СХЕМНОЕ УСТРОЙСТВО И СПОСОБ УПРАВЛЕНИЯ РАЗМАХОМ НАПРЯЖЕНИЯ Российский патент 2010 года по МПК H03K5/08 

Испрашивание приоритета согласно параграфу 119 раздела 35 Свода законов США

Данная заявка на патент испрашивает приоритет предварительной заявки № 60/896090 "Circuit Producing a Signal Having a Reduced Voltage Swing", поданной 21 марта 2007 г. и переданной ее правопреемнику, и тем самым явно включенной здесь по ссылке.

Область техники, к которой относится изобретение

[0001] Настоящее описание в целом относится к схемному устройству и способу управления размахом напряжения.

Описание области техники

[0002] Достижения в технологии привели к меньшим и более мощным персональным вычислительным устройствам. Например, в настоящее время существуют множество портативных персональных вычислительных устройств, включая беспроводные вычислительные устройства, такие как портативные беспроводные телефоны, персональные цифровые ассистенты (PDA), и пейджинговых устройств, которые являются маленькими, легкими и легко переносимыми пользователями. Более конкретно, портативные беспроводные телефоны, такие как сотовые телефоны и IP телефоны, могут передавать голос и пакеты данных по беспроводным сетям. Также многие такие беспроводные телефоны включают в себя другие типы устройств, которые встроены в них. Например, беспроводный телефон может также включать в себя цифровую фотокамеру, цифровую видеокамеру, цифровое устройство записи и проигрыватель аудиофайлов. Кроме того, такие беспроводные телефоны могут обрабатывать выполнимые команды, включая программные приложения, такие как приложение web-браузера, которые могут быть использованы для доступа в Интернет. Также эти беспроводные телефоны могут включать в себя значительные вычислительные возможности.

[0003] Обычно с увеличением мощности обработки интегральных схем может также увеличиваться потребляемая мощность. Для мобильной электроники, такой как беспроводные телефоны, PDA и другие портативные электронные устройства, соображения потребляемой мощности увеличивают стоимость компонентов и конструкции и могут влиять на скорость и производительность.

[0004] Традиционно проектировщики схем пытались уменьшить потребляемую мощность посредством сокращения размаха напряжения, в частности, потому что значительная мощность может потребляться при переключении емкостей в конкретном схемном устройстве. Однако такие попытки уменьшить потребляемую мощность могут воздействовать на по меньшей мере одно из: скорости схемы, площади схемы и сложности трассировки проводников. В некоторых случаях множественные источники питания вводились, чтобы уменьшить размах напряжения, увеличивая стоимость и сложность интегральной схемы. Следовательно, есть необходимость в улучшенном схемном устройстве и способе управления размахом напряжения.

Сущность изобретения

[0005] В конкретном иллюстративном варианте осуществления раскрывается способ управления размахом напряжения, который включает в себя прием синхросигнала на входе устройства цифровой схемы, включающей в себя емкостный узел. Способ также включает в себя выборочную активизацию элемента регулировки уровня напряжения, чтобы регулировать путь электрического разряда от емкостного узла до электрического заземления, чтобы предотвратить полный разряд емкостного узла.

[0006] В другом конкретном иллюстративном варианте осуществления раскрывается схемное устройство, которое включает в себя вход для приема цифрового логического значения, при этом логическое устройство является чувствительным к входным данным, и емкостной узел, подсоединенный к логическому устройству. Схемное устройство также включает в себя элемент регулировки уровня напряжения, подсоединенный к емкостному узлу и адаптированный, чтобы увеличивать логический низкий уровень напряжения до уровня напряжения выше низкого логического уровня этого входа.

[0007] В еще одном конкретном иллюстративном варианте осуществления раскрывается схемное устройство, которое включает в себя вход для схемного элемента и емкостный узел, который подсоединяется к схемному элементу и который является чувствительным к входу. Схемное устройство также включает в себя элемент регулировки уровня напряжения, который подсоединяется к емкостному узлу и адаптирован, чтобы обеспечить путь электрического разряда к электрическому заземлению для этого емкостного узла. Элемент регулировки уровня напряжения регулирует путь электрического разряда, чтобы предотвратить полный разряд емкостного узла, когда сигнал на входе имеет логический низкий уровень напряжения.

[0008] В еще одном конкретном иллюстративном варианте осуществления схемное устройство включает в себя средство для приема синхросигнала на входе устройства цифровой схемы, включающего в себя емкостный узел. Схемное устройство также включает в себя средство для избирательной активизации элемента регулировки уровня напряжения, чтобы отрегулировать путь электрического разряда от емкостного узла до электрического заземления, чтобы предотвратить полный разряд емкостного узла.

[0009] Одно конкретное преимущество, предоставляемое вариантами осуществления схемы регулировки размаха напряжения, заключается в том, что полная потребляемая мощность может быть уменьшена, не воздействуя на скорость, посредством сокращения размаха напряжения синхросигнала или других сигналов, таким образом, посредством этого сокращая потребляемую мощность из-за переключаемых емкостей.

[0010] Другое конкретное преимущество обеспечивается вариантами осуществления регулировки размаха напряжения в том, что схема регулировки размаха напряжения может быть использована для прерывания пути разряда схемы, чтобы остановить разряд напряжения на некотором уровне. В конкретных вариантах осуществления уровень разряда может быть программируемым.

[0011] Еще одно конкретное преимущество обеспечивается тем, что активная потребляемая мощность устройства может быть уменьшена посредством использования схемы регулировки размаха напряжения, без представления дополнительных источников питания. В конкретном иллюстративном варианте осуществления схема регулировки размаха напряжения может уменьшить мощность, потребляемую устройством на целых тридцать три процента (33%).

[0012] Другие аспекты, преимущества и признаки настоящего изобретения станут очевидными после обзора всей заявки, включая следующие разделы: краткое описание чертежей, подробное описание и формулу изобретения.

Краткое описание чертежей

[0013] Фиг.1 - блок-схема конкретного иллюстративного варианта осуществления системы для управления размахом напряжения.

[0014] Фиг.2 - электрическая схема второго конкретного иллюстративного варианта осуществления системы для управления размахом напряжения.

[0015] Фиг.3 - блок-схема третьего конкретного иллюстративного варианта осуществления системы для управления размахом напряжения.

[0016] Фиг.4 - электрическая схема четвертого конкретного иллюстративного варианта осуществления системы для управления размахом напряжения.

[0017] Фиг.5A и 5B являются графическими представлениями синхросигналов и отрегулированных синхросигналов, имеющих уменьшенный размах напряжения, используя системы согласно фиг.1-4.

[0018] Фиг.6 - блок-схема пятого конкретного иллюстративного варианта осуществления системы для управления размахом напряжения.

[0019] Фиг.7 - блок-схема шестого конкретного иллюстративного варианта осуществления системы для управления размахом напряжения.

[0020] Фиг.8A и 8B - графические представления синхросигналов и отрегулированных синхросигналов, имеющих уменьшенный размах напряжения, используя системы согласно фиг.6 и 7.

[0021] Фиг.9 - схема последовательности операций конкретного иллюстративного варианта осуществления способа управления размахом напряжения; и

[0022] фиг.10 - блок-схема устройства беспроводной связи, которое включает в себя схемное устройство и способ управления размахом напряжения, такие как схемное устройство и способы, показанные на фиг.1-4, 6, 7 и 9.

Подробное описание

[0023] Фиг.1 - блок-схема конкретного иллюстративного варианта осуществления системы 100 управления размахом напряжения. Система 100 включает в себя цифровое схемное устройство 102, которое включает в себя вход 104, который может быть чувствительным к сигналу, такому как синхросигнал. Цифровое схемное устройство 102 включает в себя логическое схемное устройство 106, которое подсоединяется к входу 104 и к линии 108. Цифровое схемное устройство 102 включает в себя емкостный узел 110, который подсоединяется к линии 108 и к схеме 112 регулировки уровня напряжения. Схема 112 регулировки уровня напряжения подсоединяется к линии 108, к емкостному узлу 110 и к электрическому заземлению 114.

