CN106341117B - 可配置电源域以及方法 - Google Patents

Abstract

本发明的各方面涉及在相应电路之间的通信的电平移位方法。如可以根据本文表征的一个或多个实施例实施，选择性地移位在相应电路之间传递的通信的电压电平。在该相应电路在相对于彼此在电压范围中移位的相应电源域下操作时，移位该通信的该电压电平。此方法可以例如便于堆叠电路的功率节省，在该堆叠电路中，一个电路的低电平电压被提供为另一电路的高电平电压。当该相应电路在共同电源域下操作时，直接在该相应电路之间传递通信(例如，绕过任何电平移位且便于快速通信)。

Description

可配置电源域以及方法

技术领域

各种实施例的方面涉及可以对于各种应用实施的可配置电源域电路。

背景技术

针对各种类型的电路，以各种方式实施电源域。举例来说，不同电源域可以用于操作理想地在不同电压范围下操作的不同类型的电路。在一些情况下，电源域堆叠以在功率传递到较低功率的另一域时有利于来自一个域的功率的使用(例如，再循环)。

电平移位器可以用于介接在电源域之间，在该电源域中，不同类型的电路在不同电压范围下(例如，在不同电压电平下的电压轨之间)操作。在此背景下，电平移位器可以操作用于从在一个功率电平上操作的一个电源域接收输入信号、移位该输入信号的电压电平并将电压电平经过移位的输入信号传递到另一电源域上。

虽然有用，但是许多电平移位电路容易具有不期望的缺陷。举例来说，如果电源电压中存在纹波或另外两个域存在不均匀电源电压值，则电平移位器可能容易发生期望的操作(例如，电容器可能变得低效)。另外，各个电平移位器需要较大面积(例如，由于电容器的使用)并且易于产生与信号斜率(转换速率)有关的问题。另外，对于电平移位操作系统的吞吐量可能是有限的(例如，由于电平移位器单元的输入与输出之间的延迟)。

针对多种应用，这些和其它事项已经向电源域实施的效率提出挑战。

发明内容

各个实例实施例涉及在包括共同或移位电压范围的不同操作条件下耦合相应电源域。

本发明的各方面涉及具有在相应电路之间的通信的电平移位方法。如可以根据本文表征的一个或多个实施例实施，选择性地移位在相应电路之间传递的通信的电压电平。在相应电路在相对于彼此在电压范围中移位的相应电源域下操作时，移位通信的电压电平。此方法可以例如便于堆叠电路的功率节省，在该堆叠电路中，一个电路的低电平电压被提供为另一电路的高电平电压。当相应电路在共同电源域下操作时，通信直接在相应电路之间传递(例如，绕过任何电平移位且便于快速通信)。

各种实施例涉及一种设备，该设备具有：第一电路，该第一电路在具有第一电压范围的第一电源域下操作；以及第二电路，该第二电路在具有第二电压范围的第二电源域下操作。接口电路连接到第一电路和第二电路，并且在如下模式中操作。在第一模式中，转换在第一电路与第二电路之间传递的通信的电压电平。在第二模式中，通信直接在共同电压电平下在第一电路与第二电路之间传递。

另一实施例涉及一种设备，该设备具有：第一电路，该第一电路在具有第一电压范围的第一电源域下操作；第二电路，该第二电路在具有第二电压范围的第二电源域下操作；以及电平移位器电路，该电平移位器电路连接到第一电路和第二电路两者。电平移位器电路检测第一和第二电源域的电压范围并且如下在第一和第二电路之间传递通信。响应于所检测的电压范围不同而将从第一和第二电路中的一个电路接收到的每个通信的电压电平转换成第一和第二电路中的另一电路的电压电平，并且此后将通信提供到第一和第二电路中的另一电路。响应于所检测的电压范围相同，直接在第一和第二电路之间传递通信。

