半导体装置和电池电压监视装置的制造方法_5

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芯片地址帧提取电路21检测到输入的串行数据信号SD是帧格式的第I帧和第2帧时,传送给IC选择/非选择判断电路22,并与存储在地址寄存器30中的IC地址进行比较,当一致时输出IC选择信号32。当通过寄存器地址帧提取电路23检测到输入的串行数据信号SD是帧格式的第3帧和第4帧时,传送给由解码器构成的寄存器地址判定电路24,并输出寄存器选择信号33。寄存器地址判定电路24还结合是写指令还是读指令来进行判定。当通过IC选择信号32判定自身的IC是访问对象时,根据判定了的读指令/写指令,访问通过寄存器选择信号33指定(在图3中未图示)的寄存器,并且基于该访问结果,通过寄存器通信控制电路17构成响应帧。寄存器通信控制电路17还结合响应帧的CRC进行计算并添加CRC帧。构成的响应帧经由并行-串行转换器54、输出选择电路16、以及输出切换电路10从通信信号输出端子4输出。
[0213]由此,能够使用雏菊链通信来访问电池电压监视ICl内的寄存器。图3的框图是结合图16所示的帧结构进行表示的框图,仅是一个例子。可以根据通信对象的IC的数量、每一个IC的寄存器的数量等来适当地确定I帧由几位构成、是否通过帧来构成芯片地址帧等帧格式。
[0214]【实施方式二】<环回通信>
[0215]图2是表示实施方式二的电池电压监视IC和电池系统控制部与多个电池电压监视IC执行环回通信的、通过雏菊链连接的电池电压监视装置的构成例子的框图。
[0216]在实施方式一中,如图1所示,作为连接例子,表示了执行循环通信的雏菊链8,在实施方式二中,表示了执行环回通信的雏菊链8。电池系统控制部3与从第I电压测定部2—I到第M电压测定部2 —M的M个电压测定部2通过雏菊链8连接这一点是相同的,但是具有从电池系统控制部3到作为最高电位端的第M电压测定部2 — M的上行通信线路(8— U—1-8 —U —M)和下行通信线路(8 —D —M-8 —D—I)这一点是不同的。
[0217]电池电压监视ICl — 1-1 —M分别具有用于上行通信的输出切换电路10 — U、通信信号输入端子5 — U、以及通信信号输出端子4 — U,并且具有用于下行通信的输出切换电路10 — U、通信信号输入端子5 — D、以及通信信号输出端子4 — D。用于上行通信的输出切换电路10 —U和用于下行通信的输出切换电路10 —D由模式判定电路20控制为分别适合上行和下行。
[0218]通过代替循环通信而执行环回通信,尤其是在寄存器读出指令中,作为访问对象而被指定的电池电压监视ICI能够不等待来自后级的回复而自动地进行响应。另外,可以不需要信号电位变换元件9。
[0219]【实施方式三】<自动寻址>
[0220]图4是表示实施方式三的电池电压监视IC(自动寻址)的结构例子的框图。在实施方式一的电池电压监视IC(引脚寻址)中,通过地址设定端子6设定了所有的配置地址。在本实施方式三中,通过模式设定端子7来仅设定该IC是配置于最高电位端、配置于最低电位端、还是配置于它们的中间这一信息。
[0221]图7是表示在实施方式三的电池电压监视装置中对模式设定端子7设定的字符的相互的汉明距离的说明图。作为配置地址,向配置于最高电位端93的最高位的电池电压监视ICl赋予b' 110,向配置于最低电位端94的最低位的电池电压监视ICl赋予b' 101。如果将最高位和最低位之间的中位的电池电压监视IC的配置地址设定为b' 000,则与最高位的电池电压监视IC和最低位的电池电压监视IC的配置地址的汉明距离均为2以上。并且,在单独使用电池电压监视IC的情况下,也可以赋予配置地址b' Ollo当模式设定端子7的状态是不分配给最高位、最低位、中位的电池电压监视1C、以及单独使用的电池电压监视IC的地址的配置地址时,使输出为高阻抗并切断通信线路(非通信)。距离最高位、最低位、中位的电池电压监视1C、以及单独使用的电池电压监视IC的配置地址的汉明距离为I的配置地址必定是应将输出控制为HiZ的配置地址。这里,中位的电池电压监视IC可以是多个,应对它们设定的配置地址的特征是全部为相同的值这一点。
