CN102931971A - 一种3状态控制信号输入io电路 - Google Patents

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Abstract

本发明公开了一种3状态控制信号输入IO电路，该电路允许在输入端加载三种输入状态——高电平状态、低电平状态和悬空状态，并在输出端产生三种对应的输出状态。当外部输入信号IN为高电平时，输出结果O1小于O2、O3小于O4；当外界输入信号IN为低电平时，输出结果为O1大于O2、O3大于O4；当外界输入信号IN为悬空时，输出结果为O1小于O2、O3大于O4。由于一个IO可以产生三种输入状态，对于需要从外界输入多个控制信号的芯片来说，采用3状态控制信号输入IO会比传统IO的数量显著减少，从而降低芯片面积，提高芯片的可靠性。

Description

一种3状态控制信号输入IO电路
技术领域
本发明主要涉及到芯片输入引脚的集成电路设计领域，特指一种3状态输入驱动电路。
背景技术
芯片和都需要有输入输出电路(IO)来进行芯片内部和外部电路通信。按照所传递的信号种类，可以将IO分为数字IO和模拟IO，数字IO用来传递数字信号，模拟IO用来传递模拟信号。按照通信方向，这类电路可以分为输入IO、输出IO和双向IO，输入IO负责向芯片内部传递数据和控制信号，输出IO负责将芯片内部的数据和控制信号输出到外部，双向IO既可以从外部向芯片内部传递数据和控制信号，也可以将芯片内部的信号传递出来。其中，按照输入信号类型又可将输入IO有可分为数据输入IO和控制信号输入IO。数据输入IO用来向芯片内部传递外部数据，控制信号输入IO用来向芯片内部传递控制信号，控制芯片的工作状态。在某些应用中，输入到芯片内部的控制信号不需要实时变化，在某种特定的应用场合，需要将控制IO采取固定的配置方式，从而控制芯片始终工作在一种状态下。例如芯片的正常工作模式和测试模式的切换，芯片只需在最初测试状态下进入测试模式，在正常工作中并不需要进入测试模式，这样就可以将该控制IO固定接到某个电平。
芯片的IO除了要满足传输数据的要求外，还必须考虑ESD保护的问题。
发明内容
芯片在某些情况下需要将输入控制信号固定在某个状态，特别是在芯片设计之初，需要从芯片内部接出大量的控制信号接口，来设定芯片的某些功能或者工作模式。一般的输入控制信号IO只能实现两个输入状态，控制两个输出状态，如果芯片有许多控制信号需要从外部输入，便需要大量的IO，既浪费了芯片面积又降低了芯片的可靠性。
本发明公开了一种3状态控制信号输入IO，可以提供三个输入状态，分别是高电平状态、低电平状态和悬空状态，相应的产生3种输出控制信号。和以往的控制信号输入IO相比多出了一个悬空状态，相同的IO数量可以产生更多的控制信号组合，极大的减少了IO的数量，从而降低了芯片面积，增加了芯片的可靠性。
如图1所示，本发明公布的3状态控制信号输入IO电路，主要包含4个钳位电阻、1个钳位NMOS管和两个比较器两个提供ESD保护功能的二极管。钳位NMOS管M1接成二极管形式，所以其漏端和源端会产生一个0.7V左右的固定电位差，将MOS管M1漏端电压命名为VCOM1、源端电压命名为VCOM2，VCOM1和VCOM2相对于VDD和VSS的关系如图2所示。如图2所示，VCOM1、VCOM1，加上VDD和VSS，一共4个电平分割出3段电压区间。当外部输入信号IN为高电平时，进入两个比较器正端的电压为高电压，落在电平区间1，比较器COMP1的负端连接到电平VCOM2，比较器COMP2的负端连接到电平VCOM1，由于VCOM1和VCOM2的电压均低于电平区间1的电压，所以此时输出结果O1小于O2、O3小于O4。当外界输入电平为低电平时，输入端IN将比较器COMP1和COMP2的正向端均拉到图2中的电平区间3内，由于电平区间3内的电压低于VCOM1和VCOM2，所以此时输出结果为O1大于O2、O3大于O4。当外界输入信号为悬空时，由于钳位电阻R1和R2的存在，输入端IN的电平为中间电平，落在VCOM1和VCOM2之间，此时的输出结果为O1小于O2、O3大于O4，即为第三种输出状态。
上文所描述的即为3状态控制信号输入IO的工作原理，由于一个IO可以产生3种输入状态，对于需要从外界输入多个控制信号的芯片来说，采用3状态控制信号输入IO会比传统IO的数量显著减少，从而降低芯片面积，提高芯片的可靠性。
附图说明
图1是3状态控制信号输入IO原理图；
图2是3状态控制信号输入IO比较电压区间划分示意图；
图3是3状态控制信号输入IO的一种具体实现法方式。
具体实施方式
以下将结合附图与具体实施对本发明作进一步说明。
图3是本发明的一种具体实现方式，MOS管MP1、MP2、MN1、MN2和MN5组成了图1中的比较器COMP1，MOS管MP3、MP4、MN3、MN4和MN6组成了图1中的比较器COMP2，其余各部件均和图1中相同。图3中VBP和VBN分别为比较器的负载管和电流沉提供偏置电压。当外部输入信号IN为高电平时，进入两个比较器正端的电压为高电压，落在电平区间1，比较器COMP1的负端连接到电平VCOM2，比较器COMP2的负端连接到电平VCOM1，由于VCOM1和VCOM2的电压均低于电平区间1的电压，所以此时输出结果O1小于O2、O3小于O4。当外界输入电平为低电平时，输入端IN将比较器COMP1和COMP2的正向端均拉到图2中的电平区间3内，由于电平区间3内的电压低于VCOM1和VCOM2，所以此时输出结果为O1大于O2、O3大于O4。当外界输入信号为悬空时，由于钳位电阻R1和R2的存在，输入端IN的电平为中间电平，落在VCOM1和VCOM2之间，此时的输出结果为O1小于O2、O3大于O4，即为第三种输出状态。

