专利名称：具有电源故障恢复功能的便携式电子装置及故障恢复方法
技术领域：
本发明有关于具有电源故障恢复功能的便携式电子装置，特别指一种将便携式电子装置从其可卸电池的中断期间恢复至故障前状态的装置及方法。
多数的电子装置，包括如无线通信装置之类的便携式电子装置，均使用可卸电池作为其电源。这类的电源可能因为多种原因而发生故障，例如，便携式电子装置发生撞击或可卸电池短暂的接触不良而引起电源发生故障。这种暂时性的电源故障可能持续数微秒，至多持续一秒钟时间。一般而言，传统的便携式电子装置从电源故障恢复后会重头进行开机过程，然而，故障发生前的数据将因此全部丧失，如此将造成使用者的严重困扰。上述问题最简单的解决方式为使用一大容量的辅助电源，在主要的电池发生故障时作为替代电源，由于制造成本及体积和重量的因素，这种作法并无法达到使用者的要求。
一种公知的便携式电子装置，利用存放在其微控制器的堆栈(stack)里的电池检查程序来监测电源故障恢复。一旦判定电源恢复稳定，这种便携式电子装置使其操作程序回到故障发生前的程序地址继续执行。可惜的是，采用此方式的便携式电子装置仍然需要一大容量的辅助电源以维持微控制器在主电源中断期间能够正常工作。
另一种公知的便携式电子装置则在检测到电源故障时，将当时的工作状态和时间存放在非易失性(non-volatile)随机存取存储器(Random AccessMemory，RAM)里。当电源恢复之后，存储的操作信息将转移至便携式电子装置的处理器。此外，该处理器从非易失性RAM取得故障时间和从一内置时钟接收恢复时间，如此，处理器可以决定电源故障是否为短时间的中断，若电源故障期间为在一允许的时间范围内，处理器便能以存储的操作信息使便携式电子装置恢复到之前的状态。然而，这种方式的缺点为需要相当数量的非易失性RAM来存储操作状态，再者，存储数据于非易失性RAM时，通常需要消耗大量电功率与时间，而且由于处理器需要决定电源故障期间，便携式电子装置必须具有额外的定时器来继续计时。
有鉴于此，本发明提出一种具有电源故障恢复功能的便携式电子装置，以克服公知技术的局限性。
本发明的目的是提供一种便携式电子装置，在电源故障期间消耗辅助电源最少的电功率，以使容许电源故障恢复的时间达到最长。
本发明的另一目的是提供一种简单的方案，使便携式电子装置从电源故障恢复之后，无需手动操作电源键即可以自动重新启动。
本发明的又一目的是提供一种便携式电子装置，可以在因电池短暂松脱引起的电源故障之后，回到故障前的状态。
为达上述目的，本发明提供一种具有电源故障恢复功能的便携式电子装置及其电源故障恢复方法。根据本发明，由主电源供电的便携式电子装置包含一电源检测模块、一处理器、一计时单元以及一电源管理单元。电源检测模块可从主电源检测一输出特性，如果检测到的输出特性低于一第一阈值，则电源检测模块会设定一中断信号。处理器响应于中断信号而设定一关断信号及一启用信号。计时单元则在启用信号被设定时，在一预定时间间隔内设定一启动信号。计时单元直接由一备用电源供电。电源管理单元电连接至主电源和备用电源，可用来在关断信号被设定时，切断主电源与一高耗电电路区之间的连接。此外，电源管理单元可用来在启动信号被设定且主电源的输出特性超过一第二阈值时，重新将主电源连接至高耗电电路区。
根据本发明的另一方面，具有电源故障恢复功能的便携式电子装置包含一电源检测模块、一易失性RAM、一处理器、一计时单元以及一电源管理单元。电源检测模块可从主电源检测一输出特性。当主电源发生故障，使检测到的输出特性低于一第一阈值时，电源检测模块会设定一中断信号。在主电源故障时，易失性RAM用来存放操作数据。处理器于响应电源检测模块的中断信号而设定一关断信号及一启用信号，计时单元则响应于启用信号，在一预定时间间隔内设定一启动信号。电源管理单元电连接至主电源和备用电源，并从备用电源供电给计时单元和易失性RAM。电源管理单元可用来在关断信号被设定时，切断主电源与一高耗电电路区之间的连接。当启动信号设定后且主电源的输出特性超过一第二阈值时，电源管理单元则重新将主电源连接至高耗电电路区。其中，当主电源重新与高耗电电路区连接时，处理器根据存放在易失性RAM的操作数据，执行一重新启动程序。
