】 前記装置が、前記ディジタル信号の処
理を制御しかつ前記ディジタル信号を処理するために前
記ディジタル信号プロセッサに指示するように複数のプ
ログラム命令を格納するための前記ディジタル信号プロ
セッサと交信するプログラム・メモリを有し、前記プロ
グラム・メモリは再プログラム可能であって、いつでも
直ぐに前記ディジタル信号プロセッサを制御指示するた
めの異なったプログラム命令を含むことができ、前記異
なったプログラム命令を供給する外部プログラミング装
置の接続に適合した、請求項１０に記載のインテリジェ
ント・プログラマブル・センシング装置。 - 【請求項１２】 前記装置が、前記コンフィギュラブル
・アナログ信号調節器の前記第１のコンフィギュラブル
・メモリ、前記コンフィギュラブル・アナログ・ディジ
タル変換器の前記第２のコンフィギュラブル・メモリ、
プログラム・メモリ、および前記インテリジェント・プ
ログラマブル・センシング装置を通して通信を指示する
ための前記ディジタル信号プロセッサ、と交信する構成
・結果バスを有する、請求項１１に記載のインテリジェ
ント・プログラマブル・センシング装置。 - 【請求項１３】 前記装置が、外部回路と交信し、かつ
前記装置は前記インテリジェント・プログラマブル・セ
ンシング装置と前記外部回路との間の通信信号のインタ
ーフェイスをするための前記構成・結果バスと交信する
通信インターフェイスを有する、請求項１２に記載のイ
ンテリジェント・プログラマブル・センシング装置。 - 【請求項１４】 診断分析のためのインテリジェント・
プログラマブル・システムにおいて、該システムは、 物理的変数を検出し、検出された物理的変数を表わす複
数の生（ｒａｗ）信号を発生するためのセンサ加速度計
を有し、 前記センサ加速度計からの生信号の受信に応じて、調節
されたアナログ出力信号を生成するためのコンフィギュ
ラブル信号調節器を有し、該 コンフィギュラブル信号調節器を制御するように少な
くとも一つの信号調節命令を格納するための第１のコン
フィギュラブル・メモリを有し、該第１のコンフィギュ
ラブル・メモリは再プログラム可能であって、いつでも
直ぐに異なった複数の信号調節命令を含むことができ、
前記異なった複数の信号調節命令を供給する外部プログ
ラミング装置との接続に適合するように、備え、 前記センサ加速度計、前記コンフィギュラブル信号調節
器および前記コンフィギュラブル・メモリは一体構造に
搭載される、インテリジェント・プログラマブル・シス
テム。 - 【請求項１５】 前記センサ加速度計、コンフィギュラ
ブル信号調節器およびコンフィギュラブル・メモリから
なる前記一体構造は、 前記調節されたアナログ出力信号を受信し、該調節され
たアナログ出力信号を複数のディジタル信号に変換する
ためのコンフィギュラブル・アナログ・ディジタル変換
器を有し、該 コンフィギュラブル・アナログ・ディジタル変換器を
制御するように少なくとも一つの信号変換命令を格納す
るための第２のコンフィギュラブル・メモリを有し、該
第２のコンフィギュラブル・メモリは再プログラム可能
であって、いつでも直ぐに異なった信号変換命令を含む
ことができ、前記複数の異なった信号変換命令を供給す
る外部プログラミング装置との接続に適合し、 前記コンフィギュラブル・アナログ・ディジタル変換器
からの前記ディジタル信号を処理し、ディジタル的に処
理された機械的診断データを生成するための前記コンフ
ィギュラブル・アナログ・ディジタル変換器と交信する
ディジタル信号プロセッサを有し、 前記ディジタル信号の処理を制御し、かつ前記ディジタ
ル信号プロセッサに指示して前記機械的診断データを伴
う前記ディジタル信号を処理するように複数のプログラ
ム命令を格納するための前記ディジタル信号プロセッサ
と交信するプログラム・メモリを有し、該プログラム・
メモリは再プログラム可能であって、いつでも直ぐに前
記ディジタル信号プロセッサを制御指示するための異な
ったプログラム命令を含むことができ、前記異なったプ
ログラム命令を供給する外部プログラミング装置との接
続に適合し、 前記コンフィギュラブル信号調節器の前記第１のコンフ
ィギュラブル・メモリ、前記コンフィギュラブル・アナ
ログ・ディジタル変換器の前記第２のコンフィギュラブ
ル・メモリ、前記プログラム・メモリ、および前記イン
テリジェント・プログラマブル・システムを通して通信
を指示する前記ディジタル信号プロセッサ、と交信する
ための構成・結果バスを有し、 前記一体構造に接続された外部回路を有し、 インテリジェント・プログラマブル・センサと前記外部
回路との間の通信信号をインターフェイスするための前
記構成・結果バスと交信する通信インターフェイスを有
する、請求項１４に記載のインテリジェント・プログラ
マブル・システム。 - 【請求項１６】 前記システムは、 前記調節されたアナログ出力信号を監視するための回路
を有し、 前記コンフィギュラブル信号調節器を変化させるように
前記信号変換命令と、監視され調節されたアナログ出力
信号と共同して制御される回路を有する、請求項１４に
記載のインテリジェント・プログラマブル・システム。 - 【請求項１７】 前記センサ加速度計、前記コンフィギ
ュラブル信号調節器、および前記第１のコンフィギュラ
ブル・メモリは単一シリコン・ベースに搭載される、請
求項１４に記載のインテリジェント・プログラマブル・
