JP2008219813A - Lvds receiver, lvds receiving method, lvds data transmission system, and semiconductor device - Google Patents

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仁 冨澤
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Abstract

<P>PROBLEM TO BE SOLVED: To prevent reception errors by using an optimum strobe signal in which skew, variations in manufacturing process, and effects of external-cause factors are suppressed, without detecting skew. <P>SOLUTION: An LVDS reception controller 200 is inputted with serial data and a clock signal so as to convert the serial data into parallel data while being synchronized with a strobe signal. The LVDS reception controller is provided with a PLL circuit 203, which generates a plurality of clock signals having different phases on the basis of the clock signal; a characteristic detection control part 210, which detects at least the information on either the variation in manufacturing process or external load so as to specify the optimum conditions for generating the strobe signal by the detected information; and a strobe selection circuit 202 that generates the strobe signal from a plurality of the clock signals generated by the PLL circuit 203, corresponding to the optimum conditions specified by the characteristics detection control part 210. <P>COPYRIGHT: (C)2008,JPO&INPIT

Description

本発明は、LVDS受信装置、LVDS受信方法、LVDSデータ伝送システム、および半導体装置に関するものである。   The present invention relates to an LVDS receiver, an LVDS reception method, an LVDS data transmission system, and a semiconductor device.

従来、液晶表示装置やプラズマディスプレイパネルをはじめとするフラットパネルディスプレイ、液晶プロジェクタ、マルチディスプレイシステムなどに、情報処理装置からデジタル画像情報を伝送するシステムとして、例えば、図17に示すようなデータ伝送システムが公知である。   Conventionally, as a system for transmitting digital image information from an information processing apparatus to a flat panel display such as a liquid crystal display device or a plasma display panel, a liquid crystal projector, a multi-display system, etc., for example, a data transmission system as shown in FIG. Is known.

上記表示装置などへのデジタル画像情報の伝送手段として、1対または複数対の線を用いたLVDS(Low Voltage Differential Signal:低電圧差動信号)伝送技術が知られている。図17のデータ伝送システムでは、LVDSケーブルを用いて、一方の情報処理装置(送信器(LVDSTx)500)側から他方の情報処理装置(受信器(LVDSRx)600)側へ向けて、データ転送が行われている。   As a means for transmitting digital image information to the display device or the like, an LVDS (Low Voltage Differential Signal) transmission technique using one or more pairs of lines is known. In the data transmission system of FIG. 17, data transfer is performed from one information processing device (transmitter (LVDSTx) 500) side to the other information processing device (receiver (LVDSRx) 600) side using an LVDS cable. Has been done.

この場合、送信器500は、入力したクロック信号をPLL(Phase Locked Loop)回路502にて逓倍する。そして、逓倍したクロック信号に基づいて、入力した映像情報などのパラレル伝送データ(以下、パラレルデータとする)を、パラレル/シリアル変換部(Parallel/LVDS)501にてシリアル伝送データ(以下、シリアルデータとする)に変換する。   In this case, the transmitter 500 multiplies the input clock signal by a PLL (Phase Locked Loop) circuit 502. Based on the multiplied clock signal, parallel transmission data (hereinafter referred to as parallel data) such as input video information is converted into serial transmission data (hereinafter referred to as serial data) by a parallel / serial converter (Parallel / LVDS) 501. )).

そして、送信器500は、入力したクロックのままのクロック信号、および、変換したシリアルデータを、チャンネル毎(図17に示す例ではチャンネルCLK,A〜D)に、ドライバ、ケーブル、レシーバの順に介して受信器600に伝送する。   Then, the transmitter 500 transmits the input clock signal as it is and the converted serial data for each channel (channels CLK and AD in the example shown in FIG. 17) in the order of driver, cable, and receiver. To the receiver 600.

受信器600は、受信したクロック信号をPLL回路602にて逓倍する。そして、逓倍したクロック信号に基づいて、シリアルデータをシリアル/パラレル変換部(LVDS/Parallel)601にてパラレルデータに変換する。   The receiver 600 multiplies the received clock signal by the PLL circuit 602. Then, based on the multiplied clock signal, serial data is converted into parallel data by a serial / parallel converter (LVDS / Parallel) 601.

ここで、シリアルデータをパラレルデータに変換するためには、シリアルデータの各データ列の切れ目(先頭位置)を判別する必要がある。そこで、この判別のための情報を与えるのが受信したクロック信号である。つまりは、クロックの一周期が単位データ列の長さに対応しているので、クロックの立ち上がり(または立ち下がり)のタイミングと、シリアルデータの各データ列の先頭位置とは一定の時間間隔が保たれている。   Here, in order to convert serial data into parallel data, it is necessary to determine the break (start position) of each data string of serial data. Therefore, it is the received clock signal that provides information for this determination. In other words, since one cycle of the clock corresponds to the length of the unit data string, a fixed time interval is maintained between the rising (or falling) timing of the clock and the start position of each data string of serial data. I'm leaning.

このため、受信したクロックの立ち上がり(または立ち下がり)により、シリアルデータの各データ列の先頭位置を知ることができる。これにより、ビットずれを起こすことなくパラレルデータへと変換することができる。   Therefore, the leading position of each data string of serial data can be known from the rising edge (or falling edge) of the received clock. As a result, conversion to parallel data can be performed without causing a bit shift.

しかしながら、送信器500から出力されるクロック信号は、大きなジッタを伴う場合が多い。それゆえ、受信器600ではクロック信号を抽出したり、入力したクロック信号を逓倍する際に、このジッタの影響を受けることにより、パラレルデータへの変換、およびデータの再生が正常に行われないという問題点があった。   However, the clock signal output from the transmitter 500 often has large jitter. Therefore, the receiver 600 is affected by this jitter when extracting the clock signal or multiplying the input clock signal, so that conversion to parallel data and data reproduction are not normally performed. There was a problem.

つまりは、受信器600において使用されるクロック信号がジッタを伴う状態では、クロック信号とデータ信号とのそれぞれの伝播時間が異なる現象が生じている。この現象の場合、両信号間に、信号の位相のばらつきであるスキュー(Skew)が生じる。   In other words, when the clock signal used in the receiver 600 is accompanied by jitter, a phenomenon occurs in which the propagation times of the clock signal and the data signal are different. In the case of this phenomenon, a skew that is a variation in the phase of the signal occurs between the two signals.

スキューが生じた結果として、クロック信号に対するデータ信号のセットアップ時間やホールド時間が、充分満たされなくなるといった問題が生じることがある。また、高速データ伝送などの場合には、誤ったデータの受信につながってしまうという問題が発生しやすい。   As a result of the occurrence of the skew, there may be a problem that the setup time and hold time of the data signal with respect to the clock signal are not sufficiently satisfied. Further, in the case of high-speed data transmission, there is a tendency that erroneous data reception occurs.

そこで、上述のスキューが発生する問題の解決策として、例えば、スキューの補正に関する技術が、特許文献1に開示されている。   Therefore, as a solution to the above-described problem of skew, for example, a technique related to skew correction is disclosed in Patent Document 1.

上記特許文献1のスキュー補正装置は、入力データ信号の遷移を検出し、かつ該検出を表すパルス信号を供給する遷移検出器と、入力データ信号を所定の遅延量だけ遅延させた遅延データ信号の遷移を、クロック信号の位相と比較するためのフェーズコンパレータとを備えている。これにより、フェーズコンパレータが、遷移検出器からパルス信号が供給されることを条件として、遅延データ信号の遷移がクロック信号の立ち上がりエッジと実質的に同相になるように、上記遅延量が制御される。そして、制御された遅延量により遅延された遅延データ信号が、クロック信号とともに出力される。   The skew correction apparatus of Patent Document 1 includes a transition detector that detects a transition of an input data signal and supplies a pulse signal representing the detection, and a delay data signal obtained by delaying the input data signal by a predetermined delay amount. A phase comparator for comparing the transition with the phase of the clock signal. As a result, the phase comparator controls the delay amount so that the transition of the delayed data signal is substantially in phase with the rising edge of the clock signal on condition that the pulse signal is supplied from the transition detector. . Then, the delayed data signal delayed by the controlled delay amount is output together with the clock signal.

よって、データ信号の遷移があった場合にのみフェーズコンパレータによる遅延量の制御を有効化しているので、セットアップモードのみならず通常動作モードでもクロック信号とデータ信号との間のスキューを補正することができる。したがって、通常動作中における温度上昇などの環境変化に応じたスキュー補正が可能になる。   Therefore, since the delay amount control by the phase comparator is enabled only when there is a data signal transition, the skew between the clock signal and the data signal can be corrected not only in the setup mode but also in the normal operation mode. it can. Therefore, skew correction according to environmental changes such as temperature rise during normal operation can be performed.

しかしながら、上記スキュー補正装置では、クロックレートとデータレートとが等しい場合は有効となり得るが、1クロックレートに対し多ビットのシリアルデータが存在し、これらのシリアルデータをパラレルデータに変換するようなデータ伝送システムに使用するには不適当である。   However, in the above skew correction device, it can be effective when the clock rate and the data rate are the same, but there is multi-bit serial data for one clock rate, and data that converts these serial data into parallel data. Not suitable for use in transmission systems.

また、上述のスキューが発生する問題の解決策として、例えば、送信側でジッタが生じても受信側にてクロックの位相ずれを解消する技術が、特許文献2に開示されている。   Further, as a solution to the above-described problem of skew, for example, Patent Document 2 discloses a technique for eliminating a clock phase shift on the receiving side even when jitter occurs on the transmitting side.

上記特許文献2のシリアルパラレル変換装置は、送信クロックからシリアルパラレル変換を行うためのクロックを再生させるとともに、シリアルデータの単位データ列ごとに同期検出ビットを設け、再生クロックと同期をとり、安定したシリアルパラレル変換を行うことを特長としている。   The serial-parallel conversion device disclosed in Patent Document 2 reproduces a clock for performing serial-parallel conversion from a transmission clock, and provides a synchronization detection bit for each unit data string of serial data, and synchronizes with the reproduction clock to stabilize the serial data. It is characterized by serial / parallel conversion.

これにより、シリアルパラレル変換部での変換タイミングのズレを解消し、シリアルデータを正確にパラレルデータに変換することによって、受信側の表示画像を良好にすることができる。   As a result, it is possible to improve the display image on the receiving side by eliminating the shift in the conversion timing in the serial / parallel conversion unit and accurately converting the serial data into parallel data.

しかしながら、上記シリアルパラレル変換装置では、送信側に予め、同期検出ビットをデータにコーディングさせておく必要があり、単純なシリアルデータをパラレルデータに変換する場合には適さない。   However, the serial / parallel conversion device requires that the transmission side code the synchronization detection bit in advance in the data, and is not suitable for converting simple serial data into parallel data.

そこで、例えば、特許文献3には、予め、同期検出ビットをデータにコーディングさせることなく、データ信号とクロック信号との間でスキューが生じても、クロック信号に対する入力データ信号を自己補正するシリアルパラレル変換装置(すなわちLVDS受信装置)が提案されている。   Therefore, for example, Patent Document 3 discloses a serial parallel that self-corrects an input data signal with respect to a clock signal even if a skew occurs between the data signal and the clock signal without coding a synchronization detection bit in the data in advance. A conversion device (ie, an LVDS receiver) has been proposed.

続いて、図18〜21を参照しながら、特許文献3に記載のLVDS受信装置700の構成および動作について説明する。   Next, the configuration and operation of the LVDS receiver 700 described in Patent Document 3 will be described with reference to FIGS.

図18は、LVDS受信装置700の構成を示す図である。   FIG. 18 is a diagram illustrating a configuration of the LVDS receiver 700.

LVDS受信装置700は、図18に示すように、クロック信号を分周して複数のタップ出力信号を出力するPLL回路701、複数のタップ出力信号を用いて位相が異なった複数のストローブ信号を作成するストローブ作成回路702、シリアルデータとクロック信号とのスキューを検出するスキュー検出回路703、検出したスキューに応じたストローブ信号を選択するストローブ選択回路704、選択したストローブ信号によってシリアルデータをパラレルデータに変換するS/P変換部(シリアルパラレル変換回路)705、外部からのクロック信号を入力するレシーバ706、並びに、外部からのシリアルデータを入力するレシーバ707を備えている。   As shown in FIG. 18, the LVDS receiver 700 divides a clock signal and outputs a plurality of tap output signals, and generates a plurality of strobe signals having different phases using the plurality of tap output signals. A strobe generation circuit 702 for detecting a skew between serial data and a clock signal, a strobe selection circuit 704 for selecting a strobe signal corresponding to the detected skew, and converting the serial data into parallel data by the selected strobe signal. An S / P conversion unit (serial / parallel conversion circuit) 705, a receiver 706 for inputting an external clock signal, and a receiver 707 for inputting serial data from the outside.

LVDS受信装置700では、まず、PLL回路701において内部のVCO(電圧制御発振器)でクロック信号が分周され、複数のタップ出力信号が作成および出力される。そして、作成された複数のタップ出力信号に対し、ストローブ作成回路702にて、規則性を持った複数のストローブ信号が作成される。   In LVDS receiver 700, first, a clock signal is divided by an internal VCO (voltage controlled oscillator) in PLL circuit 701, and a plurality of tap output signals are generated and output. The strobe generation circuit 702 generates a plurality of strobe signals having regularity for the generated plurality of tap output signals.

続いて、スキュー検出回路703にて、この複数のストローブ信号を使用して、シリアルデータのスキューが検出される。スキュー検出回路703では、PLL回路701からストローブ作成回路702を経て作成された複数のストローブ信号を使用して、シリアルデータをサンプリングする。そして、このサンプリング結果からスキューの有無および状態を検出する。   Subsequently, the skew detection circuit 703 detects the skew of the serial data using the plurality of strobe signals. The skew detection circuit 703 samples serial data using a plurality of strobe signals created from the PLL circuit 701 through the strobe creation circuit 702. Then, the presence / absence and state of skew is detected from the sampling result.

また、複数のストローブ信号は、ストローブ選択回路704へも供給されている。ストローブ選択回路704では、スキュー検出回路703の検出結果に応じた最適なストローブ信号が、ストローブ作成回路702にて作成された複数のストローブ信号の中から選択される。そして、選択されたストローブ信号が、S/P変換用ストローブ信号として、S/P変換部705に出力される。   The plurality of strobe signals are also supplied to the strobe selection circuit 704. In the strobe selection circuit 704, an optimum strobe signal corresponding to the detection result of the skew detection circuit 703 is selected from the plurality of strobe signals generated by the strobe generation circuit 702. Then, the selected strobe signal is output to the S / P conversion unit 705 as an S / P conversion strobe signal.

次いで、LVDS受信装置700における、ストローブ信号の選択過程について説明する。   Next, the selection process of the strobe signal in the LVDS receiver 700 will be described.

