从具有温度传感器的存储器装置提供温度数据的系统和方法

专利名称：从具有温度传感器的存储器装置提供温度数据的系统和方法
技术领域：
本发明大体来说涉及半导体存储器装置，且更具体来说涉及存储器装置，其具有集 成的温度传感器以测量关于所述存储器装置的温度并提供代表所测量的温度的输出数 据。
背景技术：
常见的半导体装置为动态随机存取存储器("DRAM")装置。DRAM装置通常用 于(例如)在计算机系统中存储数据。当前DRAM装置经设计以根据可具有大于600 MHz的时钟频率的系统时钟而同步地操作。这些装置被称为同步DRAM ("SDRAM") 装置。SDRAM装置可用于多种应用中，许多这些应用是在相邻电子装置相对近地接近 于SDRAM装置的紧凑环境中。此环境的常见实例为常规的便携式膝上型计算机，其中 SDRAM装置与其他常见的计算机装置和电路(诸如微处理器、硬盘驱动器、电力电路 和电池、计算机控制器芯片组、CD-ROM/DVD驱动器、无线通信装置和其类似物)封 闭于较小环境中。
计算机装置和电路必须经设计以在一温度范围内操作。在其中许多装置和电路同时 操作或操作达较长时段的时间期间产生的热比在所述计算机为闲置的或仅少数装置或 电路在操作时产生的热多。如人们可想象，在此较小且狭窄的环境中，由于这些装置和 电路操作并消耗功率所产生的热，不同装置和电路操作时的温度可为相当高。在一些较 高温度条件下，各种计算机装置和电路的性能开始降级。举例来说，关于SDRAM装置， 无需重写或"刷新"数据便可存储数据的保持时间随操作温度增加而减小。在恶劣的操 作条件下，温度可能足以引起一些在较低温度条件下具有可接受的保持特性的单元失 效。此外，包括于SDRAM装置的电路中的晶体管在较高温度条件下可能无法提供相同 的驱动电流或以相同的速度切换，从而引起SDRAM装置性能降级。
采用各种冷却方法来管理计算机装置和电路操作时的温度。所采用的一些较常见的 冷却方法是在计算机箱中提供足够数目个通风口以允许热逸出，包括提供电风扇，在符 合某些温度条件时启动所述电风扇以便为装置和电路产生冷却气流；以及热停机电路， 其将自动停机或中止计算机的操作以防止发生对计算机装置和电路的不能修补的损害。 另一方法是使用在较低电压下操作或更具能量效率的装置和电路，以减少功率消耗。明
显益处是增加了用电池操作的计算机可被使用的时间。然而，减少功率消耗的另一益处 是减少了在装置和电路的操作期间变换为热能的电能的量。产生较少的热通常导致较低 的操作温度。
关于存储器装置(诸如SDRAM装置)的特定应用的更新近的建议是设计包括集成 的温度传感器的存储器装置，所述温度传感器用于测量存储器装置的温度。可命令所述 存储器装置输出代表如通过集成的温度传感器所测量的操作温度条件的数据。基于存储 器装置的输出数据，可进行测量以维持存储器装置的可操作性，包括采取行动以维持或 降低存储器装置的操作温度，或改变操作条件，诸如增加存储器装置的刷新率。举例来 说，如果存储器控制器从具有温度传感器的存储器装置接收到指示己超过临界温度的数 据，那么存储器控制器可迫使所述存储器装置进入闲置状态，直到温度降低至足以恢复 操作的水平。
关于由具有温度传感器的存储器装置所输出的数据的格式，已建议各种协议。 一个 实例为提供仅具有二元状态的数据，其中一个状态指示存储器装置的所测量的温度在一 温度阈值以下且另一状态指示所测量的温度在所述温度阈值以上。尽管可容易地解译存 储器装置的输出数据以提供与单一温度阈值有关的对所测量的温度的指示，但此方法在 其中需要代表较大温度分辨率的数据的情况中可能为不可接受的。
另一方法提供仅具有二元状态的数据，其指示关于多个可编程的温度阈值的所测量 的温度。在此方法中，与单一温度阈值方法相比，通过编程至少两个温度阈值可通过两 状态数据提供较大的温度分辨率，其中一个温度阈值代表温度范围的上边界且另一温度 阈值代表温度范围的下边界。在解译存储器装置的输出数据时，数据的一个状态代表所 测量的温度在经编程的温度范围内的条件，且数据的另一状态代表测量温度在经编程的 温度范围外的条件。或者，数据的状态的一者可代表所测量的温度未越过温度阈值的任 一者，且另一状态的信号脉冲代表所测量的温度越过经编程的温度阈值的一者时的时 间。尽管在此方法下数据提供具有比单一温度阈值方法大的温度分辨率的经容易地解译 的数据，但输出数据的状态并不直接指示所测量的温度是大于还是小于经编程的温度范 围，而仅指示所测量的温度是否在经编程的温度范围内。因此，在需要甚至更大的温度 分辨率的情况中，先前所描述的方法将为不可接受的。此外，编程温度阈值对具有此特
征的存储器装置的设置和操作增加复杂性。
从集成的温度传感器提供温度数据的一种其他方法为输出代表通过温度传感器所 测量的温度的数据字。同时从若干数据输入端/输出端顺序地输出数据字以提供冗余确 认，且相对于提供至存储器装置的温度命令对其定时以便锁存数据字的正确位。尽管通
过此方法提供的温度分辨率比先前所描述的方法大，但顺序地输出数据字的位和锁存所 述位的时序对于精确解译温度数据来说更加关键。如果数据字的位的序列的输出或锁存 未正确地定时(例如较早或较迟开始一时钟循环)，那么错误位将被解译为温度值。此 外，顺序地输出数据字可干扰紧随温度数据的输出之后发生正常读取和写入操作。
因此，需要一种从集成的温度传感器提供温度信息的系统和方法，其提供足够的温 度分辨率和解译温度数据的容易性。

发明内容
本发明是针对一种提供指示通过温度传感器所测量温度之温度数据的电路和方法。 在本发明的一个方面中，所述温度传感器集成于一半导体装置中，且所述电路耦合到所 述温度传感器且经配置以将温度传感器的经测量温度转换为温度数据，此温度数据对于 一当前粗略温度范围识别多个精细温度范围中的对应于所测量的温度的一者。在本发明 的另一方面中，所述电路包括一耦合到存储温度数据的寄存器且耦合到多个输出端子的 输出驱动器电路，其经配置以非同步地输出温度数据至所述输出端子并同步地输出其他 数据。
