CN103257265B - 电子装置、唤醒时间检测电路及方法 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种电子装置、唤醒时间检测电路及方法。该方法包括以下步骤：对运作电压进行规律型样的计数而得第一值；对第一电压进行规律型样的计数而得至少一第二值，其中开关的第一端耦接运作电压，而第一电压为此开关的第二端上的电压；以及比较第一值与所述至少一第二值，而在第一值与所述至少一第二值匹配时，输出使能信号至后端。本发明的唤醒时间检测电路以数字电路方式来实现，可以得到准确的输出而得知目前断电区域的电压已经稳定。另一方面，以本发明所设计的唤醒时间检测电路为数字电路，相较于以模拟电路进行供电电压的检测，可以节省许多电路面积。

Description

电子装置、唤醒时间检测电路及方法

技术领域

本发明涉及一种电子装置的省电运作技术，且更具体地说，涉及一种电子装置在待机时针对可关电的区域的唤醒时间检测电路及其方法，用以在达到稳定供电时间点，进行电子装置在待机时有电区域与可关电区域之间的互通信号技术。

背景技术

在一般的电子装置中，为了达到省电的目的，在设计时可以针对待机时设计有一有电区域(Always On Domain或Power On Domain)的电路及一可关电区域(Power Off Domain)的电路，例如有电区域的电路为包含了系统时钟的电路，而可关电区域的电路为一般的功能性电路，其中有电区域的电路与可关电区域的电路两者在正常运作时，可互通两者之间的信号，而在关闭此电子装置的系统电力时，由于可关电区域的电路已经没有电力供应，因此要避免来自可关电区域的信号影响到永远有电区域的电路的运作。

当可关电区域的电路在关闭电力后重新电力开启时，为了确保可关电区域的电路是在稳定的供电电压下工作，一般的设计有三种，第一种设计是利用模拟电路来检测电压是否稳定，第二种设计是等待一段长时间，确保电压可以稳定；而第三种设计是采用电子设计自动化(Electronic DesignAutomation，EDA)软体来估算。然而，第一种的模拟电路的缺点是，在电子装置中将占据较大电路面积；而第二种的等待时间的缺点是，若等待时间不足，会有非稳定供电电压的风险，而当所设计的等待时间过久，则会有拉长永远有电区域与可关电区域在互通前的准备时间，因此在时间的控制上较为不精准，且效率较低；而第三种的EDA软体估算仅适用于初期的产品设计，对于实际应用上是否准确，尚无法保证。

发明内容

有鉴于此，本发明提出一种电子装置、唤醒时间检测电路及其方法，藉以解决先前技术所述及的问题。

本发明提出一种电子装置，其包括第一既存电路、第二既存电路、开关、隔离电路以及唤醒时间检测电路。开关的第一端耦接运作电压，其第二端耦接第二既存电路。隔离电路耦接于第一既存电路与第二既存电路之间，用以在第二既存电路的电力被关闭时，隔离来自第二既存电路的信号以避免干扰第一既存电路，且在第二既存电路的电力被开启时，反应于一使能信号以关闭其隔离功能。唤醒时间检测电路耦接至开关的第二端、隔离电路与运作电压。唤醒时间检测电路分别对运作电压与开关上的电压计数而得第一值与第二值，倘若第一值与第二值匹配时，则输出使能信号至隔离电路，以关闭隔离功能。

在本发明的一实施例中，唤醒时间检测电路包括第一规律型样产生器、第二规律型样产生器以及比较器。第一规律型样产生器用以对运作电压计数而得第一值。第二规律型样产生器配置于第二既存电路的区域，以对开关上的第二端上的电压计数而得第二值。比较器用以比较第一值与第二值，在第一值与第二值匹配时，输出使能信号至隔离电路。

在本发明的一实施例中，此电子装置的第一规律型样产生器与第二规律型样产生器可为线性回授移位暂存器(Linear Feedback Shift Register，LFSR)或环振荡计数器(Ring Oscillator plus Counter)或其他可提供规律参考信号的电路输出。

在本发明的一实施例中，隔离电路可使用与门或是或门的逻辑电路来实现。

在本发明的一实施例中，运作电压对第一既存电路永远供电，并且当开关导通时，所述运作电压才通过开关的导通路径而对第二既存电路进行供电。

本发明另提出一种唤醒时间检测电路，其包括第一规律型样产生器、第二规律型样产生器以及比较器。第一规律型样产生器用以对运作电压计数而得第一值。第二规律型样产生器用以对第一电压计数而得第二值，其中开关的第一端耦接运作电压，而第一电压为开关的第二端上的电压。比较器比较第一值与第二值，而在第一值与第二值匹配时，输出一使能信号至后端电路，以得知开关的第二端上的第一电压(供电至可关电区域)已经稳定。

