使用单个引线支持IC功率输入和功率控制的电路及方法

摘要

本发明提供一种使用单个引线来支持用于集成电路的功率输入和功率控制功能的系统和方法，其中集成电路和一个系统进行通信。该方法包括：在引线上从系统接收功率输入信号；基于功率输入信号通过控制信号发生电路产生功率控制信号；以及发送功率控制信号给集成电路。本发明的方法与装置能够实现减少集成电路的引线数和功率损耗的目的。

说明书

本申请要求于2005年5月13日提交的美国专利临时申请号为60/680,912、名为“支持多控制功能、功率输入以及启用/禁止的单引线”优先权，其中的详细内容在此全文结合以作参考。

技术领域

本发明涉及一种用于功率控制的电路及方法，尤其涉及通过减少引线数以对电子电路的功率进行控制的电路及方法。

背景技术

一种输送给电路的电源电压通常确定了电路的标准数字阈值电平(也被称为电路的电压标准)，并且输入信号的数字阈值电平应当与电路的数字阈值电平一致。当一个集成电路(IC)连接到一系统时，其具有几个输入，这些输入可以包括来自系统的数据输入(数字输入)、电源以及来自系统的功率控制信号，该功率控制信号用来启用或禁止该IC。通常，用于IC和用于系统的电压标准可以是彼此不同的。例如，系统的电压标准可以是1.5V或者1.8V，而给IC的电源电压可以是3.3V或者5.0V。因此，IC会由于电压差异而不能直接接收来自系统的数字输入。这会要求进行转换以调节数字输入的电压，使之满足IC的电压标准。

另外，IC也会要求来自系统的功率输入信号向数字输入供电，这是因为供电给数字输入的电源电压必须与数字输入的电压标准一致。因此，IC应当具有功率输入引线，其从系统接收功率输入信号来供电给数字输入。如前所述，IC也可以从系统接收功率控制信号，该功率控制信号指示IC何时功率上升或者何时功率下降。现有的IC多使用额外的引线来接收功率控制信号。然而，由于功率输入信号和功率控制信号通常都来自相同的系统，并且当该系统电源断开时不必对IC供电，最好有单个的引线用于功率输入和功率控制。如果能减少引线数，将会有利地减小功率损耗和成本。因此，需要一种使用单个引线来支持功率输入功能和功率控制功能的装置和方法，以解决现有技术存在的问题。

发明内容

本发明的目的在于提供一种使用单个引线来支持用于集成电路的功率输入功能和功率控制功能的方法和装置，该方法与装置能够实现减少集成电路的引线数和功率损耗的目的。

鉴于上述目的，本发明提出一种使用单个引线来支持用于集成电路的功率输入功能和功率控制功能的方法，其中集成电路和一个系统进行通信。该方法包括在该引线上从该系统接收功率输入信号，基于功率输入信号通过控制信号发生电路产生功率控制信号，以及发送功率控制信号给集成电路。该功率控制信号用以控制集成电路的功率状态。

本发明还提出一种使用单引线来支持用于集成电路的功率输入功能和功率控制功能的电路，其中该电路能够与一个系统和集成电路进行通信。该电路包括在系统和集成电路之间进行通信的数据衰减器(data pad)，以及耦合到该引线和集成电路的控制信号发生电路。该数据衰减器能够从该系统接收输入信号，并调节该输入信号以供集成电路使用。该数据衰减器还连接到该引线，并通过该引线从该系统接收功率输入信号，而且该数据衰减器至少是由该功率输入信号供电的。该控制信号发生电路检测在该引线上的功率输入信号，并产生一个功率控制信号，以基于功率输入信号来控制集成电路的功率状态。

附图说明

本发明的实施例的特征和优点，将会随着下列详细描述的进行并在参考附图的基础上变得显而易见，其中相同的附图标记表示相同的部分，并且在其中：

图1示出了一种使用单个引线来支持功率输入功能和功率控制功能的电路的结构框图；以及

图2示出了图1中一些模块的详细电路原理图。

具体实施方式

图1示出了一种使用单个引线来支持功率输入功能和功率控制功能的电路的结构框图。依照一实施例，本发明的电路包括两个模块：数据衰减器102和内置功率控制信号发生电路104。该电路还具有一条引线(VDD1引线)，其从系统108接收功率输入信号VDD1。

