一种高速接口芯片及其负载检测电路

技术领域

本发明涉及电路检测技术领域，特别是涉及一种高速接口芯片及其负载检测电路。

背景技术

目前，Redriver，Retimer，SerDes等高速接口芯片得到了广泛的应用，在高速接口芯片的使用过程中，通常需要对负载进行检测，以调整芯片自身的工作模式，避免出现异常，因此，开路检测的准确性对于高速接口芯片至关重要。

目前的一些方案采用的是单端检测，具体是通过电路提供动态电流经过负载电阻，从而在芯片输出端产生动态电压，通过检测该动态电压的数值，以确定出负载的阻值大小。但是，在一些场合中，负载距离检测电路可能很远，甚至在下一个设备中，增加了很多干扰，降低了负载检测的准确性。

综上所述，如何有效地实现高速接口芯片的负载检测，提高准确性，是目前本领域技术人员急需解决的技术问题。

发明内容

本发明的目的是提供一种高速接口芯片及其负载检测电路，以有效地实现高速接口芯片的负载检测，提高准确性。

为解决上述技术问题，本发明提供如下技术方案：

第一方面，本发明提供了一种负载检测电路，包括：差分信号输出电路和信息提取电路；

所述差分信号输出电路与所述待测装置的第一待测端口以及所述待测装置的第二待测端口连接，用于：产生用于反映所述待测装置的第一待测端口的负载连接状态的第一电信号，以及用于反映所述待测装置的第二待测端口的负载连接状态的第二电信号；

所述信息提取电路与所述差分信号输出电路连接，用于：基于所述第一电信号与所述第二电信号之间的电压差，确定出所述待测装置的当前状态；

其中，所述待测装置的当前状态包括空载状态和带载状态，当所述待测装置为带载状态时，所述待测装置的第一待测端口和第二待测端口分别连接不同负载，或者，同一负载的两端分别与所述待测装置的第一待测端口和第二待测端口连接。

在一种实施方式中，所述差分信号输出电路包括：第一电阻，第二电阻，第三电阻，第四电阻，第一开关，第二开关以及第三开关；

所述第一电阻的第一端分别与所述第二电阻的第一端以及第一电源正极连接；

所述第一电阻的第二端分别与所述第三电阻的第一端，所述第一开关的第一端以及所述待测装置的第一待测端口连接，且连接端作为所述第一电信号的输出端；

所述第二电阻的第二端分别与所述第四电阻的第一端，所述第二开关的第一端以及所述待测装置的第二待测端口连接，且连接端作为所述第二电信号的输出端；

所述第一开关的第二端分别与所述第二开关的第二端以及所述第三开关的第一端连接；所述第三开关的第二端，所述第三电阻的第二端以及所述第四电阻的第二端均接地；

所述第一开关的控制端用于接收第一时钟信号，所述第二开关的控制端用于接收第二时钟信号，所述第一时钟信号和所述第二时钟信号为互补信号，所述第三开关保持为导通状态。

在一种实施方式中，所述信息提取电路包括：参考信号输出电路和比较电路；

所述参考信号输出电路用于产生第一参考信号和第二参考信号；

所述比较电路用于：基于所述第一电信号与所述第二电信号之间的电压差，以及所述第一参考信号与所述第二参考信号之间的电压差，确定出所述待测装置的当前状态。

在一种实施方式中，所述参考信号输出电路包括第五电阻，第六电阻，第七电阻，第八电阻，参考电阻，第四开关，第五开关以及第六开关；

所述第五电阻的第一端分别与所述第六电阻的第一端以及第一电源正极连接；

所述第五电阻的第二端分别与所述第七电阻的第一端，所述第四开关的第一端以及所述参考电阻的第一端连接，且连接端作为所述第一参考信号的输出端；

所述第六电阻的第二端分别与所述第八电阻的第一端，所述第五开关的第一端以及所述参考电阻的第二端连接，且连接端作为所述第二参考信号的输出端；

所述第四开关的第二端分别与所述第五开关的第二端以及所述第六开关的第一端连接；所述第六开关的第二端，所述第七电阻的第二端以及所述第八电阻的第二端均接地；

所述第四开关的控制端用于接收第一时钟信号，所述第五开关的控制端用于接收第二时钟信号，所述第六开关保持为导通状态，所述第一时钟信号和所述第二时钟信号为互补信号。

在一种实施方式中，所述比较电路包括差分转单端电路以及第一比较器；

所述差分转单端电路用于：基于所述第一电信号和所述第二电信号，输出用于反映所述第一电信号与所述第二电信号之间的电压差的第一比较信号；基于所述第一参考信号和所述第二参考信号，输出用于反映所述第一参考信号与所述第二参考信号之间的电压差的第二比较信号；

