专利名称：实现逻辑电压转换的装置的制作方法
技术领域：
本实用新型涉及电子电路技术领域，尤其涉及一种实现逻辑电压转换的装置。
背景技术：
在以往的设计中，通常均采用5V标准的TTL(晶体管逻辑)电路信号。因此，在不同的芯片对接过程中由于都遵守TTL电路信号的要求，使得芯片之间的逻辑电压高低可以被正确的解释和传递。因此，芯片之间的通讯也就不需要考虑信号逻辑电压转换的问题。
但随着芯片设计的发展，目前已经普遍出现了其他种类的逻辑电压信号，例如，3.3V、2.5V、1.8V的芯片已经屡见不鲜。这就使得多种逻辑电压共存于同一个设计中成为硬件设计普遍面临的情况。也就是说，在不同的电压信号对接过程中，就必须考虑其兼容性，否则将导致信号在传递过程中被错误的解释，从而影响到整个设计无法正常使用，例如，如果将1.8V的逻辑高电平信号连接到逻辑电压为5V的器件上，由于1.8V的电压信号还不及5V的一半，因此，5V的工作芯片往往会解释成逻辑低电平(0V)，导致针对逻辑信号的错误解释出现。
总之，在控制电路中经常会存在不同电压的转换需求。尤其是在JTAG(联合测试工作组)板级链路设计中，几乎必然会遇到电压转换的需求。因此，不同逻辑电压信号间的转换对接是一个亟待解决的问题。
为此，针对不同的芯片逻辑电压对接问题，各芯片生产厂家纷纷推出了相应的解决方案，其中，ALTERA公司提供的解决3.3V到1.8V的电压转换解决方案如图1所示，所述的Altera芯片本身的内核工作电压是可变的，IO(输入输出)电压可以从1.8V到3.3V，这样可以保证与输入信号相兼容；而且，Altera芯片输出信号支持上拉设计，芯片工作在1.8V时，如果输出高电平1.8V，则可以在输出引脚将输出电压信号上拉到2.5V，则输出引脚的电平为2.5V，同时不会损伤芯片。
同时，图1的设计还可以实现从3.3V芯片向2.5V/1.8V等电压的转换。但该技术方案具有高成本、电压转换范围受限的缺点；所述的成本高是因为在实现电压转换时使用了一片EPLD(可编程逻辑器件)来完成；而所述的电压转换范围受限则是因为芯片仅完成了3.3V到1.8V电压范围内的转换，无法完成1.5V到5V的宽范围的电压转换。
发明内容
鉴于上述现有技术所存在的问题，本实用新型的目的是提供一种实现逻辑电压转换的装置，从而以较低的成本实现大范围的逻辑电压信号的转换处理。
本实用新型的目的是通过以下技术方案实现的本实用新型提供了一种实现逻辑电压转换的装置，其结构包括驱动芯片，输入的低压信号接入到所述驱动芯片的使能引脚，所述驱动芯片的输出信号通过上拉电阻上拉获得高压信号。
所述的驱动芯片的输入引脚通过电阻接地。
所述的驱动芯片为244系列驱动芯片。
所述的实现逻辑电压转换的装置中，当所述的驱动芯片为244系统电压转换驱动芯片时，还可以将待转换的输入的高压信号接入到电压转换驱动芯片的输入端，在所述的电压转换驱动芯片的输出端获得输出的经过转换处理后的低压信号。
所述的驱动芯片的电源引脚接入的电源电压值为需要进行电压转换的两电压中的低电压值。
所述的驱动芯片的耐压值应大于需要进行电压转换的两电压中的高电压值。
本实用新型所述的实现逻辑电压转换的装置，包括确定需要进行电压转换获得相应的高压信号的低压信号，并将所述的低压信号接入驱动芯片的使能端；根据所述的低压信号与高压信号的差值计算确定上拉电阻的阻值；将与所述的使能端对应的输出端的信号通过所述确定阻值的上拉电阻上拉处理后获得所述的高压信号。
所述的驱动芯片的电源端引入的电源电压的值为待转换的电压信号与转换后的电压信号两者中较低的电压值。
所述的实现逻辑电压转换的装置中，当所述的驱动芯片为电压转换驱动芯片时，该实用新型还包括确定需要进行电压转换获得相应的低压信号的高压信号；将高压信号引入到电压转换驱动芯片的输入端，在所述的电压转换驱动芯片的输出端获取需要的高压信号。
所述的驱动芯片的耐压值应大于转换后的最高电压值。