在本发明的另一方面中，提供一种监视通过温度传感器所测量的温度的方法，所述 温度传感器与一半导体电路集成。所述方法包括将当前粗略温度范围设定为最小粗略温 度范围，且从半导体电路接收温度数据。来自半导体电路的温度数据识别多个精细温度 范围中的对应于通过温度传感器所测量的温度的一者。响应于识别对应于当前粗略温度 范围的范围溢出条件(range overflow condition)的精细温度范围的温度数据，将当前 粗略温度范围切换至较高粗略温度范围。响应于代表对应于当前粗略温度范围的范围下 溢条件(range underflow condition)的精细温度范围的温度数据，将当前粗略温度范围 切换至较低粗略温度范围。在未切换当前粗略温度范围，且未超过临界温度的情况下， 从当前粗略温度范围和温度数据判定对应于通过温度传感器所测量的温度的精细温度 范围。


图l为根据本发明的一实施例的包括温度数据输出电路的SDRAM装置的功能框图。
图2为根据本发明的一实施例的温度数据输出电路的功能框图。
图3为包括于图1的SDRAM装置中的温度数据输出电路的可编程温度数据范围的表。
图4为在包括于图1的SDRAM装置中的温度数据输出电路的操作期间各种信号的 时序图。
图5为说明包括于图1的SDRAM装置中的温度数据输出电路的根据本发明实施例 的操作的流程图。
图6为包括具有根据本发明实施例的温度数据输出电路的存储器装置的基于处理 器的系统的框图。
具体实施例方式
本发明的实施例是针对一种用于具有集成的温度传感器的半导体装置的温度数据 输出电路和方法。以下阐述某些细节以提供对本发明的充分理解。然而，所属领域的技 术人员应清楚，可在无这些特别细节的情况下实践本发明。此外，本文所描述的本发明 的特别实施例是以实例方式加以提供且不应用于将本发明的范围限制于这些特别实施 例。在其他情况下，未详细展示众所周知的电路、控制信号、时序协议和软件操作以便 避免不必要地混淆本发明。
图1说明一存储器装置，在其中实施根据本发明的一实施例的温度数据输出电路 150。然而，本文所描述的原理的应用并非仅限于包括集成的温度传感器的存储器装置， 且也可应用于其他集成电路中。以下提供对存储器装置100和其操作的概括描述，且其 后将是对根据本发明的一实施例的温度输出电路的更详细描述。
图1中的存储器装置100为双数据速率("DDR") SDRAM。因为传递至存储器装 置100和从存储器装置100传递的数据字是以双倍于常规SDRAM (其以对应于所施加 的时钟信号的频率的速率传递数据)的速率被传递，所以存储器装置100被称为双数据 速率装置。存储器装置100包括控制逻辑和命令解码器134，其通常从诸如存储器控制 器(未展示)的外部电路在控制总线上接收多个命令和计时信号。命令信号包括芯片选 择信号CS弁、写入启用信号WEl列地址选通信号CAS弁，和行地址选通信号RAS#， 而计时信号包括时钟启用信号CKE弁和互补的时钟信号CLK、 CLK#，其中"#"表示信 号为低态有效(active Iow)。将命令信号CS#、 WE#、 CAS#，和RAS存驱动至对应于特 别命令(诸如读取、写入或自动刷新命令)的值。命令解码器134包括模式寄存器135， 其可经编程以设定存储器装置100的各种操作模式。以下将更详细地加以讨论的模式寄 存器135中的字段的一者(未展示)为温度范围字段TR，其用于存储选择多个粗略温 度范围的一者的值。
响应于时钟信号CLK、 CLK#，命令解码器134锁存并解码所施加的命令，且产生
一序列的计时和控制信号以控制组件102-132执行所施加的命令的功能。时钟启用信号 CKE通过时钟信号CLK、 CLK^启用命令解码器134的计时。存储器装置100进一步包 括地址寄存器102，其以一通常供应地址的存储器控制器(未展示)在一地址总线上接 收行、列和存储器组地址。地址寄存器102接收分别施加至行地址多路复用器104和存 储器组控制逻辑电路106的行地址和存储器组地址。行地址多路复用器104将从地址寄 存器102接收的行地址或来自刷新计数器108的刷新行地址施加至多个行地址锁存器和 解码器IIOA-D。存储器组控制逻辑106启动对应于从地址寄存器102所接收的存储器 组地址或来自刷新计数器108的刷新存储器组地址的行地址锁存器和解码器IIOA-D， 且经启动的行地址锁存器和解码器锁存并解码所接收的行地址。
经启动的行地址锁存器和解码器110A-D将各种信号施加至对应的存储器组 U2A-D以藉此响应于经解码的行地址而启动对应于经解码的行地址的一行存储器单 元。每一存储器组112A-D包括一具有按行和列排列的多个存储器单元的存储器单元阵 列，且存储于经启动的行中的存储器单元中的数据是存储于对应的存储器组中的读出放 大器中。行地址多路复用器104将刷新行地址从刷新计数器108施加至解码器UOA-D。 如所属领域的技术人员应了解，当存储器装置IOO响应于施加至存储器装置100的自动 或自行刷新命令而在自动刷新或自行刷新操作模式中操作时，存储器组控制逻辑电路 106使用来自刷新计数器的刷新存储器组地址。
在行和存储器组地址之后，列地址得以施加于地址总线上，且地址寄存器102将所 述列地址施加至列地址计数器和锁存器114,所述列地址计数器和锁存器U4又锁存所 述列地址且将经锁存的列地址施加至多个列解码器116A-D。存储器组控制逻辑106启 动对应于所接收的存储器组地址的列解码器116A-D，且经启动的列解码器解码所施加 的列地址。视存储器装置IOO的操作模式而定，列地址计数器和锁存器114将经锁存的 列地址直接施加至解码器116A-D，或将一序列的列地址施加至起始于通过地址寄存器 102所提供的列地址处的解码器。响应于来自计数器和锁存器114的列地址，经启动的 列解码器116A-D将解码和控制信号施加至I/O门控和数据屏蔽电路118，所述I/O门 控和数据屏蔽电路U8又在被存取的存储器组112A-D中的存储器单元的经启动的行中 存取对应于经解码的列地址的存储器单元。
在数据读取命令期间，从己定址存储器单元读取数据且经由I/O门控和数据屏蔽电 路118将其耦合至读取锁存器120。所述I/O门控和数据屏蔽电路118向读取锁存器120 提供N位的数据，读取锁存器120接着向多路复用器122施加四个N/4位的字。如图1 中所展示，电路118向读取锁存器120提供16位，读取锁存器120又向多路复用器122
