CN107621844A - 输入/输出单元 - Google Patents

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Abstract

提供一种集成电路和方法。所述集成电路包括：数字核心，所述数字核心被配置成输出第一电压信号；以及第一输入/输出单元；其中所述第一输入/输出单元被配置成将所述第一电压信号转换为第一电流信号且将所述第一电流信号提供到所述集成电路外的电路系统。

Description

输入/输出单元
技术领域
本发明涉及数字集成电路的输出信号的供应，且具体地但非排他地，涉及在低电压条件下数字集成电路的输出信号的供应。
背景技术
来自集成电路(IC)的数字核心的输入和输出信号可经由输入/输出单元(例如，互补金属氧化物半导体(CMOS)IO单元)提供到集成电路的外部。在一些系统中，集成电路的电力供应可能不同于外部电路系统的电力供应，且CMOS IO单元用于将来自数字核心的电压转换为与外部电路系统的电力供应一致的电压。
常常测试IC以检验其功能性。由于可预期数字核心在低供应电压条件下操作，因此这些条件可用于测试IC的操作。为了在这些测试条件下对数字核心的输出进行分析，CMOS IO单元还应能够处理低电压供应条件。
本申请的实施例旨在解决此问题。
发明内容
根据第一方面，提供一种集成电路，其包括：数字核心，该数字核心被配置成输出第一电压信号；以及第一输入/输出单元；其中第一输入/输出单元被配置成将第一电压信号转换为第一电流信号且将第一电流信号提供到集成电路外的电路系统。
集成电路可进一步包括：第二输入/输出单元，该第二输入/输出单元被配置成将第一电压信号转换为第二电压信号且将第二电压信号提供到集成电路外的电路系统。第一电压可对应于集成电路的供应电压且第二电压对应于外部电路系统的供应电压。第一电流信号可被提供到集成电路外的第一电路，该第一电路被配置成将第一电流转换成第三电压。
集成电路可处于第一电压域中且集成电路外的电路系统处于第二电压域中。第一输入/输出单元可被配置成在低电压条件下操作。第一电路可包括跨阻抗放大器。
根据第二方面，提供一种方法，该方法包括：将第一输出电压信号从数字核心提供到第一输入/输出单元；通过第一输入/输出单元将第一电压信号转换为第一电流信号；以及将第一电流信号提供到集成电路外的电路系统。
该方法可进一步包括：将第一电压输出信号另外提供到第二输入/输出单元；通过第二输入/输出单元将第一电压信号转换为第二电压信号；以及将第二电压信号提供到集成电路外的电路系统。第一电压可对应于集成电路的供应电压且第二电压对应于外部电路系统的供应电压。该方法可另外包括：将第一电流信号提供到集成电路外的第一电路，该第一电路被配置成将第一电流转换成第三电压。
集成电路可处于第一电压域中且集成电路外的电路系统处于第二电压域中。第一输入/输出单元可被配置成在低电压条件下操作。第一电路可包括跨阻抗放大器。
根据第三方面，提供一种系统，该系统包括：根据第一方面的集成电路；以及集成电路外的第一电路，该集成电路外的第一电路被配置成将第一电流转换成电压；其中集成电路处于第一电压域中且集成电路外的电路系统处于第二电压域中。
根据第四方面，提供一种集成电路，该集成电路包括：数字核心；第一输入/输出单元，该第一输入/输出单元被配置成从集成电路外的电路系统接收第一电流，将第一电流转换为将提供到数字核心的第一电压。
集成电路可进一步包括：第二输入/输出单元，该第二输入/输出单元被配置成从集成电路外的电路系统接收第二电压信号，且将第二电压信号转换为将提供到数字核心的第三电压信号。
根据第五方面，提供一种方法，该方法包括：通过第一输入/输出单元从集成电路外的电路系统接收第一电流信号；通过第一输入/输出单元将第一电流信号转换为第一电压信号；以及将第一电压信号提供到数字核心。
该方法可进一步包括：在第二输入/输出单元处从集成电路外的电路系统接收第二电压信号；通过第二输入/输出单元将第二电压信号转换为第三电压信号；以及将第三电压信号提供到数字核心。
本发明的这些和其它方面将根据下文中所描述的实施例显而易见，且参考这些实施例予以阐明。
附图说明
将参考图式仅仅借助于例子描述实施例，在图式中：
图1是包括具有数字核心的集成电路的系统的例子；以及
图2是根据实施例的包括集成电路的系统的例子。
具体实施方式
图1所示的例子是包括具有数字核心的集成电路的系统。系统100包括具有数字核心111和CMOS IO单元112的集成电路110。集成电路配备耦合到数字核心111和IO单元112两者的IC供应电压113。应了解，在一些实施例中，IC供应电压113在被提供到IO单元112之前可被转换为另一电压，然而应了解，集成电路的电源电压是IC供应电压113。
IC 110经由IO单元112的电压输出130耦合到另一电路系统120。该另一电路系统在IC 110的外部。外部电路系统120还可以是CMOS电路系统且可与系统100的测试或其它功能性相关。外部电路系统120可配备外部供应电压121，其中在外部意指在IC外部。
在操作中，数字核心可产生输出电压131且将此输出电压131提供到IO单元112。在一个例子中，输出电压131为具有IC供应电压113的最大振幅的轨对轨电压信号。IO单元112从数字核心111接收电压信号131且将该电压信号131转换为与外部电压供应121兼容。IC113和外部电路系统120可处于分别对应于IC供应电压113和外部供应电压121的两个电压域中。IO单元112可将第一电压域中的第一电压信号131转换成与第二电压域兼容的第二电压信号130。接着，第二电压信号130被提供到外部电路系统。
在一些系统中，IO单元112可通过对电压进行电平位移来与外部供应电压121兼容而将第一电压131转换为第二电压130。
