使用动态电平移位架构的电平移位电压信号的系统和方法技术方案

一种用以以最小化的硅面积将多个信号从第一电压域电平移位至第二电压域的系统和方法。电平移位系统可以通过实施耦接到多个动态电平移位器的静态电平移位器而组织。静态电平移位器可以为动态电平移位器中的每一个提供电压控制信号。动态电平移位器中的每一个可以将单独的输入信号从第一电压域电平移位至第二电压域。

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】背景电压电平移位电路在两个不同的电压域下的电路系统之间提供接口。不同的电压域对于消费性电子集成电路系统而言常常是必需的。第一集成电路可以体现例如为携带在第一组电压(例如接地电压(OV)与1.8V)之间变化的数字电压信号的数字控制器。第二集成电路可以体现为电荷耦合装置(CXD)并且可能需要在第二组电压(例如-8V与15V)之间变化的离散的操作电压信号。电平移位电路可以将信号从第一集成电路的域转换到第二集成电路的域。已经使用电平移位电路来执行这样的域之间的电压转换。在一种应用中，电平移位电路可以实施为两级电路以完成OV至1.8V范围与-8V至15V范围之间的转换。第一级将输入范围转换至中间OV至15V范围，并然后，第二级将中间范围转换至最终-8V至15V范围。已经使用面积集中的静态电平移位器电路完成两级实施。由于电压范围的大小发散，所以电平移位器内的装置必须更大，这增加由这样的装置占据的硅面积。此外，对于在两个域之间延伸的各输出信号线，已知的实施采用独立的电平移位器电路。随着系统设计发展和接口信号的数量增加，面积消耗问题随之增加(scale in kind)。因此，在本领域中存在对将信号从低电压域转换至高电压域并且最小化面积的电平移位器系统的需要。【附图说明】图1示出根据本专利技术的实施方案的电平移位器系统的框图。图2示出根据本专利技术的实施方案的用于将输入信号从第一电压域电平移位至第二电压域的方法。图3描述适合于与前述实施方案的电平移位器系统一起使用的不例性静态电平移位器设计的电路图。图4描述适合于与前述实施方案的电平移位器系统一起使用的不例性动态电平移位器设计的电路图。【具体实施方式】本专利技术的实施方案提供用以以保守的硅面积将多个信号从第一电压域电平移位到第二电压域的技术。根据这样的实施方案，电平移位系统可以通过实施耦接到多个动态电平移位器的静态电平移位器而组织。静态电平移位器可以为动态电平移位器中的每一个提供电压控制信号。动态电平移位器中的每一个可以将单独的输入信号从第一电压域电平移位至第二电压域。实施耦接到多个动态电平移位器的静态电平移位器所需的硅面积可以小于实施多个两级静态电平移位器所需的面积。图1示出根据本专利技术的实施方案的电平移位器系统100的框图。系统100可以在用以将多个输入数据信号Din (150.1-150.η)从第一电压域移位到第二电压域中得到应用。如图1中所示，系统100可以包括静态电平移位器110和多个动态电平移位器120.1-120.η。动态电平移位器120.1-120.η各自可以具有用于相应的输入数据信号DIN150.1-150.η的输入端和用于相应的经电平移位的输出数据信号DoUT160.1-160.η的输出端。输出数据信号可以耦接到系统100所驻留的集成电路的输出引脚。静态电平移位器110可以将输入选通信号从第一电压域向上转换至第二电压域，经转换的输入选通信号可以共同被输入到动态电平移位器120.1-120.η并且控制动态电平移位器120.1-120.η的操作。在实施方案中，静态电平移位器110可以从第一和第二电压域的电源170、180(gp，0V至1.8V和-8V至15V)接收操作功率。动态电平移位器120.1-120.η可以从第二域的电源180接收操作功率。静态电平移位器110可以接收在第一电压域内变化的选通信号130并且可以产生在第二电压域内变化的输出选通(示出为VraTm112)。VraTm112选通可以控制动态电平移位器120.1-120.η的操作以确定动态电平移位器120.1-120.η何时可以改变它们的输出状态。