[0222]在实施方式一中,图5表示了能够识别8个电池电压监视ICl的例子,此时的地址设定端子6的数量为5引脚。每当将电池电压监视ICl的数量增加至2倍时,就将地址设定端子6的数量增加I引脚。另一方面,在本实施方式二中,无论电池电压监视IC的数量为多少,模式设定端子7均为3引脚。
[0223]由此,能够抑制电池电压监视IC所具有的端子数量。
[0224]另一方面,在实施方式一中,如图6所示,仅基于地址设定端子6的设定信息计算出地址寄存器存储的芯片地址并对地址寄存器30进行了设定,但是由于无论电池电压监视IC的数量如何,模式设定端子7均仅有3个,因此仅根据该信息,无法对所有的电池电压监视IC设定特有的地址。因此,除了模式设定端子7的设定信息以外,还通过使用雏菊链的通信来提供应存储于地址寄存器30的IC地址。
[0225]在图16的寻址模式的栏中,表示了用于对地址寄存器30设定IC地址的雏菊链通信的帧格式的一个例子。第I帧和第2帧与通常模式同样地构成芯片地址帧。与通常模式下至少I个IC为访问对象相对,寻址模式的第I帧和第2帧由不指定任何IC作为访问对象的数据构成。由于在寻址模式下所有的IC的地址寄存器均为访问对象是自明的,因此通过在通常模式下不指定的、由不指定任何IC作为访问对象的数据构成的芯片地址帧,能够检测出是寻址模式。
[0226]由此,能够在相对于通常模式不增加帧格式的种类和帧数的情况下增加寻址模式。
[0227]接在表示是寻址模式的第I帧和第2帧之后,赋予第3帧和第4帧应对初级的电池电压监视ICl设定的IC地址值。初级的电池电压监视ICl基于该值来设定地址寄存器30,执行预定的运算,并发送给后级的电池电压监视1C。
[0228]在图4中,在经由地址表19将由寄存器地址帧提取电路23提取的第3帧和第4帧的值写入地址诊断寄存器26之后,经由传送电路27传送给地址寄存器30。由此,基于通过雏菊链通信的第3帧和第4帧指定的值来设定地址寄存器30。另一方面,通过运算电路15对第3帧和第4帧的值进行预定的运算处理,经由输出选择电路16和输出切换电路10从通信信号输出端子4输出,并传送给后级的监视1C。在后级的监视IC中,也通过同样的动作设定地址寄存器30。由于执行预定的运算,因此能够使被设定的IC地址是与初级的不同的值。并且,在向多级传送并进行地址设定的情况下,如果适当地选择了运算的种类,则也能够对所有监视IC中的每一个监视IC设定特有的IC地址。
[0229]图8是表示实施方式三的电池电压监视IC(自动寻址)的地址表的例子的说明图。模式设定端子仅有最高位的b' 110、最低位的b' 101、以及中位的b' 000这3种。可以使对地址寄存器设定的值是从最低位的V 11111到最高位的V 10000各自特有的值。
