一种SOC多电压域输入处理电路的制作方法

本实用新型属于芯片技术领域，更具体地说，涉及一种SOC多电压域输入处理电路。

背景技术：

SOC(System on Chip，系统级芯片)芯片中经常会遇到芯片内部、外部多种电压域控制并存的情况，这时需要对芯片的多种电压域进行管理，目前现有技术中处理多个电压信号的方法是：分别将每个电压域单独转成同一电压域，然后再来集中作逻辑处理。但是对于某些模拟控制信号，电压会在一定范围内起伏，采用这种方式会造成输入CMOS的P/N管同时开启，会有较大的静态功耗。而且在有些需要电压域内的信号控制自身电压域关闭的时候，更容易出现问题。对此，有必要提出一种有效的解决办法。

技术实现要素：

1.要解决的问题

针对现有SOC芯片中存在的多电压域控制不便的问题，本实用新型提供一种SOC多电压域输入处理电路。

2.技术方案

为了解决上述问题，本实用新型所采用的技术方案如下：一种SOC多电压域输入处理电路，包括寄存器单元、输入处理单元，所述寄存器单元包括串联的反相器INV1和INV2，所述输入处理单元包括两个以上的输入处理电路，至少一个输入处理电路的输出端接反相器INV1的输出端，其余输入处理电路的输出端接反相器INV2的输出端，形成所述SOC多电压域输入处理电路的输出VOUT，所述VOUT与反相器INV1的输入端连接；

所述输入处理电路对输入信号进行处理，当输入信号为高电平时，输入处理电路输出低电平；所述反相器INV1和INV2的输出优先级低于所述输入处理电路，当反相器INV1的输出与连接反相器INV1的输入处理电路的输出不一致时，优先将输入处理电路的输出信息输出至反相器INV2，当反相器INV2的输出与连接反相器INV2的输入处理电路的输出不一致时，优先将输入处理电路的输出信号作为VOUT的输出。即当反相器INV1输出高电平，输入处理电路NA1输出低电平时，进入反相器INV2输入端的为低电平；当反相器INV2输出高电平时，输入处理电路NB1输出低电平时，VUOT输出低电平。

输入处理电路的具体数量可以根据SOC芯片系统中存在的不同的电压域个数来决定，SOC中多个电压分别连接输入处理电路NA1的输入端SET或输入处理电路NA1的输入端CLR，当SET端有电压输入时，输入处理电路NA1输出低电平，经过反相器INV2后输出VOUT为高电平；当CLR端有电压输入时，输入处理电路NA1输出低电平，直接输出VOUT为低电平。本实用新型能够非常方便地实现多个电压域信号转换为同一电压域信号进行统一处理，特别适用于处理低速复位信号。

进一步地，还包括复位电路，所述复位电路的输出端连接其中一个输入处理电路的输入端SET或CLR。在使用的时候，将复位单元的输出端连接到某个输入处理电路的输入端，具体连接SET还是CLR可根据电路的实际情况来决定，假设连接到输入处理电路NA1的输入端SET，在整个系统一上电的瞬间，复位单元输出一个低电平信号连接到输入处理电路NA1的输入端SET，输入处理电路的输入端SET收到这个低电平信号后，进行处理输出低电平信号，低电平信号经过反相器INV2之后输出一个高电平信号。如果复位电路连接到输入处理电路NB1的输入端CLR，因为不需要经过反相器，所以最终输出的是低电平信号。复位电路的设置主要是为了给系统复位，避免系统在启动的时候不正常工作。

进一步地，所述复位电路包括电阻R1、电容C1和反相放大器INV3，电阻R1的一端连接电压，另一端连接电容C1的一端，电容C1的另一端接地，电阻R1和电容C1的连接处连接反相器INV3的输入端，反相器INV3的输出端连接输入处理电路的输入端SET或CLR。

进一步地，所述寄存器单元还包括延时滤波电路，所述延时滤波电路的输入端连接第二反相器的输出端，所述延时滤波电路的输出端为所述SOC多电压域输入处理电路的输出VOUT。延时滤波电路的存在可以实现对信号的延时、滤波，确保输出信号的精确。

进一步地，所述延时滤波电路包括反相器INVA、INVB和电容C2，所述反相器INVA、INVB依次串联，在两者的串联处连接电容C1的一端，电容C2的另一端接地，反相器INVA的输入端连接反相器INV2的输出端，反相器INVB的输出端作为所述SOC多电压域输入处理电路的输出VOUT。

进一步地，所述输入处理电路为NMOS管，所述NMOS管的源极接地，漏极为输入处理电路的输出端，栅极为输入处理电路的输入端。

进一步地，所述输入处理电路包括两个串联的NMOS管NC1和ND1，所述NMOS管NC1和ND1的源极和源极相连然后接地、栅极和栅极相连，所述NMOS管NC1的漏极为输入处理电路的输出端，所述NMOS管NC1的栅极为输入处理电路的输入端。为了避免由于NMOS管的启动电压低带来的误触发，采用两个NMOS管NC1和ND1串接，这样开启电压提高到2*VTH以上，提高整个电路的精确性。

