DE112023004002T5

DE112023004002T5 - Testen der funktionalen sicherheit von phasenschiebern

Info

Publication number: DE112023004002T5
Application number: DE112023004002.8T
Authority: DE
Inventors: Tom Heller; Danny Elad; Benny Sheinman; Oded Katz
Original assignee: AyDeeKay LLC
Current assignee: AyDeeKay LLC
Priority date: 2022-11-29
Filing date: 2023-11-27
Publication date: 2025-08-28
Also published as: US20240175918A1; WO2024118530A1

Abstract

Es wird eine integrierte Schaltung beschrieben, die ein Testen eines Schaltungsteilblocks durchführt. Diese integrierte Schaltung kann den Schaltungsteilblock enthalten, der eine Funktion ausführt, wobei der Schaltungsteilblock in einem analogen Bereich mit analogen Komponenten und in einem digitalen Bereich mit digitalen Komponenten implementiert ist. Darüber hinaus kann die integrierte Schaltung das Testen des Schaltungsteilblocks durch unabhängiges Testen einzelner Komponenten im Schaltungsteilblock ausführen, anstatt die Funktion des Schaltungsteilblocks als Ganzes zu testen. Zu beachten ist, dass die einzelnen Komponenten die analogen und die digitalen Komponenten umfassen. In einigen Ausführungsformen kann das Testen auch ein Testen der funktionalen Sicherheit umfassen.

Description

FELD
Die vorliegende Offenbarung bezieht sich auf Techniken zur Ausführung von Tests eines Schaltungsteilblocks mit mehreren Komponenten in einer integrierten Schaltung, wie z.B. einem Phasenschieber.
HINTERGRUND
Um die Sicherheit zu erhöhen und bequemere Transportmöglichkeiten zu schaffen, bauen viele Automobilhersteller zusätzliche Sensoren und/oder Funktionen in ihre Fahrzeuge ein. So verfügen selbstfahrende Autos in der Regel über eine Vielzahl von Sensoren, wie z. B. akustische und/oder elektromagnetische Sensoren, die die Umgebung überwachen, um andere Fahrzeuge, Menschen, Tiere oder Hindernisse zu erkennen. Darüber hinaus enthalten viele Fahrzeuge Sensoren, die den Betrieb des Fahrzeugs überwachen (z. B. Parksensoren oder Sensoren für die Sitzeinstellung), und ganz allgemein Komponenten, die Merkmale oder Funktionen bereitstellen (z. B. die Innenbeleuchtung).
Um den sicheren Betrieb von Fahrzeugen zu gewährleisten, sieht die Automobilindustrie in der Regel Sicherheitsfunktionen vor, die die funktionale Sicherheit testen (z. B. Funktionstests gemäß ISO 26262 der Internationalen Organisation für Normung in Genf, Schweiz), um Probleme in Schaltkreisen zu erkennen oder zu melden, z. B. in Schaltkreisen, die Sensoren (z. B. Radarsensoren) verwenden, um die Umgebung eines Fahrzeugs zu überwachen. So kann beispielsweise ein Leistungsdetektor in einem Radargerät ein elektrisches Testsignal in einen Empfänger einspeisen, um dessen ordnungsgemäßen Betrieb zu testen.
Radar-Sender-Empfänger enthalten jedoch oft komplizierte Schaltungsteilblöcke, die im analogen und digitalen Bereich implementiert sind und in der Regel mehrere Komponenten umfassen. Das genaue Testen der zahlreichen Komponenten in einem Schaltungsteilblock während des Betriebs eines Fahrzeugs kann eine Herausforderung sein, und die Teststrukturen können eine große Fläche auf einem Siliziumchip einnehmen, was die Kosten des Sender-Empfängers erhöht.
ZUSAMMENFASSUNG
Es werden Ausführungsformen einer integrierten Schaltung beschrieben. Diese integrierte Schaltung enthält einen Schaltungsteilblock, der eine Funktion ausführt, wobei der Schaltungsteilblock in einem analogen Bereich unter Verwendung analoger Komponenten und in einem digitalen Bereich unter Verwendung digitaler Komponenten implementiert ist. Darüber hinaus führt die integrierte Schaltung Tests des Schaltungsteilblocks durch, indem sie unabhängige Tests einzelner Komponenten im Schaltungsteilblock durchführt, anstatt die Funktion des Schaltungsteilblocks als Ganzes zu testen. Man beachte, dass zu den einzelnen Komponenten die analogen und die digitalen Komponenten gehören.
In einigen Ausführungsformen kann der Schaltungsteilblock einen Phasenschieber enthalten, und die Funktion kann das Bereitstellen eines Ausgangssignals mit einer Phasenverschiebung relativ zu einem Eingangssignal umfassen, und das Eingangssignal und das Ausgangssignal können in einem Frequenzband ungleich Null liegen.
Darüber hinaus kann das Testen der analogen Komponenten das Testen auf das Vorhandensein von Strom umfassen und das Testen der Hochfrequenzfunktionalität ausschließen.
Darüber hinaus kann das Testen der digitalen Komponenten die Ausführung von Messungen an den digitalen Komponenten und einer Kopie der digitalen Komponenten umfassen. Zum Beispiel kann das Testen der digitalen Komponenten Folgendes beinhalten: Vergleichen der Messungen an den digitalen Komponenten und der Nachbildung der digitalen Komponenten; und, wenn der Vergleich einen Unterschied zwischen den Messungen an den digitalen Komponenten und der Nachbildung der digitalen Komponenten anzeigt, Aktivieren eines Flags. In einigen Ausführungsformen kann der Schaltungsteilblock den Phasenschieber enthalten, die digitale Komponente kann einen Nachschlagetabellen-(LUT)-Dekoder enthalten, das Testen des LUT-Dekoders kann das Eingeben von Werten der Phasenverschiebung in den LUT-Dekoder und einen Replikations-LUT-Dekoder enthalten, und der Vergleich kann durch Ausführen einer logischen XOR-Operation an gemessenen Ausgängen des LUT-Dekoders und gemessenen Ausgängen des Replikations-LUT-Dekoders für die Werte der Phasenverschiebung durchgeführt werden.
Beachten Sie, dass das Testenen auch Tests zur funktionalen Sicherheit umfassen können.
Darüber hinaus kann die integrierte Schaltung den Schaltungsteilblock zumindest teilweise auf der Grundlage der Testergebnisse und des Verhältnisses zwischen den feststellbaren potenziellen Fehlern in dem betreffenden Bauteil und der Gesamtzahl der potenziellen Fehler in dem betreffenden Bauteil bewerten.
Darüber hinaus können die analogen Komponenten einen Verstärker mit variabler Verstärkung umfassen, der eine Gilbert-Zelle enthalten kann, und das Testen kann die Ausführung von Messungen bei verschiedenen Verstärkungswerten des Verstärkers mit variabler Verstärkung unter Verwendung einer Nachbildungsschaltung umfassen, die eine zweite Gilbert-Zelle enthält. Während des Testens bei einem bestimmten Verstärkungswert kann ein differentielles Gleichstrom-Eingangssignal an die zweite Gilbert-Zelle angelegt werden, und es werden zwei Messungen durchgeführt. Zum Beispiel wird die Spannung an jedem der Ausgänge gemessen, um das differentielle Gleichstrom-Ausgangssignal zu ermitteln.
