具体实施方式

以下，参照附图对本发明的实施方式进行详细说明。

[第一实施方式]

参照图1以及图2对本实施方式的半导体装置10进行说明。在半导体装置10中，例示出执行电路A、电路B这两个测量对象的测量的方式。此外，本实施方式的测量对象的测量值并不限于电路的特性(例如，电压、电流等)，也可以为温度、压力等传感器输出通常应用的特性。

参照图1对半导体装置10的结构进行说明。如图1的(a)所示，半导体装置10具备：平均处理部11、控制部12、计时器13以及ADC14。在外部半导体装置10具备切换部16－1。切换部16－1例如由选择器或者开关构成，切换将测量对象设为电路A还是设为电路B。

ADC14将从切换部16－1发送来的来自电路A或者电路B的模拟测量值Sa转换为数字测量值Sd并发送至平均处理部11。

平均处理部11计算依次从ADC14输入的来自测量对象的多个测量值的平均值，并从输出部(省略图示)输出平均测量值。此外，在本发明的半导体装置中，也可以构成为不经由ADC14，而将数字测量值Sd直接输入到平均处理部11执行平均化处理。在该情况下，例如测量对象输出数字测量值Sd。

控制部12控制平均处理部11中的动作定时，而且与该动作定时连动地控制切换部16－1的切换定时。在上述比较例的半导体装置100中，需要CPU20根据软件逐一执行切换，但在半导体装置10中，控制部12通过与ADC14的动作连动，根据考虑了各切换所需的时间(例如，作为测量对象的模拟电路的内部状态的收敛时间等)的定时(图2的(b)的＜2＞所示的切换定时tset)来控制切换部16－1而执行切换。

即，考虑各测量对象的切换时的建立时间等、或者考虑切换部16－1的切换特性等，通过设置于控制部12的软件设定切换部16－1中的切换定时。此外，在本实施方式中，以切换部16－1的切换控制为例，对由控制部12进行的控制进行说明，但也可以构成为进行不为切换的外部电路的控制。本实施方式的控制部12根据来自计时器13的两个计时器信号TIM1、TIM2，通过控制信号Cv控制平均处理部11，通过控制信号Ca控制ADC14，并通过控制信号Cs控制切换部16－1。

计时器13生成计时器信号，该计时器信号是生成用于控制部12控制各部位的控制信号所使用的定时信号。如上所述，计时器信号有计时器信号TIM1、TIM2的两种，计时器信号TIM1与TIM2同步，计时器信号TIM2的定时间隔比计时器信号TIM1的定时间隔窄。一旦启动计时器13，则即使之后没有基于软件的控制等也继续输出计时器信号TIM1、TIM2。此外，计时器信号无需一定分为TIM1、TIM2这两个，也可以构成为使用一个计时器信号。作为该情况下的计时器信号，使用计时器信号TIM2。

参照图1的(b)，对平均处理部11的结构进行说明。如图1的(b)所示，平均处理部11具备：平均化电路32、以及多个存储电路31－1、31－2、…31－n(以下，在统称的情况下，称为“存储电路31”)。存储电路31是临时存储从ADC14发送的测量值的存储电路(缓冲存储器)，对多个测量对象中的每个测量对象分配一个存储电路31。在本实施方式中，由于测量对象为两个，所以使用多个(在图1的(b)中例示为n个的情况)存储电路31中的两个存储电路31(或者具备两个存储电路31)。存储电路31的具体例例如为存储器，但也可以代替存储器而使用积分电路。

平均化电路32对从存储电路31发送的每个测量对象的测量值执行平均化处理，计算平均测量值，并输出该平均测量值。

接下来，参照图2，对在半导体装置10中执行的平均化处理的详细内容进行说明。图2的(a)示出该平均化处理中的计时器信号TIM1、TIM2的关系，图2的(b)示出通过计时器信号TIM2控制的切换、测量的定时关系，图2的(c)示出测量序列的一个例子。