[0230]图9是表示自动寻址中的自动地址设定的动作的说明图。图9示意性地表示了依次向从电池电压监视ICl — I到I —8的8个电池电压监视IC传送图16所示的基于第I帧和第2帧的芯片地址帧和基于第3帧和第4帧的寄存器地址帧的动作。芯片地址帧通过I位来表示I个电池电压监视1C,设定成在是b' O时表示是访问对象。由于芯片地址帧由第I帧和第2帧合计16位构成,因此能够用于连接了最多16个IC的雏菊链,图9为了简化而表示了由8个IC构成的雏菊链。由于芯片地址帧均为1,因此不存在在通常模式下选择的1C,指定了寻址模式。向所有的IC依次传送相同的值(均为I)的芯片地址帧。电池系统控制部3对初级的电池电压监视IC1 —I向寄存器地址帧发送V 01111111, 11111111。初级的电池电压监视ICl — I参照图8所示的地址表,对地址寄存器30设定与寄存器地址帧为b' 01111111,11111111相对应的IC地址b' 11111,通过运算电路15使寄存器地址帧移位I位,改变为V 10111111,11111111并发送给后级的电池电压监视IC1 —2。之后,电池电压监视ICl — 2-1 — 7基于接收到的寄存器地址帧来设定地址寄存器的值,并且依次将每次移位I位的寄存器地址帧发送给后级。
[0231]由此,即使IC地址是未设定,也能够从外部设定IC地址,能够将用于指定IC地址的端子的数量抑制到必要的最小限度。
[0232]图10是表示自动寻址(位移位(bit shift))中的自动地址设定的动作的时序图。在图9所示的例子中,使对寄存器地址帧的运算位移位。此时,可以如图10所示的时序图那样与SCLK同步地来执行位移位。
[0233]由此,能够在不将从通信信号输入端子5输入的寄存器地址帧的值转换为并行信号的情况下计算出应向后级发送的新的寄存器地址帧的值,并且能够在不使芯片地址帧和寄存器地址帧以帧期间为单位发生延迟的情况下发送给后级。
[0234]图11是表示自动寻址(增加)中的自动地址设定的动作的时序图。是使运算电路15对寄存器地址帧的运算为增加的情况的例子。为了使其为增加,在暂时将寄存器地址帧转换为并行值并增加I后,再次恢复为串行值,并发送给后级。由于串行并行转换需要等到所有数据齐全了再进行,因此会产生各I帧周期的延迟。在图11中,省略了 SCLK的图示,图示了由SS表示的每I帧周期的变化。由于在所有的监视ICl — 1-1 — 8的地址寄存器30的设定完成之前需要花费时间,另一方面寄存器地址帧依次被增加,因此能够通过少的位数将很多监视IC作为对象来进行地址设定。例如,即使是8位的寄存器地址帧,也能够将256个监视IC作为对象来进行地址设定。
[0235]由此,能够向相邻的半导体装置(电池电压监视IC) (I —1-1—M)依次赋予相邻的IC地址值,提高编码效率(通过少的位数来表示很多地址)。
[0236]【实施方式四】<地址寄存器诊断>
[0237]对地址寄存器诊断进行说明。通过在实施方式三中说明了的再次发送与自动寻址相同的指令,能够诊断被设定的地址寄存器是否无非期望的值的变化、即是否发生了故障。
[0238]如在实施方式三中所述,在电池电压监视ICl中,如图4所示,在经由地址表19将由寄存器地址帧提取电路23提取的第3帧和第4帧的值写入地址诊断寄存器26之后,经由传送电路27传送给地址寄存器30。由此,基于通过雏菊链通信的第3帧和第4帧指定的值来设定地址寄存器30。这里,将要基于寄存器地址帧设定的IC地址暂时存储于地址诊断寄存器26。此时,通过比较电路28来比较对地址寄存器30设定的IC地址和要设定的IC地址。将结果作为地址比较一致信号(诊断)34输出。
[0239]通过再次输入自动寻址指令(设定与初始设定相同的IC地址),能够用于关于是否设定了与要设定的IC地址相同的IC地址的诊断。由于是相同的指令,因此在初始设定时输出不一致的结果,发行指令的电池系统控制部3在为初始设定时忽略是不一致的结果即可。另外,在再设定或设定变更的情况下也是一样的。如果在期待一致的结果时是不一致的结果,则能够诊断为地址寄存器发生了某种故障。可以设置状态寄存器并将一致或不一致的结果存储于该状态寄存器。电池系统控制部3可以在发行了自动寻址指令后读出状态寄存器的内容并进行确认。
