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(19)【発行国】日本国特許庁(JP)
(12)【公報種別】公表特許公報(A)
(11)【公表番号】
(43)【公表日】2024-04-02
(54)【発明の名称】測定集積回路を利用した電圧ノードの電圧レベルの測定
(51)【国際特許分類】
G01R 19/00 20060101AFI20240326BHJP
H01L 21/822 20060101ALI20240326BHJP
H03M 1/12 20060101ALI20240326BHJP
H03M 1/38 20060101ALI20240326BHJP
【ＦＩ】
G01R19/00 G
H01L27/04 T
G01R19/00 B
H03M1/12 A
H03M1/38
【審査請求】未請求
【予備審査請求】未請求
(21)【出願番号】P 2023559752
(86)(22)【出願日】2022-03-01
(85)【翻訳文提出日】2023-11-06
(86)【国際出願番号】 US2022070900
(87)【国際公開番号】W WO2022212992
(87)【国際公開日】2022-10-06
(31)【優先権主張番号】63/200,837
(32)【優先日】2021-03-31
(33)【優先権主張国・地域又は機関】US
(81)【指定国・地域】
(71)【出願人】
【識別番号】397050741
【氏名又は名称】マイクロチップ テクノロジー インコーポレイテッド
【氏名又は名称原語表記】ＭＩＣＲＯＣＨＩＰ ＴＥＣＨＮＯＬＯＧＹ ＩＮＣＯＲＰＯＲＡＴＥＤ
(74)【代理人】
【識別番号】110000626
【氏名又は名称】弁理士法人英知国際特許商標事務所
(72)【発明者】
【氏名】ゾウ、レイ
【テーマコード（参考）】
2G035
5F038
5J022
【Ｆターム（参考）】
2G035AA17
2G035AB01
2G035AC01
2G035AD03
2G035AD11
2G035AD17
2G035AD28
2G035AD47
2G035AD65
5F038AC00
5F038DF12
5F038DT12
5J022AA02
5J022CA07
5J022CB02
5J022CC01
5J022CF07
(57)【要約】
１つ以上の例は、電圧ノードを測定するための方法及び装置に関するものである。例示的な方法は、測定回路の入力と測定回路よりも高い電圧ドメインに関連付けられた電圧ノードとの間に、少なくとも第１のキャパシタと第２のキャパシタとを含む分離されたキャパシタを含む回路を提供するステップと、測定回路によって、回路を利用して測定プロセスを実行することに少なくとも部分的に応答して、電圧ノードにおける電圧レベルに関連する電圧レベルを表す第１のデジタル値を生成するステップと、プロセッサによって、第１のデジタル値、及び第１のデジタル値によって表される電圧レベルと電圧ノードにおける電圧レベルとの間の予め指定された関係を表すスケーリング係数に少なくとも部分的に応答して、電圧ノードにおける電圧レベルを表す第２のデジタル値を生成するステップと、を含み得る。
【選択図】図１
【選択図】図１
【特許請求の範囲】
【請求項1】
方法であって、前記方法は、測定回路の入力と前記測定回路よりも高い電圧ドメインに関連付けられた電圧ノードとの間に、少なくとも第１のキャパシタと第２のキャパシタとを含む分離されたキャパシタを含む回路を提供するステップと、
前記測定回路によって、前記回路を利用して測定プロセスを実行することに少なくとも部分的に応答して、前記電圧ノードにおける電圧レベルに関連する電圧レベルを表す第１のデジタル値を生成するステップと、
プロセッサによって、前記第１のデジタル値、及び前記第１のデジタル値によって表される前記電圧レベルと前記電圧ノードにおける前記電圧レベルとの間の予め指定された関係を表すスケーリング係数に少なくとも部分的に応答して、前記電圧ノードにおける前記電圧レベルを表す第２のデジタル値を生成するステップと、を含む、方法。
【請求項2】
前記測定プロセスは、前記第１のキャパシタの完全充電を開始するために、前記第１のキャパシタと前記電圧ノードとを結合するステップと、
前記第２のキャパシタの完全放電を開始するために、前記第２のキャパシタを２つの接地接続の間に直列に結合するステップと、
前記第１のキャパシタ及び前記第２のキャパシタのそれぞれの充電及び放電を終了するために、前記電圧ノードから前記第１のキャパシタを分離し、前記２つの接地接続のうちの１つから前記第２のキャパシタを分離するステップと、
前記第１のキャパシタの前記電荷を前記第２のキャパシタと共有するために、前記第１のキャパシタ及び前記第２のキャパシタを並列に結合するステップと、
前記電圧ノードにおける前記電圧レベルに比例する前記測定回路の前記入力における電圧レベルを生成するために、前記測定回路の前記入力と、並列結合された前記第１のキャパシタ及び前記第２のキャパシタを含む回路とを結合するステップと、を含む、請求項１に記載の方法。
【請求項3】
装置であって、前記装置は、第１のデジタル値を生成するための測定回路であって、前記第１のデジタル値は、前記測定回路の入力における電圧レベルを表し、前記測定回路は、測定プロセスのための制御信号を生成するための論理を含む、測定回路と、
前記測定回路の前記入力を、前記測定回路よりも高い高電圧ドメインに関連付けられた電圧ノードに結合するための電圧スケーリング回路であって、
前記測定回路の前記論理によって生成された制御信号に応答して、前記電圧スケーリング回路の入力電圧と出力電圧との間の予め指定された関係に従って、スケーリングされた電圧を生成するための、電圧スケーリング回路と、
前記第１のデジタル値、及び前記電圧スケーリング回路の入力電圧と出力電圧との間の前記予め指定された関係を表すスケーリング係数に少なくとも部分的に応答して、前記電圧ノードにおける前記電圧レベルを表す第２のデジタル値を生成するためのプロセッサと、を備える、装置。
【請求項4】
前記電圧スケーリング回路は、第１のキャパシタと、
第２のキャパシタと、
前記測定プロセスのための前記制御信号に少なくとも部分的に応答して、前記第１のキャパシタと前記第２のキャパシタとを交互に結合又は分離するためのスイッチと、を備える、請求項３に記載の装置。
【請求項5】
前記電圧スケーリング回路を制御するための前記測定プロセスのための前記制御信号は、前記第１のキャパシタの完全充電を開始するために、前記第１のキャパシタと前記電圧ノードとを結合し、
前記第２のキャパシタの放電を開始するために、前記第２のキャパシタを接地接続の間に直列に結合し、
前記第１のキャパシタの充電及び前記第２のキャパシタの放電を終了するために、前記第１のキャパシタと前記電圧ノードとを分離し、前記第２のキャパシタと前記接地接続とを分離し、
前記第１のキャパシタの前記電荷を前記第２のキャパシタと共有するために、前記第２のキャパシタと前記第１のキャパシタとを結合し、かつ
前記電圧ノードにおける前記電圧レベルに比例する前記測定回路の前記入力における電圧レベルを生成するために、前記測定回路の前記入力と、結合された前記第１のキャパシタ及び前記第２のキャパシタとを結合する、請求項４に記載の装置。
【請求項6】
前記電圧スケーリング回路は、前記第１のキャパシタへ切り替え可能に結合するための入力と、
前記第１のキャパシタ及び前記第２のキャパシタへ切り替え可能に結合するための出力と、を備える、請求項４に記載の装置。
【請求項7】
前記測定回路は、逐次比較型レジスタ（ＳＡＲ）アナログデジタル変換器（ＡＤＣ）を備える、請求項３に記載の装置。
【請求項8】
前記測定回路を前記電圧スケーリング回路に結合するアナログ接続を備える、請求項３に記載の装置。
【請求項9】
方法であって、前記方法は、測定回路の入力と前記測定回路よりも高い電圧ドメインに関連付けられた電圧ノードとの間に、少なくとも第１のキャパシタと、第２のキャパシタと、第３のキャパシタとを含む分離されたキャパシタを含む回路を提供するステップと、
前記測定回路によって、前記回路を利用して第１の測定プロセスを実行することに少なくとも部分的に応答して、前記電圧ノードにおける電圧レベルに関連する電圧レベルを表す第１のデジタル値を生成するステップと、
プロセッサによって、前記第１のデジタル値、及び前記第１のデジタル値によって表される前記電圧レベルと前記電圧ノードにおける前記電圧レベルとの間の予め指定された関係を表す第１のスケーリング係数に少なくとも部分的に応答して、前記電圧ノードにおける前記電圧レベルを過渡的に表す第２のデジタル値を生成するステップと、
前記測定回路によって、前記回路を利用して第２の測定プロセスを実行することに少なくとも部分的に応答して、前記電圧ノードにおける前記電圧レベルに関連する更なる電圧レベルを表す第３のデジタル値を生成するステップと、
プロセッサによって、前記第３のデジタル値及び第２のスケーリング係数に少なくとも部分的に応答して、前記電圧ノードにおける前記電圧レベルを過渡的に表す第４のデジタル値を生成するステップと、
前記第２のデジタル値及び前記第４のデジタル値に少なくとも部分的に応答して、前記電圧ノードにおける前記電圧レベルを表す最終デジタル値を生成するステップと、を含む、方法。
【請求項10】
前記第１の測定プロセスは、前記第１のキャパシタの完全充電を開始するために、前記第１のキャパシタと前記電圧ノードとを結合するステップと、
前記第２のキャパシタの放電を開始するために、前記第２のキャパシタを２つの接地接続の間に直列に結合するステップと、
前記第１のキャパシタの充電及び前記第２のキャパシタの放電をそれぞれ終了するために、前記第１のキャパシタと前記電圧ノードとを分離し、前記第２のキャパシタと接地接続とを分離するステップと、
前記第１のキャパシタの前記電荷を前記第２のキャパシタと共有するために、前記第１のキャパシタと前記第２のキャパシタとを結合するステップと、
前記電圧ノードにおける前記電圧レベルに比例する前記測定回路の前記入力における電圧レベルを生成するために、前記測定回路の前記入力と、結合された前記第１のキャパシタ及び前記第２のキャパシタを含む前記回路とを結合するステップと、を含む、請求項９に記載の方法。
【請求項11】
前記第２の測定プロセスは、前記第２のキャパシタと第３のキャパシタとを結合するステップと、
前記第１のキャパシタの完全充電を開始するために、前記第１のキャパシタと前記電圧ノードとを結合するステップと、
結合された前記第２のキャパシタ及び前記第３のキャパシタの放電を開始するために、結合された前記第２のキャパシタ及び前記第３のキャパシタを２つの接地接続の間に結合するステップと、
前記第１のキャパシタの充電と、結合された前記第２のキャパシタ及び前記第３のキャパシタの放電とをそれぞれ終えるために、前記第１のキャパシタを前記電圧ノードから分離し、結合された前記第１のキャパシタ及び前記第２のキャパシタの一端を前記２つの接地接続のうちの１つから分離するステップと、
前記第１のキャパシタの前記電荷を結合された前記第２のキャパシタ及び前記第３のキャパシタと共有するために、前記第１のキャパシタと、結合された前記第２のキャパシタ及び前記第３のキャパシタとを結合するステップと、
前記電圧ノードにおける前記電圧レベルに比例する前記測定回路の前記入力における更なる電圧レベルを生成するために、前記測定回路の前記入力と、結合された前記第１のキャパシタ、前記第２のキャパシタ、及び前記第３のキャパシタを含む前記回路とを結合するステップと、を含む、請求項９に記載の方法。
【請求項12】
