一种多路IP复用PAD的控制系统技术方案

本发明专利技术公开了一种多路IP复用PAD的控制系统，包括若干个开关，以及与每个开关一一对应的若干电压选择模块。开关用于控制IP模块与PAD之间的导通或截止。电压选择模块依据其对应的开关所连接的IP模块的工作状态，为该开关的控制端提供相应的控制电压。电压选择模块依据各IP模块的工作状态，调整对应的开关控制端的电压幅度，从而实现开关的宽摆幅输出控制和IP模块掉电的耐压控制。

【技术实现步骤摘要】
一种多路IP复用PAD的控制系统
本专利技术涉及电子电路
，尤其涉及一种多路IP复用PAD的控制系统。
技术介绍
随着芯片生产工艺的发展以及集成度的提高，芯片内部使用的电压越来越低，芯片集成功能越来越多，导致芯片输入输出接口也越来越多；同时芯片的面积越来越小，使得芯片面积成本受限于输入输出PAD的数目，被称为PADLimit。PAD为芯片的裸片的输入输出。为了降低生产成本，有效减少接口数目的同时不降低芯片集成度和应用场景，由此产生了多个IP模块(也称为IP核，IntellectualPropertyCore，中文为知识产权核，是指某一方提供的、形式为逻辑单元、芯片设计的可重用模块)共用部分PAD完成输入输出功能的电路结构，如现有的LCD和LVDS共用输出PAD等结构，通过复用输出，使得能够满足两种场景下的输出PAD数目减少一半。现阶段，随着芯片集成度的极大提高，已经不满足于只有两个IP复用的输入输出结构，而是需要更多的IP复用输入输出，达到最大程度节省PAD数目目的。多个IP的输入输出电气标准不同，带来了低压器件驱动的耐压问题，如不解决好会严重影响芯片的使用寿命；另外有些IP的输入输出信号幅度和共模电压较高，接近甚至超过芯片内部使用的器件电源电压，如何驱动宽摆幅的输出，也是复用设计的难题；还有就是多个IP的直接复用，各IP采用三态输出的方式来线与的，这种方法不能隔离IP负载，直接导致了对单个场景应用时输出负载的增加，影响单个IP的驱动输出速率，如何在复用IP过程中最大程度优化单个IP输出速率，也是需要综合考虑的问题。
技术实现思路
针对现有技术的不足，本专利技术提出了一种多路IP复用PAD的控制系统，电压选择模块依据各IP的工作状态，调整对应的开关控制端的电压幅度，解决了由于多个IP的输入输出的电气标准不同，系统无法实现宽摆幅输出和耐压的问题。(2)通过电压选择模块来实现外部IP引入的偏置电压和本IP的电源电压输入的自动隔离和切换，解决了系统内部开关因超出耐压能力而降低使用寿命的问题。(3)通过升压模块对电压选择模块输出电压的调整，来控制宽摆幅输出开关的控制电压，解决了系统无法传输宽摆幅高共模信号的问题。(4)通过状态选择单元来控制电压多选一单元得到不同电压值的电压输出，并通过该电压控制开关的导通状态，解决了系统内部开关无法因IP模块应用状态的变化而保证信号的正常传输的问题。为了实现上述目的，本专利技术技术方案如下：一种多路IP复用PAD的控制系统，包括若干个开关，以及与每个开关一一对应的若干电压选择模块。开关用于控制IP模块与PAD之间的导通或截止。电压选择模块依据其对应的开关所连接的IP模块的工作状态，为该开关的控制端提供相应的控制电压。进一步地，在IP模块传输的信号的共模幅度未超过限定值的状态下，电压选择模块为对应的开关的控制端提供电源电压VDD。在IP模块传输的信号共模幅度高于所述限定值的状态下，电压选择模块为对应的开关的控制端提供大于电源电压VDD的上拉电压Vcm。在IP模块无信号传输且其对应的开关无耐压风险的状态下，电压选择模块为对应的开关的控制端提供地电压GND。在IP模块的电源电压VDD未上电的状态下，电压选择模块为对应的开关的控制端提供偏置电压Vbias。进一步地，电压选择模块包含状态选择单元、电压多选一单元。状态选择单元与电压多选一单元相连接。电压多选一单元与开关相连接。状态选择单元依据IP模块的工作状态控制电压多选一单元为对应的开关的控制端提供相应的控制电压。