[发明专利]超低功耗MCU的安全启动方法及电路

说明书

技术领域

本发明涉及高安全性超低功耗MCU(微控制器)技术领域，特别是涉及一种超低功耗MCU的高安全启动方法。本发明还涉及一种实现所述方法的电路。

背景技术

MCU的电源监测包括上电复位，掉电复位，电源电压检测。普通MCU的电源监测电路需要有工作电流来产生精准参考电压，将其与芯片电源电压进行比较后，产生上电复位以及掉电复位。

这种普通MCU使用的是有功耗的电源监测电路，比如芯片最低工作电压为1.6V的话，那么电源监测电路把复位信号释放电压定位1.8V，保证芯片reset(复位)释放后，芯片就可以正常工作。当MCU电源电压低于某一个值时，置位复位信号，以保障MCU处于异常电压时可以保证MCU处于复位状态，增加MCU的抗干扰性以及强壮性。为了让芯片可以随时检测外部电源电压的变化，保障MCU的稳定性，这个电源监测电路要始终开着。普通MCU的电源监测的电流需要10～100μA(SiliconLab的C8051Fxxx的VDD监视器电流为20～50μA；Freescale的MC9S08LG32低电压检测器的电流为90μA；NXP的LPC11xx系列BOD低电压检测器为51μA；Atmel的AT91系列低电压检测器为20μA)，但这部分电流要计入MCU的工作电流以及待机电流。

超低功耗MCU在低功耗模式运行下(比如实时时钟RTC工作，液晶屏幕LCD工作，外部32K晶振工作的功耗1～2μA)一般就是1～2个微安这个范围，10μA～50μA的电流是绝对不被超低功耗MCU所接受的。超低功耗MCU的电源监测电路需要使用超低功耗的电路架构来降低MCU在超低功耗模式下功耗，因为低电流与高精准度是相互矛盾的，这就意味着超低功耗的电源监测无法及时，精确地监测外部电压，只能以V_th的阈值电压来进行监测外部电压，但V_th的阈值电压随着工艺偏差，温度变化而变得十分不精确，对于MCU来说复位的电压变得飘忽不定，让MCU处于危险状态。

TSMC 0.18μm ULL(超低延迟)工艺下的逻辑电路以及flash在1.2V即可工作，所以这种电路结构在常温以及低温下是可以正常工作，即电源监测释放复位信号时的芯片电源电压>1.5V。不过工作在高温情况下，在85摄氏度下，2个V_th大约在0.9V左右释放复位信号，但内部flash还未达到可工作的最低电压，导致MCU读取不到正确的程序数据，MCU跑飞。这在高安全性MCU产品是不可容忍的，会导致系统的完全崩溃。

发明内容

本发明要解决的技术问题是提供一种超低功耗MCU的安全启动方法，能降低超低功耗MCU的工作电流，提高超低功耗电源监测电路监测电压的精度，保证超低功耗MCU处于任何工作环境下的正常使用；为此，本发明还要提供一种实现所述方法的电路。

为解决上述技术问题，本发明的超低功耗MCU的安全启动方法是采用如下技术方案实现的：

超低功耗MCU上电后，利用超低功耗电源监测电路，将超低功耗MCU芯片内部总复位信号置位“1”，然后启动MCU芯片内部RCOSC(RC振荡电路)，同时启动自适应电路工作；所述自适应电路根据所述RC振荡电路输出的时钟，每经过1024个时钟进行flash(闪存)的读操作，读取flash内的flash检测码；如果无法读取到正确的flash检测码，则再经过1024个时钟之后，继续读取flash检测码；直到能够正常读取到正确的flash检测码之后，所述自适应电路将所述总复位信号置“0”，然后关闭RCOSC，同时使超低功耗MCU芯片正常启动。

本发明的实现上述方法的超低功耗MCU的安全启动电路，包括：

一超低功耗电源监测电路，用于监测MCU芯片的电源电压；

一MCU芯片内部的RC振荡电路，其振荡频率大于MCU芯片默认工作频率；

一flash，在其读取时间最长区域存储flash检测码；

一寄存器，用于寄存MCU芯片内部总复位信号；

一自适应电路，对所述内部总复位信号进行自适应控制；

所述超低功耗电源监测电路，在MCU上电后将所述总复位信号置位“1”，启动所述RC振荡电路，同时启动自适应电路工作；