用于混合信号接口电路的装置和相关方法

用于混合信号接口电路的装置和相关方法
【专利摘要】本发明涉及一种集成电路（IC），IC包括适于发送或接收信号的多个焊盘，以及多个混合信号接口块，多个混合信号接口块中的每个被联接到所述多个焊盘中的对应焊盘。而且，多个混合信号接口块中的每个混合信号接口块适于可配置地提供独立于其它混合信号接口块的选择的功能。
【专利说明】用于混合信号接口电路的装置和相关方法
[0001]相关申请的交叉引用
[0002]本申请要求代理人案卷号为N0.SILA344P1，2012年6月30号提交的题为“用于混合信号接口电路和相关方法”的美国临时专利申请N0.61/666837的优先权，其全部内容合并于此作为参考。
【技术领域】
[0003]公开的原理一般涉及电子电路，尤其是涉及用于混合信号集成电路(IC)中接口电路或块的装置和相关方法。
【背景技术】
[0004]现代的IC已经帮助集成电子电路减小尺寸和成本。因此，现代的IC可以形成复杂的电路和系统。例如，通过使用一个或少量1C，可以实现系统的几乎所有功能。
[0005]结果是产生的电路和系统的可靠性、灵活性和功能是不断增长的趋势。这样的电路和系统可以接收和操作模拟和数字信号，并且可以提供模拟和数字信号。因此，这样的电路和系统可以包括彼此连接的模拟和数字电路。

【发明内容】

[0006]根据一个示例性实施例的IC包括多个适于发送或接收信号的焊盘。所述IC进一步包括多个混合信号接口块，多个混合信号接口块中的每个混合信号接口块联接到多个焊盘中的对应焊盘。多个混合信号接口块中的每个混合信号接口块适于可配置提供独立于多个混合信号接口块中其它混合信号接口块的选择的功能。
[0007]根据另一个示例性实施例，混合信号IC包括适于发送或接收信号的多个焊盘，以及多个混合信号接口块。多个混合信号接口块中的每个混合信号接口块被联接到多个焊盘中的对应焊盘，并且专用于多个焊盘中的对应焊盘。多个混合信号接口块中的每个混合信号接口块适于经配置提供功能集合中的至少一个选择的功能，以便将多个焊盘中的对应焊盘与混合信号IC的核心电路连接。
[0008]根据另一个示例性实施例，使用混合信号IC的处理信号的方法包括:利用混合信号IC的多个焊盘，将信号通信到混合信号IC外面的电路，以及向多个混合信号接口块提供通信的信号，其中多个混合信号接口块中的每个混合信号接口块被联接到多个焊盘中的对应焊盘。所述方法进一步包括:利用多个混合信号接口块，处理所通信的信号，其中多个混合信号接口块中的每个混合信号接口块的处理可以独立于多个混合信号接口块中其它混合信号接口的处理被执行。
[0009]根据另一个示例性实施例，一种混合信号集成电路，即1C，其包括:适于发送或接收信号的多个焊盘；以及多个混合信号接口块，在所述多个混合信号接口块中的每个混合信号接口块被联接到所述多个焊盘中的对应焊盘，并且被专用于所述多个焊盘中的所述对应焊盘；其中所述多个混合信号接口块中的每个混合信号接口块，适于可配置以提供功能集合中的至少一个选择的功能，以便将所述多个焊盘中的对应焊盘与混合信号IC的核心电路进行接口连接。
[0010]根据另一个示例性实施例，其中所述多个混合信号接口块中的每个混合信号接口块被专用于所述多个焊盘中的对应焊盘，所述混合信号接口块向所述对应焊盘提供至少一个选择的功能。
[0011]根据另一个示例性实施例，其中所述功能集合包括数字输入和数字输出功能。
[0012]根据另一个示例性实施例，其中所述功能集合包括模拟输入和模拟输出功能。
[0013]根据另一个示例性实施例，其中所述功能集合包括模拟-数字转换，即ADC，功能。
[0014]根据另一个示例性实施例，其中所述功能集合进一步包括数字-模拟转换，SPDAC，功能。
[0015]根据另一个示例性实施例，其中所述多个焊盘包括所述IC的焊盘的子集。
