CN109521262B

CN109521262B - 用于测试功率管理模块的不可屏蔽电压监视器的电路

Info

Publication number: CN109521262B
Application number: CN201710954256.XA
Authority: CN
Inventors: V·N·斯里尼瓦桑; S·德哈利帕拉
Original assignee: STMicroelectronics International NV
Current assignee: STMicroelectronics International NV
Priority date: 2017-09-20
Filing date: 2017-10-13
Publication date: 2021-07-20
Anticipated expiration: 2037-10-13
Also published as: US20190086474A1; US10620267B2; CN208156651U; CN109521262A

Abstract

本公开涉及用于测试功率管理模块的不可屏蔽电压监视器的电路。例如，一种在复制的电压监视器的测试操作模式期间操作电子设备的方法，该方法包括通过电压监视器来感测功能电源电压，如果功能电源电压超过阈值，则使电压监视器的输出无效，并且如果功能电源电压降到低于阈值，则使电压监视器的输出有效。通过复制的电压监视器来感测测试电源电压，如果测试电源电压超过阈值，则复制的电压监视器的输出将被无效，如果测试电源电压降到低于阈值，则复制的电压监视器的输出有效。监视复制的电压监视器的输出，从而基于复制的电压监视器的输出的有效来确定阈值，并且在电压监视器和复制的电压监视器的输出之间执行逻辑运算以生成上电复位信号。

Description

用于测试功率管理模块的不可屏蔽电压监视器的电路

技术领域

本公开涉及电子设备的领域，并且更具体地，涉及提供具有电路的电源管理模块，该电路使得可以在这些电压监视器的跳变不会使设备复位的情况下，测试不可屏蔽的电压监视器。

背景技术

许多电子设备具有某些内置测试能力。例如，功率管理模块可以包括一个或多个电压源，并且每个电压源可以具有与其相关联的多个电压监视器。电压监视器可以具有不同的阈值(诸如，例如，在2.7V至6V的范围内的HV电源将具有与诸如2.7V，3.0V，...，6V的不同阈值相关联的电压监视器，在1.5V至2.4V范围内的MV电源将具有与诸如1.5V，1.6V，...，2.4V的不同阈值相关联的电压监视器，以及在0.7V至1.15V范围内的LV电源将具有与诸如0.7V，0.8V，...，1.15V的使不同阈值相关联的电压监视器)。与每个电源的最低阈值相关联的电压监视器是不可屏蔽的，因为包括包含电压监视器的电源管理模块的整个电子设备将在跳变时复位。与所有电源的其他阈值相关的电压监视器在测试操作期间是可屏蔽的，因为这些监视器的跳变不会使功率管理模块复位，并且电子设备保证工作，直到与最低阈值相关联的电压监视器的跳变点为止。在测试操作期间，可以通过为电压监视器提供可变的测试电压而不是来自电压监视器的电压源的电压来测试电压监视器，以确定它们跳变的电压。因此可以确定“跳变”点。

然而，如上所述，该电压跳变输出(如果由不可屏蔽的电压监视器)用以使包括功率管理模块整个电子设备复位。因此，通过不可屏蔽电压监视器的每次测试，电子设备必须再次上电。这增加了执行测试所需的时间，这在生产环境中是特别不期望的。

因此，功率管理模块的内置测试能力的进一步发展是必要的。

发明内容

本文描述了一种在复制的电压监视器的测试操作模式期间通过用电压监视器感测功能电源电压来操作电子设备的方法，以及如果功能电源电压超过阈值，则使电压监视器的输出无效(deassert)，并且如果功能电源电压低于阈值，则使电压监视器的输出有效(assert)。用复制的电压监视器感测测试电源电压，如果测试电源电压超过阈值，则使复制的电压监视器的输出无效，如果测试电源电压低于阈值，则使复制的电压监视器的输出有效。监视复制的电压监视器的输出，从而基于复制的电压监视器的输出的有效来确定阈值。

本文还描述了一种在电压监视器的测试操作模式期间操作电子设备的方法，该方法包括用复制的电压监视器来感测功能电源电压，如果功能电源电压超过阈值，则使复制的电压监视器的输出无效，并且如果功能电源电压降到低于阈值，则使复制的电压监视器的输出有效。用电压监视器来感测测试电源电压，如果测试电源电压超过阈值，则使电压监视器的输出无效，如果测试电源电压降到低于阈值，则使电压监视器的输出有效。监视电压监视器的输出，从而基于电压监视器的输出的有效来确定阈值。

