CN112702176B - 一种i2c总线供电控制电路、控制方法及芯片 - Google Patents

Abstract

本发明实施例公开一种I2C总线供电控制电路、控制方法及芯片，涉及半导体技术领域，便于准确控制有源上拉电路的开启时间。所述I2C总线供电控制电路包括：采样电路，用于获取总线的电信号值；开关控制电路，用于根据所述总线的电信号值与预设参考值的比较结果，确定所述开关器件开关量控制信号，将所述开关量控制信号发送至所述开关器件控制端；开关器件，用于根据所述开关量控制信号导通或关断，以控制总线供电。本发明适用于支持I2C总线通信的集成电路或设备中。

Description

一种I2C总线供电控制电路、控制方法及芯片

技术领域

本发明涉及半导体技术领域，尤其涉及一种I2C总线供电控制电路、控制方法及芯片。

背景技术

I2C(Inter-Integrated Circuit)总线是一种用于连接微控制器及其外围设备的通信协议总线，其主要用于传输串行数据(Serial data)。随着半导体技术的发展，串行数据在I2C总线器件间传输速率可高达3.4Mbit/s(高速HS模式)的位速率，而接口电路的生产成本几乎没有增加。

I2C总线为开漏(open-drain，简单说就是MOS管的漏极开路)结构，需要接上拉电阻，其总线上升时间主要由总线上的电容负载和上拉电阻值决定。但是，对于I2C高速模式，仅利用外部上拉电阻无法满足I2C总线的电平上升时间，即无法达到高速模式。

发明人在实现本发明创造的过程中发现：一些现有技术中，利用在I2C总线上连接有源上拉供电模块(即有源上拉电路，Active pull-up circuit)，用于加速总线上拉充电速度，以实现高速模式；但是，有源上拉供电模块开启时间过短，不能有效加速总线上拉，而开启时间过长，又会增加平均功耗。

发明内容

有鉴于此，本发明实施例提供一种I2C总线供电控制电路、控制方法及芯片，便于准确控制有源上拉电路的开启时间。

为达到上述发明目的，采用如下技术方案：

第一方面，本发明实施例提供一种I2C总线供电控制电路，包括：采样电路、开关控制电路及开关器件，所述采样电路的输入端与总线连接，所述采样电路的输出端与所述开关控制电路的输入端连接，所述开关控制电路的输出端与所述开关器件的控制端连接，所述开关器件的输入端连接有供电电源，所述开关器件的输出端与所述总线连接；所述采样电路，用于获取所述总线的电信号值；所述开关控制电路，用于根据所述总线的电信号值与预设参考值的比较结果，确定所述开关器件的开关量控制信号；将所述开关量控制信号发送至所述开关器件的控制端；所述开关器件，用于根据所述开关量控制信号导通或关断。

结合第一方面，在第一方面的第一种实施方式中，所述采样电路，具体用于获取所述总线的电流值；所述开关控制电路包括电流电压转换单元及开关量确定单元；所述电流电压转换单元，用于将所述总线的电流值转换为所述总线的电压值；所述开关量确定单元，用于根据所述总线的电压值与预设参考值的比较结果，确定所述开关器件的开关量控制信号，其中所述预设参考值为预设电压阈值。

结合第一方面、第一方面的第一种实施方式，在第一方面的第二种实施方式中，所述获取所述总线的电信号值，包括：获取所述总线的电压值；所述开关控制电路包括开关量确定单元，包括：所述开关量确定单元，用于根据所述总线的电压值与预设参考值的比较结果，确定所述开关器件的开关量控制信号，其中所述预设参考值为预设电压阈值。

结合第一方面的第一或第二种实施方式，在第一方面的第三种实施方式中，

所述开关量确定单元，还用于从所述总线的电压值中读取所述总线在第一时刻的第一电压值与所述总线在第二时刻的第二电压值；将所述第一电压值与所述第二电压值进行求差运算；将所述求差运算的结果与所述预设电压阈值进行比较运算，得到比较结果；基于所述比较结果确定所述开关器件开关量控制信号。

结合第一方面的第一至第三任一种实施方式，在第一方面的第四种实施方式中，

所述开关控制电路包括开关量确定单元；所述开关量确定单元，用于若判断所述电信号值大于所述预设参考值，则确定所述开关器件开关量控制信号为导通信号；若判断所述电信号值小于或等于所述预设参考值，则确定所述开关器件开关量控制信号为关断信号。

