CN110417689B - 用于唤醒的通过隔离进行电力输送的通信装置和方法 - Google Patents
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Abstract
本文所描述的实施例提供了可以促进在电流隔离系统之间通信的通信装置和方法。具体而言,实施例促进与关闭的电流隔离系统通信,而不需要这个关闭系统在关闭时消耗其自身的电力。为了促进这一点,所述通信装置和方法提供在所述关闭系统一侧上的唤醒装置,并且当需要与所述关闭系统通信时促进跨所述电流隔离将电力输送到所述唤醒装置。在使用跨所述电流隔离输送的电力为所述唤醒装置供电的情况下,所述唤醒装置可以执行唤醒所述关闭系统所需的动作,并且因此可以促进在所述电流隔离系统之间通信。因此,促进了在所述电流隔离系统之间通信,而不需要所述关闭系统在关闭周期期间消耗其自身的电力。
Description
技术领域
本文中描述的实施例总体上涉及通信装置和方法,并且更具体地说,涉及通过隔离进行通信。
背景技术
在许多现代电子应用中,希望在不同系统之间提供电流隔离。例如,可能希望在以不同电压下工作的系统之间提供电流隔离。然而,在许多这种系统中,还可能希望在系统之间提供通信,同时仍维持系统之间的电流隔离。
这种系统中存在的一个问题是在系统之一关闭时提供通信。具体而言,一些应用可能要求系统处于关闭模式,以维持对跨电流隔离通信做出响应的能力。这通常要求即使在关闭或处于睡眠模式时系统也会持续消耗电力。在依赖于电池电源的应用中,睡眠模式期间的这种电力消耗可能是特别成问题的。
因此,仍然需要可以促进通过隔离进行通信而无需无谓的电力消耗的系统和方法,特别是在关闭期间。
发明内容
根据本发明的第一方面,提供一种通信装置,包括:
第一收发器,所述第一收发器包括第一发射器和第一接收器,所述第一发射器被配置成跨第一电流隔离器发射第一信号,所述第一接收器被配置成接收跨第二电流隔离器发射的第二信号;
与所述第一收发器电流隔离的第二收发器,所述第二收发器包括第二发射器和第二接收器,所述第二发射器被配置成跨所述第二电流隔离器发射所述第二信号,并且所述第二接收器被配置成接收跨所述第一电流隔离器发射的所述第一信号;以及
唤醒装置,所述唤醒装置被配置成由从所述第一收发器输送到所述第二收发器的电力供电,所述唤醒装置包括唤醒接收器,所述唤醒接收器耦合到所述第一电流隔离器并且被配置成接收跨所述第一电流隔离器的唤醒信号。
在一个或多个实施例中,所述第一收发器进一步包括电力输送发射器,所述电力输送发射器被配置成跨第三电流隔离器将电力信号发射到所述唤醒装置以为所述唤醒装置供电。
在一个或多个实施例中,所述唤醒装置被配置成由通过所述第一电流隔离器从所述第一收发器输送到所述第二收发器的所述电力供电。
在一个或多个实施例中,所述唤醒装置包括低功耗解调器,所述低功耗解调器被配置成解调所述唤醒信号。
在一个或多个实施例中,所述唤醒装置包括模式检测器,所述模式检测器被配置成检测经解调的唤醒信号中的模式。
在一个或多个实施例中,所述唤醒装置包括电源,所述电源被配置成由从所述第一收发器输送到所述第二收发器的所述电力供电。
在一个或多个实施例中,所述唤醒装置包括整流器,所述整流器被配置成对从所述第一收发器接收的电力进行整流。
在一个或多个实施例中,所述通信装置进一步包括可变电源,所述可变电源由所述第一收发器形成并且与所述第二接收器电流隔离,并且其中所述可变电源被配置成选择性地向所述第一发射器提供增加的电力,以便促进跨所述第一个电流隔离器进行电力传输以为所述唤醒装置供电。
在一个或多个实施例中,所述可变电源包括可切换电流源,所述可切换电流源被配置成在唤醒期间选择性地提供相对高的电流并且在正常通信期间提供相对低的电流。
在一个或多个实施例中,所述第一收发器在第一管芯上,其中所述唤醒装置与所述第二收发器在第二管芯上,并且其中所述第一管芯与所述第二管芯电流隔离,并且其中所述第一管芯和所述第二管芯一起封装在单个装置封装体中。
在一个或多个实施例中,所述第一电流隔离器包括第一电容隔离器,并且其中所述第二电流隔离器包括第二电容隔离器。
在一个或多个实施例中,所述第一电流隔离器包括第一变压器,并且其中所述第二电流隔离器包括第二变压器。
根据本发明的第二方面,提供一种通信装置,所述通信装置包括:
第一收发器,所述第一收发器包括第一发射器和第一接收器,所述第一发射器被配置成跨第一电流隔离器发射第一信号,所述第一接收器被配置成接收跨第二电流隔离器发射的第二信号;