提供四个4位的字。I/0缓冲器124顺序地接收来自多路复用器122的N/4位的字DATA， 且还接收来自选通信号产生器126的数据选通信号DQS和来自延迟锁定回路("DLL") 127的延迟时钟信号CLKDEL。 I/O缓冲器124包括驱动器电路(在图1中未展示)，所 述驱动器电路经耦合以接收施加至I/O缓冲器124的N/4位的字DATA且通过CLKDEL 信号对其计时。外部电路(诸如存储器控制器(未展示))使用DQS信号以在读取操作 期间使所读取数据的接收同步。响应于延迟时钟信号CLKDEL， 1/0缓冲器124的驱动 器电路在数据端子DQ0-DQ3上顺序地输出所接收的DATA作为对应的数据字。与经施 加以对存储器装置100计时的CLK信号的上升和下降沿同步地将每一数据字输出至数 据总线上。I/0缓冲器124还分别与CLK信号的上升和下降沿同步地输出具有上升和下 降沿的数据选通信号DQS。
在数据写入操作期间，诸如存储器控制器(未展示)的外部电路在数据总线上施加 N/4位的数据字至数据端子DQ0-DQ3、选通信号DQS，和对应的数据屏蔽信号DM。 I/O缓冲器124中的接收器电路(也未展示于图1中)耦合到数据端子DQ0-DQ3以接 收数据字。1/0缓冲器124接收每一数据字和相关DM信号，且将这些信号施加至通过 DQS信号计时的输入寄存器130。响应于DQS信号的上升沿，输入寄存器130锁存第 一N/4位的数据字和相关DM信号，且响应于DQS信号的下降沿，输入寄存器锁存第 二 N/4位的数据字和相关DM信号。输入寄存器HO将四个经锁存的N/4位的数据字 作为N位的字提供至写入FIFO和驱动器132，其响应于DQS信号在写入FIFO和驱动 器中对所施加的数据字和DM信号计时。响应于CLK信号在写入FIFO和驱动器132 之外对数据字计时，且将数据字施加至I/O门控和屏蔽电路118。 I/O门控和屏蔽电路 118将数据字传递至经受DM信号的被存取存储器组112A-D中的已定址存储器单元， 所述信号可用于选择性地屏蔽被写入至己定址存储器单元的数据字中(即，写入数据中) 的位或位群组。
存储器装置100进一步包括用于测量存储器装置100的温度的温度传感器160。温 度传感器160优选与存储器装置100—体地形成且测量存储器装置的操作温度。温度传 感器160在设计和操作上为常规的。举例来说，可釆用常规的半导体温度传感器，诸如 采用二极管、晶体管、热敏电阻和其类似物的温度传感器。如此项技术中已知，温度传 感器160产生具有依赖于温度的量值的电流或电压信号。耦合到温度传感器160的常规 的模拟到数字转换器("ADC") 162将模拟电流或电压信号转换为提供至温度数据输出 电路150的数字二进制值TEMP。温度数据输出电路150包括温度范围电路164，如以 下将更详细地解释，所述温度范围电路164基于选定的粗略温度范围将通过ADC 162
所输出的TEMP值翻译为四位的温度输出数据TEMP_DATA。基于模式寄存器135中 的温度范围字段TR中经编程的值而选择所述粗略温度范围。
TEMP—DATA存储于耦合到1/0缓冲器124的驱动器电路的温度数据寄存器168中。 响应于接收并解码温度读取命令，命令解码器134产生一被提供至OE控制电路125的 作用中温度读取信号TEMP—READ。 OE控制电路125又产生作用中温度输出启用信号 TEMPOUTEN，所述信号切换驱动器电路以将TEMP—DATA耦合至数据端子DQ0-DQ3， 可从所述数据端子读取TEMP—DATA 。
图2说明温度传感器160和ADC 162、温度数据输出电路150和包括于I/O缓冲器 124 (图1)中的数据驱动器200。如先前所讨论，温度传感器160产生具有基于所测量 的温度的量值的电流或电压信号，ADC 162将所述电流或电压信号转换为代表电流或 电压信号的量值的数字TEMP值。将TEMP值提供至温度数据输出电路150的温度范 围电路164以将所述值翻译为四位的数据TEMP—DATA。由温度范围电路164产生的 TEMP一DATA将取决于在模式寄存器135 (图1)中的温度范围字段TR中设定的可编 程值选择温度范围的哪一者。如图2中所展示，使用代表在模式寄存器135中的TR字 段中经编程的二位值的TRANGE信号来选择温度范围电路164的温度范围的一者。基 于通过TRANGE信号所选择的温度范围，温度范围电路164将TEMP值翻译为适当的 TEMP—DATA。将TEMP—DATA提供至温度数据寄存器168以供存储。可通过温度范围 电路164周期性地产生TEMP—DATA以使得由温度数据寄存器168存储的TEMP一DATA 为当前的。更新TEMP_DATA的频率应足以提供足够的时间分辨率以便响应于温度的 增加和减小而采取正确测量。然而，也可执行TEMP—DATA的非周期性更新，例如响 应于存储器装置操作(诸如自动刷新操作)而更新TEMP—DATA。
如先前所描述，数据驱动器200经进一步耦合以从多路复用器122 (图1)接收 DATA, DATA是响应于由DLL 127提供的DELCLK信号而被计时至数据驱动器200中 且耦合至数据端子DQ0-DQ3。数据驱动器200进一步耦合到温度数据寄存器168以接 收TEMP_DATA。当由OE控制电路125提供的TEMPOUTEN信号为作用中时， TEMP—DATA的四个位的每一者耦合至数据端子DQ0-DQ3的对应的一者。可对每一数 据端子DQ0-DQ3使用通过TEMPOUTEN信号所控制的两输入多路复用器(未展示) 以在DATA与TEMP—DATA的对应的位之间选择。
与用于将DATA计时至数据驱动器200中并将DATA耦合至数据端子DQ0-DQ3的 同步数据路径对比，经由非同步输出路径将TEMP一DATA耦合至数据端子DQ0-DQ3。 只要TEMPOUTEN信号为作用中的，TEMP_DATA便通常在数据端子DQ0-DQ3上保