在一些应用中，可能要求数字核心在低电压条件下进行操作。正常操作条件可视为典型电压+/-10％。典型电压可以是数字核心被设计为在该电压下进行操作的理想电压，应了解，取决于数字核心的应用或使用，此典型电压可能不同。低于典型电压10％的任何情况可被视为低电压条件。举例来说，对于1.2V的典型供应电压，正常操作条件可视为在1.08V到1.32V之间。这可能是数字核心设计具有10％供应电压变化容限的状况。低电压条件可包括这样的条件：其中IC供应电压113被提供为小于操作供应电压或典型供应电压的10％。在此上述特定例子中，在数字核心接收小于1.08V的电压的情况下将出现低电压条件。举例来说，取决于预期数字核心处理的情况，IC供应电压可降到0.9V或甚至更低。
如从图1中可以看出，从IC供应电压113供应IO单元112。当数字核心111处于低供应条件下时，在测试期间到IO单元112的供应也会降低。
通常，IO单元的供应器可在典型供应电压的10％内特性化其产品且不是针对低供应条件设计的。当应用低供应条件时，用于IO单元的电压余量可能成为问题，且向IC外部提供(数字)电压信号可能成为问题。具体地说，IO单元中的电压电平移位器电路可能无法应对低输入电压电平。这可能引起在低供应电压条件下数字核心的功能和POR(上电复位)电平测试的困难。
本申请的实施例可提供IO单元电路系统，以将数字核心的电压输出转换为电流。这可有助于在低电压条件期间能够可靠地将信号转移出IC。IO单元可将来自数字核心的信号从电压域转换到电流域，从而在低电压条件方面可产生稳健性。
图2示出根据实施例的系统的例子。
图2描绘系统200，该系统200包括具有数字核心211和IO环或块212的IC 210。IO环212包括第一IO单元213和第二IO单元214。数字核心211和IO环212通过第一供应电压或IC供应电压215供电。同样，应了解，供应电压215在被提供到IO单元213或IO单元214任一者或数字核心之前可被转换为另一电压，然而，IC供应电压215提供用于IC 210的电源电压。
系统200另外包括第一外部电路系统230和第二外部电路系统220。在这个例子中，外部电路系统可以是CMOS或用于系统200的测试或功能操作的其它电路。
类似于系统100，在操作中，数字核心211可产生输出电压250且将此输出电压250提供到第二IO单元214。在一个例子中，输出电压250为具有IC供应电压215的最大振幅的轨对轨电压信号。第二IO单元214从数字核心211接收电压信号250且将该电压信号250转换成与外部电压供应240兼容。
IC 210和外部电路系统220、外部电路系统230可处于分别对应于IC供应电压215和外部供应电压240的两个电压域中。第二IO单元214可将第一电压域中的第一电压信号250转换成与第二电压域兼容的第二电压信号251。接着，第二电压信号251被提供到外部电路系统。第二IO单元214可以是CMOS IO单元，且可(例如)提供电平位移从而将第一电压信号250转换为第二电压信号251。
来自数字核心211的第一电压信号250可被提供到第一IO单元213。第一IO单元213可将第一电压250从电压域转换到电流域，且将电流信号252提供到IC 210外部。在这个例子中，第一IO单元213可以是虚拟接地输入输出单元。应了解，第一IO单元213可根据任何机制进行操作，从而将电压信号转换为电流信号。举例来说，电路系统可被适当地设计和设定大小以适合数字核心211。
第一IO单元213可以平行于第二IO单元214。将第一电压信号转换为电流信号可提供信号到IC 210外部的更可靠传输，这是因为在低供应电压条件下电流域中的信号传输更稳健。这可归因于固有用于VI转换的低电压电路技术的可用性。
系统200可任选地包括用于将电流信号252转换回为电压信号的第一外部电路系统230。在这个例子中，电流信号252可在IC 210外部被提供到第一外部电路系统230。第一外部电路系统230可(例如)将电流信号252转换为电压信号。在一个例子中，第一外部电路系统230可以是跨阻抗放大器。转换回到电压域可在对电压域进行低电压条件测试的状况中有用。
在一些例子中，只有当IC 210在低电压条件下操作时才可从第一IO单元213获取输出。当IC 210在正常操作条件下操作时，可从第二IO单元214获取输出。在其它例子中，第一IO单元和第二IO单元均可在所有条件下提供对应输出251、输出252，且外部电路系统可选择处理哪个输出。
在操作中，数字核心211可提供第一电压输出250。第一IO单元213可接收第一电压250且可将该第一电压250转换为电流输出252。电流输出可任选地通过第一外部电路系统230来接收且转换为第三电压。数字核心211以及第一IO单元213和第二IO单元214可形成第一电压域(Vddd)中IC 210的部分。第一外部电路系统230可以是第二电压域(Vddext)的部分。第一IO单元213和第一外部电路230可将第一电压250从第一数字域中的电压转换为第二数字域中的第三电压。第二IO单元214可接收第一电压250且将该第一电压250转换为适合于第二数字域的第二电压251。
前文已举例说明经由将在芯片外(IC的外部)提供的IC的IO从数字核心提供信号。然而，应了解，实施例可类似地起作用，从而接收IC外部的信号且将该信号提供到数字核心。在此状况下，图2中的箭头的方向将逆转。
举例来说，在正常操作条件下，输入电压251可以从外部电路系统220提供到第二IO单元214。第二IO单元214可将此电压251转换为将要提供到数字核心的电压250。在低电压操作下，第一外部电路系统230可将电压转换为电流252且将此电流提供到第一IO单元213。第一IO单元213可将电流252转换为将要提供到数字核心的电压250。应了解，在一些实施例中，第一IO单元和第二IO单元可在低电压条件和正常电压条件两者中进行操作。
应了解，本申请的实施例可应用于数字核心将在低电压条件下操作或测试的任何应用中，且可被用于任何数字应用。在具体例子中，实施例可形成放大器(例如，音频放大器)、车辆无线电处理装置或头部装置的部分。然而，应了解，实施例可应用于另外的应用。

