(57)【要約】      （修正有）【課題】単一のイベント効果（例えば、高温または放射線による単一のイベントトランジェント（ＳＥＴ））に対して、非放射線硬化コンポーネントに過剰な電流が流れることを防止する。【解決手段】回路は、パワーパスを介してパワーを受信するように構成される負荷を包含する。回路はまた、パワーパス上の電流を検出するように構成される電流モニタを包含する。パワーパス上のスイッチは負荷と電力レールとの間で直列に連結され、制御回路は電流モニタに連結される。制御回路は、スイッチを不導通状態に設定し、電流モニタがパワーパス上の過電流を感知した場合、負荷にリセット信号を送るように構成される。【選択図】図１
2013220013.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
放射線および温度イベントの緩和をするシステムであって、
電源からパワーを受け取るように構成される第１の機能的なサブ回路と、
電源からパワーを受け取るように構成される第２の機能的なサブ回路と、
電源と第１の機能的なサブ回路と間に直列でなく、電源と第２の機能的なサブ回路と間に直列に結合されパワースイッチと、
電源と第２の機能的なサブ回路と間の流れる電流をモニタし、電源と第２の機能的なサブ回路と間の流れる電流が閾値を上回る場合、過電流信号を出力するように構成される電流モニタと、
パワースイッチを第２の機能的なサブ回路に対してパワーをカットオフするように設定するように構成され、過電流信号が電流モニタから受け取られる場合、リセット信号を第２の機能的なサブ回路に送るように構成され、電流モニタに結合される制御回路と、
を有することを特徴とするシステム。
【請求項２】
リセット信号を受信すると即座に、第２の機能的なサブ回路が、
周知のハードウェアおよびソフトウェア状態に戻り、
パワーダウンし、
そのメモリをクリアし、
そこでパワーを排出する
ことのうちの１つ以上となるように構成されることを特徴とする請求項１に記載のシステム。
【請求項３】
放射線および温度イベントの緩和をする方法であって、
回路の電流を検出するステップと、
回路の電流が閾値を上回る場合、回路に対するパワーをカットオフするステップと、
回路の電流が閾値を上回る場合、リセット信号を回路に送るステップと
を有することを特徴とする方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
[0001]  宇宙船エレクトロニクス・システムのような高い信頼性システムでは、半導体デバイスは、しばしば単一のイベント効果（例えば、高温または放射線による単一のイベントトランジェント（ＳＥＴ））に対してしばしば影響を受けやすい。
【背景技術】
【０００２】
宇宙船エレクトロニクス設計の商業用非放射線硬化コンポーネントを使用するとき、この問題は一般的である。上昇した温度または放射線イベントにおいて、これらの非放射線硬化コンポーネントは、システムの故障を潜在的に引き起こしている全ての電力レールを降ろすことに結果としてなることがありえる過剰な電流を引き始めることができる。
【発明の概要】
【課題を解決するための手段】
【０００３】
[0002]  ある実施形態では、回路が提供される。該回路は、パワーパスを介してパワーを受信するように構成される負荷を包含する。回路はまた、パワーパス上の電流を検出するように構成される電流モニタを包含する。パワーパス上のスイッチは負荷と電力レールとの間で直列に連結され、制御回路は電流モニタに連結される。制御回路は、スイッチを不導通状態に設定し、電流モニタがパワーパス上の過電流を感知した場合、負荷にリセット信号を送るように構成される。
【０００４】
[0003]  図面は典型的な実施形態だけを表し、したがって、範囲を限定するものではなく、例示的な実施形態は、添付の図面を介して詳細に記載されていると理解される。
【図面の簡単な説明】
【０００５】
【図１】[0004]  図１は、過電流ベースのパワー制御および回路リセットを有する例示のシステムのブロック図である。
【図２】[0005]  図２は、過電流ベースの制御および回路リセットのための実施形態回路のブロック図である。
