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一种用于MCU芯片的看门狗定时器

阅读：272发布：2020-05-13

IPRDB可以提供一种用于MCU芯片的看门狗定时器专利检索，专利查询，专利分析的服务。并且本发明公开了一种用于MCU芯片的看门狗定时器，包括看门狗定时器模块、复位模块、时钟模块、时钟门控单元、唤醒控制模块和MCU控制器，本发明的有益效果是：当看门狗定时器工作于定时唤醒模式时，可以使MCU芯片适用于某些对功耗要求较高的应用场景。并且，当MCU芯片从休眠状态中被工作于低频工作时钟的看门狗定时器唤醒之后，能立刻响应接下来的休眠请求，而不是需要等等至少2个低频的看门狗定时器工作时钟才能再次休眠。藉此使得MCU内核才能够及时重新进入休眠状态，从而使MCU芯片能够适用于对功耗要求更加严格的应用场合。最后，重复利用了看门狗定时器正常工作模式的资源来实现看门狗定时器的定时唤醒模式，不需要增加额外的资源，不会增加芯片成本。，下面是一种用于MCU芯片的看门狗定时器专利的具体信息内容。

权利要求

1.一种用于MCU芯片的看门狗定时器，包括看门狗定时器模块、复位模块、时钟模块、时钟门控单元、唤醒控制模块和MCU控制器，其特征在于，所述唤醒控制模块分别连接时钟门控单元、看门狗定时器模块和MCU控制器，所述看门狗定时器模块还连接复位模块，所述时钟门控单元还分别连接时钟模块和MC控制器。

2.根据权利要求1所述的一种多用途的LED护眼台灯，其特征在于，所述唤醒控制模块包括寄存器R1、寄存器R2、与门AND、或门OR、反相器INV1和反相器INV2。

说明书全文

一种用于MCU芯片的看门狗定时器

技术领域

[0001] 本发明涉及芯片处理技术，具体是一种用于MCU芯片的看门狗定时器。

背景技术

[0002] 在MCU芯片中，看门狗定时器(Watch Dog Timer)模块在MCU芯片中是常用的一个功能模块。它实际上是一个定时器，在用户程序运行正常的时候，过一段时间用户程序就应发一条清除看门狗定时器的指令，让看门狗定时器重新开始计数。否则，当看门狗定时器溢出时，即认为程序没有工常工作，强制对整个系统复位，用户程序重新开始运行，从而实现用户程序运行监测功能。

[0003] 本发明提出一种用于MCU芯片的看门狗定时器的设计方案与装置。在本方案中，看门狗定时器有两种功能模式。当看门狗定时器处于复位模式时，即实现上述用户程序运行监测功能。除了上述的功能之外，还附加了一种新的功能模式——看门狗定时器定时唤醒模式。当看门狗定时器工作在看门狗定时器定时唤醒模式时，在MCU内核进入低功耗的休眠状态后，看门狗定时器依然工作，当看门狗定时器溢出时，将产生唤醒信号，将MCU内核由低功耗的休眠模式唤醒，然后用户程序继续运行。通过使用看门狗定时器的定时唤醒模式，可以使MCU芯片适用于某些对功耗要求较高的应用场景。

发明内容

[0004] 本发明的目的在于提供一种用于MCU芯片的看门狗定时器，以解决上述背景技术中提出的问题。

[0005] 为实现上述目的，本发明提供如下技术方案：

[0006] 一种用于MCU芯片的看门狗定时器，包括看门狗定时器模块、复位模块、时钟模块、时钟门控单元、唤醒控制模块和MCU控制器，所述唤醒控制模块分别连接时钟门控单元、看门狗定时器模块和MCU控制器，所述看门狗定时器模块还连接复位模块，所述时钟门控单元还分别连接时钟模块和MC控制器。

[0007] 作为本发明的进一步方案：所述唤醒控制模块包括寄存器R1、寄存器R2、与门AND、或门OR、反相器INV1和反相器INV2。

[0008] 与现有技术相比，本发明的有益效果是：当看门狗定时器工作于定时唤醒模式时，可以使MCU芯片适用于某些对功耗要求较高的应用场景。并且，当MCU芯片从休眠状态中被工作于低频工作时钟的看门狗定时器唤醒之后，能够立刻响应接下来的休眠请求，而不是需要等等至少2个低频的看门狗定时器工作时钟才能再次休眠。藉此使得MCU内核才能够及时重新进入休眠状态，从而使MCU芯片能够适用于对功耗要求更加严格的应用场合。最后，重复利用了看门狗定时器正常工作模式的资源来实现看门狗定时器的定时唤醒模式，基本上不需要增加额外的资源，不会增加芯片成本。附图说明：

[0009] 图1为本发明的整体框图。

具体实施方式

[0010] 下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。

[0011] 一种用于MCU芯片的看门狗定时器，包括看门狗定时器模块、复位模块、时钟模块、时钟门控单元、唤醒控制模块和MCU控制器，所述唤醒控制模块分别连接时钟门控单元、看门狗定时器模块和MCU控制器，所述看门狗定时器模块还连接复位模块，所述时钟门控单元还分别连接时钟模块和MC控制器。

[0012] 所述唤醒控制模块包括寄存器R1、寄存器R2、与门AND、或门OR、反相器INV1和反相器INV2。

[0013] 本发明的工作原理是：

[0014] 复位模块负责产生芯片的主要复位信号：看门狗定时器复位信号(rstn_wdt)，MCU内核复位信号(rstn_core)。在芯片中，复位信号为低电平有效。当看门狗定时器工作于复位模式时并且看门狗定时发生溢出时，看门狗定时器输出的看门狗复位请求信号(rst_by_wdt)为高有效。复位模块在检测到看门狗定时器输出的看门狗复位请求信号(rst_by_wdt)为高有效的时候，将MCU内核复位信号(rstn_core)置为低有效状态，从而复位整个系统。

