CN213582162U - 一种嵌入式设备 - Google Patents
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Abstract
一种嵌入式设备，所述嵌入式设备包括：电压检测电路，用于检测系统电源的电压值是否低于预设基准掉电阈值；FLASH存储器，用于数据存储与数据擦除；MCU，耦接所述电压检测电路，如果所述电压检测电路检测到所述系统电源的电压值低于预设基准掉电阈值时，所述FLASH存储器正在执行擦除操作，那么所述MCU控制所述FLASH存储器启动擦除保护操作。通过本实用新型提供的技术方案，可以有效降低FLASH存储器中被擦除扇区的相邻扇区数据出现异常风险，进而可以使得系统在后续过程中正常启动。
Description
技术领域
本实用新型涉及存储器技术领域，具体地涉及一种嵌入式设备。
背景技术
在嵌入式硬件设备系统中，系统电源处于掉电状态时，微控制单元(Microprogrammed Control Unit，MCU)可能正在进行闪存(FLASH)存储器擦除操作。如果擦除操作未完成，但FLASH存储器电源已经下电，那么可能导致FLASH存储器中被擦除扇区的相邻扇区出现异常，数据丢失。在重启系统电源之后，FLASH存储器数据也可能仍然处于异常状态，甚至会导致系统无法正常启动。
现有技术中缺乏FLASH存储器提供掉电擦除保护机制。一种直观方案是在每次上电之后，对之前FLASH存储器下电时正被擦除的扇区执行擦除操作，以避免相邻删除出现异常。然而，执行该擦除操作需要记录并找到掉电前正被擦除的扇区，且操作流程复杂，繁琐。因而，现有的设备需要改进。
发明内容
本实用新型解决的技术问题是如何改进嵌入式设备，以优化FLASH存储器掉电擦除过程。
为解决上述技术问题，本实用新型实施例提供一种嵌入式设备，包括：电压检测电路，用于检测系统电源的电压值是否低于预设基准掉电阈值； FLASH存储器，用于数据存储与数据擦除；MCU，耦接所述电压检测电路，如果所述电压检测电路检测到所述系统电源的电压值低于预设基准掉电阈值时，所述FLASH存储器正在执行擦除操作，那么所述MCU控制所述FLASH 存储器启动擦除保护操作。
可选的，所述嵌入式设备还包括：时序电路，用于控制所述系统电源、 FLASH存储器电源和MCU电源的下电时序，以使所述系统电源先于所述 FLASH存储器电源和MCU电源跌落；其中，所述FLASH存储器由所述FLASH存储器电源供电，所述MCU由所述MCU电源供电。
可选的，所述时序电路包括：第一延时电路，用于控制所述系统电源先于所述MCU电源下电；第二延时电路，用于控制所述MCU电源先于所述 FLASH存储器电源下电；其中，所述第一延时电路的输出信号早于所述第二延时电路的输出信号。
可选的，所述时序电路选自：硬件延时电路、软件延时电路。
可选的，所述电压检测电路包括：分压模块，用于对所述系统电源的电压进行分压；检测模块，包括硬件比较器或程序控制单元，用于检测分压电压是否低于所述预设基准掉电阈值。
可选的，所述检测模块包括：硬件比较器或程序控制单元。
可选的，所述FLASH存储器由FLASH存储器电源供电，所述MCU由 MCU电源供电。
与现有技术相比，本实用新型实施例的技术方案具有以下有益效果：
本实用新型实施例提供一种嵌入式设备，包括：电压检测电路，用于检测系统电源的电压值是否低于预设基准掉电阈值；FLASH存储器，用于数据存储与数据擦除；MCU，耦接所述电压检测电路，如果所述电压检测电路检测到所述系统电源的电压值低于预设基准掉电阈值时，所述FLASH存储器正在执行擦除操作，那么所述MCU控制所述FLASH存储器启动擦除保护操作。本实用新型实施例提供的嵌入式设备可以基于电压检测电路的检测结果，使得MCU控制下电时正在执行擦除操作的FLASH存储器启动擦除保护操作，从而可以有效降低FLASH存储器中被擦除扇区的相邻扇区数据出现异常风险，进而可以使得系统在后续过程中正常启动。本实用新型实施例提供的技术方案，可以解决嵌入式设备缺少掉电保护的问题，达到实现终端掉电保护的效果。该技术方案可以有效保证FLASH存储器掉电擦除的完整性，尽量杜绝FLASH数据异常。
进一步，所述嵌入式设备还包括：时序电路，用于控制所述系统电源、 FLASH存储器电源和MCU电源的下电时序，以使所述系统电源先于所述 FLASH存储器电源和MCU电源跌落；其中，所述FLASH存储器由所述FLASH存储器电源供电，所述MCU由所述MCU电源供电。本实用新型实施例提供的时序电路可以保证系统电源先于MCU电源和FLASH存储器电源跌落，从而保证MCU能正确检测到系统掉电信号，且可以在FLASH存储器掉电之前启动保护措施。