以上论述/概述并不旨在描述本发明的每个实施例或每个实施方案。下面的图式和详细描述还举例说明了各种实施例。

附图说明

考虑结合附图的以下详细描述可更全面地理解各种实例实施例，在附图中：

图1示出如可以根据一个或多个实施例实施的设备；

图2示出根据其它实施例的其中利用电平移位电路来实施堆叠模式的电路；

图3示出根据一个或多个实施例的其中实施平滑模式的电路；

图4示出根据一个或多个实施例的在平滑模式下选择性地连接电源域的电路；

图5示出根据一个或多个实施例的在堆叠模式下选择性地连接电源域的电路；以及

图6示出根据另一实例实施例的可以利用一个或多个电平移位实施方案实施的电路。

图7示出根据一个或多个实施例的用于堆叠功率模式的向上电平移位器；

图8示出根据一个或多个实施例的用于堆叠功率模式的向下电平移位器；

图9示出根据另一实施例的向上电平移位器；以及

图10示出根据另一实例实施例的向下电平移位器。

虽然本文中所论述的各种实施例能够接受修改和替代形式，但在图式中借助于实例已经示出了各种实施例的多个方面且将详细描述该实施例。然而，应理解，并不打算将本发明限于所描述的特定实施例。相反，意图涵盖落入包括权利要求书中限定的各方面的本发明的范围内的所有修改、等效物和替代方案。另外，如在本申请案通篇中所使用的术语“实例”仅用于说明，而非限制。

具体实施方式

据信本发明的各方面适用于涉及电源域的实施以及电源域的配置的多种不同类型的设备、系统和方法。在某些实施方案中，当用于为特定功率电平和相关效率定制的电源域的情形中时，本发明的各方面已被示为有益的。在一些实施例中，就此而言，可重新配置的方面有利于在所需条件下的操作，例如以经由两个或两个以上电源域的堆叠在涉及功率再循环的功率节省模式下操作，以及在高吞吐量模式下的对应操作，在该高吞吐量模式下，在共同电压范围内操作电源域。基于操作特性实现在这些模式之间的切换。可以实施这些和其它方面以解决包括上面背景技术中所论述的那些的挑战。虽然未必如此受到限制，但是通过使用此类示例性情形的实例的论述可以理解各个方面。

各种实施例涉及对于高吞吐量模式将吞吐量损耗降低或降至最低并且在低功率模式中使用电荷再循环的电路堆叠方法。在低功率模式中，在动态和静态模式期间，来自较高电压电路的电荷被再循环到较低电压电路。此类实施例可以用于使得单个计算平台可以在多个应用中操作，该多个应用包括可得益于在待用模式和高吞吐量模式之间的快速转变、低待用电流消耗或在计算之间完全关机之中的一项或多项的那些应用。各种实施例涉及在这些情形下配置整个存储器、存储器的一部分、逻辑的一部分或存储器和逻辑的一部分的电源域。

各种应用涉及包括发射器、信道和接收器电路的电平移位器。发射器处理来自输入电源域的信号，信道在输入电源域与输出电源域之间介接，并且接收器向输出电源域提供信号。发射器可以缓冲输入信号并通过信道发送该输入信号(例如，如利用一连串反相器实施)。信道可以包括DC(直流电)路径和AC(交流电)路径。DC路径执行输入信号的电平转化并向接收器侧提供转化电平的信号，该DC路径包括反相器，该反相器的接地端和电源端口充当输入端和输出端。这会分离两个电源域并避免过压到可以在发射器和接收器中实施薄氧化物晶体管的程度。AC路径可以解决DC路径的缓慢或功耗方面，并且可以包括将发射器与接收器耦合并确保快速分解或短期的亚稳定性的大电容器(因此减少延迟和降低功率)。锁存器或其它双稳态电路等的接收器从信道再生转化电平的电压值以提供数字有效的输出。在一些实施方案中，电平移位器的延迟和功耗取决于该锁存器，该锁存器可以利用高阈值电压(hvt)装置实施，而该发射器利用低阈值电压(1vt)装置实施以补偿在不同电源域之间的弱耦合。

各种实施例涉及在不需要电平移位的条件下绕过电平移位器并且在需要电平移位的条件下使用电平移位器的旁路电平移位方法。此方法可以通过使用电路堆叠利用低功率设计来实施并且减轻例如上文所论述的相关问题。因此，带有两个(或更多)子部分的系统可以被配置为两个初级配置，例如通过将相应的电源域配置为平配置(相同功率)和堆叠(移位功率)配置。这些子部分之间的接口在平滑模式中和堆叠模式中操作，在该平滑模式中，经由在子部分之间传递信号引发最小信号延迟(例如，不通过电平移位)，在该堆叠模式中，通过电平移位在子部分之间传递信号，该电平移位将从子部分中的一个子部分接收的信号的电压(范围)调整至子部分中的另一子部分的对应操作电压。在堆叠模式中，电荷可以在相应子部分之间再循环。在这些情形下，该子部分可以通过各种不同电路类型中的一个或多个电路类型来实施。

