通信电路及其方法

专利名称：通信电路及其方法
通信电路及其方法
背景技术：
本发明一般涉及电子学，尤其涉及形成半导体器件的方法和结构。
以前，电子工业使用各种方法和结构来在电子电路之间形成数据 传输。在一些应用中，单个串行通信端口用来在各种电路之间通信。 在一些情况中，为了能够识别信号内的数据，通信协议需要通信信号 将信号转换控制在确定的计时窗口内。因为计时窗口是同步的，协议 的接收器很难准确地与传输电路的计时窗口同步。因此，数据通常被
接收电路不准确地识别。这样的一个通信协议在1975年8月5日发 布给Morra等人的美国专利号3,898,647中被确定。
因此，期望有能够容易被接收电路识别的、不同步的并且没有传 输信号的同步计时窗口的通信协议。


图l根据本发明示意性地示出了通信系统的结构图2根据本发明示意性地示出了通信协议的一部分的实施方式；
图3根据本发明示意性地示出了用于图l的通信系统的传输器电
路和接收器电路的一部分的实施方式；
图4根据本发明示意性地示出了图3的接收器电路的一部分的实
施方式；
图5根据本发明示意性地示出了另 一个通信系统的结构图6根据本发明示意性地示出了用于图l或图5的通信系统的另
一接收器电路的一部分的实施方式的结构图7是具有曲线的图，其根据本发明示出了依据图6的接收器的
一个示例性实施方式的信号；
图8具有曲线的图，其根据本发明示出了依据图6的接收器的第 二个示例性实施方式的信号；
图9是具有曲线的图，其根据本发明示出了依据图6的接收器的 第三个示例性实施方式的信号；以及
图IO根据本发明示意性地示出了包括图3的传输器电路的半导 体器件的放大平面视图以及包括图3的接收器电路的另一个半导体器 件的放大平面视图。
为了说明的简单和清楚，图中的元件不一定按比例绘制，并且不 同图中的相同的参考数字表示相同的元件。而且，为了描述的简单而 省略了公知的步骤和元件的描述和细节。如这里使用的栽流电极意指 器件的元件，例如MOS晶体管的源极或漏极或双极晶体管的发射极 或集电极或二极管的阴极或阳极，其承栽通过器件的电流，而控制电 极意指器件的元件，例如MOS晶体管的栅极或双极晶体管的基极， 其控制通过器件的电流。尽管器件在这里解释为某个N沟道或P沟道 器件，本领域的普通技术人员应认识到，根据本发明互补器件也是可 能的。本领域的技术人员应认识到，在这里所使用的词语"在…期间"、 "当…的时候，，以及"在…时，，不是表示一个行为在初始行为发生时立 即发生的准确术语，而是在由初始行为发起的反应之间可能有小而合 理的延迟，例如传播延迟。
具体实施例方式
图1示意性地示出了通信系统10的实施方式的结构图，其使用 单个通信线路13来提供在第一电路11和第二电路12之间的通信路 径。单个通信线路13承载在电路11和电路12之间的通信信号。通 信信号具有通信协议，如在下文中进一步看到的。线路13可以具有 多种公知结构中的任何一种的物理实现，例如导线导体、光纤电缆、 射频(RF)信道或其他公知的结构。
图2图解地示出了通信协议的一部分的实施方式的示例性形式， 该通信协议可以用来在电路11和电路12之间传输信息。曲线26图
解地示出了使用图2的通信协议的通信信号的信号电平的示例性实施 方式。曲线25图解地示出了曲线26的通信信号的简化的帧格式表示。 曲线25和26通过箭头以一般方式识别。通信信号的信号电平形成通 信协议的一部分。信号具有3个电平，高电平、低电平、和中间电平。 电压、电流或频率调制或可具有3个信号电平的任何其他不同类型的 信号可以用于形成通信信号。在优选的实施方式中，信号是具有3个 电压电平的电压。在图2中图解地示出的通信协议的示例性形式使用 对该类型信号的电压的此优选的实施方式来描述。由VI示出的第一 电压电平是表示高电平的高电压值，第二电压电平V2是低于VI的 电压值的电压值并且表示中间电平，而第三电压电平V3是表示低于 VI和V2的信号的低电平的更低的电压值。例如，电路11或12可以 由电池供电，其中VI可以表示接近于电池电压值的电压，V3可以表 示接近于电池的接地参考的值，而V2可以表示在VI和V3的值之间 的大约中间的电压值。