在被称为“复位”状态的一种状态下，VraTm112选通可以使动态电平移位器120.1-120.η的操作复位。在此期间，动态电平移位器120.1-120.η可以输出无效数据。在另一种“激活”状态下，VrommI 12选通可以激活动态电平移位器120.1-120.η以将输入数据信号150.1-150.η从第一电压域向上转换至第二电压域中的输出数据信号160.1-160.η。选通信号130可以充当系统100的时钟信号，该时钟信号限定新的数据可以从系统100输出的速率。系统100可以在集成电路在不同的电压域中操作的电路系统中得到应用。例如，图1示出如在第一集成电路中提供的并且对第二集成电路提供输出的系统100。在这样的应用中，第一集成电路可以使用在第一电压域中操作的其它电路系统(未示出)来处理数据。第二集成电路可以使用在第二电压域中操作的电路系统(也未示出)来处理数据。举例来说，第一集成电路可以是可以在OV和1.8V的电压域下操作的CCD驱动器，并且第二集成电路可以是可以在-8V和15V的电压下操作的CXD (电荷耦合装置)图像传感器。以这种方式，电平移位器系统100可以将控制信号从第一电压域移位至第二电压域并且将所述控制信号经引脚从第一集成电路输出。经移位的控制信号可以经对应的引脚输入至第二集成电路。系统100可能在从集成电路输出的数据的内容在输入选通130的速度下可能不改变的一些应用中得到使用。例如，在CCD应用中，系统100可以将控制数据输出到第二集成电路，该控制数据能够预期持续所测量的无视选通信号130的速率延长的一段时间。在实施方案中，该系统可以包括门电路140和控制器190。控制器190可以确定输入数据Din150.1-150.η的内容是否正在改变。如果输入数据DIN150.1-150.η的内容从一个选通周期到下一个选通周期保持为静态的，则在选通信号130由静态电平移位器110接收之前，控制器190可以促使门电路140抑制选通信号130。对选通信号130的抑制操作可以防止动态电平移位器120.1-120.η消耗功率，否则过渡到复位状态并且回到将相同的数据输出至输出引脚的激活状态将消耗功率。图2示出根据本专利技术的实施方案的用于使用电平移位器系统将输入信号从第一电压域电平移位至第二电压域的方法。如在块210中所示，第一和第二操作电压域可以作为电平移位器系统的电源被激活。在第一电压域内的复位选通可以输入到静态电平移位器，并且静态电平移位器可以由此产生可以共同施加于多个动态电平移位器中的每一个的第二电压域内的复位选通(块220)。多个动态电平移位器中的每一个可以响应于复位选通使它们的操作复位(块230)。来自第一电压域的第二激活选通然后可以输入到静态电平移位器，并且静态电平移位器可以由此产生可以施加于多个动态电平移位器中的每一个的第二电压域内的激活选通(块240)。多个动态电平移位器中的每一个可以进入激活操作并且操作以对来自第一电压域的输入数据信号进行向上转换(块250)。动态电平移位器中的每一个可以输出在第二电压域内的数据信号(块260)。在实施方案中，如果没有数据信号是动态的，则可以限制复位选通输入到静态电平移位器(块270 )。图3示出根据本专利技术的实施方案的静态电平移位器电路300。静态电平移位器300可以包括第一级电路310和第二级电路320。第一级电路310和第二级电路320两者均可以被配置为电压电平移位器。第一级电路可以通过转换输入信号的高电压分量而在两个电压域之间执行转换的第一步。因此，第一级可以耦接到第二电压域的源极电源Vhi2以及耦本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种电压移位数据传输系统，其包括：静态电平移位器，其具有用于在第一电压域内的控制信号的输入端和用于表示移位到第二电压域的选通信号的信号的输出端；以及多个动态电平移位器，各自具有耦接到所述移位的选通信号的第一输入端、用于在所述第一电压域内的相应的数据信号的第二输入端以及用于表示移位到所述第二电压域的相应的数据信号的信号的输出端。