[0015] 时钟模块负责产生芯片的内核工作时钟(clk_core)和低频的看门狗定时器工作时钟(clk_wdt)

[0016] 看门狗定时器工作于低频的时钟clk_wdt。看门狗定时器有两种功能模式。当看门狗定时器处于复位模式时，若看门狗定时发生溢出，即看门狗定时器输出的看门狗复位请求信号(rst_by_wdt)为高有效。从而复位整个系统，实现上述用户程序运行监测功能。当看门狗定时器工作在看门狗定时器定时唤醒模式，若MCU内核进入低功耗的休眠状态后，且看门狗定时器溢出时，将产生唤醒信号，将MCU内核由低功耗的休眠模式唤醒，然后用户程序继续运行。

[0017] 时钟门控单元根据唤醒控制模块(WAKE_CTRL)输出的时钟门控信号(GC)对输入时钟clk_core做门控控制，得到处理后的时钟信号(clk_core_gc)。通过在MCU内核在休眠状态时关闭相关逻辑的工作时钟，从而达到更低的功耗的目的。

[0018] 唤醒控制模块负责对芯片的内核工作时钟(clk_core)进行门控，门控后的时钟(clk_core)作为MCU内核的工作时钟。为了使MCU芯片能够适用于对功耗要求更加严格的应用场合，用户应用会让MCU芯片长时间置于低功耗的睡眠模式(Sleep Mode)。当MCU芯片处于休眠状态，可以通过MCU芯片中的实时时钟模块(WDT)进行精确的定时，在到达定时时间以后，看门狗定时器模块产生唤醒请求信号，将MCU芯片由睡眠模式唤醒。

[0019] 唤醒控制模块接受MCU内核的休眠请求(sleep_req)，产生时钟使能信号clk_enable(低电平输出表示关闭MCU内核工作时钟)输出至时钟门控单元(GC)，从而将MCU内核工作时钟(clk_core_gc)关闭。唤醒控制模块接受看门狗定时器模块(WDT)的唤醒请求(wake_req),产生时钟使能信号clk_enable(高电平输出表示开启MCU内核工作时钟)输出至时钟门控单元(GC)，从而将MCU内核工作时钟(clk_core_gc)开启。

[0020] 唤醒控制模块的工作原理如图1所示。唤醒控制模块接收到MCU内核的休眠请求信号(sleep_req),选择器MUX2选择高电平输出，寄存器R2被置位，输出信号sleep_en为高有效，反相器INV2的输出为低电平，连接至或门OR的输入端。或门OR的另一个输入端连接至唤醒门控信号(wake_en)。在无有效的唤醒的情况下，唤醒门控信号(wake_en)为低电平，所以时钟使能信号clk_enable为低电平状态输入至时钟门控单元(GC)，从而将MCU内核工作时钟(clk_core_gc)关闭，实现休眠情况下节省功耗。如果看门狗定时器工作于看门狗定时器定时唤醒模式时，当看门狗定时器模块到达用户设置的溢出时间以后，看门狗定时器模块将会产生唤醒请求信号(wake_by_wdt)，与唤醒相应的逻辑电路会使到寄存器R1的输出信号wake_en为高电平输出状态，然后或门OR的输出信号也由此变化高电平输出状态，输出至时钟门控单元(GC)，从而将MCU内核工作时钟(clk_core_gc)开启。内核唤醒反馈信号(wake_rps)为低电平表示MCU内核处于休眠状态时，为高电平表示MCU内核处于工作状态时。当MCU内核在唤醒门控信号(wake_en)的作用下被唤醒后，由MCU内核输入至唤醒控制模块(WAKE_CTRL)的内核唤醒反馈信号(wake_rps)为高有效电平，经过反相器INV1之后变化低电平。反相器INV1的输出连接至寄存器R1的异步复位输入端，因而将寄存器R1复位。寄存器R1复位后，唤醒门控信号(wake_en)将立刻由高有效状态切换至低电平输出状态。通过上述逻辑的作用，可以在MCU内核被唤醒后，及时将唤醒门控信号(wake_en)将由高有效状态切换至低电平输出状态。因此，当MCU内核从休眠模式中被唤醒之后，能够立刻响应接下来的休眠请求，重新进入低功耗模式。而在一般的通过时钟门控进行的低功耗逻辑设计中，当MCU内核被工作于低频率的唤醒逻辑唤醒之后，还需要等待低频率时钟周期后，MCU内核才能重新进入低功耗模式。因此，本设计方案能够实现更低的功耗，适用于对功耗要求更加苛刻的应用场合。

标题	发布/更新时间	阅读量
用于诊断看门狗定时器的装置和方法-专利编号CN110770591A	2020-05-13	498
看门狗定时器-专利编号CN107111526A	2020-05-11	566
看门狗定时器电路-专利编号CN104391460A	2020-05-12	859
高可用性和能量高效的看门狗定时器-专利编号CN107851050A	2020-05-14	145
长时间看门狗定时器-专利编号CN107132792A	2020-05-12	981
一种用于MCU芯片的看门狗定时器-专利编号CN106708642A	2020-05-13	271
外围看门狗定时器-专利编号CN106527249A	2020-05-11	772
具有步进电机和看门狗定时器的显示装置-专利编号CN103430154B	2020-05-14	971
具有步进电机和看门狗定时器的显示装置-专利编号CN103430154A	2020-05-15	344
看门狗定时器电路-专利编号CN204203679U	2020-05-15	559

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