一种传感集成电路的电源管理系统技术方案

本实用新型专利技术涉及一种传感集成电路的电源管理系统，包括：1）电源VDDIO，由芯片的VDDIO外接引脚接入，所述VDDIO外接引脚连接所述稳压器A、稳压器L、稳压器M以及IO检测电路、上电复位电路和易失性存储器V的供电输入端；2）电源VDDA，由所述稳压器A产生，所述稳压器A的供电输出端连接所述模拟功能电路的供电输入端；3）电源VDDL，由所述稳压器L产生，所述稳压器L的供电输出端连接所述数字状态机和易失性存储器L的供电输入端；4）电源VDDM，由所述稳压器M产生，所述稳压器M的供电输出端连接所述非易失性存储器M的供电输入端。本实用新型专利技术对芯片功能电路进行多电源域供电，为降低能耗和更好地发挥芯片性能提供了相应的硬件基础。

A Power Management System for Sensor IC

The utility model relates to a power management system of a sensor integrated circuit, which comprises: 1) a power supply VDDIO, which is connected by the VDDIO external pin of the chip, and the VDDIO external pin connects the voltage regulator A, the voltage regulator L, the voltage regulator M and the power supply input of the IO detection circuit, the power-on reset circuit and the volatile memory V; 2) a power supply VDDA, which is generated by the voltage regulator A, and the voltage regulator L. The power supply output terminal of A is connected with the power supply input of the analog functional circuit; 3) the power supply VDDL is generated by the regulator L, the power supply output terminal of the regulator L is connected with the power supply input of the digital state machine and the volatile memory L; 4) the power supply VDDM is generated by the regulator M, and the power supply output terminal of the regulator M is connected with the power supply input of the non-volatile memory M. End. The utility model provides multi-power supply for the functional circuit of the chip, and provides the corresponding hardware basis for reducing energy consumption and better exerting the performance of the chip.