持有效。因此，使何时使TEMP一DATA在数据端子DQ0-DQ3上可用与何时读取 TEMP—DATA同步并不关键(因为不是在数据端子DQ0-DQ3上顺序地输出温度输出数 据)。可在TEMP一DATA被耦合至数据端子DQ0-DQ3的时间期间的任何时间通过选通 所述数据端子DQ0-DQ3来读取TEMP—DATA。通过经由DATA的非同步数据路径而非 经由DATA的同歩数据路径使TEMP—DATA耦合至数据端子DQ0-DQ3，可避免关于提 供温度输出数据的现有技术方法的先前所描述的问题。
如先前所讨论，响应于来自ADC 162的TEMP数据通过温度范围电路164输出的 四位TEMP—DATA取决于选定的粗略温度范围。可预设定温度范围电路164所使用的 粗略温度范围以便简化温度数据输出电路150的操作。S卩，存储器装置IOO的温度范围 电路164是用粗略温度范围加以编程且不必由用户编程以获得温度读数，因此避免了任 何设置要求。然而，在本发明的替代实施例中，粗略温度范围的至少一者可由用户编程 以按需要定制温度范围。所述粗略温度范围可经编程成默认粗略温度范围，且可由用户 可编程粗略温度范围覆写。
图3说明具有用于温度范围电路164的四个预设定粗略温度范围302的实例的表 300。第一粗略温度范围304是对于40摄氏度("°C ")至55。C所界定且通过一 TRANGE 信号加以选择，此信号对应于为模式寄存器135中的温度范围字段所编程的"00"值 (TR=00)。第二粗略温度范围306是对于55。C至70°C所界定且通过对应于"01"值 (TR=01)的TRANGE信号加以选择，第三粗略温度范围308是对于70'C至85。C所界 定且通过对应于"10"值(TR-10)的TRANGE信号加以选择，且第四粗略温度范围 310是对于8(TC至95。C所界定且通过对应于"11"值(TR=11)的TRANGE信号加以 选择。还展示于表300中的是响应于从ADC 162接收到数字TEMP数据而通过温度范 围电路164提供至温度数据寄存器168的四位TEMP—DATA 301。四位TEMP—DATA 301 可代表一粗略温度范围302内的五个不同精细温度范围的一者。所述精细温度范围界定 一粗略温度范围内的温度范围。尽管展示于图3中的粗略温度范围的每一者的精细温度 范围的数目为相同的，但此对称性不一定存在。此外，尽管TEMP一DATA在图3中展 示为使用四位的二进制数加以编码以识别五个不同精细温度范围的一者，但 TEMP一DATA也可编码为二进制值。即，解码所述二进制值以识别一精细温度范围。举 例来说，可使用两个位来识别四个不同精细温度范围的一者。二进制编码方案的益处为 可使用较少数目个位来解码几乎相同数目个精细温度范围。
在本实例中，尽管TEMP—DATA仅识别五个不同精细温度范围，但使用不同粗略 温度范围允许TEMP—DATA针对更大的总温度范围提供温度信息，同时维持良好的温
度分辨率。如图3的表300中所展示，可使用同一四位TEMP一DATA来识别若干不同 的精细温度范围。举例来说，TEMP一DATA"OOU"代表对于粗略温度范围304在45'C与 5(TC之间的精细温度范围中的所测量温度。然而，同一四位TEMP—DATA"OOll"代表对 于粗略温度范围308在75'C与8CTC之间的精细温度范围中的所测量温度。因此，通过 温度范围电路164所产生的TEMP_DATA取决于当前粗略温度范围。此外，接收 TEMP_DATA的装置将具有当前粗略温度范围信息的记录以便正确地解译 TEMP一DATA。可通过所述接收装置以若干方法维持粗略温度范围信息。举例来说，接 收装置编程TR值且保持追踪所述值，或通过追踪当前粗略温度范围的另一装置将当前 TR值提供至接收装置。在另一实施例中，轮询模式寄存器135中的TR字段以获得当 前TR值。
如通过表300所说明，用以选择粗略温度范围302的两个位和四位的温度输出数据 可用以在4(TC至95'C的总温度范围上以5。C分辨率提供温度读数。应注意总温度范围 包括粗略温度范围308 (7(TC至85。C)与310 (80。C至95。C)之间的5。C重叠。尽管不 必具有此重叠，但在粗略温度范围308与310之间提供所述5'C重叠以避免当存储器装 置于典型温度(其通常为8(TC与85'C之间)下操作时在粗略温度范围308与310之间 不必要地切换。因粗略温度范围308与310覆盖典型操作温度，所以可减少在两个重叠 的粗略温度范围之间来回切换的需要。然而，如果需要，那么预设定的粗略温度范围可 经修改为全部为非重叠和/或非顺序的且仍保持于本发明的范围内。此外，可使用较少 或较多数目个TR位和用于TEMP_DATA的位来提供较少或较多的粗略和/或精细温度 范围。
图4为说明关于向存储器装置100 (图1)发出温度数据读取命令的各种信号的时
序图。在时间TO，将温度数据输出TEMPOUT命令施加至存储器装置100的命令端子。
在CK信号的下一上升沿(即在时间T1) TEMPOUT命令通过命令解码器134锁存且
被解码。作为响应，命令解码器134产生一作用中TEMP一READ控制信号(未展示于
图4中)以起始温度数据输出过程。在时间延迟Tdelay之后，使存储于温度数据寄存
器168中的四位TEMP_DATA于时间Tm在数据端子DQ0-DQ3处为可用的。在Tdelay
期间，清除同步数据路径且OE控制电路125切换数据驱动器200 (图2)以将
TEMP—DATA耦合至数据端子DQ0-DQ3。将TEMP_DATA的每一位提供于数据端子
DQ0-DQ3的对应的一者上。如先前所描述，经由非同步输出路径提供TEMP—DATA。
TEMP_DATA的位不在数据端子DQ0-DQ3上顺序地输出，且在温度数据保持时间Thold
内保持为有效。在Thold期间，可通过一接收装置选通TEMPJDATA以获得存储器装 置100的温度读数。关于展示于图3的表300中的粗略和精细温度范围，TEMP—DATA 对应于选定的预设定15。C粗略温度范围302的5'C精细温度范围的一者。接收装置基于 其追踪的粗略温度范围信息来解码TEMP_DATA以获得正确温度值。在时间Tn， Thold 时间已经过去且TEMP—DATA在数据端子DQ0-DQ3上不再有效。 .
