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Hintergrund der Erfindung
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1. Gebiet der Erfindung
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Die
vorliegende Erfindung betrifft eine Signalumwandlungsvorrichtung
und einen Chipsatz, der diese benutzt, und insbesondere eine Signalumwandlungsvorrichtung
mit einer dynamisch einstellbaren Referenzspannung, die digitale
Signale unterschiedlicher Qualität
aufnehmen kann, und einen Chipsatz, der diese Signalumwandlungsvorrichtung benutzt.
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2. Beschreibung des Standes
der Technik
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In
einem typischen digitalen Schaltkreis stellen zwei digitale Signale
mit 0 V und 5 V im allgemeinen zwei unterschiedliche logische Niveaus
(Level) dar. In digitalen Schaltkreisen eingesetzte Einrichtungen
umfassen TTL- und CMOS-Einrichtungen. Digitale Schaltkreise mit
TTL-Einrichtungen
weisen eine höhere
Schaltgeschwindigkeit auf, verbrauchen jedoch mehr Strom. Im Gegensatz
dazu verbrauchen digitale Schaltkreise, mit CMOS-Einrichtungen weniger
Strom, weisen jedoch eine langsamere Schaltgeschwindigkeit sowie
einen höheren
Geräuschpegel auf.
Darüber
hinaus können
bei einem Ansteigen der Taktfrequenz der digitalen Schaltkreise
auf mehrere 10 MHz, bei in den digitalen Schaltkreisen nicht richtig
angeordneten oder voneinander getrennt vorliegenden Einrichtungen
elektromagnetische Interferenzen (EM') auftreten.
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In
der
US 5,534,801 A wird
ein Schnittstellenschaltkreis zum Verbinden mit einem Vielbetriebsarten-Signalbus
offenbart. Der Signalbus, zum Beispiel ein Peripherer Komponenten
Zwischenverbindungs-Lokalbus (PCI), kann in entweder in einem ersten
oder in einer zweiten Signalisierungsbetriebart bzw. -modus arbeiten.
Der erste Signalisierungsmodus ist einer, in welchem diskrete Logikpegel,
zum Beispiel binäre "0" und "1" durch
einen Satz an Spannungspegeln repräsentiert werden. Der zweite
Signalisierungsmodus ist einer in welchem diskrete Logikpegel durch
einen verschiedenen zweiten Satz an Spannungspegeln repräsentiert
werden (zum Beispiel 0 V bis 3,3 V). Der Schnittstellenschaltkreis schließt einen
Zwischenpegelgeneratorschaltkreis zum Erzeugen, von einem ersten
Spannungspegel (5 v) einen Zwischenspannungspegel (V4) zwischen den
möglichen
Spannungspegel der ersten und zweiten Signalisierungsmodi (V5 und
V3) ein. Ein Komparator vergleicht den Leistungspegel des Signalbusses
gegenüber
den Zwischenspannungspegel (V4) und bestimmt mit welchem Signalisierungsmodus der
Signalbus gerade arbeitet. Konfigurierbare Ein-/Ausgabezellen des
Schnittstellenschaltkreises werden dann automatisch konfiguriert,
um in dem korrespondierenden Signalisierungsmodus (V5 oder V3) zu
arbeiten.
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In
der
US 4,931,672 A wird
eine integrierte Schaltung offenbart, die sowohl Ansteuer- bzw.
Treiber- als auch Empfängerfunktionen
aufweist. Der dortige Schaltkreis weist zwei miteinander in Beziehung-Stehende
Teile auf. Der erste Teil ist der Schaltkreis der wahre bzw. echte
TTL-Signale in echte ECL-Signale umwandelt. Der zweite Teil des
Schaltkreises akzeptiert echte ECL-Signale und treibt einen echten
Drei-Zustands-TTL-Bus. Ein gemeinsamer Schaltkreis verhält sich
als Eingangsreferenz für
den Schaltkreis, der echte TTL-Signale in echte ECL-Signal umwandelt
und eine Drei-Zustands-Klemmung für den Schaltkreis aufweist,
der echte ECL-Signale akzeptiert und einen echten Drei-Zustands-TTL-Bus treibt.
