TWI677777B - 處理電路 - Google Patents

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Abstract

一種處理電路，包括一參考電壓產生器以及一電壓偵測器。參考電壓產生器用以產生一第一參考電壓予一控制器。電壓偵測器用以偵測第一參考電壓。當第一參考電壓不位於一預設範圍內時，電壓偵測器觸發參考電壓產生器，使得參考電壓產生器產生一第二參考電壓予控制器。當第二參考電壓小於一預設值時，電壓偵測器重置控制器。

Description

處理電路
本發明係有關於一種處理電路，特別是有關於一種用以提供參考電壓的處理電路。
目前可攜式電子裝置均具有電池，用以供電予可攜式電子裝置內部的電子元件。如果電子元件消耗較大的功率時，電池的電量將迅速下降。當電池的電量不足時，可攜式電子裝置將無法正常運作。
本發明提供一種處理電路，包括一參考電壓產生器以及一電壓偵測器。參考電壓產生器用以產生一第一參考電壓予一控制器。電壓偵測器用以偵測第一參考電壓。當第一參考電壓不位於一預設範圍內時，電壓偵測器觸發參考電壓產生器，使得參考電壓產生器產生一第二參考電壓予控制器。當第二參考電壓小於一預設值時，電壓偵測器重置控制器。
100‧‧‧操作系統
110‧‧‧控制器
120‧‧‧處理電路
121、200A、200B、200C‧‧‧參考電壓產生器
122‧‧‧電壓偵測器
210、220、230‧‧‧穩壓器
I1~I3‧‧‧電流
SW‧‧‧切換信號
RST‧‧‧重置信號
VI‧‧‧輸入電壓
CON1、CON2‧‧‧控制信號
REF1、REF2、REF210、REF220、REF230‧‧‧參考電壓
S311~S315、S411~S415、S511~S517‧‧‧步驟
第1圖為本發明之操作系統之示意圖。
第2A圖為本發明之參考電壓產生器的一可能實施例。
第2B圖為本發明之參考電壓產生器的另一可能實施例。
第2C圖為本發明之參考電壓產生器的另一可能實施例。
第3圖為本發明之處理方法之一可能流程示意圖。
第4圖為本發明之處理方法之另一可能流程示意圖。
第5圖為本發明之處理方法之另一可能流程示意圖。
為讓本發明之目的、特徵和優點能更明顯易懂，下文特舉出實施例，並配合所附圖式，做詳細之說明。本發明說明書提供不同的實施例來說明本發明不同實施方式的技術特徵。其中，實施例中的各元件之配置係為說明之用，並非用以限制本發明。另外，實施例中圖式標號之部分重覆，係為了簡化說明，並非意指不同實施例之間的關聯性。
本發明之方法，或特定型態或其部份，可以以程式碼的型態存在。程式碼可儲存於實體媒體，如軟碟、光碟片、硬碟、或是任何其他機器可讀取(如電腦可讀取)儲存媒體，亦或不限於外在形式之電腦程式產品，其中，當程式碼被機器，如電腦載入且執行時，此機器變成用以參與本發明之裝置。程式碼也可透過一些傳送媒體，如電線或電纜、光纖、或是任何傳輸型態進行傳送，其中，當程式碼被機器，如電腦接收、載入且執行時，此機器變成用以參與本發明之裝置。當在一般用途處理單元實作時，程式碼結合處理單元提供一操作類似於應用特定邏輯電路之獨特裝置。
第1圖為本發明之操作系統之示意圖。如圖所示，操作系統100包括一控制器110以及一處理電路120。控制器110接收處理電路120所提供的參考電壓REF1及重置信號RST。在一可能實施例中，控制器110係為一微控制單元(MCU)，用以 根據參考電壓REF1控制其它元件，如處理器(未顯示)、記憶體(未顯示)。
另外，當處理電路120發出重置信號RST時，控制器110進行一重置動作，如關機或重開機。在一可能實施例中，控制器110具有一上電復位(power on reset；POR)電路(未顯示)。重置信號RST係用以啟動上電復位電路。在其它實施例中，在進行重置動作前，控制器110將一揮發性記憶體的資料儲存至一非揮發性記憶體中，以避免資料遺失。
在本實施例中，處理電路120包括一參考電壓產生器121以及一電壓偵測器122。參考電壓產生器121用以產生參考電壓REF1予控制器110。電壓偵測器122偵測參考電壓REF1，用以產生一切換信號SW予參考電壓產生器121。參考電壓產生器121根據切換信號SW處理參考電壓REF1。
