CN117097002A - 实时低功率mcu系统中用于延长备用电池寿命的稳健故障保险系统 - Google Patents

实时低功率mcu系统中用于延长备用电池寿命的稳健故障保险系统 Download PDF

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Abstract

提供一种用于通过以下方式向备用电源域供电的方法和系统：在启动模式期间当主电源电压时将电池电压连接到低功率微控制器中的备用电源域的电源端，检测所述主电源电压在预定安全电压电平下对所述低功率微控制器的施加，以及激活选择控制电路以基于软件控制的配置位来从所述主电源电压或备用电源电压向所述低功率微控制器中的所述备用电源域供电，其中所述选择控制电路被配置成响应于所述软件控制的配置位具有第一用户选定值而在所述主电源电压小于所述电池电源电压时将所述主电源电压连接到所述备用电源域的所述电源端。

Description

实时低功率MCU系统中用于延长备用电池寿命的稳健故障保 险系统
技术领域
本发明大体上涉及微控制器单元。在一个方面，本发明涉及用于物联网应用的低功率微控制器单元的电力控制管理。
背景技术
微控制器单元(MCU)越来越多地用于实施面向物联网(IoT)的设计，但由于在MCU中集成了更多功能(例如，联网、高效传感器接口等)，因此提供低功率设计时存在的挑战增加，尤其是当MCU设计中包括多个电源域时。低功率MCU系统会带来额外的设计挑战，例如在物联网(IoT)应用中，这些系统并不总是能够使用主电源，并且在主电源不可用时必须使用备用电源(通常是电池)来维持操作并保存数据。为了实现可接受的电池寿命，MCU设计通常包括电源管理特征，所述电源管理特征持续监测主电源电平，随后在检测到预定电源切换条件时，例如在主电源电平降低到低于阈值电压或低于电池电源电平时，进行切换以从电池电源提供电力。然而，用于低功率MCU系统的现有电源管理解决方案存在许多设计缺点和性能缺陷，如下文中更充分地描述。
发明内容
现在应了解，本文中提供一种用于在软件控制下向备用电源域供电的电源系统、设备和方法。在所公开的方法中，激活第一电源控制电路以在启动模式期间在低功率微控制器的主电源电压未就绪时将电池电源电压连接到低功率微控制器中的备用电源域的电源端，使得备用电源域由电池电源电压供电。在所选实施例中，通过生成第一通电复位信号以闭合将电池电源电压连接到备用电源域的电源端的第一开关来激活第一电源控制电路。另外，生成电池检测信号以在启动模式期间断开将主电源电压连接到备用电源域的电源端的第二开关。另外，所公开的方法包括激活第二电源控制电路以检测在预定安全电压电平下施加到低功率微控制器的主电源电压。在所选实施例中，通过在主电源电压处于预定安全电平时生成主电源检测信号来激活第二电源控制电路。在此类实施例中，可通过检测主电源电压是否高于低电压阈值和/或通过响应于主电源电压施加到低功率微控制器而生成第二通电复位信号来生成主电源检测信号。所公开的方法还包括基于软件控制的配置位，激活选择控制电路以从主电源电压或备用电源电压向低功率微控制器中的备用电源域供电。如所公开，选择控制电路被配置成响应于软件控制的配置位具有第一用户选定值而在主电源电压小于电池电源电压时将主电源电压连接到备用电源域的电源端。另外，选择控制电路被配置成响应于软件控制的配置位具有第二用户选定值而将备用电源电压连接到备用电源域的电源端。选择控制电路可被激活，从而通过备用电源域的电源端向串联连接的AND门电路和反相器电路等信号门控电路供电，并通过电池电源电压向通电复位电平移位器电路供电，以使信号门控电路(例如AND门电路)能够生成第一输入信号以通过执行软件控制的配置位与由通电复位电平移位器电路响应于主电源检测信号而生成的通电复位电平移位信号的逻辑AND组合来控制第一电源控制电路，以及使信号门控电路(例如，反相器电路)能够生成第二输入信号以通过将第一电平移位输入信号进行反相来控制第二电源控制电路。
在另一形式中，本文提供一种用于在软件控制下向微控制器单元中的备用域供电的电力管理系统、设备和方法。在所选实施例中，微控制器单元是实施物联网(IoT)应用的低功率微控制器单元。所公开的电力管理系统包括用于电池域的输出电源端、输入电池电源端和输入主电源端。在所选实施例中，输入电池电源端被配置成用于连接到纽扣电池。所公开的电力管理系统还包括连接在输入电池电源端与输出电源端之间的第一电源控制电路。在所选实施例中，第一电源控制电路包括第一开关(连接在输入电池电源端与输出电源端之间并且响应于第一门控控制信号而断开或闭合)、电池检测器(连接以检测施加到输入电池电源端的电池电源电压)、第一通电复位电路(连接以响应于电池电源电压施加到输入电池电源端而生成第-通电复位信号)以及第一隔离电平移位器(连接以接收第一电平移位输入信号，并且被配置成生成第一门控控制信号以在第一通电复位信号指示不存在有效电池电源电压施加于输入电池电源端时闭合第一开关，并且生成第一门控控制信号以在第一通电复位信号指示存在有效电池电源电压施加于输入电池电源端时使第一开关能够由选择控制电路控制)。另外，所公开的电力管理系统包括连接在输入主电源端与输出电源端之间的第二电源控制电路。在所选实施例中，第二电源控制电路包括第二开关(连接在输入主电源端与输出电源端之间并且响应于第二门控控制信号而断开或闭合)、低电压检测器(连接以在施加于输入主电源端的主电源电压低于低电压阈值时生成低电压检测信号)、第二通电复位电路(连接以响应于主电源电压施加到输入主电源端而生成第二通电复位信号)、例如逻辑OR门电路的第一门控电路(连接以响应于低电压检测信号和第二通电复位信号而生成电源检测信号，其中所述电源检测信号具有第一逻辑值以指示施加于输入主电源端的主电源电压处于安全电平，并且具有第二逻辑值以指示施加于输入主电源端的主电源电压不处于安全电平)，以及第二隔离电平移位器(连接以接收第二电平移位输入信号，并且被配置成生成第二门控控制信号以在电池检测器指示不存在电池电源电压施加于输入电池电源端时断开第二开关，并且生成第二门控控制信号以在电源检测信号指示存在有效主电源电压施加于输入主电源端时使第二开关能够由选择控制电路控制)。所公开的电力管理系统还包括连接到第一和第二电源控制电路的选择控制电路。