[0024] В конкретном иллюстративном варианте осуществления входной сигнал тактового генератора может быть принят на входе 104 и может быть выдан на линию 108 через логическое схемное устройство 106. Схема 112 регулировки уровня напряжения приспособлена для того, чтобы регулировать путь разряда от емкостного узла 110 через линию 108 и к электрическому заземлению 114, чтобы предотвратить емкостный узел 110 от разряда до нулевого уровня напряжения. В конкретном иллюстративном варианте осуществления термин "регулировать", используемый здесь, относится к управлению, дросселированию или иному регулированию текущего тока через путь разряда. В конкретном иллюстративном варианте осуществления способ регулирования может уменьшить скорость разряда конденсатора или емкостного узла. В другом конкретном иллюстративном варианте осуществления термин "регулировать" может относиться к изменению низкого уровня напряжения, чтобы предотвратить разряд емкостного узла 110 до уровня напряжения земли. В другом конкретном иллюстративном варианте осуществления термин "регулировать" может относиться к ограничению уровня напряжения сигнала до диапазона напряжений, который меньше, чем уровень напряжения источника напряжения, и больше, чем уровень напряжения земли (то есть не равен уровню напряжения земли). Посредством ограничения разряда емкостного узла 110 до уровня напряжения, не равного напряжению земли (то есть уровень напряжения, который больше, чем нуль вольт), емкостный узел 110 использует меньше мощности для перезаряда до логического высокого уровня напряжения. Кроме того, уровень напряжения линии 108 может изменяться в пределах уменьшенного диапазона напряжений. Линия 108 может быть подсоединена к другой схеме, чтобы выдать синхросигнал, имеющий уменьшенный размах напряжения, или другой сигнал на схемное устройство. В большей схеме уменьшенный размах напряжения может привести к уменьшенной полной потребляемой мощности, что может продлить срок службы батареи, может разрешить перераспределить ресурсы мощности к другим процессам или любую их комбинацию.

[0025] В конкретном иллюстративном варианте осуществления рассеиваемая энергия, потребляемая данной сетью или микросхемой, может быть оценена, используя следующее уравнение:

E_(dissp)=C_(total)·V_DD·V_(swing) (Уравнение 1)

Рассеиваемая энергия (E_(dissp)) представляет динамическую энергию, потребляемую данной сетью или микросхемой, полная емкость (C_(total)) представляет емкость, которая заряжается или разряжается при переключении между логическим нулем (0) и логической единицей (1), V_DD представляет напряжение на контактах, которое выдает мощность на схему, и V_(swing) представляет разность между значениями логической единицы (высокое) и логического нуля (низкое). Обычно энергия, рассеиваемая (E_(dissp)) данной сетью или микросхемой, пропорциональна размаху напряжения (V_(swing)). Соответственно, используя схему 112 регулировки уровня напряжения, чтобы прервать разряд емкостного узла 110, когда синхросигнал имеет логический низкий уровень, размах напряжения устройства цифровой схемы 102 уменьшается. Таким образом, энергия, рассеянная устройством цифровой схемы 102, также уменьшается.

[0026] Фиг.2 - электрическая схема второго конкретного иллюстративного варианта осуществления системы 200 для управления размахом напряжения. Система 200 включает в себя схемный логический элемент, такой как логический элемент И-НЕ 202, который имеет первый вход 204, чувствительный к источнику сигнала, такому как тактовый генератор, чтобы принимать входной сигнал. Логический элемент И-НЕ 202 также включает в себя второй вход, который подсоединяется к электрическому заземлению 206. Логический элемент И-НЕ 202 также имеет выход 207. Система также включает в себя p-канальный транзистор 208 и n-канальный транзистор 210, предназначенные для формирования схемы инвертора. P-канальный транзистор 208 включает в себя первый вывод, подсоединенный к выводу (V_DD) источника питания, вывод управления, подсоединенный к выходу 207, и второй вывод, подсоединенный к емкостному узлу 220. N-канальный транзистор 210 включает в себя первый вывод, подсоединенный к емкостному узлу 220, вывод управления, подсоединенный к выводу 207, и второй вывод, подсоединенный к узлу 211. Схема 212 регулировки уровня напряжения включена между узлом 211 и электрическим заземлением 206.

[0027] Схема 212 регулировки уровня напряжения включает в себя пару n-канальных транзисторов 216 и 218, включенных параллельно. N-канальный транзистор 216 включает в себя первый вывод, подсоединенный к узлу 211, вывод управления, подсоединенный к входу 214 блокирования управления режимом мощности, и второй узел, подсоединенный к электрическому заземлению 206. N-канальный транзистор 218 включает в себя первый вывод, подсоединенный к узлу 211, вывод управления, подсоединенный к емкостному узлу 220, и третий вывод, подсоединенный к электрическому заземлению 206. Система 200 может включать в себя конденсатор 222, который включен между емкостным узлом 220 и электрическим заземлением 206. В альтернативном варианте осуществления конденсатор 222 может представлять емкости линий трасс проводников и емкости переключения, ассоциированные с различными схемными устройствами, такими как транзистор 224. Транзистор 224 может включать в себя первый вывод, подсоединенный к схемному элементу 226, вывод управления, подсоединенный к емкостному узлу 220, и третий вывод, подсоединенный к электрическому заземлению 206. В конкретном иллюстративном варианте осуществления схемный элемент 226 может быть приемником, который адаптирован, чтобы принимать вход данных и обеспечить выходной сигнал.

[0028] В конкретном иллюстративном варианте осуществления входной сигнал тактового генератора принимается на входе 204. Входной сигнал тактового генератора инвертируется логическим элементом И-НЕ 202 и выдается как инвертированный синхросигнал на выходе 207. Когда входной сигнал тактового генератора на входе 204 имеет логический низкий уровень, значение на выходе 207 имеет логический высокий уровень. P-канальный транзистор 208 выключается, и n-канальный транзистор 210 активизируется, чтобы понизить уровень напряжения в узле 220. Когда входной сигнал тактового генератора на входе 204 имеет логический высокий уровень, значение на выходе 207 имеет логический низкий уровень. N-канальный транзистор 210 выключается, и p-канальный транзистор 208 является активным. В этом случае p-канальный транзистор 208 поднимает уровень напряжения в узле 220 до логического высокого уровня.

[0029] В конкретном иллюстративном варианте осуществления, когда входной сигнал тактового генератора на входе 204 имеет логический высокий уровень, уровень напряжения в узле 220 также имеет логический высокий уровень, и конденсатор 222 заряжается. Когда входной сигнал тактового генератора на входе 204 переходит в логический низкий уровень, уровень напряжения в узле 220 также изменяется. Конденсатор 222 разряжается через путь 228 разряда, который включает в себя n-канальный транзистор 210, схему 212 регулировки уровня напряжения и электрическое заземление 206. В конкретном иллюстративном варианте осуществления сигнал управления режимом мощности может быть подан на вход 214 разрешения управления режимом мощности, чтобы активизировать транзистор 216, обеспечивая блокирующий путь для текущего тока из узла 211 к электрическому заземлению 206. Когда сигнал управления режимом мощности не подается, чтобы активизировать транзистор 216, транзистор 218 может быть активизирован и управляться на основании уровня напряжения в узле 220. Когда уровень напряжения в узле 220 переключается из логического высокого уровня напряжения в логический низкий уровень напряжения, n-канальный транзистор 210 включается (так как уровень напряжения в узле 207 имеет логический высокий уровень напряжения), и конденсатор 222 разряжается через путь 228 разряда.

