Hintergrund der Erfindung
Gebiet der ErfindungBackground of the invention
Field of the invention
Die
Erfindung betrifft ein System auf einem Chip (sogenanntes „System
an Chip", kurz SOC
genannt) und insbesondere Trennschaltungen in einem Pegelwandler.The
The invention relates to a system on a chip (so-called "system
on chip ", short SOC
called) and in particular separation circuits in a level converter.
Beschreibung des Standes der
TechnikDescription of the state of
technology
Die 1 zeigt
ein herkömmliches
System auf einem Chip (SOC), das einen Pegelwandler 100 einsetzt.
Signale, die zwischen der ersten Spannungsebene 110 und
der zweiten Spannungsebene 120 fließen, werden durch den Spannungswandler 100 gewandelt,
um sich der entsprechenden Spannungsebene anzupassen. Es gibt vielerlei
bekannte Techniken zur Realisierung von Spannungswandlern 100,
somit wird eine detaillierte Beschreibung davon ausgelassen. In
einem SOC jedoch kann die erste Spannungsebene 110 oder
zweite Spannungsebene 120 gezielt oder gelegentlich abgeschaltet
werden, wobei der entsprechende Anschluss am Pegelwandler 100 in
einen potentialfreien bzw. erdungsfreien Zustand (Englisch: „floating
state") geschaltet
wird. Wenn z.B. der erste Anschluss V1 potentialfrei wird, kann
der Pegelwandler 100 ein unbestimmbares Signal an den zweiten
Ausgang V2 ausgeben. Wenn die zweite Spannungsebene 120 das
unbestimmte Signal empfängt,
können
unerwartete Anwendungsfehler auftreten.The 1 shows a conventional system on a chip (SOC), the a level converter 100 starts. Signals between the first voltage level 110 and the second voltage level 120 flow, be through the voltage transformer 100 converted to adapt to the corresponding voltage level. There are many known techniques for implementing voltage transformers 100 Thus, a detailed description thereof will be omitted. In a SOC, however, the first voltage level can be 110 or second voltage level 120 can be switched off selectively or occasionally, with the corresponding connection to the level converter 100 If, for example, the first terminal V1 becomes potential-free, the level converter can switch to a potential-free or ground-free state (English: "floating state") 100 output an indeterminable signal to the second output V2. If the second voltage level 120 If the undefined signal is received, unexpected application errors may occur.
Kurze Zusammenfassung der
ErfindungShort summary of
invention
Es
werden Spannungswandler bereitgestellt. Eine beispielhafte Ausführungsform
eines Spannungswandlers wandelt ein erstes Signal einer ersten Spannung,
um ein zweites Signal einer zweiten Spannung auszugeben. Ein Pegelwandler
(sog. „level
shifter") empfängt das
erste Signal, um das zweite Signal zu erzeugen. Eine Trennschaltung
bzw. Isolierschaltung ist mit dem Ausgang des Spannungswandlers
verbunden, um das zweite Signal auszugeben. Wenn der Eingang des
Pegelwandlers potentialfrei wird bzw. floated, stoppt die Trennschaltung
die Ausgabe des zweiten Signals und stattdessen gibt die Trennschaltung
ein Ersatzsignal aus, das einen vorbestimmten Spannungspegel unabhängig von Eingang
des Pegelwandlers. aufweistIt
Voltage transformers are provided. An exemplary embodiment
a voltage converter converts a first signal of a first voltage,
to output a second signal of a second voltage. A level converter
(so-called "level
shifter ") receives the
first signal to generate the second signal. A disconnecting circuit
or insulating circuit is connected to the output of the voltage converter
connected to output the second signal. If the entrance of the
Level converter is floating or floated, stops the isolation circuit
the output of the second signal and instead gives the isolation circuit
a substitute signal that has a predetermined voltage level independent of input
the level converter. having
Eine
andere Ausführungsform
des Spannungswandlers ist bidirektional, wobei das erste Signal
einer ersten Spannung in oder aus einem zweiten Signal einer zweiten
Spannung gewandelt wird. Ein Pegelwandler, der einen ersten Anschluss
und einen zweiten Anschluss aufweist, empfängt das erste Signal von dem
ersten Anschluss, um das zweite Signal auf dem zweiten Anschluss
zu erzeugen, oder empfängt
umgekehrt das zweite Signal von dem zweiten Anschluss, um das erste
Signal an dem ersten Anschluss zu erzeugen. Eine erste Trennschaltung
ist an dem zweiten Anschluss des Pegelwandlers angeschlossen, wobei
das zweite Signal ausgangsseitig vom Spannungswandler fließt. Wenn
der erste Anschluss potentialfrei wird, stoppt die erste Trennschaltung
das Fließen
des zweiten Signals und stattdessen gibt die erste Trennschaltung
ein Ersatzsignal unabhängig
vom Eingang des ersten Anschlusses aus. Eine zweite Trennschaltung
ist mit dem ersten Anschluss des Pegelwandlers verbunden, wobei das
erste Signal ausgangsseitig vom Spannungswandler fließt. Wenn
der zweite Anschluss potentialfrei wird bzw. floated, stoppt die
zweite Trennschaltung das Fließen
des ersten Signals und stattdessen gibt die zweite Trennschaltung
ein Ersatzsignal unabhängig
vom Eingang des zweiten Anschlusses aus.A
other embodiment
of the voltage converter is bidirectional, with the first signal
a first voltage in or out of a second signal of a second
Voltage is changed. A level converter that has a first connection
and a second terminal receives the first signal from the
first port to the second signal on the second port
to generate or receive
conversely, the second signal from the second port to the first one
Generate signal at the first port. A first isolation circuit
is connected to the second terminal of the level converter, wherein
the second signal flows from the voltage converter on the output side. If
the first terminal becomes floating, stops the first isolation circuit
the flow
the second signal and instead gives the first isolation circuit
a replacement signal independently
from the entrance of the first port. A second isolation circuit
is connected to the first terminal of the level converter, wherein the
first signal on the output side flows from the voltage converter. If
the second connection is floating or floated, stops the
second separation circuit the flow
the first signal and instead gives the second isolation circuit
a replacement signal independently
from the entrance of the second port.