通信协议一般具有信号协议内的多个不同的通信帧类型。如曲线 25所示的，通信协议一般具有由末端标识符19和空闲标识符20分开 的通信帧序列。每个通信帧通常包括跟随以帧信息的帧标识符(F)。 帧标识符(F)在多个通信帧类型中识别这个通信帧的类型。在优选 的实施方式中，通信协议具有两种类型的通信帧，地址帧16和数据 帧21。末端标识符19由在高电平或低电平之后返回到中间值的通信 信号识别，并且表示前面的通信帧是完整的。在随后的数据帧可以被 传输或接收之前，通信信号必须保持在中间值 一 段称为帧间间隔 (inter-frame spacing)的最小量的时间。帧间间隔的时间周期通常取决 于使用通信协议的系统。帧间间隔的时间几乎可以是由系统的逻辑延 迟特别是接收器电路的延迟所支持的任何时间。接收器电路一般具有 可限制时间的最小值的延迟。最大时间一般没有限制。时间一般从大 约一纳秒的十分之几变化到数分钟或更长。时间优选地是大约10至 100 ( 10-100 )微秒。 一旦通信信号在末端标识符19之后在帧间间隔 时间周期内保持在中间值，通信信号就形成空闲标识符20并且处于
空闲状态。该时间周期一般以到末端标识符19的转换开始。在空闲 标识符20后，另一个通信帧可以在通信信道上传输。在空闲标识符 20之后从中间电平(V2)到高电平(VI)或低电平(V2)的转换表 示相应的地址帧16或数据帧21的开始。
地址帧16包括地址帧标识符17和地址信息18。地址帧标识符 17由在空闲标识符20后转换到高电平(VI)的通信信号识别。到高 电平(VI)的转换是地址帧标识符的地址起始转换。地址起始转换用 来警告接收电路通信信道是正在使用的(active)。地址帧标识符17包 括中间向高的转换、持续一段时间的高电平、高向低的转换以及持续 一段时间的低电平。在地址帧标识符17之后和末端标识符19之前的 通信信号的随后的高电平和低电平表示地址信息18。在地址帧标识符 17之后，跟随包括标识符17的低电平的低电平的每个高电平表示地 址信息18的逻辑"1"。在地址信息18中的逻辑"l，，的数量表示由通信 协议寻址的目的地址。逻辑"l，，的数量是可变的并且可以是任何数量， 只要高电平是在地址帧标识符17和末端标识符19之间。在地址信息 18之后，通信信号返回到中间值来形成末端标识符19。末端标识符 19表示地址帧16的通信是完成的。 一旦通信信号在帧间间隔时间周 期内保持在中间值，通信信号就形成空闲标识符20并且处于空闲状 态。在空闲标识符20之后，另一个通信帧例如数据帧21可以在通信 信道上传输。地址帧标识符17的高电平和低电平的宽度或持续时间 和地址信息18是不同步的，因此是可变的并且可以是任何宽度。优 选地，宽度大于可以通信系统内的传播延迟所支持的最小宽度。
数据帧21包括被数据信息23跟随的数据帧标识符22。在大多 数实施方式中，数据帧21跟随地址帧16。数据帧标识符22由在空闲 标识符20之后转换到低电平(V3)的通信信号的值识别。到低电平 (V3)的转换是数据帧21的起始的数据起始转换。数据起始转换用 来警告接收电路通信信道是正在使用的。数据帧标识符22包括中间 向低的转换、持续一段时间的低电平、低向高的转换以及持续一段时 间的高电平。在数据帧标识符22之后和末端标识符19之前的通信信
号的随后的高电平和低电平表示数据信息23。在数据帧标识符22之 后，跟随低电平的每个高电平表示逻辑"l"。在数据信息23中的逻辑 "l"的数量表示将被传输至目的地的信息。逻辑"l"的数量是可变的并 且可以是任何数量，只要高电平是在数据帧标识符22和末端标识符 19之间。在数据信息23之后，通信信号返回到中间值来形成末端标 识符19。末端标识符19表示数据帧21的通信是完成的。 一旦通信信 号在帧间间隔时间周期内保持在中间值，通信信号就形成空闲标识符 20并且处于空闲状态。在帧间间隔之后，另一个通信帧可以在通信信 号上传输。数据帧标识符22的高电平和低电平的宽度或持续时间和 数据信息23是不同步的，因此是可变的并且可以是任何宽度。优选 地，宽度大于可以通信系统内的传播延迟所支持的最小宽度。
