本公开涉及AD转换器和包括AD转换器的半导体装置。该AD转换器包括多个模拟输入端子、参考信号生成电路、采样保持单元、控制单元和转换单元，参考信号生成电路生成模拟参考信号，采样保持单元包括对模拟参考信号或输入到模拟输入端子的模拟输入信号中的一个模拟输入信号进行采样的多个采样保持电路，控制单元控制采样保持单元，转换单元将来自采样保持单元的输出信号转换为数字信号。控制单元控制采样保持单元执行对模拟输入信号的输出操作和对模拟参考信号的采样操作。对模拟参考信号的采样操作。对模拟参考信号的采样操作。
【技术实现步骤摘要】
AD转换器和包括AD转换器的半导体装置
技术介绍
[0001]本专利技术涉及半导体装置，并且例如，本专利技术能够适用于具有模数转换器(AD转换器)的半导体装置。
[0002]近年来，在汽车市场，要求开发符合功能安全标准的系统。因此，在车载系统中，需要将来自很多安装的外部传感器的模拟信号转换为数字信号以支持功能安全。因此，在车载系统中，使用包含AD转换器的微型计算机。微型计算机包括多个模拟输入端子以处理多个模拟信号。如果微型计算机根据模拟输入端子的数目而包含多个AD转换器，则微型计算机的尺寸增加。因此，在日本未审查专利申请公开第2009
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284302号(专利文献1)中，公开了一种具有单个AD转换器的微型计算机，该AD转换器依次选择输入到多个模拟输入端子的模拟信号，对其进行采样并且将其转换为数字信号。
[0003]此外，在车载系统中使用的微型计算机也需要功能安全。专利文献1公开了一种微型计算机，该微型计算机周期性地选择由自诊断电压生成器生成的模拟参考电压，并且对该模拟参考电压执行A/D转换。更具体地，用于选择要执行A/D转换的一个模拟输入信号的多路复用器，周期性地选择模拟参考电压。周期性选择的模拟参考电压的A/D转换结果被保持在参考电压转换结果保持寄存器中。中央处理单元(CPU)周期性地读取参考电压转换结果保持寄存器中所保持的数据，并且确定模拟参考电压是否已被正确模数转换，以便检测AD转换器的转换异常或AD转换器的故障。在专利文献1中，以这种方式来执行AD转换器的自诊断。
[0004]日本未审查专利申请公开号8
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265155(专利文献2)公开了一种半导体装置，该半导体装置包括多个采样保持电路以提高A/D转换操作的速度。
技术实现思路
[0005]例如，电机驱动控制系统是车载系统中的一种。电机驱动控制系统不断地监测来自外部传感器的信号，并且在汽车发动机启动之后将其反馈给电机控制。在电机驱动控制系统中，为了提高驱动控制的精度，期望在预定定时从外部传感器获取模拟输入信号并且馈送模拟输入信号的A/D转换结果。
[0006]但是，如专利文献1中，在模拟参考电压的转换操作被周期性地执行时，在模拟参考电压的转换操作时段，来自外部传感器的模拟信号的A/D转换操作无法执行。即，在自诊断的执行中，由于来自外部传感器的模拟信号的A/D转换操作被中断，驱动控制的精度有可能降低。替代地，为了避免精度损失，使用模拟参考电压的自诊断的定时可以被限制。然而，从功能安全的观点来看，限制自诊断的执行定时并不是优选的。
[0007]根据本说明书和附图的描述，其他目的和新颖特征将变得很清楚。
[0008]根据本专利技术的一方面的AD转换器包括多个模拟输入端子、生成模拟参考信号的参考信号生成电路、包括多个采样保持电路的采样保持单元、控制采样保持单元的控制单元、以及将来自采样保持单元的输出信号转换为数字信号的转换单元。采样保持电路中的每个采样保持电路，对模拟参考信号或输入到模拟输入端子的模拟输入信号中的一个模拟输入
信号进行采样。控制单元控制采样保持单元并行地执行针对模拟输入信号的输出操作，以及针对模拟参考信号的采样操作。
[0009]根据一个实施例，可以在不中断从外部提供的模拟信号的AD转换操作的情况下，执行用于自诊断的模拟参考电压的AD转换。
附图说明
[0010]图1是示出根据第一实施例的半导体装置的示例性配置的框图；
[0011]图2是示出根据第一实施例的AD转换器的示例性配置的框图；
[0012]图3是示出根据第一实施例的AD转换器的示例性配置的框图；
[0013]图4是用于说明根据第一实施例的AD转换器的操作的时序图；
[0014]图5是示出根据第二实施例的AD转换器的示例性配置的框图；
[0015]图6是示出根据第二实施例的AD转换器的示例性配置的框图；
[0016]图7是用于说明根据第二实施例的AD转换器的操作的时序图；
[0017]图8是示出根据第二实施例的修改示例的AD转换器的示例性配置的框图；
[0018]图9是示出根据第二实施例的修改示例的AD转换器的示例性配置的图；
[0019]图10是示出根据第二实施例的修改示例的AD转换器的操作的时序图；
[0020]图11是示出根据第三实施例的AD转换器的示例性配置的框图；以及
[0021]图12是示出根据第三实施例的故障诊断单元的处理的流程图。
具体实施方式
[0022]下文中，将参考附图详细描述根据实施例的半导体装置。在说明书和附图中，相同或对应的形式元素用相同的附图标记表示，并且省略其重复描述。在附图中，为了便于描述，可以省略或简化校准。此外，至少一些实施例可以相互任意组合。