第二收发器,所述第二收发器与所述第一收发器电流隔离,所述第二收发器包括第二发射器和第二接收器,所述第二发射器被配置成跨所述第二电流隔离器发射所述第二信号,并且所述第二接收器被配置成接收跨所述第一电流隔离器发射的所述第一信号;
其中所述第一收发器进一步包括可变电源,所述可变电源被配置成选择性地向所述第一发射器提供电力以跨所述第一电流隔离器发射电力信号;并且
其中所述第二收发器进一步包括唤醒装置,所述唤醒装置被配置成由跨所述第三电流隔离器输送的所述电力信号供电,所述唤醒装置包括唤醒接收器,所述唤醒接收器耦合到所述第一电流隔离器并且被配置成接收跨所述第一电流隔离器的唤醒信号。
在一个或多个实施例中,所述第一收发器形成在第一半导体管芯上,所述第二收发器形成在与所述第一半导体管芯分离的第二半导体管芯上,并且其中所述第一半导体管芯和所述第二半导体管芯一起包封在半导体装置封装体中。
根据本发明的第三方面,提供一种提供通信的方法,所述方法包括:
跨电流隔离将电力信号从第一收发器发射到第二收发器,所述第一收发器包括第一发射器和第一接收器,所述第二收发器包括第二发射器、第二接收器和唤醒装置,并且其中所述第一收发器与所述第二收发器电流隔离;
用来源于所述电力信号的电力为所述唤醒装置供电;
跨第一电流隔离器将唤醒信号从所述第一收发器发射到所述唤醒装置;以及
响应于由所述唤醒装置接收的所述唤醒信号而激活耦合到所述第二收发器的系统。
在一个或多个实施例中,所述跨电流隔离将所述电力信号从所述第一收发器发射到所述第二收发器的步骤包括跨单独的电流隔离器发射所述电力信号。
在一个或多个实施例中,所述跨电流隔离将所述电力信号从所述第一收发器发射到所述第二收发器的步骤包括跨所述第一电流隔离器发射所述电力信号。
在一个或多个实施例中,所述激活耦合到所述第二收发器的系统的步骤包括解调所述唤醒信号和检测经解调的唤醒信号中的模式。
在一个或多个实施例中,所述方法进一步包括对所述电力信号进行整流以产生用于所述唤醒装置的电源电压。
在一个或多个实施例中,所述方法进一步包括选择性地向所述第一发射器提供增加的电力,以便促进跨所述第一电流隔离器进行电力传输以为所述唤醒装置供电。
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
图1是根据示例性实施例的通信装置的示意图;
图2是根据另一个示例性实施例的通信装置的示意图;
图3是根据另一个示例性实施例的通信装置的示意图;
图4A和图4B是根据示例性实施例的唤醒装置的示意图;
图5是根据另一个示例性实施例的可变电源的示意图;
图6A和图6B是根据示例性实施例的电流隔离器的示意图;并且
图7是根据示例性实施例的封装通信装置的横截面侧视图。
具体实施方式
本文所描述的实施例提供了可以促进在电流隔离系统之间通信的通信装置和方法。具体而言,通信装置和方法促进与关闭的电流隔离系统通信,而不需要这个关闭系统在关闭时消耗其自身的电力。
为了促进这一点,所述通信装置和方法提供在所述关闭系统一侧上的唤醒装置,并且当需要与所述关闭系统通信时促进跨所述电流隔离将电力输送到所述唤醒装置。在使用跨电流隔离输送的电力为唤醒装置供电的情况下,唤醒装置可以执行唤醒关闭系统所需的动作。唤醒关闭系统的这种能力可以因此促进电流隔离系统之间的通信。此外,促进了电流隔离系统之间的这种通信,而不要求关闭系统在关闭周期期间消耗其自身的电力。
现在转向图1,示出了是根据示例性实施例的通信装置100的示意图。通信装置100包括第一收发器102和第二收发器104,其中第一收发器102与第二收发器104电流隔离。第一收发器102包括第一发射器106和第一接收器108。第二收发器104包括第二接收器110、第二发射器112和唤醒装置114。第一收发器102与第二收发器104之间的通信通过第一电流隔离器116和第二电流隔离器118发生。
具体来说,第一发射器106被配置成跨第一电流隔离器116将第一信号发射到第二接收器110。第二发射器112同样被配置成跨第二电流隔离器118将第二信号发射到第一接收器108。这种配置允许在电流隔离的收发器之间进行通信,并且因此通信装置100可以用于促进系统之间的通信,同时维持那些系统的隔离。
根据本文描述的实施例,第二收发器104包括唤醒装置114。通常,唤醒装置114被配置成由从第一收发器102输送到第二收发器104的电力供电,并且被配置成接收从第一收发器102发射并且跨第一电流隔离器116的唤醒信号。如将在下文中更详细地描述的,通信装置100的这种配置促进与已经关闭的电流隔离系统通信,而不需要关闭系统在关闭期间消耗其自身的电力。具体而言,当需要与关闭系统通信时,唤醒装置114使用跨电流隔离从第一收发器102输送到第二收发器104输送到唤醒装置114的电力,而不需要关闭系统使用其自身的电力来监测唤醒信号。此外,当需要唤醒关闭系统时,仅需要输送这种电力,并且因此可以降低总电力消耗。