[0030] В конкретном иллюстративном варианте осуществления напряжение разряда от конденсатора 222 сначала активизирует транзистор 218, чтобы подсоединить узел 211 к электрическому заземлению 206. Когда конденсатор 222 разряжается, уровень напряжения узла уменьшается 220, и ток, текущий через транзистор 218, уменьшается, так как уровень напряжения на выводе управления транзистора 218 уменьшается до тех пор, пока уровень напряжения на выводе управления транзистора 218 не станет приблизительно равным пороговому напряжению транзистора 218. В этот момент транзистор 218 выключается, и уровень напряжения в узле 220 поддерживается на уровне напряжения, который больше, чем уровень напряжения электрического заземления 206. Таким образом, конденсатор 222 предотвращается от полного разряда до уровня напряжения земли. Таким образом, размах напряжения емкостного узла 220 может быть уменьшен посредством увеличения логического низкого уровня или уровня напряжения разряда.

[0031] В конкретном иллюстративном варианте осуществления синхросигнал принимается на входе 204 и подается на емкостный узел 220. Схема 212 регулировки уровня напряжения прерывает путь разряда емкостного узла 220, чтобы обеспечить уменьшенный емкостной разряд от конденсатора 222, выдавая второй синхросигнал (CLK 2) в узле 220. Второй синхросигнал (CLK 2) в узле 220 является уменьшенной версией синхросигнала на входе 204. В конкретном иллюстративном варианте осуществления термин "уменьшенный синхросигнал" относится ко второму синхросигналу, который имеет меньший размах напряжения, чем синхросигнал на входе 204. Второй или уменьшенный синхросигнал (CLK 2) в узле 220 может быть подан на схемный элемент 226. Посредством выдачи уменьшенной версии или второго синхросигнала (CLK 2) к схемному элементу 226 потребляемая мощность схемным элементом 226 может быть уменьшена.

[0032] В конкретном иллюстративном варианте осуществления размах входного сигнала тактового генератора может изменяться от первого уровня напряжения (V_DD) до уровня напряжения земли, например. Напротив, уменьшенный синхросигнал (CLK 2) может изменяться от первого уровня напряжения (V_DD) до второго уровня напряжения, который больше, чем уровень напряжения земли. В конкретном варианте осуществления второй уровень напряжения может быть приблизительно уровнем порогового напряжения (V_T) выше уровня напряжения земли, где уровень порогового напряжения определяется в соответствии с характеристиками устройства транзистора 218.

[0033] Фиг.3 - блок-схема третьего конкретного иллюстративного варианта осуществления системы 300 для управления размахом напряжения. Система 300 включает в себя цифровое схемное устройство 302, которое включает в себя вход 304, который может быть чувствительным к сигналу, такому как синхросигнал. Цифровое схемное устройство 302 включает в себя логическое схемное устройство 312, которое подсоединяется к входу 304 и к линии 314. Цифровое схемное устройство 302 включает в себя емкостный узел 316, который подсоединяется к линии 314 и к схеме 320 регулировки уровня напряжения. Схема 320 регулировки уровня напряжения подсоединяется к линии 314, к емкостному узлу 316 и к электрическому заземлению 322. Цифровое схемное устройство 302 также включает в себя программируемую схему 318 управления уровнем напряжения и один или более входов 306 управления, чтобы принимать один или более входных сигналов управления. Программируемая схема 318 управления уровнем напряжения подсоединяется к схеме 320 регулировки уровня напряжения.

[0034] В конкретном иллюстративном варианте осуществления входной сигнал тактового генератора может быть принят на входе 304 и может быть выдан на линию 314 через логическое схемное устройство 312. Схема 320 регулировки уровня напряжения адаптирована, чтобы регулировать путь разряда от емкостного узла 316 через линию 314 и к электрическому заземлению 322, чтобы предотвратить емкостный узел 316 от разряда до нулевого уровня напряжения, когда синхросигнал имеет логический низкий уровень напряжения. В конкретном иллюстративном варианте осуществления один или более входных сигналов управления могут быть поданы на один или более входов 306 управления для управления программируемой схемой 318 управления уровнем напряжения, чтобы регулировать уровень напряжения схемы 320 регулировки уровня напряжения. Программируемая схема 318 управления регулировкой уровня напряжения может быть адаптирована, чтобы регулировать (то есть прерывать, ограничивать или иначе управлять) ток, текущий через путь разряда от емкостного узла 316 к электрическому заземлению 322. В конкретном иллюстративном варианте осуществления первый управляющий сигнал может быть принят на один или более управляющих входов 306 для управления программируемой схемой 318 управления уровнем напряжения, чтобы увеличить базовый уровень напряжения емкостного пути разряда до первого уровня напряжения посредством управления схемой 320 регулировки уровня напряжения таким образом, что емкостный узел 316 разряжается до первого уровня напряжения вместо уровня напряжения земли. В другом конкретном иллюстративном варианте осуществления второй управляющий сигнал может быть принят на один или более управляющих входов 306 для управления программируемой схемой 318 управления уровнем напряжения, чтобы регулировать схему 320 регулировки уровня напряжения, чтобы увеличить базовый уровень напряжения емкостного пути разряда до второго уровня напряжения, таким образом, что емкостный узел 316 разряжается до второго уровня напряжения вместо уровня напряжения земли. В другом конкретном иллюстративном варианте осуществления программируемая схема 318 управления уровнем напряжения может объединить один или более управляющих сигналов, принятых через один или более управляющих входов 306. Программируемая схема 318 управления уровнем напряжения может управлять схемой 320 регулировки уровня напряжения, чтобы прервать путь разряда, чтобы позволить емкостному узлу 316 разряжаться до требуемого уровня напряжения.

[0035] В конкретном иллюстративном варианте осуществления посредством ограничения разряда емкостного узла 316 не до уровня напряжения земли (то есть уровня напряжения, который больше чем нуль вольт), емкостный узел 316 сохраняет часть своего заряда и, следовательно, использует меньше мощности для перезаряда до логического высокого уровня напряжения. В большей схеме уменьшенный размах напряжения может привести к уменьшенной полной потребляемой мощности, что может продлить срок службы батареи, может позволить перераспределить ресурсы мощности к другим процессам или любую их комбинацию.

[0036] Фиг.4 иллюстрирует электрическую схему четвертого конкретного иллюстративного варианта осуществления системы 400 для управления размахом напряжения. Система 400 включает в себя схемный логический элемент, такой как логический элемент И-НЕ 402, который включает в себя первый вход 404 для приема входного сигнала, такого как синхросигнал. Схемный логический элемент 402 также включает в себя второй вход, который подсоединяется к электрическому заземлению 406. Так как второй вход поддерживается на логическом низком уровне напряжения (то есть уровне напряжения земли), выход логического элемента И-НЕ 402 в узле 407 представляет инвертированную версию входного сигнала на первом входе 402.

