專利名稱：一種開漏/開源電路的輸出信號管腳控制裝置及方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及數(shù)字電子技術(shù)，尤其涉及一種開漏/開源電路的輸出信號管腳控制裝置及方法。

背景技術(shù)：
開漏(Open Drain)電路是指以金屬氧化物半導(dǎo)體場效應(yīng)管(Metal OxideSemiconductor field effect transistor，MOS FET)的漏極(Drain)為輸出端的電路。開漏電路一般結(jié)構(gòu)是在漏極外部的電路添加上拉電阻，完整的開漏電路由開漏器件和上拉電阻組成，開漏器件是指包括MOS FET并且以MOS FET的漏級為輸出端的電路器件。如圖1所示，為MOS FET組成的開漏電路結(jié)構(gòu)示意圖，開漏器件MOS FET的漏級為輸出信號管腳，簡稱開漏管腳，Rpull-up為上拉電阻；VDD為供電電源，VSS連接到地，為開漏管腳提供0參考電位。當(dāng)開漏電路導(dǎo)通時，開漏電路的內(nèi)部電流從供電電源VDD經(jīng)由上拉電阻Rpull-up流入MOS FET再到地VSS。
開源(Open Source)電路是指以MOS FET的源極(Source)為輸出端的電路。開源電路一般結(jié)構(gòu)是在源極外部的電路添加下拉電阻，完整的開源電路由開源器件和下拉電阻組成，開源器件是指包括MOS FET并且以MOS FET的源級為輸出端的電路器件。如圖2所示，為MOS FET組成的開源電路結(jié)構(gòu)示意圖，開源器件MOS FET的源級為輸出信號管腳，簡稱開源管腳，Rpull-down為下拉電阻；VDD為供電電源，VSS連接到地，為開源管腳提供0參考電位。當(dāng)開源電路導(dǎo)通時，開源電路的內(nèi)部電流從供電電源VDD流入MOS FET經(jīng)由下拉電阻Rpull-down再到地VSS。
開漏/開源電路所處的狀態(tài)包括初始狀態(tài)、正常工作狀態(tài)和空閑狀態(tài)，初始狀態(tài)是指電路初始上電時所處的狀態(tài)，一般持續(xù)很短的時間；正常工作狀態(tài)是指電路進(jìn)行正常工作時所處的狀態(tài)；空閑狀態(tài)是指電路不進(jìn)行正常工作，等待控制時所處的狀態(tài)，當(dāng)開漏/開源電路接收到脫離空閑狀態(tài)命令后，才會脫離空閑狀態(tài)，進(jìn)入正常工作狀態(tài)。開漏/開源電路可以通過電路內(nèi)部的控制功能實(shí)現(xiàn)正常工作狀態(tài)與空閑狀態(tài)之間的相互轉(zhuǎn)換，以及初始狀態(tài)到正常工作狀態(tài)的轉(zhuǎn)換。
開漏/開源電路的系統(tǒng)功耗一般分為動態(tài)功耗和靜態(tài)功耗。動態(tài)功耗是指開漏/開源電路正常工作狀態(tài)時的功率消耗；靜態(tài)功耗是指開漏/開源電路空閑狀態(tài)時的功率消耗?？梢婇_漏/開源電路的靜態(tài)功耗是無用的功率消耗，應(yīng)該進(jìn)行有效控制使開漏/開源電路空閑狀態(tài)時保持較低的功率消耗。
現(xiàn)有技術(shù)中在開漏電路空閑狀態(tài)時，如果開漏管腳為低電平，存在較大的內(nèi)部電流，計(jì)算公式如[1]所示 I1＝(VDD-VOL)/Rpull-up [1] 其中，I1為開漏電路處于空閑狀態(tài)且開漏管腳為低電平時的內(nèi)部電流，VDD為電源電壓，VOL為保證邏輯門的輸出為低電平時的電壓最大值，Rpull-up為上拉電阻。
在開源電路空閑狀態(tài)時，如果開源管腳為高電平，存在較大的內(nèi)部電流，計(jì)算公式如[2]所示 I2＝(VOH-VSS)/Rpull-down[2] 其中，I2為開源電路處于空閑狀態(tài)且開源管腳為高電平時的內(nèi)部電流，VSS為接地0參考電位，VOH為保證邏輯門的輸出為高電平時的電壓最小值，Rpull-down為下拉電阻。