装置であって、前記装置は、測定回路の入力における電圧レベルを表すデジタル値を生成するための前記測定回路であって、第１の測定プロセスのための制御信号と第２の測定プロセスのための制御信号とを含む制御信号を生成するための論理を含む、測定回路と、
前記測定回路の前記入力を、前記測定回路よりも高い電圧ドメインに関連付けられた電圧ノードに結合するための電圧スケーリング回路であって、
前記測定回路の前記論理によって生成された前記第１の測定プロセスのための制御信号に応答して、前記電圧スケーリング回路の入力電圧と出力電圧との間の第１の予め指定された関係に従って、前記測定回路の前記入力において第１のスケーリングされた電圧を生成し、かつ
前記測定回路の前記論理によって生成された前記第２の測定プロセスのための制御信号に応答して、前記電圧スケーリング回路の入力電圧と出力電圧との間の第２の予め指定された関係に従って、前記測定回路の前記入力において第２のスケーリングされた電圧を生成するための、電圧スケーリング回路と、
前記電圧スケーリング回路の入力電圧と出力電圧との間の前記第１の予め指定された関係を表す第１のスケーリング係数と、前記電圧スケーリング回路の入力電圧と出力電圧との間の前記第２の予め指定された関係を表す第２のスケーリング係数と、前記測定回路によって生成されたデジタル値とに少なくとも部分的に応答して、前記電圧ノードにおける電圧レベルを過渡的に表すデジタル値を生成するためのプロセッサと、を含む、装置。
【請求項13】
前記測定回路によって生成される前記デジタル値は、前記第１の測定プロセスのための制御信号に応答して前記電圧スケーリング回路によって生成された前記第１のスケーリングされた電圧を表す第１のデジタル値と、
前記第２の測定プロセスのための制御信号に応答して前記電圧スケーリング回路によって生成された前記第２のスケーリングされた電圧を表す第２のデジタル値と、を含む、請求項１２に記載の装置。
【請求項14】
前記電圧スケーリング回路は、第１のキャパシタと、
第２のキャパシタと、
第３のキャパシタと、
前記第１の測定プロセス及び前記第２の測定プロセスの各々のための前記制御信号に少なくとも部分的に応答して、前記第１のキャパシタ、前記第２のキャパシタ、及び前記第３のキャパシタを交互に結合又は分離するためのスイッチと、を備える、請求項１３に記載の装置。
【請求項15】
前記電圧スケーリング回路を制御するための、前記第１の測定プロセスのための前記制御信号は、前記第１のキャパシタの充電を開始するために、前記第１のキャパシタと前記電圧ノードとを結合し、
前記第２のキャパシタの放電を開始するために、前記第２のキャパシタを２つの接地接続の間に結合し、
前記第１のキャパシタの充電及び前記第２のキャパシタの放電を終えるために、前記第１のキャパシタを前記電圧ノードから分離し、前記第２のキャパシタの一端と前記２つの接地接続のうちの１つとを分離し、
前記第１のキャパシタの前記電荷を前記第２のキャパシタと共有するために、前記第１のキャパシタと前記第２のキャパシタとを結合し、かつ
前記電圧ノードにおける前記電圧レベルに比例する前記測定回路の前記入力における電圧レベルを生成するために、前記測定回路の前記入力と前記電圧スケーリング回路の出力とを結合する、請求項１４に記載の装置。
【請求項16】
前記電圧スケーリング回路を制御するための前記第２の測定プロセスのための前記制御信号は、前記第２のキャパシタと前記第３のキャパシタとを結合し、
前記第１のキャパシタの充電を開始するために、前記第１のキャパシタと前記電圧ノードとを結合し、
結合された前記第２のキャパシタ及び前記第３のキャパシタの放電を開始するために、結合された前記２のキャパシタ及び前記第３のキャパシタを２つの接地接続の間に結合し、
前記第１のキャパシタの充電と、結合された前記第２のキャパシタ及び前記第３のキャパシタの放電とを終えるために、前記第１のキャパシタを前記電圧ノードから分離し、結合された前記第２のキャパシタ及び前記第３のキャパシタの一端を前記２つの接地接続のうちの１つから分離し、
前記第１のキャパシタの前記電荷を、結合された前記第２のキャパシタ及び前記第３のキャパシタと共有するために、前記第１のキャパシタと、結合された前記第２のキャパシタ及び第３のキャパシタとを結合し、かつ
前記電圧ノードにおける前記電圧レベルに比例する前記測定回路の前記入力における更なる電圧レベルを生成するために、前記測定回路の前記入力と前記電圧スケーリング回路の出力とを結合する、請求項１４に記載の装置。
【請求項17】
前記測定回路は、逐次比較型レジスタ（ＳＡＲ）アナログデジタル変換器（ＡＤＣ）を備える、請求項１２に記載の装置。
【請求項18】
前記測定回路を前記電圧スケーリング回路に結合するアナログ接続を備える、請求項１２に記載の装置。
【請求項19】
電子システムであって、少なくとも２つの逐次比較型レジスタ（ＳＡＲ）アナログデジタル変換器（ＡＤＣ）と、
第１のスケーリング接続と、
第２のスケーリング接続と、
前記第１のスケーリング接続及び前記第２のスケーリング接続によって提供される電圧信号を前記少なくとも２つのＳＡＲ ＡＤＣのうちのいずれか１つにルーティングするためのバスと、
前記バスによってルーティングされた前記電圧信号のレベルと、前記第１のスケーリング接続及び前記第２のスケーリング接続のそれぞれの入力に結合されたそれぞれのデバイスによって生成された電圧信号のレベルとの間の関係を表すスケーリング係数を有するプロセッサと、を備え、
前記第１のスケーリング接続及び前記第２のスケーリング接続の前記それぞれの入力に結合されたそれぞれのデバイスは各々、前記ＳＡＲ ＡＤＣの電圧ドメインよりも高い電圧ドメインを有する、電子システム。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【0001】
（優先権の主張）
本出願は、２０２１年３月３１日に出願された「ＯＮ ＣＨＩＰ ＭＥＡＳＵＲＥＭＥＮＴ ＯＦ ＨＩＧＨ ＶＯＬＴＡＧＥ ＮＯＤＥ ＷＩＴＨ ＬＯＷ ＶＯＬＴＡＧＥ ＭＥＡＳＵＲＥＭＥＮＴ ＣＩＲＣＵＩＴ ＡＮＤ ＲＥＬＡＴＥＤ ＳＹＳＴＥＭＳ， ＭＥＴＨＯＤＳ ＡＮＤ ＤＥＶＩＣＥＳ」と題する、米国特許仮出願第６３／２００，８３７号の米国特許法第１１９条に基づく優先権を主張するものであり、その開示及び内容の全体が参照として本明細書に組み込まれている。
本出願は、２０２１年３月３１日に出願された「ＯＮ ＣＨＩＰ ＭＥＡＳＵＲＥＭＥＮＴ ＯＦ ＨＩＧＨ ＶＯＬＴＡＧＥ ＮＯＤＥ ＷＩＴＨ ＬＯＷ ＶＯＬＴＡＧＥ ＭＥＡＳＵＲＥＭＥＮＴ ＣＩＲＣＵＩＴ ＡＮＤ ＲＥＬＡＴＥＤ ＳＹＳＴＥＭＳ， ＭＥＴＨＯＤＳ ＡＮＤ ＤＥＶＩＣＥＳ」と題する、米国特許仮出願第６３／２００，８３７号の米国特許法第１１９条に基づく優先権を主張するものであり、その開示及び内容の全体が参照として本明細書に組み込まれている。
【0002】
（発明の分野）
１つ以上の例は、アナログノードの測定に関するものであり、より詳細には、電圧ノードのオンチップ測定に関するものである。
１つ以上の例は、アナログノードの測定に関するものであり、より詳細には、電圧ノードのオンチップ測定に関するものである。
【背景技術】
【0003】
集積回路（チップ）は、車載用及び産業用を含む、様々な用途で利用されている。
【0004】
【0005】
【0006】
【0007】
【0008】
【0009】
【0010】
【0011】
【0012】
【0013】
【0014】
【0015】
任意の特定の要素又は作用についての考察を容易に識別するために、参照番号の最上位桁は、その要素が最初に紹介された図番号を指す。
【図面の簡単な説明】
【0016】
【図1】１つ以上の実施例による、装置を示す概略図である。
【図2】１つ以上の実施例による、電圧監視システムを示す概略図である。
【図3】１つ以上の実施例による、電圧ノードの電圧ドメインよりも低い電圧ドメインを有する測定回路を利用して、高いノードの電圧を測定するプロセスを示すフロー図である。
【図4】１つ以上の実施例による、測定プロセスを示すフロー図である。
【図5】１つ以上の実施例による、ＮＭＯＳスイッチの断面図を示す概略図である。
【図6】１つ以上の実施例による、電圧監視システムを示す概略図である。
【図7A】１つ以上の実施例による、電圧ノードの電圧ドメインよりも低い電圧ドメインを有する測定回路を利用して、高いノードの電圧を測定するプロセスを示すフロー図である。
【図7B】１つ以上の実施例による、電圧ノードの電圧ドメインよりも低い電圧ドメインを有する測定回路を利用して、高いノードの電圧を測定するプロセスを示すフロー図である。
【図10】１つ以上の実施例による、電子システムを示す概略図である。
【発明を実施するための形態】
【0017】
以下の詳細な説明では、本明細書の一部をなし、本開示を実施し得る実施例の具体例を例示として示す添付の図面を参照する。これらの実施例は、当業者が本開示を実施することを可能にするために十分に詳細に説明されている。しかしながら、本開示の範囲から逸脱することなく、本明細書で可能にされる他の実施例が利用されてもよく、構造、材料、及びプロセスの変更が行われてもよい。
【0018】
本明細書に提示する図は、任意の特定の方法、システム、デバイス、又は構造の実際の図であることを意味せず、本開示の実施例を説明するために用いられる、単に理想化した表現である。場合によっては、様々な図面における類似の構造又は構成要素は、読者の便宜のために同一又は類似の付番を保持し得る。しかしながら、付番における類似性は、構造又は構成要素が必ずしもサイズ、組成、構成、又は任意の他の特性において同一であることを意味するものではない。
【0019】
以下の説明は、当業者が開示された実施例を実施することを可能にするのを補助するための実施例を含み得る。「例示的な」、「例として」、及び「例えば」という用語の使用は、関係する説明が、例示的なものであることを意味し、本開示の範囲は、実施例及び法的等価物を包含することを意図するものであり、そのような用語の使用は、実施例又は本開示の範囲を特定の構成要素、工程、特徴、機能などに限定することを意図するものではない。
【0020】
本明細書において全般的に説明され、図面に例示される実施例の構成要素は、多種多様な異なる構成で配置され、設計され得ることを容易に理解されよう。したがって、様々な実施例の以下の説明は、本開示の範囲を限定することを意図するものではなく、単に様々な実施形態を表すものである。実施例の様々な態様が図面に提示され得るが、図面は、具体的に指示されていない限り、必ずしも縮尺通りに描かれていない。
【0021】
更に、図示及び説明する具体的な実装形態は、単なる例であり、本明細書において別段の指定がない限り、本開示を実施する唯一の方式と解釈されるべきでない。要素、回路、及び機能は、不要に詳述して本開示を不明瞭にしないように、ブロック図の形態で示され得る。逆に、図示し、説明する具体的な実装形態は、単に例示的なものであり、本明細書において別段の指定がない限り、本開示を実装する唯一の方法と解釈されるべきではない。更に、様々なブロック間での論理のブロック定義及びパーティショニングは、例示的な具体的な実装形態である。当業者には、本開示が多数の他のパーティショニングソリューションによって実施され得ることが容易に明らかになるであろう。大部分については、タイミングの考慮などに関する詳細は省略されており、そのような詳細は、本開示の完全な理解を得るために必要ではなく、当業者の能力の範囲内である。
【0022】
当業者であれば、情報及び信号は、様々な異なる技術及び技法のいずれかを使用して表され得ることを理解するであろう。いくつかの図面は、表示及び説明を明確にするために、単一の信号として信号を例示してもよい。当業者は、信号が信号のバスを表し得、このバスは様々なビット幅を有してもよく、本開示は、単一のデータ信号を含む任意の数のデータ信号で実施され得ることを理解するであろう。