【図３】[0006]  図３は、例示の電流モニタ回路の回路図である。
【発明を実施するための形態】
【０００６】
[0007]  一般的な慣行により、種々の記載されている特徴は、一定の縮尺で描かれておらず、例示の実施形態に関連する特定の特徴を強調するように描かれる。
[0008]  以下の詳細な説明では、特定の例示の実施形態の仕方で示されるその一部を形成する添付の図面を参照する。しかし、他の実施形態も利用でき、論理的、機械的、電気的な変化がなされることができると理解され得る。さらに、図面および明細書に示される方法は、個々のステップが実行されることができる命令を限定して解釈されない。したがって、以下の詳細な説明は、限定的に解釈されない。
【０００７】
[0009]  図１は、過電流ベースのパワーおよび制御リセットを有する例示のシステム100のブロック図である。システム100は、電源104からパワーを受け取る電子デバイス102を含む。電源104は、いかなる適切な電源（例えば電池、ラインパワーまたは力を提供できる他のエンティティ）であってよく、電子デバイス102とともに、または、電子デバイス102とは別に要素を成すことがありえる。電子デバイス102は、２つ以上の機能的なサブ回路（例えば、負荷）から成ることができ、感受性サブ回路106および他のサブ回路108として示される。サブ回路106、108は、パワーが電源104から提供される電力レール110を共有する。個々のパワーパス112、114は、分岐して、それぞれ各々のサブ回路を電力レール110に連結する。パワーパス112は感受性サブ回路106を電力レール110に連結し、パワーパス114は他のサブ回路108を電力レール110に連結する。他の実施形態では、２つ以上のパワーパスは、２つ以上の異なったサブ回路にパワーを提供するために含まれることができる。
【０００８】
[0010]  影響を受けやすいサブ回路106には、そのような傾向のある回路が設けられ、電力レール110から過剰な電流を引き出すことように構成されている。ある例では、感受性サブ回路106は、非放射硬化回路、および、電子デバイス102が設けられ、宇宙環境で使用するように構成されている。非放射硬化回路が宇宙環境で使用されるので、感受性サブ回路106は、高温および／または放射線によって生じる単一のイベント効果に感受性。この単一つのイベント効果は、感受性サブ回路106に感受性サブ回路106が電力レール110から過剰な電流を引き出す状態に入らせることがありえる単一のイベント一時的現象（SET）を含み得る。
【０００９】
[0011]  感受性サブ回路106は、入力信号を有するリセットであるように構成される。すなわち、リセット入力で受け取られる適当な信号（本願明細書において、「リセット信号」とも称される）がリセット・モードにおいて、サブ回路106を作動させるように、感受性サブ回路106は構成される。リセット・モードでは、感受性サブ回路106は、次の１つ以上を実行し、パワーダウンし、周知のハードウェアおよびソフトウェア状態に戻し、そのメモリを消去し、コンポーネントのパワーをその中で消耗させる。感受性サブ回路106が、感受性サブ回路106に過剰な電流を引かせる状態にあるとき、リセット・モードは。感受性サブ回路106の状態を変えるのに用いることができる。特に、リセット・モードは、感受性サブ回路106を電力レール110から通常の電流レベルを引き出す状態に戻すのに用いることができる。ある実施形態では、感受性回路106をリセットするために用いるリセット信号は、リセットされた入力の定義済み論理レベル（例えば高または低レベルのうちの１つ）でありえる。例えば、ロジックLowがリセット入力に与えられると共に、感受性サブ回路106がリセットモードで作動する。ロジックLow以外の信号（例えばロジックHigh）がリセットされた入力で受け取られる場合、感受性サブ回路106は通常のモードで作動する。
【００１０】
[0012]  電力レール110から過剰な力を引き出すように感受性サブ回路106の感染性を緩和するために、過電流イベントが起こるときに、スイッチ116、電流モニタ118および制御回路120は、パワーを制御し、感受性サブ回路106にリセット信号を送るように含まれる。ある実施形態では、スイッチ116、電流モニタ118および制御回路120は、適切な放射線硬化コンポーネントから成る放射線硬化回路である。
