一种低温自适应芯片及用于芯片的低温自适应方法与流程

1.本发明涉及芯片技术领域，特别涉及一种低温自适应芯片及用于芯片的低温自适应方法。


背景技术：

2.芯片工作的温度等级，是指自然环境温度，即整机或者模块长年累月面对的气候温度，由于芯片对自然环境和对工作环境温度的适应性有差异，因此芯片工作的温度等级限制了芯片的应用范围。不同等级的芯片对工作温度的要求不同，如商业级芯片可以工作在0℃
‑
70℃，工业级芯片可以工作在
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40℃
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85℃，汽车级芯片可以工作在
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40℃
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125℃，军用级芯片则可以工作在
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55℃
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125℃的温度范围内，若在工作温度范围外工作，芯片的精度会变得很差，甚至无法启动，降低了芯片的性能。现有技术中，对于低温环境下处于异常状态的芯片，需要断电重启，并且需要根据外界环境温度判断是否可以重启，降低了用户的使用体验感。


技术实现要素：

3.有鉴于此，本发明的目的在于提供一种温度自适应芯片及用于芯片的温度自适应方法，能够实现芯片的温度自适应能力。其具体方案如下：
4.第一方面，本技术公开了一种温度自适应芯片，包括：
5.温度传感器，用于实时获取芯片的内部温度；
6.与所述温度传感器连接的复位模块，用于根据所述内部温度与预存芯片低温阈值的大小关系，向芯片逻辑电路发送相应的复位电平信号；
7.与所述复位模块连接的所述芯片逻辑电路，用于根据所述复位电平信号启动执行逻辑运算或停止执行逻辑运算；
8.与所述芯片逻辑电路连接的时钟模块，用于向所述芯片逻辑电路发送时钟信号，并通过自身晶体振荡器在产生时钟信号的过程中产热。
9.可选的，所述复位模块，包括：
10.温度判断单元，用于判断所述内部温度与所述芯片低温阈值的大小关系，并根据判断结果输出相应的电平信号；
11.与所述温度判断单元连接的复位电平信号触发单元，用于根据所述电平信号输出相应的所述复位电平信号。
12.可选的，所述温度判断单元，用于若判断出所述内部温度小于所述芯片低温阈值则输出第一预设电平信号；
13.相应的，所述复位电平信号触发单元，用于根据接收到的所述第一预设电平信号，向所述芯片逻辑电路发送第一预设复位电平信号，以使所述芯片逻辑电路停止执行逻辑运算。
14.可选的，所述温度判断单元，用于若判断出所述内部温度大于所述芯片低温阈值
则输出第二预设电平信号；
15.相应的，所述复位电平信号触发单元，用于根据接收到的所述第二预设电平信号，向所述芯片逻辑电路发送第二预设复位电平信号，以使所述芯片逻辑电路启动执行逻辑运算。
16.可选的，所述复位电平信号触发单元为逻辑元件；
17.其中，所述逻辑元件的第一输入端用于接收上电信号，所述逻辑元件的第二输入端用于接收所述电平信号，所述逻辑元件的输出端用于根据所述上电信号和所述电平信号输出相应的输出电平信号作为所述复位电平信号。
18.第二方面，本技术公开了一种用于芯片的温度自适应方法，包括：
19.获取本地温度传感器实时采集的芯片的内部温度；
20.根据所述内部温度与预存芯片低温阈值的大小关系，向芯片逻辑电路发送相应的复位电平信号，以便所述芯片逻辑电路根据所述复位电平信号启动执行逻辑运算或停止执行逻辑运算，并通过本地时钟模块向所述芯片逻辑电路发送时钟信号，以及利用所述时钟模块的晶体振荡器在产生所述时钟信号的过程中产热。
21.可选的，所述根据所述内部温度与预存芯片低温阈值的大小关系，向芯片逻辑电路发送相应的复位电平信号，包括：
