DE102007043398B4

DE102007043398B4 - Signalübertragungsschaltung

Info

Publication number: DE102007043398B4
Application number: DE200710043398
Authority: DE
Inventors: Tadashi Iwasaki
Original assignee: Renesas Electronics Corp
Current assignee: Renesas Electronics Corp
Priority date: 2006-10-05
Filing date: 2007-09-12
Publication date: 2013-07-18
Anticipated expiration: 2027-09-13
Also published as: US20080084113A1; JP2008092530A; CN101159431A; DE102007043398A1; US7667531B2

Abstract

Signalübertragungsschaltung mit zwei oder mehreren vorgeschriebenen Anzahlen von Bahnen, welche Folgendes aufweist: eine Konstantspannungsschaltung zum Erzeugen einer konstanten Spannung; eine Stromversorgungsschaltung zum Empfangen der konstanten Spannung von der Konstantspannungsschaltung und zum Erzeugen und parallelen Ausgeben der vorgeschriebenen Anzahl von Strömen mit einem Wert entsprechend einem vorgeschriebenen Spannungs/Strom-Umwandlungsverhältnis; und eine Treiberschaltung, die für jede Bahn angeordnet ist, um einen von der Stromversorgungsschaltung ausgegebenen Strom zu empfangen und um eine Spannung mit einer Amplitude entsprechend einem vorgeschriebenen Strom/Spannungs-Umwandlungsverhältnis auszugeben, wobei die Stromversorgungsschaltung enthält: eine Stromversorgungs-Steuerschaltung, die das vorgeschriebene Spannungs/Strom-Umwandlungsverhältnis ändern kann; eine Konstantstrom-Erzeugungseinheit zum Erzeugen eines konstanten Stroms mit einem Wert entsprechend einer Eingangsspannung; und eine Konstantstrom-Ausgabeeinheit mit einer vorgeschriebenen Anzahl von Ausgangsanschlüssen zum Ausgeben des in der Konstantstrom-Erzeugungseinheit erzeugten konstanten Stroms von jedem Ausgangsanschluss zu einer entsprechenden Treiberschaltung, und wobei die Stromversorgungs-Steuerschaltung Folgendes aufweist: eine Spannungsteilerschaltung zum Teilen der konstanten Spannung von der Konstantspannungsschaltung und zum Erhalten einer Vielzahl von Ausgangsspannungen; und einen Selektor zum Auswählen von einer der konstanten Spannung und der Vielzahl von Ausgangsspannungen und zum Ausgeben der ausgewählten zur Konstantstrom-Erzeugungseinheit.

Description

HINTERGRUND DER ERFINDUNG
1. Gebiet der Erfindung
Die vorliegende Erfindung betrifft eine Signalübertragungsschaltung und insbesondere eine Signalübertragungsschaltung, deren Ausgangsamplitude variabel ist.
2. Beschreibung des zugehörigen Standes der Technik
Die veröffentliche US-amerikanische Patentanmeldung US 2004/0239668 A1 beschreibt eine Bildschirmvorrichtung und ein Verfahren zum Betreiben der Bildschirmvorrichtung. Die Vorrichtung beinhaltet eine Referenzspannungsquelle, an die eine Vielzahl von Stromerzeugungsschaltkreisen gekoppelt ist. Jeder der Stromerzeugungsschaltkreise erzeugt einen charakteristischen Ausgangsstrom. Einige der erzeugten Ausgangsströme werden von einem Abstufungsstromerzeugungsschaltkreis integriert und sodann Signalleitungen zugeführt. Die Signalleitungen sind mit Pixelelementen eines Bildschirms verbunden.
Mit der Fortentwicklung der LSI-(hochintegrierter Schaltkreis)Herstellungstechnologie ist eine Hochleistungs-MPU (Mikroprozessoreinheit) mit der Betriebsfrequenz von 1 GHz oder darüber entwickelt worden. Wenn eine solche MPU in einem Informationsverarbeitungsgerät, insbesondere in einem Server/einer Workstation, verwendet wird, ist eine Datenübertragung hoher Geschwindigkeit und großen Umfangs erforderlich. Um eine solche Anforderung zu erfüllen, wird eine Technik zum Verbinden einer MPU und von Speichermodulen über PTP-(Punkt-zu-Punkt-)Verbindungen unter Verwendung von beispielsweise einem FB-DIMM (vollständig gepufferten dualen Inline-Speichermodul) verwendet. Die FB-DIMM-Architektur verwendet einen AMB-(hoch entwickelten Speicherpuffer-)Chip für eine Verbindung zwischen Speichermodulen zusätzlich zu einem Speicherchip und sie verwendet eine Spezifikation für eine serielle Schnittstelle hoher Geschwindigkeit ”FB-DIMM High Speed Differential PTP” als Verbindungsschnittstelle.
Bei der Übertragung hoher Geschwindigkeit ist es allgemein nötig, die Ausgangsamplitude am Übertragungsende angesichts eines Rückgangs bezüglich der Amplitude aufgrund einer Übertragungsleitungslänge zu vergrößern. Wenn jedoch die Ausgangsamplitude am Übertragungsende einheitlich groß ist, wird ein Energieverbrauch eines Chips hoch. Um dies zu vermeiden, lässt die obige Schnittstellenspezifikation zu, dass die Ausgangsamplitude gemäß einer Übertragungsentfernung variabel ist. Spezifisch wird dann, wenn eine Übertragungsentfernung zwischen einer MPU und einem Speichermodul relativ groß ist, die Amplitude derart eingestellt, dass sie groß ist; wenn andererseits eine Übertragungsentfernung zwischen einem Speichermodul und einem Speichermodul relativ kurz ist, wird die Amplitude derart eingestellt, dass sie klein ist.
Um die Ausgangsamplitude variabel zu machen, wird eine Technik zum Steuern einer Stromquelle eines Treibers verwendet. Ein spezifisches Beispiel für eine solche Technik wird hierin unter Bezugnahme auf 7 beschrieben.
Die in 7 gezeigte Schaltung enthält eine Konstantspannungsschaltung 4, eine Konstantstromschaltung 2b und eine Differential-Treiberschaltung 3. Die Konstantspannungsschaltung 4 ist eine Bandlückenreferenzschaltung, die eine konstante Spannung aus einer Bandlückenspannung eines Halbleiters erzeugt, und sie erzeugt eine stabile konstante Spannung mit einer Referenzamplitude.
Die Konstantstromschaltung 2B enthält P-Kanal-MOS-Transistoren 9 und 10, einen P-Kanal-MOS-Transistor 15, einen Abschlusswiderstand 16 und einen Rückkoppelverstärker 17. Die P-Kanal-MOS-Transistoren 9 und 10 sind mit einer Energieversorgungsleitung 8 verbunden und bilden eine Konstantstromquelle. Der P-Kanal-MOS-Transistor 15 hat eine Gateelektrode, die auf einen GND-(Massespannungs-)Pegel festgelegt ist, so dass er im EIN-Zustand ist. Der Rückkoppelverstärker 17 hat einen invertierenden Anschluss, der mit der Konstantspannungsschaltung 4 verbunden ist, einen nichtinvertierenden Anschluss, der mit einem Knoten zwischen dem P-Kanal-MOS-Transistor 15 und dem Abschlusswiderstand 16 verbunden ist, und einen Ausgang, der mit einem Knoten zwischen dem Gate des P-Kanal-MOS-Transistors 9 und dem Gate des P-Kanal-MOS-Transistors 10 verbunden ist. Der Rückkoppelverstärker 17 steuert die Gatespannung des P-Kanal-MOS-Transistors 9 so, dass die Spannung am Abschlusswiderstand 16 gleich der Spannung mit einer in der Konstantspannungsschaltung 4 erzeugten Referenzamplitude ist. Ein Strom entsprechend der Referenzamplitude wird dadurch vom Drain des P-Kanal-MOS-Transistors 10 ausgegeben, der dieselbe Gatespannung wie der P-Kanal-MOS-Transistor 9 hat.