第二方面，本发明实施例提供一种I2C总线供电控制方法，所述总线至少一个供电端连接有有源开关器件；所述方法包括步骤：获取所述总线的电信号值；根据所述总线的电信号值与预设参考值的比较结果，确定所述开关器件的开关量控制信号；将所述开关量控制信号发送至所述开关器件的控制端，以使所述开关器件根据所述开关量控制信号导通或关断。

结合第二方面，在第二方面的第一种实施方式中，所述获取所述总线的电信号值，包括：获取所述总线的电流值；所述根据所述总线的电信号值与预设参考值的比较结果，确定所述开关器件的开关量控制信号，包括：将所述总线的电流值转换为所述总线的电压值；根据所述总线的电压值与预设参考值的比较结果，确定所述开关器件的开关量控制信号，其中所述预设参考值为预设电压阈值。

结合第二方面的第一种实施方式，在第二方面的第二种实施方式中，所述获取所述总线的电信号值，包括：获取所述总线的电压值；所述根据所述总线的电信号值与预设参考值的比较结果，确定所述开关器件的开关量控制信号，包括：根据所述总线的电压值与预设参考值的比较结果，确定所述开关器件的开关量控制信号，其中所述预设参考值为预设电压阈值。

结合第二方面的第一或第二种实施方式，在第二方面的第三种实施方式中，所述根据所述总线的电压值与预设参考值的比较结果，确定所述开关器件的开关量控制信号包括：从所述总线的电压值中读取所述总线在第一时刻的第一电压值与所述总线在第二时刻的第二电压值；将所述第一电压值与所述第二电压值进行求差运算；将所述求差运算的结果与所述预设电压阈值进行比较运算，得到比较结果；

基于所述比较结果确定所述开关器件开关量控制信号。

结合第二方面的第一至第三任一种实施方式，在第二方面的第四种实施方式中，所述根据所述总线的电压值与预设参考值的比较结果，确定所述开关器件的开关量控制信号包括：若判断所述电信号值大于所述预设参考值，则确定所述开关器件开关量控制信号为导通信号；若判断所述电信号值小于或等于所述预设参考值，则确定所述开关器件开关量控制信号为关断信号。

第三方面，本发明还实施例提供一种电子设备，具有I2C总线接口及用于向I2C总线接口供电的供电模块，所述供电模块包括第一方面任一所述的I2C总线供电控制电路，所述供电控制电路的采样电路的输入端与开关器件的输出端分别与所述总线接口连接。

结合第三方面，在第三方面的第一种实施方式中，所述电子设备为芯片。

本发明实施例提供的一种I2C总线供电控制电路、控制方法及芯片，通过采样电路获取总线电信号值，所述开关控制电路根据所述总线的电信号值与预设参考值的比较结果，确定所述开关器件开关量控制信号，将所述开关量控制信号发送至所述开关器件控制端；所述开关器件根据所述开关量控制信号导通或关断，以控制总线供电。由于基于实时采集的总线电信号值确定的控制信号，对I2C总线供电端有源上拉电路的导通开启与关断时间进行控制，便于准确控制有源上拉电路的开启时间，从而既能自适应I2C总线上电容负载加速充电的要求，又能有效节省功耗。

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它的附图。

图1为本发明I2C总线供电控制电路一种实施例电路示意框图；

图2A为本发明I2C总线供电控制电路一实施例电路示意框图；

图2B为本发明I2C总线供电控制电路另一实施例电路示意框图；

图3本发明I2C总线供电控制电路一种实施例电路拓扑示意图；

图4为具有本发明一实施例I2C总线供电控制电路的主、从设备基于I2C总线通信电路示意图；

图5为图4中主、从设备间通信过程信号传输与握手示意图；

图6A为现有的一些实施例的I2C总线信号变化波形示意图；

图6B为基于本发明I2C总线供电控制电路的一些实施例I2C总线信号变化波形示意图；

图7为本发明I2C总线供电控制电方法一实施例流程示意图；

图8为本发明I2C总线供电控制电方法又一实施例流程示意图；

图9为本发明I2C总线供电控制电方法再一实施例流程示意图；

图10为本发明I2C总线供电控制电方法又一实施例流程示意图；

图11为本发明I2C总线供电控制电方法再一实施例流程示意图。

具体实施方式

下面结合附图对本发明实施例进行详细描述。

应当明确，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作出创造性劳动前提下所获得的所有其它实施例，都属于本发明保护的范围。