所述第一比较器的第一输入端用于接收所述第一比较信号，所述第一比较器的第二输入端用于接收所述第二比较信号，所述第一比较器的输出端作为所述比较电路的输出端。

在一种实施方式中，所述差分转单端电路包括：第七开关，第八开关，第九开关，第十开关，第十一开关，第九电阻以及第十电阻；

所述第七开关的第一端分别与所述第八开关的第一端以及所述第九电阻的第一端连接，且连接端作为所述第一比较信号的输出端；

所述第九开关的第一端分别与所述第十开关的第一端以及所述第十电阻的第一端连接，且连接端作为所述第二比较信号的输出端；

所述第九电阻的第二端分别与所述第十电阻的第二端以及所述第一电源正极连接，所述第七开关的第二端分别与所述第八开关的第二端，所述第九开关的第二端，所述第十开关的第二端以及所述第十一开关的第一端连接，所述第十一开关的第二端接地；

所述第七开关的控制端用于接收所述第一电信号，所述第八开关的控制端用于接收所述第二电信号，所述第九开关的控制端用于接收所述第一参考信号，所述第十开关的控制端用于接收所述第二参考信号，所述第十一开关保持为导通状态。

在一种实施方式中，所述信息提取电路周期性地进入工作状态。

在一种实施方式中，所述信息提取电路的驱动信号为时钟信号，以使得所述信息提取电路周期性地进入工作状态。

在一种实施方式中，所述待测装置为使用高速接口的高速接口芯片，所述第一待测端口和所述第二待测端口均为所述高速接口芯片的高速接口，且所述待测装置集成在所述高速接口芯片内部。

第二方面，本发明提供了一种高速接口芯片，包括如上述所述的负载检测电路。

应用本发明实施例所提供的技术方案，通过差分检测的方式可以有效地提高检测的准确性。具体的，差分信号输出电路与待测装置的第一待测端口以及待测装置的第二待测端口连接，用于：产生用于反映待测装置的第一待测端口的负载连接状态的第一电信号，以及用于反映待测装置的第二待测端口的负载连接状态的第二电信号。而信息提取电路与差分信号输出电路连接，便可以基于第一电信号与第二电信号之间的电压差，确定出待测装置的当前状态。可以看出，按照本申请方案的设计，信息提取电路能够有效地确定出待测装置的当前状态，即确定出待测装置的当前状态具体是空载状态还是带载状态，当待测装置为带载状态时，待测装置的第一待测端口和第二待测端口分别连接不同负载，或者，同一负载的两端分别与待测装置的第一待测端口和第二待测端口连接。特别是后者的这种带载情况，由于本申请的方案是基于第一电信号与第二电信号之间的电压差，确定出待测装置的当前状态，这种差分检测的方式，有效地提高了检测结果的准确性。

综上所述，本申请的方案可以有效地实现高速接口芯片的负载检测，提高检测的准确性。

附图说明

为了更清楚地说明本发明实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本发明的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。

图1为本发明中一种负载检测电路的结构示意图；

图2a为一种具体实施方式中的应用场景示意图；

图2b为另一种具体实施方式中的应用场景示意图；

图3为本发明一种具体实施方式中的差分信号输出电路的结构示意图；

图4为本发明一种具体实施方式中参考信号输出电路的结构示意图；

图5为本发明一种具体实施方式中比较电路的结构示意图。

具体实施方式

本发明的核心是提供一种负载检测电路，可以有效地实现高速接口芯片的负载检测，提高检测的准确性。

为了使本技术领域的人员更好地理解本发明方案，下面结合附图和具体实施方式对本发明作进一步的详细说明。显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。

请参考图1，图1为本发明中一种负载检测电路的结构示意图，该负载检测电路可以包括：差分信号输出电路10和信息提取电路20；

差分信号输出电路10与待测装置的第一待测端口以及待测装置的第二待测端口连接，用于：产生用于反映待测装置的第一待测端口的负载连接状态的第一电信号，以及用于反映待测装置的第二待测端口的负载连接状态的第二电信号；

信息提取电路20与差分信号输出电路10连接，用于：基于第一电信号与第二电信号之间的电压差，确定出待测装置的当前状态；

其中，待测装置的当前状态包括空载状态和带载状态，当待测装置为带载状态时，待测装置的第一待测端口和第二待测端口分别连接不同负载，或者，同一负载的两端分别与待测装置的第一待测端口和第二待测端口连接。

