DE112020003106T5

DE112020003106T5 - Wählbare eingabepuffer von allzweck-eingängen und mikrocontroller mit denselben

Info

Publication number: DE112020003106T5
Application number: DE112020003106.3T
Authority: DE
Inventors: Richard L. Hull; Voltaire Ganchorre
Original assignee: Microchip Technology Inc
Current assignee: Microchip Technology Inc
Priority date: 2019-06-27
Filing date: 2020-06-24
Publication date: 2022-04-21
Also published as: CN114080573A; US20200409879A1; WO2020264558A1

Abstract

Eine oder mehrere Ausführungsformen beziehen sich im Allgemeinen auf den Mikrocontroller-Eingang/Ausgang (E/A) und die Begrenzung oder Deaktivierung der statischen Stromaufnahme an Allzweck-Eingängen, einschließlich in Situationen mit niedriger Leistung, in denen eine Eingangsspannung niedriger als eine Versorgungsspannung sein kann. In einigen Ausführungsformen kann ein Allzweck-Eingang wählbare Eingangspuffer und eine Logik einschließen, die so konfiguriert ist, dass sie einen Eingangspuffer, der einem Spannungsbereich zugeordnet ist, der im Wesentlichen mit einer Eingangsspannung des Allzweck-Eingangs übereinstimmt, selektiv aktiviert und die anderen Eingangspuffer selektiv deaktiviert.

Description

PRIORITÄTSANSPRUCH
Diese Anmeldung beansprucht den Vorteil des Anmeldetags der vorläufigen US-Patentanmeldung 62/867.553 , eingereicht am 27. Juni 2019, deren gesamter Inhalt und Offenbarung hiermit durch Bezugnahme hierin aufgenommen wird.
PATENTBEREICH
Die vorliegende Offenbarung bezieht sich im Allgemeinen auf einen Allzweckeingang eines Mikrocontrollers, und insbesondere beziehen sich einige Ausführungsformen auf die selektive Deaktivierung der statischen Stromaufnahme, wenn ein Allzweckeingang in einem niedrigeren Spannungsbereich liegt als ein Spannungsversorgungsbereich eines dem Eingang zugeordneten Mikrocontrollers.
STAND DER TECHNIK
Ein Allzweck-Eingangs- und Ausgangsstift (GPIO-Stift) ist ein nicht festgeschriebener digitaler Signalstift in einer integrierten Schaltung (IC), wie einem Mikrocontroller, ohne darauf beschränkt zu sein. Da ein GPIO-Stift keinen vordefinierten Zweck aufweist, kann der Zweck und das Verhalten eines GPIO-Stifts von einem Entwickler eines übergeordneten Systems oder einer Schaltlogik definiert und implementiert werden. In der Regel ist ein GPIO-Stift einem Eingang (d. h. einem „Allzweck-Eingang“) oder einem Ausgang (d. h. einem „Allzweck-Ausgang“) und einer festgelegten Versorgungsspannung zugeordnet. Es wird eine externe Vorrichtung gewählt, die über einen GPIO-Stift mit einem Mikrocontroller verbunden ist, die mit einem Spannungspegel (z. B. digitale Spannungspegel) betrieben wird, der nahe an der Versorgungsspannung des GPIO-Stifts liegt.
Figurenliste
Während diese Offenbarung mit Ansprüchen endet, die bestimmte Ausführungsformen besonders hervorheben und eindeutig beanspruchen, können verschiedene Merkmale und Vorteile von Ausführungsformen innerhalb des Schutzumfangs dieser Offenbarung leichter aus der folgenden Beschreibung ermittelt werden, wenn sie in Verbindung mit den beigefügten Zeichnungen gelesen werden, in denen

1 ein Blockdiagramm ist, das einen Allzweck-Eingang eines Mikrocontrollers gemäß einer oder mehreren Ausführungsformen darstellt.
2 ein Blockdiagramm ist, das die Allzweck-Eingänge eines Multispannungs-Mikrocontrollersystems gemäß einer oder mehreren Ausführungsfbrmen darstellt.
3 ein Blockdiagramm ist, das ein System zum Bestimmen und/oder Erzeugen von Steuersignalen zum Einstellen eines Spannungsbereichs eines Allzweck-Eingangs gemäß einer oder mehreren Ausführungsformen darstellt.
4 einen Prozess gemäß einer oder mehreren Ausführungsformen veranschaulicht.
5 ein Blockdiagramm ist, das einen Mikrocontroller mit mehreren Spannungsquellen gemäß einer oder mehreren Ausführungsformen zeigt.
6 ein Blockdiagramm ist, das eine Aufweckschaltung gemäß einer oder mehreren Ausführungsfonnen zeigt.
7 ein Blockdiagramm ist, das eine Schaltlogik darstellt, die verwendet werden kann, um verschiedene Funktionen, Operationen, Handlungen, Prozesse und/oder Verfahren gemäß einer oder mehreren Ausführungsformen zu implementieren.

ART(EN) ZUM AUSFÜHREN DER ERFINDUNG
In der folgenden detaillierten Beschreibung wird auf die beigefügten Zeichnungen Bezug genommen, die einen Teil hiervon bilden und in denen zur Veranschaulichung spezifische Beispiele von Ausführungsformen gezeigt sind, in denen die vorliegende Offenbarung ausgeführt werden kann. Diese Ausführungsformen werden ausreichend detailliert beschrieben, um es einem Durchschnittsfachmann zu ermöglichen, die vorliegende Offenbarung auszuführen. Es können jedoch auch andere Ausführungsformen verwendet werden und Änderungen der Struktur, des Materials und des Prozesses können vorgenommen werden, ohne vom Schutzumfang der Offenbarung abzuweichen.
Die hierin dargestellten Veranschaulichungen sollen keine tatsächlichen Ansichten eines bestimmten Verfahrens oder Systems oder einer bestimmten Vorrichtung oder Struktur sein, sondern sind lediglich idealisierte Darstellungen, die zur Beschreibung der Ausführungsformen der vorliegenden Offenbarung verwendet werden. Die hierin dargestellten Zeichnungen sind nicht notwendigerweise maßstabsgetreu. Ähnliche Strukturen oder Komponenten in den verschiedenen Zeichnungen können zur Vereinfachung für den Leser die gleiche oder eine ähnliche Nummerierung beibehalten; die Ähnlichkeit in der Nummerierung bedeutet jedoch nicht, dass die Strukturen oder Komponenten notwendigerweise in Größe, Zusammensetzung, Konfiguration oder einer anderen Eigenschaft identisch sind.
Die folgende Beschreibung kann Beispiele einschließen, um es einem Durchschnittsfachmann zu ermöglichen, die offenbarten Ausführungsformen auszuführen. Die Verwendung der Begriffe „beispielhaft“, „als Beispiel“ und „zum Beispiel“ bedeutet, dass die zugehörige Beschreibung erläuternd ist, und obwohl der Schutzumfang der Offenbarung die Beispiele und ihre rechtlichen Äquivalente umfassen soll, ist die Verwendung solcher Begriffe nicht dazu bestimmt, den Schutzumfang einer Ausführungsform oder dieser Offenbarung auf die spezifizierten Komponenten, Schritte, Merkmale, Funktionen oder dergleichen einzuschränken.
Es versteht sich von selbst, dass die Komponenten der Ausführungsformen, wie sie hierin allgemein beschrieben und in der Zeichnung veranschaulicht sind, in einer Vielzahl unterschiedlicher Konfigurationen angeordnet und gestaltet werden können. Somit soll die folgende Beschreibung verschiedener Ausführungsformen den Schutzumfang der vorliegenden Offenbarung nicht einschränken, sondern ist lediglich repräsentativ für verschiedene Ausführungsformen. Während die verschiedenen Gesichtspunkte der Ausführungsformen in Zeichnungen dargestellt werden können, sind die Zeichnungen nicht notwendigerweise maßstabsgetreu gezeichnet, sofern nicht ausdrücklich angegeben.
Des Weiteren sind die gezeigten und beschriebenen spezifischen Implementierungen nur Beispiele und sollten nicht als die einzige Möglichkeit zur Implementierung der vorliegenden Offenbarung ausgelegt werden, sofern hierin nicht anders angegeben. Elemente, Schaltungen und Funktionen können in Blockdiagrammform gezeigt sein, um die vorliegende Offenbarung nicht durch unnötige Details undeutlich werden zu lassen. Umgekehrt sind gezeigte und beschriebene spezifische Implementierungen nur beispielhaft und sollten nicht als die einzige Möglichkeit zur Implementierung der vorliegenden Offenbarung ausgelegt werden, sofern hierin nicht anders angegeben. Außerdem sind Blockdefinitionen und die Aufteilung von Logik zwischen verschiedenen Blöcken beispielhaft für eine spezifische Implementierung. Es ist für den Fachmann ohne Weiteres ersichtlich, dass die vorliegende Offenbarung durch zahlreiche andere Aufteilungslösungen ausgeführt werden kann. Auf Details zu zeitlichen Erwägungen und dergleichen wurde größtenteils verzichtet, soweit solche Details für ein vollständiges Verständnis der vorliegenden Offenbarung nicht erforderlich sind und innerhalb der Fähigkeiten eines Durchschnittsfachmanns liegen.
Der Durchschnittsfachmann würde verstehen, dass Informationen und Signale unter Verwendung einer Vielfalt verschiedener Technologien und Techniken dargestellt werden können. Einige Zeichnungen können Signale zur Übersichtlichkeit der Darstellung und Beschreibung als ein einzelnes Signal veranschaulichen. Es ist für einen Durchschnittsfachmann ersichtlich, dass das Signal einen Bus von Signalen darstellen kann, wobei der Bus eine Vielfalt von Bitbreiten aufweisen kann und die vorliegende Offenbarung auf einer beliebigen Anzahl von Datensignalen, einschließlich eines einzelnen Datensignals, implementiert werden kann.
Die verschiedenen veranschaulichenden logischen Blöcke, Module und Schaltungen, die in Verbindung mit den hierin offenbarten Ausführungsformen beschrieben werden, können mit einem Universalprozessor, einem Spezialprozessor, einem digitalen Signalprozessor (Digital Signal Processor, DSP), einer integrierten Schaltung (Integrated Circuit, IC), einer anwendungsspezifischen integrierten Schaltung (Application Specific Integrated Circuit, ASIC), einer anwenderprogrammierbaren Gatteranordnung (Field Programmable Gate Array, FPGA) oder einer anderen programmierbaren Logikvorrichtung, einer diskreten Gate- oder Transistorlogik, diskreten Hardwarekomponenten oder einer beliebigen Kombination davon, die zum Durchführen der hierin beschriebenen Funktionen ausgelegt sind, implementiert oder durchgeführt werden. Ein Universalprozessor (der hierin auch als Host-Prozessor oder einfach als Host bezeichnet werden kann) kann ein Mikroprozessor sein, alternativ kann der Prozessor jedoch ein beliebiger herkömmlicher Prozessor, Controller, Mikrocontroller oder Zustandsautomat sein. Ein Prozessor kann auch als eine Kombination von Rechenvorrichtungen, wie eine Kombination aus einem DSP und einem Mikroprozessor, eine Vielzahl von Mikroprozessoren, ein oder mehrere Mikroprozessoren in Verbindung mit einem DSP-Kern oder eine beliebige andere derartige Konfiguration implementiert sein. Ein Universalcomputer einschließlich eines Prozessors wird als Spezialcomputer angesehen, während der Universalcomputer so konfiguriert ist, dass er Rechenanweisungen (z. B. einen Softwarecode) ausführt, die sich auf Ausführungsformen der vorliegenden Offenbarung beziehen.