[0016]根据另一个示例性实施例，一种利用混合信号集成电路，即1C，处理信号的方法，所述方法包括:利用所述混合信号IC的多个焊盘，将信号通信到在所述混合信号IC外部的电路；向所述多个混合信号接口块提供所通信的信号，在所述多个混合信号接口块中的每个混合信号接口块被联接到所述多个焊盘中的对应焊盘；以及利用所述多个混合信号接口块处理所通信的信号，其中所述多个混合信号接口块中每个混合信号接口块的处理可以独立于所述多个混合信号接口块中其它混合信号接口块的处理被执行。
[0017]根据另一个示例性实施例，其中所述利用多个混合信号接口块处理所通信的信号进一步包括:在所述多个混合信号接口块中的一些混合信号接口块中执行模拟-数字转换。
[0018]根据另一个示例性实施例，其中所述利用多个混合信号接口块处理所通信的信号进一步包括:在所述多个混合信号接口块中的一些混合信号接口块中执行数字-模拟转换。
[0019]根据另一个示例性实施例，其进一步包括通过所述多个混合信号接口块中每个混合信号接口块配置所述处理。
[0020]根据另一个示例性实施例，其中所述多个混合信号接口块中的每个混合信号接口块被专用于所述多个焊盘的对应焊盘。
【专利附图】

【附图说明】
[0021]所附的附图仅仅示出示例性实施例，因此不应该被视为限制本公开的范围。本领域的普通技术人员应当明白，所公开的原理适用于其它等效的实施例。在附图中，用于不止一个附图中的相同数字标号表示相同、类似或等效的功能、组件或块。
[0022]图1示出IC的框图，其包括根据示例性实施例的多个混合信号接口块(MSIB)。
[0023]图2示出包括MSIB —般实施例的示例性实施例的框图。
[0024]图3示出根据示例性实施例，经配置提供数字输出功能的MSIB。
[0025]图4示出根据示例性实施例，经配置提供数字输入功能的MSIB。
[0026]图5-6示出根据示例性实施例，经配置提供电压数字到模拟(DAC)功能的MSIB。
[0027]图7示出根据示例性实施例，经配置提供电流DAC功能的MSIB。
[0028]图8示出根据示例性实施例，经配置提供逐次逼近寄存器(SAR)模拟到数字(DAC)功能的MSIB。
[0029]图9示出根据示例性实施例，经配置提供比例式SAR ADC功能的MSIB。
[0030]图10示出根据示例性实施例，经配置提供Λ -Σ (delta sigma)ADC功能的MSIB。
[0031]图11示出根据示例性实施例，经配置提供差分比较器功能的MSIB。
[0032]图12示出根据示例性实施例，经配置提供具有可编程阈值的比较器功能的MSIB。
[0033]图13示出根据示例性实施例的用于MSIB的Λ-Σ调制器。
[0034]图14-16示出包括MSIB —般实施例的示例性实施例的框图。
【具体实施方式】
[0035]所公开的原理主要涉及在IC中提供接口电路。更为具体地，所公开的原理提供用于IC中混合信号接口的装置和方法。
[0036]在示例性实施例中，混合信号接口可以被实现为混合信号接口块(MSIB)或电路。在某些实施例中，一个或更多MSIB可以和对应的IC焊盘相关或联接，或经配置或适于操作IC的对应焊盘。在某些实施例中，某些MSIB可以被专用于IC的对应焊盘(S卩，每个这样的MSIB被联接到对应的焊盘，或经配置或适于以对应的焊盘操作)。
[0037]MSIB提供各种优势。通过使用MSIB，用于IC内通信或连接和/或与IC外面的电路通信或连接的灵活接口电路可以被实现。通过使用MSIB，在不需要设计者适应模拟接口或关注资源共享的情况下，芯片上系统(SOC)的设计可以被实现(例如，通过包括相对大数量的MSIB，比如，MSIB的数量与IC的对应焊盘之间具有——对应)。
[0038]从芯片组装的角度来看，使用MSIB简化了芯片组装，这是因为模拟接口通常是本地的，而顶级接口是数字的，因此适于自动化。(参考电压，通常仍然是一个模拟全局信号，以及供电网格是两个例外。)
