多通道可配置可测试与修调的数字信号隔离器制造技术

本发明专利技术公开了一种多通道可配置可测试与修调的数字信号隔离器，包括多通道双向传输核心电路、发送接收配置模块、测试修调模块、输出驱动使能模块，其中发送接收配置模块包括封装内部多位PAD及MODE控制电路，输出驱动使能模块包括输出驱动使能电路、输出驱动使能PAD、通路I/O PAD，测试修调模块包括测试修调模式选择电路、SPI接口电路、测试采样选择电路。本发明专利技术数字信号隔离器无需额外增加任何PAD，方便用户使用，可以随时进入测试修调模式，可以大大增加芯片的应用范围、节省芯片的测试修调成本和周期。本和周期。本和周期。

【技术实现步骤摘要】
多通道可配置可测试与修调的数字信号隔离器


[0001]本专利技术属于集成电路设计
，具体涉及一种多通道可配置可测试与修调的数字信号隔离器。

技术介绍

[0002]隔离器主要用于处理不同电压域之间低压信号的传输，常用于电机控制、隔离ADC、隔离驱动等应用中。根据隔离介质的不同，数字信号隔离器可分为光耦隔离器、磁耦隔离器和电容隔离器；用SiO2做隔离介质的电容型隔离器，采用标准CMOS工艺，具有传输速率高、延时低、寿命长、耐压高等优点。
[0003]数字信号隔离器通常包括发送端即调制模块、接收端即解调模块、隔离电容模块，发送端将传输信号调制为可以经过隔离电容的信号，接收端将经过隔离电容的信号解调回传输信号，隔离电容连接信号发射和接收端，调制解调方案一般分为脉冲调制和OOK调制两种方案。
[0004]如公开号为CN112865785A的中国专利提供了一种数字信号隔离器，包括依次连接的编码电路、耦合传输电路和解码电路，该数字信号隔离器适用于数字信号的耦合隔离传输，提高了CMTI性能，并且能够实现信号和能量的同时传输，能够提高隔离器的耐压能力，传输效果显著优于现有的电容隔离器、磁隔离器等。又如公开号为CN105897251A的中国专利提供了一种数字信号隔离器及其方法，数字信号隔离器包括发送模块和接收模块，发送过程为检测输入信号的上升沿和下降沿产生两个不同大小的电压信号，接收过程为发送过程的两个不同大小的电压信号通过变压器产生的相应的感应电压，相应的感应电压通过放大、比较、整形产生输出信号的上升沿和下降沿；该数字信号隔离器无需对反脉冲进行特殊处理，从而提高了通讯速率。
[0005]随着芯片工艺的发展与演进，芯片功能越来越复杂，芯片测试难度也在不断的提高；为确保芯片的功能正常，芯片在出厂前必须经过严格的测试。目前，芯片的验证测试和修调在芯片的整个开发过程中占据70％以上的而时间；隔离器属于信号链产品，对信号精度、准确性具有较高要求，同一批次不同片芯片之间尚存在许多偏差，而芯片封装后，很难改变内部的电路以进行修调。

