電源調制跨域數(shù)據(jù)接口的制作方法
【技術領域】
[0001]本發(fā)明的實施例一般涉及用于轉換數(shù)據(jù)以便在不同電源電壓域中使用的方法和設備，以及更具體來說涉及電源調制跨域數(shù)據(jù)接口。
【背景技術】
[0002]包括接近傳感器裝置(通常又稱作觸摸板或觸摸傳感器裝置)的輸入裝置廣泛用于各種電子系統(tǒng)中。接近傳感器裝置可用來提供電子系統(tǒng)的接口。例如，接近傳感器裝置常常用作較大計算系統(tǒng)的輸入裝置(例如筆記本或臺式計算機中集成的或者作為其外設的不透明觸摸板)。接近傳感器裝置還常常用于較小計算系統(tǒng)中(例如集成在蜂窩電話中的觸摸屏)。接近傳感器裝置通常包括傳感器電極，其采用信號來驅動以進行電容感測。
[0003]—些接近傳感器裝置包含在顯示裝置中，顯示裝置包括用于更新顯示元件的顯示電極。為了保護傳感器電極免受顯示電極的影響，傳感器電極和顯示電極可由調制電源(其相對系統(tǒng)地來調制)來供電。在這種輸入裝置中，一些組件耦合到調制電源，而其他組件可以不耦合到調制電源。因為電源電壓有所不同，所以來自與調制電源耦合的組件的數(shù)據(jù)信號可能與沒有耦合到調制電源的組件不兼容。
[0004]如前面所述，本領域所需要的是用于將數(shù)據(jù)信號從沒有與調制電源耦合的組件傳送到與調制電源耦合的組件的技術。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0005]本公開的一個實施例包括一種用于在具有第一電源電壓域和第二電源電壓域的處理系統(tǒng)的集成電路中傳遞數(shù)據(jù)信號的方法，其中第二電源電壓域的正電源電壓和第二電源電壓域的負電源電壓中的至少一個相對第一電源電壓域來調制。該方法包括在集成電路的第一結點處接收數(shù)據(jù)信號，其中第一結點處于第一電源電壓域中。該方法還包括經(jīng)由集成電路的第一轉換電路根據(jù)數(shù)據(jù)信號來生成第一中間差分信號。該方法還包括向第一交叉耦合鎖存器傳遞第一中間差分信號，其中第一交叉耦合鎖存器基于第一中間差分信號來生成第一輸出信號。該方法還包括從集成電路的第二結點來輸出第一輸出信號，其中第二結點處于第二電源電壓域中。
[0006]本公開的另一個實施例包括集成電路。該集成電路包括第一電源電壓域、第二電源電壓域和跨域接口電路。第二電源電壓域的正電源電壓和第二電源電壓域的負電源電壓相對第一電源電壓域來調制?？缬蚪涌陔娐钒ǖ谝晦D換電路，其包括第一結點并且處于第一電源電壓域中?？缬蚪涌陔娐愤€包括第二轉換電路，其處于第二電源電壓域中并且包括第二結點和第一交叉耦合鎖存器。第一轉換電路配置成在第一結點處接收數(shù)據(jù)信號，根據(jù)數(shù)據(jù)信號生成第一中間差分信號，并且向第二轉換電路傳遞第一中間差分信號。第二轉換電路配置成在第一交叉耦合鎖存器接收第一中間差分信號，經(jīng)由第一交叉耦合鎖存器基于第一中間差分信號來生成第一輸出信號，并且從第二結點來輸出第一輸出信號。
[0007]本公開的另一個實施例包括輸入裝置。該輸入裝置包括:多個傳感器電極；以及處理系統(tǒng)，該處理系統(tǒng)配置成驅動多個傳感器電極以進行電容感測。處理系統(tǒng)包括集成電路。集成電路包括第一電源電壓域、第二電源電壓域和跨域接口電路。第二電源電壓域的正電源電壓和第二電源電壓域的負電源電壓相對第一電源電壓域來調制?？缬蚪涌陔娐钒ǖ谝晦D換電路，其包括第一結點并且處于第一電源電壓域中?？缬蚪涌陔娐愤€包括第二轉換電路，其處于第二電源電壓域中并且包括第二結點和第一交叉耦合鎖存器。第一轉換電路配置成在第一結點處接收數(shù)據(jù)信號，根據(jù)數(shù)據(jù)信號生成第一中間差分信號，并且向第二轉換電路傳遞第一中間差分信號。第二轉換電路配置成在第一交叉耦合鎖存器接收第一中間差分信號，經(jīng)由第一交叉耦合鎖存器、基于第一中間差分信號來生成第一輸出信號，并且從第二結點來輸出第一輸出信號。