Alternativ oder zusätzlich können die analogen Komponenten den Verstärker mit variabler Verstärkung umfassen, der Verstärker mit variabler Verstärkung kann die Gilbert-Zelle umfassen, und das Testen kann die Ausführung von Messungen bei verschiedenen Verstärkungswerten des Verstärkers mit variabler Verstärkung unter Verwendung einer Nachbildungsschaltung umfassen, die eine dritte Gilbert-Zelle enthält, in der die Drain-Knoten nicht kreuzgekoppelt sind. Während des Testens bei einem bestimmten Verstärkungswert kann ein differentielles Gleichstrom-Eingangssignal nicht an die dritte Gilbert-Zelle angelegt werden, und es kann eine Anzahl von Messungen durchgeführt werden, die einer Anzahl von Drain-Knoten in der zweiten Gilbert-Zelle entspricht.
In einigen Ausführungsformen kann der Schaltungsteilblock den Phasenschieber enthalten, der Phasenschieber kann einen Verstärker mit variabler Verstärkung enthalten, und das Testen kann ein Hochfrequenztesten auf das Vorhandensein von Leistung des Verstärkers mit variabler Verstärkung über einen Bereich von Verstärkungswerten des Verstärkers mit variabler Verstärkung umfassen. Darüber hinaus kann der Phasenschieber ein gleichphasiges Eingangssignal und ein phasenverschobenes Eingangssignal enthalten, das orthogonal zum gleichphasigen Eingangssignal ist, und das Testen auf das Vorhandensein der Leistung des Verstärkers mit variabler Verstärkung über den Bereich der Verstärkungswerte des Verstärkers mit variabler Verstärkung kann für das gleichphasige Eingangssignal und das phasenverschobene Eingangssignal erfolgen. Es ist zu beachten, dass das Testen auf das Vorhandensein von Leistung des Verstärkers mit variabler Verstärkung über den Bereich der Verstärkungswerte des Verstärkers mit variabler Verstärkung eine Teilmenge von Verstärkungswerten im Bereich der Verstärkungswerte umfassen kann. Darüber hinaus kann das Testen die Bestätigung eines erwarteten Unterschieds in den Leistungspegeln bei extremen Verstärkungswerten über den Bereich der Verstärkungswerte relativ zu den Leistungspegeln bei einem Ursprung im Bereich der Verstärkungswerte umfassen.
Eine andere Ausführungsform sieht ein elektronisches Gerät vor, das die integrierte Schaltung enthält.
Eine andere Ausführungsform sieht ein System vor, das die integrierte Schaltung enthält.
Eine andere Ausführungsform bietet ein Verfahren zur Ausführung von Tests des Schaltungsteilblocks. Dieses Verfahren umfasst zumindest einige der von der integrierten Schaltung durchgeführten Operationen.
Diese Zusammenfassung dient der Veranschaulichung einiger beispielhafter Ausführungsformen, um ein grundlegendes Verständnis für einige Aspekte des hier beschriebenen Gegenstands zu vermitteln. Dementsprechend ist es zu verstehen, dass die oben beschriebenen Merkmale Beispiele sind und nicht so ausgelegt werden sollten, dass sie den Umfang oder den Geist des hier beschriebenen Gegenstands in irgendeiner Weise einschränken. Weitere Merkmale, Aspekte und Vorteile des hier beschriebenen Gegenstands werden aus der folgenden detaillierten Beschreibung, den Abbildungen und den Ansprüchen ersichtlich.
KURZBESCHREIBUNG DER ZEICHNUNGEN

1 ist eine Zeichnung, die ein Beispiel für ein mit Radarsensoren ausgestattetes Fahrzeug gemäß einigen Ausführungsformen der vorliegenden Offenbarung zeigt.
2 ist ein Blockdiagramm, das ein Beispiel für ein Fahrerassistenzsystem gemäß einigen Ausführungsformen der vorliegenden Offenbarung zeigt.
3 ist ein Blockdiagramm, das ein Beispiel für ein Radarsystem gemäß einigen Ausführungsformen der vorliegenden Offenbarung zeigt.
4 ist ein Blockdiagramm, das ein Beispiel für ein Radarsystem gemäß einigen Ausführungsformen der vorliegenden Offenbarung zeigt.
5 ist ein Blockdiagramm, das ein Beispiel für einen Phasenschieber-Unterblock gemäß einigen Ausführungsformen der vorliegenden Offenbarung zeigt.
6 ist eine Zeichnung, die ein Beispiel für die Anzahl der Komponenten pro Schaltungsteilblock in einem kartesischen Phasenschieber gemäß einigen Ausführungsformen der vorliegenden Offenbarung zeigt.
7 ist eine Zeichnung, die ein Beispiel für die Abdeckung einer Nachschlagetabelle (LUT) gemäß einigen Ausführungsformen der vorliegenden Offenbarung zeigt.
8 ist eine Zeichnung, die ein Beispiel für die Abdeckung analoger Unterblöcke gemäß einigen Ausführungsformen der vorliegenden Offenbarung zeigt.
9 ist eine Zeichnung, die ein Beispiel für die Eingangsphasen eines Phasenschieber-Unterblocks gemäß einigen Ausführungsformen der vorliegenden Offenbarung zeigt.
10 ist ein Flussdiagramm, das ein Beispiel für ein Verfahren zur Ausführung von Tests eines Schaltungsteilblocks gemäß einigen Ausführungsformen der vorliegenden Offenbarung zeigt.

Es ist zu beachten, dass sich gleiche Bezugszeichen auf einander entsprechende Teile in den Zeichnungen beziehen. Darüber hinaus werden mehrere Instanzen desselben Teils durch ein gemeinsames Präfix bezeichnet, das durch einen Bindestrich von der Instanznummer getrennt ist.
AUSFÜHRLICHE BESCHREIBUNG
Es wird eine integrierte Schaltung beschrieben, die ein Testen eines Schaltungsteilblocks durchführt. Diese integrierte Schaltung kann den Schaltungsteilblock enthalten, der eine Funktion ausführt, wobei der Schaltungsteilblock in einem analogen Bereich mit analogen Komponenten und in einem digitalen Bereich mit digitalen Komponenten implementiert ist. Darüber hinaus kann die integrierte Schaltung das Testen des Schaltungsteilblocks durch unabhängiges Testen einzelner Komponenten im Schaltungsteilblock ausführen, anstatt die Funktion des Schaltungsteilblocks als Ganzes zu testen. Zu beachten ist, dass die einzelnen Komponenten die analogen und die digitalen Komponenten umfassen. In einigen Ausführungsformen kann das Testen auch ein Testen der funktionalen Sicherheit umfassen.
Durch die Ausführung unabhängiger Tests einzelner Komponenten anstelle des Testens der Funktion des Schaltungsteilblocks als Ganzes können diese Schaltungstechniken ein genaueres Testen der Schaltungsteilblöcke ermöglichen. Insbesondere können die Schaltungstechniken durch die Abdeckung einer ausreichenden Anzahl von Teilkomponenten im Schaltungsteilblock eine viel höhere Sicherheitseinstufung erreichen als durch das Testen der Funktion des Schaltungsteilblocks als Ganzes. Außerdem können die benötigte Siliziumfläche und die Entwicklungszeit der integrierten Schaltung reduziert werden. Folglich können die Schaltungstechniken die Leistung und die Zuverlässigkeit des Schaltungsteilblocks verbessern.
In der folgenden Diskussion kann ein Fahrzeug ein Automobil, ein Sportwagen, ein Lastwagen, ein Motorrad, ein Zug, ein Flugzeug, ein Boot oder eine andere Art von Transportmittel sein. In den folgenden Ausführungen wird jedoch ein Automobil als anschauliches Beispiel für ein Fahrzeug verwendet.