另一实施例涉及一种设备，该设备具有：第一电路，该第一电路在具有第一电压范围的第一电源域下操作；第二电路，该第二电路在具有第二电压范围的第二电源域下操作；以及电平移位器电路，该电平移位器电路连接到第一电路和第二电路两者。电平移位器电路检测第一和第二电源域的电压范围并且如下在第一和第二电路之间传递通信。响应于所检测的电压范围不同而将从第一和第二电路中的一个电路接收到的每个通信的电压电平转换成第一和第二电路中的另一电路的电压电平，并且此后将通信提供到第一和第二电路中的另一电路。响应于所检测的电压范围相同，直接在第一和第二电路之间传递通信。

在一些堆叠实施例中，第一电源域在第一高电压电平与低于第一高电压电平的第一低电压电平之间操作，并且第二电源域在第二高电压电平与低于第二高电压电平的第二低电压电平之间操作。响应于第一低电压电平不等于第二高电压电平，电平移位器电路通过检测到第一和第二电源域在相同电压范围内操作而检测第一和第二电源域的电压范围。响应于第一低电压电平等于第二高电压电平，电平移位器检测到第一和第二电源域在(相对于彼此移位的)不同电压范围内操作。

电平移位器通过各种方式操作以适合具体实施例。在一些实施例中，电平移位器在堆叠和平滑模式中操作以分别耦合在不同电压电平下和共同电压电平下的信号。在堆叠模式中，响应于所检测的电压范围指示第一电路在第一和第二电压电平之间操作且第二电路在第二和第三电压电平之间操作，转换通信的电压电平。在平滑模式中，响应于所检测的电压范围指示第一和第二电路两者在共同电压电平之间操作，直接在第一和第二电路之间传递通信而无需转换电压电平。

在一些实施例中，电平移位器电路包括第一和第二电路路径，其中第一电路路径包括移位通信的电压电平的电压电平移位电路，并且其中第二电路路径提供输出(例如，直接/绕过电平移位电路)。基于比较电路检测到电源域的电压范围是不同的，第一电路路径输出具有移位的电压电平的通信。响应于经由该比较电路或通过第二电路实施的不同比较电路(例如，其中第一和第二电路中的每一个电路具有其自身的比较电路)检测到电压范围是相同的，第二电路路径在接收通信时的电压电平下输出通信。

在另外的实施例中，多路复用器具有第一和第二输入端，该第一和第二输入端分别被连接成如上所述接收第一和第二电路路径的输出。多路复用器响应于所检测的电压范围不同而基于第一电路路径的输出提供输出信号，并且响应于所检测的电压范围相同而基于第二电路路径的输出提供输出信号。

在一些实施方案中，上述一个或多个实施例另外包括开关电路，该开关电路在第一模式中将第一电路的低电压轨耦合到第二电路的高电压轨。在第二(平)模式中，开关电路将第一电路的高电压轨耦合到第二电路的高电压轨，并且将第一电路的低电压轨耦合到第二电路的低电压轨。

在一些实施例中，电平移位器电路包括：范围检测电路，该范围检测电路检测第一和第二电源域的电压范围；以及移位电路，该移位电路转换每个通信的电压电平。电平移位器电路还包括：旁路电路，该旁路电路提供用于在共同电压电平下在电路之间传递的通信；以及多路复用器，该多路复用器基于由范围检测电路检测到的电压范围选择移位电路和旁路电路中的一个电路的输出。

各种实施例涉及一种设备，该设备具有：第一电路，该第一电路在具有第一电压范围的第一电源域下操作；以及第二电路，该第二电路在具有第二电压范围的第二电源域下操作。接口电路连接到第一电路和第二电路，并且在如下模式中操作。在第一模式中，转换在第一电路与第二电路之间传递的通信的电压电平。在第二模式中，直接在共同电压电平下在第一电路与第二电路之间传递通信。

在一些实施方案中，第一电路在第一高电源轨与第一低电源轨之间操作，该第一低电源轨在低于第一高电源轨的电压电平的电压电平下操作，并且第二电路在第二高电源轨与第二低电源轨之间操作，该第二低电源轨在低于第二高电源轨的电压电平的电压电平下操作。接口电路在如下第一和第二模式中操作。在第一模式中，第一低电源轨耦合到第二高电源轨，由此将电力从第一电路再循环到第二电路中。在第二模式中，第一高电源轨耦合到第二高电源轨，其中第一低电源轨耦合到第二低电源轨，由此在共同电压范围内操作第一电路和第二电路。

