[發(fā)明專利]低電單軌電平位移器和在電域之間轉換數(shù)據(jù)信號的方法

在審

• 申請?zhí)枺?/td>: 201310349443.7
• 申請日: 2013-08-12
• 公開（公告）號: CN103684401A
• 公開（公告）日: 2014-03-26
• 發(fā)明（設計）人: 林宏國;揚戈;張曦;余佳妮;龔海燕
• 申請（專利權）人: 輝達公司
• 主分類號: H03K19/0175
• 分類號: H03K19/0175
• 代理公司: 北京市磐華律師事務所 11336
• 代理人: 徐丁峰;魏寧

技術領域

本申請總地針對用于集成電路（IC）的單軌電平位移器，并且更具體地針對節(jié)電的單軌電平位移器，也針對采用來自輸出電域斷電（power?down）信號的低電單軌電平位移器和在電域之間轉換數(shù)據(jù)信號的方法。

背景技術

隨著設備的復雜度和對移動性的期望增加，對降低電耗的需要持續(xù)影響集成電路的設計。對于集成電路來說，一種降低整體功耗的方式是包括不同的供電域（power?supply?domain）。相應地，集成電路內的功能塊，諸如時序關鍵塊，可以以高于被認為非關鍵的、集成電路的其他功能塊的供電電壓來操作。這樣，諸如芯片的單個集成電路可以包括以不同供電電壓操作的多個功能塊。

在具有不同供電電壓的供電域之間傳送信號典型地要求對信號進行轉換。電平位移器通常用在集成電路中以通過轉移數(shù)據(jù)信號的電壓電平來轉換數(shù)據(jù)信號以在不同供電電壓操作的各供電域之間使用。

發(fā)明內容

一個方面提供電壓電平位移器。在一個實施例中，電壓電平位移器包括：（1）輸入電路，其配置為接收來自輸入電域（power?domain）的數(shù)據(jù)信號和來自輸出電域的斷電信號，以及（2）轉變電路，其耦連到輸入電路并且配置為接收斷電信號的經反轉信號和數(shù)據(jù)信號，其中輸入電路和轉變電路二者都配置為連接到作為電源的輸出電域的供給電壓。

在另一個方面，提供在輸入電域和輸出電域之間轉換電壓的方法。在一個實施例中，該方法包括：（1）接收來自輸入電域的供給電壓，以及（2）采用電壓電平位移器將來自輸入電域的供電電壓轉換到輸出電域，其中電壓電平位移器是單軌雙向位移器。

在又一個方面，提供一種裝置。在一個實施例中，該裝置包括：（1）輸入電域，（2）輸出電域以及（3）單軌電壓電平轉換器，其配置為將來自輸入電域的數(shù)據(jù)信號轉換到輸出電域。電壓電平位移器包括：（3A）輸入電路，其配置為接收來自輸入電域的數(shù)據(jù)信號和來自輸出電域的斷電信號，以及（3B）轉變電路，其耦連到輸入電路并且配置為接收斷電信號的經反轉信號和數(shù)據(jù)信號。

附圖說明

現(xiàn)在結合附圖參考下面的描述，其中：

圖1示出了包括根據(jù)本公開的原理所構建的電壓電平位移器的集成電路的實施例的框圖；

圖2示出了根據(jù)本公開的原理所構建的電壓電平位移器的實施例的示意圖；

圖3示出了在正常操作模式的環(huán)境中的、圖2的電壓電平位移器；

圖4示出了根據(jù)本公開的原理所構建的電壓電平位移器的另一個實施例的示意圖；

圖5和圖6示出了在正常操作模式的環(huán)境中的、圖4的電壓電平位移器；以及

圖7示出了在斷電模式的環(huán)境中的、圖4的電壓電平位移器。

具體實施方式

如上所述，電平位移器通常用在集成電路中來轉換代表數(shù)據(jù)信號的電平以在各供電域（即電域）之間使用。然而，電平位移器的添加會增加集成電路的復雜度（例如添加更多的晶體管）并且可能增加其功耗，這歸因于與由附加電路所創(chuàng)建的電流路徑相關聯(lián)的泄漏電流或DC電流。最小泄漏電流電壓電平位移器可以用在集成電路中，但是通常被限制于單向轉換。例如，最小泄漏電流電壓位移器可能僅將信號從低電域轉移到較高電域（即上移設計）。

然而，集成電路的電域可以采用取值范圍較寬的供電電壓（即供給電壓）以使得在電力和性能之間能夠更好地權衡。因此，用于功能塊的供給電壓可以動態(tài)地改變，以由于例如性能目標或特定應用而在給定的電壓范圍內以最佳電壓或頻率操作。這樣，在所耦連的電域之間的供給電壓的差可以變化。在一些應用中，供給電壓的差可以在操作期間動態(tài)地變化。例如，如果電域A即始發(fā)域具有等于1V的供給電壓并且電域B即目標域具有等于1.2V的供給電壓，那么因為目標電域B的供給電壓將大于始發(fā)電域A的供給電壓，所以可以使用上移電平位移器。然而，如果電域A和電域B二者都具有從0.8V至1.2V的供給電壓范圍，那么數(shù)據(jù)信號從域A到域B的轉換可以是0.8V到1.2V，或者1.2V到0.8V。因此，專用的上移電平位移器將不合適。