專利名稱：非易失性數(shù)字電位器系統(tǒng)的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及數(shù)字電位器系統(tǒng)，特別涉及一種可以用低成本實現(xiàn)的非易失性數(shù)字電 位器系統(tǒng)。
背景技術(shù)：
數(shù)字式電位器與機械電位器的不同在于，其滑動端位置由內(nèi)部數(shù)字寄存器的數(shù)值 控制。例如，N位的電位器就是把總電阻IV等分為2n個小電阻，當數(shù)字寄存器的值為X時， 連入W和L之間的小電阻就有X個。所以改變寄存器的值就可以改變滑動端的位置，并一一 對應。數(shù)字電位器可從存儲器類別分為非易失性和易失性，易失性數(shù)字電位器在系統(tǒng)掉電 后，以前設置的滑動端的位置隨之丟失，而非易失性數(shù)字電位器能夠存儲滑動端的位置在 非易失性存儲器里，系統(tǒng)上電后可以自動調(diào)用上次保存的滑動端的位置。使用非易失性數(shù) 字電位器，用戶只需調(diào)整一次滑動端的位置，而易失性數(shù)字電位器則在每次系統(tǒng)重新上電 后重新調(diào)整。非易失性數(shù)字電位器的系統(tǒng)框圖如圖1所示，其中，數(shù)字接口可以是I2C、SPI或 其它接口，從圖1還可以看到非易失性數(shù)字電位器把電阻陣列和非易失性存儲器集成在一 起，表現(xiàn)為在同一個半導體基板制成的功能器件。眾所周知，在集成電路中制造非易失性存 儲器的工藝流程比電阻陣列的工藝復雜得多，其它模塊與電阻陣列具備相同制造工藝。當 它們集成在一起后，就必須用復雜非易失性存儲器工藝流程來制造，這對占器件大部分面 積的電阻陣列來講，這樣的工藝是非常浪費的。因此，制造成本偏高。同時，由于工藝限制， 傳統(tǒng)的非易失性數(shù)字電位器功能有限，難以多樣化，給廣泛應用帶來不便。
發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明要解決的技術(shù)問題是，提供一種較低制造成本的一種非易失性數(shù)字電位器 系統(tǒng)，能夠有靈活的功能設計和低廉的成本。本發(fā)明上述技術(shù)問題這樣解決，構(gòu)造一種非易失性數(shù)字電位器，由采用一種工藝 在一個或一個以上半導體基片上制成的至少一個易失性數(shù)字電位器單元，連接在另一個半 導體基片上以另一種工藝制成的非易失性存儲單元而成。在本發(fā)明所述非易失性數(shù)字電位器系統(tǒng)中，所述易失性數(shù)字電位器單元包括帶有 電阻高端、電阻低端和滑動端的可變電阻，確定可變電阻滑動端當前位置的位置解碼器、提 供位置解碼器控制信號的易失存儲器以及通過接口總線與非易失存儲單元連接的數(shù)字接在本發(fā)明所述非易失性數(shù)字電位器系統(tǒng)中，還包括微控制器，所述易失性數(shù)字電 位器單元包括有電阻高端、電阻低端和滑動端的可變電阻，所述非易失存儲單元通過接口 總線3與所述微控制器4、所述易失性數(shù)字電位器單元連接。在本發(fā)明所述非易失性數(shù)字電位器系統(tǒng)中，所述易失性數(shù)字電位器單元包括至少 兩個有電阻高端、電阻低端和滑動端的可變電阻，它們以相同的工藝加工在同一個半導體基板上。在本發(fā)明所述非易失性數(shù)字電位器系統(tǒng)中，所述易失性數(shù)字電位器單元包括與接 口總線連接的多個分立的可變電阻組，每個可變電阻組包括兩個或兩個以上有電阻高端、 電阻低端和滑動端的可變電阻，它們以相同的工藝加工在同一個或多個半導體基板上。在本發(fā)明所述非易失性數(shù)字電位器系統(tǒng)中，所述易失性數(shù)字電位器單元包括有電 阻高端 、電阻低端和滑動端的可變電阻，提供可變電阻滑動端當前位置信號的位置解碼器、 提供位置解碼器控制信號的易失存儲器以及連接在易失存儲器與接口總線之間的數(shù)字接 口，所述非易失存儲單元以外掛方式連接到所述易失性數(shù)字電位器單元中的數(shù)字接口。
