集成電路及其運(yùn)作方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明涉及一種控制器電路及其運(yùn)作方法，且特別是關(guān)于一種集成電路及其運(yùn)作方法。
【背景技術(shù)】
[0002]隨著半導(dǎo)體技術(shù)的進(jìn)步，微控制器的效能逐漸提升，以致于微控制器的應(yīng)用領(lǐng)域越來(lái)越普遍，如電機(jī)控制、條碼閱讀器/掃描器、消費(fèi)類電子、游戲設(shè)備、電話、空調(diào)、樓宇安全與門禁控制、工業(yè)控制與自動(dòng)化和家電(如洗衣機(jī)、微波爐)。
[0003]當(dāng)微控制器應(yīng)用于大型系統(tǒng)時(shí)(如工業(yè)控制)，會(huì)注重微控制器的穩(wěn)定性及安全性。然而，當(dāng)微控制器所接收的系統(tǒng)電壓突然消失時(shí)，微控制器會(huì)處于重置狀態(tài)，并且微控制器所存儲(chǔ)的數(shù)據(jù)會(huì)遺失。當(dāng)微控制器重新接收到系統(tǒng)電壓時(shí)，微控制器會(huì)回復(fù)到運(yùn)作狀態(tài)。然而，由于微控制器先前所存儲(chǔ)的數(shù)據(jù)已遺失，因此微控制器再回復(fù)到運(yùn)作狀態(tài)后卻無(wú)法接繼之前的操作，因此微控制器可能無(wú)法正常地提供相關(guān)功能，亦即微控制器的穩(wěn)定性及安全性會(huì)受到突然斷電的影響。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0004]本發(fā)明實(shí)施例提供一種集成電路及其運(yùn)作方法，可提高集成電路運(yùn)作的穩(wěn)定性。
[0005]本發(fā)明實(shí)施例的集成電路包括一電壓檢測(cè)單元、一中央處理單元、一存儲(chǔ)單元及一控制單元。電壓檢測(cè)單元用以檢測(cè)一系統(tǒng)電壓并對(duì)應(yīng)地提供一電壓狀態(tài)信號(hào)。中央處理單元具有至少一暫存器，耦接電壓檢測(cè)單元且接收系統(tǒng)電壓，中央處理單元依據(jù)電壓狀態(tài)信號(hào)決定是否開(kāi)始運(yùn)作?？刂茊卧罱与妷簷z測(cè)單元、中央處理單元及存儲(chǔ)單元，且接收電壓狀態(tài)信號(hào)與系統(tǒng)電壓。當(dāng)系統(tǒng)電壓下降至小于等于一電能減弱電壓且大于一重置低電壓時(shí)，中央處理單元為閑置狀態(tài)，并且控制單元將上述暫存器的數(shù)值存儲(chǔ)于存儲(chǔ)單元。
[0006]本發(fā)明實(shí)施例的集成電路的運(yùn)作方法，包括下列步驟。判斷提供至一中央處理單元的一系統(tǒng)電壓是否大于一重置低電壓且小于等于一電能減弱電壓。當(dāng)系統(tǒng)電壓下降至小于等于電能減弱電壓且大于重置低電壓時(shí)，將中央處理單元的至少一暫存器的部分或全部數(shù)值存儲(chǔ)于一存儲(chǔ)單元。當(dāng)系統(tǒng)電壓上升至大于重置低電壓且小于等于電能減弱電壓時(shí)，將存儲(chǔ)于存儲(chǔ)單元的部分或全部暫存器的數(shù)值寫入上述暫存器。