在使用跨电流隔离输送的电力为唤醒装置114供电的情况下,唤醒装置可以执行唤醒关闭系统所需的动作,并且因此可以促进电流隔离系统之间的通信。例如,唤醒装置114可以监测唤醒信号并且可以在接收到这种信号时启动唤醒。因此,促进了在所述电流隔离系统之间通信,而不需要所述关闭系统在关闭周期期间消耗其自身的电力。
例如,在一种可能的实施方式中,低压系统耦合到第一收发器102,并且高压系统耦合到第二收发器104。在这种实施方式中,出于各种原因保持这种高压和低压系统彼此隔离可能是至关重要的。在配置适当时,通信装置100可以促进低压系统与高压系统之间的通信,同时维持低压系统与高压系统之间的电流隔离。
此外,唤醒装置114允许高压系统关闭,而不使用来自高压系统的电力消耗来监测唤醒信号。这减少了对高压系统的消耗,并且可以帮助延长相对昂贵的高压电池和其它部件的寿命。
如上所述,当需要与关闭系统通信时,唤醒装置114使用从第一收发器102输送到第二收发器104输送到唤醒装置114的电力。在一个实施例中,这种电力通过不同于隔离器116和118的第三电流隔离器输送。将参考图2更详细地讨论这种实施例。在另一个实施例中,这种电力通过第一电流隔离器116输送。将参考图3更详细地讨论这种实施例。在任一情况下,这种配置促进电流隔离系统之间的通信,并且另外促进监测唤醒信号,而不需要由耦合到第二收发器104的任何系统消耗过多电力。
在正常操作期间,通信装置100促进系统之间的通信,同时维持那些系统之间的电流隔离。为了促进这种通信,第一收发器102和第二收发器104跨第一电流隔离器116和第二电流隔离器118发射和接收数据。可以使用任何合适的传输技术和协议来完成这种数据传输。
此外,通信装置100可以被配置成使用任何合适的传输技术和协议与耦合到通信装置10的其它系统通信。作为一个例子,通信装置100可以被配置成使用合适的协议与CAN网络通信。作为其它例子,通信装置100可以被配置成与以太网、本地互连网络、FlexRay网络通信,其中各自使用任何合适的硬件和协议。在任何这种实施方式中,通信装置100可以包括与这种系统通信所需的各种装置(例如,硬件电路和层)。这种装置可以形成在具有第一收发器102或第二收发器104的管芯上,或者它们可以形成在单独的管芯上。同样地,这种装置可以与具有第一收发器102或第二收发器104的管芯一起封装,或者它们可以封装在单独的封装体中。
通常,第一发射器106和第二发射器112可以用任何合适的发射器电路或装置实施。例如,这种发射器106和112可以用适当的用于对数据进行编码的调制器和振荡器实施。作为一个具体例子,发射器106和112可以被实施为使用开/关键控调制和LC振荡器。当然,这只是一个例子,并且也可以使用其它类型的调制器和振荡器。例如,可以使用频率调制或相移调制技术。
同样地,第一接收器108和第二接收器110可以用任何合适的接收器装置实施。例如,这种接收器108和110用合适的解调器实施。作为一个具体例子,接收器108和110可以被实施为使用开/关键控解调。再次,这只是一个例子,并且也可以使用其它类型的解调器。
如上所述,第一收发器102被形成为与第二收发器104电流隔离。为了促进这一点,在一个示例实施方式中,第一收发器102在第一管芯上,而唤醒装置114与第二收发器104在第二管芯上。在这种情况下,管芯将被配置和封装成与第二管芯电流隔离。例如,第一管芯和第二管芯可以一起封装在单个装置封装体中,同时维持电流隔离。
同样,第一电流隔离器116和第二电流隔离器118可以单独形成在第三管芯上,或者可以与第一收发器102或第二收发器104一起形成。再次,在这种实施方式中,管芯将被封装成维持第一收发器102与第二收发器104之间的电流隔离。
可以使用各种隔离装置来实施第一电流隔离器116和第二电流隔离器118。例如,这些隔离器可以用电容隔离器或用变压器实施。
在一个特定实施例中,唤醒装置114包括低功耗解调器,所述低功耗解调器被配置成解调唤醒信号。在这种实施例中,低功耗解调器可以耦合到模式检测器,所述模式检测器被配置成检测经解调的唤醒信号中的模式。在另一特定实施例中,唤醒装置114包括电源,其中电源耦合到第一收发器102并且被配置成由从第一收发器102输送到第二收发器104的电力供电。在另一特定实施例中,唤醒装置114包括整流器,其中整流器耦合到第一收发器102并且被配置成对从第一收发器102接收的电力进行整流。应参考图4A和图4B更详细地讨论这些实施例的例子。