システム。 - 【請求項１８】 インテリジェント・プログラマブル・
センサを統合するためのシステムにおいて、 システム通信バスを有し、 物理的変数を検出し、検出された前記物理的変数を表わ
す複数の生（ｒａｗ）信号を発生する少なくとも一つの
トランスデューサを有し、 前記生信号を処理し、前記検出した物理的変数を表わす
ディジタルデータを発生するための前記少なくとも一つ
のトランスデューサと交信する再プログラマブル回路を
有し、該再プログラマブル回路は単一のシリコン・ベー
ス上に前記少なくとも一つのトランスデューサと共にあ
り、かつ前記再プログラマブル回路は再プログラム可能
であって、いつでも直ぐに異なった複数の命令を含むこ
とができ、前記異なった複数の命令を供給する外部プロ
グラミング装置との接続に適合し、 前記少なくとも一つのトランスデューサが前記システム
通信バスを通して通信するスーパバイザ・モニタ・コン
トロール・コンピュータを有する、システム。 - 【請求項１９】 前記システムは、前記再プログラマブ
ル回路と前記少なくとも一つのトランスデューサとの間
の内部通信を指示するための通信回路を有する、請求項
１８に記載のシステム。 - 【請求項２０】 前記システムは、前記再プログラマブ
ル回路と前記スーパバイザ・モニタ・コントロール・コ
ンピュータとの間の外部通信を指示するための通信回路
を有する、請求項１９に記載のシステム。 - 【請求項２１】 少なくとも一つのシリコン・ベース上
のインテリジェント・プログラマブル・センサを用いて
物理的変数を検出する方法において、 トランスデューサで物理的変数を検出して、検出された
前記物理的変数を表わす複数の生（ｒａｗ）信号を発生
する段階、 前記トンランスデューサからの前記生信号をコンフィギ
ュラブル信号調節器で受信する段階、 前記コンフィギュラブル信号調節器で前記生信号を調節
する段階、 前記コンフィギュラブル信号調節器からの複数の調節さ
れた信号を伝送する段階、 前記コンフィギュラブル信号調節器の動作を指示するた
めの少なくとも一つの信号調節命令を第１のコンフィギ
ュラブル・メモリに格納する段階、を有し、該格納する
段階は前記第１のコンフィギュラブル・メモリを再プロ
グラミングする段階を含むことによって、いつでも直ぐ
に異なった複数の信号調節命令を与えることができ、か
つ前記格納の段階は外部プログラミング装置から前記異
なった複数の信号調節命令を受信する段階を有する、こ
とを備えた物理的変数を検出する方法。 - 【請求項２２】 前記方法は、コンフィギュラブル・ア
ナログ・ディジタル変換器により前記調節された信号を
受信して該調節された信号を複数のディジタル信号に変
換する段階を有する、請求項２１に記載の方法。 - 【請求項２３】 前記方法は、ディジタル信号プロセッ
サを用いた前記コンフィギュラブル・アナログ・ディジ
タル変換器からの前記ディジタル信号をディジタル的に
処理する段階を有する、請求項２２に記載の方法。 - 【請求項２４】 前記方法は、前記ディジタル信号の処
理を制御し、かつ前記ディジタル信号を処理するために
前記ディジタル信号プロセッサに前記命令を与えて指示
するように複数のプログラム命令をプログラム・メモリ
に格納する段階を有し、この格納する段階は前記プログ
ラム・メモリを再プログラム可能としていつでもすぐに
異なった複数のプログラム命令を与えることができ、か
つ前記格納する段階は外部プログラミング装置からの前
記異なった複数のプログラム命令を受信する段階を有す
る、請求項２３に記載の方法。 - 【請求項２５】 前記方法は、前記コンフィギュラブル
・アナログ・ディジタル変換器を制御するために少なく
とも一つの信号変換命令を第２のコンフィギュラブル・
メモリに格納する段階を有し、該格納する段階は前記第
２のコンフィギュラブル・メモリを再プログラミングし
て、いつでも直ぐに異なった複数の信号変換命令を与え
ることができ、かつ前記格納する段階は外部プログラミ
ング装置からの前記異なった複数の信号変換命令を受信
できる段階を有する、請求項２３に記載の方法。 - 【請求項２６】 前記方法は、前記コンフィギュラブル
信号調節器の前記第１のコンフィギュラブル・メモリ、
前記コンフィギュラブル・アナログ・ディジタル変換器
の前記第２のコンフィギュラブル・メモリ、前記プログ
ラム・メモリ、および単一シリコン・ベース上の構成・
結果バスを使用するディジタル信号プロセッサ、とのデ
ィジタル信号通信を指示する段階を有する、請求項２５
に記載の方法。 - 【請求項２７】 インテリジェント・プログラマブル・
センサの監視と制御と共に前記インテリジェント・プロ
グラマブル・センサを統合するような物理的変数の検出
方法において、 少なくとも一つのインテリジェント・プログラマブル・
シリコン・センサを用いて物理的変数を検出する段階、 前記少なくとも一つのインテリジェント・プログラマブ
ル・シリコン・センサをスーパバイザ・モニタ・コント
ロール・コンピュータと相互接続する段階、 前記少なくとも一つのインテリジェント・プログラマブ
ル・シリコン・センサを前記スーパバイザ・モニタ・コ
ントロール・コンピュータと共に監視かつ制御する段階
を有し、前記制御の段階は命令を実行すること、かつ常
時直ぐに前記命令を再プログラミングすることを、備え
た検出方法。
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