在本發(fā)明所述非易失性數(shù)字電位器系統(tǒng)中，每個所述可變電阻與所述易失性數(shù)字 電位器單元封裝成同一個器件。在本發(fā)明所述非易失性數(shù)字電位器系統(tǒng)中，每個所述可變電阻與所述易失性數(shù)字 電位器單元封裝成不同的器件，在印刷電路板上實現(xiàn)電連接。在本發(fā)明所述非易失性數(shù)字電位器系統(tǒng)中，所述易失性數(shù)字電位器單元和所述非 易失性存儲單元由不同的電源系統(tǒng)供電，所述易失性數(shù)字電位器單元由較高電壓的電源系 統(tǒng)供電。實施本發(fā)明提出非易失性數(shù)字電位器系統(tǒng)，由于把非易失性數(shù)字電位器分為不同 工藝兩個部分，即從工藝上把它分離開。分離后易失性數(shù)字電位器里可以集成各種不同的 電位器，可以是不同阻值或不同分辨率的，也可以一個非易失性存儲器對應多個分立的易 失性數(shù)字電位器，用戶使用也更加靈活；數(shù)字電位器單元可以用簡單的工藝流程進行獨立 制造，降低了整個系統(tǒng)的成本；而且還可實現(xiàn)和非易失性存儲器使用不同的電源系統(tǒng)，例 如，電位器就可以支持13V以上的高電壓，擴展了電位器的使用范圍。實施本發(fā)明改善了設 計和實現(xiàn)的靈活性，也降低了系統(tǒng)的成本。
圖1是現(xiàn)有技術(shù)的非易失性數(shù)字電位器的系統(tǒng)框圖。圖2是按照本發(fā)明對圖1所示系統(tǒng)分離后的非易失性數(shù)字電位器。圖3是本發(fā)明非易失性數(shù)字電位器系統(tǒng)的實施例。圖4示出易失性數(shù)字電位器單元可以集成多個電位器系統(tǒng)的實施例。圖5示出一個非易失性存儲器對應多個分立的易失性數(shù)字電位器系統(tǒng)的情形。圖6示出了外掛非易失性存儲器的系統(tǒng)實施例。圖7示出了集成多個電位器外掛非易失性存儲單元的系統(tǒng)實施例。圖8示出了外掛一個非易失性存儲器對應多個分立的易失性數(shù)字電位器的系統(tǒng) 實施例。圖9示出了使用不同電源系統(tǒng)的非易失性數(shù)字電位器系統(tǒng)的實施例。
具體實施例方式如圖2所示，按本發(fā)明的思路，將圖1所示的非易失性數(shù)字電位器中的非易失性存 儲器2從器件里提取出來作為獨立的器件，如圖1，易失性數(shù)字電位器單元1內(nèi)含有高端、 低端和滑動端的可變電阻11，決定可變電阻11滑動端當前位置的位置解碼器12、保存并提供原滑動端位置的易失存儲器13以及通過接口總線3與非易失存儲單元2連接的數(shù)字接 口 14。由于非易失性存儲器2與易失性數(shù)字電位器單元1不在同一半導體基板上形成，因 此可分別使用適合的工藝，降低了制造成本。在非易失存儲單元2與易失性數(shù)字電位器單元1分離開以后，要實現(xiàn)非易失性數(shù) 字電位器的功能就需要控制系統(tǒng)的支持，本發(fā)明的非易失性數(shù)字電位器的實施例如圖3所 示，在該實施例中，包括了一個微控制器4，用于對易失性數(shù)字電位器單元1和非易失存儲 單元2分別進行控制，非易失存儲單元2通過接口總線3與微控制器4、易失性數(shù)字電位器 單元1連接。其中，非易失存儲單元2采用一種工藝，其他部分可采用另一種工藝。