各種實(shí)施例的各方面是針對(duì)串行總線(xiàn)系統(tǒng)中的解決方案，并且更特定的方面涉及具有微調(diào)組件的低電力解決方案。

背景技術(shù)：

總線(xiàn)接口協(xié)議可用于允許各種不同電子裝置和系統(tǒng)之間的通信。協(xié)議可在連接器的物理大小、尺寸和電連接特性方面對(duì)它們進(jìn)行限定。協(xié)議還可限定通信如何在所連接的裝置之間進(jìn)行。在一些情況下，協(xié)議出于(例如)建立通信速度和電力輸送選項(xiàng)的目的而限定裝置如何與彼此協(xié)商一致。

特定類(lèi)型的總線(xiàn)接口防議為通用串行總線(xiàn)(usb)。在usb可用于將外部的外圍裝置附接到個(gè)人計(jì)算機(jī)的同時(shí)，它還可用于在外圍裝置之間介接、為其充電，以及大量其它的應(yīng)用和使用，例如汽車(chē)、相機(jī)、智能電話(huà)、電視和機(jī)頂盒。usb也可用作各種移動(dòng)裝置充電解決方案中的電源。usb提供各種不同的數(shù)據(jù)傳送速度。usb電力輸送(pd)協(xié)議支持功率協(xié)商和支持高達(dá)100w(20vx5a)的輸送解決方案。

技術(shù)實(shí)現(xiàn)要素：

本發(fā)明的各種實(shí)施例針對(duì)用于在串行總線(xiàn)系統(tǒng)中提供低電力解決方案的設(shè)備。設(shè)備可包括邏輯控制器電路，所述邏輯控制器電路被配置成提供對(duì)通過(guò)串行總線(xiàn)系統(tǒng)的電力輸送的控制。邏輯控制器電路可包括模擬電路，所述模擬電路包括多個(gè)模擬分量和用于配置模擬分量的微調(diào)電路。邏輯控制器電路的數(shù)字電路可被配置成在活動(dòng)模式和休眠模式之間切換，其中休眠模式消耗比主動(dòng)模式更少的電流。邏輯控制器電路的電壓調(diào)節(jié)器電路可被配置成根據(jù)供應(yīng)電壓產(chǎn)生穩(wěn)定電壓。邏輯控制器電路還可包括復(fù)位產(chǎn)生電路，所述復(fù)位產(chǎn)生電路被配置成確定供應(yīng)電壓已達(dá)到第一閾值電壓電平；響應(yīng)于確定供應(yīng)電壓已達(dá)到第一閾值電壓，啟用電壓調(diào)節(jié)器電路；確定穩(wěn)定電壓已達(dá)到第二閾值電壓電平；確定供應(yīng)電壓已達(dá)到第三閾值電壓電平；以及響應(yīng)于確定穩(wěn)定電壓已達(dá)到第二閾值電壓電平和供應(yīng)電壓已達(dá)到第三閾值電壓電平，將數(shù)字電路從休眠模式切換到活動(dòng)模式。

本發(fā)明的各種實(shí)施例針對(duì)用于低電力邏輯控制器電路的方法，所述低電力邏輯控制器電路具有微調(diào)模擬分量，并被配置成提供對(duì)通過(guò)串行總線(xiàn)的電力輸送的控制。所述方法可包括確定供應(yīng)電壓已達(dá)到第一閾值電壓電平；響應(yīng)于確定供應(yīng)電壓已達(dá)到第一閾值電壓，啟用電壓調(diào)節(jié)器電路，所述電壓調(diào)節(jié)器電路被配置成根據(jù)供應(yīng)電壓產(chǎn)生穩(wěn)定電壓；確定穩(wěn)定電壓已達(dá)到第二閾值電壓電平；確定供應(yīng)電壓已達(dá)到第三閾值電壓電平；以及響應(yīng)于確定穩(wěn)定電壓已達(dá)到第二閾值電壓電平和供應(yīng)電壓已達(dá)到第三閾值電壓電平，將數(shù)字電路從休眠模式切換到活動(dòng)模式，其中休眠模式消耗比活動(dòng)模式更少的電流。

以上論述/概述并不意圖描述本發(fā)明的每個(gè)實(shí)施例或每個(gè)實(shí)施方案。以下圖式和詳細(xì)描述還舉例說(shuō)明了各種實(shí)施例。

附圖說(shuō)明

考慮結(jié)合附圖的以下詳細(xì)描述可以更全面地理解各種示例實(shí)施例，在附圖中：

圖1a描繪根據(jù)本發(fā)明的實(shí)施例的被設(shè)計(jì)成使用串行總線(xiàn)接口來(lái)提供裝置之間的通信和電力的系統(tǒng)的框圖；