上述操作可以例如分别在堆叠模式和平滑模式中执行。在堆叠模式中，响应于第一电路在第一和第二电压电平之间操作且第二电路在第二电压电平与第三电压电平之间操作而执行通信的电压电平，其中第二电压电平在第一和第三电压电平之间。在平滑模式中，直接在第一和第二电路之间传递通信，而无需转换通信的电压电平(其中第一和第二电路两者在共同电压范围内操作)。在某些实施方案中，接口电路包括第一电路路径，该第一电路路径被耦合成从第一和第二电路中的一个电路接收通信；以及第二电路路径，该第二电路路径被耦合成从第一和第二电路中的一个电路接收通信。第一电路路径包括第一比较电路和电压电平移位电路，该电压电平移位电路将具有移位的电压电平的通信输出到第一和第二电路中的另一电路。第二电路路径包括第二比较电路，该第二比较电路在接收通信时的电压电平下将通信输出到第一和第二电路中的另一电路。在某些实施方案中，接口电路响应于第一和第二电压范围不同而输出具有移位的电压电平的通信，并且响应于第一和第二电压范围相同而在接收该通信时的电压电平下输出该通信。

根据本文表征的一个或多个设备执行基于各种方法的实施例，例如，通过上述相应的第一和第二模式。执行电平移位以提供在相同或不同电压范围内操作的域之间的通信。某些方面涉及检测电压电平和/或相应域的范围，以及针对呈现不同范围的域，转换在该域之间传递的信号的电压电平。可以绕过电平移位电路(以及相关延迟)以在共同电压范围内操作的域之间传递平通信。

现在转向图示，图1示出可以根据一个或多个实施例实施的设备100。设备100包括电平移位器电路110，该电平移位器电路110操作用于在第一电源域电路120与第二电源域电路130之间传送信号。电源域中的每一个电源域耦合在描绘为VDD和GND(例如，参考电压电平)的相应电源轨之间，其中第一电源域在VDD1与GND1之间操作且第二电源域在VDD2与GND2之间操作。此方法可以通过各种电源域和相关电路类型实施，例如，通过第一电源域120利用逻辑电路实施且第二电源域130利用存储器电路实施的实施例。

在各种实施方案中，电平移位器110操作用于对于堆叠模式主动控制VDD1至GND2的耦合，或对于另一堆叠模式主动控制VDD2至GND1的耦合。对于平滑模式，电平移位器110将VDD1耦合至VDD2并将GND1耦合至GND2。

在一些实施方案中，电平移位器110包括范围检测/比较电路112，该范围检测/比较电路112操作用于检测每个电源域的相应电压电平/范围，并控制电平移位器在基于该检测的相应模式中的操作。举例来说，相应电源域可利用VDD1高、耦合在中间电平的GND1和VDD2以及GND2低来堆叠。在此堆叠条件下，范围检测/比较电路112检测到相应轨道电平是不同的并操作用于接合电平移位电路。电平移位电路的这种检测和相关实施(例如)可以自主地或以不依赖于任何控制信号的其它方式执行。在相应电源域为平的或以其它方式在共同电压范围下操作的情况下，范围检测/比较电路112操作使得在电源域之间传递信号而无需电平移位，从而绕过该电平移位电路。

在一些实施例中，电平移位器110包括移位电路114和旁路电路116，该移位电路114和旁路电路116分别操作用于移位在电源域之间传递的信号的电平，或绕过该移位电路使得信号的电平不被移位。另外，如可根据范围检测/比较电路112来控制或以其它方式操作，多路复用器118可被用于多路复用相应电路路径，该相应电路路径包括移位电路114和旁路电路116。

如可以结合图1和/或利用在本文中表征的其它电平检测方法和电路实施，一个或多个实施例采用如下的检测方法。通过使用作为例子在图1中描绘的电路，在VDD1＝VDD2和GND1＝GND2时，平滑模式被检测为两个电源域在共同电压范围内操作。在VDD1＝GND2和VDD2＝VDD1+第二电源域的电压时，检测到堆叠模式。在VDD1＝GND2(其中VDD2为较高电压)时或在VDD2＝GND1(其中VDD1为较高电压)时，各种实施例可以有助于检测到堆叠模式。其它实施例可以涉及VDD1与VDD2的比较，其中在电平为不同时，检测到堆叠架构。

图2示出根据实例实施例的利用电平移位电路来实施堆叠模式的电路200。类似地，图3示出实施平滑模式的电路300。各种电压电平借助于实例示出。电路200包括第一电路路径中的电路210(例如，隔离“与”电路或其它比较电路)和电平移位器220以及第二电路路径中的电路230(例如，隔离(“或”)单元或其它比较电路)。每个电路路径连接到多路复用器240，该多路复用器240在用于提供输出的电路路径之间选择。电路300类似地包括第一电路路径中的电路310(例如，“与”单元)和电平移位器320，以及第二电路路径中的电路330(例如，隔离(“或”)单元)，这两个电路都连接到多路复用器340。相应电路200和300可以对于相应模式在共同电路中实施。

