專(zhuān)利名稱(chēng)：一種電平移位電路的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明屬于數(shù)字邏輯電路領(lǐng)域，尤其涉及一種電平移位電路。
背景技術(shù)：
在目前的集成電路設(shè)計(jì)中，由于芯片的不同部分之間的通信需要不同的電壓供電，或者多芯片的系統(tǒng)中，不同的芯片需要不同的電壓供電，這樣的芯片或系統(tǒng)上會(huì)出現(xiàn)多個(gè)電壓域。所謂多電壓域，即當(dāng)芯片空閑時(shí)盡可能關(guān)掉電源或降低電壓，而當(dāng)芯片正常工作時(shí)再打開(kāi)電源或?qū)㈦妷禾嵘秸Ｖ担瑥亩M可能地節(jié)省功耗。隨著工藝的不斷進(jìn)步，以及產(chǎn)品應(yīng)用中對(duì)低功耗的要求越來(lái)越苛刻，多電壓域得到越來(lái)越廣泛的應(yīng)用。在具體實(shí)現(xiàn)或應(yīng)用的時(shí)候，不同電壓域的電壓有可能是需要不同的值。假如這些不同電壓域之間存在連接關(guān)系，因此電平移位器被用來(lái)將一種量級(jí)的電壓轉(zhuǎn)變到另一種量級(jí)上，來(lái)平滑過(guò)渡電壓， 從而避免漏電及信號(hào)完整性的問(wèn)題。通常的電平移位器根據(jù)輸入電壓、輸出電壓的高低可以分為兩種電壓從高到低型電平移位器和電壓從低到高型電平移位器。

圖1是一種傳統(tǒng)的電平移位電路的示意圖。該電路中的低到高型電平移位器101 用于實(shí)現(xiàn)輸入信號(hào)到輸出信號(hào)的電平轉(zhuǎn)換，輸入信號(hào)的電壓值Vl屬于第一電壓域，輸出信號(hào)的電壓值V2屬于第二電壓域。圖2是另一種傳統(tǒng)的電平移位電路的示意圖。與圖1不同的是，圖2不僅包括電平移位器201，還增加了隔離信號(hào)和隔離器件202，隔離信號(hào)和隔離器件202是可選的，在輸入電壓不存在的時(shí)候起隔離輸入信號(hào)的作用，防止Vl掉電時(shí)由于輸入信號(hào)的不穩(wěn)定而引起的V2電壓域漏電。如圖1和2所示，一旦電路中采用這種低到高型電平移位器，那么無(wú)論Vl與V2的值是什么關(guān)系(VI大于、等于或小于V2)，輸入信號(hào)從Vl 到V2都必須經(jīng)過(guò)電平移位器，所以電平移位器造成的延時(shí)是不可避免的。這種從低到高型電平移位器通常需要兩個(gè)電壓輸入，第一電壓Vl和第二電壓V2， Vl屬于第一電壓域，V2屬于第二電壓域。并且多采用自反饋電路設(shè)計(jì)，所以信號(hào)從輸入到輸出的延時(shí)較大。這種較大的器件延時(shí)對(duì)芯片的性能是有影響的，特別是當(dāng)電平移位器正好處在時(shí)序要求比較緊的通路上影響非常大。

發(fā)明內(nèi)容
有鑒于此，本發(fā)明所要解決的技術(shù)問(wèn)題是提供一種電平移位電路，用于減小延時(shí)， 提高芯片的性能。為了對(duì)披露的實(shí)施例的一些方面有一個(gè)基本的理解，下面給出了簡(jiǎn)單的概括。該概括部分不是泛泛評(píng)述，也不是要確定關(guān)鍵/重要組成元素或描繪這些實(shí)施例的保護(hù)范圍。其唯一目的是用簡(jiǎn)單的形式呈現(xiàn)一些概念，以此作為后面的詳細(xì)說(shuō)明的序言。
本發(fā)明提供了一種電平移位電路，包括低到高型電平移位器和旁路控制器；上述兩個(gè)器件的連接關(guān)系如下
所述低到高型電平移位器，其輸入端接收輸入信號(hào)，所述輸入信號(hào)的電壓值Vl屬于第一電壓域，其輸出端接至所述旁路控制器的第一輸入端；
所述旁路控制器，其第一輸入端接至所述低到高型電平移位器的輸出端，第二輸入端接收輸入信號(hào)，其控制端接收旁路使能信號(hào)，其輸出端輸出本電路的輸出信號(hào)，所述輸出信號(hào)的電壓值V2屬于第二電壓域；
所述旁路控制器接通旁路，使輸入信號(hào)直接經(jīng)過(guò)所述旁路轉(zhuǎn)為本電路的輸出信號(hào)。在一些可選的實(shí)施例中，包括所述旁路控制器斷開(kāi)旁路，所述低到高型電平移位器將所述輸入信號(hào)轉(zhuǎn)換為完成電平轉(zhuǎn)換后的信號(hào)，本電路的輸出信號(hào)等于所述完成電平轉(zhuǎn)換后的信號(hào)。在一些可選的實(shí)施例中，包括所述旁路控制器是否有效是由旁路使能信號(hào)進(jìn)行控制。在一些可選的實(shí)施例中，還包括隔離器件，位于所述低到高型電平移位器與所述旁路控制器之間，或位于所述旁路控制器的邏輯器件之間，用于隔離所述輸入信號(hào)；所述隔離器件是否有效由隔離信號(hào)進(jìn)行控制。在一些可選的實(shí)施例中，包括如果所述隔離器件位于所述低到高型電平移位器與所述旁路控制器之間，所述電平移位電路的結(jié)構(gòu)如下
所述低到高型電平移位器，其輸入端接收輸入信號(hào)，其輸出端接至所述隔離器件的第一輸入端；
所述隔離器件，其第一輸入端接至所述低到高型電平移位器的輸出端，第二輸入端接收所述隔離信號(hào)，其輸出端接至所述旁路控制器的第一輸入端；