在另一个实施例中,通信装置100包括可变电源,所述可变电源由第一收发器102形成并与第二收发器104电流隔离。在这个实施例中,可变电源被配置成选择性地向第一发射器106提供增加的电力,以促进跨第一电流隔离器116进行电力传输以为唤醒装置供电。在一些实施例中,这个可变电源可以包括可切换电流源,其中可切换电流源被配置成在唤醒期间选择性地提供相对高的电流并且在正常通信期间选择性地提供相对低的电流。应参考图5更详细地讨论这个实施例的例子。
现在转向图2,示出了是根据另一示例性实施例的通信装置200的示意图。通常,这个通信装置200类似于图1中示出的通信装置,但是还包括用于电力输送的专用信道。
通信装置200包括第一收发器202和第二收发器204,其中第一收发器202与第二收发器204电流隔离。第一收发器202包括第一发射器206、第一接收器208和电力输送发射器220。第二收发器204包括第二接收器210、第二发射器212和唤醒装置214。第一收发器202与第二收发器204之间的通信通过第一电流隔离器216和第二电流隔离器118发生。
具体来说,第一发射器206被配置成跨第一电流隔离器216将第一信号发射到第二接收器210。第二发射器212同样被配置成跨第二电流隔离器218将第二信号发射到第一接收器208。这种配置允许在电流隔离的收发器之间进行通信,并且因此通信装置200可以用于促进系统之间的通信,同时维持那些系统的隔离。
根据本文描述的实施例,第二收发器204包括唤醒装置214。通常,唤醒装置214被配置成由从第一收发器202输送到第二收发器204的电力供电,并且被配置成接收从第一收发器202发射并且跨第一电流隔离器216的唤醒信号。具体而言,当需要与关闭系统通信时,唤醒装置214使用从第一收发器202输送到第二收发器204输送到唤醒装置214的电力。
在此示出的实施例中,这种电力通过不同于隔离器216和218的第三电流隔离器222输送。具体而言,这种电力跨第三电流隔离器222从电力输送发射器220输送并输送到唤醒装置214,其中所述电力用于为唤醒装置214供电。然后可以将唤醒信号从第一发射器206发送到唤醒装置214,并且唤醒装置214然后可以启动关闭系统的唤醒。
使用专用电力输送发射器220和第三电流隔离器222可以提供若干优点。例如,与使用仅一个隔离器的技术相比,使用专用电力输送发射器220和第三电流隔离器222可以促进电力和数据两者的连续输送,并且因此必须在发送电力与第二数据之间交替进行。
如上所述,第一收发器202被形成为与第二收发器204电流隔离。为了促进这一点,第三电流隔离器222可以单独形成在单独的管芯上,或者可以与第一收发器202或第二收发器204一起形成。再次,在这种实施方式中,管芯将被封装成维持第一收发器202与第二收发器204之间的电流隔离。
再次,通信装置200促进与已经关闭的电流隔离系统通信,而不需要关闭系统在关闭期间消耗其自身的电力。具体而言,当需要与关闭系统通信时,唤醒装置214使用跨第三电流隔离器222从电力输送发射器220输送到唤醒装置214的电力,而无需关闭系统使用其自身的电力来监测唤醒信号。
现在转向图3,示出了是根据另一个示例性实施例的通信装置300的示意图。通常,这个通信装置300类似于图1中所示的通信装置,但是还包括用于为唤醒装置提供电力的可变电源。
通信装置300包括第一收发器302和第二收发器304,其中第一收发器302与第二收发器304电流隔离。第一收发器302包括第一发射器306、第一接收器308和可变电源324。第二收发器304包括第二接收器310、第二发射器312和唤醒装置314。第一收发器302与第二收发器304之间的通信通过第一电流隔离器316和第二电流隔离器318发生。
根据本文所描述的实施例,第二收发器304包括唤醒装置314。再次,唤醒装置314被配置成由从第一收发器302输送到第二收发器304的电力供电,并且被配置成接收从第一收发器302发射并跨第一电流隔离器316的唤醒信号。具体而言,当需要与关闭系统通信时,唤醒装置314使用从第一收发器302输送到唤醒装置314的电力。
在此示出的实施例中,这种电力通过第一电流隔离器316输送,相同电流隔离器用于从第一发射器306到第二接收器310通信。与使用单独的隔离器进行电力输送的实施例相比,使用相同的电流隔离器将电力输送到唤醒装置314可以显著减小装置的整体尺寸和成本。这对于使用大电容隔离器或较大变压器作为电流隔离器的实施方式尤其如此。
