采用输入信号电平的自适应的通信接口制造技术

本发明专利技术涉及一种通信接口，其包括被设计为从远程接口(IF2)接收逻辑信号的输入端子(Rx)；被耦接到输入端子的逻辑电平鉴别器(12)；被连接以存储输入端子上的信号峰值的峰值检波器(14)；以及被连接以基于由峰值检波器提供的值而为鉴别器提供辅助供电电压(Vdd2')的电压跟随器(16)。接口包括用于静电放电保护的装置，该装置包括：形成峰值检波器的第一二极管(D1)和RC电路，其被串联连接在输入端子(Rx)与第一供电线(Vss1)之间；通过第一二极管(D1)被连接在第一供电线(Vss1)与输入端子(Rx)之间的晶体管(MN1)；以及被配置为当横跨RC电路的电容器端子的电压低于阈值时将晶体管导通的逆变器(42)。

Adaptive communication interface using input signal level

The invention relates to a communication interface, which is designed for the remote interface (IF2) from the input terminal receiving logic signal (Rx); by the logic level discriminator coupled to the input terminal (12) is connected to the input storage; peak detector signal peak on the terminal (14); and based on the connection the value provided by a peak detector and provide auxiliary power supply voltage discriminator (Vdd2') voltage follower (16). The interface includes a device for electrostatic discharge protection, the device comprises a first diode formed of a peak detector (D1) and RC circuit, which is connected in series between the input terminals (Rx) and the first power supply line (Vss1); the first diode (D1) is connected to the first power supply line (Vss1) and the input terminal (Rx) between the transistor (MN1); and a voltage when the capacitor is configured to terminals across the RC circuit falls below the threshold value of the inverter transistor (42).

