TWI806035B - 電路系統與電路內讀取溫度值的方法 - Google Patents

Abstract

說明書提出一種電路系統與電路內讀取溫度值的方法，電路系統中通過一閂鎖電路運行電路內讀取溫度值的方法，在方法中，當電路系統啟動後，控制權交給啟動控制電路，先重置其中的溫度量測電路，經溫度量測電路初始化後，發出閂鎖觸發信號至閂鎖電路，以觸發閂鎖電路閂鎖住一初始溫度值，並記錄於一暫存器中。此初始溫度值可被隨時存取，以作為溫度量測電路量測電路系統溫度的一校正基礎。

Description

電路系統與電路內讀取溫度值的方法

說明書提出一種電路內讀取溫度值的方法，特別是指在電路系統中設置一閂鎖電路以記錄電路系統之初始溫度值的電路內讀取溫度值的方法。

一般在大功耗的晶片中會內建有溫度計（thermal meter），用來得知晶片內部溫度，而晶片外部即設有一散熱系統，如一風扇或冷卻系統，可依據晶片內的溫度計量測的溫度值來調節散熱機制。

舉例來說，在大型的網路交換器系統中，會有許多大功耗的晶片，這些大功耗晶片通常都帶有溫度計的功能，讓系統得知當下的晶片內部溫度，於是外部散熱系統即根據溫度計讀值執行溫度調節，例如啟動風扇並控制轉速等。因此晶片中的溫度計是相當重要的元件。

進一步地，晶片中的溫度計於啟用前需先校正溫度，藉以提升溫度計的精準度，而準確的溫度校正必須能精確地找到溫度計的讀值與環境溫度的相對應關係。例如，通常溫度計都是在啟動電源後經由軟體讀取溫度計當下的溫度值，但此時溫度計得到的溫度值已經過了電源啟動時溫度量測的時間點，因此並不具有即時性。

特別的是，功耗大的晶片一旦啟動後，晶片溫度上升非常快，由於無法於第一時間得到溫度計的溫度值，因此溫度計的溫度校正會有所偏差。加上實際運作時，若僅以軟體做動態讀取溫度值，無法由晶片自動記錄某段期間的最高與最低溫度點的功能，也無法由晶片準確地主動發出中斷（interrupt）信息。

有鑑於習知技術採用軟體方法取得晶片（積體電路）或特定電路內溫度計讀值缺乏即時性的問題，提出一種電路內讀取溫度值的方法以及相關電路，其目的之一是在改善電路內部溫度計讀值的即時性，解決由軟體介入讀取數值的時間點太晚的問題。

根據實施例，在電路內讀取溫度值的方法中，於一電路系統啟動後，啟動一閂鎖電路，以閂鎖住一溫度量測電路產生的初始溫度值，並記錄於一暫存器中。所提出以硬體電路閂鎖初始溫度值的方式可以即時而準確地記錄電路的初始溫度值，使得記錄於暫存器中的初始溫度值可作為電路系統中溫度量測電路量測溫度的一校正基礎。

進一步地，所述溫度量測電路可連續或定時量測電路的溫度，並還通過一數值儲存電路閂鎖一段時間內的最高溫度值與最低溫度值，並分別記錄至最大值暫存器與最小值暫存器中，如此，可改善習知採用軟體方法讀取溫度值無法立即讀取溫度值的問題，目的之一是能夠讓使用者知道電路系統工作的最高值與最低值。

進一步地，電路系統中還設有一中斷電路，可根據溫度量測電路所輸出的溫度值比對一高門檻值與一低門檻值，以決定發出一高中斷信號或一低中斷信號。在一實施方案中，當中斷電路發出高中斷信號或低中斷信號至外部電路時，外部電路可依據接收的中斷信號執行溫度調節。