在開漏電路處于空閑狀態(tài)并且開漏管腳為低電平，或者開源電路處于空閑狀態(tài)并且開源管腳為高電平時，開漏/開源電路中存在較大的內(nèi)部電流導(dǎo)致較大的靜態(tài)功耗，影響了系統(tǒng)功耗和電路器件的壽命。


發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明實(shí)施例提供了一種開漏/開源電路的輸出信號管腳控制裝置及方法，以解決開漏/開源電路空閑狀態(tài)時可能存在較大的內(nèi)部電流，導(dǎo)致較大的靜態(tài)功耗的問題。
本發(fā)明實(shí)施例提供了一種開漏/開源電路的輸出信號管腳控制裝置，包括控制單元、受控輸入輸出單元和管腳狀態(tài)存儲單元，所述受控輸入輸出單元連接在開漏/開源電路的輸出信號管腳和管腳狀態(tài)存儲單元之間，其中 所述控制單元在開漏/開源電路初始上電時控制受控輸入輸出單元單向輸入導(dǎo)通，所述輸出信號管腳輸出的初始電平值經(jīng)單向輸入導(dǎo)通的受控輸入輸出單元傳輸?shù)焦苣_狀態(tài)存儲單元進(jìn)行保存； 所述控制單元在開漏/開源電路空閑狀態(tài)時控制受控輸入輸出單元單向輸出導(dǎo)通，所述管腳狀態(tài)存儲單元中保存的初始電平值經(jīng)單向輸出導(dǎo)通的受控輸入輸出單元輸出給所述輸出信號管腳。
本發(fā)明實(shí)施例提供了一種開漏/開源電路系統(tǒng)，包括開漏/開源電路，還包括控制單元、受控輸入輸出單元和管腳狀態(tài)存儲單元，所述受控輸入輸出單元連接在開漏/開源電路的輸出信號管腳和管腳狀態(tài)存儲單元之間，其中 所述控制單元在開漏/開源電路系統(tǒng)初始上電時控制受控輸入輸出單元單向輸入導(dǎo)通，所述輸出信號管腳輸出的初始電平值經(jīng)單向輸入導(dǎo)通的受控輸入輸出單元傳輸?shù)焦苣_狀態(tài)存儲單元進(jìn)行保存； 所述控制單元在開漏/開源電路系統(tǒng)空閑狀態(tài)時控制受控輸入輸出單元單向輸出導(dǎo)通，所述管腳狀態(tài)存儲單元中保存的初始電平值經(jīng)單向輸出導(dǎo)通的受控輸入輸出單元輸出給所述輸出信號管腳； 所述受控輸入輸出單元在開漏/開源電路系統(tǒng)正常工作狀態(tài)時，在開漏/開源電路系統(tǒng)內(nèi)部的控制功能作用下雙向?qū)ā?br> 本發(fā)明實(shí)施例同時提供了一種開漏/開源電路的輸出信號管腳控制方法，包括 在開漏/開源電路初始上電時，保存開漏/開源電路的輸出信號管腳輸出的初始電平值； 在開漏/開源電路空閑狀態(tài)時，控制所述輸出信號管腳的輸出電平值為保存的初始電平值。
本發(fā)明實(shí)施例提供的開漏/開源電路的輸出信號管腳控制裝置及方法，在開漏/開源電路空閑狀態(tài)時，控制輸出信號管腳的輸出電平值為開漏/開源電路初始上電時保存的輸出信號管腳的初始電平值，實(shí)現(xiàn)了對開漏/開源管腳的自適應(yīng)控制，在空閑狀態(tài)時保持較小的內(nèi)部電流從而保持較低的靜態(tài)功耗，降低了系統(tǒng)功耗，延長了電路器件的使用壽命。



圖1為現(xiàn)有技術(shù)中MOS FET組成的開漏電路結(jié)構(gòu)示意圖； 圖2為現(xiàn)有技術(shù)中MOS FET組成的開源電路結(jié)構(gòu)示意圖； 圖3為本發(fā)明實(shí)施例中開漏/開源電路的輸出信號管腳控制裝置框圖； 圖4為本發(fā)明實(shí)施例中開漏/開源電路的輸出信號管腳控制方法流程圖； 圖5為本發(fā)明實(shí)施例中雙向PAD的結(jié)構(gòu)示意圖； 圖6為本發(fā)明實(shí)施例中雙向PAD的真值表； 圖7為本發(fā)明實(shí)施例一中開漏電路的輸出信號管腳控制電路結(jié)構(gòu)示意圖； 圖8為本發(fā)明實(shí)施例二中開源電路的輸出信號管腳控制電路結(jié)構(gòu)示意圖。