在电压监视器和复制的电压监视器的输出之间执行逻辑运算以生成上电复位(POR)信号。

执行逻辑运算，使得执行逻辑运算的逻辑门的输出在测试电压降到低于阈值的情况下保持无效。

逻辑运算可以是OR逻辑运算或NAND逻辑运算。

如果逻辑门的输出有效，则电子设备被复位。

本文还描述了在上电操作期间操作电子设备的方法。最初在上电期间，测试模式选择信号、测试模式1信号和测试模式2信号处于未知状态，并且在测试电源电压和功能电源电压低于阈值的情况下，复制的电压监视器和电压监视器有效。逻辑运算输出有效，并且包括功率管理模块的整个电子设备被复位，这迫使测试模式选择信号、测试模式1信号和测试模式2信号有效(已知状态)，从而选择电压监视器输出到电源管理单元和芯片上的系统，并且分别由复制的电压监视器和电压监视器来感测功能电压源。

本文还公开了一种设备实施例。该设备包括要耦合到测试电压源、功能电压源、电压监视器和复制的电压监视器的测试输入。第一多路复用器具有被耦合到测试输入和电源的输入，以及被耦合到复制的电压监视器的输入的输出。根据第一测试选择信号来控制第一多路复用器。第二多路复用器具有被耦合到测试输入和电源的输入，以及被耦合到电压监视器的输入的输出。根据第二测试选择信号来控制第二多路复用器。逻辑门具有被耦合到第一多路复用器和第二多路复用器的输出的输入，并且对从该逻辑门接收的信号执行逻辑运算。

附图说明

图1是根据该公开的包括每个电压源的双电压监视器的功率管理电路的示意性框图。

图2是根据该公开的包括每个电压源的双电压监视器的功率管理电路的另一实施例的示意性框图。

具体实施方式

呈现以下讨论以使本领域技术人员能够制造和使用本文所公开的主题。在不脱离本具体实施方式的精神和范围的情况下，本文所描述的一般原理可以应用于除上述那些细节之外的实施例和应用。本公开不旨在限于所示的实施例，而是被赋予与本文公开或建议的原理和特征一致的最宽范围。

参考图1，现在描述用于电子设备的电源管理电路50。电源管理电路50包括功能电压源52，该功能电压源52提供要由电子设备的功能电路72使用的功能电压71。功能电压源52将功能电压71提供给多路复用器56和60的第一输入。多路复用器56和60的第二输入被耦合到测试输入焊盘51，测试输入焊盘51被说明性地耦合以从测试电压源54接收测试电压73。测试电压源54在测试操作期间被施加到测试输入焊盘51。

来自多路复用器60的输出信号77被耦合到电压监视器62。来自多路复用器56的输出信号75被耦合到复制的电压监视器58，该复制的电压监视器58具有与电压监视器62基本上相似的操作特性，也就是说，电压监视器58和62各自被设计成并且被配置为当输入到电压监视器58和62的信号降到低于同一阈值电压时“跳变”(通过将电压监视器58和62的输出从第一逻辑电平改变为第二电平来使电压监视器58和62的输出有效)。

电压监视器62的输出信号81和复制电压监视器58的输出信号79分别被耦合到或(OR)门64的输入以及输出焊盘55和53。来自或门64的输出信号被耦合到多路复用器66的第二输入。来自电压监视器62的输出信号81还被耦合到多路复用器66的第一输入。多路复用器66将以上电复位(POR)信号的形式的输出提供给功率管理单元50的其余部分，和/或芯片上的系统(SOC)。

现在描述功率管理电路50的操作。在正常操作模式中，控制多路复用器66的测试模式选择信号处于第二逻辑电平，并且控制多路复用器60的测试模式信号85处于第二逻辑电平。结果是，来自功能电压源52的功能电源电压71通过多路复用器60传递到电压监视器62。如果功能电源电压71不低于阈值电压，则电压监视器62的输出保持在第一逻辑电平，并且由多路复用器66传递到功率管理单元50的其余部分，和/或传递给SOC(即，POR信号不有效)。

然而，在测试模式中，期望以禁止多路复用器66提供导致电子设备的复位序列的输出(即，使POR信号有效)的方式，来测试电压监视器62和/或复制的电压监视器58的操作。因此，为了在测试模式中测试电压监视器62，测试电压73被从测试电压源54施加到测试输入焊盘51，测试模式选择信号处于第一逻辑电平，控制多路复用器60的测试模式信号85处于第一逻辑电平，并且控制多路复用器56的测试模式信号87处于第二逻辑电平。这导致测试电压73被多路复用器60传递到电压监视器62，并且功能电压71被多路复用器56传递到复制的电压监视器58。如果功能电压源52正常工作，则复制的监视器58将不会跳变，这意味着来自或门64的输出信号83保持在第一逻辑电平，并且复位序列不被启动(即，POR信号不有效)。如果输出信号83有效(处于第二逻辑电平)，则复位序列将被启动(即，POR信号将有效)。

