专利名称：具有扩大工作电压范围的处理器的利记博彩app
技术领域：
本发明一般涉及处理器，更具体地涉及一种具有扩大工作电压范围的基于精简指令集计算机(RISC)的微控制器。
目前，基于精简指令集计算机(RISC)的微控制器的工作电压值处于2.5V至6.5V之间。在许多应用中，若没有外部电压调节，在这样的电压范围限制下，不可能使用基于RISC的微控制器。通过提高基于RISC的微控制器工作电压的范围，可以扩大在不同应用领域中这种类型微控制器的用途。例如，通过将基于RISC的微控制器的工作电压提高到9V或12V，就可以在应用中在没有外部电压调节的情况下使用RISC微控制器，此时，可将廉价的9或12V电池作为主电源。
因此，需要提供一种改进的基于RISC的微控制器。改进的基于RISC的微控制器必须具有扩大的工作电压范围。改进的基于RISC的微控制器必须具有大约2V到18V的扩大工作电压范围，以便允许在许多不同类型应用中使用这种类型的微控制器。
按照本发明的一个实施例，本发明的一个目的是提供一种改进的基于RISC的微控制器。
本发明的另一个目的是提供一种具有扩大工作电压范围的改进的基于RISC的微控制器。
本发明的另一个目的是提供一种具有扩大工作电压范围的改进的基于RISC的微控制器，其中，该扩大的工作电压范围近似为2V到18V，以便允许在许多不同类型应用中使用这种类型的微控制器。
按照本发明的一个实施例，公开了一种具有扩大工作电压范围的处理器。一个处理单元，尤其指基于RISC的微控制器，被连接到处理单元电压调节器。处理单元电压调节器用于控制处理单元的工作电压。一个控制单元被连接到处理单元电压调节器和处理单元，用于设置处理单元电压调节器的调节电压值。一个用于提供处理单元工作电压的电压源被连接到控制单元和处理单元电压调节器。工作电压的特征是具有可选上限和下限的可变电压范围。而且，在从一个工作电压到另一个工作电压变化时，处理器不会受到变化电流的冲击。
处理器还可以包括一个连接到电压源的高电压输入/输出(I/O)端口。高电压I/O端口允许以电压源所提供的工作电压来工作的外围设备连接到处理单元。高电压接口逻辑电路连接到高电压I/O端口和处理单元，以让在连接到高电压I/O端口的外围设备和处理单元之间能够进行通信。
处理器还可以具有连接到电压源的I/O调节器。I/O调节器用于提供I/O设备调节电压值。此I/O调节电压值可以与处理单元调节电压值相同或不同。
调节I/O端口连接到I/O调节器，以允许以I/O设备调节电压值来工作的外围设备连接到处理单元。接口逻辑电路连接到调节I/O端口和处理单元，以让在连接到调节I/O端口的外围设备和处理单元之间能够进行通信。
通过下面参照本发明附图特别针对本发明优选实施例的说明，能够清楚地了解本发明的前述和其它目的、特征和优点。
图1是本发明的简化功能框图。
参照图1，它示出了本发明的处理器10。处理器10具有处理单元12。处理单元12是本领域技术人员所公知的标准处理器内核。在本发明的优选实施例中，采用了基于精简指令集计算机(RISC)的微控制器内核。在其它实施例中，其它类型的微处理器和微控制器(例如，复杂指令集计算机-CISC、数字信号处理器-DSP等)也可以利用本发明。
处理单元电压调节器14(以下称调节器14)连接到处理单元12。调节器14用于产生对处理单元12供电的调节工作电压。
控制单元16连接到调节器14和处理单元12。控制单元16用于设置调节器14的调节电压值VREF(内核)。控制单元16是一般的具有多个位的寄存器和诸如基准电压产生器的模拟电路。采用多个位来设置不同的调节电压值(即，正常工作电压和低功率工作电压)。
