同步传感器参数转换的制作方法

同步传感器参数转换
1.相关申请的交叉引用
2.本技术要求美国临时专利申请第63/305,957号的优先权，该申请于2022年2月2日提交，标题为“a method to schedule data conversion using position identifier on a bus without handshaking”，并且通过引用将其全部并入本文中。


背景技术：

3.传感器设备可用于感测各种环境参数，诸如温度、压力、湿度和光。在某些情况下，分布式传感器设备可用于检测多个位置的环境参数。例如，并联耦合的一连串温度传感器设备可定位在礼堂的多个区域以确定整个礼堂的平均温度。分布式传感器设备可将感测到的参数转换为随后提供给控制器的数字代码。例如，温度传感器设备链中的第一温度传感器设备可将70华氏度的感测温度转换为第一数字代码，并且该温度传感器设备链中的第二温度传感器设备可将65华氏度的感测温度转换为不同于第一数字代码的第二数字代码。


技术实现要素：

4.在示例中，传感器设备适于通过共享电源和数据连接(spdc)耦合到传感器设备链中的其他传感器设备。传感器设备包括感测参数的传感器、计数器以及耦合到传感器和计数器的控制器。该控制器被配置成基于传感器设备的索引位置确定在接收到将感测参数转换为数字代码的命令与将感测参数转换为数字代码之间要经过的时间。该控制器被配置成响应于命令的接收，将计数器设置为该时间。该控制器被配置成在计数器指示该时间已经过去时将感测参数转换为数字代码。
5.在示例中，一种方法包括，基于提供给传感器设备的一组引脚的第一数字代码或基于传感器设备的引脚上的感测电压，确定通过共享电源和数据连接(spdc)彼此耦合的传感器设备链中的传感器设备的索引位置。该方法还包括通过对固定延迟时间和索引位置与转换持续时间的乘积求和来计算在接收到将感测参数转换为数字代码的命令和将感测参数转换成数字代码之间所经过的时间。该方法还包括响应于接收到命令，等待该时间过去。该方法还包括响应于该时间过去，将感测参数转换为第二数字代码。该方法还包括将第二数字代码存储到传感器设备中的存储器。
附图说明
6.图1是根据各种示例的包括耦合到传感器设备链的控制器的传感器系统的框图。
7.图2是根据各种示例的传感器系统的框图，该传感器系统包括通过共享电源和数据连接(spdc)耦合到传感器设备链的控制器。
8.图3是根据各种示例的在spdc上的通信和由传感器设备链中的传感器设备执行的感测参数转换的时序图。
9.图4是根据各种示例的用于在将控制器耦合到传感器设备链的spdc上执行同步传感器参数转换的方法的流程图。
10.图5是根据各种示例的传感器系统的框图，该传感器系统包括通过spdc耦合到传感器设备链的控制器。
11.在附图中使用相同的标识号或其他附图标记来指示相同或相似的(功能上和/或结构上的)特征。
具体实施方式
12.如上所述，控制器可通过spdc耦合到传感器设备链。spdc可为配置成在控制器和多个传感器设备之间以交替方式传输电力和数据的单线。链中的传感器设备在将感测到的环境参数转换为数字代码时从spdc汲取增加的电流。如果链中有太多传感器设备同时执行此类参数转换，则从spdc汲取的总电流会急剧上升，从而导致spdc上的电压下降。spdc上的电压下降可能足够大(例如，低于阈值电压)，以使链中的传感器设备将该下降解释为来自控制器的信号(例如，控制器准备向spdc上传感器设备广播消息的信号)。此种信号是无意的，会导致spdc上的通信错误。减轻由于同步传感器参数转换引起的spdc上的电压下降的解决方案包括提供经由开关连接到spdc的低阻值上拉电阻器。在跨链中的多个传感器设备同时进行参数转换之前，开关闭合，从而经由低阻抗电流路径为spdc提供增加的电流供应，并且防止spdc上的总电流消耗的幅度会导致spdc上的电压降至上述阈值电压以下。然而，这样的解决方案增加了费用并且不必要地占用空间(例如，由于需要额外的电路组件和额外的控制器封装引脚)。
