电路装置、物理量检测装置、电子设备以及移动体的制作方法

本发明涉及电路装置、物理量检测装置、电子设备以及移动体。

背景技术：

为了诊断电路装置中的各种故障，有时在电路装置中设置故障诊断电路。例如，cpu等外部装置经由电路装置的接口电路读出这样的故障诊断电路输出的错误信息，根据该错误信息进行动作。作为故障诊断电路的现有技术，例如有专利文献1公开的技术。在专利文献1中，故障诊断电路进行驱动电路和检测电路的故障诊断，接口电路输出其错误信息，其中，该驱动电路对物理量检测装置的物理量变换器进行驱动，该检测电路根据来自物理量变换器的检测信号来检测物理量。

专利文献1：日本特开2012-181677号公报

在上述专利文献1那样的物理量检测装置中，以往是利用通过驱动物理量变换器而获得的时钟信号使电路装置的整体进行动作。因此，在时钟信号变为异常的情况下，有可能电路装置的所有功能均停止。另外，由于故障诊断电路变得无法输出电路装置的错误信息，因此，外部装置不能准确地知道有无电路装置的错误，可能无法进行与错误对应的动作。

技术实现要素：

根据本发明的几个方式，能够提供根据主时钟信号使电路装置的至少一部分动作并且能够检测该主时钟信号的异常的电路装置、物理量检测装置、电子设备以及移动体等。

本发明是为了解决上述课题的至少一部分而完成的，能够通过如下的形态或方式实现。

本发明的一个方式涉及一种电路装置，该电路装置包括：驱动电路，其通过使振子振荡而生成时钟信号；主时钟信号生成电路，其生成主时钟信号；以及主时钟信号异常检测电路，其检测所述主时钟信号的异常，所述主时钟信号异常检测电路根据所述主时钟信号和作为来自所述驱动电路的所述时钟信号的错误检测用时钟信号，检测所述主时钟信号的异常。

根据本发明的一个方式，根据通过使振子振荡而生成的时钟信号检测主时钟信号的异常。由此，能够根据主时钟信号使电路装置的至少一部分动作，即使在使振子振荡而生成的时钟信号变得异常的情况下，根据主时钟信号进行动作的部分也能够进行动作。另外，在主时钟信号变得异常的情况下，能够根据通过使振子振荡而生成的时钟信号检测该主时钟信号的异常。

另外，在本发明的一个方式中，也可以是，电路装置包括控制电路，该控制电路根据所述主时钟信号进行动作。

在控制电路进行的控制处理和数字信号处理中，振子的驱动频率可能使处理速度不足。根据本发明的一个方式，由于能够使用不依赖振子的驱动频率的主时钟信号，因此，能够确保控制处理和数字信号处理中所需的处理速度。

另外，在本发明的一个方式中，也可以是，电路装置包括检测电路，该检测电路根据所述主时钟信号进行动作，根据与从所述振子输出的物理量对应的检测信号输出与所述物理量对应的物理量信息。

在检测电路进行的检测处理(例如a/d转换处理)和数字信号处理中，振子的驱动频率可能使处理速度不足。根据本发明的一个方式，由于能够使用不依赖振子的驱动频率的主时钟信号，因此，能够确保检测处理和数字信号处理中所需的处理速度。

另外，在本发明的一个方式中，也可以是，所述主时钟信号异常检测电路具有：第1触发器电路，其根据所述错误检测用时钟信号对基于所述主时钟信号的输入时钟信号进行锁存；第2触发器电路，其根据所述错误检测用时钟信号对来自所述第1触发器电路的第1输出信号进行锁存；异或电路，其求出所述第1输出信号与来自所述第2触发器电路的第2输出信号的“异或”；以及计数器，其根据所述错误检测用时钟信号对所述异或电路的输出信号成为第1逻辑电平的期间进行计数，在计数值成为规定值的情况下，输出表示所述主时钟信号异常的错误信息。

当主时钟信号的逻辑电平不再变化时，异或电路的输出信号的逻辑电平不再相对于第1逻辑电平变化。计数器在检测出上述情况持续规定期间时，使错误信息成为表示主时钟信号变得异常的信息。例如，使与错误信息对应的错误信号激活。这样，能够检测出主时钟信号变得异常。

另外，在本发明的一个方式中，也可以是，电路装置包括接口电路，该接口电路具有寄存器部，根据从外部输入的外部时钟信号向外部发送数据，所述寄存器部根据所述外部时钟信号，取入来自所述主时钟信号异常检测电路的所述主时钟信号的错误信息，并存储所取入的所述错误信息。

根据本发明的一个方式，根据从外部输入的外部时钟信号，主时钟信号的错误信息被取入寄存器部。并且，寄存器部的错误信息被存储到寄存器部中。由此，即使在主时钟信号发生异常的情况下，也能够根据表示该异常发生的错误信息进行适当的应对。

另外，本发明的另一个方式涉及电路装置，该电路装置包括：主时钟信号生成电路，其生成主时钟信号；检测电路，其根据所述主时钟信号进行动作，根据与从振子输出的物理量对应的检测信号输出与所述物理量对应的物理量信息；以及主时钟信号异常检测电路，其根据所述主时钟信号以及与所述主时钟信号不同的时钟信号检测所述主时钟信号的异常。