在测试期间，测试电压73可以由测试电压源54改变，例如通过被减小，直到监视器62跳变。监视器62的该跳变点可以通过与测试电压73一起监视焊盘55来确定。当焊盘55处的信号有效(切换到第二逻辑电平)时存在的测试电压73是监视器62跳变的点。因此，通过使用该电路50，能够在不启动复位序列的情况下，在测试模式期间测试电压监视器62。或门64在这里是特别重要的，因为即使监视器62已经跳变并且信号81处于第二逻辑电平，信号83仍保持在第一逻辑电平。然后POR仍然被无效。

为了在测试模式中测试复制的电压监视器58，测试电压73被从测试电压源54施加到测试输入焊盘51，测试模式选择信号处于第一逻辑电平，控制多路复用器60的测试模式信号85处于第二逻辑电平，并且控制多路复用器56的测试模式信号87处于第一逻辑电平。这导致测试电压73被多路复用器56传递到复制的电压监视器58，并且功能电压71被多路复用器60传递到电压监视器62。如果功能电压源52正常工作，则电压监视器62将不会跳变，这意味着来自或门64的输出信号83保持在第一逻辑电平，并且不启动复位序列。

在测试期间，测试电压73可以由测试电压源54改变，例如通过被减小，直到复制的电压监视器58跳变。复制的电压监视器58的该跳变点可以通过与测试电压73一起监视衬垫焊盘53来确定。当焊盘53处的信号有效时存在的测试电压73是复制的电压监视器58跳变的点。因此，通过使用该电路50，也能够在不启动复位序列的情况下，在测试模式期间测试复制的电压监视器58。

注意，功能电压源52可以是电子设备内的任何电压源，例如高压电源、中压电源、低压电源、市电源电压或备用电源电压。

应当注意，在一些情况下，电压监视器62和复制的电压监视器58可以通过从第二逻辑电平切换到第一逻辑电平而不是从第一逻辑电平切换到第二逻辑电平来使电压监视器62和复制的电压监视器58的输出有效。这样的实施例在图2中示出。应当注意，该电路50’除了这里的逻辑门64’是与非门而不是或门之外，在其他方面与图1的电路50相同，并且如上所述，电压监视器62’和复制的电压监视器58’通过从第二逻辑电平切换到第一逻辑电平来使电压监视器62’和复制的电压监视器58’的输出有效。

应当注意，还添加了复制的电压监视器，以确保包括功率管理模块的整个电子设备在上电时被复位，使得测试模式选择信号、测试模式1信号和测试模式2信号被初始化，从而允许包括功率管理块的电子设备执行功能运算。此后，可以通过使测试模式选择信号和测试模式1信号或测试模式2信号中所需的一个信号无效来进入测试操作模式。

虽然本文讨论的主题容易受到各种修改和备选构造的影响，但是在图中示出了其某些说明性的实施例，并且已经在上面详细描述。然而，应当理解，并不旨在将权利要求限制为所公开的具体形式，而是相反，旨在涵盖落入权利要求的精神和范围内的所有修改、备选构造和等同物。

Claims

1.一种操作电子设备的方法，包括：

在正常操作模式期间，通过电压监视器来感测功能电源电压；

在复制的电压监视器的测试操作模式期间：

通过所述电压监视器来感测所述功能电源电压；

通过所述复制的电压监视器来感测测试电源电压；

监视所述复制的电压监视器的输出，从而基于所述复制的电压监视器的输出有效来确定所述复制的电压监视器的阈值；以及

在所述电压监视器和所述复制的电压监视器的输出之间执行逻辑运算，以生成上电复位(POR)信号，

其中在由所述电压监视器感测所述功能电源电压期间，如果所述功能电源电压超过所述阈值，则使所述电压监视器的输出无效，并且如果所述功能电源电压降到低于所述阈值，则使所述电压监视器的输出有效，并且

其中在由所述复制的电压监视器感测测试电源电压期间，如果所述测试电源电压超过所述阈值，则使所述复制的电压监视器的输出无效，并且如果所述测试电源电压降到低于所述阈值，则使所述复制的电压监视器的输出有效。