Die Ausführungsformen können in Bezug auf einen Prozess beschrieben sein, der als ein Flussdiagramm, ein Fließschema, ein Strukturdiagramm oder ein Blockdiagramm dargestellt ist. Obwohl ein Flussdiagramm operationale Handlungen als einen sequentiellen Prozess beschreiben kann, können viele dieser Handlungen in einer anderen Abfolge, parallel oder im Wesentlichen gleichzeitig durchgeführt werden. Außerdem kann die Reihenfolge der Handlungen geändert werden. Ein Prozess kann einem Verfahren, einem Thread, einer Funktion, einer Prozedur, einer Unterroutine, einem Unterprogramm usw. entsprechen. Weiterhin können die hierin offenbarten Verfahren in Hardware, Software oder beiden implementiert sein. Bei Implementierung in Software können die Funktionen als eine oder mehrere Anweisungen oder ein Code auf computerlesbaren Medien gespeichert oder übertragen werden. Computerlesbare Medien schließen sowohl Computerspeichermedien als auch Kommunikationsmedien, einschließlich aller Medien, welche die Übertragung eines Computerprogramms von einem Ort zu einem anderen unterstützen, ein.
Jeder Verweis auf ein Element hierin unter Verwendung einer Bezeichnung, wie „erste/r/s“, „zweite/r/s“ usw. schränkt die Menge oder Reihenfolge dieser Elemente nicht ein, es sei denn, eine solche Einschränkung wird ausdrücklich angegeben. Vielmehr können diese Bezeichnungen hierin als ein zweckmäßiges Verfahren zum Unterscheiden zwischen zwei oder mehr Elementen oder Instanzen eines Elements verwendet werden. Ein Verweis auf ein erstes und ein zweites Element bedeutet also nicht, dass dort nur zwei Elemente eingesetzt werden dürfen oder dass das erste Element dem zweiten Element in irgendeiner Weise vorausgehen muss. Außerdem kann ein Satz von Elementen, sofern nicht anders angegeben, ein oder mehrere Elemente umfassen.
Wie hierin verwendet, bedeutet der Begriff „im Wesentlichen“ in Bezug auf einen gegebenen Parameter, eine gegebene Eigenschaft oder eine gegebene Bedingung und schließt in einem für den Durchschnittsfachmann verständlichen Ausmaß ein, dass der gegebene Parameter, die gegebene Eigenschaft oder die gegebene Bedingung mit einem geringen Maß an Varianz, wie zum Beispiel innerhalb annehmbarer Fertigungstoleranzen, erfüllt ist. Beispielhaft kann in Abhängigkeit von dem bestimmten Parameter, der bestimmten Eigenschaft oder der bestimmten Bedingung, der bzw. die im Wesentlichen erfüllt ist, der Parameter, die Eigenschaft oder die Bedingung zu mindestens 90 % erfüllt, zu mindestens 95 % erfüllt oder sogar zu mindestens 99 % erfüllt sein.
Statischer Strom ist ein Leckstrom, der einen statischen Leistungsverbrauch in einem Puffer veranlasst, oder insbesondere in einer oder mehreren CMOS-Vorrichtungen (Complementary Metal-Oxide Semiconductor), die den Puffer bilden. In dem Fall eines Mikrocontrollers wird davon ausgegangen (d. h. oft angenommen), dass CMOS-Eingangspuffer eine statische Stromaufnahme von 0 Ampere aufweisen. Herkömmliche CMOS-Eingangspuffer, die den Erfindern dieser Offenbarung bekannt sind, weisen jedoch eine solche statische Stromaufnahme von 0 Ampere auf, wenn ihre Eingangsspannungen auf den Spannungsschienen der Mikrocontroller-Versorgung oder zumindest innerhalb eines Vorrichtungsschwellenwerts dieser Schienen liegen und wenn solche CMOS-Eingangspuffer Transistoren einschließen, die eine vernachlässigbare Leckage aufweisen (z. B. kann der Leckstrom eines CMOS-Eingangspuffers als 0 Ampere angesehen werden, wenn er weniger als 1 Nanoampere (nA) beträgt).
Wenn eine externe Vorrichtung (z. B. ein Sensor, ein Kommunikationsanschluss, ein Bus, ohne darauf beschränkt zu sein) mit einer niedrigeren Spannung arbeitet als die Versorgungsspannung eines Mikrocontrollers, d.h. eine Eingangsspannung außerhalb des Vorrichtungsschwellenwerts solcher Spannungsschienen liegt (und damit niedriger als ein Spannungsbereich eines Allzweck-Eingangs, der die externe Vorrichtung mit dem Mikrocontroller verbindet), erkennen die Erfinder dieser Offenbarung nun, dass ein Eingangspuffer (z. B., ein digitaler Eingangspuffer, ein Puffergatter oder ein Tristate-Puffer im Allgemeinen, ohne darauf beschränkt zu sein) eines Eingangs einen statischen Strom ziehen kann, unabhängig vom logischen Zustand eines Signals am Eingangsstift. Wenn, als nicht einschränkendes Beispiel, die Versorgungsspannung eines Mikrocontrollers 5 Volt beträgt und eine an einem Eingangspuffer empfangene Eingangsspannung 1,8 Volt beträgt (z. B. wird im Spannungsbereich der externen Vorrichtung ein hoher logischer Zustand beobachtet), dann zieht der Eingangspuffer aufgrund der Spannungsdifferenz zwischen der Eingangsspannung und der Versorgungsspannung des Mikrocontrollers einen statischen Strom.
Eine Option wäre die Änderung der Spannungsschwelle, bei der sich ein Eingangspuffer als Reaktion darauf einschaltet (manchmal auch als „Herabsetzung eines Auslösepunkts“ bezeichnet). Das Herabsetzen eines Auslösepunkts eines Eingangspuffers kann bewirken, dass die statische Stromaufnahme bei Eingangsspannungen erfolgt, die näher an den Spannungsschienen liegen, jedoch erkennen die Erfinder dieser Offenbarung, dass das Herabsetzen eines Auslösepunkts die statische Stromaufnahme an einem Puffer nicht deaktiviert, wenn die Schnittstelle mit einem niedrigeren Spannungsbereich als dem Spannungsbereich der Versorgungsspannung eines Mikrocontrollers verbunden ist.
Die hier verwendeten Begriffe „keine statische Stromaufnahme“ und „null statische Stromaufnahme“ sollten so verstanden werden, dass sie Fälle von null Strom und Fälle eines unbedeutenden statischen Stroms umfassen. Unbedeutend kann durch einen Schwellenwert definiert sein und somit einen statischen Strom umfassen, der an oder unter einem bestimmten Schwellenwert liegt. Als nicht einschränkende Beispiele kann ein festgelegter Schwellenwert ein Prozentsatz eines festgelegten Ruhestroms einer Vorrichtung oder eines festgelegten Niedrigleistungsstroms einer Vorrichtung sein (z. B. ein Mikrocontroller oder eine andere integrierte Schaltung, ohne darauf beschränkt zu sein). Als nicht einschränkendes Beispiel kann in einigen Fällen bei einem Mikrocontroller mit niedrigem Stromverbrauch ein statischer Strom, der gleich oder weniger als 1 % des Ruhestroms oder des Niedrigleistungsstroms einer Vorrichtung beträgt, als statischer Nullstrom angesehen werden.
Wie hierin verwendet, bedeutet eine Bezugnahme auf ein oder mehrere Elemente wie „wählbar“, dass solche Elemente entweder zusammen, einzeln oder als Kombination, als Reaktion auf ein oder mehrere Steuersignale arbeiten können. Als nicht einschränkendes Beispiel können wählbare Elemente, die hierin erörtert werden, als Reaktion auf ein oder mehrere Steuersignale aktiviert oder deaktiviert werden.
Einige Ausführungsformen beziehen sich im Allgemeinen auf Mittel zur selektiven Deaktivierung der statischen Stromaufnahme, während sich ein Allzweck-Eingang eines Mikrocontrollers (MCU) in einem niedrigeren Spannungsbereich befindet als der dem Allzweck-Eingang zugeordnete Versorgungsspannungsbereich einer MCU.
Einige Ausführungsformen beziehen sich im Allgemeinen auf die Anpassung von Spannungsschienen eines Allzweck-Eingangs einer MCU, wenn ein Eingangsspannungsbereich mit einem Versorgungsspannungsbereich einer MCU verbunden wird, wobei der Eingangsspannungsbereich niedriger ist als der Versorgungsspannungsbereich der MCU.
Eine oder mehrere Ausführungsformen beziehen sich im Allgemeinen auf einen Allzweck-Eingang einer MCU, der einen ersten Eingangspuffer und einen zweiten Eingangspuffer einschließt. Der erste Eingangspuffer ist dem Allzweck-Eingang zugeordnet und wird von einer MCU-Versorgungsspannung versorgt. Der zweite Eingangspuffer ist dem Allzweck-Eingang zugeordnet und wird von einer zweiten Versorgungsspannung (z. B. einer geregelten Versorgungsspannung, ohne darauf beschränkt zu sein) versorgt, die einen niedrigeren Spannungsbereich als einen Spannungsbereich der MCU-Versorgungsspannung aufweist, wobei in der Regel die zweite Versorgungsspannung im Wesentlichen gleich dem niedrigsten Spannungsbereich eines Allzweck-Eingangs ist. Der erste Eingangspuffer und der zweite Eingangspuffer haben einen gemeinsamen Eingang von einem Eingangsstift-Pad des Allzweck-Eingangs. Mit anderen Worten sind der erste Eingangspuffer und der zweite Eingangspuffer jeweils mit dem Pad des Allzweck-Eingangs wirkverbunden.
In einer oder mehreren Ausführungsformen können der erste Eingangspuffer und ein zweiter Eingangspuffer des Allzweck-Eingangs selektiv über Steuersignale aktiviert und deaktiviert werden, wodurch die statische Stromaufnahme am Allzweck-Eingang selektiv aktiviert/deaktiviert wird. In einer Ausführungsform können Informationen zum Erzeugen der Steuersignale zum Aktivieren/Deaktivieren des ersten Eingangspuffers und des zweiten Eingangspuffers in einem Lese-/Schreibsteuerregister gespeichert werden. In einer Ausführungsform kann der Zugriff auf ein Lese-/Schreibregister (z. B. durch einen Designer oder einen Host-Prozess, ohne darauf beschränkt zu sein) über eine Registerabbildung einer MCU erfolgen - mit anderen Worten kann ein Steuerregister ein im Speicher abgebildetes Register sein. Als nicht einschränkende Beispiele können die Bits des Steuerregisters mit den jeweiligen Aktivierungseingängen des ersten und zweiten Eingangspuffers wirkverbunden sein oder von einer digitalen Logik gelesen werden, die so konfiguriert ist, dass sie Aktivierungssignale an den jeweiligen Aktivierungseingängen der Eingangspuffer aktiviert/deaktiviert.
In einer oder mehreren Ausführungsformen ist eine zweite Versorgungsspannung eine geregelte Versorgungsspannung, die innerhalb einer MCU erzeugt wird. Als nicht einschränkendes Beispiel kann eine erste Versorgungsspannung über einen integrierten Spannungsregler einer MCU auf die zweite Versorgungsspannung reguliert werden.
