一种实现低功耗模式的芯片及方法技术

本发明专利技术提供一种实现低功耗模式的芯片，包括：输出一指定电平和偏置的基准参考源电路；将采样的芯片电流电压同指定电平进行比较输出一标志信号的电源电压低压检测电路；根据标志信号的高低电平的变化相应输出一控制信号的低功耗逻辑控制电路；数字逻辑单元，数字逻辑单元接收到高电平的控制信号，芯片进入低功耗模式，在一时钟信号的控制下，使能基准参考源电路和电源电压低压检测电路定时采样芯片电源电压的变化，当芯片在低功耗模式下，数字逻辑单元接收到低电平的控制信号，芯片退出低功耗模式。本发明专利技术还提供一种实现低功耗模式的方法，以解决突然掉电时延迟保持数据时间的问题以及减小误触发导致的芯片电流瞬间增大的概率问题。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术属于芯片领域，尤其涉及。
技术介绍
芯片通常要求供电电源在一个确定的电压范围内才能正常工作。对于电池VBAT应用场合，通常要求芯片的电源电压在1.8V到3. 6V之间。当电池VBAT电压低于1. 8V时，虽然系统不能正常工作，但是用户往往期望芯片运行过程中保存在内部RAM的重要数据不丢失，当重新更换电池以后还能继续使用原先存储在内部RAM中的数据。虽然芯片完全掉电时会丢失存储在内部RAM的数据，但只要芯片的电源电压高于0. 7V，RAM还是能够保持其内部的数据的。另外，更换电池VBAT的时候，芯片电源电压会完全没有，为了保证在更换电池VBAT的这段时间内芯片依然有供电电源，在外部电源VDD和地VSS之间通常会并联ー个大电容Cl以作为备份电源使用，如图1所示。为了延长电池电压从1. 8V降低到0. 7V的时间，这要求芯片在这段期间内消耗尽量小的电流，如图2所示的目前通用的电池应用芯片内部结构示意图，通常由以下几个部分组成电源电压低压检测电路1，用于检测电源电压，当芯片电源电压下降到指定电平以后，芯片即发出报警或者执行复位操作；基准參考源电路2，用于为电源电压低压检测电路I提供精准的偏置，使得低压复位电路能够正常工作；程序存储器3，用于存储执行程序的非易失性存储器単元，可以是闪存存储器，也可以是单次编程存储器单元；随机存储器4，用于存储芯片在运行过程中的ー些重要信息，随机存储器4是易失性存储器単元，当芯片完全掉电吋，随机存储器4中的存储单元会丢失，在芯片不完全掉电吋，随机存储器4能够在一定电压范围内保持存储器中的内容，这个电压通常在0. 7V以上；数字逻辑单元5，用于控制低压复位电路对电源电压低压检测电路I和基准參考源电路2执行复位操作，数字逻辑单元5包括低压复位电路、中央处理器単元(CPU)、定时器、脉冲发生器等単元。现有技术中，往往提供多种工作模式来控制如图2所示的芯片的工作电流，如待机模式，停机模式等。虽然这些工作模式能减小芯片从1. 8V降低到0. 7V的这段时间内的工作电流，但是在实际应用中，用户往往不知道供电电源何时会突然掉电，可能在正常工作模式下掉电，也可能在停机模式下，因此，供电电源突然掉电具有一定的不确定性。当供电电源在正常工作模式下掉电，此时芯片耗电电流往往较大，会有百微安级甚至是毫安级的耗电电流，使得电池VBAT内的剩余电量或者电容Cl内存储的电量迅速放光。当供电电源在停机模式下掉电时，耗电电流会非常小，电池VBAT内的剩余电量或者电容Cl存储的电量能够维持相当长一段时间，但是由于停机模式通常易被外部按键唤醒，如果实际操作的时候意外碰到这些按键，芯片很快从停机模式转入到正常模式，瞬间会消耗大量的电流，同样会使电池VBAT内的剩余电量或者电容Cl内存储的电量迅速放光。特别是在MCU(微处理器)芯片中，供电电源突然掉电导致RAM数据出现不确定性的情况尤为突出。因此，需要提出ー种判断芯片电源电压何时掉电的方法，以便使芯片发生电源电压掉电后，芯片立刻切換到低功耗工作模式，减小芯片的工作电流，从而延长内部RAM数据的掉电保持时间，解决现有技术中因掉电时间不确定而导致内部RAM在某些情况下保持数据时间短的问题，以及如何有效减小因误触发导致的芯片电流瞬间增大，从而降低RAM数据保持时间的概率问题。
技术实现思路
