[发明专利]监视电源完整性的电路和方法

说明书

发明背景

1.发明领域

本发明涉及电源监视方案，尤其涉及通过监视电源电平和/或电源和电源引脚之间的电连接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刺(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/O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(current spike)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，RC POR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。

发明内容

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个位或多个位的状态来监视电源完整性的改进的电路和方法来解决。如果一个或多个位的状态改变，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，而不是正常的加电或断电操作。

根据一个实施例，本文提供了一种用于监视电源完整性的方法，该方法包括：如果电源的电平达到阈值电平，则置位状态寄存器中的第一位；如果电源引脚与电源电接触，则置位状态寄存器中的第二位；以及通过检测第一位和第二位中的至少一位的变化来监视电源的完整性。在某些情况下，该方法仅可监视状态寄存器中的第一位的状态或第二位的状态。在其它的情况下，可分别监视第一和第二位的变化。