基于传感器优化主控芯片的方法和装置的制造方法_3

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对应的二进制码。如当所需检测的温度范围为15摄氏度到125摄氏度,则将其分为16个温度区间,如15摄氏度到21摄氏度为第一个温度区间,对应的二进制码为0000 ;22摄氏度到38摄氏度为第二个温度区间,所对应的二进制码为0001 ;29摄氏度到35摄氏度为第三个温度区间,所对应的二进制码为0010 ;按照这种规律,每个温度区间间隔6摄氏度,相应的二进制码加1,一直到120摄氏度到125摄氏度,为最后一个温度区间,所对应的二进制码为1111。将Nand Flash主控芯片工作温度在50摄氏度到105摄氏度设置为预设的温度范围,即为理想的工作区域,即二进制码为0101、0110、0111、1000、1001、1010、1011和1100所对应的工作状态为理想的工作状态。
[0079]本实施例通过将温度传感器的输出端连接到第一寄存器上,通过温度传感器优化了 Nand Flash主控芯片的性能,延迟了芯片的使用寿命。
[0080]本发明进一步提供一种基于传感器优化主控芯片的装置。
[0081]参照图5,图5为本发明基于传感器优化主控芯片的装置的第一实施例的功能模块不意图。
[0082]在一实施例中,所述装置包括:转换模块10、判断模块20及更新模块30。
[0083]所述转换模块10,用于基于温度传感器采集芯片内部的温度,将所述温度转换为二进制码;
[0084]在本实施例中,执行该方法的主体优选为Nand Flash主控芯片。当Nand Flash主控芯片工作在高速的数据交互阶段时,在一定的范围内,所述芯片的工作温度会随着时间的推移呈现一个正相关的函数,之后稳定在一个较高的温度值附近。在本实施例中,定义Nand Flash主控芯片的工作电压、工作电流和工作频率处于正常值的时候的温度区域为理想温度工作区,当所述芯片的工作电压、工作电流和工作频率处于非正常值的时候的温度区域为非理想温度工作区。Nand Flash主控芯片内部一般有两个工作电压供芯片正常工作,即VCC和VCCQ,它们用内部不同的模块供电。所述VCC的正常值包括但不限于3.3v (± 5 % ),所述VCCQ的正常值包括但不限于为1.8v (± 5 % ),如当所述VCC的正常值为
3.3v(±5%)时,所述VCCQ的正常值还可以为3.3v(±5%)等;所述工作电流的正常值即工作时的工作电流小于10mA。
[0085]具体地,参考图9,图9为没有温度传感器的Nand Flash主控芯片的温度曲线图。
[0086]Nand Flash主控芯片中一般都包含数字电路和模拟电路,所述模拟电路又包含有几种,如 OSC(oscillator 振荡器)、LD0(Low Dropout Regulator 低压差线性稳压器)、PAD等,每一个这样的模块称为模拟IP (intellectual property),在IC设计行业,这个IP为一个独立的设计模块。所述PAD是指芯片的内部逻辑输出和外部的引脚,中间存在的一个模拟的模块,这个模块可以通过配置,实现调节驱动能力,上拉或者下拉电阻等功能。所述温度传感器为4bit输出的传感器,可以采集到-20摄氏度到125摄氏度之间芯片的工作温度,精度是-125-(-20)/16 = 9.0625摄氏度。所述温度传感器采集到的是模拟信号,其内部有一个模数转换的装置,可以将所述温度传感器采集到的模拟信号转换为数字信号输出,即转换成二进制码输出。Nand Flash主控芯片中的温度传感器实时采集芯片内部的温度,所采集到的温度是一个模拟信号,通过4bit输出的温度传感器将所采集到温度的模拟信号转换为数字信号输出,如采集到Nand Flash主控芯片内的工作温度34摄氏度,则输出
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[0087]所述判断模块20,用于将所述二进制码传递到第一寄存器中,与第二寄存器中预存的二进制码进行对比,根据对比结果判断所述芯片内部的温度是否偏离预设的温度范围;
[0088]具体地,参考6,图6为图5中判断模块一实施例的细化功能模块示意图;所述判断模块20包括读取单元21、对比单元22和判断单元23,
[0089]所述读取单元21,用于将所述二进制码传递到第一寄存器中,访问所述第一寄存器,读取所述第一寄存器中的二进制码;
[0090]所述对比单元22,用于将所读取的二进制码与第二寄存器中预存的二进制码进行对比;
[0091]所述判断单元23,用于当所读取的二进制码未在预设的温度范围所对应的预存的二进制码区间内时,判断所述芯片内部的温度偏离预设的温度范围;
[0092]还用于当所读取的二进制码在预设的温度范围所对应的预存的二进制码区间内时,判断所述芯片内部的温度未偏离预设的温度范围。