工作時， 由微控制器4控制調(diào)整易失性數(shù)字電位器單元1的滑動端到理想位置，把它所對應的數(shù)值 存儲到非易失性存儲單元2，在每次系統(tǒng)上電的時候先讀取存儲在非易失性存儲單元里的 位置信息，然后把相應數(shù)值寫入易失性數(shù)字電位器單元1即可。在圖3所示電位器中，包括 微控制器4 ；易失性數(shù)字電位器1，可以集成很多個電位器；以及通過接口總線3互連的非 易失性存儲單元2。易失性數(shù)字電位器里可以集成各種不同的電位器，可以是不同阻值或不 同分辨率的。工作中由微控制器控制調(diào)整易失性數(shù)字電位器的滑動端到理想位置，把它對 應的數(shù)值存儲到非易失性存儲器，在每次系統(tǒng)上電的時候先讀取存儲在非易失性存儲器的 位置信息，然后把相應數(shù)值寫入易失性數(shù)字電位器即可。按照本發(fā)明的系統(tǒng)，可以在易失性數(shù)字電位器單元內(nèi)集成各種各樣的電位器，如 圖4所示。多個可變電阻可以是不同阻值或不同分辨率的，實現(xiàn)一個非易失性存儲單元2 對應多個分立的易失性數(shù)字電位器的可變電阻，使其應用更靈活，更便利；而其中的可變電 阻部分可用簡單的工藝流程進行獨立制造，按照本發(fā)明的系統(tǒng)，可以將一個非易失性存儲器對應多個分立的易失性數(shù)字電位 器，如圖5所示。其中，易失性數(shù)字電位器單元包括與接口總線連接的多個分立的可變電阻 組，每個可變電阻組包括2個或2個以上有電阻高端、電阻低端和滑動端的可變電阻。但這 些分立的易失性數(shù)字電位器均通過接口總線3，與微控制器4、非易失性存儲器2相連。這 樣，節(jié)省了成本較高工藝復雜的非易失性存儲器的使用，減少了成本，也增加了使用的靈活 性。圖6給出了分離出非易失性存儲器也可以不占用系統(tǒng)總線的私圖實施例，分離出 非易失性存儲單元2仍然由數(shù)字電位器單元1控制存儲器的讀寫，而不是由微控制器控制， 如圖6所示，非易失性存儲單元2與數(shù)字電位器單元1中的數(shù)字接口 14連接。同樣，這種情況也可以集成各種不同的電位器，以及一個非易失性存儲器也可以 對應多個分立的易失性數(shù)字電位器，分別如圖7、8所示。如圖7所示，易失性數(shù)字電位器單元1在同一片基板上有多個可變電阻，非易失性 存儲單元通過連接到其數(shù)字接口，外掛在該數(shù)字電位器單元。如圖8所示，有多個與接口總線連接的分立的可變電阻組，形成在同一基板上，在 另一基板上形成的非易失性存儲單元分別與各可變電阻組連接。為了實現(xiàn)高電壓的非易失數(shù)字電位器，電位器單元1可以使用與非易失 性存儲單 元2不同的電源電壓，接口增加電平轉(zhuǎn)換電路15即可，如圖9所示。對于外掛非易失性存儲器情況，例如圖6、7、8所示，數(shù)字電位器會在系統(tǒng)上電的 時候自動從外掛非易失性存儲器重新裝載位置信息。
綜前所述，按照本發(fā)明提供的非易失性數(shù)字電位器，采用分離非易失性存儲器的方法實現(xiàn)非易失性數(shù)字電位器，可以利用數(shù)字電位器部分工藝流程簡單的特點，降低整個 系統(tǒng)的成本。
權(quán)利要求
