用于雷达单元接收器的内建自测试及其方法与流程

本发明涉及用于测试如雷达单元的接收器中的模数转换器(adc)等模拟或模拟/混合信号电路或部件的内建自测试(bist)系统领域。本发明适用于但不限于用于在调频连续波(fmcw)操作模式下采用啁啾对mmw车辆雷达单元进行参数估计的非侵入式、无中断bist。

背景技术：

大多数当前毫米波(mmw)雷达单元使用包括可跨多个频道操作的多通道收发器(trx)的mmw集成电路(ic)构造。mmwic还包括如功率放大器、混频器、低噪声放大器(lna)以及模拟和模拟混合信号电路等高频装置。在汽车雷达领域中，在欧洲，所支持的频率主要处于76ghz到81ghz频段。

如iso26262等汽车安全标准要求在发生安全相关缺陷时使用缓解措施；这些缓解措施需要在限定的时间间隔内完成，所述时间间隔足够小以防止可能对车辆内部或外部的人员造成危险的系统故障。可以使用在雷达单元中执行的合理性检查来检测汽车雷达系统的射频(rf)前端中的安全相关缺陷，所述合理性检查评估例如接收器前端的输出信号或其它内部电路系统的输出信号并根据此信号计算目标地图。如果此目标地图显示例如突然出现或消失的目标，那么这将导致目标地图被分类为不合理且将rf前端或其它内部电路系统分类为可能有缺陷，使得雷达单元可以启动安全措施，例如系统复位、重复测量循环或通知驾驶员雷达系统需要被视为不安全。

虽然这种合理性检查在安全关键系统中非常常见，但其具有两个严重缺点。第一缺点与安全性直接相关，因为每项合理性检查都存在假阳性或假阴性决策的风险。第二缺点是需要对大量可能的故障(例如，在电路节点处)和包括瞬时故障的若干故障模型实施、记录和验证合理性检查。为了证明系统符合iso26262的汽车安全完整性等级(asil)等级，需要计算或评估合理性检查的诊断覆盖范围。所有这些程序都是耗时的且容易出错。这两个缺点使得期望避免对合理性检查的需要并且在安全关键元件本身中实施尽可能合理的内建安全监测(例如，内建安全测试(bist))。响应于这种监测或测试，雷达单元可以启动安全措施，例如系统复位、重复测量周循环或通知驾驶员雷达系统需要被视为不安全。此外，还已知的是，瞬时故障是主要故障来源，并且因此期望能够测试这些故障。

因此，目前已知的是，bist用于确定adc的性能。然而，这种已知bist与应用操作模式并行运行并且被设计成覆盖并识别导致完全故障或参数故障的大多数静态故障。已知的安全监测器被配置成作为应用操作模式的补充而运行并且被配置成测量例如电源电压或发射功率，并且由此识别导致完全故障或参数故障的大多数静态故障以及导致完全故障或参数故障的大多数瞬时故障。然而，安全监测器不可用于adc，因为安全监测器监测‘简单’值，如电源电压、参考电压、时钟信号、rf幅度等。adc中的故障仅偶尔与这种‘简单’值相关，通常情况下，其与如电阻值、晶体管参数等安全监测器无法测量的更复杂的值相关。

其它可能的解决方案很复杂或涉及成本，如使用和比较多个adc的输出，这产生额外的硬件开销；或者使adc的时钟频率加倍或增至三倍(从而将模拟输入电压的每个样本转换为二倍或三倍，并且然后比较两个或三个所得数字adc输出值)，这导致adc转换速率增加，这可能降低adc性能、增加adc电流消耗、超过相应adc的指定或允许转换。

在车辆雷达系统中，功能安全至关重要，因为故障可能导致危险情况，例如，由于故障系统报告一个或多个实际上不存在的目标而采取的自动制动，或导致无法作出反应，例如在存在的目标未被检测到的情况下。对于两种情况，中等系统性能下降通常是最坏情况，因为完全系统故障将被立即检测到，而中等性能下降可能仅导致错误解释目标的大小、位置、移动方向等，这可能引起上述故障中的一个。

作为标题如下的文档的一部分的用于使用高分辨率adc的低质量输入信号估计如积分非线性(inl)和差分非线性(dnl)等低频adc参数的基本理论：‘使用低线性度信号、用刺激错误识别和消除对模数转换器进行精确测试(accuratetestingofanalog-to-digitalconvertersusinglowlinearitysignalswithstimuluserroridentificationandremoval)’，其于2005年6月3日发布于《ieee仪器和测量会刊(ieeetransactionsoninstrumentationandmeasurement)》，第54卷，第3期中的第1188到1199页中。在标题如下的文档中已经发布了用于使用高分辨率adc的低质量输入信号估计如信噪比(snr)和/或总谐波失真(thd)等高频adc参数的基本理论：‘用不纯源和非相干采样进行精确频谱测试(accuratespectraltestingwithimpuresourceandnon-coherentsampling)’，其于2016年11月11日发布于《ieee仪器和测量会刊》的第65卷第11页中。因此，已知技术通常基于这两个文档中的任一个的一种类型并且具有许多共同特征，例如：