举例来说，对于相应的电源域示出1.1V电压范围(例如，VDD1在2.2V，GND1在1.1V，以及VDD2在1.1V，GND2在0V)，其中提供域的电压电平在堆叠模式与旁路模式之间的转化。在堆叠模式中，经由作为“与”电路的电路210选择电平移位器220的输出。在平滑模式中，经由电路330选择旁路电路。此选择可以在不使用外部控制信号的情况下完成。

在一些实施方案中，为了控制电路310和330(例如，如隔离单元)以及多路复用器340，使用相反域的电压信息。举例来说，用于多路复用器340的底部电源域的电源轨可以与该隔离单元的电源域的接地轨一起使用。如果电路处于堆叠模式中，则多路复用器340在其选择输入端上接收1.1V底部电源电压。这等于用于顶部/高电源域的接地电压，因此选择电平移位器数据输入(由于SEL＝0)。另一方面，当电路处于平滑模式中时，选择信号仍处于等于逻辑一值的1.1V，因为顶部/高域在0V与1.1V之间，在该条件下选择旁路路径。

在堆叠模式中，该顶部/高电源域的接地轨为1.1V，并在该底部/低电源域(0-1.1V)中提供逻辑‘1’。电路230迫使输出为1.1V，而电路210对输入信号电平敏感且缓冲该输入信号电平用于电平移位器输入。因此，电平移位器接收输入信号并将该输入信号转换为所需的电压电平。

在平滑模式中，控制两个隔离单元的顶部/高电源域的接地电压为0V，该接地电压在底部/较低电源域中为逻辑‘0’(在平滑模式中，也为0-1.1V)。逻辑‘0’将迫使电路310的输出为0V，同时使电路330(例如，“或”隔离单元)能够将信号旁路到多路复用器340。

参考图4，电路400被示为具有开关电路410，该开关电路410操作用于在平滑模式中选择性地连接第一电源域420与第二电源域430(例如，类似于图1中所示)。开关电路410实现通过虚线412和414示出的在VDD1与VDD2之间的连接。

图5示出与图4中的电路400类似的具有开关电路510的电路500，该开关电路510在堆叠模式中选择性地连接第一电源域520与第二电源域530。VDD1连接到GND2，如通过虚线512表示。在此实施方案中，开关电路510可以包含电平移位器514，该电平移位器514操作用于移位在电源域之间传递的信号的电压电平，例如本文中描述。在一些实施方案中，电平移位器514充当向上电平移位器并且对于在GND1与VDD1之间的接收到的输入信号，将该信号转换成GND2与VDD2之间的信号。在其它实施方案中，电平移位器514充当向下电平移位器并且对于在GND2与VDD2之间的接收到的输入信号，将该信号转换成GND1与VDD1之间的信号。

以下表1提供可以例如利用图1、图3和图4中示出的电路实施的各种操作模式。某些实施例采用其它操作模式。在一些实施方案中，可以根据功率节省需求相对于唤醒时序使用模式转变时间(例如，从休眠模式转变到高计算模式)。例如，如果针对高吞吐量模式需要更快唤醒时间，则可以使用休眠模式。如果在高吞吐量模式中执行计算，但需要低备用电流，那么可以实施如下文所示的浅睡1模式。与对于常见配置的从激活模式转变到休眠模式且返回至激活模式相比，从平配置转变成堆叠配置(和从堆叠配置转变成平配置)可能花费更多时间。

表1

图6示出根据另一实例实施例的电平移位器设备600。举例来说，示意图被示为实施成用于从底部域到顶部域的信号转换，应理解，互补电路可以实施成用于从顶部域到底部域的信号转换。反相器I1和I2处于底部电压域，而晶体管(例如PMOS)M7、M8和反相器13处于顶部电压域。顶部域与底部域之间共用晶体管M1-M6。