本发明实施例提供的I2C总线供电控制电路，适用于芯片(有时也称为集成电路，Integrated circuit)开发与设计中，具体是支持I2C总线通信的集成电路或设备中。便于实现I2C总线高速模式，且可以自适应控制平均功耗。

实施例一

图1为本发明I2C总线供电控制电路一种实施例电路示意框图；参看图1所示，所述I2C总线供电控制电路包括：采样电路、开关控制电路及开关器件。

I2C总线物理连接简单，分别由SDA(串行数据线)和SCL(串行时钟线)及上拉电阻组成。通信原理是通过对SCL和SDA线高低电平时序的控制，来产生I2C总线协议所需要的信号进行数据的传递。在总线空闲状态时，这两根线一般被上面所接的上拉电阻拉高，保持着高电平。

I2C总线上连接的器件、电路或设备之间通过该总线传输信息，其中，发送信息的器件、电路或设备为主设备或主机，接收信息的器件、电路或设备为从设备或从机。

为了便于描述，图中仅示意了其中I2C总线的数据线SDA，可以理解的是，串行时钟线SCL也适用本发明实施例的方案。

所述采样电路输入端用于与总线连接，采样电路输出端与所述开关控制电路输入端连接，所述开关控制电路输出端与所述开关器件控制端连接，所述开关器件输入端连接有供电电源，所述开关器件输出端用于与所述总线连接。

其中，所述采样电路，用于获取总线的电信号值。开关控制电路，用于根据所述总线的电信号值与预设参考值的比较结果，确定所述开关器件开关量控制信号，将所述开关量控制信号发送至所述开关器件的控制端。

所述电信号可以包括电流信号或电压信号。

在一些实施例中，所述预设参考值为预设电压阈值，也称为预设阈值电压(Threshold voltage，VTH)。

参看图2A所示，在一些实施例中，所述电信号值为电流值；所述采样电路，具体用于获取所述总线的电流值。

所述开关控制电路包括电流电压转换单元及开关量确定单元；所述电流电压转换单元，用于将所述总线的电流值转换为所述总线的电压值；所述开关量确定单元，用于根据所述总线的电压值与预设参考值的比较结果，确定所述开关器件的开关量控制信号。

在一些实施例中，所述预设电压阈值为电源地电压，即0v；在获取到所述总线的电流值之后，将电流转换成电压，具体可以采用采样电阻将采集的电流值转换成电压值，以便于开关控制电路间接实现根据总线电流值与设预设电压值比较确定开关量控制信号。

参看图2B所示，在一些实施例中，所述电信号可以包括电压信号，采样电路还用于直接获取I2C总线的电压值，这样就不需要进行电流电压的转换过程，在一定程度上可以提高供电控制的时效性。

在获取到所述总线的电压值之后，所述开关量确定单元，用于根据所述总线的电压值与预设参考值的比较结果，确定所述开关器件的开关量控制信号。

所述开关控制电路在确定出开关量控制信号之后，还用于将所述开关量控制信号发送至所述开关器件的控制端；所述开关器件，在接收到所述开关量控制信号之后，用于根据所述开关量控制信号导通或关断，以控制总线供电。

所述开关器件为金属(metal)-氧化物(oxide)-半导体(semiconductor)场效应晶体管，简称MOS管；也可以为三极管。为便于叙述清楚起见，下文中如果出现术语“MOS管”，未有特别说明，即指代开关器件。

可以理解的是，在I2C总线上会连接有一些电容(图中未示意出)，由于通过低阻抗的有源上拉电路(即包括本实施中的开关器件)对I2C总线线路电容进行充电的速率，远大于仅通过外部上拉电阻向I2C总线供电的速率。因此，通过本实施例的供电控制电路，对总线上的电容进行充电，将使所有支持I2C通信的电路或设备之间的总线传输速率加速，以便于实现I2C通信高速模式。

