电压毛刺检测器和用于检测电压瞬变的方法与流程

本公开涉及一种电压毛刺检测器和用于检测电压瞬变的方法。

背景技术：

1、黑客将电源毛刺(power glitch)注入芯片系统以中断其操作，并植入恶意软件来接管对芯片系统的控制。常规的电压毛刺检测器(例如，锁存型毛刺检测器)充当比较器。通过比较器将输入电压与参考电压进行比较来检测芯片系统的输入电压(例如，电源电压)中的电压毛刺。一旦毛刺导致输入电压相对于参考电压上升某一超过阈值的量(即，正毛刺)或下降某一超过阈值的量(即，负毛刺)，比较器就生成翻转信号，从而向芯片系统提供指示检测到输入电压中的毛刺的警告。芯片系统可以相应地启用其防御措施。

2、实施为比较器的电压毛刺检测器可用于低电压检测器(lvd)电路之类的低电压应用中，并且通常用于检测持续时间较长的慢毛刺，但检测短且快的毛刺时是有挑战性的。

技术实现思路

1、提供本 技术实现要素： 用于以简化形式介绍下文在具体实施方式中进一步描述的一系列概念。这一发明内容并非旨在标识所要求保护的主题的关键特征或基本特征，也并非旨在用于限制所要求保护的主题的范围。

2、根据本发明的第一方面，提供一种电压毛刺检测器，用于检测在所述电压毛刺检测器的第一输入端处接收到的输入电压的电压瞬变，所述电压毛刺检测器包括：电流生成电路，所述电流生成电路与所述第一输入端耦合；第一电流镜电路，所述第一电流镜电路与所述电流生成电路耦合；电流调节电路，所述电流调节电路与所述第一电流镜电路耦合；以及反相器电路，所述反相器电路与所述电压毛刺检测器的所述第一电流镜电路、所述电流调节电路和第一输出端耦合，其中所述第一电流镜电路包括参考支路和镜支路；所述电流生成电路被配置成响应于所述第一输入端处的所述输入电压的所述电压瞬变而生成瞬变电流并使所生成的瞬变电流流入和/或流出所述电流生成电路；所述电流调节电路被配置成将平衡电流提供到所述镜支路中；并且所述反相器电路被配置成响应于所述镜支路的输出并在所述第一输出端处提供发生跳变的输出信号，所述跳变指示检测到所述第一输入端处的所述输入电压的所述电压瞬变。

3、在一个或多个实施例中，所述电流调节电路另外被配置成提供所述平衡电流，所述平衡电流的电平响应于所述第一输入端处的所述输入电压的所述电压瞬变而变化。

4、在一个或多个实施例中，所述电压毛刺检测器另外包括：

5、第一电压节点，所述第一电压节点与所述第一电流镜电路的输出末端和所述反相器电路的输入末端耦合，

6、其中所述反相器电路提供响应于所述第一电压节点处的电压电平达到第一值而发生跳变的所述输出信号。

7、在一个或多个实施例中，所述参考支路包括串联耦合在电源与地参考之间的第一电流源和第一晶体管；并且

8、所述镜支路耦合在所述电流调节电路与所述地参考之间，并且另外包括第二晶体管。

9、在一个或多个实施例中，所述第一晶体管的控制端经由第一电阻器与所述第二晶体管的控制端耦合，所述第一电阻器耦合在所述第一晶体管的所述控制端与所述第一晶体管的漏极端之间，所述漏极端进一步与所述第一电流源耦合。

10、在一个或多个实施例中，所述电流调节电路包括：

11、第二电流源，所述第二电流源耦合在所述电源与所述第二晶体管之间；以及

12、第三晶体管和第四晶体管，所述第三晶体管和所述第四晶体管串联耦合在所述电源与所述地参考之间，

13、其中所述第三晶体管是n-mosfet，并且所述第四晶体管是p-mosfet，

14、并且其中所述第三晶体管的源极端与所述第四晶体管的源极端、所述第二晶体管的漏极端和所述第二电流源耦合。

15、在一个或多个实施例中，所述第一电流源和所述第二电流源中的至少一个选自以下中的一个：恒定电流源、射极跟随器电流源、二极管电流源、op-amp电流源、mosfet电流源和jfet电流源。