【0023】
本明細書に開示する実施例に関連して説明される様々な例示的な論理ブロック、モジュール、及び回路は、汎用プロセッサ、専用プロセッサ、デジタル信号プロセッサ（digital signal processor、ＤＳＰ）、集積回路（Integrated Circuit、ＩＣ）、特定用途向け集積回路（Application Specific Integrated Circuit、ＡＳＩＣ）、フィールドプログラマブルゲートアレイ（Field Programmable Gate Array、ＦＰＧＡ）若しくは他のプログラマブル論理デバイス、個別ゲート若しくはトランジスタ論理、個別ハードウェア構成要素、又は本明細書に説明される機能を実行するように設計されたそれらの任意の組み合わせを用いて実装又は実行され得、それらの全ては、「プロセッサ」という用語の使用によって包含される。汎用プロセッサは、マイクロプロセッサであり得るが、代替的に、プロセッサは、任意の従来式プロセッサ、コントローラ、マイクロコントローラ、又はステートマシンであり得る。プロセッサはまた、ＤＳＰとマイクロプロセッサとの組み合わせ、複数のマイクロプロセッサ、ＤＳＰコアと組み合わせた１つ以上のマイクロプロセッサ、又は任意の他のそのような構成などのコンピューティングデバイスの組み合わせとして実装されてもよい。プロセッサを含む汎用コンピュータは、専用コンピュータとみなされる一方で、汎用コンピュータは、本開示の実施例に関連するコンピューティング命令（例えば、限定するものではないが、ソフトウェアコード）を実行するためのものである。
【0024】
実施例は、フローチャート、フロー図、構造図、又はブロック図として示すプロセスに関して説明され得る。フローチャートは、順次プロセスとして動作行為を説明し得るが、これらの行為の多くは、別の順序で、並行して、又は実質的に同時に実行され得る。加えて、行為の順序は再配置され得る。プロセスは、メソッド、スレッド、関数、プロシージャ、サブルーチン、サブプログラム、他の構造、又はこれらの組み合わせに対応し得る。更に、本明細書に開示する方法は、ハードウェア、ソフトウェア、又はその両方で実装されてもよい。ソフトウェアで実装される場合、機能は、コンピュータ可読メディアの１つ以上の命令又はコードとして記憶されてもよく、又は送信されてもよい。コンピュータ可読メディアは、コンピュータ記憶メディア及び、コンピュータプログラムのある場所から別の場所への転送を容易にする任意のメディアを含む通信メディアの両方を含む。
【0025】
「第１」、「第２」などの表記を使用して、本明細書の要素に対する任意の言及は、そのような制限が明示的に記載されていない限り、それらの要素の数量又は順序を限定しない。むしろ、これらの表記は、本明細書において、２つ以上の要素又は要素の例を区別する便利な方法として使用され得る。したがって、第１の要素及び第２の要素への言及は、２つの要素のみが用いられ得ること、又は何らかの様式で第１の要素が第２の要素に先行しなければならないことを意味するものではない。加えて、特に明記しない限り、一組の要素は、１つ以上の要素を含み得る。
【0026】
本明細書で使用される場合、所与のパラメータ、特性、又は条件に言及する際の「実質的に（substantially）」という用語は、所与のパラメータ、特性、又は条件が、許容可能な製造許容差の範囲内などの、小さいばらつきを満たすことを当業者が理解するであろう程度を意味し、かつ含む。一例として、実質的に満たされる特定のパラメータ、特性、又は条件に応じて、パラメータ、特性、又は条件は、少なくとも９０％満たされ得るか、少なくとも９５％満たされ得るか、更には少なくとも９９％満たされ得る。
【0027】
本明細書で使用される場合、「上方に（over）」、「下方に（under）」、「上（on）」、「下部（underlying）」、「上側（upper）」、「下側（lower）」などの任意の相対的な用語は、開示及び添付図面を理解する際の明瞭さ及び便宜のために使用され、文脈がそうでないことを明確に示す場合を除き、任意の特定の優先度、配向、若しくは順序に含まれないか、又は依存しない。
【0028】
この説明では、「結合された」という用語及びその派生語は、２つの要素が互いに協動するか、又は相互作用することを示すために使用され得る。ある要素が別の要素に「結合される」として説明されるとき、要素は、直接物理的若しくは電気的接触状態にあり得るか、又は存在する介在要素若しくは層であり得る。対照的に、ある要素が別の要素に「直接結合されている」と説明されるとき、介入する要素又は層は存在しない。「接続された」という用語は、本明細書において、「結合された」という用語と互換的に使用され得、別途明示的に示されない限り、又は文脈が当業者に他の方法を示すことがない限り、同じ意味を有する。
【0029】
ノードにおける電圧レベルを測定し、測定された電圧レベルに対応するデジタル値を生成するために、アナログデジタル変換器（analogic-to-digital-converter、ＡＤＣ）などの測定回路が使用され得る。ＡＤＣは通常、目的のノードとＡＤＣの入力との間に配置された他の回路の助けがない場合は、その入力に存在する電圧レベルに正確に対応するデジタル値を生成することができる電圧レベルの範囲（本明細書では「入力範囲」と呼ぶ）を有する。
【0030】
集積回路（ＩＣ）に実装されたデジタル測定回路（逐次比較型（ＳＡＲ）ＡＤＣなどが挙げられるが、これに限定されない）の場合、入力範囲は、通常、ＩＣ技術のタイプによって制約される。非限定的な例として、相補型金属酸化膜半導体（Complementary Metal-Oxide-Semiconductor、ＣＭＯＳ）タイプの集積回路において実装されたデジタルＡＤＣは、通常、３．３Ｖ未満の入力範囲（例えば、０Ｖ～１．２Ｖ、０Ｖ～１．８Ｖ、０Ｖ～３．３Ｖであるが、これに限定されない）を有する。本明細書で使用される場合、「測定回路」という用語は、集積回路に実装されたデジタル測定回路を意味する。ＩＣにおいて、他のＩＣブロックを有する電子システム内の測定回路は、本明細書では「オンチップ」と呼ばれ、すなわち、測定回路はＩＣ上にある。
【0031】
ＩＣは、チップよりも高い電圧ドメインで動作する、又はチップよりも高い電圧ドメインで電圧を生成する電子回路とインタフェースすることがある。非限定的な例として、所与の電子回路の電圧ドメインにおける信号を表すために使用される電圧レベルは、これに限定されないが、電子回路とインタフェースするＩＣの電圧ドメインにおける信号を表すために使用される電圧レベル（例えば、１．２Ｖ～３．３Ｖに対して５～１０Ｖであるが、これに限定されない）よりも高くてもよい。
【0032】
目的のノード（測定されるべきノード）における電圧レベルが測定回路の入力範囲外であるとき、本開示の発明者にとって既知である１つの技法は、目的のノードにおける電圧レベルの何らかの予め指定された比率である電圧レベルを有する入力電圧を測定することである。例えば、抵抗分圧回路は、目的のノードを測定回路の入力に結合して、目的のノードにおける電圧レベルの予め指定された比率である電圧レベルを有する入力電圧を提供し得る。測定回路によって生成されたデジタル値は、入力電圧の電圧レベルに対応し、次いで、目的のノードにおける電圧と分圧器回路の出力における電圧との間の関係（例えば、伝達関数が挙げられるが、これに限定されない）を認識しているプロセッサによって調整される（例えば、スケールアップが挙げられるが、これに限定されない）。
【0033】
目的のノードに電圧を提供する電圧源の出力インピーダンスが低い場合、目的のノードと分圧器回路の出力との間の関係に対する低出力インピーダンスの影響は無視できる。したがって、低出力インピーダンス電圧源の場合、測定回路によって生成されたデジタル値を受信するプロセッサにおいて関係が予め指定されていれば、プロセッサは、理論的には、予め指定された関係及び測定回路の入力における電圧レベルを表すデジタル値に応答して、目的のノードにおける電圧レベルを表すデジタル値を計算することができるはずである。
【0034】
チップの動作中に、特定の用途のために高インピーダンスノードが生成されることは頻繁にある。車載用チップの非限定的な例では、高電圧、高インピーダンス（ＨＶＨＺ）ノードが生成され、集中的に使用される。このようなＨＶＨＺノードは、非限定的な例として、機能安全要件に準拠するために、測定回路によることを含めてオンチップで監視される。本明細書では、高電圧、高インピーダンスのノードを参照して様々な実施例を説明するが、本開示はそのように限定されず、様々な実施例が、測定回路よりも高い、同じ、又は低い、高インピーダンス又は低インピーダンスを有する任意の電圧ノードを測定することを含み、及び／又はそれに関連し得る。開示された例は、高インピーダンス、高電圧ノード、低インピーダンス、高電圧ノード、高インピーダンス、低電圧ノード、又は低インピーダンス低電圧ノードを測定するために利用され得るが、これに限定されない。
【0035】
測定回路よりも高い電圧ドメインにある目的のノードが、高インピーダンスノード（すなわち、電圧源の高インピーダンス出力）によって測定回路に結合される場合、本開示の発明者は、目的のノードと分圧器回路（又は他のスケーリング回路）の出力との間の関係に対する高インピーダンスの影響は無視できず、実際に重要であり得ることを理解する。したがって、予め指定された関係は、そのような高インピーダンスの影響を考慮しない場合、分圧器の出力と目的のノードとの間の関係を正確に表さない可能性がある。
【0036】
非限定的な例として、ＨＶＨＺノードは、抵抗分圧器回路に負荷を与え（オンチップで実装されるそのような抵抗は、通常、ＨＶＨＺノードのインピーダンスよりもはるかに小さいので）、目的のノードと抵抗分圧器回路への入力との間に電圧降下を引き起こす可能性がある。
【0037】
本開示の発明者にとって既知である上述の電圧降下に対処するための１つの技法は、抵抗分圧器回路内の抵抗器の抵抗値又は物理的サイズを、概してメガオーム（Ｍオーム）まで増加させることである。しかしながら、チップ設計者は、Ｍオーム抵抗に対するための実領域の要件にまで注意を払う余裕がない場合がある。
【0038】
本明細書において、「高電圧ノード」という用語は、測定回路の電圧ドメインよりも高い電圧ドメインを有する電圧ノードを意味する。電圧ノードにおいて信号を表すために使用される電圧レベルが、測定回路において信号を表すために使用される電圧よりも高くなり得るので、電圧ドメインはより高くなり得る。電圧ノードにおける電圧レベルが、測定回路がノードにおける電圧レベルを確実に測定することができる入力範囲よりも高くなり得るので、電圧ドメインがより高くなり得る。
【0039】
図１は、１つ以上の実施例による、装置１００を示す概略図である。
【0040】
装置１００は、プロセッサ１１４、測定回路１０２、電圧スケーリング回路１０４、及び電圧ノード１０６を含む。プロセッサ１１４は、測定回路１０２の出力を受信するように結合される。測定回路１０２は、電圧スケーリング回路１０４を介して電圧ノード１０６に結合される。
【0041】
測定回路１０２は、概して、測定回路１０２の入力１０８における入力電圧ＶINの電圧レベルを表す第１のデジタル値１１６を生成するデジタル測定回路である。１つ以上の例では、入力電圧ＶINは、ＳＡＲ ＡＤＣのシングルエンド入力などのシングルエンド入力用のものであり得るが、これに限定されない。
【0042】
