[发明专利]一种用于低功耗微控制器的时钟与复位模块的装置

摘要

本发明公开了一种用于低功耗微控制器的时钟与复位模块的装置，包括非易失性存储器、配置信息加载模块、时钟与复位控制模块和微控制器内核，本发明提出一种用于低功耗微控制器的时钟与复位模块的装置，用户可以根据不同应用场合的需要，以满足应用需要为前提，并且以节省的功耗为目的，选择不同MCU内核工作时钟频率，可以节省不必要的功耗。在MCU内核开始工作以后，通过关闭不需要再工作的逻辑的工作时钟，并且其复位信号保持为低电平复位状态，可以进一步节省不必要的功耗。

主权项

1.一种用于低功耗微控制器的时钟与复位模块的装置，包括非易失性存储器、配置信息加载模块、时钟与复位控制模块和微控制器内核，其特征在于，所述非易失性存储器分别连接配置信息加载模块和微控制器内核，配置信息加载模块还连接时钟与复位控制模块，时钟与复位控制模块还连接微控制器内核，MCU芯片的配置信息字是预先存储于MCU芯片内部的配置控制信息，当MCU芯片在上电复位后，芯片根据预先存储于芯片内部的配置信息的不同，将芯片置于相应的工作模式；以及根据不同的芯片配置信息，相应地配置芯片内部模块，代码选项加载控制模块OTPION从NVM模块中加载到配置信息字后，将配置信息字中用于配置微控制器芯片内核复位释放时间控制信号cfg_rst以及用于配置微控制器芯片内核时钟频率控制信号cfg_clk输出至时钟与复位控制模块代码选项加载控制模块OTPION，时钟与复位控制模块CLOCK_AND_RESET负责在微控制器芯片上电复位释放后，通过对上电复位信号进行滤波，得到稳定的上电复位释放有效信号，然后通过模块内部进行定时计数，等待至微控制器芯片电压条件适合对NVM操作时，释放配置信息加载模块OTPION的复位信号rst_opt，配置信息加载模块在复位信号rst_opt释放后，将从NVM模块中对应的存储区域中将MCU芯片工作相关的全局性配置信息加载出来，配置信息中的复位配置信息cfg_rst用于控制MCU内核的复位释放时间，使用户可以根据应用系统的功耗、电气条件需要的稳定时间来进行配置不同的MCU内核的复位释放时间，使MCU内核能够可靠地开始运行，当上电复位的瞬间，上电复位信号rst_por可能会在上电复位阈值电压点附近出现不稳定的状态，其中，沿检测电路edge_det用来检测上电复位信号rst_por的跳变，当上电复位信号rst_por出现变化时，沿检测电路edge_det输出低有效电平，将滤波计数器filter进行复位，使其计数值重新回到0，当上电复位信号rst_por稳定时，滤波计数器filter持续进行累加，当滤波计数器filter的计数值通过比较器C1与参数para_t0进行比较时，当两者相等时将会触发MCU芯片释放系统复位信号rst_sys，当系统复位信号rst_sys释放后，定时计数器counter开始进行累加计数，当定时计数器counter的计数值通过比较器C2与参数para_t1进行比较，当两者相等时，将会触发MCU芯片释放配置信息加载模块OTPION的复位信号rst_opt，时钟单元产生的时钟经过16分频后作为配置信息加载模块OTPION的工作时钟，在系统上电之后，芯片供电有可能需要更长的时间才能达到充分稳定，此时，在满足配置信息加载模块OTPION需要的工作时钟频率的前提下，通过时钟分频降低此模块的工作时钟频率，可以使配置信息加载模块OTPION从NVM模块中加载芯片配置信息的过程更加可靠，配置信息加载模块OTPION完成从NVM模块中加载芯片配置信息后，将内核工作时钟配置信息cfg_clk以及复位配置信息cfg_rst输出至时钟与复位控制模块CLOCK_AND_RESET，时钟与复位控制模块CLOCK_AND_RESET将根据不同的内核工作时钟配置信息cfg_clk，控制内部的时钟分频电路进行不同倍数的分频，分频后得到的时钟输出至MCU内核作为其工作时钟，用户可以根据不同应用场合的需要，以满足应用需要为前提，并且以节省的功耗为目的，选择不同的分频倍数，在芯片烧录的过程中，将所需的时钟分频倍数配置信息写入NVM存储器中，时钟与复位控制模块CLOCK_AND_RESET中的选择器MUX将根据不同的复位配置信息cfg_rst进行多路选择，得到参数para_t2，当定时计数器counter的计数值通过比较器C3与参数para_t2进行比较，当两者相等时，将会触发MCU芯片释放MCU内核MCU_CORE的复位信号rst_core，MCU内核开始正常运行，同时，配置信息加载模块OTPION的复位信号rst_opt被重新置为低有效复位状态，并且通过时钟门控单元GATE将配置信息加载模块OTPION的工作时钟关闭。/n