專利名稱：半導(dǎo)體器件和傳感器系統(tǒng)的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種半導(dǎo)體器件和傳感器系統(tǒng)，更具體地，涉及一種包括模擬前端電路的半導(dǎo)體器件和傳感器系統(tǒng)。
背景技術(shù)：
由于可用性、生態(tài)系統(tǒng)的擴(kuò)展、衛(wèi)生保健的滲透、安全性的增強(qiáng)等，所以在諸如消費(fèi)品、工業(yè)產(chǎn)品和醫(yī)療用品的各種設(shè)備中越來越多地采用傳感器。這種趨勢背后的因素包括傳感器件可用性的提高和模擬電路的低電壓和低功率，這對實(shí)現(xiàn)允許系統(tǒng)尺寸縮小和成本降低的傳感器很重要。有多種類型的傳感器，包括溫度傳感器、紅外傳感器、光學(xué)傳感器和振動傳感器，并且根據(jù)操作原理形成用于處理傳感器信號的電路以及對特性進(jìn)行設(shè)置。在這種設(shè)備中，諸如微型計算機(jī)的控制裝置根據(jù)傳感器的測量結(jié)果進(jìn)行控制處理。因為從傳感器輸出的測量信號不能由諸如微型計算機(jī)的控制裝置處理，所以在被輸入到微型計算機(jī)之前，由模擬前端(AFE)電路進(jìn)行模擬前端處理，如放大到特定電平和消除噪聲。在模擬前端處理時，需要根據(jù)傳感器的操作原理和特性的設(shè)計并且進(jìn)一步需要對模擬特有的設(shè)計技能，因此通過逐步縮減要用作為目標(biāo)的傳感器的操作原理和特性，開發(fā)用于特定傳感器的專用AFE電路或?qū)Ｓ?C。例如，在日本未審查專利申請公布N0.10-320684中公開了根據(jù)現(xiàn)有技術(shù)的AFE電路。圖55示出了根據(jù)其中公開的現(xiàn)有技術(shù)的電路配置。該電路包括傳感器903、作為模擬前端電路的模擬輸入電路911和微型計算機(jī)910。模擬輸入電路911包括接收來自傳感器903的信號的變換器920、允許具有特定頻率的信號分量通過的濾波器921、將濾波器921的輸出放大的放大器電路922、將放大器電路922的輸出由模擬轉(zhuǎn)換成數(shù)字的A/D轉(zhuǎn)換器923、和將放大器電路922的輸出與基準(zhǔn)電壓做比較的比較器電路924。微型計算機(jī)910處理從A/D轉(zhuǎn)換器923輸出的數(shù)字信號，并且根據(jù)傳感器903的檢測進(jìn)行處理。此外，微型計算機(jī)910輸出控制信號至濾波器921并改變?yōu)V波器921的頻率特性。

發(fā)明內(nèi)容
如上所述，根據(jù)現(xiàn)有技術(shù)，可以通過微型計算機(jī)910的控制改變模擬輸入電路911中的濾波器921的特性。另一方面，如上所述，現(xiàn)今結(jié)合傳感器的傳感器系統(tǒng)日益增加，并且期望在短時間內(nèi)開發(fā)一種包括模擬電路的半導(dǎo)體器件和傳感器系統(tǒng)，及時地投放市場。然而，由于有包括溫度傳感器、紅外傳感器、光學(xué)傳感器和振動傳感器的多種類型的傳感器，所以僅通過如現(xiàn)有技術(shù)那樣改變?yōu)V波器的特性，難以在短時間內(nèi)開發(fā)支持多種類型傳感器的半導(dǎo)體器件和傳感器系統(tǒng)。
因此，為了支持多種類型的傳感器，在現(xiàn)有技術(shù)中必須根據(jù)傳感器制備具有不同電路配置的電路并且根據(jù)傳感器設(shè)置電路的特性，這會產(chǎn)生難以在短時間內(nèi)開發(fā)半導(dǎo)體器件和傳感器系統(tǒng)的問題。本發(fā)明的第一方面是一種半導(dǎo)體器件，該半導(dǎo)體器件包括:模擬前端單元，其執(zhí)行對從傳感器輸入的測量信號的模擬前端處理，其中用于執(zhí)行模擬前端處理的電路配置和電路特性是可變的；和控制單元，其將模擬前端處理之后的測量信號從模擬轉(zhuǎn)換為數(shù)字并且設(shè)置模擬前端單元的電路配置和電路特性。本發(fā)明的第二方面是一種傳感器系統(tǒng)，該傳感器系統(tǒng)包括輸出表示特定測量結(jié)果的測量信號的傳感器，和根據(jù)該測量結(jié)果執(zhí)行控制操作的半導(dǎo)體器件，該半導(dǎo)體器件包括:模擬前端單元，其執(zhí)行對從傳感器輸入的測量信號的模擬前端處理，其中用于執(zhí)行模擬前端處理的電路配置和電路特性是可變的；和控制單元，其將模擬前端處理之后的測量信號從模擬轉(zhuǎn)換為數(shù)字并且設(shè)置模擬前端單元的電路配置和電路特性。根據(jù)本發(fā)明的上述方面，由于半導(dǎo)體器件包括其電路配置和電路特性可變的模擬前端單元，所以一個半導(dǎo)體器件可以支持多種類型的傳感器，并且由此能夠縮短半導(dǎo)體器件和傳感器系統(tǒng)的開發(fā)周期。根據(jù)本發(fā)明，能夠提供一種可以在短時間周期內(nèi)開發(fā)的半導(dǎo)體器件和傳感器系統(tǒng)。


結(jié)合附圖，通過以下特定實(shí)施例的描述，上述以及其他方面、優(yōu)點(diǎn)和特征將變得更加顯而易見，在附圖中:圖1是根據(jù)本發(fā)明第一實(shí)施例的傳感器系統(tǒng)的配置圖；圖2是根據(jù)本發(fā)明第一實(shí)施例的半導(dǎo)體器件的電路框圖；圖3是示出根據(jù)本發(fā)明第一實(shí)施例的半導(dǎo)體器件的電路連接的圖；圖4是示出根據(jù)本發(fā)明第一實(shí)施例的半導(dǎo)體器件中的電路連接的示例的圖；圖5是示出根據(jù)本發(fā)明第一實(shí)施例的半導(dǎo)體器件中的電路連接的示例的圖；圖6是示出根據(jù)本發(fā)明第一實(shí)施例的半導(dǎo)體器件中的電路連接的示例的圖；圖7是示出根據(jù)本發(fā)明第一實(shí)施例的半導(dǎo)體器件中的電路連接的示例的圖；圖8是示出根據(jù)本發(fā)明第一實(shí)施例的半導(dǎo)體器件的電路配置的電路圖；圖9是示出根據(jù)本發(fā)明第一實(shí)施例的半導(dǎo)體器件的配置變化的示例的電路圖；圖10是示出根據(jù)本發(fā)明第一實(shí)施例的半導(dǎo)體器件的配置變化的示例的電路圖；圖11是示出根據(jù)本發(fā)明第一實(shí)施例的半導(dǎo)體器件的配置變化的示例的電路圖；圖12是示出根據(jù)本發(fā)明第一實(shí)施例的半導(dǎo)體器件的配置變化的示例的電路圖；圖13是示出根據(jù)本發(fā)明第一實(shí)施例的半導(dǎo)體器件的配置變化的示例的電路圖；圖14是示出根據(jù)本發(fā)明第一實(shí)施例的半導(dǎo)體器件的配置變化的示例的電路圖；圖15是示出根據(jù)本發(fā)明第一實(shí)施例的半導(dǎo)體器件的電路配置的電路圖；圖16是示出根據(jù)本發(fā)明第一實(shí)施例的半導(dǎo)體器件中的電路操作的時序圖；圖17是示出根據(jù)本發(fā)明第一實(shí)施例的半導(dǎo)體器件的電路配置的電路圖；圖18是示出根據(jù)本發(fā)明第一實(shí)施例的半導(dǎo)體器件的電路配置的電路圖19是示出根據(jù)本發(fā)明第一實(shí)施例的半導(dǎo)體器件的電路配置的電路圖；圖20是示出根據(jù)本發(fā)明第一實(shí)施例的半導(dǎo)體器件的電路配置的電路圖；圖21是示出根據(jù)本發(fā)明第一實(shí)施例的半導(dǎo)體器件的通信時序的時序圖；圖22是示出根據(jù)本發(fā)明第一實(shí)施例的半導(dǎo)體器件的應(yīng)用示例的系統(tǒng)配置圖；圖23是示出根據(jù)本發(fā)明第一實(shí)施例的半導(dǎo)體器件的應(yīng)用示例的系統(tǒng)配置圖；圖24是示出根據(jù)本發(fā)明第一實(shí)施例的半導(dǎo)體器件的應(yīng)用示例的系統(tǒng)配置圖；圖25是根據(jù)本發(fā)明第一實(shí)施例的半導(dǎo)體器件的功能框圖；圖26是示出根據(jù)本發(fā)明第一實(shí)施例的半導(dǎo)體器件的操作的時序圖；圖27是包括根據(jù)本發(fā)明第一實(shí)施例的包括半導(dǎo)體器件的設(shè)置評估系統(tǒng)的配置圖；圖28是根據(jù)本發(fā)明第一實(shí)施例的半導(dǎo)體器件中的設(shè)置評估裝置的硬件配置圖；圖29是根據(jù)本發(fā)明第一實(shí)施例的半導(dǎo)體器件中的設(shè)置評估裝置的功能框圖；圖30是示出根據(jù)本發(fā)明第一實(shí)施例的半導(dǎo)體器件的設(shè)置評估方法的流程圖；圖31是示出根據(jù)本發(fā)明第一實(shí)施例的半導(dǎo)體器件的設(shè)置評估方法的流程圖；圖32是根據(jù)本發(fā)明第一實(shí)施例的半導(dǎo)體器件的設(shè)置評估中使用的GUI的顯示圖像圖；圖33是根據(jù)本發(fā)明第一實(shí)施例的半導(dǎo)體器件的設(shè)置評估中使用的GUI的顯示圖像圖；圖34是根據(jù)本發(fā)明第一實(shí)施例的半導(dǎo)體器件的設(shè)置評估中使用的GUI的顯示圖像圖；圖35是根據(jù)本發(fā)明第一實(shí)施例的半導(dǎo)體器件的設(shè)置評估中使用的GUI的顯示圖像圖；圖36是根據(jù)本發(fā)明第一實(shí)施例的半導(dǎo)體器件的設(shè)置評估中使用的GUI的顯示圖像圖；圖37是根據(jù)本發(fā)明第一實(shí)施例的半導(dǎo)體器件的設(shè)置評估中使用的GUI的顯示圖像圖；圖38是根據(jù)本發(fā)明第一實(shí)施例的半導(dǎo)體器件的設(shè)置評估中使用的GUI的顯示圖像圖；圖39是根據(jù)本發(fā)明第一實(shí)施例的半導(dǎo)體器件的設(shè)置評估中使用的GUI的顯示圖像圖；圖40是根據(jù)本發(fā)明第一實(shí)施例的半導(dǎo)體器件的設(shè)置評估中使用的GUI的顯示圖像圖；圖41是根據(jù)本發(fā)明第一實(shí)施例的半導(dǎo)體器件的設(shè)置評估中使用的GUI的顯示圖像圖；圖42是根據(jù)本發(fā)明第一實(shí)施例的半導(dǎo)體器件的設(shè)置評估中使用的GUI的顯示圖像圖；圖43是根據(jù)本發(fā)明第一實(shí)施例的半導(dǎo)體器件的設(shè)置評估中使用的GUI的顯示圖像圖；圖44是根據(jù)本發(fā)明第二實(shí)施例的半導(dǎo)體器件的電路框圖45是示出根據(jù)本發(fā)明第二實(shí)施例的半導(dǎo)體器件中的電路連接的圖；圖46是示出根據(jù)本發(fā)明第二實(shí)施例的半導(dǎo)體器件的應(yīng)用示例的系統(tǒng)配置圖；圖47是根據(jù)本發(fā)明第二實(shí)施例的半導(dǎo)體器件的設(shè)置評估中使用的GUI的顯示圖像圖；圖48是根據(jù)本發(fā)明第三實(shí)施例的半導(dǎo)體器件的電路框圖；圖49是示出根據(jù)本發(fā)明第三實(shí)施例的半導(dǎo)體器件中的電路連接的圖；圖50是示出根據(jù)本發(fā)明第三實(shí)施例的半導(dǎo)體器件的電路配置的電路圖；圖51是示出根據(jù)本發(fā)明第三實(shí)施例的半導(dǎo)體器件的應(yīng)用示例的系統(tǒng)配置圖；圖52是根據(jù)本發(fā)明第三實(shí)施例的半導(dǎo)體器件的設(shè)置評估中使用的GUI的顯示圖像圖；圖53是根據(jù)本發(fā)明第四實(shí)施例的包含半導(dǎo)體器件的開發(fā)系統(tǒng)的配置圖；圖54是示出根據(jù)本發(fā)明第四實(shí)施例的半導(dǎo)體器件的開發(fā)方法的流程圖；以及圖55是示出根據(jù)現(xiàn)有技術(shù)的電路配置的配置圖。
具體實(shí)施例方式(本發(fā)明的第一實(shí)施例)在下文中，將參考附圖描述本發(fā)明的第一實(shí)施例。圖1示出了根據(jù)該實(shí)施例包含半導(dǎo)體器件的傳感器系統(tǒng)的配置。如圖1所示，該傳感器系統(tǒng)包括傳感器2和與傳感器2連接的半導(dǎo)體器件I。作為傳感器2，可以使用各種傳感器，如根據(jù)檢測結(jié)果輸出電流的電流輸出傳感器，根據(jù)檢測結(jié)果輸出電壓的電壓輸出傳感器，和根據(jù)檢測結(jié)果輸出弱差分信號的傳感器。隨后將描述傳感器的應(yīng)用示例。半導(dǎo)體器件I包括MCU單元200和AFE單元100。例如，半導(dǎo)體器件I是在其上MCU單元200的半導(dǎo)體芯片和AFE單元100的半導(dǎo)體芯片集成在一個半導(dǎo)體器件中的SoC(芯片上系統(tǒng))。注意，MCU單元200和AFE單元100可以是一個芯片的半導(dǎo)體器件。MCU單元(控制單元)200是將通過AFE單元100輸入的傳感器2的測量信號(檢測信號)從模擬轉(zhuǎn)換成數(shù)字并根據(jù)檢測結(jié)果執(zhí)行控制處理的微控制器。此外，MCU單元200向AFE單元100輸出用于改變AFE單元100的配置和特性的設(shè)置的控制信號。AFE單元(模擬輸入單元)100是模擬電路，其執(zhí)行模擬前端處理，諸如對從傳感器2輸出的測量信號進(jìn)行放大和濾波，以生成可被MCU單元200處理的信號。此外，如圖1所示，AFE單元100可以改變它的拓?fù)?電路配置)和參數(shù)(電路特性)。如圖1所示，能夠從運(yùn)算放大器電路的配置改變成I/V放大器、減法(差分)放大器、求和放大器、反相放大器、非反相放大器和儀表放大器。此外，如在非反相放大器的參數(shù)示例中所示，可以進(jìn)行操作點(diǎn)的改變、增益的改變和偏移量的調(diào)節(jié)。圖2示出了半導(dǎo)體器件I的電路框圖。如圖2所示，MCU單元200包括CPU核210、存儲器220、振蕩器230、定時器240、輸入/輸出端口 250、A/D轉(zhuǎn)換器260和SPI (串行外圍接口)接口 270。注意，MCU單元200包括用于實(shí)現(xiàn)微控制器的功能的其他電路，例如，DMA和各種運(yùn)算電路。