13.本发明描述了有助于同步传感器参数转换同时减轻与其他解决方案相关联的挑战(诸如上述挑战)的传感器系统的各种示例。在示例中，控制器耦合到传感器设备链(例如，配置成感测环境温度的封装或未封装的半导体设备)。传感器设备链可包括任意数量的传感器设备。链中的每个传感器设备被配置成确定其在链中的索引位置。例如，链中的第一传感器设备被配置成确定其是链中的第一个传感器设备，链中的第二传感器设备被配置成确定其是链中的第二个传感器设备，等等。每个传感器设备被配置成基于其在链中的索引位置来确定开始时间，在该开始时间将感测参数和/或将感测参数转换为数字代码。链中传感器设备的开始时间以这样一种方式交错，即同时感测参数和/或将感测参数转换为数字代码的传感器设备的数量被控制在预定目标以下(例如，一次不超过两个传感器设备同时将感测参数转换成数字代码)。转换后的数字代码可存储在传感器设备上，供控制器随后查询。
14.通过使用这种交错的方法，链中的所有传感器设备都能够感测参数并且将感测参数转换为数字代码，但(向链中的传感器设备提供电力和数据的)spdc上任何给定时间的总电流消耗仍然很低。因此，spdc上的电压保持足够高，以避免导致传感器设备将spdc上的电压解释为意味着控制器即将向链中的各种传感器设备广播消息。因此，传感器系统感测参数并且将参数转换为数字代码，而不会出现上述通信错误，并且还不需要任何昂贵和/或占用空间的额外开关、无源组件、控制器封装引脚、电缆和电线、迹线、接地平面、控制器软件的变化以及表征各种传统解决方案的低阻抗电流路径。
15.图1是根据各种示例的传感器系统100的框图。传感器系统100可包括控制器102，诸如微控制器、微型计算机、微处理器、数字电路系统、模拟电路系统、软件和/或其他控制或处理设备。控制器102可通过spdc 106耦合到多个传感器设备104.1、104.2、...、104.n
(下文中单独或统称为“传感器设备104”)。spdc 106是配置成以交替方式在控制器102和多个传感器设备104之间传输电力和数据的单线。传感器设备104可感测各种参数中的任何参数，诸如温度、压力、光、声音等。在示例中，传感器设备104感测相同参数，并且在其他示例中，传感器设备感测不同参数，并且在又一些示例中，一些传感器设备感测公共参数，而其他传感器设备感测其他参数。在操作中，如下文详细描述的，控制器102使每个传感器设备104能够确定其在传感器设备104链中的索引位置。例如，控制器102可使传感器设备104.1确定其是传感器设备104链中的第一个传感器设备，等等。基于其在传感器设备104链中的索引位置，每个传感器设备104计算该传感器设备104将要感测参数和/或将感测参数转换为数字代码的开始时间t
start
。因为每个传感器设备104使用不同的索引位置值来计算其开始时间，所以每个开始时间是不同的。例如，因为传感器设备104.2使用与传感器设备104.1不同的索引位置值来计算其开始时间，所以传感器设备104.2具有与传感器设备104.1不同的(例如，更晚的)开始时间。每个传感器设备104包括根据该传感器设备104的计算开始时间设置的计数器或计时器。控制器102可在spdc 106上广播参数转换命令，并且响应于接收到参数转换命令，所有传感器设备104同时或大约同时启动它们的计数器。当每个传感器设备104的计数器达到该传感器设备104的计算开始时间时，该传感器设备104感测参数和/或将感测参数转换为数字代码。因为传感器设备104中的每一个由于在传感器设备104链中的不同索引位置而具有不同的开始时间，所以传感器设备104将以交错方式感测和/或转换参数。在示例中，传感器设备104可以不超过m个传感器设备104在给定时间感测和/或转换参数的方式计算它们各自的开始时间，其中m是大于或等于1但小于n的整数(例如，m是1，n是2)。传感器设备104然后将转换后的参数存储为数字代码以供控制器102随后查询。传感器系统100可在各种应用中实现，包括工业、家庭和汽车应用。