图4的时序图说明本发明的一实施例的命令信号的时序和TEMP一DATA保持时间。 然而，对于替代性实施例可修改命令信号的时序和使用。举例来说，尽管在图4中未展 示，但可使用一命令以终止TEMP—DATA在数据端子DQ0-DQ3处的可用性。即，并非 将Thold时间作为预设定时段(在其过期后，TEMP_DATA不再可用)，而是TEMP一DATA 可无限期地保持有效直到向存储器装置100发出一温度数据输出终止命令。此实施例对 读取TEMP—DATA提供甚至更少的时序约束。在另一实施例中，并非仅发出一次 TEMPOUT命令以起始温度数据输出过程，而是在需要使TEMP—DATA可用的全部时 间内(即，在CK信号的每一时钟循环内)发出TEMPOUT命令。当通过命令解码器 134锁存并解码另一命令时，TEMP一DATA不再可用。
在不脱离本发明的范围的情况下也可进行其他修改。举例来说，尽管在图4中未展 示，但在使TEMP_DATA可用的时间期间发出TEMPOUT命令之后可在CK信号的每 一时钟循环内发出无操作NOP命令的撤销选定命令(在不确定WE的情况下)。尽管 TEMP_DATA输出路径为非同步的，但在CK信号的每一循环内提供NOP命令可确保 在使TEMP—DATA可用的时间期间命令解码器134不会锁存伪存储器命令。
在其他实施例中，可同时执行温度数据输出过程与不需要使用数据驱动器200 (图 2)的另一存储器装置操作。举例来说，当向存储器装置发出TEMPOUT命令时，可在 等待温度数据的同时通过向存储器装置100发出一自动刷新命令来对存储器阵列 112A-D (图1)的存储器单元执行常规的自动刷新操作。在另一实施例中，在温度数据 输出过程期间禁用非必要电路，诸如DLL 127。因为在不要求用于计时目的的CLKDEL 信号的非同步输出路径上提供TEMP—DATA。
尽管本文已描述本发明的各种实施例，但在不脱离本发明的范围的情况下仍可进行 对信号的时序、命令的发出以及TEMP—DATA的持续时间的额外修改。
图5说明根据本发明的实施例从存储器装置100取得一温度读数的流程图。继存储 器装置100的通电之后，在步骤502处，将模式寄存器中的TR字段设定为"00",其 在本实例中代表最低粗略温度范围。关于图3的表300中所说明的粗略温度范围，"00" 值选择对于40'C至55'C所界定的粗略温度范围304。在步骤504处通过向存储器装置 100发出温度数据输出命令来检查温度。通常通过一存储器控制器发出所述命令，然而，
在一些应用中，发出温度数据输出命令并接收TEMP_DATA的装置可为存储器集线器 控制器、存储器模块控制器或其类似物。在本实例中，将通过存储器控制器代表接收装 置。响应于温度数据输出命令，在数据端子DQ0-DQ3上提供四位TEMP—DATA输出且 通过所述存储器控制器锁存所述四位TEMP—DATA。在步骤506、 508和510处，存储 器控制器分析TEMP_DATA的位的组合以判定是否应釆取任何动作进程。在步骤506 处，分析TEMP一DATA以判定所测量的温度是否大于临界温度值。临界温度值通常为 总温度范围的最大温度值。在本实例中(其中使用表300的粗略和精细温度范围，和四 位TEMP—DATA编码)，临界温度为95°C。在TEMP—DATA代表大于临界温度的温度 的情况下，存储器控制器在步骤512处执行系统优化程序以降低存储器装置100的温度。 导致此发生旌条件为(参看表300):当TEMP_DATA的所有四个位为"1"，且TR二
时。如先前所描述，接收TEMP_DATA的装置维持当前粗略温度范围的记录以便正确 地解译TEMP一DATA。稍后于步骤504处检查存储器装置100的温度以监视冷却的进展。 可执行的系统优化的实例包括迫使存储器装置100进入闲置状态直到温度降低至可接 受的水平，或启动风扇以促进用于冷却存储器装置的气流。也可使用用于降低存储器装 置100的温度的现在未知或稍后开发的其他过程。
在其中TEMP一DATA不代表大于临界温度的温度的情况下，在歩骤508处，存储 器控制器分析TEMP_DATA以判定温度是否超过当前粗略温度范围的最大温度(即范 围溢出条件)。在本实例中，具有四个"1"位的TEMP一DATA指示如通过温度传感器 160所测量的温度超过当前范围。在此条件下，存储器控制器在步骤514处递增存储于 模式寄存器135中的TR值以选择下一最大预设定粗略温度范围。存储器控制器记录新 的TR值或某一指示新的粗略温度范围的信息以便其所接收的下一TENH^DATA将得以 正确地解译。随后存储器控制器返回步骤504以在稍后检查温度，其中由于粗略温度范 围的改变，四位TEMP—DATA将对应于新的粗略温度范围中的精细温度范围的一者。
然而，如果TEMP一DATA不代表大于粗略温度范围的最大温度的温度，那么存储 器控制器在步骤510处分析TEMP_DATA以判定TEMP一DATA是否代表小于当前粗略 温度范围的最小温度(即范围下溢条件)的温度。在本实例中，如果TEMP—DATA的 四位为"0"那么此条件存在。如果不存在范围下溢条件，那么在步骤516处存储器控 制器继而递减存储于模式寄存器135中的TR值以调整到一较低粗略温度范围。如同递 增TR的情况一样，存储器控制器记录新的经递减的TR值或某一指示新的较低粗略温 度范围的信息以便其所接收的下一 TEMP—DATA将被正确地解译。可假设最小TR值为 00，且递减命令不将TR值改变为另一值。随后存储器控制器返回步骤504以在稍后检
査温度，其中由于改变至一较低粗略温度范围，四位TEMP—DATA将对应于较低粗略 温度范围中的精细温度范围的一者。
