CN217428105U - 一种通信端口电路、芯片以及电子设备 - Google Patents

Abstract

本公开实施例是关于一种通信端口电路、芯片以及电子设备。该通信端口电路包括：输出模块，所述输出模块用于对输入信号进行处理后输出；控制模块，所述控制模块与所述输出模块连接，用于控制所述输出模块工作时的瞬态电流变化大小。在本公开实施例中，通过通信端口电路，利用控制模块控制输出模块工作时的瞬态电流变化大小，使得输出模块开启时的瞬时电流减小，电流突变引起的过冲电压明显减小，从而降低电磁干扰。

Description

一种通信端口电路、芯片以及电子设备

技术领域

本公开实施例涉及通信技术领域，尤其涉及一种通信端口电路、芯片以及电子设备。

背景技术

在IO(Input/Output，输入输出)通信时，可能由于电路板布局等原因引起电路有EMI(Electromagnetic Interference，电磁干扰)问题，或者像OD门(漏极开路的门电路)有较大的过冲等问题。不同芯片的GPIO(通用型的输入输出)通信端口之间有多个IO端口，两个芯片之间存在寄生电感L和寄生电容。当其中一个IO端口输出信号发生高低电平0-1的反转变化时，会产生流向电容方向的电流，由于电感电流不能突变，电感内部会产生相反方向的电流，反方向的电流会阻碍流向电容方向的电流的变大趋势，电流流出电容产生过冲电压。

根据麦克斯韦方程，过冲电压过大，上述电流和电压会产生交变电磁场，交变电磁场会与导电部件(例如印制电路板上的铜制走线)相互作用，从而带来较明显的EMI问题。

因此，有必要改善上述技术方案中存在的问题。

实用新型内容

本公开实施例的目的在于提供一种通信端口电路、芯片以及电子设备，以至少改善电磁干扰的问题。

本公开实施例的目的采用以下技术方案实现：

第一方面，本公开实施例提供了一种通信端口电路，该通信端口电路包括：

输出模块，该输出模块用于对输入信号进行处理后输出；及

控制模块，该控制模块与该输出模块连接，用于控制该输出模块工作时的瞬态电流变化大小。

该实施例的有益效果在于，通过通信端口电路，利用控制模块控制输出模块工作时的瞬态电流变化大小，使得输出模块开启时的瞬时电流减小，电流突变引起的过冲电压明显减小，从而降低电磁干扰。

可选地，该输出模块包括N个输出端口单元，N个该输出端口单元并联；其中，N为大于等于2的整数。

可选地，该控制模块包括N-1个第一延时控制单元，每个该第一延时控制单元与除第一个输出端口单元之外的其余该输出端口单元一一对应连接，且每个该第一延时控制单元控制该输出端口单元分时工作。

该实施例的有益效果在于，每个输出端口单元在控制信号的控制下在不同时刻收到输入信号，不同的输出端口单元由于接收到的输入信号的时刻不同，因此会在不同的时刻进行开启，各个输出端口单元的开启是分时进行的，这样使输出端口单元的开启时的瞬时电流显著降低，进而降低突变电流，对应的突变电压也随之降低，最终达到降低电磁干扰的目的。

可选地，该第一延时控制单元包括偶数个反相器，该偶数个反相器串联，并且第一个反相器的输入端接收输入信号，最后一个反相器的输出端与该输出端口单元连接。

可选地，该控制模块包括N-1个第二延时控制单元，该N-1个第二延时控制单元接收输入信号与控制信号，并且与该N个输出端口单元中除第一个该输出端口单元之外的N-1个输出端口单元一一对应连接，该N-1个第二延时控制单元分别根据该输入信号和该控制信号控制该N个输出端口单元分时运行。

可选地，该第二延时控制单元包括或非门，该或非门的第一输入端接收该输入信号，该或非门的第二输入端接收该控制信号，该或非门的输出端与该N-1个输出端口单元的一个输出端口单元连接。

可选地，该控制模块包括至少一个第三延时控制单元，每个该第三延时控制单元与该输出端口单元连接，且根据该输入信号和控制信号控制该N个输出端口单元分时运行。

可选地，该第三延时控制单元包括开关元件与电容，该开关元件的第一端与该输出端口单元连接，并接收该输入信号，该开关元件的控制端接收该控制信号，该开关元件的第二端与该电容的第一端连接，该电容的第二端接地。