Die
erste Trennschaltung kann eine sogenannte Latch-Schaltung, d.h.
ein Auffangregister z.B. in Form eines D-Flip-Flop, sein, das den
letzten Zustand des zweiten Signals auffängt, verriegelt bzw. festhält, wenn
der erste Anschluss potentialfrei wird, oder kann eine sogenannte
Pull-Schaltung, z.B. in Form von Pull-Widerständen, sein, die das zweite
Signal auf einen vorbestimmten Spannungspegel zieht, wenn der erste
Anschluss potentialfrei wird. Die zweite Trennschaltung ist auch
eine Latch-Schaltung oder eine Pull-Schaltung. Eine detaillierte
Beschreibung wird in den folgenden Ausführungsbeispielen mit Bezug
auf die beiliegenden Zeichnungen gegeben.The
first isolation circuit may include a so-called latch circuit, i.
a latch, e.g. in the form of a D-flip-flop, that's the
last state of the second signal intercepts, locks or holds, when
the first terminal is floating, or may be a so-called
Pull circuit, e.g. in the form of pull resistors, which are the second
Pulls signal to a predetermined voltage level when the first one
Connection is potential-free. The second isolation circuit is also
a latch circuit or a pull circuit. A detailed
Description will be made in the following embodiments
given to the accompanying drawings.
Kurze Beschreibung der ZeichnungenBrief description of the drawings
Die
Erfindung kann durch Lesen der nachfolgenden detaillierten Beschreibung
und Beispiele unter Bezugnahme auf beiliegende Zeichnungen eingehender
verstanden werden, wobei:The
Invention may be had by reading the following detailed description
and Examples with reference to accompanying drawings in more detail
be understood, wherein:
1 ein
herkömmliches
System auf einem Chip (SOC) zeigt, das einen Pegelwandler 100 verwendet; 1 a conventional system on a chip (SOC) showing a level converter 100 used;
2 eine
Ausführungsform
eines SOC zeigt, das Spannungswandler-Einheiten mit Signaltrennung
verwendet; 2 shows an embodiment of an SOC using signal converter voltage converter units;
3a und 3b,
die Ausführungsformen von
Auto-Latch-Schaltungen in dem Spannungswandler 200a zeigen; 3a and 3b , The embodiments of auto-latch circuits in the voltage converter 200a demonstrate;
4a–4f,
die Ausführungsformen
von Pull-Schaltungen zeigen, die mit dem Ausgangsanschluss des Pegelwandlers 100 verbunden
sind; und 4a - 4f showing embodiments of pull circuits connected to the output terminal of the level converter 100 are connected; and
5a–5f,
die Ausführungsformen
von Pull-Schaltungen zeigen, die mit dem komplementären Ausgangsanschluss
des Pegelwandlers 100 verbunden sind. 5a - 5f showing embodiments of pull circuits connected to the complementary output terminal of the level converter 100 are connected.
Detaillierte Beschreibung
der ErfindungDetailed description
the invention
Die
folgende Beschreibung entspricht der best-angesehenen Art und Weise
zur Ausführung
der Erfindung. Diese Erfindung dient dem Zweck der Darstellung der
allgemeinen Prinzipien der Erfindung und soll nicht in einem beschränkenden
Sinne verstanden werden. Der Umfang der Erfindung wird am besten
durch Bezugnahme auf die anliegenden Ansprüche bestimmt.The
following description corresponds to the best-regarded manner
for execution
the invention. This invention is for the purpose of illustrating the
general principles of the invention and is not intended to be limiting
Meaning be understood. The scope of the invention will be best
determined by reference to the appended claims.
Die 2 zeigt
ein Ausführungsbeispiel
einer SOC, die Spannungswandler-Einheiten mit automatischer Signaltrennung
verwendet. In der 2 hat der Spannungswandler 200a zwei
Anschlüsse, einen
ersten Anschluss V1 und einen zweiten Anschluss V2, die jeweils
mit der ersten Spannungsebene 110 und der zweiten Spannungsebene 120 verbunden
sind. Der Spannungsbereich bzw. die Spannungsebene von Signalen,
die von der ersten Spannungsebene 110 gesendet werden bzw.
ausgehen, wird zur Spannungsebene der zweiten Spannungsebene 120 umgewandelt.
