TW201709669A - 用於在寬帶供應雜訊環境中之溫度偵測之環形振盪器 - Google Patents

用於在寬帶供應雜訊環境中之溫度偵測之環形振盪器 Download PDF

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TW201709669A
TW201709669A TW105120833A TW105120833A TW201709669A TW 201709669 A TW201709669 A TW 201709669A TW 105120833 A TW105120833 A TW 105120833A TW 105120833 A TW105120833 A TW 105120833A TW 201709669 A TW201709669 A TW 201709669A
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巴芬 奧德戴拉
捷元斯 麥索爾 提埋爾
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桑迪士克科技有限責任公司
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    • H03K3/027—Generators characterised by the type of circuit or by the means used for producing pulses by the use of logic circuits, with internal or external positive feedback
    • H03K3/03—Astable circuits
    • H03K3/0315—Ring oscillators

Abstract

一種溫度識別系統可包含溫度感測電路及一溫度量測模組。該溫度感測電路可包含產生具有一頻率之一環形振盪器輸出信號之一環形振盪器，該頻率取決於該環形振盪器上之一操作溫度而變化。一除頻器電路可分除該環形振盪器輸出信號之該頻率，使得平均化供應電壓之一雜訊分量之兩個或更多個循環，此可降低該雜訊對該環形振盪器輸出信號之該頻率之影響。在一些實施例中，一調節器可將一調節電壓供應至該環形振盪器。該調節器可針對該雜訊之低頻率分量降低該雜訊之該影響，而該除頻器可針對該雜訊之高頻率降低該影響。

Description

用於在寬帶供應雜訊環境中之溫度偵測之環形振盪器 相關申請案之交叉參考
本申請案主張2015年8月6日申請之印度專利申請案第4097/CHE/2015號之優先權。印度專利申請案第4097/CHE/2015號之全部內容以引用的方式併入。
一環形振盪器可包含奇數個反相器，其等經組態以產生在兩個電壓位準之間振盪之一振盪輸出信號。該等反相器可鏈接在一起，使得將該等反相器之一者之輸出端連接至該等反相器之另一者之輸入端。在振盪之基本定律下，反相器鏈可提供高於一之一迴路增益及180度之總相移以產生振盪輸出信號。
環形振盪器可於其中可使用振盪輸出信號之一頻率來判定一系統之一程序電壓溫度特性之系統中使用。在一項實例中，一環形振盪器可用作一程序偵測器。歸因於製造程序中之缺陷，定位於一相同晶粒之不同區域中或定位於不同晶粒上之一相同類型之電晶體可具有不同速度。在製造之後，可測試晶粒且將晶粒分類為典型的、快速的或緩慢的以進一步校準晶粒，使得其等之組件依所要速度操作。環形振盪器輸出信號之一頻率可用以識別一晶粒或可將晶粒上之一特定電晶體組識別為處於典型、快速或緩慢類別中。在另一實例中，一環形振盪器可用作偵測一系統之一操作溫度之一溫度偵測器。環形振盪器輸 出信號之頻率與溫度之間可存在一近似線性關係。基於該關係，頻率之一變化可指示系統之溫度之一變化。
除溫度之外，環形振盪器輸出信號之頻率亦可受一系統中之雜訊(諸如一供應電壓線上之雜訊)影響。雜訊之振幅愈大，環形振盪器輸出信號之頻率可變化愈大。若雜訊振幅過大，則歸因於雜訊之頻率變動可掩蓋歸因於溫度之一變化之頻率變動。換言之，若雜訊過大，則環形振盪器可依並未準確反映系統之操作溫度之一頻率產生其輸出信號。因而，可期望降低雜訊對環形振盪器之影響，使得環形振盪器可依最準確反映系統之操作溫度之一頻率產生其輸出信號。
100‧‧‧電子溫度識別系統
102‧‧‧溫度感測電路
104‧‧‧溫度量測模組/溫度模組
106‧‧‧環形振盪器電路/環形振盪器
108‧‧‧除頻器電路
110(1)至110(Q)‧‧‧反相器
112‧‧‧回饋迴路
114‧‧‧反相器之輸出端
116‧‧‧反相器之輸入端
118‧‧‧供應線
120‧‧‧環形振盪器之輸出端
200‧‧‧電子溫度識別系統
202‧‧‧溫度量測電路/溫度感測電路
204‧‧‧溫度量測模組
206‧‧‧環形振盪器
208‧‧‧除頻器電路
210(1)至210(Q)‧‧‧反相器
218‧‧‧供應線
220‧‧‧環形振盪器之輸出端
222‧‧‧調節器
300‧‧‧非揮發性記憶體系統/非揮發性系統
302‧‧‧溫度感測電路
304‧‧‧溫度量測模組
306‧‧‧主機系統
308‧‧‧非揮發性記憶體
310‧‧‧核心邏輯電路/控制邏輯電路
312‧‧‧記憶體介面(I/F)
314‧‧‧主機介面
316‧‧‧通信匯流排
318‧‧‧類比電路
320‧‧‧供應線
400‧‧‧方法
402‧‧‧方塊
404‧‧‧方塊
406‧‧‧方塊
408‧‧‧方塊
410‧‧‧方塊
500‧‧‧方法
502‧‧‧方塊
504‧‧‧方塊
506‧‧‧方塊
508‧‧‧方塊
510‧‧‧方塊
512‧‧‧方塊
514‧‧‧方塊
CLKBASE‧‧‧基本時脈信號/基本時脈
CLKHOST‧‧‧主機時脈線
CMD‧‧‧命令線
