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Dokumentenidentifikation DE69616266T2 04.07.2002
EP-Veröffentlichungsnummer 0787379
Titel EINSCHALT-RÜCKSETZSCHALTUNG
Anmelder Microchip Technology Inc., Chandler, Ariz., US
Erfinder YACH, L., Randy, Phoenix, US;
HULL, L., Richard, Chandler, US
Vertreter Dörries Frank-Molnia Pohlman, 80538 München
DE-Aktenzeichen 69616266
Vertragsstaaten CH, DE, ES, FR, GB, IT, LI, NL, SE
Sprache des Dokument EN
EP-Anmeldetag 17.07.1996
EP-Aktenzeichen 969244227
WO-Anmeldetag 17.07.1996
PCT-Aktenzeichen PCT/US96/11529
WO-Veröffentlichungsnummer 0009705683
WO-Veröffentlichungsdatum 13.02.1997
EP-Offenlegungsdatum 06.08.1997
EP date of grant 24.10.2001
Veröffentlichungstag im Patentblatt 04.07.2002
IPC-Hauptklasse H02H 3/24
IPC-Nebenklasse G11C 5/14   G11C 16/06   

Beschreibung[de]
Der Erfindung zugrundeliegender allgemeiner Stand der Technik

Die vorliegende Erfindung betrifft Einschalt-Rücksetzschaltungen zum Halten von Schaltkreisen in der Rücksetzung, wenn die an den Schaltkreis angelegte Versorgungsspannung unter einem Schwellenwertspannungspegel ist, und insbesondere Einschalt-Rücksetzschaltungen, deren Schwellenwertspannungspegel eine Funktion der Worst-Case-Vorrichtung/Komponente des Schaltkreises ist.

Für jeden Schaltkreis ist irgendeine Art von Spannungsversorgung erforderlich. Ferner benötigt jeder Schaltkreis einen vorbestimmten Betriebsspannungsbereich, um ordnungsgemäß zu wirken. Ein Schaltkreis, der z. B. eine Spannungsversorgung von 5 Volt benötigt, kann zum ordnungsgemäßen Betrieb auch einen Spannungsbetriebsbereich von 4,5 Volt bis 5,5 Volt erlauben. Fällt die Versorgungsspannung jedoch unter die 4,5 Volt, ist nicht garantiert, dass der Schaltkreis ordnungsgemäß funktioniert, und wenn die Versorgungsspannung über 5,5 Volt steigt, kann der Schaltkreis einen nicht umkehrbaren Schaden leiden.

Außerdem gibt es in komplexen Schaltkreisen, wie z. B. Mikroprozessoren, Mikrosteuerungen und anderen Steuersystemen typischerweise ein Rücksetzsignal zum Halten des Schaltkreises in einem Rücksetzungszustand, bis die Versorgungsspannung eine vorbestimmte Schwellenwertspannung übersteigt. Außerdem sollte der Schaltkreis wieder in den Rücksetzungszustand gesetzt werden, wenn die Versorgungsspannung unter die Schwellenwertspannung fällt. Ein Versäumnis, den Schaltkreis rückzusetzen, wenn die Versorgungsspannung unter der Schwellenwertspannung ist, kann dazu führen, dass der Schaltkreis unzulänglich funktioniert, wodurch er katastrophale Ergebnisse verursacht. Wo z. B. eine Mikrosteuerung in einem Antiblockierbremssystem verwendet wird, könnte ein unzulänglicher Betrieb der Mikrosteuerung aufgrund einer niedrigen Versorgungsspannung den Ausfall des Bremssystems verursachen. Demgemäss ist es von höchster Wichtigkeit, den Schaltkreis aus der Rücksetzung zu nehmen und nur zu wirken, wenn die Versorgungsspannung die Schwellenwertspannung übersteigt. Außerdem muss der Schaltkreis, sobald er aus der Rücksetzung genommen ist, wieder in den Rücksetzungszustand gesetzt werden, wenn die Versorgungsspannung später unter die Schwellenwertspannung fällt.

Eine Methode zum Rücksetzen eines Schaltkreises nach dem Starten oder Einschalten besteht in der Verwendung von externen Elementen, wie z. B. von Wiederständen, Kondensatoren und bipolaren Vorrichtungen, zum Erkennen, wann die Versorgungsspannung eine vorbestimmte Schwellenwertspannung übersteigt. Diese Methode hat den Nachteil, dass die vorbestimmte Schwellenwertspannung typischerweise so gewählt ist, dass sie ein künstlich hoher Spannungspegel ist, um sicherzustellen, dass alle der verschiedenen Unterschaltungen und Vorrichtungen im Schaltkreis weit in ihrem ordnungsgemäßen Betriebsspannungsbereich liegen, wenn der Schaltkreis aus der Rücksetzung genommen wird. Durch das Erfordern eines solchen künstlich hohen Spannungsschwellenwerts ist jedoch der Gesamtbetriebsspannungsbereich des Schaltkreises wesentlich verringert.

