JP2000332591A - 半導体集積回路及び該半導体集積回路を搭載した電子基板 - Google Patents

半導体集積回路及び該半導体集積回路を搭載した電子基板

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JP2000332591A
JP2000332591A JP11140440A JP14044099A JP2000332591A JP 2000332591 A JP2000332591 A JP 2000332591A JP 11140440 A JP11140440 A JP 11140440A JP 14044099 A JP14044099 A JP 14044099A JP 2000332591 A JP2000332591 A JP 2000332591A
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Abstract

(57)【要約】 【課題】 伝送線路特性インピーダンスとの不整合によ
り生じる出力バッファの反射ノイズの防止。 【解決手段】 インピーダンス調整部201に不揮発メ
モリ204を接続し、この不揮発メモリ204に装置動
作時温度に近い温度で前もって出力バッファ202のイ
ンピーダンス調整を行って記憶しておき、起動時及び基
板の活栓挿抜時にも伝送線路特性インピーダンスとの不
整合を防止して出力バッファの反射ノイズを防止した半
導体集積回路200及び該半導体集積回路200を搭載
した電子基板。

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【発明の属する技術分野】本発明は、インピーダンス調
整部及び該インピーダンス調整部によりGTL(Gunning
transceiver logic)レベルの微小振幅信号を出力する
出力バッファ(以下、無終端GTLと略す)を備えた半
導体集積回路及び該半導体集積回路を搭載した電子基板
に関する。
【0002】
【従来の技術】一般に半導体集積回路は、電子基板に搭
載され、送端と受端が1対1接続された外部との信号伝
送線路の特性インピーダンスに送端出力バッファのイン
ピーダンスを合わして受端への反射ノイズ発生を防いだ
状態で高速のデータ転送を行うため、送端出力バッファ
である無終端GTLのインピーダンス値を調整すること
が行われている。
【0003】このインピーダンスの調整方法は、半導体
集積回路外部より論理値で出力バッファのインピーダン
スを設定するタイプと、半導体集積回路外部に取り付け
た伝送線路の特性インピーダンスに等しい抵抗の値に出
力バッファのインピーダンスを合わせる半導体集積回路
内蔵のインピーダンス調整部を使って前記論理値を設定
するタイプがあり、一般にはインピーダンス調整部を用
いる方が半導体集積回路の製造バラツキや電圧変動など
のインピーダンス変動要因を吸収したインピーダンス調
整が可能なため、インピーダンス調整方法の主流であ
る。尚、従来のインピーダンス調整部は、電源無通電時
の設定値保持機能はないため電源通電時必ず再設定が必
要であった。尚、前述のGTLに関連する技術が記載さ
れた文献としては、例えば特開平6−104725号公
報が挙げられる。
【0004】
【発明が解決しようとする課題】ここで前記無終端GT
Lである出力バッファの製造ロット別(ロット1及び
2)のインピーダンス温度特性は、図1に示す如く、初
期の装置立ち上がり時や半導体集積回路を搭載した電子
基板を駆動中に活栓挿抜自在した時の温度が例えば0度
Cのときのインピーダンス値が50Ωとした場合、電子
回路の駆動により温度が25度C〜100度Cへと上昇
するにつれて上昇、例えばロット1においては70Ωま
で、ロット2においては58Ωまで上昇する特性を持っ
ている。この特性は、最悪の場合0.4%/℃の温度変
動があり、且つ製造ロットによる変動が大きいことも知
られている。
【0005】この様な特性を持つ半導体集積回路の無終
端GTLのインピーダンスの設定は、従来、電子基板へ
の電源投入時、即ち周囲温度が低くかつ半導体集積回も
ほとんど動作していない時にインピーダンスの調整を行
