一种支持MIPI的多协议IO模块制造技术

本发明专利技术公开了一种支持MIPI的多协议IO模块，该多协议IO模块包括模拟IO模块和数字IO模块；其中，模拟IO模块包括动态差分终端模块、输入选择器、单端接收模块、差分接收模块、单端发送模块和差分发送模块；数字IO模块包括输入数据转换ilogic模块、输出数据转换ologic模块、第一动态选择器、第二动态选择器和三态控制模块。根据外部的动态终端控制信号，控制输入选择器、第一动态选择器和第二动态选择器，使多协议IO模块在MIPI输入或MIPI输出时，可以动态切换不同的电平标准，使IO模块在MIPI的高速度模式和低功耗模式间进行切换。模式和低功耗模式间进行切换。模式和低功耗模式间进行切换。

【技术实现步骤摘要】
一种支持MIPI的多协议IO模块


[0001]本专利技术涉及电源门控领域，尤其涉及一种支持MIPI的多协议IO模块。

技术介绍

[0002]随着MIPI协议使用日益广泛，FPGA芯片上支持多协议的IO单元，对MIPI协议支持的需求越来越大。现有FPGA里面是用的IO多是支持多种协议多功能IO，增加MIPI协议的支持非常重要。

技术实现思路

[0003]为解决现有技术中存在的缺陷。
[0004]本专利技术实施例提出了一种支持MIPI的多协议IO模块，基于常规IO模块进行设计，该多协议IO模块包括模拟IO模块和数字IO模块；其中，模拟IO模块包括动态差分终端模块、输入选择器、单端接收模块、差分接收模块、单端发送模块和差分发送模块；数字IO模块包括输入数据转换ilogic模块、输出数据转换ologic模块、第一动态选择器、第二动态选择器和三态控制模块。
[0005]多协议IO模块接收外部的动态终端控制信号；通过动态调节动态终端控制信号，实现MIPI协议下高速度模式和低功耗模式间的动态转换。
[0006]当处于MIPI输入时，根据动态终端控制信号，动态差分终端模块内的电阻关闭，输入选择器选择单端接收模块的输出作为第一输入信号，第一动态选择器选择第一输入信号作为第二输入信号输出；或，动态差分终端模块内的电阻打开，输入选择器选择差分接收模块的输出作为第一输入信号，第一动态选择器选择由输入数据转换ilogic模块处理第一输入信号后输出的并行信号作为第二输入信号输出；
[0007]当处于MIPI输出时，根据动态终端控制信号，第二动态选择器选择内部输出信号作为第一输出信号，单端发送模块根据三态控制模块输出的三态控制信号打开，由打开的单端发送模块接收第一输出信号；或，第二动态选择器选择由输出数据转换ologic模块处理该内部输出信号得到的串行信号作为第一输出信号，差分发送模块根据三态控制模块输出的三态控制信号打开，由打开的差分发送模块接收第一输出信号；
[0008]一个可实现的实施例中，数字IO模块工作在第一电源电压下，第一电源电压为CORE域的电源电压；对单端接收模块增加第二电源电压；对差分接收模块增加第三电源电压。
[0009]优选的，配置第一电源电压为0.9v；配置第二电源电压为1.2，1.8v或2.5v；配置第三电源电压为1.8v或2.5v。
[0010]当处于MIPI的高速度模式接收时，差分接收模块工作在第三电源电压下，保证性能要求；当处于MIPI的低功耗模式接收时，单端接收模块工作在第二电源电压下。
[0011]进一步优选的，当处于MIPI的低功耗模式接收时，单端接收模块工作在第二电源电压下，配置第二电源电压为1.2v，进一步降低功耗。
[0012]一个可实现的实施例中，差分发送模块基于LVDS电路进行设计，包括第一NMOS管(Mn)、第一PMOS管(Mp)、第二NMOS管(M0)、第三NMOS管(M1)、第二PMOS管(M2)、第三PMOS管(M3)、第四NMOS管(M4)、第五NMOS管(M5)；其中，
[0013]Mn为根据信号ndr开关的电流源，M0和M1的源极连接Mn，M0的栅极根据信号dn0打开或关闭，M1的栅极根据信号dn1打开或关闭，M0和M1的漏极产生差分信号对PAD0/PAD1；Mp为根据信号pdr开关的电流源，M2的栅极根据信号dp0打开或关闭，M3的栅极根据信号dp1打开或关闭，M2的漏极连接M0的漏极，M3的漏极连接M1的漏极；M4和M5的源极连接外部动态的第四电源电压，M4的栅极根据信号dn2打开或关闭，M5的栅极根据信号dn3打开或关闭，M4的漏极连接M0的漏极，M5的漏极连接M1的漏极。
[0014]当dn2＝0，dn3＝0时，关闭M4和M5，使差分发送模块适应于LVDS协议的功能。
[0015]当dp0＝1，dp1＝1，pdr＝1，ndr＝1时，关闭Mp、M2和M3，使差分发送模块适应于MIPI协议的功能。优选的，在MIPI工作在高速度模式时，动态调节dn0、dn1、dn2和dn3的电压为1.8v或2.5v；在MIPI工作在低功耗模式时，动态调节dn0、dn1、dn2和dn3的电压为1.2v。
[0016]优选的，第四电源电压通过内部的电源转换模块获得，或由低压线性稳压模块LDO提供。