进一步地，在IP模块传输的信号的共模幅度未超过限定值的状态下，状态选择单元控制电压选择模块为对应的开关的控制端提供电源电压VDD。在IP模块无信号传输且其对应的开关无耐压风险的状态下，状态选择单元控制电压选择模块为对应的开关的控制端提供地电压GND。在IP模块的电源电压VDD未上电的状态下，状态选择单元控制电压选择模块为对应的开关的控制端提供偏置电压Vbias。进一步地，还包括升压模块。升压模块与电压多选一单元相连接相连接。状态选择单元的第一输出端与升压模块的控制端相连接。升压模块作为电压多选一单元的输入源之一。在IP模块传输的信号共模幅度高于所述限定值的状态下，状态选择单元启动升压模块，升压模块产生高于电源电压VDD的电平，该电平作用在电压多选一单元上，使得电压多选一单元输出的电压上拉。进一步地，电压多选一单元包含电压切换及隔离部、地电压输出隔离开关、地电压切换部。电压切换及隔离部的第一输入端与电源电压VDD相连接，电压切换及隔离部的第二输入端与偏置电压Vbias相连接。电压切换及隔离部的输出端通过地电压输出隔离开关与开关的控制端相连接。地电压切换部与开关的控制端相连接。状态选择单元的第二输出端与地电压输出隔离开关的控制端相连接。状态选择单元的第三输出端与地电压切换部的控制端相连接。进一步地，在IP模块传输的信号共模幅度未超过限定值的状态下，状态选择单元控制地电压切换部断开与地的连接，并且，状态选择单元控制地电压输出隔离开关导通，电压切换及隔离部为对应的开关的控制端提供电源电压VDD，电压切换及隔离部同时隔离偏置电压Vbias。在IP模块传输的信号共模幅度高于所述限定值的状态下，状态选择单元控制地电压切换部断开与地的连接、控制地电压输出隔离开关导通、控制升压模块启动；升压模块将电压切换及隔离部输出的电源电压VDD上拉，产生大于电源电压VDD的上拉电压Vcm，电压切换及隔离部同时隔离偏置电压Vbias。在IP模块无信号传输且其对应的开关无耐压风险的状态下，状态选择单元控制(1222)截止，并控制地电压切换部为对应的开关的控制端提供地电压GND。在IP模块的电源电压VDD未上电的状态下，状态选择单元控制地电压切换部断开与地的连接，并且，状态选择单元控制地电压输出隔离开关导通，电压切换及隔离部为对应的开关的控制端提供偏置电压Vbias，电压切换及隔离部同时隔离电源电压VDD。进一步地，状态选择单元包含与门、或门、非门、缓存器。第一状态信号En_state_0、第二状态信号En_state_1一一传输至或门的第一输入端、第二输入端。第二状态信号En_state_1传输至缓存器的输入端。第一状态信号En_state_0传输至与门的第一输入端；第二状态信号En_state_1通过非门传输至与门的第二输入端。与门的输出端向升压模块输出第一控制信号EN0。或门的输出端向电压多选一单元输出第二控制信号EN1。非门的输出端向电压多选一单元输出第三控制信号EN2。进一步地，电压多选一单元包含PMOS管PM0、PM1、PM2、NMOS管NM0、NM1、NM2、电阻R0、R1。NMOS管NM0的源极通过电阻R1与电源电压VDD相连接；NMOS管NM0的漏极与PMOS管PM2的漏极相连接；NMOS管NM0的栅极依次通过电阻R0、R1与电源电压VDD相连接。升压模块的输入端接收状态选择单元的第一控制信号EN0；升压模块的输出端与NMOS管NM0的栅极相连接。PMOS管PM0的源极与偏置电压Vbias相连接；PMOS管PM0的漏极与PMOS管PM1的源极相连接；PMOS管PM1的漏极与PMOS管PM2的漏极相连接；PMOS管PM0的栅极与电源电压相连本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种多路IP复用PAD的控制系统，其特征在于：包括若干个开关(11)，以及与每个开关(11)一一对应的若干电压选择模块(12)；所述开关(11)用于控制IP模块(2)与PAD(3)之间的导通或截止；所述电压选择模块(12)依据其对应的开关(11)所连接的IP模块(2)的工作状态，为该开关(11)的控制端提供相应的控制电压。