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Aus
der
US 5966032 sind
mehrere Niedrig-Leistung-, Niedrig-Aussteuerbereichs-BiCMOS-Schaltungen bekannt,
die in einer Hochgeschwindigkeits-Chip-zu-Chip-Kommunikation verwendet
werden. Ein BiCMOS Niedrig-Aussteuerbereichs-Sende/Empfänger umfasst
einen Treiber und einen Empfänger.
Betrieben bei 3,3 V kann der universale Sende/Empfänger Niedrig-Aussteuerbereichssignale
mit Endspannungen treiben und empfangen, die von 5 V bis herunter
zu 2 V reichen ohne das externe Referenzspannungen verwendet werden und
bei Frequenzen die 1 GHz übersteigen.
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Kürzlich wurde
eine andere elektronische Signal-Spezifikation vorgestellt, die
Gunning Transceiver Logical (GTL+)-Spezifikation genannt wurde.
Die Größenordnung
der GTL+-Signale liegt im Bereich von 0–1,5 V. Weiterhin ist ein Ende
einer Signalübertragungsleitung über ein
Stromableitungsende (Terminator), das einen Widerstand von 56 Ω aufweist, Signalreflektionen
verhindert und zum Abgleichen der Impedanz auf einer gedruckten
Schaltkarte eingesetzt wird, elektrisch mit einer Stromquelle von
1,5 V verbunden. Da der Größenordnungsbereich
des GTL+-Signals lediglich 1,5 V beträgt, weisen Schaltkreise mit
GTL+-Signal-Spezifikationen den Vorteil eines geringen Stromverbrauchs
und einer hohen Geschwindigkeit auf, was das "EM"-Problem löst.
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Im
allgemeinen tritt in einem Computersystem mit einer Taktfrequenz
von mehreren hundert MHz eine zentrale Verarbeitungseinheit (CPU) über einen
GTL+-Bus mit anderen Einrichtungen in Verbindung. Unter Bezugnahme
auf 1 wird ein GTL+-Bus 130 eingesetzt, um
zwei Einrichtungen 110 bzw. 120 zu verbinden.
In 1 können
die Einrichtungen 110 und 120 ein Chipsatz bzw.
ein CPU auf einer gedruckten Schaltkarte sein. Der CPU steht mit
dem Chipsatz 110 über
den GTL+-Bus 130 in Verbindung, wobei der Chipsatz 110 andere
Einrichtungen (nicht gezeigt) auf einer gedruckten Schaltkarte steuern
kann.
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Wie
in 1 gezeigt, sind die Einrichtungen 110 bzw. 120 über den
GTL+-Bus 130, der als Übertragungsleitung
dient, elektrisch miteinander verbunden. Die Einrichtung 110 beinhaltet
einen Eingabe- bzw. Eingangs-Puffer (Input-Puffer) 114 und
einen Ausgabe- bzw. Ausangs-Puffer (Output-Puffer) 112. Der
Eingabe-Puffer 114 wird dazu verwendet, ein von dem GTL+-Bus
empfangenes erstes digitales Signal, wie ein GTL+-Signal, in ein
zweites digitales Signal, wie ein TTL-Signal, umzuwandeln, das der
Signal-Spezifikation für
die Einrichtung 110 genügt.
Der Ausgabe-Puffer wird dazu verwendet ein zweites digitales Signal,
wie ein TTL-Signal, von der Einrichtung 110 in ein erstes
digitales Signal, wie ein GTL+-Signal, umzuwandeln, das dann über den GTL+-Bus 130 weiter
zu der Einrichtung 120 geleitet wird. Vergleichbar enthält die Einrichtung 120 ebenfalls
einen Eingabe-Puffer 124 und einen Ausgabe-Puffer 122,
die zur Signalumwandlung zwischen einem ersten digitalen Signal,
wie einem GTL+-Signal, und einem zweiten digitalen Signal, wie einem GTL+-Signal,
das den Signal-Spezifikationen der Einrichtung 120 genügt, verwendet
werden.
