KR100416374B1

KR100416374B1 - 마이크로 컨트롤러용 저전압 리셋 회로

Info

Publication number: KR100416374B1
Application number: KR10-2001-0022546A
Authority: KR
Inventors: 김계주
Original assignee: 삼성전자주식회사
Priority date: 2001-04-26
Filing date: 2001-04-26
Publication date: 2004-01-31
Also published as: US6624673B2; KR20020083201A; US20020180497A1

Abstract

여기에 개시되는 마이크로 컨트롤러용 저전압 검출 회로는, 상기 마이크로 컨트롤러의 동작/비동작 상태를 나타내는 신호를 출력하는 로직 회로와, 전원 전압과 미리 설정된 기준 전압을 비교하고, 전원 전압이 기준 전압보다 낮을 때 저전압 검출 신호를 출력하는 저전압 검출기, 그리고 상기 마이크로 컨트롤러의 동작/비동작 상태를 나타내는 신호에 응답해서, 상기 전원 전압을 상기 저전압 검출기로 선택적으로 제공하는 전원 공급기를 포함한다. 이와 같은 마이크로 컨트롤러용 저전압 리셋 회로는 마이크로 컨트롤러의 동작/비동작 여부에 따라 저전압 검출기를 선택적으로 동작시킨다. 그러므로, 마이크로 컨트롤러가 비동작할 때 저전압 검출 회로의 불필요한 전력 소모를 방지할 수 있다.

Description

마이크로 컨트롤러용 저전압 리셋 회로{LOW-POWER RESET CIRCUIT FOR MICROCONTROLLER}

본 발명은 마이크로 컨트롤러와 같은 반도체 집적 회로에 관한 것으로, 좀 더 구체적으로는 전원 전압이 소정 레벨 이하로 낮아질 때 반도체 집적 회로를 리셋시키는 회로에 관한 것이다.

휴대용 전자 기기는 제품의 특성상 전원 전압의 변화가 심하여 동작 전압 범위를 벗어나는 전압 상승 또는 전압 하강이 종종 발생한다. 이와 같은 휴대용 전자 기기에 구비되는 마이크로 컨트롤러 유닛(microcontroller unit; MCU)은 전원 전압이 정상 동작 전압 범위를 벗어날 때 오동작할 확률이 매우 높아지게 된다. 그러므로, 휴대용 전자 기기에 구비되는 마이크로 컨트롤러 유닛의 전원 전압 레벨 변화에 따른 오동작 방지는 매우 중요한 문제로 다루어지고 있다.

따라서, 최근의 마이크로 컨트롤러는 전원 전압의 레벨을 감지해서, 감지된 전원 전압이 미리 설정된 기준 전압보다 낮아지면 마이크로 컨트롤러를 리셋시키기 위한 신호를 출력하는 저전압 리셋 회로가 개발되었다.

그러나, 종래의 마이크로 컨트롤러용 저전압 리셋 회로는 마이크로 컨트롤러의 동작 여부와 무관하게 동작하도록 설계되어 있다. 다시 말하면, 상기 마이크로 컨트롤러가 비동작 상태일 때에는 상기 저전압 검출기가 동작할 필요가 없는데도 불구하고, 상기 저전압 리셋 회로는 전원 전압이 공급되는 한 동작함으로써 불필요한 전력 소모를 야기하였다. 상기 저전압 리셋 회로에서 소모되는 전류은 제품마다 다르기는 하나 대략 5~20uA 정도이다.

최근에 널리 사용되는 휴대용 전자 기기 예컨대, 노트북 컴퓨터, PDA(personal digital assistant), 휴대용 전화기, 휴대용 CD 플레이어 등은 배터리로부터 전원을 공급받아 동작한다. 이러한, 휴대용 전자 기기의 배터리 사용 시간을 연장시키기 위해서는 불필요한 전력 소모를 최소화하여야만 한다.

그러므로, 휴대용 전자 기기의 배터리 사용 시간 연장을 위해 저전압 리셋 회로의 저전력 소모가 요구된다.

따라서, 본 발명의 목적은 상술한 제반 문제점을 해결하기 위해 제안된 것으로, 불필요한 전력 소모를 줄인 마이크로 컨트롤러용 저전압 리셋 회로를 제공하는데 있다.