Die Differential-Treiberschaltung 3 enthält N-Kanal-MOS-Transistoren 19, 20a, 20b, 20c und 20d, die mit einer Messeleitung 18 verbunden sind, um einen konstanten Strom von der Konstantstromschaltung 2B zu empfangen und um eine Spiegelschaltung zu bilden; P-Kanal-MOS-Transistoren 22a, 22b, 22c, 22d, 23a, 23b, 23c und 23d, die mit einer Energieversorgungsleitung 21 verbunden sind und eine Konstantstromquelle bilden; eine Umschaltschaltung 11, die die Gates der P-Kanal-MOS-Transistoren 23b, 23c und 23d mit der Energieversorgungsleitung 21 verbindet, um eine entsprechende Konstantstromquelle auf AUS zu schalten; eine Umschaltschaltung 12, die die Gates der P-Kanal-MOS-Transistoren 23b, 23c und 23d mit den Drains der P-Kanal-MOS-Transistoren 22b, 22c und 22d verbindet, um eine entsprechende Konstantstromquelle auf EIN zu schalten; P-Kanal-MOS-Transistoren 24a und 24b, die als Schalter zum Ausgeben einer Logik dienen; und Abschlusswiderstände 25a und 25b, die mit der Masseleitung 18 verbunden sind. Eingangsanschlüsse 26a und 26b geben Differential-Logiksignale innerhalb des LSI ein, und in Reaktion auf diese Eingaben wird ein Spannungswert, der durch alle Stromwerte, die durch die P-Kanal-MOS-Transistoren 23a, 23b, 23c, 23d fließen, und die Widerstandswerte der Abschlusswiderstände 25a und 25b bestimmt ist, als Logikamplitude von Ausgangsanschlüssen 27a und 27b ausgegeben. Eine Konstantstromquelle, die aus den P-Kanal-MOS-Transistoren 22a und 23a besteht, ist konstant auf EIN. In der folgenden Beschreibung wird die Logikamplitude, die von den Ausgangsanschlüssen 27a und 27b ausgegeben wird, Ausgangsamplitude genannt.
In der Schaltung mit einer solchen Konfiguration werden der Schalter 11, der die Gates der P-Kanal-MOS-Transistoren 23b, 23c und 23d mit der Energieversorgungsleitung 21 verbindet, und die Umschaltschaltung 12, die die Gates der P-Kanal-MOS-Transistoren 23b, 23c und 23d mit den Drains der P-Kanal-MOS-Transistoren 22b, 22c und 22d verbindet, auf komplementäre Weise unter Verwendung eines Steueranschlusses 13 ausgewählt, so dass die Ausgangsamplitude entsprechend der Referenzamplitude variabel ist.
Ein spezifisches Beispiel ist wie folgt. Beispielsweise sind die P-Kanal-MOS-Transistoren 15, 24a und 24b derart konfiguriert, dass sie dieselben sind, und sind die Abschlusswiderstände 16, 25a und 25b auch derart konfiguriert, dass sie dieselben sind. Weiterhin ist das Kanalbreitengrößenverhältnis der Transistorgruppen, die jeweils eine Konstantstromquelle bilden, (d. h. der P-Kanal-MOS-Transistoren 9 und 10, der P-Kanal-MOS-Transistoren 22a bis 22d und der P-Kanal-MOS-Transistoren 23a bis 23d) jeweils ”5:1”, ”1:1:1:1” und ”5:1:1:1”. In einem solchen Fall kann dann, wenn die Referenzamplitude, die in der Konstantspannungsschaltung 4 erzeugt wird, 500 mV ist, die Ausgangsamplitude von den Ausgangsanschlüssen 27a und 27b durch ein Steuern der Umschaltschaltung 11 und der Umschaltschaltung 12 durch den Steueranschluss 13 500 mV, 700 mV oder 800 mV sein. Somit lässt die Schaltung in 7 zu, dass die Referenzamplitude von 500 mV in Inkrementen von 20% variabel ist. 7 zeigt den Fall, in welchem die P-Kanal-MOS-Transistoren 23b bis 23d alle AUS sind, und die Ausgangsamplitude von den Ausgangsanschlüssen 27a und 27b ist in diesem Fall 500 mV, was einem Stromwert entspricht, der nur von der Konstantstromquelle ausgegeben wird, die aus den P-Kanal-MOS-Transistoren 22a und 23a besteht.
Auf diese Weise variiert die Schaltung die Ausgangsamplitude durch Steuern der P-Kanal-MOS-Transistoren 22b bis 22d und der P-Kanal-MOS-Transistoren 23b bis 23d, die jeweils eine Konstantstromquelle bilden, durch die Umschaltschaltung 11 und die Umschaltschaltung 12.
Die ungeprüfte japanische Patentanmeldeveröffentlichung Nr. 2006-060320 offenbart eine Schaltung, die, genau wie die Schaltung der 7, die Ausgangsamplitude durch Steuern einer Stromquelle eines Treibers variiert.
8 zeigt ein Beispiel der Schaltung, die die Ausgangsamplitude durch Steuern eines Stroms variiert, der zu einem Treiber eingegeben wird. Die Schaltung der 8 enthält einen Konstantspannungsschaltungsblock 1, eine Konstantstromschaltung 2C und eine Differential-Treiberschaltung 3A.
Der Konstantspannungsschaltungsblock 1 enthält eine Konstantspannungsschaltung 4 und eine Spannungsteilerschaltung 35. Die Konstantspannungsschaltung 4 ist, genau wie die Konstantspannungsschaltung 4 in 7, eine Bandlückenreferenzschaltung. Die Spannungsteilerschaltung 35 enthält Ketten- bzw. Leiterwiderstände und sie teilt die Ausgabe der Konstantspannungsschaltung 4 durch die Leiterwiderstände und gibt eine Vielzahl von Kandidaten-Referenzwerten zur Konstantstromschaltung 2C aus.
Die Konstantstromschaltung 2C enthält P-Kanal-MOS-Transistoren 39 und 40, einen P-Kanal-MOS-Transistor 45, einen Abschlusswiderstand 46, einen Rückkoppelverstärker 47 und einen analogen Selektor 36. Die P-Kanal-MOS-Transistoren 39 und 40 sind mit einer Energieversorgungsleitung 38 verbunden und bilden eine Konstantstromquelle. Der P-Kanal-MOS-Transistor 45 hat eine Gateelektrode, die auf einen GND-(Massespannungs-)Pegel festgelegt ist, so dass sie in dem GND-Zustand ist. Der Rückkoppelverstärker 47 hat einen invertierenden Anschluss, der mit dem Ausgang des analogen Selektors 36 verbunden ist, einen nichtinvertierenden Anschluss, der mit einem Knoten zwischen dem P-Kanal-MOS-Transistor 45 und dem Abschlusswiderstand 46 verbunden ist, und einen Ausgang, der mit den Gates der P-Kanal-MOS-Transistoren 39 und 40 verbunden ist. Der Rückkoppelverstärker 47 steuert die Gatespannung des P-Kanal-Transistors 39 so, dass die Spannung am Abschlusswiderstand 46 gleich der Ausgangsspannung vom analogen Selektor 36 ist, so dass ein konstanter Strom entsprechend der Ausgangsspannung vom analogen Selektor 36 vom Drain des P-Kanal-MOS-Transistors 40 mit derselben Gatespannung wie der P-Kanal-MOS-Transistor 39 ausgegeben wird. Der analoge Selektor 36 wird durch einen Auswahlanschluss 37 gesteuert und der analoge Selektor 36 wählt eine von der konstanten Spannung von der Konstantspannungsschaltung 4 und einer Vielzahl von Kandidaten-Referenzamplituden von der Spannungsteilerschaltung 35 aus und gibt die ausgewählte zum Rückkoppelverstärker 47 aus.