【技术实现步骤摘要】
一种传感集成电路的电源管理系统
本技术涉及一种传感集成电路，特别是一种传感集成电路的电源管理系统。
技术介绍
现有传感芯片以单电源域供电，通过敏感材料把物理信号转换为电信号，然后经过模拟电路放大输出。随着物联网应用的发展，新型传感芯片更多地集成了数字存储、信号处理、校准修调、通信等功能，现有单电源域供电方式无法满足芯片发展的需要，导致不必要的能耗并影响芯片性能的充分发挥。
技术实现思路
为解决上述技术问题，本技术提供了一种传感集成电路的电源管理系统，该系统对芯片功能电路进行多电源域供电，为降低能耗和更好地发挥芯片性能提供了相应的硬件基础。本技术的技术方案是：一种传感集成电路的电源管理系统，包括：电源VDDIO，由芯片的VDDIO外接引脚接入，用于向稳压器A、稳压器L、稳压器M、IO检测电路、上电复位电路和易失性存储器V供电，所述VDDIO外接引脚连接所述稳压器A、稳压器L、稳压器M以及IO检测电路、上电复位电路和易失性存储器V的供电输入端；电源VDDA，由所述稳压器A产生，用于向模拟功能电路供电，所述稳压器A的供电输出端连接所述模拟功能电路的供电输入端；电源VDDL，由所述稳压器L产生，用于向数字状态机和易失性存储器L供电，所述稳压器L的供电输出端连接所述数字状态机和易失性存储器L的供电输入端；电源VDDM，由所述稳压器M产生，用于向非易失性存储器M供电，所述稳压器M的供电输出端连接所述非易失性存储器M的供电输入端。本技术的有益效果是：由于在系统中设置了四个电源域，并分别通过相应的供电电路连接向芯片中各自对应的电路供电，可以根据相关各电路的需要进行供电，由此为优化的电源管理提供了相关硬件基础，有利于避免现有单电源域供电无法适应不同电路供电要求的缺陷，有利于实现优化的供电管理，在充分发挥芯片能力的同时降低能耗。附图说明图1是本技术的构造示意图（系统框图），其中实线表示供电连接，虚线表示信号连接，各电路部分集成于同一个芯片；图2是本技术涉及的稳压器构造示意图，适应于稳压器A、稳压器L和稳压器M；图3是本技术涉及的上电复位电路；图4本技术涉及的芯片多电源域系统的说明图；图5是本和技术涉及的芯片多电源域工作状态列表；图6是本技术涉及的芯片工作模式转换图；图7是本技术涉及的稳压器A的控制时序图；图8是本技术涉及的稳压器L的控制时序图；图9是本技术涉及的稳压器M的控制时序图；图10是本技术涉及的芯片从单总线工作模式到睡眠模式的时序图；图11是本技术涉及的芯片从睡眠模式到单总线工作模式的唤醒时序图；图12本技术涉及的单总线指令与电源控制信号关系图。具体实施方式下面结合附图对本技术做进一步说明。参见图1，本技术涉及的传感集成电路（芯片）包括IO检测电路、上电复位电路、易失性存储器V、模拟功能电路、数字状态机、易失性存储器L和非易失性存储器M，芯片设有用于接入外部电源的VDDIO外接引脚和用于传送的IO单总线引脚，其四个电源电路包括用于接入外部电源的VDDIO外接引脚、稳压器A、稳压器L和稳压器M，可以将这些电源电路的供电输出视为电源VDDIO、电源VDDA、电源VDDL和电源VDDM，其中：电源VDDIO，由芯片的VDDIO外接引脚接入，用于向稳压器A、稳压器L、稳压器M、IO检测电路、上电复位电路和易失性存储器V供电，所述VDDIO外接引脚连接所述稳压器A、稳压器L、稳压器M以及IO检测电路、上电复位电路和易失性存储器V的供电输入端；电源VDDA，由所述稳压器A产生，用于向模拟功能电路供电，所述稳压器A的供电输出端连接所述模拟功能电路的供电输入端；电源VDDL，由所述稳压器L产生，用于向数字状态机和易失性存储器L供电，所述稳压器L的供电输出端连接所述数字状态机和易失性存储器L的供电输入端；电源VDDM，由所述稳压器M产生，用于向非易失性存储器M供电，所述稳压器M的供电输出端连接所述非易失性存储器M的供电输入端。为便于对本技术的理解，下面结合本技术的硬件架构，对本技术适应的一种控制和工作方式进行具体说明。系统包括VDDIO、VDDA、VDDL、VDDM四个独立的电源域，其中电源VDDIO由芯片的VDDIO外接引脚直接提供，作为供电输入提供给稳压器A、稳压器L、稳压器M，可以为芯片中的功能电路单独提供电源电压，可以独立开关。此外，IO检测电路、上电复位电路、易失性存储器V等模块也由VDDIO提供电压，属于芯片系统的常开(always-on)监控电路，用于监测单总线上的控制指令。电源VDDA由稳压器A产生，可以单独打开或者关断，给模拟功能电路模块供电。电源VDDL由稳压器L产生，可以单独打开或者关断，给数字状态机、易失性存储器L供电。电源VDDM由稳压器M产生，可以单独打开或者关断，给非易失性存储器M供电。稳压器A、稳压器L和稳压器M均为电压稳压器（regulator），这是一种能自动调整输出电压的供电电路，其作用是将波动较大和不合电路要求的电源电压稳定在它的设定值范围内，使各种电路能在额定工作电压下正常工作。芯片的IO单总线引脚用于信号传输，与IO检测电路和数字状态机通信，将外部控制信号接入IO检测电路和数字状态机，IO检测电路产生的WAKEUP信号接入上电复位电路，上电复位电路产生的PD_L复位信号和RESET信号接入数字状态机，数字状态机产生的PD_A信号、PD_L信号和PD_M信号分别接入稳压器A、稳压器L和稳压器M，用于这些稳压器的控制。PD_A信号为稳压器A的开关信号，PD_L信号为稳压器L的开关信号，PD_M信号为稳压器M的开关信号，WAKEUP信号用来表示芯片是否接收到唤醒指令，RESET信号用来表示数字状态机的电源VDDL是否稳定，当RESET信号为高时，表示系统处于复位状态，当RESET信号为低时，系统状态机开始初始化器件。芯片的模拟功能电路可以包括环境物理量感知测量电路、信号放大器、模拟滤波器、模拟到数字转换器(ADC)等子模块，可以采用现有技术根据实际需要或功能要求设计，用于获得和采集相关传感信号。根据单总线复位逻辑的定义，IO检测电路监测总线上电平为低的持续时间，以判断芯片是否接收到单总线上位主机的唤醒指令。上电复位电路的作用是保证在施加电源后，数字状态机初始化至已知状态。其原理是产生一个内部复位脉冲以避免“竞争”现象，并使器件保持静态，直至电源电压达到一个能保证正常工作的阈值，之后上电复位电路就会释放内部复位信号，状态机开始初始化器件。存储器V工作在VDDIO电源域，其存储的数据只有在外接电源VDDIO接入的情况下（芯片工作模式下）可以得到保存，故称为易失性存储，其作用是使芯片在睡眠模式下仍然可以保存住在进入睡眠模式前所存储的信息。存储器L工作在VDDL电源域，其存储的数据只有在稳压器L开启的状态下可以得到保存，用于存储数字处理的一些临时数据。非易失性存储器M工作在VDDM电源域，其存储的数据在任何模式下都可以得到保存，其作用是使芯片在关机模式下仍然可以保存住所存储的信息，如传感器的ID号、校准信息等。图2是本技术涉及的稳压器的一种实现电路，包括参考电压发生器、运算放大器、场效应管MP1、分压本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种传感集成电路的电源管理系统，其特征在于包括：电源VDDIO，由芯片的VDDIO外接引脚接入，用于向稳压器A、稳压器L、稳压器M、IO检测电路、上电复位电路和易失性存储器V供电，所述VDDIO外接引脚连接所述稳压器A、稳压器L、稳压器M以及IO检测电路、上电复位电路和易失性存储器V的供电输入端；电源VDDA，由所述稳压器A产生，用于向模拟功能电路供电，所述稳压器A的供电输出端连接所述模拟功能电路的供电输入端；电源VDDL，由所述稳压器L产生，用于向数字状态机和易失性存储器L供电，所述稳压器L的供电输出端连接所述数字状态机和易失性存储器L的供电输入端；电源VDDM，由所述稳压器M产生，用于向非易失性存储器M供电，所述稳压器M的供电输出端连接所述非易失性存储器M的供电输入端。

【技术特征摘要】
1.一种传感集成电路的电源管理系统，其特征在于包括：电源VDDIO，由芯片的VDDIO外接引脚接入，用于向稳压器A、稳压器L、稳压器M、IO检测电路、上电复位电路和易失性存储器V供电，所述VDDIO外接引脚连接所述稳压器A、稳压器L、稳压器M以及IO检测电路、上电复位电路和易失性存储器V的供电输入端；电源VDDA，由所述稳压器A产生，用于向...

【专利技术属性】
技术研发人员：不公告发明人，
申请(专利权)人：浙江敏源传感科技有限公司，
类型：新型
国别省市：浙江,33