CN103701457A - 一种初始值可设置的电平转移电路 - Google Patents
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Abstract
在智能卡SOC系统中经常会存在不同的电压域,信号在电压域之间互相切换时候,经常会采用电平转移的方法,但在输入信号或低电压域未确定之前,电平转移电路经常会输出不定态信号,从而使系统处于不确定状态。本发明公开了一种初始值可设置的电平转移电路,主要功能是在输入信号或低电压域信号不确定情况下,电平转移电路输出一个固定电平的电位,从而使系统处于预先设置好的状态。
Description
技术领域
本发明涉及一种初始值可设置的电平转移电路。
背景技术
在智能卡SOC系统中经常会存在不同的电压域,信号在电压域之间互相切换时候,经常会采用电平转移的方法,但在输入信号和低电压域未确定之前,电平转移电路经常会输出不定态信号,从而使系统处于不确定状态。
发明内容
本发明公开了一种初始值可设置的电平转移电路的设计方法和电路,主要功能是在输入信号和低电压域信号不确定情况下,电平转移电路输出一个固定电平的电位。
本文提出了一种初始值可设置的电平转移电路。
本电路中包括INV1、INV2、INV3、IN4和IN5五个模块,INV1与IN4连接于a点,与IN5连接与IN点;IN4与IN1连接于a点,与INV2和INV3连接与b点;INV2与IN4连接于b点,与INV3连接于b点和c点;INV3与IN5连接于c点,与INV2连接于b点和c点;IN5与INV3连接于c点,与INV1连接与IN点。
其中IN代表数字输入信号,VDD代表低电压域电压,VCC代表高电压域电压,OUT代表输出。
本电路工作过程如下,低压数字信号由IN输入,驱动INV1和IN5模块,经过INV1模块后信号翻转,驱动IN4模块,IN4模块输出驱动INV2模块,IN5模块输出驱动INV3模块,INV2输出驱动INV3模块,同时INV3模块输出驱动INV2模块,最终信号被转移到VCC高压电压域下由OUT输出。
子模块中,INV1由PMOS器件M1和NMOS器件M2组成;INV2由PMOS器件M5和NMOS器件M6组成;INV3由PMOS器件M7和NMOS器件M8组成;IN4由NMOS器件M3组成,IN5由NMOS器件M4组成。本方法中通过电路功能实现在输入信号IN和低电压域电压VDD未确定状态情况下,在输出OUT端实现一个确定的输出电平;在输入信号IN和低电压域电压VDD确定状态后,电路实现电平移位功能,输出OUT根据输入信号IN状态进行电平移位。通过设置M5和M7不同的阻抗,在输入信号IN和低电压域电压VDD未启动情况下,实现输出OUT的确定状态。当电源VCC启动瞬间,电流信号率先通过M5或M7中低阻抗器件,从而使得低阻抗器件的漏极率先实现高电位,由于低阻抗器件漏极与高阻抗器件栅极相连,从而使得高阻抗相连的M6或M8率先导通,通过正反馈作用,最终确定输出状态的确定。在输入信号IN和低电压域电压VDD确定以后,电路通过INV1、IN4和IN5控制INV2和INV3关断和开启实现正常的电平移位功能。
本发明方法主要包括了图1中介绍的几个电路功能模块:
反相器电路:INV1由PMOS器件M1和NMOS器件M2组成;INV2由PMOS器件M5和NMOS器件M6组成;INV3由PMOS器件M7和NMOS器件M8组成。
开关电路:N4由NMOS器件M3组成,IN5由NMOS器件M4组成。
功能电路:M5、M6、M7、M8,通过设置M5、M6器件阻抗实现电平转移电路的初始值设置,同时实现电平移位功能。
附图说明
图1示意了一种初始值可设置的电平转移电路的设计方结构图。
具体实施方式
如图1所示,包括了三个反相器(INV1、INV2和INV3)和2个开关电路(IN4、IN5)即可实现简单初始值可设置的电平转移。
本电路中IN代表数字输入信号,VDD代表低电压域电压,VCC代表高电压域电压,OUT代表输出