具體實(shí)施例方式 在開漏/開源電路空閑狀態(tài)時，電路中可能存在較大的內(nèi)部電流導(dǎo)致較大的靜態(tài)功耗在開漏電路空閑狀態(tài)時，如果開漏管腳為低電平，電路中存在較大的內(nèi)部電流；在開源電路空閑狀態(tài)時，如果開源管腳為高電平，電路中存在較大的內(nèi)部電流。
為了解決在開漏/開源電路空閑狀態(tài)時，電路中可能存在較大的內(nèi)部電流導(dǎo)致較大的靜態(tài)功耗的問題，首先對開漏/開源電路空閑狀態(tài)時電路中的內(nèi)部電流進(jìn)行分析。在開漏電路空閑狀態(tài)時，如果開漏管腳為高電平，內(nèi)部電流的計(jì)算公式如[3]所示 I3＝(VDD-VOH)/Rpull-up [3] 其中，I3為開漏電路處于空閑狀態(tài)且開漏管腳為高電平時的內(nèi)部電流，VDD為電源電壓，VOH為保證邏輯門的輸出為高電平時的電壓最小值，Rpull-up為上拉電阻。設(shè)VDD＝3.3V，VOH＝2.4V，VOL＝0.4V，Rpull-up＝1Ω，把數(shù)值分別帶入公式[1]和[3]進(jìn)行計(jì)算 I1＝(3.3V-0.4V)/1Ω＝2.9A I3＝(3.3V-2.4V)/1Ω＝0.9A 通過具體的數(shù)值對比空閑狀態(tài)時開漏管腳分別為低電平和高電平開漏電路中的內(nèi)部電流，可以看出開漏管腳為高電平可以大大減小空閑狀態(tài)時開漏電路的內(nèi)部電流，降低開漏電路的靜態(tài)功耗。
在開源電路空閑狀態(tài)時，如果開源管腳為低電平，內(nèi)部電流的計(jì)算公式如[4]所示 I4＝(VOL-VSS)/Rpull-down[4] 其中，I4為開源電路處于空閑狀態(tài)且開源管腳為低電平時的內(nèi)部電流，VSS為接地0參考電位，VOL為保證邏輯門的輸出為低電平時的電壓最大值，Rpull-down為下拉電阻。設(shè)VOH＝2.4V，VOL＝0.4V，Rpull-down＝1Ω，把數(shù)值分別帶入公式[2]和[4]進(jìn)行計(jì)算 I2＝(2.4-0)/1Ω＝2.4A I4＝(0.4-0)/1Ω＝0.4A 通過具體的數(shù)值對比空閑狀態(tài)時開源管腳分別為高電平和低電平開源電路中的內(nèi)部電流，可以看出開源管腳為低電平可以大大減小空閑狀態(tài)時開源電路的內(nèi)部電流，降低開源電路的靜態(tài)功耗。
基于對開漏/開源電路空閑狀態(tài)時電路中內(nèi)部電流的分析，本發(fā)明實(shí)施例提供了一種開漏/開源電路的輸出信號管腳控制裝置及方法，通過對開漏/開源管腳的自適應(yīng)控制，使開漏電路空閑狀態(tài)時，開漏管腳保持為高電平，開源電路空閑狀態(tài)時，開源管腳保持為低電平，從而達(dá)到保持較小的內(nèi)部電流，降低靜態(tài)功耗的目的。如圖3所示，為開漏/開源電路系統(tǒng)結(jié)構(gòu)示意圖，開漏/開源電路系統(tǒng)包括開漏/開源電路300和開漏/開源電路的輸出信號管腳控制裝置，開漏/開源電路系統(tǒng)通過系統(tǒng)內(nèi)部的控制功能可以實(shí)現(xiàn)初始狀態(tài)到正常工作狀態(tài)的轉(zhuǎn)換，和正常工作狀態(tài)與空閑狀態(tài)之間的相互轉(zhuǎn)換。開漏/開源電路300與開漏/開源電路系統(tǒng)在同一控制功能的控制下實(shí)現(xiàn)狀態(tài)轉(zhuǎn)換，所以開漏/開源電路所處的狀態(tài)與開漏/開源電路系統(tǒng)所處的狀態(tài)是同步的。