1.本发明涉及一种电源启动读取电路，尤其涉及一种可在低电源电压下正常操作的电源启动读取电路。
背景技术：
2.在闪存产品中，存在有部分存储单元以储存特定数据。这些特定数据必需在电源启动过程中被读取。通常，在执行电源启动读取动作的过程中，施加合适的读取电压可以确保读取正确的数据。
3.上述的读取电压，通常根据参考电压来产生。而在电源电压被启动的过程中，这个参考电压的电压值无法被准确的控制，而导致读取电压无法正确的被产生。也因此，电源启动读取动作所读取的数据，常有可能发生错误的疑虑。
技术实现要素：
4.本发明是针对一种电源启动读取电路，可在低电源电压的条件下正常操作。
5.根据本发明的实施例，电源启动读取电路包括电源电压检测器、第一升压器、电压选择器、参考电压产生器以及读取电压产生器。电源电压检测器检测电源电压的电压值以产生控制信号。第一升压器根据控制信号以产生第一升压电压。电压选择器选择电源电压或第一升压电压以产生选中电压。参考电压产生器接收选中电压以作为操作电源，基于选中电压以根据控制信号来产生参考电压。读取电压产生器根据参考电压以及时钟信号以产生第二升压电压，基于第二升压电压以根据控制信号来产生读取电压。其中读取电压被提供至存储单元阵列以执行数据读取动作。
6.根据上述，本发明的电源启动读取电路可在电源电压启动的过程中，通过升压器以提供升压电压来做为产生参考电压的依据。并依据参考电压，读取电压产生器可产生另一升压电压，并基于此升压电压以产生读取电压。如此一来，可有效执行存储单元阵列的数据读取动作。
附图说明
7.包含附图以便进一步理解本发明，且附图并入本说明书中并构成本说明书的一部分。附图说明本发明的实施例，并与描述一起用于解释本发明的原理。
8.图1为本发明一实施例的电源启动读取(power-on read)电路的方块图；
9.图2及4为本发明不同实施例的电源启动读取电路的部分电路示意图；
10.图3为本发明实施例的电源启动读取电路中的电压选择器的实施方式的示意图；
11.图5为本发明实施例的电源启动读取电路的读取电压产生器的实施方式示意图；
12.图6为本发明实施例的电源启动读取电路的动作波形图。
13.附图标号说明
14.100、400、500：电源启动读取电路；
15.101：存储单元阵列；
16.110：电源电压检测器；
17.120、510：升压器；
18.130、300：电压选择器；
19.140：参考电压产生器；
20.150：读取电压产生器；
21.210：数据检测器；
22.410：延迟器；
23.420：时钟信号产生器；
24.511：逻辑运算器；
25.512：电荷泵；
26.513：分压器；
27.520：读取时序控制器；
28.cmp1：比较器；
29.dt：延迟时间；
30.en：致能信号；
31.osc：时钟信号；
32.poread、poread’：读取电压；
33.poroff：读取结束信号；
34.pu：控制信号；
35.r1、r2：电阻；
36.rdata：数据；
37.sw1、sw2：开关；
38.t1～t3：时间点；
39.vcc：电源电压；
40.vdiv：分压电压；
41.vpp：升压电压；
42.vppbgr：升压电压；
43.vref：参考电压；
44.vsel：选中电压。
具体实施方式
45.现将详细地参考本发明的示范性实施例，示范性实施例的实例说明于附图中。只要有可能，相同元件符号在附图和描述中用来表示相同或相似部分。
46.请参照图1，图1为本发明一实施例的电源启动读取(power-on read)电路的方块图。电源启动读取电路100用以在电源电压vcc的启动(power on)过程中，针对存储单元阵列101执行数据读取动作。电源启动读取电路100包括电源电压检测器110、升压器120、电压选择器130、参考电压产生器140以及读取电压产生器150。电源电压检测器110用以检测电源电压vcc的电压值以产生控制信号pu。其中，电源电压检测器110用以在电源开启的过程