具体的，本申请的方案中，待测装置通常可以是Redriver，Retimer，SerDes等高速接口芯片，当然，其他具体场合中可以是其他类型的器件，并不影响本发明的实施。

差分信号输出电路10与待测装置的第一待测端口以及待测装置的第二待测端口连接，可以产生用于反映待测装置的第一待测端口的负载连接状态的第一电信号，以及用于反映待测装置的第二待测端口的负载连接状态的第二电信号。差分信号输出电路10的具体电路构成可以根据需要进行设定和调整，只要能够实现本申请的对其的功能需求即可，即要能够产生用于反映待测装置的第一待测端口的负载连接状态的第一电信号以及用于反映待测装置的第二待测端口的负载连接状态的第二电信号。

第一电信号反映了待测装置的第一待测端口的负载连接状态，第二电信号反映了待测装置的第二待测端口的负载连接状态，也就是说，随着待测装置的负载状态不同，第一电信号和第一电信号会相应的不同，因此，信息提取电路20便可以基于第一电信号和第二电信号，确定出待测装置的当前状态，即确定出待测装置的当前状态具体是空载状态还是带载状态。并且，信息提取电路20是基于第一电信号与第二电信号之间的电压差，确定出待测装置的当前状态，这种差分检测的方式，有利于降低共模干扰，提高检测的准确性。

本申请描述的待测装置的当前状态，包括空载状态和带载状态两种，而当待测装置为带载状态时，可参阅图2a，为一种具体实施方式中的应用场景示意图，图2a中，待测装置的第一待测端口和第二待测端口可以分别连接不同负载，即负载RL1和负载RL2，在图2a中，将待测装置的第一待测端口标记为outA，将待测装置的第二待测端口标记为outB。也可以参阅图2b，为另一种具体实施方式中的应用场景示意图，图2b中，同一负载的两端分别与待测装置的第一待测端口和第二待测端口连接，即负载RL3的两端分别连接至待测装置的第一待测端口outA和第二待测端口outB。特别是针对图2b这样的带载情况，由于本申请的方案是基于第一电信号与第二电信号之间的电压差，确定出待测装置的当前状态，这种差分检测的方式，有效地提高了本申请方案的负载检测的准确性。

可参阅图3，在本发明的一种具体实施方式中，差分信号输出电路10可以具体包括：第一电阻R1，第二电阻R2，第三电阻R3，第四电阻R4，第一开关S1，第二开关S2以及第三开关S3；

第一电阻R1的第一端分别与第二电阻R2的第一端以及第一电源正极连接；

第一电阻R1的第二端分别与第三电阻R3的第一端，第一开关S1的第一端以及待测装置的第一待测端口连接，且连接端作为第一电信号的输出端；

第二电阻R2的第二端分别与第四电阻R4的第一端，第二开关S2的第一端以及待测装置的第二待测端口连接，且连接端作为第二电信号的输出端；

第一开关S1的第二端分别与第二开关S2的第二端以及第三开关S3的第一端连接；第三开关S3的第二端，第三电阻R3的第二端以及第四电阻R4的第二端均接地；

第一开关S1的控制端用于接收第一时钟信号，第二开关S2的控制端用于接收第二时钟信号，第一时钟信号和第二时钟信号为互补信号，第三开关S3保持为导通状态。

该种实施方式中，由于第一时钟信号和第二时钟信号为互补信号，因此，第一开关S1和第二开关S2交替导通。第三开关S3保持为导通状态，用于提供偏置电流，即起到电流源的效果。第一电源正极在图3中标记为VDD，具体电压等级可以根据实际需要进行设定和调整。

图3中的各电阻的阻值可以根据实际需要进行设定和调整，并且由于本申请的方案实现的是差分检测，因此，通常需要设置为R1＝R2，R3＝R4，各个开关的型号通常也相同。图3中将第一电信号的输出端标记为Voutp，并且该端口需要与待测装置的第一待测端口连接，例如上文的图2a和图2b中，将待测装置的第一待测端口标记为outA。图3中将第二电信号的输出端标记为Voutn，并且该端口需要与待测装置的第二待测端口连接，例如上文的图2a和图2b中，将待测装置的第二待测端口标记为outB。