如图2的(a)的＜1＞所示，本实施方式的平均化处理由根据计时器信号TIM1的定时间隔规定的连续的平均处理1、2、3、4、…(以下，有称为“平均处理i”的情况)构成。而且，平均处理部11按照由计时器信号TIM1规定的定时，即按照图2的(a)的＜2＞所示的时刻t0、t1、t2、t3、t4、…中的每一个，输出各测量对象的平均测量值。

图2的(a)的＜3＞示出各平均处理i的内部处理。如图2的(a)的＜3＞所示，各平均处理i构成为包括：测量期间Tm以及预备期间Tw。测量期间Tm是执行多个测量对象的测量(从ADC14获取数字测量数据)的期间。预备期间Tw是设置于测量期间Tm间而不执行任何处理的期间。此外，预备期间Tw并不是必需的，例如在想要加快平均化处理的情况下也可以省略。

在这里，在本实施方式的半导体装置10中，根据测量序列来执行各平均处理i中的处理。测量序列是用于设定针对各测量对象的测量顺序、测量次数的表，在本实施方式中在控制部12中制成。图2的(c)示出测量序列的一个例子。测量序列的时间长度为测量期间Tm。在图2的(c)中，例示出对电路A测量十次、对电路B测量六次的情况。另外，对于测量顺序，设定为尽量交替地测量电路A和电路B。这是为了尽量抑制测量定时中的各测量对象的测量值的变动。

图2的(b)示出根据计时器信号TIM2控制的切换、测量定时。图2的(b)的＜1＞是图2的(c)所示的测量序列。在本实施方式中，对测量序列所包含的各测量对象(电路A、电路B)设定切换定时tset、测量定时tmes。切换定时tset是通过控制信号Cs发送的切换部16－1的切换定时，测量定时tmes是通过控制信号Cv、Ca发送的平均处理部11获取来自ADC14的测量值的定时。如图2的(b)的＜2＞所示，在切换定时tset与测量定时tmes之间设置有时滞(在图2的(b)的＜2＞的例子中，设置计时器信号TIM2的两个脉冲的量的时滞)。考虑切换部16－1接受切换定时tset后直到稳定为止的时间、直到测量对象的测量值稳定为止的时间等来设定该时滞。虽然在本实施方式中，切换定时tset与测量定时tmes之间的时滞为固定值，但能够利用在控制部12中使用的软件将时滞的值设定为任意值。

如以上详细叙述的那样，在本实施方式的半导体装置10中，根据预先设定的测量序列，基于预先设定的计时器信号并通过基于硬件的独立处理来执行切换部16、ADC14、平均处理部11中的各处理。此时，能够在控制部12中通过软件设定测量序列，能够灵活地设定测量对象的测量顺序、测量次数等。另外，计时器信号由计时器13自主地生成，例如只要不从控制部12发送停止信号就持续供给一定的处理定时。考虑切换部16、ADC14、平均处理部11、控制部12各自的处理时间，将该处理定时设定为执行最短时间的处理。计时器13中的计时器信号的定时间隔等也能够利用软件灵活地设定。

进一步，在本实施方式的半导体装置10中，使用两个计时器信号：计时器信号TIM1，规定设定执行平均处理i的区间，并输出平均测量值的定时；以及计时器信号TIM2，规定测量序列内的切换定时tset、测量定时tmes。由此，由控制部12进行的切换部16－1、ADC14、平均处理部11各部中的处理被简化，所以能够减轻控制部12的负荷。

[第二实施方式]

参照图3，对本实施方式的半导体装置以及测量处理系统进行说明。如图3所示，本实施方式的测量处理系统的构成包含：半导体装置10A、以及切换部16－3、16－4、16－5。另外，如图3所示，半导体装置10A的构成包含：平均处理部11、控制部12、计时器13、ADC14、切换设定部15、切换部16－2、CPU20以及存储器21。另外，半导体装置10A在外部具备切换部16－3、16－4、16－5。半导体装置10A的测量对象为电路A1、A2、…、An、电路B1、电路C1、C2。