[0093]Nand Flash主控芯片中的温度传感器将所采集到的温度值转换为二进制之后,会实时传递到Nand Flash主控芯片中的第一寄存器中,Nand Flash主控芯片中的MCU(Microcontroller Unit微控制单元),又称单片微型计算机或者单片机,会定时地访问所述第一寄存器,去读取所述第一寄存器接收到的二进制码,将所读取的二进制码与所述第二寄存器中预存的二进制码进行对比,当所读取的二进制码未在预设的温度范围所对应的预存的二进制码区间内时,判断所述芯片内部的温度偏离预设的温度范围;当所读取的二进制码在预设的温度范围所对应的预存的二进制码区间内时,判断所述芯片内部的温度未偏离预设的温度范围。所述第一寄存器为可以接受温度传感器输出的数字信号的寄存器,所述预设的温度范围即Nand Flash主控芯片正常工作时所在的理想温度工作区,如预设温度的范围为A-B,A为下限温度,B为上限温度。如当Nand Flash主控芯片中的第一寄存器接收的二进制码为0110,Nand Flash主控芯片中的MCU读取到0110,将0110与所述第二寄存器预存的二进制码进行对比,判断所读取的二进制码0110是否在A-B温度范围所对应的二进制码区间内,当0110在A-B温度范围所对应的二进制码区间内时,所述NandFlash主控芯片内部的温度未偏离预设的温度范围;当0110不在A-B温度范围所对应的二进制码区间内时,所述Nand Flash主控芯片内部的温度偏离预设的温度范围。
[0094]所述更新模块30,用于当所述芯片内部的温度偏离预设的温度范围时,更新对应的第三寄存器的数值,使所述芯片内部的温度在预设的温度范围内。
[0095]具体地,参考7,图7为图5中更新模块一实施例的细化功能模块示意图;所述更新模块30包括降低单元31和升高单元32,
[0096]所述降低单元31,用于当所述芯片内部的温度大于预设的温度范围的上限时,降低对应第三寄存器的数值,使所述芯片内部的温度在预设的温度范围内
[0097]所述升高单元32,用于当所述芯片内部的温度小于预设的温度范围的下限时,升高对应第三寄存器的数值,使所述芯片内部的温度在预设的温度范围内。
[0098]Nand Flash主控芯片中的OSC、LDO和PAD等模拟电路的配置是由相对应的寄存器控制的,即每个模拟IP都存在相对应的寄存器,这些寄存器统称为第三寄存器。当NandFlash主控芯片中的温度大于预设的温度范围的上限时,即大于B时,降低对应第三寄存器的数值,进而降低对应的模拟IP的电流和频率等参数;当Nand Flash主控芯片中的温度小于预设的温度范围的下限时,即小于A时,升高对应第三寄存器的数值,进而升高对应的模拟IP的电流和频率等参数。如当Nand Flash主控芯片中的导致所述芯片温度变化的是OSC模块,则调节OSC中的电压、电流和频率等,使Nand Flash主控芯片中的温度往正常的温度范围偏移,即往理想温度工作区域偏移。
[0099]如当Nand Flash主控芯片中的温度大于预设的温度范围的上限B时,S卩NandFlash主控芯片中的温度过高,所述芯片内部的电路的物理特性将会发生变化,特别是OSC, OSC是为芯片内部提供工作的时钟信号,如果Nand Flash主控芯片的温度过高,会导致所述芯片的工作频率不稳定,工作电流大于1mA等,所述芯片会出现时钟偏移现象,即当前Nand Flash主控芯片中OSC提供的时钟信号与预设的时钟信号会出现相位差,这时更新OSC对应的第三寄存器的数值,如当Nand Flash主控芯片中的温度大于预设的温度范围的上限B时,得到所述OSC对应的第三寄存器的数值为1101,则将所述OSC对应的第三寄存器的数值降低为0111或其他在理想温度工作区域所对应的二进制码,这时,Nand Flash主控芯片会根据当时各个模拟IP的情况而自动选择将温度下降到那个温度区间内,即调节Nand Flash主控芯片中OSC对应的模拟IP中频率和电流等参数,使其工作频率趋于稳定,工作电流小于1mA等,使Nand Flash主控芯片的温度下降到理想温度工作区域内,即使Nand Flash主控芯片的温度向系统正常温度范围偏移。如导致所述Nand Flash主控芯片温度大于预设的温度范围的上限是由VCC模块和/或VCCQ模块引起的,如在本实施例中,所述VCC的正常值为3.3v(±5% ),所述VCCQ的正常值为1.8v(±5% ),当所述VCC模块的电压超过3.3v (±5% )和/或所述VCCQ模块的电压超过1.8v (±5% )时,降低所述VCC和/或VCCQ的电压值,使VCC和/或VCCQ的电压值达到正常范围,使Nand Flash主控芯片的温度向系统正常温度范围偏移,即往理想温度工作区域偏移。当Nand Flash主控芯片中特定寄存器中的温度小于预设的温度范围的下限A时,升高对应的第三寄存器的数值以调节对应的模拟IP的配置参数,使Nan
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