基于高速比较器阵列的多路极值比较与定位电路、芯片的制作方法

本发明涉及集成电路
技术领域：
，尤其涉及一种基于高速比较器阵列的多路极值比较与定位电路、芯片。
背景技术：
：集成电路产品中通常有多路输出通道，并且对各路输出通道的电压或电流有一定的精度要求，因此需要对这些通道进行实时监测和控制，并找出所有通道中的最低电压值，作为反馈环路中的反馈电压信号。同时，也需要找出所有通道的最低电压值和最高电压值，作为欠压保护和过压保护的比较信号。然而，如何快速准确地找出所有通道中的最低电压值和最高电压值，并且能够定位该最低电压值和最高电压值所在的通道，是一个难题。技术实现要素：为了解决现有技术的问题，本发明实施例提供了一种基于高速比较器阵列的多路极值比较与定位电路、芯片。所述技术方案如下：一方面，提供了一种基于高速比较器阵列的多路极值比较与定位电路，包括依次连接的多个比较单元以及逻辑单元，其中，所述多个比较单元至少包括三个，分别为第一比较单元、第二比较单元、第三比较单元；所述第一比较单元输入多路电压信号，并将输入的多路电压信号进行电压高低比较后，输出电压信号至所述第二比较单元，以及输出逻辑信号至所述逻辑单元；所述第二比较单元将输入的电压信号进行电压高低比较后，输出电压信号至所述第三比较单元，并输出逻辑信号至所述逻辑单元；所述第三比较单元将输入的电压信号进行电压高低比较后，输出高电压信号和低电压信号至所述逻辑单元，并输出逻辑信号至所述逻辑单元；所述逻辑单元对输入的逻辑信号、高电压信号和低电压信号进行逻辑处理，输出过压定位信号和欠压定位信号。进一步的，所述第一比较单元包括四个相同的第一比较器，每个所述第一比较器将输入的两路电压信号进行比较，并将其中电压高的一路电压信号从高压输出端输出至所述第二比较单元，将电压低的一路电压信号从低压输出端输出至所述第二比较单元，同时，所述第一比较器的逻辑信号输出端输出逻辑信号至所述逻辑单元。进一步的，所述第二比较单元包括两个相同的高电压比较器和两个相同的低电压比较器，所述高电压比较器将两路从所述第一比较器的高压输出端输出的电压信号进行比较，并将其中电压高的一路电压信号输出至所述第三比较单元，同时，所述高电压比较器的逻辑信号输出端输出逻辑信号至所述逻辑单元；所述低电压比较器将两路从所述第一比较器的低压输出端输出的电压信号进行比较，并将其中电压低的一路电压信号输出至所述第三比较单元，同时，所述低电压比较器的逻辑信号输出端输出逻辑信号至所述逻辑单元。进一步的，所述第三比较单元包括最高值比较器和最低值比较器，所述最高值比较器将两个所述高电压比较器输出的电压信号进行比较，并输出高电压信号至所述逻辑单元，同时，所述最高值比较器的逻辑信号输出端输出逻辑信号至所述逻辑单元；所述最低值比较器将两个所述低电压比较器输出的电压信号进行比较，并输出低电压信号至所述逻辑单元，同时，所述最低值比较器的逻辑信号输出端输出逻辑信号至所述逻辑单元。进一步的，所述逻辑单元将所述高电压信号与第一参考电压进行比较，生成第一参考信号，并将所述第一参考信号和所述逻辑信号进行逻辑处理，输出过压定位信号；所述逻辑单元将所述低电压信号与第二参考电压进行比较，生成第二参考信号，并将所述第二参考信号和所述逻辑信号进行逻辑处理，输出欠压定位信号。另一方面，提供了一种芯片，包括基于高速比较器阵列的多路极值比较与定位电路，所述基于高速比较器阵列的多路极值比较与定位电路包括依次连接的多个比较单元以及逻辑单元，其中，所述多个比较单元至少包括三个，分别为第一比较单元、第二比较单元、第三比较单元；所述第一比较单元输入多路电压信号，并将输入的多路电压信号进行电压高低比较后，输出电压信号至所述第二比较单元，以及输出逻辑信号至所述逻辑单元；所述第二比较单元将输入的电压信号进行电压高低比较后，输出电压信号至所述第三比较单元，并输出逻辑信号至所述逻辑单元；所述第三比较单元将输入的电压信号进行电压高低比较后，输出高电压信号和低电压信号至所述逻辑单元，并输出逻辑信号至所述逻辑单元；所述逻辑单元对输入的逻辑信号、高电压信号和低电压信号进行逻辑处理，输出过压定位信号和欠压定位信号。