[0037] Система 400 также включает в себя p-канальный транзистор 408 и n-канальный транзистор 410, включенные так, чтобы сформировать схему инвертора. P-канальный транзистор 408 включает в себя первый вывод, подсоединенный к напряжению питания (V_DD), вывод управления, подсоединенный к узлу 407, и второй вывод, подсоединенный к емкостному узлу 420. N-канальный транзистор 410 включает в себя первый вывод, подсоединенный к емкостному узлу 420, вывод управления, подсоединенный к узлу 407, и второй вывод, подсоединенный к узлу 411. Система 400 также включает в себя схему 412 регулировки уровня напряжения, которая включена между узлом 411 и электрическим заземлением 406. В конкретном иллюстративном варианте осуществления схема 412 регулировки уровня напряжения может быть вариантом осуществления схемы 320 регулировки уровня напряжения, проиллюстрированной на фиг.3. Схема 412 регулировки уровня напряжения включает в себя транзистор 416 и транзистор 418, включенные параллельно между узлом 411 и электрическим заземлением 406. Транзистор 416 включает в себя первый вывод, подсоединенный к узлу 411, вывод управления, подсоединенный к входу 414 блокирования режима мощности, и второй вывод, подсоединенный к электрическому заземлению 406. Когда сигнал блокирования режима мощности подается на вход блокирования режима мощности 414, схема 412 регулировки уровня напряжения обеспечивает путь разряда от узла 411 к электрическому заземлению 406. Транзистор 418 включает в себя первый вывод, подсоединенный к узлу 411, вывод управления, подсоединенный к узлу 450, который является чувствительным к программируемой схеме 430 управления уровнем напряжения, и второй вывод, подсоединенный к электрическому заземлению 406. В конкретном иллюстративном варианте осуществления программируемая схема 430 управления уровнем напряжения может быть вариантом осуществления программируемой схемы 318 управления уровнем напряжения, проиллюстрированной на фиг.3.

[0038] Программируемая схема 430 управления уровнем напряжения включает в себя множественные транзисторные пары. Программируемая схема 430 управления уровнем напряжения включает в себя p-канальный транзистор 438 и n-канальные транзисторы 440, 442, 444, 446 и 448. P-канальный транзистор 438 и n-канальный транзистор 440 представляют транзисторную пару. Дополнительно n-канальные транзисторы 440 и 442 и n-канальные транзисторы 446 и 448 представляют транзисторные пары. P-канальный транзистор 438 включает в себя первый вывод, подсоединенный к источнику питания (V_DD), вывод управления, подсоединенный к узлу 407 с помощью линии 432, и второй вывод, подсоединенный к узлу 450. N-канальный транзистор 440 включает в себя первый вывод, подсоединенный к узлу 450, вывод управления, подсоединенный к узлу 407 с помощью линии 432, и второй вывод, подсоединенный к емкостному узлу 420. N-канальный транзистор 442 включает в себя третий вывод, подсоединенный к узлу 450, вывод управления, подсоединенный к узлу 407 с помощью линии 432, и пятый вывод. N-канальный транзистор 444 включает в себя шестой вывод, подсоединенный к пятому выводу, вывод управления, подсоединенный к первому входу 434 разрешения управления для приема сигнала (0) разрешения управления, и седьмой вывод, подсоединенный к емкостному узлу 420. N-канальный транзистор 446 включает в себя восьмой вывод, подсоединенный к узлу 450, вывод управления, подсоединенный к узлу 407 через линию 432, и девятый вывод. N-канальный транзистор 448 включает в себя десятый вывод, подсоединенный к девятому выводу, вывод управления, подсоединенный ко второму входу 436 разрешения управления для приема второго сигнала (1) разрешения управления, и одиннадцатый вывод, подсоединенный к емкостному узлу 420. Должно быть понятно, что программируемая схема 430 управления уровнем напряжения может включать в себя дополнительные транзисторы, такие как транзисторы 442, 444, 446 и 444, и дополнительные управляющие входы, такие как управляющие входы 434 и 436, чтобы обеспечить дополнительное управление и дополнительные уровни напряжения.

[0039] Система 400 также включает в себя конденсатор 422, включенный между емкостным узлом 420 и электрическим заземлением 406. В конкретном иллюстративном варианте осуществления вместо того, чтобы быть дискретным схемным элементом, конденсатор 422 может представлять собой емкости линии и емкости логических элементов схемного устройства. Система 400 также включает в себя транзистор 424, включающий в себя первый вывод, подсоединенный к схемному элементу 426, вывод управления, подсоединенный к емкостному узлу 420, и второй вывод, подсоединенный к электрическому заземлению 406. Схемный элемент 426 может быть схемой, адаптированной для приема синхросигнала, такой как приемник, передатчик, другой схемой или любой их комбинацией.

[0040] В конкретном иллюстративном варианте осуществления программируемая схема 430 управления уровнем напряжения может принимать сигнал разрешения управления через вход 434 разрешения управления, который активизирует транзистор 444, чтобы включить транзистор 442 между узлом 450 и емкостным узлом 420. Если уровень напряжения в узле 407 переключается от низкого в высокий, уровень напряжения емкостного узла 420 переключается от высокого к низкому. Конденсатор 422 разряжается через путь 428 разряда. Уровень напряжения в узле 407, когда он достигает логического высокого уровня напряжения, включает транзисторы 440, 442 и 446. Работа транзистора 448 не разрешается, таким образом, транзистор 446 не проводит ток. Транзистор 444 включается сигналом разрешения управления на входе 434 разрешения управления, и транзистор 442 пропускает ток через транзистор 444 к емкостному узлу 420. Транзисторы 440, 442 и 444 работают вместе, чтобы снизить уровень напряжения узла 450, таким образом выключая транзистор 418, чтобы предотвратить полный разряд конденсатора 422 через путь 428 разряда. В конкретном иллюстративном варианте осуществления транзисторы 440, 442, 444, 446 и 448 подсоединяются к емкостному узлу 420, чтобы обеспечить обратную связь по току, которая работает, чтобы регулировать ток, текущий через транзистор 418, для предотвращения полного разряда конденсатора 420.

[0041] В конкретном иллюстративном варианте осуществления узел 450 изолируется от входа 404. Когда входной сигнал, поданный на вход 404, является синхросигналом, в узле 450 сохраняется уровень напряжения, такой как уровень напряжения источника напряжения (V_DD), до тех пор пока уровень синхросигнала (CLK 2) в узле 420 не упадет до уровня напряжения, который является по меньшей мере одним порогом напряжения ниже уровня напряжения источника напряжения (V_DD). Когда этот уровень напряжения достигается, программируемая схема 430 управления уровнем напряжения разрешает резкий переход спада напряжения в емкостном узле 420.

[0042] Фиг.5A и 5B являются графическими представлениями синхросигналов и отрегулированных синхросигналов, имеющих уменьшенный размах напряжения, используя системы согласно фиг.1-4. Фиг.5A - графическое представление 500, иллюстрирующее синхросигнал 502 (показанный пунктирной линией), который имеет размах напряжения между логическим низким уровнем напряжения (Vss) и логическим высоким уровнем напряжения (V_DD). Графическое представление 500 также включает в себя синхросигнал с уменьшенным размахом (то есть второй синхросигнал CLK 2) 504. Синхросигнал 502 может быть сигналом, который принимается, например, на одном из входов 104, 204, 304 или 404, проиллюстрированных на фиг.1-4, соответственно. Синхросигнал 504 с уменьшенным размахом представляет соответствующий сигнал в линии 108 на фиг.1, в узле 220 на фиг.2, в линии 314 на фиг.3 или в узле 420 на фиг.4. Синхросигнал 504 с уменьшенным размахом имеет нижнюю часть 506, которая соответствует нижней части 508 синхросигнала 502, но уровень напряжения нижней части 506 и нижней части 508 имеют разность напряжения (ΔV_SS), которая представляет собой разность между логическим низким уровнем напряжения и первым уровнем напряжения, например.