Die Differential-Treiberschaltung 3a enthält N-Kanal-MOS-Transistoren 49 und 50, die mit einer Masseleitung 48 verbunden sind, um einen konstanten Strom von der Konstantstromschaltung 2C zu empfangen und eine Spiegelschaltung auszubilden, P-Kanal-MOS-Transistoren 52 und 53, die mit einer Energieversorgungsleitung 51 verbunden sind und eine Konstantstromquelle ausbilden, P-Kanal-MOS-Transistoren 54a und 54b, die als Schalter zum Ausgeben einer Logik dienen, und Abschlusswiderstände 55a und 55b, die mit der Masseleitung 48 verbunden sind. Weiterhin sind ein Ausgangsanschluss 57a und ein Ausgangsanschluss 57b jeweils zwischen dem P-Kanal-MOS-Transistor 54a und dem Abschlusswiderstand 55a und zwischen dem P-Kanal-MOS-Transistor 54b und dem Abschlusswiderstand 55b angeschlossen. Eingangsanschlüsse 56a und 56b geben Differential-Logiksignale innerhalb des LSI ein und in Reaktion auf diese Eingaben wird ein Spannungswert, der durch den Strom, der durch den P-Kanal-MOS-Transistor 53 fließt, und die Widerstandswerte der Abschlusswiderstände 55a und 55b bestimmt ist, als logische Amplitude von den Ausgangsanschlüssen 57a und 57b ausgegeben.
Bei dieser Konfiguration verwendet die Schaltung den Auswahlanschluss 37 als Schalter zum Auswählen einer erwünschten Referenzamplitude von der Spannungsteilerschaltung 35, um dadurch die Ausgangsamplitude der Differential-Treiberschaltung 3A zu variieren.
Beispielsweise sind der P-Kanal-MOS-Transistor 45 und die P-Kanal-MOS-Transistoren 54a und 54b derart konfiguriert, dass sie dieselben sind, und sind der Abschlusswiderstand 46 und die Abschlusswiderstände 55a und 55b auch derart konfiguriert, dass sie dieselben sind. Weiterhin können der N-Kanal-MOS-Transistor 49 und der N-Kanal-MOS-Transistor 50 derart konfiguriert sein, dass sie dieselben sind. Das Kanalbreitengrößenverhältnis der Transistoren, die eine Konstantstromquelle bilden, (d. h. der P-Kanal-MOS-Transistoren 39 und 40 und der P-Kanal-MOS-Transistoren 52 und 53) wird auf ”5:1:1:5” eingestellt. In einem solchen Fall ist dann, wenn die Referenzamplitude, die in der Konstantspannungsschaltung 4 erzeugt ist, 500 mV ist und das Spannungsteilungsverhältnis der Leiterwiderstände der Spannungsteilerschaltung 35 in Schritten von 5% inkrementiert wird, die Ausgangsamplitude von den Ausgangsanschlüssen 57a und 57b in Dekrementen von 5%, wie beispielsweise 500 mV, 475 mV, 450 mV, 425 mV und so weiter, variabel.
Manchmal wird ein Margin-Test (Grenzwert- oder Toleranzprüfung) während des Versandtests von Produkten durchgeführt, um sicherzustellen, dass es kein Problem in Bezug auf Herstellungsschwankungen oder eine Änderung von Charakteristiken aufgrund einer Verschlechterung im Verlaufe der Zeit gibt. Weil die Betriebsfrequenz eines Testgeräts, wie beispielsweise eines LSI-Testers, relativ niedrig ist, wie mehrere 100 mHz, wird allgemein eine Prüfschleifenmessung oder eine Streckenmessung mit der Verwendung einer tatsächlichen Vorrichtung bei dem Test eines tatsächlichen Betriebs hoher Geschwindigkeit durchgeführt. Der Test kann ein Prüfen enthalten, ob ein Signal richtig empfangen werden kann, indem die Ausgangsamplitude gezielt reduziert wird, und es ist somit bevorzugt, die Struktur, die die Ausgangsamplitude variabel macht, auch auf einen solchen Test anzuwenden.
Weiterhin ist es, da neueste Speichermodule eine hohe Leistungsfähigkeit bieten, angesichts des Amplitudenverfalls aufgrund einer Wegdifferenz bei Signalleitungen an einem DIMM nötig, die Ausgangsamplitude entsprechend einer Wegdifferenz bei Signalleitungen am DIMM einzustellen. Somit sollte die Ausgangsamplitude in der Bahn mit einem langen Signalleitungsweg groß sein und sollte die Ausgangsamplitude in der Bahn mit einem kurzen Signalleitungsweg klein sein. Daher muss ein AMB-Chip, der an einem solchen DIMM anzubringen ist, die Struktur haben, die das Einstellen einer unterschiedlichen Ausgangsamplitude für jede Bahn ermöglicht.
Um die obige Struktur in der Signalübertragungsschaltung mit einer Vielzahl von Bahnen mit der Verwendung der in 7 gezeigten Schaltung zu implementieren, ist es nötig, dieselbe Anzahl von Paaren der Konstantstromschaltung 2B und der Differential-Treiberschaltung 3 wie die Anzahl von Bahnen anzuordnen, was eine Erhöhung bezüglich eines Packungsbereichs und eines Energieverbrauchs verursacht. Weiterhin ist es, um die Ausgangsbreite jeder Bahn während des Margin-Tests einzustellen, nötig, ein Einstellen für jede Bahn zu konfigurieren, wodurch das Einstellen des Margin-Tests eine lange Zeit dauert.
Gleichermaßen ist es, um die obige Struktur in der Signalübertragungsschaltung mit einer Vielzahl von Bahnen mit der Verwendung der in 8 gezeigten Schaltung zu implementieren, nötig, dieselbe Anzahl von Einheiten von der Spannungsteilerschaltung 35 bis zu der Differential-Treiberschaltung 3a wie die Anzahl von Bahnen anzuordnen, was auch eine Erhöhung bezüglich des Packungsbereichs und des Energieverbrauchs verursacht. Das Einstellen des Margin-Tests dauert auch eine lange Zeit.
ZUSAMMENFASSUNG
Gemäß einem Aspekt der vorliegenden Erfindung wird eine Signalübertragungsschaltung zur Verfügung gestellt, die zwei oder mehrere vorgeschriebene Anzahlen von Bahnen enthält. Die Signalübertragungsschaltung enthält eine Konstantspannungsschaltung, eine Stromversorgungsschaltung und eine Treiberschaltung, die für jede Bahn angeordnet sind.
Die Konstantspannungsschaltung erzeugt eine konstante Spannung, die beispielsweise eine Spannung mit einer Referenzamplitude ist.
Die Stromversorgungsschaltung empfängt eine konstante Spannung von der Konstantspannungsschaltung, erzeugt dieselbe Anzahl von Strömen mit einem Wert entsprechend einem vorgeschriebenen Spannungs/Strom-Umwandlungsverhältnis wie die Bahnen und gibt die Ströme parallel aus. Die Stromversorgungsschaltung enthält eine Stromversorgungs-Steuerschaltung, die das vorgeschriebene Spannungs/Strom-Umwandlungsverhältnis ändern kann.
Die Treiberschaltung, die für jede Bahn angeordnet ist, empfängt einen von der Stromversorgungsschaltung ausgegebenen Strom und gibt eine Spannung mit einer Amplitude entsprechend einem vorgeschriebenen Strom/Spannungs-Umwandlungsverhältnis aus.
Die Beschreibung, dass jeder der parallel von der Stromversorgungsschaltung ausgegebenen Ströme einen Wert entsprechend ”einem vorgeschriebenen Spannungs/Strom-Umwandlungsverhältnis” für eine konstante Spannung von der Konstantspannungsschaltung hat, zeigt lediglich die Beziehung zwischen dem Wert jedes Stroms, der schließlich von der Stromversorgungsschaltung ausgegeben wird, und dem Wert der konstanten Spannung an und spezifiziert keine Technik einer Umwandlung. Somit kann die Stromversorgungs-Steuerschaltung, die das Spannungs/Strom-Umwandlungsverhältnis ändern kann, irgendeine Schaltung sein, die unterschiedliche Stromwerte aus derselben Eingangsspannung erhalten kann.
Bezüglich anderer Aspekte kann die vorliegende Erfindung als Verfahren oder als System implementiert sein.
Die Technik gemäß der vorliegenden Erfindung ermöglicht ein Margin-Test hoher Geschwindigkeit, während einer Erhöhung bezüglich einer Schaltungsgröße bezüglich der Konfiguration einer Signalschaltung unterdrückt wird, welche eine Vielzahl von Bahnen enthält und in welcher die Ausgangsamplitude von jeder Bahn variabel ist.