16.图2是根据各种示例的传感器系统200的框图。传感器系统200可为图1中传感器系统100的示例实现方式。传感器系统200可包括控制器202，该控制器通过spdc 206耦合到传感器设备204.1、204.2、...、204.n(以下统称为“传感器设备204”)的链。控制器202类似于图1的控制器102。传感器设备204类似于图1的传感器设备104。spdc 206类似于图1的spdc 106 1。在示例中，传感器设备204.1可是半导体设备(其可在单个半导体管芯上制造和/或封装在单个半导体封装内)，该半导体设备包括沿着封装的一侧的一组引脚、球或引线(以下称为引脚)228.1、230.1、232.1和234.1以及沿着封装的相对侧的另一组引脚236.1、238.1、240.1和242.1。在备选示例中，引脚实现在设备的底部。本发明的范围不限于任何特定数量或配置的引脚，并且附图中描绘和本文描述的技术可扩展到任何引脚配置。其中可实现本文描述的结构和技术的示例传感器设备204包括texas instruments生产的lmt01、bq2022、bq2026、tmp18x和tmp182x设备。
17.引脚228.1可耦合到spdc 206并且可经由spdc 206从电压源208获得电力。引脚230.1也可耦合到spdc 206，以便于经由spdc 206在控制器202和传感器设备204.1之间交换数据/指令(例如，spdc 206可是串行数据输出(sdq)总线)。当没有在spdc 206上提供数据时，可在spdc 206上提供电力。在示例中，不使用引脚232.1。引脚234.1可耦合到接地连接212，以向传感器设备204.1提供接地通路。引脚236.1、238.1、240.1和242.1可耦合到接地连接212。
18.仍然参照图2，传感器设备204.1可包括控制器214.1(例如，微控制器、微型计算
机、微处理器、模拟电路系统、数字电路系统和/或状态机)，该控制器耦合到存储可执行代码220.1的储存器216.1(例如，任何类型的易失性或非易失性存储器)。可执行代码220.1在由控制器214.1执行时使控制器204.1执行本文归因于控制器214.1和/或传感器设备204.1的一些或所有动作。控制器214.1还可耦合到计数器218.1和寄存器222.1。控制器214.1可耦合到模数转换器(adc)224.1，adc 224.1又可耦合到传感器226.1(例如，温度、压力、湿度、光或声学传感器)。在一些示例中，控制器214.1可直接连接到传感器226.1。
19.传感器设备204.2至204.n与传感器设备204.1相似但不相同。具体地，上面提供的传感器设备204.1的引脚配置和内部组件的描述也适用于传感器设备204.2和204.n，其中相同的数字表示相同的引脚配置与组件，除了(用于传感器设备204.2的)引脚236.2、238.2、240.2、242.2和(用于传感器设备204.n的)引脚236.n、238.n、240.n和242.n的配置之外。引脚236.2可耦合到spdc 206，而其余引脚238.2、240.2和242.2可耦合到接地连接212。引脚236.n、238.n、240.n和242.n可耦合到spdc 206。在示例中，n＝16，因此四个引脚236.x、238.x、240.x和242.x(其中x是1和n之间的整数)中的每一个都可以不同的组合耦合到spdc 206和/或接地连接212，因为24＝16。
20.spdc 206可通过电阻器210耦合到电源v
dd 208。在示例中，电阻器210具有足以实现如本文所述的传感器系统200的功能的电阻(并且v
dd 208被配置成提供电压)。电阻器210的电阻和由v
dd 208提供的电压可由传感器系统200的工程师或设计者确定。图3包括根据各种示例的spdc(例如，spdc 206)上的通信以及由传感器设备链中的传感器设备(例如，传感器设备104和/或204)执行的感测参数转换的时序图。x轴描绘了时间，最上面的图的y轴描绘了在spdc 206上发出的信号304、306、308、310、312、314、316和318。最上面的图的y轴描绘了spdc 206上的电压320、322、324、326、328和330。底部三个图的y轴分别描绘了对应的传感器设备204.1、204.2或204.n是否正在执行参数测量或转换。图4是根据各种示例的用于在spdc(例如spdc 206)上执行同步传感器参数转换的方法400的流程图，该spdc将控制器(例如控制器214.1、214.2、
…
、214.n)耦合到传感器设备(例如传感器设备204)的链。因此，下面并行描述图2-图4。