【００１１】
[0013] スイッチ116は、電源104と感受性サブ回路106と間に直列でパワーパス112に連結される。スイッチ116が導通している状態のとき、電力レール110からのパワーが感受性サブ回路106に印加され、スイッチ116が電力レール110から非導通状態のとき、電力レール110からのパワーは、感受性サブ回路106からカットオフされる。スイッチ116は、トランジスタを含むいかなる適切な切換装置も含むことができる。
【００１２】
[0014]  電流モニタ118は、パワーパス112に連結され、感受性サブ回路106（例えば電源104および感受性サブ回路106の間の電流フロー）のためのパワーパス112上の電流を検出する（例えば、モニタする）ように構成される。過電流イベント（例えば、電流が閾値を上回る）がパワーパス112に検出される場合、電流モニタ118は過電流イベントを示している過電流信号を出力するように構成される。電流モニタ118は、いかなる適切な回路（例えば図３に示される回路）によってもインプリメントされることができる。
【００１３】
[0015] 制御回路120は、電流モニタ118に連結され、電流モニタ118から過電流信号を受け取るように構成される。制御回路120はまた、スイッチ116に連結され、スイッチを導通または非導通状態にセットすることによって、スイッチ116を制御するように構成され得る。制御回路106はまた、感受性サブ回路106のリセットされた入力に連結して、リセットされた入力にリセット信号を送るように構成される。制御回路120は、いかなる適切なコンポーネント（例えばブール論理またはマイクロプロセッサ）によってもインプリメントされることができる。
【００１４】
[0016]  作動中に、システム100は次のように過電流イベントを緩和できる。電流モニタ118が感受性サブ回路106に対する発電通路112上の過電流を感知したとき、電流モニタ118は過電流イベントを示している制御回路120に、過電流信号を送る。過電流イベントを示す過電流信号を受信することに応答して、制御回路120は、スイッチ116を不導通状態にセットすることによって感受性サブ回路106に対するパワーをカットオフする。ある実施形態では、制御回路120は、過電流信号を受信した後に、感受性サブ回路106に対するパワーを直ちにカットオフする。感受性サブ回路106に対するパワーをカットオフすることに加えて、制御回路120は、感受性サブ回路をリセット・モードにセットするために感受性サブ回路106にリセット信号を送ることができる。
【００１５】
[0017]  リセット信号が感受性サブ回路106に送られたあと、制御回路106は実行している状態へスイッチ116をセットすることにより感受性サブ回路106にパワーを再印加できる。ある実施形態では、リセット信号はパワーパス112上の電流レベルが受け入れられるレベルに落ちたことを示している電流モニタ118から、信号に応答してパワーを再印加できる。スイッチ116が不導通状態に設定されたので、電流は急速に受け入れられるレベルに落ちなければならず、制御回路120において、感受性サブ回路106に急速にパワーを再印加する結果になる。他の例では、制御回路106は、制御回路106が実行している状態へスイッチ116をセットする時間の設定された長さのための不導通状態のスイッチ116を保持できる。
【００１６】
[0018]  上述したように、制御回路120は、パワーダウンした後、および、電力を供給する前に、感受性サブ回路106にリセット信号を上昇させることができる。このように、感受性サブ回路106がパワーアップしたとき、感受性サブ回路106は、制御回路120からリセットを受信することに応答してモードをリセットして作動する。
【００１７】