도 1은 본 발명의 바람직한 실시예에 따른 저전압 리셋 회로의 블럭도;

도 2는 마이크로 컨트롤러의 동작/비동작 상태에서, 전원 전압 변화에 따른 저전압 검출기의 동작을 보여주는 도면; 그리고

도 3은 저전압 검출 회로의 동작을 정리하여 보여주는 표이다.

*도면의 주요 부분에 대한 부호의 설명*

1 : 리셋 회로

10 : 저전압 검출 회로

12 : RS 플립플롭

14 : 지연 회로

16 : 저전압 검출기

상술한 바와 같은 본 발명의 목적을 달성하기 위한 본 발명의 특징에 의하면, 마이크로 컨트롤러에 구비되는 저전압 검출 회로는: 상기 마이크로 컨트롤러의 동작/비동작 상태를 나타내는 신호를 출력하는 로직 회로와, 전원 전압과 미리 설정된 기준 전압을 비교하고, 전원 전압이 기준 전압보다 낮을 때 저전압 검출 신호를 출력하는 저전압 검출기, 그리고 상기 마이크로 컨트롤러의 동작/비동작 상태를 나타내는 신호에 응답해서, 상기 전원 전압을 상기 저전압 검출기로 선택적으로 제공하는 전원 공급기를 포함한다.

바람직한 실시예에 있어서, 상기 전원 공급기는, 상기 마이크로 컨트롤러의 동작/비동작 상태를 나타내는 신호를 소정 시간 지연시켜 출력하는 지연 회로, 및 상기 전원 전압과 연결된 드레인, 상기 저전압 검출기와 연결된 소스, 그리고 상기 지연 회로의 출력 신호에 의해 제어되는 게이트를 갖는 트랜지스터를 포함한다.

(작용)

이와 같은 마이크로 컨트롤러용 저전압 리셋 회로는 마이크로 컨트롤러의 동작/비동작 여부에 따라 저전압 검출기를 선택적으로 동작시킨다.

(실시예)

이하 본 발명에 따른 실시예를 첨부된 도면 도 1 내지 도 3을 참조하여 상세히 설명한다.

도 1은 본 발명의 바람직한 실시예에 따른 마이크로 컨트롤러용 저전압 리셋 회로를 보여주는 블럭도이다.

도 1을 참조하면, 상기 마이크로 컨트롤러용 리셋 회로(1)는 저전압 검출 회로(10)와, 오아 게이트(20)를 포함한다. 상기 저전압 검출 회로(10)는 RS 플립플롭(10), 지연 회로(14), 저전압 검출기(low voltage detector:16), 앤드 게이트(18), 그리고 NMOS 트랜지스터(MN1)를 포함한다.

상기 RS 플립플롭(12)은 외부 인터럽트 신호(EXT_INT)를 받아들이는 제 1 입력 단자(S)와 상기 마이크로 컨트롤러로부터 동작 상태 신호(HALT)를 받아들이는 제 2 입력 단자(R) 그리고 출력 단자(Q)를 갖는다. 상기 RS 플립플롭(12)은 통상의 기술자들이 잘 알고 있는 바와 같이 상기 제 1 입력 단자(S)로 하이 레벨(논리 '1')의 신호가 입력되고, 상기 제 2 입력 단자(R)로 로우 레벨(논리 '0')의 신호가 입력되면 하이 레벨의 신호를 출력(Q)한다.

즉, 상기 RS 플립플롭(12)은 상기 마이크로 컨트롤러가 동작 중에 있고(HALT='0'), 외부 인터럽트 신호(EXT_INT)가 하이 레벨일 때, 하이 레벨의 신호(Q)를 출력한다. 한편, 상기 RS 플립플롭(12)은 상기 마이크로 컨트롤러가 동작 중(HALT='0')인 동안, 외부 인터럽트 신호(EXT_INT)가 하이 레벨에서 로우 레벨로천이했을 때에도 하이 레벨의 신호(Q)를 출력한다.

상기 지연 회로(14)와 NMOS 트랜지스터(MN1)는 잡음(noise) 등에 의해 저전압 검출기가 불안정하게 동작하는 것을 방지하기 위해 제공된다. 구체적으로, 상기 지연 회로(14)는 상기 RS 플립플롭(12)의 출력 신호를 소정 시간 지연시킨 후 출력한다. 상기 NMOS 트랜지스터(MN1)는 전원 전압(VDD)과 연결된 드레인, 저전압 검출기(16)와 연결된 소스, 그리고 상기 지연 회로(14)의 출력에 의해 제어되는 게이트를 갖는다.