该实施例的有益效果在于，开关元件接通后，电容开始充电，利用电容的充电时间来实现电平的反转，从而控制输出端口单元的开启程度，从而实现输出端口单元的分时工作。

第二方面，本公开实施例还提供了一种芯片，芯片包括以上任一实施例中的通信端口电路。

第三方面，本公开实施例还提供了一种电子设备，电子设备包括：上述实施例的芯片。

本公开实施例的实施例提供的技术方案可以包括以下有益效果：

在本公开实施例中，通过通信端口电路，利用控制模块控制输出模块工作时的瞬态电流变化大小，使得输出模块开启时的瞬时电流减小，电流突变引起的过冲电压明显减小，从而降低电磁干扰。

应当理解的是，以上的一般描述和后文的细节描述仅是示例性和解释性的，并不能限制本公开实施例。

附图说明

下面结合附图和实施例对本公开实施例进一步说明。

图1是本公开一个实施例中的通信端口电路的模块图；

图2是本公开另一个实施例中的通信端口电路的模块图；

图3是本公开另一个实施例中的通信端口电路的模块图；

图4是本公开另一个实施例中的通信端口电路的模块图；

图5是本公开另一个实施例中的通信端口电路的电路结构示意图；

图6是本公开另一个实施例中的通信端口电路的模块图；

图7是本公开另一个实施例中的通信端口电路的电路结构示意图；

图8是本公开另一个实施例中的通信端口电路的模块图；

图9是本公开另一个实施例中的通信端口电路的电路结构示意图；

图10是相关技术中的通信端口电路的结构示意图；

图11：图11a是相关技术中的通信端口产生的电流值示意图，图11b是本公开一个实施例中的通信端口产生的电流值示意图；

图12：图12a是相关技术中的通信端口产生的电压值示意图，图12b是本公开一个实施例中的通信端口产生的电压值示意图。

附图标记：

100、通信端口电路；101、输出模块；1011、输出端口单元；102、控制模块；1021、第一延时控制单元；10211、反相器；1022、第二延时控制单元；1023、第二延时控制单元；10231、开关元件；10232、电容。

具体实施方式

现在将参考附图更全面地描述示例实施方式。然而，示例实施方式能够以多种形式实施，且不应被理解为限于在此阐述的范例；相反，提供这些实施方式使得本公开实施例将更加全面和完整，并将示例实施方式的构思全面地传达给本领域的技术人员。所描述的特征可以以任何合适的方式结合在一个或更多实施方式中。

此外，附图仅为本公开实施例的示意性图解，并非一定是按比例绘制。图中相同的附图标记表示相同或类似的部分，因而将省略对它们的重复描述。附图中所示的一些方框图是功能实体，不一定必须与物理或逻辑上独立的实体相对应。

本示例实施方式中首先提供了一种通信端口电路100，请参考图1，该通信端口电路100包括：输出模块101和控制模块102。输出模块101用于对输入信号进行处理后输出。控制模块102与输出模块101连接，用于控制输出模块101工作时的瞬态电流变化大小。

在本实施例中，通过通信端口电路，利用控制模块102控制输出模块101工作时的瞬态电流变化大小，使得输出模块101开启时的瞬时电流减小，电流突变引起的过冲电压明显减小，从而降低电磁干扰。

下面对输出模块101的具体结构进行详细描述，如下：

请参考图2，输出模块101包括N个输出端口单元1011，N个输出端口单元1011并联；其中，N为大于等于2的整数。并联后的N个输出端口单元1011的输入端和控制模块102连接，控制模块102接收输入信号对N个输出端口单元1011开启时的瞬态电流大小进行控制，使得N个输出端口单元1011开启时的瞬态电流变小，电流突变减小，从而明显降低N个输出端口单元1011开启时的过冲电压，从而降低电磁干扰发生的可能性。

以上是对输出模块101结构的描述，下面对控制模块102的具体结构进行详细描述，如下：

请参考图3，控制模块102包括N-1个第一延时控制单元1021。每个第一延时控制单元1021与除第一个输出端口单元1011之外的其余输出端口单元1011一一对应连接，且每个第一延时控制单元1021控制输出端口单元1011分时工作。其中，N-1个第一延时控制单元1021之间可以全部串联，也可以彼此独立。