本发明实施例提供的I2C总线供电控制电路，通过采样电路获取总线的电信号值，所述开关控制电路根据所述总线的电信号值与预设参考值的比较结果，确定所述开关器件开关量控制信号，将所述开关量控制信号发送至所述开关器件控制端；所述开关器件根据所述开关量控制信号导通或关断，以控制总线供电。由于基于实时采集的总线电信号值确定的控制信号，对I2C总线供电端有源上拉电路的导通开启与关断时间进行控制，便于准确控制有源上拉电路的开启时间，从而既能自适应I2C总线上电容负载加速充电的要求，又能有效节省功耗。

参看图1至图3所示，在一些实施例中，所述供电控制电路还包括下拉电路，所述下拉电路上端用于连接所述I2C总线，所述下拉电阻下端接电源地。其中，所述下拉电路包括NMOS管NGO及电阻Rs；所述NMOS管NGO为开关器件，所述电阻Rs主要起到限流保护作用。当上拉开关器件关闭时，发送控制信号给下拉电路使下拉开关器件(为便于区别描述，下拉电路的开关器件称为下拉开关器件)导通，电流由下向上向I2C总线上电容供电，维持总线低电平状态。

参看图3所示，在一些实施例中，所述开关量确定单元可以包括比较器或运算放大器COMPO，比较器或运算放大器COMPO分别包括同相输入端+、反相输入端-及输出端，其中，采样电路还用于将所述总线的电流大小转换成电压值；或者，直接获取总线的电压值，之后输出至所述开关控制电路的同相输入端与反相输入端。

本实施例中，经过电压值与阈值电压比较后，输出高电平或低电平，即输出开关量控制信号1或0。具体地，所述开关量确定单元，具体在基于所述电压值与预设电压阈值进行比较运算之后，用于若判断所述电信号值大于所述预设参考值，则确定所述开关器件开关量控制信号为导通信号，即高电平1。若判断所述电信号值小于或等于所述预设参考值，则确定开关器件开关量控制信号为关断信号，即低电平0；其中，所述预设参考值为预设电压阈值。

对于所述预设参考值为预设电压阈值的情况，在另一些确定开关控制量以实现对I2C总线供电控制的实施例中，所述开关量确定单元，还用于从所述总线的电压值中读取所述总线在第一时刻的第一电压值与所述总线在第二时刻的第二电压值；将所述第一电压值与第二电压值进行求差运算；将所述求差运算的结果与预设电压阈值进行比较运算，得到比较结果；基于所述比较结果确定所述开关器件开关量控制信号。

本实施例中，开关控制电路通过读取所述总线在不同时刻的电压值，根据不同时刻电压值的差值与预设电压阈值进行比较，确定出I2C总线的供电状态，例如，预设电压阈值为0；若第一电压值与第二电压值的差值为负数，即电压在升高，则表明I2C总线正处于供电模式下为总线上电容进行充电状态，开关控制电路输出开关导通开启信号；反之则表明I2C总线上电容处于放电状态，开关控制电路输出开关断开信号。

在一些实施例中，也可以直接比较不同时刻获取的第一电压值与第二电压值，其中，假设第一时刻小于第二时刻，若第一电压值大于第二电压值，则确定电压在升高，表明I2C总线正处于供电模式下为总线上电容进行充电状态，开关控制电路输出开关导通开启信号；反之，则确定电压在下降，表明I2C总线上电容处于放电状态，开关控制电路输出开关断开信号。

当然，在前述的实施例中，预设电压阈值为0v时，实质也相当于第一电压值与第二电压值进行比较大小来确定开关量控制信号。

需要说明的是，本实施例在进行求差运算时，第一电压值为减数，第二电压值为被减数。

可以理解的是，也可将减数与被减数调换，即第二电压值为减数，第一电压为被减数；在调换之后，确定开关控制量的标准与前述判定标准相反，即若差值为正数，开关控制电路输出开关导通开启信号；反之，则为开关断开信号。

在又一些确定开关控制量以实现对总线供电控制的实施例中，所述预设参考值为预设电压斜率阈值；所述采样电路，还用于获取总线的电压值，或者将所述总线的电流大小转换成电压值。

所述开关控制电路，具体用于读取采样的总线在第一时刻的第一电压值与第二时刻的第二电压值；对第一时刻及第二时刻的电压变化进行微分得到电压斜率；将所述电压斜率与预设电压斜率阈值进行比较运算，得到比较结果；基于所述比较结果确定所述开关器件开关量控制信号。

