一種靜態存儲器掉電保護電路的製作方法
2023-08-13 07:33:06 1
一種靜態存儲器掉電保護電路的製作方法
【專利摘要】本實用新型提供了一種靜態存儲器掉電保護電路，包括：儲能單元、片選信號控制單元；所述儲能單元連接外部電源，用於在掉電狀況下提供備用電源；所述片選信號控制單元連接儲能單元，用於將片選信號傳輸給靜態儲存器；在外部電源連接正常時，所述片選信號控制單元傳輸第一控制信號給靜態儲存器片選信號端，所述第一控制信號使靜態儲存器處於正常工作狀態；在掉電狀態時，所述片選信號控制單元傳輸第二控制信號給靜態儲存器片選信號端，所述第二控制信號使靜態儲存器處於無效狀態以保持存儲信息。與現有技術相比本實用新型使得存儲器的電源端、片選信號端處於雙電源供電狀態，無需掉電檢測電路控制，自動完成雙電源的切換，且其切換滿足高速要求。
【專利說明】-種靜態存儲器掉電保護電路
【技術領域】
[0001] 本發明涉及數據存儲【技術領域】，尤其是涉及一種靜態存儲器掉電保護電路。
【背景技術】
[0002] 目前在各種以微處理器為核心的電子設備中，存儲器是常用且必不可少的信息存 儲器件，其中靜態存儲器以其特有的性能，具有特殊的應用價值。作為一種易失存儲器，在 掉電時保護信息的完整性，低功耗、低成本、長時間掉電保護電路必不可少，
[0003] 但是現有的常規掉電保護電路方式，仍然存在的諸多不足，例如已授權實用新型 掉電保存存儲器（專利號：ZL96209364. 5)中採用的由電壓監視及RC延時電路、電壓切換 開關和SRAM晶片組成的掉電保存電路，其技術方案雖然具有使用方便，數據不丟失等優 點，但該技術方案中沒有考慮片選信號在掉電狀態下的狀態，導致存儲器靜態功耗比較高。
[0004] 因此，目前的常規掉電保護電路方式，存在如下不足：
[0005] 1、沒有考慮片選信號在掉電狀態下的狀態，導致存儲器靜態功耗較高，如專利 [ZL96209364. 5]所述；
[0006] 2、雖然考慮了片選信號在掉電狀態下的受控狀態，但沒有處理好正常狀態時的工 作要求，不適應高速存儲，影響了存儲速度；
[0007] 3、掉電保護電路有複雜的電壓檢測和控制電路，導致自身功耗較大；
[0008] 4、使用電池做備份電源，壽命受限，成本高。
【發明內容】
[0009] 本發明的目的就是為了克服現有技術的不足，提供一種靜態存儲器掉電保護電 路，其具體技術方案如下：
[0010] 一種靜態存儲器掉電保護電路，包括：儲能單元、片選信號控制單元；
[0011] 所述儲能單元，連接外部電源，用於在掉電狀況下提供備用電源；
[0012] 所述片選信號控制單元，連接儲能單元，用於將片選信號傳輸給靜態儲存器； [0013] 在外部電源連接正常時，所述片選信號控制單元傳輸第一控制信號給靜態儲存器 片選信號端，所述第一控制信號使靜態儲存器處於正常工作狀態；在掉電狀態時，所述片選 信號控制單元傳輸第二控制信號給靜態儲存器片選信號端，所述第二控制信號使靜態儲存 器處於無效狀態以保持存儲信息。
[0014] 進一步的，所述的儲能單元還包括有儲能元件，所述儲能單元中，二極體D1的陽 極連接外部電源，其陰極同時與電容C1、電容C2、電阻R1的一端和靜態存儲單元的電源輸 入端相連，電阻R1的另一端與儲能元件的正極端相連，所述儲能元件的負極端與電容C1、 電容C2的另一端連接並接地。
[0015] 進一步的，所述片選信號控制單元中，與非門U1的兩個輸入端同時連接外部片選 信號，其輸出端連接與非門U2的一輸入端，所述與非門U2另一輸入端連接外部電源，所述 與非門U2輸出端連接靜態存儲單元的片選信號輸入端，所述與非門U1、U2的正電源端接外 部電源，與非門U1、U2的負電源端接地。
[0016] 進一步的，所述儲能元件為超級電容。
[0017] 與現有技術相比，本發明的有益效果如下：充分考慮掉電特點，使得存儲器的電源 端、片選信號端處於雙電源供電狀態，無需掉電檢測電路控制，自動完成雙電源的切換，且 其切換滿足高速要求；在正常供電時，片選信號可受外部信號控制存儲器性能不受任何影 響；採用高速門電路，在掉電狀態下，自身功耗極低；掉電狀態時，通過片選信號的控制，使 存儲器具有很低的靜態功耗。同時其電路簡單，成本低廉。
【專利附圖】
【附圖說明】
[0018] 圖1為本發明實施例靜態存儲器掉電保護電路的原理框圖。
[0019] 圖2為本發明實施例靜態存儲器掉電保護電路的電路圖。
【具體實施方式】
[0020] 為了使本發明的目的、技術方案及優點更加清楚明白，以下結合附圖及實施例，對 本發明進行進一步詳細說明。應當理解，此處所描述的具體實施例僅僅用以解釋本發明，並 不用於限定本發明。