Darüber hinaus kann ein Fahrzeug eine oder mehrere Arten von Sensoren verwenden, um Messungen im Zusammenhang mit Objekten in der Umgebung durchzuführen. Obwohl eine Vielzahl von Sensortypen verwendet werden kann, werden in der folgenden Diskussion Radarsensoren als anschauliches Beispiel verwendet. Die Radarsensoren können Messungen mit mindestens einer von mehreren Betriebsarten (z. B. gepulste oder kontinuierliche Wellen) ausführen und eine oder mehrere Modulationsarten (z. B. Amplituden-, Frequenz- und/oder Phasenmodulation) verwenden. In den folgenden Ausführungen wird das frequenzmodulierte Dauerstrichradar (FMCW) zur Veranschaulichung verwendet. Darüber hinaus können gesendete und empfangene Radarsignale (z.B. mit Trägerfrequenzen in einem Radar-Frequenzband, z. B. zwischen 3 MHz und 100 GHz) im analogen Bereich und/oder im digitalen Bereich erzeugt und/oder verarbeitet werden.
Wir beschreiben nun Ausführungsformen der Schaltungstechniken. 1 zeigt eine Zeichnung, die ein Beispiel eines Fahrzeugs 110 illustriert, das mit einer Reihe von Radarantennen ausgestattet ist, einschließlich: Antennen 112 für die Erfassung im Nahbereich (z.B. für die Einparkhilfe), Antennen 114 für die Erfassung im mittleren Bereich (z.B. für die Überwachung des Stop-and-Go-Verkehrs und von Einfahrvorgängen), Antennen 116 für die Erfassung im Fernbereich (z.B. für die adaptive Geschwindigkeitsregelung und die Kollisionswarnung), von denen jede hinter der vorderen Stoßfängerabdeckung angeordnet sein kann. Antennen 118 für die Nahbereichserfassung (z. B. für die Rückfahrhilfe) und Antennen 120 für die Mittelbereichserfassung (z. B. für die Heckkollisionswarnung) können hinter der hinteren Stoßfängerabdeckung angebracht werden. Darüber hinaus können Antennen 122 für die Nahbereichserfassung (z. B. für die Überwachung des toten Winkels und die Erkennung seitlicher Hindernisse) hinter den Kotflügeln des Fahrzeugs angebracht werden. Jede Antenne und jeder Antennensatz kann in einem oder mehreren Arrays gruppiert werden. Darüber hinaus kann jedes Array von einem Radar-Array-Steuergerät 205 gesteuert werden (2). In einigen Ausführungsformen kann ein bestimmter Satz von Antennen eine Radarerfassung mit mehreren Eingängen und mehreren Ausgängen (MIMO) ausführen. Die Art, Anzahl und Konfiguration der Sensoren in der Sensoranordnung für Fahrzeuge mit Fahrerassistenz- und Selbstfahrfunktionen ist unterschiedlich. Das Fahrzeug kann die Sensoranordnung zur Erkennung und Messung von Entfernungen/Richtungen zu Objekten in den verschiedenen Erkennungszonen verwenden, damit das Fahrzeug navigieren und gleichzeitig anderen Fahrzeugen und Hindernissen ausweichen kann. Während die vorangegangene Diskussion das Fahrzeug 110 mit Radarsensoren zeigt, kann das Fahrzeug 110 in anderen Ausführungsformen zusätzliche Arten von Sensoren enthalten, wie LiDAR, einen Ultraschallsensor, eine Kamera usw.
2 zeigt ein Blockdiagramm, das ein Beispiel für ein Fahrerassistenzsystem illustriert. Dieses Fahrerassistenzsystem kann eine elektronische Steuereinheit (ECU) 210 umfassen, die mit verschiedenen Sensoren 212 und einem Radar-Array-Steuergerät 214 als Zentrum einer Sterntopologie verbunden ist. Unter sind jedoch auch andere Topologien wie serielle, parallele und hierarchische (Baum-)Topologien möglich. Das Radar-Array-Steuergerät 214 kann mit den Sende- und Empfangsantennen (z. B. in den Antennen 114) gekoppelt werden, um elektromagnetische Wellen auszusenden, Reflexionen zu empfangen und eine räumliche Beziehung des Fahrzeugs zu seiner Umgebung zu bestimmen. Außerdem kann das Radar-Array-Steuergerät 214 mit Trägersignalgeneratoren gekoppelt werden. In einigen Ausführungsformen kann das Radar-Array-Steuergerät 214 den Zeitpunkt und die Reihenfolge der Aktivierung einer Vielzahl von Trägersignalgeneratoren steuern.
Um eine automatische Einparkhilfe bereitzustellen, kann die ECU 210 mit einer Reihe von Aktuatoren gekoppelt werden, wie z.B.: einem Blinkeraktuator 216, einem Lenkaktuator 218, einem Bremsaktuator 220 und/oder einem Drosselklappenaktuator 222. Darüber hinaus kann das Steuergerät 210 mit einer interaktiven Benutzerschnittstelle 224 verbunden sein, um Benutzereingaben entgegenzunehmen und verschiedene Messungen und den Systemstatus anzuzeigen.
Unter Verwendung der Benutzerschnittstelle 224, der Sensoren und der Aktoren kann die ECU 210 folgende Funktionen bereitstellen: automatisches Einparken, unterstütztes Einparken, Spurwechselhilfe, Hindernis- und Toter-Winkel-Erkennung, autonomes Fahren und/oder andere wünschenswerte Funktionen. Während des Betriebs des Fahrzeugs 110 (1) können Sensormessungen von der ECU 210 erfasst und von der ECU 210 verwendet werden, um einen Status des Fahrzeugs 110 zu bestimmen. Darüber hinaus kann ECU 210 auf den Status und die eingehenden Informationen reagieren, um Signalisierungs- und Steuerwandler zu betätigen, um den Betrieb des Fahrzeugs 110 einzustellen und aufrechtzuerhalten. Zu den Funktionen, die von der ECU 210 bereitgestellt werden können, gehören beispielsweise fahrerunterstützende Funktionen wie automatisches Einparken, Spurverfolgung, automatisches Bremsen, autonomes Fahren usw.
Darüber hinaus kann die ECU 210 ein MIMO-Radarsystem verwenden, um die Messungen zu erhalten. Bei Radarsystemen werden elektromagnetische Wellen ausgesendet, die sich von einer Sendeantenne ausbreiten, bevor sie zu einer Empfangsantenne reflektiert werden. Der Reflektor kann jedes mäßig reflektierende Objekt sein, das sich im Weg der ausgesendeten elektromagnetischen Wellen befindet. Durch Messung der Laufzeit der elektromagnetischen Wellen von der Sendeantenne zum Reflektor und zurück zur Empfangsantenne kann das Radarsystem die Entfernung zum Reflektor bestimmen. Zusätzlich kann das Radarsystem durch Messung der Dopplerverschiebung der elektromagnetischen Wellen die Geschwindigkeit des Reflektors relativ zum Fahrzeug 110 bestimmen ( 1). Wenn mehrere Sende- oder Empfangsantennen verwendet werden oder wenn mehrere Messungen an verschiedenen Positionen vorgenommen werden, kann das Radarsystem die Richtung zum Reflektor bestimmen und somit die Position des Reflektors relativ zum Fahrzeug 110 verfolgen (1). Mit einer ausgefeilteren Verarbeitung können auch mehrere Reflektoren verfolgt werden. In einigen Ausführungsformen kann das Radarsystem eine Array-Verarbeitung verwenden, um einen gerichteten Strahl elektromagnetischer Wellen zu „scannen“ und ein Bild der Umgebung des Fahrzeugs 110 zu erstellen (1). Im Allgemeinen können gepulste und/oder kontinuierliche Wellen des Radarsystems implementiert werden.