Eine andere Methode zum Halten eines Schaltkreises in einem Rücksetzungszustand nach dem Einschalten besteht in der Verwendung einer Zeitgeberschaltung, die zum Empfang der Versorgungsspannung geschaltet ist, einschließlich eines Kondensators, der sich durch einen großen Widerstand auflädt, so dass der Schaltkreis aus der Rücksetzung genommen wird, wenn der Kondensator vollständig aufgeladen ist. Diese Methode sieht jedoch nur für eine unveränderliche Zeit vor, den Schaltkreis in der Rücksetzung zu halten, während die Spannung an der Spannungsversorgung ansteigt, und sie handhabt deshalb langsame Spannungsversorgungsanstiege nicht zuverlässig. Demgemäss machen solche Methoden eine bestimmte Anstiegszeitspezifikation an der Spannungsversorgung erforderlich.

Eine andere, fortschrittlichere Methode zum Halten eines Schaltkreises in einem Rücksetzungszustand nach dem Einschalten besteht in der Verwendung einer Schaltung, die Einschalt-Rücksetzsignale erzeugt, wenn die Spannungsversorgung einen unveränderlichen Gleichstrom-Auslösepunk-Schwellenwert übersteigt. Solche Schaltkreise beinhalten typischerweise einen Vergleicher, von dem einer seiner Eingänge zum Empfang einer Bandlückenspannung geschaltet ist und der andere Eingang zum Empfang einer skalierten Version der Versorgungsspannung über eine Widerstandsteilerschaltung geschaltet ist, so dass der Vergleicher auslöst und den Schaltkreis aus der Rücksetzung nehmen lässt, wenn die skalierte Version der Versorgungsspannung die Bandlückenspannung übersteigt. Eine solche Verwirklichung macht jedoch einen wesentlichen zusätzlichen Schaltkreis erforderlich, und der Gleichstrom-Auslösepunk-Schwellenwert ist im allgemeinen so gewählt, dass er eine künstlich hohe Spannung ist. Außerdem ist der Gleichstrom-Auslösepunkt-Schwellenwert aufgrund von normalen Herstellungsabweichungen der Schaltungskomponenten, wie z. B. die Versetzungsfehler im Vergleicher, schwierig genau zu ermitteln.

Aus US 5,243,233 ist eine Einschalt-Rücksetzschaltung bekannt, die einen Auslösepunkt oder Ent-Behauptungspunkt hat, nach dem die Spannung einen Betriebsspannungspegel erreicht hat. Die Einschalt-Rücksetzschaltung umfasst eine Schaltungskomponente, die stellvertretend ist für Schaltungskomponenten in einer integrierten Schaltung, die für den Betrieb die höchste Versorgungsspannung benötigen. Die Ent-Behauptung der Einschalt-Rücksetzschaltung wird funktionsfähig, worauf alle Schaltungskomponenten in der integrierten Schaltung funktionsfähig werden.

Die Aufgabe der vorliegenden Erfindung ist die Bereitstellung einer verbesserten Einschalt- Rücksetzschaltung zum Erzeugen einer Auslösepunkt-Schwellenwertspannung, die auf der Worst-Case-Vorrichtung/Komponente (d. h. der Komponente, die die höchste Versorgungsspannung benötigt, um ordnungsgemäß zu wirken) am Schaltkreis basiert und diese verfolgt (und dabei den ordnungsgemäßen Betrieb der elektronischen Vorrichtung garantiert, wenn sie aus der Rücksetzung genommen wird, während sie den Betriebsspannungsbereich des Schaltkreises maximiert), und die den Schaltkreis wieder in einen Rücksetzungszustand setzt, wenn die Versorgungsspannung später unter die Schwellenwertspannung fällt, und wenn dies eine Funktionsstörung verursachen kann.

Zusammenfassung der Erfindung

Die vorliegende Erfindung stellt eine Einschalt-Rücksetzschaltung bereit zum Rücksetzen eines an die Einschalt-Rücksetzschaltung angeschlossenen Schaltkreises, wenn erkannt wird, dass eine Auslösepunkt-Generatorschaltung, die für die Worst-Case-Komponente im Schaltkreis stellvertretend ist, wirksam ist. Die Einschalt-Rücksetzschaltung der vorliegenden Erfindung beinhaltet eine Auslösepunkt-Generatorschaltung, die die Worst-Case-Komponente des überwachten Schaltkreises aufweist, wobei die Worst-Case-Komponente die Komponente im Schaltkreis ist, die die höchste Versorgungsspannung benötigt, um ordnungsgemäß zu wirken. Durch Sicherstellen, dass die Worst-Case-Komponente ordnungsgemäß wirksam ist, ist sichergestellt, dass alle Komponenten am Schaltkreis ebenfalls ordnungsgemäß wirken. Zusätzlich verfolgt die Schwellenwertspannung der Auslösepunkt-Generatorschaltung hinreichend den Schaltkreis über normale Prozess- und Temperaturschwankungen, weil die Auslösepunkt-Generatorschaltung der vorliegenden Erfindung die Worst-Case-Komponente des Schaltkreises umfasst. Wenn Prozess- oder Temperaturschwankungen eine Änderung des für das ordnungsgemäße Wirken der Worst-Case-Komponente erforderlichen Versorgungsspannungs- Schwellenwerts verursachen, ändert sich deshalb die Auslösepunkt-Schwellenwertspannung entsprechend. Deshalb stellt die vorliegende Erfindung den bestmöglichen Spannungsbereich für den zu überwachenden Schaltkreis mit der Garantie bereit, dass der Schaltkreis nicht aus der Rücksetzung genommen wird, bevor die Versorgungsspannung eine Schwellenwertspannung übersteigt, die im ordnungsgemäßen Betriebsspannungsbereich für alle Vorrichtungen im Schaltkreis ist, ungeachtet der Prozess- und Temperaturschwankung.