[0043] Фиг.5B - графическое представление 520, иллюстрирующее синхросигнал 502 (показанный как пунктирная линия), который имеет размах напряжения между логическим низким уровнем напряжения (V_ss) и логическим высоким уровнем напряжения (V_DD). Синхросигнал 502 может быть сигналом, который принимается, например, на одном из входов 104, 204, 304 или 404, проиллюстрированных на фиг.1-4, соответственно. Графическое представление 520 также включает в себя первый синхросигнал 504 с уменьшенным размахом, второй уменьшенный синхросигнал 524, третий уменьшенный синхросигнал 526 и четвертый уменьшенный синхросигнал 528. Первый, второй, третий и четвертый синхросигналы 504, 524, 526 и 528 с уменьшенным размахом могут представлять различные уровни напряжения или «ярусы» (в целом обозначенные 522), которые могут быть выбраны посредством подачи управляющих сигналов на управляющие входы 434 и 436 программируемой схемы 430 управления напряжения, проиллюстрированной на фиг.4, например. Первый, второй, третий и четвертый синхросигналы 504, 524, 526 и 528 с уменьшенным размахом представляют соответствующий сигнал, который появляется на линии 108 на фиг.1, в узле 220 на фиг.2, на линии 314 на фиг.3 или в узле 420 на фиг.4. Например, первый, второй, третий и четвертый синхросигналы 504, 524, 526 и 528 с уменьшенным размахом могут быть сгенерированы посредством управления схемами 320 и 412 регулировки уровня напряжения, проиллюстрированными на фиг.3 и 4, соответственно, используя программируемую схему 318 управления уровнем напряжения, проиллюстрированную на фиг.3, или программируемую схему 430 управления уровнем напряжения на фиг.4, соответственно. В конкретном иллюстративном варианте осуществления третий уменьшенный синхросигнал 526 иллюстрирует второй тактовый генератор (CLK 2) в узле 420 на фиг.4, когда эти два входных сигнала разрешения управления принимаются в программируемой схеме 430 управления уровнем напряжения через входы 434 и 436 разрешения управления, проиллюстрированные на фиг.4.

[0044] Фиг.6 - блок-схема пятого конкретного иллюстративного варианта осуществления системы 600 для управления размахом напряжения. Система 600 включает в себя схемный логический элемент, такой как логический элемент И-НЕ 602, который включает в себя первый вход 604, чтобы принимать входной сигнал, такой как синхросигнал. Схемный логический элемент 602 также включает в себя второй вход, который подсоединяется к электрическому заземлению 606. Так как на втором входе поддерживается логический низкий уровень напряжения (то есть уровень напряжения земли), выход логического элемента И-НЕ 602 в узле 607 представляет инвертированную версию входного сигнала на первом входе 604.

[0045] Система 600 включает в себя p-канальный транзистор 608 и n-канальный транзистор 610, включенные так, чтобы сформировать схему инвертора. P-канальный транзистор 608 включает в себя первый вывод, подсоединенный к узлу 611, вывод управления, подсоединенный к узлу 607, и второй вывод, подсоединенный к емкостному узлу 620. N-канальный транзистор 610 включает в себя первый вывод, подсоединенный к емкостному узлу 620, вывод управления, подсоединенный к узлу 607, и второй вывод, подсоединенный к электрическому заземлению 606. Система 600 также включает в себя схему 612 регулировки уровня напряжения, которая имеет транзистор 616 и транзистор 618, включенные параллельно между источником напряжения (V_DD) и узлом 611. Транзистор 616 включает в себя первый вывод, подсоединенный к источнику напряжения (V_DD), вывод управления, подсоединенный к входу 614 разрешения блокирования режима мощности, и второй вывод, подсоединенный к узлу 611. Когда сигнал разрешения блокирования режима мощности принимается на входе 614 разрешения блокирования режима мощности, транзистор 616 подсоединяет узел 611 к источнику напряжения (V_DD). Транзистор 618 включает в себя первый вывод, подсоединенный к источнику напряжения (V_DD), вывод управления, подсоединенный к узлу 636, и второй вывод, подсоединенный к узлу 611.

[0046] Система 600 также включает в себя транзистор 634, имеющий первый вывод, подсоединенный к узлу 636, вывод управления, подсоединенный к узлу 607, и второй вывод, подсоединенный к емкостному узлу 620. Система 600 также включает в себя транзистор 632, включающий в себя первый вывод, подсоединенный к узлу 636, вывод управления, подсоединенный к узлу 607, и второй вывод, подсоединенный к электрическому заземлению 606. Дополнительно, система 600 включает в себя конденсатор 622, включенный между емкостным узлом 620 и электрическим заземлением 606. Система 600 также включает в себя транзистор 624, включающий в себя первый вывод, подсоединенный к схемному элементу 626, вывод управления, подсоединенный к емкостному узлу, и второй вывод, подсоединенный к электрическому заземлению 606. Схемный элемент 626 может включать в себя вход 628 и выход 630 данных. В конкретном иллюстративном варианте осуществления схемный элемент 626 может быть приемником, передатчиком, процессором, другим схемным элементом или любой их комбинацией.

[0047] В конкретном иллюстративном варианте осуществления когда синхросигнал на входе 604 переключается из логического низкого в логический высокий уровень напряжения, уровень напряжения в узле 607 переключается из логического высокого в логический низкий уровень напряжения, активизируя транзисторы 608 и 634 и выключая транзистор 632. Емкостный узел 620 может быть электрически подсоединен к напряжению источника питания (V_DD) через тракт зарядки, проиллюстрированный линией 638. Уровень напряжения емкостного узла 620 заряжается до первого уровня напряжения, который является меньшим, чем уровень источника напряжения (V_DD), так как транзистор 632 пропускает меньший ток в ответ на возрастающее напряжение в емкостном узле 620. Таким образом, напряжение в узле 636 увеличивается, ограничивая или регулируя ток, текущий через транзистор 618 к емкостному узлу 620. Когда синхросигнал на входе 604 переключается из высокого в низкий, уровень напряжения в узле 607 переключается из низкого в высокий, выключая транзисторы 608 и 634 и активизируя транзистор 632, чтобы понизить уровень напряжения в узле 636. Так как транзистор 608 выключается, ток не течет к емкостному узлу 620.

[0048] В конкретном иллюстративном варианте осуществления схема 612 регулировки уровня напряжения может быть использована, чтобы уменьшить логическую высокую часть сигнала в емкостном узле 620 до первого уровня напряжения, который является меньшим, чем уровень напряжения источника напряжения (V_DD). Таким образом, для синхросигнала на входе 604 второй синхросигнал (CLK 2) в емкостном узле 620 может изменяться между логическим низким уровнем напряжения (то есть уровнем напряжения земли) и первым уровнем напряжения. Синхросигнал с уменьшенным размахом напряжения (то есть CLK 2) может быть выдан как синхросигнал к другим схемным устройствам, таким как схемный элемент 626. Посредством сокращения размаха синхросигнала полная потребляемая мощность схемы может быть уменьшена.

[0049] Фиг.7 - блок-схема шестого конкретного иллюстративного варианта осуществления системы 700 для управления размахом напряжения. Система 700 включает в себя схемный элемент, такой как логический элемент И-НЕ 702, включающий в себя первый вход 704, чтобы принимать сигнал, такой как синхросигнал. Логический элемент И-НЕ 702 также включает в себя второй вход, подсоединенный к электрическому заземлению 706. Так как второй входной сигнал на логический элемент И-НЕ 702 поддерживается на низком уровне напряжения, выход логического элемента И-НЕ 702 в емкостном узле 707 представляет инвертированную версию входного сигнала на первом входе 704.

[0050] Система 700 включает в себя p-канальный транзистор 708 и n-канальный транзистор 710, включенные так, чтобы сформировать схему инвертора. P-канальный транзистор 708 включает в себя первый вывод, подсоединенный к узлу 713, вывод управления, подсоединенный к емкостному узлу 707, и второй вывод, подсоединенный к емкостному узлу 712. N-канальный транзистор 710 включает в себя первый вывод, подсоединенный к емкостному узлу 712, вывод управления, подсоединенный к емкостному узлу 707, и второй вывод, подсоединенный к узлу 711. Система 700 включает в себя схему 722 регулировки логического высокого уровня напряжения, включенную между узлом 713 и источником напряжения (V_DD), и включает в себя схему 734 регулировки логического низкого уровня напряжения, включенную между узлом 711 и электрическим заземлением 706. Система 700 включает в себя конденсатор 714, включенный между емкостным узлом 712 и электрическим заземлением 706. Система 700 также включает в себя транзистор 716, имеющий первый вывод, подсоединенный к схемному элементу 718, вывод управления, подсоединенный к емкостному узлу 712, и второй вывод, подсоединенный к электрическому заземлению 706. В конкретном иллюстративном варианте осуществления схемный элемент 718 может быть схемой приемника, схемой передатчика, другим схемным элементом, который принимает сигнал с уменьшенным размахом напряжения через емкостный узел 712, или любой их комбинацией. Схемный элемент 718 может включать в себя вход 719 и выход 720 данных.