Claims (1)

1.一种3状态控制信号输入IO电路，其特征在于：根据输入信号的状态——高电平、低电平或者悬空，利用分压器件和比较器，可以产生3中对应的输出状态，输入信号IN连接到比较器COMP1的正相输入端和比较器COMP2的正相端，同时连接到二极管D1的P端和二极管D2的N端，同时连接到电阻R1和R2，电阻R1的另一端连接到VDD，电阻R2的另一端连接到VSS，二极管D1的N端连接到VDD，二极管D2的P端连接到VSS，比较器COMP1的负相输入端连接到NMOS管M1的源极和电阻R4，电阻R4的另一端连接到VSS，比较器COMP2的负相输入端连接到NMOS管M1的栅极和漏极以及电阻R3，电阻R3的另一端连接到VDD，比较器COMP1的正相输出端为O2、负相输出端为O1，比较器COMP2的正相输出端为O4、正相输出端为O3。
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Cited By (7)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN103391090A (zh) * 2013-07-15 2013-11-13 上海华兴数字科技有限公司 一种实现输入信号三种状态识别的电路
CN104601162A (zh) * 2014-12-01 2015-05-06 深圳市芯海科技有限公司 一种可复用的数字输入输出接口电路
CN104901679A (zh) * 2015-06-12 2015-09-09 长沙景嘉微电子股份有限公司 一种新型输入检测电路
CN108683418A (zh) * 2018-04-04 2018-10-19 上海申矽凌微电子科技有限公司 兼容悬空态的输入电路
CN111123159A (zh) * 2019-12-12 2020-05-08 珠海博杰电子股份有限公司 Sa地址信号自动测试系统
CN112039593A (zh) * 2020-09-07 2020-12-04 青岛海信宽带多媒体技术有限公司 一种光模块
CN113054965A (zh) * 2021-03-11 2021-06-29 重庆大学 一种车辆高低电平有效开关闭合和悬空状态的检测电路

Citations (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US4005315A (en) * 1975-09-22 1977-01-25 Signetics Corporation Triple state to binary converter
US5598110A (en) * 1994-11-01 1997-01-28 Acer Incorporated Detector circuit for use with tri-state logic devices
CN102201807A (zh) * 2011-04-11 2011-09-28 长沙景嘉微电子有限公司 一种简单的三态输入电路

Patent Citations (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US4005315A (en) * 1975-09-22 1977-01-25 Signetics Corporation Triple state to binary converter
US5598110A (en) * 1994-11-01 1997-01-28 Acer Incorporated Detector circuit for use with tri-state logic devices
CN102201807A (zh) * 2011-04-11 2011-09-28 长沙景嘉微电子有限公司 一种简单的三态输入电路

Cited By (12)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN103391090A (zh) * 2013-07-15 2013-11-13 上海华兴数字科技有限公司 一种实现输入信号三种状态识别的电路
CN103391090B (zh) * 2013-07-15 2016-05-11 上海华兴数字科技有限公司 一种实现输入信号三种状态识别的电路
CN104601162A (zh) * 2014-12-01 2015-05-06 深圳市芯海科技有限公司 一种可复用的数字输入输出接口电路
CN104601162B (zh) * 2014-12-01 2018-03-06 深圳市芯海科技有限公司 一种可复用的数字输入输出接口电路
CN104901679A (zh) * 2015-06-12 2015-09-09 长沙景嘉微电子股份有限公司 一种新型输入检测电路
CN104901679B (zh) * 2015-06-12 2018-05-04 长沙景嘉微电子股份有限公司 一种输入检测电路
CN108683418A (zh) * 2018-04-04 2018-10-19 上海申矽凌微电子科技有限公司 兼容悬空态的输入电路
CN108683418B (zh) * 2018-04-04 2022-03-25 上海申矽凌微电子科技有限公司 兼容悬空态的输入电路
CN111123159A (zh) * 2019-12-12 2020-05-08 珠海博杰电子股份有限公司 Sa地址信号自动测试系统
CN112039593A (zh) * 2020-09-07 2020-12-04 青岛海信宽带多媒体技术有限公司 一种光模块
CN112039593B (zh) * 2020-09-07 2021-11-12 青岛海信宽带多媒体技术有限公司 一种光模块
CN113054965A (zh) * 2021-03-11 2021-06-29 重庆大学 一种车辆高低电平有效开关闭合和悬空状态的检测电路

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