电压源VDD18连接到调节器14。调节器14用于为处理单元12提供工作电压。电压源VDD18可以提供具有上限和下限工作电压值的可变范围的工作电压。在至少一个实施例中，在上限(例如，正常或高速工作)和下限(例如，低速、休眠或低功率工作)电压值之间存在多个工作电压。另一个实施例的典型工作电压值是正常工作的5V和低功率工作的3.5V。
在本发明的优选实施例中，电压源VDD18将提供大约16V的电压范围。此外，在本发明的该优选实施例中，电压下限是2V，电压上限是18V。然而，处理器设计领域的技术人员应认识到，可以有范围值略大或略小而且上下限不同的其它电压范围，并且这些电压范围执行基本上相同的功能。
处理器10可包括高电压输入/输出(I/O)端口20。高电压I/O端口20直接连接到电压源VDD18。高电压I/O端口20用于允许以电压源VDD所提供的工作电压来工作的外围设备连接到处理单元12。高电压I/O端口20能够在OV到VDD之间切换。由于连接到高电压I/O端口20的外围设备的工作电压可能高于处理单元12工作电压，所以将高电压接口逻辑电路22连接在高电压I/O端口20和处理单元12之间。采用高电压接口逻辑电路22是为了让在连接到高电压I/O端口20的外围设备和处理单元12之间能够进行通信。
还可将I/O调节器24连接到电压源VDD18和控制单元16。采用I/O调节器24向连接到I/O调节器24的调节I/O端口26提供I/O设备调节电压值VREF(I/O)。VREF(I/O)可以是与VREF(内核)不同的电压值。
控制单元16的作用方式与它控制调节器14的方式类似。控制单元16用于设置I/O调节器24的I/O设备调节电压值VREF(I/O)。采用调节I/O端口26来允许以I/O设备调节电压值来工作的外围设备连接到处理单元12。将接口逻辑电路28连接到调节I/O端口和处理单元12，以让在连接到调节I/O端口的外围设备和处理单元12之间能够进行通信。
下面描述本发明实施例的操作。
一旦处理器10启动，控制电路16将调节器14设置到处理单元12的预定工作电压VREF(内核)。控制电路16还将I/O调节器24设置到I/O设备电压值VREF(I/O)，该值可与处理单元12的工作电压值相同或不同。调节器14内部调节电压源VDD18。在该优选实施例中，电压源VDD18可具有2V到18V的电压范围。
调节器14在VDD＞VREF(内核)(VREF(内核)为由控制单元16设置的调节电压)时起调节器的作用。如果VDD＜VREF(内核)，则调节器14简单地传送VDD，导致低电压工作和较宽的外围设备工作电压范围。这样，例如，若VREF(内核)设置为5.5V，VDD设置为3V，则内部处理单元电压为3V。然而，若VDD设置为12V，则内部处理单元电压为5.5V。
虽然参照本发明的优选实施例具体地展示和说明了本发明，但本领域的技术人员应明白，在不脱离本发明实质和范围的情况下可以进行前述或其它形式和细节上的变化。
权利要求
1.一种具有扩大工作电压范围的处理器，包括下列部件的组合处理单元；处理单元电压调节器，它连接到所述处理单元，用于控制所述处理单元的工作电压；控制单元，它连接到所述处理单元电压调节器和所述处理单元，用于设置所述处理单元电压调节器的调节电压值；以及电压源，它连接到所述处理单元电压调节器，用于为所述处理单元提供所述工作电压，其中所述工作电压具有上限和下限的工作电压值。
2.如权利要求1所述的具有扩大工作电压范围的处理器，其中，所述处理器在所述上限和所述下限的工作电压值下工作时所耗用的电流基本上相同。
3.如权利要求1所述的具有扩大工作电压范围的处理器，其中，所述处理单元是基于精简指令集计算机(RISC)的微控制器。
