[发明专利]一种通用输入输出接口模块

说明书

本发明公开一种通用输入输出接口模块，包括通用输入模块GPI、通用输出模块GPO和防静电模块ESD，通用输出模块GPO的输出端通过防静电模块ESD与管脚处理模块IO pad连接，通用输出模块与防静电模块ESD的连接节点为节点A，通用输入模块GPI的输入端与节点A连接，还包括连接在一起的高阻态驱动模块和高阻态检测模块，高阻态驱动模块的输出端和高阻态检测模块的输入端分别与节点A连接。本发明通过内置的高阻态驱动模块和高阻态检测模块分别对界面的状态进行驱动和检测，藉此得到界面是否处于高阻状态的信息，本发明可以辨识GPIO模块的3种不同的状态：逻辑1，逻辑0和高阻态，从而大大降低系统方案的开发难度。

技术领域

本发明涉及接口电路技术领域，具体涉及一种通用输入输出接口模块。

背景技术

通用输入输出模块(GPIO,General Purpose Input/Output)是片上系统(SOC,system on chip)中一个必不可少的模块，它是内部电路与外界通信的“桥梁”。请参照图1，一般GPIO包括两个子功能：通用输入GPI(General Purpose Input)和通用输出GPO(General Purpose Output)。一般GPIO不会对信号逻辑进行处理，仅仅简单地将从内部电路收到的逻辑加以合适的驱动发送出去即通用输出的功能，或者将接受到的电信号转化为合适的逻辑送入到内部电路即通用输入的功能。

在现代的大规模集成电路设计和封装工艺中，随着集成电路制造工艺的进步，片上系统SOC的规模越来越大，功能也越来越多，接口的速度和数目也成倍提升，系统方案也更加灵活。GPIO作为一种最基本的通用接口，众多低速或者中等速度接口的有线通信协议的物理层都依赖GPIO实现。对于一般的GPIO来说，界面上电压高低代表1bit的逻辑状态，通常电压大于Vih代表逻辑1，电压小于Vil代表逻辑0，而当界面电压值Vpad在Vih与Vil之间时，即VilVpadVih，对于GPIO是一个不正常的输入状态，可能导致系统出错，需要加以避免。一般的GPIO仅能区分逻辑1和逻辑0两种状态，界面处于高阻状态，其上的电压受到漏电、热噪声、干扰耦合等多种因素的影响，会使得电压落入到Vih和Vil之间，容易引发错误。退一步讲，即使GPI功能识别这种高阻状态为逻辑0或者逻辑1，在实践中也需要避免这种误导的情况。因此一般需要在基板设计或者pcb设计时，将不使用的输入输出接线端接到电源或者地上，以避免内部电路将高阻态识别为不期望的逻辑，这大大增加了方案应用的复杂度。

对于普通的GPIO来讲，一种防止这种情况发生的方法是避免在界面上出现高阻态。通常的做法是内置一个强度较弱的驱动电路，把界面的电压下拉到地或者上拉到电源上。这种做法可以完全避免高阻态的影响，但是仍然存在两个问题：1)高阻态本身无法检测到，也就是无法区分出界面是否被GPO和外部设备驱动；2)正常工作时存在一定的静态功耗。

发明内容

针对现有技术的不足，本发明提供一种通用输入输出接口模块，用于解决现有技术无法检测GPIO模块的高阻态的问题。

本发明的内容如下：

一种通用输入输出接口模块，包括通用输入模块GPI、通用输出模块GPO和防静电模块ESD，通用输出模块GPO的输出端通过防静电模块ESD与管脚处理模块IO pad连接，通用输出模块与防静电模块ESD的连接节点为节点A，通用输入模块GPI的输入端与节点A连接，还包括连接在一起的高阻态驱动模块和高阻态检测模块，高阻态驱动模块的输出端和高阻态检测模块的输入端分别与节点A连接。

优选的，所述高阻态驱动模块包括码型发生器、强度调节模块和延时控制模块，码型发生器的输出端与强度调节模块连接，强度调节模块的输出端与防静电模块ESD连接，强度调节模块还通过延时控制模块与高阻态检测模块连接，码型发生器用于产生码型，并将码型传输给强度调节模块，强度调节模块用于调节驱动强度，延时控制模块用于实现码型延时。