21.方法400开始于每个传感器设备204确定其在传感器设备204链中的相应索引位置(块402、404)。具体而言，控制器202可在spdc 206上断言(assert)复位信号304，这会导致spdc 206上的电压瞬时下降。复位信号304的一个目的是初始化传感器设备204。控制器202可等待来自一个或多个传感器设备204的spdc 206上的应答306，并且在从至少一个传感器设备204接收到应答时，控制器202可在spdc 206向传感器设备204发出跳过地址命令308。跳过地址命令指示每个传感器设备204执行下一指令以到达spdc 206，而不管该传感器设备的地址或可在该下一指令中指定的地址。下一指令可包括由控制器202发出的锁存指令310。由于刚好在锁存指令310之前接收到的跳过地址命令308，锁存指令320被每个传感器设备204接收并执行。锁存指令310当由传感器设备204执行时，使每个传感器设备204捕获引脚236.x、238.x、240.x和242.x{x＝1
…
n}上存在的数字代码。例如，因为引脚236.1、238.1、240.1和242.1都耦合到接地连接212，所以传感器设备204.1捕获数字代码0000。类似地，因为引脚236.2耦合到spdc 206(在锁存指令310完成之后，返回到由v
dd 208和电阻器210在311处确定的基线值)，所以引脚236.2捕获高值，而其余引脚238.2、240.2和242.2都耦合到接地连接212并且因此捕获低值。因此，传感器设备204.2捕获数字代码0001。同样，
因为引脚236.n、238.n、240.n和242.n都耦合到spdc 206，所以传感器设备204.n可捕获数字代码1111。传感器设备204.2和204.n之间的中间传感器设备可捕获其他数字代码，例如，传感器设备204.3可捕获数字代码0010。在示例中，每个传感器设备204的控制器214.x{x＝1
…
n}捕获该传感器设备的数字代码并且将其存储到储存器216.x{x＝1
…
n}。
22.每个传感器设备204使用其捕获的数字代码来确定其在传感器设备204链中的索引位置(块406)。因此，例如，因为传感器设备204.1捕获0000，所以控制器214.1确定传感器设备204.1在传感器设备204链中具有索引位置0。类似地，因为传感器设备204.2捕获0001，所以控制器214.2确定传感器设备204.2在传感器设备204链中的具有索引位置1，等等。以此方式，每个传感器设备204被配置成确定其相对于传感器设备204链中的其他传感器设备204的位置。每个传感器设备204被配置成将捕获的数字代码和/或索引位置存储在相应的寄存器222.x{x＝1
…
n}中。每个传感器设备204可存储查找表(例如，由系统200的工程师或设计者编程)，用于将捕获的数字代码转换为索引位置。
23.在一些示例中，不同的技术可用于每个传感器设备204以确定其在传感器设备204链中的索引位置。例如，控制器202可将每个传感器设备204的索引位置传达给该传感器设备204。在其他示例中，传感器设备204可(例如，由设计者或工程师)使用其索引位置进行编程，使得传感器设备204不执行任何步骤来确定它们的索引位置。其他技术被设想并且落在本发明的范围内。例如，图5是示例传感器系统500的框图，其中传感器设备链中的传感器设备使用替代技术来识别它们在链中的相应索引位置。示例传感器系统500可包括与图2中的传感器系统200相同的组件，除了与传感器设备204的各个引脚的连接之外，相同的附图标号指代相同的组件。在传感器系统500中，引脚528.x{x＝1
…
n}可耦合到spdc 506；引脚530.x{x＝1
…
n}可耦合到spdc 506；并且引脚532.x{x＝1
…
n}可分别耦合到电阻器544.x{x＝1
…
n}，并且这些电阻器可耦合到接地连接512。引脚534.x{x＝1
…
n}可耦合到接地连接512。每个电阻器544.x{x＝1
…
n}具有不同的电阻，这可由传感器系统500的工程师或设计者确定。每个传感器设备504使用相应的一对引脚532.x、534.x{x＝1
…
n}以感测其相应电阻器544.x{x＝1
…
n}两端的电压降。每个传感器设备504都被编程(例如，在可执行代码520.x{x＝1
…
n}中)以将感测的电压降解释为该传感器设备504的索引位置(例如，通过首先将感测到的模拟电压量化为数字代码，并且在存储在储存器516.x{x＝1
