具有动态通信的双向数据隔离器制造技术

描述用于在两个端口之间提供隔离以实现动态通信的数据隔离器。可以通过改变数据速率相对于时钟信号的时钟频率的比率来实现动态通信。数据隔离器可以包括当时钟信号处于第一状态时跨越隔离屏障发送数据的第一电路和当时钟信号处于第二状态时跨越隔离屏障发送数据的第二电路。时钟频率可以是可变的，并且因此可以改变给定时钟周期中数据传输的持续时间。例如，可以降低时钟频率以增加每个时钟周期发送的位数，反之，可以增加时钟频率以减少每个时钟周期发送的位数。因此，可以调整每个时钟周期发送的位数以适应这种情况。

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】具有动态通信的双向数据隔离器相关申请的交叉引用此申请是根据下列要求享有利益的延续：2018年11月6日提交的美国申请序列号16/181,895的35U.S.C.§120，代理人案卷号G0766.70254US00，标题为“具有动态通信的双向数据隔离器”，其全部内容通过引用合并于此。此申请是根据下列要求享有利益的延续：2019年8月5日提交的美国申请序列号16/532,415的35U.S.C.§120，代理人案卷号G0766.70254US01，标题为“具有动态通信的双向数据隔离器”，其全部内容通过引用合并于此。美国申请序列号No.16/532,415是根据下列要求享有利益的延续：美国申请序列号No.16/181,895的35U.S.C.§120，于2018年11月6日提交，代理人案卷号G0766.70254US00，标题为“具有动态通信的双向数据隔离器”，其全部内容通过引用合并于此。
本公开涉及实现动态通信的双向数据隔离器配置。
技术介绍
数据隔离器例如可以是被配置为在输入端口处接收数据并在与输入端口隔离的输出端口处提供数据的电子设备。因此，数据隔离器可以防止某些干扰从输入端口传播到输出端口，反之亦然。数据隔离器可以使用隔离屏障将输入端口与输出端口隔离。典型地，数据隔离器包括设置在隔离屏障的一侧上的发射机和设置在隔离屏障的相对侧上的接收器。发射机通常通过隔离屏障将表示在输入端口处接收到的信息的数据信号传输到接收器。依次，接收器处理接收到的数据信号以恢复提供给输入端口的信息。可以通过以固定频率在两个状态之间振荡的时钟信号来协调发射机和接收器的动作。
技术实现思路
描述用于在两个端口之间提供隔离以实现动态通信的数据隔离器。可以通过改变数据速率相对于时钟信号的时钟频率的比率来实现动态通信。数据隔离器可以包括当时钟信号处于第一状态时跨越隔离屏障发送数据的第一电路和当时钟信号处于第二状态时跨越隔离屏障发送数据的第二电路。时钟频率可以是可变的，并且因此可以改变给定时钟周期中数据传输的持续时间。例如，可以降低时钟频率以增加每个时钟周期发送的位数，反之，可以增加时钟频率以减少每个时钟周期发送的位数。因此，可以调整每个时钟周期发送的位数以适应这种情况。根据至少一方面，提供双向数据隔离器。数据隔离器包括：隔离屏障；第一电路，被配置为跨越所述隔离屏障发送第一数据和时钟信号,所述时钟信号被配置为以时钟频率在多个状态之间周期性地变化；和第二电路，被配置为接收所述第一数据和时钟信号并跨越所述隔离屏障发送第二数据,其中所述第一电路被配置为以相对于所述时钟频率可变的数据速率在包括所述数据速率与所述时钟频率的第一比率和所述数据速率与所述时钟频率的第二比率的范围内发送所述第一数据。根据至少一方面，提供双向数据隔离器。双向数据隔离器包括：隔离屏障；第一电路，被配置为跨越所述隔离屏障发送第一数据和时钟信号，所述时钟信号被配置为以时钟频率在多个状态之间周期性地变化；和第二电路，被配置为接收所述第一数据和时钟信号并跨越所述隔离屏障发送第二数据，其中所述第一电路被配置为以至少比所述时钟频率高四倍的数据速率来发送所述第一数据。根据至少一方面，提供一种操作双向数据隔离器的方法。