(i)其测试模拟或模拟/混合信号块，主要是adc；

(ii)所述测试可以是生产测试和/或内建自测试；

(iii)其使用专用信号发生器生成‘不纯’输入信号，即用于inl/dnl测试的斜坡或用于snr/thd测试的正弦波或任意波形；

(iv)输入波形的质量可以低于被测电路，例如用于测试16位adc的7位精度波形；

(v)输入波形至少两次应用于被测试的特定块/电路，一次在无修改的情况下进行并且一次在修改后进行。在所有已知方式中，修改是所添加的dc偏移；除了‘用不纯源和非相干采样进行精确频谱测试’之外，其中修改由对输入信号进行高通或低通滤波组成；

(vi)未修改和修改后的输入信号的被测块的所捕获输出信号经过后处理。由于未修改和修改后的输入信号均包含被测块的传递函数，因此存在巨大的冗余用于估计输入波形与其理想形状的偏差(在斜坡或正弦波的情况下)。此偏差信息用于计算被测块的校正后输出信号，即用理想输入波形产生的输出信号。然后针对以下中的一个或多个计算此校正后输出信号：inl、dnl、snr、thd；并且

(vii)所述测量不是在应用模式下进行的，而是在生产测试中，或与应用模式交替地在现场，或在启动或掉电期间在现场，或在检测到故障或疑似故障后进行的。

因此，需要一种改进的机制来确定例如雷达单元的性能，例如，使用bist系统。

技术实现要素：

根据本发明的第一方面，提供一种雷达单元，其包括：

频率发生电路，其被配置成生成包括多个啁啾的毫米波mmw调频连续波fmcw发射信号；

发射器电路，其被配置成发射所述所生成的mmwfmcw发射信号；

接收器电路，其被配置成接收所述mmwfmcw发射信号的回波；以及

内建自测试bist电路，其耦合到所述接收器电路并被配置成处理所述mmwfmcw发射信号的所述回波；

其中所述雷达单元的特征在于：

所述接收器电路被配置成针对所述mmwfmcw发射信号的至少两个连续啁啾用至少两个不同的路径操作并且从中产生至少两个相应的所接收啁啾信号；并且

所述bist电路被配置成处理和比较所述至少两个相应的所接收啁啾信号并从中确定所述接收器电路内的至少一个电路或部件的操作状态。

在一个或多个实施例中，所述bist电路被配置成处理和比较所述至少两个相应的所接收啁啾信号并从中确定以下中的至少一个的操作状态：所述接收器电路内的模拟电路、混合信号电路、模拟部件、混合信号部件。

在一个或多个实施例中，所述bist电路被配置成处理和比较所述至少两个相应的所接收啁啾信号并从中确定以下中的至少一个的线性度性能：所述接收器电路内的接收器放大器、本地振荡器lo、接收器下混频器、模数转换器adc、中频级、信号发生器。

在一个或多个实施例中，所述bist电路被配置成执行实时adc参数性能估计并响应于此调整所述adc的性能。

在一个或多个实施例中，所述mmwfmcw发射信号的所述至少两个连续啁啾包括至少两个直接连续的啁啾或在时间上分开的两个啁啾，使得所述所接收啁啾之间的一致性得到保持。

在一个或多个实施例中，所述接收器电路被配置成针对所述mmwfmcw发射信号的至少两个连续啁啾用至少两个不同的路径操作并且通过将dc偏移注入所述至少两个所接收连续啁啾中的一个中来从中产生至少两个相应的所接收啁啾信号。

在一个或多个实施例中，所述所注入dc偏移由包括被配置成计算目标地图的应用信号处理路径的基带处理电路的信号操纵电路去除。

在一个或多个实施例中，所述接收器电路被配置成针对所述mmwfmcw发射信号的至少两个连续啁啾用至少两个不同的路径操作并且通过可选择地将滤波器引入到承载所述至少两个所接收连续啁啾中的一个的接收器路径中来从中产生至少两个相应的所接收啁啾信号。

