TWI459192B - 啓動電路 - Google Patents

Description

啟動電路

本發明涉及一種電路，特別涉及一種適用於可擕式電子裝置之CPU之啟動電路。

隨著科技之不斷發展及進步，行動電話等可擕式電子裝置於生活中得到廣泛應用。而處理器(Center Processing Unit，CPU)係可擕式電子裝置之核心部件，可擕式電子裝置各部分之管理等均離不開CPU之統一、協調指揮，其CPU性能決定了該可擕式電子裝置之整體性能。

習知之可擕式電子裝置開機時，其CPU一般需要一啟動電路來啟動，如圖1，該啟動電路主要包括一主電源，一電源管理單元(Power Management Unit，PMU)，一備用電源及一喚醒按鈕。該主電源用於給該PMU供電。該PMU輸出一重定訊號(Reset Signal，RS)和一狀態訊號(State Signal，SS)給CPU。該備用電源用於給該CPU內部之時鐘電路及PMU供電，同時給該重定訊號RS及狀態訊號SS提供上拉電壓。當該CPU進入一睡眠模式而使其內部電路處於掉電狀態時，開啟該喚醒按鈕可使該CPU恢復正常工作狀態。該CPU工作原理為：當檢測到該重定訊號RS為高電平時，該CPU內部電路正常工作；當檢測到重定訊號RS為低電平時，該CPU進行復位動作，即使其內部電路恢復到一預先設置之初始狀態。當 檢測到該狀態訊號SS為高電平時，該CPU通過該信號得知該主電源正常工作，當檢測到該狀態訊號SS為低電平時，CPU可得知該主電源已移除或電量不足，此時該CPU進入睡眠模式以達到降低功耗及省電之目的。該啟動電路存在之問題有：當移除主電源或者主電源電量不足時，會直接導致該重定訊號RS為低電平，從而強制該CPU復位，以防止CPU發出錯誤之指令、執行錯誤操作，也可以提高電磁相容性能。同時該PMU還使輸出該狀態訊號SS之管腳呈現一高阻狀態，但由於該備份電池提供了一上拉電壓給該管腳，與該管腳之高阻狀態配合，將會導致該管腳之電壓為高電平，即該狀態訊號SS仍然為高電平，這樣就可能給該CPU一個錯誤提示，使CPU判定其主電源尚存在。此時若開啟該喚醒按鈕，還將導致該CPU不正常啟動，並消耗掉備用電源之電量，影響該CPU之正常工作。

鑒於前述情況，有必要提供一種於可擕式電子裝置之主電源被移除或者電量不足時，仍然可以保證該可擕式電子裝置之CPU正常工作之啟動電路。

一種啟動電路，用於啟動一CPU，其包括一電源管理單元、一喚醒電路、一重定電路、一主電源及一備用電源，該喚醒電路及該電源管理單元分別與該主電源電性連接，該喚醒電路及重定電路分別與該備用電源電性連接，該電源管理單元、喚醒電路及重定電路分別提供一狀態訊號、一喚醒訊號及一重定訊號給該CPU，該狀態訊號向該CPU提示該主電源之供電狀態，該喚醒訊號決定是否重新啟動該CPU，該重定訊號決定是否重定該CPU。

與習知技術相比，本發明提供之啟動電路中之重定訊號、狀態訊號及喚醒訊號均不受主電源之影響，即使將主電源移除或者該主電源電量不足時，該CPU仍能正常工作，不會出現其不正常啟動及其內部電路進行不必要之重定之情況。

