CN108241397A - 复用电路漏电补偿电路与方法 - Google Patents

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Abstract

一种复用电路漏电补偿电路，包括功能电路，复用电路和漏电补偿电路，所述复用电路为功能电路提供复用，漏电补偿电路用于为复用电路出现的关断漏电实现关断漏电补偿。复用电路的漏电补偿电路，对复用电路，如GPIO，关断情况下的漏电进行感应并进行补偿，提高了功能电路的稳定性。

Description

复用电路漏电补偿电路与方法
技术领域
本发明涉及电路复用，尤其涉及一种复用电路漏电补偿电路与方法。
背景技术
在芯片大规模应用环境下，芯片有很大的成本下降要求，原来某些功能电路，常常需要采用复用电路来更好地达到成本下降。例如，IO接口是一种普遍使用的电路，晶振电路(Crystal Oscillator)中常常也设计有IO接口电路。晶振电路包含专用的IO接口来实现IO接口电路。现在在晶振电路中对IO接口电路采用复用电路，例如可以由原来的专用的IO接口电路现在改为与GPIO复用。
如图1所示，晶振电路中至少包括功能电路102和GPIO 101。功能电路102和GPIO101可以通过焊盘(PAD)103连接。当功能电路需要使用IO接口时，GPIO 101关闭输入和输出功能，此时应该呈现高阻状态。但是由于芯片工艺很难避免器件漏电，而且GPIO 101的输出驱动管和ESD保护管都有很大的尺寸，另外一方面，现在芯片的电路密度大，单位面积功耗变大，芯片工作温度所以通常较高，这种情况下GPIO 101在IO复用时关断后仍然会有不能忽略的漏电流进或流出焊盘(PAD)103。
对于与GPIO 101复用IO接口的某些功能电路，如晶振电路，其直流工作点容易受到微小的电流影响，如几个到几百nA的电流，从而偏离正确的直流工作点。所以如果GPIO的漏电达到可以影响复用IO接口的功能电路直流工作点的时候，功能电路就不能正常工作。所以需要采取措施解决这一问题。
本发明提出一种复用电路漏电补偿电路，能够检查并补偿复用电路的漏电问题。
发明内容
本发明所要解决的技术问题在于，克服现有技术中存在的问题，提供一种复用电路漏电补偿电路，能够检查复用电路的漏电问题并进行漏电补偿，使电路工作具有较好的稳定性。
为了解决上述问题，本发明的技术方案是这样的：
一种复用电路漏电补偿电路，包括功能电路，复用电路和漏电补偿电路，所述复用电路为功能电路提供复用，漏电补偿电路用于为复用电路出现的关断漏电实现关断漏电补偿。
所述漏电补偿电路包括检测电路和补偿电路，检测电路包含漏电感应电路，漏电感应电路对复用电路关断漏电进行模拟，然后将漏电大小转换成漏电信号，补偿电路通过对漏电信号的处理，实现复用电路的漏电补偿。
所述检测电路并包含功能电路模拟电路，用于对功能电路进行模拟。
所述功能电路为XTAL Amplifier，所述功能电路模拟电路用于模拟功能电路的DC工作点。
所述漏电补偿电路的补偿电路是反馈电路，可以感应复用电路关断漏电造成的电阻两端的电压差，并将其转化成反馈电流，反馈电流近似等于漏电感应电路产生的漏电。
所述反馈电路输出补偿电流，所述补偿电流是反馈电流的倍数的电流。
所述复用电路用于IO复用。
所述复用电路为GPIO电路。
所述漏电感应电路为IO漏电感应电路，IO漏电感应电路的PMOS和NMOS的之间的尺寸比例，与GPIO电路的输出驱动管和ESD保护管中的PMOS和NMOS的之间的尺寸比例的相同。
所述反馈电路的补偿电流与反馈电流两者之间的电流大小比例N近似等同复用电路GPIO电路的输出驱动管和ESD保护管中的PMOS和NMOS器件与IO漏电感应电路的PMOS和NMOS器件尺寸的比例M。
