本實用新型涉及集成電路領(lǐng)域,尤其涉及一種帶有開關(guān)控制的輸入數(shù)據(jù)有效性檢測電路。
背景技術(shù):
自從人類1947年實用新型晶體管以來,50多年間半導(dǎo)體技術(shù)經(jīng)歷了硅晶體管、集成電路、超大規(guī)模集成電路、甚大規(guī)模集成電路等幾代,發(fā)展速度之快是其他產(chǎn)業(yè)所沒有的;中央處理器是指計算機內(nèi)部對數(shù)據(jù)進行處理并對處理過程進行控制的部件,伴隨著大規(guī)模集成電路技術(shù)的迅速發(fā)展,芯片集成密度越來越高,CPU可以集成在一個半導(dǎo)體芯片上,這種具有中央處理器功能的大規(guī)模集成電路器件,被統(tǒng)稱為“微處理器”;無論是錄像機、智能洗衣機、移動電話等家電產(chǎn)品,還是汽車引擎控制,以及數(shù)控機床、導(dǎo)彈精確制導(dǎo)等都要嵌入各類不同的微處理器;微處理器不僅是微型計算機的核心部件,也是各種數(shù)字化智能設(shè)備的關(guān)鍵部件。
而接口芯片,是用于連接微處理器和存儲器之間的一種電子元器件,它包括有數(shù)據(jù)暫存緩沖的數(shù)據(jù)緩沖器或總線緩沖器、為地址信號提供較大驅(qū)動能力的總線驅(qū)動器等等,簡而言之,接口芯片是用來保證數(shù)據(jù)傳輸過程的安全和穩(wěn)定性。
然而,在數(shù)據(jù)傳輸?shù)倪^程中,接口芯片的輸入接口會因接觸不良而無法確定接口芯片的輸入數(shù)據(jù)是否有效,此時,接口芯片的輸出接口卻仍然會輸出“0”或“1”的確定信號,并將其信號傳輸?shù)轿⑻幚砥鳟?dāng)中;然而,由于輸入接口的接觸不良,使接口芯片的輸入數(shù)據(jù)不能反映出真實的數(shù)據(jù),從而導(dǎo)致接口芯片的輸出數(shù)據(jù)是沒有意義的。如何獲取接口芯片上輸入數(shù)據(jù)的有效性,從而決定是否采信接口芯片上的輸出數(shù)據(jù),便成為了人們研究的一個問題。
在數(shù)字電路中,數(shù)字電路一般有三種輸出狀態(tài),為高電平、低電平和高阻態(tài),其中高電平為邏輯“1”,低電平為邏輯“0”,高阻態(tài)相當(dāng)于隔斷狀態(tài);其中由邏輯“1”和邏輯“0”組成的二進制信號,是目前電子芯片內(nèi)部傳輸數(shù)據(jù)的主要方式,而接口芯片的輸入接口若是懸空或接觸不良的情況下,便會形成高阻態(tài),正是基于此,若能通過對接口芯片的輸入進行高阻態(tài)的測試,來獲取接口芯片上輸入數(shù)據(jù)的有效性,從而避免無法判斷輸出數(shù)據(jù)是否有效的技術(shù)問題。
因此,有必要提供一種輸入能檢測輸入數(shù)據(jù)有效性的電路。
技術(shù)實現(xiàn)要素:
本實用新型為解決上述問題提供一種帶有開關(guān)控制的輸入數(shù)據(jù)有效性檢測電路,通過對數(shù)據(jù)輸入接口的輸入電壓信號進行比較,下一級電路對兩個數(shù)據(jù)輸出接口的輸出數(shù)據(jù)進行判斷是否相等,從而檢測出數(shù)據(jù)輸入接口的輸入數(shù)據(jù)是否有效。
為實現(xiàn)上述目的,達到上述效果,本實用新型通過以下技術(shù)方案實現(xiàn):
一種帶有開關(guān)控制的輸入數(shù)據(jù)有效性檢測電路,該檢測電路包括偏置電路、第一閾值比較單元、第二閾值比較單元;其中偏置電路包括兩個串聯(lián)的電阻,在兩個電阻之間的節(jié)點與數(shù)據(jù)輸入接口相連,且在節(jié)點的兩側(cè),兩個所述電阻分別連接有一開關(guān),所述開關(guān)連接有開關(guān)控制接口;該節(jié)點與第一閾值比較單元、第二閾值比較單元的第一輸入端連接;第一閾值比較單元、第二閾值比較單元的第二輸入端分別與一個閾值輸入接口連接,第一閾值比較單元、第二閾值比較單元的輸出端分別連接有一個數(shù)據(jù)輸出接口,與該檢測電路連接的下一級電路通過對兩個數(shù)據(jù)輸出接口的輸出數(shù)據(jù)進行判斷是否相等,從而檢測出數(shù)據(jù)輸入接口的輸入數(shù)據(jù)是否有效。
