專利名稱：持續(xù)低電壓檢測電路和方法
技術領域：
本發(fā)明涉及持續(xù)低電壓檢測系統(tǒng)。提供以下描述以使所屬領域的一般技術人員能夠 制造和使用本發(fā)明，且在專利申請案及其要求的上下文中提供以下描述。所屬領域的技 術人員將易于了解對優(yōu)選實施例的各種修改以及本文描述的一般原理和特征。因此，不 希望本發(fā)明限于所展示的實施例，而是本發(fā)明應符合與本文描述的原理和特征一致的最
廣泛范圍。
根據(jù)本發(fā)明，使用快閃存儲器的編程狀態(tài)來提供持續(xù)低電壓檢測。如此項技術中眾 所周知的，快閃存儲器是一種可以塊形式被擦除和重新編程的類型的EEPROM。許多現(xiàn) 代PC的BIOS存儲在快閃存儲器芯片上使得其可在必要時容易更新。典型的快閃存儲器 包括存儲器陣列，所述存儲器陣列包含以行和列的方式排列的大量存儲器單元。存儲器 單元的每一者包含能夠保持電荷的浮動柵極場效應晶體管。所述單元通常分組為塊。塊 內(nèi)單元的每一者可通過為浮動柵極充電而以隨機方式進行電編程。可通過塊擦除操作從 浮動柵極中去除電荷。通過浮動柵極中是否存在電荷來確定單元中的數(shù)據(jù)。
根據(jù)本發(fā)明，利用快閃單元中的數(shù)據(jù)來提供持續(xù)低電壓檢測。

圖1說明互阻抗讀出 放大器的電路圖以示范根據(jù)本發(fā)明以快閃單元來提供持續(xù)低電壓檢測。如圖所示，所述 電路包含放大器100，所述放大器100包括晶體管102和104。電流比較器106耦合到放 大器100，所述電流比較器106包括晶體管108和110。同樣耦合到放大器的是快閃單元， 其由電流源112表示。通過鎖存器114取樣和保持來自電流比較器106的數(shù)據(jù)。反相器 116緩沖來自鎖存器114的輸出以提供DATA力UT (數(shù)據(jù)_輸出)信號。
包括晶體管120和122的第二電流比較器118耦合到放大器100。鎖存器124耦合到 比較器118。采用XOR門的形式的組合邏輯126耦合到鎖存器124,并輸出信號 (WARNING (警報))作為持續(xù)低電壓檢測輸出。
操作中，當電流源112的電流對于未編程的單元為低時，DATA^^UT將為低。當電 流對于經(jīng)編程的單元為高時，DATA—OUT將為高。在檢測持續(xù)低電壓狀況時，通過監(jiān)視 觀察到的電流來監(jiān)視快閃單元上電荷的維持。當快閃單元開始損失其電荷時，電流將下 降。如果電流下降到預定閾值以下(例如，如果電流下降到最大值的約80%以下)，那么 基于通過XOR門126對由鎖存器114和124鎖存的電流比較器106和118的取樣狀態(tài)的 組合而輸出WARNING信號。
以此方式，持續(xù)低電壓檢測器感測快閃單元何時開始損失其內(nèi)含物。這可能(例如) 在快閃存儲器在延長的時段內(nèi)經(jīng)受高溫、經(jīng)受輻射等時發(fā)生。然而，其還將檢測單元電 流何時過低，這將在電源電壓較低時乃至在芯片的時鐘頻率過高(且快閃存儲器沒有足
夠的時間來解析正確的數(shù)據(jù))時發(fā)生。因此，對于關鍵的應用(例如，醫(yī)學)，可使用警 報信號來提示控制器對其本身重新編程或完全關閉以防止故障，正如所屬領域的技術人 員充分理解的。
圖2說明對圖1的電路的操作的模擬的信號圖。應了解，這種模擬反映單元中電荷 的損失。類似的模擬在電源電壓下降或時鐘頻率過高時提供持續(xù)低電壓指示。
參看圖2，信號線200表示快閃單元的電流電平(i(ieecell))。信號線202表示取樣 信號的電壓電平(v(sample))。來自鎖存器114并通過反相器116緩沖的數(shù)據(jù)輸出由信號 線204表示為電壓電平(v(data一out))。信號線206表示從組合邏輯126輸出的警報信號 的電壓電平(v(warning))。信號線中表示快閃單元的三種編程狀況。即，0.5 us (微秒) 處存在未編程單元狀況，2.5us處存在經(jīng)良好編程的快閃單元，且4.5us處存在稍許放電 的經(jīng)編程單元(持續(xù)低電壓)狀況。如圖所示，警報信號對應于來自快閃單元的電流的 下降而變高，指示單元中電荷的損失且因此指示電源電壓下降。
