一種單線可編程的mems麥克風及其編程方法和系統的製作方法

2023-04-24 18:31:56 3

專利名稱：一種單線可編程的mems麥克風及其編程方法和系統的製作方法
技術領域：
本發明屬於電子器件技術領域，涉及一種MEMS麥克風，具體涉及一種單線可編程的MEMS麥克風及其編程方法和系統。
背景技術：
MEMS (Micro Electromechanical System,微電子機械系統)麥克風通常由 MEMS傳感器和信號放大ASIC(專用集成電路)組成。MEMS麥克風的靈敏度是指在IPa聲壓下在ASIC輸出端得到的電壓信號。MEMS麥克風的靈敏度是由MEMS傳感器本身的靈敏度和ASIC的增益共同決定的。由於工藝製造上的偏差，MEMS傳感器的靈敏度也存在偏差，例如對於一個_42dB靈敏度的傳感器可能存在±4dB的偏差。在某些應用環境中，對靈敏度的偏差存在一定的要求，例如±ldB。如若要MEMS麥克風滿足土 IdB的靈敏度偏差，那麼在ASIC中調節電路的增益就成為一個比較好的實現方案，例如可以在ASIC中集成一次性可編程(OTP)存儲器(由熔絲構成)，通過改變存儲器中相應比特位的設置來改變電路的增益。由於成品封裝的MEMS麥克風僅有AVDD、AGND和OUT三個引腳，不可能使用多餘的弓I腳來完成上述方案。此外，在ASIC晶片上添加專用的編程PAD也是一個可行方案，但該方案需要在晶圓級測試中完成對存儲器的配置，雖然解決了靈敏度偏差問題，但是也增加了應用上的局限性。

發明內容
鑑於以上所述現有技術的缺點，本發明的目的在於提供一種單線可編程的MEMS麥克風及其編程方法和系統，該MEMS麥克風可以通過現有的封裝引腳直接配置ASIC晶片的增益。為實現上述目的及其他相關目的，本發明提供一種單線可編程的MEMS麥克風及其編程方法和系統。一種單線可編程的MEMS麥克風，包括MEMS傳感器和ASIC晶片；所述MEMS傳感器用以實現聲電轉換；所述ASIC晶片與所述MEMS傳感器相連；所述ASIC晶片包括主電路模塊、OTP/控制電路模塊、接口電路模塊、OUT接口、OTP存儲器；所述接口電路的輸入端與OUT接口相連，接口電路的一個輸出端與主電路模塊相連，另一個輸出端與OTP/控制電路模塊相連；0ΤΡ/控制電路模塊與OTP存儲器相連；所述接口電路用以根據OUT接口的電壓控制主電路模塊和OTP/控制電路模塊工作在可編程狀態或常規工作狀態；0ΤΡ/控制電路模塊控制OTP存儲器的讀寫。作為本發明的一種優選方案，所述接口電路模塊包括電壓比較器、第一觸發器、第二觸發器、上電復位電路；所述電壓比較器與OUT接口相連，用以比較OUT接口的電壓與參考電壓的大小；所述第一觸發器與電壓比較器的輸出端相連，用以輸出指示信號給所述主電路模塊；所述第二觸發器與電壓比較器的輸出端相連，用以輸出控制信號給所述OTP/控制電路模塊；所述上電復位電路分別與所述第一觸發器和第二觸發器相連，用以控制上電時第一觸發器和第二觸發器的初始值。作為本發明的另一種優選方案，所述第一觸發器為D觸發器，所述D觸發器的D輸入端與所述電壓比較器的輸出端相連，D觸發器的Q輸出端與所述主電路模塊的ENB端相連。作為本發明的再一種優選方案，所述第二觸發器為D觸發器，所述D觸發器的D輸入端與電源相連，D觸發器的脈衝輸入端通過一反相器與所述電壓比較器的輸出端相連，D觸發器的Q輸出端與所述OTP/控制電路模塊的RSTB端相連。