図19は、LVDS受信装置700における、スキューが無い場合のストローブ選択方法を説明するための図である。   FIG. 19 is a diagram for explaining a strobe selection method when there is no skew in the LVDS receiving apparatus 700.

図19では、CLKINは入力したクロック信号を示し、DataINは入力したシリアルデータを示している。ここでは、7bitシリアルデータが、T期間内に入力され、データD[6:0]=[0001000]でマッピングされるとする。この場合、データD[4:2]の3bitに着目する。   In FIG. 19, CLKIN indicates the input clock signal, and DataIN indicates the input serial data. Here, it is assumed that 7-bit serial data is input within the T period and mapped with data D [6: 0] = [0001000]. In this case, attention is paid to 3 bits of the data D [4: 2].

矢印は、ストローブ作成回路702で規則的に作成されたストローブ信号を示している。ストローブ信号は、1bitデータ当たり3本作成されている。つまりは、ストローブ選択回路704は、スキュー検出回路703の結果に基づいて、各ビットに対して点線の矢印で示されるストローブ信号、各ビットに対して実線の矢印で示されるストローブ信号、および、各ビットに対して破線の矢印で示されるストローブ信号のうち何れか1つを選択することになる。例えば、点線の矢印で示されるストローブ信号を選択すれば、各ビット全てにおいて、点線の矢印で示されるストローブ信号が選択されることになる。   Arrows indicate strobe signals that are regularly created by the strobe creation circuit 702. Three strobe signals are created per 1-bit data. That is, the strobe selection circuit 704, based on the result of the skew detection circuit 703, strobe signals indicated by dotted arrows for each bit, strobe signals indicated by solid arrows for each bit, and each One of the strobe signals indicated by the broken arrow is selected for the bit. For example, if the strobe signal indicated by the dotted arrow is selected, the strobe signal indicated by the dotted arrow is selected for all the bits.

スキュー検出回路703では、スキュー検出用としてストローブ作成回路702から供給される9本のストローブ(1bit当たり3本)によって、D[4:2]データがサンプリングされる。   In the skew detection circuit 703, D [4: 2] data is sampled by nine strobes (three per bit) supplied from the strobe generation circuit 702 for skew detection.

スキューが無い場合、そのサンプリング結果は、S[8:0]=[000 111 000]となる。この結果、S[8:0]=[000 111 000]が、スキュー検出回路703からストローブ選択回路704に、セレクト信号として供給される。   When there is no skew, the sampling result is S [8: 0] = [000 111 000]. As a result, S [8: 0] = [000 111 000] is supplied from the skew detection circuit 703 to the strobe selection circuit 704 as a select signal.

ストローブ選択回路704には、ストローブ作成回路702より規則性を持った複数のストローブ信号が供給されている。ストローブ選択回路704は、セレクト信号に基づいてS[8:0]の組み合わせによりスキュー無しと特定して、最適なストローブ信号(図19の実線の矢印で示した各ストローブ信号)を選択する。そして、選択したストローブ信号を、S/P変換部705に出力する。   The strobe selection circuit 704 is supplied with a plurality of regular strobe signals from the strobe generation circuit 702. The strobe selection circuit 704 specifies that there is no skew based on the combination of S [8: 0] based on the select signal, and selects the optimum strobe signal (each strobe signal indicated by the solid line arrow in FIG. 19). Then, the selected strobe signal is output to S / P converter 705.

よって、図19に示す場合、PLL回路701にて規則的に作成されたストローブ信号は、1データについて3ストローブ構成とし、D4,D3,およびD2に対するスキュー検出を行うことによって、最適なストローブ信号を選択している。   Therefore, in the case shown in FIG. 19, the strobe signal regularly generated by the PLL circuit 701 has a three-strobe configuration for one data, and an optimum strobe signal is obtained by performing skew detection for D4, D3, and D2. Selected.

図20は、LVDS受信装置700における、データのアドバンススキュー(Data Advance Skew)がある場合のストローブ選択方法を説明するための図である。シリアルデータおよびクロック信号などの入力パラメータは、図19と同様とする。   FIG. 20 is a diagram for explaining a strobe selection method when there is data advance skew in the LVDS receiver 700. Input parameters such as serial data and a clock signal are the same as those in FIG.

スキュー検出回路703では、スキュー検出用としてストローブ作成回路702より供給される9本のストローブ(1bit当たり3本)によって、D[4:2]データがサンプリングされる。   In the skew detection circuit 703, D [4: 2] data is sampled by nine strobes (three per bit) supplied from the strobe generation circuit 702 for skew detection.

この場合、シリアルデータがクロック信号に対してアドバンスしている(進んでいる)ため、サンプリング結果は、S[8:0]=[001 110 000]となる。そして、この結果が、スキュー検出回路703からストローブ選択回路704に、セレクト信号として供給される。   In this case, since the serial data is advanced (advanced) with respect to the clock signal, the sampling result is S [8: 0] = [001 110 000]. Then, this result is supplied from the skew detection circuit 703 to the strobe selection circuit 704 as a select signal.

ストローブ選択回路704は、セレクト信号に基づいてアドバンススキューありと特定して、最適なストローブ信号(図20の点線の矢印で示した各ストローブ信号)を選択する。そして、選択したストローブ信号を、S/P変換部705に出力する。   The strobe selection circuit 704 identifies that there is an advance skew based on the select signal, and selects an optimum strobe signal (each strobe signal indicated by a dotted arrow in FIG. 20). Then, the selected strobe signal is output to S / P converter 705.

よって、図20に示すようにデータのアドバンススキューが存在していても、最適なストローブ信号が選択され、S/P変換部705へ供給される。このため、安定したストローブマージンを確保した状態でS/P変換が可能となる。   Therefore, as shown in FIG. 20, even if there is an advance skew of data, an optimal strobe signal is selected and supplied to the S / P converter 705. For this reason, S / P conversion is possible in a state where a stable strobe margin is ensured.

図21は、LVDS受信装置700における、データのディレイスキュー(Data Delay Skew)がある場合のストローブ選択方法を説明するための図である。シリアルデータおよびクロック信号などの入力パラメータは、図19と同様とする。   FIG. 21 is a diagram for explaining a strobe selection method when there is a data delay skew in the LVDS receiver 700. Input parameters such as serial data and a clock signal are the same as those in FIG.

スキュー検出回路703では、スキュー検出用としてストローブ作成回路702より供給される9本のストローブ(1bit当たり3本)によって、D[4:2]データがサンプリングされる。   In the skew detection circuit 703, D [4: 2] data is sampled by nine strobes (three per bit) supplied from the strobe generation circuit 702 for skew detection.

この場合、シリアルデータがクロック信号に対してディレイしている(遅れている)ため、サンプリング結果は、S[8:0]=[000 011 100]となる。そして、この結果が、スキュー検出回路703からストローブ選択回路704に、セレクト信号として供給される。   In this case, since the serial data is delayed (delayed) with respect to the clock signal, the sampling result is S [8: 0] = [000 011 100]. Then, this result is supplied from the skew detection circuit 703 to the strobe selection circuit 704 as a select signal.

ストローブ選択回路704は、セレクト信号に基づいてディレイスキューありと特定して、最適なストローブ信号(図21の破線の矢印で示した各ストローブ信号)を選択する。そして、選択したストローブ信号を、S/P変換部705に出力する。   The strobe selection circuit 704 identifies that there is a delay skew based on the select signal, and selects an optimum strobe signal (each strobe signal indicated by a broken arrow in FIG. 21). Then, the selected strobe signal is output to S / P converter 705.

よって、図21に示すようにデータのディレイスキューが存在していても、最適なストローブ信号が選択され、S/P変換部705へ供給される。このため、安定したストローブマージンを確保した状態でS/P変換が可能となる。
特開平11−168365号公報(1999年6月22日公開) 特開2000−78027号公報(平成12年3月14日公開) 特開2003−133965号公報(平成15年5月9日公開)
Therefore, as shown in FIG. 21, even when there is a data delay skew, an optimum strobe signal is selected and supplied to the S / P converter 705. For this reason, S / P conversion is possible in a state where a stable strobe margin is ensured.
Japanese Patent Laid-Open No. 11-168365 (released on June 22, 1999) JP 2000-78027 A (published March 14, 2000) JP 2003-133965 A (published on May 9, 2003)

しかしながら、上記特許文献3に記載のLVDS受信装置700では、スキューを検出する必要があるため、スキュー検出回路703を具備しなければならないという問題点を有している。   However, the LVDS receiver 700 described in Patent Document 3 has a problem that it is necessary to include a skew detection circuit 703 because it is necessary to detect skew.

また、上記では、データD[4:2]の3bitに着目してスキューを検出する例を説明したが、例えば、D[6:0]の7bitに着目した場合、常にシリアルデータを21箇所でサンプリングする必要があるため、サンプリング数が多くなる。それゆえ、LVDS受信装置700は、シリアルデータを変換する際の処理が重くて煩雑になり、消費電力も大きくなるという問題点を有している。   In the above description, an example in which skew is detected by focusing on 3 bits of data D [4: 2] has been described. For example, when 7 bits of D [6: 0] are focused, serial data is always in 21 locations. Since it is necessary to sample, the number of samples increases. Therefore, the LVDS receiving apparatus 700 has a problem that the processing for converting the serial data is heavy and complicated, and the power consumption increases.

ところで、一般的な受信装置では、受信装置の製造工程(製造プロセス)で生じる熱処理などのゆらぎの影響により、当該ゆらぎが素子の形状や物性的な条件に影響を与えることによって、チップ内およびチップ間でトランジスタの特性がばらつくことがある。トランジスタの特性がばらつけば、受信装置に構成した回路が仕様どおりに動作しないことがある。   By the way, in a general receiving device, due to the influence of fluctuations such as heat treatment occurring in the manufacturing process (manufacturing process) of the receiving device, the fluctuations affect the shape of the element and the physical property conditions, and thus in the chip and in the chip. The transistor characteristics may vary between the two. If the characteristics of the transistors vary, the circuit formed in the receiving device may not operate as specified.

LVDS受信装置も例外ではなく、製造プロセスのばらつきによって、トランジスタの閾値Vthがばらついた際に生ずるストローブ信号のシフトは、特に、受信マージンをさらに減少させる要因にもなる。   The LVDS receiver is no exception, and the shift of the strobe signal that occurs when the threshold value Vth of the transistor varies due to variations in the manufacturing process is a factor that further reduces the reception margin.

さらに、この製造プロセスのばらつきに、ユーザによる基板設計、内部接続ケーブル、およびコネクタにおける伝送線路のばらつきの影響、並びに、過酷な温度の動作環境の影響が加わることにより、受信マージンを超えるスキューが発生する。このため、正常にシリアルデータを変換できなくなり、受信エラーが発生するという問題が生じる。   In addition, this manufacturing process variation is affected by transmission line variations in the board design by the user, internal connection cables and connectors, and the operating environment at severe temperatures, resulting in skew that exceeds the reception margin. To do. Therefore, there is a problem that serial data cannot be converted normally and a reception error occurs.

LVDS受信装置は、高速動作による動作温度環境が激しい場所で使用され、基板および伝送線路の正確なインピーダンスマッチングが要求されるため、上記問題を解決したLVDS受信装置が要望されている。   Since the LVDS receiver is used in a place where the operating temperature environment due to high-speed operation is severe and accurate impedance matching between the substrate and the transmission line is required, there is a demand for an LVDS receiver that solves the above problems.

本発明は、上記従来の問題点に鑑みなされたものであって、スキューを検出すること無く、スキューや製造プロセスのばらつき、外因要素(伝送線路、および動作周囲温度など)の影響を抑えた最適なストローブ信号を用いることにより、受信エラーを防止することができるLVDS受信装置、LVDS受信方法、LVDSデータ伝送システム、および半導体装置を提供することにある。   The present invention has been made in view of the above-described conventional problems, and it is optimal to suppress the influence of skew, manufacturing process variations, and external factors (such as transmission line and operating ambient temperature) without detecting skew. An object of the present invention is to provide an LVDS receiver, an LVDS reception method, an LVDS data transmission system, and a semiconductor device that can prevent reception errors by using a simple strobe signal.

本発明のLVDS受信装置は、上記課題を解決するために、シリアルデータおよびクロック信号を入力し、ストローブ信号に同期して上記シリアルデータをパラレルデータに変換するLVDS受信装置であって、上記クロック信号に基づいて、位相が異なる複数のクロック信号を作成する信号発生手段と、製造プロセスのばらつき、および、外部負荷のうち少なくとも一方の情報を検出し、該検出した情報により、上記ストローブ信号を作成するための最適条件を特定する特性検出制御手段と、上記特性検出制御手段にて特定した最適条件に応じて、上記信号発生手段にて作成した複数のクロック信号から、上記ストローブ信号を作成するストローブ信号作成手段とを備えることを特徴としている。   In order to solve the above problems, an LVDS receiver of the present invention is an LVDS receiver that inputs serial data and a clock signal and converts the serial data into parallel data in synchronization with a strobe signal. Based on the signal generation means for generating a plurality of clock signals having different phases, information on at least one of manufacturing process variations and external loads, and generating the strobe signal based on the detected information And a strobe signal for generating the strobe signal from a plurality of clock signals generated by the signal generating means in accordance with the optimum condition specified by the characteristic detection control means. And a creation means.

また、本発明のLVDS受信方法は、シリアルデータおよびクロック信号を入力し、ストローブ信号に同期して上記シリアルデータをパラレルデータに変換するLVDS受信方法であって、上記クロック信号に基づいて、位相が異なる複数のクロック信号を作成する第1のステップと、製造プロセスのばらつき、および、外部負荷のうち少なくとも一方の情報を検出する第2のステップと、上記第2のステップにて検出した情報により、上記ストローブ信号を作成するための最適条件を特定する第3のステップと、上記第3のステップにて特定した最適条件に応じて、上記第1のステップにて作成した複数のクロック信号から、上記ストローブ信号を作成する第4のステップとを含むことを特徴としている。   The LVDS reception method of the present invention is an LVDS reception method for inputting serial data and a clock signal, and converting the serial data into parallel data in synchronization with a strobe signal, the phase of which is based on the clock signal. A first step of creating a plurality of different clock signals, a second step of detecting information of at least one of manufacturing process variation and external load, and information detected in the second step, According to the third step for specifying the optimum condition for creating the strobe signal, and the plurality of clock signals created in the first step according to the optimum condition identified in the third step, And a fourth step of creating a strobe signal.

上記の構成によれば、製造プロセスのばらつき、および、外部負荷のうち少なくとも一方の情報が検出され、該検出された情報により、シリアルデータをパラレルデータに変換する際に使用するストローブ信号を作成するための最適条件が特定される。そして、特定された最適条件に応じて、複数のクロック信号からストローブ信号が作成される。   According to the above configuration, information on at least one of a manufacturing process variation and an external load is detected, and a strobe signal used when converting serial data into parallel data is created based on the detected information. The optimal conditions for the are identified. Then, a strobe signal is created from a plurality of clock signals according to the specified optimum condition.