该方法包括：产生时钟信号，该时钟信号以时钟频率在多个状态之间周期性地变化,通过第一电路在第一方向跨越变压器发送时钟信号,通过所述第一电路以相对于所述时钟频率可变的数据速率在这样的范围内在第一方向跨越所述隔离屏障发送第一数据，该范围包括所述数据速率与所述时钟频率的第一比率和所述数据速率与所述时钟频率的第二比率；通过第二电路接收在第一方向跨越所述隔离屏障发送的第一数据和时钟信号；和通过所述第二电路在与所述第一方向不同的第二方向跨越所述隔离屏障发送第二数据。附图说明将参考以下附图描述本申请的各个方面和实施例。应当理解，附图不一定按比例绘制。出现在多个图中的项目在所有出现的图中均用相同的参考数字表示。图1是示出根据一些实施例的示例数据隔离器的图；图2是示出根据一些实施例的示例通信序列的图；图3是示出根据一些实施例的在图1的数据隔离器中的发射电路的非限制性示例实施方式的电路图；图4是示出根据一些实施例的图1的数据隔离器中的接收电路的非限制性示例实施方式的电路图；图5是示出根据一些实施例的操作数据隔离器的示例方法的流程图；和图6是示出根据一些非限制性实施例的包括图1的数据隔离器的系统的框图。具体实施方式根据一些方面，提供了实现动态通信的数据隔离器。传统的数据隔离器通常以静态方式传输信息。例如，协调发射机和接收器的时钟信号的频率可以是固定的。另外，每个时钟周期发送的位数也可以是固定的。专利技术人已经认识到，这种常规方法不能为处理各种大小的数据包的传输提供灵活性。例如，传感器可以通过数据隔离器周期性地发送小数据块(例如，包含少于4位的数据)，该数据指示传感器感测到的参数，并且偶尔传输大得多的数据(例如，包含超过6位)，以通过数据隔离器发送运行状态信息(例如，故障代码)。结果，常规的数据隔离器可以将较大的数据片段划分为可以单独发送的多个较小的数据包。以这种方式划分数据包降低了整个数据跨隔离屏障传输的速度，并增加了发送数据所需的通信开销。因此，本公开的各方面向数据隔离器提供了动态通信方案，该动态通信方案使得能够将不同大小的数据包跨过隔离屏障来发送。在一些实施例中，当时钟信号处于第一状态时，数据隔离器可以在第一方向上跨隔离屏障传输数据(例如，电容性隔离屏障、光学隔离屏障和/或电感隔离屏障)，而当时钟信号处于第二状态时，数据隔离器可以跨隔离屏障在第二相反方向上传输数据。在这些实施例中，时钟信号可以具有可变频率，该可变频率使得能够在时钟信号的给定周期中跨隔离在每个方向上发送可变数量的比特。例如，可以降低时钟频率以增加时钟信号在给定周期内在第一状态和第二状态中的每一个上花费的时间量。因此，增加了在时钟信号处于给定状态时可以发送的比特数。给定时钟周期中增加位数可以有利地允许以较少数量的数据包来传输较大的数据，并且因此减少了跨隔离屏障传输该数据所需的总时间。相反，可以增加时钟频率以减少时钟信号处于给定状态的时间，结果，减少了时钟信号处于给定状态时可以传输的位数。减少给定时钟周期中的位数可以有利地允许较小的数据片段在隔离屏障上更快地传输，因为每个时钟周期的持续时间都减少了。因此，可以调节在给定时钟周期中发送的时钟频率和/或位数，以最适合跨隔离屏障发送的信息。下面进一步描述上述方面和实施例，以及另外的方面和实施例。这些方面和/或实施例可以单独地，全部一起地或者以两个或更多个的任何组合来使用，因为本申请在这方面不受限制。图1示出了根据一些实施例的示例数据隔离器100。数据隔离器100可以在第一端口102和第二端口104之间提供数据隔离。第一端口102可以在第一电压域118中，而第二端口104可以在第二电压域120中。第一电压域118可以是与第二电压域120不同的电压域。例如本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.双向数据隔离器，包括：/n隔离屏障；/n第一电路，被配置为跨越所述隔离屏障发送第一数据和时钟信号，所述时钟信号被配置为以时钟频率在多个状态之间周期性地变化；和/n第二电路，被配置为接收所述第一数据和时钟信号并跨越所述隔离屏障发送第二数据；/n其中所述第一电路被配置为以相对于所述时钟频率可变的数据速率在包括所述数据速率与所述时钟频率的第一比率和所述数据速率与所述时钟频率的第二比率的范围内发送所述第一数据。/n

