电源调制跨域数据接口的制作方法
【技术领域】
[0001]本发明的实施例一般涉及用于转换数据以便在不同电源电压域中使用的方法和设备，以及更具体来说涉及电源调制跨域数据接口。
【背景技术】
[0002]包括接近传感器装置(通常又称作触摸板或触摸传感器装置)的输入装置广泛用于各种电子系统中。接近传感器装置可用来提供电子系统的接口。例如，接近传感器装置常常用作较大计算系统的输入装置(例如笔记本或台式计算机中集成的或者作为其外设的不透明触摸板)。接近传感器装置还常常用于较小计算系统中(例如集成在蜂窝电话中的触摸屏)。接近传感器装置通常包括传感器电极，其采用信号来驱动以进行电容感测。
[0003]—些接近传感器装置包含在显示装置中，显示装置包括用于更新显示元件的显示电极。为了保护传感器电极免受显示电极的影响，传感器电极和显示电极可由调制电源(其相对系统地来调制)来供电。在这种输入装置中，一些组件耦合到调制电源，而其他组件可以不耦合到调制电源。因为电源电压有所不同，所以来自与调制电源耦合的组件的数据信号可能与没有耦合到调制电源的组件不兼容。
[0004]如前面所述，本领域所需要的是用于将数据信号从没有与调制电源耦合的组件传送到与调制电源耦合的组件的技术。
【发明内容】
[0005]本公开的一个实施例包括一种用于在具有第一电源电压域和第二电源电压域的处理系统的集成电路中传递数据信号的方法，其中第二电源电压域的正电源电压和第二电源电压域的负电源电压中的至少一个相对第一电源电压域来调制。该方法包括在集成电路的第一结点处接收数据信号，其中第一结点处于第一电源电压域中。该方法还包括经由集成电路的第一转换电路根据数据信号来生成第一中间差分信号。该方法还包括向第一交叉耦合锁存器传递第一中间差分信号，其中第一交叉耦合锁存器基于第一中间差分信号来生成第一输出信号。该方法还包括从集成电路的第二结点来输出第一输出信号，其中第二结点处于第二电源电压域中。
[0006]本公开的另一个实施例包括集成电路。该集成电路包括第一电源电压域、第二电源电压域和跨域接口电路。第二电源电压域的正电源电压和第二电源电压域的负电源电压相对第一电源电压域来调制。跨域接口电路包括第一转换电路，其包括第一结点并且处于第一电源电压域中。跨域接口电路还包括第二转换电路，其处于第二电源电压域中并且包括第二结点和第一交叉耦合锁存器。第一转换电路配置成在第一结点处接收数据信号，根据数据信号生成第一中间差分信号，并且向第二转换电路传递第一中间差分信号。第二转换电路配置成在第一交叉耦合锁存器接收第一中间差分信号，经由第一交叉耦合锁存器基于第一中间差分信号来生成第一输出信号，并且从第二结点来输出第一输出信号。
[0007]本公开的另一个实施例包括输入装置。该输入装置包括:多个传感器电极；以及处理系统，该处理系统配置成驱动多个传感器电极以进行电容感测。处理系统包括集成电路。集成电路包括第一电源电压域、第二电源电压域和跨域接口电路。第二电源电压域的正电源电压和第二电源电压域的负电源电压相对第一电源电压域来调制。跨域接口电路包括第一转换电路，其包括第一结点并且处于第一电源电压域中。跨域接口电路还包括第二转换电路，其处于第二电源电压域中并且包括第二结点和第一交叉耦合锁存器。第一转换电路配置成在第一结点处接收数据信号，根据数据信号生成第一中间差分信号，并且向第二转换电路传递第一中间差分信号。第二转换电路配置成在第一交叉耦合锁存器接收第一中间差分信号，经由第一交叉耦合锁存器、基于第一中间差分信号来生成第一输出信号，并且从第二结点来输出第一输出信号。
【附图说明】
[0008]为了实现能够详细了解本发明的上述特征的方式，可参照实施例获得以上概述的对本发明的更具体描述，在附图中示出实施例的一部分。但是要注意，附图仅示出本发明的典型实施例，并且因此不是要被理解为限制其范围，因为本发明可容许其他同样有效的实施例。
[0009]图1是按照本文所述的一个实施例、集成到示范显示装置中的输入装置的示意框图。
[0010]图2示出按照本文所述的一个实施例、可用于图1的输入装置中的传感器元件的简化示范阵列。
[0011]图3示出图1的输入装置中所包含的处理系统内的不同电源电压域。
[0012]图4-7示出图3的处理系统中所包含的跨域接口电路的实施例。
[0013]图8示出按照本文所述的一个实施例、用于转换来自一个电源电压域的数据信号以便在另一个电源电压域中使用的方法。
[0014]为了便于理解，相同的参考标号在可能的情况下已用于表示附图共有的相同元件。预期的是，一个实施例中公开的元件可有利地用于其他实施例而无需具体说明。这里所参照的附图不应当被理解为按比例绘制，除非另加说明。另外，附图通常经过简化，并且为了呈现和说明的清楚起见而省略细节或组件。附图和论述用于说明以下所述的原理，其中相似标号表示相似元件。
