[發(fā)明專利]開(kāi)漏總線中繼器和包括該開(kāi)漏總線中繼器的系統(tǒng)

在審

• 申請(qǐng)?zhí)枺?/td>: 202210598725.X
• 申請(qǐng)日: 2022-05-30
• 公開(kāi)（公告）號(hào): CN115441864A
• 公開(kāi)（公告）日: 2022-12-06
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 卡塔日娜·諾瓦克;吉薩納德·阿薩姆
• 申請(qǐng)（專利權(quán)）人: 安世有限公司
• 主分類號(hào): H03K19/0175
• 分類號(hào): H03K19/0175;H03K19/0185;H03K19/01;H03K19/017;G06F13/40;G06F13/42
• 代理公司: 北京天昊聯(lián)合知識(shí)產(chǎn)權(quán)代理有限公司 11112
• 代理人: 張娜;李榮勝

本發(fā)明總體上涉及用于開(kāi)漏總線通信的中繼器和包括該中繼器的系統(tǒng)。更具體地，本發(fā)明涉及一種適用于I2C總線通信的中繼器。總線中繼器包括A到B緩沖器、B側(cè)下拉控制單元和B側(cè)下拉元件，A到B緩沖器被配置為接收A側(cè)端子處的信號(hào)并產(chǎn)生第一緩沖信號(hào)，B側(cè)下拉控制單元被配置為基于接收到的第一緩沖信號(hào)產(chǎn)生第一控制信號(hào)，B側(cè)下拉元件根據(jù)所述第一控制信號(hào)下拉B側(cè)端子處的電壓。B側(cè)下拉元件包括布置在B側(cè)端子和B側(cè)接地參考端子之間的B側(cè)下拉晶體管。第一控制信號(hào)控制B側(cè)下拉晶體管的控制端子的電壓。B側(cè)下拉控制單元包括B側(cè)比較單元，B側(cè)比較單元被配置為將B側(cè)端子的電壓與第一參考電壓進(jìn)行比較，并基于比較結(jié)果生成第一控制信號(hào)。

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明總體上涉及用于開(kāi)漏總線通信的中繼器、和包括該中繼器的系統(tǒng)。更具體地，本發(fā)明涉及一種適用于I2C總線通信的中繼器。

背景技術(shù)

下文中，開(kāi)漏總線(open-drain bus)是指使用開(kāi)漏輸出驅(qū)動(dòng)器來(lái)將設(shè)備連接到其的總線。

系統(tǒng)中設(shè)備間的數(shù)據(jù)通信可以使用總線連接器來(lái)執(zhí)行。例如，一個(gè)設(shè)備可以使用基于內(nèi)部集成電路(I2C)通信協(xié)議的開(kāi)漏總線連接器來(lái)與另一個(gè)設(shè)備通信。

圖1示出了已知的系統(tǒng)100，其包括使用總線連接器101連接的第一通信單元110和第二通信單元120。總線連接器101包括使用I2C總線中繼器130連接的第一段102和第二段103，第一段102包括第一總線線路102a，第二段103包括第二總線線路103a。第一總線線路102a和第二總線線路103a各自具有與其相關(guān)聯(lián)的寄生電容，分別由C1和C2表示。應(yīng)當(dāng)注意，通常第一段102和第二段103各自包括多條總線線路，例如數(shù)據(jù)總線線路和時(shí)鐘總線線路。

第一段102還包括連接在第一總線線路102a和電源電壓Vcc之間的第一上拉電阻器R1。類似地，第二段103還包括連接在第二總線線路103a和電源電壓Vcc之間的第二上拉電阻器R2。

第一通信單元110包括第一I2C控制器111，第一I2C控制器111控制連接在第一總線線路102a和地之間的第一下拉晶體管112。類似地，第二通信單元120包括第二控制器121，第二控制器121控制連接在第二總線線路103a和地之間的第二下拉晶體管122。

對(duì)于每對(duì)總線線路102a、103a，總線中繼器130包括中繼單元140。中繼單元140具有A側(cè)端子141a和B側(cè)端子141b。每個(gè)中繼單元140還包括A到B緩沖器142a，A到B緩沖器142a的輸入連接到A側(cè)端子141a，并且A到B緩沖器142a的輸出連接到B側(cè)下拉晶體管143b的控制輸入，該晶體管布置在B側(cè)端子141b和地之間。中繼單元140還包括B到A緩沖器142b，B到A緩沖器142b的輸入連接到B側(cè)端子141b，并且B到A緩沖器142b的輸出連接到A側(cè)下拉晶體管143a的控制輸入，該晶體管布置在A側(cè)端子141a和地之間。

每個(gè)中繼單元140被配置為可在第一模式下操作，在第一模式下中繼單元140在A側(cè)端子141a處接收信號(hào)，并且基于在A側(cè)端子141a處接收到的信號(hào)而在B側(cè)端子141b處產(chǎn)生信號(hào)。然而，中繼單元140可以是雙向的，如圖1所示。在那種情況下，中繼單元也可以被配置為可在第二模式下操作，在第二模式下中繼單元140在B側(cè)端子141b處接收信號(hào)，并且基于在B側(cè)端子141b處接收到的信號(hào)而在A側(cè)端子141a處產(chǎn)生信號(hào)。

在下文中，假定涉及上拉電壓的陳述、以及涉及上拉提供該電壓的節(jié)點(diǎn)的陳述是相同的。

總線連接器101是開(kāi)漏型總線，其具有高空閑狀態(tài)。具體地，在第一下拉晶體管112和A側(cè)下拉晶體管143a沒(méi)有下拉的情況下，第一總線線路102a上的電壓被第一上拉電阻器R1上拉。更具體地，經(jīng)過(guò)上拉電阻器R1的電流對(duì)電容C1充電，直到第一總線線路102a上的電壓被上拉到電源電壓Vcc，該電壓對(duì)應(yīng)于邏輯“高”電壓(VH)。類似地，在第二下拉晶體管122和B側(cè)下拉晶體管143b沒(méi)有下拉的情況下，第二總線線路103a上的電壓被第二上拉電阻器R2上拉到電源電壓Vcc。