CN115663990A - 一种缩短芯片多电源供电时间差的供电电路 - Google Patents
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Abstract
本发明涉及一种缩短芯片多电源供电时间差的供电电路，属于芯片供电领域。本发明通过分压电路在电源转换模块尚未工作时进行暂时替代，缩短芯片IO电压和内核电压上电时间；本发明通过多路开关实现分压电路和电源转换模块的2种1.8V电压的切换；本发明通过对电源转换模块的1.8V输出进行电压检测来确定是否切换分路开关的输入，确保内核电压供电稳定；本发明通过稳压电路保证了在电压切换过程中的电压稳定，不会造成内核掉电；本发明利用电阻分压、电源开关切换和电压保持技术缩短了内核电压和IO电压的上电时间差，并且在电压切换过程中完成了无缝切换，确保了芯片在上电过程中保持稳定，具有十分重要的应用意义。
Description
技术领域
本发明属于芯片供电领域，具体涉及一种缩短芯片多电源供电时间差的供电电路。
背景技术
在芯片上电过程中，芯片需要对内核和IO分别上电，二者电压不同，这就会导致内核电压和IO电压存在着上电时间差，如果时间差过大，在该时间差内系统如果对于芯片进行不当操作，会导致芯片出现不可预知的错误，引起整个系统工作错误。
因此，本发明根据芯片内核电压和IO电压存在供电时间差的特点，利用电阻分压技术和无毛刺开关切换技术实现了内核电压的提前供电，缩短芯片内核电压和IO电压之间的上电时间差，提高了系统可靠性。
发明内容
(一)要解决的技术问题
本发明要解决的技术问题是如何提供一种缩短芯片多电源供电时间差的供电电路，以解决由于芯片内核电压(核电)与IO供电电压不同导致的IO供电和核电供电之间时间差距过大导致的工作风险。
(二)技术方案
为了解决上述技术问题，本发明提出一种缩短芯片多电源供电时间差的供电电路，该电路包括电源转换模块、电压检测模块、多路开关模块、分压电路、稳压电路和芯片；
电源转换模块的输入连接系统3.3V供电，输出1.8V电压连接多路开关的输入端和电压检测模块的输入端；
电压检测模块连的输入端连接到电源检测模块输出的1.8V电压，用于检测电源转换模块输出的1.8V电压，并输出切换信号到多路开关模块；
分压电路的输入连接系统3.3V供电，输出分压后的1.8V电压连接到多路开关的其中一个输入端；
多路开关的输出连接稳压电路的输入端，输出电压为1.8V。并且根据切换信号，将输入从分压电路切换为电源转换模块；
稳压电路的输入连接多路开关输出端，输出连接芯片的1.8V内核电源引脚；
芯片的IO引脚连接系统3.3V供电，芯片内核电源引脚连接稳压电路输出的1.8V。
进一步地，电压检测模块选用复位电压检测电路芯片。
进一步地，电压检测模块选用MAX813L。
进一步地，多路开关模块选用MAX333芯片。
进一步地，分压电路采用电阻分压实现。
进一步地，稳压电路选用AX5621实现。
进一步地，多路开关模块默认上电通路为分压电路与芯片内核电源引脚连接，分压电路通过计算将3.3V电压输入转换成1.8V电压输出，转换时间忽略不计。
进一步地，系统3.3V上电，芯片IO引脚直接得到3.3V供电，同时分压电路将3.3V转换成1.8V电压输出，通过分路开关输出给芯片内核电源引脚，作为电源转换模块为准备好电压输出之前的暂时替代，保证了3.3V和1.8V几乎同时上电，在此同时，电源转换模块启动将3.3V电压转换为1.8V电压的工作。
进一步地，当电源转换模块完成启动工作，正常输出1.8V电压时，电压检测电路检测到电源转换模块输出的1.8V电压，将多路开关模块的输入由分压电路切换到电源转换模块输出的1.8V，为芯片内核供电。
进一步地，稳压电路在切换时保证内核供电稳定在1.8V。
(三)有益效果
本发明提出一种缩短芯片多电源供电时间差的供电电路，可以应用在采用多电源供电的芯片使用之中。具体是为了解决由于芯片内核电压(核电)与IO供电电压不同导致的IO供电和核电供电之间时间差距过大导致的工作风险。该方法利用电阻分压、电源开关切换和电压保持技术缩短了内核电压和IO电压的上电时间差，并且在电压切换过程中完成了无缝切换，确保了芯片在上电过程中保持稳定，具有十分重要的应用意义。