中，通过检测电源电压vcc的电压值的上升状态来产生控制信号pu。例如，电源电压检测器110在当电源电压vcc的电压值上升至大于一临界值时，使控制信号pu为致能的逻辑值，并进入一电源启动读取期间。在此，致能的逻辑值可以由设计者自行设定，例如为逻辑值1或逻辑值0。
47.在电源启动读取期间中，电源启动读取电路100针对存储单元阵列101执行数据读取动作。
48.升压器120耦接至电源电压检测器110。升压器120接收控制信号pu，并在当控制信号pu为致能的逻辑值时被启动，并用以产生升压电压vppbgr。在本实施例中，升压器120可以为一电荷泵(charge pump)，并在被启动时基于一基准电压来执行电压的泵升动作，并产生升压电压vppbgr。在本实施例中，升压电压vppbgr恒高于电源电压vcc。
49.升压电压vppbgr以及电源电压vcc被提供至电压选择器130。在本实施例中，电压选择器130用以选择升压电压vppbgr以及电源电压vcc的其中之一以产生选中电压vsel，并将选中电压vsel提供至参考电压产生器140，以作为参考电压产生器140的操作电源。在细节上，电压选择器130在电源启动读取期间选择升压电压vppbgr以作为选中电压vsel，电压选择器130在电源启动读取期间后选择电源电压vcc以作为选中电压vsel。
50.参考电压产生器140并接收控制信号pu，基于选中电压vsel以根据控制信号pu来产生参考电压vref。其中，在电源电压vcc启动过程中，电压选择器130可选择具有相对高电压的升压电压vppbgr以作为选中电压vsel。此时，参考电压产生器140可根据具有足够高电压值的选中电压vsel，来有效的产生参考电压vref。在本实施例中，参考电压产生器140可以为能带隙电压产生器。
51.在另一方面，读取电压产生器150根据参考电压vref、控制信号pu以及时钟信号osc来产生读取电压poread。在细节上，读取电压产生器150可根据参考电压vref以及时钟信号osc来执行一升压动作，并产生升压电压。读取电压产生器150基于升压电压以及控制信号pu来产生读取电压poread。读取电压产生器150可通过电荷泵升动作来产生上述的升压电压。另外，读取电压产生器150还可提升读取电压poread的电压，以产生电压偏移后的读取电压poread’。电压偏移后的读取电压poread’被提供至存储单元阵列101，以对存储单元阵列101进行数据读取动作。
52.当电源启动读取动作完成后，电压选择器130变更选择电源电压vcc以做为选中电压vsel。
53.在本实施例中，电源启动读取电路100可在低电源电压vcc(例如等于1.4伏特)的应用中，基于升压电压vppbgr(例如等于2.1伏特)来有效执行电源启动读取动作。也就是说，本发明实施例的电源启动读取电路100可以支持电子装置在低电源电压操作的应用下，有效的执行电源启动读取动作。
54.以下请参照图2，图2为本发明实施例的电源启动读取电路的部分电路示意图。在图2中，电源启动读取电路100更包括数据检测器210。数据检测器210耦接至存储单元阵列101，并用以检测在电源启动读取动作中，由存储单元阵列101所读取的数据rdata。其中，存储单元阵列101中，作为电源启动读取动作中所提供的数据rdata中，设置有是否为最后一笔数据的卷标。数据检测器210可以通过检查每一笔被读取的数据rdata中，是否有指示为最后一笔数据的卷标。在当被读出的数据rdata具有指示为最后一笔数据的卷标时，表示电
源启动读取动作已经完成，数据检测器210可产生读取结束信号poroff。
