带有可编程模拟子系统的集成电路器件的制作方法_4

文档序号:9631502阅读:来源:国知局
A的信号路径822。信号路径822包括1C器件的物理连接816-0/1 (例如,插脚)。在连接816-0/1处的信号可以通过实现于CT块408-0内的一阶滤波器864进行滤波。信号路径822穿过模拟路由块410-0到UAB 412-0。在UAB412-0内,信号可以由PGA 862放大。来自PGA 862的输出可以通过模拟路由块410-0/1路由返回到SAR ADC 406。SAR ADC 406可以提供表示转换值的x比特的数字输出,如图6B的情况。用在信号路径中的无源元件(即,电阻器、电容器)可以在1C器件内形成,被连接到1C器件或它们的组合。
[0088]根据实施例,固定功能或可重配置的模拟块可以包括一个或多个电路资源。这样的电路资源的使用可以根据配置在每个块的基础上改变。即,在一个配置中,可以利用模拟电路块的一些资源。然而,在其它配置中,可以使用一套不同的资源。图8C和8D是示出了这样的布置的一个特定示例的示意图。
[0089]图8C和8D示出了在第一配置(400-0)和第二配置(400-1)中的1C器件。不同的配置可以利用同一模拟电路块内的不同组的模拟电路资源。在示出的实施例中,CT块408-0可以包括模拟电路资源857-0到857-2,而UAB 412-0可以包括模拟电路资源857-3/4。应该理解的是,虽然图8C和8D将模拟电路资源示出为放大器,这样的资源可以包括各种其他电路或电路元件,包括但不限于:切换网络、无源电路元件和各种其他电路,诸如电流镜、晶体管差分对、参考电压/电流生成器、或比较器,只举出了几个例子。
[0090]图8C示出了第一配置400-0中的1C器件。信号处理路径822-0’可以利用CT块408-0的模拟电路资源857-0和UAB 412-0的模拟电路资源857-3。相比之下,如在图8D中所示,在器件配置400-1中,信号处理路径822-1’可以利用CT块408-0的模拟电路资源857-1/2和UAB 412-0的模拟电路资源857-4。
[0091]当然,模拟电路资源的使用不需要在配置之间是互斥的。一些配置可以具有与其它配置重叠使用的模拟电路资源。如在本文中所述,在一些实施例中,1C器件可以在配置之间动态地切换。
[0092]图9是示出了与在图8A和8B中所示的情况相似的信号路径的一个特定实现的半电路图。在输入连接916 (插脚)处的输入信号966可以是128mV的峰值对峰值信号。可以将这样的信号输入到在CT块408-0内形成的一阶滤波器964。CT块408-0的滤波器964的电路元件可以具有以下特性:R90 = 21kQ,R92 = 171kΩ以及C90 = 9.3pF。运算放大器968可以具有100dB的开环增益和从约为8MHz到约为33MHz的单位增益频率(Ft)。
[0093]来自滤波器964的输出可以通过模拟路由块410-1路由到可以被配置为开关式的电容器类型的PGA 962的UAB 412-0。PGA 962的电路元件可以具有以下特性:C94 =
2.4pF,C96 = 1.2pFo PGA 运算放大器 970-0 可以具有 A = 100dB, Ft = 12MHz。地面缓冲运算放大器970-1可以具有A = 80dB, Ft = 12MHz。PGA内的开关(968-0到968-3)可以根据非重叠时钟Φ1和Φ2进行切换。在非常特殊的实施例中,切换频率(Fs)可以是63KHz并且时钟Φ 1可以具有约15us的宽度,而时钟Φ 2可以具有约888ns的宽度。
[0094]来自PGA 962的输出可以通过模拟路由块410-0/1路由返回到SAR ADC 406。SARADC 406的输入电容C91可以是6.4pF。SAR ADC 406可以使用2.048V的参考电压。SARADC 406可以具有约600ksps的吞吐量。采样频率可以是约18MHz,其中采样数N = 16 (给定 888ns)ο
[0095]在示出的特定实施例中,信号路径922可以包括CT块滤波器964的8Χ增益,该CT块滤波器964可以具有100kHz的BW。UAB PGA 962可以具有2X的增益。因为CT块滤波器964的BW是100kHz (如滤波器),UAB时钟频率(Fs)已设置为63KHz以满足稳定需求。反馈配置中的UAB PGA 962能够驱动SAR ADC输入采样电容并且将SAR ADC输入采样电容(通过模拟路由块410-0/1)稳定到12比特的1/2LSB。SAR ADC时钟频率是18MHz并且采样孔径是16个周期以采样和完全稳定输入。如所述,这将使得SAR ADC的吞吐量为600ksps。时钟Φ 1足够的长用来稳定CT块滤波器964。时钟Φ 2被设置为比时钟Φ 1更窄的脉冲宽度,因为这足以驱动SAR ADC 406并且稳定到12比特的1/2LSB。SAR ADC 406在时序图中的采样与时钟Φ2对准,而剩下的SAR ADC 406的活动,即重新分配以18MHz SAR时钟耗费14个周期。
[0096]图10是示出了可以在与图4的情况相似的1C器件400中实现的另一个信号路径。图10示出了扫描ADC信号路径1022。在所示的实施例中,信号路径1022可以通过配置CT块408、模拟MUX 452和一个或多个模拟路由块410而产生。
[0097]CT块408可以被配置为MUX 1074和PGA1072,其中实现有CT块运算放大器1068。一组1/0 1016-0可以充当输入信道(Chan5-7)和公共信道(ChanCom)。可以提供输入信道(Chan5-7)作为到MUX 1074的输入。MUX 1074的输出可以通过一个或多个模拟路由块410 输入到 PGA1072。