KURZE BESCHREIBUNG DER ZEICHNUNGEN
Die obige und andere Aufgaben, Vorteile und Merkmale der vorliegenden Erfindung werden aus der folgenden Beschreibung bestimmter bevorzugter Ausführungsbeispiele, genommen in Zusammenhang mit den beigefügten Zeichnungen, klarer werden, wobei:
1 eine Ansicht ist, die die Konfiguration einer Signalübertragungsschaltung gemäß einem ersten Ausführungsbeispiel der vorliegenden Erfindung zeigt;
2 eine erste Ansicht zum Beschreiben einer Stromversorgungsschaltung in der in 1 gezeigten Signalübertragungsschaltung ist;
3 eine zweite Ansicht zum Beschreiben einer Stromversorgungsschaltung in der in 1 gezeigten Signalübertragungsschaltung ist;
4 eine dritte Ansicht zum Beschreiben einer Stromversorgungsschaltung in der in 1 gezeigten Signalübertragungsschaltung ist;
5 eine vierte Ansicht zum Beschreiben einer Stromversorgungsschaltung in der in 1 gezeigten Signalübertragungsschaltung ist;
6 eine Ansicht ist, die die Konfiguration einer Signalübertragungsschaltung gemäß einem zweiten Ausführungsbeispiel der vorliegenden Erfindung zeigt;
7 eine Ansicht zum Beschreiben einer Signalübertragungsschaltung gemäß dem zugehörigen Stand der Technik ist; und
8 eine Ansicht zum Beschreiben einer Signalübertragungsschaltung gemäß einem weiteren zugehörigen Stand der Technik ist.
DETAILLIERTE BESCHREIBUNG DER BEVORZUGTEN
AUSFÜHRUNGSBEISPIELE
Die Erfindung wird nun hierin unter Bezugnahme auf illustrative Ausführungsbeispiele beschrieben werden. Fachleute auf dem Gebiet werden erkennen, dass viele alternative Ausführungsbeispiele unter Verwendung der Lehren der vorliegenden Erfindung erreicht werden können und dass die Erfindung nicht auf die Ausführungsbeispiele beschränkt ist, die zu Erklärungszwecken dargestellt sind.
Beispielhafte Ausführungsbeispiele der vorliegenden Erfindung werden hierin nachfolgend unter Bezugnahme auf die Zeichnungen beschrieben.
<Erstes Ausführungsbeispiels>
1 zeigt die Konfiguration einer Signalübertragungsschaltung 100 gemäß einem ersten Ausführungsbeispiel der vorliegenden Erfindung. Die Signalübertragungsschaltung 100 enthält eine Vielzahl von Bahnen, in welchen eine unterschiedliche Ausgangsamplitude für jede Bahn eingestellt werden kann. Die Signalübertragungsschaltung 100 enthält eine Konstantspannungsschaltung 110, eine Stromversorgungsschaltung 120 und Differential-Treiberschaltungen 130A bis 130D derselben Anzahl wie die Bahnen (welche beim Beispiel der 1 vier ist).
Die Konstantspannungsschaltung 110 ist eine Bandlückenreferenzschaltung, die eine stabile konstante Spannung erzeugt und sie zur Stromversorgungsschaltung 120 ausgibt.
Die Stromversorgungsschaltung 120 enthält eine Spannungsteilerschaltung 115, einen analogen Selektor 126, P-Kanal-MOS-Transistoren 121 und 122a bis 122d, einen P-Kanal-MOS-Transistor 125, einen Abschlusswiderstand 123 und einen Rückkoppelverstärker 124.
Die Spannungsteilerschaltung 115 enthält Leiterwiderstände und sie teilt die Ausgabe der Konstantspannungsschaltung 110 durch die Leiterwiderstände und gibt eine Vielzahl von Kandidaten-Referenzamplituden zum analogen Selektor 126 aus. Die Ausgangsspannung der Konstantspannungsschaltung 110 wird als Kandidaten-Referenzamplitude auch zum analogen Selektor 126 zugeführt.
Der analoge Selektor 126 wird durch einen Auswahlanschluss 127 gesteuert und er wählt eine aus einer Vielzahl von Kandidaten-Referenzamplituden von der Konstantspannungsschaltung 110 und der Spannungsteilerschaltung 115 aus und gibt die ausgewählte zum Rückkoppelverstärker 124 aus.
Der P-Kanal-MOS-Transistor 125 hat eine Gateelektrode, die auf einen Massespannungspegel festgelegt ist, so dass er im EIN-Zustand ist. Der Rückkoppelverstärker 124 hat einen invertierenden Anschluss, der mit dem Ausgang des analogen Selektors 126 verbunden ist, einen nichtinvertierenden Anschluss, der mit einem Knoten zwischen dem P-Kanal-MOS-Transistor 125 und dem Abschlusswiderstand 123 verbunden ist, und einen Ausgang, der mit den Gates des P-Kanal-MOS-Transistors 121 und der P-Kanal-MOS-Transistoren 122a bis 122d verbunden ist. Der P-Kanal-MOS-Transistor 121 hat einen Source, der mit einer Energieversorgungsleitung 128 verbunden ist. Der Rückkoppelverstärker 124 steuert die Gatespannung des P-Kanal-MOS-Transistors 121 so, dass die Spannung am Abschlusswiderstand 123 gleich der Referenzamplitude vom analogen Selektor 126 ist, um dadurch einen konstanten Strom zu erzeugen, der durch den P-Kanal-MOS-Transistor 121 fließt. Somit dienen der P-Kanal-MOS-Transistor 121, der P-Kanal-MOS-Transistor 125, der Rückkoppelverstärker 124 und der Abschlusswiderstand 123 als Konstantstrom-Erzeugungseinheit, die einen konstanten Strom erzeugt, indem sie die Ausgangsspannung vom analogen Selektor 126 empfängt.
Die P-Kanal-MOS-Transistoren 122a bis 122d sind Transistoren derselben Anzahl wie die Bahnen in der Signalübertragungsschaltung 100. Jeder Transistor bildet zusammen mit dem P-Kanal-MOS-Transistor 121 eine Spiegelschaltung aus. Jeder Transistor hat dieselbe Gatespannung wie die Gatespannung des P-Kanal-MOS-Transistors 121 und gibt von seinem Drain einen Strom gemäß einem konstanten Strom, der durch den P-Kanal-MOS-Transistor 121 fließt, zu einer entsprechenden Differential-Treiberschaltung aus. Somit dienen die P-Kanal-MOS-Transistoren 122a bis 122d als Konstantstrom-Ausgabeeinheit.
Auf diese Weise wird ein konstanter Strom entsprechend der Referenzamplitude vom analogen Selektor 126 zu den Differential-Treiberschaltungen 130a bis 130d in jeder Bahn zugeführt.
Weil ein konstanter Strom, der zu den Differential-Treiberschaltungen 130A bis 130D zugeführt wird, durch die Referenzamplitude variiert, die durch den analogen Selektor 126 ausgewählt wird, dienen die Spannungsteilerschaltung 115 und der analoge Selektor 126 als Stromversorgungs-Steuerschaltung.
Die Differential-Treiberschaltungen 130A bis 130D haben dieselbe Konfiguration. Somit wird hierin nur die Differential-Treiberschaltung 130A beschrieben.
Die Differential-Treiberschaltung 130A hat dieselbe Konfiguration wie die Differential-Treiberschaltung 3 in der Schaltung der 7. Die Differential-Treiberschaltung 130A enthält einen N-Kanal-MOS-Transistor 139 und N-Kanal-MOS-Transistoren 140a bis 140d, die mit einer Masseleitung 138 verbunden sind, um einen konstanten Strom (der beim Beispiel der 1 ein konstanter Strom vom Drain des P-Kanal-MOS-Transistors 122a ist) zu empfangen, der von der Stromversorgungsschaltung 120 ausgegeben wird, und eine Spiegelschaltung ausbilden; P-Kanal-MOS-Transistoren 142a bis 142d und P-Kanal-MOS-Transistoren 143a bis 143d, die mit einer Energieversorgungsleitung 141 verbunden sind und vier Konstantstromquellen ausbilden; eine Umschaltschaltung 131, die die Gates der P-Kanal-MOS-Transistoren 143b bis 143d mit der Energieversorgungsleitung 141 verbindet, um eine entsprechende Konstantstromquelle auf AUS zu schalten; eine Umschaltschaltung 132, die die Gates der P-Kanal-MOS-Transistoren 143b bis 143d mit den Drains der P-Kanal-MOS-Transistoren 142b bis 142d verbindet, um eine entsprechende Konstantstromquelle auf EIN zu schalten; P-Kanal-MOS-Transistoren 144a und 144b, die als Schalter zum Ausgeben einer Logik dienen; und Abschlusswiderstände 145a und 145b, die mit der Masseleitung 138 verbunden sind. Eingangsanschlüsse 136a und 136b geben Differential-Logiksignale innerhalb des LSI ein, und in Reaktion auf diese Eingaben wird ein Spannungswert, der durch alle Stromwerte, die durch die P-Kanal-MOS-Transistoren 143a, 143b, 143c, 143d fließen, und die Widerstandswerte der Abschlusswiderstände 145a und 145b bestimmt ist, als logische Amplitude von Ausgangsanschlüssen 147a und 147b ausgegeben.