如所公开，所述选择控制电路被配置成激活第一电源控制电路以在启动模式期间在输入主电源端处不存在就绪的主电源电压时将输出电源端连接到施加于输入电池电源端的电池电源电压，使得电池域由电池电源电压供电。所公开的选择控制电路还被配置成激活第二电源控制电路以检测输入主电源端处存在处于预定安全电压电平的主电源电压。另外，所公开的选择控制电路被配置成激活第一和第二电源控制电路以通过基于软件控制的配置位将输出电源端切换到主电源电压或备用电源电压来向电池域供电。在所选实施例中，选择控制电路还被配置成响应于软件控制的配置位具有第一用户选定值而在主电源电压小于电池电源电压时将主电源电压连接到输出电源端。在其它实施例中，选择控制电路被配置成响应于软件控制的配置位具有第二用户选定值而将备用电源电压连接到输出电源端。在其它实施例中，选择控制电路包括通电复位电平移位器电路(连接以在由来自输入电池电源端的电池电源电压供电时监测电池电源电压和主电源电压以响应于电源检测信号而生成第三通电复位信号)、例如逻辑AND门电路的第二门控电路(连接以接收软件控制的配置位和第三通电复位信号的反相版本，并且被配置成在由来自输出电源端的输出电压供电时生成到第一隔离电平移位器的第一电平移位输入信号)以及逻辑反相器电路(连接以接收第一电平移位输入信号，并且被配置成在由来自输出电源端的输出电压供电时生成到第二隔离电平移位器的第二电平移位输入信号)。在所选实施例中，当主电源电压小于施加于输入电池电源端的电池电源电压并且还大于预定最小电压阈值时，选择控制电路使第一和第二电源控制电路能够从施加于输入主电源端的主电源电压向电池域供电。
在又一形式中，提供一种用于管理例如实施物联网(IoT)应用的低功率微控制器单元等低功率微控制器单元(MCU)系统中的备用电源域电源的计算机实施的方法。在所公开的方法中，软件控制的电源多路复用器接收MCU系统的电池电源和主电源的状态信息。在所选实施例中，电池电源由纽扣电池提供。在电池电源在主电源施加之前施加并且就绪以向备用电源域供电的情况下，软件控制的电源多路复用器生成第一通电复位切换信号以在启动模式期间在主电源未就绪以向备用电源域供电时将电池电源连接到备用电源域的输出电源端，同时使主电源与输出电源端断连。在电池电源断连而主电源被施加并就绪以向备用电源域供电的情况下，软件控制的电源多路复用器生成电池缺失切换信号以在电池电源断连时将主电源与备用电源域的输出电源端断连。在主电源缺失而电池电源被施加并就绪以向备用电源域供电的情况下，软件控制的电源多路复用器生成缺失电源切换信号以在主电源缺失时异步地将电池电源连接到备用电源域的输出电源端。在主电源和电池电源两者均就绪以向备用电源域供电的情况下，软件控制的电源多路复用器生成一个或多个切换信号以基于软件控制的配置位通过主电源或备用电源向备用电源域供电。具体地，生成一个或多个切换信号以响应于软件控制的配置位具有第一用户选定值而在主电源小于电池电源时将主电源连接到备用电源域的输出电源端。另外，生成一个或多个切换信号以响应于软件控制的配置位具有第二用户选定值而在备用电源时将电池电源连接到备用电源域的输出电源端。在所选实施例中，软件控制的电源多路复用器生成一个或多个切换信号以响应于软件控制的配置位具有第一用户选定值而在主电源小于电池电源并且还大于预定最小电压阈值时将主电源连接到备用电源域的输出电源端。
附图说明
当结合以下附图考虑以下详细描述时，可理解本发明和其实现的许多目标、特征和优点，在图中：
图1是示出划分成多个单独供电域的低功率MCU系统电力架构的简化框图。
图2是示出根据本公开的所选实施例的用于低功率MCU系统的自适应、软件控制的电源多路复用器的简化示意电路图。
图3示出根据本公开的所选实施例的在主电源之前施加电池电源时用于自适应、软件控制的电源多路复用器的操作的控制逻辑的简化流程图。
图4示出根据本公开的所选实施例的在电池电源之前施加主电源时用于自适应、软件控制的电源多路复用器的操作的控制逻辑的简化流程图。
图5示出简化流程图，示出根据本公开的所选实施例的当更换电池时用于自适应、软件控制的电源多路复用器的操作的控制逻辑。
图6示出简化流程图，示出根据本公开的所选实施例的当主电源临时缺失或掉电时用于自适应、软件控制的电源多路复用器的操作的控制逻辑。
图7示出功率级电路的简化示意电路图，其中响应于多个控制信号，第一和第二电力开关选择性地将输出电源端VBATSW连接到第一电池输入电压源VBAT或第二主输入电压源VMAIN。
图8是根据本公开的所选实施例的在软件控制的电源多路复用器中的选定节点处的模拟瞬态波形的图解说明。
具体实施方式
提供一种用于高性能、低功率微控制器的自适应高效电源架构、方法、系统和设备，以允许使用微控制器中已存在的电压监测器在软件控制下由主电源或备用电池选择性地向电池域供电以进行正常操作，因此避免任何额外的静态电流泄放，由此节省备用电池电源并延长备用电池的寿命。通过使用作为微控制器系统的部分存在的电压监测器，自适应高效电源切换技术不需要额外电压测量电路系统。在一个或多个配置位的控制下利用通电复位和电平移位器硬件电路系统实施时，电源多路复用器电路选择性地切换主电源输入和电池电源输入，以在电力首先施加于电池域时在满足预定条件时利用主电源向备用电源域供电以确保可靠操作，以及在主电源缺失的情况下将电池域切换回到电池电源，由此保持状态和MCU功能。
借助于本公开的背景，应理解，即使简单的MCU也通常具有多个芯片上电源域。具有多个域可允许基于在任何给定时间需要的功能更高效地管理和控制对MCU所需的部分的电力递送。为了示出具有多个电源域的省电优点，现在参考图1，该图描绘划分成多个单独供电域13、14的低功率MCU系统电力架构10的简化示意框图。在所示电力架构10中，低功率MCU芯片或系统15划分成至少两个域，包括第一主电源域13和第二备用电源域14。第一主电源域13将电力提供到MCU 15的功能电路系统，例如数字核心(处理器、存储器和数字外围设备)，并且第二备用电源域14将电力提供到MCU 15的“始终接通”电路，例如晶体振荡器实时时钟(RTC)、备用寄存器或存储器，或安全电路。