3 zeigt ein Blockdiagramm, das ein Beispiel für ein Radarsystem 310 mit einer MIMO-Konfiguration veranschaulicht, bei dem J Sender gemeinsam mit M Sendeantennen 312 gekoppelt sind, um Sendesignale 316 zu senden, wobei J und M ganze Zahlen ungleich Null sind. Die M möglichen Sendesignale 316 können von einem oder mehreren Reflektoren oder Zielen 314 reflektiert werden, um als Empfangssignale 318 über N Empfangsantennen 320 empfangen zu werden, die mit P Empfängern gekoppelt sind, wobei N und P ganze Zahlen ungleich Null sind. Jeder Empfänger kann die Amplitude und Phase oder Laufzeitverzögerung extrahieren, die mit jedem der M Sendesignale 316 verbunden sind, wodurch das System in die Lage versetzt wird, N · M Messungen zu erhalten (obwohl nur J · P der Messungen gleichzeitig erhalten werden können). Die Verarbeitungsanforderungen, die mit jedem Empfänger verbunden sind, der J Messungen extrahiert, können durch den Einsatz von Zeitmultiplexing und/oder orthogonaler Kodierung reduziert werden. Außerdem können die verfügbaren Antennen systematisch mit den verfügbaren Sendern und Empfängern gemultiplext werden, um alle Messungen für die Radarbildgebung zu erfassen.
4 zeigt ein Blockdiagramm, das ein Beispiel für eine Radar-Sende-/Empfangsschaltung 410 darstellt (z.B. im Radarsystem 310 in 3). In einigen Ausführungsformen ist die Radar-Sender-Empfänger-Schaltung 410 als integrierte Schaltung in einem gehausten Chip implementiert. Die Radar-Sender-Empfänger-Schaltung 410 kann Folgendes umfassen: einen Trägersignal-(Chirp-)Generator 412, einen Phasenschieber 414, einen Verstärker 416 und/oder Sendeantennen 312, die Signale 316 zumindest teilweise auf der Grundlage des Ausgangssignals des Trägersignal-Generators 412 senden können. Darüber hinaus kann die Radar-Sender-Empfänger-Schaltung 410 Folgendes umfassen: Empfängerantennen 320, einen rauscharmen Verstärker (LNA) 418 und/oder einen Mischer 420. Der Mischer 420 kann die von den Empfangsantennen 312 erfassten Empfangssignale 318 mit dem Signal des Trägersignal-Generators 412 mischen. Darüber hinaus kann der rauscharme Verstärker 418 verwendet werden, um die von den Empfangsantennen 320 erfassten Empfangssignale 318 zu verstärken. In einigen Ausführungsformen kann die Radar-Sende-/Empfangsschaltung 410 Folgendes umfassen: einen Empfindlichkeitszeitregler und Entzerrer (nicht dargestellt), ein Breitbandfilter 422, einen Analog-Digital-Wandler 424 und/oder einen Prozessor 426 (z. B. ECU 210 und/oder Radar-Array-Steuergerät 214 in 2), der die empfangenen Signale weiterverarbeiten kann (z. B. eine Fourier-Transformation). In einigen Ausführungsformen können der Prozessor 426 und der rauscharme Verstärker 418 für eine bidirektionale Kommunikation gekoppelt sein.
Darüber hinaus kann in einigen Ausführungsformen der Trägersignal-Generator 412 mit dem Radar-Array-Steuergerät 214 gekoppelt sein (2). Der Trägersignal-Generator 412 kann einen Chirp-Generator enthalten, um ein FMCW-Signal zu erzeugen. Die Chiprate des Trägersignal-Generators 412 kann von dem Radar-Array-Steuergerät 214 (2) gesteuert werden. In einigen Ausführungsformen kann der Trägersignal-Generator 412 von dem Radar-Array-Steuergerät 214 (2) deaktiviert werden, um ein unmoduliertes Trägersignal zu erzeugen. Darüber hinaus kann der Trägersignal-Generator 412 als Lokaloszillations-Signalgenerator (LO), als fractional-N-Phasenregelkreis (PLL) mit einer ΣΔ-Steuerung oder als direkt-digitaler Synthesegenerator implementiert werden.
Außerdem kann der Trägersignalgenerator 412 über den Phasenschieber 414 und den Verstärker 416 mit den Sendeantennen 312 gekoppelt werden. Der Trägersignal-Generator 412 kann über den Mischer 420 und den rauscharmen Verstärker 418 mit den Empfangsantennen 312 gekoppelt sein. Außerdem kann der Trägersignal-Generator 412 ein Sendesignal (z. B. ein Chirp-Signal) erzeugen. Der Verstärker 416 kann das Sendesignal vom Trägersignal-Generator 412 empfangen, und die dem Sendesignal vom Trägersignal-Generator 412 entsprechenden Sendesignale 316 können über die Sendeantennen 312 übertragen werden.
In einigen Ausführungsformen kann ein Radarsender Folgendes umfassen: einen Phasendreher, einen Zweiphasenmodulator, einen Verstärker mit variabler Verstärkung, einen Schalter, einen Leistungsverstärkertreiber, einen Leistungsverstärker und/oder einen digitalen Signalprozessor (DSP). In einigen Ausführungsformen kann ein Radarsender auch ein digitales Steuergerät enthalten. Dieses digitale Steuergerät kann im DSP enthalten sein oder eine separate Komponente darstellen. Außerdem kann der Phasendreher für die digitale Phasenmodulation verwendet werden. Darüber hinaus kann der Radarsender einen wellenmodulierten Leistungsverstärker in einem digitalen Hüllkurvenmodulationsverfahren verwenden.
Wie bereits erwähnt, kann es schwierig sein, Schaltungen, die in Fahrzeugen verwendet werden, während des Betriebs der Fahrzeuge genau zu testen. Beispielsweise kann eine Phasen-Array-Schaltung in einem Sende-Empfangsgerät einen Phasenschieber-Teilblock enthalten (der manchmal auch als „Phasenschieber“ bezeichnet wird). Insbesondere kann ein 6-Bit-Phasenschieber in einem Phased-Array verwendet werden, um 64 Phasenzustände bereitzustellen. Der Phasenschieber kann ein Eingangssignal in Quadratur- oder orthogonale Komponenten I und Q aufteilen, die zumindest teilweise auf der Grundlage von Gewichtungen verstärkt oder abgeschwächt werden und dann zu einem gewichteten Ausgangssignal kombiniert werden, um eine andere Phase als das Eingangssignal zu erhalten. Eine Sicherheitstestschaltung für einen Phasenschieber kann einen mm-Wellen-Phasendetektor auf der Basis eines I/Q-Abwärtswandlers und eines Mischers enthalten, dessen Hochfrequenz- und Lokaloszillatoreingänge mit den Leistungsverstärkereingangssignalen von zwei benachbarten Sendern gekoppelt sind. Dieser Phasendetektor kann jedoch eine große Siliziumfläche beanspruchen und ist unter Umständen schwer zu implementieren. Beispielsweise kann der Phasendetektor eine schlechte integrale Nichtlinearität (INL) aufweisen, da die Sender starke Hochfrequenz-Leckagen aufweisen, die in der Regel nicht vollständig durch Kalibrierung oder durch Abschalten der Leistungsverstärker beseitigt werden können.
In den offengelegten Schaltungstechniken können diese Probleme angegangen werden, indem die Funktionalität der einzelnen Komponenten im Phasenschieber unabhängig bewertet wird, anstatt die Funktionalität des Phasenschiebers durch direkte Phasenmessung (z. B. bei 80 GHz) zu bewerten. Die Funktionsfähigkeit der einzelnen Komponenten im Phasenschieber kann insbesondere durch folgende Verfahren bewertet werden $Abdeckung = \frac{Anzahl der erkennbaren potentiellen Fehler}{Anzahl der potentiellen Fehler} .$
Durch die Abdeckung einer ausreichenden Anzahl von Teilkomponenten im Phasenschieber kann mit den Schaltungstechniken eine wesentlich höhere Sicherheitseinstufung erreicht werden als bei Verwendung eines mm-Wellen-Phasendetektors. Zum Beispiel können die offengelegten Schaltungstechniken eine Sicherheitsabdeckung von 98 % im Phasenschieber bieten. Darüber hinaus kann die benötigte Siliziumfläche vernachlässigbar sein, und die Entwicklungszeit kann deutlich kürzer sein als die für den Phasendetektor benötigte Zeit.