在其中不存在范围下条件的情况下，TEMP—DATA将代表对应于精细温度范围的数 据。假设表300中所界定的粗略和精细范围，四位TEMP一DATA将在40°C与95'C之间 的总温度范围上在5'C的精细温度范围内代表所测量的温度。温度分辨率的水平和总温 度范围的扩展对大部分应用来说应足够。然而，如先前所陈述，可调整粗略和精细范围 以提供所要的温度分辨率的水平和总温度范围的扩展。
图6为基于处理器的系统600的框图，该系统600具有包括图1的存储器装置100 的处理电路702。通常，处理电路702经由地址、数据和控制总线耦合到存储器装置100 以向存储器装置提供写入数据并从存储器装置提供读取数据。处理电路702包括用于执 行各种计算功能的电路，诸如执行特定软件以执行特定计算或任务。此外，基于处理器 的系统700包括一个或一个以上输入装置704 (诸如键盘或鼠标)，其耦合到处理电路 702以允许操作者与基于处理器的系统700建立接口。通常，基于处理器的系统700还 包括耦合到处理电路702的一个或一个以上输出装置706，诸如通常包括打印机和视频 终端机的输出装置。一个或一个以上数据存储装置708也通常耦合到处理电路702以存 储数据或从外部存储媒体(未展示)检索数据。典型存储装置708的实例包括硬盘和软 盘、卡式磁带、紧密光碟只读存储器("CD-ROM")和紧密光碟读写存储器("CD-RW")， 以及数字视频光碟("DVD")。
从前述应了解，尽管出于说明的目的本文已描述本发明的特定实施例，但在不偏离 本发明的精神和范围的情况下可进行各种修改。因此，除如通过随附权利要求书所限制 外本发明不受限制。
权利要求
1.一种温度数据输出电路，其用于在多个输出端子处提供指示通过温度传感器所测量的温度的输出数据，所述电路包含温度范围电路，其耦合到所述温度传感器且经配置以接收代表通过所述温度传感器所测量的所述温度的数据，且经进一步配置以响应于所接收的数据产生指示通过所述温度传感器所测量的所述温度的温度数据；寄存器，其耦合到所述温度范围电路以存储所述温度数据；以及输出驱动器电路，其耦合到所述寄存器和所述多个输出端子，所述输出驱动器电路经配置以非同步地输出所述温度数据至输出端子并同步地输出其他数据。
2. 根据权利要求1所述的温度数据输出电路，其中通过所述温度范围电路所产生的 所述温度数据对于当前粗略温度范围识别多个精细温度范围中的对应于通过所述 温度传感器所测量的所述温度的一者。
3. 根据权利要求2所述的温度数据输出电路，其中所述温度范围电路包含经配置以 接收选择所述当前粗略温度范围的选择信号的温度范围电路，所述当前粗略温度 范围是根据所述选择信号选自多个预设定的粗略温度范围。
4. 根据权利要求3所述的温度数据输出电路，其中所述预设定的粗略温度范围的至 少两者具有温度范围的重叠。
5. 根据权利要求3所述的温度数据输出电路，其中所述选择信号代表二进制数，且 所述预设定的粗略温度范围排列于通过增大所述二进制数而选择的渐增的粗略温 度范围中。
6. 根据权利要求1所述的温度数据输出电路，其中所述输出驱动器电路包含耦合到 所述输出端子的对应的一者的多个驱动器电路，每一驱动器电路具有耦合到所述 寄存器的第一输入端和耦合到输出数据总线的第二输入端，且进一步具有在施加 时钟信号处的输入时钟节点以及在施加选择信号处的输入选择节点，每一驱动器 电路经配置以响应于具有第一状态的所述选择信号而将所述对应的第一输入端耦 合到所述对应的输出端子，且进一步经配置以响应于具有第二状态的所述选择信 号而将所述对应的第二输入端耦合到所述对应的输出端子，且根据所述时钟信号， 与所述时钟信号同步地将在所述输出数据总线上接收到的数据提供至所述输出端 子。
7. —种用于提供代表存储器装置的所测量的温度的数据的电路，所述电路包含-温度传感器，其用于测量所述存储器装置的温度；以及温度数据输出电路，其耦合到所述温度传感器且经配置以将所述温度传感器的 所测量的温度转换为温度数据，所述温度数据对于当前粗略温度范围识别多个精 细温度范围中的对应于所述所测量的温度的一者。
8. 根据权利要求7所述的电路，其进一步包含耦合到所述温度数据输出电路和所述 存储器装置的多个输出端子的输出驱动器电路，所述输出驱动器电路经配置以非 同步地输出所述温度并同步地输出其他数据。
9. 根据权利要求7所述的电路，其中所述温度数据输出电路包含温度数据输出电路， 所述温度数据输出电路经配置以接收选择所述当前粗略温度范围的选择信号，所 述当前粗略温度范围是根据所述选择信号选自多个预设定的粗略温度范围。
10. 根据权利要求9所述的电路，其中所述预设定的粗略温度范围的至少两者具有温度范围的重叠。
11. 根据权利要求9所述的电路，其中所述选择信号代表二进制数，且所述预设定的粗略温度范围排列于通过增大所述二进制数而选择的渐增的粗略温度范围中。
12. —种存储器装置，其包含地址总线； 控制总线； 数据总线； 多个输出端子；地址解码器，其耦合到所述地址总线； 读取/写入电路，其耦合到所述数据总线； 控制电路，其耦合到所述控制总线；存储器单元阵列，其耦合到所述地址解码器、所述控制电路和所述读取/写入电 路；输出缓冲器，其耦合到所述数据总线和所述多个输出端子； 温度传感器，其用于测量所述存储器装置的温度；以及温度数据输出电路，其耦合到所述输出缓冲器且进一步耦合到所述温度传感器， 所述温度数据输出电路经配置以将所述温度传感器的所测量的温度转换为温度数 据，所述温度数据对于当前粗略温度范围识别多个精细温度范围中的对应于所述 所测量的温度的一者。