[0039]从产品组合的角度来看，MSIB可用于多种模式下配置，并且允许单一的产品覆盖很宽的应用范围。包括在MSIB (在各种模式中的ADC、DAC、比较器)中的功能，加上数字输入和数字输出功能，可以被任意指定。
[0040]而且，相对频繁或广泛使用ADC的应用，例如偏置光模块，传感器接口(温度，压力等)可以让包括MSIB的IC用作相对频繁或广泛使用DAC的相同1C。这种使用MSIB的相同IC可以经配置用在比较器描述中的非寻常或非典型逻辑阈值检测和产生数字信号。某些应用承担或指定对每个系统是唯一的上述所有功能组合。例子包括但不限于，具有DAC的传感器的偏置，读取具有ADC的传感器，控制具有电位器的模拟输入，监测安全温度，通过DAC、ADC感测线上的阻抗水平，等等。
[0041]这样的系统有时候由软件和/或固件控制。如果硬件资源受限并被共享，必须要考虑如上所述的各个任务的安排，可能造成局限性。例如，最坏情况下的安排必须被确定，以及写入和保持相对复杂的软件以满足每次测量的带宽规格，为足够快执行和分析测量结果提供具有相对较高的优先级(例如，与安全相关的任务)。如果系统复杂性扩展，架构、操作和规范必须重新分析以及可能需要重新安排。
[0042]由MSIB提供的相对丰富独立性、同时操作以及用于IC焊盘的专用资源简化这样的任务。在不考虑芯片上同一时间发生其它测量的情况下，每个测量可以被独立和/或同时安排(例如，MSIB做出的用于其它IC焊盘的其它测量)。例如电池监测的非时间关键信号不需要发现更高优先级的事件之间的未用时隙，以及由于更少的关键测量的安排，时间关键事件(例如，过流保护)不会被延迟。
[0043]因此，在期望的时间，所有需要的数据变成在存储器中是可用的，以及基于所述可用的数据，控制器、主机或其它电路可以采取行动。涵盖更多任务的更加复杂系统不必考虑每个单独测量何时以及如何被完成。现有的例程可以被简单集成在顶层。每个引脚上相对丰富的可配置MSIB资源的可用性对软件开发的简化的影响会构成附加优势。
[0044]图1示出IClO的框图，其包括根据示例性实施例的多个MSIB100。MSIB连接IC的核心电路105并与IC的核心电路105通信。
[0045]IClO的核心电路105可以构成数字核心110。MSIB100可以联接和/或连接IClO的焊盘(未示出，以及在某些实施例中，可以被包括在MSIB100中)。如上所述，某些MSIB可以被专用于IC的对应焊盘(即，每个这样的MSIB被联接到对应的焊盘，或经配置或适于以对应的焊盘操作)。在这样的安排中，专用的MSIB可以独立于其它焊盘，和/或与其它焊盘同时被配置、使用、再使用(无论是否是专用的)。
[0046]在某些实施例中，被联接到对应MSIB100的焊盘可以是IClO所有焊盘的子集。换句话说，在这样的实施例中，某些焊盘可以具有对应的专用MSIB100，而某些焊盘不一定有。
[0047]在某些实施例中，IClO的焊盘可以联接IC封装的引脚。在某些实施例中，焊盘可以经由例如接合线被联接到其它电路，就像多芯片模块(MCM)的情况一样。
[0048]在示例性实施例中，正如本领域的普通技术人员所理解的，IClO的数字核心105包括各种数字电路或块。例子包括一个或更多控制器，微控制器，现场可编程门阵列(FPGA)，可编程控制器，以及类似数字电路或块。其它例子包括存储器(例如，随机存取存储器，只读存储器，闪存存储器(或广泛的非易失性存储器)，一次性可编程(OTP)电路)，以及类似物。
[0049]IClO的核心电路的其它例子(数字核心或其它核心电路)包括计数器、计时器、控制器、时钟和定时电路(包括配电电路)，运算电路(例如，地址，减法器，乘法器，除法器)，一般和可编程逻辑电路，门电路，寄存器，触发器，多路复用器(MUX)，多路分离器(DeMUX)等。上述的例子仅仅充当示例性实施例。正如本领域的技术人员所理解的，包括一个或更多上述电路、电路类型和/或其它电路的许多例子是可能的。
