CN107085543A - 用于重启电子设备的装置及方法、包括该装置的电子设备 - Google Patents

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Abstract

本申请涉及一种用于重启电子设备的装置及方法和包括该装置的电子设备。所述电子设备具有主电源，所述装置包括辅助电源、复位电路以及隔离电路。复位电路被配置为响应于电子设备的故障，向隔离电路发送第一信号；隔离电路被配置为响应于第一信号，将电子设备的主电源与辅助电源隔离开，从而使得辅助电源为复位电路供电；复位电路被配置为利用辅助电源供应的电力产生用于重启电子设备的复位信号。

Description

用于重启电子设备的装置及方法、包括该装置的电子设备
技术领域
本申请的示例性实施例涉及用于重启电子设备的装置及方法、包括该装置的电子设备。
背景技术
复位电路，例如看门狗定时器(watch dog timer)，被广泛地应用于诸如手机、平板电脑之类的嵌入式电子设备中。在电子设备的处理器由于发生错误而不再对看门狗定时器进行喂狗操作时，看门狗定时器中的计数溢出，从而触发对电子设备的处理器进行重启的中断请求。
在现有技术中，电子设备重启期间，处理器和复位电路由电池供电，或者当电子设备通过电源适配器连接到外部电源上时，由外部电源供电。在任一种情况下，均无法实现电子设备的硬重启。
在背景技术中公开的上述信息仅用于加强对本发明的背景的理解，因此其可能包含没有形成为本领域普通技术人员所知晓的现有技术的信息。
发明内容
示例性实施例提供用于一种用于重启电子设备的装置及方法、包括该装置的电子设备，其能够在电子设备发生故障时，隔离主电源，利用辅助电源对复位电路进行供电，以使复位电路产生复位信号，从而实现电子设备的硬启动。
根据一个示例性实施例，提供一种用于重启电子设备的装置，所述电子设备具有主电源，所述装置包括：辅助电源、复位电路以及隔离。所述复位电路被配置为响应于电子设备的故障，向所述隔离电路发送第一信号。所述隔离电路被配置为响应于所述第一信号，将所述电子设备的主电源与所述辅助电源隔离开，从而使得由所述辅助电源为所述复位电路供电。所述复位电路被配置为利用所述辅助电源供应的电力产生用于重启所述电子设备的复位信号。
根据另一示例性实施例，提供一种包括上述装置的电子设备。
根据又一示例性实施例，提供一种用于重启电子设备的方法，包括：监测所述电子设备的运行；响应于所述电子设备的故障，将所述主电源与辅助电源隔离开，从而使得由所述辅助电源为复位电路供电；以及利用所述辅助电源供应的电力产生用于重启所述电子设备的复位信号。
这部分旨在提供对本专利申请的主题的概述。这部分并非旨在提供本发明的排他性的或详尽的说明。本文包括了详细的描述，以提供关于本专利申请的进一步信息。
附图说明
在附图中(这些附图不一定是按照比例绘制的)，相同的数字能够描述不同视图中的相似部件。具有不同字母后缀的相同数字能够表示相似部件的不同示例。附图通过示例而非限制的方式概括地示例了本申请中讨论的各个实施例。
图1示出了根据本发明各个实施例的重启装置的示意性框图。
图2示出了根据本发明一个实施例的重启装置的具体应用示例的电路图。
图3a和3b示出了根据本发明一个实施例的重启装置的具体应用示例的电路仿真结果。
图4示出了根据本发明各个实施例的重启方法的流程图。
具体实施方式
在下文中，仅简单地描述了某些示例性实施例。正如本领域技术人员可能认识的那样，在不脱离本发明的精神或范围的情况下，可通过各种不同方式修改所描述的实施例。因此，附图和描述被认为本质上是示例性的而非限制性的。
图1示出了根据本发明各个实施例的重启装置110的示意性框图。为了方便理解，图1中还示出了与重启装置110相关的其它器件。在一个示例中，重启装置110可安装在电子设备100(例如，手机)中，以监测电子设备100中的处理器104的运行。在处理器104正常运行时，由主电源102为处理器104和重启装置110供电。当重启装置110检测到处理器104发生故障时，向处理器104发出复位信号。