Der Spannungswandler 200a umfasst einen Pegelwandler 100 und
eine Trennschaltung 202 bzw. Isolationsschaltung. Die Trennschaltung 202 ist
mit dem Ausgang des Pegelwandlers 100 und dem Eingang der
zweiten Spannungsebene 120 verbunden. Wenn die erste Spannungsebene 110 normal
arbeitet, wird ein Signal, das von dem ersten Anschluss V1 gesendet
wird, umgewandelt und zu dem zweiten Anschluss V2 geleitet, der
für die
zweite Spannungsebene 120 bestimmt ist. Wenn die erste
Spannungsebene 110 abschaltet, wird der erste Anschluss
V1 potentialfrei bzw. floated. Daraufhin stoppt die Trennschaltung 202 das
Weiterleiten des umgewandelten Signals an den zweiten Anschluss
V2 und stattdessen gibt die Trennschaltung 202 ein Ersatzsignal
aus, welches unabhängig von
dem Eingang des ersten Anschlusses V1 einen vorbestimmten Spannungspegel
aufweist. Die Trennschaltung 202 isoliert automatisch einen
unbestimmten Spannungspegel des Ausgangs des Pegelwandlers 100 und
die Trennschaltung 202 stellt ein Ersatzsignal am Ausgang
des Pegelwandlers 100 zur Verfügung. Der Ausdruck „isoliert
automatisch" bedeutet,
dass eine Trennschaltung bzw. Isolationsschaltung keinen Steuereingang
benötigt.
Die Trennschaltung muss lediglich an eine Spannungsquelle und an den
Ausgang des Pegelwandlers angeschlossen werden.The 2 FIG. 12 shows an embodiment of an SOC using automatic signal separation voltage conversion units. FIG. In the 2 has the voltage transformer 200a two terminals, a first terminal V1 and a second terminal V2, each with the first voltage level 110 and the second voltage level 120 are connected. The voltage range or voltage level of signals from the first voltage level 110 be sent or go out, the voltage level of the second voltage level 120 transformed. The voltage converter 200a includes a level converter 100 and a disconnecting circuit 202 or isolation circuit. The isolation circuit 202 is with the output of the level converter 100 and the input of the second voltage level 120 connected. When the first voltage level 110 operates normally, a signal transmitted from the first terminal V1 is converted and passed to the second terminal V2, that for the second voltage level 120 is determined. When the first voltage level 110 turns off, the first terminal V1 is floating or Floated. The isolation circuit then stops 202 passing the converted signal to the second terminal V2, and instead gives the isolation circuit 202 a substitute signal which has a predetermined voltage level independently of the input of the first terminal V1. The isolation circuit 202 automatically isolates an indeterminate voltage level of the output of the level converter 100 and the isolation circuit 202 provides a substitute signal at the output of the level converter 100 to disposal. The term "isolated automatic" means that a disconnect circuit does not require a control input, and the disconnect circuit only needs to be connected to a voltage source and to the output of the level converter.
Die 3a und 3b zeigen
Ausführungsformen
von Auto-Latch-Schaltungen im Spannungswandler 200a. In 3a umfasst
ein typischer Spannungswandler 300a Transistoren M1, M2,
M3 und M4 sowie Inverter 102, 104 und 106.
Signale von dem ersten Anschluss V1 werden in die Transistorpaare M3
und M4 eingespeist und die Inverter 104 und 106 werden
seriell mit dem Ausgangsanschluss B verbunden, um gewandelte Signale
auszugeben. Die Trennschaltung 202 wird durch einen Inverter 310 realisiert,
der in umgekehrter Form zum Inverter 104 angeschlossen
ist, wobei der Ausgang des Inverters 104 zurück auf den
Eingang des Inverters 310 geführt wird. Der Inverter 310 und
der Inverter 104 bilden gemeinsam eine Latch-Schaltung,
die in der Lage ist, die Spannung am Knotenpunkt C zu verriegeln
bzw. zu halten. Der Inverter 310 ist bewusst so ausgelegt,
dass er schwacher bzw. empfindlicher als der Pegelwandler 300a ist,
wodurch der Ausgangsanschluss, wenn der Eingang des Pegelwandlers 300a nicht
potentialfrei ist, von dem Pegelwandler 300a bestimmt wird,
um umgewandelte Signale über die
Inverter 104 und 106 auszugeben. Wenn der Eingang
des Pegelwandlers 300a potentialfrei wird, wird die Spannung
am ersten Anschluss V1 unbestimmbar, wodurch die Latch-Schaltung,
welche durch die Inverter 310 und 100 gebildet
wird, sich als effektiv erweist, den letzten Status am Knotenpunkt
C zu erhalten bzw. zu bewahren und ihn als ein Ersatzsignal auszugeben.
Es sei angemerkt, dass der durch die ganze detaillierte Beschreibung
hindurch verwendete Spannungswandler 300a ein Beispiel
darstellt. Es gibt viele verschiedene Typen von Spannungswandlern,
die Fachleuten geläufig
sind. Diese verschiedenen Typen von Spannungswandlern können von Schaltungsdesignern
verwendet werden, um eine Ausführungsform
der Erfindung zu realisieren.The 3a and 3b show embodiments of auto-latch circuits in the voltage converter 200a , In 3a includes a typical voltage converter 300a Transistors M1, M2, M3 and M4 and inverters 102 . 104 and 106 , Signals from the first terminal V1 are input to the transistor pairs M3 and M4, and the inverters 104 and 106 are serially connected to the output terminal B to output converted signals. The isolation circuit 202 is through an inverter 310 realized, in reverse order to the inverter 104 connected, the output of the inverter 104 back to the input of the inverter 310 to be led. The inverter 310 and the inverter 104 Together form a latch circuit which is able to lock the voltage at the node C or hold. The inverter 310 is deliberately designed to be weaker or more sensitive than the level converter 300a which causes the output terminal when the input of the level converter 300a is not floating, from the level converter 300a is determined to converted signals via the inverter 104 and 106 issue. If the input of the level converter 300a is floating, the voltage at the first terminal V1 becomes indeterminable, causing the latch circuit, which is through the inverter 310 and 100 is found to be effective to obtain the last status at the node C and to output it as a substitute signal. It should be noted that the voltage converter used throughout the detailed description 300a an example. There are many different types of voltage transformers that are familiar to those skilled in the art. These various types of voltage transformers may be used by circuit designers to implement an embodiment of the invention.