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Wie
in 1 gezeigt, sind die Einrichtungen 110 und 120 mit
den jeweiligen Enden des GTL+-Bus 130, der als Übertragungsleitung
dient elektrisch verbunden, wobei beide Enden über Stromableitungsenden Rt1
bzw. Rt2 mit einer Stromquelle Vtt verbunden sind. Die Stromableitungsenden
Rt1 und Rt2 verbessern nicht nur die Signalqualität, sondern
können aufgrund
einer offenen Drain-Verbindung für
die Ausgabe-Puffer auch die Signalpotentiale verstärken. Die
Güte der
Impedanzabgleichung beeinflußt
jedoch die Signalqualität
der Übertragungsleitung.
So erfolgt insbesondere bei einem Anstieg der Übertragungsgeschwindigkeit
eine Rückkoppelung
("ring back") auf dem GTL+-Signal.
Unter Bezugnahme auf die 2 sind für den GTL+-Bus Wellenformen
gezeigt, wobei eine Wellenform (A) eine ideale Wellenform darstellt,
während
eine Wellenform (B) eine verzerrte Wellenform darstellt, die durch
eine Rückkoppelung
bzw. "Ring back" P erzeugt wurde.
Wenn die Stromleitungsenden die Impedanz der Eingabe-/Ausgabe-Stromkreise
nicht gut abgleichen, dann wird die Rückkoppelung P stärker.
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Bei
einem Eingabe-Puffer des Standes der Technik wird ein GTL+-Signal
bezogen auf eine bestimmten Referenzspannung in ein anderes logisches
Signal umgewandelt. Ist das Potential des GTL+-Signals höher als
die Referenzspannung, dann wird das logische Signal auf ein logisches
Niveau von "1" gesetzt. Andererseits
wird, wenn das Potential des GTL+-Signals kleiner ist als die Referenzspannung,
das logische Ausgabe-Signal auf ein logisches Niveau von "0" gesetzt. Im Allgemeinen wird die Vtt
auf 1,5 V eingestellt, während
die Referenzspannung auf 1,0 V ± 200 mV eingestellt wird.
Ist eine auftretende Rückkoppelung
ausreichend stark, so daß eine
bestimmte Referenzspannung übertroffen
wird, dann erfolgt eine fehlerhafte Umwandlung.
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Da
der mit dem Chipsatz 110 verbundene GTL+-Bus 130 eine
große
Anzahl an Übertragungsleitungen
aufweist, werden in den Chipsatz 110 zusätzlich Stromableitungsenden
eingebaut, um die Komplexität
des externen Schaltkreisaufbaus zu reduzieren. Die Stromableitungsende
beeinflussen daher nicht nur die Qualität der Signale, sondern können auch
den Stromverbrauch erhöhen.
Nimmt man eine CPU, wie beispielsweise einen Pentium II von Intel,
dann beträgt
die Anzahl an Übertragungsleitungen
bis zu 100, wobei jedes Stromableitungsende einen Widerstand von
56 Ω aufweist,
und Vtt wird auf 1,5 V eingestellt. Der zusätzliche Verbrauch wird mit 47,8
mW geschätzt.
D.h. je größer die
Zahl an Übertragungsleitungen,
desto größer wird
der zusätzliche Stromverbrauch
ausfallen. Weiterhin erzeugt ein höherer Stromverbrauch Wärme an der
CPU, was zu einem Temperaturanstieg an der CPU führt. Andererseits wird, wenn
andere, mit der CPU verbundene Steuerungs-Chipsätze die gleichen Stromableitungsenden
wie die CPU verwenden, jeder etwa die gleiche Strommenge verbrauchen.
Als Ergebnis kann die von den Stromableitungsenden erzeugte Wärme die
Stabilität
der CPU und des Chipsatzes beeinflussen. Normalerweise wird der
Stromverbrauch der CPU und des Chipsatzes in Abhängigkeit von einem Anstieg
der Taktfrequenz stark erhöht.
Wird der zusätzliche
Stromverbrauch durch die Stromableitungsenden ebenfalls berücksichtigt,
dann werden größere Rippen
zur Wärmeableitung
von der CPU und den Chipsätzen
erforderlich. Weiterhin muß die
Wärmeableitung
bei der Herstellung der Chips berücksichtigt werden. So werden
beispielsweise Mehrschicht-Chipsubstrate mit 2 bis 4 Schichten hergestellt,
um eine bessere Wärmeableitung
zu erzielen. Die erhöht
jedoch die Herstellungskosten.
