监视电源电平的系统和方法技术方案

本发明专利技术提供了一种通过监视提供给一个或多个系统组件的电源电压电平来监视电源完整性的系统和方法。正如本文所述，该方法包括在电源电平达到阈值电平后置位状态寄存器中的一位，以及监视该位的状态以确定电源电平是否下降到阈值电平以下。例如，如果该位的状态从置位的位改变成清除的位，则该方法可确定电源电平已下降到阈值电平以下。此外，本文描述的系统和方法可用于通过提供关于有关电能的事件的附加资源／信息来检测电能异常的发生。

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】
技术介绍
1. 专利
本专利技术涉及电源监视方案，尤其涉及通过监视电源电平来监视电源完整性的 电路和方法。2. 相关技术的描述 仅作为背景给出以下的描述和例子。诸如微处理器、微控制器和其它可编程逻辑器件之类的很多集成电路和系统 对驱动系统的电源的输出电平敏感。事实上，这些系统通常由对初始化控制序列、 加电和断电控制序列以及例如在电源毛剌(power glitch)期间发生的无意识的复位 序列的独特要求来表征。例如，必需将很多可编程逻辑装置(PLD)从零功率状态加电或唤醒至电源 电压达到可接受的工作电压电平的点。例如，装置的内部存储单元、寄存器和配置 状态机可全部根据特定的加电复位序列来初始化。一旦电源电压达到可接受的工作 电压电平，配置状态机可通过将配置数据加载到易失性存储单元来控制配置过程。 当全部数据都被加载后，使能PLD的I/0引脚，并且该装置准备开始执行其编程 功能。当装置断电时，即，当电源电压从工作电压电平下降到零功率状态时(或低于 触发电压电平)时，发生另一个复位过程。在断电复位序列期间，PLD可检测到电 源电压已达到或接近不可接受的低电平。如果检测到的话，则PLD执行诸如保存 当前的存储单元、寄存器和状态机信息、通知其它集成电路停止向PLD发送数据 等操作序列。由于电源可能有噪声、有时毛刺成显著高于和/或低于触发电源电平的事实， 加电和断电复位程序是复杂的。例如，假设PLD(或另一种依赖电源的组件)包含在 与各种电器(诸如空调、电钻等)共用电源线的计算机系统中。在某些情况下，当一 个或多个电器开启时，大的电流尖峰(currentspike)可被引入共用的电源线。如果电 流尖峰导致电源线电压下降到可接受的工作电压电平以下，则PLD可丢失易失性信息(诸如寄存器或存储器的内容)或可进入错误的配置状态。除毛刺以外，其它类 型的电源故障(诸如暂时的电能丧失)由于没有给PLD足够的时间执行适当的断电 序列而产生相同的结果。在加电复位序列期间，当电源电压朝向可接受的工作电压电平上升时， 一般将复位信号置为有效(即，ON)，而一旦电源电压达到可接受的电平就将复位 信号置为无效(即，OFF)。断电复位序列是类似的；然而， 一旦电源电压下降至不可接受的工作电压电平以下就将复位信号置为有效，而一旦电源电压达到零功 率状态就将复位信号置为无效。为了适当地工作，必需在执行加电或断电序列操作 所需的特定的持续时间中将两复位序列置为有效。大多数常规的系统包括根据加电和/或断电复位操作监视电源电压并生成复位信号的至少一个通电复位(POR)电路。POR电路还可用于确保对于所需的时间复位 信号被置为有效。大多数POR电路基于包括电阻器和电容器的电路(例如，RCPOR 电路)或者在某些情况下包括分压器和基准电压生成器的电压比较器(例如，带隙 POR电路)。全都向一个或多个系统组件提供高电平有效(或低电平有效)的复位信 号，指示它们应执行必要的加电或断电复位功能。然而，没有常规的POR提供关 于复位信号背后的原因的指示，因此，电路设计者或用户不知道电源故障的原因。 至少由于这些原因，仍需要用于监视电源完整性的改进的电路和方法，其中 这种方法向电路设计者/用户提供用于判断复位信号背后的原因的附加的资源/信 息，并由此提供了电源故障的原因。
技术实现思路
以上概述的问题的大部分可由通过监视存储在状态寄存器中的一位或多位的 状态来监视电源完整性的改进的电路和方法来解决。如果一位或多位的状态改变， 例如，从置位状态至清除状态，则系统的电路设计者或用户可断定已发生 电能异常，而不是正常的上电或断电操作。根据一个实施例，本专利技术提供了一种用于监视电源电平的方法，该方法包 括在电源电平达到阈值电平后置位状态寄存器中的一位，以及监视该位的状态 以确定电源电平是否下降到阈值电平以下。在某些情况下，该方法在置位第一位的步骤之前可执行一个或多个步骤。例如，该方法还包括响应于系统的通电/复位清除该位以及监视从与系统相关联的通电/复位(POR)电路提供的输出信 号。因此，只有当由POR电路提供的输出信号包括被置为有效的通电/复位信号时才执行置位该位的步骤。换言之，可在系统上电后的某时刻最初置位该位。 在最初置位该位后，如果从POR电路提供的随后的输出信号包括被置为有效的 通电/复位信号，则该位的状态可以改变(例如，从置位状态改变为清除 状态)。如果该位的状态从置位状态改变为清除状态，则系统的电路 设计者或用户可断定已发生电能异常，并且异常是由电源的电平下降至阈值电 平以下导致的。根据本专利技术的另一个实施例，本专利技术提供了一种用于监视电源电压电平的 系统，该系统包括构造成生成复位信号的通电/复位(POR)电路以及构造成响 应于生成的复位信号存储具有第一逻辑状态的一位的状态寄存器。例如， 一旦 电源电压电平开始朝向阈值电压电平斜升，则POR电路可生成被置为有效的复 位信号，而在达到阈值电压电平后可生成被置为无效的复位信号。在某些情况下，POR电路可响应于电源电压电平下降然后斜升回朝向阈值电压电平来生成随后的复位信号。如果生成随后的复位信号，则存储在状态寄存器中的该位可 从第一逻辑状态改变为与第一逻辑状态不同的第二逻辑状态。所述系统中还包 括用于监视存储的位并在存储在状态寄存器中的位从第一逻辑状态改变为第 二逻辑状态时确定电源电压电平已下降至阈值电平以下的装置。在某些实施例中，用于监视存储的位并确定电源电压电平已下降至阈值电 平以下的装置可包括位于系统内部并经由总线访问存储的位的硬件实现逻辑。 在其它实施例中，所述装置可包括存储为计算机可读介质上的程序指令并由系 统的处理器执行的软件实现逻辑。在这一实施例中，系统处理器经由总线访问存储的位。在某些情况下，状态寄存器可用I2C寄存器来实现，而总线可用I2C 总线来实现。本文考虑了用于存储一位的备选的装置。附图简述在阅读以下的详细描述并参考附图后本专利技术的其它目的和优点将变得显而易见，附图中附图说明图1A是示例性RC通电/复位(POR)电路的电路图1B是由图1A的P0R电路生成的示例性输出波形的图2A是示例性带隙通电/复位(POR)电路的示意图2B是示出由图2A的POR电路生成的示例性输出波形的图3是包括系统电源、POR电路、状态寄存器以及通过检测存储在状态寄存器中的一个或多个位的状态来监视系统电源的完整性的示例性电路和方法的示例 性系统的框图4是示出用于监视系统电源的完整性的示例性方法的流程图5-6是根据本专利技术的各实施例用于监视系统电源和电源引脚之间的电连接 的完整性的示例性电路的示意图；以及图7-8是根据本专利技术的各实施例用于监视接地源(groimd supply)和接地源引脚 之间的电连接的完整性的示例性电路的示意图虽然本专利技术允许各种修改和替换形式，但其特定的实施例在附图中仅作为例 子示出，并将在本文中得到详细描述。然而，应理解这里的附图及其详细描述不打 算将本专利技术限于所公开的具体形式，相反，目的是覆盖落入由所附权利要求限定的 本专利技术的精神和范围内的所有的修改、等价方案及选择方案。较佳实施例的详细描述现在转向附图，图1A示出通电复位(P0R)电路100的一个实施例，它利用RC 结构基于电源电压(VDD)的电平将复本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种用于监视电源电平的方法，所述方法包括：在所述电源电平达到阈值电平后置位状态寄存器中的一位；以及监视所述位的状态以确定所述电源电平是否下降到所述阈值电平以下。