根据本发明的另一个方式，即使在主时钟信号变得异常的情况下，也能够根据与主时钟信号不同的时钟信号检测该主时钟信号的异常。

另外，本发明的又一个方式涉及物理量检测装置，该物理量检测装置包括：上述任意一个电路装置以及物理量变换器。

另外，在本发明的另一个方式中，所述物理量变换器可以是振子。

另外，在本发明的另一个方式中，所述物理量变换器可以是角速度检测元件。

另外，本发明的又一个方式涉及一种电子设备，该电子设备包括上述任意一个电路装置。

另外，本发明的又一个方式涉及一种移动体，该移动体包括上述任意一个电路装置。

附图说明

图1是本实施方式的电路装置的结构例。

图2是说明故障诊断电路、接口电路的动作的时序图。

图3是说明主时钟信号异常检测电路、故障诊断电路、接口电路的动作的时序图。

图4是主时钟信号异常检测电路的详细结构例。

图5是说明主时钟信号没有停止的情况下的主时钟信号异常检测电路的动作的时序图。

图6是说明主时钟信号停止的情况下的主时钟信号异常检测电路的动作的时序图。

图7是主时钟信号生成电路的详细结构例。

图8是接口电路的详细结构例。

图9是说明接口电路的动作的时序图。

图10是物理量检测装置、应用于物理量检测装置的情况下的电路装置的详细结构例。

图11是对角速度检测元件进行驱动的驱动电路、对来自角速度检测元件的检测信号进行检测的检测电路的详细结构例。

图12是对来自加速度检测元件的检测信号进行检测的检测电路的详细结构例。

图13是包括本实施方式的电路装置的移动体、电子设备的例子。

图14是包括本实施方式的电路装置的移动体、电子设备的例子。

图15是包括本实施方式的电路装置的移动体、电子设备的例子。

图16是包括本实施方式的电路装置的移动体、电子设备的例子。

标号说明

10：振子；13：角速度检测元件；16：加速度检测元件；20、20a：电路装置；30：驱动电路；32：放大电路；40：增益控制电路；50：驱动信号输出电路；52：同步信号输出电路；60：检测电路；61：第1afe电路；62：第2afe电路；64：放大电路；66：c/v转换电路；67：采样保持电路；81：同步检波电路；87：第1低通滤波器；88：第2低通滤波器；90：复用器；100：a/d转换电路；100、100a：控制电路；120、120a：主时钟信号生成电路；130、130a：接口电路；132：spi控制部；134：寄存器部；136：主时钟错误信息用寄存器；138：故障诊断用寄存器；150、150a：主时钟信号异常检测电路；151：第1触发器电路；152：第2触发器电路；153：分频电路；154：异或电路；155：计数器；160、160a：故障诊断电路；162：寄存器部；200：外部装置；204：陀螺传感器；206：汽车(移动体)；207：车体；208：车体姿势控制装置；209：车轮；300：物理量检测装置；610：数字静态照相机(电子设备)；620：生物体信息检测装置(电子设备)；630：机器人(移动体或电子设备)；cki：错误检测用时钟信号；dt：数据、ef：错误信息；emk：错误信息、exck：外部时钟信号；lck：时钟线；ldt：数据线；mck：主时钟信号；sdt：数据。

具体实施方式

以下，对本发明的优选实施方式进行详细说明。另外，以下说明的本实施方式不对权利要求书记载的本发明的内容作不恰当的限定，本实施方式中说明的所有结构并非必须作为本发明的解决手段。

1.结构

图1是本实施方式的电路装置20的结构例。电路装置20包括主时钟信号生成电路120、主时钟信号异常检测电路150、故障诊断电路160、接口电路130、控制电路110(处理电路)、以及驱动电路170。电路装置20例如构成为集成电路装置。

主时钟信号生成电路120生成电路装置20的动作用的(例如使逻辑电路同步动作的)时钟信号即主时钟信号mck。主时钟信号生成电路120例如是不使用振子而生成主时钟信号mck的振荡电路、或者使用振子生成主时钟信号mck的振荡电路。不使用振子的振荡电路例如是通过交替切换两个状态来进行振荡的多谐振荡器、或者是将奇数个反转电路(增益为负的电路)连接成环状的环形振荡器、利用cr电路(由电容器和电阻构成的电路)使反转电路的输出进行反馈的cr振荡电路等。使用振子的振荡电路例如是驱动石英振子或陶瓷振子等而使其振荡的振荡电路等。另外，也可以是，振荡电路中的内置于电路装置20的部分是主时钟信号生成电路120，构成振荡电路的要素的一部分(例如电容器等)和振子设置在电路装置20的外部。

控制电路110进行电路装置20的各部的控制和各种数字信号处理。控制电路110是基于主时钟信号mck进行动作的逻辑电路。例如，控制电路110包括多个触发器电路和设置在该触发器电路之间的组合电路。并且，触发器电路根据主时钟信号mck取入组合电路的输出。这样的同步动作与基于主时钟信号mck的动作对应。例如，如用图10等后述的那样，在将电路装置20(20a)应用到检测角速度或加速度的物理量检测装置300的情况下，控制电路110(11a)进行驱动电路30或检测电路60的动作的控制、经由接口电路130(130a)的通信的控制。另外，作为数字信号处理，控制电路110(110a)进行针对检测出的角速度数据或加速度数据的滤波处理、温度补偿处理等。控制电路110可以通过门阵列等的asic实现，也可以通过处理器(dsp、cpu)和在处理器上工作的程序(程序模块)实现。

故障诊断电路160是输出电路装置20的各部分的错误信息ef(错误信号)的电路。具体而言，故障诊断电路160包括对错误信息ef进行存储的寄存器部162(寄存器电路)。该寄存器部162根据主时钟信号mck取入(锁存)错误信息ef，将该取入的错误信息ef输出到接口电路130。也可以是，故障诊断电路160例如由逻辑电路等构成，其一部分或全部与控制电路110构成为一体。

错误信息ef是表示与该错误信息ef对应的电路或信号等是否存在异常的信息、或者表示异常种类的信息。即，从电路装置20的各部分向故障诊断电路160输入异常检测信号，根据该异常检测信号生成错误信息ef。例如，从控制电路110的异常检测电路向故障诊断电路160输入异常检测信号fer。或者，如用图10等后述的那样，在将电路装置20(20a)应用到检测角速度或加速度的物理量检测装置300中的情况下，从驱动电路30和检测电路60的异常检测电路向故障诊断电路160(160a)输入异常检测信号。故障诊断电路160(160a)可以将来自各部分的异常检测信号直接作为错误信息ef，也可以对异常检测信号进行加工(例如，对1个或多个异常检测信号进行逻辑运算)后生成错误信息ef。错误信息ef例如是错误信号(例如错误标志)，在与该错误信号对应的电路中检测出异常的情况下，或者在电路中检测出与该错误信号对应的种类的异常的情况下，错误信号激活。