優選地，所述電路系統如積體電路，其主要設有上述實施例提出的啟動控制電路、溫度量測電路與閂鎖電路，以能運行電路內讀取溫度值的方法。其中，於電路系統啟動後，啟動閂鎖電路，以閂鎖住溫度量測電路產生的初始溫度值，並記錄於暫存器中。在另一方案中，或以一數值儲存電路閂鎖一段時間內的最高溫度值與最低溫度值。

為使能更進一步瞭解本發明的特徵及技術內容，請參閱以下有關本發明的詳細說明與圖式，然而所提供的圖式僅用於提供參考與說明，並非用來對本發明加以限制。

以下是通過特定的具體實施例來說明本發明的實施方式，本領域技術人員可由本說明書所公開的內容瞭解本發明的優點與效果。本發明可通過其他不同的具體實施例加以施行或應用，本說明書中的各項細節也可基於不同觀點與應用，在不悖離本發明的構思下進行各種修改與變更。另外，本發明的附圖僅為簡單示意說明，並非依實際尺寸的描繪，事先聲明。以下的實施方式將進一步詳細說明本發明的相關技術內容，但所公開的內容並非用以限制本發明的保護範圍。

應當可以理解的是，雖然本文中可能會使用到“第一”、“第二”、“第三”等術語來描述各種元件或者信號，但這些元件或者信號不應受這些術語的限制。這些術語主要是用以區分一元件與另一元件，或者一信號與另一信號。另外，本文中所使用的術語“或”，應視實際情況可能包括相關聯的列出項目中的任一個或者多個的組合。

揭露書提出一種電路系統以及在電路內讀取溫度值的方法，其目的之一是在改善電路系統（如積體電路（IC））內部溫度計讀值的即時性，解決由軟體介入讀取數值的時間點太晚的問題，以能即時且正確地得出溫度值。根據所述方法，可由電路系統內一閂鎖電路讀取溫度計所量測的溫度值，取代習知由軟體讀取溫度數值的方法。

在此一提的是，電路系統中的溫度量測電路於啟用前需先做溫度校正，藉以提升量測溫度的精準度，而準確的溫度校正必須能精確地找到溫度量測電路的讀值與環境溫度的相對應關係，因此，為了改善習知以軟體方法取得溫度讀數會有延遲的問題，例如讀取溫度量測電路的溫度值時已經過了電路系統啟動當下的時間點，不具有即時性，所提出的電路內讀取溫度值的方法提出可以即時取得校正溫度量測電路的參考依據。

根據電路內讀取溫度值的方法的實施例，通過電路系統中設置閂鎖電路（latch circuit）即時而準確地取得電路系統的初始溫度值，如圖1所示的實施例流程圖。應用電路內讀取溫度值的方法的電路系統如一系統中的積體電路（IC），特別是對溫度調整有需求的大功耗電路。

在此流程實施例中，當啟動電路系統（步驟S101）時，這時的溫度值可用於日後提供溫度量測電路校準的用途。在此實施例中，通過其中的啟動控制電路（power-on controller）發出一閂鎖觸發信號至閂鎖電路，使得觸發閂鎖電路閂鎖住這時溫度量測電路輸出的一初始溫度值（步驟S103），並儲存於一暫存器中。如此，儲存於此暫存器中的初始溫度值因為採用硬體電路的運作而具有即時性，可作為溫度量測電路量測電路的工作溫度的校正基礎。

在電路系統運作過程中，溫度量測電路可隨時輸出溫度值，可以通過數值儲存電路系統記錄最高溫度值與最低溫度值（步驟S105），一旦能準確地得到電路系統運作過程中的最高溫度與最低溫度，即可以即時地根據溫度值執行溫度調節（步驟S107）。

在此一提的是，以大功耗電路為例，這類電路系統通常溫度上升非常快，若無法於第一時間得到溫度量測電路的溫度值，例如可能會錯過電路系統啟動時的初始溫度值，可能或錯過產生最高溫度值或最低溫度值的時間點，也因此可能錯過電路系統發出中斷（interrupt）信號的時間點，也會使得溫度校正會有所偏差，也就可能誤判電路系統的最高與最低溫度值，影響後續溫度調節的措施。