っていた。このため従来技術においては、その後装置及
び半導体集積回路が動作して温度が上昇した時に比べ半
導体集積回路のジャンクション温度が約100℃異な
り、このとき無終端GTL出力バッファのインピーダン
スが40%も上昇し、伝送線路特性インピーダンスと不
整合を生じて反射ノイズが受端にも発生し、高速データ
転送の妨げになると言う不具合があった。
【0006】尚、前記温度特性の変化を考慮してインピ
ーダンス値を最初から調整することも考えられるもの
の、製造ロットによる変動が大きいために実用に適さな
いものであった。また装置動作時にインピーダンス値の
再調整を行うことも考えられるが、装置の使用状態を中
断しての調整が必要なために無終端GTLバスを多く持
つ装置においては装置処理性能が低下し、やはり実用に
適さないものであった。
【0007】更に従来の半導体集積回路のインピーダン
ス調整部は、電源無通電時の設定値保持機能がないため
に、装置の電源通電時毎にインピーダンス値の再設定が
必要であると言う不具合もあった。
【0008】更に従来技術は、半導体集積回路を搭載し
た電子基板を多数実装した電子装置において、装置の駆
動中に電子基板を交換する活栓挿抜を行った場合、その
新たに活栓挿入を行った電子基板は半導体集積回が動作
していないため、この初期状態でインピーダンス調整部
を用いてインピーダンス値を調整する必要があり、また
前記調整を行った後に半導体集積回路の温度上昇により
インピーダンス値を再調整しなければならないと言う不
具合があった。
【0009】本発明の目的は、前記従来技術による不具
合を除去することであり、受端側の反射ノイズの発生を
防止して高速データ転送を行うことができる半導体集積
回路及び該半導体集積回路を搭載した電子基板を提供す
ることである。更に本発明の他の目的は、装置の電源通
電時毎及び活栓挿抜を行った際にも前記インピーダンス
値の再設定を行うことなく、受端側の反射ノイズの発生
を防止して高速データ転送を行うことができる半導体集
積回路及び該半導体集積回路を搭載した電子基板を提供
することである。
【0010】
【課題を解決するための手段】前記目的を達成するため
本発明は、インピーダンス調整機能を持つ出力バッファ
と該出力バッファのインピーダンスの調整を行うインピ
ーダンス調整部とを備える半導体集積回路において、前
記インピーダンス調整部が調整する出力バッファへのイ
ンピーダンス値を不揮発に記憶する不揮発性メモリを設
けたことを第1の特徴とする。
【0011】また本発明は、インピーダンス調整機能を
持つ出力バッファ及び該出力バッファのインピーダンス
の調整を行うインピーダンス調整部を含む半導体集積回
路を搭載した電子基板において、前記半導体集積回路
が、前記インピーダンス調整部が調整する出力バッファ
へのインピーダンス値を不揮発に記憶する不揮発性メモ
リとを含み、前記インピーダンス調整部が、電子装置の
動作状態の温度で出力バッファへのインピーダス値の調
整を行い、該インピーダス値を不揮発性メモリに記憶す
ることを第2特徴とする。
【0012】更に本発明は、インピーダンス調整機能を
持つ出力バッファと該出力バッファのインピーダンスの
調整を行うインピーダンス調整部とを含む半導体集積回
路を搭載した活栓挿抜自在な電子基板において、前記電
子基板が、前記半導体集積回路に搭載したインピーダン
ス調整部が調整する出力バッファへのインピーダンス値
を不揮発に記憶する不揮発性メモリを持ち、前記インピ
ーダンス調整部が、電子基板の動作状態の温度で出力バ
ッファへのインピーダス値の調整を行い、該インピーダ
ス値を不揮発性メモリに記憶し、電子基板が活栓挿抜さ
れた際にも不揮発性メモリに記憶したインピーダス値に
より出力バッファのインピーダンス値の調整を行うこと
を第3の特徴とする。
【0013】
【発明の実施の形態】以下、本発明の一実施形態を図面
を参照して詳細に説明する。図2は本発明の第1の実施
形態による半導体集積回路200を説明するための図で
ある。本実施形態による半導体集積回路200は、図2
に示す如く、回路外部の伝送線路206と接続され、G
TL(Gunning transceiver logic)レベルの微小振幅信