Die 3b zeigt
einen ähnlichen
Fall, der den komplementären
Ausgangsanschluss des Pegelwandlers 300b verwendet. In
einer konventionellen Lösung
ist ein erster Inverter 108 mit dem komplementären Ausgangsanschluss
A verbunden, um ein gewandeltes Signal auszugeben. Ein Inverter 310 wird
hinzugefügt,
um eine Latch-Schaltung mit dem ersten Inverter 108 zu
bilden. Normalerweise gibt der erste Inverter 108 ein gewandeltes
Signal an den zweiten Anschluss V2 aus, während die Latch-Wirkung bzw.
Verriegelungswirkung des Inverters 310 schwächer bzw.
empfindlicher wird. Wenn die Spannung am ersten Anschluss V1 unstabil
wird, heben solche Signale, welche durch den Inverter 310 gehalten
werden, jene Signale auf, die von den Transistoren M1 und M erzeugt
werden, und der letzte Zustand am zweiten Anschluss V2 wird gelatcht
bzw. verriegelt und als ein Ersatzsignal ausgegeben.The 3b shows a similar case, the complementary output terminal of the level converter 300b used. In a conventional solution is a first inverter 108 connected to the complementary output terminal A to output a converted signal. An inverter 310 is added to a latch circuit with the first inverter 108 to build. Usually there is the first inverter 108 a converted signal to the second terminal V2, while the latch action or interlocking action of the inverter 310 weaker or more sensitive. When the voltage at the first terminal V1 becomes unstable, those signals passing through the inverter raise 310 are held, those signals generated by the transistors M1 and M, and the last state at the second terminal V2 is latched and output as a substitute signal.
Die 4a–4f zeigen
Ausführungsformen
von Pull-Schaltungen, die mit dem Ausgangsanschluss des Pegelwandlers 400a verbunden
sind. In 4a wird die Trennschaltung 202 als
Pull-Schaltung 410 realisiert, die an die Versorgungsspannung VCC
und den Ausgangsanschluss B angeschlossen ist, und schwächer bzw.
empfindlicher als die Transistoren M2 und und M4 ist. Wenn der Eingang
des Pegelwandlers 400a nicht potentialfrei ist, wird die Spannung
am Ausgangsanschluss B normalerweise durch M2 und M4 bestimmt, um
das gewandelte Signal auszugeben. Wenn umgekehrt der Eingang des Pegelwandlers 400a potentialfrei
ist, beginnt die Pull-Schaltung 410 die Spannung am Ausgangsanschluss
B zu dominieren, sodass das Ersatzsignal an den zweiten Anschluss
V2 ausgegeben wird.The 4a - 4f show embodiments of pull circuits connected to the output terminal of the level converter 400a are connected. In 4a becomes the isolation circuit 202 as a pull circuit 410 realized, which is connected to the supply voltage VCC and the output terminal B, and is weaker or more sensitive than the transistors M2 and M4. If the input of the level converter 400a is not floating, the voltage at the output terminal B is normally determined by M2 and M4 to output the converted signal. Conversely, if the input of the levelconverter 400a potential-free, the pull circuit starts 410 dominate the voltage at the output terminal B, so that the substitute signal is output to the second terminal V2.
Die 4b zeigt
eine Ausführungsform
einer Pull-Schaltung 410, die durch einen PMOS bzw. PMOS-Transistor
realisiert ist, bei dem das Gate geerdet ist und Source und Drain
jeweils an die Versorgungsspannung VCC und den Ausgangsanschluss
B angeschlossen sind. Diese Anordnung neigt dazu, stets bzw. konstant
die Spannung am Ausgangsanschluss B auf die Versorgungsspannung
VCC zu ziehen. Um den PMOS schwächer
bzw. empfindlicher zu machen, wird der PMOS durch ein Langkanal-Bauelement
realisiert, sodass im Normalbetrieb die Spannung am Ausgangsabschluss
B durch die Transistoren M2 und M4 bestimmt wird. Wenn der Eingang
des Pegelwandlers 400a potentialfrei ist, wird die Spannung
am Ausgangsanschluss B durch die Pull-Schaltung 410 auf
die Versorgungsspannung VCC gezogen bzw. angehoben.The 4b shows an embodiment of a pull circuit 410 , which is implemented by a PMOS or PMOS transistor, in which the gate is grounded and source and drain are connected to the supply voltage VCC and the output terminal B, respectively. This arrangement tends always to constantly pull the voltage at the output terminal B to the supply voltage VCC. In order to make the PMOS weaker or more sensitive, the PMOS is realized by a long-channel component, so that in normal operation the voltage at the output terminal B is determined by the transistors M2 and M4. If the input of the level converter 400a is floating, the voltage at the output terminal B through the pull circuit 410 pulled or raised to the supply voltage VCC.
Die 4c zeigt
eine Ausführungsform
einer Pull-Schaltung 410, die durch eine Kapazität bzw. einen
Kondensator realisiert ist, bei dem zwei Anschlüsse davon an den Ausgangsanschluss
B und die Versorgungsspannung VCC angeschlossen sind. Wenn der Eingang
des Pegelwandlers 400a potentialfrei ist, sind die Transistoren
M2 und M4 zu schwach, um den Ausgangsanschluss B mit einer starken
Treibereigenschaft zu kontrollieren. Anschließend wird der Ausgangsanschluss
B (durch M2) auf einen Spannungspegel nahe VCC geladen. Somit befindet
sich der Ausgangsanschluss B in einem High-Zustand (Logisch 1).