[0050]MSIB100提供IClO的核心电路105 (和/或数字核心110)与被联接到IClO的焊盘和/或引脚之间连接的灵活机制。在示例性实施例中，某些MSIB100可以提供用于提供模拟功能的输入和/或输出的模拟接口(在图1中用“A”指定)。正如本领域的普通技术人员所理解的，模拟接口可以适应各种物理信令方案，例如电压或电流电平等。
[0051]在某些实施例中，某些MSIB100可以提供用于提供数字输入和/或输出功能的数字接口(在图1中用“D”标出)，例如利用公共、标准或常规信令电平、协议等的数字接口。例子包括晶体管-晶体管逻辑(TTL)，互补金属氧化物半导体(CMOS)逻辑等。正如本领域的普通技术人员所理解的，各种其它数字信令方案和协议在示例性实施例中是可能的。
[0052]在某些实施例中，某些MSIB100可以提供用于提供数字输入和/或输出功能的数字接口(在图1中用“D”标出)，例如使用非寻常、专用的或不常见的信号电平、协议等的数字接口。例如，这样的MSIB100可以适应二进制O对应2V和二进制I对应3V的逻辑信令方案，以便减少信号摆幅，从而增加操作速度。正如本领域的普通技术人员所理解的，各种其它数字信令方案和协议在示例性实施例中是可能的。
[0053]在某些实施例中，某些MSIB100可以提供通用输入输出(GPIO)接口(例如，在图1中的“数字接口 ”115)。在某些实施例中，GPIO可以提供模拟接口能力。在某些实施例中，GPIO可以提供数字接口能力，而在其它实施例中，GPIO可以提供模拟和数字接口能力。在示例性实施例中，正如本领域的技术人员所理解的，GPIO可以具有所需要的固定或可编程或可配置的功能。
[0054]图2示出包括MSIB100的一般实施例的示例性实施例的框图。在示出的实施例中，MSIB联接到 IC的两个焊盘120和125 (被标为“焊盘I”和“焊盘2”)。MSIB100可以提供两引脚模拟和/或数字GPIO能力。图2中示出飞实施例可以提供电流和电压模式DAC，快速地分辨率SAR ADC和缓慢高分辨率Λ-ΣΑ?Ο，各种比较器模式，ADC和DAC的各种比率转换，以及全GPIO功能。
[0055]像参考电压Vref*和电源电压Vdd —样，在焊盘2125的模拟信号被施加给RMUX130(参考复用单元)。RMUX130的输出作为参考电压被提供给V_DAC135(电压数字-模拟转换器)。作为对逐次逼近(SAR)有限状态机(FSM)和DAC寄存器的响应，V-DAC135向第一 MUX140提供输出电压，其中所述第一 MUX140向比较器145提供输入信号。第一 MUX140还接收焊盘2125的信号作为另一个输入。
[0056]根据方程式Vout=Vref*D/2N，DAC寄存器150控制V-DAC电路135的输出，其中N表示DAC数字数据字的长度。在DAC操作期间，通过MSIB的数据输入线，DAC寄存器150可以被写入。
[0057]作为对可以从例如配置寄存器获得的控制信号(未示出)的响应，其中所述配置寄存器接收MSIB配置数据作为对时钟信号“elk”的响应，第一 MUX140向比较器145提供其输入信号中的一个。比较器145的输出驱动第二 MUX155，所述第二 MUX155提供MSIB的输出数据。
`[0058]比较器145的第二输入端接收第三MUX160的输出信号。第三MUX160从包括施密特触发器电路165、积分器/电流源电路170 (被标为“积分器+Isource”)、跟踪和保持电路175的几个块以及焊盘1120的信号接收其输入端信号。作为对可以从例如配置寄存器获得的控制信号(未示出)的响应，第三MUX160向比较器145提供其输入信号中的一个。
[0059]在示例性实施例中的施密特触发器165可以具有可编程的滞后水平。积分器/电流源170与MSIB100的其它电路一起可以被用于Λ-Σ转换器的组合块。跟踪和保持电路175可以被用于实施SAR电路。