電圧スケーリング回路１０４は、測定回路１０２の入力１０８を電圧ノード１０６に結合する。電圧ノード１０６は電圧ドメインＶDomain1に関連付けられ、測定回路１０２は電圧ドメインＶDomain2に関連付けられ、ＶDomain1はＶDomain2よりも高い。電圧スケーリング回路１０４は、電圧スケーリング回路１０４の入力電圧と出力電圧との間の予め指定された関係に従ってスケーリングされた電圧ＶSCALEを生成するためのものであり、この場合、電圧スケーリング回路１０４の入力電圧は、電圧スケーリング回路１０４の入力１１０に出現する電圧ＶDCであり、電圧スケーリング回路１０４の出力電圧は、電圧スケーリング回路１０４の出力１１２に出現するスケーリングされた電圧ＶSCALEである。１つ以上の例では、電圧ＶSCALEは、電圧ＶDCのスケールダウンバージョンであり、すなわち、電圧ＶSCALEの電圧レベルは、スケーリングされる電圧ＶDCの電圧レベルよりも低く、スケーリングされた電圧ＶSCALEの電圧レベルと電圧ＶDCの電圧レベルとの間の関係は、本明細書では「比例」としても特徴付けられ得る予め指定された関係である。１つ以上の例において、電圧スケーリング回路１０４は、測定回路１０２の論理１２２によって生成された測定プロセスのための制御信号１２４に少なくとも部分的に応答して、スケーリングされた電圧ＶSCALEを生成する。
【0043】
プロセッサ１１４は、概して、第１のデジタル値１１６及びスケーリング係数１２０に少なくとも部分的に応答して電圧ＶDCの電圧レベルを表す第２のデジタル値１１８を生成する。スケーリング係数１２０は、上述した電圧スケーリング回路１０４の入力電圧と出力電圧との間の予め指定された関係を表す。１つ以上の例では、プロセッサ１１４は、第２のデジタル値１１８を取得するために、スケーリング係数１２０を利用して第１のデジタル値１１６を調整する（例えば、増加させるが、これに限定されない）。
【0044】
図２は、１つ以上の実施例による、電圧監視システム２００を示す概略図である。電圧監視システム２００は、装置１００の非限定的な例である。
【0045】
電圧監視システム２００は、電圧スケーリング回路２１４及び任意選択のアナログ接続２０６を介して電圧ノード２０２に結合された測定回路２０４を含む。
【0046】
電圧スケーリング回路２１４は、概して、入力２１６における第１の電圧レベルから出力２１０における第２のより低い電圧レベルまで電圧をスケールダウンする。電圧スケーリング回路２１４は、電圧監視システム２００において結合されて、電圧スケーリング回路２１４の入力電圧と出力電圧との間の予め指定された関係に従って、電圧ノード２０２（電圧スケーリング回路２１４の入力電圧）における電圧ＶDCのスケールダウンされたバージョンであるスケーリングされた電圧ＶSCALE（電圧スケーリング回路２１４の出力電圧）を生成する。
【0047】
測定回路２０４は、概して、デジタル測定回路であり、任意選択的に逐次比較型レジスタ２３２（ＳＡＲ ＡＤＣ２３２）を含む。測定回路２０４は、入力電圧ＶINの電圧レベルを表す第１のデジタル値２１２を生成するためのものであり、ＶINは、任意選択的に、ＳＡＲ ＡＤＣ２３２のシングルエンド電圧入力のためのものである。
【0048】
プロセッサ２２６は、スケーリング係数２３４（プロセッサ２２６において記憶若しくは構成されるか、又はアクセス可能な関数若しくは値）を介して、電圧スケーリング回路２１４の入力電圧と出力電圧との間の予め指定された関係を認識しており、スケーリング係数２３４を利用して第１のデジタル値２１２を増加させることによって、電圧ノード２０２における電圧ＶDCの電圧レベルを表す第２のデジタル値２３６を生成する。
【0049】
任意選択のアナログ接続２０６（任意選択性がブロック２０６の破線境界によって示される）は、概して、チップのアナログノード間の電気的接続を提供するためのものである。図２では、アナログ接続２０６は、例えば測定回路２０４による、そのようなアナログノード及びそれらのアナログ回路の測定又は監視のための、１つ以上のアナログノードへのアクセスポイントである。アナログ接続２０６は、電圧ノード２０２と測定回路２０４との間の電圧経路の少なくとも一部を提供する。図２に示される具体例では、アナログ接続２０６は、スケーリングされた電圧ＶSCALEをＶINとして測定回路２０４の入力２３０に伝送する。１つ以上の例では、アナログ接続２０６は、電圧ノード２０２に物理的に位置する電圧スケーリング回路２１４を、オンチップの他の場所に物理的に位置する測定回路２０４に結合し得る。アナログ接続２０６は、非限定的な例として、アナログテストバスとして構成されたオンチップ金属ワイヤ及びＣＭＯＳスイッチを含み得る。
【0050】
電圧スケーリング回路２１４に戻ると、電圧スケーリング回路２１４は、いくつかのオンチップキャパシタ、ここでは２つのキャパシタＣＡＰ１及びＣＡＰ２を含み、それらの各々の第１の端部はそれぞれ接地に結合され、スイッチ、ここではスイッチ２１８、２２０、２２２、及び２２４が、図示されるようにそれぞれの制御信号Ｓ１、Ｓ２、及びＳ３、すなわち測定回路２０４の論理２３８によって生成される制御信号Ｓ１、Ｓ２、及びＳ３を介して切り替え可能な結合及び分離のためにオン（すなわち、オンにされる）又はオフ（すなわち、オフにされる）になるように制御される。特定のＣＭＯＳプロセスは、オンチップキャパシタ及びトランジスタスイッチは、高電圧をサポートするように実装され得、例えば、高電圧ゲート酸化物キャパシタは、最大２０Ｖまでサポートすることができ、スイッチを構築する高電圧ＮＭＯＳ又はＰＭＯＳトランジスタは、最大２０Ｖまでサポートすることができる。
【0051】
全般的に言えば、電圧スケーリング回路２１４の動作は、「充電フェーズ」及び「電荷共有フェーズ」に従って論理２３８によって生成された制御信号Ｓ１、Ｓ２及びＳ３に少なくとも部分的に応答して制御され得る。充電フェーズ中、キャパシタＣＡＰ１は、（信号Ｓ１に応答してオンであるスイッチ２１８を介して）電圧ノード２０２に結合され（すなわち、切り替え可能に結合され）、キャパシタＣＡＰ２を含む電圧スケーリング回路２１４の残りの部分（スイッチ２２０は信号Ｓ２に応答してオフである）から分離される（すなわち、切り替え可能に分離される）。キャパシタＣＡＰ２は、キャパシタＣＡＰ１（スイッチ２２０は、信号Ｓ２に応答してオフである）から、及び電圧スケーリング回路２１４の出力２１０（スイッチ２２４は、信号Ｓ３に応答してオフである）から分離され（すなわち、切り替え可能に分離され）、接地接続（スイッチ２２２は、信号Ｓ４に応答してオンである）の間に直列に結合され（すなわち、切り替え可能に結合され）、したがって、接地電圧（例えば、０ボルトであるが、これに限定されない）にリセットされる（に充電される）。
【0052】
電荷共有フェーズの間、キャパシタＣＡＰ１は電圧ノード２０２から分離され（すなわち、切り替え可能に分離され）（スイッチ２１８はオフである）、キャパシタＣＡＰ１及びＣＡＰ２は互いに結合され（すなわち、切り替え可能に結合され）（スイッチ２２０は信号Ｓ２に応答してオンである）、キャパシタＣＡＰ２の第２の端部は接地から分離される（すなわち、切り替え可能に分離される）（スイッチ２２２は信号Ｓ４に応答してオフである）。
【0053】
充電フェーズ及び電荷共有フェーズは、式１：
によって表されるように、同じ総電荷Ｑ＝ＶDC
*Ｃ１を有する。式中、Ｃ１及びＣ２はそれぞれキャパシタＣＡＰ１及びＣＡＰ２の容量値であり、ＶDCはインピーダンスＲｏｕｔを通してＤＣ電圧源２０８によって提供される電圧であり、ＶSCALEは電圧スケーリング回路２１４によって提供されるスケーリングされた電圧である。したがって、式１を書き換えることによって、インピーダンスＲｏｕｔを通して電圧源２０８によって提供される電圧ＶDCとスケーリングされた電圧ＶSCALEとの間の関係は、式２のように表すことができる：
【数1】
【数2】
【0054】
１つ以上の例では、キャパシタＣＡＰ１及びＣＡＰ２の容量値は、測定回路２０４の電圧ドメイン内にスケーリングされた電圧ＶSCALEをもたらすことが予想される値が選択され得る。
【0055】
スイッチング電流Ｉsw1は、スイッチ２１８が周期的にオンにされるときのインピーダンスＲｏｕｔとＣＡＰ１との間の平均電流である。スイッチ２１８の各オンサイクルの開始時にＣＡＰ１にわたって０ボルトの初期電荷がある場合、電流Ｉsw1の大きさは、式：Ｉsw1＝Ｃ１*（ＶDC）*ｆS1によって表され、式中、ｆS1は、スイッチ２１８をオン及びオフにするために使用される信号Ｓ１の周波数である。遅いクロック周波数（約１ｋＨｚ～１０ｋＨｚ）及び小さいキャパシタンスＣ１（約３００ｆＦ）がある場合、スイッチング電流Ｉsw1は、小さい（０．１μＡ未満）。スイッチング電流Ｉsw1が小さく、インピーダンスＲｏｕｔのインピーダンスが約１Ｍオームまでの場合、インピーダンスＲｏｕｔにわたる電圧降下Ｉsw1
*Ｒｏｕｔ＜０．１Ｖは無視できる。別の言い方をすれば、ＶDCは、スイッチ２１８によって、インピーダンスＲｏｕｔにわたる電圧降下が存在せず、ＣＡＰ１を充電するかのように見える。
【0056】
スイッチ２２２及びその種々のＣＭＯＳトランジスタがオンにされると、接地への経路が提供される。スイッチ２２２及びその種々のＣＭＯＳトランジスタがオフにされると（すなわち、オンからオフへ遷移すると）、リーク電流ＩLEAK（より具体的には、逆バイアスされたＰＮ接合リーク電流と高電圧／低電圧トランジスタスイッチのサブスレッショルドリーク電流との混合）が、スイッチ２２２のオフにされたＣＭＯＳトランジスタを通って接地に向かって流れる。
【0057】
電荷共有フェーズ中にスイッチ２２２がオフにされると、充電フェーズ中にキャパシタＣＡＰ１に蓄積された電荷の一部が、リーク電流ＩLEAKを介してキャパシタＣＡＰ１及びＣＡＰ２から排出され、ＶDCからＶSCALEへのスケールダウンに寄与する。リーク電流ＩLEAKは、温度とともに劇的に増加し得、そのような回路の動作温度は、車載用途において、例えば、１４５℃まで動作し得る。
【0058】
したがって、クロック周波数が遅いということはクロック周期Ｔが長いということであり、リーク電流による電荷損失はスイッチ２２２のクロックオフ周期（オン時間＝オフ時間＝Ｔ／２）の関数、すなわちＩleak
*Ｔ／２となるので、低周波制御信号Ｓ１は少なくとも１つの欠点を有することになる。したがって、Ｉleakは、クロックが遅いほど誤差が大きくなり、測定精度を低下させる可能性がある。
【0059】
図３は、１つ以上の実施例による、電圧ノードの電圧ドメインよりも低い電圧ドメインを有する測定回路を利用して、電圧ノードの電圧を測定するプロセス３００を示すフロー図である。
【0060】
動作３０２において、プロセス３００は、第２の電圧ドメイン（例えば、図２のＶDOMAIN2）を有する測定回路の入力（例えば、測定回路２０４の測定入力２３０であるが、これに限定されない）と、第１の電圧ドメイン（例えば、図２のＶDOMAIN1）を有する高電圧ノード（例えば、電圧ノード２０２であるが、これに限定されない）との間に、分離されたキャパシタ（すなわち、切り替え可能に分離されたキャパシタ）を含む回路（例えば、電圧スケーリング回路２１４であるが、これに限定されない）を提供し、第２の電圧ドメインは第１の電圧ドメインよりも低い。分離されたキャパシタは、少なくとも第１のキャパシタ（例えば、図２のＣＡＰ１であるが、これに限定されない）及び第２のキャパシタ（例えば、図２のＣＡＰ２であるが、これに限定されない）を含む。
【0061】