10‧‧‧啟動電路

14‧‧‧喚醒電路

17‧‧‧主電源

20‧‧‧CPU

124‧‧‧輸出端

R1‧‧‧第一電阻

R3‧‧‧第三電阻

14a‧‧‧第二接地管腳

14d‧‧‧輸出管腳

162‧‧‧重定晶片

16b‧‧‧接地管腳

16d‧‧‧重定訊號輸出管腳

C1‧‧‧電容

12‧‧‧PMU

16‧‧‧重定電路

18‧‧‧備用電源

122‧‧‧電源輸入端

142‧‧‧電壓檢測晶片

R2‧‧‧第二電阻

14b‧‧‧第一接地管腳

14c‧‧‧第一電源輸入管腳

14e‧‧‧第二電源輸入管腳

16a‧‧‧電源輸入管腳

16c‧‧‧接電容管腳

R4‧‧‧電阻

圖1為現有技術啟動電路之功能方框圖；圖2為本發明啟動電路較佳實施例之功能方框圖；圖3為本發明啟動電路較佳實施例中重定電路之電路圖；圖4位元本發明啟動電路較佳實施例中喚醒電路之電路圖。

本發明公開了一種啟動電路，其適用於行動電話、PDA等可擕式電子裝置之CPU。在本實施例中以將啟動電路應用於PXA3XX系列CPU為例加以說明。

請參閱圖2，本發明較佳實施例提供之啟動電路10用於啟動該CPU20，該啟動電路10包括一PMU12、一喚醒電路14、一重定電路16、一主電源17及一備用電源18。該主電源17可以是現有之可用於可擕式電子裝置供電之電池。該PMU12及該喚醒電路14分別與該主電源17電性連接。該喚醒電路14與該重定電路16分別與備用電源18電性連接。該PMU12、喚醒電路14及該重定電路16分別給CPU20提供一狀態訊號SS、一喚醒訊號WS及一重定訊號(Reset Signal，RS)。該CPU20藉由該狀態訊號SS之電壓狀態來判斷該主電源17是否存在，藉由喚醒訊號WS之電壓狀態來決定CPU20是否重新啟動。藉由重定訊號RS之電壓狀態來決定CPU20是否復位， 即決定是否使其內部電路均進入一預先設置之初始狀態，即還原該可擕式電子裝置之默認參數。

請一併參閱圖3，該PMU12可以為MAX8660或者具有相同特性之其他PMU，其包括一電源輸入端122及一輸出端124。該電源輸入端122與主電源17電性連接，該輸出端124用於輸出該狀態訊號SS給該CPU20。該主電源17之電壓範圍約為2.6V-6.0V，其藉由一系列串聯之電阻(圖未示)之分壓將不同之電壓供給PMU12。當該主電源17之輸出電壓大於3.5V時，該PMU12正常工作，其輸出端124輸出之狀態訊號SS為高電平。當該主電源17之輸出電壓低於3.2V時，該PMU12將無法正常工作，並導致其輸出之狀態訊號SS為高阻狀態。當CPU20檢測到該狀態訊號SS為高電平時，該CPU20判斷該主電源17正常工作，此時該CPU20正常工作。當檢測到該狀態訊號SS為低電平時，該CPU20判斷該主電源17已移除或電量不足，此時該CPU20進入睡眠模式而使其內部電路處於掉電狀態以達到降低功耗及省電之目的。

該喚醒電路14包括一電壓檢測晶片142、一第一電阻R1、一第二電阻R2及一第三電阻R3。該主電源17藉由串聯之該第一電阻R1及該第二電阻R2連接至接地點GND。該喚醒晶片142可以為MAX6775或者具有相同特性之其他喚醒晶片，其具體包括五個管腳。其中，該電壓檢測晶片142之第一接地管腳14b及第二接地管腳14a均電性連接至接地點GND。該電壓檢測晶片142之第一電源輸入管腳14c電性連接至第一電阻R1與一第二電阻R2之間。該第二電源輸入管腳14e與該備用電源18電性連接。該輸出管腳14d用於輸出該喚醒訊號WS給CPU20。當該CPU20正常工作時，不論該喚醒訊號WS 之電壓狀態如何，均不會重新啟動該CPU20，只有當該CPU20進入一睡眠模式，即該狀態訊號SS為低電平且該喚醒訊號WS之電壓由低電平變為高電平時，才會使該CPU20重新啟動。另，該輸出管腳14d與輸出端124之間還設置有一第三電阻R3，該第三電阻R3用於拉高該狀態訊號SS的電平。