本發(fā)明實(shí)施例提供的開漏/開源電路的輸出信號管腳控制裝置，包括控制單元301、受控輸入輸出單元302和管腳狀態(tài)存儲單元303，受控輸入輸出單元302連接在開漏/開源電路300的輸出信號管腳和管腳狀態(tài)存儲單元303之間，其中 控制單元301在開漏/開源電路初始上電時，控制受控輸入輸出單元302單向輸入導(dǎo)通，開漏/開源電路的輸出信號管腳輸出的初始電平值經(jīng)單向輸入導(dǎo)通的受控輸入輸出單元302傳輸?shù)焦苣_狀態(tài)存儲單元303進(jìn)行保存； 在開漏/開源電路初始上電時，如果是開漏電路，由于外接的上拉電阻的作用開漏管腳輸出的初始電平值為高電平；如果是開源電路，由于外接的下拉電阻的作用開源管腳輸出的初始電平值為低電平； 控制單元301在開漏/開源電路空閑狀態(tài)時，控制受控輸入輸出單元302單向輸出導(dǎo)通，管腳狀態(tài)存儲單元303中保存的初始電平值經(jīng)單向輸出導(dǎo)通的受控輸入輸出單元302控制開漏/開源電路的輸出信號管腳的輸出電平值； 在開漏/開源電路空閑狀態(tài)時，如果是開漏電路，管腳狀態(tài)存儲單元303中保存的高電平輸出給開漏管腳，在開漏電路空閑狀態(tài)時控制開漏管腳的輸出電平值保持高電平；如果是開源電路，管腳狀態(tài)存儲單元303中保存的低電平輸出給開源管腳，在開源電路空閑狀態(tài)時控制開源管腳的輸出電平值保持低電平； 控制單元301在開漏/開源電路正常工作狀態(tài)時，對受控輸入輸出單元302不進(jìn)行控制，受控輸入輸出單元302在系統(tǒng)內(nèi)部的控制功能作用下，具備雙向?qū)üδ堋?br> 本發(fā)明實(shí)施例同時提供了一種開漏/開源電路的輸出信號管腳控制方法，如圖4所示，包括 S401、在開漏/開源電路初始上電時，控制單元控制受控輸入輸出單元實(shí)現(xiàn)單向輸入導(dǎo)通功能，開漏/開源電路的輸出信號管腳輸出的初始電平值通過受控輸入輸出單元的單向輸入導(dǎo)通，保存到管腳狀態(tài)存儲單元； 如果是開漏電路，由于外接的上拉電阻而拉高電位，使得開漏管腳的電平值為高電平，通過受控輸入輸出單元的單向輸入導(dǎo)通，保存到管腳狀態(tài)存儲單元，即對于開漏電路管腳狀態(tài)存儲單元中保存高電平；如果是開源電路，由于外接的下拉電阻而拉低電位，使得開源管腳的電平值為低電平，通過受控輸入輸出單元的單向輸入導(dǎo)通，保存到管腳狀態(tài)存儲單元，即對于開源電路管腳狀態(tài)存儲單元中保存低電平； S402、在開漏/開源電路空閑狀態(tài)時，控制單元控制受控輸入輸出單元實(shí)現(xiàn)單向輸出導(dǎo)通功能，通過受控輸入輸出單元的單向輸出導(dǎo)通，控制開漏/開源電路的輸出信號管腳的輸出電平值為管腳狀態(tài)存儲單元中保存的初始電平值； 如果是開漏電路，管腳狀態(tài)存儲單元中保存高電平，通過受控輸入輸出單元的單向輸出導(dǎo)通，控制開漏管腳的輸出電平值保持為高電平；如果是開源電路，管腳狀態(tài)存儲單元中保存低電平，通過受控輸入輸出單元的單向輸出導(dǎo)通，控制開源管腳的輸出電平值保持為低電平。
在開漏/開源電路正常工作狀態(tài)時，開漏/開源電路的輸出信號管腳控制裝置不影響開漏/開源電路的正常工作，開漏/開源管腳的輸出信號電平由開漏/開源電路控制，此時受控輸入輸出單元在開漏/開源電路系統(tǒng)內(nèi)部的控制功能作用下實(shí)現(xiàn)雙向?qū)üδ堋?br> 本發(fā)明實(shí)施例提供的開漏/開源電路的輸出信號管腳控制裝置及方法，通過對開漏/開源管腳的自適應(yīng)控制，在開漏/開源電路空閑狀態(tài)時保持較小的內(nèi)部電流從而保持較低的靜態(tài)功耗，降低了系統(tǒng)功耗，延長了電路器件的使用壽命。
下面以具體的實(shí)施例分別對開漏/開源電路的輸出信號管腳控制裝置及方法進(jìn)行詳細(xì)介紹。
