CN101601178B - 实现控制线隔离的系统和方法 - Google Patents

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Abstract

本发明实施例提供一种电源控制电路(200)，包含运行模式控制器(202)，用于在运行供电模式下控制电源控制电路(200)的运行，以及待机模式控制器(204)，用于在待机模式下控制电源控制电路(200)的运行。电源控制电路(200)还包含用于控制三极管(234)的延时电路(225)，该三极管(234)连接在运行模式控制器(202)和待机模式控制器(204)之间，该三极管(234)用于在运行模式控制器(202)完成初始化之前，隔离运行模式控制器(202)和待机模式控制器(204)。

Description

实现控制线隔离的系统和方法 
技术领域
本发明涉及在具有运行供电模式和待机供电模式的电子系统中保护电子模块的技术。 
背景技术
本部分介绍与本发明说明书和/或权利要求书中所描述技术方案相关的各方面技术内容。讨论这些相关技术有助于提供背景信息，从而更好地理解本发明。因此，本部分内容应理解为本发明的技术基础而不是对现有技术的承认。 
现在很多电子设备，例如电视机等，具有不止一种供电模式。例如，电视机可以具有“运行”供电模式和“待机”供电模式，在“运行”供电模式下，系统中所有的电路均处于上电状态，而在“待机”供电模式下，则有部分电路不上电以节能。在待机模式下，只要电视机插上交流(AC)电源，就会有部分电路处于上电状态。此时，未上电电路的输入/输出(“I/O”)引脚的电特性可能会对待机模式下处于上电状态的电路产生不良影响。例如，若运行电源和待机电源的程序化运行过程不受控制，标准逻辑门中的静电放电(ESD)保护二极管可能会改变这些电源的程序化运行过程。因此，需要一种能够防止已上电模块被未上电模块I/O引脚的电特性影响的系统和方法。 
发明内容
下文通过公开某些实例来进行说明。需要注意的是，这些实例仅用于提供本发明可能采用的某些表现形式的简明内容，并不用作对本发明保护范围的任何限制。实际上，本发明可以包括未在下文陈述的其他实例。 
本发明实施例提供一种电源控制电路，包括运行模式控制器，用于在运行供电模式下控制电源控制电路的运行，以及待机模式控制器，用于在待机模式下控制电源控制电路的运行。电源控制电路还包括用于控制三极管的延时电路，该三极管连接在运行模式控制器和待机模式控制器之间，用于在运行模式控制器完成初始化之前，隔离运行模式控制器和待机模式控制器。 
附图说明
参照附图，下面给出本发明实施例的详细描述以体现本发明的有益效果，附图包括： 
图1是一种现有电源控制电路的示意图，用于说明本发明的一种实施方式所解决的技术问题； 
图2是本发明的一种实施方式中的电子设备的结构框图； 
图3是本发明的一种实施方式中的电源控制电路的示意图； 
图4是本发明的一种实施方式中的时序图。 
具体实施方式
下文对本发明的一个或多个具体实施方式进行说明。简明起见，在此并未描述实际实施方式的全部内容。应当理解，在这些实际实施方式的执行中，正如在任何工程或设计项目中一样，为实现开发方的特定目标(这些目标因实施方式不同而不同，如符合与系统相关和商业相关的约束等)，必须做出许多具体的决定。而且，执行过程可能复杂且耗时良久，但尽管如此，对于那些将受益于本发明所公开技术内容的普通技术人员而言，这仍然只是设计、加工、制造的例行工作。 
一种现有电源控制电路的示意图如图1所示，用于说明本发明的一种实施方式所解决的技术问题。该电源控制电路总体以标号100表示。电源控制电路100可用于电视机，投影仪，机顶盒，或计算机系统等电子设备中，包括运行模式控制器102和待机模式控制器104。 
运行模式控制器102可由集成电路模块等构成，包括I/O初始化电路106。当电源控制电路100处于运行供电模式时，I/O初始化电路106用于初始化其他的系统元件。运行模式控制器还包括与运行电源(例如，3.3伏电源)连接的三极管108(Q2)。三极管110(Q1)与三极管108串联。三极管110还与系统接地端连接。ESD保护二极管112(D1)连接在运行电源与PSI_CONFIG/信号114之间。 