In diesem Zustand hat der Kondensator C eine Wirkung, den Ausgangsanschluss
B auf High zu halten und der Spannungspegel des Anschlusses B wird
unabhängig
vom potentialfreien Eingang des Pegelwandlers 400a. Um
den Kondensator schwächer
bzw. empfindlicher zu machen, wird der Kondensator klein gestaltet
so, dass im Normalbetrieb die Spannung am Ausgangsanschluss B von
den Transistoren M2 und M4 dominiert wird. Wenn der Eingang des
Pegelwandlers 400a potentialfrei wird, wird die Spannung
am Ausgangsanschluss B auf die Versorgungsspannung VCC durch die
Pull-Schaltung 410 gezogen.The 4c shows an embodiment of a pull circuit 410 realized by a capacitor in which two terminals thereof are connected to the output terminal B and the power supply voltage VCC. If the input of the level converter 400a is floating, the transistors M2 and M4 are too weak to control the output terminal B with a strong driving characteristic. Subsequently, the output terminal B is charged (by M2) to a voltage level near VCC. Thus, the output terminal B is in a high state (logic 1). In this state, the capacitor C has an effect of keeping the output terminal B high, and the voltage level of the terminal B becomes independent of the floating input of the level converter 400a , To make the capacitor weaker or more sensitive, the capacitor is made small so that in normal operation, the voltage at the output terminal B is dominated by the transistors M2 and M4. If the input of the level converter 400a becomes floating, the voltage at the output terminal B becomes the supply voltage VCC through the pull circuit 410 drawn.
In 4d wird
der Trennschaltung 202 als Pull-Schaltung 420 realisiert,
welche zwischen der Erdung bzw. dem Grundpotenzial und dem Ausgangsanschluss
B angeschlossen ist. Die Trennschaltung ist schwächer bzw. empfindlicher als
der Pegelwandler 400b. Die Pull-Schaltung 420 neigt dazu, durchgängig bzw.
konstant die Spannung am Ausgangsanschluss B auf Erdung bzw. Masse
zu ziehen. Typischerweise wird, wenn der Eingang des Pegelwandlers 400b nicht
potentialfrei ist, die Spannung am Ausgangsanschluss B von den Transistoren M2
und M4 bestimmt bzw. dominiert, und das gewandelte Signal wird ausgegeben.
Umgekehrt wird, wenn der Eingang des Pegelwandlers 400b potentialfrei ist,
beginnt die Pull-Schaltung 420 damit, die Spannung am Ausgangsanschluss
B zu bestimmen, sodass die Massenspannung als Ersatzsignal an den zweiten
Ausgang V2 ausgegeben wird.In 4d becomes the isolation circuit 202 as a pull circuit 420 realized, which is connected between the ground and the ground potential and the output terminal B. The isolation circuit is weaker or more sensitive than the level converter 400b , The pull circuit 420 tends to consistently or constantly pull the voltage at output terminal B to ground. Typically, when the input of the level converter 400b is not floating, the voltage at the output terminal B is dominated by the transistors M2 and M4, and the converted signal is output. Conversely, when the input of the level converter 400b potential-free, the pull circuit starts 420 to determine the voltage at the output terminal B, so that the ground voltage is output as a replacement signal to the second output V2.
Die 4e zeigt
eine Ausführungsform
einer Pull-Schaltung 420, die durch einen NMOS bzw. NMOS-Transistor
realisiert ist, bei dem das Gate an die Versorgungsspannung VCC
angeschlossen ist und Source und Drain jeweils an Masse und den
Ausgangsanschluss B angeschlossen sind. Diese Anordnung neigt dazu,
die Spannung am Ausgangsanschluss B fortlaufend auf Masse zu ziehen.
Um den NMOS schwacher bzw. empfindlicher zu machen, wird der NMOS
durch ein Langkanal-Bauelement realisiert, sodass im Normalbetrieb
die Spannung am Ausgangsanschluss B von den Transistoren M2 und M4
bestimmt wird. Wenn der Eingang des Pegelwandlers 400b potentialfrei
ist, wird die Spannung am Ausgangsanschluss B durch die Pull-Schaltung 420 auf
Masse gezogen.The 4e shows an embodiment of a pull circuit 420 , which is realized by an NMOS or NMOS transistor, in which the gate is connected to the supply voltage VCC and source and drain are connected to ground and the output terminal B, respectively. This arrangement tends to continuously pull the voltage at the output terminal B to ground. In order to make the NMOS weaker or more sensitive, the NMOS is realized by a long-channel component, so that in normal operation the voltage at the output terminal B is determined by the transistors M2 and M4. If the input of the level converter 400b is floating, the voltage at the output terminal B through the pull circuit 420 pulled to ground.
Die 4f zeigt
eine andere Ausführungsform
der Pull-Schaltung 420, die durch einen Kondensator realisiert
wird, bei dem zwei Anschlüsse
davon an den Ausgangsanschluss B und Masse angeschlossen sind. Wenn
der Eingang des Pegelwandlers 400b potentialfrei ist, sind
die Transistoren M2 und M4 zu schwach, um den Ausgangsanschluss
B mit starker Treibereigenschaft zu steuern. Anschließend wird
der Ausgangsanschluss B (durch M4) auf einen Spannungspegel nahe
GND (Masse) entladen. Somit befindet sich der Ausgangsanschluss
B in einem Low-Zustand (Logisch 0). In dieser Situation hat der
Kondensator C die Wirkung, den Ausgangsanschluss B auf Low zu halten
und der Anschluss B wird unabhängig
von dem potentialfreien Eingang des Pegelwandlers 400b.