13. 根据权利要求12所述的存储器装置，其中所述输出缓冲器包含耦合到所述温度数 据输出电路和多个输出端子的输出驱动器电路，所述输出驱动器电路经配置以非 同步地输出所述温度数据至输出端子并同步地输出其他数据。
14. 根据权利要求13所述的存储器装置，其中所述输出驱动器电路包含耦合到所述输 出端子的对应的一者的多个驱动器电路，每一驱动器电路具有耦合到所述温度数 据输出电路的第一输入端和耦合到所述数据总线的第二输入端，且进一步具有在 施加时钟信号处的输入时钟节点以及耦合到所述控制电路的在施加选择信号处的 输入选择节点，每一驱动器电路经配置以响应于具有第一状态的所述选择信号而 将所述对应的第一输入端耦合到所述对应的输出端子，且进一步经配置以响应于 具有第二状态的所述选择信号而将所述对应的第二输入端耦合到所述对应的输出 端子，且根据所述时钟信号，与所述时钟信号同步地将在所述数据总线上接收到 的数据提供至所述输出端子。
15. 根据权利要求12所述的存储器装置，其中所述温度数据输出电路包含温度数据输 出电路，所述温度数据输出电路经配置以接收选择所述当前粗略温度范围的选择 信号，所述当前粗略温度范围是根据所述选择信号选自多个预设定的粗略温度范 围。
16. 根据权利要求15所述的存储器装置，其进一步包含耦合到所述温度数据输出电路 的所述温度范围电路的模式寄存器，所述模式寄存器经配置以在粗略温度范围字 段中存储数据，所述选择信号对应于存储于所述粗略温度范围字段中的所述数据。
17. 根据权利要求15所述的存储器装置，其中所述预设定的粗略温度范围的至少两者 具有温度范围的重叠。
18. 根据权利要求15所述的存储器装置，其中所述选择信号代表二进制数，且所述预设定的粗略温度范围排列于通过增大所述二进制数而选择的渐增的粗略温度范围 中。
19. 一种存储器装置，其包含-地址总线； 控制总线； 数据总线； 多个输出端子；地址解码器，其耦合到所述地址总线； 读取/写入电路，其耦合到所述数据总线；控制电路，其耦合到所述控制总线；存储器单元阵列，其耦合到所述地址解码器、所述控制电路和所述读取/写入电 路；输出缓冲器，其耦合到所述数据总线和所述多个输出端子；温度传感器和电路，其经配置以测量温度且产生代表所测量的温度的数据；以及温度数据输出电路，其耦合到所述温度传感器和电路且进一步耦合到所述输出 缓冲器；所述温度数据输出电路经配置以在所述多个输出端子处提供指示所述所 测量的温度的输出数据，所述温度数据输出电路包含温度范围电路，其耦合到所述温度传感器和电路且经配置以接收代表所述所测量的温度的所述数据，且进一步经配置以响应于所接收的数据产生指示所述所测量温度之温度数据；寄存器，其耦合到所述温度范围电路以存储所述温度数据；以及 输出驱动器电路，其耦合到所述寄存器和所述多个输出端子，所述输出驱动器电路经配置以非同步地输出所述温度数据至输出端子并同步地输出其他数据。
20. 根据权利要求19所述的存储器装置，其中所述温度数据输出电路的所述输出驱动 器电路包含包括于所述输出缓冲器中的输出驱动器电路，所述输出缓冲器在所述 数据总线与所述温度数据输出电路的所述寄存器之间得以多路复用。
21. 根据权利要求20所述的存储器装置，其中所述输出驱动器电路包含耦合到所述输 出端子的对应的一者的多个驱动器电路，每一驱动器电路具有耦合到所述温度数 据输出电路的所述寄存器的第一输入端和耦合到所述数据总线的第二输入端，且 进一步具有在施加时钟信号处的输入时钟节点以及耦合到所述控制电路的在施加 选择信号处的输入选择节点，每一驱动器电路经配置以响应于具有第一状态的所 述选择信号而将所述对应的第一输入端耦合到所述对应的输出端子，且进一步经 配置以响应于具有第二状态的所述选择信号而将所述对应的第二输入端耦合到所 述对应的输出端子，且根据所述时钟信号，与所述时钟信号同步地将在所述数据 总线上接收到的数据提供至所述输出端子。
22. 根据权利要求19所述的存储器装置，其中通过所述温度范围电路所产生的所述温 度数据对于当前粗略温度范围识别多个精细温度范围中的对应于通过所述温度传 感器所测量的所述温度的一者。
23. 根据权利要求22所述的存储器装置，其中所述温度数据输出电路的所述温度范围 电路包含经配置以接收选择所述当前粗略温度范围的选择信号的温度范围电路， 所述当前粗略温度范围是根据所述选择信号选自多个预设定的粗略温度范围。
24. 根据权利要求23所述的存储器装置，其进一步包含耦合到所述温度数据输出电路 的所述温度范围电路的模式寄存器，所述模式寄存器经配置以在粗略温度范围字 段中存储数据，所述选择信号对应于存储于所述粗略温度范围字段中的所述数据。
25. 根据权利要求23所述的存储器装置，其中所述预设定的粗略温度范围的至少两者 具有温度范围的重叠。
26. 根据权利要求23所述的存储器装置，其中所述选择信号代表二进制数，且所述预设定的粗略温度范围排列于通过增大所述二进制数而选择的渐增的粗略温度范围 中。
27. —种基于处理器的系统，其包含数据输入装置； 数据输出装置；处理器，其耦合到所述数据输入装置和所述数据输出装置；以及 耦合到所述处理器的存储器装置，所述存储器装置包含，地址总线；控制总线；数据总线；多个输出端子；地址解码器，其耦合到所述地址总线； 读取/写入电路，其耦合到所述数据总线； 控制电路，其耦合到所述控制总线；存储器单元阵列，其耦合到所述地址解码器、所述控制电路和所述读取/写入 电路；输出缓冲器，其耦合到所述数据总线和所述多个输出端子； 温度传感器，其用于测量所述存储器装置的温度；以及耦合到所述输出缓冲器且进一步耦合到所述温度传感器的温度数据输出电路， 所述温度数据输出电路经配置以将所述温度传感器的所测量的温度转换为温度数 据，所述温度数据对于当前粗略温度范围识别多个精细温度范围中的对应于所述 所测量的温度的一者。