一種單線可編程的MEMS麥克風的編程系統，包括MEMS傳感器、ASIC晶片、上位機；所述MEMS傳感器用以實現聲電轉換；所述ASIC晶片與所述MEMS傳感器相連；所述ASIC晶片包括主電路模塊、OTP/控制電路模塊、接口電路模塊、OUT接口、OTP存儲器；所述接口電路的輸入端與OUT接口相連，接口電路的一個輸出端與主電路模塊相連，另一個輸出端與OTP/控制電路模塊相連；0ΤΡ/控制電路模塊與OTP存儲器相連；所述接口電路用以根據OUT接口的電壓控制主電路模塊和OTP/控制電路模塊工作在可編程狀態或常規工作狀態；OTP/控制電路模塊控制OTP存儲器的讀寫。作為本發明的一種優選方案，所述上位機包括雙向接口、讀寫控制模塊；所述雙向接口與所述OUT接口相連；所述讀寫控制模塊與所述雙向接口相連；所述雙向接口通過第一開關與電源相連，所述雙向接口通過第二開關接地，所述電源與雙向接口之間連接有一上拉電阻。作為本發明的另一種優選方案，所述接口電路模塊包括電壓比較器、第一觸發器、第二觸發器、上電復位電路；所述電壓比較器與OUT接口相連，用以比較OUT接口的電壓與參考電壓的大小；所述第一觸發器與電壓比較器的輸出端相連，用以輸出指示信號給所述主電路模塊；所述第二觸發器與電壓比較器的輸出端相連，用以輸出控制信號給所述OTP/控制電路模塊；所述上電復位電路分別與所述第一觸發器和第二觸發器相連，用以控制上電時第一觸發器和第二觸發器的初始值。作為本發明的再一種優選方案，所述第一觸發器為D觸發器，所述D觸發器的D輸入端與所述電壓比較器的輸出端相連，D觸發器的Q輸出端與所述主電路模塊的ENB端相連。作為本發明的再一種優選方案，所述第二觸發器為D觸發器，所述D觸發器的D輸入端與電源相連，D觸發器的脈衝輸入端通過一反相器與所述電壓比較器的輸出端相連，D觸發器的Q輸出端與所述OTP/控制電路模塊的RSTB端相連。一種單線可編程的MEMS麥克風的編程方法，包括以下步驟:步驟一，將ASIC晶片與上位機相連，接通電源；步驟二，上位機讀取ASIC晶片的OUT接口的輸出信號，若輸出信號沒有被強驅動為高電平，則ASIC晶片正常啟動；若所述輸出信號為高電平，則ASIC晶片進入編程模式；步驟三，上位機對進入編程模式的ASIC晶片進行寫操作。作為本發明的一種優選方案，所述上位機包括與所述OUT接口相連的雙向接口，及與所述雙向接口相連的讀寫控制模塊；所述雙向接口通過第一開關與電源相連，所述雙向接口通過第二開關接地，所述電源與雙向接口之間連接有一上拉電阻；當第一開關斷開、第二開關閉合時，雙向接口處於弱下拉至低電平狀態；當第一開關閉合、第二開關斷開時，雙向接口處於強上拉至高電平狀態；當第一開關和第二開關都斷開時，雙向接口處於弱上拉至高電平狀態。作為本發明的另一種優選方案，所述ASIC晶片包括主電路模塊、OTP/控制電路模塊、接口電路模塊、OUT接口、OTP存儲器；所述接口電路的輸入端與OUT接口相連，接口電路的一個輸出端與主電路模塊相連，另一個輸出端與OTP/控制電路模塊相連；0ΤΡ/控制電路模塊與OTP存儲器相連；所述接口電路用以根據OUT接口的電壓控制主電路模塊和OTP/控制電路模塊工作在可編程狀態或常規工作狀態；0ΤΡ/控制電路模塊控制OTP存儲器的讀寫；當所述接口電路檢測到OUT接口為高電平時，輸出指示信號給所述主電路模塊，控制主電路模塊不使能；當OUT接口持續為高電平時，接口電路輸出控制信號控制OTP/控制電路模塊復位；當OUT接口為低 電平時，接口電路輸出控制信號控制OTP/控制電路模塊結束復位，同時輸出指示信號給所述主電路模塊，控制主電路模塊使能。