[0017]本申请实施例的优点在于：基于现有的支持LVDS协议的IO模块进行改造，在不改变原有电路的基础上，通过增加第一动态选择器和第二动态选择器，动态开关差分端接电阻以及动态调节差分发送模块，使常规IO模块满足MIPI工作的要求。
附图说明
[0018]图1为现有技术的一种LVDS发送模块电路；
[0019]图2为本专利技术实施例的差分发送模块电路图；
[0020]图3为现有技术的IO模块示意图。
[0021]图4为本专利技术实施例的一种支持MIPI的多协议IO模块示意图。
具体实施方式
[0022]为使本专利技术实施例的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合本专利技术实施例中的附图，对本专利技术实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例是本专利技术一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本专利技术中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本专利技术保护的范围。
[0023]现有的多协议IO模块包括模拟IO模块和数字IO模块。其中的模拟IO模块负责从IO端口(PAD0/PAD1)上接收和发送多种协议的电平标准信号；数字IO模块负责实现接收、发送信号的时钟同步，高速的串并转换，以及输入输出控制等功能。
[0024]然而，对于现有的多协议IO模块而言，如果应用于MIPI协议。由于MIPI信号工作时有多种模式，使得IO模块需要根据模式的切换实现不同的电平标准。例如，在MIPI的高速度HS模式下，输入输出是高速差分信号，输出信号幅度最低到150mV，输入信号幅度最低到70mV，共模电平在100～200mV；而在MIPI的低功耗LP模式下，输入输出是低速的单端信号，电源电压是1.2v。
[0025]因此，本专利技术实施例提供了一种基于现有多协议IO模块进行改造的，增加支持
MIPI的多协议IO模块。该支持MIPI的多协议IO模块包括模拟IO模块和数字IO模块。其中，模拟IO模块内包括动态差分终端模块、输入选择器、单端接收模块、差分接收模块、单端发送模块和差分发送模块；数字IO模块内包括输入数据转换ilogic模块、第一动态选择器、输出数据转换ologic模块、第二动态选择器和三态控制模块。
[0026]支持MIPI的多协议IO模块接收动态终端控制信号(Dynamic termination control)，根据该信号实现MIPI下的高速度模式和低功耗模式间的转换。
[0027]在输入时，输入选择器根据动态终端控制信号，选择来自单端接收模块或差分接收模块的输出信号作为第一输入信号；第一动态选择器根据动态本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种支持MIPI的多协议IO模块，基于常规IO模块，所述常规IO模块包括模拟IO模块和数字IO模块；其中，所述模拟IO模块包括输入选择器、单端接收模块、差分接收模块、单端发送模块和差分发送模块；数字IO模块包括输入数据转换ilogic模块、输出数据转换ologic模块和三态控制模块；其特征在于，所述数字IO模块还包括第一动态选择器和第二动态选择器；所述多协议IO模块接收外部的动态终端控制信号；当处于MIPI输入时，根据所述动态终端控制信号，输入选择器选择单端接收模块的输出作为第一输入信号，第一动态选择器选择第一输入信号作为第二输入信号输出；或，输入选择器选择差分接收模块的输出作为第一输入信号，第一动态选择器选择由输入数据转换ilogic模块处理第一输入信号后输出的并行信号作为第二输入信号输出；当处于MIPI输出时，根据所述动态终端控制信号，第二动态选择器选择内部输出信号作为第一输出信号，单端发送模块根据三态控制模块输出的三态控制信号打开，由打开的单端发送模块接收第一输出信号；或，第二动态选择器选择由输出数据转换ologic模块处理该内部输出信号得到的串行信号作为第一输出信号，差分发送模块根据三态控制模块输出的三态控制信号打开，由打开的差分发送模块接收第一输出信号；通过动态调节所述动态终端控制信号，实现MIPI协议下高速度模式和低功耗模式间的动态转换。2.根据权利要求1所述的多协议IO模块，其特征在于，所述模拟IO模块还包括动态差分终端模块；根据所述动态终端控制信号，当处于MIPI的高速度模式下输入时，所述动态差分终端模块内的差分端接电阻打开；当处于MIPI的低功耗模式下输入时，所述动态差分终端模块内的差分端接电阻关闭。3.根据权利要求1所述的多协议IO模块，其特征在于，所述数字IO模块工作在第一电源电压下，所述第一电源电压为CORE域的电源电压；对所述单端接收模块增加第二电源电压；对所述差分接收模块增加第三电源电压；当处于MIPI的高速度模式时，所述差分接收模...

【专利技术属性】
技术研发人员：薛庆华，王海力，
申请(专利权)人：京微齐力北京科技有限公司，
类型：发明
国别省市：