CPU核210執(zhí)行在存儲器220中存儲的程序，并且根據(jù)該程序進(jìn)行控制處理。存儲器220存儲要由CPU核210執(zhí)行的程序和各種數(shù)據(jù)。振蕩器230生成MCU單元200的操作時鐘，并且根據(jù)需要進(jìn)一步將該時鐘提供給AFE單元100。定時器240用于MCU單元200的控制操作。輸入/輸出端口 250是用于從半導(dǎo)體器件I的外部裝置輸入數(shù)據(jù)等和向半導(dǎo)體器件I的外部裝置輸出數(shù)據(jù)等的接口，并且，例如，能與隨后將描述的外部計算機(jī)裝置連接。A/D轉(zhuǎn)換器260將通過AFE單元100輸入的傳感器2的測量信號從模擬轉(zhuǎn)換成數(shù)字。A/D轉(zhuǎn)換器260的電力從AFE單元100提供。SPI (串行外圍接口)接口 270是用于從AFE單元100輸入數(shù)據(jù)等和向AFE單元輸出數(shù)據(jù)等的接口。注意，SPI接口 270是通用串行接口，并且如果支持SPI，則另一個微控制器或微型計算機(jī)可以與AFE單元100連接。該實(shí)施例的半導(dǎo)體器件I具有與通用應(yīng)用兼容的配置。具體地，安裝用于傳感器的整體AFE電路，以允許與多種類型和特性的傳感器連接。具體地，AFE單元100包括可配置放大器110、增益放大器支持同步檢測(下文也稱為增益放大器)120、開關(guān)電容器(SC)低通濾波器(下文也稱為低通濾波器)130、SC高通濾波器(下文也稱為高通濾波器)140、可變調(diào)節(jié)器150、溫度傳感器160、通用放大器170和SPI接口 180?？膳渲梅糯笃?10是將從諸如傳感器2的外部輸入的信號放大的放大器，且可以根據(jù)來自MCU單元200的控制設(shè)置其電路配置、特性和操作?？膳渲梅糯笃?10包括3通道放大器，即三個放大器。許多不同的電路配置可由這三個放大器來實(shí)現(xiàn)。增益放大器120是支持同步檢測的放大器電路，其放大可配置放大器110的輸出和從諸如傳感器2的外部輸入的信號，并且可以根據(jù)來自MCU單元200的控制來設(shè)置其特性和操作。低通濾波器130是SC濾波器，其除去可配置放大器110和增益放大器120的輸出以及從諸如傳感器2的外部輸入的信號中的高頻分量，并且允許其低頻分量通過，且可以根據(jù)來自MCU單元200的控制來設(shè)置其特性和操作。高通濾波器140是SC濾波器，其除去可配置放大器Iio和增益放大器120的輸出以及從諸如傳感器2的外部輸入的信號中的低頻分量，并且允許其高頻分量通過，且可以根據(jù)來自MCU單元200的控制來設(shè)置其特性和操作?？勺冋{(diào)節(jié)器150是將電壓提供給MCU單元200的A/D轉(zhuǎn)換器260的可變電壓源，且可以根據(jù)來自MCU單元200的控制來設(shè)置其特性和操作。溫度傳感器160是測量半導(dǎo)體器件I的溫度的傳感器，且可以根據(jù)來自MCU單元200的控制來設(shè)置其操作。通用放大器170是將從諸如傳感器2的外部輸入的信號放大的放大器，且可以根據(jù)來自MCU單元200的控制來設(shè)置其操作。SPI接口 180是用于從MCU單元200輸入數(shù)據(jù)等和向MCU單元200輸出數(shù)據(jù)等的接口，并且通過SPI總線與MCU單元200的SPI接口 270連接。在下文將詳細(xì)描述根據(jù)該實(shí)施例的半導(dǎo)體器件I的AFE單元200的配置。圖3示出了 AFE單元100中的電路的連接。SPI接口 180與連接至SPI總線的外部端子(CS、SCLK、SDO、SDI)連接，并且包括寄存器(控制寄存器)181。用于改變該電路的配置和特性的配置信息(設(shè)置信息)是通過SPI接口從MCU單元200輸入的，并且被存儲在寄存器181中。寄存器181與AFE單元100中的相應(yīng)的電路連接，并且AFE單元100中的每個電路的配置和特性是根據(jù)寄存器181的配置信息來設(shè)置的。可配置放大器110包括單獨(dú)的放大器AMP1、AMP2和AMP3，并且連接了用于切換放大器的輸入和輸出的開關(guān)SWlO至SW15。在單獨(dú)的放大器AMPl中，一個輸入端通過開關(guān)SWlO與MPXIN10或MPXINlI連接，另一個輸入端通過開關(guān)SWll與MPXIN20或MPXIN21連接，并且輸出端與AMP1_0UT連接。類似地，在單獨(dú)的放大器AMP2中，一個輸入端通過開關(guān)SW12與MPXIN30或MPXIN31連接，另一個輸入端通過開關(guān)SW13與MPXIN40或MPXIN41連接，并且輸出端與AMP2_0UT連接。此外，在單獨(dú)的放大器AMP3中，一個輸入端通過開關(guān)SW14與MPXIN50、MPXIN51或AMPl的輸出端連接，另一個輸入端通過開關(guān)SW15與MPXIN60、MPXIN61或AMP2的輸出端連接，并且輸出端與AMP3_0UT連接。AMPl至AMP3的輸出端還與增益放大器120、低通濾波器130和高通濾波器140連接。在可配置放大器110中，根據(jù)寄存器181的設(shè)定值，切換開關(guān)SWlO至SW15，由此改變AMPl至AMP3的連接，并且也改變了內(nèi)部電路配置和特性，隨后將進(jìn)行描述。圖4和5是由開關(guān)SWlO至SW15切換AMPl至AMP3的連接的示例。在圖4中，通過寄存器181的設(shè)置，切換開關(guān)SWlO和SWll以使AMPl的輸入端與MPXIN10和MPXIN20連接，切換開關(guān)SW12和SW13以使AMP2的輸入端與MPXIN30和MPXIN40連接，以及切換開關(guān)SW14和SW15以使AMP3的輸入端與MPXIN50和MPXIN60連接。在這些連接中，AMPU AMP2和AMP3可以作為獨(dú)立的放大器來操作。在圖5中，通過寄存器181的設(shè)置，切換開關(guān)SWlO以使AMPl的一個輸入端與MPXIN10連接，切換開關(guān)SW12以使AMP2的一個輸入端與MPXIN30連接，切換開關(guān)SWll和Sff12以使AMPl的另一個輸入端和AMP2的另一個輸入端連接，切換開關(guān)SW14和SW15以使AMP3的一個輸入端與AMPl的一個輸出端連接并且使AMP3的另一個輸入端與AMP2的輸出端連接。在這些連接中，可以配置連接AMPl至AMP3的儀表放大器。此外，如圖3所示，用于切換輸入的開關(guān)SW16和SW17與增益放大器120連接。在增益放大器120中，輸入端通過開關(guān)SW16和SW17與AMPl至AMP3的輸出端連接或者通過開關(guān)17與GAINAMP_IN連接，并且輸出端與GAINAMP_0UT連接。增益放大器120的輸出端也與低通濾波器130和高通濾波器140連接。用于切換輸入的開關(guān)SW18和SW19與低通濾波器130連接，并且用于切換輸入的開關(guān)SW18和SW20與高通濾波器140連接。在低通濾波器130中，輸入端通過開關(guān)SW18和SW19與AMPl至AMP3的輸出端、增益放大器120的輸出端或SC_IN連接，或者通過開關(guān)SW19與濾波器140的輸出端連接，并且輸出端與LPF_0UT連接。在高通濾波器140中，輸入端通過開關(guān)SW18和SW19與AMPl至AMP3的輸出端、增益放大器120的輸出端或SC_IN連接，或者通過開關(guān)SW19與低通濾波器130的輸出端連接，并且輸出端與HPF_0UT連接。在增益放大器120、低通濾波器130和高通濾波器140中，根據(jù)寄存器181的設(shè)定值切換開關(guān)SW16至SW20，改變增益放大器120、低通濾波器130和高通濾波器140的連接，并且也改變內(nèi)部特性,隨后將進(jìn)行描述。圖6和7是通過開關(guān)SW17至SW20切換增益放大器120、低通濾波器130和高通濾波器140的連接的示例。在圖6中，通過寄存器181的設(shè)置，切換開關(guān)SW17以使增益放大器120的輸入端與AMPl至AMP3的任一輸出端連接，切換開關(guān)SW18和SW19以使低通濾波器130的輸入端與增益放大器120的輸出端連接，并且切換開關(guān)SW20以使高通濾波器140的輸入端與低通濾波器130的輸出端連接。在該切換時，可以形成AMPl至AMP3中的任一個、增益放大器120、低通濾波器130和高通濾波器140以此順序連接的電路。在圖7中，通過寄存器181的設(shè)置，切換開關(guān)SW17以使增益放大器120的輸入端與GAINAMP_IN連接，切換開關(guān)SW18和SW20以使高通濾波器140的輸入端與SC_IN連接，并且切換開關(guān)SW19以使低通濾波器130的輸入端與高通濾波器140的輸出端連接。在該切換時，增益放大器120可以作為單個獨(dú)立的放大器操作，并且可以形成高通濾波器140和低通濾波器130以此順序連接的電路。此外，如圖3所示，在可變調(diào)節(jié)器150中，輸出端與BGR_0UT和LD0_0UT連接?？勺冋{(diào)節(jié)器150的特性根據(jù)寄存器181的設(shè)定值而改變，隨后將進(jìn)行描述。在溫度傳感器160中，輸出端與TEM_0UT連接。溫度傳感器160的特性根據(jù)寄存器181的設(shè)定值而改變，隨后將進(jìn)行描述。在通用放大器170中，一個輸入端與AMP4_IN_NE連接，另一個輸入端與AMP4_IN_PO連接，并且輸出端與AMP4_0UT連接。通用放大器由一個運(yùn)算放大器形成，且根據(jù)寄存器181的設(shè)定值改變增益并設(shè)置電源的接通/斷開。在下文將參考圖8至14描述可配置放大器110的具體電路配置?？膳渲梅糯笃?10是用于將傳感器輸出信號放大的放大器，并且可以根據(jù)控制寄存器的設(shè)置改變其拓?fù)?電路配置)和參數(shù)(電路特性)。作為特性的改變，增益可以被設(shè)置為可變的。例如,在利用彼此獨(dú)立的單獨(dú)的放大器的情況下,可以從6dB至46dB以2dB為單位來設(shè)置增益，并且在利用它們作為儀表放大器的情況下，可以從20dB至60dB以2dB為單位來設(shè)置增益。此外，轉(zhuǎn)換速率可以被設(shè)置為可變的，并且可以通過關(guān)機(jī)模式來切換電源的接通/斷開。圖8示出了可配置放大器110的單獨(dú)的放大器AMPl的電路配置。AMP2和AMP3具有相同的配置。如圖8所示，單獨(dú)的放大器AMPl包括運(yùn)算放大器111，且進(jìn)一步包括與運(yùn)算放大器111的端子連接的可變電阻器112a至112d、開關(guān)113a至113c以及DAC 114，并且多路復(fù)用器(開關(guān))SfflO和SWll與AMPl連接，如圖3所示。根據(jù)寄存器181的設(shè)定值，可以通過多路復(fù)用器SWlO和SWll切換運(yùn)算放大器111的輸入，可以通過開關(guān)113a和113b切換可變電阻器(輸入電阻器)112a、112b的存在與否，并且通過開關(guān)113c切換DAC 114的連接。注意，通過SW16、SW17和SW18切換運(yùn)算放大器111的輸出，用于與增益放大器120、低通濾波器130和與高通濾波器140連接，如圖3所示。此外，根據(jù)寄存器181的設(shè)定值，可以通過改變可變電阻器112a、112b、112c和112d的電阻值和DAC 114的設(shè)置，來改變AMPl的增益、操作點(diǎn)、偏移量等。此外，根據(jù)寄存器181的設(shè)定值，可以通過控制運(yùn)算放大器111來控制轉(zhuǎn)換速率和電源的接通/斷開?？梢酝ㄟ^切換開關(guān)和多路復(fù)用器形成ι/v放大器、反相放大器、減法(差分)放大器、非反相放大器和求和放大器。圖9是形成I/V放大器的示例。根據(jù)寄存器181的設(shè)置，切換多路復(fù)用器SWlO以使外部輸入端(MAPXIN10)與反相輸入端連接，接通開關(guān)113a，且可變電阻器112a短路。通過這樣的連接，形成了 I/V放大器。此外，通過寄存器181的設(shè)置，改變可變電阻器112a和112d的電阻值來設(shè)置放大器的增益。當(dāng)從外部輸入端輸入電流型傳感器的信號時，該I/V放大器將輸入電流轉(zhuǎn)換成電壓并輸出該電壓。圖10是形成減法(差分)放大器的示例。根據(jù)寄存器181的設(shè)置，切換多路復(fù)用器SWlO和SWll以使外部輸入端(MPXIN10)與反相輸入端連接以及使外部輸入端(MPXIN20)與非反相輸入端連接。通過這樣的連接，形成了減法放大器。此外，通過寄存器181的設(shè)置，改變可變電阻器112a、112b和112d的電阻值來設(shè)置放大器的增益。當(dāng)從外部輸入端輸入兩個信號(V1、V2)時，該減法放大器輸出通過從另一輸入電壓中減去一個輸入電壓所獲得的電壓(V2-V1)。圖11示出了形成求和放大器的示例。假定開關(guān)113d位于可變電阻器112b和反相輸入端之間。根據(jù)寄存器181的設(shè)置，切換多路復(fù)用器SWlO和SWll以及開關(guān)113d以使外部輸入端(MPXIN10)和外部輸入端(MPXIN20)與反相輸入端連接。通過這樣的連接，形成了求和放大器。此外，通過寄存器181的設(shè)置，改變可變電阻器112a、112b和112d的電阻值來設(shè)置放大器的增益。當(dāng)從外部輸入端輸入兩個信號(V1、V2)時，該求和放大器輸出通過使一個輸入電壓加上另一個輸入電壓所得到的電壓(V1+V2 )。圖12示出了形成反向放大器的示例。根據(jù)寄存器的設(shè)置，切換多路復(fù)用器SWlO以使外部輸入端(MPXIN10)與反相輸入端連接，接通開關(guān)113c以使DAC 114的輸出與非反相輸入端連接。通過這樣的連接，形成了反相放大器。此外，通過寄存器181的設(shè)置，改變可變電阻器112a、112c和112d的電阻值來設(shè)置放大器的增益，并且改變DAC的輸出電壓來調(diào)節(jié)放大器的操作點(diǎn)和偏移量。當(dāng)從外部輸入端輸入電壓型傳感器的信號時，該反相放大器輸出通過反相放大輸入電壓所獲得的電壓。