Die Konstantstromquelle, die aus den P-Kanal-MOS-Transistoren 142a und 143a besteht, die Konstantstromquelle, die aus den P-Kanal-MOS-Transistoren 142b und 143b besteht, die Konstantstromquelle, die aus den P-Kanal-MOS-Transistoren 142c und 413c besteht, und die Konstantstromquelle, die aus den P-Kanal-MOS-Transistoren 142d und 143d besteht, werden hierin nachfolgend jeweils Konstantstromquelle a, Konstantstromquelle b, Konstantstromquelle c und Konstantstromquelle d genannt. Diese Konstantstromquellen dienen als Treiberstromerzeugungseinheit.
Wie es in 1 gezeigt ist, ist die Konstantstromquelle a, die aus den P-Kanal-MOS-Transistoren 142a und 143a besteht, derart konfiguriert, um konstant im EIN-Zustand zu bleiben.
Der EIN/AUS-Zustand der Konstantstromquelle b, der Konstantstromquelle c und der Konstantstromquelle D wird durch die Umschaltschaltung 131 und die Umschaltschaltung 132 gesteuert. Die Schalter, die in der Umschaltschaltung 131 und der Umschaltschaltung 132 enthalten sind, werden durch einen Steueranschluss 133A gesteuert.
Die 2 bis 5 zeigen die Kombinationen des EIN/AUS-Zustands jedes Schalters der Umschaltschaltung 131 und jedes Schalters der Umschaltschaltung 132 und des EIN/AUS-Zustands jeder Konstantstromquelle.
Bei der in 2 gezeigten Kombination sind die Schalter 131b, 131c und 131d der Umschaltschaltung 131 EIN und sind Schalter 132b, 132c und 132d der Umschaltschaltung 132 AUS. Weil der Schalter 131b EIN ist und der Schalter 132b AUS ist, ist das Gate des P-Kanal-MOS-Transistors 143b mit der Energieversorgungsleitung 141 verbunden, so dass die Konstantstromquelle b AUS ist. Es gibt keinen Strom, der vom Drain des P-Kanal-MOS-Transistors 143b ausgegeben wird. Gleichermaßen sind die Konstantstromquelle c und die Konstantstromquelle d beide AUS, und es gibt keinen von den Drains der P-Kanal-MOS-Transistoren 143c und 143d ausgegebenen Strom.
Demgemäß ist bei der Kombination der 2 ein Strom, der in die Sourceanschlüsse der P-Kanal-MOS-Transistoren 144a und 144b fließt, nur ein Strom von der Konstantstromquelle a, der ein Strom vom Sourceanschluss des P-Kanal-MOS-Transistors 143a ist.
Bei der in 3 gezeigten Kombination ist nur der Schalter 131b in der Umschaltschaltung 131 AUS und ist nur der Schalter 132b in der Umschaltschaltung 132 EIN. In einem solchen Fall ist das Gate des P-Kanal-MOS-Transistors 143b, der die Konstantstromquelle b ausbildet, durch den Schalter 132b mit dem Drain des P-Kanal-MOS-Transistors 142b verbunden, so dass die Konstantstromquelle b EIN ist. Die Konstantstromquelle c und die Konstantstromquelle d sind AUS.
Demgemäß ist bei der Kombination der 3 ein Strom, der in die Sourceanschlüsse der P-Kanal-MOS-Transistoren 144a und 144b fließt, eine Gesamtsumme aus den Strömen von der Konstantstromquelle a und der Konstantstromquelle b.
Bei der in 4 gezeigten Kombination sind die Konstantstromquelle b und die Konstantstromquelle c EIN und ist die Konstantstromquelle d AUS. Demgemäß ist ein Strom, der in die Sourceanschlüsse der P-Kanal-MOS-Transistoren 144a und 144b fließt, eine Gesamtsumme aus den Strömen von der Konstantstromquelle a, der Konstantstromquelle b und der Konstantstromquelle c.
Bei der in 5 gezeigten Kombination sind alle Konstantstromquelle EIN. Demgemäß ist ein Strom, der in die Sourceanschlüsse der P-Kanal-MOS-Transistoren 144a und 144b fließt, eine Gesamtsumme aus den Strömen von den vier Konstantstromquellen a, b, c und d.
Auf diese Weise werden die Schalterpaare in der Umschaltschaltung 131 und der Umschaltschaltung 132 auf komplementäre Weise ausgewählt, um dadurch den Strom, der in die Sourceanschlüsse der P-Kanal-MOS-Transistoren 144a und 144b in der Differential-Treiberschaltung 130a fließt, zu steuern. Die Ausgangsamplitude von den Ausgangsanschlüssen 147a und 147b der Differential-Treiberschaltung 130A wird durch den Strom, der zu den Sourceanschlüssen der P-Kanal-MOS-Transistoren 144a und 144b fließt, und die Widerstandswerte der Abschlusswiderstände 145a und 145b bestimmt. Somit entspricht die Ausgangsamplitude von der Differential-Treiberschaltung 130A der Referenzamplitude und ist gemäß den Kombinationen der Umschaltschaltung 131 und der Umschaltschaltung 132, welche Kombinationen in den 2 bis 5 gezeigt sind, variabel.
Weil die Amplitude der Spannung, die von den Ausgangsanschlüssen 147a und 147b ausgegeben wird, in Abhängigkeit von der Kombination der Schalter in der Umschaltschaltung 131 und der Umschaltschaltung 132 variiert, dienen die Umschaltschaltung 131 und die Umschaltschaltung 132 als eine Treibersteuereinheit.
Weil die P-Kanal-MOS-Transistoren 144a und 144b, die Abschlusswiderstände 145a und 145b und die Ausgangsanschlüsse 147a und 147b eine Spannung mit einer Amplitude entsprechend einer Gesamtsumme aus den Strömen von den vier Konstantstromquellen a, b, c und d ausgeben, dienen sie als Spannungsausgabeeinheit der Differential-Treiberschaltung 130A.
Der Betrieb der in 1 gezeigten Signalübertragungsschaltung 100 wird hierin nachfolgend mit einem spezifischen Beispiel beschrieben. Zuerst werden hierin nachfolgend die Transistoren, die Abschlusswiderstände und die Kombination der Umschaltschaltungen in den Differential-Treiberschaltungen 130A bis 130D beschrieben.
Der P-Kanal-MOS-Transistor 125 und die P-Kanal-MOS-Transistoren 144a und 144b sind derart konfiguriert, dass sie dieselben sind. Der Abschlusswiderstand 123 und die Abschlusswiderstände 145a und 145b sind auch derart konfiguriert, dass sie dieselben sind. Das Kanalbreitengrößenverhältnis des P-Kanal-MOS-Transistors 121 mit jedem der P-Kanal-MOS-Transistoren 122a bis 122d ist ”5:1”. Das Kanalbreitengrößenverhältnis der P-Kanal-MOS-Transistoren 142a bis 142d ist ”1:1:1:1” und das Kanalbreitengrößenverhältnis der P-Kanal-MOS-Transistoren 143a bis 143d ist ”5:1:1:1”. Unter solchen Umständen ist dann, wenn das Größenverhältnis der P-Kanal-MOS-Transistoren 142a und 143a, die die Konstantstromquelle a ausbilden, ”1:5” ist, das Kanalbreitengrößenverhältnis des Transistorpaars, das die Konstantstromquelle b, die Konstantstromquelle c und die Konstantstromquelle d ausbildet, ”1:1”.