作為優(yōu)選的,為了檢測出電路輸出狀態(tài)為高電平、低電平或高阻態(tài),閾值輸入接口包含有高閾值輸入接口、低閾值輸入接口,從高閾值輸入接口、低閾值輸入接口上傳輸進來的高、低電平電壓閾值作為比較基準(zhǔn)。
作為優(yōu)選的,將第一閾值比較單元的第二輸入端連接高閾值輸入接口,第二閾值比較單元的第二輸入端連接低閾值輸入接口。
作為優(yōu)選的,數(shù)據(jù)輸出接口包含有第一數(shù)據(jù)輸出接口、第二數(shù)據(jù)輸出接口,第一數(shù)據(jù)輸出接口與第一閾值比較單元的輸出端連接,第二數(shù)據(jù)輸出接口與第二閾值比較單元的輸出端連接。
作為優(yōu)選的,由于高、低電平的取值范圍為兩個極端,所以產(chǎn)生的偏置電路取中間值時方案較佳,故而使兩個電阻的阻值相等,并使其中一個電阻與電源連接,另一個電阻與地連接,從而使中間節(jié)點產(chǎn)生的偏置電壓為電路電壓的中間值。
作為優(yōu)選的,第一閾值比較單元、第二閾值比較單元的第一輸入端為同相端,第一閾值比較單元、第二閾值比較單元的第二輸入端為反相端,即第一閾值比較單元、第二閾值比較單元均使用正邏輯。
作為優(yōu)選的,高閾值輸入接口輸入高電平電壓閾值,低閾值輸入接口輸入低電平電壓閾值,兩個電阻之間的節(jié)點電壓小于高電平電壓閾值,且大于低電平電壓閾值,即高、低電平電壓閾值形成三個電壓區(qū)間,分別對應(yīng)電路輸出的三種狀態(tài)。
作為優(yōu)選的,為了適應(yīng)不同的工作環(huán)境和需求,兩個電阻可等效替換為兩個電流源,其中一個電流源與電源連接,另一個電流源與地連接,電流源的電流流向為電源方向至地,其目的是產(chǎn)生偏置電壓。
本實用新型的有益效果是:
一種帶有開關(guān)控制的輸入數(shù)據(jù)有效性檢測電路,通過對接口芯片的輸入電壓信號進行比較,與該檢測電路連接的下一級電路通過對兩個數(shù)據(jù)輸出接口的輸出數(shù)據(jù)進行判斷是否相等,從而檢測出數(shù)據(jù)輸入接口的輸入數(shù)據(jù)是否有效,從而保證數(shù)據(jù)傳輸過程的有效性,并能在輸入接口發(fā)生懸空或接觸不良時能及時發(fā)現(xiàn),避免因為采集無意義的信號作為數(shù)據(jù)所導(dǎo)致的故障。
上述說明僅是本實用新型技術(shù)方案的概述,為了能夠更清楚了解本實用新型的技術(shù)手段,并可依照說明書的內(nèi)容予以實施,以下以本實用新型的較佳實施例并配合附圖詳細(xì)說明如后,本實用新型的具體實施方式由以下實施例及其附圖詳細(xì)給出。
附圖說明
此處所說明的附圖用來提供對本實用新型的進一步理解,構(gòu)成本申請的一部分,本實用新型的示意性實施例及其說明用于解釋本實用新型,并不構(gòu)成對本實用新型的不當(dāng)限定。在附圖中:
圖1為本實用新型第一實施例涉及的帶有開關(guān)控制的輸入數(shù)據(jù)有效性檢測電路的具體電路示意圖;
圖2為含有本實用新型帶有開關(guān)控制的輸入數(shù)據(jù)有效性檢測電路的芯片與部分外圍電路的示意圖;
圖3為本實用新型第一實施例涉及的帶有開關(guān)控制的輸入數(shù)據(jù)有效性檢測電路在開關(guān)都處于閉合的情況下的各位置電壓示意圖;
圖4為本實用新型第二施例涉及的帶有開關(guān)控制的輸入數(shù)據(jù)有效性檢測電路的具體電路示意圖;
圖5為本實用新型第三實施例涉及的帶有開關(guān)控制的輸入數(shù)據(jù)有效性檢測電路的具體電路示意圖;
圖6為本實用新型第四實施例涉及的帶有開關(guān)控制的輸入數(shù)據(jù)有效性檢測電路的具體電路示意圖。