Die vorgestellten Schaltungstechniken können zum Testen einer Vielzahl von Schaltungen und Schaltungsteilblöcken in einer integrierten Schaltung verwendet werden. So können die Schaltungstechniken beispielsweise zum Testen eines aktiven kartesischen Phasenschiebers mit auf Gilbert-Zellen basierenden Verstärkern mit variabler Verstärkung eingesetzt werden. In einigen Ausführungsformen können die offengelegten Schaltungstechniken jedoch auch an andere kartesische Phasenschieber angepasst werden.
5 zeigt ein Blockdiagramm, das ein Beispiel für einen Phasenschieber-Unterblock illustriert. Der Phasenschieber kann insbesondere Folgendes umfassen: Hochfrequenz-Unterblöcke (z. B. einen passiven Quadratur-Hybrid und ein Eingangsanpassungsnetzwerk, einen auf Gilbert-Zellen basierenden I- und Q-Verstärker mit variabler Verstärkung (VGAs) und/ oder ein stromkombinierendes Ausgangsanpassungsnetzwerk); digitale Unterblöcke (z. B. eine hartkodierte 6-Bit-zu-12-Bit-LUT, die eine Eingangsphaseneinstellung in I- und Q-Verstärkungseinstellungen umsetzt); und/oder analoge Teilblöcke (z. B. I- und Q-Pseudo-Differenzstrom-Digital/Analog-Wandler oder IDACs, die von der LUT gesteuert werden, differenzielle diodengeschaltete FETs, die die IDAC-Differenzströme in differenzielle Common-Gate- oder CG-Vorspannungen umwandeln $V_{I}^{+},$ $V_{I}^{-},$ $V_{Q}^{+},$ $V_{Q}^{-},$ und/oder eine Common-Source- oder CS-Vorspannungsschaltung).
6 zeigt eine Zeichnung, die ein Beispiel für die Anzahl der Komponenten pro Schaltungsteilblock in einem kartesischen Phasenschieber darstellt. Insbesondere kann die Common-Base- (CB) oder Common-Gate-Vorspannung 12 % (oder 144 Komponenten) der Komponenten im Schaltungsteilblock umfassen, die Komponenten in der Common-Base- oder Common-Gate-Vorspannung für die Verstärker mit variabler Verstärkung können 1,1 % der Komponenten im Schaltungsteilblock umfassen, die Komponenten in der Common-Emitter- (CE) oder Common-Source-Vorspannung können 3,4 % der Komponenten im Schaltungsteilblock umfassen, und ein LUT-Decoder kann 82 % (oder 944 Komponenten) der Komponenten im Schaltungsteilblock umfassen. Im kartesischen Phasenschieber besteht also die höchste Ausfallwahrscheinlichkeit für den digitalen Teilblock, der den LUT-Decoder enthält. (Man beachte, dass der LUT-Dekoder 64 Zeilen mit Verstärkungswerten für verschiedene Werte von I und Q enthalten kann. Aufgrund der Differenzsignale kann die Phase der Signale an die zellenbasierten Gilbert-Verstärker mit variabler Verstärkung in einem kartesischen Phasenschieber durch Änderung der Polarität des Lokaloszillatorsignals invertiert werden).
Bei den Schaltungstechniken ist zu beachten, dass Ausfälle hauptsächlich durch Niederfrequenzmessungen erkannt werden können. Hochfrequenzmessungen können eine grundlegende Leistungserkennung ausführen (z.B. keine Leckage usw.).
7 zeigt eine Zeichnung, die ein Beispiel für die Abdeckung eines LUT-Dekoders illustriert. Der Eingang des LUT-Dekoders kann ein N-Bit-Wort sein (wobei N eine ganze Zahl ist), das die 2^N Phasenschieber-Zustände (oder den Phasenwert des Ausgangssignals des Phasenschiebers) darstellt, und sein Ausgang kann zwei N-Bit-Wörter sein, die die I- und Q-Verstärkerverstärkungseinstellungen darstellen. In einigen Ausführungsformen kann eine identische Nachbildung des LUT-Decoders verwendet werden, um bitweise Vergleiche der Ausgangsbits des echten und des nachgebildeten LUT-Decoders durchzuführen. Zum Beispiel werden während des Tests für jeden 2^N Phasenschieber-Einstellungseingang: die 2N Ausgangsbits des echten LUT-Decoders und des nachgebildeten LUT-Decoders gelesen; ein bitweiser Vergleich durchgeführt (z.B., einen bitweisen Vergleich ausführen (z. B. mit einer XOR-Operation und, allgemeiner, feststellen, ob es einen Unterschied in der Ausgabe des echten LUT-Decoders und des nachgebildeten LUT-Decoders gibt) und die Ergebnisse summieren; ein Flag setzen, wenn das Ergebnis größer als Null ist. Man beachte, dass jeder Fehler an genau der gleichen Stelle im nachgebildeten LUT-Decoder auftreten müsste, um eine Entdeckung zu vermeiden.
8 zeigt eine Zeichnung, die ein Beispiel für die Abdeckung eines analogen Teilblocks illustriert. Der analoge Teilblock umfasst zwei Vorspannungsschaltungen mit einem Stromspiegel, der Spannungsabfälle an Dioden oder Widerständen erzeugt. Außerdem kann der analoge Teilblock das gemeinsame Gate einer Gilbert-Zelle mit einem Gleichstrom-Lokaloszillatorsignal an den Eingängen vorspannen. (Man beachte, dass in einer Gilbert-Zelle jedes Common-Source-Bauelement den vordefinierten Gesamtstrom der beiden darüber liegenden Common-Gate-Bauelemente einstellt. Die differentielle Common-Gate-Vorspannung stellt den differentiellen Strom durch die Common-Gate-Bauelemente ein. Folglich kann der analoge Unterblock die differentiellen Common-Gate-Bauelemente einer Gilbert-Zelle vorspannen.) So stellt der analoge Unterblock die Verstärkung der Gilbert-Zelle ein und bietet damit einen Verstärker mit variabler Verstärkung. Wenn der Strom I⁺ hoch und der Strom I^-niedrig ist, handelt es sich bei dem analogen Teilblock um eine differentielle Kaskodenstufe. Wenn der Strom I⁺ niedrig und der Strom I^- hoch ist, kehrt der analoge Teilblock die Phase um. Wenn I⁺ gleich I^- ist, sorgt der Analogteilblock außerdem für eine vollständige Auslöschung. Daher können das Eingangssignal des Lokaloszillators und die Differenzspannung im analogen Teilblock eine Verstärkung und/oder Phasenumkehr bewirken.
Während des Testens des analogen Teilblocks kann die Differentialvorspannung des Verstärkers mit variabler Verstärkung an eine Gleichstromnachbildung des Verstärkers mit variabler Verstärkung angelegt werden, die ihrerseits in Ausgangsspannungen umgewandelt werden kann. In einigen Ausführungsformen können für das Testen eine oder mehrere Arten von Nachbildungen verwendet werden. Nachbildung A kann z. B. eine Gilbert-Zelle mit zwei Lastwiderständen enthalten (anstelle von Eingangs-/Ausgangsanpassungsnetzwerken), während bei Nachbildung B die vier Drain-Knoten nicht kreuzgekoppelt sein können und vier Ausgänge vorhanden sind.
