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(tǒng)的制作方法
技術領域：
本發(fā)明屬于電子器件技術領域，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(tǒng)。
背景技術：
MEMS (Micro Electromechanical System,微電子機械系統(tǒng))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。由于工藝制造上的偏差，MEMS傳感器的靈敏度也存在偏差，例如對于一個_42dB靈敏度的傳感器可能存在±4dB的偏差。在某些應用環(huán)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，那么在ASIC中調(diào)節(jié)電路的增益就成為一個比較好的實現(xiàn)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。由于成品封裝的MEMS麥克風僅有AVDD、AGND和OUT三個引腳，不可能使用多余的弓I腳來完成上述方案。此外，在ASIC芯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(fā)明內(nèi)容
鑒于以上所述現(xiàn)有技術的缺點，本發(fā)明的目的在于提供一種單線可編程的MEMS麥克風及其編程方法和系統(tǒng)，該MEMS麥克風可以通過現(xiàn)有的封裝引腳直接配置ASIC芯片的增益。為實現(xiàn)上述目的及其他相關目的，本發(fā)明提供一種單線可編程的MEMS麥克風及其編程方法和系統(tǒng)。一種單線可編程的MEMS麥克風，包括MEMS傳感器和ASIC芯片；所述MEMS傳感器用以實現(xiàn)聲電轉(zhuǎn)換；所述ASIC芯片與所述MEMS傳感器相連；所述ASIC芯片包括主電路模塊、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(jù)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(tài)或常規(guī)工作狀態(tài)；0ΤΡ/控制電路模塊控制OTP存儲器的讀寫。作為本發(fā)明的一種優(yōu)選方案，所述接口電路模塊包括電壓比較器、第一觸發(fā)器、第二觸發(fā)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??；所述第一觸發(fā)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(fā)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(fā)器和第二觸發(fā)器相連，用以控制上電時第一觸發(fā)器和第二觸發(fā)器的初始值。作為本發(fā)明的另一種優(yōu)選方案，所述第一觸發(fā)器為D觸發(fā)器，所述D觸發(fā)器的D輸入端與所述電壓比較器的輸出端相連，D觸發(fā)器的Q輸出端與所述主電路模塊的ENB端相連。作為本發(fā)明的再一種優(yōu)選方案，所述第二觸發(fā)器為D觸發(fā)器，所述D觸發(fā)器的D輸入端與電源相連，D觸發(fā)器的脈沖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(fā)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(tǒng)，包括MEMS傳感器、ASIC芯片、上位機；所述MEMS傳感器用以實現(xiàn)聲電轉(zhuǎn)換；所述ASIC芯片與所述MEMS傳感器相連；所述ASIC芯片包括主電路模塊、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(jù)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(tài)或常規(guī)工作狀態(tài)；OTP/控制電路模塊控制OTP存儲器的讀寫。作為本發(fā)明的一種優(yōu)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(fā)明的另一種優(yōu)選方案，所述接口電路模塊包括電壓比較器、第一觸發(fā)器、第二觸發(fā)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??；所述第一觸發(fā)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(fā)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(fā)器和第二觸發(fā)器相連，用以控制上電時第一觸發(fā)器和第二觸發(fā)器的初始值。作為本發(fā)明的再一種優(yōu)選方案，所述第一觸發(fā)器為D觸發(fā)器，所述D觸發(fā)器的D輸入端與所述電壓比較器的輸出端相連，D觸發(fā)器的Q輸出端與所述主電路模塊的ENB端相連。作為本發(fā)明的再一種優(yōu)選方案，所述第二觸發(fā)器為D觸發(fā)器，所述D觸發(fā)器的D輸入端與電源相連，D觸發(fā)器的脈沖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(fā)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芯片與上位機相連，接通電源；步驟二，上位機讀取ASIC芯片的OUT接口的輸出信號，若輸出信號沒有被強驅(qū)動為高電平，則ASIC芯片正常啟動；若所述輸出信號為高電平，則ASIC芯片進入編程模式；步驟三，上位機對進入編程模式的ASIC芯片進行寫操作。作為本發(fā)明的一種優(yōu)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?shù)谝婚_關斷開、第二開關閉合時，雙向接口處于弱下拉至低電平狀態(tài)；當?shù)谝婚_關閉合、第二開關斷開時，雙向接口處于強上拉至高電平狀態(tài)；當?shù)谝婚_關和第二開關都斷開時，雙向接口處于弱上拉至高電平狀態(tài)。作為本發(fā)明的另一種優(yōu)選方案，所述ASIC芯片包括主電路模塊、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(jù)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(tài)或常規(guī)工作狀態(tài)；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(xù)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(fā)明的再一種優(yōu)選方案，所述接口電路模塊包括電壓比較器、第一觸發(fā)器、第二觸發(fā)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??