电平移位器设备600可以操作用于适合具体实施例，并且可以实施用于如本文所论述的电平移位(例如，通过图1中的移位电路114)。在各种实施方案中，底部域的‘1’(高)逻辑值具有与该顶部域的由V_mid表示的‘0’(低)相同的电压电平。信号在域之间如下传送。对于在相应‘0’(低)逻辑值的初始信号‘A’和‘X’，节点M、N为‘1’(高)并且M′、N′为‘0’(低)。在信号‘A’改变状态时(例如，从‘0’(低)变成‘1’(高)逻辑值)，11的输出变成底部电压域的‘0’(低)，并且12的输出变成底部电压域的‘1’(高)。因此，M1开始导通并且M2被断开。这致使节点M被拉至‘0’(低)，由此接通M5，这使节点N拉向V_mid。在此转变期间的一些点处，M3也开始导通，从而使节点N向下拉。这致使由M7、M8构成的锁存器的状态翻转(正反馈)，意味着节点N将停留在‘0’(低){＝＝V_mid}并且节点N′停留在‘1’(高){＝＝V_high}。因此，‘X’变成‘1’(高)并且完成该转变。在‘1’(高)至‘0’(低)逻辑转变期间，发生相反的情形。在转变期间，锁存器的状态通过与M7竞争的任一M1、M3和M5的下拉动作或通过与M8竞争的M2、M4和M6翻转。在此情形下，这些晶体管的尺寸可以被设定成实现所需操作。

图7示出根据一个或多个实施例的用于堆叠功率模式的向上电平移位器700。例如，可以结合图3中表征的方法实施向上电平移位器700。在堆叠功率模式中，GND2和VDD1的电压是相同的。“与”门710向电平移位器720提供输出，在堆叠模式下，该输出通过多路复用器740输出。对于平滑模式，“或”门730操作用于向多路复用器740传递输出。

图8示出根据一个或多个实施例的向下电平移位器800。例如，可以结合图3中表征的方法实施向下电平移位器800。对于堆叠功率模式，GND1和VDD2的电压是相同的。“或”门830在堆叠模式中操作用于将信号耦合至电平移位器820，该电平移位器820向选择(向下移位)输出的多路复用器840提供输出。“与”门810在平滑模式中操作用于耦合至多路复用器840并向该多路复用器840输出。

图9示出根据另一实施例的向上电平移位器900。在堆叠功率模式中，GND2和VDD1是相同的。向上电平移位器900可以例如通过与图6中的电平移位器设备600类似的方式实施。图6的以上论述可以大体上适用于图9中。

图10示出根据另一实例实施例的向下电平移位器1000。在堆叠功率模式中，GND 1和VDD2的电压是相同的。向下电平移位器1000可以例如通过与图6中的电平移位器设备600类似的方式实施，或作为图9的推导方案实施(同样移位，但是从高到低，而非从低到高)。图6的以上论述可以大体上适用于图10中。

可以实施各种块、模块或其它电路以执行本文中描述和/或图中所示出的操作和活动中的一个或多个操作和活动。在这些情形中，可以使用执行这些或相关的操作/活动中的一个或多个操作/活动的电路来实施“块”(有时也称为“电路”、“逻辑电路”、或“模块”)。此方法可以例如与如图1所示的块一起使用。在各种实施例中，硬连线的控制块可以用于此实施方案。可替换的是和/或另外，在以上论述的实施例中的某些实施例中，一个或多个模块为被配置和布置成用于实施这些操作/活动的分立的逻辑电路或可编程逻辑电路。

基于以上论述和说明，本领域的技术人员将易于认识到，可以对各种实施例作出各种修改和改变，而无需严格遵循本文中示出和描述的示例性实施例和应用。例如，在一些实施例中，可以实施另外的电源域，其中更多或更少电路操作用于在其间传送信号。各种实施例可以通过不同于附图所示的方式来实施。例如，可以通过与在第13/856,184号美国专利申请案中表征的方式类似的方式执行电平移位。此类修改不脱离本发明的各个方面的真实精神和范围，包含在权利要求书中阐述的方面。

Claims (17)

1.一种电平移位设备，其特征在于，包括：

第一电路，所述第一电路被配置和布置成在具有第一电压范围的

第一电源域下操作；

第二电路，所述第二电路被配置和布置成在具有第二电压范围的第二电源域下操作；以及

电平移位器电路，所述电平移位器电路连接到所述第一电路和所述第二电路，所述电平移位器电路被配置和布置成：

检测所述第一电源域的电压范围，

检测所述第二电源域的电压范围，以及

对于所述第一和第二电路之间的通信，

响应于所检测的电压范围不同而将从所述第一和第二电路中的一个电路接收到的每个通信的电压电平转换成所述第一和第二电路中的另一电路的电压电平，并且此后将所述通信提供到所述第一和第二电路中的另一电路，以及

响应于所述所检测的电压范围相同，直接在所述第一和第二电路之间传递每个通信，

其中，所述电平移位器电路被配置和布置成：

在第一堆叠模式中，响应于所述所检测的电压范围指示所述第一电路在第一和第二电压电平之间操作且所述第二电路在所述第二电压电平和第三电压电平之间操作，转换所述通信的所述电压电平，以及