由上述本实用新型提供的技术方案可以看出，本实用新型由于采用了耐压值相对较高的通用的电压转换驱动芯片实现，从而使得本实用新型可以以较低的成本实现多逻辑电压信号的转换处理。而且，本实用新型实现的逻辑电压转换范围较大，可以实现从1.5V到5V范围内逻辑电压信号的转换。
图1为现有技术中的逻辑电压转换原理图；图2为本实用新型提供的逻辑电压转换原理图。
具体实施方式
本实用新型的主要思想是采用耐压值相对较高的通用的电压转换驱动芯片实现逻辑电压的转换处理，以降低实现成本，增大逻辑电压转换范围。在驱动芯片中使用OC(集电极开路)控制信号的电压转换，而不是直接使用驱动芯片的输入、输入信号接入端做相应的转换。
本实用新型提供了一种实现逻辑电压转换的装置，如图2所示，其结构主要包括驱动芯片，利用所述驱动芯片采用OC方式实现所述的逻辑电压的转换处理，具体为将待转换的输入的低压信号LOWTOHIGHIN(LOWTOHIGH信号为需要从较低逻辑电压变换成较高的逻辑电压的信号)连接到驱动芯片的输出使能端引脚1OE，将使能端对应的输出端输出电压信号通过上拉电阻拉到需要的高压信号VCCHIGH，从而实现由低压信号到高压信号的转换处理。此时，对于所述的驱动芯片的输入引脚，则可以通过电阻接地。
本实用新型所述的驱动芯片可以为244系列驱动芯片，当所述的驱动芯片为244系统电压转换驱动芯片时，本实用新型还可以实现由高压信号到低压信号的逻辑电压信号转换处理，此时，输入的高压信号HIGHTOLOW1/2/3/4IN(HIGHTOLOW信号为需要从较高的逻辑电压变换成较低的逻辑电压的信号，图2中共四路)接入到电压转换驱动芯片的输入端2A0/1/2/3，在所述的电压转换驱动芯片的输出端2Y0/1/2/3便可以获得输出的经过电压转换驱动芯片转换处理后的低压信号HIGHTOLOW1/2/3/4OUT。
同时，假设VCCLOW、VCCHIGH是两种需要转换的逻辑电压的电源信号，两个电压中相对较高的电压为VCCHIGH，相对较低的电压VCCLOW。为保证驱动芯片的正常可靠工作，所述的驱动芯片的电源引脚接入的电源电压值为需要进行电压转换的两电压中的低电压值VCCLOW。例如需要实现从3.3V到5V的逻辑电压转换，则驱动芯片的电源引脚端接入的电源VCCLOW为3.3V的电压电源信号，而所述的VCCHIGH则是指5V的电压电源信号。同时还需要保证接入的电源电压不超过驱动芯片允许接入的电源电压值。而且，为保证驱动芯片不被损坏，所述的驱动芯片的耐压值应大于需要进行电压转换的两电压中的高电压值VCCHIGH，仍以实现从3.3V到5V的逻辑电压转换为例，则驱动芯片的耐压值至少为5V。
本实用新型中，每个驱动芯片同一时间内只能完成两种电压之间的转换，即当本实用新型设计完成后，仅能实现由1.8V到5.5V的电压转换，或由3.3V到5.5V的电压转换，等等，两种电压转换无法利用同一驱动芯片同时实现。但以74LVC244芯片为例，由于由低电压到高电压转换的信号需要占用驱动芯片中的四个驱动器，因此，每个驱动芯片最多可以实现两路由高到低的电压转换处理，但两路由高到低的电压转换处理的电压转换涉及的两个电压值应当相同，例如，两路需要均为由1.8V到5.5V的电压转换，而不可以是一路为由1.8V到5.5V的电压转换，另一路为由3.3V到5.5V的电压转换。
本实用新型还提供了一种基于上述实现逻辑电压转换的装置，包括(1)确定需要进行电压转换获得相应的高压信号的低压信号，并将所述的低压信号接入驱动芯片的使能端，而不是如通常应用所述驱动芯片那样将需要输入驱动芯片的输入端；所述的驱动芯片的电源端引入的电源电压的值为待转换的电压信号与转换后的电压信号两者中较低的电压值；所述的驱动芯片的耐压值应大于转换后的最高电压值，以保证当进行低压信号到高压信号的逻辑电压转换时，不会因为电压过高而损坏所述的驱动芯片；(2)根据所述的低压信号与高压信号的差值计算确定上拉电阻的阻值，以便于通过调整选择适合的上拉电阻的阻值将输出的电压信号由低压拉升至需要的电压值；(3)将与所述的使能端对应的输出端的电压信号通过所述确定阻值的上拉电阻上拉处理后获得所述的高压信号；也就是说，基于驱动芯片的OC模式，输入的低压信号可以通过上拉电阻将低压信号拉升为高压信号，从而实现了低压信号到高压信号的逻辑电压转换。