상기 저전압 검출기(16)는 상기 NMOS 트랜지스터(16)를 통해 공급된 전원 전압(VDD)의 레벨을 감지한다. 상기 저전압 검출기(16)는 감지된 전압이 미리 설정된 전압(VLVD)보다 낮으면 하이 레벨(논리 '1')의 검출 신호(LVD)를 출력하고, 반면, 감지된 전압이 미리 설정된 전압(VLVD)보다 높으면 로우 레벨(논리 '0')의 검출 신호(LVD)를 출력한다.

상기 RS 플립플롭(12)으로부터 출력되는 신호가 로우 레벨이면 즉, 상기 마이크로 컨트롤러가 정지(HALT=1) 상태인 경우에는, 상기 NMOS 트랜지스터(MN1)가 턴 오프되어 상기 저전압 검출기(16)로 전원 전압(VDD)이 공급되지 않는다. 상기 저전압 검출기(16)로 전원 전압(VDD)이 공급되지 않음으로서, 상기 저전압 검출기(16)는 동작하지 않는다.

상기 앤드 게이트(18)는 RS 플립플롭(12)의 출력 신호와 상기 저전압 검출기(16)의 검출 신호(LVD)를 받아들여 앤드 연산한다.

상기 오아 게이트(20)는 상기 저전압 검출 회로(10)의 앤드 게이트(18)로부터의 출력 신호와, 타이머(미 도시됨)로부터 제공되는 신호(TI), 그리고 전원 공급 장치로부터 제공되는 파워 온 리셋 신호(power on reset; POR)를 받아들여 오아 연산해서, 상기 신호들 가운데 적어도 하나가 하이 레벨이면 마이크로 컨트롤러를 리셋하기 위한 신호(SYSTEM RESET)를 출력한다.

상기 오아 게이트(16)로부터 출력되는 신호는 클럭 발생을 중지시키기 위해 마이크로 컨트롤러 내의 클럭 발생 회로(미 도시됨)로도 제공될 수 있다.

도 2는 마이크로 컨트롤러의 동작/비동작 상태에서, 전원 전압 변화에 따른 저전압 검출기의 동작을 보여주는 도면이다.

도 2에 도시된 바와 같이, 상기 저전압 검출기(16)는, 마이크로 컨트롤러가 동작하는 동안(OPERATION)에 전원 전압(VDD)이 미리 설정된 전압(VLVD)보다 낮아지면, 하이 레벨의 검출 신호(LVD)를 출력한다. 그러나, 상기 저전압 검출기(16)는 상기 마이크로 컨트롤러가 동작하지 않는 동안(HALT)에는 동작하지 않는다.

도 3은 상술한 바와 같은 저전압 검출 회로(10)의 동작을 정리하여 보여주는 표이다.

도 3을 참조하면, 상기 마이크로 컨트롤러가 동작(HALT='0')하는 경우, 상기 저전압 검출기(14)는 전원 전압(VDD)과 기준 전압(VLVD)을 비교하고, 비교 결과에 따라 검출 신호(LVD)를 출력한다. 이 경우, 전원 전압(VDD)이 기준 전압(VLVD)보다 높으면 상기 검출 신호는 로우 레벨로 되고, 낮으면 하이 레벨로 된다. 상기 검출 신호(LVD)가 하이 레벨일 때, 상기 리셋 신호(SYSTEM RESET)는 하이 레벨로 되고, 그 결과 상기 마이크로 컨트롤러는 리셋된다. 그러나, 상기 마이크로 컨트롤러가 비동작(HALT='1')하는 경우에는 상기 저전압 검출기(14)도 동작하지 않는다.

상술한 바와 같은 본 발명에 의하면, 마이크로 컨트롤러의 동작/비동작 여부에 따라 저전압 검출기(16)가 동작/비동작한다. 따라서, 마이크로 컨트롤러가 비동작할 때 저전압 검출기에서 불필요한 전류가 소모되는 것을 방지할 수 있다.

