用于使用电流检测器和控制逻辑电路的开漏通信系统的中继器技术方案

在用于开漏系统的中继器(100)中，一种设备包含第一端口(102)、第二端口(106)、电流检测器(116)、晶体管(112)和控制逻辑电路(118)。所述电流检测器(116)的输入耦合到所述第一端口(102)。所述晶体管(112)的沟道电极耦合到所述第二端口(106)。所述控制逻辑电路(118)的输入耦合到所述电流检测器(116)输出。所述控制逻辑电路(118)的输出耦合到所述晶体管(112)的控制电极。

Repeaters for open drain communication systems using current detectors and control logic circuits

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】用于使用电流检测器和控制逻辑电路的开漏通信系统的中继器这大体上涉及中继器，且更具体地说，涉及用于开漏系统的中继器。
技术介绍
中继器在多个装置共享用于通信的共用总线的系统中非常常见。此外，例如内置集成电路(I2C)和系统管理总线(SMBUS)协议的标准需要经由开漏线的通信。然而，由于装置之间的通信的双向性质，检测哪一装置在发射/接收数据对于中继器具有挑战性。开漏系统中的中继器的常规方法涉及静态偏移缓冲器或复杂的高耗能电路静态偏移缓冲器是成问题的，因为静态偏移缓冲器引入了静态偏移，这对于下游装置看到适当的输出低电平可成问题。并且，许多中继器使用上拉电阻器检测数据的发射和/或接收，但这些上拉电阻器的大小可能较大且价格昂贵。除了这些问题之外，一些中继器不能够处置较高速度的通信。
技术实现思路
在所描述实例中，一种设备包括第一端口、第二端口、电流检测器、晶体管和控制逻辑电路。电流检测器的电流检测器输入耦合到第一端口。晶体管的晶体管沟道电极耦合到第二端口。控制逻辑电路的控制逻辑电路输入耦合到电流检测器输出，且控制逻辑电路的控制逻辑电路输出耦合到晶体管的晶体管控制电极。附图说明图1是用于中继器的实例位胞元架构。图2是具有主控器和多个从属装置的系统图。图3是第一从属装置、第一中继器、第二从属装置、第二中继器和主控装置的示意图。图4是用于在某些实施例中在控制逻辑电路中实施的实例二进制逻辑表。图5说明用于将信号从中继器的A侧转发到中继器的B侧的实例方法。r>具体实施方式实例实施例包含用于将信号从中继器的第一端口转发到中继器的第二端口的技术。在一个实施例中，一种设备包含第一端口、第二端口、电流检测器、晶体管和控制逻辑电路。电流检测器的电流检测器输入耦合到第一端口。晶体管的晶体管沟道电极耦合到第二端口。控制逻辑电路的控制逻辑电路输入耦合到电流检测器输出，且控制逻辑电路的控制逻辑电路输出耦合到晶体管的晶体管控制电极。实例实施例可实现若干技术优点。由于可去除外部上拉电阻器，因此所公开的中继器的技术优点可包含较小的覆盖面积，和降低的中继器成本。所公开的中继器的另一技术优点可包含通过去除静态电压偏移而改进中继器的性能。所公开的中继器的另一技术优点可包含去除对于中继器的功率排序的需要。所公开的中继器的另一技术优点是中继器支持高频率通信速度，例如I2C标准速度(100kHz)、I2C快速模式(400kHz)，和I2C快速模式加(1MHz)。此外，所公开的中继器的额外技术优点可包含经改进信号完整性和较短的经转发信号的上升时间。实例实施例的其它技术优点是可能的。各种实施例可包含本文中所描述的优点中的全部、一些或都不包含。中继器可用于帮助解决电信号可能衰减并失去其质量的系统的损耗或帮助遮挡系统中的加载效应。所述中继器还可包含缓冲器和/或电平移位器。中继器具有在其输入处接收信号、有些延迟地缓冲信号且接着将信号重新发出的能力。当信号必须穿过较长电缆时(这可能易于遭受大量损失)，中继器尤其有用，这是因为中继器可帮助系统解决电缆的影响并维持足够的发信性能。此外，中继器可在低电压与高电压之间提供双向电平移位(向上转移和向下转移)。实例实施例的中继器适用于开漏系统。开漏系统中的组件可将通信总线驱动为低或将通信总线保持开放状态。通常，如果没有装置在总线上有效地下拉，那么电阻器(例如，上拉电阻器)将通信总线上拉到一电压。这允许以下特征，如多于一个主控装置的同时操作或通信总线的拉伸，其中从属器可通过压制通信总线来延迟通信。开漏系统还可称为集成电路中的开放集电器。实例开漏协议是内置集成电路(I2C)和系统管理总线(SMBUS)。I2C是允许多个装置彼此通信的通信协议。I2C可支持多主控、多从属系统，从而允许多于一个装置与在总线上的所有装置通信。SMBus来源于I2C协议。I2C和SMBus仅使用两个双向开漏线：串行数据线(SDA)和串行时钟线(SCL)。SDA是数据信号，且SCL是时钟信号。SCL通常由主控装置产生。I2C系统中的装置使用SDA及SCL与其它装置通信。此外，这些通信可以指定频率进行。举例来说，I2C提供标准速度(100kHz)、快速模式(400kHz)和快速模式加(1MHz)。图1是用于中继器100的实例位胞元架构。中继器100包含第一端口电压供应104、第二端口电压供应108、第一晶体管110、第二晶体管112、电流源114、电流检测器116、控制逻辑电路118、预充电电流发生器120、第一施密特触发器124，和第二施密特触发器126。中继器100还包含可连接到外部装置(例如，主控装置、从属装置或额外中继器)的第一端口102和可连接到另一外部装置(例如，主控装置、从属装置或额外中继器)的第二端口106。在某些实施例中，第一端口102可被称作B侧并且第二端口106可被称作A侧。中继器可含有第一端口102和第二端口106。在某些实施例中，第一端口102耦合到从属装置(例如，外围装置)，且第二端口106耦合到主控装置(例如，处理器)。然而，第一端口102可耦合到一或多个装置，并且第二端口106可耦合到一或多个装置。第一端口102可耦合到第一晶体管110的沟道电极(例如，漏极)和电流源114。电流源114可提供稳定已知的电流源(例如，电流源114可以是恒定电流源)或可提供可变电流源。在一些实例中，晶体管110的漏极可在无任何中间组件的情况下或在一些状况下至少无耦合在晶体管的漏极与第一施密特触发器124的输入之间的任何中间电阻器的情况下直接耦合到第一施密特触发器124的输入端口(或另一类型的电压检测器的输入)。第二端口106还可耦合到第二晶体管112的沟道电极(例如，漏极)。在某些实施例中，控制逻辑电路118并有第二施密特触发器126，并且在此实施例中，控制逻辑电路118可确定是否下拉第二端口106处的通信总线。通过调节第二晶体管112的控制电极处的电压，可通过第二晶体管112下拉第二端口106。在某些实施例中，将数据发射到总线和/或从总线接收数据的每一装置(例如，连接到第一端口102的装置和连接到第二端口106的装置)可具有耦合到数据总线的线的输入/输出端子(例如，第一端口102和/或第二端口106)。第一端口102和第二端口106可耦合到有源下拉晶体管(下文称为晶体管)(例如第一晶体管110和第二晶体管112)的沟道电极(例如，漏极或集电器)。晶体管可具有接地的第二沟道电极(例如，源极或射极)和耦合到数字控制信号的控制电极。晶体管可具有在逻辑“低”电压与逻辑“高”电压之间(例如，在其之间的中间)的阈值电压以便从数字控制信号中区分经接收低状态与高状态。第一端口电压供应104和第二端口电压供应108可以是连接到中继器的电源引脚。第一端口电压供应104和第二端口电压供应108可连接到电路的一或多个功率轨。第一端口电压供应104可与第二端口电压供应108连接到相同的功率轨，或第一端口电压供应104可与第二端口电压本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种设备，其包括：/n第一端口；/n第二端口；/n第一晶体管，其包括：/n耦合到所述第一端口的第一晶体管沟道电极；及/n第一晶体管沟道电极；/n第二晶体管，其包括：/n第二晶体管控制电极；及/n耦合到所述第二端口的第二晶体管沟道电极；/n耦合到所述第一端口的电流源；/n电流检测器，其包括：/n耦合到所述第一端口、所述电流源和所述第一晶体管沟道电极的电流检测器输入；及/n电流检测器输出；/n控制逻辑电路，其包括：/n耦合到所述电流检测器输出的控制逻辑电路输入；及/n耦合到所述第二晶体管控制电极的控制逻辑电路输出。/n