再次,通信装置300促进与已经关闭的电流隔离系统通信,而不需要关闭系统在关闭期间消耗其自身的电力。具体而言,当需要与关闭系统通信时,唤醒装置314使用跨第一电流隔离器316从第一发射器306输送到唤醒装置314的电力,而无需关闭系统使用其自身的电力来监测唤醒信号。
可变电源324耦合到第一发射器306。在此实施例中,可变电源324被配置成选择性地向第一发射器306提供增加的电力,以促进跨第一电流隔离器316进行电力传输以为唤醒装置314供电。
具体而言,在正常操作期间,第一发射器306可能需要相对较低量的电力进行操作并向第二接收器310提供通信。因此,在正常操作期间,可以操作可变电源324以供应相对较低量的电力。然而,当连接的系统关闭并且需要执行唤醒时,可变电源324然后可以提供增加量的电力。这种增加的电力促进跨第一电流隔离器316将电力输送到唤醒装置314。在此,输送的电力足以操作唤醒装置314。然后可以将唤醒信号从第一发射器306发送到唤醒装置314,并且唤醒装置314然后可以启动关闭系统的唤醒。
应当注意,虽然可变电源324提供增加量的电力以启动唤醒,但是仅在相对短的时间内需要这种增加的电力。因此,通信装置300的总电力消耗保持相对较低。
在一些实施例中,这个可变电源324可以包括可切换电流源,其中可切换电流源被配置成在唤醒期间选择性地提供相对高的电流并且在正常通信期间选择性地提供相对低的电流。应参考图5更详细地讨论这个实施例的例子。
现在转向图4A,示出了示例性唤醒装置400的示意图。唤醒装置400是可以在上面讨论的通信装置100、200和300中的任一个中使用的装置类型的例子。在此示出的实施例中,唤醒装置400包括整流器402、电源404和解调器406。
如上所述,唤醒装置400通常被配置成由从第一收发器输送并跨电流隔离的电力供电。具体而言,唤醒装置400使用跨电流隔离从第一收发器输送到唤醒装置400的电力,而不需要处于关闭或以其它方式处于低功耗模式的连接系统使用其自身的电力来监测唤醒信号。
在此示出的实施例中,唤醒装置400接收电力信号和唤醒信号。如上所述,电力信号可以跨专用电流隔离器(例如,图2的第三电流隔离器222)输送或者可以跨也用于数据通信的电流隔离器(例如图3的第一电流隔离器316)输送。在任一情况下,电力信号跨电流隔离输送并且用于为唤醒装置400供电。
在图4A的实施例中,从电力隔离接收的电力信号是施加到整流器402的AC信号。整流器402将AC电力信号转换为DC电压。然后将DC电压施加到电源404。电源404将接收的DC电压转换为可以由唤醒装置400的其它元件使用的形式。例如,电源404可以根据需要对接收的DC电压进行滤波、稳定、调节和/或校正,以产生用于解调器406的合适的电源电压。如此,电源404可以包括能够接收整流电力信号并产生一种或多种合适电源电压的元件的任何合适的组合。例如,在一些实施例中,相对大的电容器可以被提供作为电源404的一部分或者耦合到电源404的输入端。这种相对大的电容器可以存储输送的电力并帮助维持施加到电源404的输入端的DC电压。
作为一个具体例子,电源404可以包括低压差稳压器(LDO),所述LDO被实施为在接收的DC电压附近提供经调节的输出电压。当然,这仅是可以用于为解调器406生成合适的电源电压的装置类型的一个例子。
解调器406还被配置成接收唤醒信号。如上所述,唤醒信号通过电流隔离从第一收发器输送到第二收发器。例如,在图2的实施例中,唤醒信号将从第一发射器206输送并跨第一电流隔离器216并输送到唤醒装置214。作为另一个例子,在图3的实施例中,唤醒信号可以从第一发射器306输送并跨第一电流隔离器316并输送到唤醒装置314。
解调器406接收唤醒信号并解调唤醒信号以确定是否已接收到唤醒消息。为了促进这一点,解调器406可以包括任何合适类型的解调器,包括上面讨论的开/关键控解调器。
在许多典型实施例中,可能希望用低功耗装置实施解调器406,以降低唤醒时必须输送的电量。此外,因为发送唤醒信号将通常需要的有限的数据带宽,所以可以使用这种较低功耗解调器。可以使用的低功耗解调器的示例包括用于开关键控的峰值检测解调器。再次,这只是一个例子,并且也可以使用其它类型的解调器。
在使用跨电力隔离输送的电力为唤醒装置400供电的情况下,唤醒装置400可以接收唤醒信号、解调所述信号以确定是否已经接收到有效的唤醒消息。然后,响应于有效的唤醒消息,唤醒装置400可以产生激活信号,所述激活信号将使连接的系统接通或以其它方式开始操作。因此,唤醒装置400可以监测唤醒信号并且可以在接收到有效的唤醒消息时启动唤醒。
