集成电路管芯的自校准热传感器的制造方法_3

文档序号:9457793阅读:来源:国知局
强加温度的准确性的限制,并且这种校准可能是昂贵的,因为对于每个管芯需要强加 两个不同的精确温度。本公开内容的实施例可以通过激活一个振荡器使其采用两种不同模 式进行振荡来避免这些难题,所述不同模式取决于方程(1)、(2)、(3)、和(4)中的相同物理 值。假设温度在校准测量之间没有发生变化,则可以确定使所有等式同时有效所需的温度 偏移量。
[0055] 第一实际曲线530表示用于采用第一模式的自校准热传感器(例如,热传感器,其 包括不用于提供特征化热曲线的谐振器)的实际热响应曲线,并且第二实际曲线532表示 用于采用第二模式的自校准热传感器的实际热响应曲线。在不存在制造过程变化的情况 下,第一模式下所测量的频率(例如,fu)和第二模式下所测量的频率(例如,f SE)理想地 对应于同一温度(例如,Tfctual)。然而,实际上,制造谐振器时的过程变化可能影响谐振器 (例如,图3的谐振板308)的尺寸,这反过来可能影响谐振器的谐振频率。作为结果,第一 模式下所测量的频率(例如,fu)和第二模式下所测量的频率(例如,f SE)可以与相应的第 一理想曲线526和第二理想曲线528的不同温度(例如,MPTse)相对应,如图可见。可 以通过自校准热传感器对两种模式的温度之间的偏差进行校准。可以小心地校准掉过程变 化所产生的影响,因为使用了相同的谐振器并且因此使用了相同的几何形状来激励第一模 式和第二模式。例如,可以使用迭代技术来使相应的第一理想曲线526和第二理想曲线528 使用方程⑴和⑶直到方程覆盖同一温度而计算出的温度(例如,Iu和Tse)之间的差最 小化。
[0056] 图6是根据一些实施例的热校准的方法600的流程图。可以通过热校准模块(例 如,图2的热校准模块206)来执行方法600的动作,所述热校准模块被耦合以控制和/或 监测采用第一模式和第二模式的热传感器的谐振器的振荡。例如,热校准模块可以被配置 为在第一模式与第二模式之间转换。热校准模块还可以被配置为使用热响应曲线方程(例 如,方程(1)或(3))来执行计算,从而执行热传感器的软调整或热校准。热校准模块可以 包括被配置为执行方法600的状态机。例如,方法600的动作可以表示软调整算法逻辑, 所述算法逻辑可以被存储在固件或其它适合的存储介质中,并且可以由诸如中央处理单元 (CPU)或微控制器等处理器来执行。
[0057] 在602,方法600包括激活采用第一模式的谐振器的振荡。热校准模块可以使用邻 近谐振板设置的电极的异相偏置(例如,根据图4的第一模式400a构造)将谐振器置于第 一模式。
[0058] 在604,方法600包括接收采用第一模式的谐振器的第一频率。第一频率与采用第 一模式的谐振板的谐振频率相对应。在第一模式下,谐振板可以以谐振频率(例如,第一频 率)振荡,所述谐振频率取决于谐振板的温度并且因此跟踪谐振板的温度。当在第一模式 下时,使谐振板振荡可以产生与第一频率相对应并且被输出到热校准模块的正弦电信号。
[0059] 在606,方法600包括使用第一方程(例如,方程(1))来计算与第一频率相对应的 第一温度T1。例如,可以使用方程(1)来计算第一温度,在方程(1)中,跛脚模式的频率为 在604接收的第一频率。例如,可以通过如方程(5)中所示地重新布置方程(1)来计算第 一温度Tl :
[0061] 在608,方法600包括激活采用第二模式的谐振器的振荡。热校准模块可以使用邻 近谐振板设置的电极的同相偏置(例如,根据图4的第二模式400b构造)将谐振器置于第 二模式。
[0062] 在610,方法600包括接收采用第二模式的谐振器的第二频率。第二频率与采用第 二模式的谐振板的谐振频率相对应。在第二模式下,谐振板可以以谐振频率(例如,第二频 率)振荡,所述谐振频率取决于谐振板的温度并且因此跟踪谐振板的温度。当在第二模式 下时,使谐振板振荡可以产生与第二频率相对应并且被输出到热校准模块的正弦电信号。 在一些实施例中,热校准模块可以包括用于计数正弦电信号的频率的频率计数器电路或逻 辑单元。
[0063] 在612,方法600包括使用第二方程(例如,方程(3))来计算与第二频率相对应的 第二温度T2。例如,可以使用方程(1)来计算第二温度,在方程(1)中,外延模式的频率为 在610接收的第二频率。例如,可以通过如方程(6)中所示地重新布置方程(3)来计算第 二温度T2 :
[0065] 在614,方法600包括将第一温度Tl与T2进行对比以提供用于确定它们是相等、 还是被最小化、还是小于预定的阈值差的对比结果。如果Tl和T2相等或被最小化或小于 预定的阈值差,则结束方法600。可以存储第一方程和/或第二方程的偏移量,以在将来由 热传感器用于基于采用第一模式和/或第二模式的谐振器的频率来读取发热电路的温度。
[0066] 如果Tl和T2不相等或不被最小化或不小于预定的阈值差,方法600则可以继续 进行616,在616可以确定Tl是否大于T2。如果Tl大于T2,则在618将偏移量添加到第 一方程和/或第二方程。如果T2大于T1,则在620将偏移量添加到第一方程和/或第二 方程。在一些实施例中,在618或620将偏移量添加到第一方程和第二方程两者。在618 添加的偏移量相对于在620添加的偏移量具有相反的符号。例如,在一些实施例中,可以在 618添加正偏移量,并且可以在620添加负偏移量。在一些实施例中,在618和620添加的 偏移量可以具有相同的大小,但符号相反。在618或620将偏移量添加到第一和第二方程 之后,可以再次重复方法600 (例如,再次执行在602-614的动作)。在一些实施例中,热校 准模块可以被配置为迭代地执行方法600中的一个或多个动作(例如,动作602-620),直到 满足614处的Tl与T2的对比结果。