2.根据权利要求1所述的方法，还包括：

在所述电压监视器的测试操作模式期间：

通过所述复制的电压监视器来感测所述功能电源电压；

通过所述电压监视器来感测所述测试电源电压；

监视所述电压监视器的输出，从而基于所述电压监视器的输出的有效来确定所述电压监视器的阈值电压，

其中在由所述复制的电压监视器感测所述功能电源电压期间，如果所述功能电源电压超过所述阈值电压，则使所述复制的电压监视器的输出无效，并且如果所述功能电源电压降到低于所述阈值电压，则使所述复制的电压监视器的输出有效，以及

其中在由所述电压监视器感测所述测试电源电压期间，如果所述测试电源电压超过所述阈值电压，则使所述电压监视器的输出无效，并且如果所述测试电源电压降到低于所述阈值电压，则使所述电压监视器的输出有效。

3.根据权利要求1所述的方法，其中所述逻辑运算被执行，使得在所述测试电压降到低于所述阈值的情况下，用于执行所述逻辑运算的逻辑门的输出保持无效。

4.根据权利要求1所述的方法，其中所述逻辑运算包括OR逻辑运算。

5.根据权利要求1所述的方法，其中所述逻辑运算包括NAND逻辑运算。

6.根据权利要求1所述的方法，还包括如果所述逻辑门的输出有效，则使所述电子设备复位。

7.根据权利要求1所述的方法，其中在初始上电阶段期间，所述电压监视器和所述复制的电压监视器保持有效，从而使所述电子设备复位到已知状态，以允许电子设备执行功能运算，并且之后进入所述测试操作模式。

8.一种操作电子设备的方法，包括：

基于电源故障信号有效而执行所述电子设备的复位序列；

基于功能电源电压，在正常操作模式中生成所述电源故障信号，其中在所述功能电源电压降到低于阈值的所述正常操作模式中，所述电源故障信号有效；

在测试操作模式中，基于所述功能电源电压和低于所述阈值的测试电源电压而生成有效的所述电源故障信号，

其中，所述方法还包括：

在所述正常操作模式期间，通过电压监视器来感测所述功能电源电压；

在复制的电压监视器的所述测试操作模式期间：

通过所述电压监视器来感测所述功能电源电压；

通过所述复制的电压监视器来感测所述测试电源电压；

9.根据权利要求8所述的方法，其中在所述正常操作模式中生成所述电源故障信号包括：

在第一电压监视器处接收所述功能电源电压，并且基于所述功能电源电压低于所述阈值而使在所述第一电压监视器的输出处的所述电源故障信号有效。

10.根据权利要求8所述的方法，其中在所述测试操作模式中生成所述电源故障信号包括：

在第一电压监视器处接收所述功能电源电压，并且如果所述功能电源电压低于所述阈值，则使在所述第一电压监视器的输出处的第一监视器信号有效；

在第二电压监视器处接收所述测试电源电压，并且如果所述测试电源电压低于所述阈值，则使在所述第二电压监视器的输出处的第二监视器信号有效；

根据所述第一监视器信号和所述第二监视器信号之间的逻辑OR来生成所述电源故障信号。

11.根据权利要求8所述的方法，其中在所述测试操作模式中生成所述电源故障信号包括：

在第一电压监视器处接收所述测试电源电压，并且如果所述测试电源电压低于所述阈值，则使在所述第一电压监视器的输出处的第一监视器信号有效；

在第二电压监视器处接收所述功能电源电压，并且如果所述功能电源电压低于所述阈值，则使在所述第二电压监视器的输出处的第二监视器信号有效；

根据所述第一监视器信号和所述第二监视器信号之间的逻辑运算来生成所述电源故障信号。

12.根据权利要求11所述的方法，其中所述逻辑运算是逻辑OR运算。

13.根据权利要求8所述的方法，其中在所述测试操作模式中生成所述电源故障信号包括：

在第一测试模式中在第一电压监视器处接收所述测试电源电压，并且在第二测试模式中在所述第一电压监视器处接收所述功能电源电压；

如果在所述第一测试模式中，所述测试电源电压低于所述阈值，则使所述第一电压监视器的输出处的第一监视器信号有效，并且如果在所述第二测试模式中，所述功能电源电压低于所述阈值，则使所述第一电压监视器的输出处的所述第一监视器信号有效；

在第二测试模式中在第二电压监视器处接收所述测试电源电压，并且在第一测试模式中在所述第二电压监视器处接收所述功能电源电压；

如果在所述第二测试模式中，所述测试电源电压低于所述阈值，则使所述第二电压监视器的输出处的第二监视器信号有效，并且如果在所述第一测试模式中，所述功能电源电压低于所述阈值，则使所述第二电压监视器的输出处的所述第二监视器信号有效；以及