[0060]除了接收输入信号以外，焊盘1120可以经配置提供输出信号。更为具体地，焊盘1120可以提供电压缓冲器180、跨导体185或数字输出驱动器190。电压缓冲器180提供V-DAC电路135的输出电压的缓冲。跨导体185可以将V-DAC电路135的输出电压转换为电流。
[0061 ] 数字输出驱动器190可以提供缓冲或驱动功能，并且可以向焊盘2125提供从配置寄存器195或MSIB100的输入数据提供的信息。数字输出驱动器190可以具有可编程的压摆率，驱动强度，开漏，或标准CMOS能力。
[0062]配置寄存器195接收MSIB100的配置信息或数据。所述配置信息或数据可以从所需要的源，例如ICio的核心电路105接收。根据给定规范或条件的实施，配置寄存器195可以使用所述配置信息或数据配置或编程或适应所需要的MSIB100中的一个或更多块或电路。因此，在示例性实施例中，配置寄存器195可以提供用于MSIB100的一个或更多块或电路的使能、禁用参数设置(例如，滞后，压摆率等)。
[0063]正如本领域的普通技术人员所理解的，上述结构和功能是示例性的，许多其它配置、结构和功能也可以实现。例如，在某些实施例中，MSIB100的某些块或电路可以具有可编程的功能和/或参数(请参见上述例子)。作为另一个例子，在MSIB100中的所有或几乎所有(例如，除MUX以外)块可以具有可编程的功能和/或参数。
[0064]如上所述，在图2中示出的MSIB100支持各种功能或操作模式。MSIB100中电路的某些块可以不用于特定功能或操作模式。在某些随附绘图中的这样的块可以用浅灰色的轮廓(或虚线或其它符号)和连接示出。作为例子，跟踪和保持块175、比较器145等不用于实施下面描述的有关图3中示出的电路的功能。
[0065]图3示出根据示例性实施例，经配置提供数字输出功能的MSIB100。在这个模式中，焊盘1120提供从数字输出驱动器190接收的作为数字输出的信号。数字输出驱动器190缓冲或处理或设置条件像MSIB100的数据输入端一样接收的信号，并且向焊盘1120提
供结果信号。
[0066]在某些实施例中，MSIB100可以使用CMOS数字电路(例如，标准CMOS电路)实施所需要的具有强劲驱动的快速CMOS输出。正如本领域的普通技术人员所理解的，在某些实施例中，MSIB100可以提供所需要的禁止CMOS输出的拉升(例如，提供开漏功能(open drainfunctionality))、对驱动长度编程、控制压摆率(slew rate)等的选项。
[0067]图4示出根据示例性实施例，经配置提供数字输入功能的MSIB100。在这个模式中，焊盘1120接收输入信号，并向施密特触发器165提供信号。施密特触发器165处理输入信号，并通过第二 MUX155提供作为MSIB155的数据输出信号的结果信号。
[0068]因此，在这个模式中，焊盘1120可以被配置为类似于标准或典型的数字输入端焊盘。施密特触发器165利用可选的滞后实施输入缓冲，其中所述滞后可以通过配置寄存器195被编程。在这个模式中的MSIB100的功能可以被配置或编程为所需要的CMOS，TTL，或其它输入电平。
[0069]图5示出根据示例性实施例，经配置提供电压DAC功能的MSIB100。在这个模式中，通过例如ICio的核心电路105 (或110)中的数字电路，要被转换为模拟域的数据可以被提供给MSIB100的数据输入。
[0070]根据已接收的数字代码或信号以及提供给V-DAC电路135的参考电压，V-DAC电路135创建模拟电压电平。数字代码或信号通过MSIB100的数据输入被提供给DAC寄存器150。DAC寄存器150提供寄存器功能，并且向V-DAC电路135提供数字代码或信号。
[0071]V-DAC电路135向电压缓冲器180提供数字到模拟转换产生的模拟电压。电压缓冲器180缓冲模拟电压并向焊盘1120提供产生的信号，所述焊盘1120依次向其它电路(未示出)提供缓冲的信号。电压缓冲器180可以具有可编程的参数(例如，驱动强度)，并且在存在相对大容量负载或相对小阻性负载(或两者全部)的情况下，给MSIB100提供驱动焊盘1120的能力。