在操作中，可施加输入主电源VDD以直接向主电源域13供电。例如，输入主电源VDD可由外部源生成并供应到MCU系统15上直接向主电源域13供电的VDD电源端。在其它实施例中，输入主电源VDD可在芯片上由第一最大电压电源选择器电路11生成，第一最大电压电源选择器电路11选择主电源输入VDD1和主电池输入VDDBAT中的较大者以生成到主电源域13的输入主电源VDD。因此，第一最大电压电源选择器电路11利用主电源输入VDD1向主电源域13供电，直到存在电力中断或其它减小(例如，VDD1＜VDDBAT)为止，此时第一最大电压电源选择器电路11切换以利用主电池输入VDDBAT向主电源域13供电。尽管未示，但另一电池备用实施解决方案将使用低电压检测器以在主电源输入VDD1低于设定阈值时自动切换到利用主电池输入VDDBAT向主电源域13供电。
以类似方式，可施加输入电池电源VBAT以直接或间接地向备用电源域14供电。通常，输入电池电源VBAT由位于MCU 15片外的小型外部电池(例如，纽扣电池)生成。为了延长此类外部电池的寿命，常规电力管理解决方案采用自动化电源选择机制以利用输入主电源VDD和输入电池电源VBAT中的较大者向备用电源域14供电。例如，输入主电源VDD和输入电池电源VBAT可连接到第二最大电压电源选择器电路12，第二最大电压电源选择器电路12选择较大输入以生成到备用电源域14的输入电池电源VMAX。因此，第二最大电压电源选择器电路12利用输入主电源VDD向备用电源域14供电，直到存在电力中断或其它减小(例如，VDD＜VBAT)为止，此时第二最大电压电源选择器电路12切换以利用输入电池电源VBAT向备用电源域14供电。
虽然在概念上简单，但存在与此类常规电力管理解决方案相关联的许多设计缺点和性能缺陷。例如，自动电源选择器电路需要大量的静态电流来连续监测电池和其它可用电源，以便提供及时的电源切换，从而导致电池持续消耗。此外，即使可用电源的电压电平适合为备用电源域供电，电源切换操作的自动化性质也会导致选择电池电源来向备用电源域供电。例如，当输入主电源VDD低于输入电池电源VBAT时，可触发电力开关，但输入主电源VDD可能仍能够为备用电源域供电，从而导致电池不必要的电流消耗。自动化电源切换操作也会在处理大量极端情况时造成困难，从而在处理电源排序或闩锁问题等问题时造成显著的复杂性。自动化电源切换的另一缺点是，用户/系统无法灵活选择或越控到备用电源域的电源。例如，在具有可再充电备用电池的一个应用中，用户可能选择简单的系统，而不启用电池省电特征。
为了解决常规方法和本领域技术人员已知的其它方法的这些缺陷，本文公开一种软件控制的电源多路复用器方法和设备，所述方法和设备允许电池域逻辑由备用电池或MCU主电源供电，而不需要额外的电源电压监测或相关联静态电流泄放，由此节省备用电池电源并延长备用电池的寿命。如所公开，电源多路复用器包括连接在备用电池与第一电平移位器之间以生成复位信号的第一通电复位(POR)电路，在为备用电池供电时，所述复位信号使第一电池电源开关闭合，由此确保电源多路复用器在上电时切换到利用备用电池给备用域逻辑供电。电源多路复用器还包括电池检测器电路，该电池检测器电路连接在备用电池和第二电平移位器之间，以在更换备用电池时生成断开第二主电源开关的切断信号，由此防止从主电源到电池域逻辑或电池本身的反向电流。另外，电源多路复用器包括连接到主电源的第二POR电路和低电压检测器电路，以在主电源不具有预定有效电压范围时生成复位信号，由此确保在主电源缺失或不在有效范围内的情况下，电源多路复用器不利用主电源为备用域逻辑供电。在一个或多个软件配置的控制位的控制下，电源多路复用器还包括POR电平移位器电路，所述POR电平移位器电路被连接以监测备用电池和主电源，以允许在备用电池和主电源都有效时对电源选择进行软件控制，从而在连接备用电池时利用备用电池给电池域逻辑供电，以及在主电源不处于有效电源电平的情况下防止切换到利用主电源给电池域逻辑供电。以此方式，电源多路复用器由软件配置的控制位控制，以监测第一和第二POR电路、低电压检测器电路和电池检测器电路，从而允许在满足某些条件时切换备用电池或MCU主电源以向电池域逻辑供电。
为了提供额外细节以更好地理解本公开的所选实施例，现参考图2，该图是示出用于低功率MCU系统的自适应、软件控制的电源多路复用器20的简化示意性电路图。如所描绘，电源多路复用器20包括第一电源控制电路121和第二电源控制电路122，第一电源控制电路121和第二电源控制电路122被连接以分别接收输入端VBAT处的输入电池电源电压和输入端VMArN处的输入主电源电压，并由此在输出端VBATSW处生成软件控制的输出电池电源电压，该电压用于向备用域供电。所描绘的电源多路复用器20还包括选择控制电路108，选择控制电路108被连接以允许在备用电池和主电源都有效时通过监测备用电池和主电源来进行电源切换的软件控制，同时不会消耗来自电池的额外电力。基于检测到的备用电池和主电源的状态，选择控制电路108被连接并配置成当备用电池和主电源有效时向第一和第二电源控制电路121、122提供电平移位器输入信号，以及在主电源不处于有效电源电平的情况下防止电源切换以将电池域逻辑与主电源连接。
在第一电源控制电路121中，电池电源端VBAT连接到外部电池源，例如纽扣电池，并且包括由第一隔离电平移位器电路103生成的门控控制信号103A控制的将电池电源端VBAT连接到输出端VBATSW的第一电力开关S1。以类似的方式，第二电源控制电路122包括由第二隔离电平移位器电路104生成的门控控制信号104A控制的连接在主电源端VMAIN与输出端VBATSW的第二电力开关S2。在所选实施例中，第一电力开关S1和第二电力开关S2可各自用一个或多个PMOS开关来实施，其中第一PMOS电力开关S1在门控控制信号103A的控制下将电池电源端VBAT连接到输出端VBATSW，并且其中第二PMOS电力开关S2在门控控制信号104A的控制下将主电源端VMAIN连接到输出端VBATSW。然而，应了解，电力开关S1、S2可用一个或多个NMOS开关来实施，前提是相应地调整门控控制信号103A、104A的极性。
如应了解，存在其中电池和主电源的值可变化的多个操作情况。例如，电池通常生成随电池寿命变化的电压，并且可具有宽范围的操作电压(例如，1.71-3.6V)。另外，主电源电压可具有宽范围的操作电压(例如，1.71-2.5V)。如这些不同范围所示，电池电源电压(例如，VBAT＝3.5V)可大于主电源电压(例如，VMArN＝1.8V)，但主电源电压仍在足以为备用域逻辑供电的电平下操作。在此类情况下，如果使用严格的“最大电压选择”切换决策选择电池向备用域逻辑供电，则会导致电池不必要的电流消耗。然而，电源多路复用器20在为备用域逻辑供电时在电池与主电源之间自适应切换的能力也可顾及当电池或主电源从MCU系统移除或中断时出现的极端情况。例如，应了解，随着时间的推移，电池可能需要更换，在这种情况下，电池从MCU系统中移除，在这种情况下，取决于设计，电池电源端VBAT具有浮动或接地电压。类似地，可能会存在可降低或消除主电源电压电平的主电源中断或缺失。
