[發明專利]一種開關機控制系統及方法

有效

• 申請號: 201110111186.4
• 申請日: 2011-04-29
• 公開（公告）號: CN102156417A
• 公開（公告）日: 2011-08-17
• 發明（設計）人: 杜文杰;魏家明
• 申請（專利權）人: 北京凡達訊科技有限公司
• 主分類號: G05B19/04
• 分類號: G05B19/04
• 代理公司: 北京億騰知識產權代理事務所 11309
• 代理人: 陳霽

技術領域

本發明涉及集成電路設計，尤其涉及一種開關機控制系統及方法。

背景技術

隨著科技的進步，消費類電子產品如手機、MP3、MP4和PDA等智能化程度越來越高、功耗越來越低，而價位也越來越便宜。與此趨勢相應的就是此類產品的電源管理方案更加智能化和簡潔化。

在嵌入式系統級芯片(SoC)所應用的電子產品如智能手機中的開關機控制由集成在主控SoC芯片內部獨立供電的開關機切換控制單元(以下簡稱開關機控制單元或PSU-Power?Switch?Unit)實現。當智能手機關機時，除該開關機控制單元外，主控芯片上其它供電和所有外圍設備如存儲器、顯示器等供電都被切斷。當智能手機關機后，開關機控制單元以極低的功耗保持運行，對隨時可能按下的開關機鍵進行檢測，當檢測到開機鍵持續按下的時間達到預定閾值時，則判定“開機動作”有效，從而啟動開機控制程序，最終輸出正確的控制電平來控制外部電源管理控制器(PMC)打開供電閥門(Power?Gate)給手機整體上電。

在手機印刷板(PCB)設計中實現上述開機過程的一個關鍵點是必須保證開關機控制單元(PSU)所輸出的開機電平信號與電源管理控制器(PMC)所要求的開機電平信號一致。

早期的手機電源管理控制器(PMC)只包括簡單的電源開通/關閉功能，由手機印刷板(PCB)上獨立于主控芯片之外的控制電路和電源管理芯片實現，其中電源管理芯片的基本功能是把手機電池的單電壓輸入(手機鋰電池的電壓為3.6V)轉換成多路電路電壓輸出給PCB上各部件供電(有的需要3.3V，有的需要1.8V，每種電壓所需路數不等)。此種電源管理方式的缺點是成本較高，控制不靈活，如難以對不同電壓輸出進行分別控制。

如今的智能手機都將電源控制部分集成到主控芯片內部作為開關機控制單元(PSU)及電源管理單元(PMU)，其優點是節省成本，和能夠實現靈活的電源控制：包括靈活控制各路電源輸出與關斷，靈活調節各路電源輸出的電壓(比如同步動態存儲器SDRAM的工作電壓為3.3V，應用程序可以不需要SDRAM工作的時間段，通過主控芯片內部的PMU控制外部PMC將輸出給SDRAM的電壓降到2.7V以減少SDRAM的功耗并保持其內容不丟失)。在智能手機主控芯片內部的開關機控制單元(PSU)中存在一個細節問題：PSU輸出的開機電平信號是固定的，或者為高電平有效，或者為低電平有效；如果這個有效電平與電源管理控制器(PMC)所要求的開機電平信號不一致，則需要在手機印刷板(PCB)上增加反相器。

發明內容

本發明的目的是提供一種能夠動態改變開關機控制單元(PSU)輸出的開機電平信號的開關機控制系統。

為實現上述目的，本發明一方面提供了一種開機控制系統，其特征在于包括在按鍵有效的情況下在時鐘信號的控制下計數的計數器；接收所述計數器輸出的計數結果并且將其和閾值比較的比較器；有限狀態機，接收所述比較器的比較結果，根據比較結果和狀態輸出開機電平信號并且復位計數器。

另一方面提供了一種開關機控制方法，包括在按鍵有效的情況下執行的以下步驟：在時鐘信號的控制下計數；當計數值達到閾值時，有限狀態機輸出開機電平信號同時復位計數器使之重新開始計數(只要按鍵保持有效)；當計數器值再次達到閾值而系統復位仍未失效時有限狀態機將開機電平取反鎖存并且輸出取反后的開機電平。

本發明解決了現有芯片中開關機控制單元開機電平信號不能動態改變的問題，在實際應用中可以搭配任意電平需求的電源管理控制器。本發明還可用于集成電路設計中開關機控制單元的設計。

附圖說明

本發明的示例性實施例將從下文中給出的詳細說明和本發明不同實施例的附圖中被更完全地理解，然而這不應該被視為將本發明限制于具體的實施例，而應該只是為了解釋和理解。

圖1為本發明一實施例的開關機控制系統結構示意圖；

圖2為開關機控制系統正常開機過程流程圖；

圖3為另一種開關機控制系統異常開機過程流程圖；

圖4為有限狀態機的變化示意圖。

具體實施方式

本領域的普通技術人員將意識到，所述示例性實施例的下述詳細說明僅僅是說明性的，并且不是意在以任何方式加以限制。

圖1為本發明一實施例的開關機控制單元結構示意圖。