圖2顯示實現所述電路內讀取溫度值的方法的電路系統實施例圖。

應用所述方法的電路系統如積體電路，圖中所示電路可為溫度值讀取的相關電路，主要電路包括啟動控制電路20，其電性連接其他電路，包括溫度量測電路22與閂鎖電路201。溫度量測電路22受控於啟動控制電路20，通過控制權轉移可以執行重置（reset）溫度量測電路22、初始化溫度量測電路22。其中通過閂鎖電路以閂鎖住初始溫度，並可包括最高溫度值與最低溫度值，接著在完成閂鎖溫度值後，將控制權交還給相關系統。

運作時，閂鎖電路201根據啟動控制電路20產生的指令閂鎖溫度量測電路22通過同步資料處理電路24輸出的溫度值，並可將溫度值記錄於電路系統中的暫存器中。在此實施例中，提出了硬體電路的解決方案，相關電路包括閂鎖電路201以及對應的暫存器207、數值儲存電路203以及其中用於記錄最高溫度值的最大值暫存器208以及記錄最低溫度值的最小值暫存器209，以及能夠根據溫度值變化即時發出中斷信號的中斷電路205。

舉例來說，當電路系統啟動後，將控制權轉移至啟動控制電路20，啟動控制電路20除了重置溫度量測電路22，還通過發出一閂鎖觸發信號211觸發而啟動閂鎖電路201，以即時閂鎖住溫度量測電路22產生的一初始溫度值，並記錄於暫存器207中，記錄於此暫存器207中的初始溫度值可以被其他電路隨時存取，包括作為溫度量測電路22量測電路系統的溫度的校正基礎。根據其中之一實施方式，閂鎖電路201的運作可以一數位電路中的非同步時序邏輯電路（asynchronous sequential logic circuit）實現，可用來記錄狀態資訊（1或0），一個閂鎖（latch）可以儲存一位元的資訊，多個閂鎖即可記錄一個完整的資訊，如儲存至暫存器207的溫度值。

進一步地，電路系統中還設有利用閂鎖技術記錄最高溫度值與最低溫度值的數值儲存電路203，溫度量測電路22連續不間斷地量測電路系統的溫度，還通過數值儲存電路203通過同步資料處理電路24取得溫度量測電路22輸出的溫度值（溫度信號212），以能閂鎖一段時間內的最高溫度值與最低溫度值，並分別記錄至暫存器中，如圖示的最大值暫存器208與最小值暫存器209，而最高溫度值與最低溫度值會隨著持續量測電路系統的溫度而動態更新。

通過所述電路系統中數值儲存電路203主動紀錄某時間內最高與最低的溫度值，並存放於暫存器中，可供使用者得知此電路系統運作時最即時且完整的溫度變化。舉例來說，當電路系統受測時，在溫度測試項目中，可以通過數值儲存電路203所記錄的溫度值取得電路系統在各種溫度下的運作情況。

進一步地，電路系統還設有中斷電路205，實施例可為一比較器，能夠以高低門檻213（如設有一高門檻值與一低門檻值）比對自溫度量測電路22取得連續量測電路系統的即時溫度，中斷電路205即根據比對結果決定發出一高中斷信號215或一低中斷信號217。

在中斷電路205中，可以根據即時量測到的溫度值主動發出中斷信號。例如，當溫度量測電路22輸出的溫度值（溫度信號212）高於設定的高門檻值，即發出高中斷信號215至一外部電路26；於判斷出溫度值低於低門檻值，發出低中斷信號217至外部電路26。如此，外部電路26可以根據所接收的中斷信號（高中斷信號215或低中斷信號217）執行後續措施，例如溫度調節。