[0007]本發(fā)明實(shí)施例的集成電路的運(yùn)作方法，包括下列步驟。判斷一中央處理單元是否處于閑置狀態(tài)。當(dāng)中央處理單元處于閑置狀態(tài)時(shí)，判斷提供至中央處理單元的一系統(tǒng)電壓是否大于一重置低電壓且小于等于一電能減弱電壓。當(dāng)系統(tǒng)電壓下降至小于等于電能減弱電壓且大于重置低電壓時(shí)，將中央處理單元的多個(gè)暫存器的數(shù)值存儲(chǔ)于一存儲(chǔ)單元。當(dāng)系統(tǒng)電壓上升至大于重置低電壓且小于等于電能減弱電壓，且一預(yù)讀取動(dòng)作執(zhí)行完成時(shí)，將存儲(chǔ)于存儲(chǔ)單元的這些暫存器的數(shù)值寫入這些暫存器。
[0008]為讓本發(fā)明的上述特征和優(yōu)點(diǎn)能更明顯易懂，下文特舉實(shí)施例，并配合所附圖式作詳細(xì)說(shuō)明如下。
【附圖說(shuō)明】
[0009]圖1為依據(jù)本發(fā)明一實(shí)施例的集成電路的系統(tǒng)示意圖。
[0010]圖2為圖1依據(jù)本發(fā)明一實(shí)施例的中央處理單元及控制單元于電力消失的運(yùn)作示意圖。
[0011]圖3為圖1依據(jù)本發(fā)明另一實(shí)施例的中央處理單元及控制單元于電力消失的運(yùn)作示意圖。
[0012]圖4為圖1依據(jù)本發(fā)明一實(shí)施例的中央處理單元及控制單元于電力回復(fù)的運(yùn)作示意圖。
[0013]圖5為依據(jù)本發(fā)明一實(shí)施例的集成電路的運(yùn)作方法的流程圖。
[0014]主要元件標(biāo)號(hào)說(shuō)明
[0015]10:外部裝置100:集成電路
[0016]110:電壓檢測(cè)單元120:中央處理單元
[0017]130:存儲(chǔ)單元140:控制單元
[0018]150:存取閘道160:周邊介面
[0019]CMid:強(qiáng)迫閑置命令CMpo:關(guān)機(jī)命令
[0020]Drr:數(shù)值FR:中繼旗標(biāo)
[0021]Rl?Rn:暫存器Svs:電壓狀態(tài)信號(hào)
[0022]Vbo:電能減弱電壓VDD:系統(tǒng)電壓
[0023]Vlvr:重置低電壓S510、S520、S530:步驟
【具體實(shí)施方式】
[0024]圖1為依據(jù)本發(fā)明一實(shí)施例的集成電路的系統(tǒng)示意圖，集成電路可為一微控制器電路。請(qǐng)參照?qǐng)D1，在本實(shí)施例中，集成電路100包括電壓檢測(cè)單元110、中央處理單元120、存儲(chǔ)單元130、控制單元140、存取閘道150及周邊介面160。其中，存儲(chǔ)單元130可以是非揮發(fā)性存儲(chǔ)器(non-volatile memory, NVRAM),此可依據(jù)本領(lǐng)域通常知識(shí)者自行選用，中央處理單元120例如可為微控制器、微處理器或其他處理單元。
[0025]電壓檢測(cè)單元110可接收集成電路100運(yùn)作所需的系統(tǒng)電壓VDD (例如5伏、3.3伏或1.8伏)，用以檢測(cè)系統(tǒng)電壓VDD是否大于重置低電壓(Low Voltage Reset) Vlvr或電能減弱(brown-out)電壓Vbo,以對(duì)應(yīng)地提供電壓狀態(tài)信號(hào)Svs,其中電壓狀態(tài)信號(hào)Svs可以是數(shù)字信號(hào)或模擬信號(hào)，重置低電壓Vlvr可小于電能減弱電壓Vbo。在本實(shí)施例中，電能減弱電壓Vbo可表示系統(tǒng)電壓VDD呈現(xiàn)穩(wěn)定的電壓準(zhǔn)位，并且重置低電壓Vlvr可表示集成電路100能夠正常工作的最低電壓準(zhǔn)位。一般說(shuō)來(lái)，電能減弱電壓Vbo可介于2.7V?4V之間，而重置低電壓Vlvr可介于1.2V?1.4V之間，但依實(shí)際的應(yīng)用而可有不同于前述電壓區(qū)間的設(shè)定。