作為本發明的再一種優選方案，所述接口電路模塊包括電壓比較器、第一觸發器、第二觸發器、上電復位電路；電壓比較器比較OUT接口的電壓與參考電壓的大小；第一觸發器根據所述電壓比較器的輸出電平輸出指示信號給所述主電路模塊；若電壓比較器的輸出電平為高，則第一觸發器則輸出不使能指示信號給主電路模塊；若電壓比較器的輸出電平為低，則第一觸發器則輸出使能指示信號給主電路模塊；第二觸發器根據所述電壓比較器的輸出電平輸出控制信號給所述OTP/控制電路模塊；若電壓比較器的輸出電平為高，則第二觸發器則輸出復位信號給OTP/控制電路模塊；若電壓比較器的輸出電平為低，貝1J第二觸發器則輸出結束復位信號給OTP/控制電路模塊；上電復位電路控制上電時第一觸發器和第二觸發器的初始值。如上所述，本發明所述的單線可編程的MEMS麥克風及其編程方法和系統，具有以下有益效果:本發明所述的單線可編程的MEMS麥克風及其編程方法和系統可以實現MEMS麥克風OUT接口的復用，並通過復用OUT接口實現對ASIC晶片內的OTP存儲器進行增益配置，進而完成對封裝後成品MEMS麥克風增益的校準。


圖1為本發明所述的單線可編程的MEMS麥克風的結構框圖。圖2為本發明所述的單線可編程的MEMS麥克風的接口電路模塊的結構框圖。圖3為本發明所述的單線可編程的MEMS麥克風的編程系統的結構框圖。圖4為本發明所述的單線可編程的MEMS麥克風進入可編程模式的流程圖。圖5為典型的上電時序圖。元件標號說明UMEMS 傳感器；2、ASIC 晶片；3、上位機；21、主電路模塊；22、OTP/控制電路模塊；23、接口電路模塊；24、OUT 接口；25、OTP 存儲器；31、雙向接口；32、讀寫模塊；33、第一開關；34、第二開關；35、上拉電阻。
具體實施例方式以下通過特定的具體實例說明本發明的實施方式，本領域技術人員可由本說明書所揭露的內容輕易地了解本發明的其他優點與功效。本發明還可以通過另外不同的具體實施方式
加以實施或應用，本說明書中的各項細節也可以基於不同觀點與應用，在沒有背離本發明的精神下進行各種修飾或改變。請參閱附圖。需要說明的是，本實施例中所提供的圖示僅以示意方式說明本發明的基本構想，遂圖式中僅顯示與本發明中有關的組件而非按照實際實施時的組件數目、形狀及尺寸繪製，其實際實施時各組件的型態、數量及比例可為一種隨意的改變，且其組件布局型態也可能更為複雜。下面結合附圖對本發明的具體實施方式
作進一步詳細說明。實施例一本實施例提供一種單線可編程的MEMS麥克風，如圖1所示，所述MEMS麥克風包括MEMS傳感器I和ASIC晶片2，MEMS傳感器I和ASIC晶片2相連。