所述旁路控制器，其第一輸入端接至所述隔離器件的輸出端，第二輸入端接收輸入信號(hào)，其控制端接收所述旁路使能信號(hào)，第三輸入端接收所述隔離信號(hào)，其輸出端輸出本電路的輸出信號(hào)；
旁路控制器接通旁路，當(dāng)隔離無(wú)效時(shí)，第一與非門(mén)器件的輸出為高電平，第一或非門(mén)器件的輸出為低電平，第二或非門(mén)器件的輸出的本電路的輸出信號(hào)等于經(jīng)過(guò)低到高型電平移位器的完成電平轉(zhuǎn)換后的信號(hào)。在一些可選的實(shí)施例中，包括旁路控制器斷開(kāi)旁路，當(dāng)隔離無(wú)效時(shí)，或門(mén)器件的輸出為低電平，第二與非門(mén)器件的輸出為低電平，第一與非門(mén)器件的輸出為低電平，第一或非門(mén)器件的輸出是由輸入信號(hào)決定，第二或非門(mén)器件輸出的本電路的輸出信號(hào)等于輸入信號(hào)。在一些可選的實(shí)施例中，包括如果所述旁路控制器包括取反器件(501)、第一與門(mén)器件(502)、第二與門(mén)器件(503)、或門(mén)器件(504)，所述電平移位電路的具體結(jié)構(gòu)為
所述低到高型電平移位器(505)，其輸入端接收輸入信號(hào)，其輸出端接至第二與門(mén)器件 (503)的第一輸入端；
取反器件(501)，其輸入端接收所述旁路使能信號(hào)，其輸出端接至第二與門(mén)器件(503) 的第二輸入端；
第一與門(mén)器件(502)，其第一輸入端接收輸入信號(hào)，第二輸入端接收所述旁路使能信號(hào)，其輸出端接至或門(mén)器件(504)的第二輸入端；
第二與門(mén)器件(503)，其第一輸入端接至所述低到高型電平移位器的輸出端，第二輸入端接至取反器件(501)的輸出端，其輸出端接至或門(mén)器件(504)的第一輸入端；
或門(mén)器件(504)，其第一輸入端接至第二與門(mén)器件(503)的輸出端，第二輸入端接至第一與門(mén)器件(502)的輸出端，其輸出端輸出本電路的輸出信號(hào)；
旁路控制器接通旁路，第二與門(mén)器件(503)的輸出為低電平，第一與門(mén)器件(502)的輸出等于輸入信號(hào)，或門(mén)器件(504)輸出的本電路的輸出信號(hào)等于輸入信號(hào)。在一些可選的實(shí)施例中，包括旁路控制器斷開(kāi)旁路，第一與門(mén)器件(502)的輸出為低電平，第二與門(mén)器件(503)的輸出等于低到高型電平移位器(505)的輸出，或門(mén)器件 (504)的輸出由低到高型電平移位器(505)的輸出決定，輸出信號(hào)等于經(jīng)過(guò)低到高型電平移位器(505)的完成電平轉(zhuǎn)換后的信號(hào)。在一些可選的實(shí)施例中，包括如果隔離器件為保持0值型第二與非門(mén)器件 (605)，所述旁路控制器包括第一與非門(mén)器件(601)、或門(mén)器件(602)、第一或非門(mén)器件
(603)和第二或非門(mén)器件(604)，所述電平移位電路的具體結(jié)構(gòu)為
所述低到高型電平移位器(606)，其輸入端接收輸入信號(hào)，其輸出端接至或門(mén)器件 (602)的第一輸入端；
與非門(mén)器件(601)，其第一輸入端接收所述隔離信號(hào)，第二輸入端接收所述旁路使能信號(hào)，其輸出端接至第一或非門(mén)器件(603)的第二輸入端；
或門(mén)器件(602)，其第一輸入端接至所述低到高型電平移位器(606)的輸出端，第二輸入端接收所述旁路使能信號(hào)，其輸出端接至與非門(mén)器件(605)的第一輸入端；
第一或非門(mén)器件(603)，其第一輸入端接收輸入信號(hào)，第二輸入端接至第一與非門(mén)器件 (601)的輸出端，其輸出端接至第二或非門(mén)器件(604)的第二輸入端；
或非門(mén)器件(604)，其第一輸入端接至第二與非門(mén)器件(605)的輸出端，第二輸入端接至第一或非門(mén)器件(603)的輸出端，其輸出端輸出本電路的輸出信號(hào)；
第二與非門(mén)器件(605)，其第一輸入端接至或門(mén)器件(602)的輸出端，第二輸入端接收所述隔離信號(hào)，其輸出端接至第二或非門(mén)器件(604)的第一輸入端；
旁路控制器接通旁路，當(dāng)隔離無(wú)效時(shí)，或門(mén)器件(602)的輸出為低電平，第二與非門(mén)器件(605)的輸出為低電平，第一與非門(mén)器件(601)的輸出為低電平，第一或非門(mén)器件(603) 的輸出是由輸入信號(hào)決定，第二或非門(mén)器件(604)輸出的本電路的輸出信號(hào)等于輸入信號(hào)。在一些可選的實(shí)施例中，包括旁路控制器接通旁路，當(dāng)隔離無(wú)效時(shí)，第一與非門(mén)器件(601)的輸出為高電平，第一或非門(mén)器件(603)的輸出為低電平，第二或非門(mén)器件