在一个或多个实施例中，所述可选择滤波器的滤波响应由包括被配置成计算目标地图的应用信号处理路径的基带处理电路的信号操纵电路去除。

根据本发明的第二方面，提供一种用于内建自测试bist雷达单元的集成电路，其包括：

频率发生电路，其被配置成生成包括多个啁啾的调频连续波fmcw发射信号；

接收器电路，其被配置成接收所述fmcw发射信号的回波；以及

bist电路，其耦合到所述接收器电路并被配置成处理所述fmcw发射信号的所述所接收回波；

其中所述集成电路的特征在于：

所述接收器电路被配置成针对所述fmcw发射信号的至少两个连续啁啾用至少两个不同的路径操作并从中产生至少两个相应的所接收啁啾信号；并且

所述bist电路被配置成处理和比较所述至少两个相应的所接收啁啾信号并从中确定所述接收器电路内的至少一个电路或部件的操作状态。

根据本发明的第三方面，提供一种用于在毫米波(mmw)内建自测试bist雷达单元中进行测试的方法，所述方法包括：

生成和发射包括多个啁啾的毫米波mmw调频连续波fmcw发射信号；

接收和处理所述mmwfmcw发射信号的所接收回波；

其中所述方法的特征在于：

针对所述mmwfmcw发射信号的至少两个连续啁啾用至少两个不同的路径操作接收器电路；

根据通过所述至少两个不同路径路由的所述mmwfmcw发射信号的所述所接收回波产生至少两个相应的所接收啁啾信号；

处理和比较所述至少两个相应的所接收啁啾信号；以及

根据所述所比较的至少两个相应的所接收啁啾信号确定所述接收器电路内的至少一个电路或部件的操作状态。

在一个或多个实施例中，确定包括：根据所述所比较的至少两个相应的所接收啁啾信号确定以下中至少一个的线性度性能：所述接收器电路内的接收器放大器、本地振荡器lo、接收器下混频器、模数转换器adc、中频级、信号发生器。

在一个或多个实施例中，所述mmwfmcw发射信号的所述至少两个连续啁啾包括至少两个直接连续的啁啾或在时间上分开的两个啁啾，使得所述所接收啁啾之间的一致性得到保持。

在一个或多个实施例中，根据通过所述至少两个不同路径路由的所述mmwfmcw发射信号的所述所接收回波产生至少两个相应的所接收啁啾信号包括：通过将dc偏移注入到所述至少两个所接收连续啁啾中的一个中来产生至少两个相应的所接收啁啾信号。

在一个或多个实施例中，根据通过所述至少两个不同路径路由的mmwfmcw发射信号的所述所接收回波产生至少两个相应的所接收啁啾信号包括：通过可选择地将滤波器引入到承载所述至少两个所接收连续啁啾中的一个的接收器路径中来产生至少两个相应的所接收啁啾信号。

本发明的这些和其它方面将根据下文中所描述的实施例显而易见，且参考这些实施例予以阐明。

附图说明

将仅通过举例参考附图描述本发明的另外细节、方面和实施例。在附图中，相同的附图标记用于标识相同或功能相似的元件。附图中的元件是为了简单和清楚起见而示出的并且不一定按比例绘制。

图1示出了根据本发明的示例实施例的呈雷达单元形式的具有内建自测试(bist)系统的通信单元的例子，所述bist系统具有应用于接收器路径的dc偏移注入。

图2示出了根据本发明的示例实施例的在将dc偏移注入到啁啾回波信号之后的adc输入信号的示例时序图。

图3示出了根据本发明的一些示例实施例的呈雷达单元形式的具有内建自测试(bist)系统的通信单元的例子，所述bist系统具有可用于接收器路径中的一个或多个可选择滤波器。

图4示出了根据本发明的示例实施例的接收器路径中的各种参数监测电路的示例架构。

图5示出了根据本发明的示例实施例的mmw内建自测试bist雷达单元中的接收器电路或部件测试的示例流程图。

具体实施方式

因为本发明所示的实施例可以在大多数情况下使用本领域技术人员已知的电子部件和电路来实施，所以如下文所示那样，对细节的解释程度将不会超过认为必要的程度，以便理解和认识本发明的基本概念并且以免混淆本发明的教导或将注意力转移到本发明的教导之外。

本发明的例子描述了一种呈雷达单元形式的通信单元，所述通信单元包括bist，所述bist与应用同时运行并且针对adc以及接收器链中的其它部件和电路覆盖了导致完全故障或参数故障的几乎所有静态故障以及导致完全故障或参数故障的几乎所有瞬时故障。

发明人已经认识并了解到，不存在与应用同时运行的已知bist技术，并且提供使用应用信号的bist技术可以提供至少两个优点，因为所述技术还能够检测瞬时故障，并且其不会中断用于检测雷达单元接收器链中的电路或部件的参数故障的应用操作模式。

在如车载调频连续波(fmcw)等雷达系统中，通过发射若干啁啾(即，频率稳定增加或减小的短信号块)并处理所接收数字化回波信号来获得目标地图。目标地图是目标对象的列表，其中列出了每个目标及其相对于雷达单位的目标强度、距离和速度。由于这些雷达单元和系统的距离范围很小-通常约为几百米，因此啁啾可以以非常高的重复率，例如100μs进行发射。由于这种快速重复率，反映信号的目标通常在啁啾之间不明显地改变其位置(以及因此其改变回波信号)。以此方式，所接收信号本身在啁啾之间仅发生很小的改变。