待机模式控制器104可由现场可编程门阵列(FPGA)电路等构成，包括与一个或多个待机电源(例如，3.3伏和/或1.2伏电源)连接的二极管118(D2)。 二极管118与三极管120(Q3)连接，如图1所示。待机模式控制器104还包括存储控制器122，用于控制静态随机存取存储器(SRAM)124等存储设备。二极管118与三极管120之间的连接形成RECONFIG/信号116，该信号与PSI_CONFIG/信号114由电阻115分离。当RECONFIG/信号116处于逻辑低态时，三极管120可用于允许编程程序访问SRAM 124。 
在电源控制电路100中，当运行电源关闭而待机电源接通时可能会发生故障。在这种情形下，ESD保护二极管112可能会使类似于提供RECONFIG/信号116等的控制线处于非正常状态，从而对系统运行和/或性能造成不良影响。例如，当运行电源关闭时，ESD保护二极管112的压降钳位在约0.7伏。在某些情况下，ESD保护二极管112的钳位电压可能会使RECONFIG/信号116处于低态。由于RECONFIG/信号116控制着编程程序对SRAM 124的访问，因此存储在SRAM 124上的数据可能会被改变或破坏。而SRAM 124上存储数据的改变或破坏可能会降低电源控制电路100的性能或使电源控制电路100所在系统完全无法运行。 
本发明的一种实施方式中的电子设备的结构框图如图2所示。该电子设备可以是电视机，投影仪，机顶盒，或计算机系统等，总体以标号150表示。电子设备150包括诸如天线152等信号源，调谐器154，电源控制模块156，处理器158，存储器160，以及显示器162。存储器160可用于保存使处理器158运行的计算机可读程序代码。 
图2所示实施方式中还包括AC输入电源，用于为电子设备150的运行供电。AC输入电源用于供电给运行电源168和一个或多个待机电源170。待机模式控制器204(具体描述参见图3)通过控制运行/待机延时166，对运行电源168和一个或多个待机电源170的使用进行控制。 
在图2所示实施方式中，天线152用于接收包含一个或多个频道的视音频信息的电视信号。调谐器154用于从天线152接收电视信号并产生相应的调谐信号。处理器158用于接收该调谐信号并产生与该调谐信号对应的显示信号。显示器162用于接收该显示信号并显示相应图像。 
本发明的一种实施方式中的电源控制电路200的示意图如图3所示。该电源 控制电路总体以标号200表示，电源控制模块156(图2所示)至少有部分属于该电源控制电路。电源控制电路200包括运行模式控制器202和待机模式控制器204(图1中也有示出)。 
运行模式控制器202可由集成电路模块等构成，包括I/O初始化电路206。当电源控制电路200处于运行供电模式时，I/O初始化电路206用于初始化其他的系统元件。运行模式控制器还包括与运行电源(例如，3.3伏电源)连接的三极管208(Q2)。三极管210(Q1)与三极管208串联。三极管210还与系统接地端连接。ESD保护二极管212(D1)连接在运行电源168与PSI_CONFIG/信号214之间。 
待机模式控制器204可由现场可编程门阵列(FPGA)电路等构成，由一个或多个待机电源170(例如，3.3伏和/或1.2伏电源)供电。如图3所示，三极管218(Q3)与RECONFIG/信号216连接，将其作为输入。待机模式控制器204还包括存储控制器222，用于控制静态随机存取存储器(SRAM)224等存储设备。当RECONFIG/信号216处于逻辑低态时，三极管218可用于允许编程程序访问SRAM 224。 
本发明的一种实施方式包含延时电路225(以虚线示出)，用于在三极管210被正确设置前，防止三极管210操纵RECONFIG/信号216。这样可使运行模式控制器202在复位后获得一定的时间来设置PSI_CONFIG/信号214。 
延时电路225包含电阻226，其通过上拉电阻与运行电源连接。延时电路225还包含电阻228，其与电阻226形成分压电路。本实施方式中示例的延时电路225的最后一个组成元件是电容230，其与电阻228并联。由电阻226，电阻228和电容230组成的延时电路为复位电路232提供了一个时间延迟。如本技术领域内的普通技术人员所知，图3中给出的电阻226，电阻228和电容230的参数值是示例性的，可根据系统设计需求更改。同样，本领域普通技术人员也可根据系统设计需求，使用其它结构的延时电路来代替延时电路225。 