(604)的輸出是由所述低到高型電平移位器(606)的輸出決定，輸出信號(hào)等于經(jīng)過(guò)低到高型電平移位器(606)的完成電平轉(zhuǎn)換后的信號(hào)。在一些可選的實(shí)施例中，包括當(dāng)隔離有效時(shí)，保持0值型的隔離器件的輸出始終保持為0，輸出信號(hào)不受輸入信號(hào)的影響。在一些可選的實(shí)施例中，包括如果所述隔離器件為保持1值型第一或非門(mén)器件(701)，所述旁路控制器包括與或非門(mén)器件(702)、或門(mén)器件(703)和第二或非門(mén)器件 (704)，所述電平移位電路的具體結(jié)構(gòu)為
所述低到高型電平移位器(705)，其輸入端接收輸入信號(hào)，其輸出端接至或門(mén)器件(703)的第一輸入端；
第一或非門(mén)器件(701)，其第一輸入端接至或門(mén)器件(703)的輸出端，第二輸入端接收取反后的隔離信號(hào)，其輸出端接至第二或非門(mén)器件(704)的第一輸入端；
與或非門(mén)器件(702)，其第一輸入端接收輸入信號(hào)，第二輸入端接收取反后的隔離信號(hào)，第三輸入端接收旁路使能信號(hào)，其輸出端接至第二或非門(mén)器件(704)的第二輸入端；
或門(mén)器件(703)，其第一輸入端接收輸入信號(hào)，第二輸入端接收旁路使能信號(hào)，其輸出端接至第一或非門(mén)器件(701)的第一輸入端；
第二或非門(mén)器件(704)，其第一輸入端接至第一或非門(mén)器件(701)的輸出端，第二輸入端接至與或非門(mén)器件(702)的輸出端，其輸出端輸出本電路的輸出信號(hào)；
旁路控制器接通旁路，當(dāng)隔離無(wú)效時(shí)，或門(mén)器件(703)的輸出為高電平，第一或非門(mén)器件(701)的輸出為低電平，或門(mén)器件(703)的輸出是由輸入信號(hào)決定，第二或非門(mén)器件
(704)的輸出的本電路的輸出信號(hào)等于輸入信號(hào)。在一些可選的實(shí)施例中，包括
旁路控制器斷開(kāi)旁路，當(dāng)隔離無(wú)效時(shí)，與或非門(mén)器件(702)的輸出為低電平，第二或非門(mén)器件(704)的輸出由所述低到高型電平移位器(705)的輸出決定，輸出信號(hào)等于經(jīng)過(guò)低到高型電平移位器(705)的完成電平轉(zhuǎn)換后的信號(hào)。在一些可選的實(shí)施例中，包括
當(dāng)隔離有效時(shí)，保持1值型的隔離器件的輸出始終保持為1，輸出信號(hào)不受輸入信號(hào)的影響。在一些可選的實(shí)施例中，包括如果隔離器件為鎖存器型器件第一鎖存器器件 (801)，所述旁路控制器包括非與門(mén)器件(802)、第一或非門(mén)器件(803)、第二或非門(mén)器件 (804)和第二鎖存器器件(805)，所述電平移位電路的具體結(jié)構(gòu)為
所述低到高型電平移位器(806)，其輸入端接收輸入信號(hào)，其輸出端接至第一或非門(mén)器件(803)的第一輸入端；
第一鎖存器器件(801)，其第一輸入端接至第一或非門(mén)器件(803)的輸出端，第二輸入端接收隔離信號(hào)，其輸出端接至第二或非門(mén)器件(804)的第一輸入端；
非與門(mén)器件(802)，其第一輸入端接收輸入信號(hào)，第二輸入端接收旁路使能信號(hào)，其輸出端接至第二鎖存器器件(805)的第一輸入端；
第一或非門(mén)器件(803)，其第一輸入端接至低到高型電平移位器(806)的輸出端，第二輸入端接收旁路使能信號(hào)，其輸出端接至第一鎖存器器件(801)的第一輸入端；
第二或非門(mén)器件(804)，其第一輸入端接至第一鎖存器器件(801)的輸出端，第二輸入端接至第二鎖存器器件(805)的輸出端，其輸出端輸出本電路的輸出信號(hào)；
第二鎖存器器件(805)，其第一輸入端接至非與門(mén)器件(802)的輸出端，第二輸入端接收旁路使能信號(hào)，其輸出端接至第二或非門(mén)器件(804)的第二輸入端；
旁路控制器接通旁路，當(dāng)隔離無(wú)效時(shí)，第一或非門(mén)器件(803)的輸出為低電平，第一鎖存器器件(801)的輸出為低電平，非與門(mén)器件(802)的輸出由輸入信號(hào)決定，第二或非門(mén)器件(804)輸出的本電路的輸出信號(hào)等于輸入信號(hào)。在一些可選的實(shí)施例中，包括
旁路控制器斷開(kāi)旁路，當(dāng)隔離無(wú)效時(shí)，非與門(mén)器件(802)的輸出為低電平，第二鎖存器器件(805)的輸出為低電平，第二或非門(mén)器件(804)的輸出是由所述低到高型電平移位器 (806)的輸出決定，輸出信號(hào)等于經(jīng)過(guò)低到高型電平移位器(806)的完成電平轉(zhuǎn)換后的信號(hào)。在一些可選的實(shí)施例中，包括