驱动电路170是对振子180进行驱动的电路，通过使振子180振荡来生成错误检测用时钟信号cki。振子180例如是将角速度等物理量转换为电信号的物理量变换器。驱动电路170是用于通过向振子180提供驱动信号而使其振荡来使振子180成为输出与物理量对应的检测信号的状態的电路。通过使振子180振荡而生成的错误检测用时钟信号cki例如是从振子180的端子输出的振荡信号(例如图11的驱动信号dq、反馈信号di)、或者驱动电路170使振子180振荡时的驱动电路170的内部信号(例如图11的同步信号syc))等。例如，在用图10后述的物理量检测装置300中，角速度检测元件13与振子180对应。并且，图10的驱动电路30与图1的驱动电路170对应，驱动电路30输出的同步信号syca(供检测电路60进行同步检波的信号)与通过使振子180振荡而生成的错误检测用时钟信号cki对应。

主时钟信号异常检测电路150根据作为与主时钟信号mck不同的时钟信号的错误检测用时钟信号cki，对主时钟信号mck的异常进行检测，将错误信息emk(错误信号)输出到接口电路130。错误信息emk是表示主时钟信号mck是否存在异常的信息，例如是错误信号(例如错误标志)。该错误信号在检测出主时钟信号mck的异常的情况下激活。主时钟信号mck的异常例如是主时钟信号mck的停止，例如主时钟信号mck的逻辑电平被固定为高电平或低电平。这样的异常的原因例如是主时钟信号生成电路120的异常(故障)，或者是主时钟信号mck的传输路径的断线或短路等。

接口电路130是在电路装置20与外部装置200之间进行通信(命令和数据的收发)的电路。外部装置200例如是控制电路装置20的cpu(centralprocessingunit)或微型计算机等处理器、或者asic(applicationspecificintegratedcircuit)、汽车的ecu(electroniccontrolunit、或enginecontrolunit)等。来自外部装置200的时钟信号即外部时钟信号exck经由时钟线lck输入到接口电路130。更详细而言，在进行命令和数据的收发的通信期间内，经由时钟线lck输入外部时钟信号exck的脉冲，在通信期间之外，外部时钟信号被固定成恒定的电位。另外，接口电路130与外部装置200经由数据线ldt进行数据sdt(包括命令)的交换(输入和输出)。

接口电路130包括根据外部时钟信号exck进行动作的寄存器部134(寄存器电路)。接口电路130将从外部装置200经由数据线ldt发送的数据sdt存储到寄存器部134中。另外，接口电路130将来自电路装置20的各部的信息(数据)存储到寄存器部134中，根据来自外部装置200的读出请求命令，将包括存储在寄存器部134中的信息(数据)的数据sdt输出到数据线ldt。例如，寄存器部134包括：主时钟错误信息用寄存器136，其根据外部时钟信号exck取入来自主时钟信号异常检测电路150的错误信息emk；以及故障診断用寄存器138，其根据外部时钟信号exck取入来自故障诊断电路160的错误信息ef。

以下，对本实施方式的电路装置20的动作进行说明。图2是说明故障诊断电路160、接口电路130的动作的时序图。另外，错误信息ef的时序图是与错误信息ef对应的错误信号的时序图。

如图2的a1所示，使异常检测信号fer从非激活(低电平，广义上是第1逻辑电平)变为激活(高电平，广义上是第2逻辑电平)。另外，异常检测信号fer例如与主时钟信号mck同步(例如与上升沿同步)地变化，但并不限于此。例如，来自模拟电路的异常检测信号等也可以与主时钟信号mck非同步地变化。

如a2所示，故障诊断电路160的寄存器部162根据主时钟信号mck取入异常检测信号fer，作为错误信息ef进行输出。例如，在异常检测信号fer激活后，根据第2次的主时钟信号mck的上升沿取入异常检测信号fer。

如a3所示，接口电路130的故障診断用寄存器138根据外部时钟信号exck取入错误信息ef。例如，在与错误信息ef对应的错误信号激活后，根据第2次的外部时钟信号exck的上升沿，取入错误信息ef。在存在来自外部装置200的错误信息ef的读出请求的情况下，存储在该故障診断用寄存器138中的错误信息ef被输出到外部装置200。

图3是说明在主时钟信号mck发生异常的情况下的主时钟信号异常检测电路150、故障诊断电路160、接口电路130的动作的时序图。另外，错误信息ef、emk的时序图是与错误信息ef、emk对应的错误信号的时序图。

如图3的b1所示，设主时钟信号mck发生异常并停止(变为非激活)。如b2所示，考虑在主时钟信号mck停止后异常检测信号fer变为激活的情况。在这种情况下，如b3所示，由于主时钟信号mck停止，因此，故障诊断电路160的寄存器部162不能取入异常检测信号fer，与错误信息ef对应的错误信号不激活。因此，如b4所示，即使外部时钟信号exck的上升沿到达，故障診断用寄存器138也不取入激活的错误信号(错误信息ef)，不向外部装置200通知错误。

这样，在根据主时钟信号mck输出错误信息ef的情况下，当该主时钟信号mck停止时，可能无法向外部装置200发送错误信息。另外，在主时钟信号mck停止后，成为电路装置20的多个功能停止等的异常状态，外部装置200无法根据错误信息了解其状态。

因此，在本实施方式中，如b5所示，主时钟信号异常检测电路150根据独立于主时钟信号mck的错误检测用时钟信号cki进行动作，输出错误信息emk。具体而言，在主时钟信号mck停止后，当输入规定数量的错误检测用时钟信号cki的脉冲时，与错误信息emk对应的错误信号激活。在图3中，图示了这样的情况：在主时钟信号mck停止后，根据第2个错误检测用时钟信号cki的上升沿，与错误信息emk对应的错误信号激活。但不限于此，规定数量也可以是2之外的数量。如b6所示，主时钟错误信息用寄存器136根据外部时钟信号exck取入错误信息emk。例如，在与错误信息emk对应的错误信号激活之后，根据第2次的外部时钟信号exck的上升沿，取入错误信息emk。在存在来自外部装置200的错误信息emk的读出请求的情况下，存储在该主时钟错误信息用寄存器136中的错误信息emk被输出到外部装置200。外部装置200能够进行根据该错误信息emk使电路装置20复位(再启动)等的处理。另外，在电路装置20中进行不将错误信息emk输出到外部装置200而根据与主时钟不同的时钟信号定期监视主时钟错误信息用寄存器136中存储的值的处理，并且错误信息emk变成表示主时钟错误信息用寄存器136中存在异常的错误信息emk的情况下，电路装置20也可以进行自我复位(再启动)等的处理。

