专利名称：非易失性数字电位器系统的制作方法
技术领域：
本发明涉及数字电位器系统，特别涉及一种可以用低成本实现的非易失性数字电 位器系统。
背景技术：
数字式电位器与机械电位器的不同在于，其滑动端位置由内部数字寄存器的数值 控制。例如，N位的电位器就是把总电阻IV等分为2n个小电阻，当数字寄存器的值为X时， 连入W和L之间的小电阻就有X个。所以改变寄存器的值就可以改变滑动端的位置，并一一 对应。数字电位器可从存储器类别分为非易失性和易失性，易失性数字电位器在系统掉电 后，以前设置的滑动端的位置随之丢失，而非易失性数字电位器能够存储滑动端的位置在 非易失性存储器里，系统上电后可以自动调用上次保存的滑动端的位置。使用非易失性数 字电位器，用户只需调整一次滑动端的位置，而易失性数字电位器则在每次系统重新上电 后重新调整。非易失性数字电位器的系统框图如图1所示，其中，数字接口可以是I2C、SPI或 其它接口，从图1还可以看到非易失性数字电位器把电阻阵列和非易失性存储器集成在一 起，表现为在同一个半导体基板制成的功能器件。众所周知，在集成电路中制造非易失性存 储器的工艺流程比电阻阵列的工艺复杂得多，其它模块与电阻阵列具备相同制造工艺。当 它们集成在一起后，就必须用复杂非易失性存储器工艺流程来制造，这对占器件大部分面 积的电阻阵列来讲，这样的工艺是非常浪费的。因此，制造成本偏高。同时，由于工艺限制， 传统的非易失性数字电位器功能有限，难以多样化，给广泛应用带来不便。
发明内容
本发明要解决的技术问题是，提供一种较低制造成本的一种非易失性数字电位器 系统，能够有灵活的功能设计和低廉的成本。本发明上述技术问题这样解决，构造一种非易失性数字电位器，由采用一种工艺 在一个或一个以上半导体基片上制成的至少一个易失性数字电位器单元，连接在另一个半 导体基片上以另一种工艺制成的非易失性存储单元而成。在本发明所述非易失性数字电位器系统中，所述易失性数字电位器单元包括带有 电阻高端、电阻低端和滑动端的可变电阻，确定可变电阻滑动端当前位置的位置解码器、提 供位置解码器控制信号的易失存储器以及通过接口总线与非易失存储单元连接的数字接在本发明所述非易失性数字电位器系统中，还包括微控制器，所述易失性数字电 位器单元包括有电阻高端、电阻低端和滑动端的可变电阻，所述非易失存储单元通过接口 总线3与所述微控制器4、所述易失性数字电位器单元连接。在本发明所述非易失性数字电位器系统中，所述易失性数字电位器单元包括至少 两个有电阻高端、电阻低端和滑动端的可变电阻，它们以相同的工艺加工在同一个半导体基板上。在本发明所述非易失性数字电位器系统中，所述易失性数字电位器单元包括与接 口总线连接的多个分立的可变电阻组，每个可变电阻组包括两个或两个以上有电阻高端、 电阻低端和滑动端的可变电阻，它们以相同的工艺加工在同一个或多个半导体基板上。在本发明所述非易失性数字电位器系统中，所述易失性数字电位器单元包括有电 阻高端 、电阻低端和滑动端的可变电阻，提供可变电阻滑动端当前位置信号的位置解码器、 提供位置解码器控制信号的易失存储器以及连接在易失存储器与接口总线之间的数字接 口，所述非易失存储单元以外挂方式连接到所述易失性数字电位器单元中的数字接口。
在本发明所述非易失性数字电位器系统中，每个所述可变电阻与所述易失性数字 电位器单元封装成同一个器件。在本发明所述非易失性数字电位器系统中，每个所述可变电阻与所述易失性数字 电位器单元封装成不同的器件，在印刷电路板上实现电连接。在本发明所述非易失性数字电位器系统中，所述易失性数字电位器单元和所述非 易失性存储单元由不同的电源系统供电，所述易失性数字电位器单元由较高电压的电源系 统供电。实施本发明提出非易失性数字电位器系统，由于把非易失性数字电位器分为不同 工艺两个部分，即从工艺上把它分离开。分离后易失性数字电位器里可以集成各种不同的 电位器，可以是不同阻值或不同分辨率的，也可以一个非易失性存储器对应多个分立的易 失性数字电位器，用户使用也更加灵活；数字电位器单元可以用简单的工艺流程进行独立 制造，降低了整个系统的成本；而且还可实现和非易失性存储器使用不同的电源系统，例 如，电位器就可以支持13V以上的高电压，扩展了电位器的使用范围。实施本发明改善了设 计和实现的灵活性，也降低了系统的成本。