所谓电压斜率是表征信号上升沿或下降沿的陡峭度，根据电压斜率也可以确定出信号是处于上升沿还是下降沿。例如，电压斜率大于0，处于上升沿，电压斜率小于0，处于下降沿。

本发明实施例中，通过获取总线一定时间间隔的电压斜率，可以确定出总线上电容充放电状态，进而控制上拉MOS管MPO的开启与关闭。若电压斜率大于0，正处于充电状态，输出开关器件开启信号，开启上拉MOS管MPO；反之，则输出开关器件关断信号，关闭上拉MOS管MPO。其中，上拉MOS管为PMOS管。

在一些可实现的实施例中，所述开关量确定单元包括：比较器或运算放大器COMPO与反相器INVO，所述采样电路包括采样电阻Rt，所述比较器或运算放大器COMPO的同相输入端与反相输入端分别连接于采样电阻Rt两端，所述比较器或运算放大器COMPO的输出端通过反相器INVO与所述开关器件MOS管MPO的控制端连接。

如图3所示，在另一些实施例中，所述开关控制电路包括：比较器或运算放大器COMPO与反相器INVO，所述采样电路包括采样电阻Rt，所述比较器或运算放大器COMPO的同相输入端与反相输入端分别连接于采样电阻Rt两端，所述比较器或运算放大器COMPO的输出端通过反相器INVO与所述开关器件的控制端连接；所述采样电路接地端串联有电容Ct，所述电容Ct的下极板接地。

本实施例中，通过在采样电路，具体为采样电阻Rt接地端串联电容Ct，一则可以降低采样电阻Rt的漏电流；二则可以使采样电阻Rt选择较小阻值的电阻实现。当然，该电容在一定程度上也起到低通滤波的作用。

当所述开关控制电路包括比较器时，所述比较器优选为迟滞比较器，也称为滞回比较器。通过选用迟滞比较器可以增强总线的抗干扰能力。

在一些实施例中，所述开关控制电路，还用于在获取所述总线的电信号值之后，基于比较结果确定电流的方向。具体地，可以直接通过电信号值与预设参考值进行比较确定；也可以将电流转换成电压，或者直接获取电压，基于电压与预设参考值(这里是预设电压阈值)进行比较确定。

示例性地，在开关量确定单元包括比较器或运算放大器COMPO的实施例中，参看图3所示，比较器或运算放大器COMPO进行电压比较后，若ΔV＞0，则确定电流ic方向向下，输出低电平0，经过反相器INVO后输出高电平1，MOS管MPO导通，向I2C总线供电；若ΔV＜0，则确定电流ic方向向上，输出高电平1；若ΔV＝0，则电流ic＝0，输出高电平1。经过反相器INVO后输出低电平0，MOS管MPO关断，仅依靠外部上拉电阻向I2C总线供电。

为了帮助理解本发明实施例技术方案及技术效果，结合一具体基于I2C总线通信实例对主、从设备间的通信过程说明如下：

图4为具有本发明一实施例I2C总线供电控制电路的主、从设备基于I2C

总线通信电路示意图；图5为图4中主、从设备间通信过程信号传输与握手示意图。参看图4及图5所示，一般地，I2C总线通信包括数据传输和握手；在数据传输与握手过程中，所述供电控制电路控制I2C总线供电。以数据线SDA为例，具体如图4所示，t0～t2为数据传输阶段，t2时刻为握手阶段。t0时刻，主设备Master控制信号NGO从0-＞1，从设备Slave控制信号NG1＝0，数据线SDA电压从VCC-＞0，此时ic电流方向向上，ΔV＜0，PGO＝1，上拉MOS管MPO关闭，上拉MOS管MPO不会对数据线SDA上的电容进行快速充电。

t1时刻，主设备Master控制信号NGO从1-＞0，从设备Slave控制信号NG1＝0，数据线SDA从0-＞1，此时ic电流方向向下，ΔV＞0，PGO＝0，上拉MOS管MPO开启，上拉MOS管MPO对总线SDA上的电容进行快速充电。