Außerdem kann während des Testens die Gleichstromverstärkung gemessen werden (z. B. mit einem Analog-Digital-Wandler). Eine bestimmte Messung kann beispielsweise die I/Q-Amplituden unmittelbar vor der Hochfrequenzumwandlung in einem Radar-Sender-Empfänger erfassen. Beachten Sie, dass für Nachbildung A zwei Spannungsmessungen pro Vorspannungseinstellung erforderlich sein können, aber für Nachbildung A kann ein differentielles Gleichstrom-Eingangssignal erforderlich sein. Da die vier Drain-Knoten nicht kreuzgekoppelt sein können, kann für Nachbildung B kein differentielles Gleichstrom-Eingangssignal erforderlich sein. Es können jedoch vier Spannungsmessungen für jede Vorspannungseinstellung erforderlich sein $(V_{D}^{1}, V_{D}^{2}, V_{D}^{3}, V_{D}^{4}) .$ Bei Nachbildung A ist zu beachten, dass die Ausgänge gleich sein können, wenn die Gate-Spannungen gleich sind. Bei Nachbildung B ist zu beachten, dass bei gleichen Gate-Spannungen eine Differenz zwischen zwei Ausgängen bestehen kann.
Außerdem ist zu beachten, dass es nicht notwendig ist, alle 2^N Zustände für jeden Verstärker mit variabler Verstärkung zu testen. Die Anzahl der erforderlichen Zustände kann in der Größenordnung von N pro Verstärker mit variabler Verstärkung liegen (wobei N eine ganze Zahl ungleich Null ist), da jeder IDAC N Elemente enthalten kann. In ähnlicher Weise kann die Vorspannung der gemeinsamen Quelle getestet werden, indem ein Gleichstrom über einen Stromspiegel erzeugt und in eine Spannung an einem Widerstand umgewandelt wird. Wie jedoch weiter unten beschrieben, kann die Hochfrequenzmessung diesen Test überflüssig machen.
In einigen Ausführungsformen kann für die Abdeckung von Teilblöcken im Hochfrequenzbereich ein Sendeleistungsdetektor verwendet werden, um Informationen über die Verstärkung des Verstärkers mit variabler Verstärkung abzuleiten. Da die Amplitude von vektor-summierten Signalen eine Funktion der Eingangsphasen ist (z. B. konstruktive/ destruktive Interferenz), können Informationen über den Quadratur-Hybrid und den Stromkombinator abgeleitet werden. Während dieser Messungen sollte die Sendeverstärkung (über den Verstärker mit variabler Verstärkung und die Vorspannung des Leistungsverstärkers) verringert werden, um eine Kompression zu vermeiden (z. B, eine minimale Verstärkung kann verwendet werden, so dass wenig oder keine Ausgangsleistung zu erwarten ist); dann die Verstärkung des Verstärkers mit variabler Verstärkung I und Q über die Werte {-G, 0, +G} wobbeln, wobei G die maximale Verstärkung des Verstärkers mit variabler Verstärkung ist, und den Ausgang des Leistungsdetektors ablesen (wie in 9 gezeigt, die eine Zeichnung zeigt, die ein Beispiel von Eingangsphasen zu einem Phasenschieber-Unterblock veranschaulicht, kann dies insgesamt neun Messungen umfassen); bestätigen, dass die Leistungspegel ±G ±iG gleich oder annähernd gleich sind (z.B., innerhalb einer Toleranz von 1, 3, 5 oder 10 %); bestätigen, dass die ±G ±i0 Leistungspegel gleich oder annähernd gleich sind (z. B. innerhalb einer Toleranz von 1, 3, 5 oder 10 %) und z. B. 3 dB niedriger sind als die Leistungspegel bei ±G± iG (z. B., innerhalb einer Toleranz von 1, 3, 5 oder 10 %); und bestätigen, dass der Leistungspegel 0 ±i0 viel niedriger ist als die anderen gemessenen Leistungspegel. In einigen Ausführungsformen können bei dem Testen mehr Verstärkungswerte mit variabler Verstärkung verwendet werden, oder es können kontinuierliche Verstärkungswerte mit variabler Verstärkung über die in 9 dargestellten Bereiche verwendet werden. Im Allgemeinen können die Verstärkungswerte mit variabler Verstärkung zumindest teilweise auf einer Auflösung und einem dynamischen Bereich des Sendeleistungsdetektors basieren. Während die vorgenannten Messungen möglicherweise nicht genau genug sind, um alterungsbedingte Fehlanpassungen zu erfassen, können sie in der Lage sein, Fehler an harten Bauteilen (wie Unterbrechungen und Kurzschlüsse) zu erkennen. Außerdem ist zu beachten, dass die Hochfrequenzkomponenten im Phasenschieber-Teilblock nur etwa 1 % der Gesamtkomponenten ausmachen dürfen.
Im Folgenden werden Ausführungsformen eines Verfahrens beschrieben. 10 zeigt ein Flussdiagramm, das ein Beispiel für ein Verfahren 1000 zum Testen eines Schaltungsteilblocks veranschaulicht, das von einer integrierten Schaltung durchgeführt werden kann. Während des Betriebs kann die integrierte Schaltung das Testen des Schaltungsteilblocks (Schritt 1010) unter Verwendung unabhängiger Tests einzelner Komponenten in dem Schaltungsteilblock ausführen, anstatt die Funktion des Schaltungsteilblocks als Ganzes zu testen, wobei der Schaltungsteilblock eine Funktion ausführt und in einem analogen Bereich unter Verwendung analoger Komponenten und in einem digitalen Bereich unter Verwendung digitaler Komponenten implementiert ist, und die einzelnen Komponenten die analogen Komponenten und die digitalen Komponenten umfassen. Dann kann die integrierte Schaltung den Schaltungsteilblock (Schritt 1012) zumindest teilweise auf der Grundlage der Testergebnisse und des Verhältnisses zwischen den feststellbaren potenziellen Fehlern in der gegebenen Komponente und der Gesamtzahl der potenziellen Fehler in der gegebenen Komponente bewerten. Die Bewertung kann beispielsweise beinhalten, ob der Schaltungsteilblock in der Lage ist, die Funktion auszuführen (oder nicht). Zu beachten ist, dass das Testen auch ein Testen der funktionalen Sicherheit umfassen kann.
In einigen Ausführungsformen des Verfahrens 1000 kann es zusätzliche oder weniger Vorgänge geben. Außerdem kann die Reihenfolge der Vorgänge geändert werden und/oder zwei oder mehr Vorgänge können zu einem einzigen Vorgang zusammengefasst werden.
Die offengelegte integrierte Schaltung und die Schaltungstechniken können ein beliebiges elektronisches Gerät oder System sein (oder darin enthalten sein). Das elektronische Gerät kann zum Beispiel umfassen: ein Mobiltelefon oder ein Smartphone, ein Tablet-Computer, ein Laptop-Computer, ein Notebook-Computer, ein Personal- oder Desktop-Computer, ein Netbook-Computer, ein Media-Player-Gerät, ein Gerät für elektronische Bücher, ein MiFi®-Gerät, eine Smartwatch, ein tragbares Computergerät, ein elektronisches Gerät für Verbraucher, ein Zugangspunkt, ein Router, ein Switch, eine Kommunikationsausrüstung, eine Testausrüstung, ein Fahrzeug, ein Schiff, ein Flugzeug, ein Auto, ein Lastwagen, ein Bus, ein Motorrad, eine Produktionsausrüstung, eine landwirtschaftliche Ausrüstung, eine Baumaschine oder eine andere Art von elektronischem Gerät.
