TWI424441B - 溫度感測系統以及相關溫度感測方法 - Google Patents

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Description

溫度感測系統以及相關溫度感測方法
本發明係關於一種溫度感測系統以及相關溫度感測方法，尤指一種可在各個溫度感測運作之間改變溫度感測時間間隔的溫度感測系統以及相關溫度感測方法。
對一個電子裝置來說，如果溫度的差異沒有得到良好的補償而引起電子特性產生變化，可能會導致一些問題，是故，溫度感測運作是有其必要的。舉例來說，當溫度較高時，動態隨機存取記憶體(Dynamic Random Access Memory,DRAM)單元(cell)中的電荷會在較短的時間內泄漏出來，是故，為了維持低電流消耗，使用一個溫度相關之更新(self refresh)指令是有其必要性的；再者，一個更新指令可由晶片上(on die)溫度感測器提供的晶片溫度來加以觸發。然而，溫度感測器本身亦會消耗電流，是故應儘可能地使其具有較低的電流消耗。
請參照第1圖，其係為習知溫度感測方法的示意圖。如第1圖所示，其應用了一取樣準備訊號SPS來決定每次取樣間的時間間隔(也就是說，決定每次溫度感測運作間的時間間隔)。比較器啟動訊號CES則是用來啟動一比較器，該比較器將一參考電壓以及一與溫度相關的電壓來加以比較。而比較結果訊號CRS則是用來代表該比較器的比較結果。溫度感測運作是持續不停在進行著的，在先前技術中，每次溫度感測運作間的時間間隔為固定不變的，然而，在某些情況之中，溫度感測運作可以不需要這麼頻繁地進行。
本發明之一實施例揭露了一種溫度感測系統，其包含有：一溫度分析電路以及一控制單元。該溫度分析電路係用以感測溫度，並因應一已感測溫度而產生一分析結果。該控制單元係用以控制一溫度感測時間間隔，其中該控制單元係因應該已感測溫度而依據一預定溫度範圍來持續改變該溫度感測時間間隔。
本發明之另一實施例揭露了一種溫度感測方法，其包含有：(a)應用一溫度分析電路來感測溫度並因應一已感測溫度來產生一分析結果；以及(b)應用一控制單元來控制一溫度感測時間間隔；其中步驟(b)係因應該已感測溫度而依據一預定溫度範圍來持續改變該溫度感測時間間隔。
依據以上的敘述，本發明可避免不必要的溫度感測運作，進而減少溫度感測器的功率消耗。
在說明書及後續的申請專利範圍當中使用了某些詞彙來指稱特定的元件。所屬領域中具有通常知識者應可理解，製造商可能會用不同的名詞來稱呼同樣的元件。本說明書及後續的申請專利範圍並不以名稱的差異來作為區分元件的方式，而是以元件在功能上的差異來作為區分的基準。在通篇說明書及後續的請求項當中所提及的「包含」係為一開放式的用語，故應解釋成「包含但不限定於」。另外，「耦接」一詞在此係包含任何直接及間接的電氣連接手段。因此，若文中描述一第一裝置耦接於一第二裝置，則代表該第一裝置可直接電氣連接於該第二裝置，或透過其他裝置或連接手段間接地電氣連接至該第二裝置。
第2圖為依據本發明之一實施例所繪示的溫度感測運作的概念示意圖。第2圖中所揭露的概念包括有：基於一已感測溫度是否落入一特定溫度之一預定溫度範圍來改變各個溫度感測運作間的溫度感測時間間隔。如第2圖所示，點A、B、C、D、E、F和G都是取樣準備訊號SPS的位準轉變點，其表示了取樣準備訊號SPS的取樣點(也就是溫度感測點)。而各個轉變點之間的溫度感測時間間隔代表了各個溫度感測運作間的溫度感測時間間隔，比如說點A、B間的溫度感測時間間隔以及點B、C間的溫度感測時間間隔。
在一實施例中，如果一已感測溫度落在一特定溫度之一預定溫度範圍內，溫度感測時間間隔則會減少；另外，如果該已感測溫度未落在該特定溫度之該預定溫度範圍內，溫度感測時間間隔則會增加。舉例來說，假設該預定溫度範圍設定為±4℃，而該些特定溫度為48℃、68℃以及88℃。於是，如果該已感測溫度為50℃，溫度感測時間間隔則減少為64μs，如果該已感測溫度為53℃，溫度感測時間間隔則由64μs增加為128μs(點A、B間的溫度感測時間間隔小於點B、C間的溫度感測時間間隔)。同樣地，如果該已感測溫度為70℃，則溫度感測時間間隔會減少，而如果該已感測溫度為73℃，溫度感測時間間隔則會增加(點C、D間的溫度感測時間間隔皆小於點B、C間的溫度感測時間間隔以及點D、E間的溫度感測時間間隔)。前述的特定溫度48℃、68℃以及88℃為動態隨機存取記憶體更新的溫度，但這並非用來限定本發明的範圍。溫度感測運作時間愈長的話，溫度感測會消耗愈少的功率。於是，在已感測溫度不在一些重要的溫度點附近時，可經由增加溫度感測運作的溫度感測時間間隔長度來減少功率的消耗。