本实用新型中，当所述的驱动芯片为电压转换驱动芯片时，本实用新型所述的实用新型可以实现由高压信号到低压信号的逻辑电压转换处理，具体包括确定需要进行电压转换获得相应的低压信号的高压信号，并将所述的高压信号引入到电压转换驱动芯片的输入端，输入的高压信号经过电压转换驱动芯片的电压转换处理后，在所述的电压转换驱动芯片的输出端便可以获取需要的低压信号，从而实现了由高压信号到低压信号的逻辑电压转换处理过程。
经过上述描述可以看出，通过本实用新型可以实现1.5V、1.8V、2.5V、3.3V、5V等任何两种电压之间的信号转换。
本实用新型中，还需要注意的是电压转换速度的问题应用本实用新型在不同的工作条件下，电压转换速度是不同的。以采用74LVC244芯片实现本实用新型为例，若工作在20MHz以下应该可以满足电压转换的速度要求，但在超过50MHz的设计中，则存在一定风险，即可能无法及时实现电压的可靠转换。
以上所述，仅为本实用新型较佳的具体实施方式
，但本实用新型的保护范围并不局限于此，任何熟悉本技术领域的技术人员在本实用新型揭露的技术范围内，可轻易想到的变化或替换，都应涵盖在本实用新型的保护范围之内。因此，本实用新型的保护范围应该以权利要求书的保护范围为准。
权利要求1.一种实现逻辑电压转换的装置，其特征在于，包括驱动芯片，输入的低压信号接入到所述驱动芯片的使能引脚，所述驱动芯片的输出信号通过上拉电阻上拉获得高压信号。
2.根据权利要求1所述的实现逻辑电压转换的装置，其特征在于，所述的驱动芯片的输入引脚通过电阻接地。
3.根据权利要求1或2所述的实现逻辑电压转换的装置，其特征在于，所述的驱动芯片为244系列驱动芯片。
4.根据权利要求1所述的实现逻辑电压转换的装置，其特征在于，当所述的驱动芯片为244系列电压转换驱动芯片时，还可以将待转换的输入的高压信号接入到电压转换驱动芯片的输入端，在所述的电压转换驱动芯片的输出端获得输出的经过转换处理后的低压信号。
5.根据权利要求1或4所述的实现逻辑电压转换的装置，其特征在于，所述的驱动芯片的电源引脚接入的电源电压值为需要进行电压转换的两电压中的低电压值。
6.根据权利要求1或4所述的实现逻辑电压转换的装置，其特征在于，所述的驱动芯片的耐压值应大于需要进行电压转换的两电压中的高电压值。
7.根据权利要求1实现逻辑电压转换的装置，其特征在于，所述的上拉电阻的阻值为根据所述的低压信号与高压信号的差值计算确定。
8.根据权利要求1所述的实现逻辑电压转换的装置，其特征在于，所述的驱动芯片的电源端引入的电源电压的值为待转换的电压信号与转换后的电压信号两者中较低的电压值。
9.根据权利要求1所述的实现逻辑电压转换的装置，其特征在于，当所述的驱动芯片为电压转换驱动芯片时，包括将确定需要进行电压转换获得相应的低压信号的高压信号，引入到电压转换驱动芯片的输入端，在所述的电压转换驱动芯片的输出端获取需要的高压信号。
10.根据权利要求1所述的实现逻辑电压转换的装置，其特征在于，所述的驱动芯片为耐压值大于转换后的最高电压值的驱动芯片。
专利摘要本实用新型涉及一种实现逻辑电压转换的装置。本实用新型主要是利用耐压值较高的驱动芯片实现所述的逻辑电压的转换处理，具体是将待转换的输入的低压信号连接到驱动芯片的输出使能端，将使能端对应的输出端输出电压信号通过上拉电阻拉到需要的高压信号，从而实现由低压信号到高压信号的转换处理。正是由于本实用新型采用了耐压值相对较高的通用的电压转换驱动芯片实现，因而使得本实用新型可以以较低的成本实现多逻辑电压信号的转换处理。而且，本实用新型实现的逻辑电压转换范围较大，可以实现从1.5V到5V范围内逻辑电压信号的转换。
文档编号H03K19/0175GK2765396SQ20042009134
公开日2006年3月15日 申请日期2004年9月9日 优先权日2004年9月9日
发明者黄春明 申请人:华为技术有限公司