一种MCU芯片基准电压自动校准电路和MCU芯片的制作方法

一种mcu芯片基准电压自动校准电路和mcu芯片
【技术领域】
1.本技术涉及硬件测试技术领域，尤其涉及一种mcu芯片基准电压自动校准电路和mcu芯片。


背景技术：

2.微控制单元(microcontroller unit，mcu)，又称单片机，是一种芯片级的计算机，可以在各类不同的应用场景下实现控制功能。mcu芯片运行时，需要一个精准的基准电压，为mcu芯片内部的各个模块提供参考电压值。但是由于晶圆制造工艺的限制，会导致实际制造出的芯片基准电压存在偏差，因此mcu芯片制造完成之后，有必要对其基准电压进行测试和校准，以保证其精准性。目前在进行基准电压测试和校准时，比较通用的方法之一是利用电压表多次手动测量实现。但使用电压表测量效率低下，且需要大量人工成本，不适合大规模量产测试。


技术实现要素：

3.本技术实施例提供了一种mcu芯片基准电压自动校准电路和mcu芯片，可实现mcu芯片基准电压的自动校准，提升校准效率，同时降低校准成本。
4.第一方面，本技术实施例提供一种mcu芯片自动基准电压校准电路，包括：包括mcu芯片以及电压比较器；所述mcu芯片包括电压生成单元、电压识别单元、控制单元、存储单元以及计数单元；其中，所述电压生成单元连接所述电压比较器的输入端；所述电压比较器的输出端连接所述电压识别单元；所述电压识别单元连接所述控制单元；所述控制单元还分别连接所述存储单元以及所述计数单元，所述计数单元连接所述电压生成单元；所述电压生成单元，用于生成待校准电压，并将所述待校准电压输出至所述电压比较器的输入端；所述电压比较器，用于将所述待校准电压与预设电压门限进行比较，并将比较结果输出至所述电压识别单元；所述电压识别单元，用于对所述比较结果进行识别，并根据识别结果向所述控制单元发送指示信息；所述控制单元，用于根据所述指示信息确定所述待校准电压与所述预设电压门限匹配后，将待校准电压值存储至所述存储单元；或者，在根据所述指示信息确定所述待校准电压与所述预设电压门限不匹配后，将待校准电压值发送至所述计数单元；所述计数单元，用于对接收到的待校准电压值进行校准，生成校准后的电压值，并将所述校准后的电压值发送至所述电压生成单元，由所述电压生成单元根据所述校准后的电压值生成新的待校准电压。
5.其中一种可能的实现方式中，所述电压比较器为窗口电压比较器；所述电压比较器具体用于，用于将所述待校准电压与目标电压区间进行比较。
6.其中一种可能的实现方式中，所述电压比较器具体用于，在确定所述待校准电压处于所述目标电压区间的情况下，将第一比较结果输出至所述电压识别单元，所述第一比较结果包括第一电平值；或者，在确定所述待校准电压不处于所述目标电压区间的情况下，将第二比较结果输出至所述电压识别单元，所述第二比较结果包括第二电平值。
7.其中一种可能的实现方式中，所述电压识别单元具体用于，识别接收到的为第一比较结果后，向所述控制单元发送第一指示信息；以及，识别接收到的为第二比较结果后，向所述控制单元发送第二指示信息。
8.其中一种可能的实现方式中，所述控制单元具体用于，确定接收到所述第一指示信息后，将所述待校准电压值发送至所述存储单元的预设存储地址；以及，确定接收到所述第二指示信息后，将所述待校准电压值发送至所述计数单元。
9.其中一种可能的实现方式中，所述计数单元包括加法器；所述计数单元具体用于，按照预设步长，对接收到的待校准电压值进行递增计算，生成校准后的电压值。
10.其中一种可能的实现方式中，所述mcu芯片还包括输出端以及接收端；所述输出端分别连接所述电压生成单元以及所述电压比较器的输入端，所述接收端分别连接所述电压比较器的输出端以及所述电压识别单元；所述输出端，用于接收所述电压生成单元输出的所述待校准电压，并将所述待校准电压输出至所述电压比较器；所述接收端，用于接收所述电压比较器输出的比较结果，并将所述比较结果发送至所述电压识别单元。
11.其中一种可能的实现方式中，所述电路还包括电压跟随器；所述电压跟随器分别连接所述mcu芯片的输出端以及所述电压比较器的输入端；所述电压跟随器，用于接收所述mcu芯片的输出端输出的所述待校准电压，并将所述待校准电压输出至所述电压比较器的输入端。
12.其中一种可能的实现方式中，所述电路还包括通信模块；所述通信模块分别连接所述电压比较器的输出端以及所述mcu芯片的接收端；所述通信模块，用于接收所述电压比较器输出的比较结果，并将所述比较结果发送至所述mcu芯片的接收端。