一種非易失性數(shù)字電位器系統(tǒng)，其特征在于，由采用一種工藝在1個或1個以上半導體基片上制成的至少一個易失性數(shù)字電位器單元(1)，連接在另1個半導體基片上以另一種工藝制成的非易失性存儲單元(2)而成。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述非易失性數(shù)字電位器系統(tǒng)，其特征在于，所述易失性數(shù)字電位 器單元(1)包括帶有電阻高端、電阻低端和滑動端的可變電阻(11)，確定可變電阻(11)滑 動端當前位置的位置解碼器(12)、提供位置解碼器(12)控制信號的易失存儲器(13)以及 通過接口總線⑶與非易失存儲單元⑵連接的數(shù)字接口(14)。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述非易失性數(shù)字電位器系統(tǒng)，其特征在于，還包括微控制器(4)， 所述易失性數(shù)字電位器單元(1)包括有電阻高端、電阻低端和滑動端的可變電阻(11)，所 述非易失存儲單元(2)通過接口總線(3)與所述微控制器(4)、所述易失性數(shù)字電位器單元 ⑴連接。
4.根據(jù)權(quán)利要求3所述非易失性數(shù)字電位器系統(tǒng)，其特征在于，所述易失性數(shù)字電位 器單元(1)包括至少2個有電阻高端、電阻低端和滑動端的可變電阻(11)，它們以相同的工 藝加工在同一個半導體基板上。
5.根據(jù)權(quán)利要求3所述非易失性數(shù)字電位器系統(tǒng)，其特征在于，所述易失性數(shù)字電位 器單元(1)包括與接口總線連接的多個分立的可變電阻組，每個可變電阻組包括2個或2 個以上有電阻高端、電阻低端和滑動端的可變電阻(11)，它們以相同的工藝加工在同一個 或多個半導體基板上。
6.根據(jù)權(quán)利要求1所述非易失性數(shù)字電位器系統(tǒng)，其特征在于，所述易失性數(shù)字電位 器單元(1)包括有電阻高端、電阻低端和滑動端的可變電阻(11)，提供可變電阻(11)滑動 端當前位置信號的位置解碼器(12)、提供位置解碼器(12)控制信號的易失存儲器(13)以 及連接在易失存儲器(13)與接口總線(3)之間的數(shù)字接口(14)，所述非易失存儲單元(2) 以外掛方式連接到所述易失性數(shù)字電位器單元(1)中的數(shù)字接口(14)。
7.根據(jù)權(quán)利要求4所述非易失性系統(tǒng)數(shù)字電位器，其特征在于，每個所述可變電阻 (11)與所述易失性數(shù)字電位器單元(1)封裝成同一個器件。
8.根據(jù)權(quán)利要求4所述非易失性系統(tǒng)數(shù)字電位器，其特征在于，每個所述可變電阻 (11)與所述易失性數(shù)字電位器單元(1)封裝成不同的器件，在印刷電路板上實現(xiàn)電連接。
9.根據(jù)權(quán)利要求1所述非易失性數(shù)字電位器系統(tǒng)，其特征在于，所述易失性數(shù)字電位 器單元(1)和所述非易失性存儲單元(2)由不同的電源系統(tǒng)供電，所述易失性數(shù)字電位器 單元(1)由較高電壓的電源系統(tǒng)供電。
全文摘要
一種非易失性數(shù)字電位器系統(tǒng)，由采用不同工藝在不同半導體基板上制成的至少一個易失性數(shù)字電位器單元(1)和一個非易失性存儲單元(2)互連而成。所述非易失存儲單元(2)通過接口總線(3)與微控制器(4)、易失性數(shù)字電位器單元(1)連接。由于本發(fā)明從工藝上把非易失性數(shù)字電位器系統(tǒng)分為兩個部分，分別做在至少2個芯片上，有利于在系統(tǒng)設計中集成和組合各種不同的電位器，如不同阻值或分辨率的，也可以一個非易失性存儲器對應多個分立的易失性數(shù)字電位器，使用戶使用更靈活；其次，因其中的數(shù)字電位器單元可用簡單工藝流程，從而降低了整體成本。
文檔編號H01C10/00GK101840759SQ20091010607
公開日2010年9月22日 申請日期2009年3月19日 優(yōu)先權(quán)日2009年3月19日
發(fā)明者劉桂云, 施愛群, 胡小波, 鄧錦輝 申請人:輝芒微電子(深圳)有限公司