专利名称：改进电路的多用总线终端调整器的制作方法
技术领域：
本实用新型涉及一种集成电路器件，确切地说，涉及一种改进电路的多用总线终端电压调整器(Bus Termination Regulator)，属于计算机结构部件中电源调整装置技术领域。
当前采用DDR-SDRAM的主机板或显示卡在DDR-SDRAM总线终端匹配供电部分，广泛采用专门为其开发的终端电压调整器集成电路。其中根据功耗要求，不少是采用SO-8的封装，体积小巧，精度一致性和可靠性都比较高，应用方便，而且价格便宜，市场接受度比较高的代表是台湾Richtek公司的RT9173A。美国NS公司推出的LP2995又作了进一步改进，将RT9173A所需的由两个精密电阻组成的参考电压1/2分压网络集成到芯片内部，提高了精度，使应用更加便捷。
但是，随着计算机技术的发展，处理器和总线的速度快速提升，Intel即将在2003年推出的新一代主机板平台865G系列，其采用AGTL+(AssistedGunning Transceiver Logic)总线技术的前端总线FSB也开始要求具有Source和Sink能力的总线终端匹配供电Vtt，而且865G平台同时可以支持现在的Northwood内核的P4 CPU和2003年底推出的Prescott内核的P4 CPU。这两种内核CPU要求的总线终端匹配供电的逻辑电平是不同的，分别为1.45V和1.225V。这样，虽然总线终端匹配供电要求与DDR部分没有本质的差异，却使具有固定1/2分压网络参考电压的LP2995在FSB处根本没法使用，RT9173则要增加繁琐的外围电路。所以在865G平台上，人们面临两种选择选择DDR用LP2995而FSB用RT9173，增加了器件种类及采购和维护的成本；或者选择DDR和FSB都使用RT9173，都要增加外围电路。(因为分立器件的电路繁琐，又没有保护功能，可靠性差，故不在讨论范围)。所以，目前的终端电压调整器集成电路基本都属于RT9173和LP2995两大类型，现在尚没有一种多用总线终端电压调整器可以在几乎不用外围电路的情况下能够同时适应上述两部分的设计要求。
本实用新型的目的是这样实现的一种改进电路的多用总线终端电压调整器，根据功耗要求可以采用SO8封装，其内部电路包括现有的总线终端电压调整器，其特征在于在该总线终端电压调整器的输入端增设对CPU上类型选择信号(在目前P4 CPU上管脚序号通常为AD1，管脚名为BOOTSEL)BootSelect进行判别和将AGTL+总线信号隔离并转换为总线终端电压调整器本身工作电平的CPU类型判别和电平转换电路、根据CPU类型产生第二参考电压Vref-2的前端总线FSB参考电压调整电路及选择第相应的参考电压输出的参考电压切换控制电路，三个功能电路顺序依次连接；在参考电压切换控制电路的另一输入端连接有产生第一参考电压Vref-1的固定1/2分压参考电压电路。参考电压切换控制电路将正确的参考电压给到现有的总线终端电压调整器内核，产生符合应用要求的输出电压。
所述的CPU类型判别和电平转换电路包括有信号判别电路和电平转换电路，其电路可以是由两个NPN三极管连接组成，其中第一个三极管电路的基极是输入端，第二个三极管电路的基极直接与第一个晶体管的集电极连接，其集电极是输出端，两个晶体管的发射极共地。
所述的CPU类型判别和电平转换电路包括有信号判别电路和电平转换电路，其电路也可以是由一个NPN晶体管电路和一个PNP晶体管电路连接组成，其中NPN晶体管电路的基极是输入端，PNP晶体管电路的发射极连接电源，其基极通过电阻接至NPN晶体管的集电极，其集电极通过一电阻接地，其集电极是输出端。
所述的FSB参考电压调整电路是一个场效应管与三个串接电阻构成的可变分压比的分压电路组成，场效应管的栅极是输入端，其漏极与源极分别接在第三个电阻两端，第一个电阻与第二个电阻之间是输出端。