在本发明的一实施例中，唤醒时间检测电路的第一规律型样产生器与第二规律型样产生器为线性回授移位暂存器或环振荡计数器。

本发明又提出一种唤醒时间检测方法，至少包括以下步骤：对运作电压进行规律型样的计数而得第一值；对第一电压进行规律型样的计数而得至少一第二值，其中开关的第一端耦接运作电压，而第一电压为开关的第二端上的电压；以及比较第一值与所述至少一第二值，而在第一值与所述至少一第二值匹配时，输出一使能信号至后端电路，以得知开关的第二端上的第一电压(供电至可关电区域)已经稳定。

在本发明的一实施例中，对运作电压或第一电压进行规律型样的计数的步骤还包括：利用线性回授移位暂存器或环振荡计数器或其他可提供规律参考信号的电路输出来进行计数。

基于上述，本发明主要是采用规律型样的计数架构，以计数方式来得知从关电到重新电力开启的稳定时间。如此一来，经由准确计数得知的稳定时间点可以避免长时间的等待，所以本发明可以有效地缩短永远有电区域(Always On Domain或Power On Domain)的第一既存电路与可关电区域(Power Off Domain)的第二既存电路之间的互通信号时间而能够提升整体的执行效率。另一方面，本发明所设计的唤醒时间检测电路为数字电路，相较于传统以模拟电路进行供电电压的检测，可以节省许多电路面积。

上述说明仅是本发明技术方案的概述，为了能够更清楚了解本发明的技术手段，并可依照说明书的内容予以实施，以下以本发明的较佳实施例并配合附图详细说明如后。

附图说明

图1A是依照本发明一实施例的电子装置方块图。

图1B是依照本发明另一实施例的电子装置方块图。

图1C是依照本发明另一实施例的电子装置方块图。

图2A是依照本发明实施例的第一电压V1波形图。

图2B是依照本发明实施例在时间点T1的计数波形图。

图2C是依照本发明实施例在时间点T2的计数波形图。

图3A至图3C是依照本发明实施例的各种规律型样产生器的电路图。

图4A至图4B是依照本发明实施例的各种隔离电路逻辑电路图。

图5是依照本发明实施例的唤醒时间检测方法流程图。

附图标号：

100A～100C：电子装置

110、110_1：第一既存电路

120、120_1：第二既存电路

120_2：第三既存电路

120_n：第N既存电路

130、130_1～130_n：开关

140：唤醒时间检测电路

142、144、144_1、144_n：规律型样产生器

146A～146C：比较器

150：隔离电路

152A、152B：输入端

154A、154B：输出端

310：环振荡器

320：计数器

Count1：第一值

Count2：第二值

Isolation_Enable：使能信号

N₁：开关的第一端

N₂：开关的第二端

OSC_CLK：时钟信号

Power_Off_Enable：开关控制信号

S501～S507：唤醒时间检测方法各步骤

T1、T2：时间点

V1：第一电压

VDD：运作电压

VDD₁～VDD_n：供电电压

具体实施方式

现将详细参考本发明的实施例，并在附图中说明所述实施例的实例。另外，凡可能之处，在图式及实施方式中使用相同标号的元件/构件代表相同或类似部分。

图1A是依照本发明一实施例的电子装置方块图。请参阅图1A。此电子装置100A包括第一既存电路(first existing circuit)110、第二既存电路(secondexisting circuit)120、开关(switch)130、唤醒时间检测电路(wake up timedetecting circuit)140以及隔离电路(isolation circuit)150。其中运作电压VDD对第一既存电路110永远供电，第一既存电路110为一(永远)有电区域(AlwaysOn Domain或Power On Domain)的电路，而第二既存电路120为可关电区域(Power Off Domain)的电路。开关130的第一端N₁耦接运作电压VDD，其第二端N₂耦接第二既存电路120。唤醒时间检测电路140耦接至开关130的第二端、隔离电路150与运作电压VDD。而隔离电路150耦接于第一既存电路110与第二既存电路120之间。唤醒时间检测电路140存在于永远有电区域与可关电区域之间。