[0051] Схема 722 регулировки логического высокого уровня напряжения включает в себя первый транзистор 726 и второй транзистор 728, соединенные параллельно между источником напряжения (V_DD) и узлом 713. Первый транзистор 726 включает в себя первый вывод, подсоединенный к источнику напряжения (V_DD), вывод управления, подсоединенный к выводу 724 блокирования управления режимом мощности логического высокого уровня, чтобы принимать сигнал блокирования управления режимом мощности логического высокого уровня, который разрешает системе 700 блокировать схему 722 регулировки логического высокого уровня напряжения. Транзистор 728 включает в себя первый вывод, подсоединенный к источнику напряжения (V_DD), вывод управления, подсоединенный к схеме 730 управления логическим высоким уровнем, и третий вывод, подсоединенный к узлу 713. Схема 730 управления логическим высоким уровнем может быть подсоединена к емкостному узлу 712 и может включать в себя один или более управляющих входов 732, чтобы принимать один или более входных сигналов управления, чтобы корректировать логический высокий уровень напряжения для системы 700. В конкретном иллюстративном варианте осуществления схема 730 управления логическим высоким уровнем адаптирована, чтобы уменьшать логический высокий уровень напряжения до первого логического высокого уровня напряжения на основании входных сигналов управления логическим высоким уровнем.

[0052] Схема 734 регулировки логического низкого уровня напряжения включает в себя первый транзистор 738 и второй транзистор 740, включенные параллельно между узлом 711 и электрическим заземлением 706. Первый транзистор 738 включает в себя первый вывод, подсоединенный к узлу 711, вывод управления, подсоединенный к блокирующему входу 736, чтобы принимать сигнал блокирования управления режимом мощности логического низкого уровня, и второй вывод, подсоединенный к электрическому заземлению. Второй транзистор 740 включает в себя первый вывод, подсоединенный к узлу 111, вывод управления, подсоединенный к схеме 742 управления логическим низким уровнем, и второй вывод, подсоединенный к электрическому заземлению 706. Когда сигнал блокирования управления режимом мощности логического низкого уровня подается на блокирующий вход 736, схема 734 регулировки логического низкого уровня напряжения блокируется, чтобы электрически подсоединить узел 711 к электрическому заземлению 706. Схема 742 управления логическим низким уровнем подсоединяется к емкостному узлу 712 и включает в себя один или более управляющих входов 744, чтобы принимать один или более сигналов управления логическим низким уровнем, которые управляют схемой 742 управления логическим низким уровнем, чтобы скорректировать логический низкий уровень напряжения схемы 734 регулировки логического низкого уровня напряжения.

[0053] В конкретном иллюстративном варианте осуществления схема 722 регулировки логического высокого уровня напряжения и схема 734 регулировки логического низкого уровня работают вместе, чтобы ограничить размах напряжения сигнала в узле 712 между высоким уровнем напряжения, который меньше, чем напряжение питания (V_DD), и низким уровнем напряжения, который больше напряжения земли (то есть электрическое заземление 706). Дополнительно схема 730 управления логическим высоким уровнем и схема 742 управления логическим низким уровнем могут быть реализованы, используя транзисторы. Схемой 730 управления логическим высоким уровнем и схемой 742 управления логическим низким уровнем можно управлять посредством одного или более входных сигналов управления через входы 732 управления логическим высоким уровнем и входы 744 управления логическим низким уровнем, чтобы понизить высокий уровень напряжения и повысить низкий уровень напряжения, чтобы настроить размах напряжения в узле 712.

[0054] Фиг.8A и 8B - графические представления синхросигналов и отрегулированных синхросигналов, имеющих уменьшенный размах напряжения, используя системы согласно фиг.6 и 7. Фиг.8A - графическое представление 800, иллюстрирующее синхросигнал 802, имеющий размах напряжения от низкого уровня напряжения (V_ss) до высокого уровня напряжения (V_DD). В этом случае схема регулировки логического высокого уровня напряжения, такая как схема 612 регулировки уровня напряжения, проиллюстрированная на фиг.6, может уменьшить логическую высокую часть синхросигнала 802 до уменьшенного синхросигнала 804 (то есть второго синхросигнала, CLK 2). Разность между логической высокой частью синхросигнала 802 и уменьшенным синхросигналом 804 является разностным напряжением (ΔV_DD). Посредством использования уменьшенного синхросигнала 804, чтобы подать синхросигнал к различным схемным элементам, полная потребляемая мощность схемного устройства может быть уменьшена.

[0055] Фиг.8B - графическое представление 820, иллюстрирующее синхросигнал 802, имеющий размах напряжения от низкого уровня напряжения (V_ss) до высокого уровня напряжения (V_DD). В этом случае схема регулировки логического высокого уровня напряжения и схема регулировки логического низкого уровня напряжения, такие как схемы 722 и 734 регулировки уровня напряжения, проиллюстрированные на фиг.7, могут работать вместе, чтобы сформировать второй синхросигнал, имеющий уменьшенный размах напряжения, такой как уменьшенный синхросигнал 824. В этом случае уменьшенный синхросигнал 824 изменяется от входного синхросигнала 802 в обеих частях сигнала с логическим низким и с логическим высоким уровнем. Разностное логическое высокое напряжение (V_DD) и разностное логическое низкое напряжение (V_ss) представляют собой сокращения в размахе напряжения тактового генератора, что может привести к уменьшенной потребляемой мощности для схемы.

[0056] Фиг.9 - схема последовательности операций конкретного иллюстративного варианта осуществления способа управления размахом напряжения. На этапе 902 синхросигнал принимается на вход в цифровое схемное устройство, которое включает в себя емкостный узел. Переходя к этапу 904, схема регулировки уровня напряжения выборочно активизируется, чтобы увеличить логическую низкую часть синхросигнала, поданного к емкостному узлу, до уровня напряжения, который больше чем уровень напряжения земли. Переходя к этапу 906, первый управляющий сигнал принимается в схеме управления уровнем напряжения, подсоединенной к схеме регулировки уровня напряжения. Переходя к этапу 908, уровень напряжения логической низкой части синхросигнала увеличивается до второго уровня напряжения, который больше, чем уровень напряжения. Способ завершается на этапе 910.

[0057] Обычно схема регулировки уровня напряжения может быть настраиваемой. В конкретном иллюстративном варианте осуществления схема регулировки уровня напряжения может быть подсоединена к программируемой схеме управления уровнем напряжения, которая может принимать один или более управляющих сигналов, чтобы регулировать ток, текущий через схему регулировки уровня напряжения. Посредством регулировании текущего тока схема регулировки уровня напряжения препятствует разряду емкостного узла до напряжения земли, препятствует тому, чтобы емкостный узел зарядился до уровня напряжения источника напряжения (V_DD), или обоим. Таким образом, размах напряжения сигнала в емкостном узле ограничивается, чтобы уменьшить размах напряжения и, таким образом, уменьшить потребляемую мощность. Дополнительно, так как нет необходимости ни перезаряжать конденсатор до уровня источника напряжения (V_DD), ни разряжать до уровня напряжения земли (V_ss), конденсатор может переключаться быстрее.