圖1b示出了根據(jù)本發(fā)明的實(shí)施例的控制器電路的框圖；

圖2描繪根據(jù)本發(fā)明的實(shí)施例的復(fù)位控制電路的行為的狀態(tài)圖；

圖3描繪根據(jù)本發(fā)明的實(shí)施例的微調(diào)參考電壓電路的電路圖；

圖4描繪根據(jù)本發(fā)明的實(shí)施例的微調(diào)電流源電路的電路圖；

圖5示出了根據(jù)本發(fā)明的實(shí)施例的微調(diào)電阻器電路的電路圖；以及

圖6示出了根據(jù)本發(fā)明的實(shí)施例的微調(diào)振蕩器電路的電路圖。

雖然本文中所論述的各種實(shí)施例能夠經(jīng)受修改和替代形式，但在圖式中已借助于例子示出了這些實(shí)施例的各方面，且將詳細(xì)描述這些實(shí)施例的各方面。然而，應(yīng)理解，并不打算將本發(fā)明限于所描述的特定實(shí)施例。相反，意圖涵蓋落入本發(fā)明的范疇內(nèi)的包括權(quán)利要求書(shū)中限定的各方面的所有修改、等效物和替代方案。另外，如貫穿本申請(qǐng)案通篇所使用的術(shù)語(yǔ)“例子”僅借助于說(shuō)明，且不加限制。

具體實(shí)施方式

本發(fā)明的各方面被認(rèn)為適用于各種不同類(lèi)型的設(shè)備、系統(tǒng)和方法，它們涉及被設(shè)計(jì)成用于串行總線(xiàn)的控制器電路。在某些實(shí)施方案中，當(dāng)在具有高精確度的低電力解決方案的情形下使用時(shí)，本發(fā)明的各方面示出為有益的。在一些實(shí)施例中，控制器電路可在成本和物理空間方面受限，以及其它限制?？蓪?shí)施這些和其它方面以解決包括上面背景技術(shù)中所論述的那些的挑戰(zhàn)。雖然未必如此受到限制，但是通過(guò)使用此類(lèi)示例性情形的例子的論述可以理解各個(gè)方面。

根據(jù)各種實(shí)施例，控制器電路包括模擬電路，所述模擬電路已被配置成通過(guò)提供不同的微調(diào)功能電路的復(fù)雜混合來(lái)提供精確的模擬值和信號(hào)。各種實(shí)施例針對(duì)多個(gè)微調(diào)功能電路，所述微調(diào)功能電路被設(shè)計(jì)用于針對(duì)不同功能提供精確的參考點(diǎn)的外部測(cè)試固定裝置。在本發(fā)明的某些實(shí)施例中，不同的功能電路中的一個(gè)或多個(gè)可被配置成用于低電力消耗，同時(shí)部分地由于電路的微調(diào)能力而提供高精確度。

特定實(shí)施例針對(duì)被設(shè)計(jì)成用于usbc類(lèi)連接器的電路。用于c類(lèi)連接器的usb協(xié)議指定系統(tǒng)中的不同裝置如何與電力提供能力協(xié)商一致(除了其它以外)。這可包括配置信道(cc)的使用，其具有對(duì)應(yīng)的連接線(xiàn)和引腳。例如，cc控制器電路可被配置成使用cc引腳來(lái)檢測(cè)和傳輸信號(hào)，以便檢測(cè)端口附接和拆卸事件，以及確定電力提供能力、電纜取向、裝置作用和當(dāng)前模式的端口控制。為了易于論述，有時(shí)特定地參考usb和c類(lèi)連接器來(lái)論述實(shí)施例和特征。應(yīng)理解，在本文中論述的各種實(shí)施例和特征可用于各種額外的和不同的協(xié)議和應(yīng)用，以及用于未來(lái)版本的usb協(xié)議和c類(lèi)連接器。

某些實(shí)施例針對(duì)用于提供串行總線(xiàn)系統(tǒng)中降低的電力解決方案的設(shè)備。設(shè)備包括邏輯控制器電路，所述邏輯控制器電路被配置成提供對(duì)串行總線(xiàn)系統(tǒng)內(nèi)的電力輸送的控制。在各種實(shí)施方案中，邏輯控制器電路可包括具有多個(gè)模擬分量的模擬電路。微調(diào)電路可被配置成允許對(duì)用于各個(gè)模擬分量的值和設(shè)置進(jìn)行微調(diào)。在特定實(shí)施方案中，微調(diào)電路可被配置成在裝置的制造和測(cè)試期間用作校準(zhǔn)過(guò)程的部分。例如，外部參考電壓和電阻值可由測(cè)試固定裝置提供。這些電壓和值可由微調(diào)電路使用以補(bǔ)償過(guò)程、電壓和溫度(pvt)變化效應(yīng)。

