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公開番号2025006605
公報種別公開特許公報(A)
公開日2025-01-17
出願番号2023107502
出願日2023-06-29
発明の名称電圧検知回路及び情報処理装置
出願人富士通株式会社
代理人弁理士法人酒井国際特許事務所
主分類G01R 19/252 20060101AFI20250109BHJP(測定;試験)
要約【課題】電圧を精度良く測定する電圧検知回路及び情報処理装置を提供する。
【解決手段】参照周波数生成回路11と比較周波数生成回路12とが有するリングオシレータ101は、環状に直列に並ぶ複数のインバータ111を有する。サンプリング部は、サンプリング周期毎に各インバータ111からの出力信号を取得する。遷移段数算出部は、サンプリング部が取得したサンプリング周期毎の前記出力信号を基に、リングオシレータ101毎の前記サンプリング周期の間に出力信号の値が遷移したインバータ111の数である遷移段数を算出する。電圧検知部は、遷移段数算出部により取得された遷移段数を基に電圧検知を行う。
【選択図】図2
特許請求の範囲【請求項１】
環状に直列に並ぶ複数のインバータを有する２つのリングオシレータと、
サンプリング周期毎に各前記インバータからの出力信号を取得するサンプリング部と、
前記サンプリング部により取得された前記サンプリング周期毎の前記出力信号を基に、前記リングオシレータ毎の前記サンプリング周期の間に出力信号の値が遷移した前記インバータの数である遷移段数を算出する遷移段数算出部と、
前記遷移段数算出部により取得された前記遷移段数を基に電圧検知を行う電圧検知部と
を備えたことを特徴とする電圧検知回路。
続きを表示（約 1,200 文字）【請求項２】
前記リングオシレータは、
第１インバータを有する第１リングオシレータと、
前記第１インバータと同数の第２インバータを有する第２リングオシレータとを有し、
前記サンプリング部は、
ターゲット電圧が入力された前記第１リングオシレータにおける前記第１インバータからの第１出力信号を取得する第１サンプリング機構と、
比較電圧が入力された第２リングオシレータにおける前記第２インバータからの第２出力信号を取得する第２サンプリング機構とを有し、
前記遷移段数算出部は、
前記第１出力信号を基に前記第１インバータの前記遷移段数である第１遷移段数を算出する第１遷移段数カウント機構と、
前記第２出力信号を基に前記第２インバータの前記遷移段数である第２遷移段数を算出する第２遷移段数カウント機構とを有し、
前記電圧検知部は、前記第１遷移段数と前記第２遷移段数とを比較して前記比較電圧の検知を行う
ことを特徴とする請求項１に記載の電圧検知回路。
【請求項３】
前記サンプリング部は、特定のサンプリング周期における各前記インバータの特定出力信号と前記特定のサンプリング周期の１周期前のサンプリング周期における各前記インバータの前回出力信号とを取得し、
前記遷移段数算出部は、前記特定出力信号と前記前回出力信号とを比較して、前記遷移段数を算出する
ことを特徴とする請求項１に記載の電圧検知回路。
【請求項４】
前記遷移段数算出部は、前記１周期前のサンプリング周期において出力信号の値が最後に変化した前記インバータから前記特定のサンプリング周期において出力信号の値が最後に変化した前記インバータまでの前記リングオシレータにおける前記インバータの数を数えて前記遷移段数を算出することを特徴とする請求項３に記載の電圧検知回路。
【請求項５】
電圧検知回路、電圧制御回路及びプロセッサを有する情報処理装置であって、
前記電圧検知回路は、
環状に直列に並ぶ複数のインバータを有する２つのリングオシレータと、
サンプリング周期毎に各前記インバータからの出力信号を取得するサンプリング部と、
前記サンプリング部により取得された前記サンプリング周期毎の前記出力信号を基に、前記リングオシレータ毎の前記サンプリング周期の間に出力信号の値が遷移した前記インバータの数である遷移段数を算出する遷移段数算出部と、
前記遷移段数算出部により取得された前記遷移段数を基に電圧検知を行う電圧検知部とを備え、