[0058] Обычно, в то время как емкостной узел, проиллюстрированный на фиг.1-4, 6 и 7, показан вместе с дискретным конденсаторным схемным элементом, нужно подразумевать, что конденсатор может представлять емкости линии и логического элемента, ассоциированных с другими элементами схемы.

[0059] Фиг.10 - блок-схема устройства 1000 беспроводной связи, которое включает в себя схемное устройство для управления размахом 1011 напряжения, которое может быть одним из устройств схемы, проиллюстрированных на фиг.1-4, 6 и 7 или которое может реализовать способ, проиллюстрированный и описанный со ссылками на фиг.9. Портативное устройство 1000 связи включает в себя встроенную в микросхему систему 1022, которая включает в себя процессор, такой как цифровой процессор сигналов 1010. Цифровой процессор сигналов 1010 включает в себя по меньшей мере одно устройство, имеющее схему 1011 регулировки размаха напряжения, как описано со ссылками на фиг.1-4, 6, 7 и 9. В конкретном иллюстративном варианте осуществления схема 1011 регулировки размаха напряжения может генерировать сигнал с уменьшенным размахом напряжения, который должен использоваться в высокоскоростных процессорах, таких как цифровой процессор сигналов 1010, и системных устройствах на микросхемах, таких как реализованная в микросхеме система 1022. Сигнал с уменьшенным размахом напряжения может уменьшить активную потребляемую мощность посредством уменьшенного размаха напряжения на шинах сигналов и шинах синхронизации. В конкретном иллюстративном варианте осуществления схема 1011 регулировки размаха напряжения может выдавать сигнал с уменьшенным размахом напряжения, не воздействуя на скорость обработки, не вводя отдельные источники питания, и с небольшой степенью влияния на площадь схемы. В конкретном иллюстративном варианте осуществления схема 1011 регулировки размаха напряжения может быть программируемой, чтобы выборочно корректировать диапазон размаха напряжения.

[0060] Фиг.10 также показывает контроллер 1026 дисплея, который подсоединяется к цифровому процессору сигналов 1010 и дисплею 1028. Кроме того, устройство 1030 входа подсоединяется к цифровому процессору сигналов 1010. Дополнительно память 1032 подсоединяется к цифровому процессору сигналов 1010. Кодер/декодер (CODEC) 1034 может также быть подсоединен к цифровому процессору сигналов 1010. Громкоговоритель 1036 и микрофон 1038 может быть соединен с CODEC 1034.

[0061] Фиг.10 также показывает, что беспроводный контроллер 1040 может быть подсоединен к цифровому процессору сигналов 1010 и к беспроводной антенне 1042. В конкретном варианте осуществления источник питания 1044 подсоединяется к встроенной в микросхему системе 1022. Кроме того, в конкретном варианте осуществления, как иллюстрировано на фиг.10, дисплей 1028, устройство 1030 ввода, громкоговоритель 1036, микрофон 1038, беспроводная антенна 1042 и источник питания 1044 являются внешними к находящейся в микросхеме системе 1022. Однако каждый подсоединяется к компоненту встроенной в микросхему системы 1022.

[0062] В конкретном иллюстративном варианте осуществления схема 1011 регулировки размаха напряжения может быть использована для увеличения общей производительности портативного устройства связи 1000. В частности, схема 1011 регулировки размаха напряжения может уменьшить полную потребляемую мощность тактового генератора устройства 1000, таким образом увеличивая срок службы батареи, повышая эффективность по мощности в целом и повышая производительность устройства 1000.

[0063] Нужно подразумевать, что, хотя схема 1011 регулировки размаха напряжения показана только в цифровом процессоре сигналов 1010, схема 1011 регулировки размаха напряжения может быть обеспечена в других компонентах, включая контроллер 1026 дисплея, беспроводный контроллер 1040, CODEC 1034 или любой другой компонент, который принимает или использует синхросигнал, такой как логическая схема-защелка, логическая триггерная схема, другая синхронизированная схема, или любая их комбинация.

[0064] Обычно варианты осуществления схемы 1011 регулировки размаха напряжения обеспечивают существенные преимущества перед известными методиками сокращения размаха напряжения. В конкретном иллюстративном варианте осуществления схема 1011 регулировки размаха напряжения может обеспечить до 33 процентов экономии мощности на цепь соединений схемного устройства, неблагоприятно не воздействуя на синхронизацию. Вместо этого, так как размах напряжения уменьшается, синхронизация схемы может быть улучшена, то есть ускорена. Дополнительно размах напряжения может быть уменьшен, не вводя дополнительные смещения или дополнительные источники питания. Варианты осуществления, раскрытые здесь, включают в себя блокирующую (шунтирующую) логику, чтобы позволить устройству блокировать сохранения мощности в конкретных случаях. Кроме того, реализации, проиллюстрированные и описанные здесь, могут быть масштабированы для более высоких напряжений и могут быть смешаны и согласованы на основании компромиссов робастности, синхронизации и мощности, чтобы уменьшить логический высокий уровень напряжения, чтобы увеличить логический низкий уровень напряжения или оба. Другое преимущество, предоставленное вариантами осуществления схемы 1011 регулировки размаха напряжения, состоит в том, что схема уменьшает размах напряжения, не ставя под угрозу целостность сигналов.

[0065] Специалисты также могут оценить, что различные иллюстративные логические блоки, конфигурации, модули, схемы и этапы алгоритма, описанные со ссылками на варианты осуществления, раскрытые здесь, могут быть реализованы как электронное аппаратное обеспечение, программное обеспечение для компьютеров или комбинации обоих. Чтобы ясно иллюстрировать эту взаимозаменяемость аппаратного обеспечения и программного обеспечения, различные иллюстративные компоненты, блоки, конфигурации, модули, схемы и этапы были описаны выше в общем виде в терминах их функциональных возможностей. Реализуются ли такие функциональные возможности, как аппаратное обеспечение или программное обеспечение, зависит от конкретного применения и конструктивных ограничений, наложенных на полную систему. Специалисты в области техники могут реализовать описанные функциональные возможности различными способами для каждого конкретного применения, но такие решения реализации не должны быть интерпретированы как отклонение от объема настоящего изобретения.

[0066] Этапы способа или алгоритма, описанного со ссылками на варианты осуществления, раскрытые здесь, могут быть воплощены непосредственно в аппаратном обеспечении, в программном модуле, выполняемом процессором или в их комбинации. Программный модуль может постоянно находиться в оперативной памяти, флэш-памяти, ПЗУ, программируемом ПЗУ, СППЗУ, регистрах, на жестком диске, сменном диске, CD-ROM или носителе данных любой другой формы, известной в технике. Примерный запоминающий носитель данных подсоединяется к процессору таким образом, что процессор может считывать информацию с и записывать информацию на этот носитель данных. В альтернативе запоминающий носитель данных может быть интегрирован в процессор. Процессор и запоминающий носитель данных могут постоянно находиться в специализированных интегральных схемах (ASIC). ASIC могут постоянно находиться в пользовательском терминале. В альтернативе процессор и запоминающий носитель данных могут постоянно находиться в качестве дискретных компонентов в пользовательском терминале.

[0067] Предыдущее описание раскрытых вариантов осуществления обеспечивается для того, чтобы позволить специалистам в данной области техники произвести или использовать раскрытые варианты осуществления. Различные модификации к этим вариантам осуществления будут очевидны для специалистов в данной области техники, и универсальные принципы, приведенные здесь, могут быть применены к другим вариантам осуществления, не отходя от сущности или объема раскрытия. Таким образом, настоящее описание не предназначено, чтобы быть ограниченным вариантами осуществления, показанными здесь, но должно получить самый широкий возможный объем, совместимый с принципами и новыми признаками, как определено в соответствии с нижеследующей формулой изобретения.