Bei einer solchen Konfiguration kann dann, wenn die Referenzamplitude, die vom analogen Selektor 126 der Stromversorgungsschaltung 120 ausgegeben wird, 500 mV ist, die Ausgangsamplitude der Differential-Treiberschaltung jeweils entsprechend den Kombinationen der in den 2 bis 5 gezeigten Schalter 500 mV, 600 mV, 700 mV und 800 mV sein. 1 stellt ein Beispiel des Einstellens während eines normalen Betriebs dar. Die Ausgangsamplitude jeder Differential-Treiberschaltung 130 ist für jede Bahn beispielsweise gemäß der Weglänge des DIMM eingestellt. Bei diesem Beispiel wählt der analoge Selektor 126 die Ausgangsspannung 500 mV von der Konstantspannungsschaltung 110 aus. Um bezüglich jeder Differential-Treiberschaltung spezifischer zu sein, wird die Differential-Treiberschaltung 130A auf die in 2 gezeigte Kombination der Schalter eingestellt, so dass sie eine Spannung mit der Ausgangsamplitude von 500 mV für die Referenzamplitude von 500 mV ausgibt. Die Differential-Treiberschaltung 130B wird auf die in 3 gezeigte Kombination der Schalter eingestellt, so dass sie eine Spannung mit der Ausgangsamplitude von 600 mV für die Referenzamplitude von 500 mV ausgibt. Die Differential-Treiberschaltung 130C wird auf die in 4 gezeigte Kombination der Schalter eingestellt, so dass sie eine Spannung mit der Ausgangsamplitude von 700 mV für die Referenzamplitude von 500 mV ausgibt. Die Differential-Treiberschaltung 130D wird auf die in 5 gezeigte Kombination der Schalter eingestellt, so dass sie eine Spannung mit der Ausgangsamplitude von 800 mV für die Referenzamplitude von 500 mV ausgibt. In der folgenden Beschreibung wird die Ausgangsamplitude von 500 mV, 600 mV, 700 mV und 800 mV als maximale Ausgangsamplitude jeder Differential-Treiberschaltung bezeichnet.
Beim Margin-Test ist dann, wenn der analoge Selektor 126 der Stromversorgungsschaltung 120 irgendeine der geteilten Spannungen mit unterschiedlichen Werten auswählt, die durch die Spannungsteilerschaltung 115 erhalten werden, die Referenzamplitude kleiner als 500 mV. Somit wird die Ausgangsamplitude, die kleiner als jede maximale Ausgangsamplitude ist, von jeder Differential-Treiberschaltung erhalten. Wenn beispielsweise das Spannungsteilungsverhältnis der Leiterwiderstände der Spannungsteilerschaltung 115 in Inkrementen von 5% aufgebaut ist, ist es möglich, durch den analogen Selektor 126 100%, 95%, 90%, 85% ... der Ausgangsspannung der Konstantspannungsschaltung 110 als die Referenzamplitude auszuwählen. Demgemäß kann für jede Referenz-amplitude die Ausgangsamplitude, die variabel ist, wie ”500 mV, 600 mV, 700 mV und 800 mV”, ”475 mV, 570 mV, 665 mV und 760 mV”, ”450 mV, 540 mV, 630 mV und 720 mV”, ”425 mV, 510 mV, 595 mV und 680 mV” ..., von jeder Differential-Treiberschaltung erhalten werden.
Wie es oben beschrieben ist, ist es deshalb, weil die Signalübertragungsschaltung 100 dieses Ausführungsbeispiels die gemeinsame Konstantspannungsschaltung 110 und die gemeinsame Stromversorgungsschaltung 120 für jede der Differential-Treiberschaltungen in der Signalübertragungsschaltung mit einer Vielzahl von Bahnen verwendet, möglich, eine Erhöhung bezüglich einer Schaltungsgröße zu unterdrücken.
Weiterhin kann durch Ändern der Referenzamplitude, die durch den analogen Selektor 126 in der Stromversorgungsschaltung 120 ausgewählt wird, das Spannungs/Strom-Umwandlungsverhältnis für den konstanten Strom, der von der Stromversorgungsschaltung 120 ausgegeben wird, und die konstante Spannung, die von der Konstantspannungsschaltung 110 ausgegeben wird, geändert werden, was den zu jeder Differential-Treiberschaltung zuzuführenden Strom ändert. Es ist daher möglich, einen zu jeder Differential-Treiberschaltung zuzuführenden konstanten Strom zu reduzieren und somit gleichzeitig die Ausgangsamplitude jeder Differential-Treiberschaltung mit einer konstanten Rate in Bezug auf die maximale Ausgangsamplitude einfach durch Ändern der Auswahl des analogen Selektors 126 während des Margin-Tests zu reduzieren. Als Ergebnis kann das Margin-Test auf einfache Weise mit hoher Geschwindigkeit durchgeführt werden.
Allgemein ist die Übertragung eines Referenzsignals in einem Chip gegenüber einer parasitären Komponente oder einem Rauschen einer Leitung verletzbarer, wenn eine Entfernung zwischen Schaltungen länger ist, und daher ist es stabiler, ein Signal in der Form eines Stroms, eher als in der Form einer Spannung, zu verteilen. Aus diesem Grund führt die Signalübertragungsschaltung 100 die Spannung vom analogen Selektor 126 in der Form von Strom zu jeder Differential-Treiberschaltung 130 zu, um dadurch eine stabile Signalverteilung zu ermöglichen.
Die Signalübertragungsschaltung 100 dieses Ausführungsbeispiels stellt den Wert der Ausgangsamplitude der Treiberschaltung in jeder Bahn durch die Kombination der Umschaltschaltungen ein und stellt die Referenzamplitude, die als Basis für die Ausgangsamplitude dient, durch den analogen Selektor 126 der Stromversorgungsschaltung 120 ein. Weil die zwei Einstellungen unabhängig voneinander durchgeführt werden, ist es möglich, die Ausgangsamplitude der Bahn entsprechend jeder Differential-Treiberschaltung gemäß einer Wegdifferenz bei Signalleitungen am DIMM der Bahn während des normalen Betriebs einzustellen. Während des Margin-Tests ist es möglich, die Ausgangsamplitude jeder Differential-Treiberschaltung um kleine Schritte zu ändern zu der Ausgangsamplitude, die kleiner als ihre maximale Ausgangsamplitude ist, indem die Auswahl des analogen Selektors 126 in der Stromversorgungsschaltung 120 geändert wird.
Die Signalübertragungsschaltung 100 dieses Ausführungsbeispiels wird nun mit der in 7 gezeigten Schaltung verglichen.
Weil die in 7 gezeigte Schaltung die Ausgangsamplitude durch die Kombination der Größen der Transistoren steuert, die die Konstantstromquelle der Differential-Treiberschaltung 3 ausbilden, erfordert sie eine relativ große Transistorgröße. Weiterhin ist es deshalb, weil der Ausgangsanschluss ein externer Anschluss ist, unmöglich, die Größe einer Basistransistorgröße in Anbetracht einer elektrostatischen Spannungsfestigkeit (die hierin nachfolgend ESD-Spannungsfestigkeit genannt wird) zu reduzieren. Daher kann die Amplitude nur durch große Schritte von etwa beispielsweise 20% eingestellt werden und ist es unmöglich, die Ausgangsamplitude in kleinen Schritten von etwa beispielsweise 5% einzustellen, was bei dem Margin-Test erforderlich ist.
Weiterhin hängt bei der Schaltung der 7 die Anzahl von Konstantstromquellen in der Endstufe der Differential-Treiberschaltung 3 von der Stromspiegelschaltung in der vorherigen Stufe ab. Um die Anzahl von Werten zu erhöhen, die die Ausgangsamplitude haben kann, ist es nötig, die Anzahl von Konstantstromquellen zu erhöhen, was eine Erhöhung bezüglich der Anzahl von Stromspiegelschaltungen parallel dazu bei der vorherigen Stufe erfordert. Dies macht die Schaltung kompliziert und erhöht die Schaltungsgröße.