具備上述功能的受控輸入輸出單元很多，以常用的雙向PAD為例，如圖5所示，雙向PAD由一個CMOS門電路控制I/O態(tài)PAD實(shí)現(xiàn)導(dǎo)通功能。OEN、C、I均為內(nèi)部管腳，其中OEN為控制管腳，I為內(nèi)部輸入管腳，C為內(nèi)部輸出管腳，PAD為雙向PAD的實(shí)際信號管腳。雙向PAD的真值表如圖6所示，從真值表可以看出，當(dāng)OEN＝1時，雙向PAD實(shí)現(xiàn)單向輸入導(dǎo)通功能，實(shí)際信號管腳PAD為輸入端，內(nèi)部輸出管腳C為輸出端，輸入PAD的信號電平值與輸出C的信號電平值相同；OEN＝0時，雙向PAD實(shí)現(xiàn)單向輸出導(dǎo)通功能，內(nèi)部輸入管腳I為輸入端，實(shí)際信號管腳PAD為輸出端，輸入I的信號電平值與輸出PAD的信號電平值相同；當(dāng)OEN不受控制，即處于高阻態(tài)時，雙向PAD處于一種不穩(wěn)定的狀態(tài)。雙向PAD實(shí)現(xiàn)單向輸入導(dǎo)通功能和單向輸出導(dǎo)通功能中的“輸入”和“輸出”都是相對于實(shí)際信號管腳PAD而言的。從以上分析可以看出，雙向PAD可在控制管腳OEN的控制下實(shí)現(xiàn)受控單向?qū)üδ堋?br> 實(shí)施例一 如圖7所示，為本發(fā)明一個具體實(shí)施例，該圖是開漏電路系統(tǒng)電路結(jié)構(gòu)示意圖，包括開漏電路和開漏電路的輸出信號管腳控制裝置，開漏電路系統(tǒng)通過系統(tǒng)內(nèi)部的控制功能可以實(shí)現(xiàn)初始狀態(tài)到正常工作狀態(tài)的轉(zhuǎn)換，和正常工作狀態(tài)與空閑狀態(tài)之間的相互轉(zhuǎn)換。
圖中開漏器件700，即MOS FET和上拉電阻Rpull-up組成完整的開漏電路，在開漏電路處于空閑狀態(tài)并且開漏管腳為低電平時，存在較大的內(nèi)部電流，導(dǎo)致較大的靜態(tài)功耗。利用本發(fā)明實(shí)施例提供的方案，對開漏電路增加開漏電路的輸出信號管腳控制裝置，其中，受控輸入輸出單元由雙向PAD702實(shí)現(xiàn)，管腳狀態(tài)存儲單元由狀態(tài)寄存器703實(shí)現(xiàn)，對各電路器件的連接方式說明如下 控制單元301與雙向PAD的控制管腳OEN相連，控制單元的輸出用來設(shè)置控制管腳OEN的電平值，實(shí)現(xiàn)對雙向PAD的控制，在開漏電路初始上電時控制單元輸出高電平，通過設(shè)置OEN為高電平控制雙向PAD實(shí)現(xiàn)單向輸入導(dǎo)通功能，在開漏電路空閑狀態(tài)時控制單元輸出低電平，通過設(shè)置OEN為低電平控制雙向PAD實(shí)現(xiàn)單向輸出導(dǎo)通功能；在正常工作狀態(tài)時，雙向PAD不受控制單元的控制，而在系統(tǒng)內(nèi)部的控制功能作用下工作，具備雙向?qū)üδ?，不會影響開漏電路的正常工作； 雙向PAD702的控制管腳OEN接收控制單元的輸出，實(shí)際信號管腳PAD與開漏電路的開漏管腳相連，并在實(shí)現(xiàn)單向輸入導(dǎo)通功能時接收開漏管腳的初始電平值，并通過內(nèi)部輸出管腳C傳輸?shù)綘顟B(tài)寄存器的輸入端，在實(shí)現(xiàn)單向輸出導(dǎo)通功能時，通過內(nèi)部輸入管腳I接收狀態(tài)寄存器中保存的開漏管腳的初始電平值，并用開漏管腳的初始電平值控制開漏管腳的輸出電平； 狀態(tài)寄存器703的輸入端與雙向PAD的內(nèi)部輸出管腳C相連，在雙向PAD實(shí)現(xiàn)單向輸入導(dǎo)通功能時接收內(nèi)部輸出管腳C輸入的開漏管腳的初始電平值，狀態(tài)寄存器的輸出端與雙向PAD的內(nèi)部輸入管腳I相連，在雙向PAD實(shí)現(xiàn)單向輸出導(dǎo)通功能時向內(nèi)部輸入管腳I輸出保存的開漏管腳的初始電平值。