在运作原理上，开关130可反应于一开关控制信号Power_Off_Enable来决定是否导通(turn on)或是关断(turn off)，亦即当开关130导通时，运作电压VDD才通过开关130的导通路径而对第二既存电路120进行供电。另外，在图1A中，开关130可为PMOS开关，但本发明不以此为限。当开关130关断运作电压VDD时，则第二既存电路120因无电力供电，所以整个可关电区域不会动作，且无漏电流产生。

请注意在可关电区域，当电力关闭而再重新供电时，尤其是在开关130导通运作电压VDD的瞬间，位在开关130第二端N₂上的第一电压V1会慢慢上升(如图2A的绘示)。唤醒时间检测电路140对运作电压VDD进行规律型样的计数而得第一值Count1，且对第一电压V1进行另一规律型样的计数，而得第二值Count2。在时间点T1，倘若第一值Count1与第二值Count2不匹配时(如图2B的绘示，第一值为8，而第二值为6)，则检测结果表示第一电压V1尚未达到稳定。在时间点T2，倘若第一值Count1与第二值Count2匹配时(如图2C的绘示，第一值与第二值皆为8)，则检测结果表示第一电压V1达到稳定，于是输出使能信号Isolation_Enable至隔离电路150，以关闭隔离功能。

隔离电路150可以为一逻辑电路，用以在第二既存电路120的电力被关闭时，可以隔离来自第二既存电路120的信号，以避免干扰第一既存电路150。且在施加第一工作电压V1至第二既存电路120时，可以反应于时间点T2所传来得使能信号Isolation_Enable，以关闭其本身的隔离功能。如此一来，经由准确计数而得知的稳定时间点，可以避免传统技术的长时间等待，所以本实施例可以有效地缩短永远有电区域的电路(第一既存电路110)与可关电区域的电路(第二既存电路120)之间的互通信号时间而能够提升电子装置100的整体执行效率。

下文将对唤醒时间检测电路140作更清楚的描述。请再参考图1A，此唤醒时间检测电路140存在于永远有电区域与可关电区域之间。唤醒时间检测电路140可包括规律型样产生器(Regular Pattern Generator)142、规律型样产生器144以及比较器146A。

规律型样产生器142与规律型样产生器144在构造上为相同，为具有规律输出的数字电路。例如每一规律型样产生器皆为输出n个位元的计数器，但不以此为限。规律型样产生器142用以对永远有电区域的运作电压VDD计数而得第一值Count1。规律型样产生器144用以对可关电区域的第一电压V1计数而得第二值Count2。

比较器146A比较第一值Count1与第二值Count2，而在第一值Count1与第二值Count2匹配时，输出使能信号Isolation_Enable至后端的隔离电路150，以得知开关130的第二端N₂上的第一电压V1(供电至可关电区域)已经稳定。

在部分实施例中，第二既存电路120、开关130与规律型样产生器144为一种可重复配置于可关电区域内的组合电路；或者，开关130与规律型样产生器144为一种可重复配置于可关电区域内的组合电路；或者，规律型样产生器144为一种可重复配置于可关电区域内的电路。

图1B是依照本发明另一实施例的电子装置方块图。请参阅图1B。用于可关电区域计数用的规律型样产生器的数量可以增加，例如可根据电子装置100B的功能性电路的数量多寡而比例增加。当比较器146A进行比较时，规律型样产生器142、144_1、…、144_n的计数值皆为相等时，才输出使能信号Isolation_Enable至后端电路。所增加的规律型样产生器可分散在可关电区域或是分散在第二既存电路中，用来确定可关电区域中的每一角落的功能性电路的供电电压VDD₁～VDD_n的稳定。

图1C是依照本发明另一实施例的电子装置方块图。请参阅图1C。电子装置100C包括第一既存电路100_1、第二既存电路120_1、第三既存电路120_2、…、第N既存电路120_n以及多个开关130_1～130_n。其中电子装置100C的运作原理类似于电子装置100A或电子装置100B。

第一既存电路100_1为永远有电区域的电路。第一既存电路100_1包括规律型样产生器142与比较器146C。第二既存电路120_1、第三既存电路120_2、…与第N既存电路120_n为可关电区域的电路。第二既存电路120_1包括规律型样产生器144_1。第三既存电路120_2包括规律型样产生器144_2。第N既存电路120_n包括规律型样产生器144_n。在比较器146C进行计数比较时，可用来确定可关电区域中的每一角落的功能性电路的供电电压VDD₁～VDD_n是否皆稳定。例如，当比较器146C进行比较时，需要等到规律型样产生器142、144_1、…、144_n的计数值皆为相等时，才输出使能信号Isolation_Enable至后端电路。