具体来说，如图1所示，装置110包括辅助电源112、隔离电路114以及复位电路116。复位电路116响应于电子设备100的故障，向所述隔离电路发送电源切换控制信号。隔离电路114响应于电源切换控制信号，将电子设备100的主电源102与辅助电源112隔离开，从而使得由辅助电源112为复位电路116供电。然后，复位电路116利用辅助电源112供应的电力产生用于重启电子设备100的复位信号。
图2示出了根据本发明一个实施例的重启装置的具体应用示例的电路图。图2具体示出了重启装置110以及电子设备100中与重启装置110相关的其它部件的示意性电路图。如图2所示，该电子设备100包括主电源102、处理器104、通用串行总线(USB)连接器106以及重启装置110。
主电源102包括充电器与电源管理集成电路(Charger+PMIC)1022和主电池1024。在正常工作状态下，主电池1024的高电压侧B+连接到电源线VBAT，低电压侧B-连接到系统地SYSTEM GND，使得主电池1024与处理器104和重启装置110相连接，从而为其供电。当电子设备100通过USB连接器106连接到外部电源上时，Charger+PMIC 1022可为主电池1024充电。
重启装置110包括辅助电源112、隔离电路114、复位电路116、放电电路118以及时钟切换电路120。在本示例中，复位电路116主要由看门狗定时器(Watch Dog Timer)电路(其包含I2C Slave)来实现。在本示例中，辅助电源112连接在电源线VBAT与辅助地AUX GND之间，可例如由电容器(例如，22μF)来实现。在图2中，隔离电路114包括用于隔离辅助电源112的辅助地AUX GND与系统地SYSTEM GND的晶体管M0。为了防止晶体管M0的体二极管被烧毁，可将一限流电阻器R0并联连接在晶体管M0的源极与衬底之间，该限流电阻器R0的电阻值可例如为100欧姆。此外，隔离电路114还可包括用于隔离主电源的低电压侧B-与系统地SYSTEM GND的晶体管M1和M2。
在电子设备100正常工作时，处理器104通过I2C总线(包括信号线INTB、I2C_SCL和I2C_SDA)与看门狗定时器进行通信，定时向看门狗定时器发送喂狗信号，每当看门狗定时器在接收到喂狗信号时，其即对计数器进行重置。
当电子设备100出现故障(例如，处理器104中运行的程序陷入死循环)时，处理器104不再发送喂狗信号。看门狗定时器如未在预定时段内接受“饲喂”，则导致计数器溢出，从而将与主电源102相连接的电源切换控制引脚BAT_SW_Ctrl的输出设置为高电平。在该高电平信号的作用之下(参见如图2所示的逻辑电路，在此不再赘述)，隔离电路114中的晶体管M1和M2截止，从而将主电池1024的低电压侧B-与系统地SYSTEM GND隔离开，也就是将主电池1024与整个系统隔离开。并且，在与电源切换控制引脚BAT_SW_Ctrl输出的高电平信号相关联的控制信号的作用之下，隔离电路114中的晶体管M0截止，从而将辅助电源112的辅助地AUX GND与系统地SYSTEM GND隔离开。如此一来，主电源102对处理器104和复位电路116的电力供应被切断，并且仅由辅助电源112对复位电路116进行供电，以便复位电路116进行复位操作。
随后，电源切换控制引脚BAT_SW_Ctrl由高电平输出状态改为并保持高阻状态，由此主电池1024对系统的电力供应得以恢复，复位电路116向处理器104输出复位信号RST_AP(在本示例中为低电平)，从而重新启动处理器104。
如图2所示，重启装置110还可包括放电电路118，其用于在主电池1024对系统的电力供应被断开时，加速系统中残余电荷的释放，从而加速重启进程。
此外，重启装置110还可包括连接至复位电路116的时钟切换电路，其用于在由辅助电源112对复位电路116进行供电时，将提供给复位电路116的时钟切换为较低频率的时钟，从而降低功耗。当主电池1024对系统的电力供应被恢复时，再切换回较高频率的时钟。例如，在正常工作状态下，可将125KHz的时钟信号施加于看门狗定时器，而在喂狗失败时，则改为将10KHz的时钟信号施加于看门狗定时器。
在一个示例中，看门狗定时器可包括看门狗历史寄存器，用于记录喂狗故障，以供用户查看。例如，在每次发生喂狗故障时，将寄存器的值加1，并且仅上电复位和I2C发起的特定看门狗历史复位循环能够将该寄存器清零。