MEMS傳感器I所述MEMS傳感器I用以實現聲電轉換。ASIC晶片2所述ASIC晶片2與所述MEMS傳感器I相連。所述ASIC晶片2包括主電路模塊21、OTP/控制電路模塊22、接口電路模塊23、OUT接口 24、OTP存儲器25 ;所述接口電路23的輸入端與OUT接口 24相連，接口電路的一個輸出端與主電路模塊21相連，另一個輸出端與OTP/控制電路模塊22相連。所述接口電路23用以根據OUT接口 24的電壓控制主電路模塊21和OTP/控制電路模塊22工作在可編程狀態或常規工作狀態。所述OTP存儲器25與OTP/控制電路模塊22相連，OTP/控制電路模塊22控制OTP存儲器25的讀寫內容。如圖2所示，所述接口電路模塊23包括電壓比較器231、第一觸發器232、第二觸發器233、上電復位電路234 ;所述電壓比較器231與OUT接口 24相連，用以比較OUT接口的電壓與參考電壓的大小；所述第一觸發器232與電壓比較器231的輸出端相連,用以輸出指示信號給所述主電路模塊21 ;所述第二觸發器233與電壓比較器231的輸出端相連，用以輸出控制信號給所述OTP/控制電路模塊22 ;所述上電復位電路234分別與所述第一觸發器232和第二觸發器233相連，用以控制上電時第一觸發器和第二觸發器的初始值。接口電路模塊實現了輸出引腳(即OUT接口)的復用，可以使ASIC晶片完成進入和退出可編程狀態。接口電路模塊可以根據設定的時序完成對晶片內部OTP存儲器的讀寫操作。所述第一觸發器232可以為D觸發器，所述D觸發器的D輸入端與所述電壓比較器的輸出端相連，D觸發器的Q輸出端與所述主電路模塊的ENB端相連。所述第二觸發器233也可以為D觸發器，所述D觸發器的D輸入端與電源相連，D觸發器的脈衝輸入端通過一反相器與所述電壓比較器的輸出端相連，D觸發器的Q輸出端與所述OTP/控制電路模塊的RSTB端相連。本發明所述的單線可編程的MEMS麥克風可以通過復用輸出(OUT)引腳實現對ASIC晶片內的OTP存儲器進行增益配置，可完成對封裝後成品MEMS麥克風增益的校準。實施例二
本實施例提供一種單線可編程的MEMS麥克風的編程系統，如圖3所示，該單線可編程的MEMS麥克風的編程系統包括MEMS傳感器1、ASIC晶片2、上位機3。MEMS傳感器I所述MEMS傳感器I用以實現聲電轉換。ASIC晶片2如圖1所示，所述ASIC晶片2與所述MEMS傳感器I相連；所述ASIC晶片2包括主電路模塊、OTP/控制電路模塊、接口電路模塊、OUT接口 ；所述接口電路的輸入端與OUT接口相連，接口電路的一個輸出端與主電路模塊相連，另一個輸出端與OTP/控制電路模塊相連；所述接口電路用以根據OUT接口的電壓控制主電路模塊和OTP/控制電路模塊工作在可編程狀態或常規工作狀態；所述上位機與所述OUT接口相連，用以讀寫ASIC晶片。如圖2所示，所述接口電路模塊23包括電壓比較器231、第一觸發器232、第二觸發器233、上電復位電路234 ;所述電壓比較器231與OUT接口 24相連，用以比較OUT接口的電壓與參考電壓的大小；所述第一觸發器232與電壓比較器231的輸出端相連,用以輸出指示信號給所述主電路模塊21 ;所述第二觸發器233與電壓比較器231的輸出端相連，用以輸出控制信號給所述OTP/控制電路模塊22 ;所述上電復位電路234分別與所述第一觸發器232和第二觸發器233相連，用以控制上電時第一觸發器和第二觸發器的初始值。接口電路模塊實現了輸出引腳(即OUT接口)的復用，可以使ASIC晶片完成進入和退出可編程狀態。接口電路模塊可以根據設定的時序完成對晶片內部OTP存儲器的讀寫操作。所述第一觸發器232可以為D觸發器，所述D觸發器的D輸入端與所述電壓比較器的輸出端相連，D觸發 器的Q輸出端與所述主電路模塊的ENB端相連。