16、在一个或多个实施例中，所述第一电流镜电路的所述参考支路另外包括第七晶体管，并且所述第一电流镜电路的所述镜支路另外包括第八晶体管，

17、其中所述第七晶体管耦合在所述第一电流源与所述第一晶体管之间，并且所述第八晶体管耦合在所述第二电流源与所述第二晶体管之间，并且

18、其中所述第七晶体管的控制端与所述第八晶体管的控制端和所述第七晶体管的漏极端耦合。

19、在一个或多个实施例中，所述反相器电路包括串联耦合在所述电源与所述地参考之间的第五晶体管和第六晶体管，并且

20、其中所述第五晶体管是p-mosfet，并且所述第六晶体管是n-mosfet，

21、并且其中所述第二晶体管的漏极端与所述第五晶体管的栅极端和所述第六晶体管的栅极端耦合。

22、在一个或多个实施例中，所述电压毛刺检测器另外包括：

23、缓冲电路，所述缓冲电路耦合在所述反相器电路与所述第一输出端之间。

24、在一个或多个实施例中，所述电流生成电路包括具有用户定义的电容的第一电容器。

25、在一个或多个实施例中，所述电压毛刺检测器另外包括耦合在所述第一电流镜电路与地参考之间的第二电容器，其中所述第二电容器进一步与所述第一电容器串联耦合。

26、根据本发明的第二方面，提供一种用于由电压毛刺检测器检测在第一输入端处接收到的输入电压的电压瞬变的方法，所述电压毛刺检测器包括与所述第一输入端耦合的电流生成电路、与所述电流生成电路耦合的第一电流镜电路、与所述第一电流镜电路耦合的电流调节电路以及与所述电压毛刺检测器的所述第一电流镜电路、所述电流调节电路和第一输出端耦合的反相器电路，其中所述方法包括：由所述电流调节电路将平衡电流提供到所述第一电流镜电路的镜支路中；响应于所述第一输入端处的所述输入电压的所述电压瞬变，由所述电流生成电路生成瞬变电流；由所述电流生成电路使所生成的瞬变电流流入和/或流出所述电流生成电路；以及由所述反相器电路在所述第一输出端处提供发生跳变的输出信号，所述跳变指示检测到第一输入端处的输入电压的电压瞬变。

27、在一个或多个实施例中，所述方法另外包括：

28、由所述电流调节电路提供所述平衡电流，所述平衡电流的电平响应于所述第一输入端处的所述输入电压的所述电压瞬变而变化。

29、在一个或多个实施例中，提供发生跳变的所述输出信号包括：

30、提供响应于第一电压节点处的电压电平达到第一值而发生跳变的所述输出信号，

31、其中所述第一电压节点与所述第一电流镜电路的输出末端(122)和所述反相器电路的输入末端(141)耦合。

32、在一个或多个实施例中，所述第一电流镜电路(102)的参考支路(123)包括串联耦合在电源与地参考之间的第一电流源和第一晶体管；并且

33、所述镜支路耦合在所述电流调节电路与所述地参考之间，并且另外包括第二晶体管。

34、在一个或多个实施例中，所述第一晶体管的控制端经由第一电阻器与所述第二晶体管的控制端耦合，所述第一电阻器耦合在所述第一晶体管的所述控制端与所述第一晶体管的漏极端之间，所述漏极端进一步与所述第一电流源耦合。

35、在一个或多个实施例中，所述电流调节电路包括：

36、第二电流源，所述第二电流源耦合在所述电源与所述第二晶体管之间；以及

37、第三晶体管和第四晶体管，所述第三晶体管和所述第四晶体管串联耦合在所述电源与所述地参考之间，

38、其中所述第三晶体管是n-mosfet，并且所述第四晶体管是p-mosfet，

39、并且其中所述第三晶体管的源极端与所述第四晶体管的源极端、所述第二晶体管的漏极端和所述第二电流源耦合。

40、在一个或多个实施例中，所述第一电流镜电路的所述参考支路另外包括第七晶体管，并且所述第一电流镜电路的所述镜支路另外包括第八晶体管，

41、其中所述第七晶体管耦合在所述第一电流源与所述第一晶体管之间，并且所述第八晶体管耦合在所述第二电流源与所述第二晶体管之间，并且

42、其中所述第七晶体管的控制端与所述第八晶体管的控制端和所述第七晶体管的漏极端耦合。

43、在一个或多个实施例中，所述反相器电路包括串联耦合在所述电源与所述地参考之间的第五晶体管和第六晶体管，并且

44、其中所述第五晶体管是p-mosfet，并且所述第六晶体管是n-mosfet，

45、并且其中所述第二晶体管的漏极端与所述第五晶体管的栅极端和所述第六晶体管的栅极端耦合。