これにより、製造プロセスのばらつきや外因要素のうち少なくとも一方の影響を抑えた、最適なストローブ信号を作成することが可能になる。また、最適なストローブ信号に同期してシリアルデータをパラレルデータに変換するので、受信エラーを防止することが可能になる。しかも、変換時にスキューによる影響を受けることが無くなり、スキューを検出する必要が無い。   This makes it possible to create an optimum strobe signal that suppresses the influence of at least one of manufacturing process variations and external factors. In addition, since serial data is converted into parallel data in synchronization with the optimum strobe signal, reception errors can be prevented. Moreover, it is not affected by the skew at the time of conversion, and there is no need to detect the skew.

よって、スキューを検出すること無く、スキューや製造プロセスのばらつき、外因要素の影響を抑えた最適なストローブ信号を用いることにより、受信エラーを防止することが可能となる。   Therefore, it is possible to prevent reception errors by using an optimal strobe signal that suppresses the influence of skew, manufacturing process variations, and external factors without detecting skew.

また、本発明のLVDS受信装置は、上記特性検出制御手段は、上記製造プロセスのばらつきの情報と上記外部負荷の情報とに対応して定義した上記最適条件が格納されたLUTと、上記製造プロセスのばらつきを検出する製造プロセス特性検出手段と、上記外部負荷を検出する外部負荷検出手段と、上記LUTを参照して、上記製造プロセス特性検出手段が検出した製造プロセスのばらつきの情報と外部負荷検出手段が検出した外部負荷の情報とから、上記LUTに格納された最適条件を特定する最適条件特定手段とを備えることが好ましい。   Further, in the LVDS receiver according to the present invention, the characteristic detection control means includes an LUT in which the optimum conditions defined corresponding to the manufacturing process variation information and the external load information are stored, and the manufacturing process. Manufacturing process characteristic detecting means for detecting variations in the manufacturing process, external load detecting means for detecting the external load, information on manufacturing process variations detected by the manufacturing process characteristic detecting means with reference to the LUT, and external load detection Preferably, an optimum condition specifying means for specifying an optimum condition stored in the LUT from information on the external load detected by the means is provided.

上記の構成によれば、製造プロセスのばらつきが検出され、外部負荷が検出され、これらの情報に対応して定義した最適条件が格納されたLUTから、最適条件が特定される。これにより、製造プロセスのばらつきや外部負荷の影響を考慮して特定した最適条件を、ストローブ信号作成手段に供給することが可能となる。   According to the above configuration, variations in manufacturing processes are detected, external loads are detected, and the optimum conditions are specified from the LUT in which the optimum conditions defined corresponding to these pieces of information are stored. Thereby, it is possible to supply the strobe signal generating means with the optimum condition specified in consideration of the variation in the manufacturing process and the influence of the external load.

また、本発明のLVDS受信装置は、上記製造プロセス特性検出手段は、CMOSインバータ回路と、上記CMOSインバータ回路の出力電圧を符号化して出力するアナログ/デジタル変換回路とにより構成されていることが好ましい。   In the LVDS receiver according to the present invention, it is preferable that the manufacturing process characteristic detecting means includes a CMOS inverter circuit and an analog / digital conversion circuit that encodes and outputs the output voltage of the CMOS inverter circuit. .

製造プロセスがばらついた場合には、CMOSインバータ回路を構成するPチャネル型MOSトランジスタおよびNチャネル型MOSトランジスタのそれぞれの閾値が変動する。これにより、上記の構成によれば、CMOSインバータ回路の出力電圧の電圧レベルが変動する。よって、アナログ/デジタル変換回路からは、製造プロセスのばらつきが反映されたデータ信号が出力される。それゆえ、簡単な構成で、製造プロセスのばらつきを反映したデータ信号を作成することが可能となる。   When the manufacturing process varies, the threshold values of the P-channel MOS transistor and the N-channel MOS transistor constituting the CMOS inverter circuit vary. Thereby, according to said structure, the voltage level of the output voltage of a CMOS inverter circuit is fluctuate | varied. Therefore, the analog / digital conversion circuit outputs a data signal reflecting the variation in the manufacturing process. Therefore, it is possible to create a data signal that reflects variations in the manufacturing process with a simple configuration.

また、本発明のLVDS受信装置は、上記特性検出制御手段は、周囲温度を検出する温度検出手段を備え、上記LUTには、さらに周囲温度の情報に対応して定義した上記最適条件が格納され、上記最適条件特定手段は、上記LUTを参照して、上記製造プロセス特性検出手段が検出した製造プロセスのばらつきの情報と外部負荷検出手段が検出した外部負荷の情報と上記温度検出手段が検出した周囲温度の情報とから、上記LUTに格納された最適条件を特定することが好ましい。   In the LVDS receiver according to the present invention, the characteristic detection control means includes temperature detection means for detecting an ambient temperature, and the LUT further stores the optimum condition defined corresponding to the ambient temperature information. The optimum condition specifying means refers to the LUT, the manufacturing process characteristic information detected by the manufacturing process characteristic detecting means, the external load information detected by the external load detecting means, and the temperature detecting means detected. It is preferable to specify the optimum condition stored in the LUT from the ambient temperature information.

上記の構成によれば、周囲温度が検出されることにより、さらに周囲温度の影響も考慮して特定した最適条件が特定される。これにより、動作温度環境が厳しい場合であっても、動作温度環境に対応した最適条件をストローブ信号作成手段に供給することが可能となる。   According to the above configuration, by detecting the ambient temperature, the optimum condition that is identified in consideration of the influence of the ambient temperature is identified. As a result, even when the operating temperature environment is severe, it is possible to supply the optimum condition corresponding to the operating temperature environment to the strobe signal generating means.

また、本発明のLVDSデータ伝送システムは、上記LVDS受信装置と、LVDS伝送手段を介して、上記シリアルデータおよびクロック信号を上記LVDS受信装置に出力するLVDS送信装置とを備えることを特徴としている。   The LVDS data transmission system of the present invention includes the LVDS receiver and an LVDS transmitter that outputs the serial data and the clock signal to the LVDS receiver via the LVDS transmission means.

上記の構成によれば、LVDS受信装置は、スキューを検出しなくても、スキューや製造プロセスのばらつき、外因要素の影響を抑えた最適なストローブ信号を用いて、シリアルデータをパラレルデータに変換し、受信エラーを防止する。   According to the above configuration, the LVDS receiver converts serial data to parallel data using an optimal strobe signal that suppresses the influence of skew, manufacturing process variations, and external factors, without detecting skew. Prevent receiving errors.

このため、LVDS送信装置では、LVDS受信装置に入力されるシリアルデータおよびクロック信号のスキューを、確実にパラレルデータに変換可能なマージン内となるように制御する必要が無い。また、LVDS送信装置を実装する基板や、伝送線路などの機構設計の自由度を向上することが可能となる。よって、安定した送受信システムを実現することが可能となる。   For this reason, the LVDS transmitter does not need to control the skew of the serial data and the clock signal input to the LVDS receiver so as to be within a margin that can be reliably converted into parallel data. In addition, it is possible to improve the degree of freedom in the mechanism design of the substrate on which the LVDS transmitter is mounted and the transmission line. Therefore, a stable transmission / reception system can be realized.

また、本発明の半導体装置は、上記LVDS受信装置を内蔵することを特徴としている。   In addition, a semiconductor device of the present invention is characterized in that the LVDS receiver is incorporated.

上記の構成によれば、上記LVDS受信装置、あるいは、上記LVDS受信装置およびその周辺回路を半導体装置の形態で簡単に実現することが可能となる。   According to the above configuration, the LVDS receiver, or the LVDS receiver and its peripheral circuit can be easily realized in the form of a semiconductor device.

以上のように、本発明のLVDS受信装置は、クロック信号に基づいて、位相が異なる複数のクロック信号を作成する信号発生手段と、製造プロセスのばらつき、および、外部負荷のうち少なくとも一方の情報を検出し、該検出した情報により、ストローブ信号を作成するための最適条件を特定する特性検出制御手段と、上記特性検出制御手段にて特定した最適条件に応じて、上記信号発生手段にて作成した複数のクロック信号から、上記ストローブ信号を作成するストローブ信号作成手段とを備える構成である。   As described above, the LVDS receiver according to the present invention provides at least one of information on signal generation means for generating a plurality of clock signals having different phases based on the clock signal, manufacturing process variation, and external load. Based on the detected information, characteristic detection control means for specifying an optimum condition for creating a strobe signal based on the detected information, and the signal generation means prepared according to the optimum condition specified by the characteristic detection control means A strobe signal generating means for generating the strobe signal from a plurality of clock signals is provided.

また、本発明のLVDS受信方法は、クロック信号に基づいて、位相が異なる複数のクロック信号を作成する第1のステップと、製造プロセスのばらつき、および、外部負荷のうち少なくとも一方の情報を検出する第2のステップと、上記第2のステップにて検出した情報により、ストローブ信号を作成するための最適条件を特定する第3のステップと、上記第3のステップにて特定した最適条件に応じて、上記第1のステップにて作成した複数のクロック信号から、上記ストローブ信号を作成する第4のステップとを含む方法である。   The LVDS reception method of the present invention detects at least one of the first step of creating a plurality of clock signals having different phases based on the clock signal, manufacturing process variation, and external load. According to the second step, the third step for identifying the optimum condition for creating the strobe signal based on the information detected in the second step, and the optimum condition identified in the third step And a fourth step of creating the strobe signal from a plurality of clock signals created in the first step.

それゆえ、製造プロセスのばらつきや外因要素のうち少なくとも一方の影響を抑えた、最適なストローブ信号を作成することが可能になる。また、最適なストローブ信号に同期してシリアルデータをパラレルデータに変換するので、受信エラーを防止することが可能になる。しかも、変換時にスキューによる影響を受けることが無くなり、スキューを検出する必要が無い。   Therefore, it is possible to create an optimum strobe signal that suppresses the influence of at least one of manufacturing process variations and external factors. In addition, since serial data is converted into parallel data in synchronization with the optimum strobe signal, reception errors can be prevented. Moreover, it is not affected by the skew at the time of conversion, and there is no need to detect the skew.

よって、スキューを検出すること無く、スキューや製造プロセスのばらつき、外因要素の影響を抑えた最適なストローブ信号を用いることにより、受信エラーを防止することができるという効果を奏する。   Therefore, it is possible to prevent reception errors by using an optimal strobe signal that suppresses the influence of skew, manufacturing process variations, and external factors without detecting skew.

また、本発明のLVDSデータ伝送システムは、上記LVDS受信装置と、LVDS伝送手段を介して、上記シリアルデータおよびクロック信号を上記LVDS受信装置に出力するLVDS送信装置とを備える。   The LVDS data transmission system of the present invention includes the LVDS receiver and an LVDS transmitter that outputs the serial data and the clock signal to the LVDS receiver via the LVDS transmission means.

それゆえ、LVDS送信装置では、LVDS受信装置に入力されるシリアルデータおよびクロック信号のスキューを、確実にパラレルデータに変換可能なマージン内となるように制御する必要が無い。また、LVDS送信装置を実装する基板や、伝送線路などの機構設計の自由度を向上することが可能となる。よって、安定した送受信システムを実現することができるという効果を奏する。   Therefore, the LVDS transmitter does not need to control the skew of the serial data and the clock signal input to the LVDS receiver so as to be within a margin that can be reliably converted into parallel data. In addition, it is possible to improve the degree of freedom in the mechanism design of the substrate on which the LVDS transmitter is mounted and the transmission line. Therefore, there is an effect that a stable transmission / reception system can be realized.

また、本発明の半導体装置は、上記LVDS受信装置を内蔵する。   The semiconductor device of the present invention incorporates the LVDS receiver.

それゆえ、上記LVDS受信装置、あるいは、上記LVDS受信装置およびその周辺回路を半導体装置の形態で簡単に実現することができるという効果を奏する。   Therefore, the LVDS receiver, or the LVDS receiver and its peripheral circuit can be easily realized in the form of a semiconductor device.

本発明の一実施形態について図面に基づいて説明すれば、以下の通りである。   An embodiment of the present invention will be described below with reference to the drawings.

図2は、本発明のLVDSデータ伝送システムの概要を示す概略構成図である。   FIG. 2 is a schematic configuration diagram showing an overview of the LVDS data transmission system of the present invention.

本発明のLVDSデータ伝送システムは、図2に示すように、データ信号を送信する側であるHost側、例えば、LVDS送信装置100から、1対または複数対の線を用いたLVDS(Low Voltage Differential Signal:低電圧差動信号)伝送手段を用いて、デジタル画像情報などをLVDS受信制御装置200(LVDS受信装置)に送信するシステムである。   As shown in FIG. 2, the LVDS data transmission system according to the present invention includes a LVDS (Low Voltage Differential) that uses one or more pairs of wires from the host side, for example, the LVDS transmission device 100, which is a data signal transmission side. Signal: a system that transmits digital image information and the like to the LVDS reception control device 200 (LVDS reception device) using a transmission means.

なお、本明細書において、LVDS伝送を行う受信装置をLVDS受信制御装置200と呼ぶ。また、このLVDS受信制御装置200にデータを送信するHost側の装置を、LVDS送信装置100とする。   In this specification, a receiving apparatus that performs LVDS transmission is referred to as an LVDS reception control apparatus 200. A host-side device that transmits data to the LVDS reception control device 200 is referred to as an LVDS transmission device 100.

LVDS送信装置100は、デジタル画像情報に限らず、LVDS受信制御装置200に対応した様々なデータ情報を送信する。また、LVDS送信装置100は、送信するデータ情報をパラレルデータからシリアルデータに変換して、変換したシリアルデータをクロック信号と共に送信する。   The LVDS transmission apparatus 100 transmits not only digital image information but also various data information corresponding to the LVDS reception control apparatus 200. The LVDS transmitting apparatus 100 converts data information to be transmitted from parallel data to serial data, and transmits the converted serial data together with a clock signal.

LVDS受信制御装置200は、通信機器や表示装置などの高速の信号伝送が求められる装置に用いられる。例えば、高速動作による動作温度環境が激しく、基板および伝送線路の正確なインピーダンスマッチングが要求される大型LCDパネルに代表されるような、FPDパネルインタフェースに用いられる。また、液晶表示装置やプラズマディスプレイパネルをはじめとするフラットパネルディスプレイ、液晶プロジェクタ、マルチディスプレイシステムなどに用いられる。   The LVDS reception control device 200 is used for devices that require high-speed signal transmission, such as communication devices and display devices. For example, it is used for an FPD panel interface represented by a large LCD panel in which an operating temperature environment due to high-speed operation is severe and an accurate impedance matching between a substrate and a transmission line is required. It is also used in flat panel displays such as liquid crystal display devices and plasma display panels, liquid crystal projectors, multi-display systems, and the like.

