[发明专利]一种多参量传感系统集成芯片

说明书

技术领域

本发明涉及一种半导体集成电路，具体的说是一种能够将不同物理参量的控制器信息通过一个系统集成芯片同时进行数据采集，处理并以不同形式进行传输的一种多参量传感系统集成芯片。 

背景技术

传统的传感系统有很多局限性，只能提供模拟信号输出，且在大多数应用中输出端都需要另外配置比较器、数模转换器或放大器等。因此还受到封装体积以及准确度的制约，限制了其在微型化高端电子产品中的应用。随着集成工艺的发展，半导体集成传感器将辅助电路中的元件和传感元件同时集成在一块芯片上，具有价格低廉，设计简单，测量精确，高度集成等优点，在计算机、电信、工业控制等领域得到广泛的应用。同时可以有效的节省了空间降低成本。近年来，集成传感器在平均价格有所下降的同时，销售率却以17％-18％的速度持续增长，总销售收入达到50亿美元，因此半导体传感器的设计及芯片集成技术的关键问题成了各个高科技企业的研究重点。但是目前的传感器芯片只能单一的实现某一个传感器的输出问题，不能同时实现可以同时测量温度传感器，压力传感器、液位传感器、湿度传感器，位移传感器，角度传感器，磁场强度传感器，光纤传感器和气敏传感器，加速度传感器，光电传感器等传感器的多组物理量的测量并且输出。目前有少数的学校和科研机构试验性的研制可测量多参量传感系统，但是由于研发过程中采用多个芯片系统集成度较低，稳定性较差，传输数据误差较大，系统功耗大，尺寸大，成本高。目前，还没有一种可以同时测量不同传感器的物理量进行运算后并且根据不同的客户需求将数据信息以电流信号，电压信号和通讯协议的形式进行传输；同时具有集成度 高，稳定性高，传输数据准确，价格低廉，同时可以有效的节省了空间，降低成本，适用于电力，水利，热力，石油，石化，交通等各个工业领域中，可对设备仪器实时监测和远程监控的集成芯片。 

发明内容

本发明的目的是提供一种多参量传感系统集成芯片，该结构可以同时测量不同传感器的物理量进行运算后并且根据不同的客户需求将数据信息以电流信号，电压信号和通讯协议的形式进行传输；同时具有集成度高，稳定性高，传输数据准确，价格低廉，同时可以有效的节省了空间，降低成本，适用于电力，水利，热力，石油，石化，交通等各个工业领域中，可对设备仪器实时监测和远程监控的功能。 

根据本发明第一方面，提供了一种多参量传感系统集成芯片，是由基板构成，芯片焊接在基板上，在芯片上设有多个管脚，其特征在于：所述芯片的管脚通过基板管脚与1个以上的传感器进行连接；在芯片上设有参考基准模块、电源模块、通道切换模块、可编程放大模块、模数转换模块、数据处理模块、通信模块、可调时钟模块和通信总线接口，各个功能模块之间通过电连接方式进行连接。 

一种多参量传感系统集成芯片，其中所述基板上的各个功能模块的连接关系为：通道切换模块通过管脚与1个以上的传感器进行连接并将其模拟信号输入切换后将模拟信号传输至可编程放大模块中进行模拟信号放大，同时参考基准模块提供一个稳定的电压信号给可编程放大模块实现信号的稳定；稳定后的模拟信号传输至模数转换模块中进行模拟信号换转为数字信号，同时参考基准信号给模数转换模块提供一个稳定的电压信号实现信号的二次稳定；经过模数转换后的稳定的数字信号传输至数据处理模块中进行处理，分别得到了不同物理量信息，实现各个物理量的采集和变换，处理后的物理量信息传输到通信模块中进行通讯并通过通信总线进行 传输，电源模块为各个功能模块提供所需电源；可调时钟模块分别于连接通道切换模块，模数转换模块，信号处理模块和通讯模块连接；其中，可调时钟模块分别为通道模块提供可调节的时间切换，为模数转换模块提供了模数转换取样的频率，为数据处理模块提供了数据处理模块的工作速率，为通讯模块提供了通讯速率。 

一种多参量传感系统集成芯片，其中所述芯片的管脚通过基板管脚与下列传感器中的一个或多个进行连接，所述传感器可以为温度传感器，压力传感器，液位传感器，湿度传感器，位移传感器，角度传感器，磁场强度传感器，光纤传感器，气敏传感器，加速度传感器，放射性辐射传感器，电磁传感器，光电传感器和化学传感器。 

一种多参量传感系统集成芯片，其中所述数据处理模块包括3个子系统，分别是存储系统，控制系统和处理系统；其中， 

所述存储系统：用于存储不同传感器所需的不同运行程序； 

所述控制系统：用于控制通道切换的切换时序和可编程放大模块的放大倍数； 

所述处理系统：用于将数字信号还原成各种物理量。 

一种多参量传感系统集成芯片，其中所述通讯模块包含2个子系统，分别是发射系统和接收系统；其中，