В конкретных иллюстративных вариантах осуществления раскрыты схемное устройство и способы управления размахом напряжения. Способ включает в себя прием сигнала на вход устройства цифровой схемы, включающей в себя емкостный узел. Способ также включает в себя выборочную активизацию элемента регулировки уровня напряжения, чтобы регулировать путь электрического разряда от емкостного узла к электрическому заземлению, чтобы предотвратить полный разряд емкостного узла. В конкретном иллюстративном варианте осуществления принятый сигнал может быть синхросигналом. Технический результат - уменьшение потребляемой мощности. 4 с. и 16 з.п. ф-лы, 12 ил.

1. Способ управления размахом напряжения, причем способ содержит этапы: прием синхросигнала на входе устройства цифровой схемы, включающей в себя емкостный узел; и выборочную активизацию элемента регулировки уровня напряжения, чтобы прервать путь электрического разряда от емкостного узла до электрического заземления, чтобы предотвратить полный разряд емкостного узла, выборочную установку сигнала разрешения управления режимом мощности на входе управления элемента регулировки уровня напряжения, чтобы активизировать элемент регулировки уровня напряжения в первом операционном режиме; и выборочный сброс сигнала разрешения управления режимом мощности, чтобы блокировать элемент регулировки уровня напряжения во втором операционном режиме.

2. Способ по п.1, дополнительно содержащий регулировку логического низкого уровня напряжения на основании принятого сигнала.

3. Способ по п.1, дополнительно содержащий подачу управляющего сигнала на схему управления уровнем напряжения, подсоединенную к элементу регулировки уровня напряжения, чтобы с приращением корректировать уровень напряжения.

4. Способ по п.1, в котором емкостный узел содержит вывод конденсатора, чувствительный к логической схеме, подсоединенной к входу.

5. Способ по п.1, дополнительно содержащий уменьшение логической высокой части сигнала в емкостном узле до высокого уровня напряжения, который меньше, чем уровень напряжения высокой части синхросигнала.

6. Способ управления размахом напряжения, причем способ содержит этапы: прием синхросигнала на входе устройства цифровой схемы, включающей в себя емкостный узел; и выборочную активизацию элемента регулировки уровня напряжения, чтобы прервать путь электрического разряда от емкостного узла до электрического заземления, чтобы предотвратить полный разряд емкостного узла, в котором элемент регулировки уровня напряжения увеличивает логический низкий уровень напряжения в емкостном узле до первого уровня напряжения, который больше, чем уровень напряжения земли, таким образом, что емкостный узел разряжается до первого уровня напряжения вместо уровня напряжения земли, прием первого управляющего сигнала в схеме управления уровнем напряжения, подсоединенной к элементу регулировки уровня напряжения; и увеличение уровня напряжения до второго уровня напряжения, который больше, чем этот уровень напряжения, в ответ на первый управляющий сигнал.

7. Способ по п.6, дополнительно содержащий прием по меньшей мере одного второго управляющего сигнала в схеме управления уровнем напряжения; и увеличение уровня напряжения до третьего уровня напряжения, который больше, чем второй уровень напряжения.

8. Способ по п.6, в котором цифровое схемное устройство включает в себя первый источник напряжения и электрическое заземление, и в котором элемент регулировки уровня напряжения увеличивает уровень напряжения без обеспечения второго источника напряжения.

9. Способ по п.6, в котором емкостный узел содержит вывод конденсатора, чувствительный к логической схеме, подсоединенной к входу.

10. Способ по п.6, дополнительно содержащий уменьшение логической высокой части сигнала в емкостном узле до высокого уровня напряжения, который меньше, чем уровень напряжения высокой части синхросигнала.

11. Схемное устройство, содержащее: вход для приема цифрового логического значения; логическое устройство, чувствительное к этому входу; емкостный узел, подсоединенный к логическому устройству; и элемент регулировки уровня напряжения, подсоединенный к емкостному узлу, чтобы увеличить логический низкий уровень напряжения до уровня напряжения выше логического низкого уровня входного сигнала, чтобы уменьшить размах напряжения, ассоциированный с емкостным узлом, причем элемент регулировки уровня напряжения содержит первый транзистор и второй транзистор, включенные параллельно между емкостным узлом и электрическим заземлением, причем первый транзистор включает в себя первый управляющий вывод, чувствительный на входной сигнал разрешения управления режимом мощности, чтобы выборочно активизировать элемент регулировки уровня напряжения, при этом второй транзистор содержит второй управляющий вывод, подсоединенный к программируемой схеме управления уровнем напряжения, причем программируемая схема управления уровнем напряжения содержит: p-канальный транзистор, включающий в себя первый вывод, подсоединенный к источнику напряжения, второй вывод, подсоединенный к входу, и третий вывод, подсоединенный ко второму управляющему выводу; n-канальный транзистор, включающий в себя четвертый вывод, подсоединенный к третьему выводу; пятый вывод, подсоединенный к входу; и шестой вывод, подсоединенный к емкостному узлу.

12. Схемное устройство по п.11, в котором цифровое логическое значение обеспечивается синхросигналом, и в котором емкостный узел полностью не разряжается во время логической низкой части синхросигнала.

13. Схемное устройство по п.11, в котором программируемая схема управления уровнем напряжения включает в себя один или более входов, чтобы принимать один или более управляющих входных сигналов, причем программируемая схема управления уровнем напряжения для управления является элементом регулировки уровня напряжения, чтобы с приращением увеличивать уровень напряжения в ответ на прием одного или более управляющих входных сигналов.

14. Схемное устройство по п.11, в котором путь разряда через второй транзистор регулируется на основании уровня напряжения в емкостном узле.

15. Схемное устройство по п.11, в котором программируемая схема управления уровнем напряжения также содержит одну или более пар n-канальных транзисторов, каждая пара
n-канальных транзисторов содержит: первый n-канальный транзистор, включающий в себя седьмой вывод, подсоединенный ко второму управляющему выводу, восьмой вывод, подсоединенный к входу, и девятый вывод; и второй
n-канальный транзистор, включающий в себя десятый вывод, подсоединенный к девятому выводу, одиннадцатый вывод, подсоединенный к входу управления; и двенадцатый вывод, подсоединенный к емкостному узлу.

16. Схемное устройство, содержащее: средство для приема синхросигнала на входе устройства цифровой схемы, включающей в себя емкостный узел; и средство для выборочной активизации элемента регулировки уровня напряжения, чтобы прервать путь электрического разряда от емкостного узла до электрического заземления, чтобы предотвратить полный разряд емкостного узла, средство для установки сигнала разрешения управления режимом мощности на входе управления элемента регулировки уровнем напряжения, чтобы активизировать схему регулировки уровня напряжения в первом операционном режиме; и средство для сброса сигнала разрешения управления режимом мощности, чтобы блокировать схему регулировки уровня напряжения во втором операционном режиме.

17. Схемное устройство по п.16, в котором уровень напряжения в емкостном узле уменьшает размах напряжения сигнала в емкостном узле таким образом, что емкостный узел разряжается не до уровня напряжения земли вместо разряда до уровня напряжения земли.

18. Схемное устройство по п.17, дополнительно содержащее: средство для приема первого управляющего сигнала в схеме управления уровнем напряжения, подсоединенное к элементу регулировки уровня напряжения; и средство для увеличения уровня напряжения, не равного уровню земли, до второго уровня напряжения, который больше, чем уровень напряжения, не равный напряжению уровня земли.

19. Схемное устройство по п.16, дополнительно содержащее средство для того, чтобы корректировать уровень напряжения логической низкой части сигнала на основании принятой инструкции.

20. Схемное устройство по п.16, дополнительно содержащее средство для того, чтобы подать управляющий сигнал на схему управления уровнем напряжения, подсоединенную к элементу регулировки уровня напряжения, чтобы с приращением корректировать уровень напряжения, не равный уровню напряжения земли.