本申请案涉及一种用于时钟信号产生的集成电路、方法及系统。本说明书描述一种集成电路，所述集成电路包括：单线接口；时钟电路，其经配置以检测来自所述单线接口的电压且产生具有基于所述所检测电压的频率的时钟信号；及数字系统，其与所述单线接口及所述时钟电路耦合。所述数字系统经配置以：从所述单线接口接收数据信号；使用来自所述单线接口的电力信号给所述数字系统供电；且执行由所述时钟信号时控的一或多个操作。
时钟电路，其经配置以检测来自所述单线接口的电压且基于所检测电压产生时钟信号，基于所述所检测电压来调适所述时钟信号的频率，所述单线接口在所述时钟电路的外部；及数字系统，其与所述单线接口及所述时钟电路耦合，所述数字系统经配置以：从所述单线接口接收数据信号；
使用从所述单线接口接收的电力信号给所述数字系统供电；且执行由所述时钟信号时控的一或多个操作，
其中如果来自所述单线接口的所述电压下降到零达一时间周期，那么所述时钟电路经配置以中止产生所述时钟信号。
2.根据权利要求1所述的集成电路，其中所述时钟电路经配置以响应于确定所述所检测电压低于阈值电压而降低所述时钟信号的所述频率，借此降低所述数字系统的操作速度。
3.根据权利要求1所述的集成电路，其中所述时钟电路经配置以基于所述所检测电压与阈值电压之间的差而在指定频率范围内将所述时钟信号的所述频率调整到目标频率。
4.根据权利要求1所述的集成电路，其中所述时钟电路经配置以在一时间周期内检测来自所述单线接口的经整流电压且基于所述所检测经整流电压来调整所述时钟信号的所述频率。
5.根据权利要求1所述的集成电路，其中所述时钟电路包括数字电路，所述数字电路包括多个分频器。
6.根据权利要求1所述的集成电路，其中所述时钟电路包括模拟电路。
7.根据权利要求1所述的集成电路，其中所述数字系统经配置以执行一或多个加密操作。
8.根据权利要求1所述的集成电路，其中所述频率与所述所检测电压成比例。
9.根据权利要求1所述的集成电路，其中所述频率介于第一与第二其它频率之间。
使用从所述单线接口接收的电力信号给所述数字系统供电；
由时钟电路基于所检测电压产生时钟信号，基于所述所检测电压来调适所述时钟信号的频率，所述单线接口在所述时钟电路的外部；
在所述数字系统处执行由具有基于所述所检测电压的所述频率的所述时钟信号时控的一或多个操作；及如果来自所述单线接口的所述电压下降到零达一时间周期，那么中止产生所述时钟信号。
11.根据权利要求10所述的方法，其包括响应于确定所述所检测电压低于阈值电压而降低所述时钟信号的所述频率，借此降低所述数字系统的操作速度。
12.根据权利要求10所述的方法，其包括基于所述所检测电压与阈值电压之间的差而在指定频率范围内将所述时钟信号的所述频率调整到目标频率。
13.根据权利要求10所述的方法，其包括在一时间周期内检测来自所述单线接口的经整流电压且基于所述所检测经整流电压来调整所述时钟信号的所述频率。
14.根据权利要求10所述的方法，其包括使用包括多个分频器的数字电路产生所述时钟信号。
15.根据权利要求10所述的方法，其包括使用模拟电路产生所述时钟信号。
16.根据权利要求10所述的方法，其包括使用所述所产生时钟信号执行一或多个加密操作。
17.根据权利要求10所述的方法，其中所述频率与所述所检测电压成比例。
18.根据权利要求10所述的方法，其中所述频率介于第一与第二其它频率之间。
单线系统，其通过单线接口与所述用户系统耦合，所述单线系统包括：单线接口；
时钟电路，其经配置以检测来自所述单线接口的电压且基于所检测电压产生时钟信号，基于所述所检测电压来调适所述时钟信号的频率，所述单线接口在所述时钟电路的外部；及数字系统，其与所述单线接口及所述时钟电路耦合，所述数字系统经配置以：从所述单线接口接收来自所述用户系统的数据信号；从所述单线接口使用来自所述用户系统的电力信号给所述数字系统供电；且执行由所述时钟信号时控的一或多个操作，其中如果来自所述单线接口的所述电压下降到零达一时间周期，那么所述时钟电路经配置以中止产生所述时钟信号。
