本實(shí)用新型涉及一種微控制器，具體是一種微控制器芯片的低功耗管理裝置。

背景技術(shù)：

微控制器芯片作為一種通用的控制芯片，有著廣泛的應(yīng)用。在一些要求微控制器進(jìn)行快速運(yùn)算處理的場合里，微控制器要以相對較高的頻率進(jìn)行工作，因而功耗也相對較大。某些應(yīng)用場合對MCU芯片的功耗要求很嚴(yán)格，在滿足MCU芯片的處理速度的前提下，通過降低MCU的工作頻率，可以降低MCU芯片的功耗。在OTP型MCU芯片中，用戶指令存儲于芯片內(nèi)的OTP(One-Time-Programmable)存儲器中。OTP(One-Time-Programmable)存儲器是一次可編程存儲，一般是由知識產(chǎn)權(quán)(intellectual property，簡稱IP)模塊提供商提供，且要求芯片設(shè)計(jì)時(shí)必須要遵從OTP存儲器件的接口時(shí)序要求和參數(shù)。只有在MCU設(shè)計(jì)時(shí)滿足這接口時(shí)序要求，才能可靠地讀取到存儲于OTP中的指令碼。在OTP型的MCU芯片工作時(shí)，需要不斷地從OTP存儲器中讀取指令碼，然后才能進(jìn)行相應(yīng)的操作和處理。從OTP存儲器中讀取指令碼的時(shí)候，OTP存儲器所產(chǎn)生的功耗占MCU芯片的總運(yùn)行功耗中相當(dāng)重要的比例。本發(fā)明提出一種微控制器芯片的低功耗管理方案，在芯片中的通過OTP接口管理模塊對OTP存儲器進(jìn)行讀寫控制，同時(shí)對OTP存儲器進(jìn)行智能的功耗管理，在MCU芯片應(yīng)用于低功耗要求的場合時(shí)，能夠節(jié)省OTP存儲器的功耗，從而使MCU芯片具有更低功耗的優(yōu)點(diǎn)。

技術(shù)實(shí)現(xiàn)要素：

本實(shí)用新型的目的在于提供一種微控制器芯片的低功耗管理裝置，以解決上述背景技術(shù)中提出的問題。

為實(shí)現(xiàn)上述目的，本實(shí)用新型提供如下技術(shù)方案：

一種微控制器芯片的低功耗管理裝置，包括時(shí)鐘產(chǎn)生模塊CLK_GEN、復(fù)位控制模塊RST_GEN、OTP存儲器、OTP接口控制模塊OTP_INTF、代碼選項(xiàng)模塊CODE_OPTION和微控制器內(nèi)核MCU_CORE，所述OTP接口控制模塊OTP_INTF分別連接時(shí)鐘產(chǎn)生模塊CLK_GEN、復(fù) 位控制模塊RST_GEN、OTP存儲器、代碼選項(xiàng)模塊CODE_OPTION和微控制器內(nèi)核MCU_CORE，代碼選項(xiàng)模塊CODE_OPTION還分別連接時(shí)鐘產(chǎn)生模塊CLK_GEN和OTP存儲器。

作為本實(shí)用新型再進(jìn)一步的方案：所述OTP存儲器還連接外部燒錄邏輯模塊。

與現(xiàn)有技術(shù)相比，本實(shí)用新型的有益效果是：本實(shí)用新型在芯片中的通過OTP接口管理模塊對OTP存儲器進(jìn)行讀寫控制，同時(shí)對OTP存儲器進(jìn)行智能的功耗管理，在MCU芯片應(yīng)用于低功耗要求的場合時(shí)，能夠節(jié)省OTP存儲器的功耗，從而使MCU芯片具有更低功耗的優(yōu)點(diǎn)。

