[发明专利]单电源接口电平转换器及芯片

说明书

本发明公开了一种单电源接口电平转换器、芯片，单电源接口电平转换器包括：工作于同一电源、并依次连接的第一转换电路、第二转换电路、以及缓冲器；第一转换电路用于接收输入信号，对所述输入信号进行反相及电平转换，得到第一转换信号；第二转换电路用于接收输入信号和第一转换信号，对输入信号和第一转换信号进行电平转换，得到第二转换信号；缓冲器用于输出第二转换信号，输入信号的幅度为0～VIN，第二转换信号作为输出信号，幅度为0～VDD，VDD为电源的电压值。本发明方案能够将一种电平范围的外部逻辑信号转换成适用于芯片内部电源域的信号。

技术领域

本发明涉及集成电路领域，具体涉及一种单电源接口电平转换器及芯片。

背景技术

集成电路(Integrated Circuit，IC)中，多电源域设计早已成为一种可以优化芯片性能、降低芯片功耗的良好解决方案。而电平转换电路在多电源域系统中可以保证低电源域信号和高电源域信号互相置换，满足芯片正常工作需要。例如芯片中的部分模拟电路或数字模块为了节省功耗工作在较低的电源域，而一些关键时序电路或者接口电路对反应速度有一定要求，会工作在较高的电源域。为了满足芯片的时钟需要或与外部控制器的信息交换需求，接口电路的设计至关重要。如果外部控制器给出的时钟或数据信号的电平与芯片内部电平不一致，那么接口电路在提供足够驱动的前提下必须满足电平转换功能。

在现有技术中，接口电路电平转换的实现方式大多采用常用的电平转换加两个不同的电源域，除了芯片内部电源外，芯片接口电平的电源一般由引脚接入或者芯片内部的电压产生电路提供。前者需要芯片增加一个引脚，无疑会增加芯片的封装和制造成本，而且需要外部设备提供多个电压，也增加了外部电路的成本；后者需要芯片内部通过模拟电路产生一个合适的接口电源，如低压差线性稳压器(Low Dropout Regulator，LDO)电路，同时也离不开带隙基准电路，这样芯片的电路设计复杂度和芯片功耗都会有所增加。其次如果芯片是在宽电压范围下工作，而接口电平又位于芯片工作电压范围内，那么在芯片内产生接口电源的难度也会大大增加。

发明内容

本发明实施例提供一种单电源接口电平转换器及芯片，能够将一种电平范围的外部逻辑信号转换成适用于芯片内部电源域的信号。

为此，本发明实施例提供如下技术方案：

一方面，本发明实施例提供一种单电源接口电平转换器，包括：工作于同一电源、并依次连接的第一转换电路、第二转换电路、以及缓冲器；所述第一转换电路用于接收输入信号，对所述输入信号进行反相及电平转换，得到第一转换信号；所述第二转换电路用于接收所述输入信号和所述第一转换信号，对所述输入信号和所述第一转换信号进行电平转换，得到第二转换信号；所述缓冲器用于输出所述第二转换信号，所述输入信号的幅度为0～VIN，所述第二转换信号作为输出信号，所述输出信号的幅度为0～VDD，VDD为所述电源的电压值。

可选地，所述第一转换电路包括上拉单元和下拉单元；所述上拉单元用于在所述输入信号的电平为0时，将所述第一转换信号的电平上拉至VDD；所述下拉单元用于在所述输入信号的电平为VIN时，将所述第一转换信号的电平下拉为0。

可选地，所述上拉单元包括：中间电压产生电路、第一PMOS管、电容，所述电容的一端分别与所述中间电压产生电路的输出端及所述第一PMOS管的源极连接，所述电容的另一端接地；所述下拉单元包括：第一NMOS管，所述第一NMOS管源极接地；所述第一PMOS管的栅极和所述第一NMOS管的栅极连接，并接收所述输入信号，所述第一PMOS管的漏极与所述第一NMOS管的漏极连接，并输出所述第一转换信号；所述中间电压产生电路用于在所述输入信号的电平为0时，将所述电源的电压传递到所述第一PMOS管的源极；所述电容使所述第一PMOS管的源极电压保持在稳定状态。

可选地，所述中间电压产生电路包括一个或多个限流PMOS管，所述多个限流PMOS管依次串联连接，并且所述限流PMOS管的栅极接地。

可选地，在所述限流PMOS管的栅极和地之间还连接有电阻。