[發明專利]一種I2C總線系統、具有外加電壓工作模式的芯片和方法

有效

• 申請號: 202110691481.5
• 申請日: 2021-06-22
• 公開（公告）號: CN113342726B
• 公開（公告）日: 2022-09-06
• 發明（設計）人: 李威;李小勇
• 申請（專利權）人: 上海料聚微電子有限公司
• 主分類號: G06F13/42
• 分類號: G06F13/42;G06F13/40
• 代理公司: 深圳鼎合誠知識產權代理有限公司 44281
• 代理人: 郭燕;彭家恩

一種I2C總線系統，具有外加電壓工作模式的芯片，和復用I2C總線向芯片內部施加電壓的方法，芯片包括總線接口電路、數據選擇器和核心功能電路；總線接口電路包括數據端口，用于與數據線連接，以使得芯片通過數據線基于總線協議接收和發出信號；數據選擇器與數據端口、工作電壓線、核心功能電路連接，用于從數據線和工作電壓線中選擇一路電壓輸出給核心功能電路；其中：在外加電壓工作模式下，所述數據線被從所述芯片外施加預設電壓，所述數據選擇器選擇將所述數據線這一路電壓輸出給所述核心功能電路，以使得所述核心功能電路被施加所述預設電壓。本發明通過對芯片內部的電路進行改進，并通過復用芯片的總線接口來實現向芯片內部電路加入電壓。

技術領域

本發明涉及集成電路領域，特別涉及一種I2C總線系統，一種具有外加電壓工作模式的芯片，一種復用I2C總線向芯片內部施加電壓的方法。

背景技術

一些應用中分配給單個芯片的管腳資源有限，在一些傳感器的應用中如型號為DS18B20的芯片中只有VCC管腳，GND管腳以及單總線接口等，甚至在一些應用中，VCC管腳也可以省去，芯片由總線接口通過特殊的電路結構處理后供電。在這樣的應用中，受限于PIN腳資源，需要復用這些有限的PIN腳實現某些功能，如測試內部電壓、向芯片內部施加電壓等等。

在通常情況下，上述的操作都可以在晶圓級層面(wafer level)實現，如可以在芯片設計的時候增加一些額外的PAD腳(Pin腳指芯片封裝好后的管腳，即用戶能夠看到的管腳；PAD腳是硅片的管腳，是封裝在芯片內部的，用戶一般無法看到)，這些額外的PAD腳可以在封裝的時候可以不進行封裝，從而可以將這些PAD單獨用作測試或者外加電壓等用途，這是業內解決上述問題的常用方案。

但是在一些應用中的芯片卻無法使用上述方案來解決問題。例如溫度傳感器的應用中，溫度測試的精度是和封裝相關的，這種情況下，一些操作就需要封裝后完成，而此時由于PIN腳受限并沒有額外的PIN腳資源可以用來進行這些操作，在這種情況下，就無法使用上述引入額外的PAD腳并且不進行封裝這一方案來解決問題。

發明內容

本發明提出一種I2C總線系統，一種具有外加電壓工作模式的芯片，一種復用I2C總線向芯片內部施加電壓的方法，下面具體說明。

根據第一方面，一種實施例中提供一種I2C總線系統，其特征在于，包括：主機電路和從機芯片，所述主機電路和從機芯片用于根據I2C通信協議進行通信；

所述從機芯片包括I2C接口電路、寄存器組、時鐘延展單元、數據選擇器、片內時鐘單元和核心功能電路；所述I2C接口電路包括用于與串行數據線SDA連接的SDA端口，和用于與串行時鐘線SCL連接的SCL端口；所述寄存器組用于寄存數據；所述時鐘延展單元用于將所述串行時鐘線SCL上的時鐘信號進行時鐘延展；所述數據選擇器至少與所述串行數據線SDA、工作電壓線V₁相連，用于從中選擇一路輸出給所述核心功能電路；所述核心功能電路用于實現所述從機芯片的預設功能；所述片內時鐘單元用于產生片內時鐘信號并計時；

所述主機電路包括控制單元和開關電路，所述控制單元至少包括與所述串行數據線SDA連接的SDA端口，與所述串行時鐘線SCL連接的SCL端口，以及控制端；所述開關電路具有第一極、第二極和控制極，所述開關電路的控制極與所述控制單元的控制端連接，所述開關電路的第一極與預設電壓線V_ext連接，所述開關電路的第二極與所述串行數據線SDA連接；

所述I2C總線系統具有正常工作模式和外加電壓工作模式；其中：

在所述正常工作模式下：

所述控制單元通過其控制端向所述開關電路發出信號，以控制所述開關電路斷開；