1 ist ein schematisches Diagramm, das gemäß einer oder mehreren Ausführungsformen einen Allzweck-Eingang 100 einer MCU darstellt, der eine Schaltlogik einschließt, die konfiguriert ist, um die statische Stromaufnahme an dem Allzweck-Eingang 100 selektiv zu deaktivieren. Wie in 1 dargestellt, kann der Allzweck-Eingang 100 eine Schaltung 102 zum Abschalten der statischen Stromaufnahme, ein Versorgungsstift-Pad 104 eines Versorgungsstifts 126, ein Eingangsstift-Pad 108 eines Eingangsstifts 130 und einen integrierten Spannungsregler 106 einschließen. Wie hierin verwendet, ist ein „integriertes“ Element einer Vorrichtung (z. B. ein integrierter Spannungsregler einer MCU, ohne darauf beschränkt zu sein) ein Element, das sich in einer Vorrichtung befindet, als nicht einschränkendes Beispiel, das in einer integrierten Schaltlogik einer Vorrichtung in dem Fall eines integrierten Schaltlogikschips, Systems oder Gehäuses implementiert ist.
Das Versorgungsstift-Pad 104 kann für eine Wirkverbindung über einen Versorgungsstift 126 mit einer Spannungsversorgung einer MCU konfiguriert sein, die eine Versorgungsspannung V_A bereitstellt (die eine von vielen Versorgungsspannungen einer MCU oder eine Versorgungsspannung einer MCU sein kann, ohne darauf beschränkt zu sein). In dem in 1 dargestellten spezifischen Beispiel ist das Versorgungsstift-Pad 104 zur Wirkverbindung mit der externen Spannungsversorgung 124 betreibbar, bei der es sich um eine Spannungsversorgung einer MCU handeln kann, die den Allzweck-Eingang 100 einschließt. Der Versorgungsstift 126 und die externe Spannungsversorgung 124 sind in 1 mit einer gestrichelten Linie dargestellt, um zu verdeutlichen, dass sie sich außerhalb des Allzweck-Eingangs 100 befinden und optionale Elemente des Allzweck-Eingangs 100 sind.
Ein Eingang des integrierten Spannungsreglers 106 kann mit dem Versorgungsstift-Pad 104 wirkverbunden sein, und ein Ausgang des integrierten Spannungsreglers 106 kann mit der Schaltung 102 zum Abschalten der statischen Stromaufnahme und Elementen davon, wie hierin erläutert, wirkverbunden sein. Der integrierte Spannungsregler 106 kann so konfiguriert sein, dass er eine geregelte Versorgungsspannung V_B als Reaktion auf die an einem Eingang des integrierten Spannungsreglers 106 empfangene Versorgungsspannung V_A erzeugt und bereitstellt. Wie hierin erläutert, kann es sich bei der geregelten Versorgungsspannung V_B in einigen Ausführungsformen um eine digitale Versorgungsspannung handeln, die hier auch als logischer Spannungspegelbereich bezeichnet wird.
Der Allzweck-Eingang 100 kann so konfiguriert sein, dass er sowohl die Versorgungsspannung V_A als auch die geregelte Versorgungsspannung V_B für die Schaltung 102 zum Abschalten der statischen Stromaufnahme bereitstellt.
Das Eingangsstift-Pad 108 kann für die Wirkverbindung über den Eingangsstift 130 mit der externen Vorrichtung 128 konfiguriert sein und ist im Allgemeinen so konfiguriert, dass es die Wirkverbindung der externen Vorrichtung 128 mit dem Allzweck-Eingang 100 erleichtert. Es wird insbesondere in Betracht gezogen, dass ein Wert einer Eingangsspannung V_IN an dem Eingangsstift-Pad 108 bekannt oder festgelegt ist und so eine geregelte Versorgungsspannung V_B gewählt werden kann, um einem Eingangsspannungsbereich einer mit dem Eingangsstift-Pad 108 wirkverbundenen Vorrichtung zu entsprechen, nämlich der Eingangsspannung V_IN. Insbesondere kann V_IN niedriger sein als V_B, solange V_IN innerhalb einer Schwellenspannung von V_B liegt. In verschiedenen Ausführungsformen kann ein Wert für V_B so gewählt werden, dass er innerhalb einer Schwellenspannung der niedrigsten angegebenen Spannung von V_IN liegt.
In einer oder mehreren Ausführungsformen kann der Allzweck-Eingang 100 eine Schaltlogik einschließen, die so eingerichtet ist, dass die statische Stromaufnahme am Allzweck-Eingang 100 selektiv deaktiviert wird. In einer Ausführungsform kann die Schaltlogik eine Schaltlogik 102 zum Abschalten der statischen Stromaufnahme einschließen, die im Allgemeinen so konfiguriert ist, dass sie die statische Stromaufnahme des Allzweck-Eingangs 100 selektiv ein- und ausschaltet. Die Schaltung 102 zum Abschalten der statischen Stromaufnahme kann wählbare Eingangspuffer 110 einschließen, hier zwei Eingangspuffer - den ersten Eingangspuffer 112 und den zweiten Eingangspuffer 114. Die Steuerlogik 122 kann mit den jeweiligen „Aktivierungs“-Eingängen EN des ersten Eingangspuffers 112 und des zweiten Eingangspuffers 114 sowie mit dem Auswahleingang des optionalen Multiplexers (MUX) 120 wirkverbunden sein, der Eingänge IN0 und IN 1 aufweist, die mit den Ausgängen des ersten Eingangspuffers 112 bzw. des zweiten Eingangspuffers 114 wirkverbunden sind. Die jeweiligen Eingänge IN des ersten Eingangspuffers 112 und des zweiten Eingangspuffers 114 können mit dem Eingangsstift-Pad 108 wirkverbunden sein. Die Versorgungsspannung V_A und die geregelte Versorgungsspannung V_B können an die Schaltung 102 zum Abschalten der statischen Stromaufnahme und die Komponenten davon bereitgestellt werden, welche die Stromversorgungseingänge des ersten Eingangspuffers 112 bzw. des zweiten Eingangspuffers 114 einschließen.
In einigen Ausführungsformen kann die Steuerlogik 122 so konfiguriert sein, dass sie Steuersignale erzeugt, wie Assertionen/Desertionen von ENA und ENB, ohne darauf beschränkt zu sein. In einigen Ausführungsformen kann die Steuerlogik 122 Steuersignale als Reaktion auf Zustandsinformationen wie Informationen über einen Leistungsmodus einer Vorrichtung erzeugen, die einen Allzweck-Eingang 100 einschließt.
In einem betrachteten Anwendungsfall wird angenommen, dass die Versorgungsspannung V_A 5 Volt und die geregelte Versorgungsspannung V_B 1,8 Volt beträgt. Der zweite Eingangspuffer 114 wird mit der Versorgungsspannung V_A versorgt, der erste Eingangspuffer 112 wird mit der geregelten Versorgungsspannung V_B versorgt. Die Eingangsspannung V_IN am Eingangsstift-Pad 108 beträgt 1,8 Volt (oder innerhalb eines Vorrichtungsschwellenwerts von 1,8 Volt, wie vorstehend beschrieben). Die externe Vorrichtung 128 arbeitet somit in einem niedrigeren Spannungsbereich als der Rest des Allzweck-Eingangs 100 (d. h. 1,8 V < 5 V), und insbesondere liegt die Eingangsspannung V_IN am Eingangsstift-Pad 108 in einem niedrigeren Spannungsbereich als die Versorgungsspannung V_A. Die Steuerlogik 122 aktiviert als Reaktion auf Zustandsinformationen, die als nicht einschränkende Beispiele Folgendes umfassen: ein gespeistes Steuersignal (z. B. ein Steuerbit eines Steuerregisters - nicht dargestellt), den ersten Eingangspuffer 112 und deaktiviert den zweiten Eingangspuffer 114 (z. B. durch Deaktivierung eines Aktivierungssignals ENA am Eingang EN des zweiten Eingangspuffers 114 und Aktivierung eines Aktivierungssignals ENB am Eingang EN des ersten Eingangspuffers 112). Insbesondere deaktiviert die Steuerlogik 122 in einer Ausführungsform den zweiten Eingangspuffer 114, indem sie als Reaktion auf die Deaktivierung des Aktivierungssignals ENA eine logische „0“ an einem Eingang EN des zweiten Eingangspuffers 114 hält, und aktiviert den ersten Eingangspuffer 112, indem sie als Reaktion auf die Aktivierung des Aktivierungssignals ENB eine logische „1“ am Eingang EN des ersten Eingangspuffers 112 aktiviert und hält. Da am ersten Eingangspuffer 112 V_IN und V_B beide 1,8 Volt betragen (in der Praxis kann V_IN etwas niedriger als V_B sein, abhängig von den Vorrichtungseigenschaften, z. B. kann V_IN innerhalb der Schwellenspannung einer MOSFET-Vorrichtung von V_B liegen), findet es am ersten Eingangspuffer 112 keine statische Stromaufnahme statt. Mit anderen Worten findet am ersten Eingangspuffer 112 keine statische Stromaufnahme statt, da V_IN im Wesentlichen gleich V_B ist.
MUX 120 ist so konfiguriert, dass er den einen oder den anderen der Ausgänge des ersten Eingangspuffers 112 und des zweiten Eingangspuffers 114, die an den jeweiligen Eingängen IN 0 und IN 1 von MUX 120 bereitgestellt sind, auswählt und ausgibt. In 1 sind die Ausgänge des ersten Eingangspuffers 112 und des zweiten Eingangspuffers 114 mit den Eingängen IN 0 bzw. IN 1 des MUX 120 wirkverbunden - in dem Fall des zweiten Eingangspuffers 114 über einen Spannungsschieber, hier einen Shift-Down-Puffer 118, der den Versorgungsspannungspegel V_A auf den geregelten Versorgungsspannungspegel V_B, den Logikpegel, hinuntersetzt. Der Ausgang des MUX 120 kann der Logikschaltlogik der MCU 132 (z. B. integrierter Schaltlogik, ohne darauf beschränkt zu sein) und darin implementierten Komponenten wie gewünscht zugeführt werden. MUX 120 ist über ENA/ENB steuerbar, um zwischen Signalen an den Eingängen IN 0 und IN 1 zu wählen, durch oder in Reaktion auf die Aktivierungsmittel, die zur Aktivierung/Deaktivierung des zweiten Eingangspuffers 114 und/oder des ersten Eingangspuffers 112 verwendet werden (z. B. durch die Steuerlogik 122, ohne darauf beschränkt zu sein). In dem in 1 dargestellten spezifischen Beispiel ist MUX 120 über das von der Steuerlogik 122 bereitgestellte Steuersignal ENA/ENB steuerbar, so dass, wenn der zweite Eingangspuffer 114 aktiviert ist (und der erste Eingangspuffer 112 deaktiviert ist), IN 1 ausgewählt wird, und wenn der erste Eingangspuffer 112 aktiviert ist (und der zweite Eingangspuffer 114 deaktiviert ist), IN 0 ausgewählt wird. MUX 120 ist optional, d. h. in einigen Ausführungsformen, die in den Figuren nicht dargestellt sind, können die Ausgänge des ersten Eingangspuffers 112 und des zweiten Eingangspuffers 114 entmultiplext und, als nicht einschränkendes Beispiel, über die Logikschaltlogik der MCU 132 mit dem gleichen oder einem anderen Peripheriegerät einer MCU wirkverbunden sein. Darüber hinaus ist in einigen Ausführungsformen insbesondere vorgesehen, dass die Steuerlogik 122 so konfiguriert werden kann, dass ENA und ENB beide auf 0 gesetzt werden, wodurch beide Eingangspuffer deaktiviert werden, wobei in diesem Fall MUX 120 so konfiguriert werden kann, dass er zufällig einen von IN 0 und IN 1 auswählt.