當(dāng)隔離有效時(shí)，輸出信號(hào)等于隔離信號(hào)由高變低時(shí)第一鎖存器器件(801)鎖存的輸入信號(hào)，輸出信號(hào)不受輸入信號(hào)的影響。在一些可選的實(shí)施例中，包括所述電平移位電路被添加到標(biāo)準(zhǔn)單元庫(kù)中，所述標(biāo)準(zhǔn)單元庫(kù)用于在大規(guī)模集成電路設(shè)計(jì)中被直接調(diào)用。本發(fā)明提出了一種電平移位電路，采用本發(fā)明的技術(shù)方案，通過(guò)給電平移位器增加旁路功能，使得當(dāng)輸入電壓大于等于輸出電壓時(shí)，輸入信號(hào)不必通過(guò)低到高型電平移位器，直接通過(guò)旁路控制器輸出，解決了傳統(tǒng)的低到高型電平移位器在其輸入輸出電壓域的關(guān)系發(fā)生變化后，其延時(shí)對(duì)電路性能的影響的問(wèn)題，減小了延時(shí)，提高了芯片的性能。為了上述以及相關(guān)的目的，一個(gè)或多個(gè)實(shí)施例包括后面將詳細(xì)說(shuō)明并在權(quán)利要求中特別指出的特征。下面的說(shuō)明以及附圖詳細(xì)說(shuō)明某些示例性方面，并且其指示的僅僅是各個(gè)實(shí)施例的原則可以利用的各種方式中的一些方式。其它的益處和新穎性特征將隨著下面的詳細(xì)說(shuō)明結(jié)合附圖考慮而變得明顯，所公開(kāi)的實(shí)施例是要包括所有這些方面以及它們的等同。
說(shuō)明書(shū)附圖
圖1是本發(fā)明背景技術(shù)提供的傳統(tǒng)電平移位電路的示意圖； 圖2是本發(fā)明背景技術(shù)提供的另一種電平移位電路的示意圖； 圖3是本發(fā)明實(shí)施例一提供的一種電平移位電路的結(jié)構(gòu)示意圖； 圖4是本發(fā)明實(shí)施例二提供的一種電平移位電路的結(jié)構(gòu)示意圖； 圖5是本發(fā)明實(shí)施例三提供的一種電平移位電路的數(shù)字邏輯示意圖； 圖6是本發(fā)明實(shí)施例四提供的一種電平移位電路的數(shù)字邏輯示意圖； 圖7是本發(fā)明實(shí)施例五提供的一種電平移位電路的數(shù)字邏輯示意圖； 圖8是本發(fā)明實(shí)施例六提供的一種電平移位電路的數(shù)字邏輯示意圖。
具體實(shí)施例方式以下描述和附圖充分地示出本發(fā)明的具體實(shí)施方案，以使本領(lǐng)域的技術(shù)人員能夠?qū)嵺`它們。其他實(shí)施方案可以包括結(jié)構(gòu)的、邏輯的、電氣的、過(guò)程的以及其他的改變。實(shí)施例僅代表可能的變化。除非明確要求，否則單獨(dú)的組件和功能是可選的，并且操作的順序可以變化。一些實(shí)施方案的部分和特征可以被包括在或替換其他實(shí)施方案的部分和特征。本發(fā)明的實(shí)施方案的范圍包括權(quán)利要求書(shū)的整個(gè)范圍，以及權(quán)利要求書(shū)的所有可獲得的等同物。在本文中，本發(fā)明的這些實(shí)施方案可以被單獨(dú)地或總地用術(shù)語(yǔ)“發(fā)明”來(lái)表示，這僅僅是為了方便，并且如果事實(shí)上公開(kāi)了超過(guò)一個(gè)的發(fā)明，不是要自動(dòng)地限制該應(yīng)用的范圍為任何單個(gè)發(fā)明或發(fā)明構(gòu)思。下面是本發(fā)明中出現(xiàn)的一些專(zhuān)業(yè)術(shù)語(yǔ)電平移位器數(shù)字電路中不同電壓之間相互轉(zhuǎn)換的一種電路器件； DVFS Dynamic voltage and frequency scaling,/￠, ^
壓和時(shí)鐘頻率是可以動(dòng)態(tài)器切換的；
Multi-Voltage 多電壓域，芯片中包含多個(gè)電壓域，每個(gè)域的電壓可以是不同電源提供的，并且電壓值是可以不同的；
Low-Power 低功耗，只電路在單位時(shí)間內(nèi)消耗較低的功耗； V 電壓。本發(fā)明實(shí)施例的核心在于，在低到高型電平移位器的基礎(chǔ)上增加了旁路功能邏輯。使得當(dāng)輸入電壓大于等于輸出電壓時(shí)，輸入信號(hào)不必通過(guò)低到高型電平移位器，直接通過(guò)旁路控制器輸出，解決了傳統(tǒng)的低到高型電平移位器在其輸入輸出電壓域的關(guān)系發(fā)生變化后，其延時(shí)對(duì)電路性能的影響的問(wèn)題，減小了延時(shí)，提高了芯片的性能。下面通過(guò)幾個(gè)具體實(shí)施例進(jìn)行詳細(xì)說(shuō)明。實(shí)施例一
在本發(fā)明實(shí)施例一中，提供了一種電平移位電路，該電路中增加了旁路功能。圖3是本發(fā)明實(shí)施例一提供的一種電平移位電路的示意圖。該電路包括低到高型電平移位器301和旁路控制器302、輸入信號(hào)、旁路使能信號(hào)和輸出信號(hào)。低到高型電平移位器301，其輸入端接收輸入信號(hào)，其輸出端接至所述旁路控制器302的第一輸入端；所述旁路控制器302，其第一輸入端接至所述低到高型電平移位器301的輸出端，第二輸入端接收輸入信號(hào)，控制端接收旁路使能信號(hào)，其輸出端輸出本電路的輸出信號(hào)。旁路控制器302接通旁路，使輸入信號(hào)直接經(jīng)過(guò)旁路控制器302轉(zhuǎn)為輸出信號(hào)，不經(jīng)過(guò)所述低到高型電平移位器301的電平轉(zhuǎn)換，輸出信號(hào)由輸入信號(hào)決定，輸出信號(hào)等于輸入信號(hào)。旁路控制器302斷開(kāi)旁路，低到高型電平移位器301將輸入信號(hào)轉(zhuǎn)換為完成電平轉(zhuǎn)換后的信號(hào)，輸出信號(hào)由低到高型電平移位器301的輸出決定，輸出信號(hào)等于經(jīng)過(guò)低到高型電平移位器301的完成電平轉(zhuǎn)換后的信號(hào)。