本领域技术人员应认识到，在一些实施方式中，通信协议可以包 括由类似于标识符17和22的标识符所识别的其他类型的帧。在另外 的实施方式中，通信可以包括仅仅 一 种类型的帧例如只有数据帧或只 有地址帧，或可以具有由多个数据帧跟随的一个地址帧，或由一个数 据帧跟随的多个地址帧。例如，通信协议可以只有数据和可以没有地 址帧。在这样的例子中，通信信号可以在3个电平之间变化并且帧将 以从V2到VI或V3的转换开始，以及每个高电平或低电平单元的持 续时间仍然是可变化的。而且，形成地址帧标识符17和数据帧标识 符22的信号极的极性可以被颠倒。
对于由曲线26示出的通信信号和曲线25示出的帧格式的示例性 实施方式，第一个地址帧具有在标识符17之后的一个高电平，因此 地址信息是"l"。随后的数据帧具有在标识符22之后的一个高电平， 因此数据信息是"l"。第二个地址帧具有在标识符17之后的两个高电 平，因此地址信息是"11，，或"2"。第二个数据帧具有在标识符22之后 的三个高电平，因此数据信息是"111"或"3"。
图3示意性地示出了在图1的说明中描述的电路11和电路12 的实施方式的一部分。电路11起传输器电路的作用而电路12起接收 器电路的作用。电路11可以包括把即将被传输至通信协议的串行比
特流中的数据格式化的传输器逻辑30。逻辑30格式化数据并且添加 地址帧标识符、地址帧信息、数据帧标识符以及数据帧信息。电路ll 一般还包括传输器元件，所述传输器元件包括"或"门31、"与门"32、 逆变器33、被连接以接收来自电压输入36的输入电压的P沟道MOS 晶体管34、以及被连接以接收来自电压返回37的输入电压的N沟道 晶体管35。传输逻辑30使末端/空闲信号无效，这允许逻辑30通过 门31和32传输地址帧和数据帧，以便接通或关闭晶体管34和35以 及信号输出38,如在图2的说明中解释的通信协议所定义的。在发送 地址帧和数据帧之后，逻辑30触发末端/空闲信号来禁止晶体管34 和35以发送末端标识符和空闲标识符，如在图2的说明中描述的通 信协议所定义的。
电路12包括中间电平调节电路43、参考信号发生器49、高电平 比较器62、中间电平比较器63、低电平比较器64、超时电路66、实 现为晶体管58的功率减小开关以及接收逻辑70。电路12在输入40 上接收通信信号。电阻器44和46连同晶体管38 —起形成开关分压 器，其接收电压输入41和电压返回42之间的输入电压，并且在节点 45形成中间电压。电阻器60和61是接收输入电压并也在节点45形 成中间电压的分压器。参考发生器49包括串联连接的电阻器50、 52、 54和56,其在输入41和返回42之间串联连接以形成具有3个连续 的较低电压值的3个参考电压。比较器62比较来自电路11的信号与 在节点51形成的高参考电压，比较器63比较信号与在节点53形成 的中间参考电压，而比较器64比较信号与在节点55形成的低参考电 压。如果信号不小于高参考电压，则比较器62的输出变高。类似地， 如果信号不大于低参考电压，则比较器64的输出变高。然而，如果 信号大约等于中间电压，则比较器63的输出变高，指示在地址帧或 数据帧的末端的末端标识符的检测。超时电路66接收来自比较器63 的高电平并且形成大约等于通信协议的最小帧间间隔的延迟。在超时 后，电路66的输出变高。来自电路66的高电平禁止晶体管58，从而 使电路43的电阻器和发生器49从输入电压退耦，以便减少电路12 的功率耗散。当电路43和发生器49被晶体管58禁止时，电阻器60 和61保持连接以形成分压器来设定中间电压。电阻器60和61的值 一般很大例如大约1兆欧或更大，以最小化电路12的功率耗散。电 路66的输出保持高，直到比较器62或64之一的输出再次变高以表 示接收另 一个通信帧的另 一个起始转换。
本领域技术人员应认识到，协议可以具有多个高电平和多个低电 平，只要每个高电平比中间电平大并且每个低电平比中间电平小。每 个高电平或低电平可通过多个比较器和相应的电压参考来检测。