三极管234与延时电路225组合在一起具有延时开关的功能，三极管234连接在PSI_CONFIG/信号214与RECONFIG/信号216之间，如图3所示。当运行电源未供电时，三极管234的基极电压为低电平，因此RECONFIG/信号216与 PSI_CONFIG/信号214隔离。当电源控制电路200开启以后，复位电路232输出高电平，该输出电平按照电阻226和电阻228的阻值比增大三极管234的基极电压。电容230则提供足够长的时间延迟，使得在三极管234被激活以前PSI_CONFIG/信号214能够完成初始化。 
这样，通过使用延时电路225，使得三极管234能够在运行电源关闭时将PSI_CONFIG/信号214与RECONFIG/信号216隔离。在运行模式控制器206首次初始化后的一段时间内，PSI_CONFIG/信号214不能接入任何其它电路。此外，本发明的实施方式也易于满足低功耗规范，例如用于高清电视(HDTV)系统的能源之星(Energy Star)规范，该规范要求待机模式下的功耗低于1瓦。 
本发明的一种实施方式中的时序图如图4所示，该时序图总体以标号300表示。时序图300表示本发明的一种实施方式的运行过程，例如电源控制电路200(图3所示)的运行过程。时序图300中，x轴表示时间，y轴表示从运行电源开始使用后事件的发生顺序。在下面的例子中，假设一个或多个待机电源在t0时刻前已启用并在图4所示的整个时间段内保持启用。 
当电源控制电路200(图3所示)开启以后，运行电源信号302开始从低态提升。当运行电源信号302提升到大约3.0伏时，复位门限信号304变化到高电平。该时刻在图4中指示为t0。在t0时刻之后大约200毫秒的t1时刻，延时复位信号306变化到高电平，延时复位信号306与图3所示的复位电路232产生的延时复位信号对应。延时复位信号306将运行模式控制器202(图3所示)复位。当运行模式控制器202(图3所示)结束复位，其用大约50微秒在时刻t2将PSI_CONFIG/信号214初始化为高电平。 
如图3所示，延时复位信号306与延时电路225连接，延时电路225可提供大于50微秒的延时。为便于说明，以R1/R2*C1延时信号310来定义该延时，在图4中该延时约为60微秒。在t3时刻，当PSI_CONFIG/信号214被初始化以后，三极管234(图3所示)的基极电压被上拉至大约2.0伏，这足以激活三极管234。因此，通过使用电源控制电路200，能够在运行模式控制器202(图3所示)完成初始化之前保持PSI_CONFIG/信号214与RECONFIG/信号216隔离，以避免在运行电源关闭时SRAM 224(图3所示)被不适当的重新编程。 
尽管本发明允许有各种修改和替代形式，但其具体实施方式已通过实例示于简图内并在此进行详细说明。应当理解，本发明并非有意受限于这些公开的具体形式。相反，本发明旨在覆盖落入由所附权利要求确定的本发明思想和保护范围中的所有修改、等同物和替代物。 

Claims (20)

1.一种电源控制电路(200)，其特征在于，包括：
运行模式控制器(202)，用于在运行供电模式下控制所述电源控制电路(200)的运行；
待机模式控制器(204)，用于在待机模式下控制所述电源控制电路(200)的运行；
延时电路(225)，用于控制三极管(234)，所述三极管(234)连接在所述运行模式控制器(202)和所述待机模式控制器(204)之间，所述三极管(234)用于在所述运行模式控制器(202)完成从未上电状态到上电状态的初始化之前，将所述运行模式控制器(202)和所述待机模式控制器(204)隔离。
2.如权利要求1所述的电源控制电路(200)，其特征在于，包括：与所述延时电路(225)连接的复位电路(232)，用于向所述运行模式控制器(202)提供延时复位信号。
3.如权利要求1所述的电源控制电路(200)，其特征在于：所述三极管(234)用于在所述运行模式控制器(202)完成从未上电状态到上电状态的初始化之前，将所述运行模式控制器(202)产生的PSI_CONFIG/信号(214)和所述待机模式控制器(204)接收的RECONFIG/信号隔离。