另一方面來說，這個實施例可以被視為：依據一特定溫度是否落入一已感測溫度之一預定溫度範圍來改變各個溫度感測運作間的溫度感測時間間隔。舉例來說，該預定溫度範圍設定為±4℃，而該些特定溫度分別為48℃、68℃以及88℃。於是，如果該已感測溫度如同前述為50℃，其落在特定溫度48℃的±4℃範圍內，而該預定溫度範圍亦為±4℃，在這個例子當中，特定溫度48℃落在已感測溫度50℃的該預定溫度範圍之內。在另一個例子當中，已感測溫度為40℃，並未落在特定溫度48℃的±4℃溫度範圍內，在這個例子中，由於特定溫度48℃未能落在已感測溫度40℃的±4℃溫度範圍內，於是，不論是依據該已感測溫度落在該特定溫度之該預定溫度範圍內來作決定，或是依據該特定溫度落在該已感測溫度之該預定溫度範圍來作決定，都能達到相同的功能。
本發明之另一實施例揭露了：如果最近幾次溫度感測運作所感測出的溫度有所變化，則改變各個溫度感測運作間的溫度感測時間間隔。進一步來說，如果最近n次的溫度感測運作所得到的複數個已感測溫度皆相同，即代表溫度已趨於穩定，是故可增加各個溫度感測運作間的溫度感測時間間隔來減少功率消耗。此外，一旦該些已感測溫度有所改變時，各個溫度感測運作間的溫度感測時間間隔便會減少。舉例來說，如果最近n次的溫度感測運作所得到的該些已感測溫度都是45℃，溫度感測時間間隔則由64μs增加為128μs，如果該些已感測溫度保持穩定，則將溫度感測時間間隔則由128μs增加為256μs。另一方面來說，如果該些已感測溫度產生變化，溫度感測時間間隔則由256μs減少為128μs。而如果該些已感測溫度再次產生變化，則將溫度感測時間間隔則由128μs減少為64μs。
值得注意的是，上述溫度感測時間間隔之數值僅以作為範例說明之用，並非用來限制本發明之範疇。
第3圖為依據本發明之一實施例所繪示之一溫度感測系統300的方塊圖。溫度感測系統300包含有一溫度感測器301、一溫度分析電路303、一控制單元305以及一已感測溫度更新電路307。溫度感測器301對一目標裝置(未繪示於圖中)進行溫度感測運作以得到一已感測溫度T。溫度分析電路303則決定已感測溫度T是否落入一特定溫度之一預定溫度範圍。溫度分析電路303可包含有一比較器304，用以比較已感測溫度T以及一範圍資訊RI來決定已感測溫度T落於哪個溫度範圍。
控制單元305則用以控制著各個溫度感測運作間的一溫度感測時間間隔。控制單元305依據以下各種情形中至少其中之一來改變該溫度感測時間間隔：依據溫度分析電路303的分析結果來判斷已感測溫度T是否落入一特定溫度之一預定溫度範圍；以及最近幾次溫度感測運作所感測出的溫度是否有所變化。
在這個實施例當中，溫度感測器300包含有一多工器311、一二極體313、複數個熱敏電阻(thermistor)315與317(圖中僅繪示其中兩個熱敏電阻)、一比較器319以及一參考電壓產生器321。由於熱敏電阻315與317的電阻值與溫度相關，電壓Vh 會隨著不同的溫度而產生變化。比較器319會將電壓Vh 與參考電壓Vr1 、Vr2 …、Vrn 來加以比較以決定電壓Vh 與所選擇的參考電壓是否相同，如果比較結果指出電壓Vh 與所選擇的參考電壓不同，則選一個新的參考電壓。這些步驟會一直重覆，直到電壓Vh 與所選擇的參考電壓相符為止，如此一來，便可感測出所需要的溫度。
第3圖所示的實施例可另包含一溫度範圍決定電路309，其可依據參考電壓產生器321所產生的該些參考電壓來決定溫度範圍。
第4圖為依據本發明之一實施例所繪示之一溫度感測方法的流程示意圖，該方法包含有：
步驟401：應用一溫度感測器對一目標裝置進行溫度感測運作來產生已感測溫度。
步驟403：應用一溫度分析電路來決定該已感測溫度是否落於一特定溫度的一預定範圍內。
步驟405：應用一控制單元來控制各個溫度感測運作間的溫度感測時間間隔。
步驟405依據以下各種情形中至少其中之一來改變該溫度感測時間間隔：依據步驟403的結果來判斷該已感測溫度是否落入該特定溫度之該預定溫度範圍；以及最近幾次溫度感測運作所感測出的溫度是否有所變化。
根據以上的敘述，應用本發明所提供之系統與方法，不必要的溫度感測運作可以加以避免，進而減少溫度感測器的功率消耗。
以上所述僅為本發明之較佳實施例，凡依本發明申請專利範圍所做之均等變化與修飾，皆應屬本發明之涵蓋範圍。
300．．．溫度感測系統
301．．．溫度感測器
303．．．溫度分析電路
304、319．．．比較器
305．．．控制單元
307．．．已感測溫度更新電路
311．．．多工器
313．．．二極體
