馈通信号传输电路和方法
【技术领域】
[0001]本发明公开的实施例涉及一种馈通信号传输电路和方法，更具体地，涉及一种利用至少一个永久上电缓冲器和可切换常规缓冲器的馈通信号传输电路和方法，所述可切换常规缓冲器可以选择性地断电。
【背景技术】
[0002]馈通是用于运送信号通过印刷电路板(PCB)的导体。馈通可以分为电源类和仪表类，其中电源馈通用于运送高电流或高电压，仪表馈通用于运送通常为低电流或低电压的电信号。
[0003]请参考图1，其示出了根据【背景技术】的馈通电路设计。如图1所示，电路100包括属于不同的分区/块/电源域的三个电路10，20，30。当电路20发送信号至电路10或从电路10接收信号时，这些信号必须经过在电路10和20之间的电路30。为此，电路30不得不被设计成永久上电类型；否则，电路10和20之间的信号传输可能会失败。如果电路30被断电，电路20将不能发送信号至电路10或从电路10接收信号。但是，使用永久上电元件(cell)将提高功率消耗。具体地，当位于馈通电路之前的电源块(source block)和位于馈通电路之后的负载块(sink block)被断电时，馈通电路将保持通电，从而不可避免地导致泄漏功率。因此，需要一种新颖的馈通设计，其使用永久上电元件，但其中的电路可以被断电。
【发明内容】
[0004]根据本发明的示例性的实施例，提出一种利用至少一个永久上电缓冲器和可切换常规缓冲器的馈通信号传输电路和方法以解决上述问题，所述可切换常规缓冲器可以选择性地断电。
[0005]根据本发明的第一方面，公开一种馈通信号传输电路。馈通信号传输电路具有第一永久上电元件和元件控制单元。第一永久上电元件配置为传输第一控制信号。元件控制单元耦合到第一永久上电元件，并具有电源开关和多个缓冲器。电源开关耦合到第一永久上电元件，并配置为接收第一控制信号以及根据第一控制信号选择性地传导电源信号。缓冲器耦合到电源开关，其中每个缓冲器配置为仅当其被电源开关输出的电源信号所驱动时缓冲数据输入。
[0006]根据本发明的第二个方面，公开一种馈通信号传输方法。馈通信号传输方法包含:通过第一永久上电元件传输第一控制信号；参考第一永久上电元件以选择性地向多个缓冲器提供电源信号，其中每个缓冲器配置为仅当其被电源信号所驱动时缓冲数据输入。
[0007]根据本发明的第三个方面，公开一种馈通信号传输电路。馈通信号传输电路包含多个永久上电元件和元件控制单元。永久上电元件配置为分别传输多个控制信号。元件控制单元耦合到永久上电元件，并具有多个电源开关和多个缓冲器。电源开关分别耦合到永久上电元件，其中每个电源开关配置为接收相应控制信号，并根据相应控制信号选择性地传导电源信号。缓冲器分别耦合到电源开关，其中每个缓冲器配置为仅当其被相应电源开关输出的电源信号所驱动时缓冲数据输入。
[0008]本发明所提供的馈通信号传输电路能够减少电路的泄露功耗。
[0009]在阅读了随后以不同附图展示的优选实施例的详细说明之后，本发明的这些和其它目标对本领域普通技术人员来说无疑将变得明显。
【附图说明】
[0010]图1示出了根据【背景技术】的馈通电路设计。
[0011]图2示出了根据本发明第一实施例的馈通信号传输电路。
[0012]图3示出了根据本发明第二实施例的馈通信号传输电路。
[0013]图4示出了其中使用图3所示馈通信号传输电路的第一示例性方案。
[0014]图5示出了其中使用图3所示馈通信号传输电路的第二示例性方案。
[0015]图6示出了其中使用图2所示馈通信号传输电路的第三示例性方案。
[0016]图7示出了其中使用图3所示馈通信号传输电路的第四示例性方案。
[0017]图8示出了根据本发明第三实施例的馈通信号传输电路。
【具体实施方式】
[0018]在说明书和随后的权利要求书中始终使用特定术语来指代特定组件。正如本领域技术人员所认识到的，制造商可以用不同的名称指代组件。本文件无意于区分那些名称不同但功能相同的组件。在以下的说明书和权利要求中，术语“包含”和“包括”被用于开放式类型，因此应当被解释为意味着“包含，但不限于...”。此外，术语“耦合”旨在表示间接或直接的电连接。因此，如果一个设备耦合到另一设备，则该连接可以是直接电连接，或者经由其它设备和连接的间接电连接。