为顾及这些操作条件和约束，第一电源控制电路121包括第一POR电路102，第一POR电路102连接到电池电源端VBAT以生成用于控制第一隔离电平移位器电路103的复位信号102A。当POR复位信号102A指示在电池电源端VBAT处存在无效电池电源时，当POR复位信号102A被断言为安全状态时，第一隔离电平移位器电路103生成门控控制信号103A，电平移位器的门控控制信号103A由此迫使第一电力开关S1闭合/导通。如应了解，当首先施加电池电源VBAT时，逻辑可能处于未初始化或随机状态，因此第一通电复位电路102被配置成通过断言POR复位信号102A以复位逻辑来响应施加的电池电源VBAT，并且在满足一些条件或经过预定时间间隔之后，第一通电复位电路102否定或撤销断言POR复位信号102A。以类似方式，当电池电源VBAT下降到无效范围时，第一通电复位电路102也断言POR复位信号102A。然而，当POR复位信号102A指示在电池电源端VBAT处存在有效电池电源时，第一隔离电平移位器电路103从允许第一电力开关S1由选择控制电路108处的软件/硬件逻辑控制的电平移位输入信号110A生成门控控制信号103A。
如上文所描述，第一POR电路102用于在POR复位信号102A指示在电池电源端VBAT处存在无效电池电源时闭合第一电力开关S1。这种方法的原因是，所公开的电源多路复用器的所选实施例被设计成将电池电源VBAT视为“始终存在”的电源，使得要么什么都不供电，要么至少必须给电池电源VBAT供电。因此，在没有施加电池电源VBAT的情况下无法施加主电源VMAIN，这意味着系统在没有电池电源VBAT的情况下无法工作。在操作上，这意味着零件首要发生的事情是电池电源VBAT被供电，此时可能缺失主电源VMAIN。因此，当施加电池电源VBAT时，电源多路复用器的逻辑由电池电源VBAT供电。在没有电池电源VBAT就无法操作系统的实施例中，如果所有电源都被供电并且电池电源VBAT下降到无效范围，则输出端VBATSW不应有效，因此第一POR电路102将输出端VBATSW连接到电池电源端VBAT，这允许备用域逻辑断电。当电池电源端VBAT返回时，第一POR电路102将复位逻辑。并且，当电池电源端VBAT缺失并且主电源VMAIN运作时，第二电力开关S2断开以防止来自主电源VMAIN的泄漏。然而，在没有电池电源VBAT也可操作系统的其它实施例中，如果所有电源都被供电并且电池电源VBAT下降到无效范围，则输出端VBATSW可切换以连接到主电源端VMAIN，这允许备用域逻辑通电。
在另一操作情境中，首先施加电池电源电压VBAT，在这种情况下，第一POR电路102断言复位信号102A，以使输出端VBArSW上电到电池电源电压VBAT。
另外，第一电源控制电路121包括电池检测器电路101，该电池检测器电路101连接到电池电源端VBAT并由主电源VMAIN供电以生成用于控制第二隔离电平移位器电路104的电池检测信号101A。由于由主电源VMAIN供电，电池检测器电路101不消耗来自电池的任何电力。当电池检测信号101A指示电池电源被移除时(例如，当更换电池时)，第二隔离电平移位器电路104通过从电平移位输入信号111A生成门控控制信号104A来响应电池检测信号101A，该门控控制信号104A提供电池缺失切换信号以断开第二电力开关S2，从而防止从主电源VMAIN到输出端VBATSW和/或到电池本身的反向电流。然而，当电池检测信号101A指示存在电池时，第二隔离电平移位器电路104从允许第二电力开关S2由选择控制电路108处的软件/硬件逻辑控制的电平移位输入信号111A生成门控控制信号104A。
如应了解，外部电容器(未示)连接在包括电池的每个电源上。在更换电池时，电池外部电容器将继续为系统提供一些电荷。如果电流消耗很小，则外部电容器可保持电压，直到重新插入电池，并且系统不会对更换的电池做出反应。然而，如果外部电容器不能为负载供电，则输出电压将下降，并且电池检测器101将激活以生成使第二隔离电平移位器电路104断开第二电力开关S2的电池检测信号101A。
为了确保当主电源缺失或以其它方式处于不安全电平时输出端VBATSW不连接到主电源VMAIN，第二电源控制电路122包括低电压检测器电路105，所述低电压检测器电路105连接到主电源端VMAIN以生成“低电压”检测信号105A，该检测信号105A具有用以指示主电源是否低于最小电压阈值的第一逻辑值(例如，逻辑“1”)以及用以指示主电源是否处于或高于最小电压阈值的第二逻辑值(如，逻辑“0”)。另外，第二电源控制电路122包括第二POR电路106，所述第二POR电路106连接到主电源端VMAIN以生成复位信号106A，其中当主电源电压无效时，脉冲具有第一逻辑值(例如，逻辑“1”)。“低电压”检测信号105A和复位信号106A一起连接到由主电源VMAIN供电的OR门107，以生成电源检测信号107A，该电源检测信号107A具有用以指示主电源处于安全电平的第一逻辑值(例如，逻辑“0”)并且具有用以指示主电源不处于安全电平的第二逻辑值(例如，逻辑“1”)。
为了控制第一电源控制电路121和第二电源控制电路122，选择控制电路108被连接以接收电源检测信号107A并生成电平移位输入信号110A、111A。具体地，选择控制电路108包括POR电平移位器电路109，所述POR电平移位器电路109监测电池和主电源以响应于电源检测信号107A生成POR信号109A。为了监测电池电源，POR电平移位器电路109由电池电源VBAT供电，但不消耗来自任一电源的任何有功功率。并且，为了监测主电源，POR电平移位器109被连接以接收电源检测信号107A作为输入，并在电池和主电源有效时生成具有第一撤销断言逻辑值(例如，逻辑“0”)的POR信号109A，以及当施加电池电源或当主电源无效时产生具有第二断言逻辑值(例如，逻辑“1”)的POR信号109A(如具有第二逻辑值的电源检测信号107A所指示)。同样，POR电平移位器109生成POR信号109A以顾及逻辑可能处于未初始化或随机状态的实情，因此POR电平移位器109被配置成断言POR复位信号109A来复位逻辑，并且在满足一些条件或经过预定时间间隔之后，POR电平移位器109否定或撤销断言POR复位信号109A。