圖13示出了形成非反相放大器的示例。根據(jù)寄存器的設(shè)置，切換多路復(fù)用器Sffll以使DAC 114的輸出與反相輸入端連接，并且切換多路復(fù)用器SWll以使外部輸入端(MPXIN20)與非反相輸入端連接。通過這樣的連接，形成了非反相放大器。此外，通過寄存器181的設(shè)置，改變可變電阻器112a、112b和112d的電阻值來設(shè)置放大器的增益，并且改變DAC的輸出電壓來調(diào)節(jié)放大器的操作點(diǎn)和偏移量。當(dāng)從外部輸入端輸入電壓型傳感器的信號時，該反相放大器輸出通過非反相放大該輸入電壓所獲得的電壓(其與該輸入同相)。圖14示出了利用AMPl至AMP3形成儀表放大器的示例。如圖5所示，根據(jù)寄存器181的設(shè)置，通過多路復(fù)用器(開關(guān))SW10和SW15連接AMPl至AMP3，由此可以形成圖14的儀表放大器。注意，盡管沒有示出開關(guān)，但在AMPl中開關(guān)113b被接通且可變電阻器112b被短路，在AMP2中開關(guān)113b被接通且可變電阻器112b被短路，以及在AMP3中開關(guān)113c被接通且DAC 114與非反相輸入端連接。此外，通過寄存器181的設(shè)置，改變可變電阻器112a至112d的電阻值來設(shè)置儀表放大器的增益，并且改變DAC 114的輸出電壓來調(diào)節(jié)儀表放大器的操作點(diǎn)和偏移量。當(dāng)從外部輸入端輸入弱的差分信號時，該儀表放大器輸出通過對該差分信號在AMPl和AMP2中非反相放大并且在AMP3中差分放大所產(chǎn)生的電壓。在下文將參考圖15至21說明AFE單元100和SPI接口中的其它電路的具體電路配置。圖15示出了增益放大器120的電路配置。增益放大器120支持同步檢測功能，并對輸入信號執(zhí)行放大和同步檢測。作為其特性的改變，增益放大器120可以將該增益設(shè)置為可變的。例如，可以從6dB到46dB以2dB為單位設(shè)置該增益。此外，可以通過關(guān)機(jī)模式來切換電源的接通/斷開。如圖15所示，增益放大器120包括運(yùn)算放大器AMP21和AMP22并且進(jìn)一步包括可變電阻器121a和121c、固定電阻器121b、122a、122b和122c，以及DAC 123，其與運(yùn)算放大器AMP21、AMP22的端子連接。此外，如圖3所示，多路復(fù)用器(開關(guān))SW17與可變電阻器121a連接。該增益放大器120進(jìn)一步包括同步檢測開關(guān)124和固定電阻器125作為用于執(zhí)行同步檢測的同步檢測控制單元。根據(jù)寄存器181的設(shè)定值，控制多路復(fù)用器SW17來切換增益放大器120的輸入。此外，根據(jù)寄存器181的設(shè)定值，通過改變可變電阻器121a和121c的電阻值和DAC 123的設(shè)置，可以改變AMP21的增益、AMP21和AMP22的操作點(diǎn)和偏移量等。此外，根據(jù)寄存器181的設(shè)定值，可以控制運(yùn)算放大器AMP21和AMP22的電源的接通/斷開。在增益放大器120中，當(dāng)從AMPl至AMP3或外部輸入端輸入信號時，通過AMP21中的反相放大和AMP22中的反相放大產(chǎn)生的信號被輸出至GAINAMP_0UT。此外，從MCU單元200輸入同步時鐘CLK_SYNCH，在同步時鐘CLK_SYNCH的時刻切換同步檢測開關(guān)124的連接，并且AMP21和AMP22的任一個的輸出信號都被輸出至SYNCH_OUT。圖16是示出增益放大器120的輸出操作的時序圖。如圖16的部分(a)所示，AMP21輸出該輸入信號的反相信號，并且如圖16的部分(b)所不，AMP22輸出進(jìn)一步的反相信號。AMP22的該輸出信號被輸出至GAINAMP_0UT，作為增益放大器120的輸出。MCU單元200與GAINAMP_0UT連接且根據(jù)GAINAMP_0UT的信號產(chǎn)生時鐘。在該示例中，如圖16的部分(c)所示，當(dāng)GAINAMP_0UT處于比基準(zhǔn)值高的電平時，會產(chǎn)生高電平的CLK_SYNCH。然后，將該同步時鐘CLK_SYNCH提供給增益放大器120。根據(jù)CLK_SYNCH，同步檢測開關(guān)124在AMP21和AMP22之間切換對于SYNCH_0UT的連接。當(dāng)時鐘CLK_SYNCH處于低電平時，與AMP21連接以將AMP21的輸出輸出至SYNCH_OUT,并且當(dāng)時鐘CLK_SYNCH處于高電平時，與AMP22連接以將AMP22的輸出輸出至SYNCH_OUT。然后，如圖16的(d)部分所示，執(zhí)行同步檢測并且從SYNCH_0UT輸出全波整流信號。圖17示出了低通濾波器130的電路配置。低通濾波器130是具有可變的截止頻率的SC (開關(guān)電容器)低通濾波器，并用于過濾輸入信號。低通濾波器130的特性是Q值為固定值，例如，0.702。作為特性的改變，可以將截止頻率fc設(shè)置為可變的。例如,可以設(shè)置為9Hz至900Hz。此外,可以通過關(guān)機(jī)模式來切換電源的接通/斷開。如圖17所示，低通濾波器130包括產(chǎn)生切換信號的切換信號產(chǎn)生單元131，和根據(jù)切換信號過濾輸入信號的濾波單元132。切換信號產(chǎn)生單元131包括觸發(fā)器133和多個反相器134。濾波單元132包括多個運(yùn)算放大器135，并且進(jìn)一步包括與多個運(yùn)算放大器135連接的多個開關(guān)136、電容器137和由DAC 138控制的可變電源139。此外，如圖3所示連接多路復(fù)用器(開關(guān))SW19。根據(jù)寄存器181的設(shè)定值，控制多路復(fù)用器SW19來切換低通濾波器130的輸入。此外，根據(jù)寄存器181的設(shè)定值，改變DAC 138的設(shè)置來控制可變電源139，由此改變放大器的操作點(diǎn)、偏移量等。此外，根據(jù)寄存器181的設(shè)定值，可以控制低通濾波器130的電源的接通/斷開。在低通濾波器130中，從外部將時鐘CLK_LPF輸入到切換信號產(chǎn)生單元131，并且由觸發(fā)器133和反相器134產(chǎn)生切換信號Φ1和Φ2。在濾波單元132中，當(dāng)從外部輸入端、增益放大器120等輸入信號時，通過三個運(yùn)算放大器135輸出該信號，且此時，通過該切換信號Φ 1、Φ2接通/斷開開關(guān)136，并且切換電容器137的連接。從而，輸出除去了比輸入信號的截止頻率更高的頻率分量之后的信號?？梢酝ㄟ^由MCU單元200從外部輸入的時鐘CLK_LPF來改變該截止頻率。具體地，截止頻率為fc=0.009XfS。在該公式中，fs= (1/2) Xf (f為CLK_LPF的頻率)。圖18示出了高通濾波器140的電路配置。高通濾波器140是具有可變截止頻率的SC高通濾波器，且用于過濾輸入信號。高通濾波器140的特性是Q值為固定值，例如，0.702。作為特性的改變，可以將截止頻率設(shè)置為可變的。例如，可以設(shè)置為從8Hz至800Hz。此外，通過關(guān)機(jī)模式可切換電源的接通/斷開。如圖18所示，高通濾波器140包括產(chǎn)生切換信號的切換信號產(chǎn)生單元141，和根據(jù)切換信號過濾輸入信號的濾波單元142。切換信號產(chǎn)生單元141包括觸發(fā)器143和多個反相器144。濾波單元142包括多個運(yùn)算放大器145，并且進(jìn)一步包括與多個運(yùn)算放大器145連接的多個開關(guān)146、電容器147和由DAC 148控制的可變電源149。此外，如圖3所示，連接多路復(fù)用器(開關(guān))SW20。根據(jù)寄存器181的設(shè)定值，控制多路復(fù)用器SW20來切換高通濾波器140的輸入。此外，根據(jù)寄存器181的設(shè)定值，改變DAC 148的設(shè)置來控制可變電源149以由此改變放大器的操作點(diǎn)、偏移量等。此外，根據(jù)寄存器181的設(shè)定值，可以控制高通濾波器140的電源的接通/斷開。在高通濾波器140中，從外部將時鐘CLK_HPF輸入到切換信號產(chǎn)生單元141，并且由觸發(fā)器143和反相器144產(chǎn)生切換信號Φ1和Φ2。在濾波單元142中，當(dāng)從外部輸入端、增益放大器120等輸入信號時，通過三個運(yùn)算放大器145輸出信號，且在此時，由切換信號Φ 1、Φ2接通/斷開開關(guān)146，并且切換電容器137的連接。從而，輸出除去了比輸入信號的截止頻率更低的頻率分量之后的信號?？梢酝ㄟ^由MCU單元200從外部輸入的時鐘CLK_HPF來改變該截止頻率。具體地，截止頻率為fc=0.008XfS。在該公式中，fs= (1/2) Xf (f為CLK_HPF的頻率)。圖19示出了可變調(diào)節(jié)器150的電路配置?？勺冋{(diào)節(jié)器150是用于使輸出電壓可變的調(diào)節(jié)器，并且是MCU單元200的A/D轉(zhuǎn)換器260的基準(zhǔn)電源產(chǎn)生電路。作為特性的改變，可變調(diào)節(jié)器150可以以±5%的精度從2.0V至3.3V以0.1V為單位來設(shè)置輸出電壓。例如，作為可變調(diào)節(jié)器150的特性，輸出電流為15mA。此外，可變調(diào)節(jié)器150可以控制輸出電源的接通/斷開。如圖19所示，可變調(diào)節(jié)器150包括運(yùn)算放大器151，并且進(jìn)一步包括連接至運(yùn)算放大器151的輸入側(cè)的帶隙基準(zhǔn)BGR，和連接至運(yùn)算放大器151的輸出側(cè)的晶體管152和153、固定電阻器154和可變電阻器155。根據(jù)存儲器181的設(shè)定值，設(shè)置BGR的電壓，并且可以通過改變可變電阻器155的電阻值來改變該輸出電壓。此外，根據(jù)寄存器181的設(shè)定值，切換運(yùn)算放大器151的電源的接通/斷開和晶體管153的接通/斷開，并且控制輸出該輸出電壓的開始/停止。在可變調(diào)節(jié)器150中，從BGR_0UT輸出BGR的電壓。運(yùn)算放大器151根據(jù)BGR的電壓和可變電阻器155的電壓進(jìn)行操作以控制晶體管152，并且輸出與固定電阻器154和可變電阻器155的比率對應(yīng)的電壓。圖20示出了溫度傳感器160的電路配置。溫度傳感器160是測量半導(dǎo)體器件I的溫度的傳感器，并且可以被MCU單元200用于基于該測量結(jié)果執(zhí)行溫度特性的校正等。例如，作為溫度傳感器160的特性，輸出溫度系數(shù)為_5mV/°C。此外，可以通過關(guān)機(jī)模式來切換電源的接通/斷開。如圖20所示，溫度傳感器160包括運(yùn)算放大器161，并且進(jìn)一步包括與運(yùn)算放大器161的輸入側(cè)連接的電流源162和二極管163、以及與運(yùn)算放大器161的輸出側(cè)連接的固定電阻器164、165?？梢愿鶕?jù)寄存器181的 設(shè)定值來接通/斷開運(yùn)算放大器161的電源。在溫度傳感器160中，二極管163的電壓根據(jù)溫度以_2mV/°C改變，并且運(yùn)算放大器161非反相放大該電壓并將其輸出為_5mV/°C。圖21示出了 SPI接口 180的通信時序。SPI接口 180是MCU單元和AFE單元之間的接口，并且執(zhí)行AFE單元的設(shè)置，即寄存器181的寫入和讀取。在該示例中，SPI時鐘頻率為IOMHz，通信數(shù)據(jù)量為16位，并且通信方向為MSB。如圖21所示，將芯片選擇CS (反相信號)、串行時鐘SCLK (反相信號)和串行數(shù)據(jù)輸入SDI從MCU單元200輸入到AFE單元100，并將串行數(shù)據(jù)輸出SDO從AFE單元100輸出至MCU單元200。芯片選擇CS變?yōu)榈碗娖?，并且與串行時鐘SCLK同步地輸入和輸出每一位。MCU單元200將表示R/W中的寄存器181的讀/寫的位設(shè)置為R/W，并且將要被讀/寫的寄存器181的地址設(shè)置成Al至A6。當(dāng)R/W為寫時，MCU單元200將要被寫入寄存器181中的數(shù)據(jù)設(shè)置為DO至D7。當(dāng)R/W為讀時，MCU單元200將從寄存器181讀取的數(shù)據(jù)設(shè)置為DO至D7。當(dāng)在SDI處輸入R/W和Al至A6時，AFE單元100在時鐘SCLK的上升沿的時刻(tl)采樣數(shù)據(jù)，并在AO的時刻(t2)鎖存R/W和地址。在AO之后，利用在時鐘SCLK的下降沿的時刻(t3)移位D7至DO的一個位來設(shè)置發(fā)送數(shù)據(jù)。此外，在芯片選擇CS的時刻(t4)鎖存該數(shù)據(jù)。如上所述，根據(jù)該實(shí)施例的半導(dǎo)體器件I可以將半導(dǎo)體器件內(nèi)部的AFE單元100的電路配置和特性設(shè)置為可變的。因此，一個半導(dǎo)體允許與多種傳感器連接，由此可以用于許多應(yīng)用系統(tǒng)(應(yīng)用)中。例如，當(dāng)將可配置放大器110的電路配置設(shè)置為非反相放大器時，允許與電壓型傳感器連接，由此可以用于利用紅外傳感器、溫度傳感器、磁性傳感器等的應(yīng)用系統(tǒng)。作為一個示例，可以用于具有紅外傳感器的數(shù)字相機(jī)、具有溫度傳感器的打印機(jī)、具有磁性傳感器的平板電腦終端、具有紅外傳感器的空調(diào)等。此外，當(dāng)將可配置放大器110的電路配置設(shè)置為儀表放大器時，允許與弱的差分輸出連接，由此可以用于利用壓力傳感器、陀螺儀傳感器、振動傳感器等的應(yīng)用系統(tǒng)。作為一個示例，可以用于具有壓力傳感器的血壓計、具有壓力傳感器的量重器、具有陀螺儀傳感器的移動電話、具有振動傳感器的液晶電視等。