根據(jù)各種實(shí)施例，控制器電路可包括數(shù)字電路，所述數(shù)字電路提供與串行總線(xiàn)有關(guān)的數(shù)個(gè)不同的控制和檢測(cè)功能。在某些例子中，數(shù)字電路可被配置成在活動(dòng)模式和休眠模式之間切換。休眠模式可涉及將各個(gè)組件放置成懸置狀態(tài)，以使得相比于活動(dòng)模式消耗更少的電流(和電力)。

根據(jù)各種實(shí)施例，復(fù)位產(chǎn)生器電路可被配置成基于各個(gè)電力供應(yīng)器和啟用信號(hào)的狀態(tài)，控制休眠和活躍狀態(tài)。舉例來(lái)說(shuō)，控制器電路可包括電壓調(diào)節(jié)器電路，所述電壓調(diào)節(jié)器電路被配置成根據(jù)供應(yīng)電壓產(chǎn)生穩(wěn)定電壓。復(fù)位產(chǎn)生/控制電路可被配置成確定供應(yīng)電壓已達(dá)到第一閾值電壓電平的時(shí)間。響應(yīng)于這個(gè)確定，復(fù)位產(chǎn)生電路可啟用電壓調(diào)節(jié)器電路。復(fù)位產(chǎn)生電路還可被配置成確定穩(wěn)定電壓已達(dá)到第二閾值電壓電平和供應(yīng)電壓已達(dá)到第三閾值電壓電平的時(shí)間。響應(yīng)于這兩個(gè)確定，復(fù)位產(chǎn)生電路可將數(shù)字電路從休眠模式切換到活動(dòng)模式。

本發(fā)明的各種實(shí)施例涉及一種認(rèn)識(shí)：usbc類(lèi)cc邏輯控制檢測(cè)電路可得益于精確的電壓、電流、電阻和時(shí)鐘頻率，它們共同支持檢測(cè)不同事件(例如，附接或拆卸事件)的能力。

現(xiàn)轉(zhuǎn)而參看圖式，圖1a描繪根據(jù)本發(fā)明的實(shí)施例的被設(shè)計(jì)成使用串行總線(xiàn)接口來(lái)提供裝置之間的通信和電力的系統(tǒng)的框圖。系統(tǒng)包括應(yīng)用程序處理器102、總線(xiàn)接口邏輯104、信號(hào)驅(qū)動(dòng)器電路106和物理連接器108。應(yīng)用程序處理器102可包括一個(gè)或多個(gè)計(jì)算機(jī)處理器電路，所述計(jì)算機(jī)處理器電路被配置成提供和控制系統(tǒng)的各方面，所述方面可包括操作系統(tǒng)、在操作系統(tǒng)上運(yùn)行的應(yīng)用程序、輸入和輸出(例如，音頻和視頻)以及其它功能。應(yīng)用程序處理器設(shè)計(jì)可包括多個(gè)中央處理單元、存儲(chǔ)器接口和圖形發(fā)動(dòng)機(jī)，并且可被配置成支持到其它裝置的各種接口。

總線(xiàn)接口邏輯104可被配置成進(jìn)行在相關(guān)協(xié)議中限定的各個(gè)功能。例如，各個(gè)usb協(xié)議指定兼容裝置應(yīng)能夠在其它裝置連接到物理連接器108時(shí)檢測(cè)到它們的存在。usb功能還可包括(但不限于)檢測(cè)附接電纜的取向，協(xié)商哪一裝置將提供電力，以及確定所連接的裝置的電力提供能力。信號(hào)驅(qū)動(dòng)器和保護(hù)電路106可包括驅(qū)動(dòng)器電路，所述驅(qū)動(dòng)器電路產(chǎn)生遵循特定協(xié)議的信號(hào)。保護(hù)電路可提供(僅作為幾個(gè)例子)針對(duì)連接之間的短路情況、過(guò)電壓情況和過(guò)電流情況的保護(hù)。

控制器電路110可被配置成管理在開(kāi)放系統(tǒng)互連模型(osi模型)的物理(phy)層上的電力輸送功能。在某些實(shí)施例中，控制器電路110可實(shí)施為單個(gè)集成電路(ic)芯片的部分。例如，控制器電路110可為充當(dāng)usbc類(lèi)配置信道接口和usbpd物理和協(xié)議層功能的ic芯片?？刂破麟娐?10可用于廣泛范圍的應(yīng)用和平臺(tái)。應(yīng)用的非限制性例子包括筆記本計(jì)算機(jī)、桌上型計(jì)算機(jī)、平板計(jì)算機(jī)、智能電話(huà)和配件。在一些應(yīng)用中，電力消耗可極為重要，例如涉及各個(gè)移動(dòng)裝置的應(yīng)用。各種實(shí)施例針對(duì)同時(shí)在低電力模式和活動(dòng)模式期間的ic芯片的低電力消耗。