选择控制电路108还包括串联连接的AND门电路110和反相器门电路111，以响应于POR信号109A和软件控制的主电源启用选择信号EN_MAIN生成电平移位输入信号110A、111A。由输出电池电源电压VBATSW供电的AND门电路110包括第一反相输入(连接以接收POR信号109A)和第二非反相输入(被连接以接收软件控制的主电源启用选择信号EN_MAIN)，并且生成第一电平移位输入信号110A作为输入的逻辑AND组合。此外，反相器门电路111由输出电池电源电压VBATSW供电，并且被连接以接收第一电平移位输入信号110A作为输入，并且生成作为输入110A的反相版本的第二电平移位输入信号111A。
当施加电池电源电压VBAT时，POR电平移位器电路109断言输出POR信号109A，所述输出POR信号109A使AND门电路110生成具有第一逻辑值(例如，逻辑“0”)的第一电平移位输入信号110A，并且反相器门电路111生成具有第二逻辑值(例如，逻辑“1”)的第二电平移位输入信号111A。作为响应，第一隔离电平移位器103输出门控控制信号103A以闭合第一电力开关S1(由此将电池电源端VBAT连接到输出电池电源电压端VBATSW)，并且第二隔离电平移位器104输出门控控制信号104A以断开第二电力开关S2(由此将主电源端VMArN从输出电池电源电压端VBATSW断连)。类似地，当主电源电压VMAIN无效时(如电源检测信号107A所指示)，POR电平移位器电路109断言输出POR信号109A，所述输出POR信号109A使得第一隔离电平移位器103闭合第一电力开关S1并将电池电源端VBAT连接到输出电池电源电压端VBATSW，并且还使第二隔离电平移位器104断开第二电力开关S2并将主电源端VMAIN与输出电池电源电压端VBATSW断连。
当电池和主电源都有效并且主电源启用选择信号EN_MAIN具有第一逻辑值(例如，逻辑“0”)以指示主电源不用于向备用域供电时，AND门电路110生成具有第一逻辑值(例如，逻辑“0”)的第一电平移位输入信号110A，并且反相器门电路111生成具有第二逻辑值(例如，逻辑“1”)的第二电平移位输入信号111A。作为响应，第一隔离电平移位器103输出门控控制信号103A以闭合第一电力开关S1(由此将电池电源端VBAT连接到输出电池电源电压端VBATSW)，并且第二隔离电平移位器104输出门控控制信号104A以断开第二电力开关S2(由此将主电源端VMAIN从输出电池电源电压端VBATSW断连)。然而，当电池和主电源有效并且主电源启用选择信号EN_MAIN具有第二逻辑值(例如，逻辑“1”)以指示主电源将用于向备用域供电时，AND门电路110生成具有第二逻辑值(例如，逻辑“1”)的第一电平移位输入信号110A，并且反相器门电路111生成具有第一逻辑值(例如，逻辑“0”)的第二电平移位输入信号111A。作为响应，第一隔离电平移位器103输出门控控制信号103A以断开第一电力开关S1(由此将电池电源端VBAT与输出电池电源电压端VBATSW断连)，并且第二隔离电平移位器104输出门控控制信号104A以闭合第二电力开关S2(由此将主电源端VMAIN连接到输出电池电源电压端VBATSW)。
利用所公开的电源多路复用器，通过使用VBAT和VSYS通电复位电路、VSYS低电压检测器、VBAT电池存在检测器以及VSYS通电复位电平移位器电路在软件控制下监测电池和主电源，以在满足某些条件时允许将电源切换到备用电源域，并在移除主电源或电池电源时保护备用电源域免于状态丢失。为了处理第一电源排序情境，现在参考图3，该图示出简化流程图30，示出根据本公开的所选实施例当在主电源VSYS之前施加电池电源VBAT时操作自适应、软件控制的电源多路复用器的控制逻辑和方法。在方法开始(步骤31)之后，在主电源VSYS就绪之前将电池电源施加于VBAT电池电源端(步骤32)。作为响应，VBATPOR电路(例如，POR102)迫使VBAT电平移位器电路(例如，LS 103)闭合VBAT开关(例如，S1)并断开VSYS开关(例如，S2)，由此将VBAT电池电源端处的电池电源连接到输出端VBATSW以向备用域逻辑供电(步骤33)。一旦有电力供应到输出端VBATSW，逻辑门110和111就被供电并且选择控制电路108被充分供电以启用VSYS通电复位电平移位器(例如，POR LS 109)来检测缺失的主电源VSYS并例如通过迫使VSYS电平移位器电路(例如，LS 104)断开VSYS开关(例如S2)来防止VSYS开关(例如S2)将(缺失的)主电源VSYS连接到输出端VBATSW(步骤34)。此时，由于主电源VSYS未就绪，因此电源多路复用器以操作方式耦合以利用电池电源VBAT向备用域逻辑供电。在步骤35，主电源VSYS被施加到VSYS电源端，并且在选择控制电路被充分供电的情况下，电源多路复用器可检测主电源VSYS何时处于安全电平。为此，当施加到VSYS电源端的主电源处于安全电平时，低电压检测器(例如，LVD105)、VSYSPOR(例如，POR106)和VSYSPOR电平移位器(例如，TORLS109)生成信号(步骤36)。此时，主电源VSYS和电池电源VBAT都可用于为备用逻辑域供电，并且电源选择软件然后可控制电池电源(在VBAT电源端)与主电源(在VSYS电源端)之间的切换，以便输出以向备用域逻辑供电(步骤37)。例如，电源选择软件可响应于用户配置位被设置为第一值(例如，1)而连接主电源(在VSYS电源端)用于输出，从而向备用域逻辑供电。并且，如果用户配置位被设置为第二值(例如，0)，则电源选择软件可连接电池电源(在VBAT电源端)用于输出，从而向备用域逻辑供电。