进一步的，所述第一比较单元包括四个相同的第一比较器，每个所述第一比较器将输入的两路电压信号进行比较，并将其中电压高的一路电压信号从高压输出端输出至所述第二比较单元，将电压低的一路电压信号从低压输出端输出至所述第二比较单元，同时，所述第一比较器的逻辑信号输出端输出逻辑信号至所述逻辑单元。进一步的，所述第二比较单元包括两个相同的高电压比较器和两个相同的低电压比较器，所述高电压比较器将两路从所述第一比较器的高压输出端输出的电压信号进行比较，并将其中电压高的一路电压信号输出至所述第三比较单元，同时，所述高电压比较器的逻辑信号输出端输出逻辑信号至所述逻辑单元；所述低电压比较器将两路从所述第一比较器的低压输出端输出的电压信号进行比较，并将其中电压低的一路电压信号输出至所述第三比较单元，同时，所述低电压比较器的逻辑信号输出端输出逻辑信号至所述逻辑单元。进一步的，所述第三比较单元包括最高值比较器和最低值比较器，所述最高值比较器将两个所述高电压比较器输出的电压信号进行比较，并输出高电压信号至所述逻辑单元，同时，所述最高值比较器的逻辑信号输出端输出逻辑信号至所述逻辑单元；所述最低值比较器将两个所述低电压比较器输出的电压信号进行比较，并输出低电压信号至所述逻辑单元，同时，所述最低值比较器的逻辑信号输出端输出逻辑信号至所述逻辑单元。进一步的，所述逻辑单元将所述高电压信号与第一参考电压进行比较，生成第一参考信号，并将所述第一参考信号和所述逻辑信号进行逻辑处理，输出过压定位信号；所述逻辑单元将所述低电压信号与第二参考电压进行比较，生成第二参考信号，并将所述第二参考信号和所述逻辑信号进行逻辑处理，输出欠压定位信号。本发明实施例提供的技术方案带来的有益效果是：本发明实施例通过高速比较器阵列对多路信号进行多次筛选，能够得到多路信号中的极值，例如电压最高值和电压最低值，并能够对电压最高值和电压最低值进行过压或欠压的判断，同时对过压或欠压通道进行定位，具有响应速度快，精度高，定位可靠的优点。附图说明为了更清楚地说明本发明实施例中的技术方案，下面将对实施例描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本发明的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。图1是本发明实施例一提供的基于高速比较器阵列的多路极值比较与定位电路示意图；图2是本发明实施例一提供的基于高速比较器阵列的多路极值比较与定位电路中极值比较部分的电路图；图3是本发明实施例一提供的基于高速比较器阵列的多路极值比较与定位电路中通道定位部分的电路图；图4是本发明实施例一提供的基于高速比较器阵列的多路极值比较与定位电路中一种比较器的电路图。具体实施方式为使本发明的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合附图对本发明实施方式作进一步地详细描述。实施例一本发明实施例提供了一种基于高速比较器阵列的多路极值比较与定位电路，参见图1，包括依次连接的多个比较单元以及逻辑单元40，其中，所述多个比较单元至少包括三个，分别为第一比较单元10、第二比较单元20、第三比较单元30；所述第一比较单元10输入多路电压信号，并将输入的多路电压信号进行电压高低比较后，输出电压信号至所述第二比较单元20，输出逻辑信号至所述逻辑单元40；所述第二比较单元20将输入的电压信号进行电压高低比较后，输出电压信号至所述第三比较单元30，并输出逻辑信号至所述逻辑单元40；所述第三比较单元30将输入的电压信号进行电压高低比较后，输出高电压信号和低电压信号至所述逻辑单元40，并输出逻辑信号至所述逻辑单元40；所述逻辑单元40对输入的逻辑信号、高电压信号和低电压信号进行逻辑处理，输出过压定位信号和欠压定位信号。