此外，當(dāng)將可配置放大器110的電路配置設(shè)置為I/V放大器時，允許與電流輸出傳感器連接，由此可以用于利用光電二極管、存在傳感器(presence sensor)、紅外傳感器等的應(yīng)用系統(tǒng)。作為一個示例，可以用于具有光電二極管的數(shù)字相機(jī)、具有存在傳感器的監(jiān)視相機(jī)、具有存在傳感器的馬桶座圈、具有紅外傳感器的條形碼讀出器等。在下文將參考圖22至24描述傳感器與半導(dǎo)體器件I連接的系統(tǒng)的示例。圖22是三類傳感器與半導(dǎo)體器件I連接的示例。在這個示例中，可配置放大器110被設(shè)置為彼此獨(dú)立的3通道單獨(dú)的放大器AMPl至AMP3，并且不同的傳感器與相應(yīng)的放大器連接。熱電傳感器21 (紅外傳感器)21與AMPl連接。為此，AMPl被設(shè)置為適于熱電傳感器21的配置和特性。AMPl的電路配置被設(shè)置為非反相放大器，并且它的輸入與熱電傳感器21所連接到的外部輸入端連接，且它的輸出與MCU單元200所連接到的外部輸出端連接。此外，根據(jù)熱電傳感器21來設(shè)置增益、偏移量等。因此熱電傳感器21的輸出信號被AMPl反相放大并且輸出至MCU單元200，然后被MCU單元200的A/D轉(zhuǎn)換器260進(jìn)行A/D轉(zhuǎn)換，并且被執(zhí)行根據(jù)熱電傳感器21的檢測的處理。熱敏電阻器(溫度傳感器)22與AMP2連接。為此，AMP2被設(shè)置為適于熱敏電阻器22的配置和特性。AMP2的電路配置被設(shè)置為非反相放大器，它的輸入與熱敏電阻器22所連接到的外部輸入端連接，且它的輸出與MCU單元200所連接到的外部輸出端連接。此外，根據(jù)熱敏電阻器22來設(shè)置增益、偏移量等。因此熱電傳感器22的輸出信號被AMP2非反相放大并輸出至MCU單元200，然后被MCU單元200的A/D轉(zhuǎn)換器260進(jìn)行A/D轉(zhuǎn)換，并且被執(zhí)行根據(jù)熱電傳感器22的檢測的處理。光電二極管23與AMP3連接。因此，AMP3被設(shè)置為適于光電二極管23的配置和特性。AMP3的電路配置被設(shè)置為非反相放大器，并且它的輸入與光電二極管23所連接到的外部輸入端連接。AMP3的輸出與增益放大器120的輸入連接，并且增益放大器120的輸出與濾波器(包括低通濾波器130和高通濾波器140)的輸入連接，并且濾波器的輸出與MCU單元200所連接到的外部輸出端連接。此外，根據(jù)光電二極管23來設(shè)置AMP3的增益和偏移量、增益放大器120的增益以及濾波器(130和140)的截止頻率。因此光電二極管23的輸出信號被AMP2非反相放大并被增益放大器120進(jìn)一步放大，隨后被濾波器(130和140)除去噪聲，并且該信號被輸出至MCU單元200。在MCU單元200中，該信號被A/D轉(zhuǎn)換器260進(jìn)行A/D轉(zhuǎn)換，并且被執(zhí)行根據(jù)光電二極管23的檢測的處理。注意，溫度傳感器160的輸出與MCU單元200的A/D轉(zhuǎn)換器260連接，并且可變調(diào)節(jié)器150的輸出電壓(3.3V)被提供給A/D轉(zhuǎn)換器260。圖23是諸如熱電傳感器或熱敏電阻器的電壓型傳感器24與半導(dǎo)體器件I連接的示例。例如，這可應(yīng)用于諸如具有電壓型傳感器24的數(shù)字相機(jī)、打印機(jī)、平板電腦終端或空調(diào)的應(yīng)用系統(tǒng)。在被設(shè)置為彼此獨(dú)立的3通道單獨(dú)的放大器的可配置放大器110中，使用AMP1。為了處理電壓型傳感器24的輸出信號，將AMPl的電路配置設(shè)置為非反相放大器。在該示例中，電壓型傳感器24的輸出信號被AMPl放大，發(fā)送通過低通濾波器130，并且通過MCU單元200進(jìn)行A/D轉(zhuǎn)換。因此，AMPl的輸入與電壓型傳感器24所連接到的外部輸入端連接，且AMPl的輸出與低通濾波器130的輸入連接。在該示例中，AMPl的輸出和低通濾波器130的輸入通過外部端子連接。低通濾波器130的輸出與MCU單元200的AD端口 262 (A/D轉(zhuǎn)換器的輸入端口)連接。低通濾波器130的時鐘由MCU單元200的定時器240提供。通過根據(jù)電壓型傳感器24的特性設(shè)置低通濾波器130的截止頻率和設(shè)置AMPl的增益、偏移量等，可以形成最適于電壓型傳感器24的電路。注意，溫度傳感器160的輸出與MCU單元200的AD端口 262連接。將VCC電源提供給MCU單元200和AFE單元100，并且可變調(diào)節(jié)器150的輸出與MCU單元200的A/D轉(zhuǎn)換器260的電源輸入連接。圖24是諸如光電二極管的電流型傳感器25與半導(dǎo)體器件I連接的示例。這可應(yīng)用于諸如具有電流型傳感器的火警、監(jiān)控相機(jī)、馬桶座圈或條形碼讀出器的應(yīng)用系統(tǒng)。在被設(shè)置為彼此獨(dú)立的3通道單獨(dú)的放大器的可配置放大器110中，使用AMP2和AMP3。為了處理電流型傳感器25的輸出信號，AMPl的電路配置被設(shè)置為I/V放大器，并且AMP3的電路配置被設(shè)置為非反相放大器。以這種方式,可以任意連接AMPl至AMP3當(dāng)中的兩個放大器。在該示例中，電流型傳感器25的輸出信號被AMP2和AMP3放大，發(fā)送通過高通濾波器140和低通濾波器130，然后被MCU單元200進(jìn)行A/D轉(zhuǎn)換。因此，AMP2的輸入與電流型傳感器25所連接到的外部輸入端連接，AMP2的輸出與AMP3的輸入連接，并且AMP3的輸出與高通濾波器140的輸入連接。此外，高通濾波器140的輸出與低通濾波器130的輸入連接，并且低通濾波器130的輸出與MCU單元200的AD端口 262連接。高通濾波器140和低通濾波器130的時鐘由MCU單元200的定時器240提供。通過根據(jù)電流型傳感器25的特性設(shè)置AMPl和AMP2的增益、偏移量，以及設(shè)置高通濾波器140和低通濾波器130的截止頻率，可以形成最適于電流型傳感器25的電路。注意，以與如圖23所示相同的方式，溫度傳感器160和可變調(diào)節(jié)器150與MCU單元200連接。在圖24的示例中，發(fā)光二極管26與MCU單元200連接，并且在MCU單元200的控制下點(diǎn)亮發(fā)光二極管26。然后，由電流型傳感器25檢測從發(fā)光二極管26輸出的光,并且由AFE單元100和MCU單元200處理根據(jù)該檢測的信號。接下來，將說明根據(jù)該實(shí)施例的半導(dǎo)體器件I中的MCU單元200的配置。在該實(shí)施例中，如上所述，通過來自MCU單元200的控制來設(shè)置和改變AFE單元100的配置和特性。在MCU單元200中，CPU核210執(zhí)行存儲在存儲器220中的程序，由此實(shí)現(xiàn)對于使AFE單元100的配置改變(配置設(shè)置)的控制。圖25示出了用于進(jìn)行AFE單元100的配置改變的MCU單元200的功能配置的示例。如圖25所示，MCU單元200包括改變時序檢測單元201、寄存器讀/寫單元(配置設(shè)置單元)202和A/D轉(zhuǎn)換單元203。例如，改變時序檢測單元201和寄存器讀/寫單元202通過在CPU核210上執(zhí)行程序來實(shí)現(xiàn)，并且A/D轉(zhuǎn)換單元通過A/D轉(zhuǎn)換器260來實(shí)現(xiàn)。變化(設(shè)置)時序檢測單元201向寄存器讀/寫單元202通知時序，以改變AFE單元100的配置設(shè)置和特性。作為變化的時序，可以使用來自半導(dǎo)體器件外部的計算機(jī)裝置的指令、MCU單元200的定時器240、AFE單元100的信號等。此外，當(dāng)寄存器181的設(shè)置信息已經(jīng)寫入存儲器220時，啟動半導(dǎo)體器件I時的初始化時序為設(shè)置時序。根據(jù)變化時序檢測單元201的檢測，寄存器讀/寫單元(設(shè)置單元)202進(jìn)行將配置信息寫入AFE單元100的寄存器181，并由此改變AFE單元100的配置和特性。要被寫入的配置信息(設(shè)置信息)可以是從外部計算機(jī)裝置輸入的信息、通過MCU單元200預(yù)存儲在存儲器220中的信息，或者是通過在CPU核210上執(zhí)行程序所產(chǎn)生的信息。寄存器讀寫單元202進(jìn)一步根據(jù)來自外部計算機(jī)裝置的指令進(jìn)行從AFE單元100的寄存器181的信息讀取。注意，寄存器讀/寫單元202通過將寄存器181的地址指定給AFE單元100來進(jìn)行寫入/讀取，如上所述。A/D轉(zhuǎn)換單元203將從AFE單元100輸出的模擬信號轉(zhuǎn)換成數(shù)字信號。此外，A/D轉(zhuǎn)換單元203根據(jù)寄存器讀/寫單元202的操作來切換A/D轉(zhuǎn)換器的通和斷。在該配置中，在半導(dǎo)體器件I的操作期間，可以由MCU單元200切換AFE單元100的配置和特性。例如，在火警、感應(yīng)龍頭裝置等中，在六月或者隨著每一年的經(jīng)過，放大器的增益可以被設(shè)置為高。即使由于灰塵或年久老化造成傳感器的靈敏度下降，通過以固定周期增加增益，也能夠使傳感器的靈敏度保持不變，這允許裝置長期正常操作。此外，可以根據(jù)操作時間控制AFE單元100的關(guān)機(jī)模式。例如，為了間歇性操作，可以以特定的時間間隔切換AFE單元100中每個電路的電源接通/斷開，并且可以自由選擇電路來間歇操作。這樣就降低了半導(dǎo)體器件I的功耗。此外，可以檢測連接到半導(dǎo)體器件I的傳感器2的特性，并且根據(jù)傳感器2的特性可以自動改變AFE單元100的配置和特性。例如，根據(jù)傳感器2特性的變化，能夠進(jìn)行調(diào)整吸收變化。因為在MCU單元200的控制下，在AFE單元100操作期間，電路的配置和特性是變化的，所以在AFE單元100的輸出信號會出現(xiàn)噪聲。圖26示出了在配置變化時AFE單元100的輸出信號的不例。如圖26的部分(a)所示，通過SPI接口由MCU單元200重寫AFE單元100的寄存器181，使得AMPl的增益從6dB切換到12dB。然后，如圖26的部分(b)所示，在切換增益時，圖8中示出的可變電阻器的電阻值改變了，這導(dǎo)致在從AMPl的運(yùn)算放大器輸出的輸出信號中出現(xiàn)了噪聲。鑒于此，在該實(shí)施例中，如圖26的部分(c)所示，切換A/D轉(zhuǎn)換單元的接通/斷開。首先，在以6dB操作期間，A/D轉(zhuǎn)換單元203接通。當(dāng)變化時序檢測單元201檢測到配置變化的時序并由此寄存器讀/寫單元202開始寫入AFE單元100的寄存器181時，A/D轉(zhuǎn)換單元203斷開以停止A/D轉(zhuǎn)換。然后，當(dāng)寫入寄存器181結(jié)束時，A/D轉(zhuǎn)換單元203接通以開啟A/D轉(zhuǎn)換。通過這種控制，在配置變化時出現(xiàn)的噪聲沒有進(jìn)行A/D轉(zhuǎn)換，由此防止了由于噪聲導(dǎo)致的故障。注意，可以通過除接通/斷開A/D轉(zhuǎn)換之外的方法來去除放大器的噪聲。例如，在配置變化時，通過連接放大器和濾波器可以濾去噪聲。此外，通過切換開關(guān)以選擇放大器的輸出目的地，可以臨時禁用與MCU單元200的連接。在根據(jù)上述實(shí)施例的半導(dǎo)體器件I中，需要根據(jù)要連接的傳感器確定AFE單元100的配置和特性，因此在適合該傳感器的半導(dǎo)體器件I (傳感器系統(tǒng))的設(shè)計開發(fā)中，利用半導(dǎo)體器件I進(jìn)行寄存器設(shè)定值的評估。在下文中描述在半導(dǎo)體器件I的開發(fā)過程中進(jìn)行的設(shè)置評估。
圖27示出了根據(jù)本實(shí)施例的半導(dǎo)體器件I的設(shè)置評估系統(tǒng)(開發(fā)支持系統(tǒng))的配置。如圖27所示，該設(shè)置開發(fā)評估系統(tǒng)包括:設(shè)置評估裝置3，上面安裝了半導(dǎo)體器件I的評估板10和上面安裝了傳感器2的傳感器板20。評估板10包括USB接口 11和傳感器接口 12。設(shè)置評估裝置3通過USB線纜與USB接口 11連接，以便經(jīng)由USB接口 11在設(shè)置評估裝置3和半導(dǎo)體器件I之間可以進(jìn)行輸入和輸出。傳感器板20與傳感器接口 12連接，以便可以經(jīng)由傳感器12在傳感器2和半導(dǎo)體器件I之間進(jìn)行輸入和輸出。設(shè)置評估裝置(開發(fā)支持系統(tǒng))3通過利用在后面描述的GUI來設(shè)置半導(dǎo)體器件I的AFE單元100的寄存器181。根據(jù)設(shè)置評估裝置3的指令，半導(dǎo)體器件I重寫寄存器181，并進(jìn)行傳感器2的輸出信號的放大、A/D轉(zhuǎn)換等。設(shè)置評估裝置3獲取半導(dǎo)體器件I的A/D轉(zhuǎn)換結(jié)果，并檢查半導(dǎo)體器件I的操作，由此評估寄存器181的設(shè)定值。圖28示出了用于實(shí)現(xiàn)設(shè)置評估裝置3的硬件配置的示例。如圖28所示，設(shè)置評估裝置3是諸如個人計算機(jī)或工作站的計算機(jī)裝置，并且包括中央處理單元(CPU) 31和存儲器34。CPU 31和存儲器34通過總線連接到作為輔助存儲裝置的硬盤裝置(HDD)35。例如，作為使用者接口硬件，設(shè)置評估裝置3包括:輸入裝置32，如定點(diǎn)裝置(鼠標(biāo)，操縱桿等)和鍵盤，用于使用者輸入；和顯示裝置33，如CRT或液晶顯示器，用于向使用者呈現(xiàn)像⑶I那樣的可視數(shù)據(jù)。在如HDD 35的存儲介質(zhì)中，可以存儲用來向CPU 31等發(fā)出指令并和操作系統(tǒng)協(xié)同實(shí)現(xiàn)設(shè)置評估裝置3的功能的程序。程序通過被加載到存儲器34中來執(zhí)行。此夕卜，設(shè)置評估裝置3包括輸入/輸出接口(I/O) 36，如連接到評估板10等的USB。注意，設(shè)置評估裝置3可以由多個計算機(jī)來形成，并不限于單個計算機(jī)。圖29示出了設(shè)置評估裝置3的功能塊。如圖29所示，設(shè)置評估裝置3包括控制單元300和存儲單元310。控制單元300的功能通過CPU 31執(zhí)行程序來實(shí)現(xiàn)?？刂茊卧?00包括⑶I處理單元301、寄存器設(shè)置單元302、寄存器獲取單元303、A/D轉(zhuǎn)換控制單元304、A/D轉(zhuǎn)換結(jié)果獲取單元305和SPI監(jiān)控單元306。