平均处理部11、控制部12、计时器13以及ADC14的功能与上述第一实施方式相同，所以省略详细的说明。在本实施方式的半导体装置10A中，对上述半导体装置10追加切换设定部15、切换部16－2、CPU20、存储器21以及总线22。

切换部16－2是设置于ADC14输入的附近的切换部，标准地配备于半导体装置10A。像这样，切换部不仅设置于外部也可以设置于内部。在半导体装置10A中，测量对象为(n+3)个，并利用四个切换部控制这些测量对象，所以切换变得频繁。因此，在本实施方式中，设置有控制各切换部的切换的专用的切换设定部15。切换设定部15基于控制部12的指示，逐个切换输入到ADC14的测量对象的测量值。

在本实施方式的半导体装置10A中，控制部12、平均处理部11、ADC14、切换设定部15根据由计时器13生成的计时器信号TIM1、TIM2进行动作，根据在控制部12中设定的测量序列来执行平均处理i。

CPU20例如利用通信功能(图示省略)将从平均处理部11经由总线22接受的各平均测量值供给至外部的功能部，该外部的功能部使用该平均测量值来执行规定处理。存储器21例如存储由平均处理部11计算出的平均测量值。

在半导体装置10A中，也与上述半导体装置10相同，对从ADC14发送来的各测量对象的测量值执行指定的样本数的平均化处理。另外，平均化处理基于测量序列独立地设定各测量对象的测量次数、测量顺序。

例如，在交替地测量图3所示的电路A1、电路A2(以下，将“电路A1”等记作“A1”等)的测量值并进行平均化处理的情况下，将测量序列例如设为＜A1、A2、A1、A2、…、A1、A2＞，来规定测量对象的顺序、次数。该情况下的测量序列中的反复周期为(A1、A2)。A1、A2各自的测量值被依次交替地取入ADC14，并分配给存储电路31(参照图1的(b))，独立地计算平均测量值。在上述测量序列中例示了交替地配置A1、A2的方式，但并不限制于该配置，也可以分别连续地配置A1、A2。另外，测量对象的数量也并不限于两个，可以为任意数量，根据测量对象的数量，切换部16也仅设置所需的数量即可。另外，也无需以(A1、A2)的单位进行反复，也可以根据A1、A2各自的测量次数而配置不同的数量。

进一步，在本实施方式中，也能够应用于某一电路的测量值根据其它电路的输出来控制的情况。例如为想要将某一电路的测量值作为参数来改变值的情况，在这样的情况下，变更作为其它电路的电路的测量值。这里所说的测量值的变更例如也包含改变测量对象的电路的增益的情况。在图3所示的电路中，例如，A1根据作为切换部16－4的输出的B1或者C1来变更测量值，A2根据作为切换部16－5的输出的C1或者C2来变更测量值。在这样的情况下，也能够通过切换部16－4或者切换部16－5的设定来进行测量。

在这里，以下，例如将根据B1变更了值的A1表示为A1(B1)。在该情况下，测量序列例如设定为＜A1(B1)、A2、A1(C1)、A2、A1(B1)、A2、A1(C1)、A2、…、A1(B1)、A2、A1(C1)、A2＞。该情况下的测量序列中的反复周期为：(A1(B1)、A2、A1(C1)、A2)。由此，能够对A1(B1)、A2、A1(C1)指定样本数，获取各自的平均测量值。此外，如上所述，无需一定以(A1(B1)、A2、A1(C1)、A2)的周期反复。

更具体而言，也可以对A1(B1)、A2、A1(C1)中的每一个连续地测量，并且以彼此不同的样本数计算平均测量值。例如，如以下那样设定A1(B1)、A1(C1)、A2的测量条件。