根据本发明的便携式电子装置，其利用原有的计时单元便能达到电源故障恢复功能而无需额外的组件。更特别的是，从电源故障恢复之后，处理器不必执行检查程序或决定电源中断期间的长短，如此处理器可使便携式电子装置立刻回到正常操作状态。
为使本发明的上述目的、特征和优点能更明显易懂，下文特举一优选实施例，并配合附图，详细说明如下图1是根据本发明的具有电源故障恢复功能的便携式电子装置其优选实施例方块图；图2是根据本发明的具有电源故障恢复功能的便携式电子装置其另一实施例方块图；以及图3是根据本发明的具有电源故障恢复功能的便携式电子装置其基本操作流程图。
附图标号说明100便携式电子装置；110计时单元；112启动信号；120、120’电源管理单元；130电源检测模块；132中断信号；140处理器；142关断信号；144启用信号；150、150’主电源；160、160’备用电源；170无线电部分；180输出入装置；190易失性RAM；122、124、126、164电源线；146、148、152、154、156、162、162’、182信号线。
具体实施例方式
参考图1，便携式电子装置100是由主电源150供电，其中主电源150为可卸电池，而便携式电子装置100为移动电话之类的无线通信装置。便携式电子装置100亦包括备用电源160，用以在主电源150故障引起的电源中断期间供电给某些必要的组件。这些必要组件消耗非常少的电源，并可使便携式电子装置100在电源故障排除之后，从中断状态里恢复过来，如图1所示。其中一个必要组件为计时单元110。一个包含处理器140、无线电部分170以及至少一个输出入装置180的高耗电电路区消耗了便携式电子装置100的大部份电源。无线电部分170经由信号线182耦接输出入装置180，而处理器140则透过信号线146与输出入装置180相连。此外，便携式电子装置100具有电源检测模块130及电源管理单元120。电源管理单元120藉由信号线154、162分别与主电源150和备用电源160作电气耦接，且电源管理单元120透过电源线122供电给上述的高耗电电路区。在本实施例中，电源检测模块130监测主电源150的输出电压值。值得注意的是，电源检测模块130亦可监测主电源150的其它输出特性，如功率值或电流值。
继续参考图1并结合图3说明，电源检测模块130经由信号线152检测主电源150的输出电压值(步骤S310及S340)，如果检测到的输出电压值低于第一阈值VTH1，则电源检测模块130会设定一中断信号132(步骤S320)。处理器140于响应中断信号132后执行一中断服务例行程序并设定一启用信号144，以启动计时单元110。处理器140接着设定一关断信号142给电源管理单元120。计时单元110则在启用信号144被设定时，在一预定时间间隔内设定一启动信号112，其中计时单元110透过电源线164直接由备用电源160供电。该预定时间间隔可由计时单元110预设在一允许的时间范围内，例如0.5-1秒。电源管理单元120在关断信号142设定后，切断主电源150与包含处理器140、无线电部分170以及输出入装置180的高耗电电路区之间的连接(步骤S330)。此外，电源管理单元120在启动信号112设定后且主电源150的输出电压值超过第二阈值VTH2时，重新将主电源150连接至高耗电电路区(步骤S350及S360)。因处理器140、无线电部分170以及输出入装置180被重新供电而启动后，便携式电子装置100则重新启动。当主电源150的输出特性超过第二阈值VTH2时，备用电源160可透过信号线156由主电源150进行充电。此外，备用电源160可为一内置电池或大型充电电容。第一阈值VTH1可以等于第二阈值VTH2。
以上述方式，便携式电子装置100将消耗最少的电源使容许电源故障恢复的时间达到最长。当主电源的电功率输出恢复(即超过第二阈值VTH2)时，便携式电子装置100将无需手动操作电源键即可以自动重新启动。