非限定的な例として、電圧ノード２０２は、測定回路２０４よりも高い電圧ドメインに関連付けられるが、これは、電圧ドメインＶDOMAIN1（電圧ノード２０２に関連付けられる）が、電圧ドメインＶDOMAIN2（測定回路２０４に関連付けられる）よりも高い電圧レベルを使用して信号を表すからである。代替的に、これは、電圧ドメインＶDOMAIN1（電圧ノード２０２に関連付けられる）よりも低い電圧レベルを使用して信号を表すドメインＶDOMAIN2（測定回路２０４に関連付けられる）として特徴付けられ得る。
【0062】
図２を参照する非限定的な例として、キャパシタＣＡＰ１及びＣＡＰ２を結合するスイッチ２２０が信号Ｓ２に応答してオフであるので、キャパシタＣＡＰ１及びＣＡＰ２は、最初は互いに分離される（すなわち、切り替え可能に分離される）（すなわち、「分離されたキャパシタ」である）；キャパシタＣＡＰ１を電圧ノード２０２に結合するスイッチ２１８が信号Ｓ２に応答してオフであるので、キャパシタＣＡＰ１は、最初に電圧ノード２０２から分離され（すなわち、切り替え可能に分離される）；キャパシタＣＡＰ２の第２の端部を接地に結合するスイッチ２２２が信号Ｓ４に応答してオフであるので、キャパシタＣＡＰ２の第２の端部は、最初に接地から分離される（すなわち、切り替え可能に分離される）。
【0063】
動作３０４において、プロセス３００は、測定回路（例えば、図２の測定回路２０４であるが、これに限定されない）によって、電圧ノードにおける電圧の電圧レベル（例えば、電圧ノード２０２におけるＶDCであるが、これに限定されない）に関連する電圧レベル（例えば、測定回路２０４の入力電圧ＶINであるが、これに限定されない）を表す第１のデジタル値を、第１のキャパシタ及び第２のキャパシタを含む回路を利用する測定プロセスを実行することに少なくとも部分的に応答して（例えば、電圧スケーリング回路２１４を利用して測定プロセスを実行するために、図２の測定回路２０４における信号Ｓ１～Ｓ４及び論理２３８によるタイミング制御に応答する電圧スケーリング回路２１４を介するものがあるが、これに限定されない）生成する。
【0064】
動作３０６において、プロセス３００は、プロセッサ（例えば、プロセッサ２２６であるが、これに限定されない）によって、電圧ノードにおける電圧の電圧レベル（例えば、電圧ノード２０２におけるＶDCであるが、これに限定されない）を表す第２のデジタル値（例えば、第２のデジタル値２３６であるが、これに限定されない）を生成する。プロセス３００は、第１のデジタル値（例えば、第１のデジタル値２１２であるが、これに限定されない）及びスケーリング係数（例えば、スケーリング係数２３４であるが、これに限定されない）に少なくとも部分的に応答して、第２のデジタル値を生成する。スケーリング係数は、第１のデジタル値によって表される電圧レベルと高電圧ノードにおける電圧レベル（例えば、電圧ノード２０２におけるＶDCであるが、これに限定されない）との間の予め指定された関係を表す。１つ以上の例では、高電圧ノードにおける電圧の電圧レベルを表すデジタル値（例えば、電圧ノード２０２におけるＶDCであるが、これに限定されない）を取得するために、プロセス３００は、スケーリング係数によって表される関係に少なくとも部分的に応じて第１のデジタル値を調整して、第２のデジタル値を取得する。
【0065】
図４は、１つ以上の実施例による、測定プロセス４００を示すフロー図である。測定プロセス４００は、プロセス３００の動作３０４で実行される測定プロセスの非限定的な例である。
【0066】
動作４０２において、測定プロセス４００は、図３によって示されるプロセス３００の動作３０２を参照して説明されるように、測定回路の入力と電圧ノードとの間に、分離されたキャパシタを含む回路を任意選択的に提供し、高電圧ノードは、測定回路の電圧ドメインよりも高い電圧ドメインを有し、分離されたキャパシタは、少なくとも第１のキャパシタ及び第２のキャパシタを含む。
【0067】
動作４０４において、測定プロセス４００は、電圧ノードにおける電圧に少なくとも部分的に応答して第１のキャパシタの完全充電を開始するために、第１のキャパシタと電圧ノードとを結合する（例えば、信号Ｓ１に応答してスイッチ２１８をオンにするが、これに限定されない）。キャパシタＣＡＰ１及びキャパシタＣＡＰ２を結合するスイッチ２２０が信号Ｓ２に応答してオフであるので、第１のキャパシタ及び第２のキャパシタは、動作４０４の間、分離されたままである（すなわち、切り替え可能に分離されている）。
【0068】
動作４０６において、測定プロセス４００は、第２のキャパシタＣＡＰ２の放電を開始するために、２つの接地接続の間に第２のキャパシタを結合する（例えば、信号Ｓ４に応答してスイッチ２２２をオンにして、キャパシタＣＡＰ２の第２の端部を接地に結合して、ＣＡＰ２が２つの接地接続間に直列に結合されるようにするが、これに限定されない）。任意選択的に、これは、第２のキャパシタに蓄積された任意の電荷を排出することによって、第２のキャパシタＣＡＰ２をリセットし得る。
【0069】
動作４０８において、測定プロセス４００は、第１のキャパシタの充電及び第２のキャパシタの放電をそれぞれ終了させるために、第１のキャパシタ及び電圧ノードを分離し（例えば、信号Ｓ１に応答してスイッチ２１８をオフにするが、これに限定されない）、第２のキャパシタＣＡＰ２の第２の端部及び接地接続のうちの１つを分離する（例えば、信号Ｓ４に応答してスイッチ２２２をオフにするが、これに限定されない）。
【0070】
動作４１０において、測定プロセス４００は、第１のキャパシタの電荷を第２のキャパシタと共有するために、第２のキャパシタと第１のキャパシタとを（例えば、並列に結合するが、これに限定されない）結合する（例えば、信号Ｓ２に応答してスイッチ２２０をオンにするが、これに限定されない）。第１のキャパシタに蓄積された電荷（例えば、動作４０６中に蓄積された電荷であるが、これに限定されない）は、動作４１０中に、並列結合された第１のキャパシタと第２のキャパシタとの間で共有される。
【0071】
動作４１２、測定プロセス４００は、電圧ノードにおける電圧レベルに比例する測定回路の入力における電圧レベルを生成するために、測定回路の入力と、結合された（例えば、並列結合であるが、これに限定されない）第１のキャパシタ及び第２のキャパシタを含む回路とを結合する（例えば、信号Ｓ３に応答してスイッチ２２４をオンにするが、これに限定されない）。
【0072】
測定プロセス４００が実行されるとき、動作４１２において測定回路の入力において生成される電圧は、電圧ノードにおける電圧に関連付けられる（すなわち、既知の関係を有する）。このような関係は、スケーリング係数によって予め指定され、電圧ノードにおける電圧の電圧レベルを計算するために利用され得る。
【0073】
図５は、ＮＭＯＳスイッチ５００の断面図を示す概略図である。図５は、接地への逆バイアスｐｎ接合リーク電流（参照番号５０２によって示される）及び接地へのサブスレッショルドリーク電流（参照番号５０４によって示される）を含む様々なリーク電流を示す。例えば、図２のスイッチ２２２又は図６のスイッチ６２２のうちの１つ以上は、ＮＭＯＳスイッチ５００によって実装され得る。理解されるように、ＮＭＯＳスイッチ５００は、３つの端子（すなわち、ゲート、ドレイン、及びソース）を有する。ＮＭＯＳスイッチ５００のゲートは、スイッチをオフにするために接地に結合され、ドレインは、スケーリングされた電圧ＶSCALEに結合され得、ソースは、接地に結合され得る。Ｐ基板（又はＰウェル）は接地に結合される。注目すべきことは、ＣＭＯＳプロセスには、Ｐ基板を使用するものと、Ｐウェルを使用するものがあるが、いずれも本開示の範囲を超えるものではない。
【0074】
上述したように、電荷共有フェーズ中にスイッチ２２２がオフにされると、前の充電フェーズ中に蓄積された電荷の一部がリーク電流ＩLEAKを介して排出され、電圧ＶDCのスケールダウンに寄与して、スケーリングされた電圧ＶSCALEになる。１つ以上の例では、アナログ接続２０６などのアナログ接続の回路は、接地に結合されたいくつかのＣＭＯＳトランジスタタイプのスイッチを含み得る。このようなスイッチ及びそれらのそれぞれのＣＭＯＳトランジスタは、通常、例えば、アナログ接続２０６がスケーリングされた電圧ＶSCALEを測定回路２０４に提供するときにオフにされるので、アナログ接続２０６は、オフにされたスイッチを介して接地へのリーク電流を示し得る。
【0075】
限定するものではないが、電圧監視システム２００などの電圧監視システムが、広い温度範囲で動作するために、本開示の発明者は、測定プロセスにおいて電圧スケーリング回路２１４及びアナログ接続２０６におけるリーク電流を考慮することが望ましいことを理解する。
【0076】
図６は、１つ以上の実施例による、電圧監視システム６００を示す概略図である。電圧監視システム６００は、電圧スケーリング回路６１４及びアナログ接続６０６を介して電圧ノード６０２に結合された測定回路６０４を含む。
【0077】
電圧監視システム６００は、電圧ノード６０２、電圧スケーリング回路６１４、任意選択のアナログ接続６０６、測定回路６０４、及びプロセッサ６２８を含む。測定回路６０４は、電圧スケーリング回路６１４及び任意選択のアナログ接続６０６を介して電圧ノード６０２に結合される。プロセッサ６２８は、測定回路６０４によって生成された第１のデジタル値６１２を受信する。
【0078】
電圧スケーリング回路６１４は、いくつかのオンチップキャパシタ、ここではそれぞれ接地に結合されたキャパシタＣＡＰ１、ＣＡＰ２、及びＣＡＰ３と、図示されたそれぞれの制御信号Ｓ１、Ｓ２、Ｓ３、Ｓ５、及びＳ４、すなわち測定回路６０４の論理６３４によって生成される制御信号Ｓ１、Ｓ２、Ｓ３、Ｓ５、及びＳ４を介してオン（若しくはオンにされる）又はオフ（若しくは、オフにされる）になるように制御されるスイッチであって、ここではスイッチ６１８、６２０、６２６、及び６２２とを含む。スイッチ６２４は、測定回路６０４の論理６３４によって生成された信号Ｓ３によってオン又はオフにされ、測定回路６０４の測定入力に向かってスケーリングされた電圧ＶSCALEを選択的に提供する。電圧スケーリング回路６１４は、図２の電圧スケーリング回路２１４には含まれないキャパシタＣＡＰ３及びスイッチ６２６を含む。
【0079】
電圧監視システム６００は、電圧監視システム２００と類似しているため、電圧監視システム６００の同様の要素は、不必要な重複を避けるためにここでは再説明しない。電圧監視システム６００は、測定結果６３０（本明細書では「最終デジタル値６３０」とも呼ばれる）を取得し、ここで、電圧スケーリング回路６１４及び任意選択のアナログ接続６０６における電流リークＩLEAKの影響は、以下で説明するように、電圧監視システム２００と比較して低減され得る。
【0080】
１つ以上の例では、低減されたリーク電流の影響を受けた結果（すなわち、最終デジタル値６３０に対するリーク電流の影響）は、電圧スケーリング回路６１４、任意選択のアナログ接続６０６、及び測定回路６０４を利用してスケーリングされた電圧ＶDCの２つの測定を行い、２つの測定から得られた２つの値の差を計算することによって得られる。２つの測定のうちの一方、すなわち、第１のスケーリングされた電圧ＶSCALE1は、電荷共有フェーズ中にキャパシタＣＡＰ３がキャパシタＣＡＰ１及びＣＡＰ２から分離された（すなわち、切り替え可能に分離された）状態で実行され（例えば、スイッチ６２０がオンの場合にスイッチ６２６がオフにされるが、これに限定されない）、２つの測定のうちの他方、すなわち、第２のスケーリングされた電圧ＶSCALE2は、電荷共有フェーズ中にキャパシタＣＡＰ３がキャパシタＣＡＰ１及びＣＡＰ３に結合された（すなわち、切り替え可能に結合された）状態で実行される（例えば、スイッチ６２６及びスイッチ６２０がオンにされるが、これに限定されない）。２つの測定値の差とＶDCとの間の関係は、式３によって表される。