次に、本実施の形態のLVDS受信制御装置200の詳細な構成について説明する。   Next, a detailed configuration of the LVDS reception control apparatus 200 according to the present embodiment will be described.

図1は、LVDS受信制御装置200の一構成例を示すブロック図である。   FIG. 1 is a block diagram illustrating a configuration example of the LVDS reception control apparatus 200.

本実施の形態のLVDS受信制御装置200は、図1に示すように、シリアル/パラレル変換回路(Serial/Parallel Converter)201、ストローブ選択回路202(ストローブ信号作成手段)、PLL回路203(信号発生手段)、LUT(Look Up Table)204、レジスタ制御部205(最適条件特定手段、外部負荷検出手段)、Vth検出回路206(製造プロセス特性検出手段)、温度センサ207(温度検出手段)、およびLVDS/CMOS変換部(LVDS to CMOS)211〜215を備えている。   As shown in FIG. 1, an LVDS reception control apparatus 200 according to the present embodiment includes a serial / parallel converter circuit (Serial / Parallel Converter) 201, a strobe selection circuit 202 (strobe signal generating means), and a PLL circuit 203 (signal generating means). ), LUT (Look Up Table) 204, register control unit 205 (optimum condition specifying means, external load detecting means), Vth detecting circuit 206 (manufacturing process characteristic detecting means), temperature sensor 207 (temperature detecting means), and LVDS / CMOS conversion units (LVDS to CMOS) 211 to 215 are provided.

シリアル/パラレル変換回路201は、CMOSレベルのシリアルデータをパラレルデータに変換する回路である。詳細には、シリアル/パラレル変換回路201は、ストローブ選択回路202から出力された最適なストローブ信号に同期して、LVDS/CMOS変換部211〜214からそれぞれ出力されたシリアルデータを、チャンネル毎に、パラレルデータに変換する。また、シリアル/パラレル変換回路201は、変換したパラレルデータ(出力A〜D)を、例えば、メモリ部や制御部などの後段の回路部に出力する。   The serial / parallel conversion circuit 201 is a circuit which converts CMOS level serial data into parallel data. Specifically, the serial / parallel conversion circuit 201 synchronizes the serial data output from the LVDS / CMOS conversion units 211 to 214 with respect to each channel in synchronization with the optimum strobe signal output from the strobe selection circuit 202. Convert to parallel data. Further, the serial / parallel conversion circuit 201 outputs the converted parallel data (outputs A to D) to, for example, a subsequent circuit unit such as a memory unit or a control unit.

ストローブ選択回路202は、PLL回路203にて作成した複数のサンプリングクロックから、最適なストローブ信号を作成する。詳細には、ストローブ選択回路202は、LUT204から出力された最適なストローブ信号選択条件を示すデータ信号(LTR)に基づいて、PLL回路203から出力された複数のサンプリングクロックの中から、最適なサンプリングクロックを選択して、最適なストローブ信号を作成する。なお、ストローブ信号は、入力時間および出力時間が瞬間的なパルス信号のような信号である。   The strobe selection circuit 202 creates an optimum strobe signal from a plurality of sampling clocks created by the PLL circuit 203. Specifically, the strobe selection circuit 202 selects an optimum sampling from a plurality of sampling clocks output from the PLL circuit 203 based on a data signal (LTR) indicating an optimum strobe signal selection condition output from the LUT 204. Select a clock to create an optimal strobe signal. The strobe signal is a signal such as a pulse signal with instantaneous input time and output time.

また、ストローブ選択回路202は、MUX(マルチプレクサ)回路などで構成される。ストローブ選択回路202は、選択したサンプリングクロックをシリアル/パラレル変換回路201に出力する。   The strobe selection circuit 202 is configured by a MUX (multiplexer) circuit or the like. The strobe selection circuit 202 outputs the selected sampling clock to the serial / parallel conversion circuit 201.

PLL回路203は、LVDS/CMOS変換部215から出力されたクロック信号に同期させた、位相の異なる複数のサンプリングクロックを作成する回路である。この複数のサンプリングクロックは、シリアル/パラレル変換回路201にて用いるストローブ信号を作成する基となる。また、PLL回路203は、作成した複数のサンプリングクロックをストローブ選択回路202に出力する。   The PLL circuit 203 is a circuit that generates a plurality of sampling clocks having different phases synchronized with the clock signal output from the LVDS / CMOS conversion unit 215. The plurality of sampling clocks are a basis for creating a strobe signal used in the serial / parallel conversion circuit 201. The PLL circuit 203 outputs the created sampling clocks to the strobe selection circuit 202.

ここで、一例として、PLL回路203の詳細な構成を図3に示す。   Here, as an example, a detailed configuration of the PLL circuit 203 is shown in FIG.

PLL回路203は、図3に示すように、位相比較器221、チャージポンプ222、LPF(ローパスフィルタ)223、VCO(電圧制御発振器)224、および分周器225により構成される、一般的なPLL回路である。   As shown in FIG. 3, the PLL circuit 203 includes a phase comparator 221, a charge pump 222, an LPF (low pass filter) 223, a VCO (voltage controlled oscillator) 224, and a frequency divider 225. Circuit.

位相比較器221は、基準信号CKと、分周器225からの帰還信号FPとの間の位相差を検出する。そして、検出結果に応じて、VCO224の発振周波数を上昇させる制御信号UP、または下降させる制御信号DNをチャージポンプ222に出力する。   The phase comparator 221 detects a phase difference between the reference signal CK and the feedback signal FP from the frequency divider 225. Then, the control signal UP for increasing the oscillation frequency of the VCO 224 or the control signal DN for decreasing it is output to the charge pump 222 according to the detection result.

詳細には、基準信号CKに対して帰還信号FPが遅れているときは、位相比較器221は、VCO224の発振周波数を上昇させる制御信号UPを、位相差に相当する期間出力する。逆に、基準信号CKに対して帰還信号FPが進んでいるときは、位相比較器221は、VCO224の発振周波数を下降させる制御信号DNを、位相差に相当する期間出力する。よって、位相比較器221は、入力される2つの信号の位相差をパルス幅に変換した信号を、チャージポンプ222に出力する。   Specifically, when the feedback signal FP is delayed with respect to the reference signal CK, the phase comparator 221 outputs a control signal UP that increases the oscillation frequency of the VCO 224 for a period corresponding to the phase difference. Conversely, when the feedback signal FP is advanced with respect to the reference signal CK, the phase comparator 221 outputs a control signal DN for decreasing the oscillation frequency of the VCO 224 for a period corresponding to the phase difference. Therefore, the phase comparator 221 outputs to the charge pump 222 a signal obtained by converting the phase difference between the two input signals into a pulse width.

チャージポンプ222は、位相比較器221からの制御信号UPおよびDNをアナログ信号に変換する。そして、その出力信号CPOを、LPF223に通して、制御電圧VcとしてVCO224に与える。   The charge pump 222 converts the control signals UP and DN from the phase comparator 221 into analog signals. Then, the output signal CPO is passed through the LPF 223 and given to the VCO 224 as the control voltage Vc.

LPF223は、抵抗およびコンデンサにより構成される。LPF223は、チャージポンプ222からの出力信号CPOに含まれるスイッチングノイズなどを低減する目的、および、フィードバックループを安定化する目的により用いられる。   The LPF 223 includes a resistor and a capacitor. The LPF 223 is used for the purpose of reducing switching noise included in the output signal CPO from the charge pump 222 and the purpose of stabilizing the feedback loop.

VCO224は、発振周波数に応じて、PLL回路203として出力する複数の位相の異なるクロックを作成する。なお、VCO224の詳細な構成については後述する。VCO224の出力信号は、図1に示すPLL回路203の出力信号Clockとして出力されるとともに、分周器225にて分周されて帰還信号FPとして位相比較器221に入力される。   The VCO 224 creates a plurality of clocks with different phases that are output as the PLL circuit 203 according to the oscillation frequency. The detailed configuration of the VCO 224 will be described later. The output signal of the VCO 224 is output as the output signal Clock of the PLL circuit 203 shown in FIG. 1, and is divided by the frequency divider 225 and input to the phase comparator 221 as the feedback signal FP.

その際、VCO224の出力信号は、分周器225にて1/Nの周波数へ変換される。これにより、帰還信号FPと出力信号との周波数の関係は、VCO224の出力信号をfoとすると、以下の式(1)で表される。なお、分周器225は、分周比を変更可能である。   At that time, the output signal of the VCO 224 is converted into a frequency of 1 / N by the frequency divider 225. Thereby, the relationship between the frequencies of the feedback signal FP and the output signal is expressed by the following equation (1), where the output signal of the VCO 224 is fo. The frequency divider 225 can change the frequency division ratio.

FP=fo/N ・・・(1)
また、PLL回路203は、CK=FPとなるように、制御電圧Vcを制御する。このため、出力信号foは、以下の式(2)のように表される。すなわち、基準信号CKに対してN倍の周波数の出力信号foが、PLL回路203から出力されることになる。
FP = fo / N (1)
The PLL circuit 203 controls the control voltage Vc so that CK = FP. For this reason, the output signal fo is expressed as the following equation (2). That is, an output signal fo having a frequency N times that of the reference signal CK is output from the PLL circuit 203.

fo=N×CK ・・・(2)
続いて、VCO224の詳細な構成について説明する。図4は、VCO224の概略構成を示した回路図である。
fo = N × CK (2)
Next, a detailed configuration of the VCO 224 will be described. FIG. 4 is a circuit diagram showing a schematic configuration of the VCO 224.

VCO224は、図4に示すように、入力される制御電圧Vcに応じて、発振周波数が変化するM段リング発振器231(M:奇数)を備えた構成を有している。   As shown in FIG. 4, the VCO 224 has a configuration including an M-stage ring oscillator 231 (M: odd number) whose oscillation frequency changes according to the input control voltage Vc.

本発明では、M段リング発振器231を構成するM個のインバータ素子の各タップから出力される出力信号phi1〜phi(M)をPLL回路203の出力として利用している。また、出力信号phi1がVCO224の出力信号foとなる。   In the present invention, the output signals phi 1 to phi (M) output from the taps of the M inverter elements constituting the M-stage ring oscillator 231 are used as the output of the PLL circuit 203. Further, the output signal phi1 becomes the output signal fo of the VCO 224.

上記構成により、PLL回路203の出力となる出力信号phi1〜phi(M)は、基準信号CKの分周比(N)倍の周波数となる。そして、基準信号CKの周期をTとすると、それぞれの位相は、T/(N・M)ずつ遅延した出力信号となる。すなわち、出力信号phi1〜phi(M)は、PLL回路203から出力される位相の異なる複数のサンプリングクロックとなる。   With the above configuration, the output signals phi1 to phi (M) that are the outputs of the PLL circuit 203 have a frequency that is a frequency division ratio (N) times that of the reference signal CK. When the period of the reference signal CK is T, each phase is an output signal delayed by T / (N · M). That is, the output signals phi1 to phi (M) are a plurality of sampling clocks output from the PLL circuit 203 and having different phases.

LUT204は、最適なストローブ信号を選択するための制御データテーブルが格納されている格納部である。   The LUT 204 is a storage unit that stores a control data table for selecting an optimal strobe signal.

例えば、LUT204には、1つ目として、製造プロセスのばらつきに対応して定義された、PLL回路203から出力される複数のサンプリングクロックの移動量(ずれ)、2つ目として、基板やコネクタ、ケーブルなどの伝送線路の外部負荷に対応して定義されたスキューの発生量、3つ目として、動作環境の周囲温度に対応して定義された回路に与える影響、などのシリアルパラレル変換に悪影響を及ぼす様々な要因に対して、予めシミュレーションなどで計測したパラメータが格納されている。そしてまた、上記各パラメータおよび各パラメータを組み合わせに応じて、最適なストローブ信号を作成するための条件を定義した制御データテーブルが格納されている。   For example, in the LUT 204, the movement amount (deviation) of a plurality of sampling clocks output from the PLL circuit 203, which is defined corresponding to the variation in the manufacturing process, is first, and the board, the connector, The amount of skew defined corresponding to the external load of the transmission line such as cables, and thirdly, it has an adverse effect on serial parallel conversion such as the effect on the circuit defined corresponding to the ambient temperature of the operating environment. Parameters that are measured in advance by simulation or the like are stored for various factors. In addition, a control data table that defines conditions for creating the optimum strobe signal in accordance with the parameters and combinations of the parameters is stored.

また、LUT204に格納するパラメータは、上述した3つのものに限らず、負荷条件などのその他の条件が加わった場合においても、追加条件ごとの設定を適宜追加格納することが好ましい。よって、予め想定されるシリアルパラレル変換に悪影響を及ぼす様々な要因に関して、その要因毎の条件の設定をLUT204に格納しておくことにより、あらゆる上記要因に対応したLVDS受信制御装置200を実現することが可能となる。   Further, the parameters stored in the LUT 204 are not limited to the three parameters described above, and it is preferable to additionally store settings for each additional condition as appropriate even when other conditions such as a load condition are added. Therefore, the LVDS reception control apparatus 200 corresponding to all the above-described factors can be realized by storing in the LUT 204 the setting of conditions for each factor regarding various factors that adversely affect the serial / parallel conversion assumed in advance. Is possible.

レジスタ制御部205は、伝送線路などの負荷の状態を示すデータ信号(CL)、Vth検出回路206による製造ばらつきの結果を示すデータ信号(VthS)、および温度センサ207による周囲温度の計測結果を示すデータ信号(SC)を入力し、これらの信号を組み合わせて、レジスタ出力信号(RG)を作成する。そして、このレジスタ出力信号をLUT204に出力し、レジスタ出力信号に基づいてLUT204に格納された最適なストローブ信号選択条件を特定する。レジスタ制御部205は、特定した最適なストローブ信号選択条件をストローブ選択回路202に与える。   The register control unit 205 indicates a data signal (CL) indicating the state of a load such as a transmission line, a data signal (VthS) indicating a result of manufacturing variation by the Vth detection circuit 206, and an ambient temperature measurement result by the temperature sensor 207. A data signal (SC) is input, and these signals are combined to create a register output signal (RG). Then, this register output signal is output to the LUT 204, and the optimum strobe signal selection condition stored in the LUT 204 is specified based on the register output signal. The register control unit 205 gives the specified optimum strobe signal selection condition to the strobe selection circuit 202.

Vth検出回路206は、LVDS受信制御装置200における製造ばらつきを検出する回路である。Vth検出回路206は、検出した製造ばらつきの検出結果をレジスタ制御部205に出力する。ここで、一例として、Vth検出回路206の詳細な構成を図5に示す。   The Vth detection circuit 206 is a circuit that detects manufacturing variations in the LVDS reception control apparatus 200. The Vth detection circuit 206 outputs the detected manufacturing variation detection result to the register control unit 205. Here, as an example, a detailed configuration of the Vth detection circuit 206 is shown in FIG.