图4示意性地示出了在图3的说明中描述的接收逻辑70的一部 分的示例性实施方式。 一般地，接收电路使用在地址信息18 (图2) 内的信息来识别数据帧21 (图2)的目的地。例如，接收器电路12 可以具有多个寄存器，并且地址帧16的地址信息可以从多个寄存器 中识别出一个寄存器，作为接收随后的数据帧21内的信息的目的地。 对于图4所示的示例性实施方式，接收逻辑70包括数据模式锁存器
71、 地址模式锁存器72、地址寄存器73、地址解码器75以及多个数 据寄存器，所述多个数据寄存器包括第一数据寄存器77、第二数据寄 存器78以及第N个数据寄存器79。模式锁存器71辨别输入信号的 不同类型的帧。因为帧标识符的电平确定在帧标识符之后的帧的类 型，帧标识符的电平可用来确定用于接收逻辑70的模式。如果帧标 识符是高电平的，则比较器62和64迫使相应的信号高和低，使相应 的状态高和低。以前，电路66迫使T0信号高来重置锁存器71和72。 来自比较器62的高电平重置电路66，这消除了来自锁存器71和72 的重置输入的高电平。因为锁存器72是设定的主锁存器，来自比较 器62的高电平设定锁存器72,这启动寄存器73。来自比较器的随后 的高电平储存在寄存器73中。在电路66接收末端标识符19并且计 录了超时的时间之后，电路66设定T0信号，这重置了锁存器71和
72。 来自锁存器72的低电平禁止寄存器73储存随后的信息。如果下 一个通信帧标识符是低电平，那么帧是数据帧。低电平迫使比较器64 的输出是高的。来自比较器64的高电平重置电路66，这消除了来自
锁存器71和72的重置输入的高电平。因为锁存器71是设定的主锁 存器，来自比较器64的低电平独立于锁存器61的重置输入的状态而 设定锁存器71。来自锁存器71的高电平使解码器75能够解码来自寄 存器73的信息，并且通过79响应性地启动数据寄存器77之一来接 收数据帧内的信息。锁存器72禁止寄存器73以阻止数据帧的信息存 储在寄存器73中。在数据帧的末端标识符之后，电路66的输出再次 变高来重置锁存器71和72,并且准备接收逻辑70用于下一个通信帧。 本领域技术人员应认识到，提供在图4中示出的示例性实施方式来帮 助理解应用的主题。除了这里描述的功能之外，地址帧和数据帧还可 以用于其它功能。例如，逻辑70可以包括其他元件例如计数器，以 计算由逻辑70接收的信息比特的数量。计数操作的结果可以用于许 多随后的行为，例如禁止储存随后的信息比特。
在另一实施方式中，边沿检测器电路连接到比较器62-64的每一 个的输出以检测转换到高电平的输出。如在本领域公知的，边沿检测 器检测信号的转换并且产生具有预定宽度的脉冲。例如，正边沿检测 器可检测从逻辑"0"到逻辑"1"的转换并且产生一个固定持续时间的 正向脉冲。在这个实施方式中，边沿检测器的脉冲输出可被连接来接 收逻辑70，而不是将比较器62-64的输出直接连接到逻辑70。对于这 种实施方式，来自边沿检测器的脉冲可以用做寄存器73、 77、 78、或 79中的任何或所有的时钟。该时钟可以记录逻辑状态进入寄存器的时 间。
可选地，在寄存器73中的信息的值可以用于其它功能。例如， 在寄存器73中的信息可以被添加至寄存器77-79之一的信息，作为在 寄存器中储存的信息的偏移。在另一个实施方式中，寄存器73可以 与寄存器77-79之一连接来形成一个较长的寄存器。对于这样的实施 方式，寄存器73可以用作形成较大寄存器的一部分的索引寄存器。
在一个示例性实施方式中，系统10可以是摄像机系统，例如用 于便携式电话的摄像机。对于这样的实施方式，第一电路11可以是 控制信息和感测光条件的微处理器，而第二电路12可以表示用于控
制与摄像机一起使用的闪光灯的强度的闪光控制电路。寄存器77-79 中的一个寄存器可以被指定来保存用于闪光灯的强度信息。因此，储 存在寄存器中的信息可以用于在0 (无闪光)、或一些增加的量(例 如10%，或50°/。等等)、或100%闪光之间选择闪光灯的强度。寄存 器的输出可以耦合到未示出的闪光灯元件。在寄存器内储存的信息可 以由电路11通过如上文所述的通信协议来改变。