4.如权利要求1所述的具有扩大工作电压范围的处理器，其中，所述控制单元提供近似为16V的工作电压范围。
5.如权利要求1所述的具有扩大工作电压范围的处理器，其中，所述电压源的所述上限工作电压大于7V。
6.如权利要求1所述的具有扩大工作电压范围的处理器，其中，所述电压源的所述上限工作电压值近似为18V。
7.如权利要求1所述的具有扩大工作电压范围的处理器，其中，所述电压源的所述下限工作电压值近似为2V。
8.如权利要求1所述的具有扩大工作电压范围的处理器，其中，所述控制单元包括一个具有多个位的寄存器，用于设置所述处理单元电压调节器的所述调节电压值。
9.如权利要求8所述的具有扩大工作电压范围的处理器，其中，所述控制单元还包括用于产生基准电压的模拟电路。
10.如权利要求1所述的具有扩大工作电压范围的处理器，还包括高电压输入/输出(I/O)端口，它连接到所述电压源，用于允许以所述电压源所提供的所述工作电压来工作的外围设备连接到所述处理单元；以及高电压接口逻辑电路，它连接到所述高电压I/O端口和所述处理单元，用于让在连接到所述高电压I/O端口的所述外围设备和所述处理单元之间能够进行通信。
11.如权利要求1所述的具有扩大工作电压范围的处理器，还包括I/O调节器，它连接到所述电压源，用于提供I/O设备调节电压值；调节I/O端口，它连接到所述I/O调节器，用于允许以所述I/O设备调节电压值来工作的外围设备连接到所述处理单元；以及接口逻辑电路，它连接到所述调节I/O端口和所述处理单元，用于让在连接到所述调节I/O端口的所述外围设备和所述处理单元之间能够进行通信。
12.如权利要求11所述的具有扩大工作电压范围的处理器，其中，所述控制单元连接到所述I/O调节器，用于设置所述I/O调节器的所述I/O设备调节电压值。
13.一种具有扩大工作电压范围的处理器，包括下列部件的组合RISC微控制器；处理单元电压调节器，它连接到所述RISC微控制器，用于控制所述RISC微控制器的工作电压；控制单元，它连接到所述处理单元电压调节器和所述RISC微控制器，用于设置所述处理单元电压调节器的调节电压值；电压源，它连接到所述处理单元电压调节器，用于为所述RISC微控制器提供所述工作电压，其中所述工作电压具有上限和下限的工作电压值；高电压输入/输出(I/O)端口，它连接到所述电压源，用于允许以所述电压源所提供的所述工作电压来工作的外围设备连接到所述RISC微控制器；高电压接口逻辑电路，它连接到所述高电压I/O端口和所述RISC微控制器，用于让在连接到所述高电压I/O端口的所述外围设备和所述RISC微控制器之间能够进行通信；I/O调节器，它连接到所述电压源，用于提供I/O设备调节电压值；其中，所述控制单元连接到所述I/O调节器，用于设置所述I/O调节器的所述I/O设备调节电压值；调节I/O端口，它连接到所述I/O调节器，用于允许以所述I/O设备调节电压值来工作的外围设备连接到所述RISC微控制器；以及接口逻辑电路，它连接到所述调节I/O端口和所述RISC微控制器，用于让在连接到所述调节I/O端口的所述外围设备和所述RISC微控制器之间能够进行通信。
14.如权利要求13所述的具有扩大工作电压范围的处理器，其中，所述处理器在所述上限和所述下限的工作电压值下工作时所耗用的电流基本上相同。
15.如权利要求13所述的具有扩大工作电压范围的处理器，其中，所述控制单元提供近似为16V的工作电压范围。
16.如权利要求13所述的具有扩大工作电压范围的处理器，其中，所述电压源的所述上限工作电压大于7V。
17.如权利要求13所述的具有扩大工作电压范围的处理器，其中，所述电压源的所述上限工作电压值近似为18V。