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Um
zu vermeiden, daß die
Stromableitungsenden zusätzliche
Wärme erzeugen,
kann deren Widerstand erhöht
werden. Wird der Widerstand der Stromableitungsenden an beiden Enden
der Übertragungsleitung
jedoch nicht auf dem gleichen Niveau gehalten, dann fällt die
Rückkoppelung
des GTL+-Signals stärker
aus. In der Praxis ist es schwierig den Widerstand der Stromableitungsenden
an beiden Enden der Übertragungsleitung
auf dem gleichen Niveau zu halten, da die CPU und die Chipsätze im allgemeinen
von unterschiedlichen Herstellern produziert werden. Es ist daher
erforderlich ein anderes Verfahren anzuwenden, daß Rückkoppelungsproblem
zu lösen.
So kann beispielsweise eine festgelegte Referenzspannung zur Erfassung
eines Eingabe-GTL+-Signals, das von einem Eingabe-Puffer gemäß dem Stand
der Technik angepaßt
ist, durch eine einstellbare Referenzspannung ersetzt werden, wobei
das Rückkoppelungsproblem
gelöst
wird.
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Der
Eingabe-Puffer mit einer festgelegten Referenzspannung zur Umwandlung
eines Eingabe-GTL+-Signals
weist kurz gesagt die folgenden Nachteile auf:
- (1)
Ist der Widerstand der Stromableitungsenden niedriger und ist die
Anzahl der Übertragungsleitungen
höher,
dann wird viel mehr Strom verbraucht, was zur Erzeugung großer Wärmemengen
führt.
Als Ergebnis muß bei
der Herstellung von Chips eine bessere Wärmeableitung berücksichtigt
werden. Dies erhöht
die Produktionskosten.
- (2) Die Temperatur der Chips steigt aufgrund der erzeugten Wärmemenge,
was zu einer schlechten Stabilität
führt.
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Zusammenfassung der Erfindung
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Eine
Aufgabe der vorliegenden Erfindung ist es, eine Signalumwandlungsvorrichtung
mit einer dynamisch einstellbaren Referenzspannung und einen diese
Signalumwandlungsvorrichtung umfassenden Chipsatz bereitzustellen,
die eine übermäßig starke Rückkoppelung
tolerieren und einen zusätzlichen Stromverbrauch
sowie durch Hochwiderstands-Stromableitungsenden erzeugte Wärme reduzieren
kann.
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Diese
Aufgabe wird durch die Merkmale der nebengeordneten Patentansprüche gelöst. Die
Signalumwandlungsvorrichtung mit dynamisch einstellbarer Referenzspannung
ist zwischen einem Steuerschaltkreis und einem Bus elektrisch verbunden,
und umfasst: einen Eingabe-Schaltkreis mit einem Eingabe-Ende, das
mit dem Bus verbunden ist, und einem Ausgabe-Ende, das mit dem Steuerschaltkreis
verbunden ist, um ein erstes, vom Bus kommendes, digitales Signal
in ein zweites digitales Signal umzuwandeln, das, bezogen auf die
Referenzspannung, ein erstes logisches Niveau und ein zweites logisches
Niveau umfasst, das vom Steuerschaltkreis empfangen werden kann,
einen Ausgabe-Schaltkreis, der ein mit dem Steuerschaltkreis verbundenes Eingabe-Ende
und ein mit dem Bus verbundenes Ausgabe-Ende aufweist, um, bezogen
auf die einstellbare Referenzspannung, das zweite digitale Signal
in das erste digitale Signal umzuwandeln; und einen durch den Steuerschaltkreis
gesteuerten Referenzspannungs-Generator (320), um die einstellbare Referenzspannung,
welche ein erstes Potential und ein zweites Potential zur Verwendung
durch den Eingabe-Schaltkreis umfasst, auszugeben, wobei die einstellbare
Referenzspannung durch Steuern des Referenzspannungs-Generators
in das erste Potential umgewandelt wird, wenn der Steuerschaltkreis
das zweite digitale Signal zu dem Bus sendet, und wobei die einstellbare
Referenzspannung durch Steuern des Referenzspannungs-Generators
zu dem zweiten Potential umgewandelt wird, wenn der Bus das erste digitale
Signal zum Steuerschaltkreis sendet.