請一併參閱圖4，該重定電路16包括一重定晶片162、一電阻R4及一電容C1。該重定晶片162可以為R3112或者具有相同特性的其他重定晶片，其具體包括四個管腳。其中，該電源輸入管腳16a與備用電源18電性連接。該重定晶片162的接地管腳16b接地。該接電容管腳16c通過一電容C1接地，利用該電容C1之週期充放電特性，藉由於設計製造時調整C1之參數，可設定CPU之復位週期。該重定晶片16之重定訊號輸出管腳16d用於輸出該重定訊號RS給CPU20，且該重定訊號輸出管腳16d還藉由一電阻R4電性連接至該備用電源18，用於拉高該重定訊號RS的電平。該備用電源18之電壓範圍約為2.4V-3.6V，當其電壓高於2.1V時，該重定電路16正常工作，輸出之重定訊號RS為高電平，該CPU20之內部電路正常工作。當該備用電源18之電壓低於2.1V時，該備用電源18將驅動該重定電路16輸出之重定訊號RS為低電平，導致該CPU20之內部電路均進入一預先設置之初始狀態，即還原其中儲存之該可擕式電子裝置之初始狀態默認參數。

該啟動電路10開始工作前，首先將該主電源17分別與該PMU12的輸入端122及喚醒電路14電性連接，將備用電源18與該喚醒電路14之第二電源輸入管腳14e及該重定電路16之電源輸入管腳16a電性連接。然後分別將輸出該狀態訊號SS、喚醒訊號WS及重定訊號 RS之管腳電性連接至CPU20上。

當主電源17之電壓大於3.5V時，與其電性連接之該PMU12正常工作，使得PMU12驅動其輸出端124為高電平，即該狀態訊號SS為高電平。該CPU20通過該信號可以得知該主電源17正常工作。又因為該喚醒電路14與該主電源17電性連接，故該喚醒電路14亦正常工作，使得該輸出管腳14d輸出一高電平，即喚醒訊號WS為高電平。此時該CPU20處於正常工作狀態。

當主電源17移除或者其電壓低於3.2V時，將驅動該喚醒電路14之輸出管腳14d輸出一低電平，即喚醒訊號WS為低電平，同樣不會導致該CPU20重新啟動。同時，因為該主電源17之移除或其電量不足，導致該PMU12無法正常工作，這樣其輸出端124為一高阻狀態。雖然該輸出端124與該喚醒電路14中之輸出管腳14d之間接入了一上拉電阻R3，惟，該喚醒訊號WS為低電平，故無法將該輸出端124之電壓拉高，仍然會使該輸出端124輸出一低電平，即該狀態訊號SS為低電平，給CPU20以主電源17移除或電量不足之資訊提示，使CPU20進入睡眠模式，此時只有當該喚醒訊號WS由低電平變為高電平時才會使該CPU20重新啟動。

另外，因為該重定電路16只與該備用電源18電性連接，而未與該主電源17電性連接，故無論該主電源17存在與否，或其電壓產生什麼樣之變化，該重定電路16均不會受到影響，依然能正常工作。即該輸出之重定訊號RS仍然為高電平，這樣該CPU20不會重定，即其內部電路正常工作，不會進入一預先設置的初始狀態。只有當備用電源18的電壓低於2.1V時，該重定電路16才會使輸出之重定訊號RS之電壓為低電平，導致該CPU20重定，使其內部電路 進入一預先設置之初始狀態，即還原該可擕式電子裝置之默認參數。

給主電源17充電時，當主電源17之充電電壓低於3.2V，該PMU12、喚醒電路14及重定電路16之工作過程與主電源17移除或電量不足時之工作過程一樣。即狀態訊號SS為低電平，該喚醒訊號WS為低電平，重定訊號RS為高電平，該CPU20進入睡眠模式。當充電電壓達到3.2V時，該喚醒訊號WS為高電平，這時將使該CPU20重新啟動，即自動開機並顯示充電狀態。當主電源17之電壓充至3.5V時，其PMU12、喚醒電路14及重定電路16之工作過程與主電源17之電壓大於3.5V之工作過程一致，即狀態訊號SS為高電平，給該CPU20一該主電源17存在之資訊提示，該喚醒訊號WS為高電平，重定訊號RS為高電平，使得該CPU20正常工作。