[0026]中央處理單元120可具有多個(gè)暫存器(如Rl?Rn，η為正整數(shù))，并且接收系統(tǒng)電壓VDD，其中上述暫存器Rl?Rn包括暫存器檔案(register file)及控制暫存器(controlregister),控制暫存器例如程序計(jì)數(shù)器(program counter)、通用定時(shí)器(generalpurpose timer)、通用計(jì)數(shù)器(general purpose counter),周邊控制暫存器(peripheralcontrol register)、周邊狀態(tài)暫存器(peripheral status register)等。其中，在暫存器中所存儲(chǔ)的數(shù)據(jù)為使CPU可以運(yùn)作的數(shù)據(jù)，例如電能減弱電壓準(zhǔn)位(toown-outreset level)、操作時(shí)鐘頻率(operating clock frequency)或是非揮發(fā)存儲(chǔ)器對(duì)應(yīng)配置(non-volatile memory map allocat1n)等。
[0027]中央處理單元120耦接電壓檢測(cè)單元110，以接收電壓狀態(tài)信號(hào)Svs，并且中央處理單元120可依據(jù)電壓狀態(tài)信號(hào)Svs判斷系統(tǒng)電壓VDD是否就緒(例如當(dāng)系統(tǒng)電壓VDD大于電能減弱電壓Vbo時(shí)，可判斷系統(tǒng)電壓VDD已就緒)。當(dāng)系統(tǒng)電壓VDD未就緒時(shí)，中央處理單元120可處于重置狀態(tài)或閑置狀態(tài)(亦即未開(kāi)始運(yùn)作)，以避免執(zhí)行錯(cuò)誤；當(dāng)系統(tǒng)電壓VDD就緒時(shí)，中央處理單元120即可開(kāi)始運(yùn)作。依據(jù)上述，中央處理單元120可依據(jù)電壓狀態(tài)信號(hào)Svs決定是否開(kāi)始運(yùn)作。其中，閑置狀態(tài)可類似于ACPI標(biāo)準(zhǔn)下的S2或S3狀態(tài)，在此狀態(tài)下，中央處理器120不運(yùn)作，但是時(shí)鐘(clock)還在運(yùn)作；關(guān)機(jī)狀態(tài)則可類似于ACPI標(biāo)準(zhǔn)下的S4或S5狀態(tài)，此時(shí)的時(shí)鐘(clock)及中央處理器120不運(yùn)作，但集成電路所包含之電子電路(如電壓檢測(cè)單元110、控制單元140等)仍與電源連接；在重置狀態(tài)下，除了中央處理器120和時(shí)鐘(clock)不運(yùn)作外，可更進(jìn)一步重置例如暫存器內(nèi)的數(shù)據(jù)。
[0028]控制單元140耦接電壓檢測(cè)單元110、中央處理單元120及存儲(chǔ)單元130，可接收電壓狀態(tài)信號(hào)Svs，且可接收系統(tǒng)電壓VDD。當(dāng)由接收到的電壓狀態(tài)信號(hào)Svs得知系統(tǒng)電壓VDD下降至小于等于電能減弱電壓Vbo且大于重置低電壓Vlvr時(shí)，控制單元140可控制中央處理單元120為閑置狀態(tài)，可使這些暫存器Rl?Rn中的數(shù)值不會(huì)變動(dòng)。更進(jìn)一步來(lái)說(shuō)，控制單元140可發(fā)出強(qiáng)迫閑置命令CMid至中央處理單元120，以控制中央處理單元120為閑置狀態(tài)。接著，控制單元140可讀取這些暫存器Rl?Rn