…
n}(未明确示出)中的查找表中识别对应的索引位置，查找表交叉引用具有索引位置的数字代码)。在图5的示例中，引脚536.x、538.x、540.x和542.x{x＝1
…
n}不用于确定各种传感器设备504的索引位置。
24.再次参照图2、图3和图4，方法400包括每个传感器设备204确定从控制器202接收到参数感测和/或转换命令与该传感器设备204何时开始参数感测和/或转换之间的时间长度t
start
(块408)。因此，t
start
指示相应传感器设备204将开始参数感测和/或转换的开始时间。具体地，每个传感器设备204为该传感器设备204计算不同的t
start
值，其中t
start
等于t
delay
(其是从控制器202接收到参数感测和/或转换命令与传感器设备204.1可开始其参数感测或转换的最早时间之间的固定、编程延迟(例如，由系统100的工程师或设计者编程))和该传感器设备204的索引位置(index position)与执行参数感测和/或转换所需的最大持续时间t
dur
的乘积之和：
25.t
start ＝ t
delay +(index position)(t
dur
)
ꢀꢀꢀ
(1)
26.因此，每个传感器设备204计算不同的t
start
值。例如，假设10ms的t
delay
和5ms的参数感测和感测参数转换为数字代码的t
dur
，传感器设备204.1的t
start
值可以为
27.t
start ＝ 10 ms +(0)(5 ms)＝ 10 ms
ꢀꢀꢀ
(2)
28.这意味着传感器设备204.1可在传感器设备204.1完全接收到来自控制器202的命令后开始其10ms参数感测和转换(例如，在第二边缘(无论是上升还是下降)被传感器设备204.1接收之后)。传感器设备204.2的t
start
值可以为
29.t
start ＝ 10 ms+(1)(5 ms)＝ 15 ms
ꢀꢀꢀ
(3)
30.这意味着传感器设备204.2可在来自控制器202的命令已被传感器设备204.2完全接收后开始其15ms参数感测和转换，等等。计算的t
start
值可存储在每个传感器设备204的储存器216.x{x＝1
…
n}中。
31.在每个传感器设备204已经计算出其t
start
值之后(块408)，每个传感器设备204设置其计数器218.x{x＝1
…
n}等于该传感器设备的计算的t
start
值(块410)。控制器202可发出复位命令312，并且在接收到应答信号314时，控制器202可发出跳过地址命令316，随后是转换感测参数命令318。每个传感器设备204接收命令318，并且响应于命令318的接收，每个传感器设备204初始化其计数器(块411)使得计数器开始向下计数到该传感器设备204的计算的t
start
值。在图3中，曲线334对应于传感器设备204.1的活动。数字338指示上面定义的t
delay
的值，数字339指示t
start
(如为传感器设备204.1计算并在计数器218.1中设置的)过去的时间，从而触发传感器设备204.1感测参数(例如，使用相应的传感器，诸如传感器226.1)并且将该感测参数转换为数字代码(例如，使用adc 224.1)(块412)。在示例中，在t
start
到期时，传感器设备204.1被触发以将先前感测和存储的参数(例如，温度)转换为数字代码。传感器设备204.1的感测和/或转换活动持续最大持续时间t
dur 341，如数字336所示。如曲线340所示，因为传感器设备204.2具有比传感器设备204.1更长的t
start
，所以计数器218.2比计数器218.1晚到期，这意味着传感器设备204.2的感测和/或转换活动开始，如数字343所示。传感器设备204.2的感测和/或转换活动(由数字342指示)持续最大持续时间t
dur 341。如曲线344所示，因为传感器设备204.n具有比传感器设备204.2更长的t
start
，所以计数器218.n比计数器218.2晚到期，这意味着传感器设备204.n的感测和/或转换活动开始，如数字345所示。传感器设备204.n的感测和/或转换活动(由数字346指示)持续最大持续时间t
dur 341。