旁路控制器302接通或斷開(kāi)旁路是由旁路使能信號(hào)控制。因此，如圖3所示，在原有的低到高型電平移位器的基礎(chǔ)上增加了旁路控制邏輯， 這樣，當(dāng)Vl大于或等于V2時(shí)，接通旁路可以使輸入信號(hào)直接通過(guò)旁路轉(zhuǎn)為輸出信號(hào)，而不必經(jīng)過(guò)低到高型電平移位器301的電平轉(zhuǎn)換，從而減少了信號(hào)的延時(shí)，提高了電路的性能。旁路控制器302可以由一個(gè)或多個(gè)邏輯器件所組成。邏輯器件包括與門(mén)器件、與非門(mén)器件、或門(mén)器件、或非門(mén)器件、與或非門(mén)器件、非與門(mén)器件、高通低鎖的鎖存器器件、低通高鎖的鎖存器器件等。實(shí)施例二
在本發(fā)明實(shí)施例二中，提供了一種電平移位電路，該電路中增加了旁路功能。與實(shí)施例一不同的是該電路增加了隔離器件和隔離信號(hào)。圖4是本發(fā)明實(shí)施例二提供的一種電平移位電路的數(shù)字邏輯示意圖。該電路包括低到高型電平移位器401、隔離器件402和旁路控制器403、輸入信號(hào)、隔離信號(hào)、旁路使能信號(hào)和輸出信號(hào)。低到高型電平移位器401，其輸入端接收輸入信號(hào)，其輸出端接至隔離器件402的第一輸入端；
隔離器件402，其第一輸入端接至所述低到高型電平移位器401的輸出端，第二輸入端接收隔離信號(hào)，其輸出端接至旁路控制器403的第一輸入端；
旁路控制器403，其第一輸入端接至隔離器件402的輸出端，第二輸入端接收輸入信號(hào)，其控制端接收旁路使能信號(hào)，第三輸入端接收隔離信號(hào)，其輸出端輸出本電路的輸出信號(hào)。旁路控制器403接通旁路，當(dāng)隔離無(wú)效時(shí)，輸入信號(hào)直接經(jīng)過(guò)旁路控制器403得到輸出信號(hào)，不經(jīng)過(guò)所述低到高型電平移位器401的電平轉(zhuǎn)換，輸出信號(hào)由輸入信號(hào)決定，輸出信號(hào)等于輸入信號(hào)。旁路控制器403斷開(kāi)旁路，當(dāng)隔離無(wú)效時(shí)，低到高型電平移位器401將輸入信號(hào)轉(zhuǎn)換為完成電平轉(zhuǎn)換后的信號(hào)，輸出信號(hào)由低到高型電平移位器401的輸出決定，輸出信號(hào)等于經(jīng)過(guò)低到高型電平移位器401的完成電平轉(zhuǎn)換后的信號(hào)。旁路控制器403是否起作用是由旁路使能信號(hào)進(jìn)行控制。因此，如圖4所示，與現(xiàn)有技術(shù)不同的是，在原有的有隔離器件的低到高型電平移位器電路的基礎(chǔ)上增加了旁路邏輯。這樣，當(dāng)Vl大于或等于V2時(shí)，接通旁路可以使輸入信號(hào)直接通過(guò)旁路轉(zhuǎn)為輸出信號(hào)，而不必經(jīng)過(guò)低到高型電平移位器的電平轉(zhuǎn)換，從而減少了信號(hào)的延時(shí)，提高了電路的性能。當(dāng)輸入電壓不存在的情況下，啟用隔離器件。隔離器件402是否起作用是通過(guò)隔離信號(hào)來(lái)控制，當(dāng)隔離信號(hào)有效時(shí)，隔離器件 402起作用，輸出信號(hào)不受輸入信號(hào)的影響。隔離器件402包括保持0值型ClampO型、保持1值型Clampl型和鎖存器latch 型。ClampO型是使隔離器件402保持0值，根據(jù)隔離信號(hào)的不同取值，隔離器件的具體實(shí)現(xiàn)方法有多種，以是用與門(mén)、與非門(mén)、或門(mén)、或非門(mén)等器件來(lái)實(shí)現(xiàn)；Clampl型是使隔離器件保持1值，同樣根據(jù)隔離信號(hào)的不同取值，隔離器件的具體實(shí)現(xiàn)方法有多種，以是用與門(mén)、與非門(mén)、或門(mén)、或非門(mén)等器件來(lái)實(shí)現(xiàn)。latch型是使隔離器件402保持掉電前輸入信號(hào)的值，根據(jù)隔離信號(hào)的不同取值，隔離器件的具體實(shí)現(xiàn)方法可以是高通低鎖型latch，也可以是低通高鎖型latch。隔離器件402在電路中的位置有多種實(shí)現(xiàn)方式，可以是如圖4所示的位于低到高型電平移位器401和旁路控制器403之間，也可以是位于旁路控制器403內(nèi)部，即旁路控制器403包括的邏輯器件之間(未畫(huà)出圖)。下面以實(shí)施例三(無(wú)隔離器件)、實(shí)施例四(隔離器件是ClampO型)、實(shí)施例五(隔離器件是Clampl型)和實(shí)施例六(隔離器件是latch型)進(jìn)行舉例說(shuō)明。但本發(fā)明實(shí)施例不限于實(shí)施例三、四、五和六的情況。實(shí)施例三