根据以上的本实施方式，电路装置20包括通过使振子180振荡来生成时钟信号的驱动电路170、生成主时钟信号mck的主时钟信号生成电路120、以及检测主时钟信号mck的异常的主时钟信号异常检测电路150。主时钟信号异常检测电路150根据来自驱动电路170的时钟信号即错误检测用时钟信号cki和主时钟信号mck，检测主时钟信号mck的异常。

这样，由于电路装置20具有主时钟信号生成电路120，因此，能够获得与通过使振子180振荡而生成的时钟信号(cki)不同的时钟信号(主时钟信号mck)。通过使用这样的主时钟信号mck，能够高速地使电路装置20(的至少一部分)动作而不受振子180的驱动频率的制约。另外，即使在通过使振子180振荡而生成的时钟信号变为异常(停止等)的情况下，对于根据主时钟信号mck进行动作的部分，也能够维持动作，而不会停止电路装置20的全部功能。另外，通过根据来自驱动电路170的时钟信号即错误检测用时钟信号cki对主时钟信号mck的异常进行检测，能够提高电路装置20的动作的可靠性。即，即使在主时钟信号mck停止的情况下，也能够对其进行检测，例如能够向外部装置200发送错误信息emk。另外，由于将存在于电路装置20内的时钟信号用作错误检测用时钟信号cki，因此，不需要设置用于生成错误检测用时钟信号cki的冗余的时钟信号生成电路，能够抑制电路规模。

另外，在本实施方式中，电路装置20包括根据主时钟信号mck进行动作的控制电路110。

这样，能够根据主时钟信号mck使控制电路110高速地进行动作。在控制电路110进行的控制处理和数字信号处理中，振子180的驱动频率可能使处理速度不足。在本实施方式中，由于能够使用不依赖振子180的驱动频率的主时钟信号mck，因此能够确保控制处理和数字信号处理中所需的处理速度。

另外，在本实施方式中，电路装置20也可以包括检测电路，该检测电路根据主时钟信号mck进行动作，并根据与从振子180输出的物理量对应的检测信号输出与物理量对应的物理量信息。

例如，在图10的物理量检测装置300中，电路装置20(20a)包括检测电路60。该检测电路60包括根据主时钟信号mck进行动作的a/d转换电路100、控制电路110(110a)。并且，检测电路60根据从与振子180对应的角速度检测元件13输出的检测信号sa，输出角速度信息(角速度数据)。

这样，能够利用主时钟信号mck使检测电路60高速地进行动作。在检测电路60进行的检测处理(例如a/d转换处理)和数字信号处理中，振子180的驱动频率可能使处理速度不足。在本实施方式中，由于能够使用不依赖振子180的驱动频率的主时钟信号mck，因此能够确保检测处理和数字信号处理中所需的处理速度。

另外，如用图4等后述的那样，也可以是，主时钟信号异常检测电路150包括第1触发器电路151、第2触发器电路152、异或电路154、以及计数器155。并且，第1触发器电路151根据错误检测用时钟信号cki对基于主时钟信号mck的输入时钟信号进行锁存。第2触发器电路152根据错误检测用时钟信号cki对来自第1触发器电路151的第1输出信号qf1进行锁存。异或电路154求出第1输出信号qf1与来自第2触发器电路152的第2输出信号qf2的“异或”。计数器155根据错误检测用时钟信号cki对异或电路154的输出信号qxr成为第1逻辑电平(低电平)的期间(图6的n个cki脉冲的期间)进行计数，在计数值成为规定值(n)的情况下，输出表示主时钟信号mck变为异常的错误信息emk。

错误信息emk与错误信号对应。并且，使与该错误信息emk对应的错误信号激活的情况和输出表示主时钟信号mck变为异常的错误信息emk的情况对应。

这里，基于主时钟信号mck的输入时钟信号也可以是主时钟信号mck本身，也可以是根据主时钟信号mck生成的时钟信号。例如，在图4的例子中，是对主时钟信号mck进行分频后的分频时钟信号dmk。

这样，通过构成主时钟信号异常检测电路150，在主时钟信号mck停止的情况下能够对其进行检测。即，当主时钟信号mck的逻辑电平不再变化时，异或电路154的输出信号qxr的逻辑电平不再变化。计数器155在检测出上述不变化持续规定期间的情况下，将错误信息emk设为表示主时钟信号mck变得异常的信息(使错误信号激活)。

另外，在本实施方式中，电路装置20包括具有寄存器部134的接口电路130。接口电路130根据从外部输入的外部时钟信号exck向外部发送数据sdt。寄存器部134根据外部时钟信号exck取入来自主时钟信号异常检测电路150的主时钟信号mck的错误信息emk，存储所取入的错误信息emk。

例如，接口电路130将包括存储在寄存器部134中的错误信息emk的数据sdt发送到外部。

这样，即使在主时钟信号mck发生异常的情况下，也能够将通知该异常的错误信息emk发送给外部装置200。即，如上所述，在主时钟信号mck变为异常的情况下，很难将电路装置20的错误发送给外部装置200。关于这一点，在本实施方式中，由于接口电路130具有对主时钟信号mck的错误信息emk进行存储的寄存器部134，因此，能够将该错误信息emk发送给外部装置200。由此，外部装置200能够至少了解主时钟信号mck的异常，能够进行与该错误对应的动作。或者，如上所述，电路装置20能够针对主时钟信号mck的异常进行恰当的应对。