在使用连接到比较器62-64的输出的边沿检测器的又一 实施方式 中，来自边沿检测器例如来自连接到比较器62的边沿检测器的脉冲 可以通过计数器计数，并且计数器的值可以被解码，以识别由未示出 的其他逻辑执行的不同的控制功能。 一个这样的控制功能可启动或禁 止确定的逻辑功能。
图5示意性地示出了通信系统85的实施方式的结构图，其是图 1所示的系统10的可选实施方式。系统85利用单个通信线路13和通 信协议来提供从第一电路11到第二电路12和第三电路13的通信路 径。单个通信线路13在电路11和电路12之间承栽通信信号。地址 帧16的地址信息18可以用来从多个半导体芯片中识别出一个可接收 随后的数据帧21的信息的半导体芯片。例如，电路ll、 12、及86可 以是在相互之间使用通信协议来通信的微处理器。
图6示意性地示出了接收器电路100的一部分的实施方式的结构 图，其是图1至图5的说明中描述的电路12的可选实施方式。接收 器100包括控制块102、索引寄存器112、寄存器控制逻辑114以及 多个数据寄存器，所述多个数据寄存器包括第一寄存器116到笫N个 寄存器118。尽管只示出了两个数据寄存器，接收器100可以具有任 何数量的数据寄存器。控制块102接收来自输入40的输入信号并且 响应于输入信号的转换。本领域技术人员应认识到，接收器100可以 接收输入信号，例如具有在图2至图5的说明中描述的通信协议的通 信信号，或可以使用可选协议，例如具有正和负转换的通信协议。这 样的可选协议的例子在下文中的图7至图8中示出。控制块102—般 包括超时检测器104、命令(Cmd)模式计数器106和模式控制逻辑
108。控制块102接收输入信号，并且给输入信号的转换计数以确定 接收器100的运行模式。输入信号的转换由计数器106计数，直到通 信信号保持在高电压电平 一段大于最小时间周期的时间。最小时间周 期由超时检测器104检测。检测器104在检测器104的输出上产生指 示最小时间周期或超时的检测的超时信号。超时信号禁止计数器106。 模式控制逻辑108接收超时信号以及来自计数器106的计数，并且响 应性地控制寄存器112、 116及118的运行。储存在索引寄存器112 中的信息通常指通过输入信号的转换操作的寄存器的数字或寄存器 的地址。在下文中，储存在寄存器112中的信息可以指被搮作的寄存 器的地址。使用寄存器112的内容来选择寄存器116至118之一，这 通常被称为寄存器112指向寄存器116至118之一。
在一个实施方式中，接收器100在被装配到半导体封装中的半导 体棵片(die)上形成。在这个实施方式中，模式控制逻辑108可以是可 根据寄存器112、 116和118所期望的控制的类型来变化的可替换的 控制块。例如，不同的半导体棵片可以具有控制逻辑108的不同版本。 因此，模式控制逻辑108控制寄存器112、 116和118的方式可以根 据模式控制逻辑108的结构来变化。
图7是具有曲线的图，其针对模式控制逻辑108的一个示例性实 施方式，根据接收器100的一个示例性实施方式示出一些信号。曲线 125示出了在输入40上的输入信号。曲线126示出了寄存器112的运 行，曲线127示出了电阻器116的运行，以及曲线128示出了寄存器 118的运行。该描述参考图6至图7。对于这个示例性实施方式，逻 辑108被配置，以便在超时周期或超时之后，在输入信号上接收的脉 冲的数量确定接收器100的运行模式。如果脉冲的数量小于4，则接 收器IOO运行在数据模式中，以及如果脉冲的数量为4或更大，则接 收器IOO运行在命令模式中。在数据模式中，对于每个接收的脉冲， 具有储存在寄存器112内的地址的寄存器增加。在超时信号被接收之 后，寄存器112增加。在命令模式中，具有在寄存器112内储存的地 址的寄存器增加，并且由计数器106计算的脉冲的数量确定将在寄存