DAT[N：0]‧‧‧N個資料線
VCC‧‧‧供應電壓
VDD_CORE_OK‧‧‧核心電壓穩定信號
VSS‧‧‧接地參考電壓
V_REG‧‧‧調節電壓
併入於本說明書中且構成本說明書之一部分之隨附圖式繪示本發明之各種態樣且結合描述用於說明其原理。在方便之處，在圖式各處將使用相同元件符號指代相同或相似元件。
圖1係一例示性電子溫度識別系統之一方塊圖。
圖2係另一例示性溫度識別系統之一方塊圖。
圖3係其中可實施圖1或圖2之溫度感測電路之一非揮發性記憶體系統之一方塊圖。
圖4係使用一環形振盪器偵測一系統之一操作溫度之一例示性方法之一流程圖。
圖5係使用一環形振盪器偵測一系統之一操作溫度之另一實例之一流程圖。
綜述
如在先前技術部分中提及，歸因於一供應電壓線上之雜訊，用於溫度偵測之一環形振盪器無法依準確反映系統之操作溫度之一頻率產生其輸出信號。在一項實施例中，一溫度識別系統可包含一溫度量 測模組及溫度感測電路。溫度感測電路可包含經組態以產生一環形振盪器信號之一環形振盪器電路。溫度感測電路亦可包含一除頻器，其經組態以：自環形振盪器電路接收環形振盪器信號；將環形振盪器信號之一頻率除以一除頻器值以產生一除頻器信號；及將除頻器信號輸出至溫度量測模組。溫度量測模組可經組態以基於除頻器信號判定環形振盪器電路之一操作溫度。
在另一實施例中，可執行一種識別一操作溫度之方法。該方法可包含：用一環形振盪器電路產生一環形振盪器信號；用一除頻器電路將環形振盪器信號之一頻率除以一除頻器值以產生一除頻器信號；及用一溫度量測模組基於除頻器信號之一頻率識別環形振盪器之一操作溫度。
在一些實施例中，一調節器可基於一供應電壓產生一調節電壓，且將該調節電壓輸出至環形振盪器電路。環形振盪器電路可基於該調節電壓產生環形振盪器信號。
在一些實施例中，調節器可與一開放迴路單位增益頻率相關聯，且除頻器值可基於該開放迴路單位增益頻率。
在一些實施例中，除頻器值可基於環形振盪器信號之一頻率與開放迴路單位增益頻率之一比率。
在一些實施例中，除頻器值可基於環形振盪器信號之一預定頻率、一供應電壓之一雜訊分量之一預定頻率及平均化依預定頻率發生之雜訊分量之循環之一預定次數。
在一些實施例中，除頻器值可在介於100與1000之間的一範圍內。
在一些實施例中，環形振盪器可由來自一主機裝置之一供應電壓供電。
在一些實施例中，雜訊分量之一峰值量值可在供應電壓之一直 流(DC)位準之約百分之十至百分之三十內。
在一些實施例中，溫度量測模組可基於除頻器信號之一頻率判定操作溫度。
在一些實施例中，一反相器鏈可用一調節電壓供電以產生環形振盪器信號。
在一些實施例中，一反相器鏈可用來自一主機裝置之一供應電壓供電。
其他實施例係可行的，且該等實施例之各者可單獨使用或在一起組合使用。因此，現將參考隨附圖式描述各項實施例。
例示性實施例
如在先前技術部分中提及，歸因於一供應電壓線上之雜訊，用於溫度偵測之一環形振盪器無法依準確反映系統之操作溫度之一頻率產生其輸出信號。以下實施例展示降低一供應電壓線上之雜訊可對用以量測操作溫度之一信號之一頻率之影響的例示性溫度識別系統。特定言之，圖1及圖2展示在存在一雜訊供應電壓之情況下使用一環形振盪器感測且量測一溫度之例示性溫度識別系統。圖3展示其中可實施溫度識別系統之一例示性非揮發性記憶體系統。圖4及圖5展示使用一環形振盪器偵測一系統之一操作溫度之例示性方法。
參考圖1，一例示性電子溫度識別系統100可包含溫度感測電路102及一溫度量測模組104。溫度感測電路102可經組態以在操作時感測其溫度及/或其周圍溫度(在本文中稱為其操作溫度)。溫度感測電路102可藉由產生具有指示操作溫度之一頻率的一信號而進行此。溫度量測模組104可經組態以自溫度感測電路102接收電信號、識別電信號之頻率，且基於經識別頻率計算或量測操作溫度。
溫度感測電路102可包含一環形振盪器電路106及一除頻器電路108。環形振盪器106可包含Q個反相器(INV)110之一鏈，其中Q係三 或更大之一奇數。藉由鏈接在一起，反相器110之一者之輸出端可連接至反相器110之另一者之輸入端。一回饋迴路112可將最後或第Q反相器110(Q)之一輸出端114與第一或起始反相器110(1)之一輸入端116連接。如圖1中所示，一供應線118可將一供應電壓VCC供應至反相器110以供電給反相器110。反相器110亦可連接至一接地參考電壓VSS。反相器110鏈可具有大於一之一迴路增益及輸出端114與輸入端116之間180度之一相移，且因此，可在接收到供應電壓VCC之後產生具有一頻率fOSC之一環形振盪器信號。
環形振盪器信號之頻率fOSC與環形振盪器106之操作溫度可具有一近似線性關係。一般而言，隨著操作溫度之增加，環形振盪器頻率fOSC可減小。在一些實例中，操作溫度每增加攝氏10度，環形振盪器頻率fOSC可減小0.4兆赫(MHz)。歸因於操作溫度與環形振盪器頻率fOSC之間的關係，可藉由識別環形振盪器頻率fOSC而判定操作溫度，且可藉由識別環形振盪器頻率fOSC之一變化而判定操作溫度之一變化。
供應電壓VCC可有雜訊-即，雜訊之峰值位準可在供應電壓VCC之直流(DC)位準之約百分之10至百分之30之一範圍內。作為一實例，具有3.3伏(V)之一DC位準之一雜訊供應電壓VCC可攜載在加/減1V之一範圍內變化之一雜訊分量。雜訊亦可在一廣泛頻率範圍內發生，諸如從1赫茲(Hz)高達100兆赫(MHz)或甚至高於100MHz(包含吉赫(GHz)之頻率)。此雜訊可稱為寬帶雜訊。
除歸因於操作溫度之變化而改變之外，環形振盪器頻率fOSC亦可歸因於雜訊供應電壓VCC之變動而改變。雜訊之峰值量值愈大，環形振盪器頻率fOSC可變化愈大。在存在供應電壓VCC之一大雜訊分量之情況下，環形振盪器頻率fOSC之一頻率值對於不同操作溫度可重疊。因此，環形振盪器頻率fOSC無法提供或反映操作溫度之一準確指示， 此係因為環形振盪器頻率fOSC之一經偵測變動之至少部分可係歸因於供應電壓VCC之雜訊之變動。因而，可期望降低雜訊之峰值量值，且繼而在儘可能寬之一頻率範圍內降低雜訊對環形振盪器頻率fOSC之影響，使得儘管供應電壓線118上有雜訊環形振盪器頻率fOSC仍可提供操作溫度之一準確指示。