[0072]被提供给V-DAC电路135的参考电压可以是在芯片上生成的带隙电压，MSIB100的电源，或提供给焊盘2125的外部参考。RMUX130提供这些电压中的一个作为V-DAC电路135的参考电压。图6示出被提供给焊盘2125的电压充当被提供给V-DAC电路135的参考电压的情况。
[0073]图7示出根据示例性实施例，经配置提供电流DAC功能的MSIB100。在这个模式中的MSIB100的操作类似于上述的电压DAC功能。不过，V-DAC电路135的输出电压被提供给跨导体电路185。
[0074]跨导体电路185将由V-DAC电路135提供的模拟电压转换我i模拟电流。接着，产生的模拟电流被提供给焊盘1120，因此最终被提供给联接到焊盘1120的任何电路。类似于电压DAC模式，如上面详细描述的，V-DAC电路135的参考信号可以通过RMUX130被选择。
[0075]图8示出根据示例性实施例，经配置提供SAR ADC功能的MSIB100。在这个模式中，在焊盘1125接收的模拟信号被提供给跟踪和保持电路175。跟踪和保持电路175对输入信号米样。
[0076]跟踪和保持电路175的输出端被联接到比较器145的一个输入端。比较器145的输出被提供给逐次逼近FSM200。正如本领域的普通技术人员所理解的，逐次逼近技术被用于提供最终驱动V-DAC电路135的数字数据。简而言之，对于从高值到低值的每个比特位置，在该位置的比特被设置，接着对比较器145的输出做检查。如果比较器145返回指示“太高”电平的信号，则所述比特被重置。这个过程为每个比特位置重复。在MSIB100的ADC操作期间，SAR FSM根据这个过程控制DAC寄存器150。
[0077]逐次逼近FSM200的输出反馈DAC寄存器150的输入。DAC寄存器150的输出被提供给V-DAC电路135的输入端。V-DAC电路135的输出驱动比较器145的第二输入端。因此，在比较器145周围形成反馈电路。
[0078]比较器145的输出提供从模拟-数字转换产生的数字数据。数字数据可以通过MSIB100的数据输出信号/线被提供给所需要的目标，例如IC的核心电路105 (或110)。
[0079]虽然图8示出接收作为参考电压的电源Vdd的V-DAC电路135，但是在示例性实施例中，其它配置是可能的。例如，如上所述，外部或内部电压可以被用作V-DAC电路135的参考电压。
[0080]图9示出根据示例性实施例，经配置提供比例式SAR ADC功能的MSIB100。在这个操作模式中，在焊盘2125提供的外部参考电压可以被用于实施比例式SAR ADC功能。在这个模式中，除了在焊盘2125接收的模拟信号以外，发生如上所述的模拟-数字转换，其中所述在焊盘2125接收的模拟信号被提供给V-DAC电路135作为参考电压。
[0081]因此，输出数字数据表示在焊盘1120的电压对存在于焊盘2125的电压的比率。比例式ADC提供MSIB100的附加功能。正如本领域的技术人员所理解的，例子包括阻抗、电位器位置、电阻分压器的测量等。
[0082]图10示出根据示例性实施例，经配置提供A-SADC功能的MSIB100。在这个模式中，高精度低速模拟-数字转换可以被实施。
[0083]积分器/电流源电路170的输出信号驱动比较器145的一个输入端。参考电压Vref*驱动比较器145的另一个输入端。比较器145的输出向积分器/电流源电路170提
供反馈信号。
[0084]要被转换为数字域的模拟电压在焊盘1125被接收。积分器/电流源电路170对被转换为要被积分的电流时的输入电压与由比较器145的输出信号驱动的反馈电流源之间的差值积分。
[0085]如上所述，在示例性实施例中，MSIB100包括跨导体电路和电压缓冲器。在某些实施例中，跨导体电路或电压缓冲器可以被用于提供积分器的功能(而不是使用专用积分器)。
