(19)【発行国】日本国特許庁(JP)
(12)【公報種別】公開特許公報(A)
(11)【公開番号】P2022145638
(43)【公開日】2022-10-04
(54)【発明の名称】フローティングデジタルチャネル構成を有するアナログ/デジタルコンバータ
(51)【国際特許分類】
H03M 3/02 20060101AFI20220926BHJP
【FI】
H03M3/02
【審査請求】未請求
【請求項の数】20
【出願形態】OL
【外国語出願】
(21)【出願番号】P 2022041754
(22)【出願日】2022-03-16
(31)【優先権主張番号】63/162,357
(32)【優先日】2021-03-17
(33)【優先権主張国・地域又は機関】US
(31)【優先権主張番号】17/242,728
(32)【優先日】2021-04-28
(33)【優先権主張国・地域又は機関】US
(71)【出願人】
【識別番号】507364997
【氏名又は名称】サイプレス セミコンダクター コーポレーション
【氏名又は名称原語表記】Cypress Semiconductor Corporation
【住所又は居所原語表記】198 Champion Court, San Jose, CA 95134, United States of America
(74)【代理人】
【識別番号】100114890
【弁理士】
【氏名又は名称】アインゼル・フェリックス=ラインハルト
(74)【代理人】
【識別番号】100098501
【弁理士】
【氏名又は名称】森田 拓
(74)【代理人】
【識別番号】100116403
【弁理士】
【氏名又は名称】前川 純一
(74)【代理人】
【識別番号】100134315
【弁理士】
【氏名又は名称】永島 秀郎
(74)【代理人】
【識別番号】100162880
【弁理士】
【氏名又は名称】上島 類
(72)【発明者】
【氏名】エリック エヌ. マン
(72)【発明者】
【氏名】エルハン ハンヂィオール
(72)【発明者】
【氏名】イーシュウォー シアガラジャン
(72)【発明者】
【氏名】ハロルド カッツ
(72)【発明者】
【氏名】アムズビー ディー リチャードソン ジュニア
【テーマコード(参考)】
5J064
【Fターム(参考)】
5J064AA03
5J064BA03
5J064BB01
5J064BC12
5J064BC14
5J064BC25
5J064BD01
(57)【要約】 (修正有)
【課題】フローティングデジタルチャネル構成を有するアナログ/デジタルコンバータシステム、変調器及び方法を提供する。
【解決手段】アナログ/デジタルコンバータシステム100において、アナログ入力コンポーネント102は、測定されたアナログ信号を受信し、測定されたアナログ信号106に対応するアナログ信号108を、アナログ入力コンポーネント102に接続されたアナログチャネル110に出力する。アナログチャネル110は、第1のデジタルチャネル124及び第2のデジタルチャネル126に接続されたスイッチングコンポーネント122に接続されている。アナログチャネル110は、アナログ信号108をスイッチングコンポーネント122により、第1のデジタルチャネル124又は第2のデジタルチャネル126に選択的に入力されるデータストリーム118に変換する変調器116を備える。
【選択図】
図1A
【特許請求の範囲】
【請求項1】
システムであって、前記システムは、
測定されたアナログ信号を受信し、前記測定されたアナログ信号に対応するアナログ信号を、アナログ入力コンポーネントに接続された第1のアナログチャネルに出力するように構成されたアナログ入力コンポーネントと、
第1のデジタルチャネルおよび第2のデジタルチャネルに接続されたスイッチングコンポーネントに接続された第1のアナログチャネルと、
を備え、
前記第1のアナログチャネルは、前記アナログ信号を、前記スイッチングコンポーネントにより前記第1のデジタルチャネルまたは前記第2のデジタルチャネルに選択的に入力されるデータストリームに変換するように構成された変調器を備える、
システム。
【請求項2】
前記第1のアナログチャネルは、前記スイッチングコンポーネントを介して1つ以上の追加のデジタルチャネルに接続されている、
請求項1記載のシステム。
【請求項3】
前記システムは、前記第1のデジタルチャネル、前記第2のデジタルチャネルまたは1つ以上の追加のデジタルチャネルのうちの少なくとも1つに、前記スイッチングコンポーネントを介して接続された第2のアナログチャネルを備える、
請求項1記載のシステム。
【請求項4】
第1のデジタルチャネルは、前記データストリームを、第1の解像度および第1のサンプリングレートを有するデータストリームから、前記第1の解像度および前記第1のサンプリングレートとは異なる第2の解像度および第2のサンプリングレートを有する第1の出力データストリームに変換するように構成された第1のデシメータを備える、
請求項1記載のシステム。
【請求項5】
前記第1のデシメータは、前記データストリームを前記第1の出力データストリームに変換した後、前記第1のデシメータの第1の状態が記憶され、前記データストリームは、前記第1の解像度および前記第1のサンプリングレートを有するデータストリームから前記第1の解像度および前記第1のサンプリングレートとは異なる第3の解像度および第3のサンプリングレートを有する第2の出力データストリームに変換する前記第2のデジタルチャネルの第2のデシメータによる処理のために、前記第1のデジタルチャネルへの入力から前記第2のデジタルチャネルへの入力に切り替えられる、
請求項4記載のシステム。
【請求項6】
前記第2のデシメータが前記データストリームを前記第2の出力データストリームに変換した後、前記第2のデシメータの第2の状態が記憶され、前記データストリームは、前記第1のデシメータによる処理のために、前記第2のデジタルチャネルへの入力から前記第1のデジタルチャネルへの入力に切り替えられる、
請求項5記載のシステム。
【請求項7】
前記第1のデジタルチャネルは、第1のパラメータセットに基づいて前記データストリームを処理する機能を実行するように構成された第1のコンポーネントを備え、前記第2のデジタルチャネルは、第2のパラメータセットに基づいて前記データストリームを処理する第2の機能を実行するように構成された第2のコンポーネントを備え、前記第2のパラメータセットは、前記第1のパラメータセットのパラメータとは異なる少なくとも1つのパラメータを含む、
請求項1記載のシステム。
【請求項8】
前記第1のコンポーネントは、デシメーション制御パラメータを前記第1のパラメータセットとして利用するように構成されたデシメータ、オフセットおよび利得係数パラメータを前記第1のパラメータセットとして利用するように構成された補償コンポーネント、フィルタ制御パラメータを前記第1のパラメータセットとして利用するように構成されたフィルタコンポーネントまたは比較係数パラメータを前記第1のパラメータセットとして利用するように構成された閾値比較コンポーネント、のうちの少なくとも1つを備える、
請求項7記載のシステム。
【請求項9】
方法であって、
アナログチャネルに接続されたスイッチングコンポーネントに接続された第1のデジタルチャネルの第1のデシメータを初期化するステップであって、前記アナログチャネルの変調器から前記スイッチングコンポーネントを介して前記第1のデジタルチャネルに入力されたデータストリームを処理するステップと、
前記アナログチャネルに接続された前記スイッチングコンポーネントに接続された第2のデジタルチャネルの第2のデシメータを初期化するステップであって、前記アナログチャネルの前記変調器から前記スイッチングコンポーネントを介して前記第2のデジタルチャネルに入力された前記データストリームを処理するステップと、
前記スイッチングコンポーネントのスイッチング状態によって前記データストリームが前記第1のデジタルチャネルへ入力された後、前記データストリームが前記第1のデジタルチャネルへの入力から前記第2のデジタルチャネルへの入力に切り替えられるように、前記スイッチングコンポーネントのスイッチング状態を変更するステップと、
を含む方法。
【請求項10】
前記方法は、
前記データストリームを前記第1のデジタルチャネルへの入力から前記第2のデジタルチャネルへの入力に切り替えるべきとの判定に応答して、
前記第1のデシメータの第1の状態を記憶するステップと、
前記データストリームが前記第1のデジタルチャネルへの入力から前記第2のデジタルチャネルへの入力に切り替えられるように、前記スイッチングコンポーネントの前記スイッチング状態を変更するステップと、
を含む、
請求項9記載の方法。
【請求項11】
前記方法は、
前記データストリームを前記第2のデジタルチャネルへの入力から2回目の前記第1のデジタルチャネルへの入力に切り替えるべきとの判定に応答して、
前記第2のデシメータの第2の状態を記憶するステップと、
前記データストリームが前記第2のデジタルチャネルへの入力から前記第1のデジタルチャネルへの入力に切り替えられるように、前記スイッチングコンポーネントの前記スイッチング状態を変更するステップと、
を含む、
請求項10記載の方法。
【請求項12】
前記方法は、
前記データストリームを2回目の前記第1のデジタルチャネルへの入力から2回目の前記第2のデジタルチャネルへの入力に切り替えるべきとの判定に応答して、
前記第1のデシメータの第3の状態を記憶するステップと、
前記データストリームが前記第1のデジタルチャネルへの入力から前記第2のデジタルチャネルへの入力に切り替えられるように、前記スイッチングコンポーネントの前記スイッチング状態を変更するステップと、
を含む、
請求項11記載の方法。
【請求項13】
前記第2のデシメータを初期化するステップは、
前記第2のデシメータの保存された状態を前記第2のデシメータに復元するステップを含む、
請求項9記載の方法。
【請求項14】
前記方法は、前記データストリームを前記第1のデジタルチャネルへの入力から前記第2のデジタルチャネルへの入力に切り替えるべきとの判定に応答して、前記データストリームが前記第1のデジタルチャネルへの入力から前記第2のデジタルチャネルへの入力に切り替えられるように前記スイッチングコンポーネントのスイッチング状態を変更する前に、1つ以上のブランキングインターバルを実装するステップを含む、
