技術領域

本公開涉及具有附加微控制器的備用工作。

背景技術

控制系統中使用的集成芯片的備用電力消耗對于低電力備用模式下工作的系統來說是一個重要的考量。但是，隨著用于集成芯片的晶體管的大小不斷地縮小，泄露電流增加并拉高了備用電力消耗。在設計于90nm以下技術節點中的最新的高性能微控制器中，晶體管器件的備用電力消耗由泄露電流決定，特別是在更高的溫度下。

泄露電流是當晶體管的柵極被關斷時在源極和漏極之間流動的電流。典型地，當晶體管的柵極被關斷，微量的泄露電流在源極端和漏極端之間流動。但是，在現有集成芯片技術中，最小的可允許柵長以及基于此的源極和漏極之間的物理距離縮小到如此小的地步以致即使當晶體管被關斷時漏極電流使微控制器仍耗費大量的電力。

為應對泄露電流問題而實施的電路系統和技術逐漸復雜化。例如，一種先前技術通過利用周期性切斷并喚醒微控制器的周期性休眠-喚醒機制來關斷至微控制器的電力以消除備用工作期間的泄露電流。這種微控制器的平均能源/電流消耗基于休眠喚醒邏輯的電力消耗、開/關微控制器消耗的電力以及工作期間的電力消耗被計算。盡管做出了這樣的努力，平均能耗仍無法滿足低電力微控制器的嚴苛的要求。

發明內容

本公開提供了一種微控制器單元，被配置為在常規工作模式和備用工作模式下工作，包括：主微控制器，被配置為在所述常規工作模式期間處理數據；備用微控制器，被配置為在檢測到預定事件時輸出喚醒信號；以及，電源，通過分開的供電路徑耦接至所述主微控制器和所述備用微控制器，并被配置為基于所述喚醒信號選擇性地向所述主微控制器供電。其中，在所述備用工作模式期間，所述主微控制器以具有降低的運算能力的減少泄露狀態進行工作，并且電力被提供給所述備用微控制器，從而在保持所述備用微控制器的運算能力的同時，減少與所述主微控制器中的晶體管相關的泄露電流。

附圖說明

圖1示出微控制器單元的第一實施方式的框圖。

圖2示出微控制器單元更詳細的實施方式的框圖。

圖3a至圖3b是示出供給本文提出的微控制器單元中主微控制器和備用微控制器的電力信號的曲線圖。

圖4示出包括微控制器單元的嵌入式系統的框圖。

圖5示出包括在微控制器單元內的備用微控制器的更詳細的實施方式，特別是示出主微控制器和備用微控制器之間通信的框圖。

圖6示出本文提出的微控制器單元的框圖。

圖7示出運行微控制器的方法的流程圖。

圖8示出微控制器單元的工作期間微控制器之間通信方法的流程圖。

具體實施方式

現將參照附圖描述本發明，附圖中從頭至尾相同的參考標號被用于表示相同的元件，且附圖中所示的結構和器件并不嚴格按尺寸畫出。

本公開的一些方面提供了一種微控制器單元。該微控制器單元同時包括主微控制器和備用微控制器。電源通過允許主微控制器和備用微控制器彼此獨立地工作的分開的供電路徑被耦接至主微控制器和備用微控制器。在低電力備用工作模式下，電源在減少泄露狀態（如關斷電力）下運行主微控制器，同時電源在標準工作狀態（如打開電力）下運行備用微控制器，從而在保持備用微控制器的運算能力（即處理能力）的同時減少主微控制器中大量晶體管相關的泄露電流。電源進一步被配置以基于由備用微控制器生成的喚醒命令恢復正常工作模式（如通過選擇性地向主微控制器供電）。

應理解本文提出的，術語“減少泄露狀態（reduced?leakage?state）”表示一種微處理器工作狀態：減少主微控制器中的晶體管器件泄露電流同時消極地影響主微控制器的計算能力。例如，在一種實施方式中，“減少泄露狀態”可通過不向主微控制器提供電壓來實現。在可選實施方式中，“減少泄露狀態”可通過減少供給主微控制器的電壓來實現。

在另一種實施方式中，主微控制器可通過使用井偏置技術減少泄露電流以工作在“減少泄露狀態”下。作為本領域技術人員應理解，井偏置技術對半導體器件中的井施加偏置電壓以減少半導體器件的泄露電流。當井偏置被實施時，主微控制器無法為處理的目的進行工作，但主微控制器中的易失性存儲器（如SRAM、寄存器）的內容可以被保持。應理解上面實施方式并非限制，并且本公開方法和裝置可應用任何減少微控制器的泄露電流的技術。

圖1示出微控制器單元100的第一實施方式的框圖。所公開的微控制器單元100在減輕泄露電流的消極影響的同時兼顧高性能和低電力工作。