专利名称：持续低电压检测电路和方法
技术领域：
本发明涉及持续低电压检测系统。提供以下描述以使所属领域的一般技术人员能够 制造和使用本发明，且在专利申请案及其要求的上下文中提供以下描述。所属领域的技 术人员将易于了解对优选实施例的各种修改以及本文描述的一般原理和特征。因此，不 希望本发明限于所展示的实施例，而是本发明应符合与本文描述的原理和特征一致的最
广泛范围。
根据本发明，使用快闪存储器的编程状态来提供持续低电压检测。如此项技术中众 所周知的，快闪存储器是一种可以块形式被擦除和重新编程的类型的EEPROM。许多现 代PC的BIOS存储在快闪存储器芯片上使得其可在必要时容易更新。典型的快闪存储器 包括存储器阵列，所述存储器阵列包含以行和列的方式排列的大量存储器单元。存储器 单元的每一者包含能够保持电荷的浮动栅极场效应晶体管。所述单元通常分组为块。块 内单元的每一者可通过为浮动栅极充电而以随机方式进行电编程。可通过块擦除操作从 浮动栅极中去除电荷。通过浮动栅极中是否存在电荷来确定单元中的数据。
根据本发明，利用快闪单元中的数据来提供持续低电压检测。
图1说明互阻抗读出 放大器的电路图以示范根据本发明以快闪单元来提供持续低电压检测。如图所示，所述 电路包含放大器100，所述放大器100包括晶体管102和104。电流比较器106耦合到放 大器100，所述电流比较器106包括晶体管108和110。同样耦合到放大器的是快闪单元， 其由电流源112表示。通过锁存器114取样和保持来自电流比较器106的数据。反相器 116缓冲来自锁存器114的输出以提供DATA力UT (数据_输出)信号。
包括晶体管120和122的第二电流比较器118耦合到放大器100。锁存器124耦合到 比较器118。采用XOR门的形式的组合逻辑126耦合到锁存器124,并输出信号 (WARNING (警报))作为持续低电压检测输出。
操作中，当电流源112的电流对于未编程的单元为低时，DATA^^UT将为低。当电 流对于经编程的单元为高时，DATA—OUT将为高。在检测持续低电压状况时，通过监视 观察到的电流来监视快闪单元上电荷的维持。当快闪单元开始损失其电荷时，电流将下 降。如果电流下降到预定阈值以下(例如，如果电流下降到最大值的约80%以下)，那么 基于通过XOR门126对由锁存器114和124锁存的电流比较器106和118的取样状态的 组合而输出WARNING信号。
以此方式，持续低电压检测器感测快闪单元何时开始损失其内含物。这可能(例如) 在快闪存储器在延长的时段内经受高温、经受辐射等时发生。然而，其还将检测单元电 流何时过低，这将在电源电压较低时乃至在芯片的时钟频率过高(且快闪存储器没有足
够的时间来解析正确的数据)时发生。因此，对于关键的应用(例如，医学)，可使用警 报信号来提示控制器对其本身重新编程或完全关闭以防止故障，正如所属领域的技术人 员充分理解的。
图2说明对图1的电路的操作的模拟的信号图。应了解，这种模拟反映单元中电荷 的损失。类似的模拟在电源电压下降或时钟频率过高时提供持续低电压指示。
参看图2，信号线200表示快闪单元的电流电平(i(ieecell))。信号线202表示取样 信号的电压电平(v(sample))。来自锁存器114并通过反相器116缓冲的数据输出由信号 线204表示为电压电平(v(data一out))。信号线206表示从组合逻辑126输出的警报信号 的电压电平(v(warning))。信号线中表示快闪单元的三种编程状况。即，0.5 us (微秒) 处存在未编程单元状况，2.5us处存在经良好编程的快闪单元，且4.5us处存在稍许放电 的经编程单元(持续低电压)状况。如图所示，警报信号对应于来自快闪单元的电流的 下降而变高，指示单元中电荷的损失且因此指示电源电压下降。