請求項9記載の方法。
【請求項15】
前記方法は、前記第1のデジタルチャネルを、前記アナログチャネルの前記データストリームの処理から、異なるアナログチャネルの異なるデータストリームの処理に切り替えるステップを含む、
請求項9記載の方法。
【請求項16】
方法であって、
第1のパラメータセットをデジタルチャネルのコンポーネントに適用して、前記コンポーネントを初期化するステップであって、アナログチャネルの変調器により、前記デジタルチャネルに入力されたデータストリームに対して第1のタイプの処理を実行するステップと、
前記コンポーネントが前記データストリームに対して第2のタイプの処理を実行すべきとの判定に応答して、前記第1のパラメータセットのパラメータとは異なる少なくとも1つのパラメータを含む第2のパラメータセットを前記コンポーネントに適用して、前記コンポーネントを初期化するステップであって、前記データストリームに対して前記第2のタイプの処理を実行するステップと、
を含む方法。
【請求項17】
前記コンポーネントは、デシメータを備え、前記第1のパラメータセットは、第1のデシメータ制御パラメータセットを含み、前記第2のパラメータセットは、前記第1のデシメータ制御パラメータセットのデシメータ制御パラメータとは異なる少なくとも1つのデシメータ制御パラメータを含む第2のデシメータ制御パラメータセットを含む、
請求項16記載の方法。
【請求項18】
前記第1のパラメータセットは、前記コンポーネントにより、第1のタイプのデータが処理されるように調整され、前記第2のパラメータセットは、前記コンポーネントにより、第2のタイプのデータが処理されるように調整される、
請求項16記載の方法。
【請求項19】
前記方法は、
前記コンポーネントが前記データストリームに対して前記第2のタイプの処理を実行すべきとの判定に応答して、
前記コンポーネントの第1の状態を第1の記憶された状態として記憶するステップと、
前記コンポーネントの前記第1の状態をクリアするステップと、
を含む、
請求項16記載の方法。
【請求項20】
前記方法は、
前記コンポーネントが前記データストリームに対して前記第2のタイプの処理を実行すべきとの判定の後に、前記コンポーネントが前記データストリームに対して前記第1のタイプの処理を実行すべきとの判定に応答して、前記第1の記憶された状態を前記コンポーネントに復元して、前記コンポーネントを初期化し、前記データストリームに対して前記第1のタイプの処理を実行するステップを含む、
請求項19記載の方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【0001】
本開示は、一般的には、アナログ/デジタルコンバータに関し、とりわけ、フローティングデジタルチャネル構成を有するアナログ/デジタルコンバータに関する。
【背景技術】
【0002】
アナログ/デジタルコンバータは、アナログ入力信号をデジタル信号に変換することができる。アナログ/デジタルコンバータは、例えば電子デバイスでの多くの用途、使用などを有する。例えば、アナログ/デジタルコンバータは、マイクロフォンにより拾われた音および/またはデジタルカメラに入る光のアナログ測定値を1つ以上のデジタル信号に変換することができる。別の例として、アナログ/デジタルコンバータは、電圧および/または電流のアナログ測定値を、1つ以上のデジタル信号、例えば電圧および/または電流の大きさを表すものに変換することができる。
【発明の概要】
【課題を解決するための手段】
【0003】
この概要は、以下の「発明を実施するための形態」にさらに記載される概念の選択を、簡略化された形態で紹介するために提供される。この概要は、特許請求された主題の重要な要因または本質的な特徴を識別することを意図するものではなく、特許請求された主題の範囲の限定に使用されることを意図するものでもない。
【0004】
本明細書で提示された技術の実施形態では、システムが提供される。このシステムは、測定されたアナログ信号を受信し、測定されたアナログ信号に対応するアナログ信号を、アナログ入力コンポーネントに接続された第1のアナログチャネルに出力するように構成されたアナログ入力コンポーネントを含む。第1のアナログチャネルは、第1のデジタルチャネルおよび第2のデジタルチャネルに接続されたスイッチングコンポーネントに接続されている。第1のアナログチャネルは、アナログ信号を、スイッチングコンポーネントにより第1のデジタルチャネルまたは第2のデジタルチャネルに選択的に入力されるデータストリームに変換するように構成された変調器を備える。
【0005】
本明細書で提示された技術の実施形態では、方法が提供される。この方法は、アナログチャネルに接続されたスイッチングコンポーネントに接続された第1のデジタルチャネルの第1のデシメータを初期化して、アナログチャネルの変調器からスイッチングコンポーネントを介して、第1のデジタルチャネルに入力されたデータストリームを処理することを含む。アナログチャネルに接続されたスイッチングコンポーネントに接続された第2のデジタルチャネルの第2のデシメータが初期化されて、アナログチャネルの変調器からスイッチングコンポーネントを介して第2のデジタルチャネルに入力されたデータストリームが処理される。スイッチングコンポーネントのスイッチング状態によってデータストリームが第1のデジタルチャネルに入力された後、データストリームが第1のデジタルチャネルへの入力から第2のデジタルチャネルへの入力に切り替えられるように、スイッチングコンポーネントのスイッチング状態が変更される。
【0006】
本明細書で提示された技術の実施形態では、装置が提供される。この装置は、アナログチャネルに接続されたスイッチングコンポーネントに接続された第1のデジタルチャネルの第1のデシメータを初期化して、アナログチャネルの変調器からスイッチングコンポーネントを介して、第1のデジタルチャネルに入力されたデータストリームを処理する手段を含む。この装置は、アナログチャネルに接続されたスイッチングコンポーネントに接続された第2のデジタルチャネルの第2のデシメータを初期化して、アナログチャネルの変調器からスイッチングコンポーネントを介して、第2のデジタルチャネルに入力されたデータストリームを処理する手段を備える。この装置は、スイッチングコンポーネントのスイッチング状態によってデータストリームが第1のデジタルチャネルに入力された後、データストリームが第1のデジタルチャネルへの入力から第2のデジタルチャネルへの入力に切り替えられるように、スイッチングコンポーネントのスイッチング状態を変更する手段を備える。
【0007】
本明細書で提示された技術の実施形態では、方法が提供される。この方法は、第1のパラメータセットをデジタルチャネルのコンポーネントに適用して、このコンポーネントを初期化し、アナログチャネルの変調器により、デジタルチャネルに入力されたデータストリームに対して第1のタイプの処理を実行することを含む。このコンポーネントがデータストリームに対して第2のタイプの処理を実行すべきとの判定に応答して、第1のパラメータセットのパラメータとは異なる少なくとも1つのパラメータを含む第2のパラメータセットが、このコンポーネントに適用されて、このコンポーネントが初期化され、データストリームに対して第2のタイプの処理が実行される。
【0008】
本明細書で提示された技術の実施形態では、装置が提供される。この装置は、第1のパラメータセットをデジタルチャネルのコンポーネントに適用して、このコンポーネントを初期化し、アナログチャネルの変調器により、デジタルチャネルに入力されたデータストリームに対して第1のタイプの処理を実行する手段を含む。この装置は、このコンポーネントがデータストリームに対して第2のタイプの処理を実行すべきとの判定に応答して、第1のパラメータセットのパラメータとは異なる少なくとも1つのパラメータを含む第2のパラメータセットを、このコンポーネントに適用して、このコンポーネントを初期化し、データストリームに対して第2のタイプの処理を実行する手段を備える。
【0009】
前述の目的および関連する目的を達成するために、以下の説明および添付の図面により、特定の例示的な態様および実現形態が説明される。これらは、1つ以上の態様を利用することができる種々の方法のうちのいくつかを示すに過ぎない。本開示の他の態様、利点および新規な特徴は、添付の図面と併せて考慮して、以下の発明を実施するための形態から明らかになるであろう。
【図面の簡単な説明】
【0010】
【
図1A】いくつかの実施形態に係るデータストリームが第1のデジタルチャネルにルーティングされる、フローティングデジタルチャネル構成を有する例示的なアナログ/デジタルコンバータシステムを示すコンポーネントブロック図である。
【
図1B】いくつかの実施形態に係るデータストリームが第2のデジタルチャネルにルーティングされる、フローティングデジタルチャネル構成を有する例示的なアナログ/デジタルコンバータシステムを示すコンポーネントブロック図である。
【
図1C】いくつかの実施形態に係るデータストリームが第1のデジタルチャネルにルーティングされる、フローティングデジタルチャネル構成を有する例示的なアナログ/デジタルコンバータシステムを示すコンポーネントブロック図である。
【
図1D】いくつかの実施形態に係るデータストリームが第2のデジタルチャネルにルーティングされる、フローティングデジタルチャネル構成を有する例示的なアナログ/デジタルコンバータシステムを示すコンポーネントブロック図である。
【
図2】いくつかの実施形態に係るフローティングデジタルチャネル構成を有するアナログ/デジタルコンバータシステムを制御する例示的な方法の図である。
【
図3】いくつかの実施形態に係る(N)個のデジタルチャネルを有するフローティングデジタルチャネル構成を有する例示的なアナログ/デジタルコンバータシステムを示すコンポーネントブロック図である。
【
図4】いくつかの実施形態に係る(M)個のアナログチャネルおよび(N)個のデジタルチャネルを有するフローティングデジタルチャネル構成を有する例示的なアナログ/デジタルコンバータシステムを示すコンポーネントブロック図である。