现在转向图4B,示出了另一个示例性唤醒装置450的示意图。唤醒装置450是可以在上面讨论的通信装置100、200和300中的任一个中使用的装置类型的另一个例子。在此示出的实施例中,唤醒装置400包括整流器402、电源404、解调器406以及模式检测器460。
唤醒装置450以与上面讨论的唤醒装置400相同的一般方式操作,但是还包括模式检测器460。在此实施例中,模式检测器460可以用于识别有效的唤醒消息,以确保连接的系统仅响应于有效请求而被激活。具体而言,模式检测器460分析解调的唤醒信号以确定指示有效唤醒消息的具体模式是否存在于唤醒信号中。模式检测器460然后将被配置成仅在识别出这种模式时才启动激活信号。因此,使用这种模式检测器460可以因此确保连接的系统仅响应于有效的唤醒消息而被激活,并且不会响应于可能被输送到模式检测器460的噪声或其它寄生信号而被错误地激活。
模式检测器460可以用任何合适的检测器实施,并且可以实施为检测任何合适类型的模式。例如,可以实施逻辑比较电路以检测指定的模式。
现在转向图5,示出了示例性可变电源500的示意图。可变电源500是可以在如上讨论的通信装置300中使用的装置类型的例子。在此示出的实施例中,可变电源500包括高电流源502、低电流源504、第一开关506和第二开关508。
在图5的实施例中,可变电流源500包括可切换电流源。具体而言,第一开关506可以用于选择性地从高电流源502供应相对高的电流,而第二开关508可以用于选择性地从低电流源504供应相对低的电流。因此,通过选择性地控制第一开关506和第二开关508,可变电流源500可以在唤醒期间提供相对高的电流并且在正常通信期间提供相对低的电流。
具体而言,在正常操作期间,可以操作可变电源500以向发射器供应相对低量的电力,以促进通信装置中的常规数据通信。然而,当连接的系统关闭并且需要执行唤醒时,可变电源500可以切换为提供增加量的电力。这种增加的电力提供跨电流隔离的足够的电力以为唤醒装置供电。应当注意,虽然可变电源500提供增加量的电力以启动唤醒,但是仅在相对短的时间内需要这种增加的电力。因此,通信装置的总电力消耗保持相对较低。
如上所述,可以使用各种隔离装置来实施用于在通信装置中提供隔离的各种电流隔离器。现在转向图6A和图6B,示出了两个示例性电流隔离器。具体而言,图6A示出了示例性基于变压器的隔离602。同样,图6B示出了示例性基于电容的隔离604。
通常,基于变压器的隔离602可以用任何合适的变压器结构实施,所述变压器结构包括离散变压器和集成变压器。例如,基于变压器的隔离602可以用集成的无芯耦合电感器对实施。可替换的是,基于变压器的隔离602可以用一对离散变压器实施。
同样地,基于电容的隔离605可以用任何合适的电容结构实施,所述电容结构包括集成无源电容器和离散电容器。作为一个具体例子,基于电容的隔离605可以通过用合适的电介质分开的耦合场板来实施。
现在转向图7,示出了示例性封装通信装置700的横截面视图。封装通信装置700包括封装体702、端接704和集成电路(IC)管芯706、708和710。
通常,封装体702用于包含IC管芯和相关元件,并且提供用于将封装体内部的元件连接到封装体702外部的外部系统的端接(例如,引线)。如此,封装体702可以是任何合适类型的半导体封装体,如空气腔封装体或包覆模制封装体。作为一个示例,封装体702可以是表面安装封装体,所述表面安装封装体将表面安装引线阵列用作端接。
IC管芯706、708和710包括实施通信装置700的各种集成装置,并且可以包括任何合适类型的集成电路。在一个实施例中,IC管芯706将包括形成第一收发器的集成电路,IC管芯708将包括电流隔离器,并且IC管芯710将包括与唤醒装置形成第二收发器的集成电路。在这种情况下,管芯将被配置和封装成使得IC管芯706与IC管芯710电流隔离。
所以,实施本文描述的实施例提供可以促进在电流隔离系统之间通信的通信装置和方法。具体来说,实施例提供了在关闭系统一侧上的唤醒装置,并且当需要与关闭系统通信时促进跨电流隔离将电力输送到唤醒装置。在使用跨所述电流隔离输送的电力为所述唤醒装置供电的情况下,所述唤醒装置可以执行唤醒所述关闭系统所需的动作,并且因此可以促进在所述电流隔离系统之间通信。
在第一实施例中,提供了一种通信装置,所述通信装置包括:第一收发器,所述第一收发器包括第一发射器和第一接收器,所述第一发射器被配置成跨第一电流隔离器发射第一信号,所述第一接收器被配置成接收跨第二电流隔离器发射的第二信号;与所述第一收发器电流隔离的第二收发器,所述第二收发器包括第二发射器和第二接收器,所述第二发射器被配置成跨所述第二电流隔离器发射所述第二信号,并且所述第二接收器被配置成接收跨所述第一电流隔离器发射的所述第一信号;以及唤醒装置,所述唤醒装置被配置成由从所述第一收发器输送到所述第二收发器的电力供电,所述唤醒装置包括唤醒接收器,所述唤醒接收器耦合到所述第一电流隔离器并且被配置成接收跨所述第一电流隔离器的唤醒信号。
