[實用新型]一種保護芯片在上下電期間數(shù)據(jù)被異常寫入裝置

有效

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• 申請日: 2018-03-21
• 公開（公告）號: CN207883319U
• 公開（公告）日: 2018-09-18
• 發(fā)明（設計）人: 宋元應
• 申請（專利權(quán)）人: 深圳市正合智能控制技術(shù)有限公司
• 主分類號: G11C11/22
• 分類號: G11C11/22
• 代理公司: 北京久維律師事務所 11582
• 代理人: 邢江峰

本實用新型公開了一種保護芯片在上下電期間數(shù)據(jù)被異常寫入裝置，包括電源E、RST芯片U1、開關管T1、開關管T2、RST芯片U2、MCU、flash存儲器U4、FRAM存儲器U5和邏輯芯片U6，本實用新型的有益效果是：1、數(shù)據(jù)存儲和邏輯芯片U6的供電電源受控，不直接使用系統(tǒng)工作電源，避免了電源上下電時的漸變過程，從而避免了系統(tǒng)在開關機時出現(xiàn)異常的偶發(fā)事件。2、利用專用復位芯片或電壓監(jiān)控芯片有輸出作為控制信號，可以保證受控電源與系統(tǒng)的同步，不會發(fā)生數(shù)據(jù)丟失和異常寫入的錯誤。3、受控電源電路簡單，容易實現(xiàn)和集成。4、將傳統(tǒng)的工作電源改成受控源，提高系統(tǒng)可靠性。

技術(shù)領域

本實用新型涉及芯片技術(shù)領域，具體是一種保護芯片在上下電期間數(shù)據(jù)被異常寫入裝置。

背景技術(shù)

3.3V電源上下電波形圖1-2所示，從圖一和圖二可以看出電源上電和下電的時間分別為100us和大于2ms.于是問題就來了，下面以運動控制行業(yè)常用的掉電存儲(FRAM)芯片進行說明：ROMTRON的FRAM(FM28V020)(鐵電存儲器)正常工作電壓范圍是：2.0V～3.6V,也就是說，系統(tǒng)電源在上電或下電過程中低于并且臨近2.0V時，F(xiàn)RAM處于非正常受控狀態(tài)。這種狀態(tài)下，F(xiàn)RAM內(nèi)部數(shù)據(jù)可能會被改寫。另外一種可能導致FRAM異常寫入數(shù)據(jù)的情況是FRAM仍處于正常工作狀態(tài)，但CPU的控制信號寫和片選同時有效導致總線上的數(shù)據(jù)異常寫入FRAM從而破壞正常的數(shù)據(jù)。要實現(xiàn)對FRAM寫，只需要片選和寫控制信號同時為低電平即可，F(xiàn)RAM寫入數(shù)據(jù)的時序圖如下圖3。

從圖3可以看出，F(xiàn)RAM寫操作時序是比較容易滿足的，這也就是FRAM內(nèi)數(shù)據(jù)容易被破壞的原因，尤其是在系統(tǒng)下電的時候。為什么說在系統(tǒng)斷電的時候數(shù)據(jù)更容易被破壞呢？從圖1和圖2可以看出，系統(tǒng)下電的時間比上電的時間要長的多，而鐵電的讀寫速度是非常快的，讀寫周期為10¹⁴,如此快的讀寫速度，在上下電時只要FRAM滿足寫時序，內(nèi)部數(shù)據(jù)都存在被改寫的可能。為什么說在上下電的時候這種情況容易出現(xiàn)呢？因為系統(tǒng)在上下電期間，程序處于未運行或未正常運行狀態(tài)，這個時候總線上的數(shù)據(jù)為隨機數(shù)據(jù)，是一個不受控的數(shù)據(jù)，在這種情況下一旦FRAM滿足了寫時序要求，內(nèi)存的數(shù)據(jù)就會被破壞。

MRAM與FRAM的讀寫時序一樣，不同的是讀寫速度更快，擦除次數(shù)更多，容量更大。這就意味著存在與FRAM同樣的問題。

Nor flash的寫條件是:RST＝high,CE＝LOW,WE＝LOW,WP＝LOW,只要這四個條件滿足，flash相應地址的數(shù)據(jù)就會被寫入，而SST39VF1601的工作電壓為2.7V～3.6V,Word-Program Time＝7us,結(jié)合圖一圖二電源上下電時序及Nor flash特性可以看出存在與FRAM相同的問題。Nor flash內(nèi)的數(shù)據(jù)一旦被擦除或改寫，將導致整個系統(tǒng)永久無法正常運行，必需重新更新系統(tǒng)程序，后果非常嚴重。

通用邏輯芯片U674HC245的工作電壓為：2V～6V,上升沿和下降沿典型值為6ns,在上下電期間一旦有錯誤信號到來將會反應在輸出端，可能導致連接在輸出端對應的設備出現(xiàn)錯誤動作指令。通常這種錯誤在系統(tǒng)電源正常后就自動消失了，但卻給使用帶來一定隱患。

目前，使用flash、MRAM和FRAM的產(chǎn)品都是將芯片掛接在MCU的總線(數(shù)據(jù)總線，地址總線和控制總線)上，這樣做存在的風險就是上次使用還是好好的，下次開機后系統(tǒng)就不正常了或者用戶數(shù)據(jù)(存在于FRAM中)不對了，對于存在于FRAM中數(shù)據(jù)被破壞的的情況，重新調(diào)機后就可以正常工作，但這樣就可能造成生產(chǎn)出不良產(chǎn)品、報廢產(chǎn)品。若是flash中的數(shù)據(jù)被破壞了，面臨的將是機器不能使用，必需更新系統(tǒng)文件，將給用戶造成不可預估的損失。另一種情況也是比較常見的情況，系統(tǒng)在上下電期間輸出會出現(xiàn)瞬間有效，如果在輸出上接上LED,可以看到LED有閃爍的情況，這個異常輸出雖然在系統(tǒng)正常啟動后自動消失，但在有些應用場合是不被允許的，可能造成設備損壞。

實用新型內(nèi)容