環形振盪器106之一輸出端120可連接於連接鏈中之一個反相器之一輸出端與下一反相器之一輸入端之一節點處。經由輸出端120，可將環形振盪器信號發送至除頻器電路108，其可經組態以將環形振盪器信號之頻率除以一除頻器值N以產生一除頻器信號。在數學上，供應電壓VCC之雜訊分量可具有零之一平均(average/mean)值。因而，分除環形振盪器信號之頻率可平均化供應電壓VCC之雜訊之循環，此可吸收供應電壓VCC之雜訊分量對由除頻器電路108產生之除頻器信號之頻率之影響。因此，與歸因於供應電壓VCC之雜訊之環形振盪器信號之頻率變動相比，除頻器信號可具有一較低或降低的頻率變動。歸因於較低或降低的頻率變動，與環形振盪器信號之頻率及/或頻率變化相比，除頻器信號之頻率及/或頻率變化可更準確地指示溫度感測電路102之操作溫度及/或操作溫度變化。
除頻器值N可經選取使得在一最小值處，歸因於頻率分除而平均化依一判定頻率之雜訊之兩個循環。在一些例示性實施方案中，平均化依判定頻率之雜訊之十個循環。額外地或替代地，除頻器值N可基於環形振盪器頻率fOSC、雜訊之一預定頻率及待依預定頻率平均化之雜訊之循環數目。作為一實例，一除頻器值500可容許除頻器電路108針對50MHz之一環形振盪器頻率fOSC及1MHz之一雜訊頻率平均化十個雜訊循環。額外地或替代地，除頻器值N可在約100至1,000之一範圍內。
可將由除頻器電路108產生之除頻器信號發送至溫度量測模組 104。在接收到除頻器信號之後，溫度量測模組可經組態以識別除頻器信號之頻率及/或頻率從一先前經識別頻率之變化，且接著判定對應於經識別頻率之一操作溫度及/或對應於頻率從先前經識別頻率之一變化之操作溫度之一變化。在一些例示性組態中，溫度量測模組104可包含經組態以判定除頻器信號之頻率之一計數器模組。在一些例示性組態中，計數器模組可使用一外部、準確已知參考頻率，諸如由一主機系統產生或基於一主機時脈之一頻率及/或自一晶體模組產生之一頻率。
對於一些例示性組態，溫度量測模組104可經組態以依一預定度數增量(舉例而言，諸如十度增量)判定操作溫度。一頻率或一頻率範圍可對應於溫度增量之各者。當溫度量測模組104識別除頻器信號之一頻率時，溫度量測模組104接著可判定經識別頻率對應於哪一溫度增量。
儘管經分除，除頻器信號仍可歸因於供應電壓VCC之雜訊而具有某一頻率變動。然而，頻率變動可足夠小使得在操作期間之任一時間點處，除頻器信號之頻率不對應於除正確指示或對應於溫度感測電路之真實操作溫度之一溫度增量外之一溫度增量。
一般而言，溫度模組104可為硬體或硬體與軟體之一組合。例如，各模組可包含一特定應用積體電路(ASIC)、一場可程式化閘陣列(FPGA)、一電路、一數位邏輯電路、一類比電路、一離散電路組合、閘，或任何其他類型之硬體或其等之組合。額外地或替代地，溫度量測模組104可包含記憶體硬體，其包括可用一處理器或處理器電路執行以實施溫度量測模組104之特徵之一或多者之指令。當溫度量測模組104包含包括可用處理器執行之指令的記憶體之部分時，溫度量測模組104可包含或可不包含該處理器。在一些實例中，在溫度量測模組104不包含任何其他硬體之情況下，溫度量測模組104可僅為包 括可用處理器執行以實施對應模組之特徵之指令的記憶體之部分。因為溫度量測模組104甚至當所包含的硬體包括軟體時仍包含至少某一硬體，所以溫度量測模組104可互換地稱為一硬體模組。
參考圖2，另一例示性電子溫度識別系統200可包含與一溫度量測模組204通信之溫度量測電路202。溫度量測模組204可與關於圖1展示且描述之溫度量測模組104相同及/或依與其相同之方式操作。另外，類似於圖1之溫度感測電路102，圖2之溫度感測電路202可包含一環形振盪器206，其包含產生一環形振盪器信號且經由一輸出端220將該環形振盪器信號輸出至除頻器電路208之Q個反相器210(1)至210(Q)之一鏈。除頻器電路208可與圖1之除頻器電路108相同及/或依與其相同之方式操作。
然而，除環形振盪器206及除頻器電路208之外，溫度量測電路202可進一步包含經組態以產生一調節電壓V_REG之一調節器222。如圖2中所示，調節器222可經組態以接收一供應線218上之一供應電壓VCC，且使用供應電壓VCC產生調節電壓V_REG。調節器222可經組態以用一電源供應抑制(PSR)產生調節電壓V_REG，使得調節電壓V_REG之雜訊分量之峰值量值遠低於供應電壓VCC之雜訊分量之峰值量值。
可將調節電壓V_REG供應至環形振盪器206之反相器210(1)至210(Q)以代替供應電壓VCC供電給反相器210(1)至210(Q)。因為調節電壓V_REG具有低於供應電壓VCC之一雜訊分量，所以與若反相器210(1)至210(Q)由供應電壓VCC供電相比，由環形振盪器206產生之環形振盪器信號之頻率fOSC可受調節電壓V_REG之雜訊之較少影響。因此，除頻器電路208與調節器222組合可結合環形振盪器206操作以產生一除頻器信號，與圖1中產生之除頻器信號之頻率(其在未使用一調節器來供電給環形振盪器106之情況下產生)相比，該除頻器信號具有 較少取決於供應電壓VCC之雜訊之一頻率。
可期望調節器222用處於一臨限PSR或比其更佳之一PSR產生調節電壓V_REG。為本描述之目的，臨限PSR可為產生環形振盪器頻率fOSC可取決於其之調節電壓V_REG之雜訊之一預定最大可接受峰值量值之一PSR。一例示性臨限PSR可為30分貝(dB)。