所述的参考电压切换控制电路可以是任何二选一切换电路，所述的参考电压切换控制电路是利用系统中DDR_SDRAM供电的V_MEM电源作为两个三态门的控制开关，分别在应用于DDR电路时，输出固定为1/2 V_MEM的第一参考电压Vref-1；在应用于FSB电路时，则根据系统中是使用Northwood内核P4 CPU还是Prescott内核P4 CPU，分别输出1.45V或1.225V的第二参考电压Vref-2。
所述的固定1/2分压参考电压电路是由两个精密电阻组成的分压网络。
所述的该总线终端电压调整器的封装可以为SO-8，其管脚分别是输入电源VDDQ(IN)，输出VTT(OUT)，IC内部逻辑供电VCC_IC，接地端GND，CPU启动选择端BootSelect(BTSEL)，系统DDR供电端V_MEM，为FSB可变分压比的参考电压网络提供基准电压的V_REF和一个供选用、非必需的使输出更加精准的反馈输入端V_FB。
所述的第一参考电压Vref-1是固定1/2分压比的参考电压，其电压值固定为V_MEM/2，第二参考电压Vref-2是根据系统中使用Northwood内核P4 CPU还是Prescott内核P4 CPU，其电压值分别为1.45V或1.225V。
所述的该总线终端电压调整器的具有供出(Source)和汲取(Sink)能力的输出VTT(OUT)，是根据参考电压切换控制电路输出的参考电压产生的，分别在应用于DDR电路时，其输出为1/2 V_MEM；在应用于前端总线FSB电路系统中使用Northwood内核P4 CPU时，输出1.45V；在应用于前端总线FSB电路系统中使用Prescott内核P4 CPU时，输出1.225V。
本实用新型是一种电路改进的总线终端电压调整器，这种总线终端电压调整器在现有的总线终端电压调整器内部增加若干电路，使用时只需在外部电路进行简单连线，即可以符合采用JEDEC SSTL 2/3规范的DDR-SDRAM的总线终端要求，或符合采用AGTL+总线技术不同P4 CPU的前端总线(FSB)终端要求，可实现只用同一种总线终端电压调整器，为Intel 865G一类的计算机平台上DDR-SDRAM内存和支持不同P4 CPU的FSB总线终端供电，而不需要再在外围增加额外电路。特别适合于同时支持DDR-SDRAM内存和支持Intel现有(Northwood内核)及将来(Prescott内核)P4 CPU的主机板选用。
本实用新型只需在集成电路硅片设计时增加几个电阻器件和MOSFET，基本可以不增加集成电路的制造成本，却可以极大地简化外围电路，使系统设计人员省去了原来在外围需要增加的额外器件和电路，节省PCB空间，降低了总成本。而且，本实用新型的总线终端电压调整器产品的相关品质不会受外围器件影响，精度一致性和可靠性都得到提高；对生产厂家和用户而言，只要一种料件可以满足两方面应用，减少了最终产品的料件种类，可以在计划、采购、仓储、设计、制造和维修等诸多环节节约费用，降低风险。
图2是本实用新型总线终端电压调整器的电原理图。
图3是本实用新型中固定1/2分压参考电压网络实施例原理图。
图4是本实用新型中CPU类型判别和电平转换电路的一实施例原理图。
图5是本实用新型中CPU类型判别和电平转换电路的另一实施例原理图。
图6是本实用新型中FSB参考电压调整电路实施例原理图。
图7是本实用新型中参考电压切换控制电路实施例原理图。
图8是本实用新型产生Vtt_MEM的应用电路实施例原理图。
图9是本实用新型产生Vtt_FSB的应用电路实施例原理图。
因为DDR-SDRAM内存和FSB总线终端匹配所要求电源的供出(source)及汲取(sink)电流的能力接近，芯片自身耗散的功率基本相同，所以本实用新型多用总线终端电压调整器仍然可以采用原来的SO-8封装，但是由于增加了新的功能，因此需要对原来的管脚需要重新定义编排，其管脚分别是输入电源VDDQ(IN)，输出VTT(OUT)，IC内部逻辑供电VCC_IC，接地端GND，CPU启动选择端BootSelect(BTSEL)，系统DDR供电端V_MEM，为FSB可变分压比的参考电压网络提供基准电压的V_REF和一个供选用的使输出更加精准的反馈输入端V_FB(由于V_FB是非必需的，在本实用新型的原理图-图2中未示)；使之更加符合实际应用需求。