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Des
Weiteren wird ein Chipsatz mit dynamisch einstellbarer Referenzspannung
bereitgestellt, der mit einem Bus verbunden ist, wobei der Chipsatz umfasst:
einen Steuerschaltkreis zur Steuerung des Betriebs des Chipsatzes,
einen Eingabe-Schaltkreis mit einem Eingabe-Ende, das mit dem Bus
verbunden ist, und einem Ausgabe-Ende, das mit dem Steuerschaltkreis
verbunden ist, um, bezogen auf die Referenzspannung, ein erstes,
vom Bus kommendes, digitales Signal in ein zweites digitales Signal
umzuwandeln, das von dem Steuerschaltkreis empfangen werden kann,
einen Ausgabe-Schaltkreis
mit einem Eingabe-Ende umfasst das mit dem Steuerschaltkreis verbunden
ist, und einem Ausgabe-Ende, das mit dem Bus verbunden ist, um das
zweite digitale Signal, bezogen auf die Referenzspannung, in das
erste digitale Signal umzuwandeln, einen durch den Steuerschaltkreis
gesteuerten Referenzspannungs-Generator, um die einstellbare Referenzspannung,
welche ein erstes Potential und ein zweites Potential zur Verwendung
durch den Eingabe-Schaltkreis umfasst, auszugeben, wobei die einstellbare Referenzspannung
durch Steuern des Referenzspannungs-Generators in das erste Potential
umgewandelt wird wenn der Steuerschaltkreis das zweite digitale
Signal an den Bus aussendet, und wobei die einstellbare Referenzspannung
durch Steuern des Referenzspannungs-Generators zu dem zweiten Potential
umgewandelt wird, wenn der Bus das erste digitale Signal zum Steuerschaltkreis
sendet.
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Außerdem wird
ein Chipsatz mit einer Signalumwandlungsvorrichtung bereitgestellt,
die mit einem Bus und einem Referenzspannungs-Generator verbunden
ist, wobei der Referenzspannungs-Generator
gesteuert wird, um eine dynamisch einstellbare Referenzspannung
mit einem ersten und einem zweiten Potential zu generieren, wobei
der Chipsatz umfasst: einen Steuerschaltkreis zur Steuerung des Betriebs
des Chipsatzes und des Referenzspannungs-Generators, einen Eingabe-Schaltkreis
mit einem Eingabe-Ende, das mit dem Bus verbunden ist, und einem
Ausgabe-Ende, das
mit dem Steuerschaltkreis verbunden ist, um, bezogen auf die Referenzspannung,
ein erstes, vom Bus kommendes, digitales Signal in ein zweites digitales
Signal, das von dem Steuerschaltkreis empfangen werden kann, umzuwandeln,
wobei die einstellbare Referenzspannung durch Steuern des Referenzspannungs-Generators
in das erste Potential umgewandelt wird, wenn der Steuerschaltkreis
das zweite digitale Signal zu dem Bus sendet und wobei die einstellbare
Referenzspannung durch Steuern des Referenzspannungs-Generators
zu dem zweiten Potential umgewandelt wird, wenn der Bus das erste
digitale Signal zum Steuerschaltkreis sendet; und einen Ausgabe-Schaltkreis
mit einem Eingabe-Ende umfasst, das mit dem Steuerschaltkreis verbunden
ist, und einem Ausgabe-Ende, das mit dem Bus verbunden ist, um, bezogen
auf die Referenzspannung, das zweite digitale Signal in das erste
digitale Signal umzuwandeln.
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Vorteilhafterweise
ist der Bus ein GTL+-Bus. Das zweite Potential (wie 1,2 V) liegt über dem
ersten Potential (wie 1,0 V).
