一種高可靠性的超低功耗的復位電路的制作方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明屬于芯片的技術(shù)領(lǐng)域，特別涉及芯片用復位電路。
【背景技術(shù)】
[0002]芯片作為基礎(chǔ)原件廣泛用于電子行業(yè)的各個應(yīng)用中。隨著可穿戴設(shè)備的興起及便攜式設(shè)備的流行，芯片的超低功耗需求越來越強烈。一般地，芯片在復位情況功耗都非常小，這種情況下只有器件的漏電流和復位電路的功耗，但現(xiàn)有市場對復位情況的功耗要求越來越低。例如:微控制器MCU的低電壓復位點為2.0V, SRAM數(shù)據(jù)不丟失的最低電壓為
1.0V,在某些場合應(yīng)用，要求VDD的掉電速度很慢，如2.0V掉到1.0V需要維持很長的時間，如30分鐘以上，之后VDD重新上電，之后芯片正常工作時判斷SRAM的值可執(zhí)行相關(guān)的操作。一般有兩種方法:一是加大VDD上的電容；一是降低2.0低電壓復位情況下的芯片功耗。加大VDD上的電容，需要增加應(yīng)用方案的成本，不是一種理想的方法；而降低低電壓復位情況下的芯片功耗則是一種可觀的選擇。
[0003]專利申請201110095796.X公開了一種過芯片內(nèi)部穩(wěn)壓器供電的數(shù)字集成電路的上電復位電路，其包括基準源發(fā)生器、穩(wěn)壓器、數(shù)字內(nèi)核、均與電源VDD_H相連的遲滯采樣電壓比較器、濾波整形輸出電路和電平轉(zhuǎn)換器，基準源發(fā)生器通過VDD_H產(chǎn)生基準電壓VREF給穩(wěn)壓器，穩(wěn)壓器通過VDD_H產(chǎn)生與VREF成比例的VDD_L給數(shù)字內(nèi)核；遲滯采樣電壓比較器輸入連VREF、VDD_L和復位信號PORB_H，輸出信號VCMP ;濾波整形輸出電路輸入連信號VCMP，輸出連PORB_H ；電平轉(zhuǎn)換器輸入連PORB_H，輸出連上電復位信號PORB_L，PORB_L輸入數(shù)字內(nèi)核。
[0004]專利申請201410254082.2則公開了一種低功耗高穩(wěn)定性的復位電路，該復位電路包括:POR電流產(chǎn)生模塊，用于在上電時產(chǎn)生POR電流對充放電模塊進行充電，并給掉電檢測模塊的放電通道提供電壓偏置；掉電檢測模塊，連接該POR電流產(chǎn)生模塊，在電壓下降較大時開啟放電通道對該充放電模塊進行放電以產(chǎn)生復位輸出將后續(xù)電路復位；充放電模塊，在POR電流和該掉電檢測模塊放電通道控制下發(fā)生充放電以按要求輸出原始復位電壓；施密特整形模塊，將該充放電模塊輸出的原始復位電壓整形為上升下降延時小的規(guī)則的數(shù)字復位信號。
[0005]上述的技術(shù)方案，雖然能夠在一定程度上使復位電路降低功耗，然而，對于芯片的功耗，效果并不明顯。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0006]為解決上述問題，本發(fā)明的目的在于提供一種高可靠性的超低功耗的復位電路，該電路能夠有效地降低芯片功耗，同時保證了重新上電的復位的可靠性。
[0007]為實現(xiàn)上述目的，本發(fā)明的技術(shù)方案如下。
[0008]—種高可靠性的超低功耗的復位電路，包括復位電路，復位電路仲裁單元和電源上升檢測電路，其中:
[0009]復位電路，是指芯片的復位電路，一般包括POR(Power on Reset)電路和LVR(LowVoltage Reset)電路；
[0010]復位電路仲裁單元，是復位電路使能控制信號仲裁中心，該單元根據(jù)相關(guān)的信號，生成出復位電路的使能控制信號；
[0011 ] 電源上升檢測電路，用于檢測電源上升沿，當產(chǎn)生上升沿，觸發(fā)器DFFl的Q端會輸出高電平。