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】2011.05.02 US 13/098,7281.一种电压移位数据传输系统,其包括: 静态电平移位器，其具有用于在第一电压域内的控制信号的输入端和用于表示移位到第二电压域的选通信号的信号的输出端；以及 多个动态电平移位器，各自具有耦接到所述移位的选通信号的第一输入端、用于在所述第一电压域内的相应的数据信号的第二输入端以及用于表示移位到所述第二电压域的相应的数据信号的信号的输出端。2.根据权利要求1所述的系统，其中，所述动态电平移位器的特征在于复位阶段和激活阶段，所述动态电平移位器在所述激活阶段期间输出所述移位的数据信号。3.根据权利要求1所述的系统，其还包括激活检测器，所述激活检测器耦接到所述第一电压域的数据信号以当所述数据信号是静态时阻止来自所述静态电平移位器的所述移位的选通信号的转变。4.根据权利要求1所述的系统，其中，所述静态电平移位器包括: 在所述第一电压域的电源与所述第二电压域的电源之间延伸的第一级交叉耦合晶体管电路路径，各路径包括耦接到选通信号的差分对中的一个的晶体管；以及 在所述第二电压域的电源之间延伸的第二级交叉耦合晶体管电路路径，各路径包括耦接到所述第一级的所述电路路径中相应的一个的晶体管。5.根据权利要求1所述的系统，其中，所述静态电平移位器包括: 在所述第一电压域的电源与所述第二电压域的电源之间延伸的第一级交叉耦合晶体管电路路径，各路径包括耦接到选通信号的差分对中的一个的晶体管； 反相器，其具有耦接到来`自所述第一级的第一电路路径的输入端；以及在所述第二电压域的电源之间延伸的第二级交叉耦合晶体管电路路径，第一路径包括耦接到所述反相器输出端的晶体管，并且第二路径包括耦接到所述第一级的第二路径的晶体管。6.根据权利要求1所述的系统，其中，至少一个动态电平移位器包括在所述第二电压域的电源之间延伸的第一对交叉耦合电路路径，各电路路径包括: 数据晶体管，其具有用于在所述第一电压域中的数据信号的差分对中的一个的输入端， 一对晶体管，所述一对晶体管作为反相器连接并且具有耦接到另一个电路路径的中间节点的输入端， 第一控制晶体管，其具有在第一电源与所述电路路径的所述中间节点之间延伸的源极到漏极路径并且具有耦接到所述移位的选通信号的输入端，以及 第二控制晶体管，其具有在第二电源与所述数据晶体管之间延伸的源极到漏极路径并且具有耦接到所述移位的选通信号的输入端。7.根据权利要求1所述的系统，其中，至少一个动态电平移位器包括: 在所述第二电压域的电源之间延伸的第一对交叉耦合电路路径，各电路路径包括: 数据晶体管，其具有用于在所述第一电压域中的数据信号的差分对中的一个的输入端， 一对晶体管，所述一对晶体管作为反相器连接并且具有耦接到另一个电路路径的中间节点的输入端，以及第一控制晶体管，其具有在第一电源与所述电路路径的所述中间节点之间延伸的源极到漏极路径并且具有耦接到所述移位的选通信号的输入端；以及 另一个控制晶体管，其具有在第二电源与两个电路路径的所述数据晶体管之间延伸的源极到漏极路径并且具有耦接到所述移位的选通信号的输入端。8.根据权利要求1所述的系统，其中，所述动态电平移位器的输出端直接耦接到集成电路的输出引脚。9.一种电路系统,其包括: 第一集成电路，其具有用于多个控制信号的输入端，所述输入端在第一电压域中可操作， 第二集成电路，其具有耦接到所述第一集成电路的所述控制输入端的输出端并且具有在第二电压域中可操作的内部处理逻辑，所述第二集成电路具有输出系统，所述输出系统包括: 静态电平移位器，其具有用于在第二电压域内的控制信号的输入端和用于表示移位到所述第一电压域的选通信号的信号的输出端；以及 多个动态电平移位器，各自具有耦接到所述移位的选通信号的第一输入端、用于在所述第二电压域内的相应的数据信号的第二输入端以及用于表示移位到所述第一电压域的所述相应的数据信号的信号的输出端。10.根据权利要求9 所述的系统，其中，所述静态电平移位器包括: 在所述第二电压域的电源与所述第一电压域的电源之间...

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