其中,IN為數(shù)據(jù)輸入接口,IKS為開關(guān)控制接口,A為第一數(shù)據(jù)輸出接口,B為第二數(shù)據(jù)輸出接口,VH為高閾值輸入接口,VL為低閾值輸入接口,VCC為電路的供電電源,GND為接地端,R1-R6為電阻,IS1、IS2為電流源,K1、K2為開關(guān),A1為第一閾值比較單元,A2為第二閾值比較單元。
其中,圖3中各位置的電壓說明如下:VIN為輸入電壓,Vbias為偏置電壓,VA1+為第一閾值比較單元A1同相端的輸入電壓,VA1-為第一閾值比較單元A1反相端的輸入電壓,VA2+為第二閾值比較單元A2同相端的輸入電壓,VA2-為第二閾值比較單元A2反相端的輸入電壓,Vouta為第一閾值比較單元A1的輸出電壓,Voutb為第二閾值比較單元A2的輸出電壓,Vrefh為高閾值輸入電壓,Vrefl為低閾值輸入電壓。
具體實施方式
下面將參考附圖并結(jié)合實施例,來詳細(xì)說明本實用新型:
如圖1至圖3所示的為本實用新型的第一實施例,其中圖1為第一實施例的具體電路示意圖;該檢測電路包括偏置電路、第一閾值比較單元A1、第二閾值比較單元A2;其中偏置電路包括兩個串聯(lián)的電阻R1、R2,電阻R1的一端與電路的供電電源VCC連接,另一端與開關(guān)K1連接,電阻R2的一端與接地端GND連接,另一端與開關(guān)K2連接,在開關(guān)K1、K2之間的節(jié)點與數(shù)據(jù)輸入接口IN相連。
如圖1所示,第一閾值比較單元A1、第二閾值比較單元A2均使用正邏輯,使得與數(shù)據(jù)輸入接口IN的節(jié)點與第一閾值比較單元A1、第二閾值比較單元A2的第一輸入端連接,且兩個比較單元的第一輸入端均為同相端;兩個比較單元的第二輸入端為反相端,其中第一閾值比較單元A1的第二輸入端連接高閾值輸入接口VH,第二閾值比較單元A2的第二輸入端連接低閾值輸入接口VL;第一閾值比較單元A1、第二閾值比較單元A2的輸出端分別連接有第一數(shù)據(jù)輸出接口A、第二數(shù)據(jù)輸出接口B。
圖2所示的為含有本實用新型的芯片與部分外圍電路的示意圖,電阻R3、R4之間形成的節(jié)點與高閾值輸入接口VH連接,電阻R5、R6之間形成的節(jié)點與低閾值輸入接口VL連接,通過電阻R3、R4之間、電阻R5、R6之間形成的比例關(guān)系,從而生成與該檢測電路電壓相適應(yīng)的高、低電平電壓閾值,并以高、低電平電壓閾值作為比較基準(zhǔn)。
而這其中,高電平電壓閾值Vrefh設(shè)置為接近但小于高電平電壓的下限值,低電平電壓閾值Vrefl設(shè)置為接近但大于低電平電壓的下限值,電阻R1、R2之間的節(jié)點電壓小于高電平電壓閾值Vrefh,且大于低電平電壓閾值Vrefl,即形成三個電壓區(qū)間,分別為大于高電平電壓閾值Vrefh的區(qū)間、處于高電平電壓閾值Vrefh與低電平電壓閾值Vrefl之間的區(qū)間以及小于低電平電壓閾值Vrefl的區(qū)間,并分別對應(yīng)電路輸出的三種狀態(tài)。
同時,為了保證更理想的檢測效果,使電阻R1、R2的阻值相等,且電阻R1、R2阻值很大,從而在理想情況下,產(chǎn)生的偏置電壓Vbias為電路的供電電源VCC的二分之一,且該偏置電路上的電流很小,使其對輸入數(shù)據(jù)的高、低電平所造成的影響忽略不計。
為了更好的說明整個電路的工作過程,在開關(guān)K1、K2閉合的情況下,配合圖3中各位置電壓如的示意圖,數(shù)據(jù)輸入接口IN上三種形態(tài)下的電路分析如下:
(1)、當(dāng)數(shù)據(jù)輸入接口IN所處的狀態(tài)為高電平時,VA1+ =VA2+=VIN=VIH(輸入高電平),VA1- =Vrefh,VA2-=Vrefl,由于VIH> Vrefh且VIH> Vrefl,從而使第一閾值比較單元A1的輸出電壓Vouta、第二閾值比較單元A2的輸出電壓Voutb均為高電平,即輸出的邏輯值均為1。