調節器222可經組態以用一PSR產生調節電壓V_REG，該PSR處於臨限PSR或比其更佳，僅取決於一特定頻率。此頻率(其可稱為一開放迴路單位增益頻率funity)可為高於調節器222用比臨限值PSR更差之一PSR產生調節電壓V_REG之頻率之頻率。調節器222可經組態以針對具有小於開放迴路單位增益頻率funity之一頻率的雜訊用處於臨限PSR或比其更佳之一PSR產生調節電壓V_REG，且針對具有大於開放迴路單位增益頻率funity之一頻率的雜訊用比臨限PSR更差之一PSR產生調節電壓V_REG。
然而，因為雜訊可依大於開放迴路單位增益頻率funity之頻率發生，所以僅調節器222可無法針對高於開放迴路單位增益頻率funity之頻率充分地或期望地降低供應電壓VCC之雜訊分量對環形振盪器206之影響。因而，可包含除頻器電路208以降低依大於開放迴路單位增益頻率funity之頻率發生之雜訊之影響。為此，可設定除頻器電路208之除頻器值N，使得除頻器電路208平均化依開放迴路單位增益頻率funity或更高之頻率發生之雜訊之兩個或更多個循環。對於一些例示性組態，除頻器值N可取決於開放迴路單位增益頻率funity，且特定言之取決於一預定環形振盪器頻率fOSC與開放迴路單位增益頻率funity之一比率。預定環形振盪器頻率fOSC可對應於一預定或選定操作溫度。對於一些例示性組態，預定環形振盪器fOSC可為對應於複數個操作溫度之複數個頻率之一最大頻率，其中該最大頻率對應於一最小操作溫度。一例示性最小操作溫度可為攝氏-40度，然而可使用其他最小操 作溫度。另外，對於一些例示性組態，除頻器值N可大於該比率乘以待平均化之依一預定頻率(例如，開放迴路單位增益頻率funity或更高)發生之雜訊之一循環數目。運用調節器222及除頻器電路208兩者，調節器222可經組態以針對低於開放迴路單位增益頻率funity之頻率充分地降低雜訊之峰值量值，而除頻器電路208可經組態以針對高於開放迴路單位增益頻率funity之頻率充分地降低雜訊之峰值量值。
圖3展示包含溫度感測電路302及一溫度量測模組304之一非揮發性記憶體系統300之一方塊圖。溫度感測電路302可分別組態為圖1或圖2之溫度感測電路102或202。類似地，溫度量測模組304可分別組態為圖1或圖2之溫度量測模組104或204。如圖3中所示，非揮發性記憶體系統300可經組態以連接至一主機系統306及/或與其通信。主機系統306可為經組態以與非揮發性記憶體系統300通信及/或用其操作之任何電子系統或裝置。
非揮發性記憶體系統300可包含非揮發性記憶體308，其可包含複數個非揮發性記憶體元件或胞，其等各自經組態以儲存一或多個資源位元。非揮發性記憶體元件或胞可為任何適合非揮發性記憶體胞，諸如呈一二維及/或三維組態之NAND快閃記憶體胞及/或NOR快閃記憶體胞。記憶體胞可採取固態(例如，快閃)記憶體胞之形式且可係一次可程式化的、數次可程式化的或多次可程式化的。
非揮發性記憶體系統300亦可包含核心邏輯電路310，其執行記憶體管理功能以將資料儲存於非揮發性記憶體308中。例示性記憶體管理功能可包含但不限於：與主機系統306通信，包含接收、處置主機請求或命令(諸如自主機系統306接收之讀取、寫入、擦除及狀態請求/命令)且對其等作出回應；格式化非揮發性記憶體308以確保其適當操作；映射出不良記憶體胞；配置備用胞以替換未來故障胞；及使非揮發性記憶體系統300在不同狀態、操作模式及/或電力消耗模式之 間轉變。在操作中，當主機系統306需要自非揮發性記憶體308讀取資料或將資料寫入至非揮發性記憶體308時，其可與核心邏輯電路310通信。
另外，非揮發性記憶體系統300可包含一記憶體介面(I/F)312，其提供核心邏輯電路310與非揮發性記憶體308之間的一介面。核心邏輯電路310可經組態以經由記憶體介面312與非揮發性記憶體308傳遞資料及命令，以將資料儲存於非揮發性記憶體308中及/或自其讀取資料。非揮發性記憶體系統300亦可包含一主機介面314以與主機系統306通信。主機介面314可耦合至一通信匯流排316，介面314在該通信匯流排316上將信號發送至主機系統306且自其接收信號。主機介面314可包含經組態以諸如藉由在通信匯流排316之線上上拉至一高位準電壓及下拉至一低位置電壓而產生信號之驅動器電路。
通信匯流排316可包含：一主機時脈線CLKHOST，主機系統306可在其上將一主機時脈信號發送至非揮發性記憶體系統300；N個資料線DAT[N：0]，主機系統306及非揮發性記憶體系統300可其等上與彼此傳遞資料信號；及一命令線CMD，主機系統306及非揮發性記憶體系統300可在其上與彼此傳遞命令信號及回應。資料信號可包含主機系統306想要儲存於非揮發性記憶體系統300中或自其讀取之資料。自主機系統306發送之命令信號可指導或請求非揮發性記憶體系統300執行某一動作，諸如(作為實例)執行一操作、轉變為一特定狀態或用經請求資訊作出回應。自非揮發性記憶體系統300發送之回應信號可(作為實例)認可接收到命令信號、指示指令/動作經執行，或包含經請求資訊。主機時脈信號可藉由提供非揮發性系統300取樣時脈及資料信號之次數及/或速率而設定通信匯流排316之頻率及/或控制資料流。
非揮發性記憶體系統300亦可包含類比電路318，其將複數個調節器供應電壓(包含一核心供應電壓)提供至核心邏輯電路310。另 外，類比電路318可提供一基本時脈信號CLKBASE、一或多個程序電壓溫度(PVT)信號及指示核心供應電壓是否處於一穩定位準之一核心電壓穩定信號VDD_CORE_OK。核心邏輯電路310可將一或多個控制信號發送至類比電路318以組態、程式化、啟用及/或停用類比電路318之各個組件。