所述第二觸發器233也可以為D觸發器，所述D觸發器的D輸入端與電源相連，D觸發器的脈衝輸入端通過一反相器與所述電壓比較器的輸出端相連，D觸發器的Q輸出端與所述OTP/控制電路模塊的RSTB端相連。上位機3如圖3所示，所述上位機3包括雙向接口 31、讀寫控制模塊32 ;所述雙向接口 31與所述OUT接口 24相連；所述讀寫控制模塊32與所述雙向接口 31相連；所述雙向接口 31通過第一開關33與電源相連，所述雙向接口 31通過第二開關34接地，所述電源與雙向接口 31之間連接有一上拉電阻35。圖3顯示了本發明中ASIC晶片於上位機的連接方法，其中上位機與ASIC晶片連接的是一個雙向接口，其中與電源連接的開關(即第一開關)用於產生強上拉信號，與地連接的開關(即第二開關)用於產生下拉信號，當兩個開關都處於斷開狀態時，輸出引腳(即雙向接口)通過一上拉電阻接電源，此時引腳處於弱上拉狀態。另外，有一路讀通路直接讀取引腳的狀態到讀寫控制模塊中。實施例三本實施例提供了一種單線可編程的MEMS麥克風的編程方法，包括以下步驟:步驟一，將ASIC晶片與上位機相連，接通電源。步驟二，上位機讀取ASIC晶片的OUT接口的輸出信號，若輸出信號沒有被強驅動為高電平，則ASIC晶片正常啟動；若所述輸出信號為高電平，則ASIC晶片進入編程模式。本步驟中，上位機和ASIC晶片的具體實現過程如下:
所述上位機包括與所述OUT接口相連的雙向接口，及與所述雙向接口相連的讀寫控制模塊；所述雙向接口通過第一開關與電源相連，所述雙向接口通過第二開關接地，所述電源與雙向接口之間連接有一上拉電阻；當第一開關斷開、第二開關閉合時，雙向接口處於弱下拉至低電平狀態；當第一開關閉合、第二開關斷開時，雙向接口處於強上拉至高電平狀態；當第一開關和第二開關都斷開時，雙向接口處於弱上拉至高電平狀態。所述ASIC晶片包括主電路模塊、OTP/控制電路模塊、接口電路模塊、OUT接口 ；所述接口電路的輸入端與OUT接口相連，接口電路的一個輸出端與主電路模塊相連，另一個輸出端與OTP/控制電路模塊相連；所述接口電路用以根據OUT接口的電壓控制主電路模塊和OTP/控制電路模塊工作在可編程狀態或常規工作狀態；當所述接口電路檢測到OUT接口為高電平時，輸出指示信號給所述主電路模塊，控制主電路模塊不使能；當OUT接口持續為高電平時，接口電路輸出控制信號控制OTP/控制電路模塊復位；當OUT接口為低電平時，接口電路輸出控制信號控制OTP/控制電路模塊結束復位，同時輸出指示信號給所述主電路模塊，控制主電路模塊使能。所述接口電路模塊包括電壓比較器、第一觸發器、第二觸發器、上電復位電路；電壓比較器比較OUT接口的電壓與參考電壓的大小；第一觸發器根據所述電壓比較器的輸出電平輸出指示信號給所述主電路模塊；若電壓比較器的輸出電平為高，則第一觸發器則輸出不使能指示信號給主電路模塊；若電壓比較器的輸出電平為低，則第一觸發器則輸出使能指示信號給主電路模塊；第二觸發器根據所述電壓比較器的輸出電平輸出控制信號給所述OTP/控制電路模塊；若電壓比較器的輸出電平為高，則第二觸發器則輸出復位信號給OTP/控制電路模塊；若電壓比較器的輸出電平為低，貝1J第二觸發器則輸出結束復位信號給OTP/控制電路模塊；上電復位電路控制上電時第一觸發器和第二觸發器的初始值。