圖5是本發(fā)明實(shí)施例三提供的一種電平移位電路的數(shù)字邏輯示意圖。如圖5所示，該電路包括低到高型電平移位器505、旁路控制器、輸入信號(hào)、旁路使能信號(hào)和輸出信號(hào)，其中，旁路控制器具體包括取反器件INV器件501、第一與門(mén)AND器件 502、第二與門(mén)AND器件503、或門(mén)OR器件504。低到高型電平移位器505，其輸入端接收輸入信號(hào)，其輸出端接至第二與門(mén)器件503的第一輸入端；取反器件501，其輸入端接收旁路使能信號(hào)，其輸出端接至第二與門(mén)器件503的第二輸入端；第一與門(mén)器件502，其第一輸入端接收輸入信號(hào)，第二輸入端接收旁路使能信號(hào)，其輸出端接至或門(mén)器件504的第二輸入端；第二與門(mén)器件503，其第一輸入端接至所述低到高型電平移位器的輸出端，第二輸入端接至取反器件501的輸出端，其輸出端接至或門(mén)器件504的第一輸入端；或門(mén)器件504，其第一輸入端接至第二與門(mén)器件503的輸出端，第二輸入端接至第一與門(mén)器件502的輸出端，其輸出端輸出本電路的輸出信號(hào)。旁路控制器接通旁路(旁路使能信號(hào)為低電平時(shí))，AND器件502的輸出為低電平， AND器件503的輸出等于低到高型電平移位器505的輸出，所以O(shè)R器件504的輸出是由低到高型電平移位器505的輸出決定，即輸出信號(hào)等于經(jīng)過(guò)低到高型電平移位器505的完成電平轉(zhuǎn)換后的信號(hào)。旁路控制器斷開(kāi)旁路(旁路使能信號(hào)為高電平時(shí))，AND器件503的輸出為低電平， AND器件502的輸出等于輸入信號(hào)。所以O(shè)R器件504的輸出是直接由輸入信號(hào)決定，輸出信號(hào)，即OR器件504的輸出等于輸入信號(hào)。旁路控制器是否起作用是由旁路使能信號(hào)進(jìn)行控制。表1為該實(shí)施例中帶旁路功能的低到高型電平移位器的真值表。表 權(quán)利要求
1.一種電平移位電路，其特征在于，包括低到高型電平移位器和旁路控制器；上述兩個(gè)器件的連接關(guān)系如下所述低到高型電平移位器，其輸入端接收輸入信號(hào)，所述輸入信號(hào)的電壓值Vl屬于第一電壓域，其輸出端接至所述旁路控制器的第一輸入端；所述旁路控制器，其第一輸入端接至所述低到高型電平移位器的輸出端，第二輸入端接收輸入信號(hào)，其控制端接收旁路使能信號(hào)，其輸出端輸出本電路的輸出信號(hào)，所述輸出信號(hào)的電壓值V2屬于第二電壓域；所述旁路控制器接通旁路，使輸入信號(hào)直接經(jīng)過(guò)所述旁路轉(zhuǎn)為本電路的輸出信號(hào)。
2.如權(quán)利要求1所述的電路，其特征在于，包括所述旁路控制器斷開(kāi)旁路，所述低到高型電平移位器將所述輸入信號(hào)轉(zhuǎn)換為完成電平轉(zhuǎn)換后的信號(hào)，本電路的輸出信號(hào)等于所述完成電平轉(zhuǎn)換后的信號(hào)。
3.如權(quán)利要求1或2所述的電路，其特征在于，所述旁路控制器是否有效是由旁路使能信號(hào)進(jìn)行控制。
4.如權(quán)利要求1、2或3所述的電路，其特征在于，還包括隔離器件，位于所述低到高型電平移位器與所述旁路控制器之間，或位于所述旁路控制器的邏輯器件之間，用于隔離所述輸入信號(hào)；所述隔離器件是否有效由隔離信號(hào)進(jìn)行控制。
5.如權(quán)利要求4所述的電路，其特征在于，如果所述隔離器件位于所述低到高型電平移位器與所述旁路控制器之間，所述電平移位電路的結(jié)構(gòu)如下所述低到高型電平移位器，其輸入端接收輸入信號(hào)，其輸出端接至所述隔離器件的第一輸入端；所述隔離器件，其第一輸入端接至所述低到高型電平移位器的輸出端，第二輸入端接收所述隔離信號(hào)，其輸出端接至所述旁路控制器的第一輸入端；所述旁路控制器，其第一輸入端接至所述隔離器件的輸出端，第二輸入端接收輸入信號(hào)，其控制端接收所述旁路使能信號(hào)，第三輸入端接收所述隔離信號(hào)，其輸出端輸出本電路的輸出信號(hào)；旁路控制器接通旁路，當(dāng)隔離無(wú)效時(shí)，第一與非門(mén)器件的輸出為高電平，第一或非門(mén)器件的輸出為低電平，第二或非門(mén)器件的輸出的本電路的輸出信號(hào)等于經(jīng)過(guò)低到高型電平移位器的完成電平轉(zhuǎn)換后的信號(hào)。
6.如權(quán)利要求5所述的電路，其特征在于，包括旁路控制器斷開(kāi)旁路，當(dāng)隔離無(wú)效時(shí)，或門(mén)器件的輸出為低電平，第二與非門(mén)器件的輸出為低電平，第一與非門(mén)器件的輸出為低電平，第一或非門(mén)器件的輸出是由輸入信號(hào)決定， 第二或非門(mén)器件輸出的本電路的輸出信號(hào)等于輸入信號(hào)。