发明人已经承认、已经理解并提出在车辆雷达单元中利用这一事实，因为连续突发(称为啁啾)的所接收雷达回波信号是高度相关的，其相关程度使得它们甚至可以被视为如同它们是相等的。在这方面，发明人提出使用真实雷达信号而非测试信号作为用于接收器链中至少一个接收器电路的bist的信号源。在一些例子中，可以通过不同方式，例如通过在每啁啾的基础上重新配置接收器路径来接收和处理直接连续的啁啾。在一些例子中，设想了以不同方式接收和处理的连续啁啾可以根据例如啁啾率间隔几个啁啾，只要时间间隔使得所接收啁啾之间的一致性得到保持即可。以此方式，并且有利的是，此bist可以以非侵入式方式执行，而不中断正常雷达操作。此外，本发明的例子受益于不需要使用或实施专用信号发生器来执行bist。这对于功能安全情形尤其相关且有用，因为此方法还允许检测突发事件干扰。

在一些例子中，将在应用模式下得到的信号(下文中称为‘应用信号’)用作bist操作的信号源使通常传递通过完整接收器信号处理链的信号能够用来确定完整接收器的性能。这与专用信号发生器的已知用途形成对比，借此仅测试接收器链的部分。因此，在一些例子中，被测接收器链可以包括：雷达本地振荡器发生电路系统、一个或多个rf下混频器、rf放大器和滤波器、adc等。

在一些例子中，本发明的实施例不仅使用这些啁啾回波信号计算目标地图，而且同时估计模拟或模拟混合信号电路和/或部件的线性度参数。本发明的例子可以利用任何已知的机制在两个连续啁啾的回波波形之间进行关联，例如使用标题如下的文档中所描述的算法：通过简化的双直方图方法进行的adc非线性低成本测试方法(adcnon-linearitylow-costtestmethodthroughasimplifiieddouble-histogrammethod)，m.a.jalon、e.peralias，2009年ieee第15届国际混合信号、传感器和系统测试研讨会(2009ieee15thinternationalmixed-signals，sensors，andsystemstestworkshop)，第1到6页，使用真实雷达信号而非专用测试波形(例如，斜坡或正弦波)。

在一些示例实施例中，可以由片上微控制器执行评估啁啾信号以及控制dc注入和/或ac滤波。在这种情况下，当采用本文描述的例子时，整个雷达单元(或雷达ic)的asil等级(即iso26262中用于汽车应用的安全关键部件的功能安全程度)可能由于bist提供的内部在线自检而更高和/或更易于验证。

在一些示例实施例中，从一个啁啾回波到下一个啁啾回波的任何变化被理解为类似于由叠加的dc信号的漂移引起的变化，并且因此可以得到补偿。例如，在某些情况下，漂移补偿技术也可以用于补偿回波波形的任何微小变化。

因此，本发明的例子旨在使用不同dc偏移和/或滤波技术、使用在应用(正常)雷达操作模式期间获得的真实雷达回波信号而不是使用斜坡信号来计算被测模拟或模拟/混合信号电路或部件的参数(如inl、dnl、thd、snr、lo的线性度、rx混频器的线性度等)，所述斜坡信号是出于测试目的而专门产生的，使用专用测试硬件并在间歇性基础上应用。

图1示出了根据本发明的示例实施例的呈雷达单元100的形式的具有内建自测试(bist)系统140的通信单元的第一例子。从发射器意义上来讲，发射雷达信号提供给可以包括频率啁啾发生器电路的波形发生器103。波形发生器提供待由本地振荡器(lo)电路106调制的发射信号。如果lo生成的信号不处于雷达单元的工作频率，那么调制后信号任选地传递到倍频器(未示出)。lo106(或倍频器)的高频输出107传递到至少一个发射器射频功率放大器108，所述发射器射频功率放大器108被布置成放大高频发射信号并将放大后高频发射信号路由到发射天线102。

雷达单元100还包括至少一个接收器，所述接收器包括低噪声放大二器(lna)110，所述lna被布置成放大在接收天线104处接收到的所接收回波信号。lna110的输出输入到下混频器111，所述下混频器111耦合到lo106并被布置成向下转换所接收回波信号。雷达单元100被配置成在调频连续波(fmcw)操作模式，有时称为啁啾操作模式下进行操作。在此例子中，雷达单元100的bist系统140包括控制器130、至少一个存储器132和至少一个处理器134。尽管在所示例子中示出了单个发射路径和单个接收路径，但是在其它例子中，可以支持更多收发器和/或接收器路径。

在此例子中，根据本发明的示例实施例，雷达单元100的bist系统140已经被调整成使得控制器130被配置成生成dc偏移注入信号，所述dc偏移注入信号例如通过求和点112并且在模数转换器(adc)116之前的模拟域中间歇性地应用到接收器路径。在被配置成使用调频连续波(fmcw)调制的雷达单元100中，可以在adc116的模拟域中接收一些啁啾期间注入dc偏移值，并且然后在数字侧再次减去所述dc偏移值，但是仅在用于计算目标地图的信号路径(图4，432)中，而不是在用于bist的信号路径(图4，442、444和446)中，(例如，通过处理器134中的算法中的软件来评估这些信号)。在fmcw中，发射信号仅根据啁啾的斜率(δf/δt)而改变，而接收信号根据啁啾的斜率(δf/δt)和雷达单元与目标之间的距离而改变。因此，在下混频器之后，附近的目标在if中表现出低频移以及因此低频率，并且需要通过高通响应滤除。来自adc116的数字输出输入到在此例子中包括bist系统140的数字基带处理电路120。来自adc116的数字输出包括任何带通滤波器响应，其被组合并输入到数字功能评估电路，例如bist系统140的用于处理所接收雷达信号的处理器134。