所述功能电路为晶振电路。
所述复用电路漏电补偿电路包括检测电路和补偿电路，检测电路包含感应器件，可以直接感应复用电路关断情况下漏电，然后将漏电大小转换成漏电信号，补偿电路通过对漏电信号的处理，实现复用电路的漏电补偿。
所述感应器件为在漏电回路加入的电阻RSENSE，所述转换成的漏电信号为漏电电压信号VSENSE。
一种复用电路漏电补偿方法，包括以下步骤：
S1，检测复用电路关断漏电的漏电信号；
S2，根据检测得到的复用电路的漏电信号，产生补偿信号，提供给功能电路。
步骤S1中，漏电感应电路对复用电路关断漏电进行模拟，然后将漏电大小转换成漏电信号。
步骤S2中，补偿电路通过对漏电信号的处理，实现复用电路的漏电补偿。
步骤S1中，功能电路模拟电路对功能电路进行模拟。
所述补偿电路是反馈电路，可以感应复用电路关断漏电造成的电阻两端的电压差，并将其转化成反馈电流，反馈电流近似等于漏电感应电路产生的漏电。
所述反馈电路输出补偿电流，所述补偿电流是反馈电流的倍数的电流。
步骤S1中，感应器件可以直接感应复用电路关断情况下漏电。
本发明提供的一种复用电路的漏电补偿电路，对GPIO关断情况下的漏电进行感应并进行补偿，能够解决GPIO关断情况下的漏电以影响复用IO接口的功能电路的直流工作点的问题。
附图说明
下面结合附图和具体实施方式来详细说明本发明；
图1是表示现有的晶振电路的复用电路的电路示意图。
图2是表示根据本发明一个实施例的复用电路漏电补偿电路的电路示意图。
图3是表示根据本发明另一个实施例的复用电路漏电补偿电路的电路示意图。
图4是表示根据本发明另一个实施例的复用电路漏电补偿电路所含的漏电补偿电路的电路示意图。
具体实施方式
为了使本发明实现的技术手段、创作特征、达成目的与功效易于明白了解，下面结合具体图示，进一步阐述本发明。
本发明公开一种复用电路漏电补偿电路，包括功能电路，复用电路和漏电补偿电路。所述复用电路为功能电路提供IO复用。IO复用时，复用电路可能出现关断漏电情况，漏电补偿电路可以用于实现关断漏电补偿。
图2是表示根据本发明一个实施例的复用电路漏电补偿电路的电路示意图。所述复用电路201为GPIO电路，用于为功能电路202提供IO复用。功能电路202和GPIO电路201可以通过焊盘(PAD)203连接。如图2所示，所述复用电路漏电补偿电路包括检测电路204和补偿电路205。检测电路204包含感应器件，如在漏电回路加入的电阻RSENSE，可以直接感应复用电路GPIO电路201关断情况下漏电，然后将漏电大小转换成漏电电压信号VSENSE。补偿电路205通过对漏电电压信号VSENSE信号的处理，实现GPIO电路201的漏电补偿。
对于震荡电路，例如晶振电路(Crystal Oscillator)等，如果采用图2所示的复用电路的漏电补偿电路，因为通过RSENSE的电流的会随着电路发生震荡，这种补偿方式还可以改进。根据本发明的另一个实施例，提出一种间接感应GPIO漏电的补偿的电路和方法。图3是表示根据本发明另一个实施例的复用电路漏电补偿电路的电路示意图。所述复用电路301为功能电路302提供IO复用。功能电路302例如为XTAL Amplifier。功能电路302和GPIO电路301可以通过焊盘(PAD)303连接。图4是表示根据本发明另一个实施例的复用电路漏电补偿电路所含的漏电补偿电路的电路示意图。漏电补偿电路IO LEAKAGE COMPENSATION304并不需要直接感应复用电路GPIO301的漏电。如图3和图4所示，漏电补偿电路IOLEAKAGE COMPENSATION304间接感应复用电路GPIO301关断漏电，并进行补偿。