[0240]在不一致的情况下,也可以产生中断信号。由于从各个监视IC分别输出中断信号,因此中断信号既可以与电池系统控制部3分别1:1地连接,也可以经由共用总线连接。但是,在电池电压监视系统中,由于各个监视IC工作的电位是不同的,因此在1:1连接和经由共用总线连接的情况下,均需要很多绝缘元件(绝缘体)。因此,与通信信号线8同样地由雏菊链构成是更适宜的。
[0241]图12是具有由雏菊链构成的中断信号通信的电池电压监视装置的框图。各个电池电压监视ICl _ 1-1 —8分别具有中断输出端子52和中断输入端子51,构成雏菊链并连接。在中断输出端子52上,与通信信号输出端子4同样地连接有由模式判定电路20控制的输出切换电路10,在发生故障的情况下,也能够通过切换为高阻抗等而切断通信。比较轻微的故障能够通过中断来通知电池系统控制部3并恢复,在严重故障的情况下能够迅速地切断以避免重大的影响。
[0242]图12表示了循环通信的例子。在最高位的电池电压监视ICl —8到电池系统控制部3的路径上,有时由于其电位差而需要绝缘元件(绝缘体)9,但是省略了图示。也可以构成与图2相同的环回通信的雏菊链,在该情况下,中断输出端子52和中断输入端子51需要分别设置上行和下行的2个系统。为了进行中断信号传送,发送主体是发生了中断的电池电压监视IC1。发生了中断的电池电压监视ICl能够通过发行利用芯片地址帧来指定电池系统控制部3的写指令等方法,将中断信号发送给电池系统控制部3。从多个电池电压监视IC同时发生了中断时的传送方法和调停竞合的方法可以通过利用雏菊链通信的公知的通信方式来实现。
[0243]通过产生中断,能够将故障的发生迅速且可靠地通知给电池系统控制部。另外,为了传送中断信号而采用雏菊链结构,由此能够抑制通信信号线数量,并能够抑制绝缘元件(绝缘体)的使用数量。
[0244]【实施方式五】<状态寄存器一并读出>
[0245]图13是表示测试模式下的状态寄存器一并读出的动作的说明图,图14是表示测试状态下的状态寄存器一并读出的动作的时序图。
[0246]电池电压监视ICl设置有各种状态寄存器。例如,表示监视对象的单电池的异常的状态、计算通过雏菊链通信接收到的指令的CRC并检测到错误时的CRC错误状态、表示执行了上述实施方式四中说明了的地址寄存器的诊断时的错误的错误状态等。在发生了这些错误的情况下,如在上述实施方式四中所述,能够通过中断向电池系统控制部3通知错误的发生,但是在不少情况下无法通知错误的原因。这是因为:由于中断的通知是以迅速性为优先的,因此大多使通信协议简化来限制能够传送的信息量。此时,通过中断向其通知了异常的发生的电池系统控制部3为了调查错误的原因而读出状态寄存器的信息。
[0247]本实施方式五中的状态寄存器一并读出通过发行I个指令,从被雏菊链连接的所有电池电压监视IC 一并读出状态寄存器的内容。帧格式例如可以如图16的测试模式栏所示那样构成。
[0248]通过第I帧和第2帧构成了芯片地址帧,通过第3帧来指定是写指令并指定应读出的状态寄存器的地址。在通常模式下,为了避免读出数据的竞合,在写指令中,芯片地址帧构成为能够指定仅I个监视1C。在测试模式下,即使是写指令,也将所有的监视IC同时作为访问对象来进行指定。将读出的数据输出给由第7帧和第8帧构成的写数据帧。
[0249]图13表示了由8个电池电压监视IC构成的雏菊链中的状态寄存器一并读出的动作。表示了在8个电池电压监视ICl _ 1-1 — 8中,在相同地址的状态寄存器中存储有从a到h的8种状态信息。实际上,状态信息是I位,
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