存儲單元310由HDD 35或存儲器34實(shí)現(xiàn)。在存儲單元310中，存儲⑶I信息311、寄存器設(shè)置信息312、寄存器獲取信息313、A/D轉(zhuǎn)換控制信息314、A/D轉(zhuǎn)換結(jié)果信息315和SPI監(jiān)控信息316。⑶I信息311是用來顯示由后面所描述的用于半導(dǎo)體器件I的設(shè)置評估的窗口等組成的⑶I的信息。⑶I處理單元(⑶I顯示單元)301基于⑶I信息311，在顯示裝置33上顯示⑶I，并在進(jìn)一步接受使用者在該⑶I上的輸入操作。寄存器設(shè)置信息312是設(shè)置到半導(dǎo)體器件I的寄存器181中的設(shè)置信息(配置信息)。寄存器設(shè)置單元(設(shè)置信息產(chǎn)生單元和設(shè)置單元)302根據(jù)⑶I上的輸入操作來產(chǎn)生寄存器設(shè)置信息312，向半導(dǎo)體器件I輸出所產(chǎn)生的寄存器設(shè)置信息312，并給出用于配置變化(設(shè)置)的指令。寄存器獲取信息313是從半導(dǎo)體器件I獲取的寄存器181的信息，并且它是寫入到當(dāng)前寄存器181的信息。寄存器獲取單元303向半導(dǎo)體器件I給出指令，以獲取寄存器獲取信息313，并通過⑶I向使用者輸出寄存器獲取信息313。A/D轉(zhuǎn)換控制信息314是諸如半導(dǎo)體器件I的MCU單元200中用于A/D轉(zhuǎn)換的參數(shù)那樣的信息。A/d轉(zhuǎn)換控制單元304根據(jù)GUI上的輸入操作來產(chǎn)生A/D轉(zhuǎn)換控制信息314，并向半導(dǎo)體器件I輸出所產(chǎn)生的A/D轉(zhuǎn)換控制信息314，由此控制MCU單元200的A/D轉(zhuǎn)換操作。A/D轉(zhuǎn)換結(jié)果信息315是表示半導(dǎo)體器件I的MCU單元200中A/D轉(zhuǎn)換結(jié)果的信息。A/D轉(zhuǎn)換結(jié)果獲取單元305向半導(dǎo)體器件I給出指令，以獲取A/D轉(zhuǎn)換結(jié)果信息315，并通過⑶I向使用者輸出A/D轉(zhuǎn)換結(jié)果信息315。SPI監(jiān)控信息316是半導(dǎo)體器件I中MCU單元200和AFE單元100之間的SPI接口的通信信息。SPI監(jiān)控單元306向半導(dǎo)體器件I給出指令，以獲取SPI監(jiān)控信息316，并通過⑶I向使用者輸出SPI監(jiān)控信息316。參考圖30，在下文中描述圖27中示出的設(shè)置評估系統(tǒng)中半導(dǎo)體器件I的設(shè)置評估方法(開發(fā)方法)。首先，檢查連接到半導(dǎo)體器件I的傳感器2的配置(S101)。具體地，檢查傳感器2的電路配置、特性和輸出信號。例如，當(dāng)傳感器2是孔型元件時(hole element)，它是具有橋式電阻器的傳感器配置，并且輸出信號被輸出為差分電壓。接下來，將傳感器2附接于半導(dǎo)體器件1(S102)。具體地，傳感器2附接到傳感器板20，并且傳感器板20連接到上面安裝有半導(dǎo)體器件I的評估板10的傳感器接口 12上。然后，通過設(shè)置評估裝置3來設(shè)置半導(dǎo)體器件I的配置和特性(S103)。具體地，設(shè)置評估裝置3連接到評估板10，使用者操作設(shè)置評估裝置3的GUI以設(shè)置半導(dǎo)體器件I中AFE單元100的電路配置、輸入端、增益、偏置等。然后，通過設(shè)置評估裝置3調(diào)節(jié)半導(dǎo)體器件I的配置和特性(S104)。具體地，通過半導(dǎo)體器件I對傳感器2的輸出信號進(jìn)行A/D轉(zhuǎn)換，并且使用者根據(jù)A/D轉(zhuǎn)換的結(jié)果操作設(shè)置評估裝置3的GUI以再次設(shè)置半導(dǎo)體器件I的配置和特性。例如，使用者參考A/D轉(zhuǎn)換結(jié)果通過⑶I調(diào)節(jié)AFE單元100的DAC偏置，由此設(shè)置放大器的中間電位。參考圖31，在下文中描述在設(shè)置評估裝置3中執(zhí)行的設(shè)置評估處理。該設(shè)置評估在圖30中的S103和S104中進(jìn)行。用于進(jìn)行圖31的設(shè)置評估處理的設(shè)置評估程序存儲在設(shè)置評估裝置3中，并且當(dāng)使用者運(yùn)行設(shè)置評估程序時，啟動下面的處理?？梢岳萌我忸愋偷姆菚簳r性計算機(jī)可讀介質(zhì)來存儲程序并提供給計算機(jī)。非暫時性計算機(jī)可讀介質(zhì)包括任何類型的有形存儲介質(zhì)。非暫時性計算機(jī)可讀介質(zhì)的示例包括:磁性存儲介質(zhì)(如軟盤、磁帶、硬盤驅(qū)動器)，光學(xué)磁性存儲介質(zhì)(例如，磁光盤)，CD-ROM(壓縮盤只讀存儲器)，⑶-R (可記錄壓縮盤)，⑶-R/W (可重寫壓縮盤)，和半導(dǎo)體存儲器(如掩模R0M、PR0M (可編程R0M)、EPR0M (可擦除PR0M)，閃存R0M、RAM (隨機(jī)存取存儲器)等)?？梢岳萌魏晤愋偷臅簳r性計算機(jī)可讀介質(zhì)將程序提供給計算機(jī)。暫時性計算機(jī)可讀介質(zhì)包括電信號、光信號和電磁波。暫時性計算機(jī)可讀介質(zhì)可以經(jīng)由有線通信線(例如，電線和光纖)或無線通信線提供給計算機(jī)。首先，⑶I處理單元301顯示八0(:_控制窗口(S201)。具體地，當(dāng)設(shè)置評估程序運(yùn)行時，⑶I處理單元301顯示々0(:_控制窗口，作為第一窗口?！?(:_控制窗口是用來控制半導(dǎo)體器件I的A/D轉(zhuǎn)換的窗口，并且還是用來啟動顯示其它窗口的窗口。然后，A/D轉(zhuǎn)換控制單元304對半導(dǎo)體器件I設(shè)置A/D轉(zhuǎn)換操作，以啟動A/D轉(zhuǎn)換(S202 )。具體地，根據(jù)由使用者向ADC_控制窗口輸入的操作，A/D轉(zhuǎn)換控制單元304產(chǎn)生作為用于A/D轉(zhuǎn)換的參數(shù)的A/D轉(zhuǎn)換控制信號314，并對半導(dǎo)體器件I的MCU單元200設(shè)置用于A/D轉(zhuǎn)換的參數(shù)。然后，根據(jù)ADC_控制窗口上的操作，A/D轉(zhuǎn)換控制單元304向MCU單元200給出指令，以啟動A/D轉(zhuǎn)換，并且MCU單元200對來自AFE單元100的信號開始A/D轉(zhuǎn)換。之后，⑶I處理單元301確定是否關(guān)閉么0(:_控制窗口(S203)并重復(fù)S201和S202直到使用者執(zhí)行關(guān)閉操作。此外，⑶I處理單元301顯示簡單視圖配置窗口(S204)。具體地，當(dāng)使用者在S201的ADC_控制窗口上執(zhí)行顯示簡單視圖配置窗口的操作時，⑶I處理單元301顯示簡單視圖配置窗口。簡單視圖配置窗口是用來設(shè)置半導(dǎo)體器件I的AFE單元100的配置和特性的窗□。接下來，寄存器設(shè)置單元302設(shè)置半導(dǎo)體器件I的寄存器18KS205)。具體地，根據(jù)用戶向簡單視圖配置窗口輸入的操作，寄存器設(shè)置單元302產(chǎn)生作為AFE單元100的配置信息的寄存器設(shè)置信息312，向MCU單元200輸出寄存器設(shè)置信息312，以進(jìn)行從MCU單元200向AFE單元100的寄存器181的寫入。之后，⑶I處理單元301確定是否關(guān)閉簡單視圖配置窗口(S206)并重復(fù)S204和S205直到使用者執(zhí)行關(guān)閉操作。此外，寄存器獲取單元303從半導(dǎo)體器件I的寄存器181獲取當(dāng)前配置信息(S207)。具體地，當(dāng)用戶在S201的ADC控制窗口上執(zhí)行顯示寄存器181的設(shè)置信息的操作時，寄存器獲取單元303向MCU單元200給出指令，通過MCU單元200從AFE單元100的寄存器181讀取信息，并獲取所讀取的寄存器獲取信息313。然后，⑶I處理單元301顯示寄存器列表窗口(S208)。具體地，當(dāng)從半導(dǎo)體器件I獲取寄存器獲取信息313時，⑶I處理單元301顯示寄存器列表窗口，并進(jìn)一步在窗口中顯示獲取的寄存器獲取信息313。通過寄存器列表窗口可以檢查設(shè)置到AFE單元100的寄存器181的內(nèi)容。之后，⑶I處理單元301確定是否關(guān)閉寄存器列表窗口(S209)并重復(fù)S207和S208直到使用者執(zhí)行關(guān)閉操作。此外，A/D轉(zhuǎn)換結(jié)果獲取單元305從半導(dǎo)體器件I的MCU單元200獲取A/D轉(zhuǎn)換的結(jié)果(S210)。具體地，當(dāng)用戶在S201的ADC控制窗口上執(zhí)行顯示A/D轉(zhuǎn)換結(jié)果的操作時，A/D轉(zhuǎn)換結(jié)果獲取單元305向MCU單元200給出指令，并獲取A/D轉(zhuǎn)換結(jié)果信息315。然后，⑶I處理單元301顯示端口數(shù)據(jù)窗口或圖形窗口(S211)。具體地，當(dāng)從半導(dǎo)體器件I獲取A/D轉(zhuǎn)換結(jié)果信息315時，根據(jù)用戶的操作，GUI處理單元301顯示端口數(shù)據(jù)窗口或圖形窗口，并進(jìn)一步在該窗口中顯示獲取的A/D轉(zhuǎn)換結(jié)果信息315。端口數(shù)據(jù)窗口通過數(shù)值顯示A/D轉(zhuǎn)換結(jié)果信息315，并且圖形窗口通過曲線顯示A/D轉(zhuǎn)換結(jié)果信息315。之后，⑶I處理單元301確定是否關(guān)閉端口數(shù)據(jù)窗口或圖形窗口(S212)并重復(fù)S210和S211直到使用者執(zhí)行關(guān)閉操作。此外，SPI監(jiān)控單元306從半導(dǎo)體器件I的MCU單元200獲取SPI監(jiān)控信息316(S213)。具體地，當(dāng)用戶在S201的ADC_控制窗口上執(zhí)行顯示SPI監(jiān)控信息316的操作時，SPI監(jiān)控單元306向MCU單元200給出指令，并獲取SPI監(jiān)控信息316。然后，⑶I處理單元301顯示SP監(jiān)測窗口(S214)。具體地，當(dāng)從半導(dǎo)體器件I獲取SPI監(jiān)控信息316時，⑶I處理單元301顯示SP監(jiān)測窗口，并在該窗口中進(jìn)一步顯示獲取的SPI監(jiān)控信息316。之后，⑶I處理單元301確定是否關(guān)閉SP監(jiān)測窗口(S215)并重復(fù)S213和S214直到使用者執(zhí)行關(guān)閉操作。在下文中，參考圖32至42，描述在圖31的每個處理中在設(shè)置評估裝置3上顯示的⑶I的顯示示例。圖32是圖31的S201中顯示的ADC控制窗口的顯示示例。如圖32所示，ADC控制窗口 400包括用來設(shè)置A/D轉(zhuǎn)換的參數(shù)的A/D轉(zhuǎn)換控制區(qū)401和用來啟動其它窗口的顯示的窗口啟動區(qū)402。在A/D轉(zhuǎn)換控制區(qū)401中，當(dāng)輸入每個參數(shù)時，在每次輸入時，參數(shù)被輸出到MCU單元200。在A/D轉(zhuǎn)換控制區(qū)401中，“A/D轉(zhuǎn)換使能”復(fù)選框403在被勾選時，設(shè)置A/D轉(zhuǎn)換使能。半導(dǎo)體器件I的MCU單元200設(shè)置是否對AFE單元100的每個輸出信號進(jìn)行A/D轉(zhuǎn)換。“選擇全部”按鈕404允許一次勾選所有復(fù)選框；“清除全部”按鈕405可以一次清除所有復(fù)選框?！皥D形表示”復(fù)選框406在被勾選時選擇用于曲線顯示的輸出端。其設(shè)置對于AFE單元100的哪個輸出信號，將在圖形窗口上輸出A/D轉(zhuǎn)換結(jié)果用于曲線顯示?！把h(huán)”輸入框407設(shè)置MCU單元200中A/D轉(zhuǎn)換的采樣周期，以ms為單位。通過輸入框的微調(diào)按鈕，能夠改變數(shù)值，并且通過輸入框下部的滾動條也可以改變數(shù)值。“計數(shù)”輸入框408設(shè)置MCU單元200中進(jìn)行A/D轉(zhuǎn)換的次數(shù)。注意，當(dāng)輸入“O”時，對測量次數(shù)不加限制，并重復(fù)A/D轉(zhuǎn)換，直到程序結(jié)束(直到窗口關(guān)閉)。就像“循環(huán)” 一樣，可以用微調(diào)按鈕或滾動條來設(shè)置數(shù)值?！癆DC開始”按鈕409向MCU單元200設(shè)置開始執(zhí)行A/D轉(zhuǎn)換。當(dāng)點(diǎn)擊“ADC開始”按鈕409時，對MCU單元中使能了 A/D轉(zhuǎn)換的輸出端的信號開始A/D轉(zhuǎn)換?！靶菝吣Ｊ健睆?fù)選框410設(shè)置半導(dǎo)體器件I的休眠模式的開/關(guān)。當(dāng)勾選“休眠模式”復(fù)選框410時，休眠模式設(shè)置為開啟。例如，在半導(dǎo)體器件I中，MCU單元200斷開AFE單元100的每個電路的電源，并進(jìn)入休眠模式。“時鐘選擇”下拉菜單411選擇并設(shè)置MCU單元200中要產(chǎn)生的時鐘的頻率。通過振蕩器230，MCU單元200產(chǎn)生所選擇的時鐘，并且利用產(chǎn)生的時鐘作為操作時鐘來操作。在窗口啟動區(qū)402中，每個按鈕對應(yīng)要顯示的窗口?！靶酒渲谩卑粹o412是用來顯示簡單視圖配置窗口的按鈕。當(dāng)點(diǎn)擊該按鈕，顯示簡單視圖配置窗口，以便能夠通過GUI向寄存器181設(shè)置半導(dǎo)體器件I的AFE單元100的配置和特性。“寄存器列表”按鈕413是用來顯示寄存器列表窗口的按鈕。當(dāng)點(diǎn)擊該按鈕時，顯示寄存器列表窗口，以便能夠顯示AFE單元100的寄存器181的設(shè)定值?！皵?shù)據(jù)”按鈕414是用來顯示端口數(shù)據(jù)窗口的按鈕。當(dāng)點(diǎn)擊該按鈕時，顯示端口數(shù)據(jù)窗口，以便能夠以數(shù)值顯示MCU單元200中A/D轉(zhuǎn)換結(jié)果的數(shù)據(jù)。“圖形”按鈕415是用來顯示圖形窗口的按鈕。當(dāng)點(diǎn)擊該按鈕時，顯示圖形窗口，以便能夠以曲線顯示MCU單元200中的A/D轉(zhuǎn)換結(jié)果?！按卸丝诒O(jiān)測”按鈕416是用來顯示SP監(jiān)測窗口的按鈕。當(dāng)點(diǎn)擊該按鈕時，顯示SP監(jiān)測窗口，以便能夠顯示MCU單元200和AFE單元100之間的SPI接口的通信狀態(tài)。