本专利技术的目的在于提供，以便能够判断芯片电源电压何时掉电，进而解决因掉电时间不确定而导致内部RAM可能不能保持数据的问题，以及有效地减小了误触发导致的芯片电流瞬间增大的概率问题。为解决上述问题，提供一种实现低功耗模式的芯片，包括基准參考源电路，所述基准參考源电路输出一指定电平和偏置；与所述基准參考源电路连接的电源电压低压检测电路，所述电源电压低压检测电路接收所述指定电平和偏置以及采样芯片电源电压，并将所述芯片电源电压同指定电平进行比较，输出ー标志信号；分别与所述电源电压低压检测电路和基准參考源电路连接的低功耗逻辑控制电路，所述低功耗逻辑控制电路根据所述标志信号输出ー控制信号，并将一基准參考源电路的使能位和电源电压低压检测电路的使能位分别输出至所述基准參考源电路和电源电压低压检测电路；与所述低功耗逻辑控制电路连接的数字逻辑单元，所述数字逻辑单元根据接收到的所述控制信号判断芯片电源电压低于指定电平时，输出基准參考源电路的使能位从而使能基准參考源电路，输出电源电压低压检测电路的使能位从而使能电源电压低压检测电路，芯片进入低功耗模式，在ー时钟信号的控制下，电源电压低压检测电路定时采样芯片电源电压的变化；所述数字逻辑单元根据接收到的所述控制信号判断芯片电源电压高于指定电平，芯片退出低功耗模式。进ー步的，当采样到的所述芯片电流电压高于指定电平时，所述电源电压低压检测电路输出的标志信号为高电平；当采样到的所述芯片电流电压小于指定电平时，所述电源电压低压检测电路输出的标志信号为低电平。进ー步的，当所述标志信号由高电平跳变为低电平时，所述低功耗逻辑控制电路输出的控制信号为高电平；当所述标志信号为低电平跳变为高电平时，所述低功耗逻辑控制电路输出的控制信号为低电平。进ー步的，当所述数字逻辑单元接收到的控制信号为高电平时，芯片进入低功耗模式；当芯片在所述低功耗模式下，所述数字逻辑单元接收到的控制信号为低电平时，芯片退出所述低功耗模式。进ー步的，所述低功耗逻辑控制电路包括状态机电路，所述状态机电路接收到的标志信号为高电平跳变到低电平时，输出一第一使能信号、一电压采样状态、一第二使能信号以及高电平的所述控制信号；当芯片在所述低功耗模式下，所述状态机电路接收到的标志信号为低电平跳变为高电平时，输出所述数字逻辑电路的一第三使能信号、一第四使能信号以及所述电源电压低压检测电路输出的标志信号和所述低功耗逻辑控制电路输出的低电平的控制信号；第一选择器，所述第一选择器接收到的控制信号为高电平吋，选择输出所述第一使能信号为基准參考源电路的使能位；所述第一选择器接收到的控制信号为低电平时，选择输出所述第三使能信号为基准參考源电路的使能位；第二选择器，所述第二选择器接收到的控制信号为高电平时，选择输出电压采样状态作为复位信号至所述数字逻辑单元；所述第二选择器接收到的控制信号为低电平吋，选择输出所述标志信号作为复位信号至所述数字逻辑单元；第三选择器，所述第三选择器接收到的控制信号为高电平吋，选择输出所述第二使能信号为电源电压低压检测电路的使能位；所述第三选择器接收到的控制信号为低电平吋，选择输出所述第四使能信号为电源电压低压检测电路的使能位。进ー步的，在上述所述的实现低功耗模式的芯片中，还包括分别与所述数字逻辑单元连接的随机存储器，当所述数字逻辑单元接收到的控制信号为高电平时，通过所述数字逻辑单元控制所述随机存储器进入所述低功耗模式；当所述数字逻辑单元接收到的控制信号为低电平时，通过所述数字逻辑单元控制所述随机存储器退出所述低功耗模式。进ー步的，所述数字逻辑单元通过复位信号控制所述随机存储器工作状态。进ー步的，在上述所述的实现低功耗模式的芯片中，还包括分别与所述数字逻辑单元连接的程序存储器，当所述数字逻辑单元接收到的控制信号为高电平时，通过所述数字逻辑单元控制所述程序存储器进入所述低功耗模式；当所述数字逻辑单元接收到的控本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种实现低功耗模式的芯片，包括：基准参考源电路，所述基准参考源电路输出一指定电平和偏置；与所述基准参考源电路连接的电源电压低压检测电路，所述电源电压低压检测电路接收所述指定电平和偏置以及采样芯片电源电压，并将所述芯片电源电压同指定电平进行比较，输出一标志信号；分别与所述电源电压低压检测电路和基准参考源电路连接的低功耗逻辑控制电路，所述低功耗逻辑控制电路根据所述标志信号输出一控制信号，并将一基准参考源电路的使能位和电源电压低压检测电路的使能位分别输出至所述基准参考源电路和电源电压低压检测电路；与所述低功耗逻辑控制电路连接的数字逻辑单元，所述数字逻辑单元根据接收到的所述控制信号判断芯片电源电压低于指定电平时，输出基准参考源电路的使能位从而使能基准参考源电路，输出电源电压低压检测电路的使能位从而使能电源电压低压检测电路，芯片进入低功耗模式，在一时钟信号的控制下，电源电压低压检测电路定时采样芯片电源电压的变化；所述数字逻辑单元根据接收到的所述控制信号判断芯片电源电压高于指定电平，芯片退出低功耗模式。

【技术特征摘要】