器112、 116及118上采取的行为。如果输入信号的转换的数量是4， 则由寄存器112指向的寄存器增加4倍且数字4储存在计数器106中。 在接收来自检测器104的超时信号后，逻辑108将储存在寄存器112 内的值设定为寄存器116的地址并且接着重置(清空)寄存器116。 如果输入信号的转换的数量是5，则由寄存器112指向的寄存器增加 5倍并且数字5储存在计数器106中。在接收来自检测器104的超时 信号后，逻辑108将寄存器112设定为寄存器118的地址并且重置(清 空)寄存器118。
假定例如寄存器116在时刻T0之前被清空或重置，寄存器118 的内容是未知的，并且寄存器112包括寄存器116的地址。当接收器 100在超时周期之后接收脉冲时，命令模式计数器106计算脉沖的数 量。而且，模式控制逻辑108和寄存器控制逻辑114使用索引寄存器 112的值来确定寄存器116至118中的哪一个将增加(增加由寄存器 112所指向的寄存器)。假定例如寄存器112具有在时刻TO之前储 存在其内的地址1。在时刻TO和Tl之间输入信号具有4个上升边沿。 因为寄存器112具有地址1并且寄存器116是寄存器一，寄存器ll2 指向寄存器116并且寄存器116由逻辑114选择。因此，输入信号在 时刻TO和Tl之间增加寄存器116。在时刻T1之后，超时被接收， 这使模式控制逻辑108重置由寄存器112或寄存器116指向的寄存器， 如在时刻Tl和时刻T2之间所示的。因为四个脉冲被接收到，控制逻 辑108将寄存器112设定为寄存器116的地址，该地址在这个例子中 是数字1。在时刻T2,接收器100开始接收具有两个上升边沿的输入 信号，这在时刻T2和时刻T3之间将寄存器U6增加至计数2。在时 刻T3之后，超时被接收，这使模式控制逻辑108将储存在寄存器112 中的地址从1增加到2。在时刻T4，接收器100开始接收具有一个上 升边沿的输入信号，这增加了寄存器118。因为寄存器118的内容在 时刻T4 (如由X所示的)之前是未知的，上升边沿增加了寄存器118 的内容。在时刻T4之后，超时被接收，这使模式控制逻辑108增加 由寄存器112指向的、此刻是寄存器118的寄存器。本领域技术人员
应认识到，寄存器116的内容在时刻TO可以是不同于0的值，并且 也应认识到，寄存器112、 116和118可以由命令和数据模式设定为 不同于0的值。
图8是具有曲线的图，其示出根据具有模式控制逻辑108的不同 示例性实施方式的接收器100的第二个示例性实施方式的一些信号。 曲线131示出了寄存器112的内容，曲线132示出了寄存器116的内 容，曲线133示出了寄存器118的内容，以及曲线134示出了寄存器 116和118的内容之和。该描述参考图6和图8。对于这个示例性实 施方式，寄存器112的内容在检测器104检测到超时时期之后增加。 在这个示例性实施方式中，只使用一个模式，因此，命令模式没有被 使用并且寄存器的控制被不同地实现。假定例如寄存器116和118在 时刻TO之前被清空或重置并且寄存器112包括寄存器116的地址。 因为寄存器112指向寄存器116，在时刻TO和时刻Tl之间接收的输 入信号将寄存器116增加至计数4。在时刻Tl出现超时。在超时结 束时，寄存器116没有改变但是逻辑108增加了寄存器112的内容。 因为在这个例子中只有两个数据寄存器，寄存器112增加至2,其为 寄存器118的地址。在时刻T2，输入信号开始增加寄存器118直到 在时刻T3之后出现超时。在超时周期之后，寄存器118没有改变但 是逻辑108增加了寄存器112，使寄存器112翻转至寄存器ll6的地 址。在时刻T4接收的输入信号使寄存器116从4增加到5。因此， 寄存器116和118之和在1开始并且增加输入信号的每个上升边沿。
图9是具有接收器100的第三个示例性实施方式的一些信号的曲 线的图，接收器100具有模式控制逻辑108的第三个实施方式。曲线 139示出了寄存器112的内容，曲线140示出了寄存器116的内容， 曲线141示出了寄存器118的内容,及曲线142示出了对在寄存器112、 116和118内的信息的示例性应用。该描述参考图6和图9。对于接 收器100的这个示例性实施方式，寄存器112的内容在检测器104检 测到超时之后增加，并且由寄存器112指向的寄存器被重置。假定例 如寄存器112具有寄存器116的地址，寄存器116被重置，以及寄存
