專利名稱:用在數字式電子儀器方面的集成電路的制作方法
這個發明是關于集成電路(IC)的，該IC用在象電視、磁帶錄像機(VTR)、磁帶錄音機那樣的電子儀器里。IC對測試系統特別有用，通過那些儀器里裝有的內部總線，用計算機在外部實現調整工作。
視頻的或音頻的設備，那象數字化的電視，磁帶錄像機，磁帶錄音機，最近已經商品化了。大部分那樣數字化儀器，都使用內部總線與CPU(中央處理器)、存儲器和其他控制電路相連。為了控制電子儀器內部電路的工作，CPU在正常工作時，為電子儀器的每一個電路，提取控制信號，存儲在象只讀存儲器(ROM)那樣的存儲器里，然后通過內部總線，發送提取的信號到適當的電路。另外，CPU可以直接響應從鍵盤或者遙控設備輸入的手動輸入信號，直接控制設備的電路。通常，上述內部總線不是二線型式就是三線型式。二線內部總線是由一條數據傳輸線和一條時鐘傳輸線組成。兩線內部總線可以使用通訊系統，已發表在日本專利，未審查的申請公開號№sho，57-106、262，另一方面，三線總線由數據傳輸線、時鐘傳輸線和所謂的識別信號組成。用識別信號來識別數據傳輸線來的數據塊特征。能安裝內部總線的儀器，在它裝配和工作時，如果標準化、集中化、簡化測試內部電路，就可能實現包括制造成本在內的全部成本的降低。
發明的目的，是為有內部總線系統的電子儀器，提供一個集成電路，在電子儀器裝配和工作時，用那個內部總線系統，測試電子儀器的內部電路。
使用該集成電路可以達到上述目的，這個集成電路包括a)容易控制的大多數模擬電路。
b)按照選擇信號，容易控制的開關電路，用開關電路是為了從模擬電路選擇一個輸出信號。
c)開關控制電路，它是為了輸出選擇信號，響應外部命令。
d)模數轉換器，它是把從模擬電路來的傳輸信號轉換成數據串信號，這個模擬電路是靠開關電路來選擇的。
e)數摸轉換器，它是把數字控制信號轉換成相應的模擬信號。
f)總線接口電路，借助于它，把從模數轉換器發送來的信號轉換成數字，進入它里邊，借助于它，發送數字信號，通過模數轉換器，轉到模擬電路。
按照現在的發明，該集成電路的用途是裝有內部總線的電子儀器，允許通過外部計算機、遙控者，控制一個或者多個裝有集成電路的電路。因此，在電子儀器裝配和工作時，在集成電路方面，容易實現對電路的測試。另外，用普通計算機或者指揮人員測試許多電子儀器，以便標準化，和實現集成測試系統。
從附圖的描述，在圖里用數字表示相對應的元件，可以對這個發明獲得更全面的理解。
圖1，是一個電子儀器的簡單方框圖，對這個儀器本發明是適用的。
圖2，是要測試的電視最佳方案的簡單方框圖。
圖3，是一個測試系統另一個最佳方案的簡單連接圖，按本發明，對各種電子儀器都適用。
圖4，表示雙線串聯母線的簡圖。
圖5，表示三線串聯母線的簡圖。
圖6，表示一個總線轉換器的簡單方框圖。
圖7，表示在圖6電路工作的時序圖。
最佳方案的詳細描述。
為了加深理解這個發明，要參考這些簡圖，圖1是電子儀器方框圖，本發明對這個電子儀器是適用的。
在圖1中第一個集成塊2、第二個集成塊3，CPU(中央處理器)4、電子儀器1中安裝一個存儲器5，通過總線6連接這些方框圖，總線6終止于控制器7，并引出電子儀器1的輸出，測試電子儀器1的外部計算機8，通過另一個總線22和連接器7相連，計算機8連到顯示單元9，例如，CRT監視器，以便顯示測試結果。
上述第一個集成器件2，由總線接口10，數模轉換11，模擬電路A-E，開關電路12，開關控制電路13和模數轉換器14組成。從中央處理單元CPU4來的數字控制信號，經過總線6和總線接口10，發送至數模轉換器11和開關控制電路13，A-E電路的兩個識別控制信號要被控制，并指定電路A-E是怎樣工作。