14.根据权利要求11所述的方法，其中所述逻辑运算是逻辑OR运算。

15.一种电子设备，包括：

测试输入，将被耦合到测试电压源；

功能电压源；

电压监视器；

复制的电压监视器；

第一多路复用器，具有被耦合到所述测试输入和电源的输入和被耦合到所述复制的电压监视器的输入的输出，其中根据第一测试选择信号来控制所述第一多路复用器；

第二多路复用器，具有被耦合到所述测试输入和所述电源的输入和被耦合到所述电压监视器的输入的输出，其中根据第二测试选择信号来控制所述第二多路复用器；

逻辑门，具有被耦合到所述复制的电压监视器和所述电压监视器的输出的输入，并且对从所述复制的电压监视器和所述电压监视器的输出接收的信号执行逻辑运算。

16.根据权利要求15所述的电子设备，其中所述逻辑门是OR门。

17.根据权利要求15所述的电子设备，其中所述逻辑门是NAND门。

18.根据权利要求15所述的电子设备，

其中在所述第一多路复用器的输出高于阈值电压的情况下，所述复制的电压监视器输出第一逻辑值，而在所述第一多路复用器的输出低于所述阈值电压的情况下，所述复制的电压监视器输出第二逻辑值；

其中在所述第二多路复用器的输出高于所述阈值电压的情况下，所述电压监视器输出所述第一逻辑值，而在所述第二多路复用器的输出低于所述阈值电压的情况下，所述电压监视器输出第二逻辑值；以及

其中在所述第一测试选择信号和所述第二测试选择信号中的一个测试选择信号处于所述第一逻辑电平，并且被施加到所述测试输入的电压导致所述第一多路复用器或所述第二多路复用器的输出降到低于所述阈值的情况下，所述逻辑门的输出保持在所述第一逻辑电平。

19.根据权利要求16所述的电子设备，还包括第三多路复用器，具有被耦合到所述OR门的输出且耦合到所述电压监视器的输出的输入以及被耦合到附加电路系统的输出，其中根据测试模式信号来控制所述第三多路复用器，使得当所述测试模式信号有效时，由所述第三多路复用器传递所述逻辑门的输出。

20.根据权利要求15所述的电子设备，还包括被耦合到所述复制的电压监视器的输出的第一输出焊盘和被耦合到所述电压监视器的输出的第二输出焊盘。

21.根据权利要求15所述的电子设备，其中所述复制的电压监视器具有与所述电压监视器基本上相似的操作特性。

22.一种电子设备，包括：

第一电压监视器，被配置为如果在其输入处的电压高于阈值则使其输出无效，以及如果在其输入处的电压不高于所述阈值则使其输出有效；

第二电压监视器，被配置为如果在其输入处的电压高于阈值则使其输出无效，以及如果在其输入处的电压不高于所述阈值则使其输出有效；

第一电压选择电路，被配置为在第一测试模式中将测试电压提供到所述第一电压监视器的输入，以及在第二测试模式中将功能电压提供到所述第一电压监视器的输入；

第二电压选择电路，被配置为在第二测试模式中将测试电压提供到所述第二电压监视器的输入，以及在第一测试模式中将功能电压提供到所述第二电压监视器的输入；

OR门，被配置为对所述第一电压监视器和所述第二电压监视器的输出执行逻辑OR；

电路系统，被配置为接收所述逻辑OR的结果并且如果所述逻辑OR的结果有效则进行复位。

23.根据权利要求22所述的电子设备，其中所述第一电压选择电路包括第一多路复用器，所述第一多路复用器具有被耦合以接收所述测试电压和所述功能电压的输入，具有被耦合到所述第一电压监视器的输出，并且根据所述第一测试模式和所述第二测试模式来控制所述第一多路复用器。

24.根据权利要求22所述的电子设备，其中所述第二电压选择电路包括第二多路复用器，所述第二多路复用器具有被耦合以接收所述测试电压和所述功能电压的输入，具有被耦合到所述第二电压监视器的输出，并且根据所述第一测试模式和所述第二测试模式来控制所述第二多路复用器。

25.根据权利要求22所述的电子设备，还包括多路复用器，所述多路复用器被配置为当测试模式信号有效时，将所述逻辑OR的结果传递到所述电路系统，以及当所述测试模式信号不有效时，将所述第二电压监视器的输出传递到所述电路系统。

26.根据权利要求22所述的电子设备，还包括第一输出焊盘和第二输出焊盘，所述第一输出焊盘被耦合到所述第一电压监视器的输出，所述第二输出焊盘被耦合到所述第二电压监视器的输出。