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Kurze Beschreibung der Zeichnungen
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Die
vorliegende Erfindung wird aus der nachstehenden ausführlichen
Beschreibung und den anliegenden Zeichnungen klarer verständlich,
die lediglich zur Erläuterung
gegeben werden und die vorliegende Erfindung nicht beschränken, und
worin:
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1 eine
schematische Ansicht ist, bei der zwei Einrichtungen gezeigt sind,
die über
einen GTL+-Bus elektrisch
miteinander verbunden sind;
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2 eine
schematische Ansicht von Wellenformen für den GTL+-Bus ist;
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3 ein
Schaltkreis-Blockdiagramm ist, das eine Signalumwandlungsvorrichtung
gemäß einer
Ausführungsform
der vorliegenden Erfindung mit einer dynamisch einstellbaren Referenzspannung zeigt;
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4 ein
Schaltkreis-Blockdiagramm ist, das einen Chipsatz einschließlich einer
Signalumwandlungsvorrichtung gemäß einer
Ausführungsform
der vorliegenden Erfindung mit einer dynamisch einstellbaren Referenzspannung
zeigt;
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5 ein
Schaltkreis-Blockdiagramm ist, das einen Chipsatz einschließlich einer
Signalumwandlungsvorrichtung gemäß einer
Ausführungsform
der vorliegenden Erfindung einer von außen gelieferten Referenzspannung
zeigt
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Ausführliche Beschreibung der Erfindung
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In 3 ist
eine Signalumwandlungsvorrichtung mit einer einstellbaren Referenzspannung
gemäß einer
bevorzugten Ausführungsform
der Erfindung gezeigt. In 3 ist eine
Signalumwandlungsvorrichtung 300 zwischen einem Steuerschaltkreis 310 und
einem Bus 130, wie einem GTL+-Bus, zur Signalumwandlung
elektrisch verbunden.
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Wie
in 3 gezeigt, beinhaltet die Signalumwandlungsvorrichtung 300 einen
Eingabe-Schaltkreis 314,
einen Ausgabe-Schaltkreis 312 und einen Referenzspannungs-Generator 320.
Der Eingabe-Schaltkreis 314 und der Ausgabe-Schaltkreis 312 sind
zwischen dem Steuerschaltkreis 310 und dem Bus 130 zur
Signalumwandlung elektrisch verbunden. Darüber hinaus ist ein Ende des
Busses 130 über
ein Stromableitungsende mit einer Stromquelle Vtt elektrisch verbunden.
Der Referenzspannungs-Generator 320 erzeugt eine Referenzspannung
Vr zu dem Eingabe-Schaltkreis 314 und dem Ausgabe-Schaltkreis 312.
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Der
Eingabe-Schaltkreis 314 wandelt ein erstes digitales Signal,
wie ein GTL+-Signal, das von dem Bus 130 kommt, in ein
zweites digitales Signal, wie ein TTL-Signal oder ein CMOS-Signal,
um, das von dem Steuerschaltkreis aufgenommen werden kann. Während der
Signalumwandlung wird das zweite digitale Signal auf das logische
Niveau "1" gesetzt, wenn das
Potential des ersten digitalen Signals höher ist als die Referenzspannung
Vr mit einem ersten einstellbaren Potential-Ausgabe von dem Referenzspannungs-Generator 320.
Umgekehrt wird dann, wenn das Potential des ersten digitalen Signals unter
dem ersten einstellbaren Potential Vr liegt, das zweite digitale
Signal auf das logische Niveau "0" gesetzt. Weiterhin
kann das erste Potential Vr entsprechend der Qualität des ersten
digitalen Signals eingestellt werden, wenn es erforderlich ist,
dass der Steuerschaltkreis 310 das erste digitale Signal
von dem Bus 130 über
den Eingabe-Schaltkreis 314 empfangen soll. Die Toleranz
gegenüber
der auf dem ersten digitalen Signal erzeugten Rückkoppelung kann daher stark
erhöht
werden.