【附圖說明】
[0008]為了實現(xiàn)能夠詳細了解本發(fā)明的上述特征的方式，可參照實施例獲得以上概述的對本發(fā)明的更具體描述，在附圖中示出實施例的一部分。但是要注意，附圖僅示出本發(fā)明的典型實施例，并且因此不是要被理解為限制其范圍，因為本發(fā)明可容許其他同樣有效的實施例。
[0009]圖1是按照本文所述的一個實施例、集成到示范顯示裝置中的輸入裝置的示意框圖。
[0010]圖2示出按照本文所述的一個實施例、可用于圖1的輸入裝置中的傳感器元件的簡化示范陣列。
[0011]圖3示出圖1的輸入裝置中所包含的處理系統(tǒng)內(nèi)的不同電源電壓域。
[0012]圖4-7示出圖3的處理系統(tǒng)中所包含的跨域接口電路的實施例。
[0013]圖8示出按照本文所述的一個實施例、用于轉換來自一個電源電壓域的數(shù)據(jù)信號以便在另一個電源電壓域中使用的方法。
[0014]為了便于理解，相同的參考標號在可能的情況下已用于表示附圖共有的相同元件。預期的是，一個實施例中公開的元件可有利地用于其他實施例而無需具體說明。這里所參照的附圖不應當被理解為按比例繪制，除非另加說明。另外，附圖通常經(jīng)過簡化，并且為了呈現(xiàn)和說明的清楚起見而省略細節(jié)或組件。附圖和論述用于說明以下所述的原理，其中相似標號表示相似元件。
【具體實施方式】
[0015]以下【具體實施方式】實際上只是示范性的，而不是要限制本發(fā)明或者本發(fā)明的應用和使用。此外，并不是意在通過前面的技術領域、【背景技術】、
【發(fā)明內(nèi)容】
或者以下【具體實施方式】中提供的任何明確表達或暗示的理論進行限制。
[0016]本技術的各個實施例提供用于在不同電源電壓域之間傳送數(shù)據(jù)信號的電路。電源電壓域表示正電源電壓和負電源電壓以及由那些電源電壓所供電的電氣組件。所述的電路提供元件，來獲得電源電壓域之間的改進壓擺率和占空比匹配。所述電路在包括感測電極的輸入裝置的上下文中進行描述。但是，本領域的技術人員會理解，所公開的電路能夠用于各種上下文中。
[0017]圖1是按照本技術的實施例的輸入裝置100的示意框圖。雖然本公開的所示實施例示為與顯示裝置集成的輸入裝置，但是預期的是，本發(fā)明可在沒有與顯示裝置集成的輸入裝置中實施。輸入裝置100可配置成向電子系統(tǒng)(未示出)提供輸入。如本文檔所使用的術語“電子系統(tǒng)”(或“電子裝置”)廣義地表示能夠電子地處理信息的任何系統(tǒng)。電子系統(tǒng)的一些非限制性示例包括所有尺寸和形狀的個人計算機，例如臺式計算機、膝上型計算機、上網(wǎng)本計算機、平板電腦、萬維網(wǎng)瀏覽器、電子書閱讀器和個人數(shù)字助理(PDA)。附加示例電子系統(tǒng)包括合成輸入裝置，例如包括輸入裝置100和獨立操縱桿或按鍵開關的物理鍵盤。其他示例電子系統(tǒng)包括諸如數(shù)據(jù)輸入裝置(包括遙控器和鼠標)和數(shù)據(jù)輸出裝置(包括顯示屏幕和打印機)之類的外設。其他示例包括遠程終端、信息亭和視頻游戲機(例如視頻游戲控制臺、便攜游戲裝置等)。其他示例包括通信裝置(包括蜂窩電話、例如智能電話)和媒體裝置(包括記錄器、編輯器和播放器，例如電視機、機頂盒、音樂播放器、數(shù)碼相框和數(shù)碼相機)。另外，電子系統(tǒng)可能是輸入裝置的主機或從機。
[0018]輸入裝置100能夠實現(xiàn)為電子系統(tǒng)的物理部分，或者能夠與電子系統(tǒng)在物理上分隔。視情況而定，輸入裝置100可使用下列的任一個或多個與電子系統(tǒng)的部分進行通信:總線、網(wǎng)絡和其他有線或無線互連。示例包括I2C、SP1、PS/2、通用串行總線(USB)、藍牙、RF和IRDA0