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】
本专利技术涉及用于互相连接装置或单个电路的通信接口，特别地涉及诸如I2C、USB、IEEE 1394、HDMI、SWP、SPI等的双向串行接口。
技术介绍
图1示意性示出两个接口IF1和IF2通过双向串行链路连接的配置。在下文中符号和定义参考接口IF1或“本地”接口，接口IF2为“远程”接口来提供。任何双向串行链路典型地包括接收器线Rx、传输线Tx和地线(未示出)。根据指定接口的标准或协议，可设置诸如时钟线、数据流管理线等的其它线。Tx线上的传出信号由通常被称为“缓冲器”的、常常是逆变器的形式的放大器10供给。在Rx线上的传入信号由逻辑电平鉴别器12处理，例如迟滞比较器或“施密特触发器”。接口的元件10和12适合于所使用的通信标准的技术参数。标准通常指定针对信号的峰峰值电压和工作频率。电压值具有容差裕度。本地接口IF1在地Vss1与电压Vdd1之间被供电，而远程接口IF2在地Vss2与电压Vdd2之间被供电。地Vss1和Vss2一般通过串行链路的地线(未示出)被设置在相同的电平。供电电压Vdd1和Vdd2可以不同。在许多情况下，两个接口IF1和IF2被特别设计为使用相同的通信协议。如果电压Vdd1和Vdd2不对应于协议所要求的电压电平，则接口可集成以要求的电压电平给接口的元件10和12供电的电压调节器。因而，即使信号在其输入处具有不同的振幅，每个逆变器10都供应具有所需振幅的逻辑信号，且每个鉴别器12将其触发点设置在相同的电平，以使得相应的(homologous)接口互相一致地运作，且如有必要遵从所使用的标准。相应接口的一致性取决于这些接口的电力电平匹配得如何。尽管标准推荐具有容差裕度的电压电平，但不总是保证满足这些裕度。因而期望即使接口的供电电压随着未知因素而变化，相应接口也令人满意地一同工作。美国专利8,698,543和专利申请EP 1231563提出了满足此需要的解决方案。图2示出如专利申请EP 1231563中所述的，能够自动地适应远程接口IF2的工作状况的本地接口IF1。接口IF1包括常规接口的元件，诸如提供输出信号Tx的放大器或逆变器10及处理传入信号Rx的逻辑电平鉴别器12。接口IF1进一步包括被连接到存储输入信号Rx的峰值电平的峰值检波器14。由电路14建立的峰值电平Vdd2'由低阻抗电压跟随器16复制。跟随器16的输出对接口的元件10和12的高压侧供电，低压侧由地线Vss1供电。采用这种配置，当输入信号Rx具有高电平，该高电平基本上对应于远程接口IF2的电力电平Vdd2时，元件14和16将元件10和12的供电电压建立为与其相同的电平或接近该处的电平，记作Vdd2'。因而，鉴别器12的比较阈值自然地建立为适应于输入信号Rx的值，且逆变器10产生具有适合远程接口振幅的输出信号Tx。此操作不考虑远程接口的供电电压或输入信号Rx的振幅而获得。出现的结果是本地接口自动地适应远程接口的供电电平。在一些应用中，尤其是如果接口不需要快，逆变器10是以“开漏”连接的单个N沟道MOS晶体管。换言之，此晶体管不从本地接口的高压侧(Vdd2')供电。反而，远程接口包括所谓的上拉电阻器，其将Tx线连接到供电线Vdd2。在这些电路中使用的峰值检波器一般包括RC电路和二极管，在特定应用中可占据相当大的表面面积的元件。
技术实现思路
提供一种通信接口，所述通信接口包括输入端子，其被配置为从远程接口接收逻辑信号；逻辑电平鉴别器，其被耦接到输入端子；峰值检波器，其被连接以存储在输入端子上的信号的峰值电平；以及电压跟随器，其被连接到鉴别器，用于基于由峰值检波器提供的值来提供辅助供电电压。接口进一步包括静电放电(ESD)保护装置，该静电放电保护装置包括形成峰值检波器的第一二极管和RC电路，其串联连接在输入端子与第一供电线之间；晶体管，其通过第一二极管或第二二极管连接在第一供电线与输入端子之间；以及逆变器，其被配置为当RC电路的电容器上的电压小于阈值时导通晶体管。接口可进一步包括输出端子，其被设计为向远程接口提供传出逻辑信号；以及放大器，其被连接以从辅助供电电压控制输出端子。接口可包括横跨电容器连接的二极管堆(diode-stack)。接口可进一步包括被配置为以高于接口的供电电压的电压为电压跟随器供电的升压装置(voltage elevator)。接口可包括可切换衰减器，其被连接在输入端子与鉴别器之间；以及比较器，其被连接以在接口的供电电压小于由峰值检波器提供的峰值时，将衰减器接入电路。附图说明通过以下仅为示例目而提供的本专利技术特定实施例的说明和附图中的描述，其它优势和特点将变得更为显而易见，在其中：之前描述的图1示意性示出由双向串行链路连接的两个接口配置；之前描述的图2示意性示出能够自动地适应由远程接口提供的串行信号的电压电平的本地接口；图3示出在图2的本地接口中可用的峰值检波器的示例；图4示意性示出用于集成电路焊盘的ESD保护装置的示例；图5示出使用图4的保护装置以实现峰值检波器的本地接口的实施例；图6示出图5的本地接口的替代实施例；图7示出图2的本地接口的替代实施例；以及图8示出图2的本地接口的另一替代实施例。具体实施方式图3示出在图2的本地接口IF1中可用的峰值检波器14的示例。此检波器包括基于串联连接的电容器C1和电阻器R1的RC电路。供给到跟随器16的峰值取自在电阻器和电容器之间的连接点。电容器C1也连接到地线Vss1。电阻器R1也通过二极管D1连接到线Rx的连接焊盘，以使二极管通过Rx信号的正值对于地Vss1正向偏置。采用这种配置，将电容器C1充电为Rx信号的峰值减去二极管D1的阈值电压。当信号Rx的电平降低时，二极管D1变为无偏置，以使得电容器C1维持所达到的最大电压。因而，由峰值检波器14供给的电平与远程接口的供电电平Vdd2的差值为二极管阈值。二极管D1的阈值可本地确定，跟随器16可被设计为补偿它，或者元件10和12可被设计为对阈值负责。当在相同的电路上实现的若干个接口针对其输入/输出信号使用大致相同的振幅时，图3的峰值检波器14和跟随器16可由这些接口共享。为此目的，如图所示，对于两个额外的输入信号Rxa和Rxb，每个输入信号被施加于相应的二极管D1a、D1b的阳极。这些二极管的阴极连接到相同的电阻器R1。每个接口的元件10和12则由相同的跟随器16供电。峰值检波器14在Rx线上显示某一阻抗。期望此阻抗不影响Rx线的特性。为此目的，可挑选具有相对高值的电阻器R1和/或挑选具有相对低值的电容器C1。可将电阻和电容值选为满足：电容器足够快速充电至峰值，足够高的阻抗以不影响Rx线的特性，且当Rx信号处于等候下一个高电平的低电平时维持电容器的电荷。在某些情况下，如果对于电容和电阻值的选择而言以上讨论的约束难以符合，可使用其它峰值检波器结构，稍后将提出其示例。无论如何，图3的二极管和RC-电路结构可以是在接口中本来就设置的ESD保护装置的一部分，因此不占据额外的表面面积。图4示意性示出可被用于通信接口中的示例ESD保护装置。电路的每个焊盘，如输入信号Rx专用的焊盘，可通过以反向偏置连接的相应的二极管Ddd、Dss连接到供电线Vdd1、Vss1。保护单元40包括被连接为使供电线Vdd1和Vss1短路的N沟本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种通信接口，所述通信接口包括：输入端子(Rx)，其用于从远程接口(IF2)接收逻辑信号；逻辑电平鉴别器(12)，其被耦接到所述输入端子；峰值检波器(14)，其被连接以存储在所述输入端子处的信号的峰值；以及电压跟随器(16)，其被连接到所述鉴别器，用于基于由所述峰值检波器提供的所述值来提供辅助供电电压(Vdd2')；静电放电(ESD)保护装置，所述静电放电保护装置包括：第一二极管(D1)和RC‑电路，其被配置为所述峰值检波器，串联连接在所述输入端子(Rx)与第一供电线(Vss1)之间；晶体管(MN1)，其通过所述第一二极管(D1)或第二二极管(D1')连接在所述第一供电线(Vss1)与所述输入端子(Rx)之间；以及逆变器(42)，其被配置为当横跨所述RC‑电路的所述电容器的电压小于阈值时导通所述晶体管。

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】2014.04.30 FR 14539231.一种通信接口，所述通信接口包括：输入端子(Rx)，其用于从远程接口(IF2)接收逻辑信号；逻辑电平鉴别器(12)，其被耦接到所述输入端子；峰值检波器(14)，其被连接以存储在所述输入端子处的信号的峰值；以及电压跟随器(16)，其被连接到所述鉴别器，用于基于由所述峰值检波器提供的所述值来提供辅助供电电压(Vdd2')；静电放电(ESD)保护装置，所述静电放电保护装置包括：第一二极管(D1)和RC-电路，其被配置为所述峰值检波器，串联连接在所述输入端子(Rx)与第一供电线(Vss1)之间；晶体管(MN1)，其通过所述第一二极管(D1)或第二二极管(D1')连接在所述第一供电线(Vss1)与所述输入端子(Rx)之间；以及逆变器(42...

【专利技术属性】
技术研发人员：F·鲁多尔夫，J·罗奇，
申请(专利权)人：英赛瑟库尔公司，
类型：发明
国别省市：法国;FR