在此例子中，dc偏移注入可以以交替(010101)方式应用于不同的啁啾，例如使用thue-morse序列(thue-morsesequence)的第一位(例如，01101001用于消除线性和二次漂移)。thue-morse序列是已知的无限二进制序列，并且因此，在本发明的例子中，可以仅应用此序列的前4或8或16...位。在一些例子中，使用前4位0110可以用于消除线性漂移，而使用前8位01101001可以用于消除线性和平方漂移，而使用前16位0110100110010110可以用于消除任何线性误差、平方、立方漂移等。在一些例子中，dc偏移可能相对小，例如小于所接收信号电平的10％。在一些例子中，注入的dc偏移可以是满量程接收信号的大约0.1％到1％。

在一些例子中，如所示出的，集成电路150可以结合与本文描述的概念相关联的多个部件。在所示例子中，集成电路150包括所有基带电路系统和部件中，包括接收器链中的模拟和模拟/混合信号部件，如滤波器、限幅器、adc以及bist电路140。因此，在此例子中，集成电路150包括频率发生电路，所述频率发生电路包括波形发生器103，所述波形发生器103可以包括被配置成生成包括多个啁啾的fmcw发射信号的频率啁啾发生器电路。集成电路150另外包括接收器电路(包括adc116)，其被配置成接收fmcw发射信号的回波；以及内建自测试(bist)电路140，其耦合到接收器电路的adc116并且被配置成处理fmcw发射信号的所接收回波。在本发明的例子中，接收器电路被配置成针对fmcw发射信号的至少两个连续啁啾以至少两个不同路径操作并从中产生至少两个相应的所接收啁啾信号。所述bist电路140被配置成处理和比较所述至少两个相应的所接收啁啾信号并且从中确定所述接收器电路内的至少一个电路或部件的操作状态。在此例子中，集成电路包括多个将集成电路与雷达单元内的其它电路和部件介接的输入/输出端口152、154。在其它例子中，集成电路可以包括其它部件，如接收器链中的rf低功率模拟部件和电路，即所有或大部分雷达单元功能可以驻留在一个ic中。

现在参照图2，示出了根据本发明的示例实施例的将在dc偏移注入到啁啾回波信号之后的adc输入信号的示例时序图200。adc输入信号的示例时序图200示出了所接收啁啾信号的电压(或电流)202对时间204。

在一些例子中，应用算法(例如，图1的所述至少一个处理器134采用的单独软件算法)可以被配置成在使用所接收信号计算目标地图之前对其进行校正，以避免注入的dc偏移值对于在例如在线adc参数估计时计算目标地图的算法可见。可替代地，在一些例子中，注入的dc可以在adc输出信号中通过数字方式消除。因此，参照图2和图1，所接收第一回波(啁啾)信号在接收天线104处被接收，在lna110中被放大并在下混频器111中被向下转换，从而产生图2中的所接收基带模拟信号205。在求和点112处通过路径114将dc偏移230引入到所接收第二回波(啁啾)信号210。在此例子中，然后在模拟域中在所接收第三回波(啁啾)信号220中去除dc偏移。

在一些例子中，通过在bist系统140中对所接收信号进行信号处理之前校正dc偏移注入，可以使dc偏移对计算目标地图的应用算法不可见，所述应用算法也可以是由所述至少一个处理器134采用的单独软件算法。

以此方式，可以进行相应连续啁啾信号(具有不同的dc偏移)之间的比较并对其进行分析以便不仅确定(或计算)目标地图，而且同时还估计从天线104到adc116的模拟混合信号电路系统中的一个或多个的一个或多个线性度参数。使用不同dc偏移电平的方式允许计算inl或dnl。然而，为了计算目标地图，不需要不同的dc偏移电平(并且如本文所述，如果没有事先消除/去除，那么实际上会干扰目标地图的准确度)。因此，并且有利地的是，可以在具有(或没有)最小硬件改变并且在不需要合理性检查的情况下实时检测安全关键故障。

图3示出了根据本发明的示例实施例的呈雷达单元300的形式的具有内建自测试(bist)系统340的通信单元的第二例子。从发射器意义上来讲，发射雷达信号提供给可以包括频率啁啾发生器电路的波形发生器303。波形发生器提供待由本地振荡器(lo)电路306调制的发射信号。如果lo生成的信号不处于雷达单元的工作频率，那么调制后信号任选地传递到倍频器(未示出)。lo306(或倍频器)的高频输出307传递到至少一个发射器射频功率放大器308，所述发射器射频功率放大器308被布置成放大高频发射信号并将放大后高频发射信号路由到发射天线302。