【0081】
【数3】
【数4】
【数5】
【0082】
注目すべきことは、電圧監視システム６００は、本開示の範囲を超えることなく、リーク電流が発生しないか又は無視できる程度のリーク電流が発生したか又は予想される場合に、電圧を測定し得る。非限定的な例として、電圧監視システム６００は、リーク電流を引き起こす可能性が低い温度範囲、又はサブレンジ、つまり、リーク電流を引き起こす可能性があるサブレンジの一部とそうではないサブレンジの一部とを含む温度範囲で電圧を測定し得る。
【0083】
【0084】
動作７０２において、プロセス７００は、測定回路の入力（例えば、測定回路６０４の電圧入力であるが、これに限定されない）と、測定回路よりも高い電圧ドメインに関連付けられた電圧ノード（例えば、電圧ノード６０２であるが、これに限定されない）との間に、分離されたキャパシタ（すなわち、切り替え可能に分離されたキャパシタ）を含む回路を提供する。分離されたキャパシタは、少なくとも第１のキャパシタ（例えば、図６のＣＡＰ１であるが、これに限定されない）、第２のキャパシタ（例えば、図６のＣＡＰ２であるが、これに限定されない）、及び第３のキャパシタ（例えば、図６のＣＡＰ３であるが、これに限定されない）を含む。
【0085】
非限定的な例として、電圧ノード６０２は、測定回路６０４よりも高い電圧ドメインに関連付けられるが、これは、電圧ドメインＶDOMAIN1（電圧ノード６０２に関連付けられる）が、電圧ドメインＶDOMAIN2（測定回路６０４に関連付けられる）よりも高い電圧レベルを使用して信号を表すか、又は測定回路６０４の入力範囲外の電圧レベルを使用するためである。代替的に、これは、電圧ドメインＶDOMAIN1（電圧ノード６０２に関連付けられる）よりも低い電圧レベルを使用して信号を表すドメインＶDOMAIN2（測定回路６０４に関連付けられる）として特徴付けられ得る。
【0086】
図６を参照する非限定的な例として、キャパシタＣＡＰ１、ＣＡＰ２、及びＣＡＰ３の各々の第１の端部は、接地に結合され（すなわち、切り替え可能に結合され）、キャパシタＣＡＰ１及びＣＡＰ２を結合するスイッチ６２０が信号Ｓ２に応答してオフであるので、キャパシタＣＡＰ１及びＣＡＰ２は、最初に互いから分離され（すなわち、切り替え可能に分離される）；キャパシタＣＡＰ１を電圧ノード６０２に結合するスイッチ６１８が信号Ｓ１に応答してオフであるので、ＣＡＰ１は、最初に電圧ノード６０２から分離され（すなわち、切り替え可能に分離される）；キャパシタＣＡＰ２の第２の端部を接地に結合するスイッチ６２２が信号Ｓ４に応答してオフであるので、ＣＡＰ２の第２の端部は、最初に接地から分離され（すなわち、切り替え可能に分離される）； キャパシタＣＡＰ３の各々の第２の端部をキャパシタＣＡＰ２に結合するスイッチ６２６が信号Ｓ５に応答してオフであるので、キャパシタＣＡＰ２及びＣＡＰ３は、最初に互いに分離され（すなわち、切り替え可能に分離され）；キャパシタＣＡＰ３の第２を接地に結合するスイッチ６２６及びスイッチ６２２がそれぞれ信号Ｓ５及びＳ４に応答してオフであるので、キャパシタＣＡＰ３の第２の端部は、最初に接地から分離される（すなわち、切り替え可能に分離される）。
【0087】
動作７０４において、プロセス７００は、測定回路（例えば、測定回路６０４であるが、これに限定されない）によって、電圧ノード（例えば、電圧ノード６０２におけるＶDCであるが、これに限定されない）における、電圧レベルに関連付けられた電圧レベル（例えば、測定回路６０４の入力電圧ＶINであるが、これに限定されない）を表す第１のデジタル値（例えば、デジタル値６１２の第１のものであるが、これに限定されない）を、第１、第２及び第３のキャパシタを含む回路を利用して第１の測定プロセスを実行することに少なくとも部分的に応答して（例えば、第１の測定プロセスを含む、電圧スケーリング回路６１４を利用して１つ以上の測定プロセスを実行するために、測定回路６０４における信号Ｓ１～Ｓ５及び論理６３４によるタイミング制御に応答する電圧スケーリング回路６１４を介するものがあるが、これに限定されない）生成する。
【0088】
動作７０６において、プロセス７００は、プロセッサ（例えば、プロセッサ６２８であるが、これに限定されない）によって、電圧ノードにおける電圧レベルを過渡的に表す第２のデジタル値を生成する。プロセス７００は、第１のデジタル値（例えば、第１のデジタル値６１２の第１のもの、これに限定されない）及び第１のスケーリング係数（例えば、スケーリング係数６３６ａであるが、これに限定されない）に少なくとも部分的に応答して、第２のデジタル値を生成する。第１のスケーリング係数は、第１のデジタル値によって表される電圧レベルと電圧ノードにおける電圧レベルとの間の予め指定された関係を表す。
【0089】
動作７０８において、プロセス７００は、測定回路によって、回路を利用して第２の測定プロセスを実行することに少なくとも部分的に応答して、電圧ノードにおける電圧レベルに関連する更なる電圧レベルを表す第３のデジタル値（例えば、デジタル値６１２のうちの第２のものであるが、これに限定されない）を生成する。
【0090】
動作７１０において、プロセス７００は、プロセッサによって、電圧ノードにおける更なる電圧レベルを過渡的に表す第４のデジタル値を生成する。プロセス７００は、第３のデジタル値及び第２のスケーリング係数（例えば、スケーリング係数６３６ｂであるが、これに限定されない）に少なくとも部分的に応答して第４のデジタル値を生成する。第３のデジタル値によって表される電圧レベルと電圧ノードにおける電圧レベルとの間の予め指定された関係を表す第２のスケーリング係数。
【0091】
１つ以上の例では、電圧ノードにおける電圧の電圧レベルを過渡的に表すデジタル値（例えば、動作７０６における第２のデジタル値又は動作７１０における第４のデジタル値であるが、これに限定されない）を得るために、プロセス７００は、それぞれ第１のスケーリング係数又は第２のスケーリング係数によって表される関係に少なくとも部分的に応答して、第１のデジタル値又は第３のデジタル値を調整する。
【0092】
動作７１２において、プロセス７００は、動作７０６及び動作７１０においてそれぞれプロセッサによって生成された第２のデジタル値及び第４のデジタル値に少なくとも部分的に応答して、電圧ノードにおける電圧レベルを表す最終値を生成する。
【0093】
図８及び図９は、それぞれ、１つ以上の実施例による、第１の測定プロセス８００及び第２の測定プロセス９００を示すフロー図である。第１の測定プロセス８００及び第２の測定プロセス９００は、プロセス７００で実行される第１の測定プロセス及び第２の測定プロセスの非限定的な例である。
【0094】
図８を参照すると、動作８０２において、第１の測定プロセス８００は、測定回路の入力（例えば、測定回路６０４の電圧入力であるが、これに限定されない）と、測定回路よりも高い電圧ドメインに関連付けられた電圧ノード（例えば、電圧ノード６０２であるが、これに限定されない）との間に、分離されたキャパシタ（例えば、電圧スケーリング回路６１４の切り替え可能に分離されたキャパシタであるが、これに限定されない）を任意選択的に提供する。分離されたキャパシタは、少なくとも第１のキャパシタ（例えば、図６のＣＡＰ１であるが、これに限定されない）、第２のキャパシタ（例えば、図６のＣＡＰ２であるが、これに限定されない）、及び第３のキャパシタ（例えば、図６のＣＡＰ３であるが、これに限定されない）を含む。
【0095】
図６を参照する非限定的な例として、キャパシタＣＡＰ１及びＣＡＰ２は、ＣＡＰ１とＣＡＰ２とを結合するスイッチ６２０が信号Ｓ２に応答してオフであるので、最初に互いに分離され（すなわち、切り替え可能に分離される）；キャパシタＣＡＰ１を電圧ノード６０２に結合するスイッチ６１８が信号Ｓ１に応答してオフであるので、ＣＡＰ１は、最初に電圧ノード６０２から分離され（すなわち、切り替え可能に分離される）；キャパシタＣＡＰ２及びキャパシタＣＡＰ３は、ＣＡＰ２及びＣＡＰ３の第２の端部を結合するスイッチ６２６が信号Ｓ５に応答してオフであるので、最初に互いから分離され（すなわち、切り替え可能に分離され）；ＣＡＰ２の第２の端部は、ＣＡＰ２の第２の端部を接地に結合するスイッチ６２２が信号Ｓ４に応答してオフであるので、最初に接地から分離される（すなわち、切り替え可能に分離される）。
【0096】
動作８０４において、第１の測定プロセス８００は、電圧ノードにおける電圧に応答して第１のキャパシタの完全充電を開始するために、第１のキャパシタと電圧ノードとを結合する（例えば、スイッチ６１８が信号Ｓ１に応答してオンにされるが、これに限定されない）。
【0097】
動作８０６において、第１の測定プロセス８００は、第２のキャパシタの放電を開始するために、２つの接地接続の間に第２のキャパシタを結合する（例えば、ＣＡＰ２が２つの接地接続の間に直列に結合されるように、第２のキャパシタＣＡＰ２の第２の端部を接地に結合する信号Ｓ４に応答して、スイッチ６２２がオンにされるが、これに限定されない）。
【0098】
動作８０８において、第１の測定プロセス８００は、第１のキャパシタの充電及び第２のキャパシタの放電をそれぞれ終了させるために、第１のキャパシタ及び電圧ノードを分離し（例えば、スイッチ６１８は信号Ｓ１に応答してオフにされるが、これに限定されない）、キャパシタの第２の端部を接地から分離する（例えば、スイッチ６２２は、信号Ｓ５に応答してオフにされるが、これに限定されない）。
【0099】
動作８１０において、第１の測定プロセス８００は、第１のキャパシタの電荷を第２のキャパシタと共有するために、第２のキャパシタ及び第１のキャパシタを結合する（例えば、ＣＡＰ１及びＣＡＰ２が並列に結合されるように、スイッチ６２０が信号Ｓ２に応答してオンにされるが、これに限定されない）。
【0100】
動作８１２において、第１の測定プロセス８００は、電圧ノードにおける電圧に比例する測定回路の入力における電圧（例えば、電圧ノードにおける電圧レベルに比例する電圧レベルを有する第１のスケーリングされた電圧）を生成するために、測定回路の入力と、並列に結合された第１のキャパシタ及び第２のキャパシタを含む回路とを結合する（例えば、測定入力、ＣＡＰ１及びＣＡＰ２が並列に結合されるように、スイッチ６２４が信号Ｓ４に応答してオンにされるが、これに限定されない）。
【0101】
図９を参照すると、任意選択の動作９０２において、第２の測定プロセス９００は、第１のキャパシタ、第２のキャパシタ、及び測定回路の入力を分離する（すなわち、切り替え可能に分離する）。第２の測定プロセス９００は、キャパシタＣＡＰ３を利用することによって、少なくとも部分的に第１の測定プロセス８００とは異なる。第２の測定プロセス９００が第１の測定プロセス８００に続く場合、電圧ノード及び第１のキャパシタは、すでに分離されている（すなわち、切り替え可能に分離されている）。したがって、スイッチ６１８は信号Ｓ１に応答してオフになり、スイッチ６２０は信号Ｓ２に応答してオフにされ、スイッチ６２６は信号Ｓ５に応答してオフになり、スイッチ６２２は信号Ｓ４に応答してオフになり、スイッチ６２４は信号Ｓ３に応答してオフにされる。
【0102】
動作９０４において、第２の測定プロセス９００は、第２のキャパシタ及び第３のキャパシタを結合する（すなわち、切り替え可能に結合する）（例えば、スイッチ６２６は、第２のキャパシタ及び第３のキャパシタが並列に結合されるように、信号Ｓ５に応答してオンにされるが、これに限定されない）。
【0103】