4.如权利要求1所述的电源控制电路(200)，其特征在于：所述三极管(234)用于在所述运行模式控制器(202)完成初始化之前，隔离所述运行模式控制器(202)提供的控制信号(214)。
5.如权利要求4所述的电源控制电路(200)，其特征在于：所述控制信号(214)用于允许与所述待机模式控制器(204)相关的存储设备(224)被重新编程。
6.如权利要求2所述的电源控制电路(200)，其特征在于：所述运行模式控制器(202)包括输入/输出(I/O)初始化电路(206)，用于从所述复位电路(232)接收延时复位信号。
7.如权利要求1所述的电源控制电路(200)，其特征在于：所述延时电路(225)包含分压电路(226，228)。
8.如权利要求1所述的电源控制电路(200)，其特征在于：所述延时电路(225)包含电容(230)。
9.一种电视机(150)，其特征在于，包括：
天线(152)，用于接收电视信号；
调谐器(154)，用于从所述天线(152)接收所述电视信号并生成调谐信号；
处理器(158)，用于接收所述调谐信号并生成相应的显示信号；
显示器(162)，用于接收所述显示信号并显示相应的图像；
电源控制电路(200)，用于控制所述电视机(150)的电源，所述电源控制电路(200)包括：
运行模式控制器(202)，用于在运行供电模式下控制所述电源控制电路(200)的运行；
待机模式控制器(204)，用于在待机模式下控制所述电源控制电路(200)的运行；
延时电路(225)，用于控制三极管(234)，所述三极管(234)连接在所述运行模式控制器(202)和所述待机模式控制器(204)之间，所述三极管(234)用于在所述运行模式控制器(202)完成从未上电状态到上电状态的初始化之前，将所述运行模式控制器(202)和所述待机模式控制器(204)隔离。
10.如权利要求9所述的电视机(150)，其特征在于：所述电源控制电路包括与所述延时电路(225)连接的复位电路(232)，用于向所述运行模式控制器(202)提供延时复位信号。
11.如权利要求9所述的电视机(150)，其特征在于：所述三极管(234)用于在所述运行模式控制器(202)完成从未上电状态到上电状态的初始化之前，将所述运行模式控制器(202)产生的PSI_CONFIG/信号(214)和所述待机模式控制器(204)接收的RECONFIG/信号隔离。
12.如权利要求9所述的电视机(150)，其特征在于：所述三极管(234)用于在所述运行模式控制器(202)完成初始化之前，隔离所述运行模式控制器(202)提供的控制信号(214)。
13.如权利要求12所述的电视机(150)，其特征在于：所述控制信号(214)用于允许与所述待机模式控制器(204)相关的存储设备(224)被重新编程。
14.如权利要求10所述的电视机(150)，其特征在于：所述运行模式控制器(202)包括输入/输出(I/O)初始化电路(206)，用于从所述复位电路(232)接收延时复位信号。
15.如权利要求9所述的电视机(150)，其特征在于：所述延时电路(225)包含分压电路(226，228)。
16.如权利要求9所述的电视机(150)，其特征在于：所述延时电路(225)包含电容(230)。
17.一种运行电源控制电路(200)的方法，其特征在于，包括：
在待机供电模式下运行电源控制电路(200)；
在运行状态从所述待机供电模式转入运行模式时，延迟与运行模式控制器(202)相关的复位信号，以将所述运行模式控制器(202)与待机模式控制器(204)隔离，直至所述运行模式控制器(202)完成从未上电状态到上电状态的初始化。
18.如权利要求17所述的方法，其特征在于，包括：在所述运行模式控制器(202)完成从未上电状态到上电状态的初始化之前，将所述运行模式控制器(202)产生的PSI_CONFIG/信号(214)和所述待机模式控制器(204)接收的RECONFIG/信号隔离。
19.如权利要求17所述的方法，其特征在于，包括：在所述运行模式控制器(202)完成初始化之前，隔离所述运行模式控制器(202)提供的控制信号(214)。
20.如权利要求19所述的方法，其特征在于：所述控制信号(214)用于允许与所述待机模式控制器(204)相关的存储设备(224)被重新编程。
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