이러한 저전압 리셋 회로는, 불필요한 전력 소모를 최소화해야 하는 휴대용 전자 기기에서 배터리 사용 시간을 연장시키는 효과를 얻을 수 있다.

예시적인 바람직한 실시예들을 이용하여 본 발명을 설명하였지만, 본 발명의 범위는 개시된 실시예들에 한정되지 않는다는 것이 잘 이해될 것이다. 오히려, 본 발명의 범위에는 다양한 변형 예들 및 그 유사한 구성들을 모두 포함될 수 있도록 하려는 것이다. 따라서, 청구 범위는 그러한 변형 예들 및 그 유사한 구성들 모두를 포함하는 것으로 가능한 폭넓게 해석되어야 한다.

이상과 같은 본 발명에 의하면, 상기 마이크로 컨트롤러의 동작/비동작 여부에 따라 저전압 검출기가 동작/비동작한다. 따라서, 마이크로 컨트롤러가 비동작할 때 저전압 검출기에서 불필요한 전류가 소모되는 것을 방지할 수 있다.

Claims

마이크로 컨트롤러에 구비되는 저전압 검출 회로에 있어서:

상기 마이크로 컨트롤러의 동작/비동작 상태를 나타내는 신호를 출력하는 논리 회로와;

전원 전압과 미리 설정된 기준 전압을 비교하고, 전원 전압이 기준 전압보다 낮을 때 저전압 검출 신호를 출력하는 저전압 검출기; 그리고

상기 마이크로 컨트롤러의 동작/비동작 상태를 나타내는 신호에 응답해서, 상기 전원 전압을 상기 저전압 검출기로 선택적으로 제공하는 전원 공급기를 포함하여, 상기 마이크로 컨트롤러의 동작/비동작 상태에 따라 상기 저전압 검출기를 선택적으로 동작/비동작시키는 것을 특징으로 하는 저전압 검출 회로.
제 1 항에 있어서,

상기 전원 공급기는,

상기 마이크로 컨트롤러의 동작/비동작 상태를 나타내는 신호를 소정 시간 지연시켜 출력하는 지연 회로; 및

상기 전원 전압과 연결된 드레인, 상기 저전압 검출기와 연결된 소스, 그리고 상기 지연 회로의 출력 신호에 의해 제어되는 게이트를 갖는 트랜지스터를 포함하여, 상기 마이크로 컨트롤러의 동작/비동작 상태에 따라 상기 저전압 검출기를 선택적으로 동작/비동작시키는 것을 특징으로 하는 저전압 검출 회로.
제 1 항에 있어서,

상기 논리 회로는,

외부 인터럽트 신호를 받아들이는 제 1 입력 단자, 상기 마이크로 컨트롤러의 동작 상태 신호를 받아들이는 제 2 입력 단자, 그리고 출력 단자(Q)를 갖는 RS 플립플롭으로 구성되어 상기 마이크로 컨트롤러의 동작/비동작 상태에 따라 상기 저전압 검출기를 선택적으로 동작/비동작시키는 것을 특징으로 하는 저전압 검출 회로.
마이크로 컨트롤러용 리셋 회로에 있어서:

상기 마이크로 컨트롤러의 동작/비동작 상태를 나타내는 신호를 출력하는 로직 회로와;

전원 전압과 미리 설정된 기준 전압을 비교하고, 전원 전압이 기준 전압보다 낮을 때 저전압 검출 신호를 출력하는 저전압 검출기와;

상기 마이크로 컨트롤러의 동작/비동작 상태를 나타내는 신호에 응답해서, 전원 전압을 상기 저전압 검출기로 선택적으로 제공하는 전원 공급기; 그리고

상기 저전압 검출 신호에 응답해서, 상기 마이크로 컨트롤러를 리셋시키기 위한 신호를 출력하는 로직 회로를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 마이크로 컨트롤러용 리셋 회로.
제 4 항에 있어서,

상기 전원 공급기는,

상기 마이크로 컨트롤러의 동작/비동작 상태를 나타내는 신호를 소정 시간 지연시켜 출력하는 지연 회로; 및

상기 전원 전압과 연결된 드레인, 상기 저전압 검출기와 연결된 소스, 그리고 상기 지연 회로의 출력 신호에 의해 제어되는 게이트를 갖는 트랜지스터를 포함하는 것을 특징으로 하는 마이크로 컨트롤러용 리셋 회로.