[0012]所述電源上升檢測電路，是由觸發(fā)器DEF1、電容Cl、反向器INVUNM0S管Ql構(gòu)成；電容Cl接于NMOS管Ql與電源VDD之間，NMOS管Ql通過反向器INVl連接于觸發(fā)器DEFl。
[0013]所述復位電路仲裁單元，是由或非門N0R1、反向器INV2和反向器INV3構(gòu)成，或非門NORl后接有反向器INV3，復位電路的輸出電壓經(jīng)反向器INV2輸入到NORl。
[0014]所述觸發(fā)器DFFl的Q端接或非門NORl的輸入端。
[0015]復位電路實施過程為:
[0016]芯片第一次開始上電過程中，復位電路的使能控制信號P0R_ENB可能為低電平或高電平。如果P0R_ENB為高電平，即關(guān)閉復位電路，打開電源上升檢測電路；電源上升檢測電路的NMOS管Ql開啟，同時觸發(fā)器DFFl脫離復位；當VDD電壓不斷上升，電源上升檢測電路VDD對電容Cl充電，當充電一直到INVl輸出值翻轉(zhuǎn)，那么觸發(fā)器DFFl會鎖存輸出為高電平，表示檢測到VDD有上升沿到來；經(jīng)過仲裁單元后，P0R_ENB變?yōu)榈碗娖?，此時打開復位電路，這就可保證芯片上電復位正常。
[0017]如果P0R_ENB為低電平，即打開復位電路，關(guān)閉電源上升檢測電路；此時復位電路起作用，表示檢測到VDD有上升沿到來；經(jīng)過仲裁單元后，P0R_ENB變?yōu)榈碗娖?，此時打開復位電路，這就可保證芯片上電復位正常。
[0018]因此，本發(fā)明在復位電路基礎(chǔ)上，增加了電源上升檢測電路和復位電路控制仲裁單元，在芯片上電的時候，不管P0R_ENB為高電平還是低電平，都會開啟復位電路，保證芯片上電復位正常，保證了芯片復位的可靠性。
【附圖說明】
[0019]圖1是本發(fā)明所實施的電路圖。
【具體實施方式】
[0020]為了使本發(fā)明的目的、技術(shù)方案及優(yōu)點更加清楚明白，以下結(jié)合附圖及實施例，對本發(fā)明進行進一步詳細說明。應(yīng)當理解，此處所描述的具體實施例僅僅用以解釋本發(fā)明，并不用于限定本發(fā)明。
[0021]如圖1所示，本發(fā)明所實現(xiàn)的高可靠性的超低功耗的復位電路，包括復位電路，復位電路仲裁單元和電源上升檢測電路。
[0022]其中:復位電路，是指芯片的復位電路，一般包括P0R(Power on Reset)電路和LVR(Low Voltage Reset)電路。POR電路，為簡單的RC復位電路，功耗較低，復位電壓也較低(一般約為0.1V)，即復位電壓以上就可脫離復位。所以要產(chǎn)生復位信號，VDD要低于復位電壓，之后上升就會產(chǎn)生復位信號。POR處理電路一般是一些邏輯電路或濾波電路。
[0023]LVR電路，一般為比較器結(jié)構(gòu)，VDD和一個基準電壓比較，基準電壓為LVR的復位電壓，當?shù)陀趶臀浑妷?，則產(chǎn)生復位信號，高于復位信號則脫離復位信號。LVR處理電路一般是一些邏輯電路或濾波電路。
[0024]POR電路保證VDD快速上電能產(chǎn)生復位信號，而LVR電路是保證復位電路在復位電壓值以上脫離復位狀態(tài)，以保證在該電壓以上，芯片可以正常工作。
[0025]本發(fā)明的特點是增加了復位電路仲裁單元和電源上升檢測電路。
[0026]具體地說，電源上升檢測電路，是由觸發(fā)器DEFl、ig Cl、反向器INV1、NM0S管Ql構(gòu)成；電容Cl接于NMOS管Ql與電源VDD之間，NMOS管Ql通過反向器INVl連接于觸發(fā)器DEFl ;復位電路仲裁單元，是由或非門N0R1、反向器INV2和反向器INV3構(gòu)成，或非門NORl后接有反向器INV3，復位電路的輸出電壓經(jīng)反向器INV2輸入到NORl。
[0027]觸發(fā)器DFFl的Q端接或非門NORl的輸入端。