附图说明
图1是本实用新型实施例的一种嵌入式设备的结构示意图；
图2是本实用新型实施例的一种检测模块的结构示意图；
图3是本实用新型实施例的又一种嵌入式设备的结构示意图；
图4是本实用新型实施例的一种电源时序示意图。
具体实施方式
如背景技术所言，系统电源存在随时断电的可能性，系统电源掉电时， FLASH存储器有可能正在进行FLASH擦除操作。由于FLASH存储器工艺决定了相邻扇区共用编程资源，会出现FLASH存储器被擦除扇区的相邻扇区出现异常，导致数据丢失，现有技术方案缺乏FLASH存储器掉电擦除保护机制。
本实用新型实施例提供一种嵌入式设备，包括：电压检测电路，用于检测系统电源的电压值是否低于预设基准掉电阈值；FLASH存储器，用于数据存储与数据擦除；MCU，耦接所述电压检测电路，如果所述电压检测电路检测到所述系统电源的电压值低于预设基准掉电阈值时，所述FLASH存储器正在执行擦除操作，那么所述MCU控制所述FLASH存储器启动擦除保护操作。
本实用新型实施例提供的嵌入式设备可以基于电压检测电路的检测结果，使得MCU控制下电时正在执行擦除操作的FLASH存储器启动擦除保护操作，从而可以有效降低FLASH存储器中被擦除扇区的相邻扇区数据出现异常风险，进而可以使得系统在后续过程中正常启动。本实用新型实施例提供的技术方案，可以解决嵌入式设备缺少掉电保护的问题，达到实现终端掉电保护的效果。
为使本实用新型的上述目的、特征和有益效果能够更为明显易懂，下面结合附图对本实用新型的具体实施例做详细的说明。
本文中的微控制单元MCU，可以理解为硬件比较器的单片微型计算机 (SingleChip Microcomputer)或者单片机，是把中央处理器(Central Process Unit，CPU)的频率与规格做适当缩减，并将内存(memory)、计数器(Timer)、 USB、模数(A/D)转换、通用异步收发传输器(UART)、可编程逻辑控制器 (Programmable Logic Controller，PLC)、直接存储器访问(Direct Memory Access，DMA)等周边接口，甚至液晶显示器(Liquid CrystalDisplay，LCD) 驱动电路都整合在单一芯片上，形成芯片级的计算机，适于为不同的应用场合做不同组合控制。
本文中的FLASH存储器可以简称为FLASH，属于内存器件的一种，是一种非易失性(Non-Volatile)内存。通常情况下，掉电不会丢失数据。
图1是本实用新型实施例的一种嵌入式设备的结构示意图。参考图1，所述嵌入式设备100可以包括：电压检测电路101、FLASH存储器102和MCU 103。其中，所述电压检测电路101用于检测系统电源的电压值是否低于预设基准掉电阈值。所述FLASH存储器102用于数据存储与数据擦除。所述 MCU103耦接所述电压检测电路101，如果所述电压检测电路101检测到所述系统电源电压值低于预设基准掉电阈值时，所述FLASH存储器正在执行擦除操作，那么所述MCU103控制所述FLASH存储器102启动擦除保护操作。
所述嵌入式设备100可以通过电压检测电路101采集系统电源的电压值来获取电源开始掉电状态，一旦确定所述系统电源出现掉电状态，就能够立即启动FLASH存储器102执行擦除保护操作，防止出现FLASH存储器102 因掉电导致的擦除数据异常状况。
在具体实施中，所述电压检测电路101可以包括：分压模块1011和检测模块1012。
在一个实施例中，所述分压模块1011可以用于对所述系统电源的电压进行分压。所述检测模块1012可以包括硬件比较器或程序控制单元，用于检测分压电压是否低于所述预设基准掉电阈值。其中，所述分压电压是所述分压模块1011对所述系统电源的电压进行分压得到的。
图2是本实用新型实施例的一种检测模块的结构示意图。参考图2，所述检测模块1012包括硬件比较器10121，所述硬件比较器10121的一端输入的是预设基准掉电阈值电压，另一端输入的是系统电源的分压电压。在具体实施中，所述硬件比较器的一端可以连接系统电源分压电路，以向所述硬件比较器10121输入系统电源进行分压后的分压电压。如果所述硬件比较器10121 确定所述分压电压低于所述预设基准掉电阈值电压，则表示检测到所述系统电源的电压值低于预设基准掉电阈值。本领域技术人员理解，由于系统电平常常超出MCU的ADC范围，所以本实用新型实施例中可以包含系统电源分压电路。
在具体实施中，本领域技术人员还可以采用程序控制单元，由软件程序进行控制，以检测分压电压是否低于所述预设基准掉电阈值。
进一步，当所述分压电压低于所述预设基准掉电阈值电压时，所述比较器10121可以输出中断信号并发送至MCU 103。之后，MCU 103可以启动擦除保护操作。
