[發明專利]高精度緊湊型片上溫度傳感器

在審

• 申請號: 201580053934.4
• 申請日: 2015-08-28
• 公開（公告）號: CN107110714A
• 公開（公告）日: 2017-08-29
• 發明（設計）人: C·黃;H·帕姆;D·簡;S·土魯勒斯
• 申請（專利權）人: 甲骨文國際公司
• 主分類號: G01K7/01
• 分類號: G01K7/01;G01R19/10
• 代理公司: 中國國際貿易促進委員會專利商標事務所11038
• 代理人: 李玲

技術領域

本文的實施例涉及處理器，并且更具體地涉及片上溫度傳感器的實現。

背景技術

高端微處理器芯片的性能已經逐年增加，并且當考慮未來的芯片設計時，它們的性能將繼續增加。一般來說，微處理器的性能提升可以與更高的時鐘頻率(即，更短的時鐘周期)和更小型的制造技術相關聯，其中更高的時鐘頻率允許在給定時間段內執行更多的指令，更小型的制造技術允許將更復雜的電路設計到芯片的給定區域(即，更高密度的電路)，從而允許更多的功能。但是，處理器頻率和電路密度的這些增加可能包括功耗的增加并且因此可能增加芯片溫度和芯片內部的溫度變化。

在具有跨芯片溫度變化的高溫下工作的微處理器可能經歷各種問題，諸如例如，性能降級、泄漏功率增加、可靠性降低、功能故障等。因此，可能需要在微處理器芯片設計期間正確地處理熱學考慮。獲得溫度信息的一種方法可以是將熱二極管放置在芯片上的多個位置處。但是，這種方法可能需要許多專用于操作二極管的外部引腳，并且還可能需要外部配套芯片來讀取由每一個熱二極管生成的溫度信息。

發明內容

公開了用于溫度感測裝置的系統和方法的各種實施例。該裝置可以包括電壓發生器和電路系統。電壓發生器可以被配置成取決于工作溫度生成第一電壓電平和第二電壓電平。響應于工作溫度的給定改變，第一電壓電平和第二電壓電平可以分別改變第一量和第二量，其中第二量可以與第一量不同。電壓發生器可以被配置成生成第三電壓電平，其中響應于工作溫度的給定改變，第三電壓電平可以改變第三量，并且其中第三量小于第一量和第二量。電路系統可以被配置成測量第一電壓電平、第二電壓電平和第三電壓電平，并且可以被配置成取決于第一電壓電平與第二電壓電平之間的差和第三電壓電平的比率來計算工作溫度。

在另一種實施例中，為了測量第一電壓電平、第二電壓電平和第三電壓電平，電路系統可以被配置成測量電容器分別充電到第一電壓電平、第二電壓電平和第三電壓電平中的每一個的時間。在另一種實施例中，為了測量第一電壓電平、第二電壓電平和第三電壓電平，電路系統還可以被配置成一次一個地選擇第一電壓電平、第二電壓電平和第三電壓電平中的每一個并且測量所選擇的電壓電平。

在一種實施例中，電壓發生器還可以被配置成隨著工作溫度的對應改變線性地改變第一電壓電平。電壓發生器還可以被配置成隨著工作溫度的對應改變線性地改變第二電壓電平。

在另一種實施例中，電路系統還可以被配置成在單一溫度下校準電壓發生器。電路系統還可以被配置成響應于校準電壓發生器來確定校準值。

在還有的實施例中，第一量和第二量可以響應于制造工藝中的變化而改變，并且電路系統還可以被配置成通過使用校準值來對第一量和第二量的改變進行補償。在另一種實施例中，電路系統還可以被配置成將計算出的工作溫度發送到功率管理單元。

附圖說明

以下詳細描述參考現在將簡要描述的附圖。

圖1是圖示微處理器的實施例的框圖。

圖2A是圖示在微處理器的實施例中溫度、工作頻率和工作電壓之間的可能關系的圖表。

圖2B是圖示在溫度感測單元的實施例中溫度和各種電壓電平之間的可能關系的圖表。

圖3是圖示溫度感測單元的實施例的框圖。

圖4是圖示溫度感測單元的另一種實施例的框圖。

圖5圖示描繪用于操作溫度感測單元的方法的實施例的流程圖。

雖然本公開容易有各種修改和替代形式，但是其具體實施例在附圖中以示例的方式示出并且將在本文中詳細描述。但是應當理解的是，附圖以及對附圖的詳細描述不旨在將本公開限制為圖示的特定形式，相反，其旨在涵蓋屬于由所附權利要求限定的本公開的精神和范圍內的所有修改、等同物和替代物。本文所使用的標題僅用于組織的目的，并且不意味著用于限制本描述的范圍。如貫穿本申請所使用的，詞語“可以”用于許可的意義(即，意味著有可能)，而不是強制的意義(即，意味著必須)上使用。類似地，詞語“包括”意味著包括，而不是限于。