在另一个实施例中,提供了一种通信装置,所述通信装置包括:第一收发器,所述第一收发器包括第一发射器、第一接收器和电力输送发射器,所述第一发射器被配置成跨第一电流隔离器发射第一信号,所述第一接收器被配置成接收跨第二电流隔离器发射的第二信号,所述电力输送发射器被配置成跨第三电流隔离器发射电力信号;与所述第一收发器电流隔离的第二收发器,所述第二收发器包括第二发射器和第二接收器,所述第二发射器被配置成跨所述第二电流隔离器发射所述第二信号,并且所述第二接收器被配置成接收跨所述第一电流隔离器发射的所述第一信号;并且其中所述第二收发器另外包括唤醒装置,所述唤醒装置包括电源,所述电源耦合到所述第三电流隔离器并且被配置成由跨所述第三电流隔离器输送的所述电力信号供电,所述唤醒装置包括唤醒接收器,所述唤醒接收器由所述电源供电并且耦合到所述第一电流隔离器并且被配置成接收跨所述第一电流隔离器的唤醒信号。
在另一个实施例中,提供了一种通信装置,所述通信装置包括:第一收发器,所述第一收发器包括第一发射器和第一接收器,所述第一发射器被配置成跨第一电流隔离器发射第一信号,所述第一接收器被配置成接收跨第二电流隔离器发射的第二信号;第二收发器,所述第二收发器与所述第一收发器电流隔离,所述第二收发器包括第二发射器和第二接收器,所述第二发射器被配置成跨所述第二电流隔离器发射所述第二信号,并且所述第二接收器被配置成接收跨所述第一电流隔离器发射的所述第一信号;其中所述第一收发器另外包括可变电源,所述可变电源被配置成选择性地向所述第一发射器提供电力以跨所述第一电流隔离器发射电力信号;并且其中所述第二收发器另外包括唤醒装置,所述唤醒装置被配置成由跨所述第三电流隔离器输送的所述电力信号供电,所述唤醒装置包括唤醒接收器,所述唤醒接收器耦合到所述第一电流隔离器并且被配置成接收跨所述第一电流隔离器的唤醒信号。
在另一个实施例中,提供了一种提供通信的方法,所述方法包括:跨电流隔离将电力信号从第一收发器发射到第二收发器,所述第一收发器包括第一发射器和第一接收器,所述第二收发器包括第二发射器、第二接收器和唤醒装置,并且其中所述第一收发器与所述第二收发器电流隔离;用来源于所述电力信号的电力为所述唤醒装置供电;跨第一电流隔离器将唤醒信号从所述第一收发器发射到所述唤醒装置;以及响应于由所述唤醒装置接收的所述唤醒信号而激活耦合到所述第二收发器的系统。
为简洁起见,可以不在本文中详细描述与信号处理、采样、模数转换、数模转换、模拟电路设计、差分电路设计以及系统的其它功能方面(以及系统的单独操作部件)相关的常规技术。此外,本文中所包含的各个附图中所示的连接线旨在表示各个元件之间的示例性功能关系和/或物理耦合。应当注意,在本主题的实施例中可能存在许多替代或附加的功能关系或物理连接。应理解,本文所描述的电路系统可以在硅或另一种半导体材料中实施,或者可替代地通过其软件代码表示实施。
如本文中所使用的,“节点”意味着给定信号、逻辑电平、电压、数据模式、电流或数量所存在的任何内部或外部参考点、连接点、结点、信号线、导电元件等等。此外,两个或更多个节点可以由一个物理元件实现(并且即使在共模下接收或输出,也可以复用、调制或以其它方式区分两个或更多个信号)。前面的描述涉及被“连接”或“耦合”在一起的元件或节点或特征。如本文所使用的,除非另外明确说明,否则“连接”意味着一个元件/节点/特征直接接合到另一个元件/节点/特征(或直接与另一个元件/节点/特征通信),并且不一定是通过机械方式。除非另有明确说明,否则“耦合”意味着一个元件直接或间接地接合到另一个元件(或直接或间接地与另一个元件通信),并且不一定是通过机械方式。因此,尽管附图中所示的示意图描绘了元件的示例性布置,但是在所描绘的主题的实施例中可以存在另外的中间元件、装置、特征或部件。另外,仅出于参考的目的,某些术语也可以在前面的描述中使用,并且因此不旨在是限制性的。
说明书和权利要求中的术语“第一”、“第二”、“第三”、“第四”等用于在元件之间进行区分,而不一定用于描述特定的结构、次序或时间顺序。应理解,如此使用的术语在适当的情况下是可互换的。此外,术语“包括(comprises)”、“包括(include)”、“具有(have)”或其任何变体旨在覆盖非排他性包括,从而使得包括一系列元件的电路、过程、方法、物品或设备不一定限于那些元件,而可以包括其它未清楚地列出或这种电路、过程、方法、物品、或装置固有的元件。