In einigen Fällen können die Steuerlogik 122, der MUX 120 und/oder die Logikschaltlogik der MCU 132 in einem Spannungsbereich arbeiten, der im Wesentlichen der geregelten Versorgungsspannung V_B entspricht, als nicht einschränkendes Beispiel, wenn V_B im Wesentlichen gleich dem logischen Spannungspegel der MCU ist. Mit anderen Worten kann der zweite Eingangspuffer 114 eine Schnittstelle zu einer externen Vorrichtung 128 bilden, die in einem höheren Spannungsbereich arbeitet als der Spannungsbereich der integrierten Schaltlogiken einer MCU, die den Allzweck-Eingang 100 einschließt. In einigen Ausführungsformen kann der Allzweck-Eingang 100 einen ersten und einen zweiten Spannungsschieber einschließen, hier den Shift-Up-Puffer 116 und den Shift-Down-Puffer 118, auf einem Pfad, der den zweiten Eingangspuffer 114 einschließt. Der Shift-Up-Puffer 116 ist so konfiguriert, dass er das von der Steuerlogik 122 bereitgestellte Signal ENA in einem Spannungsbereich, welcher der geregelten Versorgungsspannung V_B (z. B. einem logischen Spannungspegel) entspricht, auf einen Spannungspegel verschiebt, welcher der Versorgungsspannung V_A entspricht. Der Shift-Down-Puffer 118 ist so konfiguriert, dass er das vom zweiten Eingangspuffer 114 ausgegebene digitalisierte Ergebnis 134 von einem Pegel, der in einem Spannungsbereich liegt, welcher der Versorgungsspannung V_A entspricht, auf einen Pegel verschiebt, welcher der geregelten Versorgungsspannung V_B entspricht, die für den MUX 120 geeignet ist (z. B. ein logischer Spannungspegel). Der Shift-Up-Puffer 116 ist somit auf einem Aktivierungseingangspfad des zweiten Eingangspuffers 114 eingerichtet und der Shift-Down-Puffer ist somit auf einem Ausgangspfad des zweiten Eingangspuffers 114 eingerichtet.
Unter Verwendung eines alternativen Falles als Beispiel, um einen betrachteten Betrieb von Shift-Up-Puffer 116 und Shift-Down-Puffer 118 zu veranschaulichen, wenn die Steuerlogik 122 den zweiten Eingangspuffer 114 anstelle des ersten Eingangspuffers 112 aktiviert, während Vin = 1.8 V und die Versorgungsspannung V_A 5 V beträgt, beträgt die dem Shift-Up-Puffer 116 zugeführte Spannung V_A, und somit gibt der Shift-Up-Puffer 116 als Reaktion auf eine von der Steuerlogik 122 am Signal ENA zugeführte logische „1“ ein 5- Volt-Signal aus (in diesem Beispiel beträgt die logische „1“ am Signal ENA etwa 1,8 V, was über einem Auslösepunkt des Shift-Up-Puffers 116 liegt). Ein 5-Volt-Signal am Aktivierungseingang EN und ein 1,8-Volt-Signal (d. h. Vin) am Eingang IN des zweiten Eingangspuffers 114 reichen aus, um den zweiten Eingangspuffer 114 auszulösen, der ebenfalls ein 5-Volt-Signal ausgibt, da er von der Versorgungsspannung V_A versorgt wird. Der Ausgang des zweiten Eingangspuffers 114 wird einem Eingang des Shift-Down-Puffers 118 bereitgestellt, der so konfiguriert ist, dass er als Reaktion auf den Empfang eines 5-Volt-Signals vom zweiten Eingangspuffer 114 ein 1,8-Volt-Signal ausgibt (d. h. den Pegel, der in diesem Beispiel der geregelten Versorgungsspannung V_B entspricht).
Obwohl Vin (1,8 V) insbesondere in diesem alternativen Fall hoch genug ist, um den zweiten Eingangspuffer 114 auszulösen, reicht die Differenz zwischen V_A und V_IN aus, um eine statische Stromaufnahme am zweiten Eingangspuffer 114 zu veranlassen, solange das Signal ENA aktiviert ist. Wenn das Signal ENA deaktiviert ist, findet keine statische Stromaufnahme am zweiten Eingangspuffer 114 statt.
Einige Ausführungsformen beziehen sich im Allgemeinen auf eine Multispannungs-MCU, bei der ein oder mehrere Allzweck-Eingänge (GPI(s)) einem ersten Spannungsbereich (z. B. einem Versorgungsspannungsbereich einer MCU, ohne darauf beschränkt zu sein) zugeordnet werden können und ein oder mehrere Allzweck-Eingänge einem zweiten Spannungsbereich zugeordnet werden können, der niedriger ist als der erste Spannungsbereich.
2 zeigt ein schematisches Diagramm eines Allzweck-Eingangs 200 eines Multispannungs-Mikrocontrollersystems gemäß einer oder mehreren Ausführungsformen. In dem in 2 dargestellten spezifischen Beispiel schließen die Allzweck-Eingänge 200 eines Multispannungs-Mikrocontrollersystems den vorstehend unter Bezugnahme auf 1 erläuterten Allzweck-Eingang 100 ein, obwohl der Kürze halber die Steuerlogik 122 und die externe Spannungsversorgung 124 nicht dargestellt sind. Die Allzweck-Eingänge 200 schließen auch einen zweiten Allzweck-Eingang 204 ein, der zumindest teilweise mit einem anderen Spannungsbereich als der Allzweck-Eingang 100 verbunden ist, nämlich dem Spannungsbereich Vc. Der Eingangspuffer 208 wird mit der geregelten Versorgungsspannung V_B und der Eingangspuffer 212 mit der Versorgungsspannung Vc versorgt.
Der zweite Allzweck-Eingang 204 schließt ein mit den jeweiligen Eingängen des Eingangspuffers 208 und des Eingangspuffers 212 wirkverbundenes Eingangsstift-Pad 206 ein. Wenn der Eingangspuffer 212 durch die Aktivierungssignale ENA/ENB aktiviert wird, wandelt der Shift-Up-Puffer 210 ein digitales Aktivierungssignal ENA vom logischen Spannungspegel der geregelten Versorgungsspannung V_B in den Spannungspegel der Versorgungsspannung Vc (den Spannungsbereich des Eingangspuffers 212) um und stellt das aufwärts verschobene ENA an einen Aktivierungseingang des Eingangspuffers 212 bereit. Die Eingangsspannung V_IN wird an einem jeweiligen Eingangsstift des Eingangspuffers 212 empfangen, und als Reaktion auf V_IN und das aufwärts verschobene ENA stellt der Eingangspuffer 212 das digitalisierte Ergebnis 214 im Spannungsbereich Vc bereit. Das digitalisierte Ergebnis 214 wird am Shift-Down-Puffer 216 empfangen, der das digitalisierte Ergebnis 214 in einen Spannungsbereich der geregelten Versorgungsspannung V_B, hier den Logikpegelspannungsbereich der MCU, umwandelt und das (nun abwärts verschobene) digitalisierte Ergebnis 214 an den Multiplexer 218 bereitstellt.
Wenn der Eingangspuffer 208 durch das Aktivierungssignal ENB, das an einem Aktivierungseingang des Eingangspuffers 208 bereitgestellt wird, aktiviert wird, wird eine Eingangsspannung V_IN an einem jeweiligen Eingang des Eingangspuffers 208 empfangen, und der Eingangspuffer 208 gibt ein digitalisiertes Ergebnis 220 im Spannungsbereich der geregelten Versorgungsspannung V_B aus. Das digitalisierte Ergebnis 220 wird an den Multiplexer 218 bereitgestellt. Der Multiplexer 218 wählt als Reaktion auf die Aktivierungssignale ENA/ENB einen der Eingänge mit dem digitalisierten Ergebnis 214 oder dem digitalisierten Ergebnis 220 aus und stellt das Signal an seinem ausgewählten Eingang an die MCU-Logik bereit.
Insbesondere der Allzweck-Eingang 100 und der Allzweck-Eingang 204 weisen eine gemeinsame digitale Spannungsversorgung auf, die geregelte Spannung V_B. V_B ist von V_A abhängig, und somit kann der Allzweck-Eingang 204 zwischen einer Versorgungsspannung Vc und einer geregelten Versorgungsspannung V_B wählen, die nicht von der Versorgungsspannung Vc abhängig ist. Mit anderen Worten sind Vc und V_B unabhängig, was dem System mehr Flexibilität verleiht.
Die in 2 dargestellte spezifische Anordnung für die Versorgung von V_A, V_B und Vc - Versorgungsspannung V_A reguliert auf geregelte Versorgungsspannung V_B und Versorgungsspannung Vc (und beliebige weitere Versorgungsspannungen) - ist beispielhaft und andere Anordnungen sind von dieser Beschreibung umfasst. In nicht einschränkenden Beispielen können eine oder mehrere der Versorgungsspannungen V_A, V_B und V_C durch ein Schalternetzwerk versorgt werden. Als weiteres, nicht einschränkendes Beispiel kann die geregelte Versorgungsspannung V_B aus mehreren integrierten Spannungsreglern ausgewählt werden (z. B. durch einen Multiplexer, ohne darauf beschränkt zu sein). Als weiteres, nicht einschränkendes Beispiel können die Versorgungsspannungen V_A und V_B beide von einer anderen Versorgungsspannung durch einen integrierten Spannungsregler reguliert werden, der so konfiguriert ist, dass er die andere Versorgungsspannung reguliert, um in einem ersten Modus die Versorgungsspannung V_A zu versorgen, und dass er die andere Versorgungsspannung reguliert, um in einem zweiten Modus die geregelte Versorgungsspannung Va zu versorgen.
Insbesondere können Spannungsschieber, die einem von Vc versorgten Eingangspuffer (z. B. Eingangspuffer 212) zugeordnet sind, so konfiguriert sein, dass sie auf den Spannungspegel Vc umschalten, unabhängig davon, ob der Spannungspegel Vc über oder unter dem Spannungspegel V_B ist. Was somit in der vorstehenden Diskussion allgemein als Spannungsaufwärtsverschiebung des ENA-Signals bezeichnet wird, wenn V_C über V_B liegt, kann in einem Fall, in dem Vc unter V_B liegt, allgemein als Spannungsabwärtsverschiebung bezeichnet werden. Jede geeignete Schaltung und/oder Vorrichtung, die einem Durchschnittsfachmann bekannt ist, kann zur Spannungsverschiebung verwendet werden. Als nicht einschränkende Beispiele können dedizierte Aufwärts- und Abwärts-Spannungsschieber sowie Aufwärts-/Abwärtsschieber verwendet werden, die unabhängig davon arbeiten, welcher Spannungsbereich höher oder niedriger ist.