下面对本实用新型多用总线终端电压调整器增设的各个电路作具体说明参见图3，首先，针对DDR部分应用，本实用新型增加固定1/2分压参考电压网络5。因为DDR部分要求总线终端电压VTT(OUT)需要保持DDR供电电压V_MEM的1/2，且跟随V_MEM的变化而变化，所以参考电压不宜采用固定1.25V，本实用新型将由两个精密电阻R1和R2组成的分压网络集成到芯片中，为芯片内输出驱动电路提供固定1/2分压比的第一参考电压Vref-1。这样可以满足供电要求，简化外部电路，而且使输出精度不受外部器件影响(对于LP2995这类已经有固定1/2分压参考电压网络的多用总线终端电压调整器，不需再增加固定1/2分压参考电压网络)。
其次，针对FSB部分应用，本实用新型增加了CPU类型判别和电平转换电路2、FSB参考电压调整电路3及参考电压切换控制电路4，三个功能电路2、3、4顺序依次连接。以下分别对其作介绍。
参见图4，CPU类型判别和电平转换电路2的作用是在使用Northwood内核P4CPU时输出参考电压保持1.45V，使用Prescott内核P4 CPU时输出参考电压保持1.225V。该CPU类型判别和电平转换电路2由类型信号判别和电平转换两部分电路组成。其中CPU类型信号判别电路主要利用CPU上序号为AD1的BootSelect管脚，Northwood内核P4 CPU的这个管脚电平为低(Low)，Prescott内核P4 CPU的这个管脚电平为高(Hi)。但是因为FSB上是AGTL+信号(电平只有1.5V左右)，要与CMOS(或Bi-CMOS)工艺的总线终端电压调整器内核连接，必需进行电平转换。图4、图5分别介绍了两个可以具体采用的电路实施例的电原理图。图4中是由两个NPN三极管Q3、Q4电路连接组成，其中第一个三极管电路的基极是输入端，第二个三极管电路的基极直接与第一个晶体管的集电极连接，其集电极是输出端，两个晶体管的发射极共地。即利用Q3、Q4晶体管电路将AGTL+信号隔离并转换为Vcc_Drive电平信号，即原总线终端电压调整器内核驱动MOS管所需的电压。该CPU类型判别和电平转换电路2可以有多种实现方法，图5是其另一实施例。图5是由一个NPN晶体管Q5和一个PNP晶体管Q6连接组成，其中NPN晶体管Q5电路的基极是输入端，PNP晶体管Q6电路的发射极连接电源，其基极通过电阻R11接至NPN晶体管Q5的集电极，其集电极通过一电阻R12接地，其集电极是输出端。
然后，增加FSB参考电压调整电路3。利用CPU类型判别和电平转换电路2产生的符合IC内部逻辑电平要求的CPU类型判别信号，便可调整后端分压网络改变分压比的产生第二参考电压Vref-2。FSB参考电压调整电路3是利用一个可变分压比的参考电压分压网络实现的，参见图6。该电路选用主板上V3.3STB为基准电压V_REF，因为主板上的V3.3STB都是经过稳压电路转化而来，是基本不会随电源变化的，相当准确。当主板上安装Prescott CPU时，CONTROL信号为高(Hi)，场效应管Q8导通，则电阻R22不再参与分压，调试时可以通过调节R20和R21的值，将Vref-2准确调整为1.225V；当主板上安装Northwood CPU时，CONTROL信号为低(Low)，场效应管Q8截止，则R22和R21串联与R20分压，调试时可以通过调节R22的值，将Vref-2准确调整为1.45V。这样使得使用Northwood内核P4 CPU时，输出Vref-2保持1.45V，使用Prescott内核P4 CPU时输出Vref-2保持1.225V。