号を出力する出力バッファ202と、外部の抵抗205
に基づき出力バッファ202のインピーダンス値の調整
を3ビットの論理値により指示するインピーダンス調整
部201と、該インピーダンス調整部201からの3ビ
ットの論理値を不揮発に記憶し、且つ出力バッファ20
2に伝える不揮発性メモリ204とを備え、これら回路
は図示しない電子基板に搭載される。
【0014】前記インピーダンス調整部201からの3
ビットの論理値は、図3に示す如く、例えば論理値が”
000”のときの出力バッファ202のインピーダンス
値を40Ωとし、論理値が”001”のときのインピー
ダンス値を44Ωとし、論理値が”111”のときの出
力バッファ202のインピーダンス値を65Ωとするこ
とを表しているものであり、この3ビットの論理値によ
り出力バッファ202のインピーダンス値が設定され
る。
【0015】特に本実施形態による不揮発性メモリ20
4には初期状態において前記図3に示した論理値、例え
ば温度変動によりインピーダンス値変化のほぼ中間の値
である”011”が記憶されており、この論理値に対応
するインピーダンス値50Ωが設定されている。
【0016】この様に構成された半導体集積回路200
は、起動時においては前記不揮発性メモリ204に記憶
された論理値”011”により出力バッファ202のイ
ンピーダンス値が50Ωに設定された状態で起動し、装
置の起動後の所定時間経過後に前記外部からの読取制御
信号203が論理値”H”になることにより、インピー
ダンス調整部201が、出力バッファ202に接続され
た伝送線路206の特性インピーダンスに等しい値の外
部抵抗205の値を基準として駆動中の一番近い出力イ
ンピーダンスの3bitの論理値を再選択し、その値を
不揮発メモリ204に記憶すると共に出力バッファ20
2のインピーダンス値の調整を行う。
【0017】次いで、装置の電源断後の再起動又は電子
基板の電源通電時毎及び活栓挿抜を行った際、本半導体
集積回路200は、前記起動中に設定し記憶した論理値
を不揮発性メモリ204から読み出して出力バッファ2
02のインピーダンス値を設定することにより、装置起
動状態に最も近い値に出力バッファ202のインピーダ
ンス値を設定することができる。
【0018】これにより本実施形態による半導体集積回
路200は、受端側の伝送路206からの反射ノイズの
発生を防止して高速データ転送を行うことができ、更に
装置の電源通電時毎及び活栓挿抜を行った際にも前記イ
ンピーダンス値の再設定を行うことなく、受端側の反射
ノイズの発生を防止して高速データ転送を行うことがで
きる。
【0019】前記図2を参照して説明した実施形態にお
いては不揮発性メモリを半導体集積回路に内蔵した例を
説明したが、本発明は、これに限られるものではなく、
電子基板上の半導体集積回路の外部に配置しても良い。
この他の実施形態による半導体集積回路及び電子基板を
図4を参照して説明する。図4に示した半導体集積回路
200は、回路外部の伝送線路206と接続され、GT
L(Gunning transceiver logic)レベルの微小振幅信号
を出力する出力バッファ202と、外部の抵抗205に
基づき出力バッファ202のインピーダンス値の調整を
3ビットの論理値により指示するインピーダンス調整部
201とを備え、前記インピーダンス調整部201から
の3ビットの論理値を不揮発に記憶し、且つ出力バッフ
ァ202に伝える外部不揮発性メモリ404を電子基板
に搭載する。即ち、本実施形態は、前述の実施形態と比
して不揮発性メモリ404を半導体集積回路200の外
部に配置したものである。
【0020】またインピーダンス調整部201からの3
ビットの論理値は、前述の実施形態同様に図3に示した
論理値対応のインピーダンス値が格納され、この3ビッ
トの論理値により出力バッファ202のインピーダンス
値が設定される。本実施形態による外部不揮発メモリ4
04としては、EEPROM,フラッシュメモリ、バッ
テリバックアップされたSRAM,磁気記憶装置などが
考えられる。
【0021】本実施形態による半導体集積回路200及
び電子基板は、起動時においては前記外部不揮発性メモ