器118的内容在时刻T0之前是未知的。在时刻T0和时刻Tl之间， 输入信号将寄存器116增加至4。在时刻T1之后，出现了超时。在 超时结束时，逻辑108将寄存器112增加至寄存器118的地址。逻辑 108也重置由寄存器112指向的、在此时是寄存器118的寄存器，以 使寄存器118从0开始计数。在时刻T2和T3之间接收的输入信号将 寄存器118增加至2，如曲线141所示的。在时刻T3之后出现的下 一个超时周期结束时，逻辑108增加翻转至寄存器116的地址的寄存 器112，并且逻辑108重置寄存器116。因此，寄存器116在时刻T4 开始从O计数到1。
在一个示例性实施方式中，接收器100可以用来控制来自发光二
极管(LED )的光的强度，该发光二极管用作数码摄像机的闪光元件。 寄存器U2、116和118的内容可以用于控制由LED发出的光的强度。 例如，来自输入40的每组脉沖可以用于一个闪光行为的强度。对于 这样的闪光行为，由寄存器112指向的寄存器的内容可以用来控制该 特定闪光行为的亮度。正好在超时结束前，由寄存器112指向的寄存 器的内容可以储存在存储元件中，并且该数据可以用来控制由LED 发出的光的强度。该数据由曲线142示出。
正如可以看到的，对模式控制逻辑108使用模块化设计允许接收 器100具有可以通过改变逻辑108来改变的许多不同运行模式。例如， 逻辑108可以设计成运行在几个不同的模式中，并且来自模式组的模 式之一可以由半导体棵片的粘合(bond)选项或由包括半导体棵片的封 装上的管脚的状态来选择，接收器IOO在该半导体棵片上形成。
图10示意性地示出了在半导体棵片91上形成的半导体器件90 以及在半导体棵片96上形成的半导体器件95的实施方式的一部分的 放大平面视图。电路11在棵片96上形成并且电路12在棵片91上形 成。棵片91和96也可以包括为了附图的简单而没有显示在图10中 的其他电路。电路11和器件95在棵片96上由本领域技术人员所熟 知的半导体制造技术形成。电路12和装置90在棵片91上由本领域 技术人员所熟知的半导体制造技术形成。
鉴于上面的所有内容，很明显公布了一种使用协议的新颖的通信
方法和电路。连同其它特征包括的是形成具有通信信号的3种不同电 平的协议。这3种不同的电平便于形成不同步的协议，从而允许每个 电平的宽度变化。可变的宽度确保了从信号的高电平或低电平确定的 信号的逻辑状态不是时间相关的。因此，确定由信号表示的信息的步 骤不取决于信号处在电平的时间，因此不是时间相关的。可变的宽度 提高了数据传输的准确度并且减小了用来实现协议的电路的复杂度。 减小的复杂度减少了成本。
虽然用特定的优选实施方式描述了本发明的主题，很明显，许多 替换和变更对于在半导体领域的技术人员将是显而易见的。更具体 地，本发明的主题是为表示帧的信息的特定信号电平来描迷的。本领 域技术人员应认识到，高信号电平和低信号电平都可以用来表示帧的 信息。
权利要求
1.一种通信系统，其包括通信协议，其包括信号，所述信号具有第一信号电平、比所述第一信号电平低的第二信号电平和比所述第二信号电平低的第三信号电平；以及所述通信协议具有至少两种不同类型的通信帧，其中每种通信帧具有指定通信帧类型的帧标识符，所述帧标识符跟随以所述通信帧的信息。
2. 如权利要求1所述的通信系统，其中第一通信帧标识符包括 在具有所述第二信号电平之后具有所述第一信号电平的信号，并且其 中第二通信帧标识符包括在具有所述第二信号电平之后具有所述第 三信号电平的信号。
3. 如权利要求1所迷的通信系统，其中所述通信帧的所述信息具有所述第一信号电平和所述第二信号电平的可变数量的出现。
4. 如权利要求1所述的通信系统，其中所述第二信号电平大约 在所述通信系统的输入电压的值和所述通信系统的返回电压之间的 中间。
5. 如权利要求1所述的通信系统，其中所述第二信号电平大约 在所述第一信号电平和所述第三信号电平之间的中间。