13.第二方面，本技术实施例提供一种基准电压自动校准mcu芯片，所述mcu芯片包括电压生成单元、电压识别单元、控制单元、存储单元、计数单元、输出端以及接收端；所述接收端连接所述电压识别单元，所述电压识别单元连接所述控制单元，所述控制单元分别连接所述存储单元以及所述计数单元，所述计数单元连接所述电压生成单元，所述电压生成单元连接所述输出端；所述电压生成单元，用于生成待校准电压，并通过所述输出端将所述待校准电压输出至电压比较器，由所述电压比较器将所述待校准电压与预设电压门限进行比较，并将比较结果通过所述接收端输出至所述电压识别单元；所述电压识别单元，用于对所述比较结果进行识别，并根据识别结果向所述控制单元发送指示信息；所述控制单元，用于根据所述指示信息确定所述待校准电压与所述预设电压门限匹配后，将待校准电压值存储至所述存储单元；或者，在根据所述指示信息确定所述待校准电压与所述预设电压门限不匹配后，将待校准电压值发送至所述计数单元；所述计数单元，用于对接收到的待校准电压值进行校准，生成校准后的电压值，并将所述校准后的电压值发送至所述电压生成单元，由所述电压生成单元根据所述校准后的电压值生成新的待校准电压。
14.本技术的上述技术方案存在以下有益效果：
15.本技术上述技术方案所提供的mcu芯片基准电压自动校准电路和mcu芯片，可实现mcu芯片基准电压的自动校准，提升校准效率，同时降低校准成本。
【附图说明】
16.为了更清楚地说明本技术实施例的技术方案，下面将对实施例中所需要使用的附
图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本技术的一些实施例，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，还可以根据这些附图获得其它的附图。
17.图1为本技术实施例提供的一种基准电压自动校准mcu芯片的结构示意图；
18.图2为本技术实施例提供的另一种基准电压自动校准mcu芯片的结构示意图；
19.图3为本技术实施例提供的一种mcu芯片基准电压自动校准电路的结构示意图；
20.图4为本技术实施例提供的另一种mcu芯片基准电压自动校准电路的结构示意图；
21.图5为本技术实施例提供的另一种mcu芯片基准电压自动校准电路的结构示意图；
22.图6为本技术实施例提供的另一种mcu芯片基准电压自动校准电路的结构示意图。
【具体实施方式】
23.为了更好的理解本技术的技术方案，下面结合附图对本技术实施例进行详细描述。
24.应当明确，所描述的实施例仅仅是本技术一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本技术中的实施例，本领域普通技术人员在没有作出创造性劳动前提下所获得的所有其它实施例，都属于本技术保护的范围。
25.在本技术实施例中使用的术语是仅仅出于描述特定实施例的目的，而非旨在限制本技术。在本技术实施例和所附权利要求书中所使用的单数形式的“一种”、“所述”、“第一”和“该”也旨在包括多数形式，除非上下文清楚地表示其他含义。
26.本技术实施例可提供一种微控制单元(microcontroller unit，mcu)芯片。图1为本技术实施例提供的一种基准电压自动校准mcu芯片的结构示意图。如图1所示，本技术实施例提供的mcu芯片10可包括电压生成单元11、电压识别单元12、存储单元13、计数单元14、输出端15、接收端16以及控制单元17。
27.其中，电压生成单元11可连接输出端15；接收端16可连接电压识别单元12；电压识别单元12连接控制单元17；控制单元17还可分别连接存储单元13以及计数单元14；计数单元14还可连接电压生成单元11。
28.电压生成单元11，可用于生成待校准电压，并将待校准电压输出至电压比较器，由电压比较器将待校准电压与预设电压门限进行比较，并将比较结果输出至电压识别单元12。
29.电压识别单元12，可用于对比较结果进行识别，并根据识别结果向控制单元17发送指示信息。
30.控制单元17，可用于根据指示信息确定待校准电压与预设电压门限匹配后，将待校准电压值存储至存储单元13。或者，在根据指示信息确定待校准电压与预设电压门限不匹配后，将待校准电压值发送至计数单元14。
31.计数单元14，可用于对接收到的待校准电压值进行校准，生成校准后的电压值，并将校准后的电压值发送至电压生成单元11，由电压生成单元11根据校准后的电压值生成新的待校准电压。
32.图2为本技术实施例提供的另一种基准电压自动校准mcu芯片的结构示意图。如图2所示，本技术实施例中，电压识别单元12可以包括电压识别模块121以及判断模块122。电压识别模块121以及判断模块122相互连接。同时，电压识别模块121还连接接收端16，判断
模块122还分别连接计数单元14以及存储单元13。
33.本技术实施例中，电压识别模块121可用于接收电压比较器输出的比较结果，并对比较结果进行识别。进而，电压识别模块121可将识别结果发送至判断模块122。