图3A至图3C是依照本发明实施例的各种规律型样产生器的电路图。请参阅图3A，图3A为第一种线性回授移位暂存器(Linear Feedback ShiftRegister，LFSR)，具有循序的计数输出，是一种可预期输出的电路，而可应用在如图1A或图1B或图1C的规律型样产生器142、144_1、…、144_n。接着请参阅图3B，图3B为第二种线性回授移位暂存器，图3B中的方框表示为如图3A可进行函数式的逻辑运算，而多个方框表示多个函数式，同样地可应用在如图1A至图1C的规律型样产生器142、144_1、…、144_n。接着请参阅图3C，图3C为环振荡计数器(Ring Oscillator plus Counter)，其包括环振荡器310以及计数器320。环振荡器310可以产生正、负、正、负的正负缘的时钟信号OSC_CLK，可用来驱动计数器320而进行规律型样的计数，以得知计数值。环振荡计数器同样地可应用在如图1A至图1C的规律型样产生器142、144_1、…、144_n。必需特别说明的是，规律型样产生器为具有可预期的规律型样的计数输出，因此本发明不对规律型样产生器的型式特别限制。一切端视实际设计而定。

值得一提的是，上述规律型样产生器的目的乃在于可提供规律参考信号的电路输出，故将不限定在上述所提的实施态样中，凡是本领域者利用相关电路组成一可提供规律参考信号的电路皆应视为相同应用。在上述实施例中的唤醒时间检测电路140为数字电路，相较于传统以模拟电路进行供电电压的检测，可以节省许多电路面积。

图4A至图4B是依照本发明实施例的各种隔离电路逻辑电路图。请参阅图4A，隔离电路150的作用是当接收到使能信号时，其阻绝既存电路的信号往来，可以使用与门的逻辑电路来实现。当使能信号Isolation_Enable的位准为逻辑0时，则在输出端154A的输出永远为逻辑0；而在使能信号Isolation_Enable的位准为逻辑1时，则在输出端154A的输出需端视输入至输入端152A的信号位准而定。如此一来，在图4A中的使能信号Isolation_Enable的位准为逻辑1时，可以用来关闭隔离电路150的隔离功能。

请参阅图4B，在又一实施例的隔离电路150可以使用或门的逻辑电路来实现。当使能信号Isolation_Enable的位准为逻辑1时，则在输出端154B的输出永远为逻辑1；而在使能信号Isolation_Enable的位准为逻辑0时，则在输出端154B的输出需端视输入至输入端152B的信号位准而定。如此一来，在图4B中的使能信号Isolation_Enable的位准为逻辑0时，可以用来关闭隔离电路150的隔离功能。

因此隔离电路的功用系利用两个输入信号是否匹配而决定是否继续隔离或结束隔离，故实施方式非仅只限于上述所提及的实施态样，更可依照逻辑设计提供相同目的的隔离方式。

基于上述各实施例所揭示的内容，可以汇整出一种通用的唤醒时间检测方法。更清楚来说，图5绘示为本发明一实施例的唤醒时间检测方法的流程图。请同时参阅图1A与图5，本实施例的唤醒时间检测方法可以包括以下步骤：

如步骤S501所示，对永远有电区域的运作电压VDD进行规律型样的计数而得第一值Count1，并且对可关电区域的第一电压V1进行规律型样的计数而得至少一第二值Count2。其中开关130的第一端N₁耦接运作电压VDD，而第一电压V1为开关130的第二端N₂上的电压，可用以供电至可关电区域。请注意，当电力关闭而再重新供电时，尤其是在开关130导通运作电压VDD的瞬间，位在开关130第二端N₂上的第一电压V1会慢慢上升。

接着，如步骤S503所示，比较第一值Count1与所述至少一第二值Count2。倘若第一值Count1与所述至少一第二值Count2匹配时，进行步骤S505而输出一使能信号Isolation_Enable至后端电路(隔离电路150)，以关闭永远有电区域与可关电区域之间的隔离功能。另一方面，可以得知开关130的第二端N₂上的第一电压V1(供电至可关电区域)已经稳定。

倘若第一值Count1与所述至少一第二值Count2不匹配时，则进行步骤S507，维持永远有电区域与可关电区域之间的隔离功能。接着，运作程序回到步骤S501，以再重新进行步骤S501与步骤S503，并且经由步骤S503的判断过程，直到两计数值达到匹配的稳定状况才结束运作程序的回圈。

再者，对运作电压进行规律型样的计数或对第一电压V1进行规律型样的计数的步骤S501，还可进一步利用线性回授移位暂存器(请参见图3A的示例)或环振荡计数器来进行规律型样的计数(请参见图3C的示例)。