Andererseits kann die Signalübertragungsschaltung 100 den von der Stromversorgungsschaltung 120 zu jeder Differential-Treiberschaltung zuzuführenden Strom um kleine Schritte variieren, während zugelassen wird, dass die Treiberschaltung dieselbe Konfiguration wie die Differential-Treiberschaltung 3 der 7 hat. Dies ermöglicht, dass die Ausgangsamplitude in kleinen Schritten variabel wird, ohne die Transistorgröße in der Differential-Treiberschaltung zu reduzieren, und lässt weiterhin eine Erhöhung bezüglich der Anzahl von Werten zu, die die Ausgangsamplitude haben kann, ohne die Stromspiegelschaltungen in der vorherigen Stufe in der Differential-Treiberschaltung zu erhöhen.
Die Signalübertragungsschaltung 100 der 1 stellt einen zu jeder Differential-Treiberschaltung zuzuführenden konstanten Strom durch Teilen der von der Konstantspannungsschaltung 110 zuzuführenden konstanten Spannung ein, welche eine Bandlückenreferenzschaltung ist, indem die Leiterwiderstände verwendet werden und dann selektiv eine Spannung ausgegeben wird. Jedoch kann eine andere Technik verwendet werden, solange ein einstellbarer konstanter Strom zu einer Differential-Treiberschaltung zugeführt werden kann. 6 zeigt ein zweites Ausführungsbeispiel, das eine andere Technik verwendet.
Eine Signalübertragungsschaltung 200 des zweiten Ausführungsbeispiels der vorliegenden Erfindung hat eine Vielzahl von Bahnen, wobei eine unterschiedliche Ausgangsamplitude für jede Bahn eingestellt werden kann. Die Signalübertragungsschaltung 200 enthält eine Konstantspannungsschaltung 210, eine Stromversorgungsschaltung 220 und vier Differential-Treiberschaltungen 230A bis 230D, die der Anzahl von Bahnen entsprechen.
Die Konstantspannungsschaltung 210 ist eine Bandlückenreferenzschaltung, die gleich der Konstantspannungsschaltung 110 in der Signalübertragungsschaltung 100 ist, und sie gibt eine konstante Spannung aus.
Die Stromversorgungsschaltung 220 enthält P-Kanal-MOS-Transistoren 228a, 228b, ... 228x, 228y, P-Kanal-MOS-Transistoren 229a bis 229d, eine Umschaltschaltung 223, einen P-Kanal-MOS-Transistor 224, einen Abschlusswiderstand 225 und einen Rückkoppelverstärker 226.
Die Sourceanschlüsse der P-Kanal-MOS-Transistoren 228a, 228b, ... 228x, 228y sind mit einer Energieversorgungsleitung 227 verbunden. Die Gateelektrode des P-Kanal-MOS-Transistors 224 ist auf einen Massespannungspegel festgelegt, so dass der P-Kanal-MOS-Transistor 224 in dem EIN-Zustand ist. Der Rückkoppelverstärker 226 hat einen invertierenden Anschluss, der mit dem Ausgang der Konstantspannungsschaltung 210 verbunden ist, einen nichtinvertierenden Anschluss, der mit einem Knoten zwischen dem P-Kanal-MOS-Transistor 224 und dem Abschlusswiderstand 225 verbunden ist, und einen Ausgang, der mit den Gates der P-Kanal-MOS-Transistoren 228a, 228b, ... 228x, 228y und der P-Kanal-MOS-Transistoren 229a bis 229d verbunden ist.
Die P-Kanal-MOS-Transistoren 228a, 228b, ... 228x, 228y, der P-Kanal-MOS-Transistor 227, der Rückkoppelverstärker 226 und der Abschlusswiderstand 225 bilden Konstantstromquellen derselben Anzahl wie die P-Kanal-MOS-Transistoren 228a, 228b, ... 228x, 228y aus, und sie fungieren als Konstantstrom-Erzeugungseinheit.
Der P-Kanal-MOS-Transistor 229a bildet zusammen mit den P-Kanal-MOS-Transistoren 228a bis 228y eine Spiegelschaltung aus. Eine Gesamtsumme von den Strömen, die durch die P-Kanal-MOS-Transistoren 228a, 228b, ... 228x, 228y fließen, wird vom Drain des P-Kanal-MOS-Transistors 229a ausgegeben.
Dies ist dasselbe für die P-Kanal-MOS-Transistoren 229b bis 229d, und eine Gesamtsumme der Ströme, die durch die P-Kanal-MOS-Transistoren 228a, 228b, ... 228x, 228y fließen, wird von jedem Drain der P-Kanal-MOS-Transistoren 229b bis 229d ausgegeben.
Somit dienen die P-Kanal-MOS-Transistoren 229a bis 229d als Konstantstrom-Ausgabeeinheit.
Wie es in 6 gezeigt ist, ist der P-Kanal-MOS-Transistor 228a konstant auf EIN und wird der EIN/AUS-Zustand der P-Kanal-MOS-Transistoren 228b ... 228x, 228y durch die Umschaltschaltung 223 gesteuert. Die Umschaltschaltung 223 wird durch einen Auswahlanschluss 217 gesteuert. Wenn die Anzahl von Transistoren, die durch die Umschaltschaltung 223 auf EIN geschaltet werden, größer wird, wird der Strom, der von der Stromversorgungsschaltung 220 ausgegeben wird, höher. Beim Beispiel der 6 ist jeder Schalter der Umschaltschaltung 223 auf AUS, so dass die P-Kanal-MOS-Transistoren 228a, 228b, ... 228x, 228y alle auf AUS sind. In einem solchen Fall ist ein Strom, der von der Stromversorgungsschaltung 220 zu den Differential-Treiberschaltungen 230a bis 230d zugeführt wird, nur der Strom, der durch den P-Kanal-MOS-Transistor 228a fliegt.
Die Differential-Treiberschaltungen 230A bis 230D haben dieselbe Konfiguration wie die Differential-Treiberschaltungen 130A bis 130D in der in 1 gezeigten Signalübertragungsschaltung 100 und werden somit hierin nicht detailliert beschrieben.
Beispielsweise ist die Referenzamplitude von der Konstantspannungsschaltung 210 500 mV und ist der Widerstandswert jedes Abschlusswiderstands derselbe, genau wie in dem Fall, der in der Beschreibung der in 1 gezeigten Signalübertragungsschaltung 100 verwendet ist. Weiterhin ist in der Stromversorgungsschaltung 220 das Kanalbreitengrößenverhältnis der P-Kanal-MOS-Transistoren 229a bis 229d ”1:1:1:1” und ist das Kanalbreitengrößenverhältnis des P-Kanal-MOS-Transistors 228a und des P-Kanal-MOS-Transistors 229d ”5:1”.
Die Stromversorgungsschaltung 220 ist ein geschlossener Schaltkreis innerhalb eines Chips. Daher gibt es kein Problem einer ESD-Spannungsfestigkeit, und weiterhin kann die Transistorgröße durch Einstellen einer Schaltungskonstanten reduziert werden. Es ist somit möglich, die Anzahl der P-Kanal-MOS-Transistoren 228b, ... 228x, 228y gemäß der Notwendigkeit auf einfache Weise zu erhöhen. Bei diesem Ausführungsbeispiel kann die Kanalbreitengröße der P-Kanal-MOS-Transistoren 228b, ... 228x, 228y in Schritten von 5% von 95% aus in Bezug auf die Kanalbreitengröße des P-Kanal-MOS-Transistors 229d dekrementiert werden. Dies ermöglicht, dass der Strom, der von der Stromversorgungsschaltung 220 ausgegeben wird, in kleinen Schritten ausgewählt wird.
Bei einer solchen Konfiguration werden die Differential-Treiberschaltungen so eingestellt, dass die Ausgangsamplituden der Differential-Treiberschaltungen 230A bis 230D für die Referenzamplitude von 500 mV, die von der Konstantspannungsschaltung 210 ausgegeben wird, wenn jeder Schalter der Umschaltschaltung 223 EIN ist, 500 mV, 600 mV, 700 mV und 800 mV sind. Wenn jeder Schalter der Umschaltschaltung 223 auf EIN ist, ist der Strom, der von der Stromversorgungsschaltung 220 zu jeder Differential-Treiberschaltung zugeführt wird, ein maximaler Wert. Demgemäß sind 500 mV, 600 mV, 700 mV und 800 mV die maximalen Ausgangsamplituden der jeweiligen Differential-Treiberschaltungen. Dies ist die Einstellung während des normalen Betriebs, und die Ausgangsamplitude jeder Differential-Treiberschaltung wird für jede Bahn gemäß einer Weglänge des DIMM eingestellt.