D/A轉換器11將收到的數字信號轉換為模擬信號，然后把模擬信號送到指定的A-E電路。開關控制電路13連接到指定的A-E電路的輸出端，A/D轉換器14，通過驅動導線2到達一個相應接觸位置a-e，然后A/D轉換器14，把輸出模擬信號轉換成相應的數字信號，通過總線接口10，返回到總線6。上述電路A-E，容易地通過中央處理器CPU4控制，并通過計算機8測試電路A-E。在這個器件中，集成塊內安裝了五個不同的控制電路。
第二個集成塊3，由一個總線接口15、一個模數轉換器16、開關電路17、開關控制電路18和輸入端19、20、21組成，并將開關電路連接到外圍電路。上述的總線接口15連到總線6。輸入端19、20、21連到三個外圍電路F、G、H輸出端，這些外圍電路F、G、H是分離電路而不是集成電路，也不受CPU4的控制，由開關電路17和開關控制電路18選擇從外部電路F、G、H來的輸入信號，通過A/D變換器16和總線接口15加到總線6。
下面解釋在電子儀器安裝和維修時這個系統的工作那將很清楚，在安裝和工作時，為了測試需要，將使用分離計算機8，在裝配調測時，一個鍵盤用作手動輸入器件，操作計算機8，為了產生相應控制信號的數字信號，通過總線22、連接器7和總線6，送該數據進入第一和第二集成塊2和3，在第一集成塊2中，通過總線接口10，鎖存這個數據，由D/A轉換器11，轉換這個鎖存數據成為相應的模擬控制信號，并送至電路A-E。由聯合控制信號請求由控制信號值所決定的輸出信號代碼來控制電路A-E，最終將輸出信號轉換為數字信號，通過總線接口10、總線6、22，返回到計算機8。
顯示單元9，將電路A-E測試結果在屏幕上顯示出來。由知道該信號特征的人比較這些結果。如果必要，操作者通過鍵盤調整輸入控制信號，以引出需要的信號。通過顯示圖像的方法證實A-E電路正在正確的工作。操作者操作鍵盤，為電路A-E在存儲器5存儲輸入控制值，待正常工作時使用。
當電子器件1工作時，中央處理器CPU4，從存儲器5讀記錄的參考值，A-E每個電路根據讀出的數據完成所需要的操作。在另一方面，外部必須控制外圍電路F、G、H，用來改變表示他們工作狀態的輸出信號。由第二個集成塊3接收輸出信號，通過輸出端19、20、21，分別和開關電路17的f、g、h相接。開關電路17根據從計算機來的信號，依次或者任意選擇，連接F、G、H，從F-H電路來的選擇輸入信號，通過A/D轉換器16被轉換成數字信號，通過總線接口電路15和總線6、22送到計算機8。顯示單元9，為外圍電路F、G、H在屏幕上顯示實驗結果。工作時，在錯誤分析情況下，服務定位計算機8連到總線22，操作者通過這個鍵盤，根據進入A-E電路的特定地址選擇要測試的電路A-H。
在裝配時，根據電路的選擇，計算機8選取存儲器5中適當的輸入控制值，然后輸出控制信號到A-E指定的電路，并到開關電路13或18。此后通過鍵盤，操作者命令計算機8通過總線22、6取樣指定電路的輸出值，計算機8在一個相應的軟件包里保持以前準備的輸出電平參數，表示相應電路A-E的正確工作。
為了識別指定電路的狀態，計算機8比較來自總線22的電路輸出和相應存儲電平，把比較的結果在顯示單元9顯示，如果對所有的電路進行比較，故障電路即使有也能定位。在這個例子中，在裝配時，使用計算機8，測試電路A-E，存儲器存儲的測試程序，通過遙控，可以把所有需要的參考數據加入電子儀器，通過這個特殊的遙控裝置，根據上述程序，可以把存儲器5和電路A-E跨接在總線6上。