32.如图3中最上面的图所示，在传感器设备204的连续感测和/或转换活动期间，spdc 206上的电压保持高于阈值电压v
tl 332(低于该电压，传感器设备预期来自控制器202的即将发生的指令，如上所述)。具体而言，在时间339，spdc 206上的电压下降到高于v
tl 332的电平320。在时间343，传感器设备204.2开始其感测和/或转换活动，但是传感器设备204.1的感测和/或转换活动尚未完成。因此，在传感器设备204.1和204.2的感测和/或转换活动重叠期间，spdc 206上的电压被拉得低于电平320至电平322。当传感器设备204.1的感测和/或转换活动完成但传感器设备204.2的感测和/或转换活动仍在继续时，spdc 206上的电压上升到电平324。在传感器设备204.2的活动完成之后但在传感器设备204.n的活动开始之前，spdc 206上的电压上升到基线电平326。在传感器设备204.2和204.n之间的任何传感器设备的感测和/或转换活动期间spdc 206上的电压活动未明确示出。在传感器设备204.n的感测和/或转换活动期间，spdc 206上的电压再次下降到电平328，并且在该活动完
成之后，spdc 206上的电压上升到电平330。由于在任何给定时间感测和/或将感测的参数转换为数字代码的所有传感器设备204的总电流消耗(例如，每个传感器设备的电流消耗乘以感测和/或转换感测参数的传感器设备204的数量)不足以将spdc 206上的电压降至v
tl 332以下，因此spdc 206上的电压绝不会下降到v
tl 332以下，并且因此与如上所述的spdc 206上的这种电压下降相关联的问题被减轻或完全避免。
33.如数字336、342和346所示，在给定时间，不超过两个传感器设备204可感测参数和/或将感测参数转换为数字代码。在示例中，感测参数和/或将感测参数转换为数字代码的传感器设备204的最大数量不超过预定目标。该预定目标可基于v
tl 332和spdc 206上的基线电压之间的差异来确定。v
tl 332和spdc 206上的基线电压之间的差异越大，spdc 206上可容纳的电流消耗越大，因此可同时执行参数感测和/或转换的传感器设备204越多。spdc 206上的基线电压可至少部分地基于v
dd 208和电阻器210的电阻来确定，这确定了从v
dd 208到spdc 206的电压降并且因此确定了spdc 206上的基线电压。
34.当每个传感器设备204的感测和/或转换活动完成时，该传感器设备204(例如，该传感器设备204的控制器214.x{x＝1
…
n})将转换后的数字代码存储到相应的储存器216.x{x＝1
…
n}(块414)。控制器202可随后询问传感器设备204以获得数字代码(块416)。
35.在整个说明书中使用术语“耦合”。该术语可能涵盖实现与本描述一致的功能关系的连接、通信或信号路径。例如，如果设备a生成信号以控制设备b执行动作，则在第一示例中，设备a耦合到设备b，或者在第二示例中，如果中间组件c基本上不改变设备a和设备b之间的功能关系，则设备a通过中间组件c耦合到设备b，使得设备b通过设备a产生的控制信号由设备a控制。
36.在本说明书中，术语“和/或”(当以诸如a、b和/或c的形式使用时)是指a、b、c的任何组合或子集，诸如：(a)单独的a；(b)单独的b；(c)单独的c；(d)a与b；(e)a与c；(f)b与c；和(g)a与b和c。此外，如本文所用，短语“a或b中的至少一个”(或“a和b中的至少一个”)指的是包括以下任何一项的实现方式：(a)至少一个a；(b)至少一个b；和(c)至少一个a和至少一个b。如本文所用，术语“端子”、“节点”、“互连”、“引脚”和“引线”可互换使用。除非有相反的具体说明，否则这些术语通常用于表示设备元件、电路元件、集成电路、设备或其他电子或半导体组件之间的互连或其终端。
37.虽然所描述的示例的某些元件被包括在集成电路中并且其他元件在集成电路的外部，但是在其他示例实施例中，额外的或更少的特征可并入集成电路中。另外，所示为集成电路外部的特征中的一些或全部可包含在集成电路中和/或所示为集成电路内部的一些特征可并入集成电路外部。如本文所用，术语“集成电路”是指一个或多个电路，它们：(i)结合在半导体衬底中/之上；(ii)结合在在单个半导体封装中；(iii)结合在同一模块中；和/或(iv)结合在同一印刷电路板中/上。