[0028]當芯片上電完成，并處在正常工作的時候，此時P0R_ENB為低電平，如果突然掉電，即VDD電壓不斷往下掉，當VDD電壓低于預(yù)設(shè)的LVR復位電壓時，芯片會處于復位狀態(tài)，即RST_N為低電平。在復位狀態(tài)下，芯片的功耗很大部分落在復位電路模塊中，尤其是LVR電路及復位參考電壓生成電路，所以要降低復位狀態(tài)下的功耗，需要關(guān)閉復位電路模塊，以降低其功耗。由于RST_N*低電平，此時復位電路控制仲裁單元仲裁輸出為高電平，即P0R_ENB為高電平，即關(guān)閉復位電路以降低功耗(關(guān)閉復位電路，輸出信號輸出為高電平)，同時開啟電源上升檢測電路。當VDD完全掉電的時候，在重新上電，則和第一次上電工作一致處理。如果當VDD掉到某個電壓值在重新上電，則電源上升檢測電路會檢測到VDD上升沿而開啟復位電路，保證芯片可以正常復位和脫離復位后的正常工作。
[0029]本發(fā)明在復位狀態(tài)下，用電路巧妙低關(guān)閉了復位電路以降低功耗，同時保證了重新上電的復位的可靠性。
[0030]因此，本發(fā)明通過增加獨特的電源上升檢測電路和復位電路控制仲裁單元，不僅在復位狀態(tài)下，用電路巧妙低關(guān)閉了復位電路以降低芯片復位狀態(tài)下的功耗，同時保證了芯片上電復位的可靠性(所以可靠性就是確保電路開啟復位電路以產(chǎn)生復位信號，并且在預(yù)設(shè)的閾值脫離復位，以保證脫離復位狀態(tài)后能夠正常工作。)。
[0031]以上所述僅為本發(fā)明的較佳實施例而已，并不用以限制本發(fā)明，凡在本發(fā)明的精神和原則之內(nèi)所作的任何修改、等同替換和改進等，均應(yīng)包含在本發(fā)明的保護范圍之內(nèi)。
【主權(quán)項】
1.一種高可靠性的超低功耗的復位電路，包括復位電路，復位電路仲裁單元和電源上升檢測電路，其中: 復位電路，是指芯片的復位電路，包括POR電路和LVR電路； 復位電路仲裁單元，是復位電路使能控制信號仲裁中心，該單元根據(jù)相關(guān)的信號，生成出復位電路的使能控制信號； 電源上升檢測電路，用于檢測電源上升沿，當產(chǎn)生上升沿，觸發(fā)器DFFl的Q端會輸出高電平。2.如權(quán)利要求1所述的高可靠性的超低功耗的復位電路，其特征在于所述電源上升檢測電路，是由觸發(fā)器DEF1、電容Cl、反向器INV1、NMOS管Ql構(gòu)成；電容Cl接于NMOS管Ql與電源VDD之間，NMOS管Ql通過反向器INVl連接于觸發(fā)器DEFl。3.如權(quán)利要求1所述的高可靠性的超低功耗的復位電路，其特征在于所述復位電路仲裁單元，是由或非門N0R1、反向器INV2和反向器INV3構(gòu)成，或非門NORl后接有反向器INV3，復位電路的輸出電壓經(jīng)反向器INV2輸入到NORl。4.如權(quán)利要求2和3所述的高可靠性的超低功耗的復位電路，其特征在于所述觸發(fā)器DFFl的Q端接或非門NORl的輸入端。
【專利摘要】本發(fā)明公開了一種高可靠性的超低功耗的復位電路，包括復位電路，復位電路仲裁單元和電源上升檢測電路，復位電路，是指芯片的復位電路；復位電路仲裁單元，是復位電路使能控制信號仲裁中心，該單元根據(jù)相關(guān)的信號，生成出復位電路的使能控制信號；電源上升檢測電路，用于檢測電源上升沿，當產(chǎn)生上升沿，觸發(fā)器DFF1的Q端會輸出高電平。本發(fā)明在復位電路基礎(chǔ)上，增加了電源上升檢測電路和復位電路控制仲裁單元，在芯片上電的時候，不管POR_ENB為高電平還是低電平，都會開啟復位電路，保證芯片上電復位正常，保證了芯片復位的可靠性。
【IPC分類】H03K17/22
【公開號】CN104953993
【申請?zhí)枴緾N201510304690
【發(fā)明人】謝韶波, 喬愛國, 萬巍
【申請人】深圳市芯?？萍加邢薰?br>【公開日】2015年9月30日
【申請日】2015年6月4日