圖2是一個有內部總線的電視方框圖，對于那個電視，本發明是適用的。在圖2，CPU4，存儲器5、總線6、22和計算機8，使用的標志數字和圖1一樣。在圖2表示的電視里，圖1中表示控制電路A-E，在圖2中對應音頻處理電路25、視頻控制電路26、視頻處理電路27，和偏轉控制電路28，在正常工作時，CPU控制鎖相環電路，它與上述電路25-28每一個同步手動調諧器31和由鍵盤29或者一個遙控器發出的指令相一致。手動調頻、音量調諧，圖像調諧、類似地調節，可以顯示在顯示單元33。在圖2中，34表示遙控信號接收器，35表示中頻放大器，36、37表示關于CRT偏轉線圈，38表示音頻功率放大器，39表示視頻功率放大器、40表示陰極射線管。
在裝配和工作時，為了測試和調諧，可以象圖1那樣，使用計算機8和控制器30，可以調諧的項目例如包括在水平和垂直方向的電子束參數，線性、寬度，定點失真。顏色的調整白色的均衡、截止點，驅動紅綠藍信號，用于CRT40的截止偏壓調整。
另外，在工作時，可能記錄從測試獲得的不同數據，存儲在存儲器里，或外部介質里，通過電話線可以交替地送到集中控制計算機里。中央計算機，根據從終端來的數據準備文件，并且能提供這些文件給設計、生產、材料和維修部門。
圖3表示一個結構圖，對本發明是適用的。在圖中、電視45，磁帶錄像機46、磁帶錄音機47。每一個有如圖1所表示的內部總線6、為了測試和可能調諧，共同連到計算機8。在這種情況下，商業通用的個人計算機做為計算機8。電視測試盒48，視頻測試盒49，磁帶錄音機測試盒50，按照要測試的各種儀器45、46、47分別連到計算機8上。每一個盒式磁帶機48、49、50包含一個數據存儲介質，例如，磁帶、軟磁盤，備有一定程序的只讀存儲器ROM，并且數據存儲器是專門為了相應儀器的測試和調整。另外為計算機8的鍵盤配備了特殊的鍵盤52、53、54。
通過總線22和連接器7、連接計算機8到每個儀器的總線6。
①因為在這些方案中，只要根據測試和調節操作的設備種類更換軟件，計算機8就可以用來測試各種不同的電子設備。有關的計算機硬件和互連完全是標準化的。
即然已經描述了測試操作、兩線制和三線制之間的數據轉換，將在下面描述。近來兩線或三線串連總線通常使用在上述的內部總線內。
圖4表示信號通過二線總線的數據包型式。兩線制總線的第一條傳輸線，傳輸數據串D2，第二條傳輸時鐘信號Cl2，每一數據包含a)第一位信號表示數據的開始。
b)7位地址信號，表示一個地址，分配到控制電路。
c)一比特R/W(讀/寫)信號表示無論什么時候下列數據是要送到指定控制電路或從指定電路取走。
d)一比特ACK(肯定字符)信號告訴計算機，指定的控制電路已經收到數據。
e)8位數據表示調整值。
f)需要的n列數據包，每8位加一位ACK信號。
g)一位一比特停止信號。
圖5表示通過三線總線要傳輸信號的格式。
第一條傳輸線傳輸串行數據D3，第二條傳輸線傳輸時鐘信號CL3，而第三條傳輸線傳輸一個識別信號ID，識別數據的類型、地址或數據通常用串行數據編碼。
圖5，表示通過三線總線要傳輸信號的格式。第一條傳輸線，傳輸串行數據D3，第二條傳輸線傳輸時鐘信號CL3，而第三條傳輸線傳輸一個識別信號ID，識別數據的類型，地址或數據，通常用于串行數據編碼。
每位數據包，用一比特信號開始起動，指示下列8位ID數據，越過D3，表示一個地址。兩個8比特字節數據，直接跟著8位地址。在整個16位數據傳送期間，識別信號是高電平。然后，最終通過D3線，得到一個表示數據包終了的一個停止位，在它返回到高電平之前，再次暫短地變為低電平。
圖6，表示總線轉換器的最佳方案，把從兩條總線來的信號，轉換合三條總線來的信號。
圖7，是一個如圖6所示的總線轉換器的時間圖，在圖6和圖7中，串聯數據線D2連到輸入端61，而如圖4所示的時鐘線CL2連到另一輸入端62。首先，當由開始/停止檢測電路63在數據線D2檢測一比特起動信號時，觸發器電路(F/F)64的Q輸出端升到高電平。移位寄存器65和計數器66的復位端(R)，被連到觸發器電路64的輸出端Q，而且在響應Q端輸出的上升沿時復位。當復位65、66這些電路時，移位寄存器65開始通過門67并在它的數據端D讀由D2接收到的數據串，并與時鐘CL2同步，同時計數器66開始對時鐘脈沖CL2計數。