本发明的技术优势在于：1.通过分压电路在电源转换模块尚未工作时进行暂时替代，缩短芯片IO电压和内核电压上电时间。2.通过多路开关实现分压电路和电源转换模块的2种1.8V电压的切换；3.通过对电源转换模块的1.8V输出进行电压检测来确定是否切换分路开关的输入，确保内核电压供电稳定。4.通过稳压电路保证了在电压切换过程中的电压稳定，不会造成内核掉电；5.该模块完全由硬件实现，不需要软件即可缩短内核电压和IO电压上电时间差和电压无毛刺切换，在一定程度上节省了时间和成本。
附图说明
图1为本发明常规芯片供电图；
图2为本发明的电路结构图；
图3为本发明的供电流程图。
具体实施方式
为使本发明的目的、内容和优点更加清楚，下面结合附图和实施例，对本发明的具体实施方式作进一步详细描述。
本发明涉及一种一种缩短芯片多电源供电时间差方法，可以应用在采用多电源供电的芯片使用之中。具体是为了解决由于芯片内核电压(核电)与IO供电电压不同导致的IO供电和核电供电之间时间差距过大导致的工作风险。该方法利用电阻分压、电源开关切换和电压保持技术缩短了内核电压和IO电压的上电时间差，并且在电压切换过程中完成了无缝切换，确保了芯片在上电过程中保持稳定，具有十分重要的应用意义。
本发明的目的在于提供一种缩短芯片内核电压和IO电压上电时间差的方法。
本发明的技术方案如下：
本方案适用于通过利用电源转换模块将IO电压转换为内核电压进行供电的芯片。芯片的IO电压往往高于内核电压，以常用的芯片为例，其IO电压为3.3V，内核电压为1.8V。在上述设计中，系统先对IO电压进行上电，然后通过3.3V-1.8V的电源转换模块对内核进行供电。由于在转换过程中，3.3V电压先于1.8V电压有效，因此二者之间存在着时间差，在某些芯片中可以达到毫秒级别。如果系统未对上电进行控制，在IO完成上电，内核尚未完成上电期间对芯片进行操作，会导致芯片工作错误，进而引起整个系统错误。供电方式如图1所示。
本方案为了避免上述错误发生，采用电阻分压技术、电源开关切换技术和电压保持技术缩短了内核电压和IO电压的上电时间差。改进后的方案如图2所示，相比较于原方案芯片内核电压引脚与电源转换模块的1.8V输出引脚直接相连的方式，本方案在芯片内核供电引脚与1.8V电压之间引入了多路开关，开关的1路连接电源转换模块的1.8V输出，另1路连接了分压电路。该分压电路是通过3.3V进行分压输出1.8V，其转换时间可以忽略不计，认为1.8V和3.3V是同时产生的。开关的切换是通过电压检测电路来检测电源转换模块的1.8V输出电压进行实现。开关与芯片的内核电压引脚之间连接稳压电路进行电压保持，用来实现电压无毛刺切换。
下面结合附图对本发明做进一步的详细说明。
本发明的缩短芯片多电源供电时间差的供电电路包括：电源转换模块、电压检测模块、多路开关模块、分压电路、稳压电路和芯片；
电源转换模块的输入连接系统3.3V供电，输出1.8V电压连接多路开关的输入端和电压检测模块的输入端；
电压检测模块连的输入端连接到电源检测模块输出的1.8V电压，用于检测电源转换模块输出的1.8V电压，并输出切换信号到多路开关模块；
分压电路的输入连接系统3.3V供电，输出分压后的1.8V电压连接到多路开关的其中一个输入端；
多路开关的输出连接稳压电路的输入端，输出电压为1.8V。并且根据切换信号，将输入从分压电路切换为电源转换模块；
稳压电路的输入连接多路开关输出端，输出连接芯片的1.8V内核电源引脚；
芯片的IO引脚连接系统3.3V供电，芯片内核电源引脚连接稳压电路输出的1.8V。
在模块选型方面，电压检测模块可以选用常用的复位电压检测电路芯片，例如MAX813L；多路开关模块可以选用MAX333等一系列芯片；分压电路采用经典电阻分压即可实现；稳压电路选用常用的稳压模块进行实现，可以选用AX5621进行实现。
本方案的工作流程如下：
1、多路开关模块默认上电通路为分压电路与芯片内核电源引脚连接，分压电路通过计算将3.3V电压输入转换成1.8V电压输出。