動作９０６において、第２の測定プロセス９００は、電圧ノードにおける電圧に応答して第１のキャパシタの完全充電を開始するために、第１のキャパシタと電圧ノードとを結合する（すなわち、切り替え可能に結合する）（例えば、スイッチ６１８は、信号Ｓ１に応答してオンにされるが、これに限定されない）。
【0104】
動作９０８において、第２の測定プロセス９００は、並列結合された第２／第３のキャパシタを放電するために、２つの接地接続の間に直列に結合された第２／第３のキャパシタを結合する（すなわち、切り替え可能に結合する）（例えば、スイッチ６２２は、信号Ｓ４に応答してオンにされ、並列結合された第２／第３のキャパシタＣＡＰ２／ＣＡＰ３の第２の端部を接地に結合するが、これに限定されない）。
【0105】
動作９１０において、第２の測定プロセス９００は、第１のキャパシタの充電及び結合された第２／第３のキャパシタの放電をそれぞれ終えるため（例えば、スイッチ６１８及び６２２は、それぞれ信号Ｓ１及びＳ４に応答してオフにされるが、これに限定されない）に、第１のキャパシタ及び電圧ノードを分離し（すなわち、切り替え可能に分離し）、結合された第２／第３のキャパシタの第２の端部を接地から分離する（すなわち、切り替え可能に分離する）。
【0106】
動作９１２において、第２の測定プロセス９００は、第１のキャパシタの電荷を結合された第２／第３のキャパシタと共有するために、第１、第２、及び第３のキャパシタを結合する（例えば、スイッチ６２０は、信号Ｓ２に応答してオンにされ、スイッチ６２６は、ＣＡＰ１、ＣＡＰ２、及びＣＡＰ３が並列に結合されるように、信号Ｓ３に応答してすでにオンであるが、これに限定されない）。
【0107】
動作９１４において、第２の測定プロセス９００は、電圧ノードにおける電圧レベルに比例する測定回路の入力における更なる電圧レベル（例えば、電圧ノードにおける電圧レベルに比例する電圧レベルを有する第２のスケーリングされた電圧）を生成するために、測定回路の入力と、結合された第１、第２、及び第３のキャパシタを含む回路とを結合する（例えば、スイッチ６２４が信号Ｓ４に応答してオンにされるが、これに限定されない）。
【0108】
図１０は、アナログ試験バス１０１４を高電圧ノード、ここでは第１の高電圧ノード１００６及び第２の高電圧ノード１００８に結合するために、各スケーリング回路、ここでは第１のスケーリング接続１０１０及び第２のスケーリング接続１０１２のレイアウト面積コストが比較的小さいため、複数のスケーリング接続を含むＩＣ １０００を示す概略図である。加えて、第１のＳＡＲ ＡＤＣ１００２及び第２のＳＡＲ ＡＤＣ１０１６が提供され、それぞれがアナログ試験バス１０１４に結合され、それぞれがそれぞれの出力をプロセッサ１００４に提供する。プロセッサ１００４は、１つ以上のスケーリング係数１０１８を含む。
【0109】
第１のスケーリング接続１０１０を介してアナログ試験バス１０１４に結合された第１の高電圧ノード１００６の、アナログ試験バス１０１４を介した想定される測定に対して、第１の高電圧ノード１００６のスケーリングされた電圧ＶSCALEの値は、ＳＡＲ ＡＤＣ１００２によって決定され、プロセッサ１００４に提供される。第２のスケーリング接続１０１２を介してアナログ試験バス１０１４に結合された第２の高電圧ノード１００８の、アナログ試験バス１０１４を介した想定される測定に対して、第２の高電圧ノード１００８のスケーリングされた電圧ＶSCALEの値は、ＳＡＲ ＡＤＣ １０１６によって読みだされ、プロセッサ１００４に提供される。各々がそれぞれのＳＡＲ ＡＤＣを備えた複数のＨＶノードを同時にサポートすることで、高速並列測定が可能になり得る。これにより、測定時間が短縮され、製品テストに利益をもたらし得る。
【0110】
図１１は、測定プロセス４００による電圧監視システム２００の想定される動作中の図２の信号Ｓ１、Ｓ２、Ｓ３、及びＳ４を示すタイミング図１１００であり、高い値は、それぞれのスイッチがオンになるように信号がアサートされることを示し、低い値は、それぞれのスイッチがオフになるように信号がデアサートされることを示す。
【0111】
時間Ｔ１において、信号Ｓ１及びＳ４がアサートされてスイッチ２１８及び２２２をオンにし、それによって、第１のキャパシタＣＡＰ１を電圧ノード２０２に結合し、第２のキャパシタＣＡＰ２の第２の端部を２つの接地接続の間に直列に結合する。時間Ｔ２において、信号Ｓ１及びＳ４がデアサートされてスイッチ２１８及び２２２をオフにし、それによって、第１のキャパシタＣＡＰ１及び電圧ノード２０２を分離し、第２のキャパシタＣＡＰ２の第２の端部を２つの接地接続のうちの第２のものから分離する。時間Ｔ３において、信号Ｓ２がアサートされてスイッチ２２０をオンにし、第１のキャパシタＣＡＰ１と第２のキャパシタＣＡＰ２との間の電荷共有を開始する。時間Ｔ４において、信号Ｓ３がアサートされてスイッチ２２４をオンにし、電圧ノード２０２における電圧に比例した電圧が測定回路２０４の入力において生成される。時間Ｔ５において、信号Ｓ３はデアサートされてスイッチ２２４をオフにし、測定回路２０４の入力における電圧の生成を終了する。信号Ｓ２はアサートされたままであり、スイッチ２２０は、時間Ｔ３から時間Ｔ５に相応する時間又はその後の時間までオンである。特定の非限定的な例では、時間Ｔ２からＴ３までの時間スキューは１００ナノ秒（ｎｓ）であり、時間Ｔ３からＴ４までは１００ｎｓであり、Ｔの周期は１００μｓである。
【0112】
図１２は、第２の測定プロセス９００による電圧監視システム６００の想定される動作中の図６の信号Ｓ１、Ｓ２、Ｓ３、Ｓ４及びＳ５を示すタイミング図１２００である。注目すべきことに、第１の測定プロセス８００による電圧監視システム６００の想定される動作についてのタイミング図は、信号Ｓ５が示された全期間にわたってデアサートされるタイミング図１１００と実質的に一致する。
【0113】
概して、タイミング図１２００の時間Ｔ１、Ｔ２、Ｔ３、Ｔ４、及びＴ５の説明は、タイミング図１１００の説明と同じである。時間Ｔ１において、信号Ｓ５がアサートされてスイッチ６２６をオンにし、キャパシタＣＡＰ３とキャパシタＣＡＰ２とを並列に結合する。信号Ｓ５は、図１２に示される全期間Ｔ（時間Ｔ１～時間Ｔ６）にわたってアサートされる。
【0114】
本開示で使用するとき、複数の要素を指す、「組み合わせ」という用語は、全ての要素の組み合わせ、又はいくつかの要素の様々な異なる部分的組み合わせのうちのいずれかを含み得る。例えば、「Ａ、Ｂ、Ｃ、Ｄ、又はそれらの組み合わせ」という句は、Ａ、Ｂ、Ｃ、又はＤ；Ａ、Ｂ、Ｃ、及びＤの各々の組み合わせ；並びにＡ、Ｂ、Ｃ、又はＤの任意の部分的組み合わせ、例えば、Ａ、Ｂ、及びＣ；Ａ、Ｂ、及びＤ；Ａ、Ｃ、及びＤ；Ｂ、Ｃ、及びＤ；Ａ及びＢ；Ａ及びＣ；Ａ及びＤ；Ｂ及びＣ；Ｂ及びＤ；又はＣ及びＤのうちのいずれか１つを指し得る。
【0115】
本開示で使用される用語、及び特に添付の特許請求の範囲（例えば、限定するものではないが、添付の特許請求の範囲の本文）において使用される用語は、概して、「オープン」用語として意図される（例えば、「含んでいる（including）」という用語は、「含んでいるが、これに限定されない」と解釈されるべきであり、「有している（having）」という用語は、「少なくとも有している」と解釈されるべきであり、「含む（includes）」という用語は、限定するものではないが、「含むが、これに限定されない」と解釈されるべきである）。本明細書で使用される場合、「各々」という用語は、一部又は全体を意味する。本明細書で使用される場合、「各々及び全て」という用語は、全体を意味する。
【0116】
追加的に、特定の数の導入された特許請求項列挙が意図される場合、そのような意図は特許請求項に明示的に列挙されることになり、そのような列挙がない場合には、そのような意図は存在しない。例えば、理解を助けるものとして、以下の添付の請求項は、請求項の列挙を導入するための導入句「少なくとも１つ」及び「１つ以上」の使用を含むことがある。しかしながら、かかる句の使用は、たとえ同じ特許請求の範囲が「１つ以上の」又は「少なくとも１つの」という導入句、及び「ａ」又は「ａｎ」などの不定冠詞を含む場合であっても、「ａ」又は「ａｎ」という不定冠詞による特許請求の範囲の記載の導入が、かかる導入された特許請求の範囲の記載を含む任意の特定の特許請求の範囲を、たった１つのかかる記載を含む実施形態に限定するものと解釈されるべきではない（例えば、「ａ」及び／又は「ａｎ」は、限定するものではないが、「少なくとも１つ」又は「１つ以上」を意味すると解釈されるべきである）。特許請求項列挙を導入するために使用される明確な冠詞の使用についても同じことが当てはまる。
【0117】
加えて、導入された特許請求の範囲に記載の特定の数が明示的に記載されている場合であっても、当業者は、かかる記載が少なくとも記載された数を意味すると解釈されるべきであることを、認識するであろう（例えば、他の修飾語なしでの「２つの記載」の明白な記載は、限定するものではないが、少なくとも２つの記載又は２つ以上の記載を意味する）。更に、「Ａ、Ｂ、及びＣなどのうちの少なくとも１つ」又は「Ａ、Ｂ、及びＣなどのうちの１つ以上」に類似した慣例が使用される場合、一般に、そのような構造は、Ａのみ、Ｂのみ、Ｃのみ、Ａ及びＢを一緒に、Ａ及びＣを一緒に、Ｂ及びＣを一緒に、又はＡ、Ｂ、及びＣを一緒に含むことを意図する。
【0118】
更に、２つ以上の代替用語を提示する任意の離接語又は語句は、明細書、特許請求の範囲、又は図面にかかわらず、用語のうちの１つ、用語のいずれか又は両方の用語を含む可能性を企図するものと理解されるべきである。例えば、語句「Ａ又はＢ」は、「Ａ」又は「Ｂ」又は「Ａ及びＢ」の可能性を含むと理解されるべきである。
【0119】
更なる非限定的な例は、以下を含む。
【0120】
実施例１：本方法は、測定回路の入力と測定回路よりも高い電圧ドメインに関連付けられた電圧ノードとの間に、少なくとも第１のキャパシタと第２のキャパシタとを含む分離されたキャパシタを含む回路を提供するステップと、測定回路によって、回路を利用して測定プロセスを実行することに少なくとも部分的に応答して、電圧ノードにおける電圧レベルに関連する電圧レベルを表す第１のデジタル値を生成するステップと、プロセッサによって、第１のデジタル値、及び第１のデジタル値によって表される電圧レベルと電圧ノードにおける電圧レベルとの間の予め指定された関係を表すスケーリング係数に少なくとも部分的に応答して、電圧ノードにおける電圧レベルを表す第２のデジタル値を生成するステップと、を含む。
【0121】
実施例２：測定プロセスは、第１のキャパシタの完全充電を開始するために、第１のキャパシタと電圧ノードとを結合するステップと、第２のキャパシタの完全放電を開始するために、第２のキャパシタを２つの接地接続の間に直列に結合するステップと、第１のキャパシタ及び第２のキャパシタのそれぞれの充電及び放電を終了するために、電圧ノードから第１のキャパシタを分離し、２つの接地接続のうちの１つから第２のキャパシタを分離するステップと、第１のキャパシタの電荷を第２のキャパシタと共有するために、第１のキャパシタ及び第２のキャパシタを並列に結合するステップと、電圧ノードにおける電圧レベルに比例する測定回路の入力における電圧レベルを生成するために、測定回路の入力と、並列結合された第１のキャパシタ及び第２のキャパシタを含む回路とを結合するステップと、を含む、実施例１に記載の方法。
【0122】