譯碼器68從計數器66收到一個5比特寬的并行計數值，在數據包D2內，指示輸出脈沖的重要計數位置，特別是8比特，9比特、17比特、和18比特脈沖，分別與讀寫(R/W)比特，第一肯定字符比特(ACK)、第二肯定字符比特(ACK)，和停止比特相對應。在總線轉換器中，這四條輸出線被連接到不同的邏輯電路。
特別是控制電路69，直接接收8比特脈沖，而9比特和18比特脈沖，通過一個公共或門70。控制電路69產生一個選通信號SO、這個信號在響應9比特或18比特脈沖時，使門67導組，而在響應8比特脈沖時，不導通。這用來阻擋從數據包D2來的讀/寫和第一個肯定字符(ACK)，這樣使后者更清楚。
從譯碼器68來的第17比特脈沖，被送到與門72，與門也收到來自反相器71的反相時鐘脈沖CL2，然后連到移位寄存器65的時鐘端C。與門輸出信號被送到鎖存器73的置位端S1，在響應這個置位信號后，鎖存器73鎖存數據串中15個有意義的比特脈沖。即保存在移位寄存器中的7位地址和8位數據。然后，借助于數據轉換器ROM(只讀存儲器)74，把這15比特數據轉換成三條總線型式中的16比特模式。
從譯碼器68來的8比特脈沖，也加到另一與門75，那個門也收到從反相器71來的反相時鐘脈沖CL2。由與門75來的輸出信號，被送到另一移位寄存器76的置位端S，信號發生器的時鐘信號CL3和識別信號ID，作為置位信號S2。該移位寄存器76，從只讀存儲器(ROM)74取轉換數據，響應復位信號S2。
當開始/停止檢測電路63，檢測出停止信號時，觸發器電路64的輸出端Q，降到低(L)電平。
上述提到的信號發生器77，產生時鐘脈沖CL3和一個識別信號ID，做為三條總線。時鐘脈沖CL3，以要求的頻率從輸出端輸出，經常地被用來讀移位寄存器76的內容。
識別信號通過輸出端80，直接連到信號發生器77。最后移位寄存器76的內容，即8位地址和8位數據，通過另一個輸出端78串聯輸出。
另外，上述提到總線轉換器的例子，把數據類型從二線制總線轉換到三線制總線，另一個總線轉換器，把數據類型從三線制轉換到二線制總線，可以交替地使用。上述提到的總線轉換器，可以在電子儀器內安裝。
權利要求
1.對于有內部總線的一個電子儀器的集成電路器件其特征是a)數模轉換器，為了轉換數字控制信號到相應的模擬控制信號。b)大多數電路，根據得到的模擬控制信號進行控制，完成特殊的功能。c)為了選擇上述許多電路的任何一個開關電路。d)開關控制電路，為了控制開關電路，按照收到的選擇信號，選擇上述許多電路的任何一個。e)模數轉換器，為了轉換從開關電路來的輸出信號變成數字信號。f)總線接口電路，為了發送從上述內部總線來的上述串聯數字控制信號到上述的數據轉換器，送上述選擇信號到開關控制電路。
2.集成電路根據權利要求
1，特征是開關電路連在上述多數電路的輸出部分，和模擬轉換器之間，按照從上述開關電路來的輸出信號，選擇從多數電路來的輸出信號。
3.集成電路根據權利要求
1，其特征是通過上述接口電路，把計算機連到上述內部總線。為了測試上述多數電路的特殊功能。
4.集成電路根據權利要求
1，把集成電路和各種電子儀器相結合，其特征是通過上述總線接口電路，把計算機和各儀器的內部總線相連接，為了測試多數電路的特殊功能。
專利摘要
對有內部總線的電子儀器，它包括
文檔編號H01L27/00GK85101635SQ85101635
公開日1987年1月24日 申請日期1985年4月1日
發明者森園正彥, 茂本尚雄 申請人:索尼公司導出引文BiBTeX, EndNote, RefMan