圖2顯示了接口電路模塊的具體工作方法。為了使晶片進入編程模式，在晶片上電的時候就在引腳上加入強驅動的高電平，並通過比較器檢測這個電平信號，其參考門限可以根據具體的晶片進行設置。在晶片啟動的某個時刻點，這裡是4ms，D觸發器Dl將此信號採入，如果輸出為高，那麼晶片即進入可編程模式，輸出的TMOD信號為指示信號，用來控制晶片內部的主電路。當TMOD為I時，通過控制主電路的ENB引腳使主電路不使能，此時主電路的輸出呈高阻狀態，避免晶片異常工作。在din持續為高的時候，接口電路通過控制OTP/控制電路的RSTB接口使其復位，並在din下降的時候結束復位。POR(上電復位電路)用來控制上電時D觸發器的初始值。如果比較器輸出為低，晶片繼續完成啟動的過程。不進入編程狀態。由於CK的上升沿僅在啟動的時候出現一次，那麼晶片是否進入可編程狀態由，CK上升沿時引腳的電平高低決定。步驟三，上位機對進入編程模式的ASIC晶片進行寫操作。圖4是進入可編程模式的流程圖。當晶片上電後，在4ms時檢測輸出信號，如果輸出沒有被強驅動為高電平，晶片正常啟動，不進入編程模式。當輸出為高電平後，晶片等待輸入密碼。既進行序列檢測。如果密碼錯誤，晶片也不進入編程模式。如果密碼正確。晶片直接進入編程模式。圖5是典型的上電時序圖，其中除了上電時的高電平是強驅信號外，其餘的高電平都為弱上拉信號，此時晶片內部相對與OUT引腳為高阻狀態，其中「I」用大於一定時間(10微秒)的長脈衝表不,「O」用小於一定時間(10微秒)的短脈衝表不。在完成密碼輸入以後，後續的兩個連續的短脈衝表示寫比特位的開始信號，每當寫完一個比特以後，晶片會根據相應的寄存器的值選擇是否下拉引腳，如果是「I」則不下拉，反之下拉。同時上位機會檢測到這個值，即為寄存器中的狀態。這就是讀比特位的一個過程。當完成對所有的比特位的寫操作後，連續的兩個短脈衝表示結束信號。最後上位機產生一任意長的高電平，即為燒熔絲的時間。為了保證足夠的編程電流，每次僅對一個比特寫「I」的操作。所以，本發明有效克服了現有技術中的種種缺點而具高度產業利用價值。上述實施例僅例示性說明本發明的原理及其功效，而非用於限制本發明。任何熟悉此技術的人士皆可在不違背本發明的精神及範疇下，對上述實施例進行修飾或改變。因此，舉凡所屬技術領域中具有通常知識者在未脫離本發明所揭示的精神與技術思想下所完成的一切等效修飾或改變，仍應由本發明的權利要求所涵蓋。
權利要求
1.一種單線可編程的MEMS麥克風，其特徵在於，所述單線可編程的MEMS麥克風封裝有: MEMS傳感器，用以實現聲電轉換； ASIC晶片，與所述MEMS傳感器相連；所述ASIC晶片包括主電路模塊、OTP/控制電路模塊、接口電路模塊、OUT接口、OTP存儲器；所述接口電路的輸入端與OUT接口相連，接口電路的一個輸出端與主電路模塊相連，另一個輸出端與OTP/控制電路模塊相連；0ΤΡ/控制電路模塊與OTP存儲器相連；所述接口電路用以根據OUT接口的電壓控制主電路模塊和OTP/控制電路模塊工作在可編程狀態或常規工作狀態；0ΤΡ/控制電路模塊控制OTP存儲器的讀與。
2.根據權利要求1所述的單線可編程的MEMS麥克風，其特徵在於，所述接口電路模塊包括: 電壓比較器，與OUT接口相連，用以比較OUT接口的電壓與參考電壓的大小； 第一觸發器，與電壓比較器的輸出端相連，用以輸出指示信號給所述主電路模塊； 第二觸發器，與電壓比較器的輸出端相連，用以輸出控制信號給所述OTP/控制電路模塊； 上電復位電路，分別與所述第一觸發器和第二觸發器相連，用以控制上電時第一觸發器和第二觸發器的初始值。