基于上述的電路設(shè)計(jì)，本發(fā)明在開漏電路中實(shí)現(xiàn)對開漏管腳的自適應(yīng)控制，具體控制過程的工作原理包括以下步驟 a1、在開漏電路初始上電時，控制單元設(shè)置OEN的電平值為1，OEN＝1時雙向PAD實(shí)現(xiàn)單向輸入導(dǎo)通功能，由于上拉電阻Rpull-up的作用，開漏管腳的電位被拉高，使得開漏管腳的初始電平值為高電平，開漏管腳的高電平通過雙向PAD的單向輸入導(dǎo)通，經(jīng)由內(nèi)部輸出管腳C傳輸?shù)綘顟B(tài)寄存器，使得狀態(tài)寄存器中保存高電平； b1、在開漏電路正常工作狀態(tài)時，控制單元不設(shè)置OEN的電平值，OEN在系統(tǒng)內(nèi)部的控制功能作用下，使雙向PAD實(shí)現(xiàn)雙向?qū)?，此時開漏管腳的輸出電平由開漏電路決定； c1、在開漏電路空閑狀態(tài)時，控制單元設(shè)置OEN的電平值為0，OEN＝0時雙向PAD實(shí)現(xiàn)單向輸出導(dǎo)通功能，狀態(tài)寄存器中保存的開漏管腳的初始電平值，即高電平通過雙向PAD的單向輸出導(dǎo)通，經(jīng)由內(nèi)部輸入管腳I控制開漏管腳的輸出電平，使得開漏管腳的輸出保持在高電平。
對于開漏電路，通過本發(fā)明實(shí)施例提供的開漏電路的輸出信號管腳控制方案，利用雙向PAD的受控單向?qū)üδ埽瑢⒊跏忌想姇r開漏管腳的高電平保存在狀態(tài)寄存器，并將狀態(tài)寄存器保存的高電平在空閑狀態(tài)時控制為開漏管腳的輸出電平值，使空閑狀態(tài)時開漏管腳輸出保持為高電平，減小了空閑狀態(tài)時開漏電路的內(nèi)部電流，降低了靜態(tài)功耗，實(shí)現(xiàn)了降低系統(tǒng)功耗延長電路器件使用壽命的目的。
實(shí)施例二 如圖8所示，為本發(fā)明一個具體實(shí)施例，該圖是開源電路系統(tǒng)電路結(jié)構(gòu)示意圖，包括開源電路和開源電路的輸出信號管腳控制裝置，開源電路系統(tǒng)通過系統(tǒng)內(nèi)部的控制功能可以實(shí)現(xiàn)初始狀態(tài)到正常工作狀態(tài)的轉(zhuǎn)換，和正常工作狀態(tài)與空閑狀態(tài)之間的相互轉(zhuǎn)換。
圖中開源器件800，即MOS FET和下拉電阻Rpull-down組成完整的開源電路，在開源電路處于空閑狀態(tài)并且開源管腳為高電平時，存在較大的內(nèi)部電流，導(dǎo)致較大的靜態(tài)功耗。利用本發(fā)明實(shí)施例提供的方案，對開源電路增加開源電路的輸出信號管腳控制裝置，其中，受控輸入輸出單元由雙向PAD702實(shí)現(xiàn)，管腳狀態(tài)存儲單元由狀態(tài)寄存器703實(shí)現(xiàn)，對各電路器件的連接方式說明如下 控制單元301與雙向PAD的控制管腳OEN相連，控制單元的輸出設(shè)置控制管腳OEN的電平值，實(shí)現(xiàn)對雙向PAD的控制，在開源電路初始上電時控制單元輸出高電平，通過設(shè)置OEN為高電平控制雙向PAD實(shí)現(xiàn)單向輸入導(dǎo)通功能，在開源電路空閑狀態(tài)時控制單元輸出低電平，通過設(shè)置OEN為低電平控制雙向PAD實(shí)現(xiàn)單向輸出導(dǎo)通功能；在開源電路正常工作狀態(tài)時，雙向PAD不受控制單元的控制，而在系統(tǒng)內(nèi)部的控制功能作用下工作，具備雙向?qū)üδ?，不會影響開源電路的正常工作； 雙向PAD702的控制管腳OEN接收控制單元的輸出，實(shí)際信號管腳PAD與開源電路的開源管腳相連，并在實(shí)現(xiàn)單向輸入導(dǎo)通功能時接收開源管腳的初始電平值，并通過內(nèi)部輸出管腳C傳輸?shù)綘顟B(tài)寄存器的輸入端，在實(shí)現(xiàn)單向輸出導(dǎo)通功能時，通過內(nèi)部輸入管腳I接收狀態(tài)寄存器中保存的開源管腳的初始電平值，并用開源管腳的初始電平值控制開源管腳的輸出電平； 狀態(tài)寄存器703的輸入端與雙向PAD的內(nèi)部輸出管腳C相連，在雙向PAD實(shí)現(xiàn)單向輸入導(dǎo)通功能時接收內(nèi)部輸出管腳C輸入的開源管腳的初始電平值，狀態(tài)寄存器的輸出端與雙向PAD的內(nèi)部輸入管腳I相連，在雙向PAD實(shí)現(xiàn)單向輸出導(dǎo)通功能時向內(nèi)部輸入管腳I輸出保存的開源管腳的初始電平值。