附圖說明

圖1為微控制器芯片的低功耗管理裝置中微控制器的系統(tǒng)框圖；

圖2為微控制器芯片的低功耗管理裝置中OTP接口控制模塊框圖。

圖3為微控制器芯片的低功耗管理裝置中OTP的時(shí)序模型以及功耗模式示意圖。

圖4為微控制器芯片的低功耗管理裝置中讀脈沖信號生成時(shí)序。

具體實(shí)施方式

下面將結(jié)合本實(shí)用新型實(shí)施例中的附圖，對本實(shí)用新型實(shí)施例中的技術(shù)方案進(jìn)行清楚、完整地描述，顯然，所描述的實(shí)施例僅僅是本實(shí)用新型一部分實(shí)施例，而不是全部的實(shí)施例?；诒緦?shí)用新型中的實(shí)施例，本領(lǐng)域普通技術(shù)人員在沒有做出創(chuàng)造性勞動(dòng)前提下所獲得的所有其他實(shí)施例，都屬于本實(shí)用新型保護(hù)的范圍。

請參閱圖1～4，本實(shí)用新型實(shí)施例中，一種微控制器芯片的低功耗管理裝置，包括時(shí)鐘產(chǎn)生模塊CLK_GEN、復(fù)位控制模塊RST_GEN、OTP存儲器、OTP接口控制模塊OTP_INTF、代碼選項(xiàng)模塊CODE_OPTION和微控制器內(nèi)核MCU_CORE，所述OTP接口控制模塊OTP_INTF分別連接時(shí)鐘產(chǎn)生模塊CLK_GEN、復(fù)位控制模塊RST_GEN、OTP存儲器、代碼選項(xiàng)模塊CODE_OPTION和微控制器內(nèi)核MCU_CORE，代碼選項(xiàng)模塊CODE_OPTION還分別連接時(shí)鐘產(chǎn)生模塊CLK_GEN和OTP存儲器；所述OTP存儲器還連接外部燒錄邏輯模塊。