“關(guān)閉”按鈕417是用來關(guān)閉ADC控制窗口 400以結(jié)束程序的按鈕。該按鈕對應(yīng)于圖 31 的 S203。圖33是示出在圖31的S204中顯示的簡單視圖配置窗口的顯示示例。如圖33所示，簡單視圖配置窗口 420包括:用來設(shè)置可配置放大器110的可配置放大器設(shè)置區(qū)421 ；用來設(shè)置增益放大器120的增益放大器設(shè)置區(qū)422 ;用來設(shè)置低通濾波器130和高通濾波器140的濾波電路設(shè)置區(qū)423 ;用來設(shè)置連接到每個運(yùn)算放大器的DAC的基準(zhǔn)電壓的DAC基準(zhǔn)電壓設(shè)置區(qū)424 ;用來設(shè)置可變調(diào)節(jié)器150的可變調(diào)節(jié)器設(shè)置區(qū)425 ;用來設(shè)置溫度傳感器160的溫度傳感器設(shè)置區(qū)426 ;和用來設(shè)置通用放大器170的通用放大器設(shè)置區(qū)427?？膳渲梅糯笃髟O(shè)置區(qū)421包括:用來整體設(shè)置可配置放大器的整體設(shè)置區(qū)428 ;和用來單獨(dú)設(shè)置Chl、Ch2和Ch3的AMP1、AMP2和AMP3的單獨(dú)設(shè)置區(qū)429。在單獨(dú)設(shè)置區(qū)429中，顯示了各個放大器的區(qū)域，用來設(shè)置AMPl、AMP2和AMP3。在整體設(shè)置區(qū)428中，“配置”下拉菜單(整體配置設(shè)置部分)430用于選擇和設(shè)置可配置放大器110的整體電路配置。當(dāng)選擇“儀表AMP”時，形成了放大器Chl至Ch3連接的儀表放大器。僅當(dāng)設(shè)置為“儀表AMP”時，可以通過“增益”下拉菜單(整體特性設(shè)置部分)431選擇和設(shè)置儀表放大器的增益。圖34是通過“配置”下拉菜單430選擇“儀表AMP”的情況下的顯示示例。如圖34所示，在這種情況下，放大器Chl至Ch3自動連接，并且不能設(shè)置放大器Chl至Ch3中的每一個。換句話說，僅可以設(shè)置整個儀表放大器的增益和AMP3的DAC。當(dāng)通過“配置”下拉菜單430選擇“分開”時，可配置放大器的Chl至Ch3可以單獨(dú)設(shè)置。圖35是選擇“分開”情況下的顯示示例。如圖35所示，在這種情況下，放大器Chl至Ch3沒有連接且彼此獨(dú)立，并且可以單獨(dú)設(shè)置每個放大器的配置和特性。換句話說，可以設(shè)置每個放大器的配置、增益和DAC等，并且不能設(shè)置整體增益。如圖35所示，在獨(dú)立設(shè)置區(qū)429中，要設(shè)置的放大器的名稱顯示在頂部，分別顯示為“放大器Chi”、“放大器Ch2”和“放大器Ch3”?！敖油?斷開”劃動開關(guān)432用來設(shè)置單獨(dú)的放大器的電源開/關(guān)。通過拖放開關(guān)把手來設(shè)置接通/斷開?！芭渲谩毕吕藛?整體配置設(shè)置部分)433用來選擇和設(shè)置單獨(dú)的放大器的電路配置。當(dāng)選擇“反向”時，單獨(dú)的放大器的配置被設(shè)置為反向放大器；當(dāng)選擇“前向”時，單獨(dú)的放大器的配置被設(shè)置為非反向放大器；當(dāng)選擇“差分”時，單獨(dú)的放大器的配置被設(shè)置為差分放大器；并且當(dāng)選擇“Ι/v”時，單獨(dú)的放大器的配置被設(shè)置為I/V放大器；并且每個電路配置被自動設(shè)置。此外，當(dāng)通過“配置”下拉菜單433選擇“定制”時，可以詳細(xì)設(shè)置單獨(dú)的放大器的內(nèi)部。當(dāng)勾選放大器Chl至Ch3每個的圖標(biāo)時，也能夠詳細(xì)設(shè)置。具體地，如圖36所示，顯示并設(shè)置AMP定制窗口。在AMP定制窗口 450中，顯示了與單獨(dú)的放大器的實(shí)際電路配置相同的電路圖像。通過滑動開關(guān)451設(shè)置放大器電源的接通/斷開，通過下拉菜單452至454設(shè)置放大器的輸入端和輸出端的連接的元件，通過下拉菜單455設(shè)置放大器的增益，通過下拉菜單456至458設(shè)置輸入電阻和DAC的連接，并且通過下拉菜單459設(shè)置DAC的輸出電壓。注意，由于取決于放大器的配置，增益的設(shè)置不同，所以設(shè)置在設(shè)定值顯示區(qū)460中顯示的設(shè)定值。此外，如圖35所示，“增益”下拉菜單(單獨(dú)的特性設(shè)置部分)434用來選擇和設(shè)置單獨(dú)的放大器的增益。當(dāng)電路配置被設(shè)置為“I/V”時，下拉菜單的顯示是反饋電阻值。例如，可以使得顯示根據(jù)電路配置改變選擇范圍?！癉AC”輸入框(單獨(dú)的特性設(shè)置部分)435用來設(shè)置8位DAC的輸出電壓。注意，可以相互結(jié)合設(shè)置多個DAC的設(shè)定值。該輸入框允許輸入O至255的數(shù)字，并且通過輸入框的微調(diào)按鈕，可以以“ I”為單位，增加和減小設(shè)定值。當(dāng)數(shù)字輸入到輸入框時，實(shí)際的DAC輸出電壓值就會顯示在DAC圖標(biāo)的右下角。在下文中描述圖33的其它區(qū)域。如圖33所示，在增益放大器設(shè)置區(qū)422中，“增益AMP”作為要設(shè)置的電路的名稱，顯示在它的頂部。在增益放大器設(shè)置區(qū)422中，就像可配置放大器一樣，通過滑動開關(guān)436設(shè)置電源接通/斷開，通過下拉菜單437設(shè)置增益，并且通過輸入框438設(shè)置DAC的輸出。DAC設(shè)置對于濾波器是通用的。在濾波器電路設(shè)置區(qū)423中，“濾波器”作為要設(shè)置的電路的名稱，顯示在它的頂部?！绊樞颉毕吕藛?39用于選擇和設(shè)置通過濾波器電路的順序。當(dāng)選擇“LPF”時，該配置自動設(shè)置為僅通過低通濾波器130 ;當(dāng)選擇“HPF”時，該配置自動設(shè)置為僅通過高通濾波器140 ;當(dāng)選擇“LPF — HPF”時，該配置自動設(shè)置為按次序通過低通濾波器130和高通濾波器140 ;并且當(dāng)選擇“HPF — LPF”時，該配置自動設(shè)置為按次序通過高通濾波器140和低通濾波器130?！癓PF截止頻率”下拉菜單440用來選擇和設(shè)置低通濾波器130的截止頻率，并且“HPF截止頻率”下拉菜單441用來選擇和設(shè)置高通濾波器140的截止頻率。注意，低通濾波器130和高通濾波器140的電源接通/斷開是可設(shè)置的。在DAC基準(zhǔn)電壓設(shè)置區(qū)424中，“DAC基準(zhǔn)電壓”作為要設(shè)置電路的名稱，顯示在它的頂部?！?電勢”下拉菜單442用來設(shè)置每個8位DAC (DAC I至DAC4)的設(shè)置電壓上限。當(dāng)選擇“AVDD”時，每個8位DAC (DAC I至DAC4)的設(shè)置電壓上限設(shè)置為AVDD。當(dāng)選擇“4/5AVDD”時，每個8位DAC (DACI至DAC4)的設(shè)置電壓上限設(shè)置為(4/5) X AVDD。當(dāng)選擇“3/5AVDD”時，每個8位DAC (DAC I至DAC4)的設(shè)置電壓上限設(shè)置為(3/5) X AVDD。電勢”下拉菜單443用來設(shè)置每個8位DAC (DAC I至DAC 4)的設(shè)置電壓下限。當(dāng)選擇“AGND”時，每個8位DAC (DAC I至DAC 4)的設(shè)置電壓下限設(shè)置為AGND。當(dāng)選擇“1/5AVDD”時，每個8位DAC (DAC I至DAC 4)的設(shè)置電壓下限設(shè)置為(1/5) XAVDD。當(dāng)選擇“2/5AVDD”時，每個8位DAC (DAC I至DAC 4)的設(shè)置電壓下限設(shè)置為(2/5) XAVDD。在可變調(diào)節(jié)器設(shè)置區(qū)425中，“電壓調(diào)節(jié)器”作為要設(shè)置的電路的名稱，顯示在它的頂部。在本示例中，就像可配置放大器一樣，通過滑動開關(guān)444設(shè)置電源接通/斷開?！拜敵鲭妷骸毕吕藛?45用來選擇和設(shè)置可變調(diào)節(jié)器150的輸出電壓。在溫度傳感器設(shè)置區(qū)426中，“溫度傳感器”作為要設(shè)置電路的名稱，顯示在它的頂部。在本示例中，就像可配置放大器的情況一樣，通過滑動開關(guān)446設(shè)置電源接通/斷開。在通用放大器設(shè)置區(qū)427中，“通用運(yùn)算放大器”作為要設(shè)置電路的名稱，顯示在它的頂部。在本示例中，就像可配置放大器的情況一樣，通過滑動開關(guān)447設(shè)置電源接通/斷開。此外，在簡單視圖配置窗口中，可以設(shè)置每個連接端子的連接。圖37示出了端子的連接的顯示示例。如由附圖標(biāo)記461所示,AFE單元100的外部端子被顯示為方形圖，并且外部端子的名稱被顯示在每個方形的旁邊。AFE單元100中的每個電路的內(nèi)部端子被顯示為圓形圖。白圓的內(nèi)部端子是未連接狀態(tài)的端子，而黑圓的內(nèi)部端子是已經(jīng)連接狀態(tài)的端子。例如，當(dāng)被點(diǎn)擊時，由附圖標(biāo)記462表示的白圓變成黑圓，其處于連接狀態(tài)。在線中，細(xì)線表示未連接狀態(tài)的線，而粗線，如由附圖標(biāo)記463表示，表示已經(jīng)連接狀態(tài)的線。當(dāng)被點(diǎn)擊時，細(xì)線可以改變成粗線，其處于連接狀態(tài)。注意，盡管上面參考圖36描述了詳細(xì)的電路設(shè)置，但是還可以如圖36所示通過顯示實(shí)際的電路配置對除了可配置放大器之外的電路進(jìn)行詳細(xì)地設(shè)置。此外，可以用一個窗口詳細(xì)地設(shè)置各個電路。例如，如圖38所示，可以顯示所有的電路圖像以允許設(shè)置。圖38示出了手動視圖配置窗口的顯示窗口，該窗口可以顯示對應(yīng)于圖3的電路配置的電路圖像并進(jìn)行詳細(xì)設(shè)置。在圖38中，顯示了 AFE單元100的各個電路，并顯示了用于設(shè)置電路的下拉菜單。注意，設(shè)置方法和設(shè)置細(xì)節(jié)與上面描述的相同，因此不再重復(fù)描述。圖39是在圖31的S208中顯示的寄存器列表窗口的顯示示例。在寄存器列表窗口 500中，在寄存器顯示區(qū)501中顯示了寄存器設(shè)置值列表。在寄存器顯不區(qū)501中，顯不了地址、寄存器名、寄存器屬性、寄存器數(shù)據(jù)位顯不和HEX顯示的項作為對于寄存器的每個地址的列表。通過顯示寄存器名，能夠一眼就識別由該寄存器設(shè)置了什么。此外，通過顯示每位數(shù)據(jù)的含義，能夠識別由每數(shù)據(jù)設(shè)置了什么?！白煮w”下拉菜單502是用來選擇并指定寄存器顯示區(qū)501的字體大小?！凹拇嫫髦匦录虞d”按鈕503是用來在被點(diǎn)擊時從半導(dǎo)體器件I重新獲取該寄存器181的設(shè)定值。圖40是在圖31的S211中顯示的端口數(shù)據(jù)窗口的顯示示例。如圖40所示，在端口數(shù)據(jù)窗口 510中，在數(shù)據(jù)顯示區(qū)511中顯示A/D轉(zhuǎn)換結(jié)果。在數(shù)據(jù)顯示區(qū)511中，在以矩陣(行和列)布置的單元中顯示數(shù)據(jù)。在計數(shù)字段顯示A/D轉(zhuǎn)換的數(shù)值，并在每個Ch字段顯示A/D轉(zhuǎn)換結(jié)果的值。在該示例中，僅顯示了對于在ADC控制窗口中使能的A/D轉(zhuǎn)換的輸出信號。注意，可以顯示AFE單元100的輸出端。此外，如圖41所示，在端口數(shù)據(jù)窗口 510中，顯示“文件”菜單512、“編輯”菜單513和“視圖”菜單514。例如，在“文件”菜單512中，可以通過選擇“另存為(A)”將A/D轉(zhuǎn)換結(jié)果輸出到文件。在“編輯”菜單513中，可以通過選擇“復(fù)制(C)”將一部分或全部數(shù)據(jù)復(fù)制并粘貼到另一文件。在“視圖”菜單514中，可以選擇數(shù)據(jù)顯示的形式。當(dāng)選擇“十進(jìn)制”時，以十進(jìn)制數(shù)顯示A/D轉(zhuǎn)換結(jié)果；當(dāng)選擇“十六進(jìn)制”時，以十六進(jìn)制數(shù)顯示A/D轉(zhuǎn)換結(jié)果。此外，當(dāng)選擇“自動滾動”時，當(dāng)重復(fù)執(zhí)行A/D轉(zhuǎn)換時，將通過自動滾動來順序地顯示A/D轉(zhuǎn)換結(jié)果。圖42是在圖31的S211處顯示的圖形窗口的顯示示例。如圖42所示，在圖形窗口 520中，在圖示區(qū)521中顯示A/D轉(zhuǎn)換結(jié)果。在圖示區(qū)521中，橫軸表示時間，縱軸表示A/D轉(zhuǎn)換結(jié)果。