为了处理第二电源排序情境，现在参考图4，该图示出简化流程图40，示出根据本公开的所选实施例当在电池电源VBAT之前施加主电源VSYS时操作自适应、软件控制的电源多路复用器的控制逻辑和方法。在方法开始(步骤41)后，在电池电源VBAT就绪之前将主电源施加于VSYS电池电源端(步骤42)。作为响应，电池检测器(例如，检测器101)检测缺失的电池电源并迫使VSYS电平移位器电路(例如，LS 104)断开VSYS开关(例如，S2)，由此切断从VSYS电源端处的主电源VSYS到输出端VBATSW的泄漏路径(步骤43)。此时，电源多路复用器以操作方式耦合以使得备用域逻辑既不由电池电源VBAT供电也不由主电源VSYS供电。在步骤44，将电池电源VBAT施加于VBAT电源端。作为响应，当VBAT电平移位器电路(例如，LS 103)闭合VBAT开关(例如，S1)时，VBAT POR电路(例如，POR 102)帮助给VBATSW端上电，由此向选择控制逻辑(例如，逻辑门110和111)供电以断开VSYS开关(例如，S2)，由此将VBAT电池电源端处的电池电源连接到输出端VBATSW以向备用域逻辑供电(步骤45)。此时，选择控制电路被充分供电，并且在检测到VBAT电源端处存在电池电源时，电池检测器释放VSYS电平移位器电路(例如，LS 104)以由电源选择软件进行控制(步骤46)。此时，主电源VSYS和电池电源VBAT都可用于为备用逻辑域供电，并且电源选择软件然后可控制电池电源(在VBAT电源端)与主电源(在VSYS电源端)之间的切换，以便输出以向备用域逻辑供电(步骤47)。例如，电源选择软件可响应于用户配置位被设置为第一值(例如，1)而连接主电源(在VSYS电源端)用于输出，从而向备用域逻辑供电。并且，如果用户配置位被设置为第二值(例如，0)，则电源选择软件可连接电池电源(在VBAT电源端)用于输出，从而向备用域逻辑供电。
为了处理第三电源排序情境，现在参考图5，该图示出简化流程图50，示出根据本公开的所选实施例当更换电池时操作自适应、软件控制的电源多路复用器的控制逻辑和方法。在方法开始(步骤51)时，在移除电池之前己将主电源施加于VSYS电池电源端。在移除电池(步骤52)之后，电池检测器(例如，检测器101)检测缺失的电池电源并迫使VSYS电平移位器电路(例如，LS 104)断开VSYS开关(例如，S2)，由此切断从VSYS电源端处的主电源VSYS到输出端VBATSW的泄漏路径(步骤53)。此时，电源多路复用器以操作方式耦合以使得备用域逻辑既不由电池电源VBAT供电也不由主电源VSYS供电。在步骤54，将电池电源VB AT施加于VBAT电源端。作为响应，软件控制的电源多路复用器进行到图4所描绘的上电初始化序列步骤44(步骤55)。一旦主电源VSYS和电池电源VBAT都可用于为备用逻辑域供电，则电源选择软件可控制电池电源(在VBAT电源端)与主电源(在VSYS电源端)之间的切换，以便输出以向备用域逻辑供电(步骤56)。
为处理第四电源排序情境，现在参考图6，该图示出简化流程图60，示出根据本公开的所选实施例当主电源临时缺失或掉电时操作自适应、软件控制的电源多路复用器的控制逻辑和方法。在方法开始(步骤61)时，施加到VSYS电池电源端的主电源由VSYS开关连接以向备用电源域供电。另外，选择控制电路被充分供电，使得电源多路复用器可检测主电源VSYS何时处于安全电平。在主电源缺失或中断(步骤62)时，VSYS低电压检测器(例如，105)、VSYSPOR(例如，POR 106)和VSYSPOR电平移位器(例如，PORLS 109)生成缺失电源切换信号以异步闭合VBAT开关(例如，S1)并断开VSYS开关(例如，S2)以将输出端VBATSW连接到VBAT电源端处的电池电源VBAT(步骤63)。通过快速切换电源，备用域逻辑能保持其状态并继续工作(步骤64)。在步骤65，主电源VSYS被恢复或(重新)施加到VSYS电源端，并且一旦选择控制电路被充分供电，电源多路复用器就可检测主电源VSYS何时处于安全电平。为此，当施加到VSYS电源端的主电源处于安全电平时，低电压检测器(例如，LVD 105)、VSYSPOR(例如，POR 106)和VSYSPOR电平移位器(例如，TORLS 109)生成信号(步骤66)。此时，主电源VSYS和电池电源VBAT都可用于为备用逻辑域供电，并且电源选择软件然后可控制电池电源(在VBAT电源端)与主电源(在VSYS电源端)之间的切换，以便输出以向备用域逻辑供电(步骤67)。例如，电源选择软件可响应于用户配置位被设置为第一值(例如，1)而连接主电源(在VSYS电源端)用于输出，从而向备用域逻辑供电。并且，如果用户配置位被设置为第二值(例如，0)，则电源选择软件可连接电池电源(在VBAT电源端)用于输出，从而向备用域逻辑供电。
为提供额外细节以更好地理解本公开的所选实施例，现在参考图7，该图是示出功率级电路70的简化示意电路图，其中第一电力开关S1和第二电力开关S2响应于多个控制信号71-74而选择性地将输出电源端VBATSW连接到第一电池输入电压源VBAT或第二主输入电压源VMAIN。如所描绘，第一电力开关S1形成有串联连接在第一电池输入电压源VBAT与输出电源端VBATSW之间的第一对PMOS晶体管S1A、S1B。以类似方式，第二电力开关S2形成有串联连接在第二主输入电压源VMAIN与输出电源端VBATSW之间的第二对PMOS晶体管S2A、S2B。在所选实施例中，通过构造外部PMOS晶体管S1A、S2A以将它们各自的体/阱区连接到输入电源端VBAT、VMArN并且通过构造内部PMOS晶体管S1B、S2B以将它们各自的体/阱区连接到输出电源端VBATSW，可实施PMOS晶体管S1A、S1B、S2A、S2B来消除正向偏置二极管和沟道泄漏。并且，为了选择性地控制输入电压源VBAT、VMArN的切换，外部PMOS晶体管S1A可被连接以使其栅极由VBAT域中的第一控制信号71驱动，而外部PMOS晶体管S2A可被连接以使得其栅极由VMAIN域中的第二控制信号74驱动。另外，内部PMOS晶体管S1B可被连接以使其栅极由VBATSW域中的第三控制信号72驱动，而内部PMOS晶体管S2B可被连接以使其栅极由VBATSW域中的第四控制信号73驱动。在这种配置中，功率级电路70提供了允许两个输入电源VBAT、VMAIN彼此真正独立的稳健电源实施。如上文所描述，从域生成栅极控制以完全关断需要关断的任何PMOS装置，由此消除通过此类PMOS装置的任何关断状态泄漏。为此，体/阱连接有助于消除任何正向偏置体/阱二极管和通过PMOS装置的体/阱的任何传导，并且还消除了闩锁问题。