[0019]请参考图2，其示出了根据本发明第一实施例的馈通信号传输电路200。馈通信号传输电路200包含多个永久上电元件210，250(也标记为“PBUF”)，元件控制单元220和多个中继器230_1-230_N(也标记为“ISO”)的。永久上电元件210配置为接收和发送第一控制源PWR_C0N。永久上电元件250配置为接收和发送第二控制源IS0_C0N。应当注意到，甚至当馈通信号传输电路200所在的电源域中其他逻辑元件的电源被关闭时，永久上电元件210和250仍保持有效。在本实施例中，永久上电元件210和250没有被用作馈通缓冲器。反而是常规缓冲器被用作馈通缓冲器。
[0020]如图2所示，元件控制单元220耦合到永久上电元件210，且包含电源开关222 (也标记为“SW” )和多个缓冲器224_1-224_N(也标记为“BUF”)，其中缓冲器224_1_224_N使用常规缓冲器而实施以作为馈通缓冲器。应当注意到，N的值可以是任何正整数，这取决于实际的设计需求/考量。电源开关222耦合到永久上电元件210，并接收来自永久上电元件210的第一控制信号PWR_C0N，并输出ack out信号。第一控制信号PWR_C0N用作开关控制信号。电源开关222参考第一控制信号PWR_C0N来选择性地传导/输出电源信号PWR。非限制性的举例来说，电源开关222可以使用多阈值互补金属氧化物半导体(MTCMOS)晶体管来实施。在本实施例中，采用粗粒度功率门控拓扑结构。因此，第一控制信号PWR_C0N的电压/逻辑电平确定MTCMOS晶体管是否导通，以用于向缓冲器224_1-224_N提供电源信号PWR。由于缓冲器224_l-224_N并非永久上电缓冲器，因此每个缓冲器224_1_224_N将仅当其被电源开关222输出的电源信号PWR所驱动时缓冲相应的数据输入。例如，当被电源信号PWR所驱动时，缓冲器224_1-224_N配置为分别缓冲数据输入DIN_1_DIN_N并产生相应的数据输出0UT_1-0UT_N。
[0021]在本实施例中，每个缓冲器224_1-224_N的输出部耦合到中继器230_1_230_N之一，所述中继器230_1-230_N由永久上电元件250传输的第二控制信号ISO_CON控制。例如，第二控制信号ISO_CON控制中继器230_1-230_N用于信号中继或用于信号隔离。
[0022]请注意，虽然图2中示出了多个常规缓冲器和多个中继器，但是馈通信号传输电路200可以被配置或修改以仅具有单个常规缓冲器和单个中继器。
[0023]元件控制单元220配置为粗粒度(coarse grained)形式。单个电源开关负责控制多个缓冲器的电源。当数据信号需要通过馈通信号传输电路200由一个域传递到另一个域时，设置第一控制信号PWR_C0N以接通电源开关222，使得馈通缓冲器(即缓冲器224_1-224_N)通电。此外，设置第二控制信号IS0_C0N使得中继器230_1_230_N加强数据信号强度，使得从缓冲器224_l-224_N传输到下一级馈通信号传输电路的数据信号不被衰减。当数据信号无需通过馈通信号传输电路200由一个域传递到另一个域时，设置第一控制信号PWR_C0N以关闭电源开关222，使得馈通缓冲器(即缓冲器224_1_224_N)断电。此夕卜，设置第二控制信号IS0_C0N使得中继器230_1-230_N在两个功率域之间隔离信号。相比于传统的馈通设计，所提出馈通设计的馈通缓冲器(即缓冲器224_1-224_N)允许被断电。以此方式，泄漏功耗可以被有效地缓解和减少。
[0024]应当注意的是，中继器230_1-230_N*永久上电元件250是可选元件。在可选设计中，馈通信号传输电路200可以被修改以省略中继230_1-230_N*永久上电元件250而不脱离本发明的实质。图3示出了根据本发明第二实施例的馈通信号传输电路。在本实施例中，馈通信号传输电路300包含前述的永久上电元件210和元件控制单元220，并通过将馈通缓冲器断电实现了减少/减轻泄漏功耗的相同目的。
[0025]在图2/图3所示的馈通信号传输电路200/300用于不同场景。为了说明目的，下面提供若干示例。
[0026]请参考图4，其示出了其中使用图3所示馈通信号传输电路的第一场景。馈通信号传输电路30