；第一觸發(fā)器根據(jù)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(fā)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(fā)器則輸出使能指示信號給主電路模塊；第二觸發(fā)器根據(jù)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(fā)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(fā)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(fā)器和第二觸發(fā)器的初始值。如上所述，本發(fā)明所述的單線可編程的MEMS麥克風及其編程方法和系統(tǒng)，具有以下有益效果:本發(fā)明所述的單線可編程的MEMS麥克風及其編程方法和系統(tǒng)可以實現(xiàn)MEMS麥克風OUT接口的復用，并通過復用OUT接口實現(xiàn)對ASIC芯片內(nèi)的OTP存儲器進行增益配置，進而完成對封裝后成品MEMS麥克風增益的校準。


圖1為本發(fā)明所述的單線可編程的MEMS麥克風的結構框圖。圖2為本發(fā)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(fā)明所述的單線可編程的MEMS麥克風的編程系統(tǒng)的結構框圖。圖4為本發(fā)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 芯片；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(fā)明的實施方式，本領域技術人員可由本說明書所揭露的內(nèi)容輕易地了解本發(fā)明的其他優(yōu)點與功效。本發(fā)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(jié)也可以基于不同觀點與應用，在沒有背離本發(fā)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(fā)明的基本構想，遂圖式中僅顯示與本發(fā)明中有關的組件而非按照實際實施時的組件數(shù)目、形狀及尺寸繪制，其實際實施時各組件的型態(tài)、數(shù)量及比例可為一種隨意的改變，且其組件布局型態(tài)也可能更為復雜。下面結合附圖對本發(fā)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芯片2，MEMS傳感器I和ASIC芯片2相連。

MEMS傳感器I所述MEMS傳感器I用以實現(xiàn)聲電轉(zhuǎn)換。ASIC芯片2所述ASIC芯片2與所述MEMS傳感器I相連。所述ASIC芯片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(jù)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(tài)或常規(guī)工作狀態(tài)。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(nèi)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(fā)器232、第二觸發(fā)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??；所述第一觸發(fā)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(fā)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(fā)器232和第二觸發(fā)器233相連，用以控制上電時第一觸發(fā)器和第二觸發(fā)器的初始值。接口電路模塊實現(xiàn)了輸出引腳(即OUT接口)的復用，可以使ASIC芯片完成進入和退出可編程狀態(tài)。接口電路模塊可以根據(jù)設定的時序完成對芯片內(nèi)部OTP存儲器的讀寫操作。所述第一觸發(fā)器232可以為D觸發(fā)器，所述D觸發(fā)器的D輸入端與所述電壓比較器的輸出端相連，D觸發(fā)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(fā)器233也可以為D觸發(fā)器，所述D觸發(fā)器的D輸入端與電源相連，D觸發(fā)器的脈沖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(fā)器的Q輸出端與所述OTP/控制電路模塊的RSTB端相連。本發(fā)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(xiàn)對ASIC芯片內(nèi)的OTP存儲器進行增益配置，可完成對封裝后成品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(tǒng)，如圖3所示，該單線可編程的MEMS麥克風的編程系統(tǒng)包括MEMS傳感器1、ASIC芯片2、上位機3。MEMS傳感器I所述MEMS傳感器I用以實現(xiàn)聲電轉(zhuǎn)換。ASIC芯片2如圖1所示，所述ASIC芯片2與所述MEMS傳感器I相連；所述ASIC芯片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(jù)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(tài)或常規(guī)工作狀態(tài)；所述上位機與所述OUT接口相連，用以讀寫ASIC芯片。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(fā)器232、第二觸發(fā)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??；所述第一觸發(fā)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(fā)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(fā)器232和第二觸發(fā)器233相連，用以控制上電時第一觸發(fā)器和第二觸發(fā)器的初始值。接口電路模塊實現(xiàn)了輸出引腳(即OUT接口)的復用，可以使ASIC芯片完成進入和退出可編程狀態(tài)。接口電路模塊可以根據(jù)設定的時序完成對芯片內(nèi)部OTP存儲器的讀寫操作。