22.若所述内部温度小于所述芯片低温阈值，则向所述芯片逻辑电路发送第一预设复位电平信号，以使所述芯片逻辑电路停止运行；
23.若所述内部温度大于所述芯片低温阈值，则向所述芯片逻辑电路发送第二预设复位电平信号，以使所述芯片逻辑电路启动运行。
24.第三方面，本技术公开了一种电子设备，包括：
25.存储器，用于保存计算机程序；
26.处理器，用于执行所述计算机程序，以实现前述的温度自适应方法。
27.第四方面，本技术公开了一种计算机可读存储介质，用于存储计算机程序；其中计算机程序被处理器执行时实现前述的温度自适应方法。
28.本技术中，通过温度传感器实时获取芯片的内部温度；然后通过与所述温度传感器连接的复位模块，根据所述内部温度与预存芯片低温阈值的大小关系，向芯片逻辑电路发送相应的复位电平信号，以便所述芯片逻辑电路根据所述复位电平信号启动执行逻辑运算或停止执行逻辑运算，并且，同时利用内部时钟模块向所述芯片逻辑电路发送时钟信号，以通过时钟模块自身晶体振荡器在产生时钟信号的过程中产热。可见，通过根据芯片内部温度向芯片逻辑电路发送相应的复位电平信号，以实现对芯片逻辑电路工作模式的控制，避免在芯片不合适的环境温度下依旧工作，从而避免因逻辑电路混乱导致获取的数据准确度差的问题，并且，本实施例中如果温度不符合要求只停止芯片逻辑电路的运行，当时钟模块内晶体振荡器产生的热量使芯片的内部温度升高至大于芯片低温阈值时，此时的复位电平信号使芯片逻辑电路启动执行逻辑运算，从而避免现有技术中芯片因温度不合适停止运行后需要人工重启的问题。
附图说明
29.为了更清楚地说明本发明实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现
有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本发明的实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据提供的附图获得其他的附图。
30.图1为本技术提供的一种低温自适应芯片结构框图；
31.图2为本技术提供的一种具体的低温自适应芯片结构框图；
32.图3为本技术提供的一种作为复位电平信号触发单元的逻辑元件示意图；
33.图4为本技术提供的与图3的逻辑元件对应的真值表；
34.图5为本技术提供的一种用于芯片的低温自适应法流程图；
35.图6为本技术提供的一种电子设备结构图。
具体实施方式
36.现有技术中，芯片若在工作温度范围外工作，芯片的精度会变得很差，降低了芯片的性能，对于低温环境下处于异常状态的芯片，需要断电重启，并且需要根据外界环境温度判断是否可以重启，降低了用户的使用体验感。为克服上述技术问题，本技术提出一种低温自适应芯片，能够提高芯片的性能。
37.本技术实施例公开了一种低温自适应芯片，参见图1所示，该低温自适应芯片包括：
38.温度传感器11，用于实时获取芯片的内部温度。
39.本实施例中，低温自适应芯片内部设有温度传感器，该温度传感器会实时采集芯片的内部温度。
40.与所述温度传感器连接的复位模块12，用于根据所述内部温度与预存芯片低温阈值的大小关系，向芯片逻辑电路发送相应的复位电平信号。
41.本实施例中，上述温度传感器11采集到芯片的内部温度后，将上述芯片内部温度传输给相连的复位模块12，复位模块12接收到上述内部温度后，根据上述内部温度与预存芯片低温阈值的大小关系，向芯片逻辑电路发送相应的复位电平信号。可以理解的是，当芯片低于低温阈值时候，芯片的性能准确度会下降，甚至可能无法启动。
42.本实施例中，上述复位模块12具体可以包括温度判断单元和与温度判断单元连接的复位电平信号触发单元；其中，温度判断单元，用于判断所述内部温度与所述芯片低温阈值的大小关系，并根据判断结果输出相应的电平信号；复位电平信号触发单元，用于根据所述电平信号输出相应的所述复位电平信号。即温度判断单元会根据内部温度与芯片低温阈值的大小关系输出相应的电平信号，并由复位电平信号触发单元在接收到上述电平信号后，根据电平信号输出相应的复位电平信号。