在第二平滑模式中，响应于所述所检测的电压范围指示所述第一和第二电路两者在共同电压电平之间操作，直接在所述第一和第二电路之间传递所述通信而无需转换所述通信的所述电压电平。

2.根据权利要求1所述的设备，其特征在于，所述电平移位器电路包括:

第一电路路径，所述第一电路路径被耦合成接收所述通信，所述

第一电路路径包括第一比较电路和电压电平移位电路，所述电压电平移位电路被配置和布置成移位所述通信的电压电平并且将具有移位的电压电平的所述通信输出到所述第一和第二电路中的另一电路，所述第一比较电路被配置和布置成响应于所述所检测的电压范围不同而将所述通信传递到所述电压电平移位电路，以及

第二电路路径，所述第二电路路径被耦合成接收所述通信并且包括第二比较电路，所述第二比较电路被配置和布置成响应于所述所检测的电压范围相同而在接收所述通信时的电压电平下将所述通信输出到所述第一和第二电路中的另一电路。

3.根据权利要求2所述的设备，其特征在于，另外包括具有第一和第二输入端的多路复用器，所述第一和第二输入端分别被连接成接收所述第一和第二电路路径的所述输出，所述多路复用器被配置和布置成：

响应于所述所检测的电压范围不同而基于所述第一电路路径的所述输出提供输出信号，以及

响应于所述所检测的电压范围相同而基于所述第二电路路径的所述输出提供输出信号。

4.根据权利要求3所述的设备，其特征在于，所述第一电路和所述第二电路中的每一个电路分别耦合在高电压轨与低电压轨之间，所述电路另外包括开关电路，所述开关电路被配置和布置成：

在第一堆叠模式中，将所述第一电路的所述低电压轨耦合到所述第二电路的所述高电压轨，以及

在第二平滑模式中，将所述第一电路的所述高电压轨耦合到所述第二电路的所述高电压轨，并且将所述第一电路的所述低电压轨耦合到所述第二电路的所述低电压轨。

5.根据权利要求1所述的设备，其特征在于，所述第一电路和所述第二电路中的每一个电路分别耦合在高电压轨与低电压轨之间，所述电路另外包括开关电路，所述开关电路被配置和布置成：

在第一堆叠模式中，将所述第一电路的所述低电压轨耦合到所述第二电路的所述高电压轨，以及

在第二平滑模式中，将所述第一电路的所述高电压轨耦合到所述第二电路的所述高电压轨，并且将所述第一电路的所述低电压轨耦合到所述第二电路的所述低电压轨。

6.根据权利要求1所述的设备，其特征在于，所述电平移位器电路包括：

范围检测电路，所述范围检测电路被配置和布置成检测所述第一和第二电源域的所述电压范围，

移位电路，所述移位电路被配置和布置成转换每个通信的所述电压电平，

旁路电路，所述旁路电路被配置和布置成提供用于在共同电压电平下在所述电路之间传递的所述通信，以及

多路复用器，所述多路复用器被配置和布置成基于由所述范围检测电路检测到的所述电压范围选择所述移位电路和所述旁路电路中的一个电路的输出。

7.根据权利要求1所述的设备，其特征在于，

所述第一电源域在第一高电压电平与第一低电压电平之间操作，所述第一低电压电平低于所述第一高电压电平，

所述第二电源域在第二高电压电平与第二低电压电平之间操作，所述第二低电压电平低于所述第二高电压电平，

所述电平移位器电路被配置和布置成通过以下操作检测所述第一和第二电源域的所述电压范围：

响应于所述第一低电压电平不等于所述第二高电压电平，检测到所述第一和第二电源域在相同电压范围内操作，以及

响应于第一低电压电平等于所述第二高电压电平，检测到所述第一和第二电源域在相对于彼此移位的不同电压范围内操作。

8.根据权利要求1所述的设备，其特征在于，所述第一电路和所述第二电路中的至少一个电路包括存储器电路。

9.一种电平移位设备，其特征在于，包括：

第一电路，所述第一电路被配置和布置成在具有第一电压范围的

第一电源域下操作；

第二电路，所述第二电路被配置和布置成在具有第二电压范围的第二电源域下操作；以及

接口电路，所述接口电路连接到所述第一电路和所述第二电路，所述接口电路被配置和布置成：

在第一堆叠模式中，转换在所述第一电路与所述第二电路之间传递的通信的电压电平，以及

在第二平滑模式中，直接在共同电压电平下在所述第一电路与所述第二电路之间传递通信，

其中，所述接口电路被配置和布置成：

在第一堆叠模式中，响应于所述第一电路在第一和第二电压电平之间操作且所述第二电路在所述第二电压电平与第三电压电平之间操作而转换所述通信的所述电压电平，所述第二电压电平在所述第一和第三电压电平之间，以及