7.如權(quán)利要求1、2或3所述的電路，其特征在于，如果所述旁路控制器包括取反器件 (501)、第一與門(mén)器件(502)、第二與門(mén)器件(503)、或門(mén)器件(504)，所述電平移位電路的具體結(jié)構(gòu)為所述低到高型電平移位器(505)，其輸入端接收輸入信號(hào)，其輸出端接至第二與門(mén)器件 (503)的第一輸入端；取反器件(501)，其輸入端接收所述旁路使能信號(hào)，其輸出端接至第二與門(mén)器件(503) 的第二輸入端；第一與門(mén)器件(502)，其第一輸入端接收輸入信號(hào)，第二輸入端接收所述旁路使能信號(hào)，其輸出端接至或門(mén)器件(504)的第二輸入端；第二與門(mén)器件(503)，其第一輸入端接至所述低到高型電平移位器的輸出端，第二輸入端接至取反器件(501)的輸出端，其輸出端接至或門(mén)器件(504)的第一輸入端；或門(mén)器件(504)，其第一輸入端接至第二與門(mén)器件(503)的輸出端，第二輸入端接至第一與門(mén)器件(502)的輸出端，其輸出端輸出本電路的輸出信號(hào)；旁路控制器接通旁路，第二與門(mén)器件(503)的輸出為低電平，第一與門(mén)器件(502)的輸出等于輸入信號(hào)，或門(mén)器件(504)輸出的本電路的輸出信號(hào)等于輸入信號(hào)。
8.如權(quán)利要求7所述的電路，其特征在于，包括旁路控制器斷開(kāi)旁路，第一與門(mén)器件(502)的輸出為低電平，第二與門(mén)器件(503)的輸出等于低到高型電平移位器(505)的輸出，或門(mén)器件(504)的輸出由低到高型電平移位器 (505)的輸出決定，輸出信號(hào)等于經(jīng)過(guò)低到高型電平移位器(505)的完成電平轉(zhuǎn)換后的信號(hào)。
9.如權(quán)利要求4至6任一項(xiàng)所述的電路，其特征在于，如果隔離器件為保持0值型第二與非門(mén)器件(605)，所述旁路控制器包括第一與非門(mén)器件(601)、或門(mén)器件(602)、第一或非門(mén)器件(603)和第二或非門(mén)器件(604)，所述電平移位電路的具體結(jié)構(gòu)為所述低到高型電平移位器(606)，其輸入端接收輸入信號(hào)，其輸出端接至或門(mén)器件 (602)的第一輸入端；與非門(mén)器件(601)，其第一輸入端接收所述隔離信號(hào)，第二輸入端接收所述旁路使能信號(hào)，其輸出端接至第一或非門(mén)器件(603)的第二輸入端；或門(mén)器件(602)，其第一輸入端接至所述低到高型電平移位器(606)的輸出端，第二輸入端接收所述旁路使能信號(hào)，其輸出端接至與非門(mén)器件(605)的第一輸入端；第一或非門(mén)器件(603)，其第一輸入端接收輸入信號(hào)，第二輸入端接至第一與非門(mén)器件 (601)的輸出端，其輸出端接至第二或非門(mén)器件(604)的第二輸入端；或非門(mén)器件(604)，其第一輸入端接至第二與非門(mén)器件(605)的輸出端，第二輸入端接至第一或非門(mén)器件(603)的輸出端，其輸出端輸出本電路的輸出信號(hào)；第二與非門(mén)器件(605)，其第一輸入端接至或門(mén)器件(602)的輸出端，第二輸入端接收所述隔離信號(hào)，其輸出端接至第二或非門(mén)器件(604)的第一輸入端；旁路控制器接通旁路，當(dāng)隔離無(wú)效時(shí)，或門(mén)器件(602)的輸出為低電平，第二與非門(mén)器件(605)的輸出為低電平，第一與非門(mén)器件(601)的輸出為低電平，第一或非門(mén)器件(603) 的輸出是由輸入信號(hào)決定，第二或非門(mén)器件(604)輸出的本電路的輸出信號(hào)等于輸入信號(hào)。
10.如權(quán)利要求9所述的電路，其特征在于，包括旁路控制器接通旁路，當(dāng)隔離無(wú)效時(shí)，第一與非門(mén)器件(601)的輸出為高電平，第一或非門(mén)器件(603)的輸出為低電平，第二或非門(mén)器件(604)的輸出是由所述低到高型電平移位器(606)的輸出決定，輸出信號(hào)等于經(jīng)過(guò)低到高型電平移位器(606)的完成電平轉(zhuǎn)換后的信號(hào)。
11.如權(quán)利要求9或10所述的電路，其特征在于，包括當(dāng)隔離有效時(shí)，保持0值型的隔離器件的輸出始終保持為0，輸出信號(hào)不受輸入信號(hào)的影響。
12.如權(quán)利要求4至6任一項(xiàng)所述的電路，其特征在于，如果所述隔離器件為保持1值型第一或非門(mén)器件(701)，所述旁路控制器包括與或非門(mén)器件(702)、或門(mén)器件(703)和第二或非門(mén)器件(704)，所述電平移位電路的具體結(jié)構(gòu)為所述低到高型電平移位器(705)，其輸入端接收輸入信號(hào)，其輸出端接至或門(mén)器件(703)的第一輸入端；第一或非門(mén)器件(701)，其第一輸入端接至或門(mén)器件(703)的輸出端，第二輸入端接收取反后的隔離信號(hào)，其輸出端接至第二或非門(mén)器件(704)的第一輸入端；與或非門(mén)器件(702)，其第一輸入端接收輸入信號(hào)，第二輸入端接收取反后的隔離信號(hào)，第三輸入端接收旁路使能信號(hào)，其輸出端接至第二或非門(mén)器件(704)的第二輸入端；或門(mén)器件(703)，其第一輸入端接收輸入信號(hào)，第二輸入端接收旁路使能信號(hào)，其輸出端接至第一或非門(mén)器件(701)的第一輸入端；第二或非門(mén)器件(704)，其第一輸入端接至第一或非門(mén)器件(701)的輸出端，第二輸入端接至與或非門(mén)器件(702)的輸出端，其輸出端輸出本電路的輸出信號(hào)；旁路控制器接通旁路，當(dāng)隔離無(wú)效時(shí)，或門(mén)器件(703)的輸出為高電平，第一或非門(mén)器件(701)的輸出為低電平，或門(mén)器件(703)的輸出是由輸入信號(hào)決定，第二或非門(mén)器件(704)的輸出的本電路的輸出信號(hào)等于輸入信號(hào)。
