[发明专利]低功耗上电复位电路

说明书

技术领域

本发明的方面涉及上电复位电路。在本发明的某些实施例中，上电复位电路具有较低或者没有静态功耗。

背景技术

逻辑电路(例如微控制器的同步逻辑)通常、但并非总是需要进行初始化以使得在加电和/或断电时处于已知状态。为了提供这种初始化，上电复位(POR)器件可以用在电路中，例如用在具有相关逻辑的微控制器中。POR器件的电路产生复位脉冲，其在逻辑电路的电源斜坡上升之后对逻辑点进行初始化。这种复位脉冲确保逻辑按照已知状态开始，使得电路行为的启动是可预测的。

上电复位电路可以通过监视电源电压、以及如果电源电压从低态转换到高态时产生脉冲来作用。这种脉冲可以用于直接地复位同步逻辑，或者可以与其它复位资源结合，例如掉电检测器(brownout detector)或多种温度保护电路。

依赖于应用，POR的问题可以使得整个微芯片不起作用。例如，如果同步逻辑没有正确初始化，电路的唤醒程序可能不能完成，或者甚至不会启动。在其它情况下，错误的POR信号可能使得器件不必要的复位。错误POR信号的示例包括在功率仍然良好时产生复位信号，或者产生具有毛刺信号(glitches signal)或不良上升时间(例如由于低驱动强度导致)的复位信号。

POR电路可以同时消耗动态电流和静态电流。动态电流的量与电路切换速度紧密相关。通常，电路切换越快，动态电流汲取越多。内部电容器和晶体管增益可能是对通常与切换频率成正比的动态电流的显著贡献者。静态电流量随时间相对恒定，并且不会随切换频率和/或时钟速度显著变化。但是，它可能基于其它因素发生一些变化，例如温度。静态电流源的示例包括泄漏电流和偏置电流。

发明内容

本发明公开的各个方面认识到：当系统的输入相对恒定并且没有切换时可以忽略动态电流。因此，当输入是电源时，电路的动态部分在正常工作器件不会汲取过多电流，这是因为电源仅仅在电源接通和关断时发生切换(toggle)。此外，当与提供稳定电源电压期间的时间相比时，电源上电/上升或下降的相对时间通常较小。例如，集成芯片的电源电压可以在几个微秒内斜坡上升，并且集成芯片可以在不关断电源电压的情况下运行几个毫秒到几天。POR电路可以设计为在逻辑电路的有效时间(例如当电源电压稳定时)中没有切换组件。这种POR电路的电流汲取在电源电压稳定的期间主要(或完全)来自于静态电流。

本发明公开的各个方面还认识到：可以有利地实现POR电路的快速响应/速度。通过上电和/或断电期间(例如，以较快的速度对(寄生)电容器充电)提供附加电流，可以增加POR电路的响应/速度。根据本发明的实施例，可以在正常工作期间(例如电源电压稳定时)禁止则很重高电平的电流汲取。通过这种方式，电流汲取仅仅在与系统的上电或断电相对应的相对较短时间内存在。为了对电路提供额外电流，可以增加偏置电流，这意味着静态电流也会增加。通过禁止静态电流，可以在不增加总的电流汲取(包括电源电压稳定时的电流汲取)的情况下获得更快的速度和精度。

根据本发明公开的一个实施例，上电电路包括电源电压检测器，所述电源电压检测器包括由电源电压供电的电路元件。电源电压检测器配置为检测电源电压是否已经超过断路点电压电平，以及响应于检测电源电压超过断路点电压电平而禁止来自电路元件的电流汲取。上电复位脉冲发生器配置为响应于电源电压从低于断路点电压电平的电压转变到高于断路点电压电平的电压而产生上电复位信号。电源电压降检测器配置为检测电源电压降，并响应于检测电源电压降向电源电压检测器提供使能信号，以使能从电路元件汲取电流。

根据本发明公开的一个实施例，提供了一种电路，供通过响应于提供电源而提供的上电复位信号进行复位的电路系统使用。所述电路包括检测器，所述检测器具有配置为从电源电压汲取电流的部件。所述检测器配置为检测电源电压是否已经超过断路点电压电平。检测器还配置为响应于检测到电源电压超过断路点电压电平，禁止从检测器的所述部件汲取电流，以及响应于使能信号，使能从检测器的部件汲取电流。脉冲发生器配置为响应于电源电压从低于断路点电压电平的电压转变到高于断路点电压电平的电压而产生复位信号。监视器配置为检测电源电压是否已经降低，并且响应于检测到电源电压已降低向检测器提供使能信号，以使能从检测器的部件汲取电流。