在圖例顯示區(qū)522中，顯示圖表的圖例。在該示例中，顯示了對其而言已經(jīng)在ADC控制窗口中檢查了圖形顯示的輸出。在最大值輸入框523中，可以設(shè)置圖表的縱軸的最大值。例如，缺省值為1024。此夕卜，在最小值輸入框524中，可以設(shè)置圖表的縱軸的最小值。例如，缺省值為O。“采樣”下拉菜單525用于選擇在圖表的橫軸上顯示的采樣的數(shù)量。例如，將橫軸的尺度固定為50 [采樣/div]。圖43是在圖31的S214中顯示的SP監(jiān)測窗口的顯示示例。如圖43所示，在SP監(jiān)測窗口 530中，在監(jiān)控顯示區(qū)531中顯示SPI監(jiān)控信息。在監(jiān)控顯示區(qū)531中，顯示了發(fā)送(TX)數(shù)據(jù)和接收(RX)數(shù)據(jù)，作為SPI的通信數(shù)據(jù)。作為發(fā)送數(shù)據(jù)，例如，顯示了寫(WRITE)、寄存器地址和寄存器數(shù)據(jù)。作為接收數(shù)據(jù)，顯示了寫入成功/失敗。此外，還顯示了讀取的寄存器數(shù)據(jù)等。在監(jiān)控顯示區(qū)531中，每當(dāng)通過SPI接口進(jìn)行通信時，順序地顯示監(jiān)控數(shù)據(jù)。以下效果是通過上面描述的實(shí)施例獲得的。首先，實(shí)現(xiàn)了尺寸和功耗的減小。在該實(shí)施例中，由于MCU電路和AFE電路包括在半導(dǎo)體器件I內(nèi)部，所以相比多個模擬電路IC安裝在安裝板上的情況，能夠減小尺寸。此外，在低功耗模式下，由于AFE單元的電源被斷開以進(jìn)入MCU單元的休眠模式，所以能夠降低功耗。此外，可以縮短模擬IC的開發(fā)過程。為了開發(fā)適于傳感器的模擬電路，通常需要電路設(shè)計、掩模設(shè)計、掩模制造和樣品制造的過程，這會花費(fèi)三至八個月。在該實(shí)施例中，可以通過改變半導(dǎo)體器件的設(shè)置來形成與傳感器兼容的模擬電路，因此能夠無需進(jìn)行從電路設(shè)計到樣品制造的開發(fā)過程就能開發(fā)半導(dǎo)體器件。因此能夠在短時間周期內(nèi)開發(fā)出一種傳感器系統(tǒng)并且能及時地投入市場。此外，能夠容易地開發(fā)半導(dǎo)體器件。在該實(shí)施例中，由于通過GUI根據(jù)傳感器設(shè)置模擬電路的配置和特性，所以能夠容易地進(jìn)行設(shè)置和評估(系統(tǒng)驗證)。可以通過GUI，通過直覺設(shè)置配置和特性，并且可以同時進(jìn)行設(shè)置和評估，由此能夠在更短的時間周期內(nèi)進(jìn)行開發(fā)。另外，一個半導(dǎo)體器件可以用于多個應(yīng)用系統(tǒng)。在該實(shí)施例中，由于電路配置能夠自由改變，所以各種傳感器，諸如電流型傳感器和電壓型傳感器，可以與一個半導(dǎo)體器件連接。因此不需要開發(fā)用于不同傳感器的不同半導(dǎo)體器件，這能夠縮短開發(fā)周期。(本發(fā)明的第二實(shí)施例)在下文將參考附圖描述本發(fā)明的第二實(shí)施例。圖44示出了根據(jù)該實(shí)施例的半導(dǎo)體器件I的電路圖。根據(jù)第一實(shí)施例的半導(dǎo)體器件旨在用于通用系統(tǒng)，并且包括許多傳感器所需要的整個AFE電路。另一方面，根據(jù)該實(shí)施例的半導(dǎo)體器件旨在用于通常的測量儀表，且包括僅通常的測量儀表的傳感器所需要的AFE電路。如圖44所示，在根據(jù)該實(shí)施例的半導(dǎo)體器件I中，MCU單元200的配置與圖2所示的第一實(shí)施例的配置相同，且AFE單元100包括儀表放大器190、可變調(diào)節(jié)器150、溫度傳感器160和SPI接口 180。與根據(jù)第一實(shí)施例的半導(dǎo)體器件I相比，該實(shí)施例的AFE單元100不包括可配置放大器、支持同步檢測的增益放大器、SC低通濾波器、SC高通濾波器和通用放大器，而是替代地包括儀表放大器。可變調(diào)節(jié)器150、溫度傳感器160和SPI接口 180與第一實(shí)施例的相同。儀表放大器190是支持通常的測量儀表的傳感器且可以放大弱差分信號的放大器電路。儀表放大器190是與可以由根據(jù)第一實(shí)施例的可配置放大器110形成的儀表放大器相同的電路。儀表放大器190的電路配置是固定的，且僅可以改變其特性。圖45示出了根據(jù)該實(shí)施例的AFE單元100中的電路的連接?？勺冋{(diào)節(jié)器150、溫度傳感器160和SPI接口 180與第一實(shí)施例的圖3所示的相同。由于儀表放大器190的電路配置是固定的，所以儀表放大器190不包括用于切換配置的開關(guān)(多路復(fù)用器)。在儀表放大器190中，一個輸入端與AMP_IN1連接,另一個輸入端與AMP_IN2連接，并且輸出端與AMP_0UT連接。注意，可以包括用于選擇與多個外部端子連接的開關(guān)。根據(jù)該實(shí)施例的AFE單元100中的每個電路的具體電路配置與第一實(shí)施例的相同，因此不再重復(fù)描述。具體地，儀表放大器190的電路配置是圖14中所示的配置，并且儀表放大器190可以通過改變電阻值來設(shè)置它的增益，并且通過改變DAC的設(shè)置可以改變操作點(diǎn)、偏移量等，如圖14所示。如上所述，在根據(jù)該實(shí)施例的半導(dǎo)體器件I中，AFE電路100的電路配置是固定的，且僅其特性可以被設(shè)置為可變的。因此，一個半導(dǎo)體器件可以支持具有不同特性的特定傳感器，且可以用于特定的應(yīng)用系統(tǒng)中。例如，半導(dǎo)體器件I可以用在利用壓力傳感器、陀螺儀傳感器、振動傳感器等的應(yīng)用系統(tǒng)中，其是具有弱差分輸出的傳感器，就像在第一實(shí)施例中形成儀表放大器的情況一樣。圖46是諸如磁性傳感器、陀螺儀傳感器或壓力傳感器的橋式傳感器27與半導(dǎo)體器件I連接的示例。其可應(yīng)用于具有橋式傳感器27的應(yīng)用系統(tǒng)如血壓計、量重器、智能電話或液晶電視。橋式傳感器27的一個輸出端與儀表放大器190的一個輸入端連接,橋式傳感器27的另一個輸出端與儀表放大器190的另一個輸入端連接,并且儀表放大器190的輸出端與MCU單元200的AD端口 262連接。通過根據(jù)橋式傳感器27的特性設(shè)置儀表放大器190的增益、偏移量等，可以設(shè)置最適于橋式傳感器27的電路特性。注意，溫度傳感器160的輸出與MCU單元200的AD端口 262連接，并且可變調(diào)節(jié)器150的輸出與MCU單元200的A/D轉(zhuǎn)換器260的電源輸入連接。此外，盡管根據(jù)該實(shí)施例的半導(dǎo)體器件I的設(shè)置評估系統(tǒng)的配置和操作與第一實(shí)施例的基本相同，但由于半導(dǎo)體器件I的配置不同，所以只有用于設(shè)置半導(dǎo)體器件I的AFE單元100的⑶I是不同的。圖47是作為根據(jù)該實(shí)施例的⑶I的簡單視圖配置窗口的顯示示例。簡單視圖配置窗口 420是用于設(shè)置半導(dǎo)體器件I的AFE單元100的窗口，并且其對應(yīng)于AFE單元100的配置，像第一實(shí)施例的圖33 —樣。具體地，對應(yīng)于AFE單元100的配置，簡單視圖配置窗口 420包括用于設(shè)置儀表放大器190的儀表放大器設(shè)置區(qū)470、用于設(shè)置與每個運(yùn)算放大器連接的DAC的基準(zhǔn)電壓的DAC基準(zhǔn)電壓設(shè)置區(qū)424、用于設(shè)置可變調(diào)節(jié)器150的可變調(diào)節(jié)器設(shè)置區(qū)425、以及用于設(shè)置溫度傳感器160的溫度傳感器設(shè)置區(qū)426。DAC基準(zhǔn)電壓設(shè)置區(qū)424、可變調(diào)節(jié)器設(shè)置區(qū)425和溫度傳感器設(shè)置區(qū)426與圖33的相同。在儀表放大器設(shè)置區(qū)470中，可以進(jìn)行與根據(jù)第一實(shí)施例的可配置放大器中選擇儀表放大器時相同的設(shè)置。具體地，通過“接通/斷開”滑動開關(guān)471設(shè)置儀表放大器的電源接通/斷開，通過“增益”下拉菜單472設(shè)置儀表放大器的增益，并且通過“DAC”輸入框473設(shè)置8位DAC的輸出電壓。同樣在該實(shí)施例中，能夠通過顯示實(shí)際的電路配置進(jìn)行詳細(xì)的設(shè)置，如圖36或38所示。如上所述，在該實(shí)施例中，可以容易地開發(fā)半導(dǎo)體器件并且可以縮短開發(fā)過程，像第一實(shí)施例一樣。此外，在該實(shí)施例中，半導(dǎo)體器件旨在用于通常的測量儀表，且僅包括通常的測量儀表所需的儀表放大器等。由于半導(dǎo)體器件不包括不必要的電路，所以半導(dǎo)體器件具有簡單的電路配置并且可以減小尺寸和功耗。(本發(fā)明的第三實(shí)施例)在下文中將參考附圖描述本發(fā)明的第三實(shí)施例。圖48示出了根據(jù)該實(shí)施例的半導(dǎo)體器件I的電路圖。根據(jù)第一實(shí)施例的半導(dǎo)體器件旨在用于通用系統(tǒng)，并且包括許多傳感器所需要的整個AFE電路。另一方面，根據(jù)該實(shí)施例的半導(dǎo)體器件旨在用于電機(jī)控制，并且包括僅電機(jī)控制所需要的AFE電路。如圖48所示，在根據(jù)該實(shí)施例的半導(dǎo)體器件I中，MCU單元200的配置與圖2所示的第一實(shí)施例的相同，并且AFE單元100包括具有比較器的高速儀表放大器191、溫度傳感器160和SPI接口 180。與根據(jù)第一實(shí)施例的半導(dǎo)體器件I相比，AFE單元100不包括可配置放大器、支持同步檢測的增益放大器、SC低通濾波器、SC高通濾波器、通用放大器和可變調(diào)節(jié)器，而是替代地包括具有比較器的高速儀表放大器191。溫度傳感器160和SPI接口180與第一實(shí)施例的相同。具有比較器的高速儀表放大器(在下文也稱為高速儀表放大器)191是可以支持電機(jī)控制且可以以高速放大弱差分信號的放大器，并且進(jìn)一步包括用于比較輸出電壓的比較器。AFE單元100包括多個(多通道)高速儀表放大器191以能夠控制多相電機(jī)，并且在該示例中其包括四個(4通道)儀表放大器。高速儀表放大器191的電路配置是固定的，且僅其特性可以被改變。圖49示出了根據(jù)該實(shí)施例的AFE單元100中的電路的連接。溫度傳感器160和SPI接口 180與第一實(shí)施例的圖3所示的相同。由于高速儀表放大器191的電路配置是固定的，所以高速儀表放大器191不包括用于切換該配置的開關(guān)(多路復(fù)用器)。四個高速儀表放大器191-1至191-4是彼此獨(dú)立的。具體地，在高速儀表放大器191-1至191-4中，一個輸入端與AMP_IN10、20、30和40連接，其它的輸入端與AMP_IN11、21、31和41連接，放大器的輸出端與AMP_0UT1至4連接，并且比較器的輸出端分別與C0MP_0UT1至4連接。注意，可以包括用于選擇具有多個外部端子的連接的開關(guān)。圖50示出了高速儀表放大器191的具體電路配置。高速儀表放大器191是具有旨在用于電機(jī)控制的比較器的高速儀表放大器，并且其執(zhí)行用于電機(jī)控制的傳感器的輸出信號的放大和電壓比較。作為特性的改變，高速儀表放大器191的增益可以被設(shè)置為可變的。例如，可以從IOdB至34dB以2dB為單位設(shè)置增益。此外，還可以將轉(zhuǎn)換速率設(shè)置為可變的，且可以通過關(guān)機(jī)模式切換電源的接通/斷開。此外，高速儀表放大器191包括用于比較高速儀表放大器的輸出的比較器,且該比較器的遲滯電壓和基準(zhǔn)電壓是可變的。如圖50所示，高速儀表放大器191包括用作儀表放大器的運(yùn)算放大器192a和192b，和用作遲滯比較器的運(yùn)算放大器192c，并且進(jìn)一步包括與運(yùn)算放大器192a至192c連接的可變電阻器193a至193c、固定電阻器194a和194b、DAC 195a和195b和SPI控制寄存器181。根據(jù)寄存器181的設(shè)定值，通過改變可變電阻器193a至193c的電阻值和DAC195a的設(shè)置，可以改變高速儀表放大器191的增益、操作點(diǎn)、偏移量等。此外，通過設(shè)置DAC195b，可以改變比較器的遲滯電壓(基準(zhǔn)電壓)。此外，根據(jù)寄存器181的設(shè)定值，可以控制運(yùn)算放大器192a至192c的電源的接通/斷開。在高速儀表放大器191中，當(dāng)從外部輸入端AMPINMn、AMPINPn (對應(yīng)于AMPIN10、11至AMPIN40、41)輸入差分信號時，將通過由運(yùn)算放大器192a和192b組成的兩級儀表放大器以高速非反相放大的信號輸出至AMPOUTn (對應(yīng)于AMP0UT1至AMP0UT4)。此外，從由運(yùn)算放大器192c組成的遲滯比較器輸出作為AMPOUTn的輸出信號和基準(zhǔn)電壓的比較結(jié)果的比較信號。注意，根據(jù)AMPOUTn和COMPOUTn處的信號，MCU單元200執(zhí)行電機(jī)控制。如上所述，在根據(jù)該實(shí)施例的半導(dǎo)體器件I中，AFE單元100的電路配置是固定的，且只有特性可以被設(shè)置成可變的。因此，一個半導(dǎo)體器件可以支持具有不同特性的特定傳感器，并且可以用于特定應(yīng)用系統(tǒng)。尤其是，其可以與多相電機(jī)的驅(qū)動電路等連接。圖51是無電刷電機(jī)28與半導(dǎo)體器件I連接的示例。其可應(yīng)用于具有無刷電機(jī)28的應(yīng)用系統(tǒng)，如空調(diào)、洗衣機(jī)、電冰箱、機(jī)器人等。各個高速儀表放大器191的輸入端與無刷電機(jī)28的驅(qū)動電路29連接，各個高速儀表放大器191的輸出端與MCU單元200的AD端口 262連接，并且高速儀表放大器191的各個比較器的輸出端與MCU單元200的控制端口 261連接。通過根據(jù)無刷電機(jī)28和驅(qū)動電路29的特性，設(shè)置高速儀表放大器191的增益和偏移量等以及比較器的基準(zhǔn)電壓，可以設(shè)置最適于無刷電機(jī)28的電路特性。在該示例中，驅(qū)動電路29與MCU單元200的定時器240連接，并且根據(jù)定時器240的時鐘脈沖驅(qū)動無刷電機(jī)28。然后，由高速儀表放大器191放大和比較驅(qū)動多相無刷電機(jī)28的驅(qū)動電路29的信號，并且因此由MCU單元200執(zhí)行無刷電機(jī)28的驅(qū)動控制。