當參考電壓REF1不位於一預設範圍內(如2.4V~1.5V)時，表示參考電壓REF1不穩定。因此，電壓偵測器122產生一切換信號SW，使得參考電壓產生器121穩定參考電壓REF1。在本實施例中，參考電壓產生器121係提供另一穩定的參考電壓REF1。舉例而言，假設，在一第一期間，參考電壓產生器121提供的參考電壓REF1為1.7V。在此例中，當參考電壓REF1高於預設範圍的上限值(如2.4V或是低於預設範圍的下限值(如1.5V)時，表示參考電壓REF1不穩定。因此，電壓偵測器122透過切換信號SW，要求參考電壓產生器121提供另一新的穩定的參考電壓REF1。此時，新的參考電壓REF1可能也等於1.7V，但並非用以限制本發明。在其它實施例，參考電壓產 生器121後來所提供的新參考電壓REF1可能小於或大於先前所提供的參考電壓REF1。
另外，在本實施例中，參考電壓產生器121提供單一參考電壓(如REF1)予控制器110，但並非用以限制本發明。在其它實施例中，參考電壓產生器121可能複數參考電壓(如REF1與REF2)予控制器110。參考電壓REF2可能等於或不等於參考電壓REF1。在一可能實施例中，參考電壓REF2可能為1.8V，而參考電壓REF1為1.7V，但並非用以限制本發明。
本發明並不限定參考電壓產生器121是否同時提供參考電壓REF1與REF2予控制器110。在一可能實施例中，參考電壓產生器121同時提供參考電壓REF1與REF2予控制器110，並在一特定情況發生時，只提供參考電壓REF1予控制器110，並且不提供參考電壓REF2予控制器110。在另一可能實施例中，參考電壓產生器121僅提供參考電壓REF2予控制器110，並在一特定情況發生時，改提供參考電壓REF1予控制器110。在此例中，參考電壓產生器121不提供參考電壓REF2予控制器110。
在一可能實施例中，控制器110可能透過一控制信號CON1，直接地要求參考電壓產生器121提供參考電壓REF1與參考電壓REF2之至少一者予控制器110。在另一可能實施例中，控制器110可能透過一控制信號CON2間接地控制參考電壓產生器121。在此例中，電壓偵測器122根據控制信號CON2命令參考電壓產生器121提供參考電壓REF1與參考電壓REF2之至少一者予控制器110。
第2A圖為本發明之參考電壓產生器的一可能實施 例。如圖所示，參考電壓產生器200A包括穩壓器210與220。穩壓器210根據一輸入電壓VI產生一參考電壓REF210。在本實施例中，穩壓器210根據切換信號SW決定是否產生參考電壓REF210，但並非用以限制本發明。在其它實施例中，穩壓器210根據來自控制器110的控制信號CON1，決定是否產生參考電壓REF210。在其它實施例中，當穩壓器210提供參考電壓REF210時，穩壓器210更輸出一電流I1予控制器110。
穩壓器220根據輸入電壓VI產生一參考電壓REF220。在本實施例中，穩壓器220根據切換信號SW決定是否產生參考電壓REF220，但並非用以限制本發明。在其它實施例中，穩壓器220根據來自控制器110的控制信號CON1，決定是否產生參考電壓REF220。在一可能實施例中，參考電壓REF220約等於參考電壓REF210，如1.7V。在其它實施例中，當穩壓器220提供參考電壓REF220時，穩壓器220更提供一電流I2予控制器110。在一可能實施例中，電流I2為10uA，而電流I1為1uA。
本發明並不限定穩壓器210與220的種類。在一可能施例中，穩壓器210的種類可能相同或不同於穩壓器220的種類。在另一可能實施例中，穩壓器210與220之至少一者係為低壓降(Low Drop Out；LDO)穩壓器，或是微低壓降穩壓器(micro LDO regulator)。另外，本發明並不限定輸入電壓VI的來源。在一可能實施例中，輸入電壓VI係由一電源供應裝置(power supply)所提供。在另一可能實施例中，輸入電壓VI係由一電池所提供。