28. 根据权利要求27所述的基于处理器的系统，其中所述输出缓冲器包含输出驱动器 电路，所述输出驱动器电路耦合到所述温度数据输出电路和多个所述输出端子， 所述输出驱动器电路经配置以非同步地输出所述温度数据并同步地输出其他数 据。
29. 根据权利要求28所述的基于处理器的系统，其中所述输出驱动器电路包含耦合到 所述输出端子的对应的一者的多个驱动器电路，每一驱动器电路具有耦合到所述 温度数据输出电路的第一输入端和耦合到所述数据总线的第二输入端，且进一步 具有在施加时钟信号处的输入时钟节点以及耦合到所述控制电路的在施加选择信 号处的输入选择节点，每一驱动器电路经配置以响应于具有第一状态的所述选择 信号而将所述对应的第一输入端耦合到所述对应的输出端子，且进一步经配置以 响应于具有第二状态的所述选择信号而将所述对应的第二输入端耦合到所述对应 的输出端子，且根据所述时钟信号，与所述时钟信号同步地将在所述数据总线上 接收到的数据提供至所述输出端子。
30. 根据权利要求27所述的基于处理器的系统，其中所述温度数据输出电路包含温度数据输出电路，所述温度数据输出电路经配置以接收选择所述当前粗略温度范围 的选择信号，所述当前粗略温度范围是根据所述选择信号选自多个预设定的粗略 温度范围。
31. 根据权利要求30所述的基于处理器的系统，其进一步包含耦合到所述温度数据输 出电路的所述温度范围电路的模式寄存器，所述模式寄存器经配置以在粗略温度 范围字段中存储数据，所述选择信号对应于存储于所述粗略温度范围字段中的所 述数据。
32. 根据权利要求30所述的基于处理器的系统，其中所述预设定的粗略温度范围的至 少两者具有温度范围的重叠。
33. 根据权利要求30所述的基于处理器的系统，其中所述选择信号代表二进制数，且 所述预设定的粗略温度范围排列于通过增大所述二进制数而选择的渐增的粗略温 度范围中。
34. —种提供指示通过温度传感器所测量温度之温度数据的方法，所述温度传感器与 半导体电路集成，所述方法包含识别多个温度范围中的对应于通过所述温度传感器所测量的所述温度的一者； 产生指示所述经识别的温度范围的温度数据，所述温度数据具有多个二进制数 字；以及将所述温度数据的二进制数字耦合至多个输出端子中的对应的端子。
35. 根据权利要求34所述的方法，其进一步包含将代表所测量的温度的模拟信号转换为代表所述所测量的温度的数据；以及 比较所述数据与所述多个温度范围。
36. 根据权利要求34所述的方法，其中识别所述多个温度范围的一者包含判定选自多个粗略温度范围的当前粗略温度范围；以及基于所述当前粗略温度范围，判定所述当前粗略温度范围的多个预设定的精细 温度范围的哪一者对应于通过所述温度传感器所测量的所述温度。
37. 根据权利要求36所述的方法，其中所述多个粗略温度范围包含多个粗略温度范围， 其具有具顺序温度范围的至少两个粗略温度范围，且具有具温度范围的重叠的至少两个粗略温度范围。
38. 根据权利要求34所述的方法，其中将所述温度数据的所述二进制数字耦合至所述 多个输出端子中的对应的端子包含从同步输出路径去耦所述多个输出端子；将所述温度数据的所述二进制数字耦合到非同步输出路径；以及 将所述非同步输出路径耦合到所述多个输出端子。
39. —种监视通过温度传感器所测量的温度的方法，所述温度传感器与半导体电路集 成，所述方法包含将当前粗略温度范围设定为最小粗略温度范围；从所述半导体电路接收温度数据，所述温度数据识别多个精细温度范围中的对 应于通过所述温度传感器所测量的所述温度的一者；响应于识别对应于所述当前粗略温度范围的范围溢出条件的精细温度范围的所 述温度数据，将所述当前粗略温度范围切换至较高粗略温度范围；响应于代表对应于所述当前粗略温度范围的范围下溢条件的精细温度范围的所 述温度数据，将所述当前粗略温度范围切换至较低粗略温度范围；以及基于所述当前粗略温度范围和所述温度数据来识别对应于通过所述温度传感器 所测量的所述温度的所述精细温度范围。
40. 根据权利要求39所述的方法，其进一步包含响应于识别对应于最大粗略温度范围 的范围溢出条件的精细温度范围的所述温度数据而起始降低温度的过程。
41. 根据权利要求39所述的方法，其中识别对应于范围溢出条件的精细温度范围的所 述温度数据包含由全部具有第一值的多个二进制数字所代表的温度数据。
42. 根据权利要求41所述的方法，其中识别对应于范围下溢条件的精细温度范围的所 述温度数据包含由全部具有第二值的所述多个二进制数字所代表的温度数据。
43. 根据权利要求39所述的方法，其中所述当前粗略温度范围包含多个粗略温度范围 的一者，所述多个粗略温度范围包括至少两个顺序的温度范围。
44. 根据权利要求39所述的方法，其中所述当前粗略温度范围包含多个粗略温度范围 的一者，所述多个粗略温度范围包括至少两个重叠温度的温度范围。
全文摘要
本发明涉及一种提供指示通过温度传感器所测量温度之温度数据的电路和方法。所述电路耦合到所述温度传感器且经配置以对于一粗略温度范围识别多个精细温度范围中的对应于通过所述温度传感器所测量的温度的一者，且产生提供于非同步输出数据路径上的温度数据。
文档编号G01K7/00GK101371117SQ200680047339
公开日2009年2月18日 申请日期2006年12月13日 优先权日2005年12月16日
发明者托德·D·法雷尔, 杰佛里·P·莱特, 杰夫·W·詹曾 申请人:美光科技公司