Während des Margin-Tests kann dann, wenn der Strom von der Stromversorgungsschaltung 220 durch Steuern des EIN/AUS-Zustands jedes Schalters in der Umschaltschaltung 223 durch den Auswahlanschluss 217 gesteuert wird, die Ausgangsamplitude erhalten werden, die variabel ist, wie ”500 mV, 600 mV, 700 mV und 800 mV”, ”475 mV, 570 mV, 665 mV und 760 mV”, ”450 mV, 540 mV, 630 mV und 720 mV”, ”425 mV, 510 mV, 595 mV und 680 mV”.
Auf diese Weise hat die Signalübertragungsschaltung 200 des zweiten Ausführungsbeispiels denselben Effekt wie die Signalübertragungsschaltung 100.
Obwohl die oben beschriebenen zwei Signalübertragungsschaltungen die maximale Ausgangsamplitude jeder Treiberschaltung gemäß einer Differenz bezüglich der Weglänge von Signalleitungen am DIMM einstellen, kann die vorliegende Erfindung auf die Verbindung zwischen Modulen angewendet werden, wobei eine Übertragungsentfernung jeder Bahn unterschiedlich ist, wie beispielsweise bei dem Fall, in welchem es sowohl die Verbindung zwischen einer MPU und einem Speichermodul mit einer relativ langen Übertragungsentfernung als auch die Verbindung zwischen einem Speichermodul und einem Speichermodul mit einer relativ kurzen Übertragungsentfernung gibt. Weiterhin ist sie mit der Einstellung kompatibel, die in Anbetracht von sowohl einer Differenz bezüglich der Weglänge von Signalleitungen am DIMM als auch dem Vorhandensein unterschiedlicher Übertragungsentfernungen zwischen Modulen konfiguriert ist.
Obwohl die vorliegende Erfindung in dem Zusammenhang der Ausführungsbeispiele beschrieben ist, ist es offensichtlich, dass die vorliegende Erfindung nicht auf die obigen Ausführungsbeispiele beschränkt ist, sondern modifiziert und geändert werden kann, ohne vom Schutzumfang und Sinngehalt der Erfindung abzuweichen.
Ein Ausführungsbeispiel der Erfindung kann derart zusammengefasst werden, dass es eine Signalübertragungsschaltung mit vier Bahnen zur Verfügung stellt, die eine Konstantspannungsschaltung zum Erzeugen einer konstanten Spannung, eine Stromversorgungsschaltung und Differential-Treiberschaltungen, die jeweils für die Bahnen angeordnet sind, enthält. Die Stromversorgungsschaltung empfängt eine konstante Schaltung von der Konstantspannungsschaltung und erzeugt vier Ströme mit einem Wert entsprechend einem vorgeschriebenen Spannungs/Strom-Umwandlungsverhältnis und gibt sie parallel aus. Die Differential-Treiberschaltungen empfangen jeweils die von der Stromversorgungsschaltung ausgegebenen Ströme und geben eine Spannung mit einer Amplitude entsprechend dem vorgeschriebenen Spannungs/Strom-Umwandlungsverhältnis aus. Die Stromversorgungsschaltung enthält eine Spannungsteilerschaltung und einen analogen Selektor, die eine Stromversorgungs-Steuerschaltung ausbilden, die das Spannungs/Strom-Umwandlungsverhältnis ändern kann.

Claims

Signalübertragungsschaltung mit zwei oder mehreren vorgeschriebenen Anzahlen von Bahnen, welche Folgendes aufweist: eine Konstantspannungsschaltung zum Erzeugen einer konstanten Spannung; eine Stromversorgungsschaltung zum Empfangen der konstanten Spannung von der Konstantspannungsschaltung und zum Erzeugen und parallelen Ausgeben der vorgeschriebenen Anzahl von Strömen mit einem Wert entsprechend einem vorgeschriebenen Spannungs/Strom-Umwandlungsverhältnis; und eine Treiberschaltung, die für jede Bahn angeordnet ist, um einen von der Stromversorgungsschaltung ausgegebenen Strom zu empfangen und um eine Spannung mit einer Amplitude entsprechend einem vorgeschriebenen Strom/Spannungs-Umwandlungsverhältnis auszugeben, wobei die Stromversorgungsschaltung enthält: eine Stromversorgungs-Steuerschaltung, die das vorgeschriebene Spannungs/Strom-Umwandlungsverhältnis ändern kann; eine Konstantstrom-Erzeugungseinheit zum Erzeugen eines konstanten Stroms mit einem Wert entsprechend einer Eingangsspannung; und eine Konstantstrom-Ausgabeeinheit mit einer vorgeschriebenen Anzahl von Ausgangsanschlüssen zum Ausgeben des in der Konstantstrom-Erzeugungseinheit erzeugten konstanten Stroms von jedem Ausgangsanschluss zu einer entsprechenden Treiberschaltung, und wobei die Stromversorgungs-Steuerschaltung Folgendes aufweist: eine Spannungsteilerschaltung zum Teilen der konstanten Spannung von der Konstantspannungsschaltung und zum Erhalten einer Vielzahl von Ausgangsspannungen; und einen Selektor zum Auswählen von einer der konstanten Spannung und der Vielzahl von Ausgangsspannungen und zum Ausgeben der ausgewählten zur Konstantstrom-Erzeugungseinheit.
Signalübertragungsschaltung nach Anspruch 1, wobei die Treiberschaltung eine Treiber-Steuereinheit aufweist, die das vorgeschriebene Strom/Spannungs-Umwandlungsverhältnis ändern kann.
Signalübertragungsschaltung nach Anspruch 2, wobei die Treiberschaltung ausgebildet ist, das Strom/Spannungs-Umwandlungsverhältnis für jede Bahn entsprechend einer jeweiligen Übertragungslänge festzulegen.
Signalübertragungsschaltung nach Anspruch 2 oder 3, wobei die Treiberschaltung Folgendes aufweist: eine Vielzahl von Treiber-Konstantstrom-Erzeugungseinheiten, die parallel angeordnet sind, um konstante Ströme mit einem Wert entsprechend einem Eingangsstrom zu erzeugen; und eine Spannungs-Ausgabeeinheit zum Ausgeben einer Spannung mit einer Amplitude entsprechend einer Gesamtsumme von durch die Treiber-Konstantstrom-Erzeugungseinheiten erzeugten konstanten Strömen, und die Treiber-Steuereinheit eine Umschaltschaltung ist, die wenigstens eine der Vielzahl von Treiber-Konstantstrom-Erzeugungseinheiten EIN/AUS schalten kann.
Signalübertragungsschaltung mit zwei oder mehreren vorgeschriebenen Anzahlen von Bahnen, welche Folgendes aufweist: eine Konstantspannungsschaltung zum Erzeugen einer konstanten Spannung; eine Stromversorgungsschaltung zum Empfangen der konstanten Spannung von der Konstantspannungsschaltung und zum Erzeugen und parallelen Ausgeben der vorgeschriebenen Anzahl von Strömen mit einem Wert entsprechend einem vorgeschriebenen Spannungs/Strom-Umwandlungsverhältnis, wobei die Stromversorgungsschaltung eine Stromversorgungs-Steuerschaltung enthält, die das vorgeschriebene Spannungs/Strom-Umwandlungsverhältnis ändern kann; und eine Treiberschaltung, die für jede Bahn angeordnet ist, um einen von der Stromversorgungsschaltung ausgegebenen Strom zu empfangen und um eine Spannung mit einer Amplitude entsprechend dem vorgeschriebenen Spannungs/Strom-Umwandlungsverhältnis auszugeben, wobei die Treiberschaltung ausgebildet ist, das Strom/Spannungs-Umwandlungsverhältnis für jede Bahn entsprechend einer jeweiligen Übertragungslänge festzulegen.