[發(fā)明專利]一種多路IP復(fù)用PAD的控制系統(tǒng)

有效

• 申請(qǐng)?zhí)枺?/td>: 201710758461.9
• 申請(qǐng)日: 2017-08-29
• 公開(kāi)（公告）號(hào): CN109428576B
• 公開(kāi)（公告）日: 2022-02-11
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 彭鼎之;倪陳志
• 申請(qǐng)（專利權(quán)）人: 珠海全志科技股份有限公司
• 主分類號(hào): H03K17/693
• 分類號(hào): H03K17/693
• 代理公司: 廣東深宏盾律師事務(wù)所 44364
• 代理人: 趙瓊花

本發(fā)明公開(kāi)了一種多路IP復(fù)用PAD的控制系統(tǒng)，包括若干個(gè)開(kāi)關(guān)，以及與每個(gè)開(kāi)關(guān)一一對(duì)應(yīng)的若干電壓選擇模塊。開(kāi)關(guān)用于控制IP模塊與PAD之間的導(dǎo)通或截止。電壓選擇模塊依據(jù)其對(duì)應(yīng)的開(kāi)關(guān)所連接的IP模塊的工作狀態(tài)，為該開(kāi)關(guān)的控制端提供相應(yīng)的控制電壓。電壓選擇模塊依據(jù)各IP模塊的工作狀態(tài)，調(diào)整對(duì)應(yīng)的開(kāi)關(guān)控制端的電壓幅度，從而實(shí)現(xiàn)開(kāi)關(guān)的寬擺幅輸出控制和IP模塊掉電的耐壓控制。

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明涉及電子電路技術(shù)領(lǐng)域，尤其涉及一種多路IP復(fù)用PAD的控制系統(tǒng)。

背景技術(shù)

隨著芯片生產(chǎn)工藝的發(fā)展以及集成度的提高，芯片內(nèi)部使用的電壓越來(lái)越低，芯片集成功能越來(lái)越多，導(dǎo)致芯片輸入輸出接口也越來(lái)越多；同時(shí)芯片的面積越來(lái)越小，使得芯片面積成本受限于輸入輸出PAD的數(shù)目，被稱為PAD Limit。PAD為芯片的裸片的輸入輸出。

為了降低生產(chǎn)成本，有效減少接口數(shù)目的同時(shí)不降低芯片集成度和應(yīng)用場(chǎng)景，由此產(chǎn)生了多個(gè)IP模塊(也稱為IP核，Intellectual Property Core，中文為知識(shí)產(chǎn)權(quán)核，是指某一方提供的、形式為邏輯單元、芯片設(shè)計(jì)的可重用模塊)共用部分PAD完成輸入輸出功能的電路結(jié)構(gòu)，如現(xiàn)有的LCD和LVDS共用輸出PAD等結(jié)構(gòu)，通過(guò)復(fù)用輸出，使得能夠滿足兩種場(chǎng)景下的輸出PAD數(shù)目減少一半。

現(xiàn)階段，隨著芯片集成度的極大提高，已經(jīng)不滿足于只有兩個(gè)IP復(fù)用的輸入輸出結(jié)構(gòu)，而是需要更多的IP復(fù)用輸入輸出，達(dá)到最大程度節(jié)省PAD數(shù)目目的。

多個(gè)IP的輸入輸出電氣標(biāo)準(zhǔn)不同，帶來(lái)了低壓器件驅(qū)動(dòng)的耐壓?jiǎn)栴}，如不解決好會(huì)嚴(yán)重影響芯片的使用壽命；另外有些IP的輸入輸出信號(hào)幅度和共模電壓較高，接近甚至超過(guò)芯片內(nèi)部使用的器件電源電壓，如何驅(qū)動(dòng)寬擺幅的輸出，也是復(fù)用設(shè)計(jì)的難題；還有就是多個(gè)IP的直接復(fù)用，各IP采用三態(tài)輸出的方式來(lái)線與的，這種方法不能隔離IP負(fù)載，直接導(dǎo)致了對(duì)單個(gè)場(chǎng)景應(yīng)用時(shí)輸出負(fù)載的增加，影響單個(gè)IP的驅(qū)動(dòng)輸出速率，如何在復(fù)用IP過(guò)程中最大程度優(yōu)化單個(gè)IP輸出速率，也是需要綜合考慮的問(wèn)題。