基于上述的電路設(shè)計(jì)，本發(fā)明在開源電路中實(shí)現(xiàn)對開源管腳的自適應(yīng)控制，具體控制過程的工作原理包括以下步驟 a2、在開源電路初始上電時，控制單元設(shè)置OEN的電平值為1，OEN＝1時雙向PAD實(shí)現(xiàn)單向輸入導(dǎo)通功能，由于下拉電阻Rpull-down的作用，開源管腳的電位被拉低，使得開源管腳的初始電平值為低電平，開源管腳的低電平通過雙向PAD的單向輸入導(dǎo)通，經(jīng)由內(nèi)部輸出管腳C傳輸?shù)綘顟B(tài)寄存器，使得狀態(tài)寄存器中保存低電平； b2、在開源電路正常工作狀態(tài)時，控制單元不設(shè)置OEN的電平值，OEN在系統(tǒng)內(nèi)部的控制功能作用下，使雙向PAD雙向?qū)ǎ藭r開源管腳的輸出電平由開源電路決定； c2、在開源電路空閑狀態(tài)時，控制單元設(shè)置OEN的電平值為0，OEN＝0時雙向PAD實(shí)現(xiàn)單向輸出導(dǎo)通功能，狀態(tài)寄存器中保存的開源管腳的初始電平值，即低電平通過雙向PAD的單向輸出導(dǎo)通，經(jīng)由內(nèi)部輸入管腳I控制開源管腳的輸出電平值，使得開源管腳的輸出保持在低電平。
對于開源電路，通過本發(fā)明實(shí)施例提供開源電路的輸出信號管腳控制方案，利用雙向PAD的受控單向?qū)üδ?，在開源電路初始上電時將開源管腳輸出的低電平保存在狀態(tài)寄存器，并將狀態(tài)寄存器保存的低電平在開源電路空閑狀態(tài)時控制為開源管腳的輸出電平，使開源電路空閑狀態(tài)時開源管腳的輸出電平值保持為低電平，減小了空閑狀態(tài)時開源電路的內(nèi)部電流，降低了靜態(tài)功耗，實(shí)現(xiàn)了降低系統(tǒng)功耗延長電路器件使用壽命的目的。
綜上所述，對于開漏/開源電路，增加雙向PAD控制開漏/開源管腳在開漏/開源電路空閑狀態(tài)時的輸出電平使得對于開漏電路在空閑狀態(tài)時輸出電平保持為高電平，對于開源電路在空閑狀態(tài)時輸出電平保持為低電平，減小了空閑狀態(tài)時開漏/開源電路的內(nèi)部電流，達(dá)到了減小靜態(tài)功耗的目的。
在實(shí)際應(yīng)用中，MOS FET在一定的條件下可以由三極管替代，MOS FET的漏級與三極管的發(fā)射極對應(yīng)，MOS FET的源級與三極管的集電極對應(yīng)，開漏/開源電路對應(yīng)為開發(fā)/開集電路，開漏/開源管腳也就對應(yīng)為開發(fā)/開集管腳。本發(fā)明實(shí)施例提供的開漏/開源電路的輸出信號管腳控制裝置及方法，在開發(fā)/開集電路中，同樣也適用于控制開發(fā)/開集電路的輸出信號管腳，其實(shí)現(xiàn)原理是一致的。
顯然，本領(lǐng)域的技術(shù)人員可以對本發(fā)明進(jìn)行各種改動和變型而不脫離本發(fā)明的精神和范圍。這樣，倘若本發(fā)明的這些修改和變型屬于本發(fā)明權(quán)利要求及其等同技術(shù)的范圍之內(nèi)，則本發(fā)明也意圖包含這些改動和變型在內(nèi)。
權(quán)利要求
1.一種開漏/開源電路的輸出信號管腳控制裝置，其特征在于，包括控制單元、受控輸入輸出單元和管腳狀態(tài)存儲單元，所述受控輸入輸出單元連接在開漏/開源電路的輸出信號管腳和管腳狀態(tài)存儲單元之間，其中
所述控制單元在開漏/開源電路初始上電時控制受控輸入輸出單元單向輸入導(dǎo)通，所述輸出信號管腳輸出的初始電平值經(jīng)單向輸入導(dǎo)通的受控輸入輸出單元傳輸?shù)焦苣_狀態(tài)存儲單元進(jìn)行保存；
所述控制單元在開漏/開源電路空閑狀態(tài)時控制受控輸入輸出單元單向輸出導(dǎo)通，所述管腳狀態(tài)存儲單元中保存的初始電平值經(jīng)單向輸出導(dǎo)通的受控輸入輸出單元輸出給所述輸出信號管腳。