参见图4，复用电路漏电补偿电路所含的漏电补偿电路304包括检测电路和补偿电路。检测电路包含漏电感应电路401，漏电感应电路401对复用电路GPIO302关断漏电进行模拟。漏电感应电路401例如为IO漏电感应电路(IO Leakage Sense电路)。
IO漏电感应电路IO Leakage Sense电路的PMOS和NMOS的之间的尺寸比例，与GPIO电路的输出驱动管和ESD保护管中的PMOS和NMOS的之间的尺寸比例的相同。但不需要GPIO电路中那么大的器件尺寸。检测电路并包含对功能电路进行模拟的功能电路模拟电路402。功能电路模拟电路402例如为XTAL Amplifier Replica。检测电路例如还包括与功能电路模拟电路并联连接的电阻404。同样功能电路模拟电路XTAL Amplifier Replica 402会模拟真正的功能电路XTAL Amplifier 302的DC工作点，但器件尺寸可以很小，因为它不需要有大的驱动能力。漏电补偿电路的补偿电路可以是反馈电路Feedback电路403，可以感应复用电路GPIO 301关断漏电造成的电阻两段的电压差，并将其转化成反馈电流IFB。反馈电路Feedback电路例如可以是TRANSCONDUCTOR AMPLIFIER或可以实现相似功能的电路。当这个环路稳定时，反馈电流IFB近似等于IO漏电感应电路IO Leakage Sense产生的漏电。反馈电路Feedback电路输出补偿电流I_COMPS，补偿电流I_COMPS是反馈电流IFB的倍数的电流，两者之间的电流大小比例N近似等同复用电路GPIO的输出驱动管和ESD保护管中的PMOS和NMOS器件与IO漏电感应电路IOLeakage Sense电路的PMOS和NMOS器件尺寸的比例M。补偿电流I_COMPS将提供复用电路GPIO301关断漏电补偿，如图3和图4所示。
本发明为了解决复用电路GPIO关断情况下的漏电以影响复用IO接口的功能电路的直流工作点的问题，对GPIO关断情况下的漏电进行感应，并进行补偿。根据本发明的一个实施例，特别对于晶振电路Crystal Oscillator等震荡电路，不同于直接感应复用电路GPIO关断情况下漏电的补偿方式，提出一种间接感应复用电路GPIO漏电的补偿的方法。利用漏电感应电路对复用电路GPIO关断漏电进行模拟，并设有对功能电路进行模拟的功能电路模拟电路。通过反馈电路Feedback电路得到反馈电流IFB，经处理最后输出补偿电流信号，为复用电路的关断漏电进行补偿。
本发明并公开一种复用电路漏电补偿方法，包括以下步骤：
S1，检测复用电路的关断漏电信号；
S2，根据检测得到的复用电路的关断漏电信号，产生补偿信号。
根据本发明的一个实施例，步骤S1中，漏电感应电路对GPIO关断漏电进行模拟，并设有对功能电路进行模拟的功能电路模拟电路，检测得到的复用电路的关断漏电信号。步骤S2中，根据检测得到的复用电路的关断漏电信号，利用补偿电路得到反馈电流IFB。反馈电流IFB经处理最后输出补偿信号，提供给功能电路。
根据本发明的另一个实施例，步骤S1中，利用电阻检测复用电路的关断漏电电压。步骤S2中，利用补偿电路为功能电路提供补偿信号。
本发明的复用电路漏电补偿方法解决GPIO关断情况下的漏电以影响复用IO接口的功能电路的直流工作点的问题，对GPIO关断情况下的漏电进行感应，并进行补偿。这样功能电路直流工作点就不会影响，提高了电路的稳定性。
以上显示和描述了本发明的基本原理、主要特征和本发明的优点。本行业的技术人员应该了解，本发明不受上述实例的限制，上述实例和说明书中描述的只是说明本发明的原理，在不脱离本发明精神和范围的前提下本发明还会有各种变化和改进，这些变化和改进都落入要求保护的本发明范围内。本发明要求保护范围由所附的权利要求书及其等同物界定。

Claims (20)