图1是现有技术的非易失性数字电位器的系统框图。图2是按照本发明对图1所示系统分离后的非易失性数字电位器。图3是本发明非易失性数字电位器系统的实施例。图4示出易失性数字电位器单元可以集成多个电位器系统的实施例。图5示出一个非易失性存储器对应多个分立的易失性数字电位器系统的情形。图6示出了外挂非易失性存储器的系统实施例。图7示出了集成多个电位器外挂非易失性存储单元的系统实施例。图8示出了外挂一个非易失性存储器对应多个分立的易失性数字电位器的系统 实施例。图9示出了使用不同电源系统的非易失性数字电位器系统的实施例。
具体实施例方式如图2所示，按本发明的思路，将图1所示的非易失性数字电位器中的非易失性存 储器2从器件里提取出来作为独立的器件，如图1，易失性数字电位器单元1内含有高端、 低端和滑动端的可变电阻11，决定可变电阻11滑动端当前位置的位置解码器12、保存并提供原滑动端位置的易失存储器13以及通过接口总线3与非易失存储单元2连接的数字接 口 14。由于非易失性存储器2与易失性数字电位器单元1不在同一半导体基板上形成，因 此可分别使用适合的工艺，降低了制造成本。在非易失存储单元2与易失性数字电位器单元1分离开以后，要实现非易失性数 字电位器的功能就需要控制系统的支持，本发明的非易失性数字电位器的实施例如图3所 示，在该实施例中，包括了一个微控制器4，用于对易失性数字电位器单元1和非易失存储 单元2分别进行控制，非易失存储单元2通过接口总线3与微控制器4、易失性数字电位器 单元1连接。其中，非易失存储单元2采用一种工艺，其他部分可采用另一种工艺。工作时， 由微控制器4控制调整易失性数字电位器单元1的滑动端到理想位置，把它所对应的数值 存储到非易失性存储单元2，在每次系统上电的时候先读取存储在非易失性存储单元里的 位置信息，然后把相应数值写入易失性数字电位器单元1即可。在图3所示电位器中，包括 微控制器4 ；易失性数字电位器1，可以集成很多个电位器；以及通过接口总线3互连的非 易失性存储单元2。易失性数字电位器里可以集成各种不同的电位器，可以是不同阻值或不 同分辨率的。工作中由微控制器控制调整易失性数字电位器的滑动端到理想位置，把它对 应的数值存储到非易失性存储器，在每次系统上电的时候先读取存储在非易失性存储器的 位置信息，然后把相应数值写入易失性数字电位器即可。按照本发明的系统，可以在易失性数字电位器单元内集成各种各样的电位器，如 图4所示。多个可变电阻可以是不同阻值或不同分辨率的，实现一个非易失性存储单元2 对应多个分立的易失性数字电位器的可变电阻，使其应用更灵活，更便利；而其中的可变电 阻部分可用简单的工艺流程进行独立制造，按照本发明的系统，可以将一个非易失性存储器对应多个分立的易失性数字电位 器，如图5所示。其中，易失性数字电位器单元包括与接口总线连接的多个分立的可变电阻 组，每个可变电阻组包括2个或2个以上有电阻高端、电阻低端和滑动端的可变电阻。但这 些分立的易失性数字电位器均通过接口总线3，与微控制器4、非易失性存储器2相连。这 样，节省了成本较高工艺复杂的非易失性存储器的使用，减少了成本，也增加了使用的灵活 性。图6给出了分离出非易失性存储器也可以不占用系统总线的私图实施例，分离出 非易失性存储单元2仍然由数字电位器单元1控制存储器的读写，而不是由微控制器控制， 如图6所示，非易失性存储单元2与数字电位器单元1中的数字接口 14连接。同样，这种情况也可以集成各种不同的电位器，以及一个非易失性存储器也可以 对应多个分立的易失性数字电位器，分别如图7、8所示。如图7所示，易失性数字电位器单元1在同一片基板上有多个可变电阻，非易失性 存储单元通过连接到其数字接口，外挂在该数字电位器单元。如图8所示，有多个与接口总线连接的分立的可变电阻组，形成在同一基板上，在 另一基板上形成的非易失性存储单元分别与各可变电阻组连接。为了实现高电压的非易失数字电位器，电位器单元1可以使用与非易失 性存储单 元2不同的电源电压，接口增加电平转换电路15即可，如图9所示。对于外挂非易失性存储器情况，例如图6、7、8所示，数字电位器会在系统上电的 时候自动从外挂非易失性存储器重新装载位置信息。