[0019]  ある実施形態では、パワーが感受性サブ回路106に再印加されたあと、制御回路120は、時間の設定された長さのためのリセット・モードの感受性サブ回路106を保持できる。制御回路120は、感受性サブ回路106にリセット信号のアプリケーションを維持することによって、リセット・モードの感受性サブ回路106を保持できる。リセット信号が定義済み論理レベルである実施形態では、制御回路120は感受性サブ回路106のリセットされた入力上の定義済み論理レベルのアプリケーションを維持できる。リセット・モードの感受性サブ回路を保つための時間の設定された長さは、リセットする感受性サブ回路106のために必要とされる時間の長さに基づくことがありえる。例えば、時間の設定された長さは、感受性サブ回路106の範囲内のパワーが流出できるかまたは感受性サブ回路106の範囲内でメモリが消去されて、初期化されることを可能にするために必要な時間の長さに基づくことがありえる。
【００１８】
[0020]  特に、他のサブ回路108が、パワーパス112とは別である電力レール110へのパワーパス114を有した時から、スイッチ116は他のサブ回路108に力を制御せず、電流モニタ118は他のサブ回路108へと流れている気流をモニタしない。このように、スイッチ116は、他のサブ回路108に対するパワーをカットオフすることなく感受性サブ回路106に対するパワーをカットオフし、単に感受性サブ回路106の電流だけに基づいて制御されることができ、他のサブ回路108が通常の動作を維持すると共に、感受性サブ回路106がそのパワーをカットオフし、リセットされることを可能にする。
【００１９】
[0021]  図２は、過電流ベースの制御および回路リセットのための例示の回路200のブロック図である。示すように、電流モニタ118は、感受性サブ回路106のためのパワーパス112に連結する。電流モニタ118は、パワーパス112上の電流を検出するために感受性サブ回路106と電力レール110との間で直列に連結される検出抵抗を使用する。電流モニタ118は、過電流イベントが起こったかどうか指し示している電流モニタ経路202上の過電流信号を出力する。ある実施形態では、過電流信号は、論理信号からなり、第１の論理レベルが閾値を上回る電流を示し、第２の論理レベルが、閾値以下で電流を示す。
【００２０】
[0022]  閾値を上回る電流を示している過電流信号に応答して、制御回路120はスイッチを不導通状態にセットするためにスイッチ116へのスイッチパス204の上の信号を出力する。示すように、スイッチ116は感受性サブ回路106と電源104との間で直列に連結されるトランジスタを含むことができる。このように、スイッチ116は、感受性サブ回路106に対するパワーをカットオフすることができる。制御ロジック120からの信号は、トランジスタの入口に連結する論理信号であり、第１の論理レベルはスイッチ116を導通状態でセットし、第２の論理レベルはスイッチ116を不導通状態でセットする。
【００２１】
[0023]  制御回路120も、閾値を上回る電流を示している過電流信号に応答して、感受性サブ回路106へのリセットされた道206の上のリセット信号を出力する。上記したように、このリセット信号はまた、論理信号でありえる。パワーが再印加されたあと、制御回路120は、それから実行している状態へのスイッチ116をセットすることができ、感受性サブ回路106をリセットする時の設定された長さのためのリセット・モードの感受性サブ回路106を保持できる。
【００２２】
[0024]  図３は、例示の電流モニタ回路120の回路図である。電流モニタ120は、感受性サブ回路106と電力レール110と間に直列でパワーパス112に連結される検出抵抗302を含む。ある実施形態では、電力レール110は3.3Vであり、パワーパス112上の閾値電流レベルは2.5乃至2.7アンペアの間にある。ある実施形態では、検出抵抗302は約0.1オームの抵抗を有する。電流モニタ118は、検出抵抗302による電流の変化を検出して、電流が閾値の上下にあるかどうか指し示している過電流信号を出力するための演算増幅器304を含む。電流モニタ118もまた、分圧器を演算増幅器304の正入力に提供するために連結される第１のレジスタ306および第２のレジスタ308を含む。ある実施形態では、第１のレジスタ306および第２のレジスタ308は、9乃至11キロオームの間の抵抗を有する高い精密な、低い耐性レジスタである。