技术实现思路

[0006]鉴于上述，本专利技术提供了一种多通道可配置可测试与修调的数字信号隔离器，可以大大增加芯片的应用范围、节省芯片的测试修调成本和周期。
[0007]一种多通道可配置可测试与修调的数字信号隔离器，包括：
[0008]多通道双向传输核心电路，用于对数字信号进行调制、传输及解调；
[0009]发送接收配置模块，用于配置所述核心电路各通道的信号传输方向，使各通道在正常工作模式下发送或接收信号；
[0010]测试修调模块，用于控制所述核心电路为正常工作模式或测试修调模式，并在测
试修调模式下对核心电路中各关键元器件进行参数修调；
[0011]输出驱动使能模块，用于接受外部信号指令，以控制核心电路的数字信号传输。
[0012]进一步地，所述发送接收配置模块包括封装在内部的多位PAD以及MODE控制电路，PAD通过内部PMOS电流源默认将电位上拉至高，进而通过将PAD打线到基板使PAD电位下拉为低以改变PAD信号，使得多位PAD信号以二进制码的形式输入至MODE控制电路中；MODE控制电路将不同的配置方式编码成对应的多位二进制码，通过控制每个通道的发送或接收端使能信号来实现不同的配置方式，进而通过简单的逻辑电路选择即可实现二进制码到多通道发送或接收端使能信号的编码。
[0013]进一步地，所述测试修调模块包括：
[0014]测试修调模式选择电路，通过其内部寄存器在系统上电过程中控制核心电路为正常工作模式或测试修调模式，并以指令的形式输出；
[0015]SPI接口电路，其内部包含M+N个寄存器，根据模式选择电路输出的指令控制内部的寄存器工作，其中N个寄存器用于测试，M个寄存器用于修调，N为想要的测试信息数量，M为想要修调的元器件数量；
[0016]N个测试采样选择电路，根据用于测试的N个寄存器信号选择相应的测试点信号通过PAD输出；
[0017]M个修调电路，根据用于修调的M个寄存器信号控制核心电路中各关键元器件进行参数修调。
[0018]进一步地，所述输出驱动使能模块包括：
[0019]输出驱动使能电路，用于控制核心电路是否进行数字信号传输；
[0020]输出驱动使能PAD，用于接受外部信号以控制测试修调模式选择电路以及输出驱动使能电路；
[0021]通路I/O PAD，作为核心电路各通道的信号输入及输出端口。
[0022]进一步地，所述测试修调模式选择电路通过输出驱动使能PAD的外部高电平或低电平信号控制核心电路处于正常工作模式或测试修调模式，若输出驱动使能PAD为低电平信号，则控制SPI接口电路退出Reset状态，即进入测试修调模式，SPI接口电路控制寄存器接收从复用接口输入的外部信号，并将修调参数信号给核心电路；若输出驱动使能PAD为高电平信号，则控制SPI接口电路保持在Reset状态，即进入正常工作模式，SPI接口电路控制寄存器将设定好的默认参数信号给核心电路。
[0023]进一步地，所述测试修调模式选择电路输出测试修调模式的使能信号指令，核心电路工作在测试修调模式下，SPI接口电路退出Reset状态，核心电路中任意三路通道的通路I/O PAD复用为SPI输入接口，其余通道的通路I/O PAD复用为测试信号输出端口，同时所有通道的信号发送或接收按照配置正常工作，且输出驱动使能电路与测试采样选择电路共同连接到作为测试信号输出端口的通路I/O PAD上；外部SPI接口信号通过SPI接口电路控制内部多位寄存器修调核心电路中主要元器件参数以改变隔离器性能，在下次进入正常工作模式后，可通过正常工作的通道输出信号来进行修调后的结果观察；同样，外部SPI接口信号通过SPI接口电路控制内部多位寄存器将测试点信号通过测试采样选择电路输出到复用为测试信号输出端口的通路I/O PAD上，可以观察任意通道的观测点工作状态。
[0024]进一步地，所述输出驱动使能PAD不使能时即测试修调模式下，核心电路仍正常工
作，所有通道无信号传出，此时可将测试信息通过SPI接口输入，进行测试操作观察测试结果，并将修调信息通过SPI接口输入；所述输出驱动使能PAD使能时即正常工作模式下，可观察修调后的核心电路各通道信号传输质量结果。
[0025]进一步地，所述测试修调模式选择电路传出测试修调模式使能信号后，外部接口信号直接接入SPI接口电路，控制多位寄存器实现测试修调功能。在多通道数字隔离器进入测试修调模式后，其中三路隔离器通路的I/O PAD复用为SPI接口信号输入端，其余路隔离器通路的I/O PAD可复用为测试信号输出端口，隔离器所有通路内部电路发送、接收端正常工作，外部SPI接口信号通过SPI接口电路控制内部多位寄存器将测试点信号通过测试采样选择电路输出到复用为测试信号输出端口的其余通路的I/O PAD，可以观察任意通路的观测点工作状态。外部SPI接口信号通过SPI接本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种多通道可配置可测试与修调的数字信号隔离器，其特征在于，包括：多通道双向传输核心电路，用于对数字信号进行调制、传输及解调；发送接收配置模块，用于配置所述核心电路各通道的信号传输方向，使各通道在正常工作模式下发送或接收信号；测试修调模块，用于控制所述核心电路为正常工作模式或测试修调模式，并在测试修调模式下对核心电路中各关键元器件进行参数修调；输出驱动使能模块，用于接受外部信号指令，以控制核心电路的数字信号传输。2.根据权利要求1所述的数字信号隔离器，其特征在于：所述发送接收配置模块包括封装在内部的多位PAD以及MODE控制电路，PAD通过内部PMOS电流源默认将电位上拉至高，进而通过将PAD打线到基板使PAD电位下拉为低以改变PAD信号，使得多位PAD信号以二进制码的形式输入至MODE控制电路中；MODE控制电路将不同的配置方式编码成对应的多位二进制码，通过控制每个通道的发送或接收端使能信号来实现不同的配置方式，进而通过简单的逻辑电路选择即可实现二进制码到多通道发送或接收端使能信号的编码。3.根据权利要求1所述的数字信号隔离器，其特征在于：所述测试修调模块包括：测试修调模式选择电路，通过其内部寄存器在系统上电过程中控制核心电路为正常工作模式或测试修调模式，并以指令的形式输出；SPI接口电路，其内部包含M+N个寄存器，根据模式选择电路输出的指令控制内部的寄存器工作，其中N个寄存器用于测试，M个寄存器用于修调，N为想要的测试信息数量，M为想要修调的元器件数量；N个测试采样选择电路，根据用于测试的N个寄存器信号选择相应的测试点信号通过PAD输出；M个修调电路，根据用于修调的M个寄存器信号控制核心电路中各关键元器件进行参数修调。4.根据权利要求1所述的数字信号隔离器，其特征在于：所述输出驱动使能模块包括：输出驱动使能电路，用于控制核心电路是否进行数字信号传输；输出驱动使能PAD，用于接受外部信号以控制测试修调模式选择电路以及输出驱动使能电路；通路I/O ...

【专利技术属性】
技术研发人员：曾京波，奚剑雄，何乐年，
申请(专利权)人：浙江大学，
类型：发明
国别省市：