リ404に記憶された論理値”011”により出力バッ
ファ202のインピーダンス値が50Ωに設定された状
態で起動し、装置の起動後の所定時間経過後に前記外部
からの読取制御信号203が論理値”H”になることに
より、インピーダンス調整部201が、出力バッファ2
02に接続された伝送線路206の特性インピーダンス
に等しい値の外部抵抗205の値を基準として駆動中の
一番近い出力インピーダンスの3bitの論理値を再選
択し、その値を不揮発メモリ404に記憶すると共に出
力バッファ202のインピーダンス値の調整を行う。
【0022】次いで、装置の電源断後の再起動又は電子
基板の電源通電時毎及び活栓挿抜を行った際、本半導体
集積回路200は、前記起動中に設定し記憶した論理値
を外部不揮発性メモリ404から読み出して出力バッフ
ァ202のインピーダンス値を設定することにより、装
置起動状態に最も近い値に出力バッファ202のインピ
ーダンス値を設定することができる。
【0023】これにより本実施形態による半導体集積回
路200は、受端側の伝送路206からの反射ノイズの
発生を防止して高速データ転送を行うことができ、更に
装置の電源通電時毎及び活栓挿抜を行った際にも前記イ
ンピーダンス値の再設定を行うことなく、受端側の反射
ノイズの発生を防止して高速データ転送を行うことがで
きる。
【0024】前記実施形態による半導体集積回路及び該
半導体集積回路を搭載した電子基板は、特定温度でのイ
ンピーダンス設定が完了しかつ電源が切れてもその設定
を保持するため、実動作時における半導体集積回路20
0のジャンクション温度の最高点が100℃で、最低点
が0℃とした場合、ユーザ納入前にジャンクション温度
50℃で本発明を使って出力インピーダンス調整行え
ば、図1に示す出力バッファの製造ロット別のインピー
ダンス温度特性の最悪値で0.4%/℃の温度変動であ
っても出力インピーダンス温度変動を(0.4%/℃)
×(±50℃)=±20%の変動に抑制する事ができ
る。同様に従来技術であれば、最悪0℃でインピーダン
ス調整して、システム動作時の半導体集積回路ジャンク
ション温度が100℃になった時(0.4%/℃)×
(+100℃)=+40%となる。よって、本実施形態
によれば、インピーダンスの最大変動を50%以下に出
来る。尚、実動作時における半導体集積回路200のジ
ャンクション温度範囲が上記より狭い場合は、より少な
い温度変動に抑制可能となる。
【0025】更に本実施形態は、前記半導体集積回路を
搭載した電子基板を電子装置、例えばRAIDシステム
に使用した場合、RAIDシステムに必須の活栓挿抜に
よる急激な電圧印加や温度上昇があっても、事前に装置
動作状態の温度でインピーダンス調整を行ってその値を
保持しているため、再度インピーダンス調整が不要にな
り、システム立ち上げ時間の短縮および性能の安定化を
図ることが容易に実現できる。
【0026】尚、本発明は次に述べる実施形態としても
表すことができる。 <実施形態1> インピーダンス調整部を有するGTL
(Gunning transceiver logic)レベルの微小振幅信号を
出力する出力バッファをもつ半導体集積回路において、
インピーダンス調整設定値を不揮発記憶回路に保持し、
半導体集積回路の電源が切れてもインピーダンス調整設
定値を記憶、再生できることを特徴とする半導体集積回
路を用いて、事前に装置動作状態の温度でインピーダス
調整を行うことを特徴とするRAIDシステム。
【0027】<実施形態2> 前記実施形態1記載のイ
ンピーダンス調整を行うRAIDシステムにおいて、活
栓挿抜による急激な電圧印加、および温度上昇があって
も、事前に装置動作状態の温度でインピーダンス調整を
行ってその値を保持しているため、再度インピーダンス
調整が必要でないことを特徴とするRAIDシステム。
【0028】<実施形態3> 前記実施形態1及び2記
載のRAIDシステムを搭載したことを特徴とする電子
装置。
【0029】<実施形態4> 前記実施形態1記載のの
半導体集積回路の不揮発記憶回路を、半導体集積回路の
外部に持つことを特長とした論理回路を用いて、事前に
装置動作状態の温度でインピーダス調整を行うことを特