盡管已根據(jù)所展示的實施例描述了本發(fā)明，但所屬領域的一般技術人員將容易認識 到，可對所述實施例作出變化，且所述變化將在本發(fā)明的精神和范圍內(nèi)。因此，所屬領 域的一般技術人員可在不脫離所附權利要求書的精神和范圍的情況下作出許多修改。
權利要求
1.一種持續(xù)低電壓檢測電路，其包括讀出放大器，其用于感測由快閃單元展示出的電流電平；以及組合邏輯，其耦合到所述讀出放大器，用于基于所述感測到的電流電平來識別所述快閃單元的編程狀況，包含持續(xù)低電壓狀況，以便提供警報從而避免由于所述持續(xù)低電壓狀況而引起潛在故障。
2. 根據(jù)權利要求l所述的電路，其中所述組合邏輯進一步將處于已編程狀態(tài)的所述快 閃單元的感測到的電流電平的下降識別為所述持續(xù)低電壓狀況。
3. 根據(jù)權利要求2所述的電路，其進一步包括第一和第二電流比較器，所述第一和第 二電流比較器耦合到所述讀出放大器并接收所述感測到的電流電平。
4. 根據(jù)權利要求3所述的電路，其進一步包括耦合到所述第一電流比較器的第一鎖存器和耦合到所述第二電流比較器的第二鎖存器，用于鎖存來自所述第一和第二電流 比較器的輸出。
5. 根據(jù)權利要求4所述的電路，其中所述組合邏輯進一步包括XOR門，所述XOR門 將來自所述第一和第二鎖存器的輸出在邏輯上進行組合。
6. 根據(jù)權利要求5所述的電路，其中所述XOR門輸出提供所述警報作為輸出信號。
7. —種用于檢測持續(xù)低電壓狀況的方法，所述方法包括感測由快閃單元展示出的電流電平；以及基于所述感測到的電流電平來識別所述快閃單元的編程狀況，包含持續(xù)低電壓狀 況，以便提供警報從而避免由于所述持續(xù)低電壓狀況而引起潛在故障。
8. 根據(jù)權利要求7所述的方法，其中所述識別步驟進一步包括將處于已編程狀態(tài)的所 述快閃單元的感測到的電流電平的下降識別為所述持續(xù)低電壓狀況。
9. 根據(jù)權利要求8所述的方法，其進一步包括通過第一和第二電流比較器電路比較所 述感測到的電流電平。
10. 根據(jù)權利要求9所述的方法，其進一步包括將來自所述第一和第二電流比較器電路 的輸出鎖存在第一和第二鎖存器電路中。
11. 根據(jù)權利要求IO所述的方法，其進一步包括用XOR門將來自所述第一和第二鎖存 器電路的輸出在邏輯上進行組合。
12. 根據(jù)權利要求11所述的方法，其進一步包括提供所述警報作為來自所述XOR門的 輸出信號。
13. —種持續(xù)低電壓檢測電路，其包括電流源，其提供由快閃存儲器展示出的電流電平； 讀出放大器，其耦合到所述電流源，用于感測所述電流電平；電流比較器電路，其耦合到所述讀出放大器，用于將所述感測到的電流電平與預 定閾值進行比較；以及組合邏輯，其耦合到所述電流比較器電路，用于在所述感測到的電流電平下降到 所述預定閾值以下時識別持續(xù)低電壓狀況，以便提供警報從而避免由于所述持續(xù)低 電壓狀況而引起潛在故障。
14. 根據(jù)權利要求13所述的電路，其中所述比較器電路進一步包括第一和第二電流比 較器。
15. 根據(jù)權利要求14所述的電路，其進一步包括耦合到所述第一電流比較器的第一鎖 存器和耦合到所述第二電流比較器的第二鎖存器，用于鎖存來自所述第一和第二電 流比較器的輸出。
16. 根據(jù)權利要求15所述的電路，其中所述組合邏輯進一步包括XOR門，所述XOR 門將來自所述第一和第二鎖存器的輸出在邏輯上進行組合。
17. 根據(jù)權利要求16所述的電路，其中所述XOR門輸出提供所述警報作為輸出信號。
全文摘要
一種持續(xù)低電壓檢測電路包含讀出放大器(100)，其用于感測由快閃單元展示出的電流電平。組合邏輯(126)耦合到所述讀出放大器(100)，用于基于所述感測到的電流電平來識別所述快閃單元的編程狀況，包含持續(xù)低電壓狀況，以便提供警報(206)從而避免由于持續(xù)低電壓狀況而引起潛在故障。
文檔編號G01R31/08GK101163976SQ200680011925
公開日2008年4月16日 申請日期2006年4月11日 優(yōu)先權日2005年4月12日
發(fā)明者泰耶·塞特 申請人:愛特梅爾公司