【
図5A】いくつかの実施形態に係る第1の仮想デジタルチャネルおよび第2の仮想デジタルチャネルを有するフローティングデジタルチャネル構成を有する例示的なアナログ/デジタルコンバータシステムを示すコンポーネントブロック図である。
【
図5B】いくつかの実施形態に係る第1の仮想デジタルチャネルおよび第2の仮想デジタルチャネルを有するフローティングデジタルチャネル構成を有する例示的なアナログ/デジタルコンバータシステムを示すコンポーネントブロック図である。
【
図6】いくつかの実施形態に係るフローティングデジタルチャネル構成を有するアナログ/デジタルコンバータシステムを制御する例示的な方法の図である。
【
図7】いくつかの実施形態に係る例示的なデジタルチャネルを示すコンポーネントブロック図である。
【
図8】いくつかの実施形態に係る例示的なタイミング図である。
【
図9】いくつかの実施形態に係る例示的なタイミング図である。
【
図10】いくつかの実施形態に係る例示的なタイミング図である。
【
図11】いくつかの実施形態に係る例示的なタイミング図である。
【
図12】いくつかの実施形態に係る例示的な使用事例シナリオの図である。
【発明を実施するための形態】
【0011】
ここから、特許請求された主題を、図面を参照して説明する。図面において、同様の参照符号は、全体を通して同様の要素を指すために使用される。以下の記載では、説明の目的で、特許請求された主題の完全な理解を提供するために、多数の具体的な詳細が説明される。ただし、特許請求された主題を、これらの具体的な詳細なしに実施することができることが明らかであろう。他の例では、特許請求された主題の説明を容易にするために、周知の構造およびデバイス構造を、ブロック図形式で示す。
【0012】
デルタ-シグマ型アナログ/デジタルコンバータシステムは、デルタ-シグマ変調器で終端するアナログチャネルを含む。デルタ-シグマ変調器は、比較的低解像度で高サンプリングレートのデータストリームを出力するように構成されていることができる。デルタ-シグマ変調器の後に、デジタルチャネルが続く。デジタルチャネルは、デシメータを含むことができる。デシメータは、デルタ-シグマ変調器からの比較的低解像度で高サンプリングレートのデータストリームを、デルタ-シグマ型アナログ/デジタルコンバータシステムのための比較的高解像度でより低いサンプリングレート出力に変換するように構成されていることができる。
【0013】
デルタ-シグマ型アナログ/デジタルコンバータシステムが、2つ以上のアナログ入力を測定している時、デルタ-シグマ型アナログ/デジタルコンバータシステムはリセットされなければならずかつ/またはデジタルフィルタがデルタ-シグマ変調器測定を安定させることを待機しなければならない。デジタル較正を使用する場合には、測定を開始する前に、較正係数を更新する必要がある。これにより、2つ以上のアナログ入力がデルタ-シグマ型アナログ/デジタルコンバータシステムの単一のデジタルチャネルにより処理される場合、デルタ-シグマ型アナログ/デジタルコンバータシステムの動作にかなりの遅延を導入される場合がある。このような遅延および/または他の問題は、本明細書で提供されたように、対処、軽減などがなされる。
【0014】
いくつかの実施形態によれば、アナログ/デジタルコンバータシステム、例えば、デルタ-シグマ型アナログ/デジタルコンバータシステムのためのフローティングデジタルチャネル構成が提供される。このフローティングデジタルチャネル構成では、アナログ/デジタルコンバータシステムのアナログチャネルを、複数のデジタルチャネルまたは複数の仮想デジタルチャネルに跨がって共有することができる。いくつかの実施形態では、アナログチャネルは、スイッチングコンポーネントを介してアナログチャネルに接続される複数の物理デジタルチャネルにより共有される。
【0015】
いくつかの実施形態では、アナログチャネルは、複数の仮想デジタルチャネル間で共有される。複数の仮想デジタルチャネルは、同じまたは類似するデジタルチャネルコンポーネント、例えば、デシメータ、補償コンポーネント、フィルタコンポーネント、閾値比較コンポーネントなどを共有することができる。複数の仮想デジタルチャネルは、1つ以上のデジタルチャネルコンポーネントの動作を変更するために、デジタルチャネルコンポーネントに異なるパラメータセットを適用することにより実装される。各パラメータセットは、特定の仮想デジタルチャネルの動作に対応することができる。いくつかの実施形態では、第1の仮想デジタルチャネルの第1のパラメータセットの1つ以上のパラメータ(パラメータ値)は、第2の仮想デジタルチャネルの第2のパラメータセットの1つ以上のパラメータ(パラメータ値)とは異なりうる。いくつかの実施形態では、少なくとも1つのパラメータ(パラメータ値)は、パラメータの2つのセット間で異なることができ、一方、他のパラメータは、2つのパラメータセット間で同じかまたは類似することができる。アナログ/デジタルコンバータシステムのフローティングデジタルチャネル構成により、任意の数のアナログチャネル間で任意の数のデジタルチャネル(例えば、物理デジタルチャネル、仮想デジタルチャネルなど)の共有を提供することができると理解することができる。
【0016】
従来のアナログ/デジタルコンバータシステムは、単一のデジタルチャネルに接続されたアナログチャネルを備える。一例では、アナログ/デジタルコンバータシステムは、車両のバッテリの温度、電圧、電流、診断情報および/または車両のバッテリに関連する他のデータを測定することができる自動車インテリジェントバッテリセンサの一部であることができる。これらのアナログ/デジタルコンバータシステムのうちの1つが、2つ以上のアナログ入力を測定するように構成されている場合には、アナログ/デジタルコンバータシステムはリセットされなければならずかつ/またはデジタルフィルタがアナログチャネルのデルタ-シグマ変調器に関連するデルタ-シグマ変調器測定を安定させることを待機しなければならない。デジタル較正を使用する場合には、測定を開始できる前に、較正係数を更新する必要がある。これにより、2つ以上のアナログ入力が、アナログ/デジタルコンバータシステムの単一のデジタルチャネルにより処理される場合、アナログ/デジタルコンバータシステムの動作に著しい遅延が導入される。代替的には、各アナログ入力(例えば、温度のための第1のアナログチャネルおよび第1のデジタルチャネル、電圧のための第2のアナログチャネルおよび第2のデジタルチャネルなど)のために、別個のアナログチャネルとデジタルチャネルとのペアを実装することができる。これは、大量の電力および面積を消費するであろう。各アナログチャネルが、かなりの量の電力(例えば、アナログチャネル当たりに1mA~2mA)および物理的面積を消費するためである。
【0017】
したがって、本明細書で提供されたように、フローティングデジタルチャネル構成により、アナログ/デジタルコンバータシステムのアナログチャネルが、複数のデジタルチャネルを共有することが可能となる。あるアナログ入力の処理から別のアナログ入力の処理に切り替える時間の量は、アナログチャネルが複数のデジタルチャネルを共有することができる場合、大幅に短縮される。異なるデジタルチャネルを、各種のアナログ入力を処理するように調整することができるためである。これにより、異なるアナログ入力の測定間で切り替える場合、アナログ/デジタルコンバータシステムの動作遅延が軽減される。そうでなければ、単一のデジタルチャネルのみが存在する場合には、デジタルチャネルをリセットし、デジタルフィルタがデルタ-シグマ変調器の測定を安定させることを待機しかつ/または較正係数が更新されることを待機するのに要する時間のために、追加の動作遅延が導入されるであろう。さらに、各アナログ入力に対して個別のアナログチャネルとデジタルチャネルとのペアを有する代わりに、少ない数のアナログチャネル、例えば、単一のアナログチャネルを、各アナログ入力に対して複数のデジタルチャネルとペアにすることができる。アナログチャネルの数を減らすと、アナログ/デジタルコンバータシステムにより消費される電力および面積が小さくできるであろう。これは、アナログチャネルがデジタルチャネルと比較して、かなりの量の電力および面積を消費するためである。このため、フローティングデジタルチャネル構成により、単一のアナログチャネルが、より多くのアナログチャネルが実装された場合より、少ない電力および面積を消費する複数のデジタルチャネルと共有されることが可能となる。このようにして、フローティングデジタルチャネル構成により、種々の使用事例、例えば、自動車インテリジェントバッテリセンサのアーキテクチャまたはアナログ信号がデジタル信号に変換される任意の他の使用事例に利用することができるアナログ/デジタルコンバータシステムに関連する電力消費、面積、動作遅延およびコストが低減される。
【0018】
図1A~
図1Dに、フローティングデジタルチャネル構成を有するアナログ/デジタルコンバータシステム100が示されている。アナログ/デジタルコンバータシステム100は、アナログ入力コンポーネント102を備える。アナログ入力コンポーネント102は、1つ以上のソースチャネルからの測定されたアナログ信号106を受信するように構成されていることができる。いくつかの実施形態では、測定されたアナログ信号106は、第1のソースチャネルを介してアナログ入力コンポーネント102により受信された電圧測定値、第2のソースチャネルを介してアナログ入力コンポーネント102により受信された温度測定値および/または任意の数のソースチャネルを介して受信された任意の他のタイプのアナログ信号に対応することができる。アナログ入力コンポーネント102は、測定されたアナログ信号106に対応するアナログ信号108を、アナログ/デジタルコンバータシステム100の1つ以上のアナログチャネル110に、入力マルチプレクサ104を使用して出力し、特定のソースチャネルの測定されたアナログ信号を出力アナログ信号108として選択的に出力するように構成されている。いくつかの実施形態では、アナログ/デジタルコンバータシステム100は、
図1A~