43.具体的，本实施例中，所述温度判断单元，可以用于若判断出所述内部温度小于所述芯片低温阈值则输出第一预设电平信号；相应的，所述复位电平信号触发单元，可以用于根据接收到的所述第一预设电平信号，向所述芯片逻辑电路发送第一预设复位电平信号，以使所述芯片逻辑电路停止执行逻辑运算。同理，所述温度判断单元，可以用于若判断出所述内部温度大于所述芯片低温阈值则输出第二预设电平信号；相应的，所述复位电平信号触发单元，可以用于根据接收到的所述第二预设电平信号，向所述芯片逻辑电路发送第二预设复位电平信号，以使所述芯片逻辑电路启动执行逻辑运算。即当获取的芯片的内部温
度低于低温阈值时，由复位模块向芯片逻辑电路发送的为第一预设复位电平信号，当获取的芯片的内部温度高于低温阈值时，复位模块向芯片逻辑电路发送的为第二预设复位电平信号。
44.本实施例中，所述复位电平信号触发单元可以为逻辑元件；其中，所述逻辑元件的第一输入端用于接收上电信号，所述逻辑元件的第二输入端用于接收所述电平信号，所述逻辑元件的输出端用于根据所述上电信号和所述电平信号输出相应的输出电平信号作为所述复位电平信号。即根据上电信号和上述电平信号根据逻辑规则输出相应的复位电平信号。
45.与所述复位模块连接的所述芯片逻辑电路13，用于根据所述复位电平信号启动执行逻辑运算或停止执行逻辑运算。
46.本实施例中，芯片逻辑电路13根据接收到的复位电平信号启动执行逻辑运算或停止执行逻辑运算。由此，芯片实现自动根据内部温度适应性的选择相应的工作模式，避免在芯片不合适的环境温度下依旧工作，从而避免因逻辑电路混乱导致获取的数据准确度差的问题，并且，本实施例中如果温度不符合要求只停止芯片逻辑电路的运行，当时钟模块内晶体振荡器产生的热量使芯片的内部温度升高至大于芯片低温阈值时，此时的复位电平信号使芯片逻辑电路启动执行逻辑运算，由此实现芯片低温自适应。
47.与所述芯片逻辑电路连接的时钟模块14，用于向所述芯片逻辑电路发送时钟信号，并通过自身晶体振荡器在产生时钟信号的过程中产热。
48.可以理解的是，时钟模块内含能够产生时钟信号的晶体振荡器，因此，时钟模块不仅可以产生时钟信号，还可以在自身运行过程中通过晶体产热，从而起到为芯片预热的作用，以便在温度加热到大于芯片的低温阈值时，复位模块通过比较当前内部温度与低温阈值后，向芯片逻辑电路发送有效的复位电平信号，使芯片逻辑电路重新运转。
49.由上可见，本实施例中通过温度传感器实时获取芯片的内部温度；然后通过与所述温度传感器连接的复位模块，根据所述内部温度与预存芯片低温阈值的大小关系，向芯片逻辑电路发送相应的复位电平信号，以便所述芯片逻辑电路根据所述复位电平信号启动执行逻辑运算或停止执行逻辑运算，并且，同时利用内部时钟模块向所述芯片逻辑电路发送时钟信号，以通过时钟模块自身晶体振荡器在产生时钟信号的过程中产热。可见，通过根据芯片内部温度向芯片逻辑电路发送相应的复位电平信号，以实现对芯片逻辑电路工作模式的控制，避免在芯片不合适的环境温度下依旧工作，从而避免因逻辑电路混乱导致获取的数据准确度差的问题，并且，本实施例中如果温度不符合要求只停止芯片逻辑电路的运行，当时钟模块内晶体振荡器产生的热量使芯片的内部温度升高至大于芯片低温阈值时，此时的复位电平信号使芯片逻辑电路启动执行逻辑运算，从而避免现有技术中芯片因温度不合适停止运行后需要人工重启的问题。
50.在上述实施例的基础上：
51.请参照图2，图2为本技术提供的一种具体的低温自适应芯片的结构示意图。
52.低温自适应芯片的电路结构包括电源管理模块、时钟模块、带温度传感的复位模块及芯片逻辑电路。可以理解的是，本实施例中可以将上述温度传感器嵌入在复位模块内，以实时传输芯片内部当前温度信息。其中，电源管理模块为芯片内部供电；时钟模块为芯片逻辑电路提供正常工作所需要的时钟信号；复位模块用于实时接收温度传感器模块传输的
芯片内部当前温度，并根据该温度与芯片工作的芯片低温阈值的比较结果，控制复位电平信号reset是否有效；芯片逻辑电路模块是芯片的核心部分，决定着芯片的功能，其受制于复位电平信号reset，当复位电平信号reset为高电平时，不能正常工作，当复位电平信号reset为低电平时，可以正常运行。