由电路结构可知，在空载状态下，|V

信息提取电路20的具体电路构成也可以根据实际需要进行设定和调整，在本发明的一种具体实施方式中，信息提取电路20可以包括：参考信号输出电路和比较电路；

参考信号输出电路用于产生第一参考信号和第二参考信号；

比较电路用于：基于第一电信号与第二电信号之间的电压差，以及第一参考信号与第二参考信号之间的电压差，确定出待测装置的当前状态。

该种实施方式考虑到，差分信号输出电路10所输出的第一电信号和第二电信号有效地反映出了待测装置的第一待测端口和第二待测端口的负载连接状态，只需要将第一电信号与第二电信号之间的电压差，与一个参考电压进行比较，便可以确定出当前的待测装置是空载状态还是带载状态，并且同样的，该种实施方式中，用来实现比较的这一参考电压也是通过差分的形式得到的，可以有效降低共模干扰，保障本申请方案的准确性。

具体的，该种实施方式中由参考信号输出电路产生第一参考信号和第二参考信号，比较电路便可以基于第一电信号与第二电信号之间的电压差，以及第一参考信号与第二参考信号之间的电压差，确定出待测装置的当前状态。

参考信号输出电路和比较电路的具体电路构成均可以根据实际需要进行设定和调整，可参阅图4，参考信号输出电路具体包括第五电阻R5，第六电阻R6，第七电阻R7，第八电阻R8，参考电阻Rref，第四开关S4，第五开关S5以及第六开关S6；

第五电阻R5的第一端分别与第六电阻R6的第一端以及第一电源正极连接；

第五电阻R5的第二端分别与第七电阻R7的第一端，第四开关S4的第一端以及参考电阻Rref的第一端连接，且连接端作为第一参考信号的输出端；

第六电阻R6的第二端分别与第八电阻R8的第一端，第五开关S5的第一端以及参考电阻Rref的第二端连接，且连接端作为第二参考信号的输出端；

第四开关S4的第二端分别与第五开关S5的第二端以及第六开关S6的第一端连接；第六开关S6的第二端，第七电阻R7的第二端以及第八电阻R8的第二端均接地；

第四开关S4的控制端用于接收第一时钟信号，第五开关S5的控制端用于接收第二时钟信号，第六开关S6保持为导通状态。该种实施方式中与前文实施方式中一样，均需要使用到第一时钟信号和与之互补的第二时钟信号。

该种实施方式考虑到，参考信号输出电路的设计，可以与差分信号输出电路10大体相当，可参阅图4所示，相较于图3，只需要增设1个参考电阻Rref即可。图4中，第一参考信号的输出端标记为Vrefp，第二参考信号的输出端标记为Vrefn。并且，通常会设置R5＝R6＝R1＝R2，R7＝R8＝R3＝R4。

该种实施方式中的参考信号输出电路相较于差分信号输出电路10，由于Vrefp与Vrefn之间连接的是阻值确定的参考电阻，因此，|V

在本发明的一种具体实施方式中于，比较电路可以具体包括差分转单端电路以及第一比较器；

差分转单端电路用于：基于第一电信号和第二电信号，输出用于反映第一电信号与第二电信号之间的电压差的第一比较信号；基于第一参考信号和第二参考信号，输出用于反映第一参考信号与第二参考信号之间的电压差的第二比较信号；

第一比较器的第一输入端用于接收第一比较信号，第一比较器的第二输入端用于接收第二比较信号，第一比较器的输出端作为比较电路的输出端。

该种实施方式考虑到，参考信号输出电路产生的是第一参考信号和第二参考信号，差分信号输出电路10产生的是第一电信号和第二电信号，而比较器通常是两个输入端的器件，即无法直接将第一参考信号，第二参考信号，第一电信号以及第二电信号发送至比较器，由比较器来比较|V

对此，该种实施方式中便设置了差分转单端电路，可以基于第一电信号和第二电信号，输出用于反映第一电信号与第二电信号之间的电压差的第一比较信号。并且，可以基于第一参考信号和第二参考信号，输出用于反映第一参考信号与第二参考信号之间的电压差的第二比较信号，进而再由第一比较器来比较第一比较信号和第二比较信号的大小关系。

在本发明的一种具体实施方式中，可参阅5，差分转单端电路可以具体包括：第七开关S7，第八开关S8，第九开关S9，第十开关S10，第十一开关S11，第九电阻R9以及第十电阻R10；

第七开关S7的第一端分别与第八开关S8的第一端以及第九电阻R9的第一端连接，且连接端作为第一比较信号的输出端；

第九开关S9的第一端分别与第十开关S10的第一端以及第十电阻R10的第一端连接，且连接端作为第二比较信号的输出端；

第九电阻R9的第二端分别与第十电阻R10的第二端以及第一电源正极连接，第七开关S7的第二端分别与第八开关S8的第二端，第九开关S9的第二端，第十开关S10的第二端以及第十一开关S11的第一端连接，第十一开关S11的第二端接地；