Wie hier erläutert, können in einigen Ausführungsformen Steuersignale zur Einstellung eines Spannungsbereichs von GPIs und damit zur selektiven Deaktivierung der statischen Stromaufnahme in Reaktion auf einen oder mehrere benutzerspezifische Parameter (d. h. einen Benutzer des GPIs) bestimmt und/oder erzeugt werden. Solche benutzerspezifischen Parameter können, als nicht einschränkende Beispiele, in Reaktion auf das Erkennen der Kopplung einer externen Vorrichtung mit einem Eingangsstift-Pad, das einen niedrigeren Spannungsbereich als den Versorgungsspannungsbereich einer MCU aufweist, als Reaktion auf ein Lsietungsverwaltungsprotokoll oder als Reaktion auf andere Einstellungen bereitgestellt werden.
3 ist ein Blockdiagramm, das ein System 300 zum Bestimmen und/oder Erzeugen von Steuersignalen (z. B. ENA und ENB, ohne darauf beschränkt zu sein) zum Einstellen eines Spannungsbereichs eines GPI, z. B. eines Allzweck-Eingangs 100 oder von Allzweck-Eingängen 200, ohne darauf beschränkt zu sein, gemäß einer oder mehreren Ausführungsformen darstellt. Wie in 3 dargestellt, kann das System 300 ein Steuerregister 302 und eine Steuerlogik 304 einschließen.
Das Steuerregister 302 kann so konfiguriert sein, dass es ein oder mehrere Steuerbits speichert, die einen Spannungsbereich anzeigen, und, in einem betrachteten Betrieb, kann die Steuerlogik 304 so konfiguriert sein, dass sie die Steuerbits des Steuerregisters 302 liest, ein Steuersignal als Reaktion auf die gelesenen Steuerbits bestimmt und ein Steuersignal bereitstellt, das an die wählbaren Eingangspuffer eines GPI bereitgestellt wird. In den unter Bezugnahme auf 1 und 2 erörterten Fällen kann die Auswahl Aktivierungssignale ENA/ENB einschließen. In einer Ausführungsform können die im Steuerregister 302 gespeicherten und von der Steuerlogik 304 gelesenen Steuerbits als nicht einschränkendes Beispiel während der Einrichtung eines GPI oder in Echtzeit benutzerspezifisch festgelegt werden.
4 ist ein Flussdiagramm, das einen Prozess 400 zur selektiven Deaktivierung der statischen Stromaufnahme an einem Allzweck-Eingang einer MCU gemäß einer oder mehreren Ausführungsformen darstellt.
Bei Operation 402 empfängt der Prozess 400 eine Versorgungsspannung. In einigen Ausführungsformen wird die Versorgungsspannung von einer externen Spannungsversorgung erzeugt (z. B. externe Spannungsversorgung 124, ohne darauf beschränkt zu sein) und über einen Versorgungsstift einer MCU empfangen (z. B. Versorgungsstift 126 oder ein Stift, der für eine Wirkverbindung mit einem Versorgungsstift wie dem Versorgungsstiftpad 202, 502, 504 oder 506, ohne darauf beschränkt zu sein, betreibbar ist). In anderen Ausführungsformen kann die Versorgungsspannung von einer externen Versorgungsspannung reguliert werden, die an einer MCU empfangen wird.
Bei Operation 404 erzeugt der Prozess 400 eine geregelte Versorgungsspannung als Reaktion auf die Versorgungsspannung. In einigen Ausführungsformen erzeugt ein Spannungsregler (z. B. der integrierte Spannungsregler 106 oder der integrierte Spannungsregler 508, ohne darauf beschränkt zu sein) die geregelte Versorgungsspannung. Ein Spannungspegel der geregelten Versorgungsspannung liegt innerhalb eines Vorrichtungsschwellenwerts einer niedrigsten festgelegten Eingangsspannung (z. B. eines Vorrichtungsschwellenwerts einer Vorrichtung (z. B. eines MOSFET-Transistors, ohne darauf beschränkt zu sein) eines Eingangspuffers 112, 208 oder 518, ohne darauf beschränkt zu sein).
Bei Operation 406 stellt der Prozess 400 die geregelte Versorgungsspannung an einen ersten Eingangspuffer (z. B. ersten Eingangspuffer 112, Eingangspuffer 208 oder Eingangspuffer 518, ohne darauf beschränkt zu sein) eines ersten Allzweck-Eingangs bereit.
Bei Operation 408 stellt der Prozess 400 die Versorgungsspannung an einen zweiten Eingangspuffer (z. B. zweiten Eingangspuffer 114, ohne darauf beschränkt zu sein) der ersten wählbaren Eingangspuffer des ersten Allzweck-Eingangs bereit.
Bei Operation 410 aktiviert der Prozess 400 den ersten Eingangspuffer und deaktiviert den zweiten Eingangspuffer und deaktiviert dadurch selektiv die statische Stromaufnahme am Allzweck-Eingang ab, wenn eine Eingangsspannung am ersten Allzweck-Eingang niedriger ist als die erste Versorgungsspannung. In einigen Ausführungsformen kann die Steuerlogik (z. B. die Steuerlogik 122, ohne darauf beschränkt zu sein) Aktivierungssignale erzeugen, die den ersten Eingangspuffer aktivieren und den zweiten Eingangspuffer deaktivieren und dadurch selektiv die statische Stromaufnahme am ersten Allzweck-Eingang deaktivieren.
Bei Operation 412 kann der Prozess 400 wahlweise die geregelte Versorgungsspannung während eines konfigurierbaren Ruhemodus des Mikrocontrollers mit niedrigster Spannung kontinuierlich zuführen (d. h. erzeugen und bereitstellen). In einigen Ausführungsformen führt der Spannungsregler, der die geregelte Versorgungsspannung im Betrieb 406 erzeugt, kontinuierlich die geregelte Versorgungsspannung zu. In einigen Ausführungsformen verwendet der Allzweck-Eingang etwa 1 Mikroampere (uA) oder weniger Strom für den Betrieb, während sich ein Mikrocontroller, der den Allzweck-Eingang einschließt, in einem Modus mit niedrigster Spannung befindet. Insbesondere kann ein eingebauter Spannungsregler etwa 1 uA oder weniger verwenden, um eine geregelte Versorgungsspannung zu erzeugen, die dem Allzweck-Eingang während des Modus mit niedrigster Spannung bereitgestellt wird.
5 ist ein schematisches Diagramm eines Mikrocontrollers 500 mit mehreren Spannungsquellen gemäß einer oder mehreren Ausführungsformen. Die in 1 und 2 dargestellten Anordnungen können als mit einer Spannungsquelle bzw. mit mehreren Spannungsquellen gekennzeichnet werden, weil sie ein Einzel-Versorgungsstift-Pad 104 und Dual-Versorgungsstift-Pads 104 bzw. 202 einschließen.
Der Mikrocontroller mit mehreren Spannungsquellen 500 schließt ein erstes Versorgungsstift-Pad 502, ein zweites Versorgungsstift-Pad 504 und wahlweise weitere Versorgungsstift-Pads 506 ein, die für Wirkverbindungen mit einzelnen Spannungsversorgungsquellen betreibbar sind, wobei hierin die Spannungsversorgungsquellen eine erste Spannungsversorgung, eine zweite Spannungsversorgung und eine N-te Spannungsversorgung einschließen, die jeweils Versorgungsspannungen VA(0), VA(1) bis VA(N) bereitstellen. Mindestens eines der Versorgungsstift-Pads ist mit einem Spannungsregler, hier Spannungsregler 508, wirkverbunden, der so konfiguriert ist, dass er eine geregelte Versorgungsspannung VB als Reaktion auf die Versorgungsspannung VA (0) erzeugt.
Der Mikrocontroller 500 mit mehreren Spannungsquellen kann so konfiguriert sein, dass er Versorgungsspannungen VA(0), VA(1) bis VA(N) und eine geregelte Versorgungsspannung V_B für den Allzweck-Eingang 510 und für die jeweiligen individuellen Eingangspuffer bereitstellt: Eingangspuffer 512, Eingangspuffer 514, Eingangspuffer 516 und Eingangspuffer 518. Das Eingangsstift-Pad 520 ist mit einem Eingang von jedem von Eingangspuffer 512, Eingangspuffer 514, Eingangspuffer 516 und Eingangspuffer 518 wirkverbunden. Jeder von Eingangspuffer 512, Eingangspuffer 514, Eingangspuffer 516 und Eingangspuffer 518 kann über Steuersignale gesteuert werden, die an jeweiligen Aktivierungseingängen empfangen werden, die mit dem zugeordneten Steuerregister 522 wirkverbunden sind. Obwohl in 5 nicht dargestellt, können die jeweiligen Steuersignalpfade zwischen dem zugeordneten Steuerregister 522 und den Eingangspuffern eine Spannungsschiebeschaltlogik einschließen, z. B. einen Shift-Up-Puffer 116 und einen Shift-Down-Puffer 118, ohne darauf beschränkt zu sein.
Im Betrieb ist das zugeordnete Steuerregister 522 so eingerichtet, dass ein jeweiliger Eingangspuffer 512, Eingangspuffer 514, Eingangspuffer 516 und Eingangspuffer 518 aktiviert wird, dessen Versorgungsspannung der Spannung des Eingangssignals entspricht, das an dem Eingangsstift-Pad 520 empfangen wird oder von dem erwartet wird, dass es dort empfangen wird, und die anderen Eingangspuffer 512, Eingangspuffer 514, Eingangspuffer 516 und Eingangspuffer 518 deaktiviert werden, um eine statische Stromaufnahme zu verhindern. Das zugeordnete Steuerregister 522 ist ferner so eingerichtet, dass der Eingangspuffer 512, der Eingangspuffer 514 und der Eingangspuffer 516 deaktiviert und der Eingangspuffer 518 aktiviert werden, wenn VIN kleiner als VA(0) bis VA(N) ist, und dadurch die statische Stromaufnahme am Allzweck-Eingang 510 deaktiviert wird.
In einer oder mehreren Ausführungsformen kann ein integrierter Spannungsregler, wie der integrierte Spannungsregler 106 und der integrierte Spannungsregler 508, ohne darauf beschränkt zu sein, so konfiguriert sein, dass er kontinuierlich eine hier offenbarte geregelte Versorgungsspannung erzeugt. Als nicht einschränkendes Beispiel kann ein solcher integrierter Spannungsregler ein „always on“-Spannungsregler sein, der eine geregelte Versorgungsspannung für zumindest einige integrierte Schaltlogiken einer MCU bereitstellt, die andere integrierte Schaltlogiken als einen Allzweck-Eingang oder wählbare Eingangspuffer allgemeiner einschließt.
In einer oder mehreren Ausführungsformen kann ein solcher integrierter Spannungsregler so konfiguriert sein, dass er kontinuierlich eine geregelte Versorgungsspannung als Reaktion auf eine Stromquelle erzeugt, die zumindest teilweise basierend auf dem niedrigsten Leistungsverbrauch oder einem anderen gewünschten Leistungsverbrauch einer Vorrichtung, die den integrierten Spannungsregler einschließt, festgelegt ist. In einer oder mehreren Ausführungsformen kann der niedrigste Leistungsverbrauch einem Ruhemodus oder dem niedrigsten Leistungsmodus einer Vorrichtung entsprechen, die den integrierten Spannungsregler einschließt. Als nicht einschränkendes Beispiel kann eine geregelte Versorgungsspannung von 1 uA Strom oder weniger aufgrund von Leistungsverbrauchsgrenzen während eines spezifischen Leistungsmodus einer Vorrichtung erzeugt werden und dadurch einen Allzweck-Eingang (z. B. den Allzweck-Eingang 100 oder 204, ohne darauf beschränkt zu sein) mit 1 uA Strom oder weniger versorgen.