基于上述，本发明主要是采用规律型样的计数架构，以计数方式来得知从关电到重新电力开启的稳定时间。如此一来，经由准确计数得知的稳定时间点可以避免长时间的等待，所以本发明可以有效地缩短永远有电区域的电路(第一既存电路)与可关电区域的电路(第二既存电路)之间的互通信号时间而能够提升整体的执行效率。另一方面，本发明所设计的唤醒时间检测电路为数字电路，相较于传统以模拟电路进行供电电压的检测，可以节省许多电路面积。

以上所述，仅是本发明的较佳实施例而已，并非对本发明作任何形式上的限制，虽然本发明已以较佳实施例揭露如上，然而并非用以限定本发明，任何熟悉本领域的技术人员，在不脱离本发明技术方案范围内，当可利用上述揭示的结构及技术内容作出些许的更动或修饰为等同变化的等效实施例，但是凡是未脱离本发明技术方案的内容，依据本发明的技术实质对以上实施例所作的任何简单修改、等同变化与修饰，均仍属于本发明技术方案的范围内。

Claims (10)

1.一种电子装置，其特征在于，所述的电子装置包括：

一第一既存电路；

一第二既存电路；

一开关，其第一端耦接一运作电压，其第二端耦接所述第二既存电路；

一隔离电路，耦接于所述第一既存电路与所述第二既存电路之间，用以在所述第二既存电路的电力被关闭时，隔离来自所述第二既存电路的信号以避免干扰所述第一既存电路，且在所述第二既存电路的电力被开启时，反应于一使能信号以关闭其隔离功能；以及

一唤醒时间检测电路，耦接至所述开关的第二端、所述隔离电路与所述运作电压，分别对所述运作电压与所述开关的第二端上的电压计数而得一第一值与一第二值，倘若所述第一值与所述第二值匹配时，则输出所述使能信号至所述隔离电路，以关闭隔离功能。

2.根据权利要求1所述的电子装置，其特征在于，所述唤醒时间检测电路包括：

一第一规律型样产生器，用以对所述运作电压计数而得所述第一值；

一第二规律型样产生器，配置于所述第二既存电路的区域，以对所述开关上的第二端上的电压计数而得所述第二值；以及

一比较器，用以比较所述第一值与所述第二值，在所述第一值与所述第二值匹配时，输出所述使能信号至所述隔离电路。

3.根据权利要求2所述的电子装置，其特征在于，所述第一规律型样产生器与所述第二规律型样产生器为线性回授移位暂存器或环振荡计数器。

4.根据权利要求1所述的电子装置，其特征在于，所述隔离电路使用一与门、一或门或是相同功能的逻辑电路来实现。

5.根据权利要求1所述的电子装置，其特征在于，所述运作电压对所述第一既存电路永远供电。

6.根据权利要求1所述的电子装置，其特征在于，当所述开关导通时，所述运作电压通过所述开关的导通路径而对所述第二既存电路供电。

7.一种唤醒时间检测电路，其特征在于，所述的唤醒时间检测电路包括：

一第一规律型样产生器，用以对一运作电压计数而得一第一值；

一第二规律型样产生器，用以对一第一电压计数而得一第二值，其中一开关的第一端耦接所述运作电压，而所述第一电压为所述开关的第二端上的电压；以及

一比较器，比较所述第一值与所述第二值，而在所述第一值与所述第二值匹配时，输出一使能信号至后端电路，以得知所述开关的第二端上的所述第一电压已经稳定。

8.根据权利要求7所述的唤醒时间检测电路，其特征在于，所述第一规律型样产生器与所述第二规律型样产生器为线性回授移位暂存器或环振荡计数器。

9.一种唤醒时间检测方法，其特征在于，所述的唤醒时间检测方法包括：

对一运作电压进行规律型样的计数而得一第一值；

对一第一电压进行规律型样的计数而得至少一第二值，其中一开关的第一端耦接所述运作电压，而所述第一电压为所述开关的第二端上的电压；以及

比较所述第一值与所述至少一第二值，而在所述第一值与所述至少一第二值匹配时，输出一使能信号至后端电路，以得知所述开关的第二端上的所述第一电压已经稳定。

10.根据权利要求9所述的唤醒时间检测方法，其特征在于，对所述运作电压或所述第一电压进行规律型样的计数的步骤，还包括：

利用线性回授移位暂存器或环振荡计数器输出来进行计数。