[0086]图11示出根据示例性实施例，经配置提供差分比较器功能的MSIB100。在这个模式中，被施加给焊盘1120和焊盘2125或在焊盘1120和焊盘2125接收的信号被提供给比较器145的对应输入端。结果，比较器145可以起差分比较器的作用。(当然，正如本领域的普通技术人员所理解的，接地的焊盘1120或焊盘2125提供单端的，而不是差分的比较器功能。)
[0087]图12示出根据示例性实施例，经配置提供具有可编程阈值的比较器功能的MSIB100。在这个操作模式中，被施加给焊盘1120的电压被联接到比较器145的输入端。V-DAC电路135的输出端被联接到驱动比较器145的第二输入端。V-DAC电路135的输出电压提供比较器145的阈值电压。
[0088]比较器145比较被施加到其输入端的电压，并通过MSIB100的数据输出端提供产生的输出电压。例如，当在焊盘1120的输入电压超出V-DAC电路135的输出电压(即，阈值电压)时，比较器145可以提供作为输出数据的二进制逻辑I。
[0089]被施加给V-DAC电路135的参考电压程序化比较器145的阈值。如上所述，参考电压的选择可以被使用。例如，在某些实施例中，电源电压或外部电压(施加给焊盘2 )可以被使用，以代替程序化比较器阈值电压的Vref*。
[0090]在某些实施例中，滞后可以被添加到比较器145中。实施滞后的一个方式是根据比较器145的先前决定调节V-DAC参考电平。例如，如果先前的决定二进制逻辑1，V-DAC电路的阈值被降低，以便发生输入电压的明显变化，使比较器输出返回到二进制逻辑O。正如本领域的普通技术人员所理解的，这种操作在各种情况下是有用的。例子包括用非寻常或任意信令电平或协议实施数字接口。
[0091]在某些实施例中，所需要的窗口比较器可以被实施。窗口比较器可以通过对两个不同的电平的连续测试实施(对应于窗口阈值)，以及判断输入信号在窗口的里面或外面。
[0092]图13示出根据示例性实施例的用于MSIB100的Λ-Σ调制器。调制器可以被用于MSIB100以提供Λ-Σ调制器的功能。
[0093]在示出的实施例中的Λ-Σ调制器通过对流过电容的电流的积分实施。输入电压被跨导体电路转换为电流。参考电压也被跨导体电路转换为电流，以便生成信号Iref。
[0094]在电容上的积分电压由比较器观察。比较器的输出控制电路中的反馈。具体地，比较器的输出被用于生成信号D和Db。信号D和Db控制将电流Iref连接到电容的开关和比较器的输入。比较器的输出可以被提供给各种电路，例如IC的核心电路。
[0095]在某些实施中，不是需要或规定上述的MSIB100的全部功能。在示例性实施例中，MSIB100的功能可以被缩放以适合给定的条件，所需要的实施，或给定的规范集合。与图2中提供的MSIB100相比，下列的描述提供具有减少或不同功能的某些示例性实施例的细节。
[0096]图14示出示例性实施例的框图，其包括与图2示出的MSIB100相比具有减少的功能的一般实施例。具体地，图14中示出的MSIB100提供一个焊盘的模拟或数字GPIO功能(被标为“焊盘I” 120)。各个块和电路类似于在图2中详细描述的对应块和电路。
[0097]在图14中的示例性实施例支持操作的各个模式，例如电流和电压模式DAC，相对快和相对低分辨率SAR ADC,相对缓慢和相对高分辨率SAR ADC,具有可编程阈值的比较器，全GPIO功能。图14中的实施例不支持差分或比例式功能(因为他们使用两个输入信号，因此是两个焊盘)。
[0098]图15示出示例性实施例的框图，其包括与图2示出的MSIB100相比具有减少的功能的一般实施例。与图2的MSIB100相比，在图15中的MSIB100提供简单的模拟/数字GPIO功能。
[0099]更为具体地，在图15的MSIB100中，电流DAC和Λ-SADC模式被除去，以便节省半导体面积(因此节省成本)。图15的MSIB100提供全部数字功能，以及全比较器功能，一个ADC模式，以及一个DAC模式。