具体而言，上述多个比较单元将输入的多路通道电压信号按照电压高低进行多次比较，直到比较出多路通道电压信号中的电压最高值和电压最低值，即最终的高电压信号和低电压信号，逻辑单元将高电压信号、低电压信号以及每一个比较单元输出的逻辑信号进行逻辑处理，输出过压定位信号和欠压定位信号。该过压或欠压定位信号能够指示出哪路通道过压或欠压。需要说明的是，该极值比较与定位电路包括的比较单元的数量是由通道的数量决定。例如当通道数量为8路时，该极值比较与定位电路包括三个比较单元，其中，第一比较单元10将8路信号进行第一次比较，输出4路电压较高的信号和4路电压较低的信号至第二比较单元20，第二比较单元20经比较后输出4路电压较高的信号中电压更高的2路电压信号和4路电压较低的信号中电压更低的2路电压信号至第三比较单元30，第三比较单元30经比较后输出其中的电压最高值和电压最低值。再例如，当通道数量为16路时，该极值比较与定位电路包括四个比较单元，此时，只需要在第三比较单元之前新增一个比较单元，此时，第一比较单元10输出8路电压较高的信号和8路电压较低的信号，第二比较单元20输出8路电压较高的信号中电压更高的4路电压信号和8路电压较低的信号中电压更低的4路电压信号至新增的比较单元，新增的比较单元进一步比较后，输出2路电压更高的信号和2路电压更低的信号至第三比较单元30，第三比较单元30经比较后输出其中的电压最高值和电压最低值。对于其他数量的通道数量，参照上述思路进行多次比较，直到比较出最终的电压最高值和电压最低值。下面以8路电压信号为例，对极值比较与定位电路的具体信号处理过程进行具体说明。参见图2，在本实施例中，所述第一比较单元10包括四个相同的第一比较器，每个所述第一比较器将输入的两路电压信号进行比较，并将其中电压高的一路电压信号从高压输出端(l输出端)输出至所述第二比较单元20，将电压低的一路电压信号从低压输出端(s输出端)输出至所述第二比较单元20，同时，所述第一比较器的逻辑信号输出端输出逻辑信号至所述逻辑单元。在本实施例中，比较器comp包括正输入端、负输入端，以及l输出端、s输出端和逻辑信号输出端sk，其中正输入端、负输入端分别接入一路fb电压信号，经过比较器comp比较后，其中电压较高的一路fb信号从l输出端输出，电压较低的一路fb信号从s输出端输出，同时逻辑信号输出端sk输出逻辑信号sk，当正输入端接入的fb信号比负输入端接入的fb信号高时，输出的逻辑信号sk为逻辑“1”信号，当正输入端接入的fb信号比负输入端接入的fb信号低时，输出的逻辑信号sk为逻辑“0”信号。具体而言，第一比较单元10包括四个比较器comp1-comp4，共输入有fb1-fb8八路信号，这四个比较器comp将8个fb电压进行两两比较，选出4个较高值和4个较低值。以comp1为例，fb1和fb2经comp1比较后，fb1和fb2中电压较高的值从l输出端输出至第二比较单元20的comp5，fb1和fb2中较低的值从s输出端输出至第二比较单元20的comp6，同时，comp1输出逻辑信号sk1至逻辑单元40。依次类推，共输出4个较高值和4个较低值，以及4个逻辑信号sk1-sk4。再次参见图2，在本实施例中，所述第二比较单元20包括两个相同的高电压比较器和两个相同的低电压比较器，所述高电压比较器将两路从所述第一比较器l输出端输出的电压信号进行比较，并将其中电压高的一路电压信号输出至所述第三比较单元30，同时，所述高电压比较器的逻辑信号输出端输出逻辑信号至所述逻辑单元40；所述低电压比较器将两路从所述第一比较器s输出端输出的电压信号进行比较，并将其中电压低的一路电压信号输出至所述第三比较单元30，同时，所述低电压比较器的逻辑信号输出端输出逻辑信号至所述逻辑单元40。