当总线电压上升至VCC附近，此时ic≈0，ΔV≈0(电压斜率也接近0)，通过迟滞比较器输出为0，则PGO＝1，上拉MOS管MPO关闭。t2时刻，主设备Master控制信号NG从1-＞0，Slave控制信号从0-＞1，此时数据线SDA维持低电平，ic≈0，ΔV≈0，上拉MOS管MPO关闭。

根据图6A与图6B的对比可知，图6A的上升沿与下降沿的陡峭度均小于图6B中上升沿与下降沿的陡峭度。因此，基于本发明实施例提供的I2C总线供电控制方法，可以加速I2C总线上拉的速度。

本发明实施例提供的I2C总线供电控制方法，通过检测I2C总线电信号值以确定是否开启有源上拉电路(具体为有源上拉开关器件)，无需额外控制信号。可以较为准确地控制有源上拉电路的开启时间与关断时间，在加速I2C总线上拉的同时，可以节省功耗。

实施例二

本发明还实施例提供一种I2C总线供电控制方法，适用于支持I2C总线通信的集成电路及设备中，便于准确控制有源上拉电路的开启时间，在实现I2C总线高速模式的同时，有利于降低平均功耗。

图7为本发明I2C总线供电控制电方法一实施例流程示意图；参看图1及图7所示，所述I2C总线至少一个供电端连接有有源开关器件；所述方法包括步骤：

S110、获取所述总线的电信号值；

S120、根据所述总线的电信号值与预设参考值的比较结果，确定开关器件开关量控制信号；

S130、将所述开关量控制信号发送至所述开关器件控制端，以使所述开关器件根据所述开关量控制信号导通或关断。

本发明实施例提供的I2C总线供电控制方法，通过获取I2C总线的电信号值，根据所述总线的电信号值与预设参考值的比较结果，确定开关器件开关量控制信号；将所述开关量控制信号发送至所述开关器件控制端，以使所述开关器件根据所述开关量控制信号导通或关断，以控制总线供电。由于基于采集的I2C总线电信号值确定的控制信号，对I2C总线供电端有源上拉电路的导通开启与关断时间进行控制，便于准确控制有源上拉电路的开启时间，从而既能自适应I2C总线上电容负载加速充电的要求，又能有效节省功耗。

图8为本发明I2C总线供电控制电方法再一实施例流程示意图；参看图8所示，在又一些实施例中，所述预设参考值为预设电压阈值，所述S110、获取所述总线的电信号值，包括：S111A、获取所述总线的电流值；

其中，步骤S120、所述根据所述总线的电信号值与预设参考值的比较结果，确定所述开关器件的开关量控制信号，包括：

S122、将所述总线的电流值转换为所述总线的电压值；

S124、根据所述总线的电压值与预设参考值的比较结果，确定所述开关器件的开关量控制信号。

如前所述，在一些可替代实施例中，参看图9所示，图8中的方法S111A也可以为S111B：获取所述总线的电压值。例如，直接对所述总线电压进行采样，这样就可以减少后续信号处理的步骤，有利于提高开关控制的时效性。

步骤S120、所述根据所述总线的电信号值与预设参考值的比较结果，确定所述开关器件的开关量控制信号，包括：S124、根据所述总线的电压值与预设参考值的比较结果，确定所述开关器件的开关量控制信号。

在本实施例中，具体地，所述根据所述总线的电压值与预设参考值的比较结果，确定所述开关器件的开关量控制信号包括：

若判断所述电信号值大于所述预设参考值，则确定所述开关器件开关量控制信号为导通信号；

若判断所述电信号值小于或等于所述预设参考值，则确定所述开关器件开关量控制信号为关断信号。

图10为本发明I2C总线供电控制电方法又一实施例流程示意图；参看图10所示，在又一些实施例中，所述S120、根据所述总线的电压值与预设参考值的比较结果，确定所述开关器件的开关量控制信号还包括：S123B、从所述总线的电压值中读取所述总线在第一时刻的第一电压值与所述总线在第二时刻的第二电压值；S125B、将所述第一电压值与第二电压值进行求差运算；S127B、将所述求差运算的结果与预设电压阈值进行比较运算，得到比较结果；S129B、基于所述比较结果确定所述开关器件的开关量控制信号。