1.一种实现低功耗模式的芯片，包括 基准参考源电路，所述基准参考源电路输出一指定电平和偏置； 与所述基准参考源电路连接的电源电压低压检测电路，所述电源电压低压检测电路接收所述指定电平和偏置以及采样芯片电源电压，并将所述芯片电源电压同指定电平进行比较，输出一标志信号； 分别与所述电源电压低压检测电路和基准参考源电路连接的低功耗逻辑控制电路，所述低功耗逻辑控制电路根据所述标志信号输出一控制信号，并将一基准参考源电路的使能位和电源电压低压检测电路的使能位分别输出至所述基准参考源电路和电源电压低压检测电路； 与所述低功耗逻辑控制电路连接的数字逻辑单元，所述数字逻辑单元根据接收到的所述控制信号判断芯片电源电压低于指定电平时，输出基准参考源电路的使能位从而使能基准参考源电路，输出电源电压低压检测电路的使能位从而使能电源电压低压检测电路，芯片进入低功耗模式，在一时钟信号的控制下，电源电压低压检测电路定时采样芯片电源电压的变化；所述数字逻辑单元根据接收到的所述控制信号判断芯片电源电压高于指定电平，芯片退出低功耗模式。2.如权利要求1所述的实现低功耗模式的芯片，其特征在于，当采样到的所述芯片电流电压高于指定电平时，所述电源电压低压检测电路输出的标志信号为高电平；当采样到的所述芯片电流电压小于指定电平时，所述电源电压低压检测电路输出的标志信号为低电平。3.如权利要求2所述的实现低功耗模式的芯片，其特征在于，当所述标志信号由高电平跳变为低电平时，所述低功耗逻辑控制电路输出的控制信号为高电平；当所述标志信号为低电平跳变为高电平时，所述低功耗逻辑控制电路输出的控制信号为低电平。4.如权利要求3所述的实现低功耗模式的芯片，其特征在于，当所述数字逻辑单元接收到的控制信号为高电平时，芯片进入低功耗模式；当芯片在所述低功耗模式下，所述数字逻辑单元接收到的控制信号为低电平时，芯片退出所述低功耗模式。5.如权利要求3所述的实现低功耗模式的芯片，其特征在于，所述低功耗逻辑控制电路包括 状态机电路，所述状态机电路接收到的标志信号为高电平跳变到低电平时，输出一第一使能信号、一电压采样状态、一第二使能信号以及高电平的所述控制信号；当芯片在所述低功耗模式下，所述状态机电路接收到的标志信号为低电平跳变为高电平时，输出所述数字逻辑电路的一第三使能信号、一第四使能信号以及所述电源电压低压检测电路输出的标志信号和所述低功耗逻辑控制电路输出的低电平的控制信号； 第一选择器，所述第一选择器接收到的控制信号为高电平时，选择输出所述第一使能信号为基准参考源电路的使能位；所述第一选择器接收到的控制信号为低电平时，选择输出所述第三使能信号为基准参考源电路的使能位； 第二选择器，所述第二选择器接收到的控制信号为高电平时，选择输出电压采样状态作为复位信号至所述数字逻辑单元；所述第二选择器接收到的控制信号为低电平时，选择输出所述标志信号作为复位信号至所述数字逻辑单元； 第三选择器，所述第三选择器接收到的控制信号为高电平时，选择输出所述第二使能信号为电源电压低压检测电路的使能位；所述第三选择器接收到的控制信号为低电平时，选择输出所述第四使能信号为电源电压低压检测电路的使能位。6.如权利要求3所述的实现低功耗模式的芯片，其特征在于，还包括分别与所述数字逻辑单元连接的随机存储器，当所述数字逻辑单元接收到的控制信号为高电平时，通过所述数字逻辑单元控制所述随机存储器进入所述低功耗模式；当所述数字逻辑单元接收到的控制信号为低电平时，通过所述数字逻辑单元控制所述随机存储器退出所述低功耗模式。7.如权利要求6所述的实现低功耗模式的芯片，其特征在于，所述数字逻辑单元通过复位信号控制所述随机存储器工作状态。8.如权利要求3所述的实现低功耗模式的芯片，其特征在于，还包括分别与所述数字逻辑单元连接的程序存储器，当所述数字逻辑单元接收到的控制信号为高电平时，通过所述数字逻辑单元控制所述程序存储器进入所述低功耗模式；当所述数字逻辑单元接收到的控制信号为低电平时，通过所述数字逻辑单元控制所述程序存储器退出所述低功耗模式。9.如权利要求8所述的实现低功耗模式的芯片，其特征在于，所述数字逻辑单元通过复位信号控制所述程序存储器工作状态。10.如权利要求1所述的实现低功耗模式的芯片，其特征在于，还包括与所述低功耗逻辑控制电路和数字逻辑单元连接的低压低功耗振荡器，所述低压低功耗振荡器通过所述数字逻辑单元控制工作并通过所述低功耗逻辑控制电路向基准参考源电路和电源电压低压检测电路输出所述时钟信号。11.如权利要求1所述的实现低功耗模式的芯片，其特征在于，所...

【专利技术属性】
技术研发人员：冯兵，陈国栋，
申请(专利权)人：杭州士兰微电子股份有限公司，
类型：发明
国别省市：