第七开关S7的控制端用于接收第一电信号，第八开关S8的控制端用于接收第二电信号，第九开关S9的控制端用于接收第一参考信号，第十开关S10的控制端用于接收第二参考信号，第十一开关S11保持为导通状态。

该种实施方式中，第一比较信号的输出端标记为on，第二比较信号的输出端标记为op。第十一开关S11保持为导通状态，用于提供偏置电流，相当于起到电流源的效果。R9通常设置为等于R10，且第七开关S7，第八开关S8，第九开关S9，第十开关S10的型号通常均相同。

由于第七开关S7的控制端和第八开关S8的控制端分别接收第一电信号Voutp和第二电信号Voutn，而第九开关S9的控制端和第十开关的控制端分别接收第一参考信号Vrefp和第二参考信号Vrefn，由电路连接关系可知，当第一电信号与第二电信号之间的差值的绝对值较大时，即|V

在本发明的一种具体实施方式中，信息提取电路20周期性地进入工作状态。

该种实施方式考虑到，信息提取电路20可以设置为周期性地进入工作状态，以使信息提取电路20无需持续工作，可以在一定程度上起到降低能耗的目的。

实现该目的的具体方式可以有多种，例如一种具体实施方式中，信息提取电路20的驱动信号可以为时钟信号，以使得信息提取电路20周期性地进入工作状态。

如上文的描述，本申请的待测装置通常可以为使用高速接口的高速接口芯片，第一待测端口和第二待测端口均为高速接口芯片的高速接口。并且在实际应用中，本申请的待测装置可以集成在高速接口芯片内部以提高集成度。

应用本发明实施例所提供的技术方案，通过差分检测的方式可以有效地提高检测的准确性。具体的，差分信号输出电路与待测装置的第一待测端口以及待测装置的第二待测端口连接，用于：产生用于反映待测装置的第一待测端口的负载连接状态的第一电信号，以及用于反映待测装置的第二待测端口的负载连接状态的第二电信号。而信息提取电路与差分信号输出电路连接，便可以基于第一电信号与第二电信号之间的电压差，确定出待测装置的当前状态。可以看出，按照本申请方案的设计，信息提取电路能够有效地确定出待测装置的当前状态，即确定出待测装置的当前状态具体是空载状态还是带载状态，当待测装置为带载状态时，待测装置的第一待测端口和第二待测端口分别连接不同负载，或者，同一负载的两端分别与待测装置的第一待测端口和第二待测端口连接。特别是后者的这种带载情况，由于本申请的方案是基于第一电信号与第二电信号之间的电压差，确定出待测装置的当前状态，这种差分检测的方式，有效地提高了检测结果的准确性。

综上所述，本申请的方案可以有效地实现高速接口芯片的负载检测，提高检测的准确性。

相应于上面的负载检测电路的实施例，本发明实施例还提供了一种高速接口芯片，可以包括如上述任一实施例中的负载检测电路，可与上文可相互对应参照，此处不再重复说明。

还需要说明的是，在本申请中，诸如第一和第二等之类的关系术语仅仅用来将一个实体或者操作与另一个实体或操作区分开来，而不一定要求或者暗示这些实体或操作之间存在任何这种实际的关系或者顺序。而且，术语“包括”、“包含”或者其任何其他变体意在涵盖非排他性的包含，从而使得包括一系列要素的过程、方法、物品或者设备不仅包括那些要素，而且还包括没有明确列出的其他要素，或者是还包括为这种过程、方法、物品或者设备所固有的要素。在没有更多限制的情况下，由语句“包括一个……”限定的要素，并不排除在包括所述要素的过程、方法、物品或者设备中还存在另外的相同要素。

本领域技术人员还可以进一步意识到，结合本申请中所公开的实施例描述的各示例的单元及算法步骤，能够以电子硬件、计算机软件或者二者的结合来实现，为了清楚地说明硬件和软件的可互换性，在上述说明中已经按照功能一般性地描述了各示例的组成及步骤。这些功能究竟以硬件还是软件方式来执行，取决于技术方案的特定应用和设计约束条件。专业技术人员可以对每个特定的应用来使用不同方法来实现所描述的功能，但是这种实现不应认为超出本发明的范围。

本申请中应用了具体个例对本发明的原理及实施方式进行了阐述，以上实施例的说明只是用于帮助理解本发明的技术方案及其核心思想。应当指出，对于本技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明原理的前提下，还可以对本发明进行若干改进和修饰，这些改进和修饰也落入本发明的保护范围内。