本實(shí)用新型的工作原理是：本實(shí)用新型微控制器內(nèi)部包括時(shí)鐘產(chǎn)生模塊CLK_GEN、復(fù)位控制模塊RST_GEN、OTP存儲器、OTP接口控制模塊OTP_INTF、代碼選項(xiàng)模塊CODE_OPTION、 微控制器內(nèi)核MCU_CORE，其中，用戶指令碼存儲于OTP存儲器中，OTP存儲器同時(shí)用來存儲芯片的代碼選項(xiàng)，芯片的代碼選項(xiàng)微控制器芯片全局性配置的控制，代碼選項(xiàng)模塊CODE_OPTION負(fù)責(zé)在芯片上電復(fù)位后，從OTP存儲器中對應(yīng)存儲區(qū)域中加載出來的信息進(jìn)行譯碼，解析出芯片的各種配置控制信息；全局性配置控制信息包括用于控制芯片中OTP接口模塊中的各延時(shí)控制單元的延時(shí)控制信息cfg_dly1、cfg_dly2和cfg_dly3，還包括用于控制時(shí)鐘產(chǎn)生模塊中時(shí)鐘選擇控制信息clk_sel，時(shí)鐘產(chǎn)生模塊CLK_GEN根據(jù)代碼選項(xiàng)模塊CODE_OPTION傳送過來的時(shí)鐘選擇控制信息clk_sel，相應(yīng)地選擇某一低頻時(shí)鐘或者高頻時(shí)鐘作為微控制器內(nèi)核工作時(shí)鐘clk_cpu，在芯片正常工作之前，外部燒錄邏輯負(fù)責(zé)將延時(shí)控制信息燒錄至芯片的OTP存儲器中；OTP接口控制模塊負(fù)責(zé)在CPU運(yùn)算時(shí)，產(chǎn)生讀OTP存儲器所需的接口時(shí)序，將程序計(jì)數(shù)器PC所對應(yīng)的指令碼instr從OTP存儲器中讀出，并且傳送至MCU內(nèi)核，OTP接口控制模塊必須以符合OTP存儲器要求的接口時(shí)序?qū)TP存儲器進(jìn)行讀取請求，才能對OTP存儲器進(jìn)行讀取操作；otp_cs為OTP存儲器的選通信號；otp_rd為OTP讀請求脈沖信號；otp_adr為OTP讀請求地址信號；otp_dout為OTP讀返回?cái)?shù)據(jù)信號；tcss為OTP存儲器的選通信號otp_cs相對于OTP讀請求脈沖信號otp_rd的建立時(shí)間；tcsh為OTP存儲器的選通信號otp_cs相對于OTP讀請求脈沖信號otp_rd的保持時(shí)間；OTP讀請求脈沖信號otp_rd必須要大于最小脈沖時(shí)長trpw；讀OTP存儲器操作涉及到OTP存儲的三種功耗模式，當(dāng)OTP存儲器的選通信號為低電平狀態(tài)時(shí)，OTP存儲器處于standby模式，當(dāng)OTP存儲器的選通信號為高有效狀態(tài)且OTP讀請求脈沖信號為低電平狀態(tài)時(shí)，OTP存儲器處于read模式，當(dāng)OTP存儲器的選通信號為高有效狀態(tài)且OTP讀請求脈沖信號為低電平狀態(tài)時(shí)，OTP存儲器處于static模式；通過MCU芯片內(nèi)部的OTP接口管理模塊，對OTP存儲器進(jìn)行智能的功耗模式管理，讀取OTP存儲器時(shí)，在滿足應(yīng)用要求的MCU運(yùn)算處理速度，并且滿足OTP存儲器所要求的接口時(shí)序約束的前提下，通過使OTP存儲器在盡量短的時(shí)間里面處于功耗較高的read模式，在盡量長的時(shí)間里面處于功耗較低的standby模式，從而使MCU芯片的總功耗更低，使MCU芯片應(yīng)用于對功耗要求更低的應(yīng)用場合；OTP接口控制模塊INTF_CTRL由MCU內(nèi)核輸出的低功耗模式使能信 號lp_en來控制兩種機(jī)制的選擇；當(dāng)微控制器芯片用于對運(yùn)行速度要求較高的應(yīng)用場合時(shí)，微控制器內(nèi)核將低功耗模式使能信號lp_en置為低電平輸出狀態(tài)，OTP接口控制模塊INTF_CTRL選擇“快速運(yùn)行接口機(jī)制”，當(dāng)微控制器芯片用于對運(yùn)行速度要求較低且對功耗要求較高的應(yīng)用場合時(shí)，微控制器內(nèi)核將低功耗模式使能信號lp_en置為高電平輸出狀態(tài)，OTP接口控制模塊INTF_CTRL選擇“低功耗接口機(jī)制”，OTP接口控制模塊INTF_CTRL工作于“快速運(yùn)行接口機(jī)制”時(shí)，clk_cpu作為讀請求脈沖信號otp_rd直接驅(qū)動(dòng)OTP存儲器接口，同時(shí)OTP存儲器的選通信號otp_cs一直為高有效狀態(tài)，OTP接口控制模塊INTF_CTRL工作于“低功耗接口機(jī)制”時(shí)，時(shí)鐘產(chǎn)生模塊CLK_GEN輸出低頻時(shí)鐘作為微控制器內(nèi)核的工作時(shí)鐘，OTP接口管理模塊根據(jù)代碼選項(xiàng)模塊CODE_OPTION傳輸過來的延時(shí)控制單元的延時(shí)控制信息cfg_dly1、cfg_dly2、cfg_dly3對OTP接口控制模塊OTP_INTF中延時(shí)單元的輸出延時(shí)進(jìn)行控制，微控制器內(nèi)核時(shí)鐘clk_cpu經(jīng)過延時(shí)控制單元1delay_ctrl1后，輸出一次延時(shí)信號clk_cpu_dly1，一次延時(shí)信號clk_cpu_dly1相對于微控制器內(nèi)核時(shí)鐘clk_cpu的延時(shí)時(shí)間為dly1，通過延時(shí)控制信息cfg_dly1對延時(shí)時(shí)間為dly1進(jìn)行調(diào)控，一次延時(shí)信號clk_cpu_dly1經(jīng)過延時(shí)控制單元2delay_ctrl2后，輸出二次延時(shí)信號clk_cpu_dly2，二次延時(shí)信號clk_cpu_dly2相對一次延時(shí)信號clk_cpu_dly1的延時(shí)時(shí)間為dly2，通過延時(shí)控制信息cfg_dly2對延時(shí)時(shí)間為dly2進(jìn)行調(diào)控，二次延時(shí)信號clk_cpu_dly2經(jīng)過延時(shí)控制單元3delay_ctrl3后，輸出三次延時(shí)信號clk_cpu_dly3，三次延時(shí)信號clk_cpu_dly3相對二次延時(shí)信號clk_cpu_dly2的延時(shí)時(shí)間為dly3，通過延時(shí)控制信息cfg_dly3對延時(shí)時(shí)間為dly3進(jìn)行調(diào)控，二次延時(shí)信號clk_cpu_dly2經(jīng)過反相器取反后，與微控制器內(nèi)核時(shí)鐘clk_cpu一起連接到兩輸入與門的輸入端，與門的輸出信號作為讀OTP存儲器的讀請求脈沖信號otp_rd來驅(qū)動(dòng)OTP存儲器接口，三次延時(shí)信號clk_cpu_dly3經(jīng)過反相器取反后，與微控制器內(nèi)核時(shí)鐘clk_cpu一起連接到兩輸入與門的輸入端，與門的輸出信號作為OTP存儲器的選通信號otp_cs來驅(qū)動(dòng)OTP存儲器接口，通過改變延時(shí)控制信息cfg_dly1、cfg_dly2、cfg_dly3對OTP接口控制模塊OTP_INTF中延時(shí)單元的輸出延時(shí)進(jìn)行控制，使讀請求脈沖信號otp_rd滿足脈寬 大于最小脈寬時(shí)長trpw的要求，同時(shí)使其脈寬盡量更小，使在讀取OTP存儲器過程中，OTP存儲器只在相對較短的時(shí)間里處于功耗相對較高的read功耗模式，并且，通過在讀取OTP存儲器的數(shù)據(jù)成功返回后，將OTP存儲器的選通信號otp_cs關(guān)閉，從而使OTP存儲器只在相對較短的時(shí)間里處于功耗相對較高的static功耗模式，其余時(shí)間里，OTP存儲器都處于功耗相對較低的standby功耗模式；所述微控制器內(nèi)部包括時(shí)鐘產(chǎn)生模塊CLK_GEN、復(fù)位控制模塊RST_GEN、OTP存儲器、OTP接口控制模塊OTP_INTF、代碼選項(xiàng)模塊CODE_OPTION、微控制器內(nèi)核MCU_CORE。