数据衰减器102连接在IC 106和系统108之间，并且包括第一施密特触发器110、连接到第一施密特触发器110的延迟模块112、连接到延迟模块112的第二施密特触发器114，以及连接到第二施密特触发器114的选择电平转移电路116。第一施密特触发器110从系统108接收功率输入信号VDD1，并从系统108接收数字输入信号。第一施密特触发器110和第二施密特触发器114能够调节从系统108产生的数字输入信号，供IC 106使用。由于施密特触发器的滞后特性，施密特触发器110和114能够消除从系统108产生的数字输入信号的波动。本领域技术人员可以理解，在此使用的施密特触发器可以是任一类型的。电平转移电路116从IC 106接收电源VDD2，从系统108接收功率输入信号VDD1，从系统108接收数字输入，以及接收由功率控制信号发生电路104产生的功率控制信号。当IC 106的电压标准与系统108的不相符时，使用电平转移电路116来按比例升高或者降低来自系统108的数字输入的电压电平至由IC 106所设定的期望电压电平。例如，如果电压标准与VDD1一致的数据输入信号具有1.8V的电压，并且IC的电源(VDD2)为3.3V，则需要电平转移电路116来按比例将数字输入信号的电压摆幅从1.8V升高到3.3V，用于IC 106中的数字输入的内部使用。应该注意到，当系统108的电压标准与IC 106的一致时，可以省略该电平转移电路。

功率控制信号发生电路104包括功率输入信号检测模块118、施密特触发器120和缓冲器122。功率控制信号发生电路104能够检测在引线上的功率输入信号VDD1，并产生一个功率控制信号，以根据VDD1的电压电平启用或禁止IC。例如，如果系统的电压标准为1.8V，并且VDD1远远低于1.8V，则功率控制信号发生电路104会产生一个功率下降信号以降低IC 106的功率。按照惯例，功率控制信号是由系统108通过专用的引线提供的。由于IC的功率损耗受到IC所具有的引线数的影响，所以通过在VDD1引线上检测电压并根据所检测的VDD1产生功率控制信号，本发明有利地减少了引线数，由此节约了成本并减少了IC的功率损耗。数据衰减器102同样接收由功率控制信号发生电路104产生的功率控制信号，并使用该功率控制信号来控制数据传输。当功率控制信号为LOW时，数据衰减器停止发送数据给IC 106。当功率控制信号为HIGH时，数据衰减器允许发送数据给IC 106。

图2示出了电平转移电路116和功率控制信号发生电路104的详细原理。参照功率输入信号检测模块118，当VDD1为LOW或者系统电源关断时，电流源I_CUR恒定地给电容器C1充电。因此，模块118的输出Vrc被提升到HIGH。在通过缓冲器122后，施密特触发器将在Vo1上的电压设置为LOW，因而POWER_EN信号也为LOW。在此情况中的POWER_EN信号表示功率降低信号，并降低IC的功率。在相反情况下，当VDD1被断定为一个期望电平时，例如1.8V，或者系统接通电源时，晶体管MN1接通并将来自电流源I_CUR的电流下拉，同时给电容器C1放电。结果，施密特触发器的输出Vo1被断定为HIGH。因此，在此情况中的POWER_EN信号表示电源接通信号并接通IC的电源。将缓冲器122用来增加POWER_EN信号的驱动能力。

参照示于图2中的电平转移电路116，当数字输入IN为HIGH(例如对应于系统的电压电平VDD1为1.8V)并且POWER_EN也为HIGH时，数字输入接通晶体管MN1，但关断晶体管MN2，并因而接通晶体管MP2，而关断晶体管MP1。这会按比例将电平转移电路116的输出电压OUT升高到HIGH(例如VDD2为3.3V)。当POWER_EN为LOW时，反相器INV1的输出POWER_ENB被断定为HIGH，其依次将OUT下拉至LOW。

在文中所使用的术语和措辞是用作描述性的术语，而非限制性的，并且不会使用上述术语和措辞排除任何所示和所描述的特征(或在其中的部分)的等价物，可以认识到在权利要求的范围内的各种变形都是可以的。其他变形、变化和替换也是可以的。因此，权利要求旨在覆盖所有这样的等价物。