315、317．．．熱敏電阻
321．．．參考電壓產生器
SPS．．．取樣準備訊號
CES．．．比較器啟動訊號
CRS．．．比較結果訊號
T．．．溫度
Vh ．．．電壓
Vr1 ~Vrn ‧‧‧參考電壓
第1圖為習知溫度感測方法的示意圖。
第2圖為依據本發明之一實施例所繪示的溫度感測運作的概念示意圖。
第3圖為依據本發明之一實施例所繪示之一溫度感測系統的方塊圖。
第4圖為依據本發明之一實施例所繪示之一溫度感測方法的流程示意圖。
300．．．溫度感測系統
301．．．溫度感測器
303．．．溫度分析電路
304、319．．．比較器
305．．．控制單元
307．．．已感測溫度更新電路
311．．．多工器
313．．．二極體
315、317．．．熱敏電阻
321．．．參考電壓產生器
T．．．溫度
Vh ．．．電壓
Vr1 ~Vrn ．．．參考電壓

Claims (16)

  1. 一種溫度感測系統，包含有：一溫度分析電路，用以感測一目標裝置的溫度並因應一已感測溫度而產生一分析結果；以及一控制單元，用以控制一溫度感測時間間隔，其中該控制單元係根據該已感測溫度是否落在至少一特定溫度的一預定溫度範圍來持續改變該溫度感測時間間隔。
  2. 如申請專利範圍第1項所述之溫度感測系統，其中該控制單元依據最近幾次溫度感測運作所感測出的溫度是否有所變化來改變該溫度感測時間間隔。
  3. 如申請專利範圍第1項所述之溫度感測系統，另包含有：一已感測溫度更新電路，用來分辨一最新的已感測溫度是否已被更新。
  4. 如申請專利範圍第1項所述之溫度感測系統，其中該溫度分析電路係感測一動態隨機存取記憶體(Dynamic Random Access Memory,DRAM)之溫度，而該特定溫度係為該動態隨機存取記憶體之一更新(self refresh)溫度。
  5. 如申請專利範圍第1項所述之溫度感測系統，其中當該特定溫度 落入該預定溫度範圍時，該控制單元減少該溫度感測時間間隔。
  6. 如申請專利範圍第1項所述之溫度感測系統，其中該溫度分析電路包含有一比較器，用來比較該已感測溫度以及一範圍資訊以決定該已感測溫度所在溫度範圍。
  7. 如申請專利範圍第2項所述之溫度感測系統，其中當最近幾次溫度感測運作所感測出的溫度有所變化時，該控制單元減少該溫度感測時間間隔。
  8. 一種溫度感測方法，包含有：(a)應用一溫度分析電路來感測一目標裝置的溫度以及因應一已感測溫度來產生一分析結果；以及(b)應用一控制單元來控制一溫度感測時間間隔；其中步驟(b)係根據該已感測溫度是否落在至少一特定溫度的一預定溫度範圍來持續改變該溫度感測時間間隔。
  9. 如申請專利範圍第8項所述之溫度感測方法，其中步驟(b)依據最近幾次溫度感測運作所感測出的溫度是否有所變化來改變該溫度感測時間間隔。
  10. 如申請專利範圍第8項所述之溫度感測方法，另包含：應用一已感測溫度更新電路來分辨一最新的已感測溫度是否已 被更新。
  11. 如申請專利範圍第8項所述之溫度感測方法，其中步驟(a)係使用該溫度分析電路來感測一動態隨機存取記憶體之溫度，而該特定溫度係為該動態隨機存取記憶體之一更新(self refresh)溫度。
  12. 如申請專利範圍第8項所述之溫度感測方法，其中當該特定溫度落入該預定溫度範圍時，步驟(b)則減少該溫度感測時間間隔。
  13. 如申請專利範圍第8項所述之溫度感測方法，其中該溫度分析電路包含有一比較器，用來比較該已感測溫度以及一範圍資訊以決定該已感測溫度所在溫度範圍。
  14. 如申請專利範圍第9項所述之溫度感測方法，其中當最近幾次溫度感測運作所感測出的溫度有所變化時，步驟(b)則減少該溫度感測時間間隔。
  15. 一種溫度感測系統，包含有：一溫度分析電路，用以感測溫度並因應一已感測溫度而產生一分析結果；以及一控制單元，用以控制一溫度感測時間間隔，其中該控制單元係因應該已感測溫度而依據一預定溫度範圍來持續改變該溫度感測時間間隔，其中該控制單元依據最近幾次溫度感測運作所感測出 的溫度是否有所變化來改變該溫度感測時間間隔。
  16. 一種溫度感測方法，包含有：(a)應用一溫度分析電路來感測溫度以及因應一已感測溫度來產生一分析結果；以及(b)應用一控制單元來控制一溫度感測時間間隔；其中步驟(b)係因應該已感測溫度而依據一預定溫度範圍來持續改變該溫度感測時間間隔；其中步驟(b)依據最近幾次溫度感測運作所感測出的溫度是否有所變化來改變該溫度感測時間間隔。
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