1.一种复用电路漏电补偿电路，其特征在于，包括功能电路，复用电路和漏电补偿电路，所述复用电路为功能电路提供复用，漏电补偿电路用于为复用电路出现的关断漏电实现关断漏电补偿。
2.如权利要求1所述的复用电路漏电补偿电路，其特征在于，所述漏电补偿电路包括检测电路和补偿电路，检测电路包含漏电感应电路，漏电感应电路对复用电路关断漏电进行模拟，然后将漏电大小转换成漏电信号，补偿电路通过对漏电信号的处理，实现复用电路的漏电补偿。
3.如权利要求1所述的复用电路漏电补偿电路，其特征在于，所述检测电路并包含功能电路模拟电路，用于对功能电路进行模拟。
4.如权利要求3所述的复用电路漏电补偿电路，其特征在于，所述功能电路为XTALAmplifier，所述功能电路模拟电路用于模拟功能电路的DC工作点。
5.如权利要求4所述的复用电路漏电补偿电路，其特征在于，所述漏电补偿电路的补偿电路是反馈电路，可以感应复用电路关断漏电造成的电阻两端的电压差，并将其转化成反馈电流，反馈电流近似等于漏电感应电路产生的漏电。
6.如权利要求5所述的复用电路漏电补偿电路，其特征在于，所述反馈电路输出补偿电流，所述补偿电流是反馈电流的倍数的电流。
7.如权利要求6所述的复用电路漏电补偿电路，其特征在于，所述复用电路用于IO复用。
8.如权利要求7所述的复用电路漏电补偿电路，其特征在于，所述复用电路为GPIO电路。
9.如权利要求8所述的复用电路漏电补偿电路，其特征在于，所述漏电感应电路为IO漏电感应电路，IO漏电感应电路的PMOS和NMOS的之间的尺寸比例，与GPIO电路的输出驱动管和ESD保护管中的PMOS和NMOS的之间的尺寸比例的相同。
10.如权利要求9所述的复用电路漏电补偿电路，其特征在于，所述反馈电路的补偿电流与反馈电流两者之间的电流大小比例N近似等同复用电路GPIO电路的输出驱动管和ESD保护管中的PMOS和NMOS器件与IO漏电感应电路的PMOS和NMOS器件尺寸的比例M。
11.如权利要求10所述的复用电路漏电补偿电路，其特征在于，所述功能电路为晶振电路。
12.如权利要求1所述的复用电路漏电补偿电路，其特征在于，所述复用电路漏电补偿电路包括检测电路和补偿电路，检测电路包含感应器件，可以直接感应复用电路关断情况下漏电，然后将漏电大小转换成漏电信号，补偿电路通过对漏电信号的处理，实现复用电路的漏电补偿。
13.如权利要求12所述的复用电路漏电补偿电路，其特征在于，所述感应器件为在漏电回路加入的电阻RSENSE，所述转换成的漏电信号为漏电电压信号VSENSE。
14.一种复用电路漏电补偿方法，其特征在于，包括以下步骤：
S1，检测复用电路关断漏电的漏电信号；
S2，根据检测得到的复用电路的漏电信号，产生补偿信号，提供给功能电路。
15.如权利要求14所述的复用电路漏电补偿方法，其特征在于，步骤S1中，漏电感应电路对复用电路关断漏电进行模拟，然后将漏电大小转换成漏电信号。
16.如权利要求14所述的复用电路漏电补偿方法，其特征在于，步骤S1中，功能电路模拟电路对功能电路进行模拟。
17.如权利要求14所述的复用电路漏电补偿方法，其特征在于，步骤S2中，补偿电路通过对漏电信号的处理，实现复用电路的漏电补偿。
18.如权利要求17所述的复用电路漏电补偿方法，其特征在于，所述补偿电路是反馈电路，可以感应复用电路关断漏电造成的电阻两端的电压差，并将其转化成反馈电流，反馈电流近似等于漏电感应电路产生的漏电。
19.如权利要求18所述的复用电路漏电补偿方法，其特征在于，所述反馈电路输出补偿电流，所述补偿电流是反馈电流的倍数的电流。
20.如权利要求14所述的复用电路漏电补偿方法，其特征在于，步骤S1中，感应器件可以直接感应复用电路关断情况下漏电。
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