具体实施例的前述描述充分揭示了本发明主题的一般性质,使得在不脱离一般概念的情况下,其它人可以通过应用当前知识方便地修改各种应用和/或使其适配各种应用。因此,这种适配和修改在所公开的实施例的等同物的意义和范围内。本发明主题涵盖落入所附权利要求书的精神和广泛范围内的所有这种替代方案、修改、等同物和变化。
Claims (9)
1.一种通信装置,其特征在于,包括:
第一收发器,所述第一收发器包括第一发射器和第一接收器,所述第一发射器被配置成跨第一电流隔离器发射第一信号,所述第一接收器被配置成接收跨第二电流隔离器发射的第二信号;
与所述第一收发器电流隔离的第二收发器,所述第二收发器包括第二发射器和第二接收器,所述第二发射器被配置成跨所述第二电流隔离器发射所述第二信号,并且所述第二接收器被配置成接收跨所述第一电流隔离器发射的所述第一信号;以及
唤醒装置,所述唤醒装置被配置成由从所述第一收发器输送到所述第二收发器的电力供电,所述唤醒装置包括唤醒接收器,所述唤醒接收器耦合到所述第一电流隔离器并且被配置成当通过所述第一电流隔离器从所述第一收发器输送到所述第二收发器的所述电力供电时接收跨所述第一电流隔离器的唤醒信号。
2.根据权利要求1所述的通信装置,其特征在于,所述第一收发器进一步包括电力输送发射器,所述电力输送发射器被配置成跨第三电流隔离器将电力信号发射到所述唤醒装置以为所述唤醒装置供电。
3.根据权利要求1所述的通信装置,其特征在于,进一步包括可变电源,所述可变电源由所述第一收发器形成并且与所述第二接收器电流隔离,并且其中所述可变电源被配置成选择性地向所述第一发射器提供增加的电力,以便促进跨所述第一电流隔离器进行电力传输以为所述唤醒装置供电。
4.根据权利要求1所述的通信装置,其特征在于,所述第一收发器在第一管芯上,其中所述唤醒装置与所述第二收发器在第二管芯上,并且其中所述第一管芯与所述第二管芯电流隔离,并且其中所述第一管芯和所述第二管芯一起封装在单个装置封装体中。
5.一种通信装置,其特征在于,所述通信装置包括:
第一收发器,所述第一收发器包括第一发射器和第一接收器,所述第一发射器被配置成跨第一电流隔离器发射第一信号,所述第一接收器被配置成接收跨第二电流隔离器发射的第二信号;
第二收发器,所述第二收发器与所述第一收发器电流隔离,所述第二收发器包括第二发射器和第二接收器,所述第二发射器被配置成跨所述第二电流隔离器发射所述第二信号,并且所述第二接收器被配置成接收跨所述第一电流隔离器发射的所述第一信号;
其中所述第一收发器进一步包括可变电源,所述可变电源被配置成选择性地向所述第一发射器提供电力以跨所述第一电流隔离器发射电力信号;并且
其中所述第二收发器进一步包括唤醒装置,所述唤醒装置被配置成由跨第三电流隔离器输送的所述电力信号供电,所述唤醒装置包括唤醒接收器,所述唤醒接收器耦合到所述第一电流隔离器并且被配置成当通过所述第一电流隔离器从所述第一收发器输送到所述第二收发器的所述电力供电时接收跨所述第一电流隔离器的唤醒信号。
6.一种提供通信的方法,其特征在于,所述方法包括:
跨电流隔离将电力信号从第一收发器发射到第二收发器,所述第一收发器包括第一发射器和第一接收器,所述第二收发器包括第二发射器、第二接收器和唤醒装置,并且其中所述第一收发器与所述第二收发器电流隔离;
用来源于所述电力信号的电力为所述唤醒装置供电;
跨第一电流隔离器将唤醒信号从所述第一收发器发射到所述唤醒装置;以及
响应于由所述唤醒装置接收的所述唤醒信号而激活耦合到所述第二收发器的系统;
所述唤醒装置由从所述第一收发器输送到所述第二收发器的电力供电,所述唤醒装置包括唤醒接收器,所述唤醒接收器耦合到所述第一电流隔离器并且当通过所述第一电流隔离器从所述第一收发器输送到所述第二收发器的所述电力供电时接收跨所述第一电流隔离器的唤醒信号。
7.根据权利要求6所述的方法,其特征在于,所述跨电流隔离将所述电力信号从所述第一收发器发射到所述第二收发器的步骤包括跨单独的电流隔离器发射所述电力信号。
8.根据权利要求6所述的方法,其特征在于,所述跨电流隔离将所述电力信号从所述第一收发器发射到所述第二收发器的步骤包括跨所述第一电流隔离器发射所述电力信号。
9.根据权利要求6所述的方法,其特征在于,进一步包括由可变电源选择性地向所述第一发射器提供增加的电力,以便促进跨所述第一电流隔离器进行电力传输以为所述唤醒装置供电。
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