徴とするRAIDシステム。
【0030】<実施形態5> 前記実施形態4記載のイ
ンピーダンス調整を行うRAIDシステムにおいて、活
栓挿抜による急激な電圧印加、および温度上昇があって
も、事前にインピーダンス調整を行ってその値を保持し
ているため、再度インピーダンス調整が必要でないこと
を特徴とするRAIDシステム。
【0031】<実施形態6> 前記実施形態4及び5
記載のRAIDシステムを搭載したことを特徴とする電
子装置。
【0032】
【発明の効果】以上述べた如く本発明によれば、特定温
度でのインピーダンス設定が完了しかつ電源が切れても
その設定を不揮発性メモリに保持するため、受端側の反
射ノイズの発生を防止して高速データ転送を行うことが
でき、更に装置の電源通電時毎及び活栓挿抜を行った際
にも前記インピーダンス値の再設定を行うことなくシス
テム立ち上げ時間を短縮し、受端側の反射ノイズの発生
を防止して高速データ転送を行うことができる。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明の対象となる出力バッファの製造ロット
別のインピーダンス温度特性を示す図。
【図2】本発明の一実施形態による半導体集積回路を説
明するための図。
【図3】本実施形態による出力バッファの出力インピー
ダンスと3bit論理値の関係を示す図。
【図4】本発明の他の実施形態による半導体集積回路を
説明するための図。
【符号の説明】
200・・・半導体集積回路構、201・・・インピー
ダンス調整部、202・・・ GTLレベルの微小振幅
信号を出力する出力バッファ、203・・・読み取り制
御信号、204・・・内蔵不揮発メモリ、205・・・
外部抵抗、206・・・伝送線路、404・・・外部不
揮発メモリ。

Claims (3)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 インピーダンス調整機能を持つ出力バッ
    ファと該出力バッファのインピーダンスの調整を行うイ
    ンピーダンス調整部とを備える半導体集積回路におい
    て、前記インピーダンス調整部が調整する出力バッファ
    へのインピーダンス値を不揮発に記憶する不揮発性メモ
    リを設けたことを特徴とする半導体集積回路。
  2. 【請求項2】 インピーダンス調整機能を持つ出力バッ
    ファ及び該出力バッファのインピーダンスの調整を行う
    インピーダンス調整部を含む半導体集積回路を搭載した
    電子基板において、前記半導体集積回路が、前記インピ
    ーダンス調整部が調整する出力バッファへのインピーダ
    ンス値を不揮発に記憶する不揮発性メモリを含み、前記
    インピーダンス調整部が、電子装置の動作状態の温度で
    出力バッファへのインピーダス値の調整を行い、該イン
    ピーダス値を不揮発性メモリに記憶することを特徴とす
    る電子基板。
  3. 【請求項3】 インピーダンス調整機能を持つ出力バッ
    ファと該出力バッファのインピーダンスの調整を行うイ
    ンピーダンス調整部とを含む半導体集積回路を搭載した
    活栓挿抜自在な電子基板において、前記電子基板が、前
    記半導体集積回路に搭載したインピーダンス調整部が調
    整する出力バッファへのインピーダンス値を不揮発に記
    憶する不揮発性メモリを持ち、前記インピーダンス調整
    部が、電子基板の動作状態の温度で出力バッファへのイ
    ンピーダス値の調整を行い、該インピーダス値を不揮発
    性メモリに記憶し、電子基板が活栓挿抜された際にも不
    揮発性メモリに記憶したインピーダス値により出力バッ
    ファのインピーダンス値の調整を行うことを特徴とする
    電子基板。
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Cited By (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
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