图2显示具有电源故障恢复功能的便携式电子装置的另一实施例，其中与图1里相同的组件则以相同的标号表示。如图2所示，便携式电子装置100还包含一静态(static)的易失性SRAM 190，电源管理单元120’仅透过电源线124及126从备用电源160供电给SRAM 190和计时单元110。处理器140透过信号线148与SRAM 190相连。SRAM 190在主电源150’故障时，可用来存放操作数据。由于低耗电的缘故，本发明采用了SRAM。电源管理单元120’利用信号线154、162’分别电连接至主电源150’和备用电源160’。
继续参考图2及图3，电源检测模块130经由信号线152检测主电源150’的输出电压值(步骤S310及S340)，如果检测到的输出电压值低于第一阈值VTH1，则电源检测模块130会设定一中断信号132(步骤S 320)。处理器140于响应中断信号132以执行一中断服务例行程序并设定一启用信号144以启动计时单元110。处理器140接着设定一关断信号142给电源管理单元120’。计时单元110则在启用信号144设定后，在一预定时间间隔内设定一启动信号112。电源管理单元120’在关断信号142产生后，切断主电源150’与一个包含处理器140、无线电部分170以及输出入装置180的高耗电电路区之间的连接(步骤S330)。此外，在启动信号112设定后且主电源150’的输出电压值超过第二阈值VTH2时，电源管理单元120’则会重新将主电源150’连接至高耗电电路区(步骤S350及S360)。处理器140、无线电部分170以及输出入装置180被重新供电而启动之后，处理器140根据存放在SRAM 190的操作数据，执行重新启动程序，以设定便携式电子装置100的所有组件至适当的状态。同样值得注意的是，当主电源150’的输出特性超过第二阈值VTH2时，备用电源160’可透过信号线162’由电源管理单元120’进行充电。备用电源160’可为一小型电池或具有大电容值的电容，而第一阈值VTH1可以等于第二阈值VTH2。
因此，当主电源的电功率输出恢复(即超过第二阈值VTH2)时，便携式电子装置100无需以手动方式操作电源键即可以自动重新启动，也就是，便携式电子装置100能够自动从其主电源150’故障的中断期间恢复至故障前状态。当便携式电子装置100为行动电话时，当行动电话从短暂的电源故障恢复时，使用者可以用行动电话SIM卡的PIN密码或行动电话机的安全密码，取回存放在SRAM的信息并自动地输入PIN密码或安全密码以结束重新启动程序。除此之外，计时单元110还包含一时钟装置114以持续进行时间与日期的计时工作，如此便携式电子装置100能够正确地更新其日期/时间功能。
根据以上所述，本发明已公开一种具有电源故障恢复功能的便携式电子装置及其电源故障恢复方法。本发明的具有电源故障恢复功能的便携式电子装置，在电源故障期间耗电最少，以使容许电源故障恢复的时间达到最长。
本发明的便携式电子装置从电源故障恢复之后，无需手动操作电源键即可以自动重新启动。根据本发明的便携式电子装置亦可以在因电池短暂松脱引起的电源故障之后，回到故障前的状态。
虽然本发明已以具体实施例公开如上，然其仅为了易于说明本发明的技术内容，而并非将本发明狭义地限定于该实施例，任何本领域技术人员，在不脱离本发明的构思和范围的情况下，可进行更动与改进，因此本发明的保护范围以所提出的权利要求所限定的范围为准。
权利要求
1.一种由一主电源供电的便携式电子装置，当该主电源发生一电源故障时，该便携式电子装置具有一电源故障恢复功能，该便携式电子装置包含一高耗电电路区；一备用电源，为可供电至该便携式电子装置；一电源检测模块，可从该主电源检测一输出特性，当该输出特性低于一第一阈值，该电源检测模块设定一中断信号；一处理器，于响应该中断信号时设定一关断信号及一启用信号；一计时单元，于响应该启用信号而在一预定时间间隔内设定一启动信号，该计时单元直接由该备用电源供电；以及一电源管理单元，电连接该主电源和该备用电源，用于在该关断信号产生后，切断该主电源与该高耗电电路区的连接，并在该启动信号产生后且该主电源的该输出特性高于一第二阈值时，重新将该主电源连接至该高耗电电路区。
2.如权利要求1所述的便携式电子装置，还包含由上述备用电源供电的一易失性随机存取存储器，当上述主电源发生上述电源故障时，该易失性随机存取存储器用来存放一操作数据。