Vth検出回路206は、図5に示すように、Pチャネル型MOSトランジスタ241およびNチャネル型MOSトランジスタ242により構成されるCMOSインバータ回路、並びに、A/Dコンバータ243(アナログ/デジタル変換回路)を備えている。上記の構成によれば、CMOSインバータ回路の入出力を短絡させた出力電圧Vを、A/Dコンバータ243へ入力することにより、符号化することが可能となる。   As shown in FIG. 5, the Vth detection circuit 206 includes a CMOS inverter circuit composed of a P-channel MOS transistor 241 and an N-channel MOS transistor 242, and an A / D converter 243 (analog / digital conversion circuit). ing. According to the above configuration, the output voltage V obtained by short-circuiting the input / output of the CMOS inverter circuit can be encoded by inputting the output voltage V to the A / D converter 243.

仮に、製造プロセスがばらついた場合には、Pチャネル型MOSトランジスタ241およびNチャネル型MOSトランジスタ242のそれぞれの閾値(Vth)が変動する。これにより、CMOSインバータ回路の出力電圧Vの電圧レベルが変化する。よって、Vth検出回路206において、製造プロセスのばらつきを検出することが可能となる。   If the manufacturing process varies, the threshold values (Vth) of the P-channel MOS transistor 241 and the N-channel MOS transistor 242 vary. Thereby, the voltage level of the output voltage V of the CMOS inverter circuit changes. Therefore, the Vth detection circuit 206 can detect manufacturing process variations.

温度センサ207は、LVDS受信制御装置200の周囲温度を検出する回路である。温度センサ207は、周囲温度の計測結果をレジスタ制御部205に出力する。   The temperature sensor 207 is a circuit that detects the ambient temperature of the LVDS reception control apparatus 200. The temperature sensor 207 outputs the measurement result of the ambient temperature to the register control unit 205.

なお、LUT204、レジスタ制御部205、Vth検出回路206、および温度センサ207は、特性検出制御部210(特性検出制御手段)を構成している。つまりは、特性検出制御部210は、LVDS受信制御装置200において、製造プロセスのばらつきや、外部負荷、周囲温度などのシリアルパラレル変換に悪影響を及ぼす情報を検出し、検出した情報により、最適なストローブ信号選択条件を特定する部分となっている。   Note that the LUT 204, the register control unit 205, the Vth detection circuit 206, and the temperature sensor 207 constitute a characteristic detection control unit 210 (characteristic detection control means). In other words, the characteristic detection control unit 210 detects, in the LVDS reception control device 200, information that adversely affects serial / parallel conversion such as variations in manufacturing process, external load, and ambient temperature, and the optimum strobe is detected based on the detected information. This is a part for specifying the signal selection condition.

LVDS/CMOS変換部211〜214は、LVDSをCMOSレベルに変換する部分である。詳細には、LVDS/CMOS変換部211〜214は、LVDS送信制御装置からのLVDSを入力(LA〜LD)して、CMOSレベルに変換した後、シリアル/パラレル変換回路201にそれぞれ出力する。なお、LVDS/CMOS変換部211〜214のチャンネル毎に、シリアルデータがそれぞれ入力されている。   The LVDS / CMOS converters 211 to 214 are parts that convert LVDS to a CMOS level. Specifically, the LVDS / CMOS converters 211 to 214 input LVDS from the LVDS transmission control device (LA to LD), convert them to the CMOS level, and then output them to the serial / parallel converter circuit 201, respectively. Serial data is input to each channel of the LVDS / CMOS conversion units 211 to 214, respectively.

LVDS/CMOS変換部215は、LVDSをCMOSレベルに変換する部分である。詳細には、LVDS/CMOS変換部215は、LVDS送信制御装置からのLVDSを入力(LCK)して、CMOSレベルに変換した後、PLL回路203に出力する。なお、LVDS/CMOS変換部215には、クロック信号が入力されている。   The LVDS / CMOS conversion unit 215 is a part that converts LVDS into a CMOS level. Specifically, the LVDS / CMOS conversion unit 215 inputs (LCK) the LVDS from the LVDS transmission control device, converts the LVDS to a CMOS level, and then outputs the LVDS to the PLL circuit 203. Note that a clock signal is input to the LVDS / CMOS conversion unit 215.

ここで、図2を用いて説明したように、LVDS送信装置100から送信されたシリアルデータおよびクロック信号を、LVDS伝送を介して、LVDS受信制御装置200は受信している。この受信時に、シリアルデータとクロック信号とのそれぞれの伝播時間が異なる場合には、両信号間に、信号の位相のばらつきであるスキュー(Skew)が生じる。   Here, as described with reference to FIG. 2, the LVDS reception control apparatus 200 receives the serial data and the clock signal transmitted from the LVDS transmission apparatus 100 via the LVDS transmission. When the propagation times of the serial data and the clock signal are different at the time of reception, a skew (Skew) that is a variation in the phase of the signal occurs between the two signals.

そこで、次に、図6〜9を参照しながら、スキューの発生状態におけるLVDS受信制御装置200のデータ受信について説明する。   Therefore, next, data reception of the LVDS reception control apparatus 200 in a skew occurrence state will be described with reference to FIGS.

図6は、LVDS受信制御装置200における、データにスキューが無い場合のデータの取り込みを説明するための図である。   FIG. 6 is a diagram for explaining data capture in the LVDS reception control apparatus 200 when there is no skew in the data.

図7は、LVDS受信制御装置200における、ストローブ信号が遅れ側にシフトした場合のデータの取り込みを説明するための図である。   FIG. 7 is a diagram for explaining data capture in the LVDS reception control apparatus 200 when the strobe signal is shifted to the delay side.

図8は、LVDS受信制御装置200における、ストローブ信号が進み側にシフトした場合のデータの取り込みを説明するための図である。   FIG. 8 is a diagram for explaining data capture in the LVDS reception control apparatus 200 when the strobe signal is shifted to the advance side.

図9は、LVDS受信制御装置200における、ストローブ信号が遅れ側にシフトし、かつ、進みスキューがある場合の受信エラーを説明するための図である。   FIG. 9 is a diagram for explaining a reception error in the LVDS reception control apparatus 200 when the strobe signal is shifted to the delay side and there is an advance skew.

また、図6〜9では、1クロック周期に7ビットのシリアルデータを受信した場合の、シリアル/パラレル変換回路201における各パラメータを時系列に示している。LAはLVDS/CMOS変換部211からの出力データ、LBはLVDS/CMOS変換部212からの出力データ、LCはLVDS/CMOS変換部213からの出力データ、LDはLVDS/CMOS変換部214からの出力データ、および、LCKはLVDS/CMOS変換部215からの出力クロック信号を示している。また、Strb1〜Strb7はストローブ選択回路202にて作成されたストローブ信号を示し、出力A〜Dはシリアル/パラレル変換回路201から出力されるパラレルデータを示している。   6 to 9 show the parameters in the serial / parallel conversion circuit 201 in time series when 7-bit serial data is received in one clock cycle. LA is output data from the LVDS / CMOS converter 211, LB is output data from the LVDS / CMOS converter 212, LC is output data from the LVDS / CMOS converter 213, and LD is output from the LVDS / CMOS converter 214. Data and LCK indicate output clock signals from the LVDS / CMOS conversion unit 215. Strb1 to Strb7 indicate strobe signals generated by the strobe selection circuit 202, and outputs A to D indicate parallel data output from the serial / parallel conversion circuit 201.

通常、LVDSシリアルデータ(LA〜LD,LCK)は、図6に示すように、スキューがなく伝送される。このときLVDS受信制御装置200の製造プロセスのばらつきがなく、Vthがターゲットのセンターであれば、作成されたストローブ信号Strb1〜Strb7は、LVDSシリアルデータに対しセンターに位置している。   Normally, LVDS serial data (LA to LD, LCK) is transmitted without skew as shown in FIG. At this time, if there is no variation in the manufacturing process of the LVDS reception control device 200 and Vth is the center of the target, the generated strobe signals Strb1 to Strb7 are located at the center with respect to the LVDS serial data.

このストローブ信号Strb1〜Strb7がセンターに位置することは、1ビットデータの先頭から当該1ビットデータのセンターに位置するストローブ信号までの時間Setup・Time、および、当該ストローブ信号から1ビットデータの終了までの時間Hold・Timeが最大となる。   The strobe signals Strb1 to Strb7 are located at the center from the time Setup · Time from the beginning of the 1-bit data to the strobe signal located at the center of the 1-bit data and from the strobe signal to the end of the 1-bit data. The time Hold · Time is maximized.

しかしながら、LVDS受信制御装置200にて製造プロセスのばらつき(Vthのばらつき)が生じた場合、ストローブ信号Strb1〜Strb7がシフトする(同期していた位置からずれる)ことになる。   However, when a manufacturing process variation (Vth variation) occurs in the LVDS reception control apparatus 200, the strobe signals Strb1 to Strb7 shift (shift from the synchronized position).

ストローブ信号Strb1〜Strb7が遅れ側(後ろ)にシフトした場合、図7に示すように、ストローブ信号Strb1〜Strb7に対し、LVDSシリアルデータLA〜LDのHold・Timeマージンが削減されることになる。   When the strobe signals Strb1 to Strb7 are shifted to the delay side (backward), as shown in FIG. 7, the Hold / Time margin of the LVDS serial data LA to LD is reduced with respect to the strobe signals Strb1 to Strb7.

反対に、ストローブ信号Strb1〜Strb7が進み側(前)にシフトした場合、図8に示すように、ストローブ信号Strb1〜Strb7に対し、LVDSシリアルデータLA〜LDのSetup・Timeマージンが削減されることになる。   On the other hand, when the strobe signals Strb1 to Strb7 are shifted to the advance side (front), the setup / time margin of the LVDS serial data LA to LD is reduced with respect to the strobe signals Strb1 to Strb7 as shown in FIG. become.

図7および8に示すように、Hold・TimeマージンおよびSetup・Timeマージンが残っていれば、ストローブ信号がシフトしてもデータの取り込みは可能である。   As shown in FIGS. 7 and 8, if the Hold · Time margin and the Setup · Time margin remain, data can be captured even if the strobe signal is shifted.

しかし、例えば、図7に示す場合のときに、さらに伝送線路設計時の不具合などにより、LVDSシリアルデータ対LVDSクロック信号間に、スキューが発生するような伝送システムであった場合、図9に示すように、受信エラーが発生することになる。図9では、LVDSシリアルデータLCに進みスキューが発生した例を示している。   However, for example, in the case shown in FIG. 7, when the transmission system is such that a skew occurs between the LVDS serial data and the LVDS clock signal due to a problem in designing the transmission line, the transmission system shown in FIG. Thus, a reception error will occur. FIG. 9 shows an example in which a skew has occurred in the LVDS serial data LC.

よって、図9に示すように、Vthが変動することによってLVDSシリアルデータをサンプリングするストローブ信号がシフトし、さらに伝送線路の影響でLVDSクロック信号とLVDSシリアルデータとの間にスキューが発生した場合、対処することができない。   Therefore, as shown in FIG. 9, when the strobe signal for sampling the LVDS serial data is shifted due to the variation of Vth, and further, a skew occurs between the LVDS clock signal and the LVDS serial data due to the influence of the transmission line. It cannot be dealt with.

これに対し、本実施の形態のLVDS受信制御装置200では、Vth検出回路206を備え、また伝送線路の状態を表すCL信号を入力することにより、LVDS受信制御装置200の物理的要因(伝送線路情報、不等長配線)とVthの変動によるシフト量とを符号化した情報から、レジスタ制御部205が、LUT204を参照して、最適なストローブ信号を作成するための条件を特定し、特定した条件を示すデータ信号をストローブ選択回路202に出力する。   On the other hand, the LVDS reception control apparatus 200 according to the present embodiment includes a Vth detection circuit 206 and inputs a CL signal indicating the state of the transmission line, thereby causing a physical factor (transmission line) of the LVDS reception control apparatus 200. Information, unequal length wiring) and information obtained by encoding the shift amount due to the variation of Vth, the register control unit 205 refers to the LUT 204 to identify and identify conditions for creating an optimal strobe signal A data signal indicating the condition is output to the strobe selection circuit 202.

これにより、LVDS受信制御装置200の製造プロセスのばらつきによるLVDSシリアルデータのストローブ信号Strb1〜Strb7のシフトを補正し、ストローブ信号Strb1〜Strb7に対するLVDSシリアルデータのSetup/Hold・Timeマージンの最大化が可能となる。また同時に、製造プロセスのばらつきの変動と伝送線路要因によるスキューとの影響を受けることがない、安定したLVDS受信制御装置200を実現することが可能となる。   As a result, it is possible to correct the shift of the strobe signals Strb1 to Strb7 of the LVDS serial data due to variations in the manufacturing process of the LVDS reception control device 200, and to maximize the Setup / Hold / Time margin of the LVDS serial data with respect to the strobe signals Strb1 to Strb7. It becomes. At the same time, it is possible to realize a stable LVDS reception control apparatus 200 that is not affected by variations in manufacturing process variations and skew due to transmission line factors.

つまりは、本実施の形態のLVDS受信制御装置200では、図10に示すように、チャンネル毎に最適なストローブ信号が作成され、シリアルパラレル変換を行うことが可能となっている。   That is, in the LVDS reception control apparatus 200 of the present embodiment, as shown in FIG. 10, an optimum strobe signal is created for each channel, and serial / parallel conversion can be performed.

次に、本実施の形態のLVDS受信制御装置200における、チャンネル毎に最適なストローブ信号を作成する一連の動作について説明する。ここで、以下の説明では、説明を簡単にわかりやすくするために、図11に示すLVDSシリアルデータが1ch(LA)のLVDS受信制御装置250(LVDS受信装置)を用いる。   Next, a series of operations for creating an optimum strobe signal for each channel in LVDS reception control apparatus 200 of the present embodiment will be described. Here, in the following description, in order to make the description easy to understand, the LVDS reception control device 250 (LVDS reception device) having LVDS serial data of 1ch (LA) shown in FIG. 11 is used.

本実施の形態のLVDS受信制御装置250は、図11に示すように、LVDS/CMOS変換部212〜214を除いたLVDS受信制御装置200の構成と同様の構成を有している。また、本実施の形態のLVDS受信制御装置250は、図12に示すように、LVDS送信装置(LVDSTx)150と、LVDSデータ伝送を行う。   As shown in FIG. 11, the LVDS reception control apparatus 250 of the present embodiment has the same configuration as that of the LVDS reception control apparatus 200 excluding the LVDS / CMOS conversion units 212 to 214. Further, the LVDS reception control apparatus 250 according to the present embodiment performs LVDS data transmission with the LVDS transmission apparatus (LVDSTx) 150 as shown in FIG.

図12は、LVDS受信制御装置250とLVDS送信装置150とのLVDSデータ伝送システムの一構成例を示す構成図である。   FIG. 12 is a configuration diagram illustrating a configuration example of an LVDS data transmission system of the LVDS reception control device 250 and the LVDS transmission device 150.