Um den Kondensator schwächer
bzw. empfindlicher zu machen, wird der Kondensator klein gestaltet,
sodass im Normalbetrieb die Spannung am Ausgangsanschluss B von den
Transistoren M2 und M4 dominiert wird. Wenn der Eingang des Pegelwandlers 400b potentialfrei wird,
wird die Spannung am Ausgangsanschluss B durch die Pull-Schaltung 420 auf
Masse gezogen. Die Pull-Schaltungen 410 und 420 sind
nicht darauf beschränkt,
die beschriebenen Kondensatoren oder NMOS/PMOS zu sein, sie können jedoch
jede beliebige Schaltung sein, welche geeignet ist, die Spannung
auf einen vorbestimmten Pegel unabhängig zur Spannung am ersten
Anschluss V1 zu ziehen.The 4f shows another embodiment of the pull circuit 420 , which is realized by a capacitor in which two terminals thereof are connected to the output terminal B and ground. If the input of the level converter 400b is floating, the transistors M2 and M4 are too weak to control the output terminal B with strong driving characteristic. Subsequently, the output terminal B is discharged (by M4) to a voltage level near GND (ground). Thus, the output terminal B is in a low state (logic 0). In this situation, the capacitor C has the effect of keeping the output terminal B low and the terminal B becomes independent of the floating input of the level converter 400b , To make the capacitor weaker or more sensitive, the capacitor is made small, so that in normal operation, the voltage at the output terminal B is dominated by the transistors M2 and M4. If the input of the level converter 400b becomes floating, the voltage at the output terminal B through the pull circuit 420 pulled to ground. The pull circuits 410 and 420 are not limited to being the capacitors or NMOS / PMOS described, but may be any circuit capable of pulling the voltage to a predetermined level independently of the voltage on the first terminal V1.
Die 5a–5f zeigen
Ausführungsformen
von Pull-Schaltungen, die mit dem komplementären Ausgangsanschluss A des
Pegelwandlers 500a verbunden sind. Weil die Spannung am
komplementären
Ausgangsanschluss A eine Inversion des Eingangs am ersten Anschluss
V1 darstellt, wird der erste Inverter 108 an den komplementären Ausgangsanschluss
A angeschlossen, um die Spannung umzukehren und ein gewandeltes
Signal an den zweiten Anschluss V2 auszugeben. Die Pull-Schaltung 510 ist
gestaltet, um schwach zu sein, wobei sie dazu neigt, die Spannung
an dem komplementären Ausgangsanschluss
A auf einen vorbestimmten Pegel zu ziehen. Ähnlich zu dem in 4a beschriebenen
Beispiel wird, wenn der Eingang des Pegelwandlers 500a nicht
potentialfrei ist, die Spanung am komplementären Ausgangsanschluss A durch
die Transistoren M1 und M3 bestimmt, um ein gewandeltes Signal über den
ersten Inverter 108 auszugeben. Wenn der Eingang des Pegelwandlers 500a potentialfrei
wird, wird die Spannung an dem komplementären Ausganganschluss A durch
die Pull-Schaltung 510 dominiert, um ein Ersatzsignal über den
ersten Inverter 108 auszugeben.The 5a - 5f show embodiments of pull circuits connected to the complementary output terminal A of the level converter 500a are connected. Because the voltage at the complementary output terminal A is an inversion of the input at the first terminal V1 becomes the first inverter 108 connected to the complementary output terminal A to reverse the voltage and output a converted signal to the second terminal V2. The pull circuit 510 is designed to be weak, tending to pull the voltage at the complementary output terminal A to a predetermined level. Similar to the in 4a described example, when the input of the level converter 500a is not floating, the voltage at the complementary output terminal A determined by the transistors M1 and M3 to a converted signal via the first inverter 108 issue. If the input of the level converter 500a becomes floating, the voltage at the complementary output terminal A through the pull circuit 510 dominates to a replacement signal over the first inverter 108 issue.
Die 5b zeigt
eine Ausführungsform
einer Pull-Schaltung 510, die durch einen PMOS bzw. PMOS-Transistor
realisiert ist. Bei diesem ist das Gate geerdet und Source und Drain
sind jeweils an die Versorgungsspannung VCC und den komplementären Ausgangsanschluss
angeschlossen. Diese Anordnung neigt dazu, die Spannung am komplementären Ausgangsanschluss
A auf Versorgungsspannung VCC fortlaufend zu ziehen. Um den PMOS schwächer bzw.
empfindlicher zu machen, wird der PMOS durch ein Langkanalbauelement
realisiert, sodass im Normalbetrieb die Spannung am komplementären Ausgangsanschluss
A durch M1 und M3 dominiert wird. Wenn der Eingang des Pegelwandlers 500a potentialfrei
wird, wird die Spannung am komplementären Ausgangsanschluss A durch
die Pull-Schaltung 510 auf Versorgungsspannung VCC gezogen.