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Weiterhin
wird das erste Potential Vr durch das Steuersignal S, das von dem
Steuerschaltkreis 310 ausgegeben wird, eingestellt. Im
Allgemeinen wird das erste, zu dem Eingabe-Schaltkreis 314 gelieferte
Potential Vr gemäß einem
richtigen Schaltkreis-Aufbau bestimmt. So wird beispielsweise das erste
Potential auf 1,0 V gesetzt, wenn Vtt 1,5 V betragt. Wenn lediglich
der Widerstand der Stromableitungsenden erhöht werden soll, um eine stärkere Rückkoppelung
zu erzeugen, dann kann das erste Potential Vr derart eingestellt
werden, daß es
auf ein Potential von 1,2 V oder darüber erhöht wird, wodurch eine stärkere Rückkoppelung
toleriert wird.
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Andererseits
bringt, wenn der Steuerschaltkreis 310 ein zweites digitales
Signal, wie ein TTL- oder ein CMOS-Signal, über den Ausgabe-Schaltkreis 312 zum
Bus 130 übertragen
soll, der Steuerschaltkreis 310 den Referenzspannungs-Generator 320 dazu
eine Referenzspannung Vr mit einem zweiten Potential, wie 1 V, über das
Steuersignal S zu dem Ausgabe-Schaltkreis 312 zur Signalumwandlung
auszugeben. Nachdem der Steuerschaltkreis 310 das zweite
digitale Signal vollständig übermittelt hat,
bringt der Steuerschaltkreis 310 den Referenzspannungs-Generator 320 dazu,
eine Referenzspannung Vr mit einem ersten einstellbaren Potential,
wie 1,2 V, über
das Steuersignal S zu dem Eingabe-Schaltkreis 314 auszugeben,
um ein erstes digitales Signal, wie ein GTL+-Signal, vom Bus 130 zu
erhalten. Wie aus dem vorstehenden ersichtlich kann das erste Potential
Vr eingestellt (oder erhöht)
werden, um die durch eine schlechte Impedanz-Abgleichung am Stromableitungsende
Rt hervorgerufene stärkere
Rückkoppelung
zu tolerieren.
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In ähnlicher
Art und Weise bringt der Steuerschaltkreis 310, nachdem
der Bus 130 das erste digitale Signal zum Steuerschaltkreis 310 vollständig übermittelt
hat, den Referenzspannungs-Generator 320 dazu, eine Referenzspannung
Vr mit einem zweiten Potential zu dem Ausgabe-Schaltkreis 312 auszugeben,
wenn der Steuerschaltkreis 310 ein digitales Signal, wie
ein TTL- oder ein CMOS-Signal, zu dem Bus 130 leiten soll.
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Die
Signalumwandlungsvorrichtung gemäß einer
Ausführungsform
der vorliegenden Erfindung mit einer dynamisch einstellbaren Referenzspannung
ist für
einen Chipsatz auf einer bedrucken Schaltkarte geeignet, um mit
einer CPU zusammenzuwirken, der einer GTL+-Signal-Spezifikation genügt. In 4 ist
ein Chipsatz mit einer Signalumwandlungsvorrichtung gemäß einer
Ausführungsform
der vorliegenden Erfindung gezeigt. Ein Chipsatz 400 beinhaltet
einen Steuerschaltkreis 410, einen Eingabe-Schaltkreis 414,
einen Ausgabe-Schaltkreis 412 und einen Referenzspannungs-Generator 420.
Der Steuerschaltkreis 410 steuert den Betrieb des gesamten
Chipsatzes 400 und des Referenzspannungs-Generators 420,
um eine einstellbare Referenzspannung Vr zu erzeugen. Der Steuerschaltkreis 410 und
externe Schaltkreise (nicht gezeigt), die mit dem GTL+-Bus 130 verbunden
sind, stehen über
den Eingabe-Schaltkreis 414 und den Ausgabe-Schaltkreis 412 miteinander
in Verbindung. Der Eingabe-Schaltkreis 414, der Ausgabe-Schaltkreis 412 und
der Referenzspannungs-Generator 420 stellen eine Signalumwandlungsvorrichtung 430 mit
dem gleichen Betrieb wie vorstehend aufgeführt, dar.