在本实施例中，第一个第一延时控制单元1021和第二个输出端口单元1011连接，然后第二个第一延时控制单元1021和第三个输出端口单元1011连接，第一延时控制单元1021之间串联时，第三个输出端口单元1011接收到的是两个第一延时控制单元1021带来的延时，依次类推，每个输出端口单元1011的延时时长不同，N个输出端口1011实现分时工作。其中需要指出的是，N个输出端口单元1011分时工作指的是N个输出端口单元1011的起始工作时间节点不同，即N个输出端口单元1011根据不同的控制延时不同时长依次开启，也就是说，该N个输出端口单元1011的工作时间可以有交集，当然本领域技术人员可以理解的是，在其他实施例中，根据需要该N个输出端口单元1011根据不同的控制延时不同时长依次开启后，其工作时间也可以没有交集。

可以理解的是，请参考图4，N-1个第一延时控制单元1021之间可以全部串联。具体地，第一延时控制单元1021可以包括偶数个反相器10211(图中只示例性地示出了第一延时控制单元1021包括两个反相器10211的情况，但本申请不对反相器10211的个数作具体限制)。在图4中，每个第一延时控制单元1021中的偶数个反相器10211串联，且不同的第一延时控制单元1021之间串联，第一个第一延时控制单元1021的第一个反相器10211的输入端接收输入信号，第一个第一延时控制单元1021的最后一个反相器10211的输出端与输出端口单元1011和下一个第一延时控制单元1021的第一个反相器10211的输入端连接，即前一个第一延时控制单元1021的输出是下一个第一延时控制单元1021的输入。第一个输出端口单元1011直接接收输入信号实现开启，其余输出端口单元1011接收到的延时不同，分别在不同的延时下开启工作，从而达到N个输出端口单元1011的分时开启。即第二个输出端口单元1011和两个反相器10211连接，实现两个反相器10211带来的第一延时；第三个输出端口单元1011和四个反相器10211连接，实现四个反相器10211带来的第二延时。从而达到N个输出端口单元1011的分时开启。例如，利用两个反相器10211使第二个输出端口单元1011延时时间t，利用四个反相器10211使第三个输出端口单元1011延时时间2t，这样，三个输出端口单元1011的运行时刻分别是0、t和2t，这样三个输出端口单元1011依次延时开启。

上述实施例中，N-1个第一延时控制单元1021均串联，N个输出端口单元1011的开启时刻依次增加，使N个输出端口单元1011实现分时开启。但是，不同的第一延时控制单元1021之间可以不全部串联，请参考图5，不同的第一延时控制单元1021彼此可以相互独立。除第一个输出端口单元1011之外的N-1个输出端口单元1011与第一延时控制单元1021一一对应连接，每个第一延时控制单元1021均接收输入信号，每个输出端口单元1011在对应的第一延时控制单元1021的控制下实现延时开启，实现分时工作，同样可以降低N个输出端口单元1011开启时的瞬态电流，从而达到降低电磁干扰的目的。其中，每个第一延时控制单元1021的延时时长可以相同，也可以不同。其中需要指出的是，N个输出端口单元1011分时工作指的是N个输出端口单元1011的起始工作时间节点不同，即N个输出端口单元1011根据不同的控制延时不同时长依次开启，也就是说，该N个输出端口单元1011的工作时间可以有交集，当然本领域技术人员可以理解的是，在其他实施例中，根据需要该N个输出端口单元1011根据不同的控制延时不同时长依次开启后，其工作时间也可以没有交集。

以上是当控制模块102包括第一延时控制单元1021时的实施例，下面对控制模块102包括第二延时控制单元1022的实施例进行示例性说明。

请参考图6，控制模块102包括N-1个第二延时控制单元1022，N-1个第二延时控制单元1022接收输入信号与控制信号，并且与N个输出端口单元1011中除第一个输出端口单元1011之外的N-1个输出端口单元1011一一对应连接，N-1个第二延时控制单元1022分别根据输入信号和控制信号控制N个输出端口单元1011分时工作。其中需要指出的是，N个输出端口单元1011分时工作指的是N个输出端口单元1011的起始工作时间节点不同，即N个输出端口单元1011根据不同的控制延时不同时长依次开启，也就是说，该N个输出端口单元1011的工作时间可以有交集，当然本领域技术人员可以理解的是，在其他实施例中，根据需要该N个输出端口单元1011根据不同的控制延时不同时长依次开启后，其工作时间也可以没有交集。