根據(jù)各種實(shí)施例，控制器電路110可包括模擬電路114，所述模擬電路114可包括多個(gè)模擬分量和用于配置模擬分量的微調(diào)電路?？刂破麟娐?10還可包括數(shù)字電路116，所述數(shù)字電路116被配置成在活動(dòng)模式和休眠模式之間切換，其中休眠模式消耗比活動(dòng)模式更少的電力和電流。在一些實(shí)施方案中，數(shù)字電路可使用cmos技術(shù)進(jìn)行設(shè)計(jì)，所述數(shù)字電路可包括mos晶體管，所述mos晶體管當(dāng)它們沒(méi)有進(jìn)行主動(dòng)地切換時(shí)呈現(xiàn)極其低的電力。

根據(jù)本發(fā)明的各種實(shí)施例，微調(diào)電路可被配置成使用外部引腳來(lái)提供用于對(duì)各個(gè)模擬分量進(jìn)行微調(diào)的精確的參考點(diǎn)。例如，微調(diào)電路可被配置成使用高精確度的電阻器、精確的電壓源、精確的電流源及其組合。這些精確的外部參考點(diǎn)可接著用于調(diào)整(或修整)模擬分量的值，這可幫助補(bǔ)償pvt變化。

圖1b示出了根據(jù)本發(fā)明的實(shí)施例的控制器電路的框圖。圖1b中所描繪的控制器電路可用于(例如)圖1a中所描繪的系統(tǒng)。圖1b中所示的控制器電路可用于具有各種不同配置的系統(tǒng)。根據(jù)一些實(shí)施例，復(fù)位產(chǎn)生/控制電路156可被配置成控制用于各個(gè)其它電路和組件的啟用、禁用和省電模式。這可包括啟用電壓調(diào)節(jié)器電路154、數(shù)字電路160和模擬電路158中的每一個(gè)。在各種實(shí)施例中，復(fù)位控制電路156可被配置成檢測(cè)不同的電壓電平滿(mǎn)足特定閾值的時(shí)間，并使用這個(gè)信息來(lái)控制各個(gè)電路的啟用。這個(gè)可包括監(jiān)測(cè)由電壓調(diào)節(jié)器電路154使用的供應(yīng)電壓，以及監(jiān)測(cè)通過(guò)電壓調(diào)節(jié)器電路154輸出的穩(wěn)定電壓。在各種實(shí)施例中，電壓調(diào)節(jié)器電路154還可響應(yīng)于輸入控制信號(hào)。例如，休眠信號(hào)可用于確定數(shù)字電路160是處于啟用/活動(dòng)模式還是處于禁用/休眠模式。

根據(jù)本發(fā)明的一些實(shí)施例，微調(diào)電壓參考電路152可被配置成提供精確的參考電壓。各個(gè)電路(例如，電壓調(diào)節(jié)器電路154和產(chǎn)生片上偏壓電流的電路)可使用參考電壓，并得益于其改進(jìn)了的精確度。如本文所論述，微調(diào)電壓參考電路152可被配置成允許在控制器電路的校準(zhǔn)期間調(diào)整(微調(diào))參考電壓值。這個(gè)微調(diào)可極其適用于補(bǔ)償不同裝置之間的過(guò)程、電壓和溫度(pvt)變化。舉例來(lái)說(shuō)，各個(gè)實(shí)施方案在微調(diào)設(shè)置中具有足夠的分辨率，以允許裝置之間的總電壓變化在裝置的整個(gè)預(yù)期pvt中小于2％。

微調(diào)電流源和電阻器162可被配置成提供精確的電流和電阻值，所述值可用于(例如)產(chǎn)生符合所使用的串行總線(xiàn)協(xié)議的輸出電流和電阻(例如，根據(jù)usbc類(lèi)規(guī)范)。例如，根據(jù)usbc類(lèi)規(guī)范的電流和電阻的變化在整個(gè)pvt中分別小于8％和10％。如本文所論述，微調(diào)電壓參考電路152可被配置成允許在控制器電路的校準(zhǔn)期間調(diào)整(微調(diào))參考電壓值。在微調(diào)設(shè)置具有足夠的分辨率以及精確的外部參考的情況下，電流和電阻值的變化可在整個(gè)預(yù)期pvt中維持在usbc類(lèi)規(guī)范之內(nèi)。

微調(diào)振蕩器電路164可以類(lèi)似方式被配置成產(chǎn)生在整個(gè)預(yù)期pvt中同時(shí)具有低電力消耗和低頻變化(部分地由于頻率的微調(diào))的時(shí)鐘信號(hào)。例如，微調(diào)振蕩器電路164可被配置成產(chǎn)生由數(shù)字電路160使用的45khz時(shí)鐘。在某些實(shí)施例中，可在整個(gè)預(yù)期pvt變化中將這個(gè)時(shí)鐘的頻率變化控制在大約5％內(nèi)。