図1Dに示されているように、アナログチャネル112を備える。
【0019】
アナログチャネル112は、アナログ処理コンポーネント114と、変調器116、例えばアナログ信号108をデータストリーム118に変換するデルタ-シグマ変調器と、を備えることができる。いくつかの実施形態では、アナログ処理コンポーネント114は、アナログ信号108を増幅することができるプログラム可能利得増幅器を備える。いくつかの実施形態では、アナログ処理コンポーネント114は、アンチエイリアシングフィルタを備える。いくつかの実施形態では、アナログ処理コンポーネント114は、マルチプレクサを備える。いくつかの実施形態では、アナログ処理コンポーネント114は、バッファを備える。このように、アナログ処理コンポーネント114は、アナログ信号108を処理してデータストリーム118を生成するための種々のコンポーネントを備えることができる。アナログ処理コンポーネント114がアナログ信号108を処理した後、変調器116、例えばデルタ-シグマ変調器は、アナログ信号108をデータストリーム118に変換することができる。データストリーム118は、第1の解像度(例えば、比較的低い解像度)および第1のサンプリングレート(例えば、比較的高いサンプリングレート)を有することができる。
【0020】
データストリーム118は、変調器116から、アナログ/デジタルコンバータシステム100の1つ以上のデジタルチャネル120に関連付けられたスイッチングコンポーネント122に出力される。いくつかの実施形態では、スイッチングコンポーネント122は、第1のデジタルチャネル124および第2のデジタルチャネル126に接続されていることができる。第1のデジタルチャネル124は、第1のパラメータセットに基づいて、データストリーム118を処理する機能を実行するように構成された1つ以上のコンポーネントを備えることができる。第2のデジタルチャネル126は、第2のパラメータセットに基づいて、データストリーム118を処理する機能を実行するように構成された1つ以上のコンポーネントを備えることができる。いくつかの実施形態では、第1のパラメータセットは、第2のパラメータセットのパラメータ(パラメータ値)とは異なる少なくとも1つのパラメータ(パラメータ値)を含む。このように、第1のデジタルチャネル124は、第2のデジタルチャネル126とは異なるようにデータストリーム118を処理することができる。例えば、いくつかの実施形態によれば、第1のデジタルチャネル124は、第1のパラメータセットに基づく第1のタイプのデータ(例えば、データストリーム118内の電圧測定値)を処理するように構成されており、第2のデジタルチャネル126は、第2のタイプのデータ(例えば、データストリーム118内の温度測定値)を処理するように構成されている。
【0021】
図7のデジタルチャネル700として、第1のデジタルチャネル124または第2のデジタルチャネル126の例を示す。デジタルチャネル700は、1つ以上のコンポーネント、例えば、デシメータ702、補償コンポーネント704、フィルタコンポーネント706、閾値比較コンポーネント708および/または他のコンポーネントを備えることができる。デシメータ702は、データストリーム118を処理するため、例えば、データストリームを第1の解像度および第1のサンプリングレートから、異なる解像度および/または異なるサンプリングレートに変換するために、デシメーション制御パラメータ712を利用することができる。例えば、データストリームは、比較的低い解像度および高いサンプリングレートから、比較的高い解像度および低いサンプリングレートに変換することができる。補償コンポーネント704は、オフセットおよび利得係数パラメータ714を利用して、データストリーム118、例えばデシメータ702からの出力を処理することができる。フィルタコンポーネント706は、フィルタ制御パラメータ716を利用して、データストリーム118を処理する、例えば、デシメータ702または補償コンポーネント704からの出力を処理することができる。閾値比較コンポーネント708は、比較係数パラメータ718を利用して、データストリーム118を処理する、例えば、デシメータ702、補償コンポーネント704またはフィルタコンポーネント706からの出力を処理することができる。このようにして、デジタルチャネル700、例えば第1のデジタルチャネル124または第2のデジタルチャネル126は、データストリーム118を処理してデジタル信号を出力することができる。
【0022】
図1Aに戻って、スイッチングコンポーネント122、例えばマルチプレクサまたは他のスイッチングコンポーネントを、データストリーム118が第1のデジタルチャネル124または第2のデジタルチャネル126に選択的に入力されるように制御することができる。
図1Aに示されているように、スイッチングコンポーネント122は、データストリーム118を第1のデジタルチャネル124に入力する。第1のデジタルチャネル124のデシメータは、第1のデシメータ制御パラメータセットを利用して、第1の解像度および第1のサンプリングレートを有するデータストリーム118を、第1の解像度および第1のサンプリングレートとは異なる第2の解像度および第2のサンプリングレートを有する第1の出力データストリームに変換することができる。いくつかの実施形態では、第1のデジタルチャネル124の1つ以上の他のコンポーネントは、第1の出力データストリームを処理して、第1のデジタルチャネル124のためのデジタル出力を生成することができる。
【0023】
図1Bに、データストリーム118を第1のデジタルチャネル124への入力から第2のデジタルチャネル126への入力に切り替えるスイッチングコンポーネント122が示されている。データストリーム118が切り替えられる前に、第1のデジタルチャネル124の第1の状態128、例えば、第1のデシメータのデシメータ状態、フィルタコンポーネントのフィルタ状態などが保存される。第1の状態128が保存されると、ついで、データストリーム118が第1のデジタルチャネル124への入力から第2のデジタルチャネル126への入力に切り替えられるように、スイッチングコンポーネント122のスイッチング状態を変更することができる。
【0024】
いくつかの実施形態では、第1のデジタルチャネル124から第2のデジタルチャネル126への切り替えは、ソースチャネル間の切り替えにも関係する。例えば、第1のデジタルチャネル124を、第1のソースチャネルから測定された第1のタイプのデータを処理するために使用し、このため、アナログ信号108およびデータストリーム118を第1のタイプのデータに対応させることができる。例えば、第1のデジタルチャネル124を電圧測定値の処理に使用した。第2のデジタルチャネル126への切り替えの一部として、入力マルチプレクサ104を、第1のソースチャネルから第2のタイプの測定データに関連付けられた第2のソースチャネルへの切り替えが行われるように制御することができ、このため、アナログ信号108およびデータストリーム118は今度は第2のタイプのデータに対応することになる。例えば、第2のデジタルチャネル126は、今度は温度測定値の処理に使用される。ソースチャネル、ひいては測定されるデータのタイプが変更されているため、入力としての第1のソースチャネルから第2のソースチャネルへの切り替えにより他の場合には被るはずの1つ以上のデジタルチャネル120によるノイズを隠すもしくは低減するために、入力をブランキングすることができる。これにより、第1のデジタルチャネル124により処理されていた第1のソースチャネルからの第1のタイプの測定されたアナログ信号に対応するデータストリーム118からのデータが第2のデジタルチャネル126に入力されることが防止される。その代わり、第2のデジタルチャネル126は、第2のソースチャネルからの第2のタイプの測定されたアナログ信号を処理する。いくつかの実施形態では、これを、データストリーム118を第2のデジタルチャネル126に関連付ける前に、1つ以上のブランキングインターバルを実装することにより達成することができる。例えば、1つ以上のブランキングインターバルは、データストリーム118のデータがデジタルチャネル120に入力されない1つ以上のインターバルに対応する。データストリーム118が、第2のデジタルチャネル126により処理されるべきでない第1のタイプのデータの一部を依然として含む場合があるためである。
【0025】
スイッチングコンポーネント122が、第2のソースチャネルの第2のタイプのデータ(例えば、温度データ)を含むデータストリーム118を、第2のデジタルチャネル126への入力に切り替えると、第2のデジタルチャネル126の第2のデシメータがデータストリーム118を変換することができる。第2のデジタルチャネル126は、データストリーム118を、第1の解像度および第1のサンプリングレートを有するものから、第3の解像度および第3のサンプリングレートを有する第2の出力ストリームに変換することができる。いくつかの実施形態では、第3の解像度および/または第3のサンプリングレートは、データストリーム118の第1の解像度および/または第1のサンプリングレートとは異なりうる。いくつかの実施形態では、第3の解像度および/または第3のサンプリングレートは、第1のデジタルチャネル124の第1のデシメータにより出力された第1の出力ストリームの第2の解像度および/または第2のサンプリングレートとは異なりうる。第2のデジタルチャネル126の第2のデシメータおよび/またはコンポーネントは、第1のデジタルチャネル124の第1のデシメータおよび/またはコンポーネントにより使用されたパラメータ(パラメータ値)とは異なりうる1つ以上のパラメータ(パラメータ値)を利用することができる。
【0026】