在一个变化实施例中，所述系统电源经过电平分压得到所述分压电压；所述分压电压输入到MCU103的ADC采样资源口线，系统软件得到所述分压电压的具体数值，并与所述预设基准掉电阈值电压进行比较，进而可以检测到所述系统电源的电压值是否低于预设基准掉电阈值。
图3是本实用新型实施例的又一种嵌入式设备的结构示意图。参考图3，所述嵌入式设备200除包括电压检测电路101、FLASH存储器102和MCU 103 以外，还包括时序电路104。其中，所述电压检测电路101、FLASH存储器 102和MCU 103的工作原理可以参见图1，这里不再重复。所述时序电路104 可以用于控制所述系统电源、FLASH存储器电源和MCU电源的下电时序，以使所述系统电源先于所述FLASH存储器电源和MCU电源跌落；其中，所述FLASH存储器由所述FLASH存储器电源供电，所述MCU由所述MCU电源供电。
本领域技术人员已知，当系统电源掉电时，FLASH存储器无法立即得知掉电事件。而且，MCU电源、系统电源和FLASH电源通常不同时掉电，三者的掉电时序图与系统硬件设计有关，不同系统该方式并不固定。由于软件记录掉电前执行掉电擦除的扇区是哪一个是非常繁琐的，因而本实用新型实施例可以通过在系统中增加时序电路104以使所述系统电源先于所述FLASH 存储器电源和MCU电源跌落，进而实现FLASH擦除保护操作。
在一个非限制性的实施例中，所述时序电路104可以包括：第一延时电路1041和第二延时电路1042。其中，所述第一延时电路1041可以用于控制所述系统电源先于所述MCU电源下电；所述第二延时电路1042可以用于控制所述MCU电源先于所述FLASH存储器电源下电；其中，所述第一延时电路的输出信号早于所述第二延时电路的输出信号。
在具体实施中，所述时序电路104可以为硬件延时电路、软件延时电路或软硬件结合的延时电路。
下面以具体实施例对本实用新型技术方案进行详细阐述。
在具体实施中，为了避免数据丢失的情况出现，需要采用系统掉电状态检测机制配合系统下电时序的建立来实现数据保护。
在具体实施中，系统掉电状态检测可采用MCU系统功能中的采样机制或比较器机制等来实现。其中，采样机制指的是电平(模拟信号)通过MCU系统已有的ADC功能(模拟信号转换为数字信号)，基于软件可从MCU对应的寄存器读取数值信息，并经过换算得到电平数值。
在一个实施例中，系统电源经过电平分压(也称电压分压)，输入到MCU 的ADC采样资源口线，系统软件得到电平具体数值，并且通过软件逻辑判断电平分压后的分压电压是否小于预设基准掉电阈值(电压)，一旦低于所述预设基准掉电阈值，则触发系统中断，并可以立即启动FLASH擦除保护操作。
在又一个实施例中，系统电源经过电平分压，可以采用硬件比较器将电平分压得到的分压电压与稳定的预设基准掉电阈值(电压)进行比较，比较结果作为系统中断信号，一旦低于所述预设基准掉电阈值(电压)，系统立即启动FLASH擦除保护动作。
在具体实施中，还需保证通过软硬件结合的控制方式保证系统下电时序为系统电源先于MCU和FLASH存储器供电电源跌落。
图4是本实用新型实施例的一种电源时序示意图。参见图4，系统电源下电，系统电源电压跌落，之后，MCU电源的电压随之跌落，最后，FLASH 电源电压跌落。
在具体实施时，可以通过在系统电源，MCU电源，FLASH电源的使能电路中加入不同的硬件延时电路，达到下电时，系统电源先于MCU和FLASH 存储器供电电源跌落的目的。
在具体实施中，也可以通过软件方式控制系统电源，MCU电源，FLASH 电源的使能信号延时时序，达到下电时，系统电源先于MCU和FLASH存储器供电电源跌落的目的。
利用本实用新型实施例的一种嵌入式设备对FLASH存储器的掉电擦除保护方法具体可以为：所述FLASH存储器位于嵌入式硬件设备中。所述嵌入式硬件设备可以包括MCU，所述FLASH存储器由FLASH存储器电源供电，所述MCU由MCU电源供电。
具体而言，所述掉电擦除保护方法可以包括以下步骤：
检测系统电源的电压值是否低于预设基准掉电阈值；
如果检测到所述系统电源的电压值低于所述预设基准掉电阈值时， FLASH存储器正在执行擦除操作，那么控制所述FLASH存储器启动擦除保护操作。
更具体而言，检测系统电源的电压值是否低于预设基准掉电阈值，可以检测系统电源的电压值是否低于预设基准掉电阈值。
在具体实施中，可以对所述系统电源的电压进行分压，以得到分压电压。之后，可以检测所述分压电压是否低于所述预设基准掉电阈值。
在一个实施例中，可以采用硬件比较器或软件程序，检测所述分压电压是否低于所述预设基准掉电阈值。