34.判断模块122可用于接收电压识别模块121发送的识别结果，以及，判断模块122可根据识别结果生成指示信息，并将指示信息发送给控制单元17。
35.一种可能的实现方式中，判断模块122可以是比较器，可以用于判断识别结果是低电平或高电平。
36.本技术另一实施例中，可提供一种mcu芯片基准电压校准电路，用于实现mcu芯片基准电压的自动校准，提升校准效率，同时降低校准成本。
37.图3为本技术实施例提供的一种mcu芯片基准电压自动校准电路的结构示意图。如图3所示，本技术实施例提供的mcu芯片基准电压自动校准电路01可包括如图1所示的mcu芯片10以及电压比较器20。
38.本技术实施例中，mcu芯片10的电压生成单元11可连接mcu芯片10的输出端15；输出端15可连接电压比较器20的输入端；电压比较器20的输出端可连接mcu芯片10的接收端16；接收端16还可连接电压识别单元12；电压识别单元12可连接控制单元17；控制单元17还分别电连接存储单元13以及计数单元14；计数单元14还可电连接电压生成单元11。
39.下面对本技术实施例提供的mcu芯片基准电压自动校准电路的功能实现进行详细说明。
40.本技术实施例中，mcu芯片10的电压生成单元11可用于生成待校准电压。具体的，在首次电压校准过程中，初始待校准电压值可根据需求灵活设置。进一步的，电压生成单元11还可用于将待校准电压输出至电压比较器20。具体的，电压生成单元11可将待校准电压输出至mcu芯片10的输出端15，输出端15在接收到待校准电压后，可将待校准电压输出至电压比较器20的输入端。
41.电压比较器20可用于接收待校准电压，以及，可将待校准电压与预设电压门限进行比较，得到比较结果。进而，电压比较器20可将比较结果输出至mcu芯片10的电压识别单元12。
42.一种具体的实现方式中，电压比较器20可以是窗口电压比较器。窗口电压比较器可设置有一对上限电压和下限电压。上限电压和下限电压的具体取值可根据待校准电压的目标值灵活设置，从而可将待校准电压限定在一目标电压区间内。
43.此种实现方式中，电压比较器20具体可用于，将待校准电压与目标电压区间进行比较。在确定待校准电压处于目标电压区间的情况下，电压比较器20可将第一比较结果输出至mcu芯片10的电压识别单元12。在确定待校准电压不处于目标电压区间的情况下，电压比较器20可将第二比较结果输出至mcu芯片10的电压识别单元12。
44.其中，第一比较结果可包括第一电平值，第一电平值例如可以是高电平1。第二比较结果可包括第二电平值，第二电平值例如可以是低电平0。
45.进一步的，电压比较器20将比较结果输出至电压识别单元12具体可以是，电压比较器20将比较结果输出至mcu芯片的接收端16。进而，由接收端16将比较结果输出至电压识别单元12。本技术实施例中，mcu芯片10的接收端16例如可以是通用输入输出(general purpose input output，gpio)接口。
46.电压识别单元12在接收到电压比较器20发送的比较结果之后，可用于对比较结果进行识别，并根据识别结果向控制单元17发送指示信息。在根据比较结果确定待校准电压与预设电压门限匹配的情况下，说明此次校准过程的待校准电压值满足精准度要求。此时，电压识别单元12可将第一指示信息发送给控制单元17。第一指示信息例如可以是高电平1。
47.相反的，在根据比较结果确定待校准电压与预设电压门限不匹配的情况下，说明此次校准过程的待校准电压值尚未满足精准度要求。此时，电压识别单元12可将第二指示信息发送给控制单元17。第二指示信息例如可以是低电平0。
48.需要说明的是，电压识别单元12根据比较结果确定待校准电压与预设电压门限匹配可以是，电压识别单元12确定接收到包含第一电平值的第一比较结果。电压识别单元12根据比较结果确定待校准电压与预设电压门限不匹配可以是，电压识别单元12确定接收到包含第二电平值的第二比较结果。
49.控制单元17可用于接收指示信息，并在根据指示信息确定待校准电压与预设电压门限匹配后，将此次校准过程的待校准电压值存储至存储单元13的预设存储地址。进而，可方便mcu芯片10在后续运行过程中进行调用。其中，存储单元13例如可以是flash存储器。以及，控制单元17还可用于在根据指示信息确定待校准电压与预设电压门限不匹配的情况下，将待校准电压值发送至计数单元14。从而可触发下一次校准流程。
50.一种具体的实现方式中，控制单元17可用于在确定接收到第一指示信息后，将待校准电压值发送至存储单元13的预设存储地址。以及，在确定接收到第二指示信息后，将待校准电压值发送至计数单元14。