53.例如，当温度传感器传输的温度低于芯片可承受的最低温度时，复位模块的reset信号有效，芯片逻辑电路不能运行，此时，只有时钟信号在空转，通过晶体管的产热，从而使芯片发热升温至可承受的温度下限，随着钟模块内晶体振荡器产生的热量使芯片的内部温度升高至大于芯片低温阈值时，复位模块的reset信号拉低，使其无效，从而芯片逻辑电路模块可以正常工作。带温度传感器的复位模块的逻辑电路可以为图3所示的与门逻辑元件，上电信号power_on和温度检测结果分别为与门的两个输入值，复位电平信号reset为与门的输出结果。上电信号power_on由电源管理模块是否供电决定，供电时power_on为高电平；温度检测结果为温度传感器检测到的芯片的内部温度与芯片的芯片低温阈值的比较结果，如当芯片温度高于芯片低温阈值时，温度检测结果为逻辑“0”；当芯片温度低于芯片低温阈值时，温度检测结果为逻辑“1”。reset信号的值等于power_on和温度检测结果“相与”，其真值表如图4所示。可见，只有芯片供电并且温度检测结果都有效时，reset信号为高电平，芯片逻辑电路不能正常工作，从而可以达到低温自适应的作用。
54.可以理解的是，在对芯片所在系统供电后，进行芯片的预启动；芯片主动检查复位模块内的温度传感器检测到的内部温度；如果该温度在芯片可正常工作范围内，则复位模块的复位电平信号为低电平，芯片各模块的逻辑正常运行；如果温度传感器检测到的温度低于低温阈值，则复位电平信号为高电平，时钟信号持续空转，起到预热芯片的作用；然后，随着芯片逐渐升温，温度传感器检测到芯片达到工作温度时，即内部温度大于芯片低温阈值，复位电平信号回到低电平，芯片各模块开始正常工作。即通过利用时钟模块本身晶体管的产热，对芯片进行预热，避免了现有技术中通过采用大功率加热丝对芯片整体进行加热，并在加热到合适的温度在进行供电，不需要单独的加热模块，通过芯片内部空转时钟信号的方法使芯片升温，可以大幅降低传统加热消耗的成本，并避免了长时间使用大功率加热丝会导致功耗的浪费，也避免了系统硬件设计的复杂度。
55.也就是说，在正常运行状态下，芯片内部的所有模块正常运行，芯片逻辑电路执行逻辑运算。在低温状态下，复位模块根据当前内部温度向芯片逻辑电路发送的复位电平信号为高电平，此时芯片逻辑电路停止运转，但芯片内部的其余模块正常运转，由此，时钟模块空转产生热能，对芯片进行预热，进而当温度传感器监测到预热后温度大于低温阈值时，复位模块会据此向芯片逻辑电路发送低电平的复位电平信号，以使芯片逻辑电路重新运转；也就是说，只要在芯片上电后，使用者针对低温状态下的芯片不需要进行任何操作处理，芯片即可实现自适应低温环境，相比于现有技术中通过烤炉直接对着芯片加热，本实施例不需要单独的加热模块，可以避免系统设计的复杂度，提高了芯片的性能。
56.本技术实施例公开了一种用于芯片的低温自适应方法，参见图5所示，应用于复位模块，该方法可以包括以下步骤：
57.步骤s11：获取本地温度传感器实时采集的芯片的内部温度。
58.本实施例中，上述实施例中的复位模块首先获取芯片内部温度传感器实时采集的芯片的内部温度。
59.步骤s12：根据所述内部温度与预存芯片低温阈值的大小关系，向芯片逻辑电路发送相应的复位电平信号，以便所述芯片逻辑电路根据所述复位电平信号启动执行逻辑运算或停止执行逻辑运算，并通过本地时钟模块向所述芯片逻辑电路发送时钟信号，以及利用所述时钟模块的晶体振荡器在产生所述时钟信号的过程中产热。
60.本实施例中，获取到上述内部温度后，根据上述内部温度与预存芯片低温阈值的大小关系，向芯片逻辑电路发送相应的复位电平信号，以使上述芯片逻辑电路根据上述复位电平信号启动执行逻辑运算或停止执行逻辑运算。