其中，第一时刻小于第二时刻，第一电压值为减数，第二电压值为被减数。具体地，所述步骤S127B、将所述求差运算结果与预设电压阈值进行比较运算，得到比较结果包括：若判断所述求差结果大于或等于所述预设电压阈值，则确定开关器件开关量控制信号为关闭；若判断所述求差结果小于所述预设电压阈值，则确定开关器件开关量控制信号为开启。例如，预设电压阈值为0V，求差结果为正数或0，即大于或等于预设电压阈值，则确定开关控制量为关闭；求差结果若为负数，即小于预设电压阈值，则确定开关控制量为开启。

图11为本发明I2C总线供电控制电方法再一实施例流程示意图；参看图11所示，在一些实施例中，所述预设参考值为预设电压斜率阈值；所述根据所述总线的电压值与预设参考值的比较结果，确定所述开关器件的开关量控制信号包括：S123C、从所述总线的电压值中读取采样的总线在第一时刻的第一电压值与第二时刻的第二电压值；S125C、对第一时刻及第二时刻的电压变化进行微分得到电压斜率；S127C、将所述电压斜率与预设电压斜率阈值进行比较运算，得到比较结果；S129C、基于所述比较结果确定所述开关器件开关量控制信号。

在又一些实施例中，在将所述开关量控制信号发送至所述开关器件控制端之前，所述方法还包括：将所述开关量控制信号的相位翻转180度。

具体可在比较器、运算放大器等输出端连接反相器INVO实现信号的相位翻转。

对于本发明提供的各实施例而言，由于与实施例一基于相同的技术构思，其技术方案与技术效果基本相同，相关之处可以相互参见，为叙述清楚、简要起见，就不再赘述。

实施例三

基于与实施例一和二相同的技术构思，本发明实施例提供了一种电子设备，具有I2C总线接口及用于向I2C总线接口供电的供电模块，所述供电模块包括实施例一任一所述的I2C总线供电控制电路，所述供电控制电路的采样电路的输入端与开关器件的输出端分别与所述总线接口连接。

所述电子设备可以包括但不限于芯片。

本发明实施例提供的电子设备，支持I2C通信，通过上拉有源器件可以实现对I2C总线上电容的快速充电，且通过所述总线供电控制电路可准确判断出I2C总线是否需要开启，以加速I2C总线关上拉过程，实现I2C总线高速模式；还可以在上拉充电接近饱和时，准确及时关闭有源开关器件，从而可以降低功耗。

需要说明的是，在本文中，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。

本说明书中的各个实施例均采用相关的方式描述，各个实施例之间相同或相似的部分互相参见即可，每个实施例重点说明的都是与其他实施例的不同之处。

为了描述的方便，描述以上继电器控制系统是以功能分为各种功能单元/电路/模块分别描述。当然，在实施本发明时可以把各单元/模块的功能在同一个或多个软件和/或硬件中实现。

本领域普通技术人员可以理解实现上述实施例方法中的全部或部分流程，是可以通过计算机程序来指令相关的硬件来完成，所述的程序可存储于一计算机可读取存储介质中，该程序在执行时，可包括如上述各方法的实施例的流程。其中，所述的存储介质还可为磁碟、光盘、只读存储记忆体(Read-Only Memory，ROM)或随机存储记忆体(Random AccessMemory，RAM)等。

以上所述，仅为本发明的具体实施方式，但本发明的保护范围并不局限于此，任何熟悉本技术领域的技术人员在本发明揭露的技术范围内，可轻易想到的变化或替换，都应涵盖在本发明的保护范围之内。因此，本发明的保护范围应以权利要求的保护范围为准。

Claims (12)

1.一种I2C总线供电控制电路，其特征在于，适用于芯片中，包括：采样电路、开关控制电路及开关器件，所述采样电路的输入端与总线连接，所述采样电路的输出端与所述开关控制电路的输入端连接，所述开关控制电路的输出端与所述开关器件的控制端连接，所述开关器件的输入端连接有供电电源，所述开关器件的输出端与所述总线连接；