前記電圧制御回路は、前記電圧検知回路により検知された電圧を基に前記プロセッサへ出力される電圧を制御し、且つ、前記プロセッサへ出力された圧を一方の前記リングオシレータへ印加し、
前記プロセッサは、前記電圧制御回路により制御された電圧の入力を受けて動作する
ことを特徴とする情報処理装置。

発明の詳細な説明【技術分野】
【０００１】
本発明は、電圧検知回路及び情報処理装置に関する。
続きを表示（約 1,600 文字）【背景技術】
【０００２】
デジタル回路の電圧測定を行う場合、回路規模の小ささや測定の容易さからＲＯＳＣ（Ring Oscillator）が用いられることが多い。ＲＯＳＣの発振周波数は印加電圧によって変化する。そこで、測定対象となる電圧である測定電圧で動作するＲＯＳＣの発振周波数と、基準となるターゲット電圧で動作するＲＯＳＣの発振周波数を比較することで電圧を検知することが可能である。この手法では発振周波数を算出するために、所定期間内にＲＯＳＣ内部の各ノードが何回ＨｉｇｈからＬｏｗへ遷移したか又はＬｏｗからＨｉｇｈに遷移したかがカウントされる。
【０００３】
従来、ＲＯＳＣを用いた電圧測定の技術として以下の様なものが提案されている。例えば、高圧バッテリの流出入電流情報に基づき、リングオシレータを備えたＡＤ変換器への入力周波数をマップ演算した結果が、小さい場合に入力周波数を低周波とし、絶対値が大きい場合に入力周波数を高周波とする技術が存在する。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
特開２００９－２６８０６８号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
しかしながら、従来のＲＯＳＣを用いた電圧測定の技術には様々な問題があった。例えば、ＲＯＳＣ内部の特定ノードを起点とし、電圧比較期間内にＲＯＳＣの周回数と起点から何段進んだかを求める場合、測定時にリセットして起点のノードから発信が開始される。この場合、リセット動作の期間は電圧測定が困難となる。電圧測定が困難な期間が存在すると、電圧が変動している状況下においては誤差が生じるおそれがある。
【０００６】
また、内部ノード及び周回数のカウンタをそれぞれサンプリングクロックでサンプルして、前回のサンプル結果との差分から全体として何段分進んだかを求める場合、カウンタのサンプル時に発生するメタステーブルの影響から計測誤差が大きくなるおそれがある。
【０００７】
また、ＲＯＳＣ内の各ノードにカウンタを設け、各カウンタの和を求めることにより何段遷移したかを求める場合、カウンタのリセット動作のために電圧検知が困難となる期間が発生する。この場合も、電圧測定が困難な期間が存在すると、電圧が変動している状況下においては誤差が生じるおそれがある。
【０００８】
なお、高圧バッテリの流出入電流情報に基づきリングオシレータを備えたＡＤ変換器への入力周波数を変更する技術では、ＲＯＳＣの発振周波数の取得方法は特に考慮されておらず、従来の方法と同様に誤差が生じるおそれがある。このように、従来のＲＯＳＣを用いた電圧測定の技術では、電圧測定において誤差が生じるおそれがあり、電圧を精度良く測定することは困難であった。
【０００９】
開示の技術は、上記に鑑みてなされたものであって、電圧を精度良く測定する電圧検知回路及び情報処理装置を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【００１０】
本願の開示する電圧検知回路及び情報処理装置の一つの態様において、環状に直列に並ぶ複数のインバータを有する２つのリングオシレータを有する。そして、サンプリング部は、サンプリング周期毎に各前記インバータからの出力信号を取得する。遷移段数算出部は、前記サンプリング部が取得した前記サンプリング周期毎の前記出力信号を基に、前記リングオシレータ毎の前記サンプリング周期の間に出力信号の値が遷移した前記インバータの数である遷移段数を算出する。電圧検知部は、前記遷移段数算出部により取得された前記遷移段数を基に電圧検知を行う。
【発明の効果】
（【００１１】以降は省略されています）

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