根據所述電路內讀取溫度值的方法，可進一步參考圖3所示的實施例流程圖。

電路系統經啟動後（步驟S301），通過啟動控制電路控制其中量測溫度相關電路的運作，包括先重置溫度量測電路（即電路系統中溫度計）（步驟S303），接著溫度量測電路開始進行初始化（步驟S305）。當溫度量測電路完成初始化並開始量測溫度時，啟動控制電路向閂鎖電路發出閂鎖觸發信號，使得觸發閂鎖電路以閂鎖初始溫度值（步驟S307）。

之後，溫度量測電路持續運作，連續輸出溫度值（步驟S309），在電路系統中，還能閂鎖一段時間內的最高溫度值與最低溫度值（步驟S311），並且隨著電路系統與溫度量測電路持續運作，通過暫存器記錄的最高溫度值與最低溫度值可動態地更新到最新的狀態。

在持續取得溫度值的過程中，中斷電路可以比對即時得到的溫度值與預設的高低門檻值（包括高門檻值與低門檻值）判斷是否發出中斷信息（步驟S313）。在步驟S315，即判斷即時溫度是否超過門檻值。若尚未達到門檻值（否），流程回到步驟S309，持續取得溫度值，並比對高低門檻值，做出後續判斷；若已經達到門檻值（是），例如即時溫度高於高門檻值或低於低門檻值，即採取調節溫度的措施（步驟S317）。

舉例來說，當即時溫度超過門檻值，即達到發出中斷信號的門檻，通過電路系統中的中斷電路發出中斷信號至外部電路。所述外部電路例如是一中央處理器（CPU）或特定控制電路，能根據中斷信號執行後續措施。以調節溫度為例，可以加速風扇轉速、減低風扇轉速，降頻或升頻等方式調節溫度。

綜上所述，根據以上描述的電路系統與電路內讀取溫度值的方法的實施例，方法適用於具有溫度量測電路與功耗較大的電路中，在電路中額外設置一個閂鎖電路，並可包括用來閂鎖最高溫度值與最低溫度值的電路，與中斷電路。當電路系統可以準確地取得初始溫度值時，表示相關溫度量測電路可以據此進行校正，以能準確量測電路系統的溫度，做出即時而正確的反應，如調節溫度，加上，所閂鎖的最高與最低溫度值可以動態地修正讀數並更新暫存器，其目的之一是能讓使用者知道電路系統工作的最高值與最低值，有利於電路系統在高低溫循環測試。更者，準確的溫度值可以讓電路系統準確地產生中斷信號，並正確地採取後續措施，如散熱措施。

以上所公開的內容僅為本發明的優選可行實施例，並非因此侷限本發明的申請專利範圍，所以凡是運用本發明說明書及圖式內容所做的等效技術變化，均包含於本發明的申請專利範圍內。

20:啟動控制電路 22:溫度量測電路 24:同步資料處理電路 26:外部電路 215:高中斷信號 217:低中斷信號 211:閂鎖觸發信號 212:溫度信號 201:閂鎖電路 207:暫存器 203:數值儲存電路 208:最大值暫存器 209:最小值暫存器 205:中斷電路 213:高低門檻 S101～S107步驟:電路內讀取溫度值的方法流程 S301～S317步驟:電路內讀取溫度值的方法流程

圖1顯示電路系統內讀取溫度值的方法的實施例流程圖；

圖2顯示實現所述電路內讀取溫度值的方法的電路系統實施例圖；以及

圖3顯示電路內讀取溫度值的方法的實施例流程圖。

20:啟動控制電路

22:溫度量測電路

24:同步資料處理電路

26:外部電路

215:高中斷信號

217:低中斷信號

211:閂鎖觸發信號

212:溫度信號

201:閂鎖電路

207:暫存器

203:數值儲存電路

208:最大值暫存器

209:最小值暫存器

205:中斷電路

213:高低門檻

Claims (10)