2、系统3.3V上电，芯片IO引脚直接得到3.3V供电，同时分压电路将3.3V转换成1.8V电压输出，通过分路开关输出给芯片内核电源引脚，作为电源转换模块为准备好电压输出之前的暂时替代。此操作保证了3.3V和1.8V几乎同时上电。在此同时，电源转换模块启动将3.3V电压转换为1.8V电压的工作。
3、当电源转换模块完成启动工作，正常输出1.8V电压时，电压检测电路检测到电源转换模块输出的1.8V电压，将多路开关模块的输入由分压电路切换到电源转换模块输出的1.8V为芯片内核供电。
4、为了保证多路开关模块切换时1.8V供电稳定，需要在芯片内核供电引脚和多路开关模块输出之间增加稳压电路，在切换时保证内核供电稳定在1.8V。
本发明的技术优势在于：1.通过分压电路在电源转换模块尚未工作时进行暂时替代，缩短芯片IO电压和内核电压上电时间。2.通过多路开关实现分压电路和电源转换模块的2种1.8V电压的切换；3.通过对电源转换模块的1.8V输出进行电压检测来确定是否切换分路开关的输入，确保内核电压供电稳定。4.通过稳压电路保证了在电压切换过程中的电压稳定，不会造成内核掉电；5.该模块完全由硬件实现，不需要软件即可缩短内核电压和IO电压上电时间差和电压无毛刺切换，在一定程度上节省了时间和成本。
以上所述仅是本发明的优选实施方式，应当指出，对于本技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明技术原理的前提下，还可以做出若干改进和变形，这些改进和变形也应视为本发明的保护范围。
Claims (10)
1.一种缩短芯片多电源供电时间差的供电电路，其特征在于，该电路包括电源转换模块、电压检测模块、多路开关模块、分压电路、稳压电路和芯片；
电源转换模块的输入连接系统3.3V供电，输出1.8V电压连接多路开关的输入端和电压检测模块的输入端；
电压检测模块连的输入端连接到电源检测模块输出的1.8V电压，用于检测电源转换模块输出的1.8V电压，并输出切换信号到多路开关模块；
分压电路的输入连接系统3.3V供电，输出分压后的1.8V电压连接到多路开关的其中一个输入端；
多路开关的输出连接稳压电路的输入端，输出电压为1.8V；并且根据切换信号，将输入从分压电路切换为电源转换模块；
稳压电路的输入连接多路开关输出端，输出连接芯片的1.8V内核电源引脚；
芯片的IO引脚连接系统3.3V供电，芯片内核电源引脚连接稳压电路输出的1.8V。
2.如权利要求1所述的缩短芯片多电源供电时间差的供电电路，其特征在于，电压检测模块选用复位电压检测电路芯片。
3.如权利要求2所述的缩短芯片多电源供电时间差的供电电路，其特征在于，电压检测模块选用MAX813L。
4.如权利要求1所述的缩短芯片多电源供电时间差的供电电路，其特征在于，多路开关模块选用MAX333芯片。
5.如权利要求1所述的缩短芯片多电源供电时间差的供电电路，其特征在于，分压电路采用电阻分压实现。
6.如权利要求1所述的缩短芯片多电源供电时间差的供电电路，其特征在于，稳压电路选用AX5621实现。
7.如权利要求1-6任一项所述的缩短芯片多电源供电时间差的供电电路，其特征在于，多路开关模块默认上电通路为分压电路与芯片内核电源引脚连接，分压电路通过计算将3.3V电压输入转换成1.8V电压输出，转换时间忽略不计。
8.如权利要求7所述的缩短芯片多电源供电时间差的供电电路，其特征在于，系统3.3V上电，芯片IO引脚直接得到3.3V供电，同时分压电路将3.3V转换成1.8V电压输出，通过分路开关输出给芯片内核电源引脚，作为电源转换模块为准备好电压输出之前的暂时替代，保证了3.3V和1.8V几乎同时上电，在此同时，电源转换模块启动将3.3V电压转换为1.8V电压的工作。
9.如权利要求8所述的缩短芯片多电源供电时间差的供电电路，其特征在于，当电源转换模块完成启动工作，正常输出1.8V电压时，电压检测电路检测到电源转换模块输出的1.8V电压，将多路开关模块的输入由分压电路切换到电源转换模块输出的1.8V，为芯片内核供电。
10.如权利要求9所述的缩短芯片多电源供电时间差的供电电路，其特征在于，稳压电路在切换时保证内核供电稳定在1.8V。
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