雷达单元300还包括至少一个接收器，所述接收器包括低噪声放大器(lna)310，所述lna被布置成放大在接收天线304处接收到的所接收回波信号。lna310的输出输入到下混频器311，所述下混频器311耦合到lo306并被布置成向下转换所接收回波信号。雷达单元300被配置成在调频连续波(fmcw)操作模式，有时称为啁啾操作模式下进行操作。在此例子中，雷达单元300的bist系统340包括控制器330、至少一个存储器332和至少一个处理器334。

在此例子中，雷达单元300的bist系统340已经被调整为使得控制器330被配置成使用例如已经存在的抗混叠低通滤波器的不同转角频率设置或者使用已经存在的高通滤波器的不同转角频率设置在不同的连续啁啾之间切换滤波器，所述啁啾例如通过滤波器315间歇性地应用于接收器路径中的所接收信号。根据本发明的示例实施例，在模数转换器(adc)316之前的模拟域中执行此可选择的滤波器切换。来自adc316的数字输出输入到在此例子中包括bist系统340的数字基带处理电路320。在被配置成使用调频连续波(fmcw)调制的雷达单元300中，可以通过评估这些信号的算法中的软件，如所述至少一个处理器334在连续啁啾之间执行滤波器切换。

在此例子中，滤波器切换可以以交替(010101)方式应用于不同的啁啾，例如使用thue-morse序列(例如，01101001用于消除线性和二次漂移)。在此例子中，thue-morse序列是具有一些非常有用的属性的二进制序列，例如所述序列可以用于消除线性漂移的影响。

在一些例子中，通过在对所接收信号进行信号处理之前校正滤波器切换，可以使滤波器切换对计算目标地图的应用算法不可见，所述应用算法也可以是由所述至少一个处理器334采用的单独软件算法。

以此方式，可以进行相应连续啁啾信号(应用了不同滤波)之间的比较并对其进行分析以便不仅确定(或计算)目标地图，而且同时还估计从天线304到adc316的模拟混合信号电路的一个或多个线性度参数。使用不同滤波的方式允许计算snr/thd。然而，为了计算目标地图，不需要不同的滤波(并且如本文所述，如果没有事先消除/去除，那么实际上会干扰目标地图的准确度)。因此，并且有利地的是，可以在具有(或没有)最小硬件改变并且在不需要合理性检查的情况下实时检测安全关键故障。

再次，在一些例子中，如所示出的，集成电路350可以结合与本文描述的概念相关联的多个部件。在所示例子中，集成电路350包括所有基带电路系统和部件中，包括接收器链中的模拟和模拟/混合信号部件，如滤波器、限幅器、adc以及bist电路340。因此，在此例子中，集成电路350包括频率发生电路，所述频率发生电路包括波形发生器303，所述波形发生器303可以包括被配置成生成包括多个啁啾的fmcw发射信号的频率啁啾发生器电路。集成电路350另外包括接收器电路(包括adc316)，其被配置成接收fmcw发射信号的回波；以及bist电路340，其耦合到接收器电路316并被配置成处理fmcw发射信号的所接收回波。在本发明的例子中，接收器电路被配置成针对fmcw发射信号的至少两个连续啁啾以至少两个不同路径操作并从中产生至少两个相应的所接收啁啾信号。所述bist电路340被配置成处理和比较所述至少两个相应的所接收啁啾信号并且从中确定所述接收器电路内的至少一个电路或部件的操作状态。在此例子中，集成电路包括多个将集成电路与雷达单元内的其它电路和部件介接的输入/输出端口352、354。在其它例子中，集成电路可以包括其它部件，如接收器链中的rf低功率模拟部件和电路。

现在参照图4，示出了根据本发明的示例实施例的接收器路径中的各种参数监测、评估和信号校正电路的示例架构400。示例架构400包括adc416，如来自图1的adc116或来自图3的adc316，所述adc416被布置成提供所接收回波信号的数字表示。来自adc416的数字输出输入到数字基带处理电路420，所述数字基带处理电路420在此例子中包括bist系统440以及在功能电路而非物理装置中考虑的对应bist处理路径。因此，并且明显地，在本发明的例子中，数字表示提供给两个评估路径430、440。第一评估路径430，例如应用信号处理路径包括在信号操纵电路432中去除在adc416之前引入到所接收信号中的影响，例如去除图1的dc注入或图3的ac滤波器特性。在一些例子中，可以通过在数字域的接收器路径中应用具有逆特性的数字滤波器来实现消除滤波器效应。在一些例子中，可以通过执行以下来实现消除滤波器效应：对所接收信号执行快速傅里叶变换(fft)，并且随后在频域中执行校正，并且然后执行逆fft。来自信号操纵电路432的输出输入到被配置成根据数字校正后的所接收信号生成目标地图的目标地图计算电路434，并且此后输入到被配置成评估目标地图的目标地图评估处理器436。例如，在巡航控制系统中，目标地图评估处理器436检测车辆前方的障碍物。可替代地，例如在停车辅助系统中，其有助于操纵到车辆将要停放的区域等。