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】US 2005-6-15 11/153,7731. 一种用于监视电源电平的方法，所述方法包括在所述电源电平达到阈值电平后置位状态寄存器中的一位；以及监视所述位的状态以确定所述电源电平是否下降到所述阈值电平以下。2. 如权利要求1所述的方法，其特征在于，在置位所述位的所述步骤之 前，所述方法还包括响应于系统的通电/复位清除所述位；以及监视从与所述系统相关联的通电/复位(POR)电路提供的输出信号。3. 如权利要求2所述的方法，其特征在于，所述阈值电平包括用于操作包含在所述系统中的一个或多个组件所需的最小电源电压电平。4. 如权利要求2所述的方法，其特征在于，只有当来自所述POR电路的 所述输出信号包括被置为有效的通电/复位信号然后是被置为无效的通电/复位 信号时才执行置位所述位的所述步骤。5. 如权利要求4所述的方法，其特征在于，置位所述位的所述步骤由所 述系统的用户执行。6. 如权利要求4所述的方法，其特征在于，置位所述位的所述步骤由所 述系统内部的逻辑执行。7. 如权利要求4所述的方法，其特征在于，在置位所述位的所述步骤之 后，所述方法还包括如果从所述POR电路提供的随后的输出信号包括被置为有 效的通电/复位信号则清除所述状态寄存器中的所述位。8. 如权利要求7所述的方法，其特征在于，清除所述位的所述步骤通过 将由所述POR电路生成的随后的输出信号提供给所述状态寄存器来执行。9. 如权利要求7所述的方法，其特征在于，监视所述位的状态的所述步 骤包括如果所述位的状态从置位的位改变成清除的位则确定所述电源电平已下 降到所述阈值电平以下。10. 如权利要求9所述的方法，其特征在于，监视所述位的状态的所述步 骤由所述系统的用户执行。11. 如权利要求10所述的方法，其特征在于，监视所述位的状态的所述 步骤在警告用户关于所述系统的问题之后进行。12. 如权利要求9所述的方法，其特征在于，监视所述位的状态的所述步骤由所述系统内部...

【专利技术属性】
技术研发人员：GM李，GJ瑞奇蒙德，
申请(专利权)人：柏树半导体公司，
类型：发明
国别省市：US[美国]