另外，在本实施方式中，接口电路130是spi(serialperipheralinterface)方式或i2c(inter-integratedcircuit)方式的接口电路。

spi方式是通过单向的2根串行数据线与串行时钟线进行通信的同步式串行通信方式。在spi的总线上能够连接多个从设备，但为了确定这些从设备，主要需要使用从设备选择线对从设备进行选择。在用图8后述的例子中，串行时钟信号sck与外部时钟信号exck对应，接收串行数据mosi、发送串行数据miso与数据sdt对应。i2c方式是通过双向的串行数据线的2根信号线与串行时钟线进行通信的同步式串行通信方式。在i2c的总线上能够连接多个从设备，在指定了单独确定的从设备的地址并选择从设备之后，主设备与该从设备进行通信。此时，通过串行时钟线传输的串行时钟信号与外部时钟信号exck对应，通过双向的串行数据线传输的串行数据与数据sdt对应。

在这样的2线、3线、4线的串行接口中，使用串行时钟线进行通信。在本实施方式中，根据从该串行时钟线输入的串行时钟信号将主时钟信号mck的错误信息emk取入寄存器部134。由此，能够经由串行接口将主时钟信号mck的错误信息emk发送给外部装置200。

另外，在本实施方式中，如用图10等后述的那样，也可以将电路装置20(20a)应用到物理量检测装置300中。物理量检测装置300包括电路装置20(20a)和物理量变换器。在图10的例子中，物理量变换器是角速度检测元件13。具体而言，物理量变换器是振子(检测科里奥利力的角速度检测元件)。

在检测物理量的物理量检测装置中，有时在物理量的检测处理中进行数字信号处理。在这种情况下，可考虑例如根据对物理量检测装置包括的角速度检测元件即振子进行驱动(使其振荡)而获得的时钟信号使进行该数字信号处理的逻辑电路动作。然而，在物理量检测装置包含的电路装置内的逻辑电路的动作频率受到驱动频率的制约。另外，由于只根据对振子进行驱动而获得的时钟信号使物理量检测装置的电路装置进行动作，因此，在该时钟信号存在异常的情况下，电路装置的功能停止。

关于这一点，在本实施方式中，电路装置20包括主时钟信号生成电路120，逻辑电路(控制电路110)根据由主时钟信号生成电路120生成的主时钟信号mck进行动作。由此，能够不依赖振子的驱动频率等而高速地使逻辑电路进行动作。另外，由于存在主时钟信号mck和对振子进行驱动而获得的时钟信号这两个独立的时钟信号，因此，即使在任意一个信号变为异常的情况下，也有可能能够维持电路装置20的至少一部分的功能。并且，根据对振子进行驱动而获得的时钟信号监视主时钟信号mck，由此，能够对主时钟信号mck的异常进行检测，通知给外部装置200。

另外，电路装置20不限于上述的结构，也可以构成如下。即，电路装置20包括：主时钟信号生成电路120，其生成主时钟信号mck；检测电路(例如图10的检测电路60a)，其根据主时钟信号mck进行动作，根据与从振子输出的物理量对应的检测信号输出与物理量对应的物理量信息；以及主时钟信号异常检测电路150，其根据与主时钟信号mck不同的时钟信号对主时钟信号mck的异常进行检测。

与主时钟信号mck不同的时钟信号是独立于主时钟信号mck的时钟信号。即，从与主时钟信号生成电路120不同的电路提供的时钟信号。该时钟信号可以从电路装置20的内部电路提供，也可以从电路装置20的外部电路提供。该时钟信号优选是在主时钟信号mck激活的期间内激活的时钟信号。作为一个例子，可以是驱动电路170输出的错误检测用时钟信号cki，但不限于此。例如，也可以是电路装置20包括与主时钟信号生成电路120不同的振荡电路，并根据该振荡电路生成的振荡信号检测主时钟信号mck的异常。

根据这样的结构也能够提高电路装置20的动作的可靠性。即，即使在主时钟信号mck停止的情况下，通过与主时钟信号mck不同的时钟信号也能够检测主时钟信号mck的停止，例如能够向外部装置200发送错误信息emk。

2.主时钟信号异常检测电路

图4是主时钟信号异常检测电路150的详细结构例。主时钟信号异常检测电路150包括分频电路153、第1触发器电路151、第2触发器电路152、异或电路154(xor电路)、以及计数器155。

图5是说明在主时钟信号mck没有停止的情况下的主时钟信号异常检测电路150的动作的时序图。另外，错误信息emk的时序图是与错误信息emk对应的错误信号的时序图。

分频电路153对主时钟信号mck进行分频，并将该分频后的主时钟信号mck作为分频时钟信号dmk进行输出。第1触发器电路151根据错误检测用时钟信号cki(根据上升沿)取入分频时钟信号dmk。第2触发器电路152根据错误检测用时钟信号cki(根据上升沿)取入第1触发器电路151的输出信号qf1。异或电路154求出第1触发器电路151的输出信号qf1与第2触发器电路152的输出信号qf2的“异或”，将其结果作为信号qxr进行输出。

计数器155根据错误检测用时钟信号cki进行计数动作。具体而言，在信号qxr变为高电平(广义上是第2逻辑电平)的情况下使计数值复位(设定为零)。并且，在信号qxr是低电平(广义上是第1逻辑电平)的情况下，在输入错误检测用时钟信号cki的脉冲(例如上升沿)后，使计数值递增。计数器155在计数值成为规定值的情况下，使与错误信息emk对应的错误信号激活。如图5所示，在主时钟信号mck没有异常的情况下，由于信号qxr不固定为低电平，因此，与错误信息emk对应的错误信号不会激活。

图6是说明在主时钟信号mck停止的情况下的主时钟信号异常检测电路150的动作的时序图。另外，错误信息emk的时序图是与错误信息emk对应的错误信号的时序图。

如图6的d1所示，在主时钟信号mck停止的情况下，分频时钟信号dmk也停止(例如被固定为低电平)。这样，如d2所示，异或电路154的输出信号qxr一直为低电平而不再变化。由于计数器155不输入高电平的信号qxr，因此，计数值不复位。因此，如d3所示，当计数值成为规定值n＝8时，与错误信息emk对应的错误信号激活。另外，这里，设n＝8，但不限于此，n也可以是任意的1以上的整数(例如n≥4)。

如d4所示，在主时钟信号mck从停止状态恢复的情况下，分频时钟信号dmk也恢复。如d5所示，由于异或电路154的输出信号qxr变化，因此，当该信号qxr变为高电平时，计数器155的计数值被复位。这样，如d6所示，与错误信息emk对应的错误信号从激活变为非激活。