(2)、當(dāng)數(shù)據(jù)輸入接口IN所處的狀態(tài)為低電平時,VA1+ =VA2+=VIN=VIL(輸入低電平),VA1- =Vrefh,VA2-=Vrefl,由于VIL<Vrefh且VIL <Vrefl,從而使第一閾值比較單元A1的輸出電壓Vouta、第二閾值比較單元A2的輸出電壓Voutb均為低電平,即輸出的邏輯值均為0。
(3)、當(dāng)數(shù)據(jù)輸入接口IN所處的狀態(tài)為高阻態(tài)時,等同于數(shù)據(jù)輸入接口IN上沒有外接,此時,VA1+ =VA2+=Vbias,由于Vrefl < Vbias < Vrefh,從而使第一閾值比較單元A1的輸出電壓Vouta為低電平、第二閾值比較單元A2的輸出電壓Voutb為高電平,即第一閾值比較單元A1輸出的邏輯值為0,第二閾值比較單元A2輸出的邏輯值為1,兩個比較單元輸出的邏輯值不相等。
綜上所述,當(dāng)?shù)谝婚撝当容^單元A1、第二閾值比較單元A2輸出的邏輯值相等時,數(shù)據(jù)輸入接口IN所處的狀態(tài)為高電平或低電平,即數(shù)據(jù)輸入接口IN的輸入數(shù)據(jù)邏輯有效,并且在邏輯上輸出與輸入相等,故與該檢測電路連接的下一級電路取兩個輸出數(shù)據(jù)中的任意一個作為該下一級電路的輸入數(shù)據(jù)均可;當(dāng)?shù)谝婚撝当容^單元A1、第二閾值比較單元A2輸出的邏輯值不相等時,數(shù)據(jù)輸入接口IN所處的狀態(tài)為高阻態(tài),即數(shù)據(jù)輸入接口IN的輸入數(shù)據(jù)邏輯無效,故與該檢測電路連接的下一級電路停止采信該輸出數(shù)據(jù)。
當(dāng)開關(guān)K1、K2斷開的的情況下,則關(guān)閉輸入數(shù)據(jù)有效性的檢測功能。
圖4為本實用新型第二施例的具體電路示意圖,與第一實施例相比的區(qū)別在于:第一閾值比較單元A1、第二閾值比較單元A2的第一輸入端均為反相端;第一閾值比較單元A1、第二閾值比較單元A2的第二輸入端為同相端,當(dāng)數(shù)據(jù)輸入接口IN所處的狀態(tài)為高電平時,第一閾值比較單元A1、第二閾值比較單元A2輸出的邏輯值均為0,當(dāng)數(shù)據(jù)輸入接口IN所處的狀態(tài)為低電平時,第一閾值比較單元A1、第二閾值比較單元A2輸出的邏輯值均為1,即輸出邏輯值與輸入邏輯值相反,此時與該檢測電路連接的下一級電路取兩個輸出數(shù)據(jù)中的任意一個與非門運算后的結(jié)果作為該下一級電路的輸入數(shù)據(jù)均可,其余參照上述關(guān)于第一實施例的描述。
圖5為本實用新型第三實施例的具體電路示意圖,該檢測電路包括偏置電路、第一閾值比較單元A1、第二閾值比較單元A2;其中偏置電路包括兩個串聯(lián)的電流源IS1、IS2,電流源IS1與電路的供電電源VCC連接,電流源IS2與接地端GND連接,在電流源IS1、IS2之間的節(jié)點與數(shù)據(jù)輸入接口IN相連,即本實用新型第三實施例是在第一實施例的基礎(chǔ)上,將偏置電路上的電阻R1、R2替換為電流源IS1、IS2,其余參照上述關(guān)于第一實施例的描述。
圖6為本實用新型第四實施例的具體電路示意圖,是在第二實施例的基礎(chǔ)上,將偏置電路上的電阻R1、R2替換為電流源IS1、IS2,其余參照上述關(guān)于第一實施例、第二實施例、第三實施例的描述。
以上所述,僅為本實用新型的較佳實施例而已,并非對本實用新型作任何形式上的限制;凡本行業(yè)的普通技術(shù)人員均可按說明書附圖所示和以上所述而順暢地實施本實用新型;但是,凡熟悉本專業(yè)的技術(shù)人員在不脫離本實用新型技術(shù)方案范圍內(nèi),利用以上所揭示的技術(shù)內(nèi)容而做出的些許更動、修飾與演變的等同變化,均為本實用新型的等效實施例;同時,凡依據(jù)本實用新型的實質(zhì)技術(shù)對以上實施例所作的任何等同變化的更動、修飾與演變等,均仍屬于本實用新型的技術(shù)方案的保護范圍之內(nèi)。