上述实施例中，N-1个第二延时控制单元1022彼此独立，每个第二延时控制单元1022控制与之连接的输出端口单元1011的开启，每个第二延时控制单元1022的延时时长可以相同，也可以不同。N-1个第二延时控制单元1022控制N-1个输出端口单元1011至少部分分时开启，这样N个输出端口单元1011至少部分分时开启，N个输出端口单元1011开启时的瞬态电流变小，突变电流减小，带来的突变电压变小，从而达到降低电磁干扰的目的。

可以理解的是，请参考图7，第二延时控制单元1022可以包括或非门10221，或非门10221的第一输入端接收输入信号，或非门10221的第二输入端接收控制信号，或非门10221的输出端与N-1个输出端口单元1011的一个输出端口单元连接。本实施例中，不对每个第二延时控制单元1022包括的或非门10221的个数作具体限制，而且每个第二延时控制单元1022的或非门10221的个数可以相同，也可以不同。利用或非门1022电路控制N个输出端口单元1011分时工作。需要指出的是，N个输出端口单元1011分时工作指的是起始间节点不同，即两个输出端口单元1011的工作时间可以有交集，也可以没有交集。

以上是当控制模块102包括第二延时控制单元1022时的实施例，下面对控制模块102包括第三延时控制单元1023的实施例进行示例性说明。

首先请参考图8，控制模块102包括至少一个第三延时控制单元1023(图9仅是控制模块102的一个示例，本申请不对第三延时控制单元1023的个数作具体限制，可以是一个，也可以是多个)，每个第三延时控制单元1023与输出端口单元1011连接，且根据输入信号和控制信号控制输出端口单元1011分时运行。

具体到电路中，请参考图9，第三延时控制单元1023包括开关元件10231与电容10232，开关元件10231的第一端与输出端口单元1011连接，并接收输入信号，开关元件10231的控制端接收控制信号，开关元件10231的第二端与电容10232的第一端连接，电容10232的第二端接地。每个第三延时控制单元1023中的开关元件10231与电容10232是成对的，每个第三延时控制单元1023中的开关元件10231和电容10232的数量可以根据实际应用情况进行配置，并且电容10232的接入数量可以由开关元件10231进行控制。具体工作时，开关元件10231接通后，电容10232开始充电，电容10232充电程度对应着一定的电位大小，当电容10232充满电后，电平从初始的0反转到1，对应连接的输出端口单元1011实现导通，由此通过控制电容10232的充电时间来控制每个输出端口单元1011的导通时间，不同的输出端口单元1011对应着不同的导通时间，输出端口单元1011在不同的延时时长下运行，从而实现分时工作，对应导通时的瞬态电流大小显著下降，从而降低EMI的影响。其中需要指出的是，N个输出端口单元1011分时工作指的是N个输出端口单元1011的起始工作时间节点不同，即N个输出端口单元1011根据不同的控制延时不同时长依次开启，也就是说，该N个输出端口单元1011的工作时间可以有交集，当然本领域技术人员可以理解的是，在其他实施例中，根据需要该N个输出端口单元1011根据不同的控制延时不同时长依次开启后，其工作时间也可以没有交集。

以上实施例中，可以设置延时时间为几十ps(皮秒)至几百ps，但也不限于此。

下面对相关技术中芯片间的输入输出进行介绍，请参考图10，芯片A和芯片B之间有三个IO(输出端口)，不同的IO之间存在寄生电感L和寄生电容，例如，IO1和IO2之间存在寄生电容C2，IO2和IO3之间存在寄生电容C1。当IO2的输出信号发生0-1的反转时，会产生I1电流。由于电感电流不能突变，电感内部会产生相反电流I2阻碍电流I1的变大趋势，电流I2流出C1产生过冲电压。电感电流电压公式为：U＝L(dI/dt)。

本公开实施例，针对相关技术中不同的IO同时开启导致瞬时电流过大的问题，采用控制模块102使不同的输出模块101分时开启工作，从而将相关技术的瞬时电流(图11a)I降为I/3(图11b)，电压也由U(图12a)降为U/3(图12b)。由于大大减小了短时间内的瞬时电流大小，但这几乎不影响IO的驱动能力，板级及芯片bonding线的寄生电感记为L,则电流的突变引起寄生电感上的过冲电压也大大降低，很容易可以看出，该方案可以大大降低输出波形的过冲问题，减小EMI问题。

