电子电路和用于初始化电子电路的方法与流程

在电子电路尤其包含数字的电路部分的电子电路中，必须保证所述电子电路即使在包含所述电子电路的相应系统启动时也处于安全的状态中。在启动时，供给给电子电路的电压例如从0v起升高，使得电子电路从特定的电压阈值起有足够的电压和能量而运行。

背景技术：

在电压升高期间，会引起短时电压峰值(英语是：glitches)或者引起电压的持续较长时间的暂时下降。这会导致，电子电路的一部分已经处于运行中而其他部分尚未反应，因为对于这些其他部分而言电压还不够高。也可能电子电路的一部分首先处于运行中，然后在电压下降时短暂地又不处于运行中并且紧接着又处于运行中。电子电路的不同部分可能分别不同地反应。相应地，电子电路的内部存储器在启动时会加载如下值，所述值使电子电路进入并非针对正常运行所设置的值。

已知的是，例如参见us7,272,709，主芯片借助于芯片选择信号(英语：chipselect)来选择由其控制的芯片，使得在至少主芯片已经初始化时芯片才能够发送信号。然而，产生如下问题：系统的主芯片和其他芯片的初始化会持续时长不同。也产生如下风险：主机在启动时无意地发送芯片选择信号。

技术实现要素：

本发明的目的是，提供一种设备和一种方法，所述设备和方法解决所提到的问题。这通过本发明的主题来实现。有利的设计方案从如下描述中得出。

在一个实施方式中，提供一种用于根据从外部施加的电压来初始化电子电路的方法，其中所述电子电路包括第一输入电路和其他电路部分，所述第一输入电路配置为用于接收至少一个选择信号(cs1)和来自命令总线(spi)的信号。在第一步骤中，当电压未超过第一阈值时，禁用用于运行输入电路的第一使能信号并且禁用用于运行其他电路部分的另一使能信号。

在第二步骤中，当电压超过第一阈值时，激活用于运行输入电路的第一使能信号而禁用用于运行其他电路部分的另一使能信号。

接着，利用第一输入电路接收用于激活电子电路的选择信号和在用于命令总线的端子处的代码字。如果接收到的选择信号和接收到的代码字具有预定的值，那么激活用于运行其他电路部分的另一使能信号。

在一个实施方式中，仅当电压超过第二阈值(v3)时，才激活所述另一使能信号，所述第二阈值大于第一阈值(v2)。

此外，提出一种相对应的电子电路，所述电子电路能够执行所介绍的方法。

附图说明

现在根据附图阐述示例性的实施方式。在附图中

图1示出一系统，在所述系统中能够使用所介绍的用于初始化的方法；

图2示出开关阈值，所述开关阈值用于初始化电子电路；

图3示出用于初始化电子电路的不同的阶段；

图4示出根据第一实施方式的图1中的电子电路的电路细节；

图5示出根据第二实施方式的图1中的电子电路的电路细节。

具体实施方式

图1示出系统10，例如娱乐电子产品，其包括主机11和多个从机12、13和14。主机11和从机12、13和14分别是电子电路。在当前情况下，它们分别构成为集成电路，也称为芯片。系统10在其两个端子25和26处连接到电压供给部上，所述电压供给部例如由开关电源来运行。该开关电源在不运行时输出在电位vdd和vss之间的为0v的电压，而在运行时输出例如3v的电压。在该系统启动期间，电压从0v上升到3v，但是其中这会引起并且通常也引起在正方向上而且在负方向上的上述电压峰值和持续较长时间的暂时性电压骤降。电子电路11、12、13和14分别与端子25和26连接，所述电子电路由所述端子供给电能。

此外，主机11和从机12、13和14彼此间经由spi总线16彼此连接，经由所述spi总线，所述主机和从机彼此交换数据。spi总线16在此具有为4的宽度，也就是说，其具有四条并行的线路。