最后，增加参考电压切换控制电路4。该电路实际上可用任何二选一的切换电路实现。只需使用一个简单的电子开关，在固定1/2 V_MEM的第一参考电压Vref-1和1.45V或1.225V的第二参考电压Vref-2之间进行切换控制，用二选一的结果输出给总线终端电压调整器控制输出驱动电路，这个控制输出驱动电路作用如同一个运算放大器，推动后级的MOSFET，产生具有source及sink电流的能力的电平为1/2V_MEM或1.45V或1.225V的VTT输出。图7是其的一种实施例，这里利用系统中DDR_SDRAM供电的V_MEM作为两个三态门的控制开关，在应用于DDR电路时，V_MEM是接在DDR供电电源的，则第一参考电压Vref-1导通，第二参考电压Vref-2截止；用在FSB电路时，V_MEM外部未连接，所以通过IC内部的分压电阻接GND，则第二参考电压Vref-2导通，第一参考电压Vref-1截止。
应用本实用新型的总线终端电压调整器在实际应用于主机板设计的DDR部分和FSB部分时，外围电路除了必要的电源滤波电容外，只要连通相应信号，不再需要外围器件，非常简捷。
图8所示的是本实用新型用于DDR部分，产生DDR终端供电的VTT(即Vtt_MEM)的应用电路实施例。输入电源VDDQ(IN)和作为内部选择参考电压Vref-1的控制开关V_MEM，一起接到系统中DDR供电电源VDD_MEM；IC内部逻辑供电VCC_IC接到系统中3.3V电源Vcc3；接地端GND连接系统的接地端；输出VTT(OUT)连接DDR终端供电Vtt_MEM，并加上必要的滤波电容；CPU启动选择端BTSEL以及为FSB可变分压比的参考电压网络提供基准电压的V_REF两个管脚不用连接。如果还有反馈输入端V_FB，只要把它与VTT(OUT)连接即可。
图9所示是本实用新型用于前端总线FSB部分，产生FSB终端供电的VTT(即Vtt_FSB)的应用电路实施例。输入电源VDDQ(IN)和作为IC内部逻辑供电的VCC_IC一起接到系统中3.3V电源Vcc3；CPU启动选择端BTSEL连接CPU上AD1引脚发来的BOOTSELECT；为FSB可变分压比的参考电压网络提供基准电压的V_REF连接到系统中经过稳压电路转化来的电源V3.3STB；接地端GND连接系统的接地端，输出VTT(OUT)连接FSB终端供电Vtt_FSB，并加上必要的滤波电容，内部选择参考电压Vref-1的控制开关V_MEM管脚悬空，不用连接。如果还有反馈输入端V_FB，只要把它与VTT(OUT)连接即可。
本实用新型仅对总线终端调整器的改进电路作方法性、原理性的阐述，对依据此思路的具体电路设计方法未作任何限定，对本实用新型电路设计的任何部分或电路的集成、拆解、组合、细化、模仿，都应当包括在保护范围之内。
权利要求1.一种改进电路的多用总线终端电压调整器，其内部电路包括现有的总线终端电压调整器，其特征在于在该总线终端电压调整器的输入端增设对CPU上类型选择信号进行判别和将AGTL+总线信号隔离并转换为总线终端电压调整器本身工作电平的CPU类型判别和电平转换电路、根据CPU类型产生第二参考电压Vref-2的前端总线FSB参考电压调整电路及选择相应的参考电压输出的参考电压切换控制电路，三个功能电路顺序依次连接；在参考电压切换控制电路的另一输入端连接有产生第一参考电压Vref-1的固定1/2分压参考电压电路。
2.根据权利要求1所述的改进电路的多用总线终端电压调整器，其特征在于所述的CPU类型判别和电平转换电路包括有信号判别电路和电平转换电路，其电路可以是由两个NPN三极管连接组成，其中第一个三极管电路的基极是输入端，第二个三极管电路的基极直接与第一个晶体管的集电极连接，其集电极是输出端，两个晶体管的发射极共地。