Die vorliegende Erfindung umfasst auch einen Entstörfilter zum Zurücksetzen des Schaltkreises in die Rücksetzung, wenn die Versorgungsspannung über zumindest einen minimalen Zeitraum unter einen vorbestimmten Schwellenwert fällt. Auf diese Weise setzt die vorliegende Erfindung den Schaltkreis in Antwort auf vorübergehende Schwankungen der Versorgungsspannung, die aus dem Spannungsbereich der Worst-Case-Vorrichtung gehen und lang genug sind, um eine Funktionsstörung der Vorrichtung zu verursachen, in die Rücksetzung zurück. Sehr kurze Spannungsversorgungsschwankungen, die keine Funktionsstörung der Vorrichtung verursachen, werden jedoch nicht beachtet.

Die vorliegende Erfindung erfordert die Ermittlung der Worst-Case-Komponente im zu überwachenden Schaltkreis. Sobald diese jedoch erhalten ist, ist sichergestellt, dass alle Komponenten im Schaltkreis wirken und der Schaltkreis aus der Rücksetzung genommen werden kann, wenn die Worst-Case-Komponente einmal wirksam ist. Manchmal ist die Ermittlung der Worst-Case-Vorrichtung ziemlich einfach, wie in dem Fall, in dem der zu überwachende Schaltkreis die Form eines elektronisch programmierbaren Nur-Lese-Speicher (EPROM)-Speichers annimmt. In diesem Fall wird ein EPROM-Transistor als Worst-Case- Komponente ausgewählt, weil die in EPROM-Speicherzellen verwendeten Transistoren eine wesentlich höhere Schwellenwertspannung haben als die anderen im Prozess verwendeten Transistoren. In anderen Fällen mag es jedoch nicht ohne weiteres offensichtlich sein, welche Komponente Worst Case ist. Deshalb können zwei oder mehr Komponenten benutzt werden, um die Schwellenwertspannung festzulegen, wodurch die Versorgungsspannung auf einem ausreichenden Spannungspegel sein muss, damit allen ausgewählten Komponenten ermöglicht wird, wirksam zu sein, bevor der Schaltkreis aus der Rücksetzung genommen werden kann.

Kurze Beschreibung der Zeichnungen

Die obigen und noch weitere Aufgaben, Merkmale, Ausführungsformen und begleitenden Vorteile der vorliegenden Erfindung werden aus einer Betrachtung der folgenden ausführlichen Beschreibung in Verbindung mit den beiliegenden Zeichnungen offenbar, in denen:

Fig. 1 ein vereinfachtes Blockschaltbild zur Veranschaulichung einer Einschalt- Rücksetzschaltung gemäß der vorliegenden Erfindung ist;

Fig. 2 ein ausführlicheres Schema-/Blockschaltbild zur Veranschaulichung der Einschalt- Riicksetzschaltung von Fig. 1 ist und die Auslösepunkt-Generatorschaltung als einen EPROM- Transistor zum Erzeugen der Auslösepunkt-Schwellenwertspannung enthaltend veranschaulicht; und

Fig. 3 eine alternative Ausführungsform der Auslösepunkt-Generatorschaltung ist, die zumindest zwei Komponenten zum Erzeugen der Auslösepunkt-Schwellenwertspannung enthält.

Ausführliche Beschreibung bevorzugten Ausführungsformen

Die vorliegende Erfindung stellt eine Einschalt-Rücksetzschaltung bereit zum Rücksetzen eines an die Einschalt-Rücksetzschaltung angeschlossenen Schaltkreises, wenn erkannt wird, dass eine Auslösepunkt-Generatorschaltung, die für die Worst-Case-Unterschaltung/- Vorrichtung/Komponente innerhalb des Schaltkreises stellvertretend ist, wirksam ist. Die Einschalt-Rücksetzschaltung umfasst eine Auslösepunkt-Generatorschaltung, die die Worst- Case-Komponente des überwachten Schaltkreises aufweist, wobei die Worst-Case-Komponente die Komponente im Schaltkreis ist, die die höchste Versorgungsspannung benötigt, um ordnungsgemäß zu wirken. Auf Fig. 1 Bezug nehmend, ist ein vereinfachtes Blockschaltbild gezeigt, das die Einschalt-Rücksetzschaltung 10 veranschaulicht. Die Rücksetzschaltung umfasst die Auslösepunkt-Generatorschaltung 12, die an eine Spannungsversorgungsklemme 13 angeschlossen ist, an die eine Spannungsversorgungs-Betriebsspannung VDD angelegt ist. Die Auslösepunkt-Generatorschaltung 12 umfasst die Worst-Case-Vorrichtung/- Komponente/Unterschaltung (11) des zu überwachenden Schaltkreises (18), so dass bei Wirksamwerden der Worst-Case-Vorrichtung ein entsprechendes Logiksignal erzeugt wird, das darauf hinweist, dass die Worst-Case-Komponente jetzt wirksam ist, mit der Gewissheit, dass alle Vorrichtungen im Schaltkreis ebenfalls wirksam sind. Die Worst-Case-Komponente 11 kann eine tatsächliche isolierte Komponente aus dem Schaltkreis sein, wodurch Größe und Leistung der kombinierten Einschalt-Rücksetzschaltung und des Schaltkreises eingespart werden, oder sie kann ein Duplikat/eine Replik der Worst-Case-Komponente sein.