[0023]第一实施例
[0024](MCU的配置)
[0025]图1是示出根据本实施例的半导体装置的示例性配置的框图。图1示出了作为示例性半导体装置的微控制器单元(MCU)1的配置。
[0026]图1所示的MCU 1通过已知的半导体集成电路制造技术而形成在诸如单晶硅等半导体衬底上，但是没有特别限制。MCU 1包括但不限于CPU 10、ROM(只读存储器)11、RAM(随机存取存储器)12、中断控制器(INTC)13、串行通信接口(SCI)14、通用接口(GPIO)15、时钟振荡器(CPG)16、定时器17、AD转换器(ADC)18等。功能块或功能模块通过内部总线19被互连。
[0027]ROM 11存储在CPU 10上运行的程序。ROM 11例如是闪存。CPU 10通过执行存储在ROM 11中的程序来执行预定算术处理。RAM 12将算术运算的数据临时存储在CPU 10中。中断控制器13基于来自外围电路的中断请求对CPU 10执行中断控制。串行通信接口14用于MCU 1与外围设备之间的串行通信。通用接口15包括用于MCU 1与外部交换数字信号的通用端子。时钟振荡器16例如经由外部端子(未示出)连接到晶体谐振器以生成预定频率的时钟信号。MCU 1与由时钟振荡器16生成的时钟信号同步操作。定时器17生成各种定时器脉冲。AD转换器18将通过模拟输入端子传输的模拟输入信号转换为数字信号。
[0028](AD转换器的配置)
[0029]图2示出了AD转换器18的配置示例。
[0030]AD转换器18包括参考信号生成电路(VREFGEN)20、输入选择器30、采样保持单元40、A/D转换单元(AD核心)50、寄存器60、故障诊断单元70和控制单元80。
[0031]参考信号生成电路20生成用于自诊断的模拟参考信号AVREF。虽然参考信号生成电路20生成模拟高电位侧电源电压AVCC、1/2AVCC和模拟低电位侧电源电压AVSS，但是没有特别限制。因此，参考信号生成电路20输出模拟高电位侧电源电压AVCC、1/2AVCC和模拟低电位侧电源电压AVSS中的任何一个作为模拟参考电压AVREF。
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【技术保护点】
【技术特征摘要】
1.一种AD转换器，包括：多个模拟输入端子；参考信号生成电路，生成模拟参考信号；采样保持单元，包括多个采样保持电路，所述多个采样保持电路中的每个采样保持电路对所述模拟参考信号或对被输入到所述模拟输入端子的模拟输入信号中的一个模拟输入信号进行采样；控制单元，控制所述采样保持单元；以及转换单元，将来自所述采样保持单元的输出信号转换为数字信号，其中所述控制单元控制所述采样保持单元，以并行地执行针对所述模拟输入信号的输出操作、以及针对所述模拟参考信号的采样操作。2.根据权利要求1所述的AD转换器，其中所述控制单元控制所述采样保持单元，以并行地执行针对所述模拟参考信号的所述输出操作、以及在所述模拟参考信号之后针对被输入到所述采样保持电路的所述模拟输入信号的所述采样操作。3.根据权利要求1所述的AD转换器，还包括输入选择器，所述输入选择器被连接到所述模拟输入端子和所述参考信号生成电路，其中所述输入选择器选择所述模拟参考信号或所述模拟输入信号中的一个模拟输入信号，以输出到所述采样保持单元。4.根据权利要求3所述的AD转换器，其中所述输入选择器交替选择所述模拟参考信号和所述模拟输入信号中的一个模拟输入信号。5.根据权利要求1所述的AD转换器，其中所述采样保持单元包括三个或更多个采样保持电路，并且其中所述模拟参考信号在每次采样时被采样到不同采样保持电路中。6.根据权利要求5所述的AD转换器，还包括输入选择器，其中所述输入选择器包括多个选择电路，每个选择电路被提供用于所述模拟输入端子中的对应的一个模拟输入端子，并且其中所述选择电路中的每个选择电路选择所述模拟参考信号或被输入到所述模拟输入端子中的所述对应的一个模拟输入端子的所述模拟输入信号。7.根据权利要求1所述的AD转换器，还包括：转换结果存储寄存器，存储从所述转换单元输出的转换结果，以及故障诊断单元，将存储在所述转换结果存储寄存器中的所述模拟参考信号的转换结果与期望值进行比较。8.根据权利要求7所述的AD转换器，其中所述转换结果存储寄存器存储标识信息，所述标识信息用于利用所述模拟参考信号的所述转换结果，来标识所述采样保持电路中所述模拟参考信号的路径，其中当所述故障诊断单元基于所述模拟参考信号的所述转换结果检测到故障时，所述故障诊断单元向所述控制单元传输与基于其检测到所述故障的所述模拟参考信号相对应的所述标识信息，并且
其中所述控制单元控制所述采样保持单元，使得所述模拟参考信号不被由所述标识信息标识的所述采样保持电路采样和保持。9.一种半导体装置，包括：根据权利要求7所述的AD转换器；中断控制器；以及中央处理单元(CPU)，其中所述中断控制器接收由所述故障诊断单元生成的故障通知信号，并且基于所述故障通知信号生成中断信号，并且其中所述中央处理单元基于所述中断信号...
【专利技术属性】
技术研发人员：臼井正明，
申请(专利权)人：瑞萨电子株式会社，
类型：发明
国别省市：
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