3.根据权利要求1所述的改进电路的多用总线终端电压调整器，其特征在于所述的CPU类型判别和电平转换电路包括有信号判别电路和电平转换电路，其电路也可以是由一个NPN晶体管电路和一个PNP晶体管电路连接组成，其中NPN晶体管电路的基极是输入端，PNP晶体管电路的发射极连接电源，其基极通过电阻接至NPN晶体管的集电极，其集电极通过一电阻接地，其集电极是输出端。
4.根据权利要求1所述的改进电路的多用总线终端电压调整器，其特征在于所述的FSB参考电压调整电路是一个场效应管与三个串接电阻构成的可变分压比的分压电路组成，场效应管的栅极是输入端，其漏极与源极分别接在第三个电阻两端，第一个电阻与第二个电阻之间是输出端。
5.根据权利要求1所述的改进电路的多用总线终端电压调整器，其特征在于所述的参考电压切换控制电路可以是任何二选一切换电路，
6.根据权利要求5所述的改进电路的多用总线终端电压调整器，其特征在于所述的参考电压切换控制电路是利用系统中DDR_SDRAM供电的V_MEM电源作为两个三态门的控制开关，分别在应用于DDR电路时，输出固定为1/2V_MEM的第一参考电压Vref-1；在应用于前端总线FSB电路时，则根据系统中是使用Northwood内核P4 CPU还是Prescott内核P4 CPU，分别输出1.45V或1.225V的第二参考电压Vref-2。
7.根据权利要求1所述的改进电路的多用总线终端电压调整器，其特征在于所述的固定1/2分压参考电压电路是由两个精密电阻组成的分压网络。
8.根据权利要求1所述的改进电路的多用总线终端电压调整器，其特征在于所述的该总线终端电压调整器的封装可以为SO-8，其管脚分别是输入电源VDDQ(IN)，输出VTT(OUT)，IC内部逻辑供电VCC_IC，接地端GND，CPU启动选择端BOOTSELECT(BTSEL)，系统DDR供电端V_MEM，为FSB可变分压比的参考电压网络提供基准电压的V_REF和一个供选用、非必需的使输出更加精准的反馈输入端V_FB。
9.根据权利要求1所述的改进电路的多用总线终端电压调整器，其特征在于所述的第一参考电压Vref-1是固定1/2分压比的参考电压，其电压值固定为V_MEM/2；第二参考电压Vref-2是根据系统中使用Northwood内核P4 CPU还是Prescott内核P4 CPU，其电压值分别为1.45V或1.225V。
10.根据权利要求8或9所述的改进电路的多用总线终端电压调整器，其特征在于所述的该总线终端电压调整器的具有供出(Source)和汲取(Sink)能力的输出VTT(OUT)，是根据参考电压切换控制电路输出的参考电压产生的，分别在应用于DDR电路时，其输出为1/2V_MEM；在应用于前端总线FSB电路系统中使用Northwood内核P4 CPU时，输出1.45V；在应用于前端总线FSB电路系统中使用Prescott内核P4 CPU时，输出1.225V。
专利摘要一种改进电路的多用总线终端电压调整器，其内部电路包括现有的总线终端电压调整器，以及在其输入端增设的对CPU上类型选择信号(BOOTSEL)进行判别和将AGTL+总线信号隔离并转换为总线终端电压调整器本身工作电平的CPU类型判别和电平转换电路，根据CPU类型产生第二参考电压Vref－2的前端总线FSB参考电压调整电路，以及选择相应的参考电压输出的参考电压切换控制电路，三个功能电路顺序依次连接；在参考电压切换控制电路的另一输入端连接有产生第一参考电压Vref－1的固定1/2分压参考电压电路。该集成电路可以符合采用JEDEC SSTL 2/3规范的DDR－SDRAM或采用AGTL+总线技术的FSB终端匹配要求，同时用于DDR－SDRAM内存和支持不同P4 CPU的FSB总线终端供电，而不需要再在外围增加额外电路。
文档编号G06F1/26GK2604725SQ0323613
公开日2004年2月25日 申请日期2003年1月17日 优先权日2003年1月17日
发明者陈恒 申请人:联想(北京)有限公司