[0019]圖1中，輸入裝置100示為接近傳感器裝置(又常常稱作“觸摸板”或“觸摸傳感器裝置”)，其配置成感測由一個或多個輸入物體140在感測區(qū)170中提供的輸入。示例輸入物體包括手指和觸控筆，如圖1所示。
[0020]感測區(qū)170包含輸入裝置100之上、周圍、之中和/或附近的任何空間，其中輸入裝置100能夠檢測用戶輸入(例如由一個或多個輸入物體140所提供的用戶輸入)。特定感測區(qū)的尺寸、形狀和位置可逐個實施例極大地改變。在一些實施例中，感測區(qū)170沿一個或多個方向從輸入裝置100的表面延伸到空間中，直到信噪比阻止充分準確的物體檢測。在各個實施例中，這個感測區(qū)170沿特定方向所延伸的距離可以是大約小于一毫米、數(shù)毫米、數(shù)厘米或者以上，并且可隨所使用的感測技術的類型和預期的精度而顯著地改變。因此，一些實施例感測輸入，該輸入包括沒有與輸入裝置100的任何表面相接觸、與輸入裝置100的輸入表面(例如觸摸表面)相接觸、與耦合某個量的外加力或壓力的輸入裝置100的輸入表面相接觸、和/或它們的組合。在各個實施例中，可由傳感器電極駐留在其內(nèi)部的殼體的表面、由施加在傳感器電極或者任何殼體之上的夾層結構面板等，來提供輸入表面。在一些實施例中，感測區(qū)170在投影到輸入裝置100的輸入表面上時具有矩形形狀。
[0021]輸入裝置100可利用傳感器組件和感測技術的任何組合來檢測感測區(qū)170中的用戶輸入。輸入裝置100包括用于檢測用戶輸入的多個感測元件124。感測元件124包括多個傳感器電極120。作為若干非限制性示例，輸入裝置100可使用電容、倒介電、電阻、電感、磁、聲、超聲和/或光學技術。
[0022]一些實現(xiàn)配置成提供跨越一維、二維、三維或更高維的空間的圖像。一些實現(xiàn)配置成提供沿特定軸或平面的輸入的投影。
[0023]在輸入裝置100的一些電阻實現(xiàn)中，柔性和導電第一層通過一個或多個隔離元件與導電第二層分隔。在操作期間，跨層創(chuàng)建一個或多個電壓梯度。按壓柔性第一層可使它充分偏轉，以在層之間創(chuàng)建電接觸，從而產(chǎn)生反映層之間的(一個或多個)接觸點的電壓輸出。這些電壓輸出可用來確定位置信息。
[0024]在輸入裝置100的一些電感實現(xiàn)中，一個或多個感測元件124獲得由諧振線圈或線圈對所感應的回路電流。電流的幅值、相位和頻率的某個組合可隨后用來確定位置信息。
[0025]在輸入裝置100的一些電容實現(xiàn)中，施加電壓或電流以創(chuàng)建電場。附近的輸入物體引起電場的變化，并且產(chǎn)生電容耦合的可檢測變化，該可檢測變化可作為電壓、電流等的變化來檢測。
[0026]—些電容實現(xiàn)利用電容感測元件124的陣列或者其他規(guī)則或者不規(guī)則圖案來創(chuàng)建電場。在一些電容實現(xiàn)中，獨立感測元件124可歐姆地短接在一起，以便形成較大傳感器電極。一些電容實現(xiàn)利用電阻片，其可以是電阻均勻的。
[0027]如上所述，一些電容實現(xiàn)利用基于傳感器電極120與輸入物體之間的電容耦合的變化的“自電容”(或“絕對電容”)感測方法。在各個實施例中，傳感器電極120附近的輸入物體改變傳感器電極120附近的電場，因而改變所測量的電容耦合。在一個實現(xiàn)中，絕對電容感測方法通過相對參考電壓(例如系統(tǒng)地)來調制傳感器電極120以及通過檢測傳感器電極120與輸入物體140之間的電容耦合進行操作。