【具体实施方式】
[0015]以下【具体实施方式】实际上只是示范性的，而不是要限制本发明或者本发明的应用和使用。此外，并不是意在通过前面的技术领域、【背景技术】、
【发明内容】
或者以下【具体实施方式】中提供的任何明确表达或暗示的理论进行限制。
[0016]本技术的各个实施例提供用于在不同电源电压域之间传送数据信号的电路。电源电压域表示正电源电压和负电源电压以及由那些电源电压所供电的电气组件。所述的电路提供元件，来获得电源电压域之间的改进压摆率和占空比匹配。所述电路在包括感测电极的输入装置的上下文中进行描述。但是，本领域的技术人员会理解，所公开的电路能够用于各种上下文中。
[0017]图1是按照本技术的实施例的输入装置100的示意框图。虽然本公开的所示实施例示为与显示装置集成的输入装置，但是预期的是，本发明可在没有与显示装置集成的输入装置中实施。输入装置100可配置成向电子系统(未示出)提供输入。如本文档所使用的术语“电子系统”(或“电子装置”)广义地表示能够电子地处理信息的任何系统。电子系统的一些非限制性示例包括所有尺寸和形状的个人计算机，例如台式计算机、膝上型计算机、上网本计算机、平板电脑、万维网浏览器、电子书阅读器和个人数字助理(PDA)。附加示例电子系统包括合成输入装置，例如包括输入装置100和独立操纵杆或按键开关的物理键盘。其他示例电子系统包括诸如数据输入装置(包括遥控器和鼠标)和数据输出装置(包括显示屏幕和打印机)之类的外设。其他示例包括远程终端、信息亭和视频游戏机(例如视频游戏控制台、便携游戏装置等)。其他示例包括通信装置(包括蜂窝电话、例如智能电话)和媒体装置(包括记录器、编辑器和播放器，例如电视机、机顶盒、音乐播放器、数码相框和数码相机)。另外，电子系统可能是输入装置的主机或从机。
[0018]输入装置100能够实现为电子系统的物理部分，或者能够与电子系统在物理上分隔。视情况而定，输入装置100可使用下列的任一个或多个与电子系统的部分进行通信:总线、网络和其他有线或无线互连。示例包括I2C、SP1、PS/2、通用串行总线(USB)、蓝牙、RF和IRDA0
[0019]图1中，输入装置100示为接近传感器装置(又常常称作“触摸板”或“触摸传感器装置”)，其配置成感测由一个或多个输入物体140在感测区170中提供的输入。示例输入物体包括手指和触控笔，如图1所示。
[0020]感测区170包含输入装置100之上、周围、之中和/或附近的任何空间，其中输入装置100能够检测用户输入(例如由一个或多个输入物体140所提供的用户输入)。特定感测区的尺寸、形状和位置可逐个实施例极大地改变。在一些实施例中，感测区170沿一个或多个方向从输入装置100的表面延伸到空间中，直到信噪比阻止充分准确的物体检测。在各个实施例中，这个感测区170沿特定方向所延伸的距离可以是大约小于一毫米、数毫米、数厘米或者以上，并且可随所使用的感测技术的类型和预期的精度而显著地改变。因此，一些实施例感测输入，该输入包括没有与输入装置100的任何表面相接触、与输入装置100的输入表面(例如触摸表面)相接触、与耦合某个量的外加力或压力的输入装置100的输入表面相接触、和/或它们的组合。在各个实施例中，可由传感器电极驻留在其内部的壳体的表面、由施加在传感器电极或者任何壳体之上的夹层结构面板等，来提供输入表面。在一些实施例中，感测区170在投影到输入装置100的输入表面上时具有矩形形状。
[0021]输入装置100可利用传感器组件和感测技术的任何组合来检测感测区170中的用户输入。输入装置100包括用于检测用户输入的多个感测元件124。感测元件124包括多个传感器电极120。作为若干非限制性示例，输入装置100可使用电容、倒介电、电阻、电感、磁、声、超声和/或光学技术。
[0022]一些实现配置成提供跨越一维、二维、三维或更高维的空间的图像。一些实现配置成提供沿特定轴或平面的输入的投影。
[0023]在输入装置100的一些电阻实现中，柔性和导电第一层通过一个或多个隔离元件与导电第二层分隔。在操作期间，跨层创建一个或多个电压梯度。按压柔性第一层可使它充分偏转，以在层之间创建电接触，从而产生反映层之间的(一个或多个)接触点的电压输出。这些电压输出可用来确定位置信息。
[0024]在输入装置100的一些电感实现中，一个或多个感测元件124获得由谐振线圈或线圈对所感应的回路电流。电流的幅值、相位和频率的某个组合可随后用来确定位置信息。
