[发明专利]一种低功耗双向数字电平转换电路及芯片

说明书

本发明公开一种具有自动方向检测和强输出驱动能力的低功耗双向数字电平转换电路及芯片，其包括第一电压域输入输出模块、第二电压域输入输出模块、第一电源端、第二电源端、第一输入输出端、第二输入输出端、第一复位端和第二复位端。本发明通过第一、第二电压域输入输出模块分别对各自的输入输出端的低电平下降沿先后关系进行判断锁存，实现双向数字电平转换方向的自动检测设置、驱动设置及时序设置。通过以上方式，本发明可解决现有技术中双向数字电平转换电路及芯片需要额外方向使能控制端、输出驱动能力不足、动态功耗高的问题。

技术领域

本发明专利涉及电子领域，尤其是涉及一种低功耗双向数字电平转换电路及芯片。

背景技术

集成电路广泛应用于电子和计算机系统中，随着半导体工艺制程的多样化、专用芯片的功能差异化以及电路技术越来越先进，使得不同工作电压域的芯片之间的通信连接变得越来越普遍，这其中不同电压域芯片的通信连接就需要通过数字电平转换电路或芯片进行电平变换处理，方能完成可靠通信。传统的电平转换电路通常采用光耦隔离或漏极开路等结构外加上拉电阻来实现，但上拉电阻往往驱动能力不够，同时要实现双向电平转换则需要更复杂的外部电路以及占用更多的主控芯片控制端口和更大的电路板面积。因此，采用集成的单芯片数字电平转换芯片已成为了电路设计者的首选，比如德州仪器公司(Texas Instruments)出品的SN74LVC系列和SN74AVC系列双向电平转换芯片被广泛使用，但此系列芯片需要方向使能控制，额外占用主控芯片的控制端口，系统应用上不够精简与灵活，成本也较高。

发明内容

本发明的目的是提供一种低功耗双向数字电平转换电路及芯片，用于简化电子系统不同电压域芯片之间通信的电平转换结构，精简系统体积，降低成本。

为实现上述目的，本发明实施例提供以下技术方案：

在一方面，本发明实施例提供一种具有自动方向检测和强输出驱动能力的低功耗双向数字电平转换电路，其包括第一电压域输入输出模块、第二电压域输入输出模块、第一电源端、第二电源端、第一输入输出端、第二输入输出端、第一复位端和第二复位端。

优选地，所述第一电压域输入输出模块包含第一逻辑电平转换模块、第一D触发器、第一时序产生模块、第一反相器、第一电阻、第三电阻、第一NMOS、第一PMOS和第三PMOS，其中第一D触发器、第一时序产生模块、第一反相器采用第一电源端供电；所述第二电压域输入输出模块包含第二逻辑电平转换模块、第二D触发器、第二时序产生模块、第二反相器、第二电阻、第四电阻、第二NMOS、第二PMOS和第四PMOS，其中第二D触发器、第二时序产生模块、第二反相器采用第二电源端供电。

优选地，所述第一时序产生模块和第二时序产生模块的电路结构相同，均包含时钟输入端(Cd)、第一时钟输出端(C1)、第二时钟输出端(C2)、时序复位输入端(ResetB)、时序使能输入端(ENB)和时序控制输入端(Ctrl)。

优选地，所述第一逻辑电平转换模块和第二逻辑转换模块的电路结构相同，均包含低压电源端(VL)、低压逻辑输入端(DL)、高压电源端(VH)和高压逻辑输出端(DH)。

优选地，所述第一D触发器和第二D触发器的电路结构相同，均包含触发数据输入端(D)、触发时钟输入端(Clk)、锁存输出端(Q)和锁存置位输入端(SetB)。