Die Verwendung eines „always on“-Spannungsreglers kann unter anderem deshalb praktisch sein, weil MCUs häufig einen solchen Spannungsregler für andere Zwecke als die Versorgung eines Allzweck-Eingangs einschließen. Insbesondere wird ein Durchschnittsfachmann viele geeignete Anordnungen zum Erzeugen einer geregelten Versorgungsspannung erkennen, die von offenbarten Ausführungsformen umfasst ist, einschließlich ohne Einschränkung eines integrierten Spannungsreglers oder eines externen Spannungsreglers, der über einen geregelten Versorgungsspannungsstift einer MCU eine geregelte Versorgungsspannung zuführt.
Ein Durchschnittsfachmann wird viele Vorteile und Verwendungen für beschriebene Ausführungsformen erkennen. Ein solcher Anwendungsfall ist die Erkennung gültiger Aktivitäten am Allzweck-Eingang, während sich eine Vorrichtung in einem Niedrigleistungs-Betriebsmodus befindet. Die statische Stromaufnahme kann eine Energiequelle wie eine Batterie erschöpfen oder eine Vorrichtung dazu veranlassen, außerhalb einer für eine niedrige Leistung vorgesehenen Spezifikation zu arbeiten.
6 ist ein Blockdiagramm, das eine Aufweckschaltung 600 zur Wirkverbindung mit einem Übertragungsmedium wie einem Koaxialkabel oder einem Twisted-Pair-Kabel für einen Ethernet-Bus, ohne darauf beschränkt zu sein, über GPIO 602 zeigt. GPIO 602 kann ein Allzweck-Eingang 100 sein oder diesen einschließen, ohne darauf beschränkt zu sein.
Der GPIO 602 und der Aktivitätsdetektor 604 können in einem Bereich mit niedriger Leistung 614 arbeiten, der einem Niedrigleistungsmodus oder einem Betriebsbereich zugeordnet ist, wie beim Senden und Empfangen von Daten über den Bus. Im Niedrigleistungsmodus konfiguriert die Leistungsverwaltungseinheit 606 den GPIO 602 über die Steuerung 616 der Steuersignal-Leistungsverwaltung, um die statische Stromaufnahme zu deaktivieren. Als nicht einschränkendes Beispiel kann die Steuerung 616 der Steuersignal-Leistungsverwaltung ENA und ENB umfassen, um den zweiten Eingangspuffer 114 zu deaktivieren und den ersten Eingangspuffer 112 von 1 zu aktivieren und dadurch die statische Stromaufnahme am GPIO 602 zu deaktivieren, während er im Niedrigleistungsmodus arbeitet. Im Niedrigleistungsmodus kann der GPIO 602 die Busaktivität 608 (z. B. Spannungspegel, ohne darauf beschränkt zu sein) empfangen und digitalisierte Versionen dieser Signale als digitalisierte Busaktivität 610 an den Aktivitätsdetektor 604 bereitstellen. Der Aktivitätsdetektor 604 ist so konfiguriert, dass er eine gültige Busaktivität erkennt (z. B. Spannungspegel innerhalb eines Schwellenwerts oder mit ausreichender Dauer, ohne darauf beschränkt zu sein) und ein Aktivitätsmeldesignal 612 bereitstellt, um die Leistungsverwaltungseinheit 606 darüber zu informieren, dass eine gültige Busaktivität erkannt wurde. Die Leistungsverwaltungseinheit 606 kann als Reaktion auf das Aktivitätsmeldesignal 612, das eine gültige Busaktivität anzeigt, geeignete Maßnahmen ergreifen, einschließlich, ohne darauf beschränkt zu sein, des Einschaltens der Leistungsversorgung einer Vorrichtung, welche die Aufweckschaltung 600 einschließt, und des Konfigurierens von GPIO 602 für einen betriebsfähigen Leistungsmodus über die Steuerung 616 der Steuersignal-Leistungsverwaltung.
7 ist ein Blockdiagramm, das eine Schaltlogik 700 darstellt, die in einigen Ausführungsformen verwendet werden kann, um verschiedene hierin offenbarte Funktionen, Operationen, Handlungen, Prozesse und/oder Verfahren zu implementieren. Die Schaltlogik 700 schließt einen oder mehrere Prozessoren 702 (hierin manchmal als „Prozessoren 702“ bezeichnet) ein, die mit einer oder mehreren Einrichtungen, wie Datenspeichervorrichtungen (hierin manchmal als „Speicher 704“ bezeichnet) wirkverbunden sind, ohne darauf beschränkt zu sein. Der Speicher 704 schließt einen darauf gespeicherten (z. B. auf einem computerlesbaren Speicher gespeicherten) maschinenausführbaren Code 706 ein, und die Prozessoren 702 schließen die Logikschaltlogik 708 ein. Der maschinenausführbare Code 706 schließt Informationen ein, die Funktionselemente beschreiben, die durch die Logikschaltlogik 708 implementiert (z. B. ausgeführt) werden können. Die Logikschaltlogik 708 ist dafür ausgelegt, die durch den maschinenausführbaren Code 706 beschriebenen Funktionselemente zu implementieren (z. B. auszuführen). Die Schaltlogik 700 sollte beim Ausführen der durch den maschinenausführbaren Code 706 beschriebenen Funktionselemente als Spezialhardware betrachtet werden, die zum Ausführen von hierin offenbarten Funktionselementen konfiguriert ist. In einigen Ausführungsformen können die Prozessoren 702 konfiguriert sein, um die durch den maschinenausführbaren Code 706 beschriebenen Funktionselemente sequentiell, gleichzeitig (z. B. auf einer oder mehreren unterschiedlichen Hardwareplattformen) oder in einem oder mehreren parallelen Prozessströmen auszuführen.
Wenn er durch die Logikschaltlogik 708 der Prozessoren 702 implementiert wird, ist der maschinenausführbare Code 706 konfiguriert, um die Prozessoren 702 so anzupassen, dass diese Operationen der hierin offenbarten Ausführungsformen ausführen. Zum Beispiel kann der maschinenausführbare Code 706 so konfiguriert sein, dass er die Prozessoren 702 so anpasst, dass sie zumindest einen Teil oder die Gesamtheit der erläuterten Operationen für den Allzweck-Eingang 100, die Allzweck-Eingänge 200, das System 300, den Mikrocontroller 500 mit mehreren Spannungsquellen und die Aufweckschaltung 600 durchführen, ohne darauf beschränkt zu sein.
Als spezifisches, nicht einschränkendes Beispiel kann der maschinenausführbare Code so konfiguriert sein, dass er die Prozessoren 702 anweist, zumindest einige Funktionen des Allzweck-Eingangs 100, der Allzweck-Eingänge 200, des Systems 300, des Verfahrens 400, des Mikrocontrollers 500 und der Aufweckschaltung 600 durchzuführen, ohne darauf beschränkt zu sein.
Die Prozessoren 702 können einen Universalprozessor, einen Spezialprozessor, eine Zentralverarbeitungseinheit (CPU), eine MCU, eine speicherprogrammierbare Steuerung (PLC), einen digitalen Signalprozessor (DSP), eine anwendungsspezifische integrierte Schaltung (ASIC), eine anwenderprogrammierbare Gateanordnung (FPGA) oder eine andere programmierbare Logikvorrichtung, diskrete Gate- oder Transistorlogik, diskrete Hardwarekomponenten, eine andere programmierbare Vorrichtung oder eine beliebige Kombination davon, die zum Ausführen der hierin offenbarten Funktionen ausgelegt ist, einschließen. Ein Universalcomputer einschließlich eines Prozessors wird als Spezialcomputer angesehen, während der Universalcomputer so konfiguriert ist, dass er Rechenanweisungen (z. B. einen Softwarecode) ausführt, die sich auf Ausführungsformen der vorliegenden Offenbarung beziehen. Es wird darauf hingewiesen, dass ein Universalprozessor (der hierin auch als Host-Prozessor oder einfach als Host bezeichnet werden kann) ein Mikroprozessor sein kann, aber alternativ können die Prozessoren 702 jeden beliebigen herkömmlichen Prozessor, Steuerung, Mikrocontroller oder Zustandsautomat einschließen. Die Prozessoren 702 können auch als eine Kombination von Rechenvorrichtungen, wie eine Kombination aus einem DSP und einem Mikroprozessor, eine Vielzahl von Mikroprozessoren, ein oder mehrere Mikroprozessoren in Verbindung mit einem DSP-Kern oder eine beliebige andere derartige Konfiguration implementiert sein.
In einigen Ausführungsformen schließt der Speicher 704 einen flüchtigen Datenspeicher (z. B. Direktzugriffsspeicher (RAM), ohne darauf beschränkt zu sein), nichtflüchtigen Datenspeicher (z. B. Flash-Speicher, ein Festplattenlaufwerk, ein Solid-State-Laufwerk, löschbaren programmierbaren Nur-Lese-Speicher (EPROM), ohne darauf beschränkt zu sein) ein. In einigen Ausführungsformen können die Prozessoren 702 und der Speicher 704 in einer einzelnen Vorrichtung implementiert sein (z. B. ein Halbleitervorrichtungsprodukt, ein System-on-Chip (SOC), ohne darauf beschränkt zu sein). In einigen Ausführungsformen können die Prozessoren 702 und der Speicher 704 in separaten Vorrichtungen implementiert sein.
In einigen Ausführungsformen kann der maschinenausführbare Code 706 computerlesbare Anweisungen (z. B. Softwarecode, Firmwarecode, ohne darauf beschränkt zu sein) einschließen. Als nicht einschränkendes Beispiel können die computerlesbaren Anweisungen durch den Speicher 704 gespeichert werden, es kann direkt durch die Prozessoren 702 auf diese zugegriffen werden und diese können durch die Prozessoren 702 unter Verwendung mindestens der Logikschaltlogik 708 ausgeführt werden. Ebenfalls als nicht einschränkendes Beispiel können die computerlesbaren Anweisungen auf dem Speicher 704 gespeichert, zur Ausführung an eine Speichervorrichtung (nicht gezeigt) übertragen und durch die Prozessoren 702 unter Verwendung mindestens der Logikschaltlogik 708 ausgeführt werden. Dementsprechend schließt die Logikschaltlogik 708 in einigen Ausführungsformen eine elektrisch konfigurierbare Logikschaltlogik 708 ein.
In einigen Ausführungsformen kann der maschinenausführbare Code 706 Hardware (z. B. Schaltlogiken) beschreiben, die in der Logikschaltlogik 708 implementiert wird, um die Funktionselemente auszuführen. Diese Hardware kann auf einer Vielzahl von Abstraktionsebenen beschrieben werden, von Low-Level-Transistor-Layouts bis zu High-Level-Beschreibungssprachen. Auf einer hohen Abstraktionsebene kann eine Hardware-Beschreibungssprache (HDL) wie eine IEEE-Standard-Hardware-Beschreibungssprache (HDL) verwendet werden, ohne darauf beschränkt zu sein. Als nicht einschränkende Beispiele können Verilog™, SystemVerilog™ oder Hardwarebeschreibungssprachen (VHDL™) mit Very Large Scale Integration (VLSI) verwendet werden.