所述第一觸發(fā)器232可以為D觸發(fā)器，所述D觸發(fā)器的D輸入端與所述電壓比較器的輸出端相連，D觸發(fā) 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(fā)器233也可以為D觸發(fā)器，所述D觸發(fā)器的D輸入端與電源相連，D觸發(fā)器的脈沖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(fā)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(fā)明中ASIC芯片于上位機的連接方法，其中上位機與ASIC芯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)用于產(chǎn)生強上拉信號，與地連接的開關(即第二開關)用于產(chǎn)生下拉信號，當兩個開關都處于斷開狀態(tài)時，輸出引腳(即雙向接口)通過一上拉電阻接電源，此時引腳處于弱上拉狀態(tài)。另外，有一路讀通路直接讀取引腳的狀態(tài)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芯片與上位機相連，接通電源。步驟二，上位機讀取ASIC芯片的OUT接口的輸出信號，若輸出信號沒有被強驅(qū)動為高電平，則ASIC芯片正常啟動；若所述輸出信號為高電平，則ASIC芯片進入編程模式。本步驟中，上位機和ASIC芯片的具體實現(xiàn)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?shù)谝婚_關斷開、第二開關閉合時，雙向接口處于弱下拉至低電平狀態(tài)；當?shù)谝婚_關閉合、第二開關斷開時，雙向接口處于強上拉至高電平狀態(tài)；當?shù)谝婚_關和第二開關都斷開時，雙向接口處于弱上拉至高電平狀態(tài)。所述ASIC芯片包括主電路模塊、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(jù)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(tài)或常規(guī)工作狀態(tài)；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(xù)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(fā)器、第二觸發(fā)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??；第一觸發(fā)器根據(jù)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(fā)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(fā)器則輸出使能指示信號給主電路模塊；第二觸發(fā)器根據(jù)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(fā)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(fā)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(fā)器和第二觸發(fā)器的初始值。圖2顯示了接口電路模塊的具體工作方法。為了使芯片進入編程模式，在芯片上電的時候就在引腳上加入強驅(qū)動的高電平，并通過比較器檢測這個電平信號，其參考門限可以根據(jù)具體的芯片進行設置。在芯片啟動的某個時刻點，這里是4ms，D觸發(fā)器Dl將此信號采入，如果輸出為高，那么芯片即進入可編程模式，輸出的TMOD信號為指示信號，用來控制芯片內(nèi)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(tài)，避免芯片異常工作。在din持續(xù)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，并在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(fā)器的初始值。如果比較器輸出為低，芯片繼續(xù)完成啟動的過程。不進入編程狀態(tài)。由于CK的上升沿僅在啟動的時候出現(xiàn)一次，那么芯片是否進入可編程狀態(tài)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芯片進行寫操作。圖4是進入可編程模式的流程圖。當芯片上電后，在4ms時檢測輸出信號，如果輸出沒有被強驅(qū)動為高電平，芯片正常啟動，不進入編程模式。當輸出為高電平后，芯片等待輸入密碼。既進行序列檢測。如果密碼錯誤，芯片也不進入編程模式。如果密碼正確。芯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(qū)信號外，其余的高電平都為弱上拉信號，此時芯片內(nèi)部相對與OUT引腳為高阻狀態(tài)，其中“I”用大于一定時間(10微秒)的長脈沖表不,“O”用小于一定時間(10微秒)的短脈沖表不。在完成密碼輸入以后，后續(xù)的兩個連續(xù)的短脈沖表示寫比特位的開始信號，每當寫完一個比特以后，芯片會根據(jù)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(tài)。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后，連續(xù)的兩個短脈沖表示結束信號。最后上位機產(chǎn)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(fā)明有效克服了現(xiàn)有技術中的種種缺點而具高度產(chǎn)業(yè)利用價值。上述實施例僅例示性說明本發(fā)明的原理及其功效，而非用于限制本發(fā)明。任何熟悉此技術的人士皆可在不違背本發(fā)明的精神及范疇下，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(fā)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(fā)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，其特征在于，所述單線可編程的MEMS麥克風封裝有: MEMS傳感器，用以實現(xiàn)聲電轉(zhuǎn)換； ASIC芯片，與所述MEMS傳感器相連；所述ASIC芯片包括主電路模塊、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(jù)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(tài)或常規(guī)工作狀態(tài)；0ΤΡ/控制電路模塊控制OTP存儲器的讀與。