圖2描繪根據(jù)本發(fā)明的實(shí)施例的復(fù)位控制電路的行為的狀態(tài)圖。圖2的狀態(tài)圖符合usbc類(lèi)實(shí)施方案；然而，流程圖中所描繪的各方面可應(yīng)用于其它協(xié)議和對(duì)應(yīng)的實(shí)施方案。根據(jù)各種實(shí)施例，復(fù)位控制器可被配置成利用廣泛范圍的供電電壓(vdd)進(jìn)行操作。舉例來(lái)說(shuō)，復(fù)位控制電路可被設(shè)計(jì)成利用在2.7v和5.5v之間的供應(yīng)電壓進(jìn)行操作。此外，供應(yīng)電壓可由控制器電路芯片外部的源提供。在斜升階段期間供應(yīng)電壓的特定參數(shù)將取決于外部裝置。斜升特性，例如電壓斜升的速率和斜升分布的一致性，可大大地取決于附接裝置而變化。因此，各種實(shí)施例針對(duì)復(fù)位控制器，所述復(fù)位控制器被配置成提供用于廣泛范圍的供電電壓的斜升速率的成功上電，以及解釋非單調(diào)供應(yīng)電壓斜升，或其它變化。

根據(jù)框202，圖式中的第一狀態(tài)在vdd上電事件發(fā)生時(shí)開(kāi)始。這個(gè)事件表示存在vdd供應(yīng)電壓。根據(jù)框204，復(fù)位控制電路隨后確定供應(yīng)電壓是否已達(dá)到第一閾值電壓。根據(jù)框206，響應(yīng)于供應(yīng)電壓達(dá)到第一閾值電壓，可啟用模擬分量。在一些實(shí)施例中，所啟用的模擬分量包括參考電壓產(chǎn)生器電路，其可產(chǎn)生由電壓調(diào)節(jié)器使用的參考電壓。可實(shí)施任選的延遲以允許參考電壓有時(shí)間穩(wěn)定。這個(gè)第一閾值電壓的特定值可取決于特定實(shí)施方案而變化。針對(duì)usbc類(lèi)兼容裝置的特定實(shí)施方案，所描繪的第一電壓是1.47伏，這表示可安全啟用電壓調(diào)節(jié)器電路(框208)的電壓。類(lèi)似地，所描繪的1.8v提供作為例子，且不必是限制性的。

根據(jù)框210，一旦已啟用電壓調(diào)節(jié)器，復(fù)位控制電路就可確定穩(wěn)定輸出電壓(vdd1.8)達(dá)到第二閾值電壓電平的時(shí)間。例如，如果電壓調(diào)節(jié)器被設(shè)計(jì)成在穩(wěn)定狀態(tài)下提供1.8v，那么第二閾值電壓可被設(shè)置成大約1.09v。在這個(gè)時(shí)間期間，復(fù)位控制電路可進(jìn)行配置，以使得依靠穩(wěn)定電壓的電路保持在復(fù)位狀態(tài)。根據(jù)框212，一旦達(dá)到第二閾值電壓電平，復(fù)位控制電路就可去除組件的復(fù)位。這些電路可包括(但不必限于)數(shù)字電路、振蕩器和參考電流產(chǎn)生器。根據(jù)各種實(shí)施例，復(fù)位狀態(tài)的去除可允許數(shù)字電路進(jìn)入初始狀態(tài)，在所述初始狀態(tài)中，一些元件具有電力，但還未完全啟用整個(gè)電路。在各種實(shí)施例中，在去除復(fù)位，但還未提供啟用信號(hào)時(shí)，數(shù)字電路處于休眠狀態(tài)。在休眠狀態(tài)中，數(shù)字組件的功率消耗可保持為極低(例如，通過(guò)限制性cmos晶體管的切換)。

根據(jù)框214，復(fù)位控制電路還可被配置成確定供應(yīng)電壓達(dá)到第三閾值水平的時(shí)間。所描繪的值是2.6v，其對(duì)應(yīng)于相對(duì)于上述預(yù)期供電電壓在2.7v和5.5v之間的例子的可接受容限。根據(jù)框216，一旦超過(guò)這個(gè)電壓，復(fù)位控制電路就可產(chǎn)生用于數(shù)字電路的啟用信號(hào)。根據(jù)某些實(shí)施例，復(fù)位控制電路可抖動(dòng)消除這個(gè)信號(hào)(例如，在12ms內(nèi))，以避免啟用和禁用狀態(tài)之間的振蕩。這方面的另一解決方案的例子是相較于禁用電壓閾值，滯后使用啟用電壓閾值。