如圖3中所示，溫度感測電路302可為類比電路318之部分，且溫度量測模組304可為核心邏輯電路310之部分。由溫度感測電路302產生且輸出之除頻器信號可為由類比電路318輸出至核心邏輯電路310之PVT信號之一者。溫度量測模組304可判定除頻器信號之頻率以量測溫度感測電路302之操作溫度，如上文關於圖1及圖2描述。由溫度感測電路302感測之操作溫度亦可整體上指示類比電路318及/或非揮發性記憶體系統300之操作溫度。
核心邏輯電路310可使用經量測溫度來控制及/或調整操作溫度。例如，操作溫度可對應於基本時脈CLKBASE之頻率及/或受其影響。基本時脈CLKBASE之頻率愈高，操作溫度愈高，且反之亦然。基於由溫度量測模組304量測之溫度，控制邏輯電路310可判定操作溫度是否處於一所要位準或是否應減小或增加。基於該判定，核心邏輯電路310可將控制信號之一者輸出至類比電路318以使類比電路318維持基本時脈CLKBASE之頻率，或使該頻率增加或減小以達成一所要操作溫度。例如，若核心邏輯電路310判定操作溫度過高，則核心邏輯電路310可將控制信號之一者輸出至類比電路318以使類比電路318降低基本時脈信號CLKBASE之頻率而降低操作溫度。
如圖3中所示，主機系統306可在一供應線320上供應一供應電壓VCC以供電給非揮發性記憶體系統300之組件，包含溫度感測電路302。在溫度感測電路302組態為圖1之溫度感測電路102之情況下，可將供應電壓VCC發送至環形振盪器電路之反相器以供電給環形振盪 器。或者，在溫度感測電路302組態為圖2之溫度感測電路202之情況下，可將供應電壓VCC發送至一調節器而非環形振盪器。
在一些例示性組態中，核心邏輯電路310可經組態以啟用及停用溫度感測電路302。由核心邏輯電路310輸出之控制信號之一者可為用以啟用及停用溫度感測電路302之一啟用信號。對於此等組態，環形振盪器之第一或起始反相器可包含一NAND閘。NAND閘之輸入端之一者可經組態以接收最後反相器之輸出，如上文描述。NAND閘之另一輸入端可經組態以自核心邏輯電路接收啟用信號。
另外，儘管溫度感測電路302及溫度量測模組304分別展示為類比電路318及核心邏輯電路310之組件，然在其他例示性組態中，溫度感測電路302可為與類比電路318分離之非揮發性記憶體系統300之一組件，及/或溫度量測模組304可為與核心邏輯電路310分離之非揮發性記憶體系統300之一組件。在其他組態中，溫度量測模組304之至少一些可為類比電路318之部分。例如，如上文描述，溫度量測模組304可包含一計數器模組以判定除頻器信號之頻率。計數器模組可實施為類比電路318之部分，且計數器模組之輸出可發送至核心邏輯電路310，其中溫度量測模組304之另一部分可使用經預定頻率來量測溫度。
額外地或替代地，其他非揮發性記憶體系統可包含溫度感測電路302但不包含溫度量測模組304。對於此等其他記憶體系統，溫度量測模組可在非揮發性記憶體系統外部。作為實例，溫度量測模組可為主機系統306之部分及/或測試台或測試設置之部分。例如，溫度量測模組304可包含一示波器，其可經組態以接收除頻器信號且量測除頻器信號之頻率。在其他非揮發性記憶體系統中，溫度量測模組304可為非揮發性記憶體系統300之部分，且非揮發性記憶體系統300可經組態以亦將除頻器信號發送至非揮發性記憶體系統外部之一第二溫度量 測模組。例如，非揮發性記憶體系統可包含一測試接腳，一外部溫度量測模組可連接至該測試接腳以接收除頻器信號。如可用一非揮發性記憶體系統300實施之溫度感測電路302及溫度量測模組304之各種組態可為可行的。
圖4係使用一環形振盪器偵測一系統之一操作溫度之一例示性方法400之一流程圖。在方塊402，一環形振盪器之一反相器鏈可接收一供應電壓且由該供應電壓供電。回應於接收到供應電壓，反相器鏈可產生具有一相關聯頻率之一環形振盪器信號。在方塊404，可將環形振盪器信號發送至一除頻器電路。
在方塊406，除頻器電路可接收環形振盪器信號且將環形振盪器信號之頻率除以一除頻器值以產生一除頻器信號。如上文說明，除頻器值可經設定使得平均化依一預定頻率之供應電壓之雜訊之至少兩個循環。因此，與環形振盪器信號之頻率相比，除頻器信號之頻率可較少取決於供應電壓之雜訊。在方塊408，可將除頻器信號發送至一溫度量測模組。在方塊410，溫度量測模組可識別除頻器信號之頻率，且據此回應而判定環形振盪器之一操作溫度，其可指示系統之操作溫度。
圖5係使用一環形振盪器偵測一系統之一操作溫度之另一例示性方法500之一流程圖。在方塊502，一調節器可接收一供應電壓。回應於接收到供應電壓，調節器可用一相關聯電源供應抑制(PSR)產生一調節電壓。PSR之量可在一頻率範圍內變化。例如，調節電壓所運用之PSR對於低於調節器之一開放迴路單位增益頻率funity之頻率可處於或高於一臨限PSR，且對於高於開放迴路單位增益頻率之頻率低於臨限PSR。在方塊504，調節器可將調節電壓發送至一環形振盪器。
在方塊506，環形振盪器之一反相器鏈可接收調節電壓且由調節電壓供電。回應於接收到供應電壓，反相器鏈可產生具有一相關聯頻 率之一環形振盪器信號。在方塊508，可將環形振盪器信號發送至一除頻器電路。在方塊510，除頻器電路可接收環形振盪器信號且將環形振盪器信號之頻率除以一除頻器值以產生一除頻器信號。除頻器值可經設定使得平均化依一預定頻率之供應電壓之雜訊之至少兩個循環。在一些例示性方法中，除頻器值可基於環形振盪器信號之一頻率與調節器之開放迴路單位增益頻率之一比率。在方塊512，可將除頻器信號發送至一溫度量測模組。在方塊514，溫度量測模組可識別除頻器信號之頻率，且據此回應而判定環形振盪器之一操作溫度，其可指示系統之操作溫度。
意欲將前述詳細描述理解為對本發明可採取之選定形式之一繪示且非對本發明之一定義。僅以下申請專利範圍(包含全部等效物)意欲定義所主張之本發明之範疇。最後，應注意，本文中描述之較佳實施例之任一者之任何態樣可單獨使用或彼此組合使用。
100‧‧‧電子溫度識別系統