[0067] 可以在各个时间段内执行方法600的动作。例如,热校准模块(例如,逻辑单元) 可以被配置为在IC管芯的分类或组装测试期间执行方法600的动作,以提供初始热校准。 热校准模块可以在将IC管芯寄给消费者之后执行方法600的动作。例如,当IC管芯被体现 在IC管芯的终端用户所拥有的计算设备中时,热校准模块可以在IC管芯的引导时间或实 时操作期间或定期地执行方法600的动作。在本领域中执行热校准的能力可以减轻寿命引 起的影响并且在包括热传感器和热校准模块的系统的使用寿命内保持热传感器的准确度。 在一些实施例中,可以使用本文中所描述的热校准技术来实现+/-rc内的准确度。
[0068] 采用对所要求保护的主题的理解最有帮助的方式将各种操作依次描述为多个分 立的操作。然而,描述的顺序不应被解释为暗示这些操作必需依赖该顺序。例如,可以采用 比所描绘的顺序更合适的另一个顺序来执行方法600的动作。在一些实施例中,可以在激 活采用第一模式的振荡(在602)之前执行激活采用第二模式的振荡(在608),和/或可以 在接收第一频率和第二频率(在604和610)之后执行在606和612执行的计算。在其它 实施例中,可以使用除了结合跛脚模式和外延模式所描述的模式之外的其它适合的模式。
[0069] 可以使用用于按照需求进行配置的任何适合的硬件和/或软件来将本公开内容 的实施例实施到系统中。图7示意性地示出了根据一些实施例的包括IC管芯(例如,图 1-2的管芯101或图3的管芯300)的计算设备700,所述IC管芯具有如本文中所述的自校 准热传感器(例如,自校准热传感器200)和/或谐振器(例如,结合图3和图4所描述的 谐振器)。计算设备700可以容纳诸如主板702等板。主板702可以包括若干部件,包括 但不限于处理器704以及至少一个通信芯片706。可以将处理器704物理和电耦合到主板 702。在一些实施方式中,还可以将至少一个通信芯片706物理和电耦合到主板702。在其 它实施方式中,通信芯片706可以是处理器704的一部分。
[0070] 根据其应用,计算设备700可以包括可以或可以不物理和电耦合到主板702的其 它部件。这些其它部件包括但不限于易失性存储器(例如,DRAM)、非易失性存储器(例如, R0M)、闪存存储器、图形处理器、数字信号处理器、密码处理器、芯片组、天线、显示器、触摸 屏显示器、触摸屏控制器、电池、音频编解码器、视频编解码器、功率放大器、全球定位系统 (GPS)设备、罗盘、盖革计数器、加速度计、陀螺仪、扬声器、照相机和大容量存储设备(例如 硬盘驱动器、光盘(⑶)、数字多功能盘(DVD)等)。外壳708可以保护内部部件使其免受环 境危害和/或处理。
[0071 ] 通信芯片706可以实现用于往返于计算设备700的数据传输的无线通信。术语"无 线"及其派生词可以用于描述可以通过使用经由非固体介质的经调制的电磁辐射来传递数 据的电路、设备、系统、方法、技术、通信信道等。术语并不暗示相关联的设备不包含任何线 路,虽然在一些实施例中它们可以不包含线路。通信芯片306可以实施多种无线标准或协 议中的任何一种,所述多种无线标准或协议包括但不限于:包括Wi-Fi (IEEE 802. 11族)、 IEEE 802. 16标准(例如,IEEE 802. 16-2005修正案)的电气与电子工程师学会(IEEE)标 准、连同任何修正、更新、和/或修订的长期演进(LTE)项目(例如,高级LTE项目、超移动宽 带(UMB)项目(还称作"3GPP2")等)JEEE 802. 16兼容的BWA网络通常指的是WiMAX网络, 即表示全球微波接入互操作性的首字母缩写,WiMAX网络是通过IEEE 802. 16标准的合格 和互操作性测试的产品的认证标志。通信芯片706可以根据全球移动系统(GSM)、通用分组 无线业务(GPRS)、通用移动通信系统(UTMS)、高速分组接入(HSPA)、演进的HSPA(E-HSPA)、 或LTE网络来操作。通信芯片706可以根据GSM演进的增强数据(EDGE)、GSM EDGE无线接 入网(GERAN)、通用地面无线接入网(UTRAN)、或演进的UTRAN(E-UTRAN)来操作。通信芯片 706可以根据码分多址(CDMA)、时分多址(TDMA)、数字增强型无绳通信(DECT)、演进数据优 化(EV-DO)、其派生物以及被指定为3G、4G、5G和更高代的任何其它无线协议来操作。在其 它实施例中,通信芯片706可以根据其它无线协议来操作。
[0072] 计算设备700可以包括多个通信芯片706。例如,第一通信芯片706可以专用于 较短距离无线通信,例如Wi-Fi和蓝牙,并且第二通信芯片706可以专用于较长距离无线通 信,例如 GPS、EDGE、GPRS、CDMA、WiMAX、LTE、Ev-DO 等。
[0073] 计算设备700的处理器704可以包括具有如本文中所述的自校准热传感器(例 如,自校准热传感器200)的IC管芯(例如,图1-2的管芯101或图3的管芯300)。例如, 处理器704可以包括安装在主板702上的IC管芯。术语"处理器"可以指代处理来自寄存
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