一种静电防护装置、静电防护方法及芯片

摘要

本发明实施例提供了一种静电防护装置、静电防护方法及芯片，用于防止静电对芯片电路的运行干扰，提高芯片电路稳定性及安全性。本发明实施例静电防护装置可包括：ESD检测电路、电信号比较器、锁存器、控制器；其中，所述ESD检测电路一端与所述芯片电路中的电源连接，另一端与所述电信号比较器的输入端连接；所述电信号比较器的输出端与所述锁存器连接，所述锁存器用于保存所述电信号比较器的输出信号；所述锁存器与所述控制器连接，所述控制器用于根据所述电信号比较器的输出信号判断静电释放等级，并静电释放等级调整所述芯片电路工作状态，以暂缓所述芯片电路的工作进程。

说明书

技术领域

本发明涉及静电防护技术领域，尤其涉及一种静电防护装置、静电防护方法及芯片。

背景技术

系统级ESD(Electro-Static discharge，静电释放)干扰为芯片系统正常带电工作时，由于静电放电引起的电源电压的突然波动或其他电磁辐射引起的电源无规则变化，导致芯片系统死机的现象。

目前的技术方案均侧重于用各种防静电元器件进行泄放或者阻挡系统级ESD的能量。采用防静电元器件进行静电泄放或阻挡过程中，芯片系统本质上还是在受到静电干扰的情况下工作，并没有改变其工作状态。芯片系统在静电干扰的状态下，稳定性和可靠性面临极大挑战，特别是在家电，工控及汽车电子领域，严重的会造成极其严重的安全隐患和事故。

有鉴于此，有必要提出一种新的静电防护方法。

发明内容

本发明实施例提供了一种静电防护装置、静电防护方法及芯片，用于防止静电对芯片电路的运行干扰，提高芯片电路稳定性及安全性。

本发明实施例第一方面提供了一种静电防护装置，可包括：

静电释放ESD检测电路、电信号比较器、锁存器、控制器；其中，

所述ESD检测电路一端与所述芯片电路中的电源连接，另一端与所述电信号比较器的输入端连接；

所述电信号比较器的输出端与所述锁存器连接，所述锁存器用于保存所述电信号比较器的输出信号；

所述锁存器与所述控制器连接，所述控制器用于根据所述电信号比较器的输出信号判断静电释放等级，并静电释放等级调整所述芯片电路工作状态，以暂缓所述芯片电路的工作进程。

可选的，作为一种可能的实施方式，本发明实施例中的静电防护装置，可以包括多路ESD检测电路，每一路ESD检测电路的电路参数不完全相同，每一路ESD检测电路对应连接不同的电信号比较器。

可选的，作为一种可能的实施方式，本发明实施例中的静电防护装置，还可以包括定时器，在所述控制器调整所述芯片电路工作状态时，所述定时器计时预设时间段之后触发所述控制器对所述锁存器进行复位。

本发明实施例第二方面提供了一种静电防护方法，应用于如第一方面中任一项所述的静电防护装置，该静电防护方法可包括：

获取所述电信号比较器的输出信号；

根据所述电信号比较器的输出信号判断静电干扰等级；

根据所述静电干扰等级调整所述芯片电路工作状态。

可选的，作为一种可能的实施方式，本发明实施例中，所述根据所述静电干扰等级调整所述芯片电路工作状态，可包括：停止所述芯片电路的主时钟。

可选的，作为一种可能的实施方式，本发明实施例中，所述根据所述静电干扰等级调整所述芯片电路工作状态，可包括：降低所述芯片电路的工作频率。

可选的，作为一种可能的实施方式，本发明实施例中，所述根据所述静电干扰等级调整所述芯片电路工作状态，可包括：减小所述芯片电路的驱动电流。

可选的，作为一种可能的实施方式，本发明实施例中，所述根据所述静电干扰等级调整所述芯片电路工作状态，可包括：减小所述芯片电路的驱动电压。

可选的，作为一种可能的实施方式，本发明实施例中，还可以包括：

在所述定时器计时预设时间段之后，恢复所述芯片电路的原工作状态。

本发明实施例第三方面提供了一种芯片，所述控制器用于执行存储器中存储的计算机程序时实现如第一方面及第一方面中任意一种可能的实施方式中的步骤。

从以上技术方案可以看出，本发明实施例具有以下优点：

本发明实施例中，当芯片电路发生静电干扰时，芯片电路的电源电压发生波动，ESD检测电路可以检测电源的电压或电流波动，进而触发电信号比较器获取到电容波动之后的电信号。电信号比较器根据获取到的电信号与参考电信号进行比较，输出ESD报警信号作为输出信号，控制器输出信号判断静电释放等级。相对于相关技术，本发明实施例识别出静电干扰等级之后，然后根据静电干扰等级主动改变芯片电路工作状态，暂缓芯片电路的工作进程，可以防止静电对芯片电路的运行干扰，提高了芯片电路稳定性。

附图说明

图1为本发明实施例中一种静电防护装置的一个实施例示意图。

图2为本发明实施例中一种静电防护装置的一个具体应用实施例示意图。

具体实施方式

本发明实施例提供了一种静电防护装置、静电防护方法及芯片，用于防止静电对芯片电路的运行干扰，提高芯片电路稳定性及安全性。

为了使本技术领域的人员更好地理解本发明方案，下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分的实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都应当属于本发明保护的范围。