HDL-Beschreibungen können nach Belieben in Beschreibungen auf einer beliebigen von zahlreichen anderen Abstraktionsebenen umgewandelt werden. Als nicht einschränkendes Beispiel kann eine Beschreibung auf hoher Ebene in eine Beschreibung auf Logikebene umgewandelt werden, wie beispielsweise eine Register-Übertragungssprache (RTL), eine Beschreibung auf Gate-Ebene (GL), eine Beschreibung auf Layout-Ebene oder eine Beschreibung auf Masken-Ebene. Als ein nicht einschränkendes Beispiel können Mikrooperationen, die durch Hardware-Logikschaltlogiken (z. B. Gates, Flip-Flops, Register, ohne darauf beschränkt zu sein) der Logikschaltlogik 708 ausgeführt werden sollen, in einer RTL beschrieben und dann von einem Synthesewerkzeug in eine GL-Beschreibung umgewandelt werden, und die GL-Beschreibung kann von einem Platzierungs- und Routing-Werkzeug in eine Beschreibung auf Layout-Ebene umgewandelt werden, die einem physischen Layout einer integrierten Schaltlogik einer programmierbaren Logikvorrichtung, diskreter Gate- oder Transistorlogik, diskreten Hardwarekomponenten oder Kombinationen davon entspricht. Dementsprechend kann in einigen Ausführungsfonnen der maschinenausführbare Code 706 eine HDL, eine RTL, eine GL-Beschreibung, eine Maskenebenenbeschreibung, eine andere Hardwarebeschreibung oder eine beliebige Kombination davon einschließen.
In Ausführungsformen, in denen der maschinenausführbare Code 706 eine Hardwarebeschreibung (auf beliebiger Abstraktionsebene) einschließt, kann ein System (nicht gezeigt, aber den Speichers 704 einschließend) konfiguriert sein, um die durch den maschinenausführbaren Code 706 beschriebene Hardwarebeschreibung zu implementieren. Als nicht einschränkendes Beispiel können die Prozessoren 702 eine programmierbare Logikvorrichtung (z. B. ein FPGA oder ein PLC) einschließen, und die Logikschaltlogik 708 kann elektrisch gesteuert werden, um eine der Hardwarebeschreibung entsprechende Schaltlogik in der Logikschaltlogik 708 zu implementieren. Ebenfalls als nicht einschränkendes Beispiel kann die Logikschaltlogik 708 eine festverdrahtete Logik einschließen, die von einem Fertigungssystem (nicht gezeigt, aber den Speichers 704 einschließend) gemäß der Hardwarebeschreibung des maschinenausführbaren Codes 706 hergestellt wird.
Ungeachtet dessen, ob der maschinenausführbare Code 706 computerlesbare Anweisungen oder eine Hardwarebeschreibung einschließt, ist die Logikschaltlogik 708 dafür ausgelegt, diese die durch den maschinenausführbaren Code 706 beschriebenen Funktionselemente durchzuführen, wenn die Funktionselemente des maschinenausführbaren Codes 706 implementiert werden. Es sei darauf hingewiesen, dass, obwohl eine Hardwarebeschreibung Funktionselemente möglicherweise nicht direkt beschreibt, eine Hardwarebeschreibung indirekt Funktionselemente beschreibt, welche die durch die Hardwarebeschreibung beschriebenen Hardwareelemente ausführen können.
Begriffe, die in der vorliegenden Offenbarung und insbesondere in den beiliegenden Ansprüchen verwendet werden (z. B. Inhalte der beiliegenden Ansprüche), sind im Allgemeinen als „offene“ Begriffe gedacht (z. B. sollte der Begriff „einschließlich“ als „einschließlich, jedoch nicht beschränkt auf‟ interpretiert werden, der Begriff „aufweisend“ sollte als „mindestens aufweisend“ interpretiert werden, der Begriff „schließt ein“ sollte als „schließt ein, ist jedoch nicht beschränkt auf‟ interpretiert werden, usw.).
Darüber hinaus wird, wenn eine bestimmte Anzahl von eingeführten Anspruchsangabe beabsichtigt ist, eine solche Absicht ausdrücklich im Anspruch genannt, und in Ermangelung einer solchen Aufzählung liegt keine solche Absicht vor. Als Verständnishilfe können zum Beispiel die folgenden beiliegenden Ansprüche die Verwendung der einleitenden Phrasen „mindestens eine/r/s“ und „eine/r/s oder mehrere“ zum Einführen von Anspruchsangaben enthalten. Die Verwendung solcher Phrasen sollte jedoch nicht so ausgelegt werden, dass sie impliziert, dass die Einführung einer Anspruchsangabe durch die unbestimmten Artikel „ein“ oder „eine“ einen bestimmten Anspruch, der eine solche eingeführte Anspruchsangabe enthält, auf Ausführungsformen beschränkt, die nur eine solche Angabe enthalten, selbst wenn derselbe Anspruch die einleitenden Phrasen „eine/r/s oder mehrere“ oder „mindestens eine/r/s“ und unbestimmte Artikel wie „ein“ und/oder „eine“ einschließt (z. B. soll „ein“ und/oder „eine“ so interpretiert werden, dass es „mindestens ein/e“ oder „ein/e oder mehrere“ bedeutet); gleiches gilt für die Verwendung bestimmter Artikel, die zur Einführung von Anspruchsangaben verwendet werden.
Selbst wenn eine bestimmte Anzahl einer eingeführten Anspruchsangabe explizit angegeben ist, wird der Fachmann außerdem erkennen, dass eine solche Angabe so interpretiert werden sollte, dass sie mindestens die angegebene Anzahl bedeutet (z. B. bedeutet die bloße Angabe von „zwei Angaben“ ohne andere Modifikatoren mindestens zwei Angaben oder zwei oder mehr Angaben). Des Weiteren ist in den Fällen, in denen eine Konvention analog zu „mindestens eines von A, B und C usw.“ oder „eines oder mehrere von A, B und C usw.“ verwendet wird, eine solche Konstruktion im Allgemeinen dazu bestimmt, A allein, B allein, C allein, A und B zusammen, A und C zusammen, B und C zusammen, oder A, B und C zusammen zu bedeuten.
Ferner sollte jedes disjunkte Wort oder jede disjunkte Phrase, das bzw. die zwei oder mehr alternative Begriffe darstellt, sei es in der Beschreibung, den Ansprüchen oder den Zeichnungen, so verstanden werden, dass die Möglichkeit des Einschließens eines der Begriffe, des einen oder des anderen Begriffs oder beider Begriffe in Betracht gezogen wird. Zum Beispiel sollte die Phrase „A oder B“ so verstanden werden, dass sie die Möglichkeiten „A“ oder „B“ oder „A und B“ einschließt.
Zusätzliche, nicht einschränkende Ausführungsfbrmen der Offenbarung können einschließen:

Ausführungsform 1: Allzweck-Eingang eines Mikrocontrollers, wobei der Allzweck-Eingang umfasst: ein Eingangsstift-Pad, das für die Wirkverbindung mit einer Vorrichtung außerhalb eines Mikrocontrollers konfiguriert ist; und eine Schaltlogik, die eingerichtet ist, um die statische Stromaufnahme am Allzweck-Eingang selektiv zu deaktivieren.
Ausführungsform 2: Allzweck-Eingang nach Ausführungsform 1, ferner umfassend: ein Versorgungsstift-Pad, das zur Wirkverbindung mit einer Spannungsversorgung des Mikrocontrollers konfiguriert ist.
Ausführungsform 3: Allzweck-Eingang nach einer der Ausführungsformen 1 und 2, wobei die Spannungsversorgung des Mikrocontrollers eine externe Spannungsversorgung ist. Ausführungsform 4: Allzweck-Eingang nach einer der Ausführungsformen 1 bis 3, wobei die Schaltlogik, die so eingerichtet ist, dass sie die statische Stromaufnahme am Allzweck-Eingang selektiv desaktiviert, so konfiguriert ist, dass sie die statische Stromaufnahme desaktiviert, wenn eine Eingangsspannung an dem Eingangsstift-Pad niedriger ist als eine Versorgungsspannung der Spannungsversorgung des Mikrocontrollers.
Ausführungsform 5: Allzweck-Eingang nach einer der Ausführungsformen 1 bis 4, wobei die Spannungsversorgung für eine Logikschaltlogik des Mikrocontrollers ist.
Ausführungsform 6: Allzweck-Eingang nach einer der Ausführungsformen 1 bis 5, ferner umfassend einen integrierten Spannungsregler, wobei der integrierte Spannungsregler umfasst: einen Eingang, wobei der Eingang mit dem Versorgungsstift-Pad wirkverbunden ist; und einen Ausgang, wobei der Ausgang mit der Schaltlogik wirkverbunden ist, die eingerichtet ist, um die statische Stromaufnahme selektiv zu deaktivieren.
Ausführungsform 7: Allzweck-Eingang nach einer der Ausführungsformen 1 bis 6, wobei die Schaltlogik, die so eingerichtet ist, dass sie die statische Stromaufnahme am Allzweck-Eingang selektiv deaktiviert, so konfiguriert ist, dass sie die statische Stromaufnahme als Reaktion auf Steuersignale deaktiviert.
Ausführungsform 8: Mikrocontroller, umfassend: einen oder mehrere Allzweck-Eingänge; und einen ersten wählbaren Eingangspuffer eines ersten Allzweck-Eingangs des einen oder der mehreren Allzweck-Eingänge, wobei ein erster Eingangspuffer des ersten wählbaren Eingangspuffers wählbar ist, um die statische Stromaufnahme am ersten Allzweck-Eingang zu deaktivieren, wenn eine Eingangsspannung am ersten Allzweck-Eingang niedriger als eine Versorgungsspannung ist.
Ausführungsform 9: Mikrocontroller nach Ausführungsform 8, ferner umfassend einen zweiten Eingangspuffer der ersten wählbaren Eingangspuffer des ersten Allzweck-Eingangs.
Ausführungsform 10: Mikrocontroller nach einer der Ausführungsformen 8 und 9, ferner umfassend: eine Steuerlogik des ersten Allzweck-Eingangs, wobei die Steuerlogik dazu konfiguriert ist, Steuersignale bereitzustellen, um einen des ersten Eingangspuffers und des zweiten Eingangspuffers zu aktivieren.
Ausführungsform 11: Mikrocontroller nach einer der Ausführungsformen 8 bis 10, ferner umfassend: ein Steuerregister, das mit jeweiligen Aktivierungseingängen des ersten Eingangspuffers und des zweiten Eingangspuffers wirkverbunden ist.
Ausführungsform 12: Mikrocontroller nach einer der Ausführungsformen 8 bis 11, ferner umfassend: einen ersten Spannungsschieber, der auf einem Aktivierungseingangspfad des zweiten Eingangspuffers eingerichtet ist; und einen zweiten Spannungsschieber, der auf einem Ausgangspfad des zweiten Eingangspuffers eingerichtet ist.
Ausführungsform 13: Mikrocontroller nach einer der Ausführungsformen 8 bis 12, wobei der erste Spannungsschieber eingerichtet ist, um ein Steuersignal an einen Spannungspegel des zweiten Eingangspuffers anzupassen, und der zweite Spannungsschieber eingerichtet ist, um ein Ausgangssignal des zweiten Eingangspuffers an den logischen Spannungspegel anzupassen.