1. 一種電路內讀取溫度值的方法，包括：於一電路啟動後，啟動一閂鎖電路；以及通過該閂鎖電路閂鎖住一溫度量測電路產生的一初始溫度值，並記錄於一暫存器中；其中，記錄於該暫存器中的該初始溫度值作為該溫度量測電路量測該電路的溫度的一校正基礎；其中該溫度量測電路連續量測該電路的溫度，還通過一數值儲存電路閂鎖一段時間內的一最高溫度值與一最低溫度值，以避免誤判該電路最高與最低溫度值而影響後續溫度調節的措施。
2. 如請求項1所述的電路內讀取溫度值的方法，其中通過該最高溫度值與該最低溫度值分別記錄至一最大值暫存器與一最小值暫存器，其中分別記錄於該最大值暫存器與該最小值暫存器的該最高溫度值與該最低溫度值隨著持續量測該電路的溫度而動態更新。
3. 如請求項1所述的電路內讀取溫度值的方法，其中通過該溫度量測電路連續量測該電路的溫度，該電路中還設有一中斷電路，根據該溫度量測電路所輸出的一溫度值比對一高門檻值與一低門檻值，以決定發出一高中斷信號或一低中斷信號；其中該中斷電路判斷出該溫度值高於該高門檻值，發出該高中斷信號至一外部電路；於判斷出該溫度值低於該低門檻值，發出該低中斷信號至該外部電路。
4. 如請求項3所述的電路內讀取溫度值的方法，其中該外部電路根據該中斷電路發出的該高中斷信號或該低中斷信號執行溫度調節。
5. 如請求項1至4中任一項所述的電路內讀取溫度值的方法，其中該電路設有一啟動控制電路，於該電路啟動後發出一閂 鎖觸發信號至該閂鎖電路以觸發該閂鎖電路閂鎖住該初始溫度值。
6. 如請求項5所述的電路內讀取溫度值的方法，其中該啟動控制電路於該電路啟動後，重置該溫度量測電路，並於該溫度量測電路初始化後，發出該閂鎖觸發信號。
7. 一電路系統，其中運行一電路內讀取溫度值的方法，包括：一啟動控制電路；一溫度量測電路，受控於該啟動控制電路，連續量測該電路的溫度；一閂鎖電路，電性連接該啟動控制電路，根據該啟動控制電路產生的指令閂鎖該溫度量測電路輸出的一溫度值，並記錄於一暫存器中；以及一數值儲存電路，電性連接該啟動控制電路，用以接收該溫度量測電路輸出的溫度值，並閂鎖一段時間內的一最高溫度值與一最低溫度值；其中，於該電路啟動後，發出一閂鎖觸發信號至該閂鎖電路，以觸發該閂鎖電路以閂鎖住該溫度量測電路產生的一初始溫度值，並記錄於該暫存器中；記錄於該暫存器中的該初始溫度值作為該溫度量測電路量測該電路的溫度的一校正基礎；以及通過該數值儲存電路閂鎖一段時間內的該最高溫度值與該最低溫度值避免誤判該電路系統的最高與最低溫度值而影響後續溫度調節的措施。
8. 如請求項7所述的電路系統，其中該最高溫度值與該最低溫度值分別記錄至一最大值暫存器與一最小值暫存器，其中分別記錄於該最大值暫存器與該最小值暫存器的該最高溫度值與該最低溫度值隨著持續量測該電路的溫度而動態更新。
9. 如請求項7所述的電路系統，還設有一中斷電路，根據該溫度量測電路所輸出的該溫度值比對一高門檻值與一低門檻值，以決定發出一高中斷信號或一低中斷信號。
10. 如請求項9所述的電路系統，其中該中斷電路判斷出該溫度值高於該高門檻值，發出該高中斷信號至一外部電路；於判斷出該溫度值低於該低門檻值，發出該低中斷信號至該外部電路；其中該外部電路根據該中斷電路發出的該高中斷信號或該低中斷信號執行溫度調節。

Images