基于DSl210的微处理器存储系统电源监视电路的基本设计
本文对非易失性控制器芯片dsl210的主要性能进行了介绍，并给出了利用dsl2lo芯片设计微处理器存储系统电源监视电路的基本设计方法。
l dsl210芯片的主要功能
dsl210电源监控芯片是采用cmos工艺制作的电源监控器件，可以对微处理器系统的供电电源进行实时监视。dsl210的电源稳定度探测范围为5～10%。当检测到系统供电电源的波动范围超过稳定工作要求的范围时，dsl210就会对处理器系统实行写保护，并把系统的供电电源切换到电池供电状态，以确保整个系统的正常工作。为保证监控的精确性，dsl210采用了低泄漏的cmos工艺，可在最低电池功耗下提供精确的电压检测。dsl210在加电条件下可以自动检测电池，其电池电流少于100na，而且提供有冗余电池组。
dsl210有两种可选的封装形式，一种是8管脚dip封装，另一种是16管脚soic封装。这两种封装形式的引脚排列如图1所示。
在dsl210中，vcco引脚为供电输出端，负责向系统供电;vbat1引脚为外接电池1输入端;tol引脚为电源电压允许偏差输入端，用于设置对电源电压偏差的控制范围;gnd引脚为接地端;引脚为片选使能信号输入，用于决定dsl210是否工作，低电平有效;引脚为片选使能信号输出端，提供给系统的片选信号输入，低电平有效;v。bat2引脚为外接电池2，冗余电池;vcc引脚为电源输入。
2 基于dsl210的存储器系统结构分析
为了使备用电池能够给ram的电源供电，dsl210电源监视控制器还必须提供五个功能电路。
首先是提供一个电子开关，以便在电源工作正常时，把电源输出vcco直接连到输入电源vcci;而如果工作电源偏差超出了允许范围，电子开关应能迅速把电源输出vcco连接到备用电池上，以让电池代替工作电源对ram供电。这个开关的电压降一般来说要求低于0.3 v。
其次，控制器还提供一个用于探测电源不稳定性的功能电路。它会不断的监视系统电源输入vcci，同时片内还提供了一个精密比较仪，用于探测输入偏差，当探测到系统电源偏差超出了允许范围，dsl210将抑制片选输出信号()并使之无效。
监视控制器dsl210提供的第三个功能电路是输出信号的电压保持电路，它应能通过电池或vcci提供0.2 v的电压以实现写保护。如果输入在电源偏差产生时处于低电平，也就是说，在工作状态下产生电源偏差，输出就应保持前一个状态，直到恢复高电平。写保护会延迟到当前存储周期结束，以防止数据遭到破坏。监测偏差控制有两种设置，第一种是让偏差控制管脚(即管脚3)接地，这种设置是将电源波动监测限制在4.75～4.5 v范围内;第二种设置是将偏差控制管脚连接到vcco，这时的电源波动监测范围为4.5～4.25 v之间。在通常的供电条件下，会在信号延迟20 ns内生效。
dsl210的第四个功能电路是电池状态报警电路。该电路是为了避免潜在的数据丢失而设计的。因为电池是备用供电的，如果电池电压不能满足供电要求，那么，当系统供电电源发生异常，即供电电压偏差超过了系统正常工作所要求的供电条件时，而电池也不能提供有效的电压来保证系统工作。这样，处理器电源监控的作用就不能实现了，也就失去了意义。所以，每次dsl210开始工作时，都会通过工作电源vcci对电池充电，同时片内精密比较器也会对电池电压进行检测，或者说与要求的标准电压进行比较。如果检测到电池电压不能满足要求，系统就会发出报警，以提示用户注意作好相应的防范措施。这时，如果电池电压低于2 v，第二个存储周期就会停止。存储器进入工作状态后，执行存储器读周期，然后校验内存位置的内容。这样就可以得出电池的状态。而其后的写周期就能够对同一内存位置执行写操作，从而改变存储器数据内容。
如果第二个读周期不能校验已写数据，这说明电池电压小于2 v，数据有遭到破坏的可能。