61.本实施例中，所述根据所述内部温度与预存芯片低温阈值的大小关系，向芯片逻辑电路发送相应的复位电平信号，可以包括：若所述内部温度小于所述芯片低温阈值，则向所述芯片逻辑电路发送第一预设复位电平信号，以使所述芯片逻辑电路停止运行；若所述内部温度大于所述芯片低温阈值，则向所述芯片逻辑电路发送第二预设复位电平信号，以使所述芯片逻辑电路启动运行。由此，芯片实现自动根据内部温度适应性的选择相应的工作模式，避免在芯片不合适的环境温度下依旧工作，从而避免因逻辑电路混乱导致获取的数据准确度差的问题，并且，本实施例中如果温度不符合要求只停止芯片逻辑电路的运行，当时钟模块内晶体振荡器产生的热量使芯片的内部温度升高至大于芯片低温阈值时，此时的复位电平信号使芯片逻辑电路启动执行逻辑运算，从而避免现有技术中芯片因温度不合适停止运行后需要人工重启的问题。由此，芯片可以根据内部温度实现低温自适应的工作模式调整，实现芯片温度自适应，保证了芯片运行的性能，提高了用户使用体验感。
62.进一步的，本技术实施例还公开了一种电子设备，参见图6所示，图中的内容不能被认为是对本技术的使用范围的任何限制。
63.图6为本技术实施例提供的一种电子设备20的结构示意图。该电子设备20，具体可以包括：至少一个处理器21、至少一个存储器22、电源23、通信接口24、输入输出接口25和通信总线26。其中，所述存储器22用于存储计算机程序，所述计算机程序由所述处理器21加载并执行，以实现前述任一实施例公开的用于芯片的低温自适应方法中的相关步骤。
64.本实施例中，电源23用于为电子设备20上的各硬件设备提供工作电压；通信接口24能够为电子设备20创建与外界设备之间的数据传输通道，其所遵循的通信协议是能够适用于本技术技术方案的任意通信协议，在此不对其进行具体限定；输入输出接口25，用于获取外界输入数据或向外界输出数据，其具体的接口类型可以根据具体应用需要进行选取，在此不进行具体限定。
65.另外，存储器22作为资源存储的载体，可以是只读存储器、随机存储器、磁盘或者光盘等，其上所存储的资源包括操作系统221、计算机程序222及包括内部温度在内的数据223等，存储方式可以是短暂存储或者永久存储。
66.其中，操作系统221用于管理与控制电子设备20上的各硬件设备以及计算机程序222，以实现处理器21对存储器22中海量数据223的运算与处理，其可以是windows server、netware、unix、linux等。计算机程序222除了包括能够用于完成前述任一实施例公开的由电子设备20执行的用于芯片的低温自适应方法的计算机程序之外，还可以进一步包括能够用于完成其他特定工作的计算机程序。
67.进一步的，本技术实施例还公开了一种计算机存储介质，所述计算机存储介质中存储有计算机可执行指令，所述计算机可执行指令被处理器加载并执行时，实现前述任一
实施例公开的用于芯片的低温自适应方法步骤。
68.本说明书中各个实施例采用递进的方式描述，每个实施例重点说明的都是与其它实施例的不同之处，各个实施例之间相同或相似部分互相参见即可。对于实施例公开的装置而言，由于其与实施例公开的方法相对应，所以描述的比较简单，相关之处参见方法部分说明即可。
69.结合本文中所公开的实施例描述的方法或算法的步骤可以直接用硬件、处理器执行的软件模块，或者二者的结合来实施。软件模块可以置于随机存储器(ram)、内存、只读存储器(rom)、电可编程rom、电可擦除可编程rom、寄存器、硬盘、可移动磁盘、cd
‑
rom、或技术领域内所公知的任意其它形式的存储介质中。
70.最后，还需要说明的是，在本文中，诸如第一和第二等之类的关系术语仅仅用来将一个实体或者操作与另一个实体或操作区分开来，而不一定要求或者暗示这些实体或操作之间存在任何这种实际的关系或者顺序。而且，术语“包括”、“包含”或者其任何其他变体意在涵盖非排他性的包含，从而使得包括一系列要素的过程、方法、物品或者设备不仅包括那些要素，而且还包括没有明确列出的其他要素，或者是还包括为这种过程、方法、物品或者设备所固有的要素。在没有更多限制的情况下，由语句“包括一个
……”
限定的要素，并不排除在包括所述要素的过程、方法、物品或者设备中还存在另外的相同要素。
71.以上对本发明所提供的一种低温自适应芯片，以及用于芯片的低温自适应方法、装置、设备及介质进行了详细介绍，本文中应用了具体个例对本发明的原理及实施方式进行了阐述，以上实施例的说明只是用于帮助理解本发明的方法及其核心思想；同时，对于本领域的一般技术人员，依据本发明的思想，在具体实施方式及应用范围上均会有改变之处，综上所述，本说明书内容不应理解为对本发明的限制。