Sensor 14 fühlt und erkennt, wann die Worst-Case-Vorrichtung der Auslösepunkt- Generatorschaltung 12 wirksam wird, und stellt entsprechend einen Impuls auf dem Einschalt- Rücksetzsignal (Signal POR) oder alternativ die Ergänzung oder Umkehrung davon (ein Nicht- Einschalt-Rücksetzsignal oder Signal NPOR) zum Schaltkreis 18 über die Logikschaltung I6 bereit, um zu ermöglichen, dass der Schaltkreis aus der Rücksetzung genommen wird, da die Betriebsspannung einen vorbestimmten Schwellenwertspannungspegel erreicht hat, um die Worst-Case-Vorrichtung im Schaltkreis 18 wirksam werden zu lassen.

Das vom Sensor 14 erzeugte Einschalt-Rücksetzsignal wird typischeruveise geliefert, um die Logikschaltung 16 rückzusetzen, die auf andere Signale ansprechend sein kann, wie z. B. auf ein externes Stift-, ein Uberwachungszeitgeber- oder ein Unterbrechungssignal, um den Schaltkreis 18 in der Rücksetzung zu halten, wodurch die Rücksetzlogikschaltung 16 ein Rücksetzsignal an den Schaltkreis 18 liefert. Im allgemeinen ist es immer wünschenswert, den Schaltkreis 18 in einen Rücksetzzustand zu setzen, wenn das Signal POR ein logisches Hoch ist (oder entsprechend NPOR ein logisches Niedrig ist). Deshalb liefert die Rücksetzlogikschaltung 16 ein aktives Rücksetzsignal an den Schaltkreis 18, um den Schaltkreis 18 in einen Rücksetzzustand zu setzen.

Weil die Auslösepunkt-Generatorschaltung der vorliegenden Erfindung die Worst-Case- Komponente 11 des Schaltkreises 18 umfasst, verfolgt die Schwellenwertspannung der Auslösepunkt-Generatorschaltung hinreichend den Schaltkreis 18 über normale Prozess- und Temperaturschwankungen, um die optimale Schwellenwertspannung bereitzustellen zum Ermöglichen, dass der Schaltkreis 18 aus der Rücksetzung genommen wird, und zur Ermöglichung des maximalen Spannungsversorgungs-Betriebsbereichs des Schaltkreises 18. Wenn Prozess- oder Temperaturschwankungen eine Änderung des für das ordnungsgemäße Wirken der Worst-Case-Komponente 11 erforderlichen Versorgungsspannungs-Schwellenwerts verursachen, ändert sich deshalb die Auslösepunkt-Schwellenwertspannung entsprechend, und der Schaltkreis 18 wird nicht aus der Rücksetzung genommen, bis die Worst-Case-Komponente 11 wirksam ist. Deshalb stellt die vorliegende Erfindung den bestmöglichen Spannungsbereich für den Schaltkreis 18 mit der Garantie bereit, dass Schaltkreis 18 nicht aus der Rücksetzung genommen wird, bevor die Versorgungsspannung eine Schwellenwertspannung übersteigt, die im ordnungsgemäßen Betriebsspannungsbereich für alle Vorrichtungen im Schaltkreis 18 ist, ungeachtet der Prozess- und Temperaturschwankung.

Es sollte klar sein, dass das Einschalt-/Rücksetzsignal der vorliegenden Erfindung nicht von der Anstiegsgeschwindigkeit der Spannungsversorgung abhängt und die vorliegende Erfindung daher für den ordnungsgemäßen Betrieb keine Spannungsversorgungs- Anstiegsgeschwindigkeitsspezifikation benötigt. Vielmehr ist das Einschalt-Rücksetzsignal einfach eine Funktion davon, wann die Worst-Case-Komponente wirksam wird. Außerdem macht die vorliegende Erfindung nicht die Verwendung von Zeitgebern und ähnlichem erforderlich.