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】20181106 US 16/181,895;20190805 US 16/532,4151.双向数据隔离器，包括：
隔离屏障；
第一电路，被配置为跨越所述隔离屏障发送第一数据和时钟信号，所述时钟信号被配置为以时钟频率在多个状态之间周期性地变化；和
第二电路，被配置为接收所述第一数据和时钟信号并跨越所述隔离屏障发送第二数据；
其中所述第一电路被配置为以相对于所述时钟频率可变的数据速率在包括所述数据速率与所述时钟频率的第一比率和所述数据速率与所述时钟频率的第二比率的范围内发送所述第一数据。


2.权利要求1所述的双向数据隔离器，其中所述数据速率与所述时钟频率的第一比率不大于1：1，并且所述数据速率与所述时钟频率的第二比率至少为2：1。


3.权利要求2所述的双向数据隔离器，其中所述数据速率与所述时钟频率的第二比率至少为4：1。


4.权利要求1所述的双向数据隔离器，其中所述第一电路被配置为至少部分地通过改变所述时钟频率来相对于所述时钟频率在所述范围内改变所述数据速率。


5.权利要求4所述的双向数据隔离器，其中所述时钟频率在包括不超过500千赫兹的第一频率和至少1兆赫兹的第二频率的范围内是可变的。


6.权利要求4所述的双向数据隔离器，其中所述第一电路被配置为至少部分地通过降低所述时钟频率并在所述时钟信号的每个周期发送所述时钟信号的至少一个另外的每周期位来增加相对于所述时钟频率的数据速率。


7.权利要求1所述的双向数据隔离器，其中所述第一电路被配置为在所述时钟信号处于多个状态的第一状态时跨越所述隔离屏障发送所述第一数据，并且所述第二电路被配置为被配置为在所述时钟信号处于所述多个状态的第二状态时跨越所述隔离屏障发送第二数据。


8.权利要求1所述的双向数据隔离器，其中所述第一电路被配置为至少部分地通过以下方式发送所述第一数据和所述时钟信号：
发送指示所述时钟信号处于所述多个状态中的第一状态的第一时钟标记；
在发送第一时钟标记后，发送所述第一数据；和
在发送第一数据之后，发送第二时钟标记，该第二时钟标记指示所述时钟信号处于所述多个状态中的第二状态。


9.权利要求8所述的双向数据隔离器，其中所述第二电路被配置为在所述时钟信号处于所述第一状态时接收所述第一数据并且在所述时钟信号处于所述第二状态时发送所述第二数据。


10.权利要求1所述的双向数据隔离器，其中所述第一电路被配置为至少部分地通过发送所述时钟信号的可变数量的每周期数据位来相对于所述时钟频率在所述范围内改变所...

【专利技术属性】
技术研发人员：L·盖津，
申请(专利权)人：美国亚德诺半导体公司，
类型：发明
国别省市：美国;US