第３および第４のレジスタ310、312は、分圧器を演算増幅器304の負の入力に提供するために連結される。第１および第２のレジスタ306、308と同様に、第3および第4のレジスタ310、312は、9乃至11キロオームの抵抗を有する高い精密な、低い耐性レジスタであってよい。電流閾値は、演算増幅器304の正の入力と負の入力との間の比率に基づき、第１、第２、第３および第４のレジスタ306、308、310、312の値に基づいて設定されることができる。ある実施形態では、電流モニタ118は、演算増幅器の正の入力とグランドとの間に結合される第１のコンデンサと、演算増幅器の負の入力とグランドとの間に結合された第２のコンデンサを含むことができる。第１および第２のコンデンサは、演算増幅器120の出力の波動を減らすために正および負の入力への入力における変化を減速できる。電流モニタ118はまた、ヒステリシスおよび他のレジスタ316が電力レール110と出力318との間でそれに対して連結したと定めるヒステリシス・レジスタ314を含むことができる。
【００２３】
例示の実施形態
[0025]  実施形態１は、
パワーパスを介してパワーを受信するように構成される負荷と、
パワーパス上の電流を検出するように構成される電流モニタと、
負荷と電力レールとの間で直列に連結されるパワーパス上のスイッチと、
電流モニタに連結される制御回路と、
を有する回路を包含し、
電流モニタがパワーパス上の過電流を感知する場合、制御回路は、スイッチを不導通状態に設定し、負荷にリセット信号を送るように構成される。
【００２４】
[0026]  実施形態２は、前記負荷が、入力信号を介してリセットであるように構成され回路を包含することを特徴とする実施形態１の回路を包含する。
[0027]  実施形態３は、
リセット信号を受信すると、
周知のハードウェアおよびソフトウェア状態に戻り、
パワーダウンし、
そのメモリをクリアし、
そのパワーを排出する
ような上記１以上となるように負荷が構成されることを特徴とする、実施形態１または２のいずれかの回路を含む。
【００２５】
[0028]  実施形態４は、リセット信号が負荷に送られたあと、制御回路が、導通状態へスイッチをセットするように構成されることを特徴とする、実施形態１乃至３のいずれかの回路を含む。
【００２６】
[0029]  実施形態５は、導通状態へスイッチをセットした後、制御回路が、時間の設定された長さに関するリセット・モードの負荷を保つように構成されることを特徴とする実施形態４の回路を含む。
【００２７】
[0030]  実施形態６は、負荷は、より大きい回路の範囲内でサブ回路を有し、スイッチは、サブ回路であってより大きい回路のサブ回路でないものにパワーを制御するように構成され、リセット信号は、より大きな他のサブ回路ではない負荷をリセットするように構成されることを特徴とする、実施形態１乃至５のいずれかの回路を含む。
【００２８】
[0031]  実施形態７は、電流モニタが、負荷へのパワーパスをモニタするように構成され、他のサブ回路に対するパワーでない、ことを特徴とする、実施形態６の回路を包含する。
【００２９】
[0032]  実施形態８は、リセット信号が、負荷に過剰な電流を引かせている単一のイベント効果によって生じる負荷の状態を変えるように構成されることを特徴とする、実施形態１乃至７のいずれかの回路を含む。
【００３０】
[0033]  実施形態９は、電流モニタ、スイッチおよび制御回路が、放射線硬化回路であり、負荷が、非放射線硬化回路であることを特徴とする実施形態１乃至８のいずれかの回路を含む。
【００３１】
[0034]  実施形態１０は、
電源からパワーを受け取るように構成される第１の機能的なサブ回路と、
電源からパワーを受け取るように構成される第２の機能的なサブ回路と、
電源と第２の機能的なサブ回路と間に直列に、並びに、電源と第１の機能的なサブ回路との間に直列でなく、連結される電動スイッチと、
電源と第２の機能的なサブ回路と間を流れる電流が閾値を上回る場合、電源と第２の機能的なサブ回路との間に流れる電流をモニタし、過電流信号を提供するように構成される電流モニタと、