55.在图1的实施例中，读取结束信号poroff可被提供至升压器120，并使升压器120停止动作。另外，电压选择器130也可根据读取结束信号poroff来选择电源电压vcc或升压电压vppbgr以产生选中电压vsel。其中，当读取结束信号poroff指示电源启动读取动作未完成(在电源启动读取期间中)，电压选择器130选择升压电压vppbgr以产生选中电压vsel。相对的，当读取结束信号poroff指示电源启动读取动作已完成(在电源启动读取期间后)，电压选择器130选择电源电压vcc以产生选中电压vsel。
56.数据检测器210可以应用数字电路来建构，并用以使每一笔被读取的数据rdata中的卷标，与代表最后一笔数据的卷标相比较，并根据比较结果，来产生读取结束信号poroff。
57.请参照图3，图3为本发明实施例的电源启动读取电路中的电压选择器的实施方式的示意图。电压选择器300包括开关sw1、sw2。开关sw1的一端接收升压电压vppgbr，开关sw1的另一端与开关sw2耦接，并提供选中电压vsel。开关sw2未耦接至开关sw1的端点则接收电源电压vcc。开关sw1、sw2受控于读取电压poread或读取结束信号poroff。
58.当开关sw1、sw2皆受控于读取电压poread时，当读取电压poread为致能的逻辑值时，开关sw1被导通而开关sw2被断开，此时开关sw1选择升压电压vppgbr以作为选中电压vsel。相对的，当读取电压poread为禁能的逻辑值时，开关sw2被导通而开关sw1被断开，此时开关sw2选择电源电压vcc以作为选中电压vsel。
59.当开关sw1、sw2皆受控于读取结束信号poroff，当读取结束信号poroff为禁能的逻辑值时(表示电源开启读取动作尚未完成)，开关sw1被导通而开关sw2被断开，此时开关sw1选择升压电压vppgbr以作为选中电压vsel。相对的，当读取结束信号poroff为致能的逻辑值时(表示电源开启读取动作已经完成)，开关sw2被导通而开关sw1被断开，此时开关sw2选择电源电压vcc以作为选中电压vsel。
60.请同步参照图1以及图4，其中图4为本发明另一实施例的电源启动读取电路的部分电路的示意图。在图4中，电源启动读取电路400更包括延迟器410以及时钟信号产生器420。延迟器410可耦接至如图1实施例的电源电压检测器110，延迟器410并耦接至时钟信号产生器420。时钟信号产生器420用以产生时钟信号osc。其中时钟信号osc被提供至读取电压产生器150。延迟器410则接收控制信号pu，并用以延迟控制信号pu。其中，时钟信号产生器420的被启动时间是根据延迟器410的输出信号来决定的。而延迟器410通过延迟控制信号pu来产生输出信号，也就是说，延迟器410使时钟信号产生器420在控制信号pu被致能后的一段延迟时间后才被启动以产生时钟信号osc。
61.上述的延迟时间，是用以确保参考电压产生器140已有效产生参考电压vref。时钟信号产生器420并可在参考电压vref有效被产生后，才对应产生时钟信号osc，可避免读取电压产生器150发生误动作的机率。
62.以下请参照图5，图5为本发明实施例的电源启动读取电路的读取电压产生器的实施方式示意图。读取电压产生器500包括升压器510以及读取时序控制器520。升压器510根据参考电压vref以及时钟信号osc以产生升压电压vpp。读取时序控制器520基于升压电压vpp以根据控制信号pu来产生读取电压poread。
63.在本实施方式中，升压器510包括比较器cmp1、逻辑运算器511、电荷泵512以及分
压器513。比较器cmp1用以比较参考电压vref以及分压电压vdiv来产生致能信号en。比较器cmp1可应用一运算放大器来实施。运算放大器的正输入端接收参考电压vref，运算放大器的负输入端接收分压电压vdiv，运算放大器的输出端产生致能信号en。逻辑运算器511耦接至比较器cmp1。逻辑运算器511根据致能信号en以决定是否输出时钟信号osc。其中，当致能信号en指示分压电压vdiv小于参考电压vref时，逻辑运算器511可输出时钟信号osc至电荷泵512。相对的，当致能信号en指示分压电压vdiv不小于参考电压vref时，逻辑运算器511则提只输出时钟信号osc至电荷泵512。在图5中，逻辑运算器511可利用与门来实施，在本发明其他实施例中，逻辑运算器511也可应用其他种类的逻辑闸来实施，没有特别的限制。