2.根據(jù)權利要求1所述的單線可編程的MEMS麥克風，其特征在于，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?。? 第一觸發(fā)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(fā)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(fā)器和第二觸發(fā)器相連，用以控制上電時第一觸發(fā)器和第二觸發(fā)器的初始值。
3.根據(jù)權利要求2所述的單線可編程的MEMS麥克風，其特征在于:所述第一觸發(fā)器為D觸發(fā)器，所述D觸發(fā)器的D輸入端與所述電壓比較器的輸出端相連，D觸發(fā)器的Q輸出端與所述主電路模塊的ENB端相連。
4.根據(jù)權利要求2所述的單線可編程的MEMS麥克風，其特征在于:所述第二觸發(fā)器為D觸發(fā)器，所述D觸發(fā)器的D輸入端與電源相連，D觸發(fā)器的脈沖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(fā)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(tǒng)，其特征在于，包括:MEMS傳感器，用以實現(xiàn)聲電轉(zhuǎn)換； ASIC芯片，與所述MEMS傳感器相連；所述ASIC芯片包括主電路模塊、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(jù)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(tài)或常規(guī)工作狀態(tài)；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芯片。
6.根據(jù)權利要求5所述的單線可編程的MEMS麥克風的編程系統(tǒng)，其特征在于，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(jù)權利要求5所述的單線可編程的MEMS麥克風的編程系統(tǒng)，其特征在于，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(fā)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(fā)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(fā)器和第二觸發(fā)器相連，用以控制上電時第一觸發(fā)器和第二觸發(fā)器的初始值。
8.根據(jù)權利要求7所述的單線可編程的MEMS麥克風的編程系統(tǒng)，其特征在于:所述第一觸發(fā)器為D觸發(fā)器，所述D觸發(fā)器的D輸入端與所述電壓比較器的輸出端相連，D觸發(fā)器的Q輸出端與所述主電路模塊的ENB端相連。
9.根據(jù)權利要求7所述的單線可編程的MEMS麥克風的編程系統(tǒng)，其特征在于:所述第二觸發(fā)器為D觸發(fā)器，所述D觸發(fā)器的D輸入端與電源相連，D觸發(fā)器的脈沖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(fā)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，其特征在于，包括以下步驟: 步驟一，將ASIC芯片與上位機相連，接通電源； 步驟二，上位機讀取ASIC芯片的OUT接口的輸出信號，若輸出信號沒有被強驅(qū)動為高電平，則ASIC芯片正常啟動；若所述輸出信號為高電平，則ASIC芯片進入編程模式； 步驟三，上位機對進入編程模式的ASIC芯片進行寫操作。
11.根據(jù)權利要求10所述的單線可編程的MEMS麥克風的編程方法，其特征在于: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?shù)谝婚_關斷開、第二開關閉合時，雙向接口處于弱下拉至低電平狀態(tài)； 當?shù)谝婚_關閉合、第二開關斷開時，雙向接口處于強上拉至高電平狀態(tài)； 當?shù)谝婚_關和第二開關都斷開時，雙向接口處于弱上拉至高電平狀態(tài)。
12.根據(jù)權利要求10所述的單線可編程的MEMS麥克風的編程方法，其特征在于:所述ASIC芯片包括主電路模塊、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(jù)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(tài)或常規(guī)工作狀態(tài)；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(xù)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(jù)權利要求12所述的單線可編程的MEMS麥克風的編程方法，其特征在于:所述接口電路模塊包括電壓比較器、第一觸發(fā)器、第二觸發(fā)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?。? 第一觸發(fā)器根據(jù)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(fā)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(fā)器則輸出使能指示信號給主電路模塊； 第二觸發(fā)器根據(jù)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(fā)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(fā)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(fā)器和第二觸發(fā)器的初始值。
全文摘要
本發(fā)明提供一種單線可編程的MEMS麥克風及其編程方法和系統(tǒng)，該單線可編程的MEMS麥克風包括相連的MEMS傳感器和ASIC芯片；MEMS傳感器用以實現(xiàn)聲電轉(zhuǎn)換；ASIC芯片包括主電路模塊、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(jù)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(tài)或常規(guī)工作狀態(tài)；OTP/控制電路模塊控制OTP存儲器的讀寫。本發(fā)明可以實現(xiàn)MEMS麥克風OUT接口的復用，并通過復用OUT接口實現(xiàn)對ASIC芯片內(nèi)的OTP存儲器進行增益配置，進而完成對封裝后成品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(yōu)先權日2012年1月16日
發(fā)明者葉菁華 申請人:上海耐普微電子有限公司