Auf Fig. 2 Bezug nehmend, ist ein ausführlicheres Schema-Blockschaltbild gezeigt, das die Einschalt-Rücksetzschaltung von Fig. 1 veranschaulicht. Es versteht sich, dass in Fig. 2 gezeigte Komponenten, die mit in Fig. 1 gezeigten Komponenten identisch sind, durch gleiche Bezugsnummern gekennzeichnet sind. Die Ausführungsform von Fig. 2 umfasst Auslösepunkt- Generatorschaltung 12, die einen elektronisch programmierbaren Nur-Lese-Speicher- (EPROM- )Transistor 22 zum Erzeugen der Auslösepunkt-Schwellenwertspannung, die zum Rücksetzen von EPROM 20 zu verwenden ist, aufweist. Da der zu überwachende Schaltkreis die EPROM- Speichereinheit 20 ist, ist daher der EPROM-Transistor 22 als Worst-Case-Vorrichtung gewählt, weil die in EPROM-Speicherzellen verwendeten Transistoren eine wesentlich höhere Schwellenwertspannung haben als die anderen im Prozess benutzten Transistoren. Dementsprechend ist bei Wirksamwerden des EPROM-Speicherzellentransistors 22 sichergestellt, dass alle Transistoren und Komponenten im EPROM 20 ebenfalls wirksam sind.

Der EPROM-Transistor 22 hat eine Steuer-/Gate-Elektrode, die zum Empfang von Versorgungsspannung VDD geschaltet ist, und eine Source-Elektrode, die zur Erde zurückgeführt ist. Die Auslösepunkt-Generatorschaltung 12 weist ferner die Transistoren 24 und 26 sowie den Widerstand 28 auf. Transistor 24 hat eine Source-Elektrode, die an die Drain-Elektrode von Transistor 22 angeschlossen ist, und eine Drain-Elektrode, die an den Schaltungsknoten 28 angeschlossen ist. Die Gate-Elektrode von Transistor 24 ist durch den widerstandskonfigurierten Transistor 26 zum Empfang der Versorgungsspannung VDD geschaltet. Insbesondere hat Transistor 26 eine Source-Elektrode, die an die Gate-Elektrode von Transistor 24 angeschlossen ist, eine Gate-Elektrode, die zur Erde zurückgeführt ist, und eine Drain-Elektrode, die zum Empfang der Versorgungsspannung VDD geschaltet ist. Außerdem ist Schaltungsknoten 28 durch Widerstand 27 zum Empfang von Versorgungsspannung VDD geschaltet.

Sensor 14 fühlt und erkennt, wann EPROM-Tansistor 22 wirksam wird, und erzeugt einen entsprechenden Impuls, um zu ermöglichen, dass EPROM 20 aus der Rücksetzung genommen wird (annehmend, dass alle übrigen von der Rücksetz-Logikschaltung 16 festgelegten Bedingungen ebenfalls erfüllt sind).

Der Sensor 14 umfasst NOR-Glied 30, UND-Glied 33, Rücksetzimpulsgenerator 32 und Entstörfilter 34 Das NOR-Glied 30 hat einen ersten Eingang, der an Schaltungsknoten 28 angeschlossen ist, und einen zweiten Eingang, der an den Ausgang von Rücksetz- Generatorschaltung 32 angeschlossen ist. Der Ausgang von NOR-Glied 30 ist an einen ersten Eingang von UND-Glied 33 angeschlossen, dessen Ausgang an einen Eingang von Generatorschaltung 32 geliefert wird. Der zweite Eingang von UND-Glied 33 ist an einen Ausgang von Entstörfilter 34 angeschlossen, wobei letzterer einen Eingang hat, der zum Empfang des Betriebspotentials VDD an die Versorgungsspannungsklemme angeschlossen ist. Der Ausgang von Rücksetzimpulsgenerator 32 liefert das Nicht-Einschalt-Rücksetzsignal (NPOR) an EPROM 20 über Logikschaltung 16, in der das Signal NPOR ein logisches Niedrig ist, wenn der Worst-EPROM-Transistor 22 nicht wirksam ist, wodurch es EPROM 20 in einem Rücksetzungszustand hält, und in der es ein logisches Hoch ist, wenn Transistor 22 wirksam ist, wodurch EPROM 20 aus der Rücksetzung genommen werden kann. Obwohl Generatorschaltung 32 ein Nicht-Einschalt-Rücksetz- (NPOR-)Signal liefert, gilt als vereinbart, dass die Umkehrung davon, ein Einschalt-Rücksetz- (NPOR-)Signal, ebenfalls geliefert werden könnte.

Im Betrieb und nach dem Einschalten der Spannung liefert Rücksetzimpulsgenerator 32 anfangs einen logisch niedrigen Ausgang, wodurch er das Signal NPOR auf einen logisch niedrigen ("0"- )Pegel setzt und EPROM 20 in einem Rücksetzzustand hält. Dementsprechend ist der zweite Eingang von NOR-Glied 30 auf einer logischen "0". Außerdem ist die Spannung am Schaltungsknoten 28 im wesentlichen gleich der Spannung VDD, um dadurch eine logische "1" an den ersten Eingang von NOR-Glied 30 anzulegen. Als Antwort legt NOR-Glied 30 eine logische "0" an den ersten Eingang von UND-Glied 33 an.