第二评估路径440，即bist处理路径包括inl和/或dnl和/或snr和/或thd等中的一个或多个的计算功能442，所述计算功能442可以在如图1中的处理器134或图3中的处理器334等处理器中执行。在一些例子中，来自inl和/或dnl和/或snr和/或thd等的计算功能442的inl和/或dnl和/或snr和/或thd等值可以在inl和/或dnl和/或snr和/或thd等的评估功能444中评估，所述评估功能444可以在同一处理器中执行。

在一些实施例中，所获得的inl和/或dnl和/或snr和/或thd等的值将用于adc或其它模拟混合信号元件，如以下中的一个或多个的在线校准：放大器、滤波器、模拟多路复用器、模拟开关、传输线、限幅器(如果限幅器在非限制性范围内操作的话)。在一些实施例中，以下中一个或多个的所获得值：inl和/或dnl和/或snr和/或thd等，可以存储在如来自图1的存储器132或来自图3的存储器332等在掉电后保持数据内容的存储器中。在一些例子中，评估功能444构成安全监测器。在一些例子中，评估功能444被配置成评估这些adc参数并将它们与以下中任一者进行比较：(i)固定极限，(ii)先前测量的参数，或(iii)在存在多于一个adc的情况下，一个或多个其它adc的相应参数。以此方式，然后可以将一段时间之前测量的任何值与当前值进行比较，使得可以在潜在缺陷表现为安全关键缺陷之前很早就能检测到其老化或缓慢激活和恶化。

在一些例子中，第三安全算法446可以被配置成在inl和/或dnl和/或snr和/或thd等评估功能444输出关于安全措施是否已经失效的指示的情况下进行测量，使得在检测到故障的情况下其性能会降低。作为对其的响应，第三安全算法446可以被配置成实现以下中一项或多项：系统重启、系统停用或警告车辆驾驶员系统可能不可靠。

现在参照图5，示出了根据本发明的示例实施例的在基于mmwbist的雷达单元中进行的接收器电路或部件测试的示例流程图500。在505处，在fmcw(啁啾)操作模式下，流程图500开始于生成一组‘n’个啁啾。在510处，从雷达单元(例如，图1的雷达单元100或图3的雷达单元300)发射所生成的一组啁啾。在515处，在雷达单元处接收所发射啁啾的回波并且将所述回波传递通过各个接收器电路和部件。在520处，例如在图1的adc116或图3的adc316中将所接收啁啾转换为数字形式并传递给bist系统。在525处，在雷达单元(例如，图1的雷达单元100或图3的雷达单元300)处接收并处理第二啁啾。

在530处，并且根据本发明的例子，使所接收第二啁啾经历不同的接收器电路实施方式，例如，通过插入或去除所接收啁啾的dc偏移(根据图1的操作)或调整(例如，插入或去除)滤波器响应(根据图3的操作)。在535处，例如在图1的adc116或图3的adc316中将所接收第二啁啾转换为数字形式并传递给bist系统。在一些例子中，在540处，从第一啁啾和第二啁啾中的每一个中捕获中频(if)频谱。另外，在一些例子中，搜索并比较基带或if频谱的峰值。在545处，确定是否应调整或修改接收器链的一个或多个电路或部件，例如如adc等影响线性度的元件或电路以满足特定性能要求。如果在545中确定将不调整或修改接收器链的一个或多个电路或部件，那么过程循环回到520并且处理下一个啁啾。如果在545中要调整或修改接收器链的一个或多个电路或部件以满足特定性能要求，那么基于在fmcw(啁啾)操作模式期间对所接收啁啾的比较，在550处调整或修改与一个或多个电路或一个或多个部件相关联的一个或多个参数，或者执行系统复位或系统停机。然后，流程图循环到520并且处理和评估下一个啁啾。

因此，以此方式并且根据本发明的一些例子，如雷达单元100等bist雷达单元能够自我确定雷达单元的操作状态并且在一些例子中识别由以下构成的组中的一个或多个的错误：lna、adc的线性度性能、移相器、相位旋转器、下混频器、lo信号、中频级、信号发生器等。