图3a和3b示出了根据本发明一个实施例的重启装置的具体应用示例的电路仿真结果。图3a显示，当处理器失去响应，喂狗状态feed_dog_status出现异常，并且看门狗定时器达到最大值(wd_timing_reach_max＝1)时，指示喂狗故障并触发复位操作(watch_dog_reset＝1)；然后，电源切换控制引脚的输出变为高电平，使得主电池的电力供应被切断；然后，电源切换控制引脚的输出恢复到高阻态，使得主电池的电力供应被恢复，复位引脚的输出变为低电平，从而向处理器输出复位信号；然后，该喂狗故障被记录于看门狗历史寄存器中。图3b显示，当看门狗定时器达到最大值(wd_timing_reach_max＝1)，指示喂狗故障并触发复位操作(watch_dog_reset＝1)时，看门狗定时器的时钟频率clk_125k从125KHz切换到10KHz，从而降低功耗。
图4示出了根据本发明各个实施例的重启方法400的流程图。该方法400包括以下步骤：
在步骤402，监测电子设备的运行；
在步骤404，响应于电子设备的故障，将主电源与辅助电源隔离开，从而使得辅助电源为复位电路供电；以及
在步骤406，利用辅助电源供应的电力产生用于重启所述电子设备的复位信号。
在一个示例中，可利用所述复位电路产生的第一信号控制第一晶体管以断开所述主电源与所述辅助电源；并且限制流过所述第一晶体管的体二极管的电流。在一个示例中，在将所述主电源与辅助电源隔离开之后，可利用放电电路释放所述电子设备中的残余电荷。在一个示例中，响应于所述电子设备的故障，可将所述复位电路的时钟频率由第一时钟频率切换至第二时钟频率，其中所述第一时钟频率大于所述第二时钟频率。在一个示例中，可记录所述电子设备的每次故障。
在本申请所提供的几个实施例中，应该理解到，所揭露的设备和方法，可以通过其它的方式实现。以上所描述的设备实施例仅仅是示意性的，例如，所述单元的划分，仅仅为一种逻辑功能划分，实际实现时可以有另外的划分方式，如：多个单元或组件可以结合，或可以集成到另一个系统，或一些特征可以忽略，或不执行。另外，所显示或讨论的各组成部分相互之间的耦合、或直接耦合、或通信连接可以是通过一些接口，设备或单元的间接耦合或通信连接，可以是电性的、机械的或其它形式的。
上述作为分离部件说明的单元可以是、或也可以不是物理上分开的，作为单元显示的部件可以是、或也可以不是物理单元，即可以位于一个地方，也可以分布到多个网络单元上；可以根据实际的需要选择其中的部分或全部单元来实现本实施例方案的目的。
另外，在本发明各实施例中的各功能单元可以全部集成在一个处理模块中，也可以是各单元分别单独作为一个单元，也可以两个或两个以上单元集成在一个单元中；上述集成的单元既可以采用硬件的形式实现，也可以采用硬件加软件功能单元的形式实现。
本领域普通技术人员可以理解：实现上述方法实施例的全部或部分步骤可以通过程序指令相关的硬件来完成，前述的程序可以存储于一计算机可读取存储介质中，该程序在执行时，执行包括上述方法实施例的步骤；而前述的存储介质包括：移动存储设备、只读存储器(ROM，Read-Only Memory)、随机存取存储器(RAM，Random Access Memory)、磁碟或者光盘等各种可以存储程序代码的介质。
尽管结合当前被认为是实际的示例性实施例对本发明进行了描述，但是应当理解本发明不限于所公开的实施例，相反地，本发明意在涵盖包括在所附权利要求的精神和范围内的各种修改和等同设置。

Claims (21)

1.一种用于重启电子设备的装置，所述电子设备具有主电源，所述装置包括：
辅助电源；
复位电路；以及
隔离电路，
其中，所述复位电路被配置为响应于所述电子设备的故障，向所述隔离电路发送第一信号；
其中，所述隔离电路被配置为响应于所述第一信号，将所述主电源与所述辅助电源隔离开，从而使得由所述辅助电源为所述复位电路供电；并且
其中，所述复位电路被配置为利用所述辅助电源供应的电力产生用于重启所述电子设备的复位信号。
2.根据权利要求1所述的装置，其中，所述主电源的第一端连接至第一电压端，所述主电源的第二端连接至第一接地端，所述辅助电源的第一端连接至第一电压端，所述辅助电源的第二端连接至第二接地端，并且