之后，如果检测到所述系统电源的电压值低于所述预设基准掉电阈值时， FLASH存储器正在执行擦除操作，那么可以控制所述系统电源、FLASH存储器电源和MCU电源的下电时序，以使所述系统电源先于所述FLASH存储器电源和MCU电源跌落。
在一个实施例中，可以利用第一延时电路控制所述系统电源先于所述 MCU电源下电；利用第二延时电路控制所述MCU电源先于所述FLASH存储器电源下电；其中，所述第一延时电路的输出信号早于所述第二延时电路的输出信号。
在具体实施中，所述第一延时电路和第二延时电路可以都是硬件延时电路，也可以都是软件延时电路，还可以是其中一个为硬件延时电路，另一个为软件延时电路。
进一步，具体操作时，可以控制所述FLASH存储器启动擦除保护操作，从而降低FLASH存储器中被擦除扇区的相邻扇区数据出现异常风险，进而可以使得系统在后续过程中正常启动。
综上所述，为了避免数据丢失的情况出现，需要采用系统掉电状态检测机制配合系统下电时序的建立来实现数据保护。系统掉电状态检测机制，可采用MCU系统功能中的采样机制或比较器机制等来实现。系统下电时序，通过软硬件结合方式实现系统电源先于FLASH存储器电源跌落。
虽然本发明披露如上，但本发明并非限定于此。任何本领域技术人员，在不脱离本发明的精神和范围内，均可作各种更动与修改，因此本发明的保护范围应当以权利要求所限定的范围为准。
Claims (7)
1.一种嵌入式设备，其特征在于，包括：
电压检测电路，用于检测系统电源的电压值是否低于预设基准掉电阈值；
FLASH存储器，用于数据存储与数据写入或擦除；
MCU，耦接所述电压检测电路，当所述电压检测电路检测到所述系统电源的电压值低于预设基准掉电阈值，且所述FLASH存储器正在执行擦除操作时，所述MCU控制所述FLASH存储器启动擦除保护操作。
2.根据权利要求1所述的嵌入式设备，其特征在于，还包括：
时序电路，用于控制所述系统电源、FLASH存储器电源和MCU电源的下电时序，以使所述系统电源先于所述FLASH存储器电源和MCU电源跌落；
其中，所述FLASH存储器由所述FLASH存储器电源供电，所述MCU由所述MCU电源供电。
3.根据权利要求2所述的嵌入式设备，其特征在于，所述时序电路包括：
第一延时电路，用于控制所述系统电源先于所述MCU电源下电；
第二延时电路，用于控制所述MCU电源先于所述FLASH存储器电源下电；
其中，所述第一延时电路的输出信号早于所述第二延时电路的输出信号。
4.根据权利要求2或3所述的嵌入式设备，其特征在于，所述时序电路选自：硬件延时电路、软件延时电路。
5.根据权利要求1至3中任一项所述的嵌入式设备，其特征在于，所述电压检测电路包括：
分压模块，用于对所述系统电源的电压进行分压；
检测模块，包括硬件比较器或程序控制单元，用于检测分压电压是否低于所述预设基准掉电阈值。
6.根据权利要求5所述的嵌入式设备，其特征在于，所述检测模块包括：硬件比较器或程序控制单元。
7.根据权利要求1至3中任一项所述的嵌入式设备，其特征在于，所述FLASH存储器由FLASH存储器电源供电，所述MCU由MCU电源供电。
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| CN202021896739.2U CN213582162U (zh) | 2020-09-03 | 2020-09-03 | 一种嵌入式设备 |
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Cited By (1)
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|---|---|---|---|---|
| CN113391690A (zh) * | 2021-07-07 | 2021-09-14 | 南京英锐创电子科技有限公司 | Flash异常掉电保护电路、装置及方法 |
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Cited By (2)
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| CN113391690A (zh) * | 2021-07-07 | 2021-09-14 | 南京英锐创电子科技有限公司 | Flash异常掉电保护电路、装置及方法 |
| CN113391690B (zh) * | 2021-07-07 | 2024-04-23 | 南京英锐创电子科技有限公司 | Flash异常掉电保护电路、装置及方法 |
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