Durch den ersten Inverter 108 wird ein Massesignal zum
zweiten Anschluss V2 als Ersatzsignal ausgegeben. Die 5c zeigt
eine Ausführungsform
einer Pull-Schaltung 510, die durch einen Kondensator realisiert
ist, bei dem zwei Anschlüsse davon
an den komplementären
Ausgangsanschluss A und der Versorgungsspannung VCC angeschlossen
sind. Wenn der Eingang des Pegelwandlers 500a potentialfrei
ist, sind der Transistor M1 und M3 zu schwach, um den Ausgangsanschluss
A mit einer starken Treibereigenschaft zu kontrollieren. Anschließend wird
der Ausgangsanschluss A (durch M1) auf einen Spannungspegel nahe
VCC geladen. Somit befindet sich der Ausgangsanschluss A in einem Highzustand
(Logisch 1). In dieser Situation hat der Kondensator C den Effekt,
den Ausgangsanschluss A auf High zu halten und der Spannungspegel
des Anschlusses A wird unabhängig
vom potentialfreien Eingang des Pegelwandlers 500a. Um
den Kondensator schwächer
bzw. empfindlicher zu machen, wird der Kondensator klein gestaltet
so dass im Normalbetrieb die Spannung am komplementären Ausgangsanschluss
A durch Transistoren M1 und M3 dominiert wird. Wenn der Eingang
des Pegelwandlers 500a potentialfrei wird, wird die Spannung
am komplementären
Ausgangsanschluss A auf Versorgungsspannung VCC durch die Pull-Schaltung 510 gezogen.
In ähnlicher
Weise wird ein Masse-Signal an den zweiten Anschluss V2 als ein
Ersatzsignal durch den ersten Inverter 108 ausgegeben.The 5b shows an embodiment of a pull circuit 510 , which is realized by a PMOS or PMOS transistor. In this case, the gate is grounded and source and drain are connected to the supply voltage VCC and the complementary output terminal, respectively. This arrangement tends to continuously pull the voltage at the complementary output terminal A to supply voltage VCC. In order to make the PMOS weaker or more sensitive, the PMOS is realized by a long-channel component, so that in normal operation the voltage at the complementary output terminal A is dominated by M1 and M3. If the input of the level converter 500a becomes floating, the voltage at the complementary output terminal A through the pull circuit 510 pulled to supply voltage VCC. Through the first inverter 108 a ground signal is output to the second terminal V2 as a substitute signal. The 5c shows an embodiment of a pull circuit 510 which is realized by a capacitor in which two terminals thereof are connected to the complementary output terminal A and the power supply voltage VCC. If the input of the level converter 500a is floating, the transistors M1 and M3 are too weak to control the output terminal A with a strong driving characteristic. Subsequently, the output terminal A is charged (by M1) to a voltage level near VCC. Thus, the output terminal A is in a high state (logical 1). In this situation, the capacitor C has the effect of keeping the output terminal A high and the voltage level of the terminal A becomes independent of the floating input of the level converter 500a , To make the capacitor weaker or more sensitive, the capacitor is made small so that in normal operation, the voltage at the complementary output terminal A is dominated by transistors M1 and M3. If the input of the level converter 500a becomes floating, the voltage at the complementary output terminal A becomes the supply voltage VCC through the pull circuit 510 drawn. Similarly, a ground signal is applied to the second terminal V2 as a substitute signal by the first inverter 108 output.
In 5d ist
die Trennschaltung 202 bzw. Isolationsschaltung als Pull-Schaltung 520 realisiert, welche
zwischen der Masse und den komplementären Ausgangsanschluss A angeschlossen
ist, und welche schwächer
bzw. empfindlicher als der Pegelwandler 500b ist. Die Pull-Schaltung 520 neigt
dazu, fortlaufend die Spannung am komplementären Ausgangsanschluss auf Masse
zu ziehen. Wenn der Eingang des Pegelwandlers 500b nicht
potentialfrei ist, wird die Spannung am komplementären Ausgangsanschluss
A normalerweise durch die Transistoren M1 und M3 dominiert, um das
gewandelte Signal auszugeben. Wenn umgekehrt der Eingang des Pegelwandlers 500b potentialfrei
wird, beginnt die Pull-Schaltung 510 damit, die Spannung
am komplementären
Ausgangsanschluss A zu dominieren, sodass die Spannung am komplementären Ausgangsanschluss
A auf Masse gezogen wird. Durch den ersten Inverter 108 wird
eine Hoch- bzw. High-Spannung an den zweiten Anschluss V2 als ein
Ersatzsignal ausgegeben.In 5d is the isolation circuit 202 or isolation circuit as a pull circuit 520 realized, which is connected between the ground and the complementary output terminal A, and which are weaker or more sensitive than the level converter 500b is. The pull circuit 520 tends to continuously pull the voltage at the complementary output terminal to ground. If the input of the level converter 500b is not floating, the voltage at the complementary output terminal A is normally dominated by the transistors M1 and M3 to output the converted signal. Conversely, if the input of the level converter 500b potential-free, the pull circuit starts 510 to dominate the voltage at the complementary output terminal A so that the voltage at the complementary output terminal A is pulled to ground. Through the first inverter 108 A high voltage is output to the second terminal V2 as a substitute signal.