Ebenfalls nach dem Einschalten wird Entstörfilter 34 initialisiert, um eine logische "1" an den zweiten Eingang von NOR-Glied 33 anzulegen. Dementsprechend legt UND-Glied 33 eine logische "0" an den Eingang von Rücksetzimpulsgenerator 32 an, wodurch es den Ausgang von Rücksetzimpulsgenerator 32 auf einem logischen Niedrig hält und den zu überwachenden Schaltkreis, in diesem Fall EPROM 20, zwingt, in einem Rücksetzungszustand zu bleiben.

Wenn die Spannung VDD über eine Schwellenwertspannung gestiegen ist, um dem EPROM- Transistor 22 zu ermöglichen, wirksam zu werden, kann Strom durch Transistor 22 sowie Transistor 24 und Widerstand 27 fließen, und die am Schaltungsknoten 28 auftretende Spannung sinkt auf einen Spannungspegel, der auf einen logisch niedrigen Spannungspegel hinweist. Dies zwingt NOR-Glied 30, eine logische "1" an seinen Ausgang bereitzustellen, die sich durch das UND-Glied 33 fortpflanzt, um am Eingang von Rücksetzimpulsgenerator 32 eine logische "1" bereitzustellen. Als Antwort veranlasst Rücksetzimpulsgenerator 32 das Signal NPOR auf einem logisch hohen Spannungspegel zu sein, wodurch EPROM 20 aus der Rücksetzung genommen werden kann, da EPROM-Transistor 22 jetzt wirksam ist. Weil Auslösepunkt- Generatorschaltung 12 den Worst-Case-Transistor 22 im EPROM 20 aufweist, kann überdies sichergestellt sein, dass bei Wirksamwerden von Transistor 22 alle Transistoren und Komponenten im EPROM 20 ebenfalls wirksam sind.

Wenn die Spannung VDD unter den Schwellenwertpegel fällt, um EPROM-Transistor 22 wirksam zu halten, schaltet sich außerdem Transistor 22 aus, und die am Schaltungsknoten 28 auftretende Spannung wird wieder ein logisches Hoch. Als Antwort stellt NOR-Glied 30 eine logische "0" am ersten Eingang von NOR-Glied 33 bereit, das entsprechend ein logisches Niedrig am Eingang von Rücksetzimpulsgenerator 32 bereitstellt, und veranlasst den Ausgang von Generatorschaltung 32 wieder auf niedrig zu gehen und EPROM 20 in die Rücksetzung zurückzusetzen.

Mittenfrequenzschwankungen, wie z. B. diejenigen Schwankungen im Bereich von 1 Megahertz (MHz), können bei der Spannung VDD auftreten, die vielleicht nicht zu einem ausreichend niedrigen Spannungspegel lang genug führen, um das Ausschalten von Transistor 22 zu veranlassen, aber sie können lang genug sein, um einen Ausfall von EPROM 20 zu verursachen. Ferner können Hochfrequenzschwankungen, wie z. B. diejenigen über 10 MHz, beider Spannung VDD auftreten, wie z. B. diejenigen aufgrund von elektromagnetischer Kopplung (EMK), die EPROM 20 nicht veranlassen würden, unrichtig zu wirken und kein Rücksetzen von EPROM 20 verursachen sollten. Demgemäss weist die vorliegende Erfindung Entstörfilter 34 auf, der nach dem Einschalten die Versorgungsspannung überwacht, um zu bestimmen, ob die Spannungsversorgung für eine ausreichend lange Zeit unter den durch die Worst-Case- Vorrichtung festgelegten Schwellenwertpegel gefallen ist, um eine Beschädigung von EPROM 20 zu verursachen, aber möglicherweise nicht lang genug, um Transistor 22 zum Ausschalten zu veranlassen. Auf diese Weise reagiert Entstörfilter 34 auf solches Mittenfrequenzrauschen, das Ausfälle im EPROM 20 verursachen kann, aber vielleicht nicht lang genug ist, um Transistor 22 auszuschalten, aber er reagiert nicht auf Hochfrequenzrauschen, das keinen unrichtigen Betrieb von EPROM 20 verursachen würde.

Im Betrieb umfasst Entstörfilter 34 eine einfache Schaltung (nicht gezeigt), so dass, wenn die Versorgungsspannung unter einen vorbestimmten Schwellenwert für einen vorbestimmten Zeitraum fällt, um ein Entladen eines Kondensators zu ermöglichen, Entstörfilter 34 eine logische "0" an diesem Ausgang bereitstellt. Dies stellt am Eingang von Rücksetzimpulsgenerator 32 eine logische "0" bereit, wodurch Generator 32 veranlasst wird, das Signal NPOR zu behaupten und EPROM 20 rückzusetzen. Daher hält die vorliegende Erfindung nicht nur EPROM 20 in einem Rücksetzungszustand, bis die Versorgungsspannung bis zu einem Pegel gestiegen ist, so dass die Worst-Case-Komponente wirksam wird, sondern sie umfasst auch Entstörfilter 34, um den EPROM wieder in die Rücksetzung zurückzusetzen, wenn die Versorgungsspannung für zumindest eine minimale Zeitdauer unter einen vorbestimmten Schwellenwert fällt.