20.根据权利要求19所述的系统，其中所述时钟电路经配置以响应于确定所述所检测电压低于阈值电压而降低所述时钟信号的所述频率，借此降低所述数字系统的操作速度。
21.根据权利要求19所述的系统，其中所述时钟电路经配置以基于所述所检测电压与阈值电压之间的差而在指定频率范围内将所述时钟信号的所述频率调整到目标频率。
22.根据权利要求19所述的系统，其中所述时钟电路经配置以在一时间周期内检测来自所述单线接口的经整流电压且基于所述所检测经整流电压来调整所述时钟信号的所述频率。
23.根据权利要求19所述的系统，其中所述频率与所述所检测电压成比例。
24.根据权利要求19所述的系统，其中所述频率介于第一与第二其它频率之间。
用于时钟信号产生的集成电路、方法及系统
技术领域
[0001] 本发明一般来说涉及电子器件且更特定来说涉及单线系统。
背景技术
[0002] 在实例性情景中，系统可将单接口用于数据通信及供电两者。举例来说，一些单线系统具有两个引脚，一个用于单线接口且一个用于接地。一些单线系统由固定值上拉电阻器驱动。在所述方面，系统电力受限于设计而处于指定的电阻器值的限制内。系统设计可与此值匹配。
[0003] 另外，在一个实例性情景中，各种芯片经配置以便以较低电压操作，且电流需求可超过可以简单电阻器供应的电流的量。为满足上述需求，一些系统可经设计而以两种模式操作：输入/输出(I/O)模式及执行模式。在I/O模式期间，电阻器将给系统供电。在执行模式期间，用户将提供替代电源(通常来自另一芯片的输出)以提供额外驱动。
[0004] 然而，在实例性情景中，双模式系统与较简单系统相比可具有缺点。举例来说，双模式系统可由用户实施时序控制，其中用户必须知道何时接通交替源且何时将其关断以允许I/O。作为另一实例，双模式系统可经设计来处置通过交替源的执行模式电流。交替源可经设计以满足特定设计公差以便满足芯片的多个最大要求，例如，时序及电力要求。
发明内容
[0005] 本说明书描述一种集成电路，所述集成电路包括：单线接口；时钟电路，其经配置以检测来自所述单线接口的电压且产生具有基于所述所检测电压的频率的时钟信号；及数字系统，其与所述单线接口及所述时钟电路耦合。所述数字系统经配置以：从所述单线接口接收数据信号；使用来自所述单线接口的电力信号给所述数字系统供电；且执行由所述时钟信号时控的一或多个操作。
[0006] 在随附图式及下文说明中陈述一或多个所揭示实施方案的细节。其它特征、方面及优点将依据说明、图式及权利要求书而变得显而易见。
附图说明
[0007] 图1是包含单线系统及用户系统的实例性系统的框图。
[0008] 图2是实例性时钟电路的框图。
[0009] 图3是图1的时钟电路的实例性频率响应曲线的表。
[0010] 图4是由图1的时钟电路执行的实例性过程的流程图。
具体实施方式
[0011] 系统概述
[0012] 图1是包含单线系统102及用户系统104的实例性系统100的框图。单线系统102可为集成电路且用户系统104可为经配置以便为单线系统102提供电力及输入/输出两者的任何适当装置。
[0013] 单线系统102包含单线接口106。单线接口106可为集成电路的外部部分上的引脚。用户系统104可通过线接合到单线106或通过任何其它适当电耦合与单线系统102耦合。
[0014] 单线系统102包含数字系统108及时钟电路110。时钟电路110将时钟信号提供到数字系统108。数字系统108可实施为任何适当数字电路。数字系统108经配置以便为单线接口106提供指定的逻辑功能。