本发明的例子提供了一种内建自测试bist雷达单元，其包括：频率发生电路，其被配置成生成包括多个啁啾的毫米波mmw调频连续波fmcw发射信号；发射器电路，其被配置成发射所生成的mmwfmcw发射信号：接收器电路，其配置成接收所述mmwfmcw发射信号的回波；以及bist电路，其耦合到所述接收器电路并被配置成处理所述mmwfmcw发射信号的所述回波。所述接收器电路被配置成针对所述mmwfmcw发射信号的至少两个连续啁啾用至少两个不同的路径操作并且从中产生至少两个相应的所接收啁啾信号。所述bist电路被配置成处理和比较所述至少两个相应的所接收啁啾信号并且从中确定所述接收器电路内的至少一个电路或部件的操作状态。以此方式，通过使用实际发射的啁啾并添加dc偏移或将信号传递通过线性滤波器以便单独地处理相应啁啾，可以在相应啁啾之间比较接收器电路和部件的影响并确定其操作状态和性能。

对本发明例子的描述参考了在76ghz到81ghz的汽车雷达频带范围中的操作。然而，设想的是，在其它例子中，本文献描述的电路和概念可以同样应用于任何mmw雷达单元或系统以及任何非常高的操作频率，例如，在测试系统可能需要或受益于对雷达单元接收器性能的连续监测的情况下。

有利的是，对雷达单元接收器性能的连续监测可以与雷达单元正常操作模式同时执行，从而不干扰或中断应用。这种方式解决了“现场”测试是令人期望的或甚至是必需的或强制性的汽车应用中的最近功能安全需求。此外，这种方式解决了越来越普遍的瞬时故障问题。

本发明的例子还受益于消除了采用用于(离线)测试信号、单一接收器部件测量或用于合理性检查的专用测试信号发生电路系统的需要。本发明的例子特别适用于功能安全应用的背景，例如在iso26262的意义上用于实时检测lo、发射器链或接收器链中的永久性缺陷和/或瞬时缺陷(例如突发事件干扰)。

本发明的例子还实现了在长时间段内连续监测雷达单元接收器性能，从而可以考虑慢速老化效应，如cmosic中由于栅极与沟道之间的电介质退化而引起的负偏压温度不稳定性(nbti)性能降低或热载流子注入(hci)，其由于带电粒子进入电介质并改变其性质而同样表现出性能下降。此外，由于所述两个信号(即，发射mmw信号和发射mmw信号的所接收回波版本)基于监测连续啁啾而基本上完全相关，因此对所接收信号频谱的分析的任何相位噪声影响都是最小的，这增强了信号峰值的可检测性。

在前面的说明书中，已经参考本发明的实施例的具体例子描述了本发明。然而，显而易见的是，在不脱离如所附权利要求书中阐述的本发明的范围的情况下，可以在其中进行各种修改和改变，并且权利要求书不限于上文描述的具体例子。本文讨论的连接可以是适合于来往于相应节点、单元或装置或部件传送rf、ac或dc信号的任何类型的连接。因此，除非另有暗示或说明，否则连接可以是例如直接连接或间接连接。而且，多个连接可以用串联地或以时分复用的方式传送多个信号的单个连接代替。同样地，承载多个信号的单个连接可以被分离成承载这些信号的子集的各种不同的连接。因此，存在许多用于传送信号的选项。

本领域的技术人员将认识到，本文所描绘的架构仅是示例性的，并且实际上可以实施实现相同功能的许多其它架构。任何用于实现相同功能的部件布置都是有效‘关联的’，使得期望的功能得以实现。因此，在本文中组合以实现特定功能的任何两个部件都可以被视为彼此‘关联’，使得期望的功能得以实现，而无论架构或中间部件如何。同样地，如此关联的任何两个部件还可以被视为彼此‘可操作地连接’或‘可操作地耦合’以实现期望功能。

又例如，在一个实施例中，所示例子可以被实施为位于如图1的单个ic150或图3的ic350等单个集成电路上或同一设备内的电路系统。本发明的例子适用于包括封装的ic以及ic尚未封装的晶片测试系统在内的许多应用和/或裸露的未封装管芯安装在印刷电路板(pcb)上的系统。在一些例子中，电路和/或部件例子可以被实施为以合适的方式彼此互连的任何数量的单独的集成电路或单独装置。因此，说明书和附图将被视为是说明性的，而不是限制性的。

在权利要求书中，括号内的任何附图标记不应解释为限制权利要求。“包括”一词不排除存在除了权利要求中列出的元件或步骤之外的元件或步骤。另外，如本文所使用的，术语‘一种(a或an)’被定义为一个或多于一个。而且，在权利要求书中使用如‘至少一个’和‘一个或多个’等介绍性短语不应被解释为暗示通过不定冠词‘一种(a或an)’引入的另一权利要求要素将包含这种所引入权利要求要素的任何特定权利要求限于仅包含一个这种要素的发明，即使当同一权利要求包括介绍性短语‘一个或多个’或‘至少一个’以及如‘一种(a或an)’等不定冠词时。对于定冠词的使用也是如此。除非另有说明，否则如‘第一’和‘第二’等术语用于任意区分这种术语描述的元件。因此，这些术语不一定旨在指示这种元件的时间优先次序或其它优先次序。在彼此不同的权利要求中叙述了某些措施的简单事实并不表明这些措施的组合不能用于产生优势。