図1Cに、データストリーム118を第2のデジタルチャネル126への入力から第1のデジタルチャネル124への入力に切り替えるスイッチングコンポーネント122が示されている。データストリーム118が切り替えられる前に、第2のデジタルチャネル126の第2の状態130、例えば、第2のデジタルチャネル126の第2のデシメータのデシメータ状態、第2のフィルタコンポーネントのフィルタ状態などが保存される。スイッチングコンポーネント122が第1のデジタルチャネル124から第2のデジタルチャネル126への切り替えを行う前に、以前に保存された第1のデジタルチャネル124の第1の状態128を第1のデジタルチャネル124に復元することができる。第1の状態128が第1のデジタルチャネル124に復元され、第2の状態130が保存されると、スイッチングコンポーネント122のスイッチング状態を、データストリーム118が第2のデジタルチャネル126への入力から第1のデジタルチャネル124への入力に切り替えられるように変更することができる。
【0027】
図1Dに、データストリーム118を第1のデジタルチャネル124への入力から第2のデジタルチャネル126への入力に切り替えるスイッチングコンポーネント122が示されている。データストリーム118が切り替えられる前に、第1のデジタルチャネル124の第3の状態132、例えば、第1のデシメータのデシメータ状態、フィルタコンポーネントのフィルタ状態などが保存される。スイッチングコンポーネント122が第2のデジタルチャネル126から第1のデジタルチャネル124への切り替えを行う前に、以前に保存された第2のデジタルチャネル126の第2の状態130を、第2のデジタルチャネル126に復元することができる。第2の状態130が第2のデジタルチャネル126に復元され、第3の状態132が保存されると、データストリーム118が第1のデジタルチャネル124への入力から第2のデジタルチャネル126への入力に切り替えられるように、スイッチングコンポーネント122のスイッチング状態を変更することができる。
【0028】
図2に、アナログ/デジタルコンバータシステム、例えば
図1A~
図1Dのアナログ/デジタルコンバータシステム100のフローティングデジタルチャネル構成を制御するための方法200の例が示されている。第1のデジタルチャネル124および第2のデジタルチャネル126を、アナログチャネル112に接続されたスイッチングコンポーネント122に接続することができる。
【0029】
方法200の動作202の間、第1のデジタルチャネル124の第1のデシメータが初期化されて、データストリーム118が処理される。データストリーム118は、アナログチャネル110の変調器116からスイッチングコンポーネント122を介して、スイッチングコンポーネント122のスイッチングデータに基づいて、第1のデジタルチャネル124に入力される。このようにして、第1のデジタルチャネル124は、スイッチングコンポーネント122により、第1のデシメータに入力されたデータストリーム118を処理することができる。
【0030】
スイッチングコンポーネント122がデータストリーム118の第1のデジタルチャネル124への入力からデータストリーム118の第2のデジタルチャネルへの入力に切り替えを行う場合、スイッチングトリガが発生することがある。例えば、スイッチングトリガは、アナログ入力コンポーネント102により測定されているソースチャネルが第1のデジタルチャネル124により処理されている第1のタイプの測定されたアナログ信号(例えば、電圧)に関連付けられた第1のソースチャネルから、第2のソースチャネルに変更されている箇所に、対応させることができる。第2のソースチャネルを、第2のデジタルチャネル126により処理される第2のタイプの測定されたアナログ信号(例えば、温度)と関連付けることができる。したがって、方法200の動作204の間、第2のデジタルチャネル126の第2のデシメータを初期化して、アナログチャネル110の変調器116からスイッチングコンポーネント122を介して、第2のデジタルチャネル126に入力されるデータストリーム118を処理することができる。第2のデシメータの初期化の一部として、第2のデシメータの保存された状態が存在する場合には、この保存された状態が第2のデシメータに復元される。ソースチャネルが切り替えられているため、1つ以上のブランキングインターバルを実行することができ、その結果、第1のデジタルチャネル124により処理されていた第1のソースチャネルの第1のタイプの測定されたアナログ信号(例えば、電圧)は、第2のデジタルチャネル126には入力されない。そうでない場合、第1のタイプの測定されたアナログ信号はノイズとなる。なぜなら、第2のデジタルチャネル126が第2のソースチャネルの第2のタイプの測定されたアナログ信号(例えば、温度)を処理するからである。第1のデシメータの状態を、保存された状態として保存することができる。
【0031】
方法200の動作206の間、データストリーム118が第1のデジタルチャネルへの入力から第2のデジタルチャネル126への入力に切り替えられるように、スイッチングコンポーネント122のスイッチング状態が変更される。
図1A~
図1Dに関連して前述したように、スイッチングコンポーネント122のスイッチング状態を第1のデジタルチャネル124と第2のデジタルチャネルとの間で切り替えるために、異なる状態へと切り替えられるデジタルチャネルの状態を保存する/記憶することにより、かつ/またはスイッチングコンポーネント122により切り替えられるデジタルチャネルに保存された状態を復元することにより、1回以上さらに変更することができる。
【0032】
図3に、フローティングデジタルチャネル構成を有するアナログ/デジタルコンバータシステム300が示されている。アナログ/デジタルコンバータシステム300は、アナログ入力コンポーネント302を備える。アナログ入力コンポーネント302は、1つ以上のソースチャネルからの測定されたアナログ信号306を受信するように構成されていることができる。アナログ入力コンポーネント302は、測定されたアナログ信号306に対応するアナログ信号308を、アナログ/デジタルコンバータシステム300の1つ以上のアナログチャネル310に、入力マルチプレクサ304を使用して出力し、特定のソースチャネルの測定されたアナログ信号を出力アナログ信号308として選択的に出力するように構成されている。いくつかの実施形態では、アナログ/デジタルコンバータシステム300は、アナログ処理コンポーネント314を備えるアナログチャネル312と、アナログ信号308をデータストリーム318に変換する変調器316、例えばデルタ-シグマ変調器と、を備える。
【0033】
データストリーム318は、変調器316から、アナログ/デジタルコンバータシステム300の1つ以上のデジタルチャネル320に関連付けられたスイッチングコンポーネント322に出力される。いくつかの実施形態では、1つ以上のデジタルチャネル320は、整数個(N)のデジタルチャネル、例えば第1のデジタルチャネル324および/または任意の他の数のデジタルチャネル、例えばデジタルチャネル(N)326を備える。このようにして、スイッチングコンポーネント322のスイッチング状態を変更することによって、スイッチングコンポーネント322により、アナログチャネル312からのデータストリーム318をアナログ/デジタルコンバータシステム300の1つ以上のデジタルチャネル320のいずれかに入力することができる。
【0034】
図4に、フローティングデジタルチャネル構成を有するアナログ/デジタルコンバータシステム400が示されている。アナログ/デジタルコンバータシステム400は、1つ以上のアナログ入力コンポーネント402を備える。1つ以上のアナログ入力コンポーネント402は、1つ以上のソースチャネルからの測定されたアナログ信号を受信するように構成されていることができる。1つ以上のアナログ入力コンポーネント402は、アナログ信号を、アナログ/デジタルコンバータシステム400の1つ以上のアナログチャネル410に、入力マルチプレクサを使用して出力し、特定のソースチャネルの測定されたアナログ信号を出力アナログ信号として選択的に出力するように構成されていることができる。いくつかの実施形態では、アナログ/デジタルコンバータシステム400は、整数個(M)のアナログチャネル、例えば第1のアナログチャネル412および/または任意の他の数のアナログチャネル、例えばアナログチャネル(M)430を備える。いくつかの実施形態では、1つ以上のアナログ入力コンポーネント402の単一のアナログ入力コンポーネントは、単一のアナログチャネルに接続されていることができる。例えば、第1のアナログ入力コンポーネントは、アナログ信号408を第1のアナログチャネル412に供給するために、第1のアナログチャネル412に接続されており、アナログ入力コンポーネント(M)は、アナログ信号428をアナログチャネル(M)430に提供するために、アナログチャネル(M)430に接続されている、などである。いくつかの実施形態では、1つ以上のアナログ入力コンポーネント402の単一のアナログ入力コンポーネントを2つ以上のアナログチャネルに接続することができる。
【0035】
いくつかの実施形態では、1つ以上のアナログチャネル410を、アナログ/デジタルコンバータシステム400の1つ以上のデジタルチャネル420に関連付けられた1つ以上のスイッチングコンポーネント422に接続することができる。いくつかの実施形態では、1つ以上のデジタルチャネル420は、整数個(N)のデジタルチャネル、例えば第1のデジタルチャネル424および/または任意の他の数のデジタルチャネル、例えばデジタルチャネル(N)426を備える。いくつかの実施形態では、特定のアナログチャネルを、特定のスイッチングコンポーネントを介して、特定のデジタルチャネルに関連付けることができる。いくつかの実施形態では、デジタルチャネルを複数のアナログチャネルに関連付けることができ、よって、複数のアナログチャネルの異なるデータストリームを処理する複数のアナログチャネルについて、当該デジタルチャネルをこのスイッチコンポーネントにより切り替えることができる。例えば、単一のデジタルチャネルが、複数のアナログチャネル間でフローティングされる。このようにして、1つ以上のアナログチャネル410からのデータストリーム、例えば第1のアナログチャネル412のデータストリーム418およびアナログチャネル(M)430のデータストリーム436を、1つ以上のスイッチングコンポーネント422により入力して、アナログ/デジタルコンバータシステム400のデジタルチャネル420を選択することができる。このことは、1つ以上のスイッチングコンポーネント422のスイッチング状態を変更することにより達成される。
