描述了用于为集成电路提供高度集成的并且可配置的IO端口的技术，所述IO端口可以被单独地配置为用于多种通用的数字或模拟功能，例如多通道的模数转换器(ADC)、多通道的数模转换器(DAC)、复用器、GPIO、模拟开关、开关和复用器、数字逻辑电平变换器、比较器、温度传感器以及中继器等等。各个端口的配置可以通过配置寄存器来设置，所述配置寄存器例如可以指定端口的功能和电压范围，而不影响其它端口。在实施例中，可以定义端口顺序序列的逻辑映射。还可以包括数据寄存器，用于处理微控制器命令，并存储例如来自用作ADC输入端口的端口的转换结果。这些能力可以与其多范围的高电压和高电流能力组合以提高功能。
【技术实现步骤摘要】
可编程混合信号输入/输出(IO)相关申请的交叉引用本申请基于35U.S.C.§119(e)要求于2013年6月3日提交的、并且名称为“PROGRAMMABLEMIXED-SIGNALINPUT/OUTPUT(IO)”的美国临时申请序列NO.61/830,206的权益，该临时申请通过引用方式全部并入本文。
本公开涉及可编程混合信号输入/输出(IO)，具体地，涉及用于为集成电路提供高集成的并且可配置的输入/输出(IO)端口的技术，所述输入/输出(IO)端口可以被单独配置用于多种通用数字或模拟功能。
技术介绍
设计集成电路是一个非常复杂并且耗时的过程。工程师们花费大量的时间来配置集成电路的架构，使其能使当地运作以用于其预期目的。虽然对于将会大量生产的专用集成电路(ASIC)而言，这种时间、努力以及花费是可接受的，但是有时设计用于特殊目的的集成电路是不实际的或者是不经济的。对于一些应用而言，结果是，对期望功能进行适应给客户带来了复杂的以及非高效的方案。例如，用于控制和自动化应用的集成电路是非常复杂的，这是因为它们能够处理大量的功能。这样的集成电路广泛地用于通信、工业自动化以及医疗设备领域。用于这些应用的集成电路通常实现大量的端口来支持多通道的模数转换器(ADC)、多通道的数模转换器(DAC)、通用输入/输出设备(GPIO)、比较器、温度传感器、复用器、中继器等等。结果是，这些集成电路可能变得相当庞大。因此，许多实现使用多个集成电路而不是单个集成电路，其中，每个集成电路执行有限的功能集。
技术实现思路
描述了用于为集成电路提供高集成的并且可配置的输入/输出(IO)端口的技术，所述输入/输出(IO)端口可以被单独配置用于多种通用数字或模拟功能，例如多通道的模数转换器(ADC)、多通道的数模转换器(DAC)、复用器、通用输入/输出设备(GPIO)、模拟开关、开关和复用器、数字逻辑电平变换器、比较器、温度传感器以及中继器等等。可配置IO的端口的单独配置可以通过配置寄存器来设置，所述配置寄存器例如可以指定端口的功能和电压范围而不影响其它端口。在实施例中，还可以定义端口顺序序列的逻辑映射。可以包括数据寄存器来存储来自例如用作ADC输入端口的端口的转换结果。这些能力可以与多范围的高电压和高电流能力相组合以向集成电路提供通用的功能。提供该概要仅仅是为了介绍将在具体实施方式和附图中全面描述的主题。相应地，不应当将该概要视为描述必要特征或者用于确定权利要求的范围。附图说明参照附图来描述具体实施方式。在附图中，参考数字的最左面的数字标识该参考数字第一次出现的附图。在说明书和附图中在不同实例中对相同参考数字的使用指示类似的或相同的项目。图1是根据本公开内容的示例性实现的集成电路的示意图。图2是根据本公开内容的示例性实现的用作单端ADC输入端的ADC配置端口的示意图。在图3的示意图中，根据本公开内容的示例性实现，两个端口被配置为用作差分ADC输入端。在图4A和4B的示意图中，根据本公开内容的示例性实现，两个端口被配置为用作伪差分ADC输入端。在图5的示意图中，根据本公开内容的示例性实现，一个端口被配置为用作模拟DAC输出端。在图6的示意图中，根据本公开内容的示例性实现，一个端口被配置为用作具有ADC回读功能的模拟DAC输出端。在图7的示意图中，根据本公开内容的示例性实现，两个端口向GPIO和单向逻辑电平变换提供中断端口。图8的流程图示出了根据本公开内容的示例性实现对包括在集成电路中的IO端口进行配置的方法。图9的流程图示出了根据本公开内容的示例性实现用于操作集成电路的方法，其允许通过使用寄存器来对各个IO端口进行配置。具体实施方式概述用于自动化和控制的集成电路设计通常是庞大的并且复杂的，这是因为这些应用使用大量的IO端口来支持不同的功能，例如，复用、数模转换等等。结果是，这些领域的产品制造商有时接受庞大的或者具有不使用的端口的芯片。此外，这些制造商通常采用多个芯片来适应所选功能。后面的方法与单个芯片相比消耗更多的功率，并且可能更难以集成到产品中。相应地，描述了用于提供高度集成的IO端口的技术、集成电路和方法，所述高度集成的IO端口能够被单独地配置用于模拟输入端、模拟输出端、数字输入端、数字输出端以及通用用途。可以使用片上寄存器来选择端口的功能从而设置端口的配置。端口是可配置的，以支持通用的模数功能，包括多通道的模数转换器(ACD)、多通道的数模转换器(DAC)、复用器、GPIO、模拟开关、开关和复用器、数字逻辑电平变换器、比较器、温度传感器以及中继器。