[0100]图16示出示例性实施例的框图，其包括与图2示出的MSIB100相比具有减少的功能的一般实施例。具体地，图16中的MSIB100提供模拟GPIO功能。
[0101]图16中的MSIB100缺乏差分和比例式模式，特定的数字电路，以及电流DAC和Λ-SADC模式(以便降低面积和成本)。不过，其保留比较器，DAC，以及ADC功能。MSIB100可以接收和驱动数字信号，作为对模拟信号的响应。
[0102]在示例性实施例中，MSIB100的某些或全部可以在焊盘电路的周围实施(例如，静电放电(ESD)保护电路等)。正如本领域的普通技术人员所理解的，在其它实施例中，MSIB100可以远离焊盘电路被实施，并且通过合适的联接机制被联接到对应的焊盘或焊盘电路。如上所述，在某些实施例中，多个MSIB100可以被专用于IClO的对应多个焊盘。
[0103]如上所述，根据示例性实施例的MSIB100提供灵活的机制，以便在混合信号和系统中提供连接和信号处理功能。通过向设计者提供包括和实施所需要功能的能力，MSIB100提供平衡所需要的功能和半导体芯片面积、功率消耗、制造复杂性、测试复杂性、成本等的方式。
[0104]参考所附附图，本领域的普通技术人员应该明白，所示的各个块主要描绘原理功能和信号流。实际的电路实施可以或不一定单独包含用于各种功能块的可识别硬件，并且可以或不一定使用所示的特定电路。例如，一种方式是将各个块的功能合并到所需要的一个电路块中。而且，单个块的功能可以在所需要的几个电路块中实现。电路实施的选择取决于各种因素，例如特定设计和用于给定实施的性能规范。除了本文所述的实施例以外，其它修改和备选实施例对于本领域的普通技术人员来说是显而易见的。因此，本说明书教导本领域的技术人员执行所公开原理的方式，因此仅是示例性的。
[0105]被示出和描述的表格和实施例应当被视为示例性的实施例。在不偏离本文档中所公开原理的范围的情况下，本领域的技术人员可以对部件的形状，大小和布置作出各种改变。例如，本领域的技术人员可以用等效的元件替代本文示出和描述的元件。而且，在不偏离所公开原理的范围的情况下，本领域的技术人员可以独立于其它特征的使用，使用所公开原理的特定特征。
【权利要求】
1.一种集成电路，即1C，其包括: 适于发送或接收信号的多个焊盘；以及 多个混合信号接口块，在所述多个混合信号接口块中的每个混合信号接口块被联接到所述多个焊盘中的对应焊盘； 其中所述多个混合信号接口块中的每个混合信号接口块，适于可配置以提供独立于所述多个混合信号接口块中其它混合信号接口块的选择的功能。
2.根据权利要求1所述的1C，其中所述多个混合信号接口块中的至少一个混合信号接口块适于提供数字输入功能。
3.根据权利要求1所述的1C，其中所述多个混合信号接口块中的至少一个混合信号接口块适于提供数字输出功能。
4.根据权利要求1所述的1C，其中所述多个混合信号接口块中的至少一个混合信号接口块适于提供通用输入/输出，即GPIO，功能。
5.根据权利要求1所述的1C，其中所述多个混合信号接口块中的至少一个混合信号接口块适于提供数字-模拟转换功能。
6.根据权利要求1所述的1C，其中所述多个混合信号接口块中的至少一个混合信号接口块适于提供模拟-数字转换功能。
7.根据权利要求1所述的1C，其中所述多个混合信号接口块中的每个混合信号接口块被联接到所述IC的核心电路。
8.根据权利要求1所述的1C，其中所述多个焊盘包括所述IC的焊盘的子集。
【文档编号】H03M3/04GK103532562SQ201310271849
【公开日】2014年1月22日 申请日期:2013年7月1日 优先权日:2012年6月30日
【发明者】J·肖, P·肯艾克尼, A·汤姆森, C·戴格尔, X·王, J·克欧瑞, A·韦斯特维克, S·塔达雍 申请人:硅实验室公司