LVDS受信制御装置250は、シリアルデータを受信する外部接続可能端子であるコネクタ251を備えている。   The LVDS reception control device 250 includes a connector 251 that is an externally connectable terminal that receives serial data.

LVDS送信装置150は、シリアルデータおよびクロック信号を送信可能な機能を有するICチップなどの送信器である。LVDS送信装置150は、プリント基板161に実装されており、同じプリント基板161に取り付けられたコネクタ162と、LVDS送信装置150の入出力部とコネクタ162の入出力部とを接続する配線とによって、外部とのデータ送信が可能なように構成されている。   The LVDS transmission device 150 is a transmitter such as an IC chip having a function capable of transmitting serial data and a clock signal. The LVDS transmitter 150 is mounted on the printed circuit board 161, and includes a connector 162 attached to the same printed circuit board 161 and wiring that connects the input / output unit of the LVDS transmitter 150 and the input / output unit of the connector 162. It is configured to allow data transmission with the outside.

また、LVDS送信装置150とLVDS受信制御装置250とは、データ情報を含むシリアルデータを伝送するケーブル171、および、クロック信号を伝送するケーブル172により接続されている。   The LVDS transmission device 150 and the LVDS reception control device 250 are connected by a cable 171 that transmits serial data including data information and a cable 172 that transmits a clock signal.

PLL回路203では、図13に示すように、VCO224のオシレータ素子の段数を14段として、出力信号Phi1〜Phi28が作成される。なお、作成する出力信号Phiの分解能は、VCO224の段数(M)を変えることにより設定可能となる。分解能が高いほど、受信エラーを防止する能力を向上させることが可能となる。   In the PLL circuit 203, as shown in FIG. 13, the number of oscillator elements of the VCO 224 is set to 14 and the output signals Phi1 to Phi28 are generated. Note that the resolution of the output signal Phi to be created can be set by changing the number of stages (M) of the VCO 224. The higher the resolution, the higher the ability to prevent reception errors.

まず、LVDS送信装置150から、1クロック周期に7bitのLVDSシリアルデータ(LA)とLVDSクロック信号(LCK)とが、プリント基板161に形成された配線、コネクタ162、ケーブル171および172、コネクタ251の順に介して、LVDS受信制御装置250のLVDS/CMOS変換部211および215に入力される。   First, 7-bit LVDS serial data (LA) and LVDS clock signal (LCK) are transmitted from the LVDS transmission device 150 in one clock cycle to the wiring formed on the printed circuit board 161, the connector 162, the cables 171 and 172, and the connector 251. The data is input to the LVDS / CMOS conversion units 211 and 215 of the LVDS reception control device 250 in order.

また、2bitのCL信号が、レジスタ制御部205に入力される。CL信号[1:0]は、LVDS受信制御装置250へのLAおよびLCKラインの伝送線路差(スキュー)の情報(基板、ケーブルなど)を示す信号である。このとき、LAおよびLCKは、図14に示すようなタイミングチャートで入力されることが考えられる。   In addition, a 2-bit CL signal is input to the register control unit 205. The CL signal [1: 0] is a signal indicating information (board, cable, etc.) of the transmission line difference (skew) of the LA and LCK lines to the LVDS reception control device 250. At this time, LA and LCK may be input in a timing chart as shown in FIG.

CL信号[1:0]は、例えば、図14の(A)に示すように、LCKに対しLAの線長差がない場合、CL[1:0]=[00]の信号として供給される。また、図14の(B)に示すように、LCKに対しLAの伝送路長が長い場合、すなわちLCKに対してLAが遅れている場合、CL[1:0]=[01]の信号として供給される。さらに反対に、図14の(C)に示すように、LCKに対しLAの伝送線路長が短い場合、すなわちLCKに対してLAが進んでいる場合を、CL[1:0]=[10]の信号として供給される。   For example, as shown in FIG. 14A, the CL signal [1: 0] is supplied as a signal of CL [1: 0] = [00] when there is no LA line length difference from the LCK. . As shown in FIG. 14B, when the LA transmission path length is longer than the LCK, that is, when the LA is delayed with respect to the LCK, a signal CL [1: 0] = [01] is obtained. Supplied. On the contrary, as shown in FIG. 14C, when the transmission line length of the LA is shorter than the LCK, that is, when the LA is advanced with respect to the LCK, CL [1: 0] = [10] Is supplied as a signal.

このCL信号は、送信側の基板配線を含めた伝送線路情報である。それゆえ、この情報は接続される送信側で知りえる情報であるので、送信側に変更があった場合でもこの信号を制御することにより、あらゆる送信側の伝送線路変化に対応できることになる。   This CL signal is transmission line information including the board wiring on the transmission side. Therefore, since this information is information that can be known on the connected transmission side, even if there is a change on the transmission side, it is possible to cope with any transmission line change on the transmission side by controlling this signal.

また、CL信号は、LCK対LAの関係を予め設定して供給すればよく、2bitに限らない。CL信号にLCK対LAの関係を設定した情報をレジスタ制御部205に設定することによって、レジスタ制御部205がCL信号を検出することにより、スキューが発生しているかどうかの情報を得ることが可能となる。   The CL signal is not limited to 2 bits as long as the relationship between LCK and LA is set in advance. By setting information in which the relationship of LCK to LA is set in the CL signal in the register control unit 205, it is possible for the register control unit 205 to detect the CL signal and obtain information on whether skew has occurred. It becomes.

一方、Vth検出回路206では、LVDS受信制御装置250の製造プロセスのばらつきによって生じる、Vthの組み合わせが検出される。   On the other hand, the Vth detection circuit 206 detects a combination of Vth caused by variations in the manufacturing process of the LVDS reception control device 250.

ここで、Vthの組み合わせについて、図5を参照しながら説明する。   Here, the combination of Vth will be described with reference to FIG.

Pチャネル型MOSトランジスタ241と、Nチャネル型MOSトランジスタ242との特性の組み合わせは、大別して以下の5条件に限定される。すなわち、Vth(Pch,Nch)=(Typical,Typical),(High,High),(High,Low),(Low,High),(Low,Low)である。よって、Vth検出回路206は、上記5条件のうち、どの特性に該当するのかを検出することになる。   The combination of characteristics of the P-channel MOS transistor 241 and the N-channel MOS transistor 242 is roughly limited to the following five conditions. That is, Vth (Pch, Nch) = (Typical, Typical), (High, High), (High, Low), (Low, High), (Low, Low). Therefore, the Vth detection circuit 206 detects which characteristic corresponds to the above five conditions.

例えば、Vth(Pch,Nch)=(High,High)であるとすると、Vth検出回路206では、これに応じてCMOSインバータ回路の出力電圧Vが出力され、(high,high)を示すようにAD変換器にて符号化される。   For example, if Vth (Pch, Nch) = (High, High), the Vth detection circuit 206 outputs the output voltage V of the CMOS inverter circuit in response to this, and AD is shown to indicate (high, high). Encoded by the converter.

本発明では、Typical値は、製造プロセスのVthターゲット値を意味している。Highは、Typical値に対してVth電圧が高いことを意味している。反対に、Lowは、Typical値に対してVth電圧が低いことを意味している。   In the present invention, the typical value means the Vth target value of the manufacturing process. High means that the Vth voltage is higher than the typical value. Conversely, Low means that the Vth voltage is lower than the typical value.

また、半導体上に形成させるトランジスタのスレッショルド電圧Vthは、製造プロセス毎にばらつきが生じる。製造ターゲットVthセンター値(Typical)を、例えば、Vth(Pch,Nch)=(−0.70V,0.55V)とすると、±0.15V位のばらつきがある。   In addition, the threshold voltage Vth of the transistor formed on the semiconductor varies for each manufacturing process. If the manufacturing target Vth center value (Typical) is, for example, Vth (Pch, Nch) = (− 0.70 V, 0.55 V), there is a variation of about ± 0.15 V.

この場合のVth(Pch,Nch)=(High,High)は、上記ばらつきの範囲で考えると、Vthの絶対値が高い組み合わせを意味し、Vth(Pch,Nch)=(−0.85V,0.70V)となる。また、Vth(Pch,Nch)=(Low,Low)の場合の値は、反対にVthの絶対値が低い組み合わせを意味し、Vth(Pch,Nch)=(−0.55V,0.40V)となる。   In this case, Vth (Pch, Nch) = (High, High) means a combination having a high absolute value of Vth in the range of the above-described variation, and Vth (Pch, Nch) = (− 0.85 V, 0 .70V). On the other hand, the value in the case of Vth (Pch, Nch) = (Low, Low) means a combination having a low absolute value of Vth, and Vth (Pch, Nch) = (− 0.55V, 0.40V). It becomes.

つまりは、Vth検出回路206では、Pチャネル型MOSトランジスタ241とNチャネル型MOSトランジスタ242とのVthの組み合わせによって、図5に示す出力電圧Vの電圧値は違った値となる。   That is, in the Vth detection circuit 206, the voltage value of the output voltage V shown in FIG. 5 differs depending on the combination of Vth of the P-channel MOS transistor 241 and the N-channel MOS transistor 242.

よって、Vth(Pch,Nch)=(Typical,Typical)のときの出力電圧Vに対して、Vth(Pch,Nch)=(High,High)のときの出力電圧Vは高い電圧値となる。一方、Vth(Pch,Nch)=(Low,Low)のときの出力電圧Vは、Vth(Pch,Nch)=(Typical,Typical)のときの出力電圧Vに対して、低い電圧値となる。   Therefore, the output voltage V when Vth (Pch, Nch) = (High, High) is higher than the output voltage V when Vth (Pch, Nch) = (Typical, Typical). On the other hand, the output voltage V when Vth (Pch, Nch) = (Low, Low) is lower than the output voltage V when Vth (Pch, Nch) = (Typical, Typical).

また、Vth検出回路206では、Vthの組み合わせ範囲は決まっているため、出力電圧VをA/Dコンバータ243で符号化した結果は、その組み合わせに応じた範囲内で決まってくる。よって、組み合わせ毎に符号化の範囲を割り振ることによって、Vthの状態(High,Typical,Low)を検出することが可能となる。   In the Vth detection circuit 206, since the combination range of Vth is determined, the result of encoding the output voltage V by the A / D converter 243 is determined within a range corresponding to the combination. Therefore, it is possible to detect the state of Vth (High, Typical, Low) by allocating the encoding range for each combination.

例えば、A/Dコンバータ243を4bitのAD変換器とすると、Vth(Pch,Nch)=(Typical,Typical)のとき[0100]〜[1100]、Vth(Pch,Nch)=(High,High)のとき[1101]〜[1111]などと、符号化の範囲を割り振ることができる。   For example, when the A / D converter 243 is a 4-bit AD converter, when Vth (Pch, Nch) = (Typical, Typical), [0100] to [1100], Vth (Pch, Nch) = (High, High) In the case of [1101] to [1111], the encoding range can be allocated.

よって、Vthの組み合わせによって、CMOSインバータ回路の出力電圧Vが変動することにより、Vth検出回路206のAD変換後の出力は、このVth特性の変動を反映して符号化されるため、符号化されたデータ信号でもってVthを検出することが可能となる。   Therefore, since the output voltage V of the CMOS inverter circuit varies depending on the combination of Vth, the output after AD conversion of the Vth detection circuit 206 is encoded to reflect the variation of the Vth characteristic. It is possible to detect Vth with a data signal.

以上、CL信号とVth検出回路206の出力信号(Vth検出結果VthS)とが、レジスタ制御部205に入力される。   As described above, the CL signal and the output signal (Vth detection result VthS) of the Vth detection circuit 206 are input to the register control unit 205.

レジスタ制御部205では、CL信号とVth検出結果VthSとが組み合わせられ、LUT204を参照して、この組み合わせ結果に応じたLUTデータLTRがストローブ選択回路202に供給される。   In the register control unit 205, the CL signal and the Vth detection result VthS are combined, and the LUT data LTR corresponding to the combination result is supplied to the strobe selection circuit 202 with reference to the LUT 204.

一例として、Vth検出結果VthSを2bit、CL信号を2bitとし、レジスタ制御部205からの出力信号RGを4bit[3:0]レジスタとする。RG[3:0]=[VthS+CL]の組み合わせとすると、RG[3:0]値に対応したLUT204のLUTデータLTRがストローブ選択回路202に供給される。   As an example, the Vth detection result VthS is 2 bits, the CL signal is 2 bits, and the output signal RG from the register control unit 205 is a 4 bit [3: 0] register. Assuming that RG [3: 0] = [VthS + CL], the LUT data LTR of the LUT 204 corresponding to the RG [3: 0] value is supplied to the strobe selection circuit 202.

VthSの組み合わせは、VthS=(Typical,Typical)のとき:VthS=[01]、VthS=(High,High)のとき:VthS=[11]、VthS=(Low,Low)のとき:VthS=[00]とする。また、CL信号[1:0]は、伝送線路情報として図14に示したように、(A)LAとLCKと間にスキューがない場合:CL[1:0]=[00]、(B)LCKに対してLAがDelayしている場合:CL[1:0]=[01]、(C)LCKに対してLAが進んでいる場合:CL[1:0]=[10]とする。   The combinations of VthS are: when VthS = (Typical, Typical): VthS = [01], when VthS = (High, High): VthS = [11], when VthS = (Low, Low): VthS = [ 00]. Further, as shown in FIG. 14 as the transmission line information, the CL signal [1: 0] is (A) when there is no skew between LA and LCK: CL [1: 0] = [00], (B ) When LA is delayed for LCK: CL [1: 0] = [01], (C) When LA is advanced for LCK: CL [1: 0] = [10] .

例えば、VthS[1:0]=[01]およびCL[1:0]=[00]のとき、レジスタ制御部205は、RG[3:0]=[0100]([01:VthS、00:CL])と組み合わせ、LUT204に出力する。   For example, when VthS [1: 0] = [01] and CL [1: 0] = [00], the register control unit 205 sets RG [3: 0] = [0100] ([01: VthS, 00: CL]) and output to the LUT 204.

LUT204には、RG=[VthS+CL]の組み合わせに対応するテーブルデータが設定されており、RGの組み合わせに応じて、ストローブ選択回路202に供給する最適なストローブ信号選択条件の設定データが格納されている。   In the LUT 204, table data corresponding to a combination of RG = [VthS + CL] is set, and setting data of optimum strobe signal selection conditions to be supplied to the strobe selection circuit 202 is stored according to the combination of RG. .

RG[3:0]=[0100]が供給されたLUT204では、RG=[0100]に対応したLUTデータ(Vthが[Typical,Typical]、CLがSkewなし)が、最適なストローブ信号選択条件としてストローブ選択回路202に出力される。   In the LUT 204 to which RG [3: 0] = [0100] is supplied, the LUT data corresponding to RG = [0100] (Vth is [Typical, Typical], CL is no skew) is the optimum strobe signal selection condition. It is output to the strobe selection circuit 202.