実施例３：装置であって、第１のデジタル値を生成するための測定回路であって、第１のデジタル値は、測定回路の入力における電圧レベルを表し、測定回路は、測定プロセスのための制御信号を生成するための論理を含む、測定回路と、測定回路の入力を、測定回路よりも高い高電圧ドメインに関連付けられた電圧ノードに結合するための電圧スケーリング回路であって、測定回路の論理によって生成された制御信号に応答して、電圧スケーリング回路の入力電圧と出力電圧との間の予め指定された関係に従ってスケーリングされた電圧を生成する、電圧スケーリング回路と、プロセッサであって、第１のデジタル値、及び電圧スケーリング回路の入力電圧と出力電圧との間の予め指定された関係を表すスケーリング係数に少なくとも部分的に応答して、電圧ノードにおける電圧レベルを表す第２のデジタル値を生成するための、プロセッサと、を含む、装置。
【0123】
実施例４：電圧スケーリング回路は、第１のキャパシタと、第２のキャパシタと、測定プロセスのための制御信号に少なくとも部分的に応答して、第１のキャパシタと第２のキャパシタとを交互に結合又は分離するためのスイッチと、を含む、実施例３に記載の装置。
【0124】
実施例５：測定プロセスのための制御信号は、電圧スケーリング回路を制御して、第１のキャパシタの完全充電を開始するために、第１のキャパシタと電圧ノードとを結合し、第２のキャパシタの放電を開始するために、第２のキャパシタを接地接続の間に直列に結合し、第１のキャパシタの充電及び第２のキャパシタの放電を終了するために、第１のキャパシタと電圧ノードとを分離し、第２のキャパシタと接地接続とを分離し、第１のキャパシタの電荷を第２のキャパシタと共有するために、第２のキャパシタ及び第１のキャパシタを結合し、かつ電圧ノードにおける電圧レベルに比例する測定回路の入力における電圧レベルを生成するために、測定回路の入力と、結合された第１のキャパシタ及び第２のキャパシタとを結合する、実施例３又は４に記載の装置。
【0125】
実施例６：電圧スケーリング回路は、第１のキャパシタに切り替え可能に結合するための入力と、第１のキャパシタ及び第２のキャパシタに切り替え可能に結合するための出力と、を含む、実施例３～５のいずれか１つに記載の装置。
【0126】
実施例７：測定回路は、逐次比較型レジスタ（ＳＡＲ）アナログデジタル変換器（ＡＤＣ）を含む、実施例３～６のいずれか１つに記載の装置。
【0127】
実施例８：測定回路を電圧スケーリング回路に結合するためのアナログ接続を含む、実施例３～７のいずれか１つに記載の装置。
【0128】
実施例９：本方法は、測定回路の入力と測定回路よりも高い電圧ドメインに関連付けられた電圧ノードとの間に、少なくとも第１のキャパシタと、第２のキャパシタと、第３のキャパシタとを含む分離されたキャパシタを含む回路を提供するステップと、測定回路によって、回路を利用して第１の測定プロセスを実行することに少なくとも部分的に応答して、電圧ノードにおける電圧レベルに関連する電圧レベルを表す第１のデジタル値を生成するステップと、プロセッサによって、第１のデジタル値、及び第１のデジタル値によって表される電圧レベルと電圧ノードにおける電圧レベルとの間の予め指定された関係を表す第１のスケーリング係数に少なくとも部分的に応答して、電圧ノードにおける電圧レベルを過渡的に表す第２のデジタル値を生成するステップと、測定回路によって、回路を利用して第２の測定プロセスを実行することに少なくとも部分的に応答して、電圧ノードにおける電圧レベルに関連する更なる電圧レベルを表す第３のデジタル値を生成するステップと、プロセッサによって、第３のデジタル値及び第２のスケーリング係数に少なくとも部分的に応答して、電圧ノードにおける電圧レベルを過渡的に表す第４のデジタル値を生成するステップと、第２のデジタル値及び第４のデジタル値に少なくとも部分的に応答して、電圧ノードにおける電圧レベルを表す最終デジタル値を生成するステップと、を含む、方法。
【0129】
実施例１０：第１の測定プロセスは、第１のキャパシタの完全充電を開始するために、第１のキャパシタと電圧ノードとを結合するステップと、第２のキャパシタの放電を開始するために、第２のキャパシタを２つの接地接続の間に直列に結合するステップと、第１のキャパシタの充電及び第２のキャパシタの放電をそれぞれ終了するために、第１のキャパシタと電圧ノードとを分離し、第２のキャパシタと接地接続とを分離するステップと、第１のキャパシタの電荷を第２のキャパシタと共有するために、第１のキャパシタ及び第２のキャパシタを結合するステップと、電圧ノードにおける電圧レベルに比例する測定回路の入力における電圧レベルを生成するために、測定回路の入力と、結合された第１のキャパシタ及び第２のキャパシタを含む回路とを結合するステップと、を含む、実施例９に記載の方法。
【0130】
実施例１１：第２の測定プロセスは、第２のキャパシタと第３のキャパシタとを結合するステップと、第１のキャパシタの完全充電を開始するために、第１のキャパシタと電圧ノードとを結合するステップと、結合された第２のキャパシタ及び第３のキャパシタの放電を開始するために、結合された第２のキャパシタ及び第３のキャパシタを２つの接地接続の間に結合するステップと、第１のキャパシタの充電及び結合された第２のキャパシタ並びに第３のキャパシタの放電をそれぞれ終えるために、第１のキャパシタを電圧ノードから分離し、結合された第１のキャパシタ及び第２のキャパシタの一端を２つの接地接続のうちの１つから分離するステップと、第１のキャパシタの電荷を結合された第２のキャパシタ及び第３のキャパシタと共有するために、第１のキャパシタと結合された第２のキャパシタ及び第３のキャパシタとを結合するステップと、電圧ノードにおける電圧レベルに比例する更なる電圧レベルを測定回路の入力において生成するために、測定回路の入力と、結合された第１、第２、及び第３のキャパシタを含む回路とを結合するステップと、を含む、実施例９又は１０に記載の方法。
【0131】
実施例１２：装置であって、測定回路の入力における電圧レベルを表すデジタル値を生成するための測定回路であって、第１の測定プロセスのための制御信号と第２の測定プロセスのための制御信号とを含む制御信号を生成するための論理を含む、測定回路と、測定回路の入力を、測定回路よりも高い電圧ドメインに関連付けられた電圧ノードに結合するための電圧スケーリング回路であって、測定回路の論理によって生成された第１の測定プロセスのための制御信号に応答して、電圧スケーリング回路の入力電圧と出力電圧との間の第１の予め指定された関係に従って、測定回路の入力において第１のスケーリングされた電圧を生成し、測定回路の論理によって生成された第２の測定プロセスのための制御信号に応答して、電圧スケーリング回路の入力電圧と出力電圧との間の第２の予め指定された関係に従って、測定回路の入力において第２のスケーリングされた電圧を生成する、電圧スケーリング回路と、電圧スケーリング回路の入力電圧と出力電圧との間の第１の予め指定された関係を表す第１のスケーリング係数と、電圧スケーリング回路の入力電圧と出力電圧との間の第２の予め指定された関係を表す第２のスケーリング係数と、測定回路によって生成されたデジタル値と、に少なくとも部分的に応答して、電圧ノードにおける電圧レベルを過渡的に表すデジタル値を生成するためのプロセッサと、を含む、装置。
【0132】
実施例１３：測定回路によって生成されるデジタル値は、第１の測定プロセスのための制御信号に応答して電圧スケーリング回路によって生成された第１のスケーリングされた電圧を表す第１のデジタル値と、第２の測定プロセスのための制御信号に応答して電圧スケーリング回路によって生成された第２のスケーリングされた電圧を表す第２のデジタル値と、を含む、実施例１２に記載の装置。
【0133】
実施例１４：電圧スケーリング回路は、第１のキャパシタと、第２のキャパシタと、第３のキャパシタと、第１の測定プロセス及び第２の測定プロセスの各々のための制御信号に少なくとも部分的に応答して、第１のキャパシタ、第２のキャパシタ、及び第３のキャパシタを交互に結合し、又は分離するためのスイッチと、を含む、実施例１２又は１３に記載の装置。
【0134】
実施例１５：第１の測定プロセスのための制御信号は、電圧スケーリング回路を制御して、第１のキャパシタの充電を開始するために、第１のキャパシタと電圧ノードとを結合し、第２のキャパシタの放電を開始するために、第２のキャパシタを２つの接地接続の間に結合し、第１のキャパシタの充電及び第２のキャパシタの放電を終えるために、第１のキャパシタを電圧ノードから分離し、第２のキャパシタの一端及び２つの接地接続のうちの１つを分離し、第１のキャパシタの電荷を第２のキャパシタと共有するために、第１のキャパシタと第２のキャパシタとを結合し、かつ電圧ノードにおける電圧レベルに比例する測定回路の入力における電圧レベルを生成するために測定回路の入力と電圧スケーリング回路の出力とを結合する、実施例１２～１４のいずれか１つに記載の装置。
【0135】
実施例１６：第２の測定プロセスのための制御信号は、電圧スケーリング回路を制御して、第２のキャパシタと第３のキャパシタとを結合し、第１のキャパシタの充電を開始するために、第１のキャパシタと電圧ノードとを結合し、結合された第２のキャパシタ及び第３のキャパシタの放電を開始するために、結合された第２のキャパシタ及び第３のキャパシタを２つの接地接続の間に結合し、第１のキャパシタの充電及び結合された第２のキャパシタ並びに第３のキャパシタの放電を終えるために、第１のキャパシタを電圧ノードから分離し、結合された第２のキャパシタ及び第３のキャパシタの一端を２つの接地接続のうちの１つから分離し、第１のキャパシタの電荷を結合された第２のキャパシタ及び第３のキャパシタと共有するために、第１のキャパシタと結合された第２のキャパシタ及び第３のキャパシタとを結合し、かつ電圧ノードにおける電圧レベルに比例する測定回路の入力における更なる電圧レベルを生成するために、測定回路の入力と電圧スケーリング回路の出力とを結合する、実施例１２～１５のいずれか１つに記載の装置。
【0136】
実施例１７：測定回路は、逐次比較型レジスタ（ＳＡＲ）アナログデジタル変換器（ＡＤＣ）を含む、実施例１２～１６のいずれか１つに記載の装置。
【0137】
実施例１８：測定回路を電圧スケーリング回路に結合するためのアナログ接続を含む、実施例１２～１７のいずれか１つに記載の装置。
【0138】
実施例１９：電子システムであって、少なくとも２つの逐次比較型レジスタ（ＳＡＲ）アナログデジタル変換器（ＡＤＣ）と、第１のスケーリング接続と、第２のスケーリング接続と、第１のスケーリング接続及び第２のスケーリング接続によって提供される電圧信号を少なくとも２つのＳＡＲ ＡＤＣのいずれか１つにルーティングするためのバスと、バスによってルーティングされた電圧信号のレベルと、第１のスケーリング接続及び第２のスケーリング接続のそれぞれの入力に結合されたそれぞれのデバイスによって生成された電圧信号のレベルとの間の関係を表すスケーリング係数を有するプロセッサと、を含み、第１のスケーリング接続及び第２のスケーリング接続のそれぞれの入力に結合されたそれぞれのデバイスは各々、ＳＡＲ ＡＤＣの電圧ドメインよりも高い電圧ドメインを有する、電子システム。
【0139】
本開示は、特定の例示される実施形態に関して本明細書に記載されているが、当業者は、本発明がそのように限定されないことを認識し、理解するであろう。むしろ、以下にそれらの法的等価物とともに特許請求されるような本発明の範囲から逸脱することなく、例示され、説明される実施形態に対して数多くの追加、削除、及び修正を行うことができる。加えて、一実施形態の特徴は、本発明者によって想到されるように、別の開示した実施形態の特徴と組み合わせることができるが、それでも、本開示の範囲内に包含される。
【図1】
【図2】
【図3】
【図4】
【図5】
【図6】
【図7A】
【図7B】
【図8】
【図9】
【図10】
【図11】
【図12】
【国際調査報告】