本电路工作过程如下,低压数字信号由IN输入,驱动INV1和IN5模块,经过INV1模块后信号翻转,驱动IN4模块,IN4模块输出驱动INV2模块,IN5模块输出驱动INV3模块,INV2输出驱动INV3模块,同时INV3模块输出驱动INV2模块,最终信号被转移到VCC高压电压域下由OUT输出。
子模块中,INV1由PMOS器件M1和NMOS器件M2组成;INV2由PMOS器件M5和NMOS器件M6组成;INV3由PMOS器件M7和NMOS器件M8组成;IN4由NMOS器件M3组成,IN5由NMOS器件M4组成。本方法中通过电路功能实现在输入信号IN和低电压域电压VDD未确定状态情况下,在输出OUT端实现一个确定的输出电平;在输入信号IN和低电压域电压VDD确定状态后,电路实现电平移位功能,输出OUT根据输入信号IN状态进行电平移位。通过设置M5和M7不同的阻抗,在输入信号IN和低电压域电压VDD未启动情况下,实现输出OUT的确定状态。当电源VCC启动瞬间,电流信号率先通过M5或M7中低阻抗器件,从而使得低阻抗器件的漏极率先实现高电位,由于低阻抗器件漏极与高阻抗器件栅极相连,从而使得高阻抗相连的M6或M8率先导通,通过正反馈作用,最终确定输出状态的确定。在输入信号IN和低电压域电压VDD确定以后,电路通过INV1、IN4和IN5控制INV2和INV3关断和开启实现正常的电平移位功能。
在输入信号IN和低电压域电压VDD确定以后,电路通过INV1、IN4和IN5控制INV2和INV3关断和开启实现正常的电平移位功能。
对于以上方法的描述,本领域的技术人员将理解,本发明并不限于上述的实施例,并且不脱离由所附权利要求书定义的本发明的范围,可以做出很多修改和增加。
Claims (6)
1.一种初始值可设置的电平转移电路,其特征在于:实现在输入信号IN和低电压域电压VDD未确定状态情况下,在输出OUT端实现一个确定的输出电平;在输入信号IN和低电压域电压VDD确定状态后,电路实现电平移位功能,输出OUT根据输入信号IN状态进行电平移位,包括反相器INV1、反相器INV2、反相器INV3、开关电路IN4和开关电路IN5五个模块,其中:
反相器电路INV1由PMOS器件M1和NMOS器件M2组成;反相器电路INV2由PMOS器件M5和NMOS器件M6组成;反相器电路INV3由PMOS器件M7和NMOS器件M8组成;功能电路N4由NMOS器件M3组成;功能电路IN5由NMOS器件M4组成;
INV1与IN4连接于a点,与IN5连接与IN点;IN4与IN1连接于a点,与INV2和INV3连接与b点;INV2与IN4连接于b点,与INV3连接于b点和c点;INV3与IN5连接于c点,与INV2连接于b点和c点;IN5与INV3连接于c点,与INV1连接与IN点。
2.如权利要求1所述的电路,其特征在于输入的数字输入信号驱动INV1和IN5模块,经过INV1模块后信号翻转,驱动IN4模块,IN4模块输出驱动INV2模块,IN5模块输出驱动INV3模块,INV2输出驱动INV3模块,同时INV3模块输出驱动INV2模块,最终信号被转移到VCC高压电压域下OUT端输出。
3.如权利要求1中所述的电路,其特征在于:输出OUT端可以选择在b点,也可以选择在c点。
4.如权利要求1中所述的电路,其特征在于:电压域VCC上电过程中,通过比较M5和M7阻抗,从而确定输出OUT的初始状态。
5.如权利要求1中所述的电路,其特征在于:b点和c点任意一点对电源VCC或地都可以设置电容来增强电源初始态的确定,其中电容包括多晶硅电容、MOS电容、金属电容。
6.如权利要求1中所述的电路,其特征在于:M5和M6可以用电阻特性器件代替。
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CN110995233B (zh) * | 2019-11-11 | 2023-10-13 | 北京中电华大电子设计有限责任公司 | 一种高安全校准和筛选测试的方法和电路 |
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