Obwohl zur Beschreibung der Ausführungsformen der integrierten Schaltung und/ oder der integrierten Schaltung, die die integrierte Schaltung enthält, spezifische Komponenten verwendet werden, können in alternativen Ausführungsformen verschiedene Komponenten und/oder Subsysteme in der integrierten Schaltung und/oder der integrierten Schaltung, die die integrierte Schaltung enthält, vorhanden sein. So können die Ausführungsformen des integrierten Schaltkreises und/oder des integrierten Schaltkreises, der den integrierten Schaltkreis enthält, weniger Komponenten, zusätzliche Komponenten, verschiedene Komponenten, zwei oder mehr Komponenten, die zu einer einzigen Komponente kombiniert werden können, eine einzelne Komponente, die in zwei oder mehr Komponenten aufgeteilt werden kann, eine oder mehrere Positionen einer oder mehrerer Komponenten, die geändert werden können, und/oder verschiedene Arten von Komponenten enthalten.
Darüber hinaus können die Schaltungen und Komponenten in den Ausführungsformen der integrierten Schaltung und/oder der integrierten Schaltung, die die integrierte Schaltung enthält, unter Verwendung einer beliebigen Kombination von analogen und/oder digitalen Schaltungen implementiert werden, einschließlich: bipolarer, PMOS- und/oder NMOS-Gatter oder -Transistoren. Außerdem können die Signale in diesen Ausführungsformen digitale Signale mit annähernd diskreten Werten und/oder analoge Signale mit kontinuierlichen Werten umfassen. Darüber hinaus können die Komponenten und Schaltungen single-ended oder differentiell sein, und die Stromversorgungen können unipolar oder bipolar sein. Beachten Sie, dass die elektrische Kopplung oder Verbindung in den vorangehenden Ausführungen direkt oder indirekt sein kann. In den vorangehenden Ausführungen kann eine einzelne Linie, die einer Strecke entspricht, eine oder mehrere einzelne Leitungen oder Strecken bezeichnen.
Wie bereits erwähnt, kann eine integrierte Schaltung einige oder alle Funktionen der Schaltungstechniken implementieren. Diese integrierte Schaltung kann Hardware- und/oder Software-Mechanismen enthalten, die zur Implementierung der mit den Schaltungstechniken verbundenen Funktionen verwendet werden.
In einigen Ausführungsformen kann die Ausgabe eines Prozesses zum Entwurf der integrierten Schaltung oder eines Teils der integrierten Schaltung, die eine oder mehrere der hierin beschriebenen Schaltungen enthält, ein computerlesbares Medium sein, wie z. B. ein Magnetband oder eine optische oder magnetische Platte. Das computerlesbare Medium kann mit Datenstrukturen oder anderen Informationen kodiert sein, die eine Schaltung beschreiben, die physisch als die integrierte Schaltung oder der Teil der integrierten Schaltung instanziiert werden kann. Obwohl für eine solche Kodierung verschiedene Formate verwendet werden können, werden diese Datenstrukturen in der Regel in folgenden Formaten geschrieben: Caltech Intermediate Format (CIF), Calma GDS II Stream Format (GDSII), Electronic Design Interchange Format (EDIF), OpenAccess (OA), oder Open Artwork System Interchange Standard (OASIS). Fachleute auf dem Gebiet des Designs integrierter Schaltungen können solche Datenstrukturen aus schematischen Diagrammen der oben beschriebenen Art und den entsprechenden Beschreibungen entwickeln und die Datenstrukturen auf dem computerlesbaren Medium kodieren. Fachleute auf dem Gebiet der Herstellung integrierter Schaltungen können solche kodierten Daten verwenden, um integrierte Schaltungen herzustellen, die eine oder mehrere der hier beschriebenen Schaltungen enthalten.
Während einige der Vorgänge in den vorangegangenen Ausführungsformen in Hardware oder Software implementiert wurden, können die Vorgänge in den vorangegangenen Ausführungsformen im Allgemeinen in einer Vielzahl von Konfigurationen und Architekturen implementiert werden. Daher können einige oder alle der in den vorangegangenen Ausführungsformen beschriebenen Vorgänge in Hardware, in Software oder in beiden ausgeführt werden. Zum Beispiel können zumindest einige der Operationen in den Schaltungstechniken mit Hilfe von Programmanweisungen implementiert werden, die von einem Prozessor oder in Firmware in einer integrierten Schaltung ausgeführt werden.
Während in den vorangegangenen Ausführungen Beispiele für numerische Werte genannt wurden, werden in anderen Ausführungsformen andere numerische Werte verwendet. Daher sind die angegebenen Zahlenwerte nicht als einschränkend zu verstehen.
In der vorangehenden Beschreibung beziehen wir uns auf „einige Ausführungsformen“. Beachten Sie, dass „einige Ausführungsformen“ eine Teilmenge aller möglichen Ausführungsformen beschreibt, aber nicht immer dieselbe Teilmenge von Ausführungsformen angibt.
Die vorstehende Beschreibung soll jeden Fachmann in die Lage versetzen, die Offenbarung herzustellen und zu verwenden, und wird im Zusammenhang mit einer bestimmten Anwendung und deren Anforderungen gegeben. Darüber hinaus wurden die vorstehenden Beschreibungen von Ausführungsformen der vorliegenden Offenbarung nur zum Zwecke der Veranschaulichung und Beschreibung vorgelegt. Sie erheben keinen Anspruch auf Vollständigkeit und beschränken die vorliegende Offenbarung nicht auf die gezeigten Formen. Dementsprechend werden viele Modifikationen und Variationen für Fachleute auf dem Gebiet der Technik offensichtlich sein, und die hier definierten allgemeinen Grundsätze können auf andere Ausführungsformen und Anwendungen angewendet werden, ohne vom Geist und Umfang der vorliegenden Offenbarung abzuweichen. Darüber hinaus soll die Erörterung der vorangehenden Ausführungsformen die vorliegende Offenbarung nicht einschränken. Daher soll die vorliegende Offenbarung nicht auf die gezeigten Ausführungsformen beschränkt sein, sondern den größtmöglichen Anwendungsbereich haben, der mit den hier offengelegten Prinzipien und Merkmalen vereinbar ist.
ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
Diese Liste der vom Anmelder aufgeführten Dokumente wurde automatisiert erzeugt und ist ausschließlich zur besseren Information des Lesers aufgenommen. Die Liste ist nicht Bestandteil der deutschen Patent- bzw. Gebrauchsmusteranmeldung. Das DPMA übernimmt keinerlei Haftung für etwaige Fehler oder Auslassungen.
Zitierte Nicht-Patentliteratur

ISO 26262 [0003]

Claims

Eine integrierte Schaltung, umfassend: einen Schaltungsteilblock, der so konfiguriert ist, dass er eine Funktion ausführt, wobei der Schaltungsteilblock in einem analogen Bereich unter Verwendung analoger Komponenten und in einem digitalen Bereich unter Verwendung digitaler Komponenten implementiert ist; wobei die integrierte Schaltung so konfiguriert ist, dass sie das Testen des Schaltungsteilblocks unter Verwendung unabhängiger Tests einzelner Komponenten in dem Schaltungsteilblock anstelle des Testens der Funktion des Schaltungsteilblocks als Ganzes durchführt; und wobei die einzelnen Komponenten die analogen Komponenten und die digitalen Komponenten umfassen.
Die integrierte Schaltung nach Anspruch 1, wobei der Schaltungsteilblock einen Phasenschieber umfasst und die Funktion das Bereitstellen eines Ausgangssignals mit einer Phasenverschiebung relativ zu einem Eingangssignal umfasst, und das Eingangssignal und das Ausgangssignal in einem Frequenzband ungleich Null liegen.
Die integrierte Schaltung nach Anspruch 1, wobei das Testen der analogen Komponenten das Testen auf das Vorhandensein von Leistung umfasst und das Testen der Hochfrequenzfunktionalität ausschließt.
Die integrierte Schaltung nach Anspruch 1, wobei das Testen der digitalen Komponenten die Ausführung von Messungen an den digitalen Komponenten und einer Nachbildung der digitalen Komponenten umfasst.