A1(B1)：连续测量数＝2，样本数＝4。

A1(C1)：连续测量数＝3，样本数＝10。

A2：连续测量数＝1，样本数＝6。

该情况下的测量序列如下。

＜A1(B1)、A1(B1)、A1(C1)、A1(C1)、A1(C1)、A2、A1(B1)、A1(B1)、A1(C1)、A1(C1)、A1(C1)、A2、A1(C1)、A1(C1)、A1(C1)、A2、A1(C1)、A2、A2、A2＞

通过控制部12中的软件设定上述测量序列。

如以上详细叙述的那样，根据本实施方式的半导体装置10A，在不仅在外部在内部也设置有切换部16的方式中，在具备对多个测量值进行平均处理来计算平均测量值的结构的半导体装置以及测量处理系统中，与进行软件处理的情况相比，能够在更短时间内获取更正确的平均测量值。另外，根据本实施方式的半导体装置10A，由于与CPU20独立的硬件执行平均化处理，所以与上述比较例的半导体装置100相比，能够减轻CPU20中的软件处理的负荷。因此，CPU20也能够取入其它软件处理。或者，减轻了负荷的结果是，也能够降低CPU20的动作速度，并且也能够降低用于程序、数据的存储容量。

[第三实施方式]

参照图4，对本实施方式的半导体装置以及测量处理系统进行说明。如图4所示，本实施方式的测量系统构成为包含：半导体装置10B、切换部16－3、16－4、16－5、16－7。另外，如图4所示，半导体装置10B是对图3所示的半导体装置10A附加了DAC(数字模拟转换电路)控制部23、DAC24、以及切换部16－6的方式。因此，对与半导体装置10A相同的结构标注相同的附图标记，并省略详细的说明。在半导体装置10B中，还在外部连接有切换部16－7。此外，DAC控制部23、DAC24、以及切换部16－6、16－7是本发明的“变更设定部”的一个例子。

DAC控制部23、DAC24、以及切换部16－6、16－7具有通过模拟信号变更外部电路(测量对象)的测量值的功能。即，半导体装置10B具备通过内部电路控制外部电路的结构。例如，在图4中，能够通过切换切换部16－7，根据来自半导体装置10B的输出控制B1、C1。

在这里，在成为测量对象的电路中，有需要根据测量的结果来变更向电路供给的信号的值的情况。另外，也有想要根据电路的测量项目的种类来改变向电路供给的信号的值的情况。本实施方式的半导体装置10B通过具备DAC控制部23、DAC24以及切换部16－6，能够标准地配备这样的功能。

DAC控制部23具有基于控制部12的指示来控制DAC24的功能。DAC控制部23基于控制部12的指示，来生成控制外部电路(在图4的例子中，是B1、C1)的数字信号。也可以构成为DAC控制部23从半导体装置10B的外部获取控制外部电路的数字信号。

DAC24将从DAC控制部23接受的数字信号转换为模拟信号。切换部16－6、16－7切换供给来自DAC24的模拟信号的电路(B1、C1)。

如图4所示，从控制部12向DAC控制部23、DAC24输入控制信号，并通过DAC控制部23进行控制。也基于从图1所示的计时器信号TIM1、TIM2供给的定时信号来执行DAC控制部23、DAC24、切换部16－6、16－7中的处理。另外，从DAC24供给的模拟信号的顺序、次数也被设定为纳入到图2的(c)所示的测量序列中。

[第四实施方式]

参照图5，对本实施方式的半导体装置以及测量处理系统进行说明。如图5的(a)所示，本实施方式的测量系统构成为包含：半导体装置10C、切换部16－1。另外，如图5的(a)所示，半导体装置10C是对图1所示的半导体装置10追加了从计时器13输入到控制部12的ADC用计时器信号TIMA、和从控制部12输入到计时器13的计时器控制信号Tc的方式。因此，对与半导体装置10相同的结构标注相同的附图标记，并省略详细的说明。

本实施方式的ADC用计时器信号TIMA是设定从测量定时tmes到切换定时tset的期间的信号。另一方面，计时器控制信号Tc是产生计时器的启动触发的信号，上述计时器的启动触发使计时器信号TIM2以及ADC用计时器信号TIMA产生。

