智能手机的高性能小封装逻辑电平转换方案

2009-07-04 08:53:06来源: 半导体国际 关键字:智能手机  高性能  小封装  逻辑电平

      近一两年来,在苹果公司iPhone手机的带动下,智能手机市场迅速扩大。智能手机等便携产品的一个重要特点是功能越来越多,从而支持更广泛的消费需求。但智能手机等便携产品内部用于支持不同功能集成电路(IC)或模块的工作电压往往不同,如基带处理器和应用处理器电压一般在1.5 V至1.8 V之间,而现有许多外设工作电压一般为2.6至3.3 V,如USIM卡、Wi-Fi模块、调频(FM)调谐器模块工作电压为2.8 V,而相机模块为2.7 V。

逻辑电平转换器应用示意图
图1:逻辑电平转换器应用示意图。

      因此,智能手机等便携产品中的不同IC与外设模块之间存在输入/输出电压失配问题,要使这些器件与模块之间互相通信,需要高效的逻辑电压电平转换。所谓的逻辑电平转换器即连接不同工作电压的IC与模块或印制电路板(PCB),提供系统集成解决方案。

传统逻辑电平转换方法及其优缺点

传统逻辑电平转换方法及优缺点
表1:传统逻辑电平转换方法及优缺点

      由于晶体管-晶体管逻辑(TTL)和互补金属氧化物半导体(CMOS)是逻辑电路中的标准电平,因传统逻辑电平转换方法中,TTL-CMOS输入转换很常见。这种转换方法简单,成本低,主要用于低电平至高电平转换,也能用于转换高电平至低电平。这种转换方法也存在一些缺点。其它传统逻辑电平转换方法还有过压容限(OVT)电压转换、漏极开路(OD)/有源下拉转换和分立I2C转换等,各有其优缺点,参见表1。

      双电源逻辑电平转换及应用

      逻辑电平转换中会消耗功率。例如,在低至高电平转换中,为了输出高逻辑电平,输入电压(Vin)低于VCC,电源电流变化(ΔICC)始终较高,因此功耗也较高。为了解决高功耗的问题,可以采用双电源电压(VCCA及VCCB)逻辑电平转换器,在逻辑电源电压(VL)等于Vin时,ΔICC就为0,从而降低功耗

      常见双电源逻辑电平转换包括单向转换、带方向控制引脚的双向转换、自动感测双向转换(推挽型输出)及用于漏极开路应用(如I2C)的自动感测双向转换等,结构示意图如图2所示。


 

几种双电源逻辑电平转换器的结构示意图
图2:几种双电源逻辑电平转换器的结构示意图。 

      在这些双电源逻辑电平转换方法中,单向逻辑电平转换的原理就是在输出启用(Output Enable, )为低电平时,提供A点至B点转换;而在输出启用为高电平时,A、B之间呈现高阻态(Hi-Z),通常当作电阻无穷大来处理,相当于没有接通。常见的双电源单向逻辑电平转换器有如安森美半导体的NLSV1T34AMX1TCG、NLSV2T244MUTAG、NLSV4T3234FCT1G、NLSV8T244MUTAG、NLSV22T244MUTAG等。这些双电源单向逻辑电平转换器的应用包括通用输入输出(GPIO)端口、串行外设接口(SPI)端口和通用串行总线(USB)端口等。

      带方向控制引脚的双向逻辑电平转换器的工作原理是: 引脚和方向控制(DIRection,T/ )引脚均为低电平时,提供B点至A点转换; 引脚为低电平、T/ 引脚为高电平时,提供A点至B点转换;而在 引脚为高电平时,A点至B点方向和B点至A点方向均处于高阻态,相当于没有接通。安森美半导体即将推出带方向控制引脚的双向逻辑电平转换器。这类转换器的常见应用是以字节(byte)访问的存储器及I/O器件。

      自动感测双向逻辑电平转换器(推挽型输出)的工作原理是:启用(EN)引脚为低电平时,转换器处于待机状态;EN引脚为高电平、I/O电平不变时,转换器处于稳态;EN引脚为高电平、I/O电平变化时,转换器检测到变化,并产生脉冲,I/O藉P沟道MOSFET(PMOS)上拉至更快。典型的自动感测方向双向逻辑电平转换器(推挽型输出)有如安森美半导体的NLSX3012MUTAG、NLSX3013FCT1G、NLSX3013BFCT1G、NLSX4014MUTAG和NLSX3018MUTAG等。这类转换器的常见应用包括通用异步收发器(UART)、USB端口、4线SPI端口和3线SPI端口等。

      用于漏极开路应用(如I2C)的自动感测双向逻辑电平转换器同样包含3个状态:EN引脚为高电平、NMOS导通时,处于工作状态,输入端I/O电平下拉至地,即输入低电平;EN引脚为高电平、NMOS处于高阻态时,处于工作状态,输出端I/O电平上拉至VCC,即输入高电平;EN引脚为低电平时,转换器处于待机状态。典型的用于漏极开路应用(如I2C)的自动感测双向逻辑电平转换器有如安森美半导体的NLSX4373MUTAG、NLSX4348FCT1G和NSLX4378BFCT1G等。这类转换器的常见应用包括I2C总线、用户识别模块(SIM)卡、单线(1-Wire)总

 


 

关键字:智能手机  高性能  小封装  逻辑电平

编辑:金继舒 引用地址:http://www.eeworld.com.cn/manufacture/2009/0704/article_774.html
本网站转载的所有的文章、图片、音频视频文件等资料的版权归版权所有人所有,本站采用的非本站原创文章及图片等内容无法一一联系确认版权者。如果本网所选内容的文章作者及编辑认为其作品不宜公开自由传播,或不应无偿使用,请及时通过电子邮件或电话通知我们,以迅速采取适当措施,避免给双方造成不必要的经济损失。

上一篇:微捷码Talus TCL界面实现复杂分区平面布局
下一篇:集成电路产业链国际合作论坛于上海成功举办

论坛活动 E手掌握
关注eeworld公众号
快捷获取更多信息
芯片资讯 锐利解读
微信扫一扫加关注
芯片资讯 锐利解读
推荐阅读
全部
智能手机
高性能
小封装
逻辑电平

小广播

独家专题更多

东芝在线展会——芯科技智社会创未来
东芝在线展会——芯科技智社会创未来
2017东芝PCIM在线展会
2017东芝PCIM在线展会
TI车载信息娱乐系统的音视频解决方案
TI车载信息娱乐系统的音视频解决方案
汇总了TI汽车信息娱乐系统方案、优质音频解决方案、汽车娱乐系统和仪表盘参考设计相关的文档、视频等资源

About Us 关于我们 客户服务 联系方式 器件索引 网站地图 最新更新 手机版

站点相关: 市场动态 半导体生产 材料技术 封装测试 工艺设备 光伏产业 平板显示 电子设计 电子制造 视频教程

北京市海淀区知春路23号集成电路设计园量子银座1305 电话:(010)82350740 邮编:100191

电子工程世界版权所有 京ICP证060456号 京ICP备10001474号 电信业务审批[2006]字第258号函 京公海网安备110108001534 Copyright © 2005-2017 EEWORLD.com.cn, Inc. All rights reserved