過電流信号が電流モニタから受信される場合、第２の機能的なサブ回路に対するパワーをカットオフするようにパワースイッチを設定し、第２の機能的なサブ回路にリセット信号を送るように構成され、電流モニタに連結される制御回路と、
を有するシステムであって、放射線および温度イベントミティゲーションを備えたシステムを包含する。
【００３２】
[0035]  実施形態11は、第２の機能的なサブ回路が、入力信号を介してリセットであるように構成されることを特徴とする実施形態10のシステムを含む。
[0036]  実施形態12は、リセット信号を受信すると即座に、機能的なサブ回路が、周知のハードウェアおよびソフトウェアに戻り、パワーダンさせ、そのメモリをクリアさせ、そのパワーを排出させることのうちの１つ以上のために構成されることを特徴とする、実施形態10または11のいずれかのシステムを含む。
【００３３】
[0037]  実施形態13は、リセット信号が送られたあと、制御回路が、第２の機能的なサブ回路にパワーを再印加するようにスイッチをセットするように構成されることを特徴とする実施形態10-12のいずれかのシステムを含む。
【００３４】
[0038]  実施形態14は、制御回路が、第２の機能的なサブ回路にパワーを再印加した後の期間の間にリセット・モードの第２の機能的なサブ回路を保つように構成されることを特徴とする実施形態13のシステムを含む。
【００３５】
[0039]  実施形態15は、スイッチが、第１の機能的なサブ回路ではなく第２の機能的なサブ回路に対してパワーを制御するように構成され、第２の機能的なサブ回路がリセットされると共に、第１の機能的なサブ回路が、通常の動作を維持するように構成されることを特徴とする、実施形態10乃至14のいずれかのシステムを含む。
【００３６】
[0040]  実施形態16は、リセット信号が、第２の機能的なサブ回路に過剰な電流を引かせている単一のイベント効果によって生じる第２の機能的なサブ回路の状態を変えるように構成されることを特徴とする実施形態10乃至15のいずれかのシステムを含む。
【００３７】
[0041]  実施形態17は、電流モニタ、パワースイッチおよび制御回路は、放射線硬化回路であり、第２の機能的なサブ回路は、非放射線硬化回路であることを特徴とする実施形態10乃至16のいずれかのシステムを含む。
【００３８】
[0042]  実施形態18は、放射線および温度イベントを緩和する方法であって、
回路の電流を検知するステップと、
回路を流れる電流が閾値を上回る場合、回路に対するパワーをカットオフするステップと、
回路を流れる電流が閾値を上回る場合、リセット信号を回路に送るステップと
を有することを特徴とする方法を包含する。
【００３９】
[0043]   実施形態19は、回路において、
周知のハードウェアおよびソフトウェア状態に戻るステップと、
パワーダウンするステップと、
メモリをクリアするステップと、
リセット信号を受信することに応答してパワーを排出するステップと
の１つ以上を実行することを特徴とする実施形態18の方法を含む。
【００４０】
[0044]  実施形態20は、パワーをカットオフし、回路をリセットすると共に、パワーを回路と共有する電子デバイス内で他の回路の通常の動作を維持するステップを有することを特徴とする実施形態18または19のいずれかの方法を含む。
【００４１】
[0045]  実施形態21は、リセット信号を送った後、回路にパワーを再印加するステップを有することを特徴とする実施形態18乃至20のいずれかの方法を含む。
[0046]  実施形態22は、回路にパワーを再印加した後の期間の間に回路をリセットに保つステップを有することを特徴とする実施形態21の方法を含む。
【００４２】
[0047]  特定の実施形態を例示して、本願明細書において記載してきたけれども、同じ目的を達成するために算出されるいかなる装置も特定の図示した実施形態と置換されることができることは当業者によって認められる。したがって、本発明は特許請求の範囲およびその均等の範囲だけにより限定されることは明白である。
【図１】
2013220013.tif 000003
【図２】
2013220013.tif 000004
【図３】
2013220013.tif 000005
【外国語明細書】
2013220013000001.pdf