所述采样电路，用于获取所述总线的电信号值；

所述开关控制电路，用于根据所述总线的电信号值与预设参考值的比较结果，确定所述开关器件的开关量控制信号；

将所述开关量控制信号发送至所述开关器件的控制端；

所述开关器件，用于根据所述开关量控制信号导通或关断，以准确控制有源上拉电路的开启时间，其中，所述有源上拉电路主要由所述开关器件的输入端连接供电电源构成。

2.根据权利要求1所述的控制电路，其特征在于，所述采样电路，具体用于获取所述总线的电流值；

所述开关控制电路包括电流电压转换单元及开关量确定单元；

所述电流电压转换单元，用于将所述总线的电流值转换为所述总线的电压值；

所述开关量确定单元，用于根据所述总线的电压值与预设参考值的比较结果，确定所述开关器件的开关量控制信号，其中所述预设参考值为预设电压阈值。

3.根据权利要求1所述的控制电路，其特征在于，所述获取所述总线的电信号值，包括：获取所述总线的电压值；

所述开关控制电路包括开关量确定单元，包括：

所述开关量确定单元，用于根据所述总线的电压值与预设参考值的比较结果，确定所述开关器件的开关量控制信号，其中所述预设参考值为预设电压阈值。

4.根据权利要求2或3所述的控制电路，其特征在于，所述开关量确定单元，还用于从所述总线的电压值中读取所述总线在第一时刻的第一电压值与所述总线在第二时刻的第二电压值；

将所述第一电压值与所述第二电压值进行求差运算；

将所述求差运算的结果与所述预设电压阈值进行比较运算，得到比较结果；

基于所述比较结果确定所述开关器件开关量控制信号。

5.根据权利要求1所述的控制电路，其特征在于，所述开关控制电路包括开关量确定单元；

所述开关量确定单元，用于若判断所述电信号值大于所述预设参考值，则确定所述开关器件开关量控制信号为导通信号；

若判断所述电信号值小于或等于所述预设参考值，则确定所述开关器件开关量控制信号为关断信号。

6.一种I2C总线供电控制方法，其特征在于，适用于芯片中，所述总线至少一个供电端连接有有源开关器件；所述方法包括步骤：

获取所述总线的电信号值；

根据所述总线的电信号值与预设参考值的比较结果，确定所述开关器件的开关量控制信号；

将所述开关量控制信号发送至所述开关器件的控制端，以使所述开关器件根据所述开关量控制信号导通或关断，以准确控制有源上拉电路的开启时间，其中，所述有源上拉电路主要由所述有源开关器件构成。

7.根据权利要求6所述的控制方法，其特征在于，所述获取所述总线的电信号值，包括：获取所述总线的电流值；

所述根据所述总线的电信号值与预设参考值的比较结果，确定所述开关器件的开关量控制信号，包括：

将所述总线的电流值转换为所述总线的电压值；

根据所述总线的电压值与预设参考值的比较结果，确定所述开关器件的开关量控制信号，其中所述预设参考值为预设电压阈值。

8.根据权利要求6所述的控制方法，其特征在于，所述获取所述总线的电信号值，包括：获取所述总线的电压值；

所述根据所述总线的电信号值与预设参考值的比较结果，确定所述开关器件的开关量控制信号，包括：

根据所述总线的电压值与预设参考值的比较结果，确定所述开关器件的开关量控制信号，其中所述预设参考值为预设电压阈值。

9.根据权利要求7或8所述的控制方法，其特征在于，所述根据所述总线的电压值与预设参考值的比较结果，确定所述开关器件的开关量控制信号包括：

从所述总线的电压值中读取所述总线在第一时刻的第一电压值与所述总线在第二时刻的第二电压值；

将所述第一电压值与所述第二电压值进行求差运算；

将所述求差运算的结果与所述预设电压阈值进行比较运算，得到比较结果；

基于所述比较结果确定所述开关器件的开关量控制信号。

10.根据权利要求6所述的控制方法，其特征在于，所述根据所述总线的电压值与预设参考值的比较结果，确定所述开关器件的开关量控制信号包括：

若判断所述电信号值大于所述预设参考值，则确定所述开关器件开关量控制信号为导通信号；

若判断所述电信号值小于或等于所述预设参考值，则确定所述开关器件开关量控制信号为关断信号。

11.一种电子设备，其特征在于，具有I2C总线接口及用于向I2C总线接口供电的供电模块，所述供电模块包括权利要求1至5任一所述的I2C总线供电控制电路，所述供电控制电路的采样电路的输入端与开关器件的输出端分别与所述总线接口连接。

12.根据权利要求11所述的电子设备，其特征在于，所述电子设备为芯片。

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