[0021] 如圖1所示，一種掉電保護電路，包括儲能單元1、片選信號控制單元2 ;所述儲能 單元1，連接外部電源，用於在掉電狀況下提供備用電源；所述片選信號控制單元2，連接儲 能單元1，用於將片選信號傳輸給靜態儲存器；在外部電源連接正常時，所述片選信號控制 單元傳輸第一控制信號給靜態儲存器片選信號端，所述第一控制信號使靜態儲存器處於正 常工作狀態；在掉電狀態時，所述片選信號控制單元傳輸第二控制信號給靜態儲存器片選 信號端，所述第二控制信號使靜態儲存器處於無效狀態以保持存儲信息。
[0022] 其中，如圖2所示，在所述儲能單元中，二極體D1的陽極連接外部電源，其陰極同 時與電容C1、電容C2、電阻R1的一端和靜態存儲單兀的電源輸入端相連，電阻R1的另一 端與儲能元件的正極端相連，所述儲能元件的負極端與電容C1、電容C2的另一端連接並接 地。而在所述片選信號控制單元中，與非門U1的兩個輸入端同時連接外部片選信號，其輸 出端連接與非門U2的一輸入端，所述與非門U2另一輸入端連接外部電源，所述與非門U2 輸出端連接靜態存儲單元的片選信號輸入端，所述與非門Ul、U2的正電源端接外部電源， 與非門U1、U2的負電源端接地。
[0023] 其中：所述儲能元件為超級電容、法拉電容，也可以是普通大容量電容。從而提高 壽命，避免目前常用電池做備份電源而導致壽命受限，成本高。
[0024] 所述與非門U1?U2為高速CMOS集成器件，具有高速低功耗的特點。
[0025] 所述二極體D1可以為低漏電流開關二極體。
[0026] 所述電阻R1限流電阻，用於對儲能元件充電時的限流，一般可採用小阻值電阻。
[0027] 所述掉電保護電路的工作原理如下：正常工作狀態下，二極體D1處於正嚮導通， 外部電源3. 3V通過二極體D1產生備份電源VBAT，為靜態儲存器、與非門U1?U2提供電 源，並為儲能元件提供充電，電阻R1為小阻值限流電阻，電容C1?C2為濾波電容。外部片 選信號CS作為與非門U1的輸入，經反相後輸出至與非門U2的一個輸入端，與非門U2的另 一輸入端為外部電源3. 3V，因此外部片選信號CS能保持原相位控制靜態儲存器的片選，實 現正常的讀寫功能。
[0028] 而當沒有外部電源3. 3V時，電路處於掉電工作狀態，此時二極體D1處於反向工作 狀態，具有很小的漏電流，儲能元件通過限流電阻R1，釋放能量，產生電路工作所需的電源 VBAT，靜態儲存器、與非門U1?U2的工作電源由VBAT提供。在此狀態下，與非門U2的一 個接外部電源3. 3V的輸入端此時為掉電狀態，也就是低電平，因此與非門U2的輸出端始終 為高電平，連接到靜態儲存器後，確保靜態儲存器的片選信號也一直為高電平，讓靜態儲存 器處於無效狀態，實現靜態儲存器在極低功耗下，保持存儲信息。
[0029] 以上所述僅是本發明的優選實施方式，應當指出，對於本【技術領域】的普通技術人 員來說，在不脫離本發明原理的前提下，任何不超過本發明實質精神範圍的發明創造、修 改，均落入本發明的保護範圍。
【權利要求】
1. 一種靜態存儲器掉電保護電路，其特徵在於，包括：儲能單元、片選信號控制單元； 所述儲能單元，連接外部電源，用於在掉電狀況下提供備用電源； 所述片選信號控制單元，連接儲能單元，用於將片選信號傳輸給靜態儲存器； 在外部電源連接正常時，所述片選信號控制單元傳輸第一控制信號給靜態儲存器片選 信號端，所述第一控制信號使靜態儲存器處於正常工作狀態；在掉電狀態時，所述片選信號 控制單元傳輸第二控制信號給靜態儲存器片選信號端，所述第二控制信號使靜態儲存器處 於無效狀態以保持存儲信息。
2. 根據權利要求1所述的掉電保護電路，其特徵在於，所述的儲能單元還包括有儲能 元件，所述儲能單元中，二極體D1的陽極連接外部電源，其陰極同時與電容C1、電容C2、電 阻R1的一端和靜態存儲單元的電源輸入端相連，電阻R1的另一端與儲能元件的正極端相 連，所述儲能元件的負極端與電容C1、電容C2的另一端連接並接地。
3. 根據權利要求2所述的掉電保護電路，其特徵在於，所述片選信號控制單元中，與非 門U1的兩個輸入端同時連接外部片選信號，其輸出端連接與非門U2的一輸入端，所述與非 門U2另一輸入端連接外部電源，所述與非門U2輸出端連接靜態存儲單元的片選信號輸入 端，所述與非門U1、U2的正電源端接外部電源，與非門U1、U2的負電源端接地。
4. 根據權利要求2或3所述的掉電保護電路，其特徵在於，所述儲能元件為超級電容。
【文檔編號】G11C7/24GK203850001SQ201420158807
【公開日】2014年9月24日 申請日期:2014年4月3日 優先權日:2014年4月3日
【發明者】吳劍鍾, 霍梅梅, 蔡建平, 何加銘 申請人:浙江大學城市學院