18.如权利要求13所述的具有扩大工作电压范围的处理器，其中，所述电压源的所述下限工作电压值近似为2V。
19.如权利要求13所述的具有扩大工作电压范围的处理器，其中，所述控制单元包括一个具有多个位的寄存器，用于设置所述处理单元电压调节器的所述调节电压值。
20.如权利要求19所述的具有扩大工作电压范围的处理器，其中，所述控制单元还包括用于产生基准电压的模拟电路。
21.一种具有扩大工作电压范围的处理器，包括下列部件的组合处理单元；处理单元电压调节器，它连接到所述处理单元，用于控制所述处理单元的工作电压；控制单元，它连接到所述处理单元电压调节器和所述处理单元，用于设置所述处理单元电压调节器的调节电压值；电压源，它连接到所述处理单元电压调节器，用于为所述处理单元提供所述工作电压，其中所述工作电压具有上限和下限的工作电压值；高电压输入/输出(I/O)端口，它连接到所述电压源，用于允许以所述电压源所提供的所述工作电压来工作的外围设备连接到所述处理单元；高电压接口逻辑电路，它连接到所述高电压I/O端口和所述处理单元，用于让在连接到所述高电压I/O端口的所述外围设备和所述处理单元之间能够进行通信。
22.如权利要求21所述的具有扩大工作电压范围的处理器，其中，所述处理器在所述上限和所述下限的工作电压值下工作时所耗用的电流基本上相同。
23.如权利要求21所述的具有扩大工作电压范围的处理器，其中，所述处理单元是基于精简指令集计算机(RISC)的微控制器。
24.如权利要求21所述的具有扩大工作电压范围的处理器，其中，所述控制单元提供近似为16V的工作电压范围。
25.如权利要求21所述的具有扩大工作电压范围的处理器，其中，所述电压源的所述上限工作电压大于7V。
26.如权利要求21所述的具有扩大工作电压范围的处理器，其中，所述电压源的所述上限工作电压值近似为18V。
27.如权利要求21所述的具有扩大工作电压范围的处理器，其中，所述电压源的所述下限工作电压值近似为2V。
28.如权利要求21所述的具有扩大工作电压范围的处理器，其中，所述控制单元包括一个具有多个位的寄存器，用于设置所述处理单元电压调节器的所述调节电压值。
29.如权利要求28所述的具有扩大工作电压范围的处理器，其中，所述控制单元还包括用于产生基准电压的模拟电路。
30.如权利要求21所述的具有扩大工作电压范围的处理器，还包括I/O调节器，它连接到所述电压源，用于提供I/O设备调节电压值；调节I/O端口，它连接到所述I/O调节器，用于允许以所述I/O设备调节电压值来工作的外围设备连接到所述处理单元；以及接口逻辑电路，它连接到所述调节I/O端口和所述处理单元，用于让在连接到所述调节I/O端口的所述外围设备和所述处理单元之间能够进行通信。
31.如权利要求21所述的具有扩大工作电压范围的处理器，其中，所述控制单元连接到所述I/O调节器，用于设置所述I/O调节器的所述I/O设备调节电压值。
全文摘要
一种连接到处理单元电压调节器的处理单元,最好是RISC微控制器。处理单元电压调节器用于控制处理单元的工作电压。控制单元与处理单元电压调节器和处理单元连接,用于设置处理单元电压调节器的调节电压值。电压源连接到控制单元和处理单元电压调节器,用于为处理单元提供工作电压,其中该工作电压具有上限和下限的工作电压值以及具有相对很小工作电流变化的近似于2到18V的电压源工作电压范围。
文档编号G06F15/78GK1246684SQ9812656
公开日2000年3月8日 申请日期1998年12月30日 优先权日1998年8月28日
发明者威廉·斯密特, 约翰尼斯·A·范尼柯克, 威廉·J·马尼韦克 申请人:密克罗奇普技术公司