64.电荷泵512在接收时钟信号osc时，可根据时钟信号osc以执行电压泵升的动作，并产生逐步升压的升压电压vpp。当电荷泵512没有接收时钟信号osc时，升压电压vpp的电压值维持不变。分压电路513可以由电阻r1、r2所组成。分压电路513通过分压升压电压vpp来产生分压电压vdiv。由图5的为不难得知，比较器cmp1、逻辑运算器511、电荷泵512以及分压器513通过回授机制，来控制所产生的升压电压vpp至预先设定的电压值。
65.在另一方面，读取时序控制器520包括闩锁器521以及电压偏移器522。闩锁器521接收控制信号pu以及致能信号en。闩锁器521根据致能信号en以闩锁控制信号pu来产生读取电压poread。电压偏移器522则基于升压电压vpp来提升读取电压poread的电压值，并产生电压偏移后的读取电压poread’。
66.在本实施方式中，致能信号en用以表示分压电压vdiv是否大于参考电压vref。在分压电压vdiv大于参考电压vref时(表示升压电压vpp的电压值已足够高)，闩锁器521可根据致能信号en来闩锁控制信号pu，并经此产生读取电压poread。并且，基于此时的升压电压vpp的电压值已足够高，电压偏移器522所产生的电压偏移后的读取电压poread’可具有具足够高的电压值已针对存储单元阵列执行数据读取动作。
67.附带一提的，闩锁器521可应用任意形式，为本领域普通技术人员所熟知的逻辑信号的闩锁电路来实施。电压偏移器522则可应用本领域普通技术人员所熟知的低压至高压的电压偏移器(level shifter)来实施，没有一定的限制。
68.请同时参照图1以及图6，其中，图6为本发明实施例的电源启动读取电路的动作波形图。其中，当电源电压vcc被启动后，电源电压vcc可由参考接地电压vss开始上升。在时间点t1，电源电压检测器110可根据电源电压vcc的电压值来使控制信号pu被拉升为逻辑值1的状态，并启动电源启动读取动作。在此时，由于电源电压vcc尚未到达稳定状态，控制信号pu的电压值可随着电源电压vcc而上升。
69.在此同时，基于被致能的控制信号pu，升压器120可产生升压电压vppbgr，并提供升压电压vppbgr至参考电压产生器140。参考电压产生器140并根据升压电压vppbgr来产生参考电压vref。
70.在时间点t1的一延迟时间dt后，参考电压产生器140可稳定的提供参考电压vref，读取电压产生器150则可开始产生升压电压vpp。在当升压电压vpp的电压值到达一默认目标时，致能信号en被拉低为逻辑值0，并闩锁控制信号pu以产生读取电压poread。
71.之后，在时间点t3，电源启动读取电路100中的数据检测器可判断最后一笔数据已被读出，并对应产生读取结束信号poroff，并结束电源启动读取动作。
72.综上所述，本发明的电源启动读取电路可在电源电压启动的过程中，利用升压器
以提供升压电压，来使升压电压做为参考电压产生器的操作电源，并使参考电压产生器可在电源电压不够高时，有效产生参考电压。如此一来，读取电压产生器可依据参考电压产生另一升压电压，并基于此升压电压以产生读取电压。如此一来，可在低电源电压的应用下，有效执行存储单元阵列的数据读取动作。
73.最后应说明的是：以上各实施例仅用以说明本发明的技术方案，而非对其限制；尽管参照前述各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，或者对其中部分或者全部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范围。