主机11还经由芯片选择线路cs1与从机12连接，借助于所述芯片选择线路，主机11选择或不选择从机12。同样，主机11经由芯片选择线路cs2与从机13连接，并且经由芯片选择线路cs3相应地与从机14连接，使得这些从机分别被主机11选择或不选择。选择在此表示：从机已准备好接收和发送数据。即使在未被选择的状态中，从机也执行基本功能，其方式是：所述从机例如将分别在内部生成的电压保持在期望的水平并且保持在预定的运行状态中。此外，所述从机在未被选择的状态中必须至少使输入电路的一部分运行，以便识别何时再次选择所述从机。此外，主机11驱动时钟信号clk，所有从机12、13和14在其相应的时钟输入端处获得所述时钟信号。

图2示出如下电压范围，在所述电压范围中，图1中的从机，在这种情况下即从机12工作。在0v至1v的范围中，相应的从机不运行。电压v1也称为“在接口运行时的最小电压”。从电压v1起，如下电路部分能够运行，借助于所述电路部分，从机至少能够接收和评估所选择的输入信号。

然而，需要略微更高的电压，以便保证在所有条件下，例如在所有不同的温度中，运行也是安全的。为此，设有阈值v2，所述阈值称为“在接口激活时的电压”并且在所述阈值的情况下从机被激活以接收所选择的信号。但是，在电压大于或等于阈值v2时，并非从机的所有部分都被激活，因为从机的特定的区域，例如具有用于运行内部的存储器的模拟电路的区域，尚未安全地运行。

在第一实施方式中，存在另一阈值v3，所述另一阈值称为“最小电压水平”。从该阈值v3起，整个从机能安全地运行，并且整个从机12的运行能够开始。在图2中，表述“从机”仅是示例性的。相应的方法能够使用于任何具有外部的电压供给部和输入接口的电子电路，尤其半导体器件。

在替选于图2的第二实施方式中，系统运行从阈值v2起就已经开始。

图3以表格形式示出实施第一实施方式的不同阶段。在第一阶段中，外部供给电压低于阈值v2。在该阶段中，不仅禁用用于接口的输入端子而且禁用从机的其余部分。由此要保证，从机不处于如下状态中，所述状态并非针对从机而设置。在非设置的状态中，可能的是，芯片输出在其他芯片中引起干扰的信号，和/或所述芯片不再离开非设置的状态，而电压不完全地下降到0v。

从小于v2的阈值v1起，芯片可能已经准备好运行，但是运行可能并非在所有情况下都是安全的。出于该原因，等待直至电压超过阈值v2。

在实施方式中，在禁用输入电路时，仅阻断所接收的信号的转发，但是，所接收的信号在第一输入电路中在内部地被评估。在替选的实施方式中，输入电路被完全关断。

在超过阈值v2时，阶段2开始，在所述阶段中，至少激活第一输入电路，所述第一输入电路用于接收至少所选择的接口信号。激活在此表示，使电路能运行，也就是说，加载有电压或者借助于示例性的数字使能信号(英语是：reset(重置))来使能。由此，第一输入电路准备好接收信号和将该信号转发给输入电路的输出端。

芯片的其余部分，尤其用于运行内部的存储器的模拟部分，在该阶段中保持禁用。这用于防止：尤其将有错误的数据写到非易失性存储器中，因为这会持久地损坏系统10的功能。

在该实施例中，描述了两个电路部分，所述电路部分被不同的使能信号激活。也可行的是，存在附加的电路部分，所述附加的电路部分被附加的使能信号激活。

在接下来的阶段3中，接口从线路cs1接收逻辑0，这在这种情况下表示，从机12被选择。此外，输入接口从spi总线16接收如下信号，在所述信号中在spi总线16的线路[0]上已经接收到特定的代码字。代码字由8位的位序列构成，例如“01010110”。spi总线16的其余线路不被考虑。这表示，如果从机12中的电压足够大，从机2应被完全激活。由此，在第一实施方式中，在阶段4中，当在从机12中已经识别到电压大于水平v3时，也激活从机12的其余部分。

