一种芯片片上三态信号检测装置的制造方法
【技术领域】
[0001] 本实用新型涉及数字集成电路领域，尤其涉及芯片接口信号检测领域。
【背景技术】
[0002] 三态信号（Tri-State或T/S)包括高电平、低电平、高阻态（亦称禁止态）三种信 号状态。具备此三种信号状态的器件叫做三态门。
[0003] 在芯片的输入控制中，通常采用三态信号来控制芯片管脚，以实现更多的可配置 状态，从而能够更加有效地利用数目受限芯片的管脚资源。目前，三态信号检测方法通常采 用是将待测信号接入至电源与地之间的高阻值电阻串内部节点上，通过比较此高阻值电阻 串内其他节点电压值，并根据不同检测结果组合来实现输入信号状态的识别。
[0004] 此种通过检测高阻值电阻串内部电压来实现三态信号的检测，会直接导致两个较 为突出的问题：一、片上高阻值电阻串会消耗可观的芯片面积或产生较大的静态功耗电流； 二、此种检测装置对输入电压的范围限制较大，很难覆盖到不同生产工艺下的数字集成电 路。 【实用新型内容】
[0005] 本实用新型提出了解决以上问题的一种芯片片上三态信号检测装置。
[0006] 在第一方面，本实用新型提供了一种三态信号检测装置。该检测装置包括第一电 流源、第二电流源、第一开关、第二开关、比较器、控制器、电阻。该第一电流源与该第一开关 第一端相连，该第一开关第二端与该第二开关第一端相连，该第二开关第二端与该第二电 流源相连。该控制器第一输入端与该第一开关、该第二开关分别相连，以控制该第一开关、 该第二开关的闭合和/或断开，从而形成两种不同的拓扑结构。该电阻一端连接至三态输 入信号，另一端与该比较器第一输入端相连，以便该比较器基于所述拓扑结构中的一个，比 较其第一输入端电压与参考电压大小关系。该比较器输出端与该控制器相连，以便该控制 器基于所述比较结果检测出所述输入信号状态。
[0007] 结合第一方面，在第一方面的第一种可能的实现方式中，该检测装置包括信号发 生器，该信号发生器与所述控制器相连，以便该控制器控制所述信号发生器产生高电平参 考电压、低电平参考电压中的一个。
[0008] 结合第一方面，在第一方面的第二种可能的实现方式中，所述第一电流源与电源 相连。
[0009] 结合第一方面，在第一方面的第三种可能的实现方式中，所述电阻、第一电流源、 第一开关及其连接关系构成所述两种拓扑结构中的一种。
[0010] 结合第一方面，在第一方面的第四种可能的实现方式中，所述第二电流源接地。
[0011] 结合第一方面，在第一方面的第五种可能的实现方式中，所述电阻、第二电流源、 第二开关及其连接关系构成所述两种拓扑结构中的一种。
[0012] 本实用新型的芯片片上三态信号检测装置功耗低，检测结果可靠性高。并且本实 用新型的芯片片上三态信号检测装置供电电压范围宽，能够广泛覆盖至不同生产工艺的数 字集成电路中。此外，当三态信号的高电压与芯片片上检测电路供电电压相差较大时，仍能 够保证三态信号检测结果的准确性以及电路的低功耗。
【附图说明】
[0013] 通过以下参照附图对优选实施例进行描述，本实用新型的优点将会变得更加明显 和易于理解。
[0014] 图1是本实用新型一个实施例的三态信号检测装置构架图；
[0015] 图2是本实用新型一个实施例的控制器通过控制开关所产生的拓扑结构示意 图；
[0016] 图3(a)是三态输入信号为高电平电压所对应的不同拓扑结构；
[0017] 图3(b)是三态输入信号为低电平电压所对应的不同拓扑结构；
[0018] 图3(c)是三态输入信号为高阻所对应的不同拓扑结构。
【具体实施方式】
[0019] 为使本实用新型的目的、技术方案和优点更加明显，以下结合具体实施例，并参照 附图，对本实用新型进一步详细说明。
[0020] 图1是本实用新型一个实施例的三态信号检测装置构架图。该三态信号检测装置 包括电阻R、电流源Iup、开关Ku、电流源Idn、开关Kd、比较器110、信号发生器120、控制器 130〇
[0021] 图1中，电阻R-端连接至三态输入信号，另一端连接至芯片引脚Vin端，并将Vin 端作为该比较器110的一个输入端；该比较器110另一输入端连接至该信号发生器120的 输出端，该比较器110输出端连接至该控制器130输入端，并将该控制器130的输出端作为 该三态信号检测装置输出端。此外，该控制器130还控制该信号发生器120生成相应参考 电压，即生成低电平参考电压或高电平参考电压。
[0022] 需要说明的是，该三态输入信号包括高电平、低电平、高阻态三种状态；其中，高电 平信号电压取值范围广，且其取值范围为该检测电路采用器件所能承受的最高电压至最低 参考电压之间。因此，该检测电路能够广泛覆盖至不同生产工艺下的数字集成电路中。
[0023] 一个例子中，该信号发生器120为阻值分压电路或者带隙基准电路。
[0024] 较佳地，该电阻R阻值大小与该信号发生器120中的高电平参考电压值有关。
[0025] 图1中，该电流源Iup -端连接至电源，另一端连接至开关Ku，且该电流源Iup电 流流向为由电源流至开关Ku。该开关Kd -端连接至开关Ku，另一端连接至电流源Idn。 该电流源Idn接地，且该电流源Idn电流流向为由开关Kd至地方向。较佳地，上述电源电 压取值范围较广，能够广泛覆盖至不同生产工艺下的数字集成电路。
[0026] 该控制器130控制开关Ku和开关Kd的闭合和断开，进而根据该开关Ku、开关Kd 不同的闭合、断开关系，使得电流源Iup、电流源Idn与芯片引脚Vin端组成了不同的拓扑结 构（参见图2)，以实现对待检测端口（即三态输入信号端口）的灌入及拉出电流。在不同 的拓扑结构下，芯片引脚Vin电压与信号发生器120所产生的高电平参考电压、低电平参考 电压大小关系不同。因此，根据不同的拓扑结构，该比较器110对该Vin电压与该高电平参 考电压或者低电平参考电压进行比较（具体算法将在以下内容及图3中得到详细阐述），再 将该比较结果发送至控制器130。该控制器130根据其得到的该比较结果计算出该待测输 入信号（即三态输入信号）状态。
[0027] -个例子中，该三态检测电路的功耗由检测电流及检测时间表征，因此可通过设 置适当