一种静态存储器掉电保护电路的制作方法
【专利摘要】本实用新型提供了一种静态存储器掉电保护电路，包括：储能单元、片选信号控制单元；所述储能单元连接外部电源，用于在掉电状况下提供备用电源；所述片选信号控制单元连接储能单元，用于将片选信号传输给静态储存器；在外部电源连接正常时，所述片选信号控制单元传输第一控制信号给静态储存器片选信号端，所述第一控制信号使静态储存器处于正常工作状态；在掉电状态时，所述片选信号控制单元传输第二控制信号给静态储存器片选信号端，所述第二控制信号使静态储存器处于无效状态以保持存储信息。与现有技术相比本实用新型使得存储器的电源端、片选信号端处于双电源供电状态，无需掉电检测电路控制，自动完成双电源的切换，且其切换满足高速要求。
【专利说明】-种静态存储器掉电保护电路
【技术领域】
[0001] 本发明涉及数据存储【技术领域】，尤其是涉及一种静态存储器掉电保护电路。
【背景技术】
[0002] 目前在各种以微处理器为核心的电子设备中，存储器是常用且必不可少的信息存 储器件，其中静态存储器以其特有的性能，具有特殊的应用价值。作为一种易失存储器，在 掉电时保护信息的完整性，低功耗、低成本、长时间掉电保护电路必不可少，
[0003] 但是现有的常规掉电保护电路方式，仍然存在的诸多不足，例如已授权实用新型 掉电保存存储器（专利号：ZL96209364. 5)中采用的由电压监视及RC延时电路、电压切换 开关和SRAM芯片组成的掉电保存电路，其技术方案虽然具有使用方便，数据不丢失等优 点，但该技术方案中没有考虑片选信号在掉电状态下的状态，导致存储器静态功耗比较高。
[0004] 因此，目前的常规掉电保护电路方式，存在如下不足：
[0005] 1、没有考虑片选信号在掉电状态下的状态，导致存储器静态功耗较高，如专利 [ZL96209364. 5]所述；
[0006] 2、虽然考虑了片选信号在掉电状态下的受控状态，但没有处理好正常状态时的工 作要求，不适应高速存储，影响了存储速度；
[0007] 3、掉电保护电路有复杂的电压检测和控制电路，导致自身功耗较大；
[0008] 4、使用电池做备份电源，寿命受限，成本高。
【发明内容】
[0009] 本发明的目的就是为了克服现有技术的不足，提供一种静态存储器掉电保护电 路，其具体技术方案如下：
[0010] 一种静态存储器掉电保护电路，包括：储能单元、片选信号控制单元；
[0011] 所述储能单元，连接外部电源，用于在掉电状况下提供备用电源；
[0012] 所述片选信号控制单元，连接储能单元，用于将片选信号传输给静态储存器； [0013] 在外部电源连接正常时，所述片选信号控制单元传输第一控制信号给静态储存器 片选信号端，所述第一控制信号使静态储存器处于正常工作状态；在掉电状态时，所述片选 信号控制单元传输第二控制信号给静态储存器片选信号端，所述第二控制信号使静态储存 器处于无效状态以保持存储信息。
[0014] 进一步的，所述的储能单元还包括有储能元件，所述储能单元中，二极管D1的阳 极连接外部电源，其阴极同时与电容C1、电容C2、电阻R1的一端和静态存储单元的电源输 入端相连，电阻R1的另一端与储能元件的正极端相连，所述储能元件的负极端与电容C1、 电容C2的另一端连接并接地。
[0015] 进一步的，所述片选信号控制单元中，与非门U1的两个输入端同时连接外部片选 信号，其输出端连接与非门U2的一输入端，所述与非门U2另一输入端连接外部电源，所述 与非门U2输出端连接静态存储单元的片选信号输入端，所述与非门U1、U2的正电源端接外 部电源，与非门U1、U2的负电源端接地。
[0016] 进一步的，所述储能元件为超级电容。
[0017] 与现有技术相比，本发明的有益效果如下：充分考虑掉电特点，使得存储器的电源 端、片选信号端处于双电源供电状态，无需掉电检测电路控制，自动完成双电源的切换，且 其切换满足高速要求；在正常供电时，片选信号可受外部信号控制存储器性能不受任何影 响；采用高速门电路，在掉电状态下，自身功耗极低；掉电状态时，通过片选信号的控制，使 存储器具有很低的静态功耗。同时其电路简单，成本低廉。
【专利附图】
【附图说明】
[0018] 图1为本发明实施例静态存储器掉电保护电路的原理框图。
[0019] 图2为本发明实施例静态存储器掉电保护电路的电路图。
【具体实施方式】
[0020] 为了使本发明的目的、技术方案及优点更加清楚明白，以下结合附图及实施例，对 本发明进行进一步详细说明。应当理解，此处所描述的具体实施例仅仅用以解释本发明，并 不用于限定本发明。