Ausführungsform 14: Mikrocontroller nach einer der Ausführungsformen 8 bis 13, ferner umfassend: einen Spannungsregler des ersten Allzweck-Eingangs, wobei ein Eingang des Spannungsreglers mit einem Versorgungsstift-Pad wirkverbunden ist und ein Ausgang des Spannungsreglers mit dem ersten Eingangspuffer wirkverbunden ist.
Ausführungsform 15: Mikrocontroller nach einer der Ausführungsformen 8 bis 14, wobei der Spannungsregler dazu konfiguriert ist, die Versorgungsspannung zu empfangen und eine geregelte Versorgungsspannung als Reaktion auf die Versorgungsspannung bereitzustellen.
Ausführungsform 16: Mikrocontroller nach einer der Ausführungsformen 8 bis 15, wobei der Spannungsregler dazu konfiguriert ist, die geregelte Versorgungsspannung während eines Modus mit niedrigster Spannung kontinuierlich zu erzeugen und bereitzustellen.
Ausführungsform 17: Mikrocontroller nach einer der Ausführungsformen 8 bis 16, wobei der Spannungsregler dazu konfiguriert ist, die geregelte Versorgungsspannung innerhalb einer Vorrichtungsschwellenspannung einer niedrigsten festgelegten Eingangsspannung zu erzeugen.
Ausführungsform 18: Mikrocontroller nach einer der Ausführungsformen 8 bis 17, wobei der Spannungsregler ein integrierter Spannungsregler ist.
Ausführungsform 19: Mikrocontroller, umfassend: ein erstes Versorgungsstift-Pad; ein zweites Versorgungsstift-Pad; und einen Allzweck-Eingang, wobei der Allzweck-Eingang umfasst: einen ersten Eingangspuffer, der mit dem ersten Versorgungsstift-Pad wirkverbunden ist; einen zweiten Eingangspuffer, der mit dem zweiten Versorgungsstift-Pad wirkverbunden ist; einen dritten Eingangspuffer, der mit einem Spannungsregler wirkverbunden ist; und ein zugeordnetes Steuerregister, wobei Aktivierungseingänge des ersten, zweiten und dritten Eingangspuffers mit dem zugeordneten Steuerregister wirkverbunden sind.
Ausführungsform 20: Mikrocontroller nach Ausführungsform 19, wobei der Allzweck-Eingang ein Eingangsstift-Pad umfasst, wobei das Eingangsstift-Pad mit dem ersten Eingangspuffer, dem zweiten Eingangspuffer und dem dritten Eingangspuffer wirkverbunden ist.
Ausführungsform 21: Verfahren, umfassend: Empfangen einer Versorgungsspannung, Bereitstellen der Versorgungsspannung an erste wählbare Eingangspuffer eines ersten Allzweck-Eingangs; Erzeugen einer geregelten Versorgungsspannung als Reaktion auf die Versorgungsspannung; Bereitstellen der geregelten Versorgungsspannung an einen ersten Eingangspuffer der ersten wählbaren Eingangspuffer; Bereitstellen der Versorgungsspannung an einen zweiten Eingangspuffer der ersten wählbaren Eingangspuffer; und Auswählen des ersten Eingangspuffers und dadurch selektives Deaktivieren der statischen Stromaufnahme am ersten Allzweck-Eingang, wenn eine Eingangsspannung an den ersten Allzweck-Eingängen niedriger als die Versorgungsspannung ist.

Während die vorliegende Offenbarung hierin in Bezug auf bestimmte veranschaulichte Ausführungsformen beschrieben wurde, wird der Fachmann erkennen und anerkennen, dass die vorliegende Offenbarung nicht darauf beschränkt ist. Vielmehr können viele Ergänzungen, Streichungen und Modifikationen an den veranschaulichten und beschriebenen Ausführungsformen vorgenommen werden, ohne vom Schutzumfang der Erfindung, wie er im nachfolgend zusammen mit ihren rechtlichen Äquivalenten beansprucht wird, abzuweichen. Zusätzlich können Merkmale von einer oder mehreren Ausführungsformen mit Merkmalen einer oder mehreren anderen Ausführungsformen kombiniert werden, während sie immer noch innerhalb des Schutzumfangs der Offenbarung enthalten sind, wie er von den Erfindern in Betracht gezogen wird.
ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
Diese Liste der vom Anmelder aufgeführten Dokumente wurde automatisiert erzeugt und ist ausschließlich zur besseren Information des Lesers aufgenommen. Die Liste ist nicht Bestandteil der deutschen Patent- bzw. Gebrauchsmusteranmeldung. Das DPMA übernimmt keinerlei Haftung für etwaige Fehler oder Auslassungen.
Zitierte Patentliteratur

US 62/867553 [0001]

Claims

Allzweck-Eingang eines Mikrocontrollers, wobei der Allzweck-Eingang umfasst: ein Eingangsstift-Pad, das zur Wirkverbindung mit einer Vorrichtung außerhalb eines Mikrocontrollers konfiguriert ist; und eine Schaltlogik, die eingerichtet ist, um die statische Stromaufnahme am Allzweck-Eingang selektiv zu deaktivieren.
Allzweck-Eingang nach Anspruch 1, ferner umfassend: ein Versorgungsstift-Pad, das zur Wirkverbindung mit einer Spannungsversorgung des Mikrocontrollers konfiguriert ist.
Allzweck-Eingang nach Anspruch 2, wobei die Spannungsversorgung des Mikrocontrollers eine externe Spannungsversorgung ist.
Allzweck-Eingang nach Anspruch 2, wobei die Schaltlogik, die so eingerichtet ist, dass sie die statische Stromaufnahme am Allzweck-Eingang selektiv desaktiviert, so konfiguriert ist, dass sie die statische Stromaufnahme desaktiviert, wenn eine Eingangsspannung an dem Eingangsstift-Pad niedriger ist als eine Versorgungsspannung der Spannungsversorgung des Mikrocontrollers.
Allzweck-Eingang nach Anspruch 2, ferner umfassend einen integrierten Spannungsregler, wobei der integrierte Spannungsregler umfasst: einen Eingang, wobei der Eingang mit dem Versorgungsstift-Pad wirkverbunden ist; und einen Ausgang, wobei der Ausgang mit der Schaltlogik wirkverbunden ist, die eingerichtet ist, um die statische Stromaufnahme selektiv zu deaktivieren.
Allzweck-Eingang nach Anspruch 1, wobei die Schaltlogik, die so eingerichtet ist, dass sie die statische Stromaufnahme am Allzweck-Eingang selektiv deaktiviert, so konfiguriert ist, dass sie die statische Stromaufnahme als Reaktion auf Steuersignale deaktiviert.
Mikrocontroller, umfassend: einen oder mehrere Allzweck-Eingänge; und einen ersten wählbaren Eingangspuffer eines ersten Allzweck-Eingangs des einen oder der mehreren Allzweck-Eingänge, wobei ein erster Eingangspuffer des ersten wählbaren Eingangspuffers wählbar ist, um die statische Stromaufnahme am ersten Allzweck-Eingang zu deaktivieren, wenn eine Eingangsspannung am ersten Allzweck-Eingang niedriger als eine Versorgungsspannung ist.
Mikrocontroller nach Anspruch 7, ferner umfassend einen zweiten Eingangspuffer der ersten wählbaren Eingangspuffer des ersten Allzweck-Eingangs.
Mikrocontroller nach Anspruch 8, ferner umfassend: eine Steuerlogik des ersten Allzweck-Eingangs, wobei die Steuerlogik dazu konfiguriert ist, Steuersignale bereitzustellen, um einen des ersten Eingangspuffers und des zweiten Eingangspuffers zu aktivieren.
Mikrocontroller nach Anspruch 9, ferner umfassend: ein Steuerregister, das mit jeweiligen Aktivierungseingängen des ersten Eingangspuffers und des zweiten Eingangspuffers wirkverbunden ist.
Mikrocontroller nach Anspruch 8, ferner umfassend: einen ersten Spannungsschieber, der auf einem Aktivierungseingangspfad des zweiten Eingangspuffers eingerichtet ist; und einen zweiten Spannungsschieber, der auf einem Ausgangspfad des zweiten Eingangspuffers eingerichtet ist.
Mikrocontroller nach Anspruch 11, wobei der erste Spannungsschieber eingerichtet ist, um ein Steuersignal an einen Spannungspegel des zweiten Eingangspuffers anzupassen, und der zweite Spannungsschieber eingerichtet ist, um ein Ausgangssignal des zweiten Eingangspuffers an den logischen Spannungspegel anzupassen.
Mikrocontroller nach Anspruch 8, ferner umfassend: einen Spannungsregler des ersten Allzweck-Eingangs, wobei ein Eingang des Spannungsreglers mit einem Versorgungsstift-Pad wirkverbunden ist und ein Ausgang des Spannungsreglers mit dem ersten Eingangspuffer wirkverbunden ist.
Mikrocontroller nach Anspruch 13, wobei der Spannungsregler eingerichtet ist, um die Versorgungsspannung zu empfangen und eine geregelte Versorgungsspannung als Reaktion auf die Versorgungsspannung bereitzustellen.
Mikrocontroller nach Anspruch 14, wobei der Spannungsregler dazu konfiguriert ist, die geregelte Versorgungsspannung während eines Modus mit niedrigster Spannung kontinuierlich zu erzeugen und bereitzustellen.
Mikrocontroller nach Anspruch 14, wobei der Spannungsregler dazu konfiguriert ist, die geregelte Versorgungsspannung innerhalb einer Vorrichtungsschwellenspannung einer niedrigsten festgelegten Eingangsspannung zu erzeugen.
Mikrocontroller nach Anspruch 14, wobei der Spannungsregler ein integrierter Spannungsregler ist.
Mikrocontroller, umfassend: ein erstes Versorgungsstift-Pad; ein zweites Versorgungsstift-Pad; und einen Allzweck-Eingang, wobei der Allzweck-Eingang umfasst: einen ersten Eingangspuffer, der mit dem ersten Versorgungsstift-Pad wirkverbunden ist; einen zweiten Eingangspuffer, der mit dem zweiten Versorgungsstift-Pad wirkverbunden ist; einen dritten Eingangspuffer, der mit einem Spannungsregler wirkverbunden ist; und ein zugeordnetes Steuerregister; und wobei die Aktivierungseingänge des ersten, zweiten und dritten Eingangspuffers mit dem zugeordneten Steuerregister wirkverbunden sind.
Mikrocontroller nach Anspruch 18, wobei der Allzweck-Eingang ein Eingangsstift-Pad umfasst, wobei das Eingangsstift-Pad mit dem ersten Eingangspuffer, dem zweiten Eingangspuffer und dem dritten Eingangspuffer wirkverbunden ist.
Verfahren, umfassend: Empfangen einer Versorgungsspannung; Erzeugen einer geregelten Versorgungsspannung als Reaktion auf die Versorgungsspannung, Bereitstellen der geregelten Versorgungsspannung an einen ersten Eingangspuffer eines ersten wählbaren Eingangspuffers; Bereitstellen der Versorgungsspannung an einen zweiten Eingangspuffer des ersten wählbaren Eingangspuffers; und und Auswählen des ersten Eingangspuffers und dadurch selektives Deaktivieren der statischen Stromaufnahme an einem ersten Allzweck-Eingang, wenn eine Eingangsspannung an den ersten Allzweck-Eingängen niedriger als die Versorgungsspannung ist.