[0028]另外，如上所述，一些電容實現(xiàn)利用基于傳感器電極120之間的電容耦合的變化的“互電容”(或“跨電容”)感測方法。在各個實施例中，傳感器電極120附近的輸入物體140改變傳感器電極120之間的電場，因而改變所測量的電容耦合。在一個實現(xiàn)中，跨電容感測方法通過下列步驟進行操作:檢測一個或多個發(fā)射器傳感器電極(又稱作“發(fā)射器電極”)與一個或多個接收器傳感器電極(又稱作“接收器電極”)之間的電容耦合，如下面進一步描述。發(fā)射器傳感器電極可相對于參考電壓(例如系統(tǒng)地)來調制，以傳送調制信號。接收器傳感器電極可相對于參考電壓基本上保持為恒定，以促進所產(chǎn)生信號的接收。所產(chǎn)生信號可包括與一個或多個調制信號和/或與一個或多個環(huán)境干擾源(例如其他電磁信號)對應的(一個或多個)影響。傳感器電極120可以是專用發(fā)射器電極或接收器電極，或者可配置成既傳送又接收。
[0029]圖1中，處理系統(tǒng)110示為輸入裝置100的一部分。處理系統(tǒng)110配置成操作輸入裝置100的硬件，以檢測感測區(qū)170中的輸入。處理系統(tǒng)110包括一個或多個集成電路(IC)的部分或全部和/或其他電路組件。(例如，互電容傳感器裝置的處理系統(tǒng)可包括:發(fā)射器電路，配置成采用發(fā)射器傳感器電極來傳送信號；和/或接收器電路，配置成采用接收器傳感器電極來接收信號。)在一些實施例中，處理系統(tǒng)110還包括電子可讀指令，例如固件代碼、軟件代碼等。在一些實施例中，組成處理系統(tǒng)110的組件共同位于例如輸入裝置100的(一個或多個)感測元件124的附近。在其他實施例中，處理系統(tǒng)110的組件在物理上是獨立的，其中一個或多個組件靠近輸入裝置100的(一個或多個)感測元件124，而一個或多個組件在其他位置。例如，輸入裝置100可以是耦合到臺式計算機的外設，并且處理系統(tǒng)110可包括配置成運行于臺式計算機的中央處理單元以及與中央處理單元分隔的一個或多個IC(也許具有關聯(lián)固件)上的軟件。作為另一個示例，輸入裝置100可在物理上集成到電話中，并且處理系統(tǒng)110可包括作為電話的主處理器的一部分的電路和固件。在一些實施例中，處理系統(tǒng)110專用于實現(xiàn)輸入裝置100。在其他實施例中，處理系統(tǒng)110還執(zhí)行其他功能，例如操作顯示屏幕、驅動觸覺致動器等。在一個或多個實施例中，網(wǎng)格電極可設置在兩個或更多傳感器電極120之間，以及處理系統(tǒng)110可配置成采用保護信號(其可配置成保護傳感器電極)來驅動網(wǎng)格電極。網(wǎng)格電極可設置在與傳感器電極相同的層上，并且包括一個或多個公共電極。在其他實施例中，網(wǎng)格電極可設置在與傳感器電極分隔的層上。在一個實施例中，第一網(wǎng)格電極可設置在與傳感器電極公共的第一層上，以及第二網(wǎng)格電極可設置在第二層(其處于傳感器電極與輸入裝置100的輸入表面之間)上。在一個實施例中，網(wǎng)格電極可分段為多個段，該多個段可由處理系統(tǒng)110單獨驅動。在一個實施例中，第一網(wǎng)格電極設置成使得它至少部分限定傳感器電極的第一子集，以及第二網(wǎng)格電極設置成使得它至少部分限定傳感器電極的第二子集。在其他實施例中，輸入裝置100可包括多于兩個網(wǎng)格電極。(一個或多個)網(wǎng)絡電極和傳感器電極可包含Vcom電極的整個表面。
[0030]處理系統(tǒng)110可實現(xiàn)為操控處理系統(tǒng)110的不同功能的一組模塊。各模塊可包括作為處理系統(tǒng)110的一部分的電路、固件、軟件或者其組合。在各個實施例中，可使用模塊的不同組合。示例模塊包括:硬件操作模塊，用于操作諸如傳感器電極和顯示屏幕之類的硬件；數(shù)據(jù)處理模塊，用于處理諸如傳感器信號和位置信息之類的數(shù)據(jù)；以及報告模塊，用于報告信息。其他示例模塊包括:傳感器操作模塊，配置成操作(一個或多個)感測元件124以檢測輸入;識別模塊，配置成識別例如模式變更手勢等的手勢；以及模式變更模塊，用于變更操作模式。
[0031 ] 在一些實施例中，處理系統(tǒng)110直接通過引起一個或多個動作，來響應