3.主时钟信号生成电路

图7是主时钟信号生成电路120的详细结构例。另外，以下，以多谐振荡器为例进行说明，但主时钟信号生成电路120不限定为多谐振荡器，可以采用上述的各种振荡电路。

图7的主时钟信号生成电路120包括开关元件swa1、swa2、电流源iga1、iga2(偏置电流输出电路)、电容器ca1、ca2、比较器cpa1、cpa2、逻辑反转电路iva1、iva2(反相器)、与非电路naa1、naa2(nand电路)、以及缓冲器bfa1。开关元件swa1、swa2例如是晶体管。缓冲器bfa1是输出与输入相同的逻辑电平的电路。另外，输入到比较器cpa1、cpa2的基准电压vra是比接地电压(低电位侧电源电压)高的电压。

主时钟信号生成电路120通过交互切换以下的第1状态和第2状态进行振荡。

在第1状态下，主时钟信号mck是低电平。此时，与非电路naa1的输出信号qa1是低电平，与非电路naa2的输出信号qa2是高电平。

由于输出信号qa2是高电平，因此，开关元件swa2导通。由于开关元件swa2导通，因此，电容器ca2的一端的节点na2与“地”(低电位侧电源)短路，节点na2的电压va2变为“地”电压。比较器cpa2对电压va2与基准电压vra进行比较，在电压va2小于基准电压vra的情况下，比较器cpa2的输出信号cq2是低电平。逻辑反转电路iva2的输出信号ivq2是高电平。

另外，由于输出信号qa1是低电平，因此，开关元件swa1截止。由于开关元件swa1截止，因此，在电容器ca1上蓄积来自电流源iga1的电流(电荷)，节点na1的电压va1上升。比较器cpa1对电压va1与基准电压vra进行比较，当电压va1大于基准电压vra时，使输出信号cq1从低电平变为高电平。这样，逻辑反转电路iva1的输出信号ivq1从高电平变为低电平，与非电路naa1的输出信号qa1从低电平变为高电平，转移到第2状态。

在第2状态下，主时钟信号mck是高电平。此时，与非电路naa1的输出信号qa1是高电平，与非电路naa2的输出信号qa2是低电平。

由于输出信号qa1是高电平，因此，开关元件swa1导通。由于开关元件swa1导通，因此，电容器ca1的一端的节点na1与“地”(低电位侧电源)短路，节点na1的电压va1变为“地”电压。在电压va1小于基准电压vra的情况下，比较器cpa1的输出信号cq1是低电平。逻辑反转电路iva1的输出信号ivq1是高电平。

另外，由于输出信号qa2是低电平，因此，开关元件swa2截止。由于开关元件swa2截止，因此，在电容器ca2上蓄积来自电流源iga2的电流(电荷)，节点na2的电压va2上升。当电压va2大于基准电压vra时，比较器cpa2将输出信号cq2从低电平变为高电平。这样，逻辑反转电路iva2的输出信号ivq2从高电平变为低电平，与非电路naa2的输出信号qa2从低电平变为高电平，转移到第1状态。

4.接口电路

图8是接口电路130的详细结构例。以下，以进行4线的spi方式的通信的情况为例进行说明，但接口电路130进行的通信并不限于4线的spi方式。即，只要是从电路装置20的外部输入时钟信号并根据该时钟信号进行串行数据通信的方式即可。

图8的接口电路130包括spi控制部132(spi控制电路)、寄存器部134。

在spi控制部132中，从外部装置200经由串行时钟线输入串行时钟信号sck，经由第1串行数据线输入接收串行数据mosi，经由从设备选择线输入从设备选择信号ss。另外，spi控制部132经由第2串行数据线向外部装置200输出发送串行数据miso。具体而言，spi控制部132包括物理层电路、通信处理电路。例如，物理层电路是进行串行时钟信号sck、接收串行数据mosi、发送串行数据miso、从设备选择信号ss的收发的i/o缓冲器电路。通信处理电路是进行spi通信的通信处理的逻辑电路。例如，通信处理电路进行接收串行数据mosi的串行并行转换、命令的解释处理、发送串行数据miso的生成处理、发送串行数据miso的并行串行转换、寄存器部134的读写控制等。

图9是说明接口电路130的动作的时序图。以下，将从设备选择信号ss激活(低电平)的期间称作通信期间。

spi控制部132在一个通信期间内接收命令数据c1～c4作为接收串行数据mosi，在其下一个通信期间内，将与命令数据c1～c4对应的响应数据r1～r4作为发送串行数据miso进行发送。另外，图9的mosi、miso的“xx”表示忽略(don’tcare)。如图9的阴影部分所示，串行时钟信号sck在通信期间内激活，spi控制部132根据该串行时钟信号sck，进行该通信期间内的通信处理。

在第1通信期间tt1内，外部装置200输出数据请求命令sqr作为命令数据c1。在下一个第2通信期间tt2内，spi控制部132输出错误数据err作为响应数据r1，输出输出数据dat作为响应数据r2、r3。错误数据err是表示在电路装置20中是否发生了某些错误的错误信息。例如，在用图10后述的物理量检测装置300中，输出数据dat是检测出的物理量数据(角速度数据、加速度数据等)。即，输出错误数据err作为对物理量数据的读出请求的响应的一部分。

在错误数据err表示错误的发生的情况下，在下一个第3通信期间tt3内，外部装置200输出错误详细请求命令der作为命令数据c1。在下一个第4通信期间tt4内，spi控制部132输出错误数据err作为响应数据r1，输出错误详细数据erdt作为响应数据r2、r3。错误详细数据erdt是表示错误的详细内容的数据，包括上述的主时钟信号mck的错误信息emk和电路装置20的各部分的错误信息ef。外部装置200根据该错误详细数据erdt，能够了解在电路装置20中发生了哪一种错误。

5.物理量检测装置

图10是物理量检测装置300、应用于物理量检测装置300的情况下的电路装置20a的详细结构例。以下，以物理量检测装置300是检测角速度和加速度的复合传感器的情况为例进行说明，但不限于此，可假定检测各种物理量的传感器作为物理量检测装置300。