2.如權(quán)利要求1所述的裝置，其特征在于，所述受控輸入輸出單元為雙向PAD，所述管腳狀態(tài)存儲單元為狀態(tài)寄存器，所述雙向PAD包括控制管腳、內(nèi)部輸入管腳、內(nèi)部輸出管腳和實(shí)際信號管腳，所述狀態(tài)寄存器包括輸入端和輸出端；
所述雙向PAD的控制管腳與所述控制單元連接，并在控制單元輸出高電平時單向輸入導(dǎo)通，控制單元輸出低電平時單向輸出導(dǎo)通；
所述雙向PAD的實(shí)際信號管腳與開漏/開源電路的輸出信號管腳連接，內(nèi)部輸入管腳與所述狀態(tài)寄存器的輸出端連接，內(nèi)部輸出管腳與所述狀態(tài)寄存器的輸入端連接。
3.一種開漏/開源電路系統(tǒng)，包括開漏/開源電路，其特征在于，還包括控制單元、受控輸入輸出單元和管腳狀態(tài)存儲單元，所述受控輸入輸出單元連接在開漏/開源電路的輸出信號管腳和管腳狀態(tài)存儲單元之間，其中
所述控制單元在開漏/開源電路系統(tǒng)初始上電時控制受控輸入輸出單元單向輸入導(dǎo)通，所述輸出信號管腳輸出的初始電平值經(jīng)單向輸入導(dǎo)通的受控輸入輸出單元傳輸?shù)焦苣_狀態(tài)存儲單元進(jìn)行保存；
所述控制單元在開漏/開源電路系統(tǒng)空閑狀態(tài)時控制受控輸入輸出單元單向輸出導(dǎo)通，所述管腳狀態(tài)存儲單元中保存的初始電平值經(jīng)單向輸出導(dǎo)通的受控輸入輸出單元輸出給所述輸出信號管腳；
所述受控輸入輸出單元在開漏/開源電路系統(tǒng)正常工作狀態(tài)時，在開漏/開源電路系統(tǒng)內(nèi)部的控制功能作用下雙向?qū)ā?br> 4.如權(quán)利要求3所述的系統(tǒng)，其特征在于，所述受控輸入輸出單元為雙向PAD，所述管腳狀態(tài)存儲單元為狀態(tài)寄存器，所述雙向PAD包括控制管腳、內(nèi)部輸入管腳、內(nèi)部輸出管腳和實(shí)際信號管腳，所述狀態(tài)寄存器包括輸入端和輸出端；
所述雙向PAD的控制管腳與所述控制單元連接，并在控制單元輸出高電平時單向輸入導(dǎo)通，控制單元輸出低電平時單向輸出導(dǎo)通；
所述雙向PAD的實(shí)際信號管腳與開漏/開源電路的輸出信號管腳連接，內(nèi)部輸入管腳與所述狀態(tài)寄存器的輸出端連接，內(nèi)部輸出管腳與所述狀態(tài)寄存器的輸入端連接。
5.如權(quán)利要求3所述的系統(tǒng)，其特征在于，所述開漏電路包括開漏器件和上拉電阻。
6.如權(quán)利要求3所述的系統(tǒng)，其特征在于，所述開源電路包括開源器件和下拉電阻。
7.一種開漏/開源電路的輸出信號管腳控制方法，其特征在于，包括
在開漏/開源電路初始上電時，保存開漏/開源電路的輸出信號管腳輸出的初始電平值；
在開漏/開源電路空閑狀態(tài)時，控制所述輸出信號管腳的輸出電平值為保存的初始電平值。
8.如權(quán)利要求7所述的方法，其特征在于，所述開漏電路的輸出信號管腳輸出的初始電平值為高電平，所述開源電路的輸出信號管腳輸出的初始電平值為低電平。
全文摘要
本發(fā)明公開了一種開漏/開源電路的輸出信號管腳控制裝置及方法，以解決在開漏/開源電路空閑狀態(tài)時存在較大的靜態(tài)功耗的問題。所述裝置包括控制單元、受控輸入輸出單元和管腳狀態(tài)存儲單元，其中控制單元在開漏/開源電路初始上電時控制受控輸入輸出單元單向輸入導(dǎo)通，輸出信號管腳輸出的初始電平值經(jīng)受控輸入輸出單元傳輸?shù)焦苣_狀態(tài)存儲單元進(jìn)行保存；控制單元在開漏/開源電路空閑狀態(tài)時控制受控輸入輸出單元單向輸出導(dǎo)通，管腳狀態(tài)存儲單元中保存的初始電平值經(jīng)受控輸入輸出單元輸出給輸出信號管腳。本發(fā)明同時提供了一種開漏/開源電路系統(tǒng)。
文檔編號H03K17/687GK101110586SQ20071011970
公開日2008年1月23日 申請日期2007年7月30日 優(yōu)先權(quán)日2007年7月30日
發(fā)明者王振國 申請人:北京中星微電子有限公司