假設，在一初始期間，穩壓器210根據切換信號SW 產生參考電壓REF210。此時，參考電壓REF210作為參考電壓REF1。電壓偵測器122偵測參考電壓REF210。當參考電壓REF210位於一預設範圍內時，穩壓器210繼續提供參考電壓REF210。然而，當參考電壓REF210不位於預設範圍內時，電壓偵測器122透過切換信號SW，控制穩壓器210，使得穩壓器210停止產生參考電壓REF210。在此例中，電壓偵測器122透過切換信號SW，觸發穩壓器220，使得穩壓器220產生參考電壓REF220。此時，參考電壓REF220作為參考電壓REF1。由於參考電壓REF1維持在一穩定的範圍內，故控制器110可維持正常運作。
在另一可能實施例中，電壓偵測器122持續偵測參考電壓REF220。當參考電壓REF220過低(如小於一預設值)或是未位於預設範圍內時，電壓偵測器122發出一重置信號RST，用以重置控制器110。控制器110根據重置信號RST回到一初始模式。在初始模式下，控制器110可能透過電壓偵測器122，要求穩壓器210重新提供參考電壓REF210，或是利用控制信號CON1要求穩壓器210重新提供參考電壓REF210
然而，如果參考電壓REF220並未過低(如小於一預設值)或是參考電壓REF220位於預設範圍內時，穩壓器220繼續提供參考電壓REF220。在其它實施例中，如果參考電壓REF220並未過低(如小於一預設值)或是參考電壓REF220位於預設範圍內時，電壓偵測器122可能透過切換信號SW，要求穩壓器210重新提供參考電壓REF210。此時，參考電壓REF210作為參考電壓REF1，並且穩壓器220停止提供參考電壓REF220。在一可能實施例中，當參考電壓REF220在一預設期間內並未過低或是保 持在預設範圍內時，改由穩壓器210重新提供參考電壓REF210。
在本實施例中，穩壓器210與220並不會同時運作。舉例而言，當穩壓器210產生參考電壓REF210時，穩壓器220不產生參考電壓REF220。此時，參考電壓REF210作為參考電壓REF1。然而，當穩壓器220產生參考電壓REF220時，穩壓器210不產生參考電壓REF210。此時，參考電壓REF220作為參考電壓REF1。
在本實施例中，穩壓器210與220係根據同一信號(如第1圖的切換信號SW)決定是否動作，但並非用以限制本發明。在其它實施例中，穩壓器210與220係根據不同的信號而動作。舉例而言，穩壓器210係根據控制信號CON1(未顯示於第2A圖中)而動作，而穩壓器220係根據切換信號SW而動作。
第2B圖為本發明之參考電壓產生器的另一可能實施例。第2B圖相似第2A圖，不同之處在於，第2B圖的參考電壓產生器200B多了一穩壓器230。穩壓器230根據輸入電壓VI產生一參考電壓REF230。在本實施例中，穩壓器230根據控制信號CON1決定是否產生參考電壓REF230，但並非用以限制本發明。在其它實施例中，穩壓器230可能根據切換信號SW決定是否產生參考電壓REF230。
在本實施例中，參考電壓REF230不同於參考電壓REF210與REF220。舉例而言，參考電壓REF230為1.8V，而參考電壓REF210為1.7V。在另一可能實施例中，參考電壓REF230等於參考電壓REF210與REF220。另外，當穩壓器230產生參考電壓 REF230時，穩壓器230也提供一電流I3予控制器110。在一可能實施例中，電流I3不同於電流I1與I2。舉例而言，電流I3可能大於電流I1與I2。
在本實施例中，穩壓器210、220與230不會同時動作。舉例而言，當穩壓器210產生參考電壓REF210時，穩壓器220與230停止動作。當穩壓器220產生參考電壓REF220時，穩壓器210與230停止動作。當穩壓器230產生參考電壓REF230時，穩壓器210與220停止動作。