示例性集成电路图1示出了根据本公开内容的实施例的集成电路100。虽然集成电路100可以用于或被配置用于各种目的，但是在实施例中，集成电路100被配置为包括在用在自动化过程中的、用于电源热管理的、用于功率放大偏置等等的设备中。如所示的，集成电路100包括端口管理器102，其对可配置的多个端口进行配置。例如，端口管理器102被示为对可独立配置的二十(20)个端口104进行配置。仅仅是为了方便的目的，将这20个端口标识为端口[0:19]。根据惯例，各个端口将被称为端口01、端口02、端口03等等。因而，可以对任意一个端口配置进行设置，而不考虑被端口管理器102配置的其它端口104的配置。例如，可以对端口01进行设置，而不考虑其它剩余端口(例如，端口02、端口03、端口04等)104中的任何一个的配置。虽然描述了二十(20)个端口的配置，但是应当理解的是，端口的数量和配置可以基于芯片的预期用途、客户规范等进行改变。各个端口104可以用于多种通用的模拟或数字功能。例如，端口01可以用于独立于被端口管理器102配置的其它端口104中的任何一个所承载的信号，而发送DAC输出。被端口管理器102配置的剩余端口104同样是可配置的，而不考虑端口01是如何设置的。端口104可以用于支持通用的模拟或数字功能。例如，被端口管理器102配置的端口104中的任何一个可以支持DAC106，而不影响包括在多个端口104中的任意其它端口104是否可以被设置为传递DAC输出或任何其它功能。用这种方式，客户(例如制造商)可以经由寄存器设置端口104的功能，而不是具有由于集成电路设计而施加的固定配置。这种能力能够节省板空间，消除不使用的端口(例如，与客户的规范相比，被不良配置的端口)等。参考图1，可以使用包括在适当存储器中的寄存器来设置端口104的配置。在实施例中，寄存器包括配置寄存器(例如个性寄存器)和数据寄存器。例如，配置寄存器对端口的功能及其电压范围进行设置。例如，寄存器可以对端口104进行设置以支持包括但不限于以下的功能：模数转换、数模转换、通用输入端(GPI)、通用输出端(GPO)、复用器或比较器、或者模拟开关。示例性的电压范围包括正、负或双极性。示例性的电压范围可以是零到十伏特(0V到10V)、负五到正五伏特(-5V到+5V)以及负十到零伏特(-10V到0V)。虽然端口104的电压范围和功能可以被设置/重置，但是在实施例中，这些电压范围可以由客户或类似的用户进行设置。因而，在初始上电时，并未对端口104进行配置(例如，被设置成高阻抗状态或高-Z)，使得当客户设置寄存器时，通过配置寄存器器来给端口分配功能和本文档来自技高网...
【技术保护点】
一种集成电路设备，包括：多个端口，所述多个端口中的各个端口基于片上寄存器设置可配置为用作输入端或输出端来传递数字信号或模拟信号中的至少一个；单个的模数转换器，其被时间复用到所述多个端口；以及单个的数模转换器，其被时间复用到所述多个端口。
【技术特征摘要】
2013.06.03 US 61/830,206;2014.02.26 US 14/190,3111.一种集成电路设备，包括：多个端口，所述多个端口中的各个端口基于片上寄存器设置可配置为用作输入端或输出端来传递数字信号或模拟信号中的至少一个；单个的模数转换器，其被时间复用到所述多个端口；以及单个的数模转换器，其被时间复用到所述多个端口。2.如权利要求1所述的集成电路设备，其中，所述多个端口中的各个端口是可单独配置的。3.如权利要求1所述的集成电路设备，其中，所述多个端口中的各个端口能够用作模拟输入端、模拟输出端、数字输入端或者数字输出端中的至少一个。4.如权利要求1所述的集成电路设备，还包括：被配置为存储配置寄存器的存储器，所述配置寄存器被构造成存储端口配置设置和电压范围。5.如权利要求4所述的集成电路设备，还包括：存储在易失性存储器中的数据寄存器，用于存储与相应端口相关联的DAC码。6.如权利要求4所述的集成电路设备，其中，所述多个端口中的每个端口可单独配置为接受电压范围。7.如权利要求1所述的集成电路设备，其中，所述多个端口中的每个端口被配置用于通用的模拟功能或数字功能。8.一种集成电路设备，包括：端口管理器，用于用输入配置或输出配置对多个端口进行配置，所述多个端口中的每个端口可单独配置为支持数字信号或模拟信号；单个的模数转换器，其通过模数转换器定序器通信地耦合到所述多个端口；单个的数模转换器，其通过数模转换器定序器通信地耦合到所述多个端口；以及包括在所述集成电路中的存储器，用于存储寄存器，所述寄存器被配置成接受用户对所述模数转换器定序器或所述数模转换器定序器中的至少一个所使用的序列进行的选择。9.如权利要求8所述的集成电路设备，其中，所述单个的模数转换器和所述单个的数模转换器分别是通信地耦合到端口的仅有的模数转换器和仅有的数模转换器。10.如权利要求8所述的集...
【专利技术属性】
技术研发人员：A·亨马蒂，M·梅森，P·奥布尔森，P·钱，
申请(专利权)人：马克西姆综合产品公司，
类型：发明
国别省市：美国;US
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