在这里，在上述第一实施方式中，从切换定时tset到测量定时tmes的期间亦即时滞为固定值。在第一实施方式中，该时滞考虑切换部16－1接受到切换定时tset后直到稳定为止的时间，并且也考虑对于作为测量对象的各电路A、电路B来说直到测量对象的测量值稳定为止的时间等来设定。然而，根据测量处理系统等的特性，也有需要更灵活地设定该时滞的情况。本实施方式构成为能够与这样的系统对应。

参照图5的(b)，对半导体装置10C的作用进行更详细的说明。图5的(b)的＜1＞与图2的(c)所示的测量序列相同，将测量期间Tm设为周期。另外，根据计时器信号TIM2来设定从切换定时tset到测量定时tmes的时滞，并根据ADC用计时器信号TIMA来设定从测量定时tmes到切换定时tset的期间。在这里，在半导体装置10C中，产生计时器信号TIM2以及ADC用计时器信号TIMA的计时器(省略图示)若输入使该计时器启动的触发信号，则开启预先决定的时间(计时)，之后自动地关闭。在本实施方式中，计时器信号TIM2的计时时间与ADC用计时器信号TIMA的计时时间为不同的时间，但也可以为相同的时间。

计时器控制信号Tc具有作为产生计时器的启动触发的信号的功能，其中，上述计时器的启动触发使计时器信号TIM2以及ADC用计时器信号TIMA产生。即，在图5的(b)的＜1＞所示的最初的电路A的测量中，计时器控制信号Tc在时刻t1、t2、t3中的每一个时刻各产生一个脉冲。而且，计时器信号TIM2的计时器将时刻t1的脉冲作为启动触发而启动并规定切换定时tset，计时器信号TIM2的计时器在预先决定的计时时间后关闭。此时的计时器信号TIM2被发送到控制部12。该计时器信号TIM2的计时器关闭的定时为测量定时tmes，执行电路A的测量。

另一方面，控制部12检测该计时器信号TIM2用的计时器的关闭，并向计时器13发送检测到该关闭。计时器13基于该检测信号在时刻t2发出使ADC用计时器信号的计时器启动的启动触发。ADC用计时器信号TIMA的计时器将时刻t2的脉冲作为启动触发计时预先规定的时间，之后关闭。此时的ADC用计时器信号TIMA被发送到控制部12。根据该ADC用计时器信号TIMA的计时器的计时时间，来规定从测量定时tmes到切换定时tset的期间。控制部12检测该ADC用计时器信号TIMA的计时器的关闭，并向计时器13发送检测到该关闭。该检测信号为时刻t3的计时器控制信号Tc的脉冲，计时器信号TIM2将该脉冲作为启动触发而启动，以下通过相同的动作，继续执行电路B的测量。

在这里，在本实施方式中，针对电路B的从切换定时tset到测量定时tmes的期间是与针对电路A的从切换定时tset到测量定时tmes的期间相同的期间，但也可以是与电路A不同的期间。此时，也可以通过变更基于计时器控制信号Tc使计时器信号TIM2产生的计时器的设定，来变更计时器信号TIM2的计时时间，也可以进一步设置产生与计时器信号TIM2的计时时间不同的计时器信号的计时器(省略图示)，使该计时器启动。另外，对于针对电路B的从测量定时tmes到切换定时tset的期间也相同。

进一步，本实施方式也可以应用于如第二实施方式那样具有多个切换部的情况。此时，也可以构成为：进一步根据切换部或者作为测量对象的电路的数量，来设置设定从切换定时tset到测量定时tmes的期间的计时器以及设定从测量定时tmes到切换定时tset的期间的计时器。

如以上那样，根据本实施方式的半导体装置以及测量处理系统，起到能够根据测定对象等灵活地设定从切换定时tset到测量定时tmes的期间这样的效果。