當穩壓器230產生參考電壓REF230時，參考電壓REF230作為參考電壓REF1。當一特定情況發生時(如控制信號CON1的位準或頻率發生變化)，穩壓器230停止產生參考電壓REF230。在一可能實施例中，穩壓器210根據切換信號SW產生參考電壓REF210。此時，參考電壓REF210作為參考電壓REF1。當參考電壓REF210超出預設範圍時，穩壓器210停止參考電壓REF210，並且穩壓器220根據切換信號SW產生參考電壓REF220。此時，參考電壓REF220作為參考電壓REF1。在其它實施例中，當參考電壓REF220小於一預設值時，改由穩壓器210產生參考電壓REF210，用以維持參考電壓REF1的位準。在一些實施例中，當參考電壓REF220小於一預設值時，係由穩壓器230產生參考電壓REF230。
第2C圖為本發明之參考電壓產生器的另一可能實施例。第2C圖相似第2B圖，不同之處在於，第2C圖的參考電壓REF230係作為參考電壓REF2。在本實施例中，穩壓器230根據控制信號CON1決定是否產生參考電壓REF230，並且穩壓器 210與220根據切換信號SW決定是否產生參考電壓REF210與REF220。
舉例而言，在一初始期間，穩壓器230提供參考電壓REF230。在初始期間，穩壓器210可能提供或不提供參考電壓REF210。當控制器110透過控制信號CON1要求穩壓器230停止提供參考電壓REF230時，穩壓器210提供參考電壓REF210。當參考電壓REF210不在一預設範圍內時，穩壓器220提供參考電壓REF220。此時，參考電壓REF220被作為參考電壓REF1。當參考電壓REF220未低於一預設值時，穩壓器220繼續提供參考電壓REF220，或是改由穩壓器210提供參考電壓REF210。然而，當參考電壓REF220低於一預設值時，穩壓器210、220及230都停止運作。此時，控制器110進行一重置動作。在重置動作後，穩壓器230開始產生參考電壓REF230。此時，穩壓器210可能產生或不產生參考電壓REF210。
本發明並不限定穩壓器230何時提供參考電壓REF230。在一可能實施例中，當控制器110操作於一第一模式時，控制器110透過控制信號CON1要求穩壓器230提供參考電壓REF230。此時，電壓偵測器122可能透過切換信號SW要求穩壓器210產生或不產生參考電壓REF210。當控制器110操作於一第二模式時，控制器110透過控制信號CON1，命令穩壓器230停止提供參考電壓REF230。
當控制器110操作於第一模式時，控制器110具有一第一功率損耗，當控制器110操作於第二模式時，控制器110具有一第二功率損耗，其中第二功率損耗小於第一功率損耗。 在一可能實施例中，第一模式係為正常模式，第二模式係為省電、待機或休眠模式。
第3圖為本發明之處理方法之一可能流程示意圖。本發明的處理方法可應用於第1圖的操作系統中。首先，產生一第一參考電壓予一控制器(步驟S311)。在一可能實施例中，利用一第一穩壓器提供第一參考電壓予控制器。在其它實施例中，步驟S311更提供一第一電流予控制器。
接著，偵測第一參考電壓是否不位於一預設範圍中(步驟S312)。在一可能實施例中，預設範圍係為2.4V~1.5V，但並非用以限制本發明。當第一參考電壓位於預設範圍內時，回到步驟S311，繼續提供第一參考電壓予控制器。然而，當第一參考電壓不位於預設範圍內時，表示第一參考電壓已不穩定，故產生一第二參考電壓予控制器(步驟S313)。在一可能實施例中，步驟S313係利用一第二穩壓器提供第二參考電壓。第二參考電壓可能等於第一參考電壓。在本實施例中，步驟S313更提供一第二電流予控制器。步驟S313的第二電流可能大於步驟S311的第一電流。
接著，偵測第二參考電壓，判斷第二參考電壓是否小於一預設值(步驟S314)。當第二參考電壓並未小於預設值時，回到步驟S311，提供第一參考電壓予控制器，用以將控制器所接收到的參考電壓維持在一穩定位準。然而，當第二參考電壓小於預設值時，重置控制器(步驟S315)。
第4圖為本發明之處理方法之另一可能流程示意圖。第4圖相似第3圖，不同之處在於，當第二參考電壓並未小 於預設值時，回到步驟S412，繼續提供第二參考電壓予控制器。由於第4圖的步驟S411~S413以及S415相似於第3圖的步驟S311~S313以及S315，故不再贅述。
第5圖為本發明之處理方法之另一可能流程示意圖。第5圖相似於第3圖，不同之處在於，第5圖多了步驟S511與S512。由於第5圖的步驟S513~S517相似於第3圖的步驟S311~S315，故不再贅述。