[0025]在输入装置100的一些电容实现中，施加电压或电流以创建电场。附近的输入物体引起电场的变化，并且产生电容耦合的可检测变化，该可检测变化可作为电压、电流等的变化来检测。
[0026]—些电容实现利用电容感测元件124的阵列或者其他规则或者不规则图案来创建电场。在一些电容实现中，独立感测元件124可欧姆地短接在一起，以便形成较大传感器电极。一些电容实现利用电阻片，其可以是电阻均匀的。
[0027]如上所述，一些电容实现利用基于传感器电极120与输入物体之间的电容耦合的变化的“自电容”(或“绝对电容”)感测方法。在各个实施例中，传感器电极120附近的输入物体改变传感器电极120附近的电场，因而改变所测量的电容耦合。在一个实现中，绝对电容感测方法通过相对参考电压(例如系统地)来调制传感器电极120以及通过检测传感器电极120与输入物体140之间的电容耦合进行操作。
[0028]另外，如上所述，一些电容实现利用基于传感器电极120之间的电容耦合的变化的“互电容”(或“跨电容”)感测方法。在各个实施例中，传感器电极120附近的输入物体140改变传感器电极120之间的电场，因而改变所测量的电容耦合。在一个实现中，跨电容感测方法通过下列步骤进行操作:检测一个或多个发射器传感器电极(又称作“发射器电极”)与一个或多个接收器传感器电极(又称作“接收器电极”)之间的电容耦合，如下面进一步描述。发射器传感器电极可相对于参考电压(例如系统地)来调制，以传送调制信号。接收器传感器电极可相对于参考电压基本上保持为恒定，以促进所产生信号的接收。所产生信号可包括与一个或多个调制信号和/或与一个或多个环境干扰源(例如其他电磁信号)对应的(一个或多个)影响。传感器电极120可以是专用发射器电极或接收器电极，或者可配置成既传送又接收。
[0029]图1中，处理系统110示为输入装置100的一部分。处理系统110配置成操作输入装置100的硬件，以检测感测区170中的输入。处理系统110包括一个或多个集成电路(IC)的部分或全部和/或其他电路组件。(例如，互电容传感器装置的处理系统可包括:发射器电路，配置成采用发射器传感器电极来传送信号；和/或接收器电路，配置成采用接收器传感器电极来接收信号。)在一些实施例中，处理系统110还包括电子可读指令，例如固件代码、软件代码等。在一些实施例中，组成处理系统110的组件共同位于例如输入装置100的(一个或多个)感测元件124的附近。在其他实施例中，处理系统110的组件在物理上是独立的，其中一个或多个组件靠近输入装置100的(一个或多个)感测元件124，而一个或多个组件在其他位置。例如，输入装置100可以是耦合到台式计算机的外设，并且处理系统110可包括配置成运行于台式计算机的中央处理单元以及与中央处理单元分隔的一个或多个IC(也许具有关联固件)上的软件。作为另一个示例，输入装置100可在物理上集成到电话中，并且处理系统110可包括作为电话的主处理器的一部分的电路和固件。在一些实施例中，处理系统110专用于实现输入装置100。在其他实施例中，处理系统110还执行其他功能，例如操作显示屏幕、驱动触觉致动器等。在一个或多个实施例中，网格电极可设置在两个或更多传感器电极120之间，以及处理系统110可配置成采用保护信号(其可配置成保护传感器电极)来驱动网格电极。网格电极可设置在与传感器电极相同的层上，并且包括一个或多个公共电极。在其他实施例中，网格电极可设置在与传感器电极分隔的层上。在一个实施例中，第一网格电极可设置在与传感器电极公共的第一层上，以及第二网格电极可设置在第二层(其处于传感器电极与输入装置100的输入表面之间)上。在一个实施例中，网格电极可分段为多个段，该多个段可由处理系统110单独驱动。在一个实施例中，第一网格电极设置成使得它至少部分限定传感器电极的第一子集，以及第二网格电极设置成使得它至少部分限定传感器电极的第二子集。在其他实施例中，输入装置100可包括多于两个网格电极。(一个或多个)网络电极和传感器电极可包含Vcom电极的整个表面。
[0030]处理系统110可实现为操控处理系统110的不同功能的一组模块。各模块可包括作为处理系统110的一部分的电路、固件、软件或者其组合。在各个实施例中，可使用模块的不同组合。示例模块包括:硬件操作模块，用于操作诸如传感器电极和显示屏幕之类的硬件；数据处理模块，用于处理诸如传感器信号和位置信息之类的数据；以及报告模块，用于报告信息。其他示例模块包括:传感器操作模块，配置成操作(一个或多个)感测元件124以检测输入;识别模块，配置成识别例如模式变更手势等的手势；以及模式变更模块，用于变更操作模式。
[0031 ] 在一些实施例中，处理系统110直接通过引起一个或多个动作，来响应