Die integrierte Schaltung nach Anspruch 4, wobei das Testen der digitalen Komponenten umfasst: Vergleichen der Messungen an den digitalen Komponenten und der Nachbildung der digitalen Komponenten; und wenn das Vergleichen einen Unterschied zwischen den Messungen an den digitalen Komponenten und der Nachbildung der digitalen Komponenten anzeigt, wird ein Flag gesetzt.
Die integrierte Schaltung nach Anspruch 5, wobei der Schaltungsteilblock einen Phasenschieber umfasst und die Funktion das Bereitstellen eines Ausgangssignals mit einer Phasenverschiebung relativ zu einem Eingangssignal umfasst; wobei die digitale Komponente einen Nachschlagetabellendetektor (LUT) umfasst, das Testen des LUT-Dekoders das Eingeben von Werten der Phasenverschiebung in den LUT-Dekoder und einen Replik-LUT-Dekoder umfasst, und das Vergleichen durch Ausführen einer logischen XOR-Operation an gemessenen Ausgängen des LUT-Dekoders und gemessenen Ausgängen des Replik-LUT-Dekoders für die Werte der Phasenverschiebung durchgeführt wird.
Die integrierte Schaltung nach Anspruch 1, wobei das Testen ein Testen der funktionalen Sicherheit umfasst.
Die integrierte Schaltung nach Anspruch 1, wobei die integrierte Schaltung so konfiguriert ist, dass sie den Schaltungsteilblock zumindest teilweise auf der Grundlage von Testergebnissen und eines Verhältnisses von feststellbaren potenziellen Fehlern in einer gegebenen Komponente in dem Schaltungsteilblock zu einer Gesamtzahl von potenziellen Fehlern in der gegebenen Komponente bewertet.
Die integrierte Schaltung nach Anspruch 1, wobei die analogen Komponenten einen Verstärker mit variabler Verstärkung umfassen und der Verstärker mit variabler Verstärkung eine Gilbert-Zelle umfasst; wobei das Testen die Ausführung von Messungen bei verschiedenen Verstärkungswerten des Verstärkers mit variabler Verstärkung unter Verwendung einer Replikationsschaltung umfasst, die eine zweite Gilbert-Zelle umfasst; und wobei während des Testens bei einem bestimmten Verstärkungswert ein differentielles Gleichstrom-Eingangssignal an die zweite Gilbert-Zelle angelegt wird und zwei Messungen durchgeführt werden.
Die integrierte Schaltung nach Anspruch 1, wobei die analogen Komponenten einen Verstärker mit variabler Verstärkung umfassen und der Verstärker mit variabler Verstärkung eine Gilbert-Zelle umfasst; wobei das Testen das Ausführen von Messungen bei verschiedenen Verstärkungswerten des Verstärkers mit variabler Verstärkung unter Verwendung einer Nachbildungsschaltung umfasst, die eine zweite Gilbert-Zelle umfasst, in der Drain-Knoten nicht kreuzgekoppelt sind; und wobei während des Testens bei einem gegebenen Verstärkungswert ein differentielles Gleichstrom-Eingangssignal nicht an die zweite Gilbert-Zelle angelegt wird und eine Anzahl von Messungen durchgeführt wird, die gleich der Anzahl von Drain-Knoten in der zweiten Gilbert-Zelle ist.
Die integrierte Schaltung nach Anspruch 1, wobei der Schaltungsteilblock einen Phasenschieber umfasst und die Funktion das Bereitstellen eines Ausgangssignals mit einer Phasenverschiebung relativ zu einem Eingangssignal umfasst; wobei der Phasenschieber einen Verstärker mit variabler Verstärkung umfasst und das Testen ein Hochfrequenztesten auf Vorhandensein von Leistung des Verstärkers mit variabler Verstärkung über einen Bereich von Verstärkungswerten des Verstärkers mit variabler Verstärkung umfasst.
Die integrierte Schaltung nach Anspruch 12, wobei der Phasenschieber ein gleichphasiges Eingangssignal und ein phasenverschobenes Eingangssignal umfasst, das orthogonal zum gleichphasigen Eingangssignal ist; und wobei das Testen auf das Vorhandensein von Leistung des Verstärkers mit variabler Verstärkung über den Bereich der Verstärkungswerte des Verstärkers mit variabler Verstärkung für das phasengleiche Eingangssignal und das phasenverschobene Eingangssignal erfolgt.
Die integrierte Schaltung nach Anspruch 12, wobei das Testen auf das Vorhandensein von Leistung des Verstärkers mit variabler Verstärkung über den Bereich von Verstärkungswerten des Verstärkers mit variabler Verstärkung eine Teilmenge von Verstärkungswerten in dem Bereich von Verstärkungswerten umfasst.
Die integrierte Schaltung nach Anspruch 13, wobei das Testen das Bestätigen einer erwarteten Differenz der Leistungspegel bei extremen Verstärkungswerten über den Bereich der Verstärkungswerte relativ zu den Leistungspegeln bei einem Ursprung im Bereich der Verstärkungswerte umfasst.
Ein elektronisches Gerät, umfassend: eine integrierte Schaltung, wobei die integrierte Schaltung umfasst: einen Schaltungsteilblock, der so konfiguriert ist, dass er eine Funktion ausführt, wobei der Schaltungsteilblock in einem analogen Bereich unter Verwendung analoger Komponenten und in einem digitalen Bereich unter Verwendung digitaler Komponenten implementiert ist; wobei die integrierte Schaltung so konfiguriert ist, dass sie das Testen des Schaltungsteilblocks unter Verwendung unabhängiger Tests einzelner Komponenten in dem Schaltungsteilblock anstelle des Testens der Funktion des Schaltungsteilblocks als Ganzes durchführt; und wobei die einzelnen Komponenten die analogen Komponenten und die digitalen Komponenten umfassen.
Die elektronische Vorrichtung nach Anspruch 15, wobei die elektronische Vorrichtung ein Fahrzeug umfasst.
Ein Verfahren zum Testen eines Schaltungsteilblocks, umfassend: durch eine integrierte Schaltung Ausführen des Testens eines Schaltungsteilblocks in der integrierten Schaltung unter Verwendung des unabhängigen Testens einzelner Komponenten in dem Schaltungsteilblock anstelle des Testens der Funktion des Schaltungsteilblocks als Ganzes, wobei der Schaltungsteilblock eine Funktion ausführt und in einem analogen Bereich unter Verwendung analoger Komponenten und in einem digitalen Bereich unter Verwendung digitaler Komponenten implementiert ist; und wobei die einzelnen Komponenten die analogen Komponenten und die digitalen Komponenten umfassen; und Bewertung des Schaltungsteilblocks zumindest teilweise auf der Grundlage der Testergebnisse und des Verhältnisses zwischen den feststellbaren potenziellen Fehlern in einer bestimmten Komponente des Schaltungsteilblocks und der Gesamtzahl der potenziellen Fehler in der bestimmten Komponente.
Das Verfahren nach Anspruch 17, wobei der Schaltungsteilblock einen Phasenschieber umfasst und die Funktion das Bereitstellen eines Ausgangssignals mit einer Phasenverschiebung relativ zu einem Eingangssignal umfasst, und das Eingangssignal und das Ausgangssignal in einem Frequenzband ungleich Null liegen.
Das Verfahren nach Anspruch 17, wobei das Testen der analogen Komponenten das Testen auf das Vorhandensein von Leistung umfasst und das Testen der Hochfrequenzfunktionalität ausschließt.
Das Verfahren nach Anspruch 17, wobei das Testen der digitalen Komponenten die Ausführung von Messungen an den digitalen Komponenten und einer Nachbildung der digitalen Komponenten umfasst.