尽管已根据所展示的实施例描述了本发明，但所属领域的一般技术人员将容易认识 到，可对所述实施例作出变化，且所述变化将在本发明的精神和范围内。因此，所属领 域的一般技术人员可在不脱离所附权利要求书的精神和范围的情况下作出许多修改。
权利要求
1.一种持续低电压检测电路，其包括读出放大器，其用于感测由快闪单元展示出的电流电平；以及组合逻辑，其耦合到所述读出放大器，用于基于所述感测到的电流电平来识别所述快闪单元的编程状况，包含持续低电压状况，以便提供警报从而避免由于所述持续低电压状况而引起潜在故障。
2. 根据权利要求l所述的电路，其中所述组合逻辑进一步将处于已编程状态的所述快 闪单元的感测到的电流电平的下降识别为所述持续低电压状况。
3. 根据权利要求2所述的电路，其进一步包括第一和第二电流比较器，所述第一和第 二电流比较器耦合到所述读出放大器并接收所述感测到的电流电平。
4. 根据权利要求3所述的电路，其进一步包括耦合到所述第一电流比较器的第一锁存器和耦合到所述第二电流比较器的第二锁存器，用于锁存来自所述第一和第二电流 比较器的输出。
5. 根据权利要求4所述的电路，其中所述组合逻辑进一步包括XOR门，所述XOR门 将来自所述第一和第二锁存器的输出在逻辑上进行组合。
6. 根据权利要求5所述的电路，其中所述XOR门输出提供所述警报作为输出信号。
7. —种用于检测持续低电压状况的方法，所述方法包括感测由快闪单元展示出的电流电平；以及基于所述感测到的电流电平来识别所述快闪单元的编程状况，包含持续低电压状 况，以便提供警报从而避免由于所述持续低电压状况而引起潜在故障。
8. 根据权利要求7所述的方法，其中所述识别步骤进一步包括将处于已编程状态的所 述快闪单元的感测到的电流电平的下降识别为所述持续低电压状况。
9. 根据权利要求8所述的方法，其进一步包括通过第一和第二电流比较器电路比较所 述感测到的电流电平。
10. 根据权利要求9所述的方法，其进一步包括将来自所述第一和第二电流比较器电路 的输出锁存在第一和第二锁存器电路中。
11. 根据权利要求IO所述的方法，其进一步包括用XOR门将来自所述第一和第二锁存 器电路的输出在逻辑上进行组合。
12. 根据权利要求11所述的方法，其进一步包括提供所述警报作为来自所述XOR门的 输出信号。
13. —种持续低电压检测电路，其包括电流源，其提供由快闪存储器展示出的电流电平； 读出放大器，其耦合到所述电流源，用于感测所述电流电平；电流比较器电路，其耦合到所述读出放大器，用于将所述感测到的电流电平与预 定阈值进行比较；以及组合逻辑，其耦合到所述电流比较器电路，用于在所述感测到的电流电平下降到 所述预定阈值以下时识别持续低电压状况，以便提供警报从而避免由于所述持续低 电压状况而引起潜在故障。
14. 根据权利要求13所述的电路，其中所述比较器电路进一步包括第一和第二电流比 较器。
15. 根据权利要求14所述的电路，其进一步包括耦合到所述第一电流比较器的第一锁 存器和耦合到所述第二电流比较器的第二锁存器，用于锁存来自所述第一和第二电 流比较器的输出。
16. 根据权利要求15所述的电路，其中所述组合逻辑进一步包括XOR门，所述XOR 门将来自所述第一和第二锁存器的输出在逻辑上进行组合。
17. 根据权利要求16所述的电路，其中所述XOR门输出提供所述警报作为输出信号。
全文摘要
一种持续低电压检测电路包含读出放大器(100)，其用于感测由快闪单元展示出的电流电平。组合逻辑(126)耦合到所述读出放大器(100)，用于基于所述感测到的电流电平来识别所述快闪单元的编程状况，包含持续低电压状况，以便提供警报(206)从而避免由于持续低电压状况而引起潜在故障。
文档编号G01R31/08GK101163976SQ200680011925
公开日2008年4月16日 申请日期2006年4月11日 优先权日2005年4月12日
发明者泰耶·塞特 申请人:爱特梅尔公司