在步驟S511中，提供一預設參考電壓予控制器。在一可能實施例中，步驟S511也提供第一參考電壓予控制器。第一參考電壓可能相同或不同於預設參考電壓。舉例而言，第一參考電壓可能小於預設參考電壓。在其它實施例中，步驟S511也提供一第三電流予控制器。在一可能實施例中，步驟S511的第三電流可能大於步驟S513的第一電流以及步驟S515的第二電流。
步驟S512係判斷控制器的操作模式是否改變。當控制器的操作模式未改變(如操作於一第一模式)時，執行步驟S511，繼續提供預設參考電壓予控制器。然而，當控制器的操作模式改變(如由一第一模式切換至一第二模式)時，執行步驟S513，停止提供預設參考電壓予控制器，並提供第一參考電壓予控制器。
在本實施例中，步驟S516係判斷第二參考電壓是否小於一預設值。當第二參考電壓並未小於預設值時，回到步驟S513，提供第一參考電壓予控制器。然而，在另一可能實施例中，當第二參考電壓未小於預設值時，執行步驟S515，繼續 提供第二參考電壓予控制器。
在本實施例中，由於控制器可接收到穩定的參考電壓，故可維持控制器的運作。再者，當參考電壓不穩定時，重置控制器，以避免控制器誤動作。
除非另作定義，在此所有詞彙(包含技術與科學詞彙)均屬本發明所屬技術領域中具有通常知識者之一般理解。此外，除非明白表示，詞彙於一般字典中之定義應解釋為與其相關技術領域之文章中意義一致，而不應解釋為理想狀態或過分正式之語態。
雖然本發明已以較佳實施例揭露如上，然其並非用以限定本發明，任何所屬技術領域中具有通常知識者，在不脫離本發明之精神和範圍內，當可作些許之更動與潤飾。舉例來，本發明實施例所系統、裝置或是方法可以硬體、軟體或硬體以及軟體的組合的實體實施例加以實現。因此本發明之保護範圍當視後附之申請專利範圍所界定者為準。

Claims (10)

  1. 一種處理電路，包括：一參考電壓產生器，用以產生一第一參考電壓予一控制器；以及一電壓偵測器，用以偵測該第一參考電壓，其中當該第一參考電壓不位於一預設範圍內時，該電壓偵測器觸發該參考電壓產生器，使得該參考電壓產生器產生一第二參考電壓予該控制器；其中當該第二參考電壓小於一預設值時，該電壓偵測器重置該控制器。
  2. 如申請專利範圍第1項所述之處理電路，其中該參考電壓產生器包括：一第一穩壓器，根據一輸入電壓產生該第一參考電壓；以及一第二穩壓器，根據該輸入電壓產生該第二參考電壓。
  3. 如申請專利範圍第2項所述之處理電路，其中該第一參考電壓等於該第二參考電壓。
  4. 如申請專利範圍第2項所述之處理電路，其中該第一穩壓器提供一第一電流予該控制器，該第二穩壓器提供一第二電流予該控制器，該第一電流小於該第二電流。
  5. 如申請專利範圍第2項所述之處理電路，其中該參考電壓產生器更包括：一第三穩壓器，根據該輸入電壓產生一第三參考電壓，其中該第三參考電壓大於該第一參考電壓，當該控制器操作於一第一模式時，該參考電壓產生器提供該第三參考電壓予該控制器，當該控制器操作於一第二模式時，該參考電壓產生器提供該第一參考電壓予該控制器。
  6. 如申請專利範圍第5項所述之處理電路，其中當該控制器操作於該第一模式時，該控制器具有一第一功率損耗，當該控制器操作於該第二模式時，該控制器具有一第二功率損耗，該第二功率損耗小於該第一功率損耗。
  7. 如申請專利範圍第4項所述之處理電路，其中該第三穩壓器提供一第三電流予該控制器，該第三電流大於該第一電流。
  8. 如申請專利範圍第1項所述之處理電路，其中當該第一參考電壓位於該預設範圍內時，該參考電壓產生器繼續產生該第一參考電壓予該控制器。
  9. 如申請專利範圍第1項所述之處理電路，其中當該第二參考電壓不小於該預設值時，該電壓偵測器觸發該參考電壓產生器，使得該參考電壓產生器產生該第一參考電壓予該控制器。
  10. 如申請專利範圍第1項所述之處理電路，其中當該第二參考電壓不小於該預設值時，該參考電壓產生器繼續產生該第二參考電壓予該控制器。
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