集成電路及其運作方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明涉及一種控制器電路及其運作方法，且特別是關(guān)于一種集成電路及其運作方法。
【背景技術(shù)】
[0002]隨著半導體技術(shù)的進步，微控制器的效能逐漸提升，以致于微控制器的應用領(lǐng)域越來越普遍，如電機控制、條碼閱讀器/掃描器、消費類電子、游戲設(shè)備、電話、空調(diào)、樓宇安全與門禁控制、工業(yè)控制與自動化和家電(如洗衣機、微波爐)。
[0003]當微控制器應用于大型系統(tǒng)時(如工業(yè)控制)，會注重微控制器的穩(wěn)定性及安全性。然而，當微控制器所接收的系統(tǒng)電壓突然消失時，微控制器會處于重置狀態(tài)，并且微控制器所存儲的數(shù)據(jù)會遺失。當微控制器重新接收到系統(tǒng)電壓時，微控制器會回復到運作狀態(tài)。然而，由于微控制器先前所存儲的數(shù)據(jù)已遺失，因此微控制器再回復到運作狀態(tài)后卻無法接繼之前的操作，因此微控制器可能無法正常地提供相關(guān)功能，亦即微控制器的穩(wěn)定性及安全性會受到突然斷電的影響。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0004]本發(fā)明實施例提供一種集成電路及其運作方法，可提高集成電路運作的穩(wěn)定性。
[0005]本發(fā)明實施例的集成電路包括一電壓檢測單元、一中央處理單元、一存儲單元及一控制單元。電壓檢測單元用以檢測一系統(tǒng)電壓并對應地提供一電壓狀態(tài)信號。中央處理單元具有至少一暫存器，耦接電壓檢測單元且接收系統(tǒng)電壓，中央處理單元依據(jù)電壓狀態(tài)信號決定是否開始運作。控制單元耦接電壓檢測單元、中央處理單元及存儲單元，且接收電壓狀態(tài)信號與系統(tǒng)電壓。當系統(tǒng)電壓下降至小于等于一電能減弱電壓且大于一重置低電壓時，中央處理單元為閑置狀態(tài)，并且控制單元將上述暫存器的數(shù)值存儲于存儲單元。
[0006]本發(fā)明實施例的集成電路的運作方法，包括下列步驟。判斷提供至一中央處理單元的一系統(tǒng)電壓是否大于一重置低電壓且小于等于一電能減弱電壓。當系統(tǒng)電壓下降至小于等于電能減弱電壓且大于重置低電壓時，將中央處理單元的至少一暫存器的部分或全部數(shù)值存儲于一存儲單元。當系統(tǒng)電壓上升至大于重置低電壓且小于等于電能減弱電壓時，將存儲于存儲單元的部分或全部暫存器的數(shù)值寫入上述暫存器。
[0007]本發(fā)明實施例的集成電路的運作方法，包括下列步驟。判斷一中央處理單元是否處于閑置狀態(tài)。當中央處理單元處于閑置狀態(tài)時，判斷提供至中央處理單元的一系統(tǒng)電壓是否大于一重置低電壓且小于等于一電能減弱電壓。當系統(tǒng)電壓下降至小于等于電能減弱電壓且大于重置低電壓時，將中央處理單元的多個暫存器的數(shù)值存儲于一存儲單元。當系統(tǒng)電壓上升至大于重置低電壓且小于等于電能減弱電壓，且一預讀取動作執(zhí)行完成時，將存儲于存儲單元的這些暫存器的數(shù)值寫入這些暫存器。
[0008]為讓本發(fā)明的上述特征和優(yōu)點能更明顯易懂，下文特舉實施例，并配合所附圖式作詳細說明如下。
【附圖說明】
[0009]圖1為依據(jù)本發(fā)明一實施例的集成電路的系統(tǒng)示意圖。
[0010]圖2為圖1依據(jù)本發(fā)明一實施例的中央處理單元及控制單元于電力消失的運作示意圖。
[0011]圖3為圖1依據(jù)本發(fā)明另一實施例的中央處理單元及控制單元于電力消失的運作示意圖。
[0012]圖4為圖1依據(jù)本發(fā)明一實施例的中央處理單元及控制單元于電力回復的運作示意圖。
[0013]圖5為依據(jù)本發(fā)明一實施例的集成電路的運作方法的流程圖。
[0014]主要元件標號說明
[0015]10:外部裝置100:集成電路
[0016]110:電壓檢測單元120:中央處理單元
[0017]130:存儲單元140:控制單元
[0018]150:存取閘道160:周邊介面
[0019]CMid:強迫閑置命令CMpo:關(guān)機命令
[0020]Drr:數(shù)值FR:中繼旗標
[0021]Rl?Rn:暫存器Svs:電壓狀態(tài)信號
[0022]Vbo:電能減弱電壓VDD:系統(tǒng)電壓