在某些實(shí)施例中，復(fù)位控制電路可使用模擬比較器，以確定不同的電壓達(dá)到對(duì)應(yīng)的閾值的時(shí)間。這個(gè)可包括使用參考電壓，以得到閾值電壓，例如在框206中啟用的(帶隙)參考電壓。

根據(jù)某些實(shí)施例，控制器電路可包括處理器電路，所述處理器電路通過(guò)存儲(chǔ)在存儲(chǔ)器電路(或，僅僅“存儲(chǔ)器”)中的一組指令(圖像)來(lái)初始化。在一些實(shí)施例中，在已經(jīng)檢索出圖像(例如，通過(guò)進(jìn)入或離開(kāi)休眠模式)之后，復(fù)位控制電路可達(dá)到對(duì)應(yīng)于框216的狀態(tài)。因此，根據(jù)框218，復(fù)位控制電路可被配置成確定先前是否獲取圖像。例如，圖像獲取程序可包括一旦完成圖像檢索就設(shè)置標(biāo)簽的步驟。根據(jù)框220，在進(jìn)行到從存儲(chǔ)器檢索圖像之前，復(fù)位控制電路可檢查這個(gè)標(biāo)簽的值。根據(jù)框222，在任一事件中，控制器電路可隨后進(jìn)入正常操作。

如果復(fù)位控制電路檢測(cè)到(根據(jù)框224)供應(yīng)電壓已下降到第三閾值電壓電平以下，或(根據(jù)框226)已接收到休眠模式信號(hào)，那么根據(jù)框228，復(fù)位控制電路可去除啟用信號(hào)，以使得數(shù)字電路進(jìn)入休眠模式。復(fù)位控制電路可將數(shù)字電路保持在休眠狀態(tài)，直到分別根據(jù)框230和232，它檢測(cè)到供應(yīng)電壓高于第三閾值，并且不出現(xiàn)休眠模式信號(hào)。

圖3描繪根據(jù)本發(fā)明的實(shí)施例的微調(diào)參考電壓電路的電路圖。參考電壓電路302可被配置成產(chǎn)生參考電壓(vbg)，其可在整個(gè)值集合中進(jìn)行調(diào)節(jié)(微調(diào))。在某些實(shí)施例中，參考電壓電路302可為帶隙參考電路。在微調(diào)參考電壓電路的校準(zhǔn)期間，可從自動(dòng)測(cè)試設(shè)備提供外部電壓(vext)。自動(dòng)測(cè)試設(shè)備并不具有微調(diào)參考電壓電路的大小或成本限制。因此，有可能形成高度精確的參考電壓。

比較器304可被配置成比較參考電壓和外部提供電壓，以及產(chǎn)生基于比較結(jié)果的輸出(intb)。所得輸出可用作搜索算法的部分，并且可針對(duì)用于參考電壓電路302的不同的修整設(shè)置重復(fù)測(cè)試過(guò)程。根據(jù)各種實(shí)施例，用于輸出的從負(fù)值到正值的交叉點(diǎn)可用于識(shí)別微調(diào)參考電壓電路所要的設(shè)置。一旦完成微調(diào)過(guò)程，開(kāi)關(guān)306就可用于連接參考電壓下的比較器和外部引腳以及斷開(kāi)所述比較器和外部引腳的連接。

應(yīng)認(rèn)識(shí)到，比較器偏移可產(chǎn)生比較器的不精確的測(cè)量結(jié)果。在某些實(shí)施方案中，可使用低偏移比較器。在一些情況下，外部參考電壓可進(jìn)行調(diào)整以補(bǔ)償比較器的偏移。

實(shí)驗(yàn)測(cè)試示出了參考電壓可被微調(diào)到變化小于1％，其中參考電壓在1.229v到1.238v范圍內(nèi)變化(溫度＝-40c～105c，電壓＝2.7/3.3/5.5v)。

圖4描繪根據(jù)本發(fā)明的實(shí)施例的微調(diào)電流源電路的電路圖。運(yùn)算放大器402以負(fù)反饋配置形式連接，以便將穿過(guò)晶體管404的電流維持在所要電流電平。穿過(guò)晶體管404的電流被提供到微調(diào)電阻410，并且所得電壓(vtrim)被提供到放大器402的正輸入終端，以形成負(fù)反饋。參考電壓(vbg)被提供到放大器402的負(fù)輸入終端。放大器402的所得輸出使得由晶體管404提供的電流增加或減少，直到放大器402的輸入上的電壓是相同的，vtrim.＝vbg。此時(shí)，電流表示電路的穩(wěn)態(tài)電流電平。因?yàn)檎斎虢K端上的電壓是穿過(guò)晶體管的電流(itrim)和微調(diào)電阻器410的電阻(rtrim)兩者的函數(shù)(vtrim＝itrimrtrim)，調(diào)節(jié)微調(diào)電阻器的值改變了穩(wěn)態(tài)電流，即，rtrim的改變導(dǎo)致itrim的改變，因?yàn)閕trimrtrim＝vbg。