發(fā)明內(nèi)容

針對(duì)現(xiàn)有技術(shù)的不足，本發(fā)明提出了一種多路IP復(fù)用PAD的控制系統(tǒng)，電壓選擇模塊依據(jù)各IP的工作狀態(tài)，調(diào)整對(duì)應(yīng)的開(kāi)關(guān)控制端的電壓幅度，解決了由于多個(gè)IP的輸入輸出的電氣標(biāo)準(zhǔn)不同，系統(tǒng)無(wú)法實(shí)現(xiàn)寬擺幅輸出和耐壓的問(wèn)題。(2)通過(guò)電壓選擇模塊來(lái)實(shí)現(xiàn)外部IP引入的偏置電壓和本IP的電源電壓輸入的自動(dòng)隔離和切換，解決了系統(tǒng)內(nèi)部開(kāi)關(guān)因超出耐壓能力而降低使用壽命的問(wèn)題。(3)通過(guò)升壓模塊對(duì)電壓選擇模塊輸出電壓的調(diào)整，來(lái)控制寬擺幅輸出開(kāi)關(guān)的控制電壓，解決了系統(tǒng)無(wú)法傳輸寬擺幅高共模信號(hào)的問(wèn)題。(4)通過(guò)狀態(tài)選擇單元來(lái)控制電壓多選一單元得到不同電壓值的電壓輸出，并通過(guò)該電壓控制開(kāi)關(guān)的導(dǎo)通狀態(tài)，解決了系統(tǒng)內(nèi)部開(kāi)關(guān)無(wú)法因IP模塊應(yīng)用狀態(tài)的變化而保證信號(hào)的正常傳輸?shù)膯?wèn)題。

為了實(shí)現(xiàn)上述目的，本發(fā)明技術(shù)方案如下：

一種多路IP復(fù)用PAD的控制系統(tǒng)，包括若干個(gè)開(kāi)關(guān)，以及與每個(gè)開(kāi)關(guān)一一對(duì)應(yīng)的若干電壓選擇模塊。開(kāi)關(guān)用于控制IP模塊與PAD之間的導(dǎo)通或截止。電壓選擇模塊依據(jù)其對(duì)應(yīng)的開(kāi)關(guān)所連接的IP模塊的工作狀態(tài)，為該開(kāi)關(guān)的控制端提供相應(yīng)的控制電壓。

進(jìn)一步地，在IP模塊傳輸?shù)男盘?hào)的共模幅度未超過(guò)限定值的狀態(tài)下，電壓選擇模塊為對(duì)應(yīng)的開(kāi)關(guān)的控制端提供電源電壓VDD。在IP模塊傳輸?shù)男盘?hào)共模幅度高于所述限定值的狀態(tài)下，電壓選擇模塊為對(duì)應(yīng)的開(kāi)關(guān)的控制端提供大于電源電壓VDD的上拉電壓Vcm。在IP模塊無(wú)信號(hào)傳輸且其對(duì)應(yīng)的開(kāi)關(guān)無(wú)耐壓風(fēng)險(xiǎn)的狀態(tài)下，電壓選擇模塊為對(duì)應(yīng)的開(kāi)關(guān)的控制端提供地電壓GND。在IP模塊的電源電壓VDD未上電的狀態(tài)下，電壓選擇模塊為對(duì)應(yīng)的開(kāi)關(guān)的控制端提供偏置電壓Vbias。

進(jìn)一步地，電壓選擇模塊包含狀態(tài)選擇單元、電壓多選一單元。狀態(tài)選擇單元與電壓多選一單元相連接。電壓多選一單元與開(kāi)關(guān)相連接。狀態(tài)選擇單元依據(jù)IP模塊的工作狀態(tài)控制電壓多選一單元為對(duì)應(yīng)的開(kāi)關(guān)的控制端提供相應(yīng)的控制電壓。