综前所述，按照本发明提供的非易失性数字电位器，采用分离非易失性存储器的方法实现非易失性数字电位器，可以利用数字电位器部分工艺流程简单的特点，降低整个 系统的成本。
权利要求
一种非易失性数字电位器系统，其特征在于，由采用一种工艺在1个或1个以上半导体基片上制成的至少一个易失性数字电位器单元(1)，连接在另1个半导体基片上以另一种工艺制成的非易失性存储单元(2)而成。
2.根据权利要求1所述非易失性数字电位器系统，其特征在于，所述易失性数字电位 器单元(1)包括带有电阻高端、电阻低端和滑动端的可变电阻(11)，确定可变电阻(11)滑 动端当前位置的位置解码器(12)、提供位置解码器(12)控制信号的易失存储器(13)以及 通过接口总线⑶与非易失存储单元⑵连接的数字接口(14)。
3.根据权利要求1所述非易失性数字电位器系统，其特征在于，还包括微控制器(4)， 所述易失性数字电位器单元(1)包括有电阻高端、电阻低端和滑动端的可变电阻(11)，所 述非易失存储单元(2)通过接口总线(3)与所述微控制器(4)、所述易失性数字电位器单元 ⑴连接。
4.根据权利要求3所述非易失性数字电位器系统，其特征在于，所述易失性数字电位 器单元(1)包括至少2个有电阻高端、电阻低端和滑动端的可变电阻(11)，它们以相同的工 艺加工在同一个半导体基板上。
5.根据权利要求3所述非易失性数字电位器系统，其特征在于，所述易失性数字电位 器单元(1)包括与接口总线连接的多个分立的可变电阻组，每个可变电阻组包括2个或2 个以上有电阻高端、电阻低端和滑动端的可变电阻(11)，它们以相同的工艺加工在同一个 或多个半导体基板上。
6.根据权利要求1所述非易失性数字电位器系统，其特征在于，所述易失性数字电位 器单元(1)包括有电阻高端、电阻低端和滑动端的可变电阻(11)，提供可变电阻(11)滑动 端当前位置信号的位置解码器(12)、提供位置解码器(12)控制信号的易失存储器(13)以 及连接在易失存储器(13)与接口总线(3)之间的数字接口(14)，所述非易失存储单元(2) 以外挂方式连接到所述易失性数字电位器单元(1)中的数字接口(14)。
7.根据权利要求4所述非易失性系统数字电位器，其特征在于，每个所述可变电阻 (11)与所述易失性数字电位器单元(1)封装成同一个器件。
8.根据权利要求4所述非易失性系统数字电位器，其特征在于，每个所述可变电阻 (11)与所述易失性数字电位器单元(1)封装成不同的器件，在印刷电路板上实现电连接。
9.根据权利要求1所述非易失性数字电位器系统，其特征在于，所述易失性数字电位 器单元(1)和所述非易失性存储单元(2)由不同的电源系统供电，所述易失性数字电位器 单元(1)由较高电压的电源系统供电。
全文摘要
一种非易失性数字电位器系统，由采用不同工艺在不同半导体基板上制成的至少一个易失性数字电位器单元(1)和一个非易失性存储单元(2)互连而成。所述非易失存储单元(2)通过接口总线(3)与微控制器(4)、易失性数字电位器单元(1)连接。由于本发明从工艺上把非易失性数字电位器系统分为两个部分，分别做在至少2个芯片上，有利于在系统设计中集成和组合各种不同的电位器，如不同阻值或分辨率的，也可以一个非易失性存储器对应多个分立的易失性数字电位器，使用户使用更灵活；其次，因其中的数字电位器单元可用简单工艺流程，从而降低了整体成本。
文档编号H01C10/00GK101840759SQ20091010607
公开日2010年9月22日 申请日期2009年3月19日 优先权日2009年3月19日
发明者刘桂云, 施爱群, 胡小波, 邓锦辉 申请人:辉芒微电子(深圳)有限公司