38.被“配置成”执行任务或功能的设备可在制造商制造时被配置(例如，编程和/或硬连线)以执行该功能，和/或可由用户在制造后配置(或重新配置)以执行该功能和/或其他附加或替代功能。配置可通过设备的固件和/或软件编程、通过硬件组件的构造和/或布局以及设备的互连，或其组合。
39.在此被描述为包括某些组件的电路或设备可替代地适于耦合到那些组件以形成所描述的电路系统或设备。例如，描述为包括一个或多个半导体元件(诸如晶体管)、一个或
多个无源元件(诸如电阻器、电容器和/或电感器)和/或一个或多个源(诸如电压和/或电流源)的结构可改为仅包括单个物理设备(例如，半导体管芯和/或集成电路(ic)封装)内的半导体元件，并且可适合于在制造时或者在制造时间之后(例如由最终用户和/或第三方制造)耦合到无源元件和/或源中的至少一些以形成所描述的结构。
40.虽然某些组件在本文中可被描述为具有特定工艺技术，但是这些组件可被交换为其他工艺技术的组件。本文描述的电路可重新配置以包括被替换的组件以提供至少部分类似于在组件替换之前可用的功能的功能。除非另有说明，否则显示为电阻器的组件通常代表串联和/或并联耦合以提供由所示电阻器表示的阻抗量的任何一个或多个元件。例如，在本文中作为单个组件示出和描述的电阻器或电容器可替代地分别是并联耦合在相同节点之间的多个电阻器或电容器。例如，在本文中作为单个组件示出和描述的电阻器或电容器可替代地分别是多个电阻器或电容器，它们串联耦合在与单个电阻器或电容器相同的两个节点之间。
41.如本文所用，术语“端子”、“节点”、“互连”、“引脚”、“球”和“引线”可互换使用。除非有相反的具体说明，否则这些术语通常用于表示设备元件、电路元件、集成电路、设备或其他电子或半导体组件之间的互连或其终端。
42.虽然所描述的示例的某些元件被包括在集成电路中并且其他元件在集成电路的外部，但是在其他示例实施例中，额外的或更少的特征可并入集成电路中。另外，所示为集成电路外部的特征中的一些或全部可包含在集成电路中和/或所示为集成电路内部的一些特征可并入集成电路外部。如本文所用，术语“集成电路”是指一个或多个电路，它们：(i)结合在半导体衬底中/之上；(ii)结合在单个半导体封装中；(iii)结合在同一模块中；和/或(iv)结合在同一印刷电路板中/上。
43.在前面的描述中使用短语“接地连接”或“接地”包括底盘接地、大地接地、浮动接地、虚拟接地、数字接地、公共接地和/或适用于或适于本说明书的教导的接地连接的任何其他形式。除非另有说明，否则在值之前的“约”、“大约”或“基本上”表示所述值的+/-10％，或者，如果该值为零，则为零附近的合理值范围。在所描述的示例中可进行修改，并且其他示例在权利要求的范围内也是可能的。

技术特征：
1.一种传感器设备，其适于通过共享电源和数据连接即spdc耦合到传感器设备链中的其他传感器设备，所述传感器设备包括：用于感测参数的传感器；计数器；以及控制器，其耦合到所述传感器和所述计数器，所述控制器配置成：基于所述传感器设备的索引位置，确定在接收到将感测参数转换为数字代码的命令与所述感测参数到所述数字代码的转换之间经过的时间；响应于收到所述命令，将所述计数器设置为所述时间；并且当所述计数器指示所述时间已过去时，将所述感测参数转换为所述数字代码。2.根据权利要求1所述的传感器设备，其中所述控制器被配置成通过将固定延迟和所述索引位置与所述转换的持续时间的乘积求和来确定所述时间。3.根据权利要求2所述的传感器设备，其中所述固定延迟表示接收到所述命令与在所述链中具有第一索引位置的传感器设备开始感测参数转换的时间之间的延迟。4.根据权利要求1所述的传感器设备，其中所述控制器被配置成将所述数字代码存储在所述传感器设备中。5.根据权利要求1所述的传感器设备，其中所述控制器被配置成在所述链中的n个其他传感器设备执行感测参数转换的同时将所述感测参数转化为所述数字代码，其中n+1不超过预定目标。6.