进一步地，所述反相器为一个PMOS管和一个NMOS管组成的非门。

3.有益效果

(1)本实用新型能够实现多个电压域信号转换为同一电压域信号进行处理；

(2)本实用新型结构简单，设计合理，易于制造。

附图说明

图1为本实用新型的寄存器单元电路和输入处理单元电路的电路图；

图2为本实用新型的复位单元电路的电路图；

图3是本实用新型的反相器的内部结构电路图；

图4-1是本实用新型的开关电路实施方式之一的示意图；

图4-2是本实用新型的开关电路实施方式之二的示意图；

图5是本实用新型的延时滤波电路的电路图。

具体实施方式

下面结合具体实施例对本实用新型进一步进行描述。

如图1所示，一种SOC多电压域输入处理电路，包括反相器INV1和INV2、延时滤波电路DELAY BUFF和输入处理单元，反相器INV1、INV2和延时滤波电路DELAY BUFF依次串接，延时滤波电路DELAY BUFF的输出信号VOUT，同时VOUT信号还连接反相器INV1的输入端，组成一位带滤波处理的寄存器。输入处理单元包括两个以上的输入处理电路，至少一个输入处理电路的输出端接反相器INV1的输出端，我们将该电路命名为输入处理电路NA1…NAn，其余输入处理电路的输出端接反相器INV2的输出端，我们将该电路命名为输入处理电路NB1…NBn。每一个输入处理电路都由一个NMOS管接地组成，反相器INV1的输出接输入处理电路NA1…NAn中的NMOS管的漏极，反相器INV2的输出接输入处理电路NB1…NBn的NMOS管的漏极。SET1…SETn是输入处理电路NA1…NAn的栅极开关控制信号，CLR1…CLRn是输入处理电路NB1…NBn的栅极开关控制信号，通过其控制对应的NMOS，NMOS管的开启电压由其阈值电压VTH决定。

当输入处理电路NA1…NAn输入端有强下拉、NMOS管导通时，VOUT输出“1”；当输入处理电路NB1…NBn输入有强下拉、NMOS管导通时，VOUT输出“0”；当输入处理电路NA1…NAn与输入处理电路NB1…NBn同时有强下拉时，因为反相器INV2的优先级低于输入处理电路NB1…NBn，所以优先输出输入处理电路NB1…NBn的信号，VOUT输出“0”；当输入处理电路NA1…NAn与输入处理电路NB1…NBn都没有强下拉时，输出为原有状态保持不变。

如图2所示，复位电路由电阻R1、电容C1、反相器INV3组成，复位电路的输出端连接输入处理电路NA1…NAn或NB1…NBn的输入端SET或CLR，它通过上电延时来输出复位“1”信号。具体是连接输入处理单元电路NA1…NAn的输入端SET还是输入处理电路NB1…NBn的输入端CLR，可根据不同的电路来决定。当系统启动的时候，可能会由于各种原因导致系统无法正常启动，复位电路输出信号POR为1，POR接输入处理单元电路的相应的NMOS管的栅极控制信号，使NMOS管导通，NMOS管的漏极输出电平信号到反相器INV2或直接给延时滤波电路DELAY BUFF，使输出的电压VOUT为1或0。复位电路的接入能够避免系统启动时不正常工作。

如图3所示，反相器为一个PMOS管和一个NMOS管组成的非门，在具体实施的时候，为了保证反相器INV1的输出优先级低于所述输入处理电路NA1…NAn的输出，反相器INV2的输出优先级低于所述输入处理电路NB1…NBn的输出，即当反相器INV1的输出与连接反相器INV1的输入处理电路的输出不一致时，优先输出与输入处理电路NA1…NAn的输出信息至反相器INV2，当反相器INV2的输出与连接反相器INV2的输入处理电路NB1…NBn的输出不一致时，优先将输入处理电路的输出信号作为VOUT的输出。通过分别设定PMOS管和NMOS管的长宽比或者在PMOS管和NMOS管的共同输出端连接一个电阻，可得到不同驱动强度的反相器。当反相器INV1输出高电平，输入处理电路NA1输出低电平时，进入反相器INV2输入端的为低电平；当反相器INV2输出高电平时，输入处理电路NB1输出低电平时，VUOT输出低电平。

本实用新型的输入处理电路NA1…NAn或NB1…NBn可采用图4-1、图4-2示出的两种电路结构，图4-1是由一个NMOS管NC1组成的、具有正常的开启电压阈值的电路，其开启电压为VTH；为了避免由于NMOS管的启动电压低带来的误触发，可以通过提高阈值电压来加以避免。如图4-2所示，在NMOS管NC1下串接一个NMOS管ND1，NMOS管NC1和ND1的源极和源极相连、栅极和栅极相连，这样开启电压提高到2*VTH以上，有效避免误触发。

如图5所示，本实用新型的延时滤波电路DELAY BUFF由反相器INVA和INVB及电容C2组成，反相器INVA和INVB串联，在两者的串联处连接电容C2的一端，电容C2的另一端接地，实现对输入信号的延时和滤波。在这个电路中，反相器INVA的驱动强度较弱，这样有充足的时间给电容C2充电，起到延时的作用，如果反相器INVA的驱动强度强的话，电容C2瞬间被充满电，不能起到延时的作用。反相器INVB的驱动强度为强，这样在INVB的输出VOUT连接反相器INV1的时候，不管反相器INV1原来的状态是什么，都只接受反相器INVB的输出，避免反相器INV1和INVB之间的竞争。在本实用新型中，反相器INV1、INV2和INVA均为驱动强度较弱的反相器，而INVB的驱动强度则较强。

以上示意性地对本实用新型及其实施方式进行了描述，该描述没有限制性，在不背离本实用新型的精神或者基本特征的情况下，能够以其他的具体形式实现本实用新型。附图中所示的也只是本实用新型的实施方式之一，实际的结构并不局限于此，权利要求中的任何附图标记不应限制所涉及的权利要求。所以，如果本领域的普通技术人员受其启示，在不脱离本创造宗旨的情况下，不经创造性的设计出与该技术方案相似的结构方式及实施例，均应属于本专利的保护范围。此外，“包括”一词不排除其他元件或步骤，在元件前的“一个”一词不排除包括“多个”该元件。产品权利要求中陈述的多个元件也可以由一个元件通过软件或者硬件来实现。第一，第二等词语用来表示名称，而并不表示任何特定的顺序。