此外，盡管根據(jù)該實(shí)施例的半導(dǎo)體器件I的設(shè)置評估系統(tǒng)的配置和操作與第一實(shí)施例基本相同，但由于半導(dǎo)體器件I的配置不同，所以只有用于設(shè)置半導(dǎo)體器件I的AFE單元100的⑶I是不同的。圖52是作為根據(jù)該實(shí)施例的⑶I的簡單視圖配置窗口的顯示示例。簡單視圖配置窗口 420是用于設(shè)置半導(dǎo)體器件I的AFE單元100的窗口，并且對應(yīng)于AFE單元100的配置，像半導(dǎo)體器件I的圖33 —樣。具體地，對應(yīng)于AFE單元100的配置，簡單視圖配置窗口 420包括用于設(shè)置高速儀表放大器191的高速儀表放大器設(shè)置區(qū)480，用于設(shè)置與每個運(yùn)算放大器連接的DAC的基準(zhǔn)電壓的DAC基準(zhǔn)電壓設(shè)置區(qū)424，和用于設(shè)置溫度傳感器160的溫度傳感器設(shè)置區(qū)426。DAC基準(zhǔn)電壓設(shè)置區(qū)424和溫度傳感器設(shè)置區(qū)426與圖33的相同。在高速儀表放大器設(shè)置區(qū)480中，根據(jù)高速儀表放大器191可以設(shè)置4通道高速儀表放大器。在設(shè)置每個通道的高速儀表放大器時，如同根據(jù)第一實(shí)施例的可配置放大器和增益放大器，由“接通/斷開”滑動開關(guān)481設(shè)置高速儀表放大器的電源接通/斷開，通過“增益”下拉菜單482設(shè)置高速儀表放大器的增益，并且通過“DAC”輸入框483和484設(shè)置8位DAC的輸出電壓?！癉AC”輸入框483允許設(shè)置高速儀表放大器的偏移量等，并且“DAC”輸入框484允許設(shè)置比較器的基準(zhǔn)電壓。而且在該實(shí)施例中，通過顯示如圖36和圖38所示的實(shí)際的電路配置，能夠進(jìn)行詳細(xì)的設(shè)置。如上所述，在該實(shí)施例中，可以容易地開發(fā)半導(dǎo)體器件并且可以縮短開發(fā)過程，像第一實(shí)施例一樣。此外，在該實(shí)施例中，半導(dǎo)體器件旨在用于電機(jī)控制，且包括僅電機(jī)控制所必需的高速儀表放大器等。由于半導(dǎo)體器件不包括不必要的電路，因此半導(dǎo)體器件具有簡單的電路配置，并且可以減小尺寸和功耗。(本發(fā)明的第四實(shí)施例)在下文中將參考附圖描述本發(fā)明的第四實(shí)施例。在上述實(shí)施例中，半導(dǎo)體器件I的AFE單元100的設(shè)置和評估主要通過設(shè)計評估裝置3執(zhí)行。在該實(shí)施例中，除了 AFE單元100的設(shè)置和評估之外，還執(zhí)行MCU單元200的軟件(程序)的開發(fā)和調(diào)試。圖53示出了根據(jù)該實(shí)施例的半導(dǎo)體器件的開發(fā)系統(tǒng)(開發(fā)支持系統(tǒng))的配置。該開發(fā)系統(tǒng)包括上面安裝有根據(jù)該實(shí)施例的半導(dǎo)體器件I的評估板10，和上面安裝有傳感器2的傳感器板20，其與圖27中的相同，并且進(jìn)一步包括開發(fā)裝置40和仿真器43。開發(fā)裝置(開發(fā)支持裝置)40是用于開發(fā)半導(dǎo)體器件I的AFE單元100和MCU單元200的集成開發(fā)裝置，并且包括MCU軟件開發(fā)處理單元41和設(shè)置評估處理單元42。開發(fā)裝置40是由與圖28所示相同的硬件組成的計算機(jī)裝置，并且CPU執(zhí)行程序來進(jìn)行MCU軟件開發(fā)處理和設(shè)置評估處理，由此實(shí)現(xiàn)了 MCU軟件開發(fā)處理單元41和設(shè)置評估處理單元42的功能。設(shè)置評估處理單元42與第一實(shí)施例的設(shè)置評估裝置的功能相同，并且執(zhí)行半導(dǎo)體器件I的AFE單元100的設(shè)置和評估。具體地，設(shè)置評估單元42具有與如圖29和圖31所示相同的配置并執(zhí)行相同的操作，并且能夠通過GUI進(jìn)行AFE單元100的設(shè)置和評估。MCU軟件開發(fā)處理單元41執(zhí)行用于開發(fā)要由半導(dǎo)體器件I的MCU單元200的CPU核所執(zhí)行的軟件的處理。具體地，MCU軟件開發(fā)處理單元41是用于諸如MCU單元200的微型計算機(jī)的軟件開發(fā)支持工具，且具有執(zhí)行對應(yīng)于MCU單元200的編寫代碼和生成的環(huán)境和器件驅(qū)動器。尤其是，在該實(shí)施例中，MCU軟件開發(fā)處理單元41與設(shè)置評估處理單元42協(xié)作并生成含有AFE單元100的寄存器181的信息的程序，該信息是由設(shè)置評估處理單元42產(chǎn)生的。仿真器43與半導(dǎo)體器件I的MCU單元200連接，并且仿真MCU單元200。通過與仿真器43連接，MCU軟件開發(fā)處理單元41可以進(jìn)行程序調(diào)試和寫入。圖54示出了根據(jù)該實(shí)施例的半導(dǎo)體器件I的開發(fā)方法。首先，開發(fā)裝置40開發(fā)半導(dǎo)體器件I的MCU單元200的軟件(S301)并評估半導(dǎo)體器件I的AFE單元100的設(shè)置(S302)。
具體地，MCU軟件開發(fā)處理單元41通過使用者的輸入生成將要在MCU單元200中執(zhí)行的程序，并且同時設(shè)置評估處理單元42通過使用者經(jīng)由⑶I的操作生成AFE單元100的寄存器181的信息。然后，MCU軟件開發(fā)處理單元41生成由使用者編碼的源代碼和包含要設(shè)置在AFE單元100的寄存器181中的信息的源代碼，該信息是由設(shè)置評估處理單元42產(chǎn)生的。例如，在由MCU單元200執(zhí)行動態(tài)重寫寄存器181的處理的程序中，直接寫在寄存器181中的信息包含在源代碼。接下來，開發(fā)裝置40調(diào)試生成的程序(S303)。具體地，MCU軟件開發(fā)處理單元41利用仿真器43調(diào)試包含寄存器181的信息的源代碼。例如，其執(zhí)行調(diào)試，包括通過MCU單兀200等執(zhí)彳丁與入寄存器181。然后，開發(fā)裝置40將調(diào)試過的程序?qū)懭氚雽?dǎo)體器件I (S304)。具體地，MCU軟件開發(fā)處理單元41利用仿真器43將產(chǎn)生的并調(diào)試過的程序?qū)懭朐诎雽?dǎo)體器件I的MCU單元200的存儲器中。由此，完成了包括MCU單元200和AFE單元100的半導(dǎo)體器件I的開發(fā)(制造)。之后，當(dāng)激活半導(dǎo)體器件I時，MCU單元200的CPU核執(zhí)行寫在存儲器中的程序，并且將寫在存儲器中的寄存器181的信息寫入寄存器181中。然后，由寄存器181設(shè)置AFE單元100的配置和特性，并且AFE單元100開始操作。如上所述，在該實(shí)施例中，除了半導(dǎo)體器件的AFE單元的設(shè)置評估工具之外，還與MCU單元的軟件開發(fā)環(huán)境協(xié)作開發(fā)半導(dǎo)體器件。由此，可以在一種環(huán)境中執(zhí)行MCU單元的編碼和調(diào)試以及AFE單元的設(shè)置和評估，因此能夠提高開發(fā)效率并且進(jìn)一步縮短開發(fā)周期。注意，本發(fā)明不限于上述實(shí)施例，且可以在不脫離本發(fā)明的范圍內(nèi)進(jìn)行各種變形和修改。盡管在第二和第三實(shí)施例中分別描述了用于通常的測量儀表的半導(dǎo)體器件和用于電機(jī)控制的半導(dǎo)體器件，但該半導(dǎo)體器件可以由僅由必要的電路組成，作為用于其他用途的半導(dǎo)體器件。例如，半導(dǎo)體器件可具有僅由低偏移量非反相放大器和溫度傳感器組成的配置，用作用于高精度測量儀表的半導(dǎo)體器件。此外，當(dāng)利用⑶I進(jìn)行設(shè)置時，半導(dǎo)體器件的AFE單元中包括的電路配置可以被自動識別，并且可以根據(jù)所識別的電路配置顯示GUI以允許設(shè)置。可以由本領(lǐng)域的普通技術(shù)人員如希望的那樣組合第一、第二、第三和第四實(shí)施例。雖然已根據(jù)幾個實(shí)施例描述了本發(fā)明，但本領(lǐng)域技術(shù)人員將認(rèn)識到，可以在所附權(quán)利要求的精神和范圍內(nèi)以各種改進(jìn)實(shí)踐本發(fā)明，并且本發(fā)明不限于上述的示例。此外，權(quán)利要求的范圍不受上述的實(shí)施例限制。此外，注意，申請人的目的是，即使在訴訟期間進(jìn)行了后續(xù)修改，也包含所有權(quán)利要求要素的等價物。
權(quán)利要求
1.一種半導(dǎo)體器件，包括: 模擬前端單元，所述模擬前端單元執(zhí)行從傳感器輸入的測量信號的模擬前端處理，其中用于執(zhí)行所述模擬前端處理的電路配置和電路特性是可變的；以及 控制單元，所述控制單元將所述模擬前端處理之后的所述測量信號從模擬轉(zhuǎn)換為數(shù)字，并且對所述模擬前端單元設(shè)置電路配置和電路特性。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的半導(dǎo)體器件，其中，所述模擬前端單元包括可配置放大器，其中電路配置和電路特性根據(jù)所述控制單元的設(shè)置是可變的。
3.根據(jù)權(quán)利要求2所述的半導(dǎo)體器件，其中，在所述可配置放大器中，包括運(yùn)算放大器的電路的連接配置和放大特性是可變的。
4.根據(jù)權(quán)利要求3所述的半導(dǎo)體器件，其中，所述可配置放大器包括開關(guān)，所述開關(guān)切換所述運(yùn)算放大器的輸入端子的連接，以改變所述連接配置。
5.根據(jù)權(quán)利要求4所述的半導(dǎo)體器件，其中，所述可配置放大器包括多個運(yùn)算放大器，并且所述開關(guān)切換在所述多個運(yùn)算放大器之間的連接，以改變所述連接配置。
6.根據(jù)權(quán)利要求3所述的半導(dǎo)體器件，其中，所述可配置放大器包括可變電阻器，所述可變電阻器與所述運(yùn)算放大器連接，并且切換電阻值以改變增益。
7.根據(jù)權(quán)利要求3所述的半導(dǎo)體器件，其中，所述可配置放大器包括D/A轉(zhuǎn)換器，所述D/A轉(zhuǎn)換器切換要輸入到所述運(yùn)算放大器的電壓，以改變操作點(diǎn)或偏移量。
8.根據(jù)權(quán)利要求1所述的半導(dǎo)體器件，其中，所述模擬前端單元包括具有同步檢測功能的增益放大器，其中根據(jù)所述控制單元的設(shè)置，增益是可變的。
9.根據(jù)權(quán)利要求2所述的半導(dǎo)體器件，其中，所述模擬前端單元包括具有同步檢測功能的增益放大器，其中根據(jù)所述控制單元的設(shè)置，增益是可變的，并且其中與所述可配置放大器的連接配置是可變的。
10.根據(jù)權(quán)利要求1所述的半導(dǎo)體器件，其中，所述模擬前端單元包括濾波器，其中根據(jù)所述控制單元的設(shè)置，截止頻率是可變的。
11.根據(jù)權(quán)利要求9所述的半導(dǎo)體器件，其中，所述模擬前端單元包括濾波器，其中根據(jù)所述控制單元的設(shè)置，截止頻率是可變的，并且其中與所述可配置放大器或所述增益放大器的連接配置是可變的。
12.根據(jù)權(quán)利要求10所述的半導(dǎo)體器件，其中所述濾波器包括低通濾波器和高通濾波器，并且所述低通濾波器和所述高通濾波器的連接順序根據(jù)所述控制單元的設(shè)置是可變的。
13.根據(jù)權(quán)利要求1所述的半導(dǎo)體器件，其中，所述模擬前端單元包括可變調(diào)節(jié)器，其中根據(jù)所述控制單元的設(shè)置，所述控制單元的電源電壓是可變的。
14.根據(jù)權(quán)利要求1所述的半導(dǎo)體器件，其中，所述模擬前端單元包括溫度傳感器，所述溫度傳感器將根據(jù)溫度的測量信號輸出到所述控制單元。
15.根據(jù)權(quán)利要求1所述的半導(dǎo)體器件，其中，所述模擬前端單元根據(jù)所述控制單元的設(shè)置切換每個內(nèi)部電路的電源接通/斷開。
16.根據(jù)權(quán)利要求1所述的半導(dǎo)體器件，其中，所述模擬前端單元包括寄存器，所述寄存器存儲用來設(shè)置所述電路配置和所述電路特性的設(shè)置信息，并且 所述控制單元將所述設(shè)置信息寫入到所述寄存器中，并且由此改變所述電路配置和所述電路特性。
17.根據(jù)權(quán)利要求1所述的半導(dǎo)體器件，其中，所述模擬前端單元和所述控制單元通過串行接口連接，并且 所述控制單元通過所述串行接口設(shè)置所述電路配置和所述電路特性。
18.—種傳感器系統(tǒng),包括: 傳感器，所述傳感器輸出表示指定的測量結(jié)果的測量信號；以及 半導(dǎo)體器件，所述半導(dǎo)體器件根據(jù)所述測量結(jié)果執(zhí)行控制操作，所述半導(dǎo)體器件包括: 模擬前端單元，所述模擬 前端單元對從傳感器輸入的測量信號進(jìn)行模擬前端處理，其中用于進(jìn)行所述模擬前端處理的電路配置和電路特性是可變的，以及 控制單元，所述控制單元將所述模擬前端處理之后的所述測量信號從模擬轉(zhuǎn)換成數(shù)字，并設(shè)置所述模擬前端單元的電路配置和電路特性。
全文摘要
本發(fā)明涉及一種半導(dǎo)體器件和傳感器系統(tǒng)。半導(dǎo)體器件包括模擬前端單元，其執(zhí)行從傳感器輸入的測量信號的模擬前端處理，其中用于執(zhí)行模擬前端處理的電路配置和電路特性是可變的；以及控制單元，其將模擬前端處理之后的測量信號從模擬轉(zhuǎn)換為數(shù)字，并設(shè)置模擬前端單元的電路配置和電路特性。
文檔編號G01D5/12GK103105181SQ201210460330
公開日2013年5月15日 申請日期2012年11月15日 優(yōu)先權(quán)日2011年11月15日
發(fā)明者村上晃英, 小山英明 申請人:瑞薩電子株式會社