具体而言，第二比较器单元20同样包括四个比较器，其中comp5和comp7为高电压比较器，comp6和comp8为低电压比较器。通过对第一比较器单元10输出的4个电压较高值和4个电压较低值进行进一步比较，选出2个更高值和2个更低值。以高电压比较器comp5为例，comp1和comp2输出的较高值经comp5比较后，其中更高的值从comp5的l输出端输出至第三比较单元30的comp9，同时，comp5输出逻辑信号sk5。依次类推，共选出2个更高值、2个更低值和4个逻辑信号值sk5、sk8、sk6、sk9。需要说明的是，第二比较单元20的比较器和第一比较单元10的比较器是一样的，区别在于，第一比较单元10中的比较器l、s输出端均与后续电路进行连接，而第二比较单元20中的比较器l、s输出端只选取一个与后续电路进行连接。再次参见图2，在本实施例中，所述第三比较单元30包括最高值比较器和最低值比较器，所述最高值比较器将两个所述高电压比较器输出的电压信号进行比较，并输出高电压信号至所述逻辑单元40，同时，所述最高值比较器的逻辑信号输出端输出逻辑信号至所述逻辑单元40；所述最低值比较器将两个所述低电压比较器输出的电压信号进行比较，并输出低电压信号至所述逻辑单元40，同时，所述最低值比较器的逻辑信号输出端输出逻辑信号至所述逻辑单元40。具体而言，第三比较单元30包括两个比较器，分别为最高值比较器comp9和最低值比较器comp10，并且第三比较单元30包括的比较器同第二比较单元20类似，比较器的l、s输出端只选取一个与后续电路进行连接。以最高值比较器comp9为例，comp5和comp7输出的电压更高值经comp9比较后，其中更高的值，即高电压信号max_sel，从comp9的l输出端输出至逻辑单元40，同时，comp9输出逻辑信号sk7至逻辑单元40。对于最低值比较器comp10，comp6和comp8输出的电压更低值经comp10比较后，其中更低的值，即低电压信号min_sel，从comp10的s输出端输出至逻辑单元40，同时，comp10输出逻辑信号sk10至逻辑单元40。参见图3，在本实施例中，所述逻辑单元40将所述高电压信号与第一参考电压进行比较，生成第一参考信号，并将所述第一参考信号和所述逻辑信号进行逻辑处理，输出过压定位信号；所述逻辑单元40将所述低电压信号与第二参考电压进行比较，生成第二参考信号，并将所述第二参考信号和所述逻辑信号进行逻辑处理，输出欠压定位信号。具体而言，所述逻辑单元40包括comp11和comp12两个比较器以及logic模块。其中，比较器comp11和comp12的硬件结构和comp1-comp10一样，由于接下来进行逻辑处理，因而逻辑单元40只需要将逻辑信号输出端同后续电路进行连接，不再利用l输出端和s输出端，参见图2和图3，为了进行区别，在图2和图3中比较器comp选用了不同的示意符号。对于logic模块，logic模块能够根据设定的逻辑关系，例如逻辑真值表，进行逻辑处理。在本实施例中，能够实现本实施例中相应功能的比较器comp和logic模块均为现有技术，例如，参见图4，图4示出了一种比较器，能够实现图3中comp11的功能，其中，inn和inp是该比较器的两个输入端，对应于comp11的正负输入端，comp_out输出端对应于comp11的逻辑信号输出端，当inn电压高于inp时，输出信号comp_out由低电平翻转为高电平；m1和m2起正反馈加速作用，可以加速翻转动作；gnd为接地端，vdd为上电端，en为使能信号，用于开启或关闭该比较器，再次参见图3，在本实施例中，comp11将高电压信号max_sel与第一参考电压vref1进行比较，输出第一参考信号ov，logic模块将所述第一参考信号ov和第一至第三比较单元输出的逻辑信号进行逻辑处理，输出过压定位信号ovx；comp12将所述低电压信号min_sel与第二参考电压vref2进行比较，输出第二参考信号uv，logic模块将所述第二参考信号uv和第一至第三比较单元输出的所述逻辑信号进行逻辑处理，输出欠压定位信号uvx。