51.进一步的，计数单元14在接收到控制单元17发送的待校准电压值之后，可触发下一次校准流程。
52.首先，计数单元14可用于对接收到的待校准电压值进行校准，生成校准后的电压值。一种可能的实现方式中，计数单元14可以为加法器。此种实现方式中，计数单元14可用于按照预设步长n，对接收到的待校准电压值进行递增计算，得到校准后的电压值。每次递增计算的递增量例如可以是n
×
n，其中，n为正整数。
53.然后，计数单元14可将校准后的电压值发送至电压生成单元11。进而，电压生成单元11可根据校准后的电压值，生成新的待校准电压，并将新的待校准电压输出至电压比较器20，启动二次校准流程。
54.以此类推，直至待校准电压与预设电压门限匹配。
55.通过上述技术方案，可实现mcu芯片基准电压的自动校准，提升校准效率，同时降低校准成本。
56.图4为本技术实施例提供的另一种mcu芯片基准电压自动校准电路的结构示意图。如图4所示，本技术实施例中，mcu芯片基准电压自动校准电路可包含如图2所示的mcu芯片以及电压比较器。
57.本技术实施例中，电压识别模块121可用于接收电压比较器20输出的比较结果，并对比较结果进行识别。进而，电压识别模块121可将识别结果发送至判断模块122。
58.判断模块122可以是比较器。判断模块122可用于接收电压识别模块121发送的识别结果，以及，判断模块122可对识别结果中包含的电平值进行判断。当确定为第一电平值，即高电平时，判断模块122可用于生成第一指示信息，并将第一指示信息发送给控制单元
17。当确定为第二电平值，即低电平时，判断模块122可用于生成第二指示信息，并将第二指示信息发送给控制单元17。
59.图5为本技术实施例提供的另一种mcu芯片基准电压自动校准电路的结构示意图。如图5所示，本技术实施例中，mcu芯片基准电压自动校准电路还可包含电压跟随器30。电压跟随器30可分别连接mcu芯片10的输出端15以及电压比较器20的输入端。电压跟随器30可用于接收mcu芯片10输出端15输出的待校准电压，并为待校准电压增加电压驱动力，进而将待校准电压输出至电压比较器20的输入端。
60.图6为本技术实施例提供的另一种mcu芯片基准电压自动校准电路的结构示意图。如图6所示，本技术实施例中，mcu芯片基准电压自动校准电路还可包含通信模块40。通信模块40可分别连接电压比较器20的输出端以及mcu芯片10的接收端16。通信模块40可用于接收电压比较器20输出的比较结果，并将比较结果发送至mcu芯片10的接收端16。
61.通信模块40例如可以是串/并口通信模块、有线通信模块、无线通信模块等，本技术对此不做限制。
62.在本说明书的描述中，参考术语“一个实施例”、“一些实施例”、“示例”、“具体示例”、或“一些示例”等的描述意指结合该实施例或示例描述的具体特征、结构、材料或者特点包含于本技术的至少一个实施例或示例中。在本说明书中，对上述术语的示意性表述不必须针对的是相同的实施例或示例。而且，描述的具体特征、结构、材料或者特点可以在任一个或多个实施例或示例中以合适的方式结合。此外，在不相互矛盾的情况下，本领域的技术人员可以将本说明书中描述的不同实施例或示例以及不同实施例或示例的特征进行结合和组合。
63.此外，术语“第一”、“第二”仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性或者隐含指明所指示的技术特征的数量。由此，限定有“第一”、“第二”的特征可以明示或者隐含地包括至少一个该特征。在本技术的描述中，“多个”的含义是至少两个，例如两个，三个等，除非另有明确具体的限定。
64.在本技术所提供的几个实施例中，应该理解到，所揭露的mcu芯片、mcu芯片基准电压自动校准电路，可以通过其它的方式实现。例如，以上所描述的mcu芯片实施例仅仅是示意性的，例如，所述模块的划分，仅仅为一种逻辑功能划分，实际实现时可以有另外的划分方式，例如，多个模块或组件可以结合或者可以集成到另一个系统，或一些特征可以忽略，或不执行。另一点，所显示或讨论的相互之间的耦合或直接耦合或通信连接可以是通过一些接口，装置或单元的间接耦合或通信连接，可以是电性，机械或其它的形式。
65.另外，在本技术各个实施例中的各功能单元可以集成在一个处理单元中，也可以是各个单元单独物理存在，也可以两个或两个以上单元集成在一个单元中。上述集成的单元既可以采用硬件的形式实现，也可以采用硬件加软件功能单元的形式实现。
66.以上所述仅为本技术的较佳实施例而已，并不用以限制本技术，凡在本技术的精神和原则之内，所做的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本技术保护的范围之内。