3.如权利要求2所述的便携式电子装置，其中当上述主电源与该高耗电电路区重新连接时，上述处理器根据存放在上述易失性随机存取存储器的该操作数据，执行一重新启动程序。
4.如权利要求1所述的便携式电子装置，其中上述计时单元还包含一时钟装置以持续进行时间与日期的计时工作。
5.如权利要求1所述的便携式电子装置，其中当上述主电源的上述输出特性超过上述第二阈值时，上述备用电源可由上述主电源进行充电。
6.如权利要求1所述的便携式电子装置，其中当上述主电源的上述输出特性超过上述第二阈值时，上述备用电源可由上述电源管理单元进行充电。
7.如权利要求1所述的便携式电子装置，其中上述主电源为一可卸电池。
8.如权利要求1所述的便携式电子装置，其中上述备用电源为一内置电池。
9.如权利要求1所述的便携式电子装置，其中上述备用电源为一大型充电电容。
10.如权利要求1所述的便携式电子装置，其中上述第一阈值等于上述第二阈值。
11.如权利要求1所述的便携式电于装置，其中上述高耗电电路区包含上述处理器、一无线电部分以及至少一输出入装置。
12.如权利要求3所述的便携式电子装置，其中上述易失性随机存取存储器为一低耗电静态随机存取存储器。
13.一种由一主电源供电的便携式电子装置，具有电源故障恢复功能，该便携式电子装置包含一高耗电电路区；一备用电源，为可供电至该便携式电子装置；一电源检测模块，可从该主电源检测一输出特性，当该主电源发生故障而该输出特性低于一第一阈值时，该电源检测模块设定一中断信号；一易失性随机存取存储器，在该主电源故障时，可用来存放一操作数据；一处理器，于响应该中断信号而设定一关断信号及一启用信号；一计时单元，于响应该启用信号而在一预定时间间隔内设定一启动信号；以及一电源管理单元，电连接至该主电源与该备用电源，该电源管理单元从该备用电源供电给该计时单元和该易失性随机存取存储器，该电源管理单元用来(1)在该关断信号产生后，切断该主电源与该高耗电电路区之间的连接，(2)在该启动信号产生后且该主电源的该输出特性超过一第二阈值时，重新将该主电源连接至该高耗电电路区；其中，当该主电源与该高耗电电路区重新连接时，该处理器根据存放在该易失性随机存取存储器的操作数据，执行一重新启动程序。
14.如权利要求13所述的便携式电子装置，其中上述计时单元还包含一时钟装置以持续进行时间与日期的计时工作。
15.如权利要求13所述的便携式电子装置，其中当上述主电源的上述输出特性超过上述第二阈值时，上述备用电源可由上述主电源进行充电。
16.如权利要求13所述的便携式电子装置，其中当上述主电源的上述输出特性超过上述第二阈值时，上述备用电源可由上述电源管理单元进行充电。
17.如权利要求13所述的便携式电子装置，其中上述第一阈值等于上述第二阈值。
18.如权利要求13所述的便携式电子装置，其中上述高耗电电路区包含上述处理器、一无线电部分以及至少一输出入装置。
19.如权利要求13所述的便携式电子装置，其中上述易失性随机存取存储器为一低耗电静态随机存取存储器。
20.一种便携式电子装置由一主电源故障恢复的方法，该方法包含检测该主电源的一输出特性；当检测到的该输出特性低于一第一阈值时，切断该主电源与一高耗电电路区之间的连接；响应于一计时单元在一预定时间间隔内设定的一启动信号，而检测该主电源的该输出特性；以及当检测到的该输出特性超过一第二阈值时，重新将该主电源连接至该高耗电电路区。
全文摘要
一种由主电源供电并具有电源故障恢复功能的便携式电子装置,包含高耗电电路区、电源检测模块、处理器、计时单元以及电源管理单元。电源检测模块可从主电源检测一输出特性,当输出特性低于一阈值时则设定一中断信号。处理器响应于中断信号以设定一关断信号及一启用信号。计时单元则在启用信号被设定时,在一预定时间间隔内设定一启动信号。一旦收到前述的关断信号,电源管理单元切断主电源与高耗电电路区之间的连接。而当前述的启动信号被设定且主电源的输出特性超过阈值时,电源管理单元重新将主电源连接至高耗电电路区。
文档编号G06F1/30GK1423424SQ0213227
公开日2003年6月11日 申请日期2002年9月4日 优先权日2001年12月7日
发明者张欣晴, 范振煌, 杜本权 申请人:明基电通股份有限公司