顯然，藉由將原有之啟動電路進行改進，使其重定訊號RS、狀態訊號SS及重定訊號RS之輸出均不受主電源17之影響，即使將主電源17移除或者該主電源17電量不足時，該CPU20仍能正常工作，不會出現不正常啟動及該CPU20進行不必要之重定之情況，同時，該喚醒訊號WS並非藉由原有之按鈕手動發出，而是由一喚醒電路14自動產生，當充電達到一定電壓時便能使該CPU20自動開機並顯示充電狀態，更加自動化及人性化。

10‧‧‧啟動電路

14‧‧‧喚醒電路

17‧‧‧主電源

20‧‧‧CPU

12‧‧‧PMU

16‧‧‧重定電路

18‧‧‧備用電源

Claims (10)

1. 一種啟動電路，用於啟動一CPU，其包括一電源管理單元、一主電源及一備用電源，其改良在於：所述啟動電路還包括一喚醒電路及一重定電路，所述喚醒電路和重定電路分別與所述備用電源電性連接，所述喚醒電路和所述電源管理單元分別與所述主電源電性連接，所述電源管理單元、喚醒電路及重定電路分別提供一狀態訊號、一喚醒訊號及一重定訊號給所述CPU，所述狀態訊號根據所述主電源之供電狀態決定所述CPU是否正常工作，所述喚醒訊號根據所述主電源之供電狀態決定是否重新啟動所述CPU，所述重定訊號根據所述備用電源之供電狀態決定是否對所述CPU進行復位。
2. 如申請專利範圍第1項所述之啟動電路，其中所述電源管理單元包括一輸入端及一輸出端，所述輸入端與所述主電源電性連接，所述輸出端輸出所述狀態訊號。
3. 如申請專利範圍第2項所述之啟動電路，其中所述喚醒電路包括一喚醒晶片，所述喚醒晶片分別與所述主電源和所述備用電源電性連接，所述喚醒晶片輸出所述喚醒訊號。
4. 如申請專利範圍第3項所述之啟動電路，其中所述喚醒晶片包括一第一電源輸入管腳、一第二電源輸入管腳、一第一接地管腳、一第二接地管腳及一輸出管腳，所述第一接地管腳及第二接地管腳分別接地，所述第一電源輸入管腳電性連接於所述主電源，所述第二電源輸入管腳與所述備用電源電性連接，所述輸出管腳輸出所述喚醒訊號。
5. 如申請專利範圍第4項所述之啟動電路，其中所述喚醒電路進一步包括一第一電阻及一與所述第一電阻串聯之第二電阻，所述主電源藉由所述第 一電阻及第二電阻電性連接至地，所述第一電源輸入管腳電性連接至所述第一電阻及所述第二電阻之間。
6. 如申請專利範圍第4項所述之啟動電路，其中所述喚醒電路進一步包括一第三電阻，所述第三電阻分別電性連接於所述輸出端及所述輸出管腳。
7. 如申請專利範圍第1項所述之啟動電路，其中所述重定電路包括一重定晶片，所述重定晶片與所述備用電源電性連接而由該備用電源供電，所述重定晶片輸出所述重定訊號。
8. 如申請專利範圍第7項所述之啟動電路，其中所述重定晶片包括一電源輸入管腳、一接地管腳、一接電容管腳及一重定訊號輸出管腳，所述電源輸入管腳與所述備用電源電性連接，所述接地管腳接地，所述重定訊號輸出管腳輸出所述重定訊號。
9. 如申請專利範圍第8項所述之啟動電路，其中所述重定電路進一步包括一拉高所述重定訊號輸出管腳電壓之電阻，所述電阻電性連接於所述重定訊號輸出管腳及所述備用電源。
10. 如申請專利範圍第8項所述之啟動電路，其中所述重定電路進一步包括一電容，所述電容之一極板電性連接至所述接電容管腳，另一極板接地。