[0015] 数字系统108可执行一或多个适当逻辑功能中的任一者。举例来说，数字系统108可执行识别功能或加密功能。用户系统104可使用单线接口106将数据提供到数字系统108，且接着数字系统108可处理所述数据。数字系统108使用单线接口106将所处理数据传回到用户系统104。数字系统108负载电流主要受时钟信号的频率控制，且数字系统108的性能(例如，用于执行指定操作的时间)依赖于时钟信号的频率。
[0016] 当数字系统108正执行逻辑功能时，单线系统102从单线接口106汲取电力。时钟电路110经配置以通过检测来自单线接口106的电压且产生具有基于所述所检测电压的频率的时钟信号而基于系统102的可用电力动态地调适时钟信号的频率。举例来说，时钟电路110可将时钟信号的频率调整为与所检测电压成比例。
[0017] 由于在输入及输出产生时单线接口106处的电压将在高电压与低电压之间切换，因此所述电压可不适合于控制时钟电路110来产生时钟信号。单线系统102可对单线接口106处的输入信号进行整流且将所述经整流信号供应到时钟电路110。举例来说，可使用二极管及电容器来对输入信号进行整流。
[0018] 在一些实施方案中，时钟电路110经配置以在一时间周期内检测来自单线接口106的经整流电压且基于所检测经整流电压来调整时钟信号的频率。在一些实施方案中，时钟电路110经配置以基于所检测电压与阈值电压之间的差而在指定频率范围内将时钟信号的频率调整到目标频率。
[0019] 在一些实施方案中，时钟电路110经配置以响应于确定所检测电压低于阈值电压而降低时钟信号的频率。此可为有用的，(例如)使得数字系统108在电压下降时可继续操作(尽管以较缓慢速度)。用户系统104可在芯片性能与可用电力之间自由交换而不必重新设计用户系统104或重新配置单线系统102。
[0020] 时钟电路110可(例如)使用数字分频器电路实施为数字电路或(例如)使用任何适当的电压-频率技术实施为模拟电路或者实施为所述两者的组合。可使用电压控制器振荡器来实施时钟电路110。在一些实施方案中，如果来自单线接口的所检测电压下降到零达一时间周期，从而指示来自用户系统104的输入信号，那么时钟电路110经配置以停止产生时钟信号。
[0021] 在一些实施方案中，单线系统102为仅具有两个引脚(一个用于接地且一个用于单线接口106)的集成电路。在一些其它实施方案中，单线系统102具有除单线接口106之外的其它引脚。
[0022] 实例性系统
[0023] 图2是包含实例性单线系统202及实例性用户系统204的实例性系统200的框图。用户系统204通过单线接口206(例如，集成电路上的引脚)与单线系统202耦合。
[0024] 单线系统202包含数字系统208及时钟电路210。时钟电路经配置以通过穿过二极管212的连接检测来自单线接口206的电压。单线系统202包含电容器214，所述电容器在单线接口206处的电压处于低电压(例如，接地)时为数字系统208提供电荷存储。时钟电路210基于来自单线接口206的所检测电压产生时钟信号且将所述时钟信号提供到数字系统208上的CLK接口。
[0025] 时钟电路210经配置以通过检测来自单线接口206的电压且产生具有基于所述所检测电压的频率的时钟信号而基于单线系统202的可用电力动态地调适时钟信号的频率。时钟电路210通常检测在单线接口206本身后面的节点处的电压，这是因为所述处的电压在高与低之间交替。举例来说，时钟电路210可使用在二极管212与电容器214之间的节点处检测到的提供经整流输入电压的电压。在其它实例中，时钟信号可检测在单线系统内的任一适合点处的表示可用于系统的电力的电压。
