超低功耗mcu的安全启动方法及电路的制作方法
【技术领域】
[0001]本发明涉及高安全性超低功耗MCU (微控制器)技术领域，特别是涉及一种超低功耗MCU的高安全启动方法。本发明还涉及一种实现所述方法的电路。
【背景技术】
[0002]MCU的电源监测包括上电复位，掉电复位，电源电压检测。普通MCU的电源监测电路需要有工作电流来产生精准参考电压，将其与芯片电源电压进行比较后，产生上电复位以及掉电复位。
[0003]这种普通MCU使用的是有功耗的电源监测电路，比如芯片最低工作电压为1.6V的话，那么电源监测电路把复位信号释放电压定位1.8V，保证芯片reset (复位)释放后，芯片就可以正常工作。当MCU电源电压低于某一个值时，置位复位信号，以保障MCU处于异常电压时可以保证MCU处于复位状态，增加MCU的抗干扰性以及强壮性。为了让芯片可以随时检测外部电源电压的变化，保障MCU的稳定性，这个电源监测电路要始终开着。普通MCU的电源监测的电流需要10?100 μ A (SiliconLab的C8051Fxxx的VDD监视器电流为20?50μ A ；Freescale的MC9S08LG32低电压检测器的电流为90 μ A ；ΝΧΡ的LPClIxx系列BOD低电压检测器为51μΑ ;Atmel的AT91系列低电压检测器为20 μ A)，但这部分电流要计入MCU的工作电流以及待机电流。
[0004]超低功耗MCU在低功耗模式运行下(比如实时时钟RTC工作，液晶屏幕IXD工作，外部32Κ晶振工作的功耗I?2 μ Α)—般就是I?2个微安这个范围，10 μ A?50 μ A的电流是绝对不被超低功耗MCU所接受的。超低功耗MCU的电源监测电路需要使用超低功耗的电路架构来降低MCU在超低功耗模式下功耗，因为低电流与高精准度是相互矛盾的，这就意味着超低功耗的电源监测无法及时，精确地监测外部电压，只能以Vth的阈值电压来进行监测外部电压，但Vth的阈值电压随着工艺偏差，温度变化而变得十分不精确，对于MCU来说复位的电压变得飘忽不定，让MCU处于危险状态。
[0005]TSMC0.18 μ m ULL (超低延迟)工艺下的逻辑电路以及flash在1.2V即可工作，所以这种电路结构在常温以及低温下是可以正常工作，即电源监测释放复位信号时的芯片电源电压>1.5V。不过工作在高温情况下，在85摄氏度下，2个Vth大约在0.9V左右释放复位信号，但内部flash还未达到可工作的最低电压，导致MCU读取不到正确的程序数据，MCU跑飞。这在高安全性MCU产品是不可容忍的，会导致系统的完全崩溃。
【发明内容】
[0006]本发明要解决的技术问题是提供一种超低功耗MCU的安全启动方法，能降低超低功耗MCU的工作电流，提高超低功耗电源监测电路监测电压的精度，保证超低功耗MCU处于任何工作环境下的正常使用；为此，本发明还要提供一种实现所述方法的电路。
[0007]为解决上述技术问题，本发明的超低功耗MCU的安全启动方法是采用如下技术方案实现的:
[0008]超低功耗MCU上电后，利用超低功耗电源监测电路，将超低功耗MCU芯片内部总复位信号置位“1”，然后启动内部RCOSC (RC振荡电路)，同时启动自适应电路工作；所述自适应电路根据所述RC振荡电路输出的时钟，每经过1024个时钟进行flash (闪存)的读操作，读取flash内的flash检测码；如果无法读取到正确的flash检测码,则再经过1024个时钟之后，继续读取flash检测码；直到能够正常读取到正确的flash检测码之后，所述自适应电路将所述总复位信号置“O”，然后关闭RC0SC，同时使超低功耗MCU芯片正常启动。
[0009]本发明的实现上述方法的超低功耗MCU的安全启动电路，包括:
[0010]一超低功耗电源监测电路，用于监测M⑶芯片的电源电压；
[0011]一 MCU芯片内部的RC振荡电路，其振荡频率大于MCU芯片默认工作频率；
[0012]一 flash,在其读取时间最长区域存储flash检测码；
[0013]—寄存器，用于寄存MCU芯片内部总复位信号；
[0014]一自适应电路，对所述内部总复位信号进行自适应控制；
[0015]所述超低功耗电源监测电路，在MCU上电后将所述总复位信号置位“ I ”，启动所述RC振荡电路，同时启动自适应电路工作；
[0016]所述自适应电路根据所述RC振荡电路输出的时钟，每经过1024个时钟对所述flash进行读操作，读取flash内的flash检测码；如果无法读取到正确的flash检测码，则再经过1024个时钟之后，继续读取flash检测码；直到能够正常读取到正确的flash检测码之后，所述自适应电路将所述总复位信号置“0”，然后关闭RC振荡电路，同时使超低功耗MCU芯片正常启动。
[0017]本发明能以较小的硬件代价使得超低功耗MCU可以使用超低功耗电源监测电路，并且自适应地处理电压不稳定情况下复位的有效性，降低超低功耗MCU的工作电流，克服了超低功耗电源监测电路监测电压不准的缺点；自适应电路能够保证对于电压要求最高的电路模块，在最差情况下都可以正常工作，保证超低功耗MCU处于任何工作环境下的正常使用，增强了 MCU的稳定性，抗干扰性，安全性，提高了超低功耗MCU的市场竞争力。
【附图说明】
[0018]下面结合附图与【具体实施方式】对本发明作进一步详细的说明:
[0019]图1是所述超低功耗MCU的安全启动电路一实施例原理图；
[0020]图2是Flash检测码在Flash存放区域示意图。
【具体实施方式】
[0021]本发明的总体构思是，如果MCU内部对于电压要求最高的电路模块，在最差情况下都可以正常工作，那么就可以保证MCU芯片正常工作，才启动MCU芯片的所有功能模块工作。
[0022]对MCU芯片各模块进行测试后，发现flash模块的可工作最低电压是要求最高的，所以把flash模块对电压的自适应电路作为MCU芯片对电压变化的自适应电路。超低功耗电源监测电路的检查电压随着温度，工艺漂移为0.9V?1.8V，在这个电压下自适应电路是保证可以正常工作。
[0023]所述超低功耗MCU的高安全启动方法是采用如下方案实现的:超低功耗MCU上电后，利用超低功耗电源监测电路，将超低功耗MCU芯片(以下简称芯片)内部总复位信号置位“1”，启动内部RCOSC，同时启动自适应电路工作；所述自适应电路