物理量检测装置300包括角速度检测元件13、加速度检测元件16、以及电路装置20a。电路装置20a包括主时钟信号异常检测电路150a、主时钟信号生成电路120a、接口电路130a、故障诊断电路160a、驱动电路30、以及检测电路60。对与已经说明的结构要素相同的结构要素附加相同的标号(或者在相同的标号上附加a后的标号)，对该结构要素适当地省略说明。

角速度检测元件13是将以规定轴为中心的旋转的角速度转换为电信号的元件(转换器)。作为角速度检测元件13，例如能够采用在进行驱动振动的状态下施加科里奥利力后产生检测振动并通过该检测振动来检测压电体上产生的电场的方式的振动陀螺传感器元件、将所述检测振动作为静电电容变化进行检测的静电电容方式的振动陀螺传感器元件等。

加速度检测元件16是将规定轴的方向的加速度转换为电信号的元件(转换器)。作为加速度检测元件16，例如能够采用静电电容方式的硅mems加速度检测元件或压电方式、热检测方式等的加速度检测元件。

驱动电路30输出驱动信号dga来驱动角速度检测元件13。例如，驱动电路30从角速度检测元件13接收反馈信号dsa，输出与其对应的驱动信号dga，由此，激励角速度检测元件13。

检测电路60根据来自角速度检测元件13的检测信号sa来检测(提取)角速度。另外，检测电路60根据来自加速度检测元件16的检测信号sb来检测(提取)加速度。具体而言，检测电路60包括第1afe(analogfront-end)电路61、第2afe电路62、第1低通滤波器87、第2低通滤波器88、复用器90、a/d转换电路100、以及控制电路110a。

第1afe电路61是对来自角速度检测元件13的检测信号sa进行模拟信号处理的电路。第1afe电路61进行检测信号sa的放大、以及从检测信号sa中提取与角速度对应的信号的检波等。

第1低通滤波器87例如是无源滤波器(由电阻、电容器构成的滤波器)，对第1afe电路61的输出信号ava进行低通滤波处理。第1低通滤波器87例如作为使无法通过同步检波去除的无用信号(例如角速度检测元件13的共振频率与驱动频率之差即失谐频率的信号)衰减的滤波器、或者a/d转换电路100的抗混叠滤波器发挥作用。

第2afe电路62是对来自加速度检测元件16的检测信号sb进行模拟信号处理的电路。第2afe电路62进行检测信号sb的放大等。

第2低通滤波器88例如是无源滤波器(由电阻、电容器构成的滤波器)，对第2afe电路62的输出信号avb进行低通滤波处理。第2低通滤波器88例如作为a/d转换电路100的抗混叠滤波器发挥作用。

复用器90以时间分割的方式选择第1低通滤波器87的输出信号ava’和第2低通滤波器88的输出信号avb’，输出所选择的信号mq。

a/d转换电路100以时间分割的方式对复用器90的输出信号mq进行a/d转换。即，对第1低通滤波器87的输出信号ava’进行a/d转换，输出与角速度对应的数据dt，接着，对第2低通滤波器88的输出信号avb’进行a/d转换，输出与加速度对应的数据dt。作为a/d转换方式，例如能够想到逐次比较型、双重积分型、快速(flash)型、以及流水线型等。控制电路110a对主时钟信号mck进行分频，提供给a/d转换电路100，a/d转换电路100根据该分频后的主时钟信号mck进行a/d转换动作。

控制电路110a对来自a/d转换电路100的数据dt(数字信号)进行数字信号处理(数字滤波处理、校正处理等)，输出与检测出的角速度对应的角速度数据(角速度信息)和与检测出的加速度对应的加速度数据(加速度信息)。角速度数据、加速度数据经由接口电路130a被发送到外部装置200。另外，控制电路110a进行电路装置20a的控制处理。例如，通过该控制电路110a进行电路装置20a中的各种开关控制和模式设定等。

从电路装置20a的各部向故障诊断电路160a输入异常检测信号。例如，控制电路110a包括监视电路，该监视电路对寄存器的寄存器值进行监视，该寄存器存储数字滤波器的系数寄存器等的规定值。另外，驱动电路30和检测电路60包括对其内部信号进行监视的监视电路。故障诊断电路160a将基于来自这些监视电路的异常检测信号的错误信息输出到控制电路110a。

主时钟信号异常检测电路150a根据供第1afe电路61进行同步检波的同步信号syca，检测主时钟信号mck的异常。同步信号syca与图1的错误检测用时钟信号cki对应。

以上，以物理量检测装置300检测各1个轴的角速度和加速度的情况为例进行了说明，但物理量检测装置300也可以检测角速度和加速度中的一个，也可以检测多轴的角速度，还可以检测多轴的加速度。例如，在只检测一个轴的角速度的情况下，也可以省略加速度检测元件16、第2afe电路62、第2低通滤波器88、以及复用器90。或者，在检测多轴的角速度的情况下，也可以设置多个角速度检测元件13，设置与其对应的多个第1afe电路61、多个第1低通滤波器87，复用器90以时间分割的方式选择多个第1低通滤波器87的输出信号。

6.驱动电路、检测电路

图11是对角速度检测元件13进行驱动的驱动电路30、对来自角速度检测元件13的检测信号进行检测的检测电路60的详细结构例。以下，以角速度检测元件13是振子10的情况为例进行说明。

驱动电路30包括供来自振子10的反馈信号di输入的放大电路32、进行自动增益控制的增益控制电路40、以及将驱动信号dq输出到振子10的驱动信号输出电路50。另外，还包括将同步信号syc输出到检测电路60的同步信号输出电路52。

放大电路32(i/v转换电路)对来自振子10的反馈信号di进行放大。例如，将来自振子10的电流的信号di转换为电压的信号dv并输出。该放大电路32能够通过运算放大器、反馈电阻元件、反馈电容器等实现。

驱动信号输出电路50根据由放大电路32放大后的信号dv输出驱动信号dq。例如，在驱动信号输出电路50输出矩形波(或正弦波)的驱动信号的情况下，驱动信号输出电路50能够通过比较器等实现。