晶體管406到408被配置為到晶體管404的電流鏡，并因此穿過(guò)晶體管404的電流的改變引起穿過(guò)晶體管406到408的電流的對(duì)應(yīng)的改變。由控制器電路使用的內(nèi)部參考電流通過(guò)晶體管407和408產(chǎn)生。晶體管406操作以提供測(cè)量電流(imes)，所述測(cè)量電流與內(nèi)部參考電流相同，或是已知比例的內(nèi)部參考電流。根據(jù)本發(fā)明的實(shí)施例，微調(diào)電流源電路包括連接點(diǎn)(id)，其被設(shè)計(jì)成用于連接到提供外部電阻(rext)的自動(dòng)測(cè)試設(shè)備。由于跨越外部電阻(rext)的對(duì)應(yīng)的電壓降，來(lái)自晶體管406的測(cè)量電流產(chǎn)生電壓(vmes)。因此，節(jié)點(diǎn)(vp)上的電壓表示穿過(guò)晶體管406的電流。vp節(jié)點(diǎn)還連接到比較器412的正輸入終端，以便比較通過(guò)實(shí)際電流產(chǎn)生的電壓與預(yù)期電壓。

根據(jù)某些實(shí)施例，在開(kāi)關(guān)416關(guān)閉和開(kāi)關(guān)418打開(kāi)的情況下，采用來(lái)自比較器412的測(cè)量。因此，用于測(cè)量的輸出將基于vmes與vtrim的比較(其中vtrim等于vbg)?？舍槍?duì)rtrim的不同值重復(fù)測(cè)量，并且可存儲(chǔ)比較器412的輸出以找到交叉點(diǎn)(例如，其中vm＞vp到vp＜vm的過(guò)渡，或反過(guò)來(lái))。此信息隨后可用于選擇和設(shè)置rtrim的合適的值。

各種實(shí)施例基于所述認(rèn)識(shí)：將vtrim用作由比較器412使用的電壓可將誤差引入到輸出中。舉例來(lái)說(shuō)，放大器402中可存在偏移，并且參考電壓vbg的值可具有某一誤差。因此，微調(diào)電流源電路可包括連接點(diǎn)(端口)，所述連接點(diǎn)被設(shè)計(jì)成用于連接到自動(dòng)測(cè)試設(shè)備，以便提供外部參考電壓(vext)。在測(cè)量過(guò)程期間，開(kāi)關(guān)418可關(guān)閉，開(kāi)關(guān)416可打開(kāi)。因此，負(fù)終端上的電壓(vm)可具有通過(guò)自動(dòng)測(cè)試設(shè)備設(shè)置而不是通過(guò)所測(cè)試的ic芯片的內(nèi)部過(guò)程變化設(shè)置的精確度。

根據(jù)實(shí)施例，比較器412可被設(shè)計(jì)成具有低偏移特性，以改進(jìn)測(cè)量的精確度。測(cè)量可使用數(shù)字對(duì)分搜索算法進(jìn)行，但是其它搜索算法也是可能的。實(shí)驗(yàn)結(jié)果支持在溫度＝-40c～105c，電壓＝2.7/3.3/5.5v時(shí)，電流源可被微調(diào)到在1％和2％之間變化。

圖5示出了根據(jù)本發(fā)明的實(shí)施例的微調(diào)電阻器電路的電路圖。圖5中所描繪的微調(diào)電阻器電路被配置成設(shè)置微調(diào)電阻器502的電阻值。微調(diào)電阻器電路被配置成允許自動(dòng)測(cè)試設(shè)備連接到連接點(diǎn)(id)。微調(diào)電阻器電路被配置成修整微調(diào)電阻器502的電阻，以使它匹配由自動(dòng)測(cè)試設(shè)備提供的外部電阻(rext)。這通過(guò)比較微調(diào)電壓(vtrim)和參考電壓(vref)來(lái)實(shí)現(xiàn)。如結(jié)合其它微調(diào)電路所論述，(對(duì)分)搜索算法可用于尋找微調(diào)電阻器502的所要設(shè)置和電阻值。

參考電壓(vref)可使用電阻分壓器電路產(chǎn)生，所述電阻分壓器電路使用兩個(gè)參考電阻器(rref)。根據(jù)各種實(shí)施例，電阻器可在它們的理想電阻、結(jié)構(gòu)和制造過(guò)程方面進(jìn)行匹配。以此方式，電阻器的pvt變化將與彼此緊密匹配，并相互消除，以在極接近二分之一的vdd下提供vref。外部電阻(rext)可隨后被設(shè)置成微調(diào)電阻器的所要值。結(jié)果是當(dāng)微調(diào)電阻器處于所要值時(shí)，vtrim將匹配vref。例如，rext可使用具有極高精確度的外部5.1kω電阻器來(lái)實(shí)施。在完成(對(duì)分)搜索算法之后，微調(diào)電阻器的電阻(vtrim)可微調(diào)到5.1kω±2％。