3.根據權利要求2所述的單線可編程的MEMS麥克風，其特徵在於:所述第一觸發器為D觸發器，所述D觸發器的D輸入端與所述電壓比較器的輸出端相連，D觸發器的Q輸出端與所述主電路模塊的ENB端相連。
4.根據權利要求2所述的單線可編程的MEMS麥克風，其特徵在於:所述第二觸發器為D觸發器，所述D觸發器的D輸入端與電源相連，D觸發器的脈衝輸入端通過一反相器與所述電壓比較器的輸出端相連，D觸發器的Q輸出端與所述OTP/控制電路模塊的RSTB端相連。
5.一種權利要求1所述的單線可編程的MEMS麥克風的編程系統，其特徵在於，包括:MEMS傳感器，用以實現聲電轉換； ASIC晶片，與所述MEMS傳感器相連；所述ASIC晶片包括主電路模塊、OTP/控制電路模塊、接口電路模塊、OUT接口、OTP存儲器；所述接口電路的輸入端與OUT接口相連，接口電路的一個輸出端與主電路模塊相連，另一個輸出端與OTP/控制電路模塊相連；0ΤΡ/控制電路模塊與OTP存儲器相連；所述接口電路用以根據OUT接口的電壓控制主電路模塊和OTP/控制電路模塊工作在可編程狀態或常規工作狀態；0ΤΡ/控制電路模塊控制OTP存儲器的讀與; 上位機，與所述OUT接口相連，用以讀寫ASIC晶片。
6.根據權利要求5所述的單線可編程的MEMS麥克風的編程系統，其特徵在於，所述上位機包括: 雙向接口，與所述OUT接口相連； 讀寫控制模塊，與所述雙向接口相連；所述雙向接口通過第一開關與電源相連，所述雙向接口通過第二開關接地，所述電源與雙向接口之間連接有一上拉電阻。
7.根據權利要求5所述的單線可編程的MEMS麥克風的編程系統，其特徵在於，所述接口電路模塊包括: 電壓比較器，與OUT接口相連，用以比較OUT接口的電壓與參考電壓的大小； 第一觸發器，與電壓比較器的輸出端相連，用以輸出指示信號給所述主電路模塊； 第二觸發器，與電壓比較器的輸出端相連，用以輸出控制信號給所述OTP/控制電路模塊； 上電復位電路，分別與所述第一觸發器和第二觸發器相連，用以控制上電時第一觸發器和第二觸發器的初始值。
8.根據權利要求7所述的單線可編程的MEMS麥克風的編程系統，其特徵在於:所述第一觸發器為D觸發器，所述D觸發器的D輸入端與所述電壓比較器的輸出端相連，D觸發器的Q輸出端與所述主電路模塊的ENB端相連。
9.根據權利要求7所述的單線可編程的MEMS麥克風的編程系統，其特徵在於:所述第二觸發器為D觸發器，所述D觸發器的D輸入端與電源相連，D觸發器的脈衝輸入端通過一反相器與所述電壓比較器的輸出端相連，D觸發器的Q輸出端與所述OTP/控制電路模塊的RSTB端相連。
10.一種權利要求5所述的單線可編程的MEMS麥克風的編程方法，其特徵在於，包括以下步驟: 步驟一，將ASIC晶片與上位機相連，接通電源； 步驟二，上位機讀取ASIC晶片的OUT接口的輸出信號，若輸出信號沒有被強驅動為高電平，則ASIC晶片正常啟動；若所述輸出信號為高電平，則ASIC晶片進入編程模式； 步驟三，上位機對進入編程模式的ASIC晶片進行寫操作。