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】20170503 US 62/500,818;20171229 US 62/612,018;20181.一种设备，其包括：
第一端口；
第二端口；
第一晶体管，其包括：
耦合到所述第一端口的第一晶体管沟道电极；及
第一晶体管沟道电极；
第二晶体管，其包括：
第二晶体管控制电极；及
耦合到所述第二端口的第二晶体管沟道电极；
耦合到所述第一端口的电流源；
电流检测器，其包括：
耦合到所述第一端口、所述电流源和所述第一晶体管沟道电极的电流检测器输入；及
电流检测器输出；
控制逻辑电路，其包括：
耦合到所述电流检测器输出的控制逻辑电路输入；及
耦合到所述第二晶体管控制电极的控制逻辑电路输出。


2.一种设备，其包括：
第一端口；
第二端口；
电流检测器，其包括：
耦合到所述第一端口的电流检测器输入；及
电流检测器输出；
晶体管，其包括：
耦合到所述第二端口的晶体管沟道电极；及
晶体管控制电极；及
控制逻辑电路，其包括：
耦合到所述电流检测器输出的控制逻辑电路；及
耦合到所述晶体管控制电极的控制逻辑电路输出。


3.根据权利要求2所述的设备，其进一步包括第一晶体管，所述第一晶体管包括第一晶体管沟道电极；且
其中：
所述晶体管是第二晶体管；且
所述第一端口进一步耦合到所述第一晶体管沟道电极。


4.根据权利要求3所述的设备，其进一步包括：
第一电源，其耦合到电流发生器且具有第一电源电压；
第二电源，其耦合在所述晶体管控制电极与所述第二端口之间且具有第二电源电压，其中所述第一电源电压与所述第二电源电压是不同电压。


5.根据权利要求3所述的设备，其进一步包括耦合到所述第一端口和所述电流检测器输入的电流源。


6.根据权利要求4所述的设备，其中：
所述电流源在第一节点处耦合到所述第一晶体管；且
所述电流检测器耦合到形成于所述第一端口与所述第一节点之间的电流路径。

【专利技术属性】
技术研发人员：V·苏玛·维奈，T·尼西，克里斯托弗·L·克拉夫特，
申请(专利权)人：德州仪器公司，
类型：发明
国别省市：美国;US