圖6示出了根據(jù)本發(fā)明的實(shí)施例的微調(diào)振蕩器電路的電路圖。圖6中所描繪的微調(diào)振蕩器電路使用電容式充電，以確定振蕩頻率。微調(diào)電流源602被配置成用于控制充電速率和對(duì)應(yīng)的振蕩頻率。例如，振蕩頻率可被計(jì)算為：

其中ton是過(guò)渡之間的時(shí)間，c是電容器604的電容，i是由微調(diào)電流源602提供的電流，vref是參考電壓，以及tcomp_delay是由比較器608、sr(置位復(fù)位)鎖存器610和電容器604的任何放電時(shí)間引入的延遲。

電路通過(guò)使用微調(diào)電流源對(duì)電容器604進(jìn)行充電以及比較所得電壓(vp)和參考電壓(vref)來(lái)操作。一旦參考電壓超過(guò)電容器上的電荷，比較器608的輸出就逆變，以使得鎖存器610啟用晶體管606，其隨后對(duì)電容器604進(jìn)行放電。接著響應(yīng)于所述放電，對(duì)鎖存器610進(jìn)行復(fù)位。鎖存器610的復(fù)位產(chǎn)生鎖存器610的逆變輸出(qn)上的正邊沿。所述正邊沿被提供到觸發(fā)器612的定時(shí)輸入，所述觸發(fā)器612被配置成在每一此類(lèi)邊緣上逆變其輸出。

根據(jù)某些實(shí)施例，微調(diào)電流源602可為單獨(dú)電流源或它可從偏壓電路(例如，結(jié)合圖4論述的微調(diào)電路)獲得。在一些情況下，參考電壓(vref)可通過(guò)微調(diào)參考(例如，結(jié)合圖3論述的微調(diào)電路)獲得。實(shí)施例還允許電容器604可進(jìn)行微調(diào)以用于調(diào)整時(shí)鐘頻率。微調(diào)電容器可就地使用或結(jié)合微調(diào)電流源使用。

各個(gè)實(shí)驗(yàn)結(jié)果示出了可提供微調(diào)振蕩器，所述微調(diào)振蕩器在整個(gè)過(guò)程、電壓和溫度中提供在上下5％范圍內(nèi)變化的45khz的時(shí)鐘頻率。

測(cè)試結(jié)果支持根據(jù)在本文中論述實(shí)施例，模擬電路架構(gòu)可提供高精確度、多個(gè)特征和低電力消耗。特定結(jié)果表明，針對(duì)具有微調(diào)電壓參考、1.8v片上調(diào)節(jié)器、微調(diào)電流源、微調(diào)振蕩器和微調(diào)電阻器的電路，可在休眠模式中實(shí)現(xiàn)大約4.4ua的標(biāo)稱(chēng)電流消耗，可在活動(dòng)模式中實(shí)現(xiàn)大約13ua的標(biāo)稱(chēng)電流消耗。

可以實(shí)施各種塊、模塊或其它電路以執(zhí)行本文中描述和/或附圖中所示的操作和活動(dòng)中的一個(gè)或多個(gè)。在這些情形中，可以使用進(jìn)行這些或相關(guān)的操作/活動(dòng)中的一個(gè)或多個(gè)的電路實(shí)施“塊”(此外，有時(shí)“電路”、“邏輯電路”或“模塊”)。在各種實(shí)施例中，在有限的靈活性足夠的情況下，硬連線(xiàn)控制塊可用于使此類(lèi)實(shí)施方案的區(qū)域最小化?？商鎿Q的是和/或此外，在以上論述的實(shí)施例中的某些中，一個(gè)或多個(gè)模塊為被配置且被布置成用于實(shí)施這些操作/活動(dòng)的精密的邏輯電路或可編程邏輯電路。

基于以上論述和說(shuō)明，本領(lǐng)域的技術(shù)人員將易于認(rèn)識(shí)到，可以對(duì)各種實(shí)施例作出各種修改和改變而無(wú)需嚴(yán)格遵循本文中說(shuō)明和描述的示例性實(shí)施例和應(yīng)用。例如，設(shè)備可包括與圖式所說(shuō)明的微調(diào)組件和配置不同的微調(diào)組件和配置。此類(lèi)修改不脫離本發(fā)明的各個(gè)方面的真實(shí)精神和范疇，包括在權(quán)利要求書(shū)中闡述的各方面。