【0036】
図5A~
図5Bに、フローティングデジタルチャネル構成を有するアナログ/デジタルコンバータシステム500が示されている。アナログ/デジタルコンバータシステム500は、アナログ入力コンポーネント502を備える。アナログ入力コンポーネント502は、1つ以上のソースチャネルからの測定されたアナログ信号506を受信するように構成されていることができる。アナログ入力コンポーネント502は、測定されたアナログ信号506に対応するアナログ信号508を、アナログ/デジタルコンバータシステム500の1つ以上のアナログチャネル510に、入力マルチプレクサ504を使用して出力し、特定のソースチャネルの測定されたアナログ信号を出力アナログ信号508として選択的に出力するように構成されている。いくつかの実施形態では、アナログ/デジタルコンバータシステム500は、アナログ処理コンポーネント514を備えるアナログチャネル512と、アナログ信号508をデータストリーム518に変換する変調器516、例えばデルタ-シグマ変調器と、を備える。
【0037】
データストリーム518は、変調器516からデジタルチャネル522へ出力される。デジタルチャネル522は、デジタル出力を生成するために、データストリーム518を処理するように構成されたコンポーネントセット524、例えば、デシメータ、補償コンポーネント、フィルタコンポーネント、閾値比較コンポーネントおよび/または任意の他のタイプもしくは個数のコンポーネントを備えることができる。コンポーネントセット524は、パラメータ、例えば、デシメータ制御パラメータ、オフセットおよび利得係数パラメータ、フィルタ制御パラメータ、比較係数パラメータなどに基づいて動作することができる。第1のパラメータセット528は、データストリーム518に対して第1のタイプの処理を実行する第1の仮想デジタルチャネルとして機能するデジタルチャネル522のコンポーネントセット524を制御するために使用することができる。例えば、第1のタイプの処理は、測定された電圧信号を電圧測定値のデジタル信号に変換することに対応させることができる。第2のパラメータセット530は、データストリーム518に対して第2のタイプの処理を実行する第2の仮想デジタルチャネルとして機能するデジタルチャネル522のコンポーネントセット524を制御するために使用することができる。例えば、第2のタイプの処理は、測定された温度信号を温度測定値のデジタル信号に変換することに対応させることができる。いくつかの実施形態では、第1のパラメータセット528の少なくとも1つのパラメータ(パラメータ値)は、第2のパラメータセット530のパラメータ(パラメータ値)とは異なりうる。
【0038】
いくつかの実施形態では、仮想デジタルチャネルは、共通のデジタル要素、例えば仮想デジタルチャネルにより共有されるデジタルチャネル522のコンポーネントセット524を共有する。例えば、第1の仮想チャネルおよび第2の仮想チャネルは、同じデシメータ、補償コンポーネント、フィルタコンポーネント、閾値比較コンポーネントおよび/または他のコンポーネントを共有する。一方、仮想デジタルチャネルは、データストリーム518を互いに異なるように処理することができる。異なるパラメータセット(異なるパラメータ値)が、仮想デジタルチャネルへ到達のために、その共有かつ共通のデジタル要素に適用されうるためである。いくつかの実施形態では、パラメータセットを、マルチプレクサを介して、コンポーネントセット524の各コンポーネントに接続可能な別個の制御レジスタ内に記憶することができる。例えば、第1のパラメータセット528のデシメータ制御パラメータおよび第2のパラメータセット530のデシメータ制御パラメータを含む制御レジスタを、マルチプレクサを介して共有のデシメータに接続することができる。第1のパラメータセット528のオフセットおよび利得係数パラメータならびに第2のパラメータセット530のオフセットおよび利得係数パラメータを備える制御レジスタを、マルチプレクサを介して共有の補償コンポーネントに接続することができる。第1のパラメータセット528のフィルタ制御パラメータおよび第2のパラメータセット530のフィルタ制御パラメータを含む制御レジスタを、マルチプレクサを介して、共有フィルタコンポーネントに接続することができる。第1のパラメータセット528の比較係数パラメータおよび第2のパラメータセット530の比較係数パラメータを含む制御レジスタを、マルチプレクサを介して、共有の閾値補償コンポーネントに接続することができる。いくつかの実施形態では、任意の状態記憶装置を、コンポーネントセット524の1つ以上のコンポーネント、例えば、デシメータについてのデシメータ状態記憶装置、フィルタコンポーネントについてのフィルタ/アキュムレータ状態記憶装置などのために提供することができる。いくつかの実施形態では、任意の状態記憶装置を、
図7によって示されたデシメータ制御パラメータ712、オフセットおよび利得係数パラメータ714、フィルタ制御パラメータ716および/または比較係数パラメータ718、に関する状態情報を記憶するために使用することができる。
【0039】
図5Aに、第1の仮想デジタルチャネルに関連付けられた第1のタイプの処理を実行するデジタルチャネル522を制御するために、第1の仮想デジタルチャネルの第1のパラメータセット528がコンポーネントセット524に入力されることが示されている。例えば、第1の仮想デジタルチャネルは、電圧測定値を処理するように構成されていることができ、このため、第1のパラメータセット528を、データストリーム518内の電圧測定値を処理すべくコンポーネントセット524が制御されるように調整することができる。いくつかの実施形態では、第1のパラメータセット528および第2のパラメータセット530のパラメータを記憶する制御レジスタに接続されたマルチプレクサを、第1のパラメータセット528を含む制御レジスタをコンポーネントセット524に接続するように制御することができる。
【0040】
図5Bに、第2の仮想デジタルチャネルに関連付けられた第2のタイプの処理を実行するようにデジタルチャネル522を制御する第2の仮想デジタルチャネルの第2のパラメータセット530がコンポーネントセット524に入力されることが示されている。例えば、第2の仮想デジタルチャネルは、温度測定値を処理するように構成されていることができ、このため、第2のパラメータセット530を、データストリーム518内の温度測定値を処理すべくコンポーネントセット524を制御するように調整することができる。コンポーネントセット524への第1のパラメータセット528の入力から第2のパラメータセット530の入力に切り替えるいくつかの実施形態では、第1のパラメータセット528および第2のパラメータセット530のパラメータを記憶する制御レジスタに接続されたマルチプレクサを、第2のパラメータセット530を含む制御レジスタをコンポーネントセット524に接続するように制御することができる。
【0041】
図6に、アナログ/デジタルコンバータシステム、例えば
図5Aおよび
図5Bのアナログ/デジタルコンバータシステム500のフローティングデジタルチャネル構成を制御するための方法600の例が示されている。方法600の動作602の間、第1のパラメータセット528がデジタルチャネル522の1つ以上のコンポーネント、例えばコンポーネントセット524に適用されて、コンポーネントセット524が初期化され、アナログチャネル512の変調器516により、デジタルチャネル522に入力されたデータストリーム518に対して第1のタイプの処理が実行される。いくつかの実施形態では、第1のパラメータセット528は、データストリーム518によって受信された第1のタイプのデータが処理されるように調整される。
【0042】
方法600の動作604の間、コンポーネントセット524がデータストリーム518に対して第2のタイプの処理を実行すべきでとの判定に応答して、第2のパラメータセット530がコンポーネントセット524に適用される。第2のパラメータセット530を適用して、コンポーネントセット524を初期化し、データストリーム518に対して第2のタイプの処理を実行する。いくつかの実施形態では、第2のパラメータセット530は、第1のパラメータセット528のパラメータ(パラメータ値)とは異なる少なくとも1つのパラメータ(パラメータ値)を含む。例えば、第1のパラメータセット528は第1のデシメータ制御パラメータセットを含み、第2のパラメータセット530は第2のデシメータ制御パラメータセットを含む。少なくとも1つのデシメータ制御パラメータ(デシメータ制御パラメータ値)は、第1のデシメータ制御パラメータセットのデシメータ制御パラメータ(デシメータ制御パラメータ値)とは異なりうる。いくつかの実施形態では、第2のパラメータセット530は、データストリーム518によって受信された第2のタイプのデータが処理されるように調整される。
【0043】
いくつかの実施形態では、コンポーネントセット524が第2のパラメータセット530で初期化される前に、場合により、コンポーネントセット524のセットのうちの1つ以上の状態(例えば、デシメータのデシメータ状態、フィルタコンポーネントのフィルタ状態など)を記憶することができ、この状態は、記憶された後、1つ以上のコンポーネントからクリアされる。状態が記憶された後、ついで、コンポーネントセット524が、第2のパラメータセット530で初期化される。その後コンポーネントセット524が第1のパラメータセット528で初期化された場合、記憶された状態を1つ以上のコンポーネントに復元することができる。
【0044】
図8に、フローティングデジタルチャネルを実装したアナログ/デジタルコンバータシステムに関連付けられた例示的なタイミング
図800が示されている。タイミング