5e zeigt
eine Ausführungsform
einer Pull-Schaltung 520, die durch ein NMOS bzw. NMOS-Transistor
realisiert ist. Bei diesern ist das Gate an die Versorgungsspannung
VCC angeschlossen und die Source und Drain sind jeweils an Masse und
an den komplementären
Ausgangsanschluss A angeschlossen. Diese Anordnung neigt dazu, fortlaufend
die Spannung am komplementären
Ausgangsanschluss A auf Masse zu ziehen. Um den NMOS schwächer bzw.
empfindlicher zu machen, wird der NMOS durch ein Langkanalelement
ersetzt, sodass im Normalbetrieb die Spannung am komplementären Ausgangsanschluss
A von den Transistoren M1 und M3 beherrscht werden. Wenn der Eingang
des Pegelwandlers 500b potentialfrei ist, wird die Spannung am
komplementären
Ausgangsanschluss A auf Masse durch die Pull-Schaltung 520 gezogen. 5e shows an embodiment of a pull circuit 520 , which is realized by an NMOS or NMOS transistor. In these, the gate is connected to the supply voltage VCC and the source and drain are connected to ground and to the complementary output terminal A, respectively. This arrangement tends to continuously pull the voltage at the complementary output terminal A to ground. In order to make the NMOS weaker or more sensitive, the NMOS is replaced by a long-channel element, so that in normal operation the voltage at the complementary output terminal A is dominated by the transistors M1 and M3. If the input of the level converter 500b is floating, the voltage at the complementary output terminal A is grounded through the pull circuit 520 drawn.
5f zeigt
ein anderes Ausführungsbeispiel
der Pull-Schaltung 520, die durch einen Kondensator realisiert
ist, bei dem zwei Anschlüsse
davon an den komplementären
Ausgangsanschluss A und an Masse angeschlossen sind. Wenn der Eingang
des Pegelwandlers 500b potentialfrei wird, sind Transistor
M1 und M3 zu schwach, um den Ausgangsanschluss A mit einer starken
Antriebseigenschaft zu steuern. Anschließend wird der Ausgangsanschluss
A (durch M3) auch an den Spannungspegel nahe GND (Masse) entladen.
Somit befindet sich der Ausgangsanschluss A auf einem Low-Zustand (Logisch
0). In dieser Situation hat der Kondensator C die Wirkung, den Ausgangsanschluss
A auf Low zu halten und der Spannungspegelanschluss A wird unabhängig von
dem potentialfreien Eingang am Pegelwandler 500b. Um den
Kondensator schwächer
bzw. empfindlicher zu machen, wird der Kondensator klein gestaltet
so, dass im Normalbetrieb die Spannung am komplementären Ausgangsanschluss
A durch Transistoren M1 und M3 beherrscht wird. Wenn der Eingang
des Pegelwandlers 500b potentialfrei wird, wird die Spannung
am komplementären
Ausgangsanschluss A auf Masse durch die Pull-Schaltung 520 gezogen.
Die Pull-Schaltungen 510 und 520 sind nicht darauf
beschränkt,
der beschriebene Kondensator oder NMOS/PMOS zu sein, können aber
im Gegenteil jede Schaltung darstellen, die geeignet ist, die Spannung
auf einen vorbestimmten Pegel unabhängig vom Eingangssignal am
ersten Anschluss V1 zu ziehen. 5f shows another embodiment of the pull circuit 520 , which is realized by a capacitor in which two terminals thereof are connected to the complementary output terminal A and to ground. If the input of the level converter 500b floating, transistors M1 and M3 are too weak to control the output terminal A with a strong driving characteristic. Subsequently, the output terminal A is also discharged (by M3) to the voltage level near GND (ground). Thus, the output terminal A is in a low state (Logical 0). In this situation, the capacitor C has the effect of keeping the output terminal A low and the voltage level terminal A becomes independent of the floating input on the level converter 500b , To make the capacitor weaker or more sensitive, the capacitor is made small so that in normal operation, the voltage at the complementary output terminal A is controlled by transistors M1 and M3. If the input of the level converter 500b becomes floating, the voltage at the complementary output terminal A becomes ground through the pull circuit 520 drawn. The pull circuits 510 and 520 are not limited to being the described capacitor or NMOS / PMOS, but on the contrary can be any circuit capable of pulling the voltage to a predetermined level independent of the input signal at the first terminal V1.
Die
Pegelwandler in den Ausführungsformen können unidirektional
oder bidirektional sein und die Ausgestaltung davon ist nicht auf
die beschriebenen Ausführungsformen
beschränkt.
Die zweite Trennschaltung 204 kann identisch zur Trennschaltung 202 sein,
weshalb redundante Beschreibungen ausgelassen werden können. Mit
der Auto-Trennfunktion, welche in den Pegelwandlern realisiert ist,
erreicht ein SOC eine höhere
Qualität
und Leistung mit geringeren Kosten.The level converters in the embodiments may be unidirectional or bidirectional, and the configuration thereof is not limited to the described embodiments. The second isolation circuit 204 can be identical to the isolation circuit 202 which is why redundant descriptions can be omitted. With the Auto-Disconnect function implemented in the level shifters, an SOC achieves higher quality and performance at a lower cost.
Während die
Erfindung im Wege von Beispielen und anhand bevorzugter Ausführungsbeispiele
beschrieben worden ist, versteht es sich, dass die Erfindung nicht
hierauf beschränkt
ist. Im Gegenteil ist es beabsichtigt, verschiedene Modifikationen und ähnliche
Anordnungen (wie sie für
Fachleute offensichtlich sind) abzudecken. Deshalb soll dem Schutzumfang
der beiliegenden Ansprüche
die breiteste Interpretation zukommen, um somit alle solche Modifikationen
und ähnliche
Anordnungen mit zu umfassen.While the
Invention by way of examples and with reference to preferred embodiments
It has been described that it is understood that the invention is not
limited to this
is. On the contrary, it is intended to various modifications and the like
Arrangements (as for
Experts are obvious) cover. Therefore should the scope of protection
the accompanying claims
the widest interpretation, so all such modifications
and similar
To include arrangements.