本公开实施例还提供了一种芯片，该芯片包括以上任一项实施例中该的通信端口电路100，以上芯片可以用于多种设备的芯片，例如电源芯片、时钟芯片等等，但也不限于此。

本公开实施例还提供了一种电子设备，该电子设备包括：以上实施例中的芯片，多种电子设备中均可以用到本公开实施例中的通信端口电路100以及芯片。

需要说明的是，尽管在附图中以特定顺序描述了本公开实施例中方法的各个步骤，但是，这并非要求或者暗示必须按照该特定顺序来执行这些步骤，或是必须执行全部所示的步骤才能实现期望的结果。附加的或备选的，可以省略某些步骤，将多个步骤合并为一个步骤执行，以及/或者将一个步骤分解为多个步骤执行等。另外，也易于理解的是，这些步骤可以是例如在多个模块/进程/线程中同步或异步执行。

应当注意，尽管在上文详细描述中提及了用于动作执行的***的若干单元及模块，但是这种划分并非强制性的。实际上，根据本公开实施例的实施方式，上文描述的两个或更多单元或模块的特征和功能可以在一个单元或模块中具体化。反之，上文描述的一个单元或模块的特征和功能可以进一步划分为由多个单元或模块来具体化。作为单元或模块显示的部件可以是或者也可以不是物理单元，即可以位于一个地方，或者也可以分布到多个网络单元上。可以根据实际的需要选择其中的部分或者全部单元或模块来实现本公开实施例方案的目的。本领域普通技术人员在不付出创造性劳动的情况下，即可以理解并实施。

上面结合附图对本公开实施例的实施例进行了描述，但是本公开实施例并不局限于上述的具体实施方式，上述的具体实施方式仅仅是示意性的，而不是限制性的，本领域的普通技术人员在本公开实施例的启示下，在不脱离本公开实施例宗旨和权利要求所保护的范围情况下，还可做出很多形式，这些均属于本公开实施例的保护之内。

Claims (10)

1.一种通信端口电路，其特征在于，所述通信端口电路包括：

输出模块，所述输出模块用于对输入信号进行处理后输出；及

控制模块，所述控制模块与所述输出模块连接，用于控制所述输出模块工作时的瞬态电流变化大小。

2.根据权利要求1所述的通信端口电路，其特征在于，所述输出模块包括N个输出端口单元，N个所述输出端口单元并联；其中，N为大于等于2的整数。

3.根据权利要求2所述的通信端口电路，其特征在于，所述控制模块包括N-1个第一延时控制单元，每个所述第一延时控制单元与除第一个输出端口单元之外的其余所述输出端口单元一一对应连接，且每个所述第一延时控制单元控制所述输出端口单元分时工作。

4.根据权利要求3所述的通信端口电路，其特征在于，所述第一延时控制单元包括偶数个反相器，所述偶数个反相器串联，并且第一个反相器的输入端接收输入信号，最后一个反相器的输出端与所述输出端口单元连接。

5.根据权利要求2所述的通信端口电路，其特征在于，所述控制模块包括N-1个第二延时控制单元，所述N-1个第二延时控制单元接收输入信号与控制信号，并且与所述N个输出端口单元中除第一个所述输出端口单元之外的N-1个输出端口单元一一对应连接，所述N-1个第二延时控制单元分别根据所述输入信号和所述控制信号控制所述N个输出端口单元分时运行。

6.根据权利要求5所述的通信端口电路，其特征在于，所述第二延时控制单元包括或非门，所述或非门的第一输入端接收所述输入信号，所述或非门的第二输入端接收所述控制信号，所述或非门的输出端与所述N-1个输出端口单元的一个输出端口单元连接。

7.根据权利要求2所述的通信端口电路，其特征在于，所述控制模块包括至少一个第三延时控制单元，每个所述第三延时控制单元与所述输出端口单元连接，且根据所述输入信号和控制信号控制所述N个输出端口单元分时运行。

8.根据权利要求7所述的通信端口电路，其特征在于，所述第三延时控制单元包括开关元件与电容，所述开关元件的第一端与所述输出端口单元连接，并接收所述输入信号，所述开关元件的控制端接收所述控制信号，所述开关元件的第二端与所述电容的第一端连接，所述电容的第二端接地。

9.一种芯片，其特征在于，所述芯片包括权利要求1-8任一项所述的通信端口电路。

10.一种电子设备，其特征在于，所述电子设备包括：权利要求9所述的芯片。

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