6. 如权利要求1所述的通信系统，其中所述信号在所述第一信 号电平或所述第二信号电平处的时间是可变的。
7. 如权利要求1所述的通信系统，其中所迷信号的逻辑状态不 是时间相关的。
8. 如权利要求1所迷的通信系统，其中所迷两种不同类型的通 信帧包括地址帧，其中所述地址帧的信息表示接收电路的地址。
9. 如权利要求8所迷的通信系统，其中所述地址帧的所述信息 表示在所迷接收电路内的控制电路的地址。
10. 如权利要求l所述的通信系统，其中所述通信协议包括所述 两种不同类型的通信帧中的第一种类型的通信帧，所述第一种类型的 通信帧跟随以所述两种不同类型的通信帧中的第二种类型的通信帧。
11. 如权利要求10所述的通信系统，其中帧间间隔将所述第一种类型的通信帧与所述第二种类型的通信帧分离。
12. —种形成通信电路的方法，包括配置所述通信电路以使用具有第一信号电平、第二信号电平和第 三信号电平的协议来通信，所述第二信号电平是比所述第一信号电平 低的电平，所述第三信号电平是比所述第二信号电平低的电平；配置所述通信电路来在所述第二信号电平出现之后使用所述第 一信号电平的第一次出现作为第一帧类型的标识符，其中在所述第二 信号电平出现之前所述第一信号电平或所述第三信号电平的随后出 现表示所述第一帧类型的信息；以及配置所述通信电路来在所述第二信号电平出现之后使用所述第 三信号电平的第一次出现作为第二帧类型的标识符，其中在所述第二 信号电平出现之前所述第一信号电平或所述第三信号电平的随后出 现表示所述第二帧类型的信息。
13. 如权利要求12所述的方法，其还包括配置所述通信电路来 使用所述第二信号电平作为所述第一帧类型和所述第二帧类型的结 束。
14. 如权利要求13所述的方法，其中配置所述通信电路来在所 述第二信号电平出现之后使用所迷第一信号电平的第一次出现的所述步骤，包括配置所述通信电路来在所述第二信号电平出现之后使用 所述第一信号电平的所述第一次出现来表示所述第二帧类型的目的 地。
15. 如权利要求14所述的方法，其包括配置所述通信电路来使 用所述第二帧类型的所述信息作为所述目的地的数据。
16. 如权利要求12所述的方法，其中配置所迷通信电路来在所 述第二信号电平出现之后使用所述第一信号电平的第一次出现的所述步骤，包括配置所述通信电路来在所述第二信号出现之后使用所述 第一信号电平的所述第一次出现来表示目的地，所述目的地是接收电 路或多个电路之一的一个寄存器。
17. —种通信系统，其包括半导体器件，其配置为使用具有第一信号电平、第二信号电平和 第三信号电平的通信协议来运行，所述第二信号电平比所述第一信号 电平低，所述第三信号电平比所述第二信号电平低；以及所述通信协议具有包括帧信息的通信帧，其中所述帧信息在所述 第二信号电平出现之后包括所述第一信号电平或所述第三信号电平 中的至少一个达第一时间周期，并且其中所述第一时间周期是可变 的。
18. 如权利要求17所述的通信系统，其中所述通信帧还包括指 定通信帧的类型的帧标识符。
19. 如权利要求18所述的通信系统，其中所述帧信息包括所述 第一信号电平或所述第三信号电平中的至少一个达第二时间周期，其 中所述第二时间周期是可变的。
20. —种通信系统，其包括半导体器件，其具有包括控制块的通信接收器电路，其中所述控 制块是可替换的，以接收不同的通信协议并响应于所述通信协议而控 制所述通信接收器电路的运行；以及所述通信协议，其具有在所述通信协议的转换之间的超时周期， 其中所述控制块在所述超时周期之后设定所述通信接收器电路的运 行模式，并且其中所述超时周期是可变的。
全文摘要
在一个实施方式中，电路配置为使用具有至少3个不同信号电平的通信协议来运行，其中所述3个电平的不同序列识别通信协议的不同元素。在另一个实施方式中，模块化控制块可以用来选择通信协议以及电路的运行。
文档编号H04L7/04GK101361313SQ200680051003
公开日2009年2月4日 申请日期2006年1月23日 优先权日2006年1月23日
发明者H·沙维, M·拜兰捷德, P·A·热内 申请人:半导体元件工业有限责任公司