电源监视控制器的第五个功能是提供电池冗余。在很多应用中，数据完整性非常重要。在这些应用中，非常有必要用两个电池来保证其系统的可靠性。dsl210控制器提供有内部隔离开关，以方便双电池连接。这样，在储备状态时，电池处在最高电压以备应用。如果一个电池失效，另一个电池就会开始工作。冗余电池的开关对电路操作和使用者都是透明的。如果一个正在应用的电池电压下降到2 v或者低于2 v，就会产生一个电池状态报警信号。接地的vbat2管脚不能激活电池失效警告。不需要电池冗余时，单个电池需连接到vbat1管脚上。应当注意的是，vbat2电池管脚必须接地。dsl210控制器还包含有关闭电池备份的电路，这是为了维持电池或者电池组的最大供电能力，直到供电电源工作正常，从而保证有效数据写到sram。在最新封装模型中，和vcco将强制为vol。通常当电池先连接到一个或两个电池管脚时，vcco将不会提供电池支持，直到vcci超过vcctp，再由管脚tol置位，然后衰减到vbat以下。
3 基于pdsl210的微处理器存储电路设计
图2所示是基于dsl210的微处理器存储系统的电源监控电路。它可以实现对ram的写保护，以保证ram数据读写的准确和可靠。图2中的2脚
和7脚分别是两个接电池的管脚，外接电池1和电池2;而6脚，即片选输出管脚接ram的片选使能信号输入管脚;4脚为接地管脚;存储器的工作电源输入脚vcci接+5 v电源;dsl210的电源输出脚vcco连接到ram的电源输入vcc端，以对ram提供电源。把偏差控制脚3接地时，系统即认为vcci在4.75～5.5 v之间变化的正常供电状态。只有当vcc低于4.75 v或者高于5.5 v时，系统就会视供电电源为失效或不正常，从而做出相应的反应。
系统启动后，首先检测电池状态是不是满足要求，如果不满足，报警电路就会发出报警。紧接着用于探测电源偏差的精密比较器电路会对输入的工作电源vcco进行监视。如果偏差在允许的范围内，dsl210的内部电子开关就会保持vcci与vcco的连接，以表示工作正常，否则，这个电子开关就会切断vcci与vcco的连接，而把电池l与vcco连接起来对ram供电，直到电源偏差检测电路监视到vcci输入正常，电子开关再断开电池与vccco的连接，同时恢复vcci与vcco的连接。在电子开关切换时，dsl210会让片选输出信号输出高电平，从而对ram进行读写保护。而当恢复正常供电状态后，又重新输出低电平，使ram读写有效，以允许对ram进行正常读写操作。
4 结束语
微处理器系统中的存储系统是非常重要的组成部分。为了保证存储系统的安全和可靠，本文在分析了电源监视dsl210芯片的原理结构的基础上，给出了一种基于dsl210处理器电源监视芯片的微处理器存储系统电路的设计方法。
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dsl210有两种可选的封装形式，一种是8管脚dip封装，另一种是16管脚soic封装。这两种封装形式的引脚排列如图1所示。
在dsl210中，vcco引脚为供电输出端，负责向系统供电;vbat1引脚为外接电池1输入端;tol引脚为电源电压允许偏差输入端，用于设置对电源电压偏差的控制范围;gnd引脚为接地端;引脚为片选使能信号输入，用于决定dsl210是否工作，低电平有效;引脚为片选使能信号输出端，提供给系统的片选信号输入，低电平有效;v。bat2引脚为外接电池2，冗余电池;vcc引脚为电源输入。
2 基于dsl210的存储器系统结构分析
为了使备用电池能够给ram的电源供电，dsl210电源监视控制器还必须提供五个功能电路。
首先是提供一个电子开关，以便在电源工作正常时，把电源输出vcco直接连到输入电源vcci;而如果工作电源偏差超出了允许范围，电子开关应能迅速把电源输出vcco连接到备用电池上，以让电池代替工作电源对ram供电。这个开关的电压降一般来说要求低于0.3 v。
其次，控制器还提供一个用于探测电源不稳定性的功能电路。它会不断的监视系统电源输入vcci，同时片内还提供了一个精密比较仪，用于探测输入偏差，当探测到系统电源偏差超出了允许范围，dsl210将抑制片选输出信号()并使之无效。
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4 结束语
微处理器系统中的存储系统是非常重要的组成部分。为了保证存储系统的安全和可靠，本文在分析了电源监视dsl210芯片的原理结构的基础上，给出了一种基于dsl210处理器电源监视芯片的微处理器存储系统电路的设计方法。
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