为了提供更多细节以更好地理解本公开的所选实施例，现在参考图8，该图是图1所描绘的软件控制的电源多路复用器中选定节点处的模拟瞬态波形81-87的示意图80。如电源波形81、82中所描绘，在施加主电源VMAIN82之前，首先施加电池电源VBAT 81。由于电池电源VBAT 81在第一定时间隔(例如在0与5μs之间)期间在主电源82不存在时上电，因此第一通电复位信号102A断言(如波形84所示)以迫使第一电平移位器(例如，103)选择并切换电池电源VBAT以输出到输出端VBATSW(如波形86所示)，使得输出端VBATSW沿循或跟随电池电源VBAT。
当主电源VMAIN 82在第二定时间隔(例如，在6与11μs之间)期间在电池电源VBAT81也存在时上电时，电源检测信号107A利用功率斜坡断言，并且在延迟(例如，23us)之后撤销断言(如波形85所示)，从而指示主电源VMAIN82有效。响应于电源检测信号107A，POR电平移位器(例如，109)撤销断言与软件控制的主电源启用选择信号EN_MAIN 87(例如，EN_MAIN＝“1”)反相并组合的通电复位信号(例如，109A)，以选择并切换主电源VMAIN以输出到输出端VBATSW，使得输出端VBATSW下降以匹配主电源VMAIN(例如，1.6V)，如波形86所示。在此示例中，软件控制的主电源启用选择信号EN_MAIN 87被设置为“1”，以指示在主电源VMAIN有效且被允许的情况下将主电源VMAIN 82用于向备用域供电。
如果当软件控制的主电源启用选择信号EN_MAIN 87切换(例如，以25μs)以指示输出端VBATSW 86将被切换到电池电源VBAT 81时，输出端VBATSW上升以匹配电池电源VBAT 81(例如，3.0V)(如波形86所示)。
在主电源VMAIN已由软件控制的主电源启用选择信号EN_MAIN 87(例如，EN_MAIN＝“1”)选择，但主电源VMArN下降到无效范围(例如，约31μs)的情况下，电源检测信号107A断言(如波形85所示)以驱动选择控制电路108切换输出端VBATSW 86以由电池电源VBAT 81供电，从而使输出端VBATSW上升以匹配电池电源VBAT 81(例如，3.0V)(如波形86所示)。
在其中电池电源VBAT 81已被选择并且电池电源VBAT81下降到无效电平(例如，约54μs)的电池切换情况下，电池检测信号101A断言(如波形83所示)以迫使第一电平移位器(例如，104)越控选择控制108并保持开关S2断连，由此防止从VMAIN到VBATSW或VBAT的任何反向电流。在开关输出VBATSW保持连接到VBAT的情况下(如波形86所示)，输出端VBATSW衰减或跟随电池电源VBAT。在这种情况下，断言的电池检测信号101A通过将输出端VBATSW与主电源VMArN断开或断连来越控被设置为“1”的软件控制的主电源启用选择信号EN_MAIN 87和有效的主电源VMAIN。
当恢复电池电源VBAT 81时，电池检测信号101A撤销断言(如波形83所示)并且选择控制108能够闭合/连接开关S2，从而使输出端VBATSW上升以匹配主电源VMArN82(例如，1.6V)(如波形86所示)。
如本文中所公开，用于延长低功率微控制器的电池寿命的电源控制器方法、系统以及设备可利用一个或多个主电源和至少一个备用电源来实施，所述主电源和备用电源选择性地切换以通过提供由控制逻辑和/或计算机程序产品数字控制的选择控制模块监测主电源和备用电源的状态而在软件控制下向备用电源域供电而不需要持续消耗电池的持续电压电平监测，并且能够利用一个或多个主电源为备用电源域供电，由此维持电池寿命。尽管在利用POR电路监测主电源和备用电源以便消除电池的电流消耗的上下文中描述了实施例，但当使用任何合适的电流或电压监测技术时，可应用所提出的电源控制步骤和/或功能来节省电池消耗，因为在其中电池电源电压高于一个或多个主电源的电压电平的情况下，仍能通过使备用电源域由一个或多个主电源供电而实现电流消耗益处。
已参考附图详细描述了本发明的各种说明性实施例，以示出在自适应电源架构系统、装置和相关联操作方法方面的示例性实施例，但本公开未必局限于示出本发明的创造性方面的示例实施例，本发明的创造性方面适用于广泛多种电力控制器。因此，虽然在前文描述中阐述了各种细节，但应了解，可在没有这些具体细节的情况下实践本发明，并且可对本文描述的本发明做出许多特定于实施方案的决策以实现电路设计者的特定目标，例如与过程技术或相关设计约束条件的符合性，这些约束条件随实施方案的不同而不同。虽然此类研发的工作可能是复杂并且耗时的，然而它对于受益于本公开的本领域的普通技术人员来说不过是例行任务。例如，以方框图形式而非具体地示出了选定的方面，以免限制或混淆本发明。尽管本文公开的所描述的示例性实施例涉及其中参考示例逻辑电平来描述所生成的信号的示例性电力系统架构，但本公开未必限于本文示出的示例实施例，并且本文公开的电路系统和方法的各种实施例可用其它装置和软件组件来实施。因此，上文公开的特定实施例仅为说明性并且不应该视为对本发明的限制，因为本发明可以不同的但等效的方式来修改和实施，这些方式对于得益于本文中的教示的本领域技术人员来说是显而易见的。因此，前文描述并不意图将本发明限于阐述的特定形式，而是相反，意在覆盖由所附权利要求书限定的本发明的精神和范围内可能包括的此类替代方案、修改和等同物，使得本领域技术人员应理解，他们可在不脱离呈其最广泛形式的本发明的精神和范围的情况下作出各种变化、替代和更改。
上文已相对于特定实施例描述了益处、其它优点和问题的解决方案。然而，这些益处、优点、问题解决方案以及可能使任何益处、优点或解决方案发生或变得更显著的任何要素不应被理解为任何或所有权利要求的重要、必要或基本的特征或要素。如本文中所使用，术语“包括(comprises)”、“包括(comprising)”或其任何其它变型意图涵盖非排它的包括，使得包括一系列要素的过程、方法、物件或设备并不只是包括那些要素，而是可包括并未明确地列出的或并非此类过程、方法、物件或设备固有的其它要素。

Claims (10)

1.一种用于在软件控制下向备用电源域供电的方法，其特征在于，包括：
激活第一电源控制电路以在启动模式期间当用于微控制器的主电源电压未就绪时将电池电源电压连接到所述微控制器中的备用电源域的电源端，使得所述备用电源域由所述电池电源电压供电；
激活第二电源控制电路以检测在预定安全电压电平下施加到所述微控制器的所述主电源电压；以及