对于过压情况，vref1为第一参考电压，即过压时的过压阈值，例如2v，假设通道电压超过该过压阈值时，则该通道过压。当comp11所选出的高电压信号max_sel比vref1高时，则高电压信号max_sel所在的通道过压，此时，输出的第一参考信号ov由低电平翻转为高电平，logic模块在高电平的第一参考信号ov的触发下，基于sk1-sk7的逻辑真值表进行逻辑处理，输出过压定位信号ovx，进而定位出过压通道，例如，当ovx为ov1时，表明fb1所在的通道过压。并且，该通道的ovx由低电平翻转为高电平，进而关断该通道。当所选出的max_sel比vref1低时，输出的第一参考信号ov为低电平，由于所有通道电压中电压最高的高电压信号都不过压，则所有的通道都不过压，此时，第一参考信号ov继续保持低电平，logic模块不动作。对于欠压情况，vref2为第二参考电压，即欠压时的欠压阈值，例如0.1v，假设通道电压低于该过压阈值时，则该通道欠压。当comp12所选出的低电压信号min_sel比vref2低时，则低电压信号min_sel所在的通道欠压，此时，输出的第二参考信号uv由低电平翻转为高电平，logic模块在高电平的第二参考信号uv的触发下，基于sk1-sk4、sk8-sk10的逻辑真值表进行逻辑处理，输出欠压定位信号uvx，进而定位出欠压通道，例如，当uvx为uv1时，表明fb1所在的通道欠压。并且，该通道的uvx由低电平翻转为高电平，进而关断该通道。当所选出的min_sel比vref2高时，输出的第二参考信号uv为低电平，由于所有通道中电压最低的低电压信号都不欠压，则所有的通道都不欠压，此时，第二参考信号uv继续保持低电平，logic模块不动作。参见表一，表一示出了判断过压情况的逻辑真值表。表一max_fbsk1sk2sk3sk4sk5sk6sk7fb11xxx1x1fb20xxx1x1fb3x1xx0x1fb4x0xx0x1fb5xx1xx10fb6xx0xx10fb7xxx1x00fb8xxx0x00表一中，x表示任意值。logic模块通过sk1-sk7的逻辑信号值，可以定位出过压通道。以fb4所在通道过压为例，当fb4所在通道过压时，sk1-sk7的逻辑信号值为sk2＝0，sk5＝0，sk7＝1，sk1、sk3、sk4、sk6为x，也就是，当sk2＝0，sk5＝0，sk7＝1，sk1、sk3、sk4、sk6为x时，fb4所在通道过压。对于通道欠压的情况，其与通道过压对应逻辑的产生原理相同，逻辑互为取反即可，在此不再赘述。需要说明的是，在初始态时，所有ovx通道默认为低电平，当电路上电，进入实时检测状态后，电路选出最大值通道的高电压信号与第一参考信号进行比较，如果高电压信号仍然没有超过第一参考信号，即过压阈值，那么该通道和其余通道就继续保持低电平状态，即正常工作状态；如果高电压信号超过了过压阈值，那么对应这个最大值通道的ovx就发生状态翻转，由低电平变为高电平，从而关闭该输出通道，而其他通道则继续维持低电平，但是随即在剩余的通道中再次选择高电压信号，再次进行过压比较，以此类推。本发明实施例通过高速比较器阵列对多路信号进行多次筛选，能够得到多路信号中的极值，例如电压最高值和电压最低值，并能够对电压最高值和电压最低值进行过压或欠压的判断，同时对过压或欠压通道进行定位，具有响应速度快，精度高，定位可靠的优点。