[0021] 如图1所示，一种掉电保护电路，包括储能单元1、片选信号控制单元2 ;所述储能 单元1，连接外部电源，用于在掉电状况下提供备用电源；所述片选信号控制单元2，连接储 能单元1，用于将片选信号传输给静态储存器；在外部电源连接正常时，所述片选信号控制 单元传输第一控制信号给静态储存器片选信号端，所述第一控制信号使静态储存器处于正 常工作状态；在掉电状态时，所述片选信号控制单元传输第二控制信号给静态储存器片选 信号端，所述第二控制信号使静态储存器处于无效状态以保持存储信息。
[0022] 其中，如图2所示，在所述储能单元中，二极管D1的阳极连接外部电源，其阴极同 时与电容C1、电容C2、电阻R1的一端和静态存储单兀的电源输入端相连，电阻R1的另一 端与储能元件的正极端相连，所述储能元件的负极端与电容C1、电容C2的另一端连接并接 地。而在所述片选信号控制单元中，与非门U1的两个输入端同时连接外部片选信号，其输 出端连接与非门U2的一输入端，所述与非门U2另一输入端连接外部电源，所述与非门U2 输出端连接静态存储单元的片选信号输入端，所述与非门Ul、U2的正电源端接外部电源， 与非门U1、U2的负电源端接地。
[0023] 其中：所述储能元件为超级电容、法拉电容，也可以是普通大容量电容。从而提高 寿命，避免目前常用电池做备份电源而导致寿命受限，成本高。
[0024] 所述与非门U1?U2为高速CMOS集成器件，具有高速低功耗的特点。
[0025] 所述二极管D1可以为低漏电流开关二极管。
[0026] 所述电阻R1限流电阻，用于对储能元件充电时的限流，一般可采用小阻值电阻。
[0027] 所述掉电保护电路的工作原理如下：正常工作状态下，二极管D1处于正向导通， 外部电源3. 3V通过二极管D1产生备份电源VBAT，为静态储存器、与非门U1?U2提供电 源，并为储能元件提供充电，电阻R1为小阻值限流电阻，电容C1?C2为滤波电容。外部片 选信号CS作为与非门U1的输入，经反相后输出至与非门U2的一个输入端，与非门U2的另 一输入端为外部电源3. 3V，因此外部片选信号CS能保持原相位控制静态储存器的片选，实 现正常的读写功能。
[0028] 而当没有外部电源3. 3V时，电路处于掉电工作状态，此时二极管D1处于反向工作 状态，具有很小的漏电流，储能元件通过限流电阻R1，释放能量，产生电路工作所需的电源 VBAT，静态储存器、与非门U1?U2的工作电源由VBAT提供。在此状态下，与非门U2的一 个接外部电源3. 3V的输入端此时为掉电状态，也就是低电平，因此与非门U2的输出端始终 为高电平，连接到静态储存器后，确保静态储存器的片选信号也一直为高电平，让静态储存 器处于无效状态，实现静态储存器在极低功耗下，保持存储信息。
[0029] 以上所述仅是本发明的优选实施方式，应当指出，对于本【技术领域】的普通技术人 员来说，在不脱离本发明原理的前提下，任何不超过本发明实质精神范围的发明创造、修 改，均落入本发明的保护范围。
【权利要求】
1. 一种静态存储器掉电保护电路，其特征在于，包括：储能单元、片选信号控制单元； 所述储能单元，连接外部电源，用于在掉电状况下提供备用电源； 所述片选信号控制单元，连接储能单元，用于将片选信号传输给静态储存器； 在外部电源连接正常时，所述片选信号控制单元传输第一控制信号给静态储存器片选 信号端，所述第一控制信号使静态储存器处于正常工作状态；在掉电状态时，所述片选信号 控制单元传输第二控制信号给静态储存器片选信号端，所述第二控制信号使静态储存器处 于无效状态以保持存储信息。
2. 根据权利要求1所述的掉电保护电路，其特征在于，所述的储能单元还包括有储能 元件，所述储能单元中，二极管D1的阳极连接外部电源，其阴极同时与电容C1、电容C2、电 阻R1的一端和静态存储单元的电源输入端相连，电阻R1的另一端与储能元件的正极端相 连，所述储能元件的负极端与电容C1、电容C2的另一端连接并接地。
3. 根据权利要求2所述的掉电保护电路，其特征在于，所述片选信号控制单元中，与非 门U1的两个输入端同时连接外部片选信号，其输出端连接与非门U2的一输入端，所述与非 门U2另一输入端连接外部电源，所述与非门U2输出端连接静态存储单元的片选信号输入 端，所述与非门U1、U2的正电源端接外部电源，与非门U1、U2的负电源端接地。
4. 根据权利要求2或3所述的掉电保护电路，其特征在于，所述储能元件为超级电容。
【文档编号】G11C7/24GK203850001SQ201420158807
【公开日】2014年9月24日 申请日期:2014年4月3日 优先权日:2014年4月3日
【发明者】吴剑钟, 霍梅梅, 蔡建平, 何加铭 申请人:浙江大学城市学院