增益控制电路40(agc)向驱动信号输出电路50输出控制电压ds，对驱动信号dq的振幅进行控制。具体而言，增益控制电路40监视信号dv，对振荡环路的增益进行控制。例如，在驱动电路30中，为了将陀螺传感器的灵敏度保持为恒定，需要将提供给振子10的驱动用振动部的驱动电压的振幅保持为恒定。因此，在驱动振动系统的振荡环路内设置用于自动调整增益的增益控制电路40。增益控制电路40以可变的方式对增益进行自动调整，以使得来自振子10的反馈信号di的振幅(振子10的驱动用振动部的振动速度)恒定。该增益控制电路40能够通过对放大电路32的输出信号dv进行全波整流的全波整流器和进行全波整流器的输出信号的积分处理的积分器等实现。

同步信号输出电路52接收由放大电路32放大后的信号dv，将同步信号syc(参考信号)输出到检测电路60。该同步信号输出电路52能够通过进行正弦波(交流)的信号dv的二值化处理而生成矩形波的同步信号syc的比较器、和进行同步信号syc的相位调整的相位调整电路(移相器)等实现。

检测电路60包括放大电路64、同步检波电路81、a/d转换电路100、控制电路110a(dsp部)。放大电路64接收来自振子10的第1检测信号iq1和第2检测信号iq2，进行电荷-电压转换、差动的信号放大、以及增益调整等。同步检波电路81根据来自驱动电路30的同步信号syc进行同步检波。a/d转换电路100进行同步检波后的信号的a/d转换。控制电路110a对来自a/d转换电路100的数字信号进行数字滤波处理和数字校正处理(例如零点校正处理和灵敏度校正处理等)。

另外，在将图11的结构应用到图10中的情况下，放大电路64、同步检波电路81与图10的第1afe电路61对应，在同步检波电路81与a/d转换电路100之间设置第1低通滤波器87、复用器90。另外，反馈信号di、驱动信号dq、同步信号syc与图10的反馈信号dsa、驱动信号dga、同步信号syca对应。另外，第1检测信号iq1、第2检测信号iq2与图10的检测信号sa对应。

图12是对来自加速度检测元件16的检测信号进行检测的检测电路60的详细结构例。以下，以加速度检测元件16是静电电容方式的加速度检测元件的情况为例进行说明。

加速度检测元件16具有根据加速度移动的可动部和固定电极。在可动部上设置有与固定电极相对的电极，可动部根据加速度移动，固定电极与可动部的电极之间的距离发生变化，由此，电极间的电容发生变化。加速度检测元件16将由于电极间的电容变化而产生的电荷(蓄积在电极中的电荷)的变化作为检测信号cq进行输出。

检测电路60根据来自加速度检测元件16的检测信号cq来检测加速度。检测电路60包括c/v转换电路66(电荷放大器)、采样保持电路67、a/d转换电路100、以及控制电路110a(dsp部)。

c/v转换电路66将来自加速度检测元件16的检测信号cq(电荷)转换为电压。采样保持电路67对c/v转换电路66的输出信号进行采样保持。具体而言，加速度检测元件16的可动部通过被施加载波信号的频率的驱动信号而进行振动。来自加速度检测元件16的检测信号包括基于可动部的振动的载波信号、通过该载波信号传输的与加速度对应的信号。采样保持电路67通过采样保持来对c/v转换电路66的输出信号进行同步检波，提取与加速度对应的信号。a/d转换电路100进行采样保持电路67的输出信号的a/d转换。控制电路110a对来自a/d转换电路100的数字信号进行数字滤波处理和数字校正处理。

另外，在将图12的结构应用到图10的情况下，c/v转换电路66、采样保持电路67与图10的第2afe电路62对应，在采样保持电路67和a/d转换电路100之间设置第2低通滤波器88、复用器90。另外，检测信号cq与图10的检测信号sb对应。

7.移动体、电子设备

图13～图16是包括本实施方式的电路装置20的移动体、电子设备的例子。本实施方式的电路装置20例如能够组装到汽车、飞机、摩托车、自行车、或船舶等各种移动体中。移动体例如具有发动机、电机等驱动机构、方向盘或方向舵等转向机构、以及各种电子设备，是能够在地上、天空以及海上移动的设备/装置。

图13是概略地示出作为移动体的具体例的汽车206的图。在汽车206中组装有具备振子10和电路装置20的陀螺传感器204。陀螺传感器204能够检测车体207的姿势。陀螺传感器204的检测信号被提供给车体姿势控制装置208。车体姿势控制装置208例如能够根据车体207的姿势控制悬架的软硬，或者对每一个车轮209的制动进行控制。另外，这样的姿势控制能够利用到双足行走机器人、飞机以及直升机等各种移动体中。在实现姿势控制时能够组装陀螺传感器204。

图14、图15是概略地示出作为电子设备的具体例的数字静态照相机610、生物体信息检测装置620的图。这样，本实施方式的电路装置20能够应用到数字静态照相机610和生物体信息检测装置620(可穿戴式健康设备。例如脉搏器、计步器、运动量器等)等各种电子设备中。例如，在数字静态照相机610中，使用陀螺传感器和加速度传感器能够进行手抖动校正等。另外，在生物体信息检测装置620中，能够使用陀螺传感器和加速度传感器检测用户的身体移动和运动状态。

图16是概略地示出作为移动体或电子设备的具体例的机器人630的图。这样，本实施方式的电路装置20也可以应用到机器人630的可动部(臂、关节)和主体部。机器人630可假定移动体(跑步/步行机器人)、电子设备(非跑步/非步行机器人)中的任意一个。在跑步/步行机器人的情况下，例如能够以自己行走的方式使用本实施方式的电路装置20。

另外，以上对本实施方式进行了详细说明，本领域技术人员能够容易地理解根据本发明的新内容和效果可以进行不脱离实体的多种变形。因此，这样的变形例均是包括在本发明的范围内的。例如，在说明书或附图中，与更为广义或者同义的不同术语一同记载的术语在说明书或附图的所有位置处都能够替换为该不同的术语。另外，本实施方式和变形例的所有组合都包括在本发明的范围内。另外，电路装置、外部装置、物理量检测装置、振荡器、电子设备、移动体的结构/动作等不限于在本实施方式中说明的内容，能够实施多种变形。