本发明的说明书和权利要求书及上述附图中的术语“包括”和“具有”以及他们的任何变形，意图在于覆盖不排他的包含，例如，包含了一系列步骤或单元的过程、方法、系统、产品或设备不必限于清楚地列出的那些步骤或单元，而是可包括没有清楚地列出的或对于这些过程、方法、产品或设备固有的其它步骤或单元。

为了便于理解，下面对本发明实施例中的具体流程进行描述，请参阅图1，本发明实施例中一种静电防护装置的一个实施例可包括：

ESD检测电路、电信号比较器、锁存器、控制器；其中，ESD检测电路中的电容一端与芯片电路中的电源连接，ESD检测电路中的电容另一端与电信号比较器的输入端连接。

可以理解的是，图1所示仅仅是示例性的，实际应用中，静电防护装置可以包括多路ESD检测电路，同时，每一路ESD检测电路可以对应连接不同的电信号比较器(每个电信号比较器的参考电信号不同)，用于检测不同等级的静电干扰，每一路ESD检测电路的电路参数不完全相同(示例性的，以如图2所示的RC电路作为ESD检测电路时，每一路ESD检测电路中的电容与电阻的乘积不同)。

电信号比较器的输出端与锁存器连接，该电信号比较器可以根据在ESD检测电路中获取到电信号(电压或电流)与参考电信号的比较结果生成ESD(Electro-Staticdischarge，静电释放)报警信号，并将生成的ESD报警信号作为输出，保存在锁存器中。

锁存器与控制器连接，控制器用于根据ESD报警信号改变芯片电路工作状态，以降低芯片电路的功耗。

为了便于理解，下面将对上述静电防护装置对应的静电防护方法的工作流程进行描述。

当芯片电路发生静电干扰时，芯片电路的电源电信号发生波动，ESD检测电路会响应该波动，进而触发电信号比较器获取到电容波动之后的电信号。电信号比较器根据获取到的电信号与参考电信号进行比较，若超出参考电信号的范围，则输出ESD报警信号作为输出信号。控制器可以在收到ESD报警信号之后，可以暂缓芯片电路的工作进程。具体的，可以控制芯片电路减少动作，甚至可以进入停机等待状态，以防止安全事故的发生。

由于RC串联电路作为ESD检测电路为例进行说明。RC串联电路的时间常数与电容C、电阻R的值成正比，电容与电阻越大，时间常数越大，恢复时间长，电信号比较器越容易响应，灵敏度高；反之，电容小，电阻小的ESD检测电路，时间常数越小恢复时间短，电信号比较器越不容易响应，灵敏度低。实际应用场景中，可以根据需求设置电干扰等级，采用多路ESD检测电路，根据不同的电容和电阻组合成检测不同的ESD检测电路，响应不同等级的静电干扰。

控制器可以获取不同的电信号比较器的输出信号，进而识别到对应不同等级的静电干扰，然后根据静电干扰等级改变芯片电路工作状态。

可选的，作为一种可能的实施方式，根据静电干扰等级改变芯片电路工作状态，可以包括：停止芯片电路的主时钟。

可选的，作为一种可能的实施方式，根据静电干扰等级改变芯片电路工作状态，可以包括：降低芯片电路的工作频率。

可选的，作为一种可能的实施方式，根据静电干扰等级改变芯片电路工作状态，可以包括：减小芯片电路的驱动电流。

可选的，作为一种可能的实施方式，根据静电干扰等级改变芯片电路工作状态，可以包括：减小芯片电路的驱动电压。

在静电干扰消除之后，需要恢复芯片电路的工作状态。为此，静电防护装置还可以设置定时器，在控制器改变芯片电路工作状态时，还可以基于独立设置的定时器进行计时，预设时间段之后，恢复芯片电路的原工作状态。具体的，定时器可以为每个等级的静电干扰设置不同的预设时间段。

本发明实施例中，当芯片电路发生静电干扰时，芯片电路的电源电压发生波动，ESD检测电路可以检测电源的电压或电流波动，进而触发电信号比较器获取到电容波动之后的电信号。电信号比较器根据获取到的电信号与参考电信号进行比较，输出ESD报警信号作为输出信号，控制器输出信号判断静电释放等级。相对于相关技术，本发明实施例识别出静电干扰等级之后，然后根据静电干扰等级主动改变芯片电路工作状态，暂缓芯片电路的工作进程，可以防止静电对芯片电路的运行干扰，提高了芯片电路稳定性。

本发明实施例中还提供了一种芯片，该芯片中的控制器通过执行计算机程序，实现上述静电防护方法实施例中的步骤。

本发明的一些实施例中，控制器具体用于实现如下步骤：

获取电信号比较器的输出信号；

根据电信号比较器的输出信号判断静电干扰等级；

根据静电干扰等级调整芯片电路工作状态。

控制器还可以用于实现如下步骤：停止芯片电路的主时钟。

控制器还可以用于实现如下步骤：降低芯片电路的工作频率。

控制器还可以用于实现如下步骤：减小芯片电路的驱动电流。

控制器还可以用于实现如下步骤：减小芯片电路的驱动电压。

控制器还可以用于实现如下步骤：在定时器计时预设时间段之后，恢复芯片电路的原工作状态。

以上所述，以上实施例仅用以说明本发明的技术方案，而非对其限制；尽管参照前述实施例对本发明进行了详细的说明，本领域的普通技术人员应当理解：其依然可以对前述各实施例所记载的技术方案进行修改，或者对其中部分技术特征进行等同替换；而这些修改或者替换，并不使相应技术方案的本质脱离本发明各实施例技术方案的精神和范围。