102‧‧‧溫度感測電路
104‧‧‧溫度量測模組/溫度模組
106‧‧‧環形振盪器電路/環形振盪器
108‧‧‧除頻器電路
110(1)至110(Q)‧‧‧反相器
112‧‧‧回饋迴路
114‧‧‧反相器之輸出端
116‧‧‧反相器之輸入端
118‧‧‧供應線
120‧‧‧環形振盪器之輸出端
VCC‧‧‧供應電壓
VSS‧‧‧接地參考電壓

Claims (20)

  1. 一種溫度識別系統，其包括：一溫度量測模組；及溫度感測電路，其包括：一環形振盪器電路，其經組態以產生一環形振盪器信號；及一除頻器，其經組態以：自該環形振盪器電路接收該環形振盪器信號；將該環形振盪器信號之一頻率除以一除頻器值以產生一除頻器信號；及將該除頻器信號輸出至該溫度量測模組，其中該溫度量測模組經組態以基於該除頻器信號判定該環形振盪器電路之一操作溫度。
  2. 如請求項1之溫度識別系統，其中該溫度感測電路進一步包括一調節器，其經組態以：基於一供應電壓產生一調節電壓；及將該調節電壓輸出至該環形振盪器電路，其中該環形振盪器電路產生基於該調節電壓產生該環形振盪器信號。
  3. 如請求項2之溫度識別系統，其中該環形振盪器包括由該調節電壓供電之一反相器鏈。
  4. 如請求項2之溫度識別系統，其中該調節器與一開放迴路單位增益頻率相關聯，且其中該除頻器值係基於該開放迴路單位增益頻率。
  5. 如請求項4之溫度識別系統，其中該除頻器值係基於該環形振盪 器信號之一頻率與該開放迴路單位增益頻率之一比率。
  6. 如請求項1之溫度識別系統，其中該除頻器值係基於該環形振盪器信號之一預定頻率、一供應電壓之一雜訊分量之一預定頻率及平均化依該預定頻率發生之該雜訊分量之循環之一預定次數。
  7. 如請求項6之溫度識別系統，其中該除頻器值大於平均化該雜訊分量之循環之該預定次數乘以該環形振盪器信號之該預定頻率與該雜訊分量之該預定頻率之一比率。
  8. 如請求項1之溫度識別系統，其中該除頻器值在介於100與1000之間的一範圍內。
  9. 如請求項1之溫度識別系統，其中該環形振盪器經組態以由來自一主機裝置之一供應電壓供電。
  10. 如請求項9之溫度識別系統，其中該雜訊分量之一峰值量值在該供應電壓之一直流(DC)位準之約百分之十至百分之三十內。
  11. 如請求項1之溫度識別系統，其中該溫度量測模組經組態以基於該除頻器信號之一頻率判定該操作溫度。
  12. 一種識別一操作溫度之方法，該方法包括：用一環形振盪器電路產生一環形振盪器信號；用一除頻器電路將該環形振盪器信號之一頻率除以一除頻器值以產生一除頻器信號；及用一溫度量測模組基於該除頻器信號之一頻率識別該環形振盪器之一操作溫度。
  13. 如請求項1之方法，其進一步包括：回應於接收到一供應電壓而用一調節器產生一調節電壓；及用該調節器將該調節電壓輸出至該環形振盪器電路，其中產生該環形振盪器信號包括用該環形振盪器電路基於該 調節電壓產生該環形振盪器信號。
  14. 如請求項13之方法，其中該環形振盪器包括一反相器鏈，該方法進一步包括：用該調節電壓供電給反相器鏈以產生該環形振盪器信號。
  15. 如請求項13之方法，其中該調節器與一開放迴路單位增益頻率相關聯，且其中該除頻器值係基於該環形振盪器信號之一頻率與該開放迴路單位增益頻率之一比率。
  16. 如請求項12之方法，其中該除頻器值係基於該環形振盪器信號之一預定頻率、一供應電壓之一雜訊分量之一預定頻率及平均化依該預定頻率發生之該雜訊分量之循環之一預定次數。
  17. 如請求項16之方法，其中該除頻器值大於平均化該雜訊分量之循環之該預定次數乘以該環形振盪器信號之該預定頻率與該雜訊分量之該預定頻率之一比率。
  18. 如請求項12之方法，其中該除頻器值在介於100與1000之間的一範圍內。
  19. 如請求項12之方法，其進一步包括：用來自一主機裝置之一供應電壓供電給該環形振盪器之一反相器鏈。
  20. 如請求項19之方法，其中該雜訊分量之一峰值量值在該供應電壓之一直流(DC)位準之約百分之十至百分之三十內。
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Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
TWI648528B (zh) * 2017-11-23 2019-01-21 財團法人工業技術研究院 電阻式氣體感測器與其氣體感測方法

Families Citing this family (32)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US11907484B2 (en) 2015-06-22 2024-02-20 Sigmasense, Llc. Function and orientation identification for input/output (I/O) operative touch sensor device (TSD)
CN106875878B (zh) 2017-02-27 2020-04-14 京东方科技集团股份有限公司 温度检测电路、显示面板及显示装置
US10838530B2 (en) 2017-09-15 2020-11-17 Sigmasense, Llc. Touchscreen display with concurrent touch and display operations
US10554215B1 (en) 2019-03-26 2020-02-04 Sigmasense, Llc. Analog to digital conversion circuit with very narrow bandpass digital filtering