Claims (10)

1.一种集成电路，其特征在于，包括：
数字核心，所述数字核心被配置成输出第一电压信号；以及
第一输入/输出单元；
其中所述第一输入/输出单元被配置成将所述第一电压信号转换为第一电流信号且将所述第一电流信号提供到所述集成电路外的电路系统。
2.根据权利要求1所述的集成电路，其特征在于，进一步包括：
第二输入/输出单元，所述第二输入/输出单元被配置成将所述第一电压信号转换为第二电压信号且将所述第二电压信号提供到所述集成电路外的电路系统。
3.根据权利要求2所述的集成电路，其特征在于，所述第一电压对应于所述集成电路的供应电压，且所述第二电压对应于所述外部电路系统的所述供应电压。
4.根据在前的任一项权利要求所述的集成电路，其特征在于，所述第一电流信号被提供到所述集成电路外的第一电路，所述第一电路被配置成将所述第一电流转换成第三电压。
5.根据在前的任一项权利要求所述的集成电路，其特征在于，所述集成电路处于第一电压域中且所述集成电路外的所述电路系统处于第二电压域中。
6.根据在前的任一项权利要求所述的集成电路，其特征在于，所述第一输入/输出单元被配置成在低电压条件下操作。
7.一种方法，其特征在于，包括：
将第一输出电压信号从数字核心提供到第一输入/输出单元；
通过所述第一输入/输出单元将所述第一电压信号转换为第一电流信号；以及
将所述第一电流信号提供到所述集成电路外的电路系统。
8.一种系统，其特征在于，包括：
根据权利要求1所述的集成电路；以及
所述集成电路外的第一电路，所述集成电路外的所述第一电路被配置成将所述第一电流转换成电压；
其中，所述集成电路处于第一电压域中且所述集成电路外的所述电路系统处于第二电压域中。
9.一种集成电路，其特征在于，包括：
数字核心；
第一输入/输出单元，所述第一输入/输出单元被配置成从所述集成电路外的电路系统接收第一电流，将所述第一电流转换为将提供到所述数字核心的第一电压。
10.一种方法，其特征在于，包括：
通过第一输入/输出单元从集成电路外的电路系统接收第一电流信号；
通过所述第一输入/输出单元将所述第一电流信号转换为第一电压信号；以及
将所述第一电压信号提供到数字核心。
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