對于本領(lǐng)域技術(shù)人員而言，顯然本實(shí)用新型不限于上述示范性實(shí)施例的細(xì)節(jié)，而且在不背離本實(shí)用新型的精神或基本特征的情況下，能夠以其他的具體形式實(shí)現(xiàn)本實(shí)用新型。因此，無論從哪一點(diǎn)來看，均應(yīng)將實(shí)施例看作是示范性的，而且是非限制性的，本實(shí)用新型的范圍由所附權(quán)利要求而不是上述說明限定，因此旨在將落在權(quán)利要求的等同要件的含義和范圍內(nèi)的所有變化囊括在本實(shí)用新型內(nèi)。不應(yīng)將權(quán)利要求中的任何附圖標(biāo)記視為限制所涉及的權(quán)利要求。

此外，應(yīng)當(dāng)理解，雖然本說明書按照實(shí)施方式加以描述，但并非每個(gè)實(shí)施方式僅包含一個(gè)獨(dú)立的技術(shù)方案，說明書的這種敘述方式僅僅是為清楚起見，本領(lǐng)域技術(shù)人員應(yīng)當(dāng)將說明書作為一個(gè)整體，各實(shí)施例中的技術(shù)方案也可以經(jīng)適當(dāng)組合，形成本領(lǐng)域技術(shù)人員可以理解的其他實(shí)施方式。