低功耗设计：Level Shift的种类（以SAED EDK 32/28nm工艺库为例）
在多电压设计中，当信号从一个电压域跨越到另一个电压域时，需要使用电压转换器(Level Shift)。它的工作方式类似于缓冲器，但其输入和输出使用不同的电压，作用是将一个逻辑信号从一个电压转换为另一个电压，并在输入到输出之间实现尽可能小的延迟。
本文将以Synopsys开源工艺库SAED(Synopsys Armenia Educational Department) EDK为例介绍电压转换器的种类。
表1列出了本文中涉及到的所有电压转换器，单元名中的*表示驱动强度(1、2、4、8)。
表1 电压转换器
| 单元名 | 单元描述 |
| LSUPX* | 低到高电压转换器 |
| LSDNX* | 高到低电压转换器 |
| LSUPENX* | 带使能端（高电平钳位）的低到高电压转换器 |
| LSDNENX* | 带使能端（高电平钳位）的高到低电压转换器 |
| LSUPENCLX* | 带使能端（低电平钳位）的低到高电压转换器 |
| LSDNENCLX* | 带使能端（低电平钳位）的高到低电压转换器 |
| LSDNSSX* | 高到低电压转换器（单电源供电） |
| LSDNENSSX* | 带使能端（高电平钳位）的高到低电压转换器（单电源供电） |
| LSDNENCLSSX* | 带使能端（低电平钳位）的高到低电压转换器（单电源供电） |
LSUPX*
图1 LSUPX*的逻辑框图
LSUPX*是低到高电压转换器，它拥有两个电源引脚VDDL和VDDH以及一个共用的地引脚VSS，如图1所示。其真值表如表2所示。
表2 LSUPX*的真值表
| A | Y |
| 1 | 1 |
| 0 | 0 |
LSDNX*
图2 LSDNX*的逻辑框图
LSDNX*是高到低电压转换器，它拥有两个电源引脚VDDH和VDDL以及一个共用的地引脚VSS，如图2所示。其真值表如表3所示。
表3 LSDNX*的真值表
| A | Y |
| 1 | 1 |
| 0 | 0 |
LSUPENX*
图3 LSUPENX*的逻辑框图
LSUPENX*是带使能端（高电平钳位）的低到高电压转换器，它拥有两个电源引脚VDDL和VDDH以及一个共用的地引脚VSS，如图3所示。它可以被看作是一个或门型隔离单元(Isolation Cell)后紧跟着一个普通的低到高电压转换器，其真值表如表4所示。
表4 LLSUPENX*的真值表
| A | EN | Y |
| * | 1 | 1 |
| 1 | 0 | 1 |
| 0 | 0 | 0 |
LSDNENX*
图4 LSDNENX*的逻辑框图
LSDNENX*是带使能端（高电平钳位）的高到低电压转换器，它拥有两个电源引脚VDDH和VDDL以及一个共用的地引脚VSS，如图4所示。它可以被看作是一个或门型隔离单元后紧跟着一个普通的高到低电压转换器，其真值表如表5所示。
表5 LSDNENX*的真值表
| A | EN | Y |
| * | 1 | 1 |
| 1 | 0 | 1 |
| 0 | 0 | 0 |
LSUPENCLX*
图5 LSUPENCLX*的逻辑框图
LSUPENCLX*是带使能端（低电平钳位）的低到高电压转换器，它拥有两个电源引脚VDDL和VDDH以及一个共用的地引脚VSS，如图5所示。它可以被看作是一个或非门型隔离单元后紧跟着一个普通的低到高电压转换器，其真值表如表6所示。
表6 LSUPENCLX*的真值表
| A | EN | Y |
| * | 1 | 0 |
| 1 | 0 | 1 |
| 0 | 0 | 0 |
LSDNENCLX*
图6 LSDNENCLX*的逻辑框图
LSDNENCLX*是带使能端（低电平钳位）的高到低电压转换器，它拥有两个电源引脚VDDH和VDDL以及一个共用的地引脚VSS，如图6所示。它可以被看作是一个或门型隔离单元后紧跟着一个普通的高到低电压转换器，其真值表如表7所示。
表7 LSDNENCLX*的真值表
| A | EN | Y |
| * | 1 | 0 |
| 1 | 0 | 1 |
| 0 | 0 | 0 |
LSDNSSX*
图7 LSDNSSX*的逻辑框图
LSDNSSX*是高到低电压转换器（单电源供电），它拥有一个电源引脚VDDL以及一个地引脚VSS，如图7所示。这种电压转换器也被称作过驱动电压转换器，相对于使用单电源供电的电压转换器，它的面积更小，其真值表如表8所示。
表8 LSDNSSX*的真值表
| A | Y |
| 1 | 1 |
| 0 | 0 |
LSDNENSSX*
图8 LSDNENSSX*的逻辑框图
LSDNENSSX*是带使能端（高电平钳位）的高到低电压转换器（单电源供电），它拥有一个电源引脚VDDL以及一个地引脚VSS，如图8所示。这种电压转换器也被称作过驱动电压转换器，相对于使用单电源供电的电压转换器，它的面积更小，其真值表如表9所示。
表9 LSDNENSSX*的真值表
| A | EN | Y |
| * | 1 | 1 |
| 1 | 0 | 1 |
| 0 | 0 | 0 |
LSDNENCLSSX*
图9 LSDNENCLSSX*的逻辑框图
LSDNENCLSSX*是带使能端（低电平钳位）的高到低电压转换器（单电源供电），它拥有一个电源引脚VDDL以及一个地引脚VSS，如图9所示。这种电压转换器也被称作过驱动电压转换器，相对于使用单电源供电的电压转换器，它的面积更小，其真值表如表10所示。
表10 LSDNENCLSSX*的真值表
| A | EN | Y |
| * | 1 | 0 |
| 1 | 0 | 1 |
| 0 | 0 | 0 |