13.如權(quán)利要求12所述的電路，其特征在于，包括旁路控制器斷開(kāi)旁路，當(dāng)隔離無(wú)效時(shí)，與或非門(mén)器件(702)的輸出為低電平，第二或非門(mén)器件(704)的輸出由所述低到高型電平移位器(705)的輸出決定，輸出信號(hào)等于經(jīng)過(guò)低到高型電平移位器(705)的完成電平轉(zhuǎn)換后的信號(hào)。
14.如權(quán)利要求12或13所述的電路，其特征在于，包括當(dāng)隔離有效時(shí)，保持1值型的隔離器件的輸出始終保持為1，輸出信號(hào)不受輸入信號(hào)的影響。
15.如權(quán)利要求4至6任一項(xiàng)所述的電路，其特征在于，如果隔離器件為鎖存器型器件第一鎖存器器件(801)，所述旁路控制器包括非與門(mén)器件(802)、第一或非門(mén)器件(803)、第二或非門(mén)器件(804)和第二鎖存器器件(805)，所述電平移位電路的具體結(jié)構(gòu)為所述低到高型電平移位器(806)，其輸入端接收輸入信號(hào)，其輸出端接至第一或非門(mén)器件(803)的第一輸入端；第一鎖存器器件(801)，其第一輸入端接至第一或非門(mén)器件(803)的輸出端，第二輸入端接收隔離信號(hào)，其輸出端接至第二或非門(mén)器件(804)的第一輸入端；非與門(mén)器件(802)，其第一輸入端接收輸入信號(hào)，第二輸入端接收旁路使能信號(hào)，其輸出端接至第二鎖存器器件(805)的第一輸入端；第一或非門(mén)器件(803)，其第一輸入端接至低到高型電平移位器(806)的輸出端，第二輸入端接收旁路使能信號(hào)，其輸出端接至第一鎖存器器件(801)的第一輸入端；第二或非門(mén)器件(804)，其第一輸入端接至第一鎖存器器件(801)的輸出端，第二輸入端接至第二鎖存器器件(805)的輸出端，其輸出端輸出本電路的輸出信號(hào)；第二鎖存器器件(805)，其第一輸入端接至非與門(mén)器件(802)的輸出端，第二輸入端接收旁路使能信號(hào)，其輸出端接至第二或非門(mén)器件(804)的第二輸入端；旁路控制器接通旁路，當(dāng)隔離無(wú)效時(shí)，第一或非門(mén)器件(803)的輸出為低電平，第一鎖存器器件(801)的輸出為低電平，非與門(mén)器件(802)的輸出由輸入信號(hào)決定，第二或非門(mén)器件(804)輸出的本電路的輸出信號(hào)等于輸入信號(hào)。
16.如權(quán)利要求15所述的電路，其特征在于，包括旁路控制器斷開(kāi)旁路，當(dāng)隔離無(wú)效時(shí)，非與門(mén)器件(802)的輸出為低電平，第二鎖存器器件(805)的輸出為低電平，第二或非門(mén)器件(804)的輸出是由所述低到高型電平移位器 (806)的輸出決定，輸出信號(hào)等于經(jīng)過(guò)低到高型電平移位器(806)的完成電平轉(zhuǎn)換后的信號(hào)。
17.如權(quán)利要求15或16所述的電路，其特征在于，包括當(dāng)隔離有效時(shí)，輸出信號(hào)等于隔離信號(hào)由高變低時(shí)第一鎖存器器件(801)鎖存的輸入信號(hào)，輸出信號(hào)不受輸入信號(hào)的影響。
18.如權(quán)利要求7-17任一項(xiàng)所述的電路，其特征在于，所述電平移位電路被添加到標(biāo)準(zhǔn)單元庫(kù)中，所述標(biāo)準(zhǔn)單元庫(kù)用于在大規(guī)模集成電路設(shè)計(jì)中被直接調(diào)用。
全文摘要
本發(fā)明公開(kāi)了一種電平移位電路，包括低到高型電平移位器和旁路控制器；上述兩個(gè)器件的連接關(guān)系如下所述低到高型電平移位器，其輸入端接收輸入信號(hào)，所述輸入信號(hào)的電壓值V1屬于第一電壓域，其輸出端接至所述旁路控制器的第一輸入端；所述旁路控制器，其第一輸入端接至所述低到高型電平移位器的輸出端，第二輸入端接收輸入信號(hào)，其控制端接收旁路使能信號(hào)，其輸出端輸出本電路的輸出信號(hào)，所述輸出信號(hào)的電壓值V2屬于第二電壓域；所述旁路控制器接通旁路，使輸入信號(hào)直接經(jīng)過(guò)所述旁路轉(zhuǎn)為本電路的輸出信號(hào)。采用本發(fā)明的電路，有效的減少了信號(hào)從高電壓域到低電壓域的延時(shí)，可提高芯片的性能。
文檔編號(hào)H03K19/0175GK102324923SQ20111023705
公開(kāi)日2012年1月18日 申請(qǐng)日期2011年8月18日 優(yōu)先權(quán)日2011年8月18日
發(fā)明者薛慶華 申請(qǐng)人:廣東新岸線計(jì)算機(jī)系統(tǒng)芯片有限公司