其中，所述隔离电路包括：
第一晶体管，被配置为响应于来自所述复位电路的第一信号，断开所述第一接地端与所述第二接地端；以及
第一限流器，被配置为限制流过所述第一晶体管的体二极管的电流。
3.根据权利要求2所述的装置，其中，所述第一限流器包括电阻器。
4.根据权利要求2所述的装置，其中，所述隔离电路进一步包括：
第二和第三晶体管，其彼此串联连接，被配置为响应于来自所述复位电路的所述第一信号，断开所述主电源的第二端与所述第一接地端。
5.根据权利要求1所述的装置，其中，所述辅助电源包括电容器。
6.根据权利要求1所述的装置，其中，所述装置进一步包括：
放电电路，被配置为响应于所述电子设备的故障，释放所述电子设备中的残余电荷。
7.根据权利要求1所述的装置，其中，所述装置进一步包括：
时钟切换电路，被配置为响应于所述电子设备的故障，将所述复位电路的时钟频率由第一时钟频率切换至第二时钟频率，其中所述第一时钟频率大于所述第二时钟频率。
8.根据权利要求1所述的装置，其中，所述装置进一步包括：
历史寄存器，被配置为记录所述电子设备的每次故障。
9.一种电子设备，包括：
处理器；
主电源；以及
重启装置，包括：
辅助电源；
复位电路；以及
隔离电路，
其中，所述复位电路被配置为响应于所述处理器的故障，向所述隔离电路发送第一信号；
其中，所述隔离电路被配置为响应于所述第一信号，将所述主电源与所述辅助电源隔离开，从而使得由所述辅助电源为所述复位电路供电；并且
其中，所述复位电路被配置为利用所述辅助电源供应的电力产生用于重启所述处理器的复位信号。
10.根据权利要求9所述的电子设备，其中，所述主电源的第一端连接至第一电压端，所述主电源的第二端连接至第一接地端，所述辅助电源的第一端连接至第一电压端，所述辅助电源的第二端连接至第二接地端，并且
其中，所述隔离电路包括：
第一晶体管，被配置为响应于来自所述复位电路的第一信号，断开所述第一接地端与所述第二接地端；以及
第一限流器，被配置为限制流过所述第一晶体管的体二极管的电流。
11.根据权利要求10所述的电子设备，其中，所述第一限流器包括电阻器。
12.根据权利要求10所述的电子设备，其中，所述隔离电路进一步包括：
第二和第三晶体管，其彼此串联连接，被配置为响应于来自所述复位电路的所述第一信号，断开所述主电源的第二端与所述第一接地端。
13.根据权利要求9所述的电子设备，其中，所述辅助电源包括电容器。
14.根据权利要求9所述的电子设备，其中，所述重启装置进一步包括：
放电电路，被配置为响应于所述电子设备的故障，释放所述电子设备中的残余电荷。
15.根据权利要求9所述的电子设备，其中，所述重启装置进一步包括：
时钟切换电路，被配置为响应于所述电子设备的故障，将所述复位电路的时钟频率由第一时钟频率切换至第二时钟频率，其中所述第一时钟频率大于所述第二时钟频率。
16.根据权利要求9所述的电子设备，其中，所述重启装置进一步包括：
历史寄存器，被配置为记录所述电子设备的每次故障。
17.一种用于重启电子设备的方法，包括：
监测所述电子设备的运行；
响应于所述电子设备的故障，将所述电子设备的主电源与辅助电源隔离开，从而使得由所述辅助电源为复位电路供电；以及
利用所述辅助电源供应的电力产生用于重启所述电子设备的复位信号。
18.根据权利要求17所述的方法，其中，所述隔离包括：利用所述复位电路产生的第一信号控制第一晶体管以断开所述主电源与所述辅助电源；并且
其中，所述方法进一步包括：
限制流过所述第一晶体管的体二极管的电流。
19.根据权利要求17所述的方法，进一步包括：
在将所述主电源与辅助电源隔离开之后，利用放电电路释放所述电子设备中的残余电荷。
20.根据权利要求17所述的方法，进一步包括：
响应于所述电子设备的故障，将所述复位电路的时钟频率由第一时钟频率切换至第二时钟频率，其中所述第一时钟频率大于所述第二时钟频率。
21.根据权利要求17所述的方法，进一步包括：
记录所述电子设备的每次故障。
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