US11099032B2 (en) 2018-08-27 2021-08-24 Sigmasense, Llc. Drive sense circuit with drive-sense line
US11003205B2 (en) 2019-02-04 2021-05-11 Sigmasense, Llc. Receive analog to digital circuit of a low voltage drive circuit data communication system
US11914812B2 (en) 2018-08-27 2024-02-27 Sigmasense, Llc. Current reference operative drive-sense circuit (DSC)
US10895867B2 (en) 2018-08-27 2021-01-19 Sigmasense, Llc. Analog world interfacing for automated systems
US10845985B2 (en) 2018-09-14 2020-11-24 Sigmasense, Llc. Identification in touch systems
US11372510B2 (en) 2018-11-02 2022-06-28 Sigmasense, Llc. Multi-conductor touch system
US10935585B2 (en) 2018-11-19 2021-03-02 Sigmasense, Llc. Drive sense circuit with transient suppression
US10852857B2 (en) 2018-11-19 2020-12-01 Sigmasense, Llc. Frequency diverse e-pen for touch sensor and e-pen systems
FR3089628A1 (fr) * 2018-12-11 2020-06-12 Commissariat A L'energie Atomique Et Aux Energies Alternatives Capteur de température
CN109450411B (zh) * 2019-01-04 2022-10-11 京东方科技集团股份有限公司 锁存器及其驱动方法和芯片
US10996728B2 (en) 2019-01-04 2021-05-04 Sigmasense, Llc. Power supply signal conditioning system based on drive-sense circuit (DSC) processing
US10831690B2 (en) 2019-01-14 2020-11-10 Sigmasense, Llc. Channel allocation among low voltage drive circuits
US11061082B2 (en) 2019-03-18 2021-07-13 Sigmasense, Llc. Single line hall effect sensor drive and sense
US11056930B2 (en) 2019-05-31 2021-07-06 Sigmasense, Llc. Wireless power transfer and communications
US11131714B2 (en) 2019-05-31 2021-09-28 Sigmasense, Llc. Battery monitoring and characterization during charging
US10756578B1 (en) 2019-05-31 2020-08-25 Sigmasense, Llc. Wireless power transfer with in-line sensing and control
US11126297B2 (en) 2019-06-10 2021-09-21 Sigmasense, Llc. Electronic pen with ring-back and other functionalities
US11018654B1 (en) * 2019-06-11 2021-05-25 Marvell Asia Pte, Ltd. Temperature sensor with reduced power supply voltage sensitivity
US11555687B2 (en) 2019-08-08 2023-01-17 Sigmasense, Llc. Capacitive imaging glove
US11190205B2 (en) 2019-11-08 2021-11-30 Sigmasense, Llc. Single-ended direct interface dual DAC feedback photo-diode sensor
US11935397B2 (en) 2019-12-30 2024-03-19 Sigmasense, Llc. Organic and inorganic test system
US11216109B2 (en) 2020-01-07 2022-01-04 Sigmasense, Llc. Drive-sense control for extended sensor panels
US11182038B2 (en) 2020-04-08 2021-11-23 Sigmasense, Llc. Encoded data pattern touchscreen sensing system