[0098]另一组1/01016-1可以充当输入信道(ChanO-4)。可以提供输入信道(ChanO-4)作为到模拟MUX 452的输入。到模拟MUX 452的输入的另一个输入可以是PGA 1072的输出。模拟MUX 452的输出可以充当到SAR ADC 406的第一输入(+)。到SAR ADC 406的第二输入(_)可以是通过一个或多个模拟路由块410的公共信道(ChanCom)。
[0099]在一个特定的实施例中,PGA 1072可以是16并且SAR ADC 406可以提供12比特的转换输出。
[0100]图11示出了可以在与图4的情况相似的1C器件400中实现的又一个信号路径。图11示出了扫描比较器信号路径1122。在所示的实施例中,信号路径1122可以通过配置模拟MUX 452、UAB 412、CT块408和一个或多个模拟路由块410而产生。
[0101]一组1/01116可以充当到模拟MUX 452的输入。UAB 412可以配置为电压DAC(VDAC)1176。CT块408可以被配置为比较器1178。来自模拟MUX 452的输出可以通过一个或多个模拟路由块410连接到比较器1178的第一输入⑴。来自VDAC 1176的输出可以通过一个或多个模拟路由块410连接到比较器1178的第二输入input (-)。
[0102]图12示出了可以在与图4的情况相似的1C器件400中实现的另一个信号路径。图12示出了频移键控(FSK)信号路径1222。在所示的实施例中,信号路径1222可以通过配置CT块408或UAB 412和一个或多个模拟路由块410而产生。
[0103]一个或多个UAB 412可以被配置为带通滤波器(BPF) 1280和低通滤波器(LPF) 1282。在一些实施例中,这样的滤波器可以是开关式的电容器类型的滤波器。可选的是,BPF 1282或LPF 1284中的一者或两者可以是在CT块408内实现的连续时间滤波器。相似地,一个或多个UAB412还可以配置为比较器1278-0/1。可选的是,比较器1278-0/1中的一个或两个可以在CT块408内实现。
[0104]信号路径1222还可以包括移位寄存器1286和逻辑1288。在一些实施例中,这样的电路可以置于PASS 436的数字部件(例如,404)中。然而,在另一个实施例中,这样的电路可以出现在UAB 412和/或CT块408中。在以前的情况中,来自比较器1278-0的信号可以通过一个或多个模拟路由块(并且还可以包括电平移位)路由到移位寄存器1286。
[0105]可以在I/O 1216(例如,插脚)接收输入信号(FSK_IN)并且将其提供作为BPF1280的输入。在一些实施例中,这可以包括通过一个或多个模拟路由块进行路由。在所示出的实施例中,BPF 1280可以根据时钟信号BUS_CLK进行操作。可以提供BPF 1280的输出作为到比较器1278-0的一个输入(+)。另一个输入(_)可以是参考电平Vref,以用来区别有效的转换。可以提供比较器1278-0的输出作为到移位寄存器1286的输入和到逻辑1288的输入。根据时钟CLK,数据可以从移位寄存器1286移出并且被提供作为逻辑1288的第二输入。
[0106]可以提供来自逻辑1288的输出作为到LPF 1282的输入。在一些实施例中,这可以包括通过一个或多个模拟路由块(和可能的电平移位)进行路由。在所示出的实施例中,LPF 1282也可以根据时钟信号BUS_CLK进行操作。可以提供LPF 1282的输出作为到比较器1278-1的一个输入(+)。另一个输入(_)可以是参考电平Vref,以用来区别有效的转换。来自比较器1278-1的输出可以是解码的比特流(FSK_DeCOded)。这样的输出可以提供到任何合适的通信组件,诸如UART,而正如一个非常特殊的示例。
[0107]在一个特定的实施例中,BPF 1280可以是具有1500Hz中心频率和1570Hz带宽的双极点滤波器。LPF 1282可以是具有1.1kHz的截止频率的三极点滤波器。
[0108]图13示出了可以在与图4的情况相似的1C器件400中实现的另一个信号路径。图13示出了血糖仪应用,其可以基于测试条1392的阻抗来确定血糖等级。在所示的实施例中,信号路径1322可以通过配置一个或多个CT块408、一个或多个UAB 412、模拟MUX 452和一个或多个模拟路由块410而产生。应该注意的是,通过模拟路由块410的特定路由可以根据实现来改变,所以这样的路由被省略。通过参考图4来理解这样的路由。通过模拟部件402的特定块之间的信号路径被理解为使用一个或多个模拟路由块410 (例如,从CT块408到UAB 412的信号路径)。
[0109]一个或多个CT块408可以配置为缓冲器1368-0/1和放大器1372。VDAC 1376可以在CT块402或在UAB 412中实现。一个或多个UAB412可以被配置为混合器1390和缓冲器1370-0到1370-3。可选的是,缓冲器1370-0到1370-3中的任何一个可以在CT块408中实现。
[0110]在操作中,测试条1392可以连接在I/O 1316-0(插脚1)和I/O 1316-1 (插脚2)之间。缓冲器1368-0可以驱动放大器1372的第一输入(+)。VDAC1376可以将可编程电压提供到驱动插脚1的缓冲器1368-1的输入。插脚2可以连接到放大器1372的㈠输入。反馈电阻器R130可以连接在放大器1372的输出和其(_)输入之间。
[0111]放大器1372的输出(在示出的实施例中也是插脚3)和插脚2处的电压可以是到模拟MUX 452的第一输入集合。插脚2处的电压和VDAC1376的输出(即,插脚1)可以充当到模拟MUX 452的第二输入对。模拟MUX 452可以选择性地将任一输入对作为输出对。
[0112]来自模拟MUX输出对的第一信号在被提供作为到混合器1390的输入前,由缓冲器1370-0进
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