11.根據權利要求10所述的單線可編程的MEMS麥克風的編程方法，其特徵在於:所述上位機包括與所述OUT接口相連的雙向接口，及與所述雙向接口相連的讀寫控制模塊；所述雙向接口通過第一開關與電源相連，所述雙向接口通過第二開關接地，所述電源與雙向接口之間連接有一上拉電阻； 當第一開關斷開、第二開關閉合時，雙向接口處於弱下拉至低電平狀態； 當第一開關閉合、第二開關斷開時，雙向接口處於強上拉至高電平狀態； 當第一開關和第二開關都斷開時，雙向接口處於弱上拉至高電平狀態。
12.根據權利要求10所述的單線可編程的MEMS麥克風的編程方法，其特徵在於:所述ASIC晶片包括主電路模塊、OTP/控制電路模塊、接口電路模塊、OUT接口、OTP存儲器；所述接口電路的輸入端與OUT接口相連，接口電路的一個輸出端與主電路模塊相連，另一個輸出端與OTP/控制電路模塊相連；0ΤΡ/控制電路模塊與OTP存儲器相連；所述接口電路用以根據OUT接口的電壓控制主電路模塊和OTP/控制電路模塊工作在可編程狀態或常規工作狀態；0ΤΡ/控制電路模塊控制OTP存儲器的讀寫； 當所述接口電路檢測到OUT接口為高電平時，輸出指示信號給所述主電路模塊，控制主電路模塊不使能；當OUT接口持續為高電平時，接口電路輸出控制信號控制OTP/控制電路模塊復位； 當OUT接口為低電平時， 接口電路輸出控制信號控制OTP/控制電路模塊結束復位，同時輸出指示信號給所述主電路模塊，控制主電路模塊使能。
13.根據權利要求12所述的單線可編程的MEMS麥克風的編程方法，其特徵在於:所述接口電路模塊包括電壓比較器、第一觸發器、第二觸發器、上電復位電路； 電壓比較器比較OUT接口的電壓與參考電壓的大小； 第一觸發器根據所述電壓比較器的輸出電平輸出指示信號給所述主電路模塊；若電壓比較器的輸出電平為高，則第一觸發器則輸出不使能指示信號給主電路模塊；若電壓比較器的輸出電平為低，則第一觸發器則輸出使能指示信號給主電路模塊； 第二觸發器根據所述電壓比較器的輸出電平輸出控制信號給所述OTP/控制電路模塊；若電壓比較器的輸出電平為高，貝1J第二觸發器則輸出復位信號給OTP/控制電路模塊；若電壓比較器的輸出電平為低，貝1J第二觸發器則輸出結束復位信號給OTP/控制電路模塊；上電復位電路控制上電時 第一觸發器和第二觸發器的初始值。
全文摘要
本發明提供一種單線可編程的MEMS麥克風及其編程方法和系統，該單線可編程的MEMS麥克風包括相連的MEMS傳感器和ASIC晶片；MEMS傳感器用以實現聲電轉換；ASIC晶片包括主電路模塊、OTP/控制電路模塊、接口電路模塊、OUT接口、OTP存儲器；接口電路的輸入端與OUT接口相連，接口電路的一個輸出端與主電路模塊相連，另一個輸出端與OTP/控制電路模塊相連；OTP/控制電路模塊與OTP存儲器相連；接口電路用以根據OUT接口的電壓控制主電路模塊和OTP/控制電路模塊工作在可編程狀態或常規工作狀態；OTP/控制電路模塊控制OTP存儲器的讀寫。本發明可以實現MEMS麥克風OUT接口的復用，並通過復用OUT接口實現對ASIC晶片內的OTP存儲器進行增益配置，進而完成對封裝後成品MEMS麥克風增益的校準。
文檔編號H04R19/04GK103209379SQ20121001144
公開日2013年7月17日 申請日期2012年1月16日 優先權日2012年1月16日
發明者葉菁華 申請人:上海耐普微電子有限公司