实施例二本发明实施例提供了一种芯片，包括实施例一所述的基于高速比较器阵列的多路极值比较与定位电路，所述基于高速比较器阵列的多路极值比较与定位电路包括依次连接的多个比较单元以及逻辑单元，其中，所述多个比较单元至少包括三个，分别为第一比较单元、第二比较单元、第三比较单元；所述第一比较单元输入多路电压信号，并将输入的多路电压信号进行电压高低比较后，输出电压信号至所述第二比较单元，输出逻辑信号至所述逻辑单元；所述第二比较单元将输入的电压信号进行电压高低比较后，输出电压信号至所述第三比较单元，并输出逻辑信号至所述逻辑单元；所述第三比较单元将输入的电压信号进行电压高低比较后，输出高电压信号和低电压信号至所述逻辑单元，并输出逻辑信号至所述逻辑单元；所述逻辑单元对输入的逻辑信号、高电压信号和低电压信号进行逻辑处理，输出过压定位信号和欠压定位信号。在本实施例中，所述第一比较单元包括四个相同的第一比较器，每个所述第一比较器将输入的两路电压信号进行比较，并将其中电压高的一路电压信号从高压输出端输出至所述第二比较单元，将电压低的一路电压信号从低压输出端输出至所述第二比较单元，同时，所述第一比较器的逻辑信号输出端输出逻辑信号至所述逻辑单元。在本实施例中，所述第二比较单元包括两个相同的高电压比较器和两个相同的低电压比较器，所述高电压比较器将两路从所述第一比较器的高压输出端输出的电压信号进行比较，并将其中电压高的一路电压信号输出至所述第三比较单元，同时，所述高电压比较器的逻辑信号输出端输出逻辑信号至所述逻辑单元；所述低电压比较器将两路从所述第一比较器的低压输出端输出的电压信号进行比较，并将其中电压低的一路电压信号输出至所述第三比较单元，同时，所述低电压比较器的逻辑信号输出端输出逻辑信号至所述逻辑单元。在本实施例中，所述第三比较单元包括最高值比较器和最低值比较器，所述最高值比较器将两个所述高电压比较器输出的电压信号进行比较，并输出高电压信号至所述逻辑单元，同时，所述最高值比较器的逻辑信号输出端输出逻辑信号至所述逻辑单元；所述最低值比较器将两个所述低电压比较器输出的电压信号进行比较，并输出低电压信号至所述逻辑单元，同时，所述最低值比较器的逻辑信号输出端输出逻辑信号至所述逻辑单元。在本实施例中，所述逻辑单元将所述高电压信号与第一参考电压进行比较，生成第一参考信号，并将所述第一参考信号和所述逻辑信号进行逻辑处理，输出过压定位信号；所述逻辑单元将所述低电压信号与第二参考电压进行比较，生成第二参考信号，并将所述第二参考信号和所述逻辑信号进行逻辑处理，输出欠压定位信号。本发明实施例通过高速比较器阵列对多路信号进行多次筛选，能够得到多路信号中的极值，例如电压最高值和电压最低值，并能够对电压最高值和电压最低值进行过压或欠压的判断，同时对过压或欠压通道进行定位，具有响应速度快，精度高，定位可靠的优点。上述本发明实施例序号仅仅为了描述，不代表实施例的优劣。以上所描述的装置实施例仅仅是示意性的，其中所述作为分离部件说明的单元可以是或者也可以不是物理上分开的，作为单元显示的部件可以是或者也可以不是物理单元，即可以位于一个地方，或者也可以分布到多个网络单元上。可以根据实际的需要选择其中的部分或者全部模块来实现本实施例方案的目的。本领域普通技术人员在不付出创造性的劳动的情况下，即可以理解并实施。通过以上的实施方式的描述，本领域的技术人员可以清楚地了解到各实施方式可借助软件加必需的通用硬件平台的方式来实现，当然也可以通过硬件。基于这样的理解，上述技术方案本质上或者说对现有技术做出贡献的部分可以以软件产品的形式体现出来，该计算机软件产品可以存储在计算机可读存储介质中，如rom/ram、磁碟、光盘等，包括若干指令用以使得一台计算机设备(可以是个人计算机，服务器，或者网络设备等)执行各个实施例或者实施例的某些部分所述的方法。以上所述仅为本发明的较佳实施例，并不用以限制本发明，凡在本发明的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。当前第1页12