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Wie
vorstehend aufgeführt
kann eine Signalumwandlungsvorrichtung gemäß einer Ausführungsform
der vorliegenden Erfindung in einen Chipsatz auf einer gedruckten
Schaltkarte integriert sein, um mit einer CPU, der einer GTL+-Signal-Spezifikation genügt, in Wechselwirkung
zu stehen. Weiterhin kann eine Referenzspannung von außerhalb
geliefert werden, die von der in dem Chipsatz integrierten Signalumwandlungsvorrichtung
verwendet wird. Unter Bezugnahme auf 5 ist ein
Chipsatz mit einer Signalumwandlungsvorrichtung mit einem externen Referenzspannungs-Generator
gezeigt. In 5 beinhaltet ein Chipsatz 500 einen
Steuerschaltkreis 510, einen Eingabe-Schaltkreis 514 und
einen Ausgabe-Schaltkreis 512.
Eine einstellbare Referenzspannung Vr zur Verwendung des Eingabe-Schaltkreises 514 und
des Ausgabe-Schaltkreises 512 während der Signalumwandlungen
wird von einem externen Referenzspannungs-Generator 520 geliefert.
Der Steuerschaltkreis 510 steuert den Betrieb des gesamten
Chipsatzes 500 und des externen Referenzspannungs-Generators 520,
um die einstellbare Referenzspannung Vr zu generieren. Darüber hinaus
stehen der Steuerschaltkreis 510 und Schaltkreise (nicht
gezeigt) außerhalb
des Chipsatzes 500 über den
Eingabe-Schaltkreis 514 und den Ausgabe-Schaltkreis 512 miteinander
in Verbindung. Der Betrieb des Chipsatzes 500 ist mit dem
vorstehend Beschriebenen zu vergleichen.
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In
einer Signalumwandlungsvorrichtung gemäß einer Ausführungsform
der vorliegenden Erfindung kann, wenn ein erstes ankommendes digitales Signal,
wie ein externes GTL+-Signal,
erhebliche Rückkoppelungsprobleme
hat, diese dadurch gelöst werden,
indem eine Referenzspannung Vr eingestellt (erhöht) wird, wobei ein durch schlechte
Impedanz-Abgleichung
an einem Stromableitungsende hervorgerufener abnormaler Betrieb
vermieden wird. Beim Aussenden eines zweiten Signals, wie eines TTL-
oder CMOS-Signals davon, wird die Referenzspannung Vr in ein zweites
Potential zur Verwendung durch den Ausgabe-Schaltkreis umgewandelt.
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Im
Vergleich zu einer Signalumwandlungsvorrichtung mit einer festgelegten Referenzspannung gemäß dem Stand
der Technik weist eine Signalumwandlungsvorrichtung gemäß einer
Ausführungsform
der vorliegenden Erfindung mit einer dynamisch einstellbaren Referenzspannung
die folgenden Vorteile auf. Obwohl ein entsprechendes Stromableitungsende,
das schwierigere Rückkoppelung
erzeugt, nicht zu einem konsistenten Widerstand geführt werden
kann, kann die Referenzspannung dynamisch eingestellt werden, um
das Rückkoppelungsproblem
beim Empfangen des digitalen GTL+-Signals zu lösen. Infolgedessen kann ein Stromableitungsende
mit höherem
Widerstand eingesetzt werden, um zusätzlich Stromverlust und zusätzliche
Wärmebildung
zu reduzieren. Dies führt
zu geringeren Kosten und bei der Herstellung müssen Wärmeableitungsprobleme nicht
mehr berücksichtigt werden.
Darüber
hinaus wird das System stabiler, da weniger Wärme erzeugt wird.
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Obwohl
die Erfindung unter Bezugnahme auf ein Beispiel und im Hinblick
auf die bevorzugte Ausführungsform
erläutert
wurde, sollte klar sein, dass die Erfindung nicht auf die offenbarten
Ausführungsformen
beschränkt
ist. Im Gegenteil, sie soll verschiedene Modifizierungen und vergleichbare
Anordnungen, die für
den Fachmann erkennbar sind, umfassen. Der Umfang der anliegenden
Ansprüche
sollte daher die breiteste Interpretation erfahren, so dass alle
derartige Modifikationen und ähnlichen
Anordnungen umfasst sind.