Wie oben erwähnt, erfordert die vorliegende Erfindung im allgemeinen die Ermittlung der Worst-Case-Komponente im zu überwachenden Schaltkreis. Sobald diese jedoch erhalten ist, ist sichergestellt, dass alle Komponenten im Schaltkreis wirken und der Schaltkreis aus der Rücksetzung genommen werden kann, wenn die Worst-Case-Komponente einmal wirksam ist. Die Ermittlung der Worst-Case-Vorrichtung eines Schaltkreises kann ziemlich einfach sein, wie bei der obigen Ausführungsform, bei der der zu überwachende Schaltkreis eine EPROM- Speichereinheit war. In diesem Fall wurde als Worst-Case-Komponente ein EPROM-Transistor festgestellt, weil die in den EPROM-Speicherzellen verwendeten Transistoren eine wesentlich höhere Schwellenwertspannung haben als die anderen im Prozess verwendeten Transistoren.

In einigen Schaltkreisen ist vielleicht nicht ohne weiteres oder einfach festzustellen, welche Komponente die höchste Betriebsversorgungsspannung benötigt, um ordnungsgemäss zu funktionieren. In solchen Fällen können zwei oder mehr Komponenten benutzt werden, um die Schwellenwertspannung festzulegen, wodurch die Versorgungsspannung einen ausreichend hohen Spannungspegel erreichen muss, um den ausgewählten zwei oder mehr Komponenten zu ermöglichen, wirksam zu sein, bevor der zu überwachende Schaltkreis aus der Rücksetzung genommen werden kann. Auf Fig. 3 Bezug nehmend, ist eine alternative Ausführungsform von Auslösepunkt-Generatorschaltung 12 gezeigt. Es gilt als vereinbart, dass in Fig. 3 gezeigte Komponenten, die mit in Fig. 1 und 2 gezeigten Komponenten identisch sind, durch gleiche Bezugsnummern gekennzeichnet sind. Die Auslösepunkt-Generatorschaltung 12 von Fig. 3 umfasst seriell angeschlossene Transistoren 41 und 42, die zwischen einer Versorgungsspannungsklemme zum Empfang von Betriebspotential VDD und Schaltungsknoten 44 geschaltet sind. Insbesondere ist Transistor 41 konfiguriert, um als eine Diode zu wirken, wodurch seine Drain- und Gate-Elektroden zum Empfang des Versorgungsspannungspotentials VDD geschaltet sind, während seine Source-Elektrode an die Drain- und Gate-Elektroden des diodenkonfigurierten Transistors 42 angeschlossen sind. Ferner ist die Source-Elektrode von Transistor 42 an den Schaltungsknoten 44 angeschlossen, wobei letztere durch Widerstand 46 zu Erde zurückgeführt ist.

Schaltungsknoten 44 ist ferner an die Gate-Elektrode von Transistor 48 angeschlossen, wobei letztere eine Drain-Elektrode hat, die an den ersten Eingang von NOR-Glied 30 und durch Widerstand 49 zum Empfang von Versorgungsspannung VDD geschaltet ist. Die Source- Elektrode von Transistor 48 ist an die Drain-Elektrode von Transistor 50 angeschlossen, wobei letzterer eine Source-Elektrode zurück zu Erde und eine Gate-Elektrode hat, die zum Empfang der Versorgungsspannung VDD geschaltet ist.

Wenn die Spannung VDD im Betrieb über einen ausreichenden Spannungspegel steigt, um beiden Transistoren 41 und 42 zu ermöglichen, wirksam zu werden, fließt Strom durch die Transistoren 41 und 42, wodurch verursacht wird, dass die am Schaltungsknoten 44 auftretende Spannung auf einen ausreichenden Pegel ansteigt, um Transistor 48 einzuschalten. Dies veranlasst, dass die am ersten Eingang von NOR-Glied 30 auftretende Spannung über Transistor 50 auf eine logische Null heruntergezogen wird. Wenn die Transistoren 41 und 42 wirksam sind, ist demgemäss ähnlich wie bei der Ausführungsform von Fig. 2 die am ersten Eingang von NOR-Glied 30 auftretende Logikspannung ein logisches Niedrig und auf die Tatsache hinweisend, dass die Transistoren 41 und 42 wirksam sind. Auf diese Weise können zwei oder mehr Transistoren zusammengeschaltet sein, wie z. B. in einer seriellen Weise, wie in Fig. 3 gezeigt, so dass es schwierig ist, die Worst-Case-Komponente aus dem zu überwachenden Schaltkreis festzustellen, dann können zwei oder mehr Komponenten verwendet werden, um den Schwellenwertspannungspegel festzulegen, der bestimmt, wann der Schaltkreis aus der Rücksetzung genommen werden kann. Wie in Fig. 3 veranschaulicht, müssen beide Transistoren 41 und 42 wirksam werden, bevor der Schaltkreis aus der Rücksetzung kommen kann.