図800は、第1のデジタルチャネルの第1のデジタルチャネル測定802および第2のデジタルチャネルの第2のデジタルチャネル測定804に関連付けられた62.5μsの時間間隔を表すことができる。最初に、アナログ/デジタルコンバータシステムのアナログチャネルからのデータストリームを、1回の測定806による第1のデジタルチャネルにより処理することができる。この測定806は、0μsでトリガされ、62.5μsで結果が利用可能となる。1回の測定806が第1のデジタルチャネルにより実行された後、データストリームは、1回の測定808によって、第2のデジタルチャネルにより処理される。この測定808は、62.5μsでトリガされ、125μsで結果が利用可能となる。1回の測定808が第2のデジタルチャネルにより実行された後、連続的な測定が、データストリームに対して第1のデジタルチャネルにより実行される。例えば、測定810は125μsで開始されて187.5μsで結果を得る、測定812は187.5μsで開始されて250μsで結果を得る、測定814は250μsで開始されて312.5μsで結果を得る、などである。このように、第2のデジタルチャネルを利用して、データストリームの予備的な単発測定を実行することができる。
【0045】
図9に、フローティングデジタルチャネルを実装したアナログ/デジタルコンバータシステムに関連付けられた例示的なタイミング
図900が示されている。タイミング
図900は、第1のデジタルチャネルの第1のデジタルチャネル測定902および第2のデジタルチャネルの第2のデジタルチャネル測定904に関連付けられた62.5μsの時間間隔を表すことができる。最初に、アナログ/デジタルコンバータシステムのアナログチャネルからのデータストリームを、1回の測定906による第1のデジタルチャネルにより処理することができる。この測定906は、0μsでトリガされ、62.5μsで結果が利用可能となる。1回の測定906が第1のデジタルチャネルにより実行された後、データストリームは、1回の測定908によって、第2のデジタルチャネルにより処理される。この測定908は、62.5μsでトリガされ、125μsで結果が利用可能となる。1回の測定908が第2のデジタルチャネルにより実行された後、第1のデジタルチャネルがデータストリームに対して1回の測定910を実行する。この測定910は、125μsでトリガされ、187.5μsで結果が利用可能となる。1回の測定910が第1のデジタルチャネルにより実行された後、第2のデジタルチャネルがデータストリームに対して1回の測定912を実行する。この測定912は、187.5μsでトリガされ、250μsで結果が利用可能となる。1回の測定912が第2のデジタルチャネルにより実行された後、第2のデジタルチャネルがデータストリームに対して1回の測定914を実行する。この測定914は、250μsでトリガされ、312.5μsで結果が利用可能となる。このように、データストリームの交互の測定を、第1のデジタルチャネルおよび第2のデジタルチャネルにより実行することができる。
【0046】
図10に、フローティングデジタルチャネルを実装したアナログ/デジタルコンバータシステムに関連付けられた例示的なタイミング
図1000が示されている。タイミング
図1000は、第1のデジタルチャネルの第1のデジタルチャネル測定1002および第2のデジタルチャネルの第2のデジタルチャネル測定1004に関連付けられた62.5μsの時間間隔を表すことができる。最初に、アナログ/デジタルコンバータシステムのアナログチャネルからのデータストリームを、一連の連続的な測定1006による第1のデジタルチャネルにより処理することができる。この測定1006は、0μsでトリガされ、約82.9μsから結果が利用可能となる。一連の連続的な測定1006が第1のデジタルチャネルにより実行された後、データストリームは、1回の測定1008によって、第2のデジタルチャネルにより処理される。いくつかの実施形態では、1回の測定1008が第2のデジタルチャネルにより実行される間、第1のデジタルチャネルのフィルタコンポーネントのフィルタ状態が記憶され/保存される。1回の測定1008が第2のデジタルチャネルにより実行された後、第1のデジタルチャネルがデータストリームに対して一連の連続的な測定1010を実行する。いくつかの実施形態では、フィルタ状態は、一連の連続的な測定1010を実行するために、第1のデジタルチャネルへの切り替えの一部として、フィルタコンポーネントに復元される。このようにして、一連の連続的な測定を、第2のデジタルチャネルによる予備的な単発測定を伴って、第1のデジタルチャネルにより実行することができる。
【0047】
図11に、フローティングデジタルチャネルを実装したアナログ/デジタルコンバータシステムに関連付けられた例示的なタイミング
図1100が示されている。タイミング
図1100は、第1のデジタルチャネルの第1のデジタルチャネル測定1102および第2のデジタルチャネルの第2のデジタルチャネル測定1104に関連付けられた62.5μsの時間間隔を表すことができる。0μsで第1のデジタルチャネルが初期化され、アナログ/デジタルコンバータシステムのアナログチャネルからのデータストリームの測定1106を実行することができる。62.5μsで第2のデジタルチャネルが初期化され、125μsで測定1108の結果が利用可能となる。その後、第1のデジタルチャネルは、データストリームの一連の測定1112を実行することができる。この測定1112は、第2のデジタルチャネルが実行するデータストリームの一連の測定1110と交互に扱われる。いくつかの実施形態では、2つのデシメータまたは2つのデシメータ状態の記憶装置を使用して、両デジタルチャネルでの一連の交互に扱われる測定1112,1110が可能となる。いくつかの実施形態では、2つのフィルタコンポーネントまたは2つのフィルタ状態の記憶装置を使用して、両デジタルチャネルでの一連の交互に扱われる測定1112,1110が可能となる。
【0048】
図12に、いくつかの実施形態に係る自動車システム1200が示されている。自動車システム1200は、バッテリ1202およびインテリジェントバッテリセンサ1204を含むことができる。インテリジェントバッテリセンサ1204は、アナログ/デジタルコンバータシステム1206を含むことができる。アナログ/デジタルコンバータシステム1206は、本明細書に記載されたもののいずれかまたは等価物の形態をとることができ、端子電圧、充電電流、放電電流などを含むがこれらに限定されない、バッテリ1202の動作に対応するデジタル信号を生成することができる。
【0049】
いくつかの実施形態によれば、システムが提供される。このシステムは、測定されたアナログ信号を受信し、測定されたアナログ信号に対応するアナログ信号を、アナログ入力コンポーネントに接続された第1のアナログチャネルに出力するように構成されたアナログ入力コンポーネントと、第1のデジタルチャネルおよび第2のデジタルチャネルに接続されたスイッチングコンポーネントに接続された第1のアナログチャネルと、を備え、第1のアナログチャネルは、アナログ信号を、スイッチングコンポーネントにより第1のデジタルチャネルまたは第2のデジタルチャネルに選択的に入力されるデータストリームに変換するように構成された変調器を備える。
【0050】
いくつかの実施形態によれば、第1のアナログチャネルは、スイッチングコンポーネントを介して1つ以上の追加のデジタルチャネルに接続されている。
【0051】
いくつかの実施形態によれば、このシステムは、第1のデジタルチャネル、第2のデジタルチャネルまたは1つ以上の追加のデジタルチャネルのうちの少なくとも1つに、スイッチングコンポーネントを介して接続された第2のアナログチャネルを備える。
【0052】
いくつかの実施形態によれば、第1のデジタルチャネルは、データストリームを、第1の解像度および第1のサンプリングレートを有するデータストリームから、第1の解像度および第1のサンプリングレートとは異なる第2の解像度および第2のサンプリングレートを有する第1の出力データストリームに変換するように構成された第1のデシメータを備える。
【0053】
いくつかの実施形態によれば、第1のデシメータがデータストリームを第1の出力データストリームに変換した後、第1のデシメータの第1の状態が記憶され、データストリームが、第1の解像度および第1のサンプリングレートを有するデータストリームから第1の解像度および第1のサンプリングレートとは異なる第3の解像度および第3のサンプリングレートを有する第2の出力データストリームに変換する第2のデジタルチャネルの第2のデシメータによる処理のために、第1のデジタルチャネルへの入力から第2のデジタルチャネルへの入力に切り替えられる。
【0054】
いくつかの実施形態によれば、第2のデシメータがデータストリームを第2の出力データストリームに変換した後、第2のデシメータの第2の状態が記憶され、データストリームは、第1のデシメータによる処理のために、第2のデジタルチャネルへの入力から第1のデジタルチャネルへの入力に切り替えられる。
【0055】
いくつかの実施形態によれば、第1のデジタルチャネルは、第1のパラメータセットに基づいてデータストリームを処理する機能を実行するように構成された第1のコンポーネントを備え、第2のデジタルチャネルは、第2のパラメータセットに基づいてデータストリームを処理する第2の機能を実行するように構成された第2のコンポーネントを備え、第2のパラメータセットは、第1のパラメータセットのパラメータとは異なる少なくとも1つのパラメータを含む。
【0056】
いくつかの実施形態によれば、第1のコンポーネントは、デシメーション制御パラメータを第1のパラメータセットとして利用するように構成されたデシメータ、オフセットおよび利得係数パラメータを第1のパラメータセットとして利用するように構成された補償コンポーネント、フィルタ制御パラメータを第1のパラメータセットとして利用するように構成されたフィルタコンポーネントまたは比較係数パラメータを第1のパラメータセットとして利用するように構成された閾値比較コンポーネント、のうちの少なくとも1つを備える。
【0057】