[0023]Vlvr:重置低電壓S510、S520、S530:步驟
【具體實施方式】
[0024]圖1為依據(jù)本發(fā)明一實施例的集成電路的系統(tǒng)示意圖，集成電路可為一微控制器電路。請參照圖1，在本實施例中，集成電路100包括電壓檢測單元110、中央處理單元120、存儲單元130、控制單元140、存取閘道150及周邊介面160。其中，存儲單元130可以是非揮發(fā)性存儲器(non-volatile memory, NVRAM),此可依據(jù)本領(lǐng)域通常知識者自行選用，中央處理單元120例如可為微控制器、微處理器或其他處理單元。
[0025]電壓檢測單元110可接收集成電路100運作所需的系統(tǒng)電壓VDD (例如5伏、3.3伏或1.8伏)，用以檢測系統(tǒng)電壓VDD是否大于重置低電壓(Low Voltage Reset) Vlvr或電能減弱(brown-out)電壓Vbo,以對應地提供電壓狀態(tài)信號Svs,其中電壓狀態(tài)信號Svs可以是數(shù)字信號或模擬信號，重置低電壓Vlvr可小于電能減弱電壓Vbo。在本實施例中，電能減弱電壓Vbo可表示系統(tǒng)電壓VDD呈現(xiàn)穩(wěn)定的電壓準位，并且重置低電壓Vlvr可表示集成電路100能夠正常工作的最低電壓準位。一般說來，電能減弱電壓Vbo可介于2.7V?4V之間，而重置低電壓Vlvr可介于1.2V?1.4V之間，但依實際的應用而可有不同于前述電壓區(qū)間的設(shè)定。
[0026]中央處理單元120可具有多個暫存器(如Rl?Rn，η為正整數(shù))，并且接收系統(tǒng)電壓VDD，其中上述暫存器Rl?Rn包括暫存器檔案(register file)及控制暫存器(controlregister),控制暫存器例如程序計數(shù)器(program counter)、通用定時器(generalpurpose timer)、通用計數(shù)器(general purpose counter),周邊控制暫存器(peripheralcontrol register)、周邊狀態(tài)暫存器(peripheral status register)等。其中，在暫存器中所存儲的數(shù)據(jù)為使CPU可以運作的數(shù)據(jù)，例如電能減弱電壓準位(toown-outreset level)、操作時鐘頻率(operating clock frequency)或是非揮發(fā)存儲器對應配置(non-volatile memory map allocat1n)等。
[0027]中央處理單元120耦接電壓檢測單元110，以接收電壓狀態(tài)信號Svs，并且中央處理單元120可依據(jù)電壓狀態(tài)信號Svs判斷系統(tǒng)電壓VDD是否就緒(例如當系統(tǒng)電壓VDD大于電能減弱電壓Vbo時，可判斷系統(tǒng)電壓VDD已就緒)。當系統(tǒng)電壓VDD未就緒時，中央處理單元120可處于重置狀態(tài)或閑置狀態(tài)(亦即未開始運作)，以避免執(zhí)行錯誤；當系統(tǒng)電壓VDD就緒時，中央處理單元120即可開始運作。依據(jù)上述，中央處理單元120可依據(jù)電壓狀態(tài)信號Svs決定是否開始運作。其中，閑置狀態(tài)可類似于ACPI標準下的S2或S3狀態(tài)，在此狀態(tài)下，中央處理器120不運作，但是時鐘(clock)還在運作；關(guān)機狀態(tài)則可類似于ACPI標準下的S4或S5狀態(tài)，此時的時鐘(clock)及中央處理器120不運作，但集成電路所包含之電子電路(如電壓檢測單元110、控制單元140等)仍與電源連接；在重置狀態(tài)下，除了中央處理器120和時鐘(clock)不運作外，可更進一步重置例如暫存器內(nèi)的數(shù)據(jù)。
[0028]控制單元140耦接電壓檢測單元110、中央處理單元120及存儲單元130，可接收電壓狀態(tài)信號Svs，且可接收系統(tǒng)電壓VDD。當由接收到的電壓狀態(tài)信號Svs得知系統(tǒng)電壓VDD下降至小于等于電能減弱電壓Vbo且大于重置低電壓Vlvr時，控制單元140可控制中央處理單元120為閑置狀態(tài)，可使這些暫存器Rl?Rn中的數(shù)值不會變動。更進一步來說，控制單元140可發(fā)出強迫閑置命令CMid至中央處理單元120，以控制中央處理單元120為閑置狀態(tài)。接著，控制單元140可讀取這些暫存器Rl?Rn