Nunmehr sollte es offensichtlich sein, dass eine neuartige Einschalt-Rücksetzschaltung zum Rücksetzen eines zu überwachenden Schaltkreises bereitgestellt wurde. Die Einschalt- Rücksetzschaltung beinhaltet eine Auslösepunkt-Generatorschaltung, die die Worst-Case- Komponente (die Komponente, die zum Wirken die höchste Versorgungsspannung benötigt) im überwachten Schaltkreis umfasst, um die Schwellenwertspannung zum Herausnehmen des Schaltkreises aus der Rücksetzung festzulegen, so dass garantiert, ist, dass alle Komponenten wirksam sind, wenn die Worst-Case-Komponente wirksam ist. Weil die Schwellenwertspannung auf der Worst-Case-Komponente des Schaltkreises basiert, wird außerdem die Schwellenwertspannung der Auslösepunkt-Generatorschaltung den Schaltkreis über normale Prozess- und Temperaturschwankungen hinreichend verfolgen. Außerdem umfasst die Einschalt Rücksetzschaltung einen Entstörfilter, um den Schaltkreis in die Rücksetzung zurückzusetzen, wenn Schwankungen in der Versorgungsspannung verursachen, dass der Versorgungsspannungspegel über zumindest einen minimalen Zeitraum unter einen vorbestimmten Schwellenwert fällt.


Anspruch[de]

1. Einschalt-Rücksetzschaltung, die an einen Schaltkreis anschließbar ist, um zu ermöglichen, dass der Schaltkreis aus der Rücksetzung genommen werden kann, wenn eine an den Schaltkreis angelegte Versorgungsspannung eine Schwellenwertspannung übersteigt, wobei die Einschalt-Rücksetzschaltung aufweist:

eine Auslösepunkt-Generatorschaltung (12), die zum Empfang der Versorgungsspannung geschaltet ist und die ein Worst-Case-Element im Schaltkreis aufweist, so dass, wenn das Worst-Case-Element wirksam wird, alle Komponenten im Schaltkreis auch wirksam sind; und

eine Sensoreinrichtung (14), die an die Auslösepunkt-Generatorschaltung angeschlossen ist, zum Erkennen, wann das Worst-Case-Element wirksam wird und zum Erzeugen eines entsprechenden Signals um zu ermöglichen, dass der Schaltkreis aus der Rücksetzung genommen werden kann;

dadurch gekennzeichnet, dass die Sensoreinrichtung (14) ferner einen Entstörfilter (34) aufweist, um den Schaltkreis wieder in die Rücksetzung zu setzen, wenn in der Versorgungsspannung auftretende Schwankungen verursachen, dass der Pegel der Versorgungsspannung unter einen vorbestimmten Schwellenwert über zumindest einen vorbestimmten Zeitraum fällt.

2. Einschalt-Rücksetzschaltung nach Anspruch 1, wobei das Worst-Case-Element ein elektronischer programmierbarer Festwertspeicher (EPROM) - Transistor und der Schaltkreis ein EPROM sind.

3. Einschalt-Rücksetzschaltung nach Anspruch 1, wobei das Worst-Case-Element zumindest zwei Komponenten des Schaltkreises derart mitumfasst, dass die zumindest zwei Komponenten wirksam werden müssen bevor der Schaltkreis aus der Rücksetzung genommen werden kann.

4. Einschalt-Rücksetzschaltung nach Anspruch 1, wobei die Sensoreinrichtung einen Rücksetzimpulsgenerator (32) zum Erzeugen eines Einschalt-Rücksetzsignals aufweist, um zu ermöglichen, dass der Schaltkreis aus der Rücksetzung genommen werden kann, wenn das Worst-Case-Element wirksam wird.

5. Ein Verfahren zum Ermöglichen, dass Schaltkreise aus der Rücksetzung genommen werden können, wenn eine an den Schaltkreis angelegte Versorgungsspannung eine Schwellenwertspannung übersteigt, wobei das Verfahren die Schritte aufweist:

Bestimmen einer Schwellenwertspannung, bei der der Schaltkreis aus der Rücksetzung genommen wird, die darauf basiert, wann ein Worst-Case-Element im Schaltkreis wirksam wird;

Erkennen, wann ein Worst-Case-Element im Schaltkreis wirksam wird; und

Ermöglichen, dass der Schaltkreis aus der Rücksetzung genommen werden kann in Antwort auf das Wirksamwerden des Worst-Case-Elements;

durch den weiteren Schritt gekennzeichnet, dass der Schaltkreis wieder in die Rücksetzung gesetzt wird, wenn in der Versorgungsspannung auftretende Schwankungen verursachen, dass der Pegel der Versorgungsspannung unter einen vorbestimmten Schwellenwert über zumindest einen vorbestimmten Zeitraum fällt.

6. Eine Speichereinheit mit einer Einschalt-Rücksetzschaltung nach einem der Ansprüche 1 bis 4, wobei die Speichereinheit der Schaltkreis ist.







IPC
A Täglicher Lebensbedarf
B Arbeitsverfahren; Transportieren
C Chemie; Hüttenwesen
D Textilien; Papier
E Bauwesen; Erdbohren; Bergbau
F Maschinenbau; Beleuchtung; Heizung; Waffen; Sprengen
G Physik
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