激活选择控制电路以基于软件控制的配置位来从所述主电源电压或备用电源电压向所述微控制器中的所述备用电源域供电，
其中所述选择控制电路被配置成响应于所述软件控制的配置位具有第一用户选定值而在所述主电源电压小于所述电池电源电压时将所述主电源电压连接到所述备用电源域的所述电源端，并且
其中所述选择控制电路被配置成响应于所述软件控制的配置位具有第二用户选定值而将所述备用电源电压连接到所述备用电源域的所述电源端。
2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，激活所述第二电源控制电路包括在所述主电源电压处于预定安全电平时生成主电源检测信号。
3.根据权利要求2所述的方法，其特征在于，激活所述选择控制电路包括利用所述备用电源域的所述电源端向信号门控电路供电以及利用所述电池电源电压向通电复位电平移位器电路供电，以使所述信号门控电路能够生成第一输入信号以通过执行所述软件控制的配置位与由所述通电复位电平移位器电路响应于所述主电源检测信号而生成的通电复位电平移位信号的逻辑AND组合来控制所述第一电源控制电路，以及使所述信号门控电路能够生成第二输入信号以通过将第一电平移位输入信号进行反相来控制所述第二电源控制电路。
4.一种用于具有电池域的微控制器单元的电力管理系统，其特征在于，包括：
所述电池域的输出电源端；
输入电池电源端；
输入主电源端；
第一电源控制电路，其连接在所述输入电池电源端与所述输出电源端之间；
第二电源控制电路，其连接在所述输入主电源端与所述输出电源端之间；以及
选择控制电路，其连接到所述第一和第二电源控制电路并且被配置成：
激活所述第一电源控制电路以在启动模式期间在所述输入主电源端处不存在就绪的主电源电压时将所述输出电源端连接到施加于所述输入电池电源端的电池电源电压，使得所述电池域由所述电池电源电压供电；
激活所述第二电源控制电路以检测在所述输入主电源端处存在处于预定安全电压电干的主电源电压；以及
激活所述第一和第二电源控制电路以通过基于软件控制的配置位将所述输出电源端切换到所述主电源电压或所述备用电源电压来向所述电池域供电。
5.根据权利要求4所述的电力管理系统，其特征在于，所述第一电源控制电路包括：
第一开关，其连接在所述输入电池电源端与所述输出电源端之间，其中所述第一开关响应于第一门控控制信号而断开或闭合；
电池检测器，其被连接以检测施加于所述输入电池电源端的电池电源电压；
第一通电复位电路，其被连接以响应于所述电池电源电压施加于所述输入电池电源端而生成第一通电复位信号；以及
第一隔离电平移位器，其被连接以接收第一电平移位输入信号并且被配置成生成所述第一门控控制信号以在所述第一通电复位信号指示不存在有效电池电源电压施加于所述输入电池电源端时闭合所述第一开关，并且生成所述第一门控控制信号以在所述第一通电复位信号指示存在有效电池电源电压施加于所述输入电池电源端时使得所述第一开关能够由所述选择控制电路控制。
6.根据权利要求5所述的电力管理系统，其特征在于，所述第二电源控制电路包括：
第二开关，其连接在所述输入主电源端与所述输出电源端之间，其中所述第二开关响应于第二门控控制信号而断开或闭合；
低电压检测器，其被连接以在施加于所述输入主电源端的所述主电源电压低于低电压阈值时生成低电压检测信号；
第二通电复位电路，其被连接以响应于所述主电源电压施加于所述输入主电源端而生成第二通电复位信号；
第一门控电路，其被连接以响应于所述低电压检测信号和所述第二通电复位信号而生成电源检测信号，其中所述电源检测信号具有第一逻辑值以指示施加于所述输入主电源端的所述主电源电压处于安全电干，并且具有第二逻辑值以指示施加于所述输入主电源端的所述主电源电压不处于安全电平；以及
第二隔离电平移位器，其被连接以接收第二电平移位输入信号并且被配置成生成所述第二门控控制信号以在所述电池检测器指示不存在电池电源电压施加于所述输入电池电源端时断开所述第二开关，并且生成所述第二门控控制信号以在所述电源检测信号指示存在有效主电源电压施加于所述输入主电源端时使得所述第二开关能够由所述选择控制电路控制。
7.根据权利要求6所述的电力管理系统，其特征在于，所述选择控制电路包括：
通电复位电平移位器电路，其被连接以在由来自所述输入电池电源端的所述电池电源电压供电时监测所述电池电源电压和主电源电压，以响应于所述电源检测信号而生成第三通电复位信号；
第二门控电路，其被连接以接收所述软件控制的配置位和所述第三通电复位信号的反相版本，并且被配置成在由来自所述输出电源端的输出电压供电时生成到所述第一隔离电平移位器的所述第一电平移位输入信号；以及
逻辑反相器电路，其被连接以接收所述第一电平移位输入信号，并且被配置成在由来自所述输出电源端的输出电压供电时生成到所述第二隔离电平移位器的所述第二电平移位输入信号。
8.一种用于管理微控制器单元(MCU)系统中的备用电源域电源的计算机实施的方法，其特征在于，包括：
在软件控制的电源多路复用器处接收所述MCU系统的电池电源和主电源的状态信息；
在所述主电源和所述电池电源两者均就绪以向所述备用电源域供电的情况下，由所述软件控制的电源多路复用器生成一个或多个切换信号以基于软件控制的配置位通过所述主电源或所述备用电源向所述备用电源域供电，
其中所述一个或多个切换信号响应于所述软件控制的配置位具有第一用户选定值而在所述主电源小于所述电池电源时将所述主电源连接到所述备用电源域的所述输出电源端，并且
其中所述个或多个切换信号响应于所述软件控制的配置位具有第二用户选定值而在所述备用电源时将所述电池电源连接到所述备用电源域的所述输出电源端。
9.根据权利要求8所述的计算机实施的方法，其特征在于，另外包括在所述电池电源在所述主电源施加之前施加并且就绪以向所述备用电源域供电的情况下，在启动模式期间在所述主电源未就绪以向所述备用电源域供电时，由所述软件控制的电源多路复用器生成第一通电复位切换信号以将所述电池电源连接到所述备用电源域的输出电源端，同时将所述主电源与所述输出电源端断连。
10.根据权利要求8所述的计算机实施的方法，其特征在于，另外包括在所述主电源缺失而所述电池电源被施加并就绪以向所述备用电源域供电的情况下，由所述软件控制的电源多路复用器生成缺失电源切换信号以在所述主电源缺失时异步地将所述电池电源连接到所述备用电源域的所述输出电源端。
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