[发明专利]一种减小电源域切换噪声的方法及芯片输出接口电路

说明书

本发明涉及减小电源域切换噪声的方法及芯片输出接口电路，包括外部电源供电模块、内部电源供电模块、第一单元和第二单元，第一单元的输入端接内部电源供电模块输出的数据信号，电源端与内部电源供电模块的电源端相同；第二单元的输入端接内部电源供电模块输出的数据信号，电源端与外部电源供电模块的电源端相同；第一单元和第二单元的输出端输出数据信号汇合后进入内部电源供电模块数据流。本发明解决了现有的芯片跨电源域翻转时，输出信号会产生噪声的技术问题，本发明在内部数据信号跨电源域翻转时，能够减少外部电源和地的波动引起对数据信号传输延时的影响。

技术领域

本发明属于半导体领域，具体涉及一种减小电源域切换噪声的方法及芯片输出接口电路。

背景技术

如图1所示，传统的芯片输出模块分成内部电源供电模块和外部电源供电模块。内部电源供电模块由电源VDD和VSS供电。内部电源供电模块耗电小，受外界环境干扰很小，所以VDD和VSS的电平很稳定。

外部电源供电模块由电源VDDC和VSSC供电，外部电源供电模块为了保证输出信号具有做足够的驱动能力，器件尺寸大，耗电大。所以，VDDC和VSSC不稳定，输出信号的翻转会导致VDDC和VSSC突然下降或上升。

内部电源模块由内部逻辑模块，以及PMOS管P1，和NMOS管N1组成，它们由稳定的电源VDD/VSS供电。P1和N1组成反相器inv1。

外部电源供电模块有P2、N2、P3、N3、驱动控制模块、PMOS管Pdrv、和NMOS管Ndrv组成，它们由电源VDDC/VSSC供电。P2和N2组成反相器inv2。P3和N3组成反相器inv3。

VDDC是外部电源焊盘，VSSC是外部接地焊盘，IO是外部I/O信号焊盘。Rvddc是从外部电源焊盘VDDC到电源vddc_local的电源连线电阻。Rvssc是从外部接地焊盘Vssc到地Vssc_local的电源连线电阻。Pdrv是大尺寸上拉PMOS管，Ndrv是大尺寸下拉NMOS管。外部电源供电模块80％的耗电都来自于Pdrv和Ndrv。Cdec是接在电源VDDC_local和地VSSC_local上的去耦电容Cdec，电容值在100nF～5uF。

当节点e处数据信号从高变低时，即输出信号f由低变高，Pdrv瞬间打开，VDDC上瞬间产生大电流ivddc，从VDDC焊盘，流过Rvddc和Pdrv，最后流到I/O焊盘，如图2所示。这时VDDC_local电压会瞬间下降，如图3所示。另外，由于Cdec电容值大，所以VSSC_local电平跟随往下降。从图3可知道，VDDC_local和VSSC_local的电压的差基本保持不变。从节点b到节点f，所有信号都处在VDDC_local和VSSC_local电源域中，所以从节点b到节点f的延时不会随着VDDC_local和VSSC_local突然同时下降而改变。但是对于inv2(P2和N2)来说，源端供电来自于VDDC_local和VSSC_local，但栅极电平来自于很稳定的电源VDD和地VSS。所以当节点b开始翻转的时候，如果VDDC_local电平突然下降，则会导致inv2的延时突然发生变化，从而在IO输出信号产生噪声，幅度可达到100ps。

发明内容

为了解决现有的芯片输出模块在内部信号跨电源域翻转时，且外部电源突然下降时，输出信号会产生噪声的技术问题，本发明提供一种减小电源域切换噪声的芯片输出接口电路，在内部数据信号跨电源域翻转时，减少外部电源和地的波动引起对数据信号传输延时的影响。

本发明的技术解决方案为：

一种减小电源域切换噪声的方法，其特征在于包括以下步骤：

1)将电源域切换处的数据信号分成两路信号传输；

2)分流信号一工作在外部电源供电模块的电源域内；分流信号二工作在内部电源供电模块的电源域内；