根据权利要求1所述的传感器设备，其中：为了将所述感测参数转换为所述数字代码，所述传感器设备被配置成汲取电流，所述电流和预定目标的乘积指示来自所述spdc的总电流消耗，并且所述总电流消耗足够低，使得当从所述spdc汲取所述总电流消耗时，所述spdc上的电压不会下降到阈值电压以下，所述控制器配置为将所述阈值电压解释为将从第二控制器接收消息的指示，所述传感器设备适于经由所述spdc耦合到所述第二控制器。7.根据权利要求1所述的传感器设备，其中所述控制器被配置成在将所述感测参数转换为所述数字代码之前接收跳过地址命令，所述跳过地址命令指示所述控制器将执行所述命令以将所述感测参数转换为所述数字代码，而与所述传感器设备的地址无关。8.根据权利要求1所述的传感器设备，其中所述控制器被配置成捕获在所述传感器设备的多个引脚上提供的另一数字代码，并且基于所述另一数字码确定所述传感器设备的所述索引位置。9.根据权利要求1所述的传感器设备，其中所述控制器被配置成测量耦合到所述传感器设备的一对引脚的电阻器两端的电压，并且基于所测量的电压确定所述传感器设备的所述索引位置。10.一种传感器设备，其适于通过共享电源和数据连接即spdc耦合到传感器设备链中的其他传感器设备，所述传感器设备包括：用于感测参数的传感器；以及控制器，其耦合到所述传感器，所述控制器配置成：确定所述传感器设备的索引位置；计算在接收到将感测参数转换为数字代码的命令与将所述感测参数转换为所述数字
代码之间经过的时间，所述时间是固定延迟时间和所述索引位置与所述转换的持续时间的乘积的总和；并且响应自收到所述命令以来经过的所述时间，将所述感测参数转换为所述数字代码。11.根据权利要求10所述的传感器设备，还包括寄存器，所述寄存器配置成存储所述索引位置的表示。12.根据权利要求10所述的传感器设备，还包括适于耦合到电阻器的一对封装引脚，并且其中所述控制器被配置成使用所述电阻器来确定所述索引位置。13.根据权利要求10所述的传感器设备，还包括耦合到所述spdc中的一个或多个的一组封装引脚和配置中的接地连接，所述配置在所述传感器设备链中的传感器设备中是唯一的。14.根据权利要求10所述的传感器设备，还包括被配置成指示所述时间的流逝的计数器。15.根据权利要求10所述的传感器设备，还包括封装引脚，所述封装引脚适于经由所述spdc耦合到电阻器和电源。16.一种方法，其包括：基于提供给传感器设备的一组引脚的第一数字代码或基于感测到的所述传感器设备的引脚上的电压，确定所述传感器设备在通过共享电源和数据连接即spdc彼此耦合的传感器设备链中的索引位置；通过将固定延迟时间和所述索引位置与转换的持续时间的乘积求和，计算在接收到将感测参数转换为数字代码的命令与所述感测参数到所述数字代码的转换之间所经过的时间；响应接收所述命令，等待所述时间过去；响应于所述时间流逝，将所述感测参数转换为第二数字代码；并且将所述第二数字代码存储到所述传感器设备中的储存器中。17.根据权利要求16所述的方法，其中所述固定延迟时间是从控制器接收将所述感测参数转换为所述数字代码的命令与所述传感器设备链中的第一传感器设备执行感测参数转换的时间之间的延迟。18.根据权利要求16所述的方法，其中确定所述传感器设备的所述索引位置包括确定耦合到包含所述传感器设备的半导体封装的两个引脚的电阻器两端的电压降。19.根据权利要求16所述的方法，其中确定所述传感器设备的所述索引位置包括确定一组封装引脚中的哪一个耦合到接地连接，以及所述一组封装引脚中的哪个耦合到所述spdc。20.根据权利要求16所述的方法，还包括基于所述时间设置计数器，并且响应于所述计数器的期满来转换所述感测参数。

技术总结
本申请公开了同步传感器参数转换。在示例中，传感器设备(204.1)适于通过共享电源和数据连接(SPDC)(206)耦合到传感器设备链中的其他传感器设备。传感器设备包括感测参数的传感器(226.1)、计数器(218.1)以及耦合到传感器和计数器的控制器(214.1)。控制器被配置成基于传感器设备的索引位置确定在接收到将感测参数转换为数字代码的命令与将感测参数转换为数字代码之间要经过的时间。控制器被配置成响应于命令的接收，将计数器设置为前述时间。控制器被配置成在计数器指示该时间已经过去时将感测参数转换为数字代码。将感测参数转换为数字代码。将感测参数转换为数字代码。


技术研发人员：A
受保护的技术使用者：德克萨斯仪器股份有限公司
技术研发日：2023.02.02
技术公布日：2023/8/4