次いで、RG値に対応したLUTデータすなわち最適なストローブ信号選択条件に基づいて、ストローブ選択回路202にて最適なストローブ信号が選択され、シリアル/パラレル変換回路201に供給される。これにより、Skewマージンに優れたLVDS受信制御装置250を提供することができる。   Next, based on the LUT data corresponding to the RG value, that is, the optimum strobe signal selection condition, the strobe selection circuit 202 selects the optimum strobe signal and supplies it to the serial / parallel conversion circuit 201. Thereby, it is possible to provide the LVDS reception control device 250 having an excellent skew margin.

また、温度センサ207の検出結果も加えることによって、製造ばらつき(Vth)およびプリント基板161の状態(CL)に加え、動作環境に影響されず、Skewマージンに優れたLVDS受信制御装置250を提供することができる。   Further, by adding the detection result of the temperature sensor 207, an LVDS reception control device 250 having an excellent skew margin is provided without being affected by the operating environment in addition to the manufacturing variation (Vth) and the state (CL) of the printed circuit board 161. be able to.

一例として、Vth検出回路206のVth検出結果VthSを2bit、基板配線などのSkew情報を示すCL信号を2bit、温度センサ207の検出結果SCを1bitとし、温度センサ207の結果を反映させたLVDS受信制御装置250の動作を説明する。このとき、レジスタ制御部205からの出力信号RGは、5bit[4:0]レジスタとなる。   As an example, the Vth detection result VthS of the Vth detection circuit 206 is 2 bits, the CL signal indicating the skew information such as the substrate wiring is 2 bits, the detection result SC of the temperature sensor 207 is 1 bit, and the LVDS reception reflecting the result of the temperature sensor 207 is received. The operation of the control device 250 will be described. At this time, the output signal RG from the register control unit 205 is a 5-bit [4: 0] register.

温度センサ207の検出結果SCは、ある温度よりも高くなったとき“1”を出力し、ある温度以下は“0”を出力するとする。また、VthSの組み合わせおよびCL信号は、上述したものと同様とする。   The detection result SC of the temperature sensor 207 outputs “1” when the temperature is higher than a certain temperature, and outputs “0” when the temperature is lower than a certain temperature. The combination of VthS and the CL signal are the same as those described above.

レジスタ制御部205では、VthS、CL、SCを組み合わせたRG[4:0]=[VthS+CL+SC]が、LUT204に出力される。LUT204では、RG[4:0]値に対応したLUTデータLTRが、ストローブ選択回路202に供給され、シリアル/パラレル変換回路201に供給される。これにより、動作環境に影響されず、Skewマージンに優れたLVDS受信制御装置250を提供することができる。   The register control unit 205 outputs RG [4: 0] = [VthS + CL + SC], which is a combination of VthS, CL, and SC, to the LUT 204. In the LUT 204, LUT data LTR corresponding to the RG [4: 0] value is supplied to the strobe selection circuit 202 and supplied to the serial / parallel conversion circuit 201. Accordingly, it is possible to provide the LVDS reception control device 250 that is not affected by the operating environment and has an excellent skew margin.

なお、レジスタ制御部205の出力信号RGにおける、VthS、CL、SCの組み合わせは、上述した順番に限らず、もちろん他のパラメータを組み合わせてもよい。レジスタ制御部205の出力信号RGの組み合わせに応じて、LUT204に格納される制御データテーブルが設定される。   Note that the combination of VthS, CL, and SC in the output signal RG of the register control unit 205 is not limited to the order described above, and other parameters may be combined. A control data table stored in the LUT 204 is set according to the combination of the output signals RG of the register control unit 205.

続いて、一例として、Vth(Pch,Nch)=(Typical,Typical)であり、かつ、CL信号が無い(すなわち外部要因によるスキューが無い)場合、最適なストローブ信号を選択する過程を図示したものを、図15に示す。   Subsequently, as an example, when Vth (Pch, Nch) = (Typical, Typical) and there is no CL signal (that is, there is no skew due to an external factor), a process of selecting an optimum strobe signal is illustrated. Is shown in FIG.

図15に示す場合、レジスタ制御部205では、CL信号[00]とVth検出結果(Typical,Typical)とに応じて、LUT204を参照し、最適なストローブ信号選択条件であるLUTデータ[00]が特定される。LUTデータ[00]は、ストローブ選択回路202に出力される。   In the case illustrated in FIG. 15, the register control unit 205 refers to the LUT 204 according to the CL signal [00] and the Vth detection result (Typical, Typical), and sets the LUT data [00] as the optimum strobe signal selection condition. Identified. The LUT data [00] is output to the strobe selection circuit 202.

LUTデータ[00]には、Vth(Typical,Typical)および外部スキュー無しの場合に、PLL回路203から出力された複数のサンプリングクロック(出力信号Phi1〜Phi28(Phi[1:28]))の中から最適なサンプリングクロックを選択して、最適なストローブ信号を作成するための最適なストローブ信号選択条件が定義されている。   The LUT data [00] includes Vth (Typical, Typical) and a plurality of sampling clocks (output signals Phi1 to Phi28 (Phi [1:28])) output from the PLL circuit 203 when there is no external skew. The optimum strobe signal selection condition for selecting the optimum sampling clock from the above and creating the optimum strobe signal is defined.

ストローブ選択回路202では、LUTデータ[00]に応じて、PLL回路203にて作成された出力信号Phi1〜Phi28の中から出力信号が選択され、最適なストローブ信号が作成された後、シリアル/パラレル変換回路201に出力される。なお、図15に示す例では、LUTデータ[00]に応じて、例えば、データD1に対してはPhi[3]のように、太線の矢印で示されるストローブ信号が最適であるとして選択されている。   In the strobe selection circuit 202, an output signal is selected from the output signals Phi1 to Phi28 generated by the PLL circuit 203 in accordance with the LUT data [00], and an optimal strobe signal is generated. It is output to the conversion circuit 201. In the example shown in FIG. 15, the strobe signal indicated by the thick line arrow is selected as the optimum for the data D1, such as Phi [3], according to the LUT data [00]. Yes.

これにより、シリアル/パラレル変換回路201では、最適なストローブ信号に同期してシリアルデータをパラレルデータに変換することが可能となり、受信エラーを防止することが可能となる。   As a result, the serial / parallel conversion circuit 201 can convert serial data into parallel data in synchronization with the optimum strobe signal, and can prevent reception errors.

また、Vth(Pch,Nch)=(High,High)であり、かつ、CL信号が無い(すなわち外部要因によるスキューが無い)場合、最適なストローブ信号を選択する過程を図示したものを、図16に示す。   FIG. 16 illustrates a process of selecting an optimum strobe signal when Vth (Pch, Nch) = (High, High) and there is no CL signal (that is, there is no skew due to an external factor). Shown in

図16に示す場合、レジスタ制御部205では、CL信号[00]とVth検出結果(High,High)とに応じて、LUT204を参照し、最適なストローブ信号選択条件であるLUTデータ[01]が特定される。LUTデータ[01]は、ストローブ選択回路202に出力される。   In the case illustrated in FIG. 16, the register control unit 205 refers to the LUT 204 in accordance with the CL signal [00] and the Vth detection result (High, High), and the LUT data [01] as the optimum strobe signal selection condition is obtained. Identified. The LUT data [01] is output to the strobe selection circuit 202.

LUTデータ[01]は、Vth(High,High)および外部スキュー無しの場合に、PLL回路203から出力された複数のサンプリングクロック(出力信号Phi1〜Phi28)の中から最適なサンプリングクロックを選択して、最適なストローブ信号を作成するための最適なストローブ信号選択条件が定義されている。   The LUT data [01] selects an optimum sampling clock from a plurality of sampling clocks (output signals Phi1 to Phi28) output from the PLL circuit 203 when there is no Vth (High, High) and external skew. The optimum strobe signal selection condition for creating the optimum strobe signal is defined.

ストローブ選択回路202では、LUTデータ[01]に応じて、PLL回路203にて作成された出力信号Phi1〜Phi28の中から出力信号が選択され、最適なストローブ信号が作成された後、シリアル/パラレル変換回路201に出力される。なお、図16に示す例では、LUTデータ[01]に応じて、例えば、データD1に対してはPhi[2]のように、太線の矢印で示されるストローブ信号が最適であるとして選択されている。   In the strobe selection circuit 202, an output signal is selected from the output signals Phi1 to Phi28 generated by the PLL circuit 203 in accordance with the LUT data [01], and an optimal strobe signal is generated. It is output to the conversion circuit 201. In the example shown in FIG. 16, the strobe signal indicated by the bold arrow is selected as the optimum for the data D1, such as Phi [2], according to the LUT data [01]. Yes.

ここで、PLL回路203にて作成される出力信号Phi1〜Phi28は、製造プロセスのばらつき、すなわちVthの組み合わせにより前後にシフトする。このVthの組み合わせにより前後どちらに動くかは、PLL回路203のシミュレーションを行うことによって予め知ることが可能である。   Here, the output signals Phi1 to Phi28 created by the PLL circuit 203 shift back and forth due to manufacturing process variations, that is, combinations of Vth. It can be known in advance by performing a simulation of the PLL circuit 203 whether to move forward or backward depending on the combination of Vth.

例えば、図16に示すように、Vth(High,High)の場合、矢印Xに示すように、出力信号Phi1〜Phi28は、Typical時の位置に対して、Delay側にシフトしている。これは、Vthの絶対値が高いと、トランジスタの応答速度が遅くなるためである。これにより、データをサンプリングするPhi[1:28]は、矢印Xに示す時間だけDelayする。   For example, as shown in FIG. 16, in the case of Vth (High, High), as indicated by an arrow X, the output signals Phi1 to Phi28 are shifted to the Delay side with respect to the position at the time of Typical. This is because the response speed of the transistor becomes slow when the absolute value of Vth is high. As a result, Phi [1:28] for sampling data is delayed for the time indicated by arrow X.

ゆえに、データD1に着目すると、図15に示した例では、Vth検出がないのでPhi[3]でデータD1をサンプリングしていた。これに対し、図16に示した例では、Phi[1:28]がDelayしているので、Phi[3]は、データD1に対してDelay(右)側にシフトしている。このため、Hold時間、すなわちHoldマージンが少ない。   Therefore, paying attention to the data D1, in the example shown in FIG. 15, since there is no Vth detection, the data D1 is sampled with Phi [3]. On the other hand, in the example shown in FIG. 16, Phi [1:28] is delayed, so Phi [3] is shifted to the Delay (right) side with respect to data D1. For this reason, the hold time, that is, the hold margin is small.

そこで、Vthが高いときは、Phi[1:28]がDelay側にシフトすることがわかっているため、Vth検出回路206にてVth検出を行うことにより、検出結果のVthの絶対値が高い結果であれば、図16に示した例のようにPhi[2]が選択される。これにより、データD1に対するPhiのSetupおよびHold時間マージンが最大となるPhiを用いて、データD1をサンプリングすることが可能となっている。   Therefore, since it is known that Phi [1:28] shifts to the Delay side when Vth is high, the Vth detection circuit 206 performs Vth detection, so that the absolute value of the detection result Vth is high. If so, Phi [2] is selected as in the example shown in FIG. As a result, it is possible to sample the data D1 using Phi that maximizes the setup and hold time margins of Phi for the data D1.

よって、シリアル/パラレル変換回路201では、出力信号Phi1〜Phi28のシフトの影響も考慮した最適なストローブ信号が供給されているので、問題なく、最適なストローブ信号に同期してシリアルデータをパラレルデータに変換することが可能となり、受信エラーを防止することが可能となる。   Therefore, the serial / parallel conversion circuit 201 is supplied with the optimum strobe signal in consideration of the shift effect of the output signals Phi1 to Phi28. Therefore, the serial data is converted into parallel data in synchronization with the optimum strobe signal without any problem. Conversion is possible, and reception errors can be prevented.

また、半導体素子では、動作温度により特性がシフトすることが予めわかっている。つまりは、温度上昇によってVthは絶対値が高い側にシフトする。それゆえ、Vth検出回路206、伝送線路情報を示すCL信号、および温度センサ207を設け、これらの結果をレジスタ制御部205で組み合わせ、組み合わせ結果に応じてLUT204からストローブ選択回路202へ供給するLUTデータLTRの値を読み出すことによって、製造ばらつき、基板配線などの伝送線路情報、および動作環境などの影響を受けることなく安定したLVDS受信制御装置250を提供できる。   In addition, it is known in advance that the characteristics of semiconductor elements are shifted depending on the operating temperature. That is, Vth shifts to a higher absolute value side as the temperature rises. Therefore, a Vth detection circuit 206, a CL signal indicating transmission line information, and a temperature sensor 207 are provided, and these results are combined by the register control unit 205, and LUT data supplied from the LUT 204 to the strobe selection circuit 202 according to the combination result. By reading the value of the LTR, it is possible to provide a stable LVDS reception control device 250 without being affected by manufacturing variations, transmission line information such as substrate wiring, and the operating environment.

以上により、製造プロセスのばらつきの影響、および、伝送線路差によるスキューの影響を受けることなく、受信エラーを防止することが可能となるので、安定したLVDS受信制御装置250を実現することが可能となる。   As described above, since it is possible to prevent reception errors without being affected by variations in manufacturing processes and skew due to transmission line differences, a stable LVDS reception control device 250 can be realized. Become.

つまりは、本実施の形態のLVDS受信制御装置200および250は、製造プロセスのばらつきを検出し、その検出結果と、ユーザ基板、コネクタ、およびケーブルなどの伝送線路長差などの外因要素データとから、最適なストローブ信号選択条件を特定し、この特定した条件に基づいて最適なストローブ信号を作成する手段を備えている。   That is, the LVDS reception control devices 200 and 250 of the present embodiment detect variations in the manufacturing process, and based on the detection results and external factor data such as transmission line length differences such as user boards, connectors, and cables. Means for specifying an optimum strobe signal selection condition and generating an optimum strobe signal based on the specified condition.

これにより、製造プロセスのばらつきの影響と、伝送線路長差などの外因スキューの影響とを受けることが無い最適なストローブ信号を選択することが可能となっている。   As a result, it is possible to select an optimum strobe signal that is not affected by variations in manufacturing processes and external skew such as transmission line length differences.

また、本実施の形態のLVDS受信制御装置200および250は、製造プロセスの変動と伝送線路長差などの外因要素に加え、動作周囲温度も考慮することによって、さらに周囲温度の影響も抑えた最適なストローブ信号選択条件を特定する。これにより、動作環境が厳しい場合であっても安定して、シリアルパラレル変化を行うことが可能となる。   In addition, the LVDS reception control devices 200 and 250 according to the present embodiment are optimum in that the influence of the ambient temperature is further suppressed by considering the operating ambient temperature in addition to the external factors such as the variation of the manufacturing process and the transmission line length difference. Specific strobe signal selection conditions are specified. As a result, even when the operating environment is severe, it becomes possible to perform serial-parallel change stably.

