【嘉勤点评】灵动的MCU专利，通过使用低压器件设计PMU，并在上电启动时确定高压使能信号的初始态，降低了MCU芯片电源系统的面积和成本，同时具备上电快速启动的优点。
集微网消息，近日国家工信部公示第三批专精特新“小巨人”企业名单，灵动荣誉上榜。这是经过层层遴选的上海市中小企业中的佼佼者，是上海市产业转型升级和经济高质量发展的中坚力量。
MCU芯片的电源系统至关重要，通常希望电源系统以最小的面积来完成功能，以降低成本。传统MCU的电源中BGR1是超低功耗的带隙基准源，LDO1是低压差线性稳压器，BGR1+LDO1提供第一电源，精度差，启动时间很长，功耗很低，因而始终打开。而BGR2+LDO2提供第二电源，精度高，启动快，但是功耗较高。第一电源与第二电源的切换，由HVPMU(电源管理单元)通过控制BGR2和LDO2的打开和关闭实现。但是使用高压逻辑设计HVPMU会带来较大面积，增加系统成本。
为此，灵动于2019年9月24日申请了一项名为“一种用于MCU芯片的电源管理电路及方法”的发明专利（申请号: 201910905121.3），申请人为上海灵动微电子股份有限公司。
图1 电源管理电路结构示意图
图1为本发明提出的用于MCU芯片的电源管理电路结构示意图，其中包括第一电源模块100，提供第一电压电源，给处于休眠状态的MCU芯片供电；第二电源模块400，提供第二电压电源，给处于非休眠状态的MCU芯片供电；电源管理模块200，与第一电源模块电连接，采用低压逻辑设计，在低压域工作，控制电源模式的切换；电平转换模块300，分别与电源管理模块的输出端、第一电源模块的输出端以及第二电源模块的输入端电连接，能够在第一电压电源无效时，输出有效的高压使能信号，此时第二电源模块进一步产生第二电压电源；开关单元500，分别与第二电源模块的输出端和第一电源模块的输出端电连接，当第二电压电源有效时，开关单元导通，将第二电压电源与第一电压电源短路。
当MCU处于休眠状态时，为节省功耗，关闭第二电源模块，仅保留第一电源模块，由其提供的第一电压电源给MCU内部仍需处于工作状态的少部分逻辑供电，这是一种电源模式。当MCU被唤醒时，开启第二电源模块，由其提供的第二电压电源给MCU内部所有的模块供电，这是另一种电源模式。两种电源模式的切换，由电源管理模块PMU根据MCU的指示来控制。电源管理模块PMU由第一电压电源供电，采用低压器从而减小PMU的面积。
PMU工作在低压域(即低压电源域)下(比如1 .5v)，其输出为一低压域下的信号，即低压使能信号。电平转换模块受第一电压电源和外部高压电源驱动，将低压使能信号转换为对应的高压使能信号(即低电平的低压使能信号转换为低电平的高压使能信号，高电平的低压使能信号转换为高电平的高压使能信号)，从而使PMU通过电平转换模块，根据与MCU的通信控制第二电源模块的启动与关闭。
简而言之，灵动的MCU专利，通过使用低压器件设计PMU，并在上电启动时确定高压使能信号的初始态，降低了MCU芯片电源系统的面积和成本，同时具备上电快速启动的优点。
灵动是国内领先的通用32位MCU产品及解决方案供应商，也是为数不多的建立了独立、完善的生态体系的通用MCU公司，可为客户提供从芯片硬件到软件算法、从参考方案到系统设计的全方位支持，真正为中国电子信息产业提供底层技术驱动和支持。
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（校对/holly）