【技术特征摘要】
1.一种多路IP复用PAD的控制系统，其特征在于：包括若干个开关(11)，以及与每个开关(11)一一对应的若干电压选择模块(12)；所述开关(11)用于控制IP模块(2)与PAD(3)之间的导通或截止；所述电压选择模块(12)依据其对应的开关(11)所连接的IP模块(2)的工作状态，为该开关(11)的控制端提供相应的控制电压。2.根据权利要求1所述的多路IP复用PAD的控制系统，其特征在于：在IP模块(2)传输的信号的共模幅度未超过限定值的状态下，电压选择模块(12)为对应的开关(11)的控制端提供电源电压VDD；在IP模块(2)传输的信号共模幅度高于所述限定值的状态下，电压选择模块(12)为对应的开关(11)的控制端提供大于电源电压VDD的上拉电压Vcm；在IP模块(2)无信号传输且其对应的开关(11)无耐压风险的状态下，电压选择模块(12)为对应的开关(11)的控制端提供地电压GND；在IP模块(2)的电源电压VDD未上电的状态下，电压选择模块(12)为对应的开关(11)的控制端提供偏置电压Vbias。3.根据权利要求1所述的多路IP复用PAD的控制系统，其特征在于：电压选择模块(12)包含状态选择单元(121)、电压多选一单元(122)；状态选择单元(121)与电压多选一单元(122)相连接；电压多选一单元(122)与开关(11)相连接；状态选择单元(121)依据IP模块(2)的工作状态控制电压多选一单元(122)为对应的开关(11)的控制端提供相应的控制电压。4.根据权利要求3所述的多路IP复用PAD的控制系统，其特征在于：在IP模块(2)传输的信号的共模幅度未超过限定值的状态下，状态选择单元(121)控制电压选择模块(12)为对应的开关(11)的控制端提供电源电压VDD；在IP模块(2)无信号传输且其对应的开关(11)无耐压风险的状态下，状态选择单元(121)控制电压选择模块(12)为对应的开关(11)的控制端提供地电压GND；在IP模块(2)的电源电压VDD未上电的状态下，状态选择单元(121)控制电压选择模块(12)为对应的开关(11)的控制端提供偏置电压Vbias。5.根据权利要求4所述的多路IP复用PAD的控制系统，其特征在于：还包括升压模块(13)；升压模块(13)与电压多选一单元(122)相连接相连接；状态选择单元(121)的第一输出端与升压模块(13)的控制端相连接；升压模块(13)作为电压多选一单元(122)的输入源之一；在IP模块(2)传输的信号共模幅度高于所述限定值的状态下，状态选择单元(121)启动升压模块(13)，升压模块(13)产生高于电源电压VDD的电平，该电平作用在电压多选一单元(122)上，使得电压多选一单元(122)输出的电压上拉。6.根据权利要求3所述的多路IP复用PAD的控制系统，其特征在于：电压多选一单元(122)包含电压切换及隔离部(1221)、地电压输出隔离开关(1222)、地电压切换部(1223)；电压切换及隔离部(1221)的第一输入端与电源电压VDD相连接，电压切换及隔离部(1221)的第二输入端与偏置电压Vbias相连接；电压切换及隔离部(1221)的输出端通过地电压输出隔离开关(1222)与开关(11)的控制端相连接；地电压切换部(1223)与开关(11)的控制端相连接；状态选择单元(121)的第二输出端与地电压输出隔离开关(1222)的控制端相连接；状态选择单元(121)的第三输出端与地电压切换部(1223)的控制端相连接。7.根据权利要求6所述的多路IP复用PAD的控制系统，其特征在于：在IP模块(2)传输的信号共模幅度未超过限定值的状态下，状态选择单元(121)控制地电压切换部(1223)断开与地的连接，并且，状态选择单元(121)控制地电压输出隔离开关(1222)导...

【专利技术属性】
技术研发人员：彭鼎之，倪陈志，
申请(专利权)人：珠海全志科技股份有限公司，
类型：发明
国别省市：广东,44