在第二平滑模式中，响应于所述第一和第二电路两者在共同电压范围内操作，直接在所述第一和第二电路之间传递所述通信，而无需转换所述通信的所述电压电平。

10.根据权利要求9所述的设备，其特征在于，所述第一电路在第一高电源轨与第一低电源轨之间操作，所述第一低电源轨在低于所述第一高电源轨的电压电平的电压电平下操作，所述第二电路在第二高电源轨与第二低电源轨之间操作，所述第二低电源轨在低于所述第二高电源轨的电压电平的电压电平下操作，并且所述接口电路被配置和布置成：

在第一堆叠模式中，将所述第一低电源轨耦合到所述第二高电源轨，由此将电力从所述第一电路再循环到所述第二电路中，以及

在第二平滑模式中，将所述第一高电源轨耦合到所述第二高电源轨，并且将所述第一低电源轨耦合到所述第二低电源轨，由此在共同电压范围内操作所述第一电路和所述第二电路。

11.根据权利要求9所述的设备，其特征在于，所述接口电路包括：

第一电路路径，所述第一电路路径被耦合成从所述第一和第二电路中的一个电路接收所述通信，所述第一电路路径包括第一比较电路和电压电平移位电路，所述电压电平移位电路被配置和布置成将具有移位的电压电平的所述通信输出到所述第一和第二电路中的另一电路，以及

第二电路路径，所述第二电路路径被耦合成从所述第一和第二电路中的一个电路接收所述通信并且包括第二比较电路，所述第二比较电路被配置和布置成在接收所述通信时的电压电平下将所述通信输出到所述第一和第二电路中的另一电路。

12.根据权利要求11所述的设备，其特征在于，所述接口电路被配置和布置成：

响应于所述第一和第二电压范围不同而输出具有移位的电压电平的所述通信，以及

响应于所述第一和第二电压范围相同而在接收所述通信时的电压电平下输出所述通信。

13.一种电平移位方法，其特征在于，包括：

在第一堆叠模式中，当在第一电路与第二电路之间传递通信时转换所述通信的电压电平，其中所述第一电路在具有第一电压范围的第一电源域下操作并且所述第二电路在具有第二电压范围的第二电源域下操作，所述第二电压范围不同于所述第一电压范围，以及

在第二平滑模式中，直接在共同电压电平下在所述第一电路与所述第二电路之间传递通信，

其中，所述方法另外包括检测所述第一电源域的电压范围以及检测所述第二电源域的电压范围，其中

转换所述电压电平包括响应于所述所检测的电压范围不同而转换所述电压电平，以及

直接在所述第一和第二电路之间传递所述通信包括响应于所述所检测的电压范围相同而直接传递所述通信。

14.根据权利要求13所述的方法，其特征在于

所述第一电源域的所述电压范围在第一低电压与第一高电压之间，并且所述第二电源域的所述电压范围在第二低电压与第二高电压之间，所述第二高电压等于所述第一低电压，以及

转换所述电压电平包括再循环来自所述第一电路的电荷且使用所述再循环电荷为所述第二电路供电；以及通过传递从所述第一电路接收的所述通信而通过电平移位器电路将所述通信从所述第一电压范围电平移位到所述第二电压范围且将所述电平移位器电路的输出提供到所述第二电路。

15.根据权利要求14所述的方法，其特征在于，直接在所述第一和第二电路之间传递所述通信包括绕过所述电平移位器电路，由此便于所述通信从所述第一电路至所述第二电路的快速传送。

16.根据权利要求13所述的方法，其特征在于：

转换所述通信的所述电压电平包括

通过第一电路路径传递从所述第一和第二电路中的第一个电路接收到的所述通信，所述第一电路路径具有第一比较电路且具有电压电平移位电路，所述电压电平移位电路移位所述通信的电压电平，

将具有移位的电压电平的所述通信输出到所述第一和第二电路中的另一电路，以及

直接在所述第一和第二电路之间传递所述通信包括通过第二电路路径传递从所述第一和第二电路中的第一个电路接收到的所述通信，所述第二电路路径绕过所述电压电平移位电路。

17.根据权利要求16所述的方法，其特征在于，另外包括通过以下操作多路复用所述第一电路路径和所述第二电路路径的输出：

响应于所述所检测的电压范围不同而基于所述第一电路路径的所述输出提供输出信号，以及

响应于所述所检测的电压范围相同而基于所述第二电路路径的所述输出提供输出信号。

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