借助于当前的方法保证，完全地激活从机12，在主机也相应地要求这样时如此。要不然可能产生如下风险：从机已经激活，但是主机尚不具有足够的电压和因此发送无意义的命令。借助于当前的方法，可行的是，芯片的整体有序地启动。从spi接口附加地接收和评估的图像提高安全性。在其他实施方式中可行的是，评估spi总线的更多位，以便进一步提高安全性。

图4示出在从机12中可行地执行所提出的方法。示出对从机12的输入端子的选择，更确切地说，用于电压供给部vdd和gnd的端子以及用于时钟clk的端子，用于芯片选择线路的端子cs和命令总线spi的四个端子中的一个端子。从机12包含第一比较器110和第二比较器111，其中当供给电压vdd大于v2时，第一比较器110在线路reset1上输出具有电平vdd的逻辑1并从而激活第一使能信号reset1。同样地，当该电压vdd大于v3时，比较器111输出具有电压电平vdd的逻辑1。

用于比较器110和111的比较电压例如能够借助于从机12中的带隙电压发生器(bandabstandsspannungs-generator)来产生。

线路reset1与用于端子cs和spi[0]的第一输入电路112和113连接。当reset1用信号表示逻辑1时，这些第一输入电路112和113被使能，也就是说，它们将在其输入端spi[0]处所接收到的信号转发给其相应的输出端。这些电路112和113的输出端尤其与开关机构114连接。该开关机构114从从机12的相应的输入端子接收时钟信号clk并且从第一输入电路112和113接收信号。当信号cs1为0和spi[0]是四个彼此相继的位的特定代码字时，开关结构114将信号release切换到1。

第一比较器110能够称为第一使能电路而第二比较器111能够称为第二使能电路。激活电路包含开关机构114和与门(und-gatter)115。被其他使能信号3使能的电路116、117和118能够称为其他电路部分，但是其也能够包括其他在此未介绍的电路。此外，除了在图4中示出的电路块，能够存在多个其他电路块。

通过使用总线信号，除了本来就存在的线路外不需要其他线路，所述其他线路会提高系统的耗费。此外，主机能够决定其以何种顺序操控从机。当主机想要防止在所有主机同时初始化并且在此都同时需要大量电流的情况下引起暂时的电压骤降时，所述主机例如能够将其首先需要的从机作为第一个激活。

如果供给电压vdd大于v2并且已从第一输入电路识别到用于激活电路的指令，那么线路release上的电平接近于逻辑1，这对应于vdd的电压电平。在线路reset2和release上分别存在逻辑1时，借助于与门115同样将信号reset3设置为逻辑1。其他使能信号reset3由此被激活并且接通内部的电压发生器116，所述电压发生器生成用于内部的存储器117的内部电压vcc、vpp和vbb。此外，信号reset3也使能输出驱动器118，使得该输出驱动器能够将信号驱动到输出端out[0:8]上。而如果线路reset3处于逻辑0上，那么输出端out[0:8]分别是高欧姆的并且关断内部的电压生成器116。

在一个实施方式中，当从机12最终已初始化所有电路部分时，所述从机并不用信号通知主机11。主机11于是必须被编程为，使得所述主机在通过cs1信号激活并且发送spi代码字以激活电路之后等待预定的时间直至所述主机访问从机12。

在一个替选的实施方式中，在从机12已内部地测量到所需的电压已经达到其目标值之后，从机11，例如也经由spi接口，向主机用信号通知初始化过程结束。

图5示出根据第二实施方式的电子电路的实施方式。在此，与门接收信号release和电平vdd。由此，与门115的输出信号对应于信号release。在线路release上存在逻辑1时，借助于与门115同样将信号reset3设置为逻辑1。由此，不等待到达阈值v3，而是供给电压大于或等于v2足以使能和从而运行其他电路。