[0026] 数字系统208通过到单线接口206的连接在IN接口处接收数据。数字系统208通过穿过晶体管216的到单线接口206的连接在OUT接口处输出数据。
[0027] 用户系统204使用上拉电阻器220将电力提供到单线系统202。用户系统204还可使用与上拉电阻器220耦合的晶体管222从ALT接口提供替代电力。用户系统204通过穿过缓冲器224的到单线接口206的连接在IN接口处接收数据。用户系统204通过穿过晶体管226的到单线接口206的连接在OUT接口处输出数据。
[0028] 实例性频率响应曲线
[0029] 图3是图1的时钟电路110的实例性频率响应曲线302的表300。水平轴绘制来自单线接口106的所检测电压，且垂直轴绘制在由时钟电路110产生时的时钟信号的频率。
[0030] 在所检测电压VMAX与VMIN之间，时钟电路110将时钟信号的频率调整为与所检测电压成比例。时钟电路110将时钟信号的频率调整为上限fMAX与下限fMIN之间的目标频率。如果所检测电压下降低于VMIN，那么系统可以数种方式中的一者做出响应。在第一实例中，所产生频率将保持处于fMIN直到系统可不再起作用为止。在第二实例中，停止内部时钟。停止时钟可为有用的，(举例来说)使得用户系统104可使所供应电压下降以致使所检测电压下降低于VMIN，作为指示来停止系统102的操作。
[0031] 尽管如所图解说明的曲线302具有恒定斜率，但时钟电路110可经配置以其它方式做出响应。举例来说，在时钟电路110实施为数字电路的情况下，可将任意曲线编程到时钟电路110中。所述曲线可为抛物线型曲线，当所检测电压接近VMAX时缓慢下降且当所检测电压靠近VMIN时快速下降。
[0032] 实例性流程图
[0033] 图4是由图1的时钟电路110执行的实例性过程400的流程图。
[0034] 时钟电路110检测来自单线接口106的电压(402)。举例来说，时钟电路110可检测来自单线接口106的经整流电压。时钟电路110可在一时间周期内检测来自单线接口106的经整流电压。可基于单线接口的所预期数据速度来选择时间周期。电压在用户系统104提供数据或提供缺少数据但提供电力的信号时变化。
[0035] 时钟电路110产生具有基于所检测电压的频率的时钟信号(404)。举例来说，所述频率可与所检测电压成比例。时钟电路110在所检测电压下降时可降低频率，此情况导致数字系统108以经减小速度操作。
[0036] 时钟电路110确定所检测电压是否下降为低于阈值电压(406)。下降为低于阈值电压的电压可为来自用户系统104的用于中止操作的指示。如果所检测电压下降为低于阈值电压，那么时钟电路110中止产生时钟信号。如果所检测电压并未下降为低于阈值电压，那么时钟电路110继续检测电压并产生时钟信号(返回到402)。
[0037] 本说明书中所描述的标的物的特定实施例可经实施以便实现以下优点中的一或多者。第一，单线系统可以基于可用电力的频率进行时控。第二，(例如)通过在系统性能与可用电力之间进行交换而不需要重新设计用户系统或重新配置单线系统，单线系统的用户系统可为更灵活的。第三，当可用电力下降时，单线系统可通过减小时钟频率而继续操作。
[0038] 虽然本文档含有许多特定实施细节，但这些细节不应被视为对可主张内容的范围的限制，而是应被视为可为特定实施例特有的特征描述。也可将在本说明书中在单独实施例的上下文中描述的特定特征以组合形式实施于单个实施例中。相反地，在单个实施例的上下文中描述的各种特征也可单独地或以任何适合子组合形式实施于多个实施例中。此外，尽管上文可能将特征描述为以特定组合的形式起作用，且甚至最初如此主张，但在一些情形中，可从所主张组合去除来自所述组合的一或多个特征，且所主张组合可针对于子组合或子组合的变化形式。