さらに、本実施の形態のLVDS受信制御装置200および250では、変換時にスキューによる影響を受けることが無くなり、スキューを検出する必要が無い。つまりは、本実施の形態のLVDS受信制御装置200および250は、CL信号によりスキューの影響を抑えているので、スキューを補正(キャンセル)する機能(De−Skew機能)を備えさせていることになる。   Furthermore, in LVDS reception control apparatuses 200 and 250 of the present embodiment, there is no influence of skew during conversion, and there is no need to detect skew. In other words, since the LVDS reception control devices 200 and 250 of the present embodiment suppress the influence of skew by the CL signal, they are provided with a function (De-Skew function) for correcting (cancelling) skew. Become.

このため、LVDSデータ伝送システムにおいて、ホスト側(LVDS送信装置100および150)では、セット基板やコネクタ、ケーブルなどの伝送線路の機構設計を含めたユーザ設計の自由度を向上することが可能となる。   For this reason, in the LVDS data transmission system, on the host side (LVDS transmitters 100 and 150), it is possible to improve the degree of freedom of user design including the mechanism design of transmission lines such as set boards, connectors, and cables. .

また、LVDS送信装置では、LVDS受信装置に入力されるシリアルデータおよびクロック信号のスキューを、確実にパラレルデータに変換可能なマージン内となるように制御する必要が無い。よって、安定した送受信システムを実現することが可能となる。   Further, in the LVDS transmission apparatus, it is not necessary to control the skew of the serial data and the clock signal input to the LVDS reception apparatus to be within a margin that can be reliably converted into parallel data. Therefore, a stable transmission / reception system can be realized.

ところで、本実施の形態のLVDS受信制御装置200および250は、半導体装置に内蔵して構成してもよい。これにより、LVDS受信制御装置200および250、あるいは、LVDS受信制御装置200および250およびその周辺回路を、ICの形態で簡単に実現することが可能となる。   By the way, the LVDS reception control devices 200 and 250 of the present embodiment may be built in a semiconductor device. Thereby, the LVDS reception control devices 200 and 250, or the LVDS reception control devices 200 and 250 and their peripheral circuits can be easily realized in the form of an IC.

なお、本発明は上述した実施形態に限定されるものではなく、請求項に示した範囲で種々の変更が可能である。すなわち、請求項に示した範囲で適宜変更した技術的手段を組み合わせて得られる実施形態についても本発明の技術的範囲に含まれる。   In addition, this invention is not limited to embodiment mentioned above, A various change is possible in the range shown to the claim. That is, embodiments obtained by combining technical means appropriately changed within the scope of the claims are also included in the technical scope of the present invention.

本発明は、高速動作による動作温度環境が激しく、基板および伝送路の正確なインピーダンスマッチングが要求される大型LCDパネルに代表されるような、FPDパネルインタフェースに使用されるLVDS受信装置に適用できるが、これに限らず、他の分野にも適用できる。例えば、製造工程で生じる熱処理などのゆらぎの影響により、上記ゆらぎが素子の形状や物性的な条件に影響を与えることによって、内蔵した部品の特性がばらつくことにより回路が仕様どおりに動作しないことが発生するような受信装置にも適用できる。   The present invention can be applied to an LVDS receiver used for an FPD panel interface, represented by a large LCD panel, which has a severe operating temperature environment due to high-speed operation and requires accurate impedance matching of a substrate and a transmission line. Not limited to this, it can be applied to other fields. For example, due to the effects of fluctuations such as heat treatment that occur in the manufacturing process, the fluctuations affect the element shape and physical properties, and the built-in component characteristics vary, so the circuit may not operate as specified. The present invention can also be applied to a receiving device that is generated.

本発明におけるLVDS受信装置の実施の一形態を示すブロック図である。It is a block diagram which shows one Embodiment of the LVDS receiver in this invention. 上記LVDS受信装置を含むLVDSデータ伝送システムの概略を示す概略構成図である。It is a schematic block diagram which shows the outline of the LVDS data transmission system containing the said LVDS receiver. 上記LVDS受信装置におけるPLL回路の構成を示すブロック図である。It is a block diagram which shows the structure of the PLL circuit in the said LVDS receiver. 上記PLL回路におけるVCOの構成を示す回路図である。It is a circuit diagram which shows the structure of VCO in the said PLL circuit. 上記LVDS受信装置におけるVth検出回路の構成を示す回路図である。It is a circuit diagram which shows the structure of the Vth detection circuit in the said LVDS receiver. 上記LVDS受信装置におけるスキューが無い場合の、入力データ、クロック信号、ストローブ信号、および出力データを時系列で示すタイミングチャートである。It is a timing chart which shows input data, a clock signal, a strobe signal, and output data in time series when there is no skew in the LVDS receiver. 上記LVDS受信装置におけるストローブ信号が遅れ側にシフトした場合の、入力データ、クロック信号、ストローブ信号、および出力データを時系列で示すタイミングチャートである。It is a timing chart which shows input data, a clock signal, a strobe signal, and output data in time series when the strobe signal in the LVDS receiver shifts to the delay side. 上記LVDS受信装置におけるストローブ信号が進み側にシフトした場合の、入力データ、クロック信号、ストローブ信号、および出力データを時系列で示すタイミングチャートである。It is a timing chart which shows input data, a clock signal, a strobe signal, and output data in time series when the strobe signal in the LVDS receiver shifts to the advance side. 上記LVDS受信装置における、ストローブ信号が遅れ側にシフトし、かつ、進みスキューがあり、受信エラーが発生する場合の、入力データ、クロック信号、ストローブ信号、および出力データを時系列で示すタイミングチャートである。FIG. 5 is a timing chart showing time series of input data, a clock signal, a strobe signal, and output data when the strobe signal is shifted to the delay side and there is a lead skew and a reception error occurs in the LVDS receiver. is there. 上記LVDS受信装置における、最適なストローブ信号を選択した結果を示すタイミングチャートである。It is a timing chart which shows the result of having selected the optimal strobe signal in the said LVDS receiver. 本発明におけるLVDS受信装置の他の実施の形態を示すブロック図である。It is a block diagram which shows other embodiment of the LVDS receiver in this invention. 上記LVDS受信装置とLVDS送信装置との接続構成を示す模式図である。It is a schematic diagram which shows the connection structure of the said LVDS receiver and LVDS transmitter. 上記LVDS受信装置におけるPLL回路の構成を示すブロック図である。It is a block diagram which shows the structure of the PLL circuit in the said LVDS receiver. 上記LVDS受信装置における、CL信号の状態の組み合わせを説明するための図である。It is a figure for demonstrating the combination of the state of CL signal in the said LVDS receiver. 上記LVDS受信装置における、最適なストローブ信号を選択する過程の一例を説明するための図である。It is a figure for demonstrating an example of the process which selects the optimal strobe signal in the said LVDS receiver. 上記LVDS受信装置における、最適なストローブ信号を選択する過程の他の例を説明するための図である。It is a figure for demonstrating the other example of the process which selects the optimal strobe signal in the said LVDS receiver. 従来のLVDSデータ伝送システムの概略を示す概略構成図である。It is a schematic block diagram which shows the outline of the conventional LVDS data transmission system. 従来のLVDS受信装置の構成を示すブロック図である。It is a block diagram which shows the structure of the conventional LVDS receiver. 上記従来のLVDS受信装置における、スキューが無い場合のスキュー検出例を説明するための図である。It is a figure for demonstrating the example of a skew detection when there is no skew in the said conventional LVDS receiver. 上記従来のLVDS受信装置における、進みスキューがある場合のスキュー検出例を説明するための図である。It is a figure for demonstrating the example of a skew detection in the said conventional LVDS receiver in case there exists advance skew. 上記従来のLVDS受信装置における、遅れスキューがある場合のスキュー検出例を説明するための図である。It is a figure for demonstrating the example of a skew detection in the said conventional LVDS receiver in case there exists a delay skew.

符号の説明Explanation of symbols

100,150 LVDS送信装置
162 コネクタ
171,172 ケーブル
200,250 LVDS受信制御装置(LVDS受信装置)
201 シリアル/パラレル変換回路
202 ストローブ選択回路(ストローブ信号作成手段)
203 PLL回路(信号発生手段)
204 LUT
205 レジスタ制御部(最適条件特定手段、外部負荷検出手段)
206 Vth検出回路(製造プロセス特性検出手段)
207 温度センサ(温度検出手段)
210 特性検出制御部(特性検出制御手段)
211〜215 LVDS/CMOS変換部
241 Pチャネル型MOSトランジスタ(CMOSインバータ回路)
242 Nチャネル型MOSトランジスタ(CMOSインバータ回路)
243 A/Dコンバータ(アナログ/デジタル変換回路)
251 コネクタ
100,150 LVDS transmitter 162 Connector 171,172 Cable 200,250 LVDS reception controller (LVDS receiver)
201 serial / parallel conversion circuit 202 strobe selection circuit (strobe signal generating means)
203 PLL circuit (signal generating means)
204 LUT
205 Register control unit (optimum condition specifying means, external load detecting means)
206 Vth detection circuit (manufacturing process characteristic detection means)
207 Temperature sensor (temperature detection means)
210 Characteristic detection control unit (characteristic detection control means)
211 to 215 LVDS / CMOS converter 241 P-channel MOS transistor (CMOS inverter circuit)
242 N-channel MOS transistor (CMOS inverter circuit)
243 A / D converter (analog / digital conversion circuit)
251 connector

Claims (7)

シリアルデータおよびクロック信号を入力し、ストローブ信号に同期して上記シリアルデータをパラレルデータに変換するLVDS受信装置であって、
上記クロック信号に基づいて、位相が異なる複数のクロック信号を作成する信号発生手段と、
製造プロセスのばらつき、および、外部負荷のうち少なくとも一方の情報を検出し、該検出した情報により、上記ストローブ信号を作成するための最適条件を特定する特性検出制御手段と、
上記特性検出制御手段にて特定した最適条件に応じて、上記信号発生手段にて作成した複数のクロック信号から、上記ストローブ信号を作成するストローブ信号作成手段とを備えることを特徴とするLVDS受信装置。
An LVDS receiver that inputs serial data and a clock signal and converts the serial data into parallel data in synchronization with a strobe signal,
Signal generating means for creating a plurality of clock signals having different phases based on the clock signal;
Characteristic detection control means for detecting information on at least one of manufacturing process variation and external load, and identifying optimum conditions for creating the strobe signal based on the detected information;
An LVDS receiving apparatus comprising: strobe signal generating means for generating the strobe signal from a plurality of clock signals generated by the signal generating means in accordance with the optimum condition specified by the characteristic detection control means. .
上記特性検出制御手段は、
上記製造プロセスのばらつきの情報と上記外部負荷の情報とに対応して定義した上記最適条件が格納されたLUTと、
上記製造プロセスのばらつきを検出する製造プロセス特性検出手段と、
上記外部負荷を検出する外部負荷検出手段と、
上記LUTを参照して、上記製造プロセス特性検出手段が検出した製造プロセスのばらつきの情報と外部負荷検出手段が検出した外部負荷の情報とから、上記LUTに格納された最適条件を特定する最適条件特定手段とを備えることを特徴とする請求項1に記載のLVDS受信装置。
The characteristic detection control means includes
An LUT in which the optimum conditions defined corresponding to the manufacturing process variation information and the external load information are stored;
Manufacturing process characteristic detecting means for detecting variations in the manufacturing process;
An external load detecting means for detecting the external load;
Referring to the LUT, an optimum condition for specifying an optimum condition stored in the LUT from information on the variation in the production process detected by the production process characteristic detection means and information on the external load detected by the external load detection means The LVDS receiver according to claim 1, further comprising a specifying unit.
上記製造プロセス特性検出手段は、
CMOSインバータ回路と、
上記CMOSインバータ回路の出力電圧を符号化して出力するアナログ/デジタル変換回路とにより構成されていることを特徴とする請求項2に記載のLVDS受信装置。
The manufacturing process characteristic detecting means includes:
A CMOS inverter circuit;
3. The LVDS receiver according to claim 2, comprising an analog / digital conversion circuit that encodes and outputs an output voltage of the CMOS inverter circuit.
上記特性検出制御手段は、周囲温度を検出する温度検出手段を備え、
上記LUTには、さらに周囲温度の情報に対応して定義した上記最適条件が格納され、
上記最適条件特定手段は、上記LUTを参照して、上記製造プロセス特性検出手段が検出した製造プロセスのばらつきの情報と外部負荷検出手段が検出した外部負荷の情報と上記温度検出手段が検出した周囲温度の情報とから、上記LUTに格納された最適条件を特定することを特徴とする請求項2に記載のLVDS受信装置。
The characteristic detection control means includes a temperature detection means for detecting an ambient temperature,
In the LUT, the optimum condition defined corresponding to the ambient temperature information is stored.
The optimum condition specifying means refers to the LUT, the manufacturing process variation information detected by the manufacturing process characteristic detecting means, the external load information detected by the external load detecting means, and the ambient temperature detected by the temperature detecting means. 3. The LVDS receiver according to claim 2, wherein an optimum condition stored in the LUT is specified from temperature information.
シリアルデータおよびクロック信号を入力し、ストローブ信号に同期して上記シリアルデータをパラレルデータに変換するLVDS受信方法であって、
上記クロック信号に基づいて、位相が異なる複数のクロック信号を作成する第1のステップと、
製造プロセスのばらつき、および、外部負荷のうち少なくとも一方の情報を検出する第2のステップと、
上記第2のステップにて検出した情報により、上記ストローブ信号を作成するための最適条件を特定する第3のステップと、
上記第3のステップにて特定した最適条件に応じて、上記第1のステップにて作成した複数のクロック信号から、上記ストローブ信号を作成する第4のステップとを含むことを特徴とするLVDS受信方法。
An LVDS receiving method for inputting serial data and a clock signal and converting the serial data into parallel data in synchronization with a strobe signal,
A first step of creating a plurality of clock signals having different phases based on the clock signal;
A second step of detecting information on at least one of manufacturing process variation and external load;
A third step of specifying an optimum condition for generating the strobe signal based on the information detected in the second step;
LVDS reception comprising: a fourth step of generating the strobe signal from a plurality of clock signals generated in the first step according to the optimum condition specified in the third step Method.
請求項1〜4のいずれか1項に記載のLVDS受信装置と、
LVDS伝送手段を介して、上記シリアルデータおよびクロック信号を上記LVDS受信装置に出力するLVDS送信装置とを備えることを特徴とするLVDSデータ伝送システム。
LVDS receiver according to any one of claims 1 to 4,
An LVDS data transmission system comprising: an LVDS transmission device that outputs the serial data and the clock signal to the LVDS reception device via an LVDS transmission means.
請求項1〜4のいずれか1項に記載のLVDS受信装置を内蔵することを特徴とする半導体装置。   A semiconductor device comprising the LVDS receiver according to claim 1.
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