いくつかの実施形態によれば、方法が提供される。この方法は、アナログチャネルに接続されたスイッチングコンポーネントに接続された第1のデジタルチャネルの第1のデシメータを初期化して、アナログチャネルの変調器からスイッチングコンポーネントを介して第1のデジタルチャネルに入力されたデータストリームを処理することと、アナログチャネルに接続されたスイッチングコンポーネントに接続された第2のデジタルチャネルの第2のデシメータを初期化して、アナログチャネルの変調器からスイッチングコンポーネントを介して第2のデジタルチャネルに入力されたデータストリームを処理することと、スイッチングコンポーネントのスイッチング状態によってデータストリームが第1のデジタルチャネルに入力された後、データストリームが第1のデジタルチャネルへの入力から第2のデジタルチャネルへの入力に切り替えられるように、スイッチングコンポーネントのスイッチング状態を変更することと、を含む。
【0058】
いくつかの実施形態によれば、この方法は、データストリームを第1のデジタルチャネルへの入力から第2のデジタルチャネルへの入力に切り替えるべきとの判定に応答して、第1のデシメータの第1の状態を記憶することと、データストリームが第1のデジタルチャネルへの入力から第2のデジタルチャネルへの入力に切り替えられるようにスイッチングコンポーネントのスイッチング状態を変更することと、を含む。
【0059】
いくつかの実施形態によれば、この方法は、データストリームを第2のデジタルチャネルへの入力から2回目の第1のデジタルチャネルへの入力に切り替えるべきとの判定に応答して、第2のデシメータの第2の状態を記憶することと、データストリームが第2のデジタルチャネルへの入力から第1のデジタルチャネルへの入力に切り替えられるようにスイッチングコンポーネントのスイッチング状態を変更することと、を含む。
【0060】
いくつかの実施形態によれば、この方法は、データストリームを2回目の第1のデジタルチャネルへの入力から2回目の第2のデジタルチャネルへの入力に切り替えるべきとの判定に応答して、第1のデシメータの第3の状態を記憶することと、データストリームが第1のデジタルチャネルへの入力から第2のデジタルチャネルへの入力に切り替えられるようにスイッチングコンポーネントのスイッチング状態を変更することと、を含む。
【0061】
いくつかの実施形態によれば、第2のデシメータを初期化することは、第2のデシメータの保存された状態を第2のデシメータに復元することを含む。
【0062】
いくつかの実施形態によれば、この方法は、データストリームを第1のデジタルチャネルへの入力から第2のデジタルチャネルへの入力に切り替えるべきとの判定に応答して、データストリームが第1のデジタルチャネルへの入力から第2のデジタルチャネルへの入力に切り替えられるようにスイッチングコンポーネントのスイッチング状態を変更する前に、1つ以上のブランキングインターバルを実装することを含む。
【0063】
いくつかの実施形態によれば、この方法は、第1のデジタルチャネルを、アナログチャネルのデータストリームの処理から、異なるアナログチャネルの異なるデータストリームの処理に切り替えることを含む。
【0064】
いくつかの実施形態によれば、方法が提供される。この方法は、第1のパラメータセットをデジタルチャネルのコンポーネントに適用してコンポーネントを初期化し、アナログチャネルの変調器により、デジタルチャネルに入力されたデータストリームに対して第1のタイプの処理を実行することと、コンポーネントがデータストリームに対して第2のタイプの処理を実行すべきとの判定に応答して、第1のパラメータセットのパラメータとは異なる少なくとも1つのパラメータを含む第2のパラメータセットをコンポーネントに適用してコンポーネントを初期化し、データストリームに対して第2のタイプの処理を実行することと、を含む。
【0065】
いくつかの実施形態によれば、コンポーネントはデシメータを備え、第1のパラメータセットは、第1のデシメータ制御パラメータセットを含み、第2のパラメータセットは、第1のデシメータ制御パラメータセットのデシメータ制御パラメータとは異なる少なくとも1つのデシメータ制御パラメータを含む第2のデシメータ制御パラメータセットを含む。
【0066】
いくつかの実施形態によれば、第1のパラメータセットは、コンポーネントにより第1のタイプのデータが処理されるように調整され、第2のパラメータセットは、コンポーネントにより第2のタイプのデータが処理されるように調整される。
【0067】
いくつかの実施形態によれば、この方法は、コンポーネントがデータストリームに対して第2のタイプの処理を実行すべきとの判定に応答して、コンポーネントの第1の状態を第1の記憶された状態として記憶することと、コンポーネントの第1の状態をクリアすることと、を含む。
【0068】
いくつかの実施形態によれば、この方法は、コンポーネントがデータストリームに対して第2のタイプの処理を実行すべきとの判定の後に、コンポーネントがデータストリームに対して第1のタイプの処理を実行すべきとの判定に応答して、第1の記憶された状態をコンポーネントに復元してコンポーネントを初期化し、データストリームに対して第1のタイプの処理を実行することを含む。
【0069】
主題を、構造的特徴および/または方法論的動作に特有の言語で説明してきたが、添付の特許請求の範囲で定義された主題は、必ずしも上記の特定の特徴または動作に限定されないことを理解されたい。むしろ、上記の特定の特徴および動作は特許請求の範囲を実施する例示的な形態として開示されている。
【0070】
本出願で使用する場合、「コンポーネント」、「モジュール」、「システム」、「インタフェース」などの用語は、一般的には、ハードウェア、ハードウェアとソフトウェアとの組み合わせ、ソフトウェアまたは実行中のソフトウェアのいずれかのコンピュータ関連エンティティを指すことが意図される。1つ以上のコンポーネントは、1つのコンピュータ上に位置していてよく、かつ/または2つ以上のコンピュータ間に分散されていてもよい。
【0071】
さらに、特許請求された主題を、開示された主題を実施するようにコンピュータを制御するためのソフトウェア、ファームウェア、ハードウェアまたはそれらの任意の組み合わせを生成するための標準的なプログラミングおよび/またはエンジニアリング技術を使用して、方法、装置または製品として実施することができる。本明細書で使用する場合、「製品」なる用語は、任意のコンピュータ可読デバイス、キャリアまたは媒体からアクセス可能なコンピュータプログラムを包含することが意図される。当然ながら、当業者であれば、特許請求された主題の範囲または精神から逸脱することなく、この構成に対して多くの修正を行うことができることを理解するであろう。
【0072】
本明細書において、実施形態の種々の動作が提供される。一実施形態では、記載している1つ以上の動作は、1つ以上のコンピュータ可読媒体に記憶されたコンピュータ可読命令を構成することができ、これは、コンピュータデバイスにより実行される際に、コンピュータデバイスに記載された動作を実行させるためのものである。動作の一部または全てが記載される順序は、これらの動作が必ずしも順序に依存することを暗示するように解釈されるべきではない。この説明の恩恵を受ける当業者であれば、代替的な順序を理解するであろう。さらに、全ての動作が、本明細書で提供された各実施形態に必ずしも存在するわけではないと理解されるであろう。
【0073】
「例」として本明細書に記載された任意の態様または設計は、他の態様または設計より有利であると必ずしも解釈されるべきではない。むしろ、「例」なる語の使用は、本明細書で提示された技術に関係しうる1つの可能性のある態様および/または実現形態を提示することを意図している。このような例は、このような技術に必須ではなく、限定を意図していない。このような技術の種々の実施形態は、このような例を単独でもしくは他の特徴と組み合わせて含むことができ、かつ/または示された例を変更することができかつ/または省略することができる。
【0074】
本出願で使用する場合、「または」なる用語は、排他的な「または」ではなく、包括的な「または」を意味することを意図している。すなわち、特に断らない限りまたは文脈から明らかでない限り、「Xは、AまたはBを利用する」は、自然な包括的置換のいずれかを意味することを意図している。すなわち、XがAを利用する;XがBを利用する;またはXがAおよびBの両方を利用する場合に、「Xは、AまたはBを利用する」が前述の例示のいずれかの下で満たされる。加えて、本出願および添付の特許請求の範囲で使用する場合、「a」および「an」なる冠詞は、特に断らない限りまたは単数形を指すことが文脈から明らかでない限り、一般的に「1つ以上」を意味すると解釈することができる。また、特に断らない限り、「第1の」、「第2の」などは、時間的態様、空間的態様、順序付けなどを暗示することを意図していない。むしろ、このような用語は、特徴、要素、項目などのための単なる識別子、名称などとして使用される。例えば、第1の要素および第2の要素は、一般的には、要素Aおよび要素Bまたは2つの異なるまたは2つの同一の要素もしくは同じ要素に対応する。
【0075】
また、本開示を1つ以上の実現形態に関して示し記載してきたが、本明細書および添付の図面を読んで理解することに基づいて、同等の変更および修正が当業者に想起されるであろう。本開示は、全てのこのような修正および変更を含み、以下の特許請求の範囲によってのみ限定される。特に、上記のコンポーネント(例えば、要素、リソースなど)により実行される種々の機能に関して、このようなコンポーネントの説明に使用される用語は、特に断らない限り、本明細書に示された本開示の例示的な実現形態で機能を実行する開示された構造と構造的に同等でなかったとしても、記載しているコンポーネントの指定された機能(例えば、機能的に同等の機能)を実行する任意のコンポーネントに対応することを意図している。加えて、本開示の特定の特徴は、いくつかの実現形態のうちの1つのみに関して開示されている場合があるが、このような特徴は、任意の所与のまたは特定の用途について所望される場合および有利である場合が生じるように、他の実現形態の1つ以上の他の特徴と組み合わせることができる。さらに、「含む」、「有している」、「有する」、「共に」なる用語またはその変形が、発明を実施するための形態または特許請求の範囲のいずれかに使用される限りにおいて、このような用語は「備える」と同様の方法で包括的であることが意図される。
【外国語明細書】