US11504535B2 (en) 2020-06-03 2022-11-22 Sigmasense, Llc. Pacemaker operative to deliver impulses of pace signal and sense cardiac response via single conductor of pacemaker lead
US11304002B2 (en) 2020-08-12 2022-04-12 Sigmasense, Llc. Single transducer audio in/out device
US11374587B1 (en) 2021-02-25 2022-06-28 Sigmasense, Llc. Batteryless wireless sensor system
US11977123B2 (en) 2021-06-01 2024-05-07 Sigmasense, Llc. Sensing voltage using micro-watt sensor
US11709563B2 (en) 2021-10-26 2023-07-25 Sigmasense, Llc. Touch-based device with interlaced electrode grids

Family Cites Families (18)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2004146866A (ja) * 2002-10-21 2004-05-20 Denso Corp 発振回路
US7455450B2 (en) 2005-10-07 2008-11-25 Advanced Micro Devices, Inc. Method and apparatus for temperature sensing in integrated circuits
WO2007141870A1 (ja) 2006-06-09 2007-12-13 Fujitsu Limited 温度センサ用リングオシレータ、温度センサ回路及びこれを備える半導体装置
US7629856B2 (en) * 2006-10-27 2009-12-08 Infineon Technologies Ag Delay stage, ring oscillator, PLL-circuit and method
US7605668B2 (en) * 2006-12-12 2009-10-20 Intel Corporation Delay stage with controllably variable capacitive load
US7619486B1 (en) 2007-03-07 2009-11-17 Xilinx, Inc. Method for detecting and compensating for temperature effects
JP5117823B2 (ja) * 2007-11-13 2013-01-16 日本電波工業株式会社 恒温槽付高安定発振器
CN201222719Y (zh) * 2008-05-27 2009-04-15 上海复旦微电子股份有限公司 高精准环形振荡器
CN101741352A (zh) * 2008-11-10 2010-06-16 北京芯技佳易微电子科技有限公司 频率随温度变化的振荡器
CN101769798B (zh) * 2009-01-06 2011-12-14 比亚迪股份有限公司 一种温度检测系统
CN102118160B (zh) * 2009-12-30 2013-10-23 意法半导体研发(深圳)有限公司 产生时钟信号的电路和方法
CN102118159B (zh) * 2009-12-30 2013-06-05 意法半导体研发(深圳)有限公司 产生时钟信号的电路和方法
CN103021451B (zh) * 2011-09-22 2016-03-30 复旦大学 一种基于阈值电压调节的多级温度控制自刷新存储设备及其方法
US9065459B1 (en) * 2013-03-14 2015-06-23 Integrated Device Technology, Inc. Clock generation circuits using jitter attenuation control circuits with dynamic range shifting
US9756699B2 (en) * 2013-08-30 2017-09-05 Avago Technologies General Ip (Singapore) Pte. Ltd Low-power data acquisition system and sensor interface
CN103441760A (zh) * 2013-09-10 2013-12-11 灿芯半导体(上海)有限公司 一种高精度环形振荡器及其频率校准电路和频率校准方法
CN203492007U (zh) * 2013-09-10 2014-03-19 灿芯半导体(上海)有限公司 一种高精度环形振荡器及其频率校准电路
CN104753496A (zh) * 2015-04-09 2015-07-01 西安电子科技大学 一种频带自调谐三级复数带通滤波器

Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
TWI648528B (zh) * 2017-11-23 2019-01-21 財團法人工業技術研究院 電阻式氣體感測器與其氣體感測方法
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