JP2000353035A - Signal communication interface formed by integrating single-end type and differential type - Google Patents
Signal communication interface formed by integrating single-end type and differential typeInfo
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Abstract
Description
【0001】[0001]
【発明が属する技術分野】本発明は、一般的にはインタ
フェース回路に関する。さらに言えば、本発明は、CM
OSイメージセンサから外部のデジタル信号プロセッサ
への信号出力を、シングルエンドと差分とで選択可能に
提供するインタフェース回路に関する。なお、本願は、
米国出願番号 09/062,343(1998年4月17日出願)の一部
継続出願である。BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention generally relates to an interface circuit. More specifically, the present invention
The present invention relates to an interface circuit for providing a signal output from an OS image sensor to an external digital signal processor in a single-ended or differential manner. In addition, this application
A continuation-in-part of U.S. application Ser. No. 09 / 062,343, filed Apr. 17, 1998.
【0002】[0002]
【従来の技術】CMOSイメージセンサ(CMOSイメ
ージャ)がCCDイメージャに対して優っている点の一
つに、CMOSイメージャチップがデジタル信号処理用
の電気回路を含むことができる、という点がある。実際
問題として、アプリケーションの柔軟性を高めるため
に、信号処理はコンパニオンチップ上で実行されること
の方が多い。しかし、CMOSイメージャは、アナログ
信号をコンパニオンチップで処理できるデジタルビット
ストリームに変換する目的で、アナログデジタル変換器
を組み込んでいることが多い。そして、ディジタル化さ
れた情報は、コンパニオンチップあるいはその他の外部
装置(画像の記憶、処理または伝送を行うもの)に転送
される。シングルエンドインタフェースは、データ転送
に関して、最も一般的で最も単純な実現手段である。シ
ングルエンドインタフェースの例を図1に示す。CMO
Sイメージャ1内のドライバ2は、コンパニオン処理チ
ップ3に信号を出力する。受信器4は、その信号を受け
取って、後続の処理に用いるために増幅する。図2は、
上記のシングルエンドインタフェースの、CMOSにお
いて可能な実現形態の一つを示す回路図である。2. Description of the Related Art One of the advantages of a CMOS image sensor (CMOS imager) over a CCD imager is that a CMOS imager chip can include electrical circuits for digital signal processing. In practice, signal processing is more often performed on companion chips to increase application flexibility. However, CMOS imagers often incorporate analog-to-digital converters for the purpose of converting analog signals into digital bit streams that can be processed by companion chips. Then, the digitized information is transferred to a companion chip or another external device (for storing, processing, or transmitting an image). Single-ended interfaces are the most common and simplest implementation for data transfer. Figure 1 shows an example of a single-ended interface. CMO
The driver 2 in the S imager 1 outputs a signal to the companion processing chip 3. Receiver 4 receives the signal and amplifies it for use in subsequent processing. FIG.
FIG. 2 is a circuit diagram showing one possible implementation of the single-ended interface in a CMOS.
【0003】差分インタフェースは、シングルエンドイ
ンタフェースに比べて、電力およびノイズ発生を最小限
に抑えることができるが、通常、必要な信号線の数は2
倍となる。図3は、従来の低圧差分信号(LVDS)回路
11の例を示す。LVDS11の回路は、差分ペアライ
ン13,15のうちの1本を駆動する電流源I1(公称
値:3.5mA)を含む。受信器17は、DCインピー
ダンスが高い(DC電流をソースもシンクもしない)の
で、駆動電流の大半は100Ωの終端抵抗R1を流れ
て、受信器の入力19,21におよそ350mVの電圧
を生成する。ドライバ23が切り替えを行うと、それが
抵抗R1を流れる電流の方向が変わり、それによって、
有効な「1」または「0」の論理状態が生成される。[0003] Differential interfaces can minimize power and noise generation as compared to single-ended interfaces, but typically require two signal lines.
Double. FIG. 3 shows an example of a conventional low voltage differential signal (LVDS) circuit 11. The circuit of the LVDS 11 includes a current source I1 (nominal value: 3.5 mA) for driving one of the differential pair lines 13 and 15. Because the receiver 17 has a high DC impedance (does neither source nor sink DC current), the majority of the drive current flows through the 100Ω termination resistor R1, producing a voltage of approximately 350 mV at the inputs 19, 21 of the receiver. . When the driver 23 switches, it changes the direction of the current flowing through the resistor R1, thereby
A valid "1" or "0" logic state is generated.
【0004】LVDS技術による電力節約には、いくつ
かの重要な方法がある。負荷(100Ωの終端抵抗R
1)のために消失する電力は、単に1.2mWにすぎな
い。比較すると、RS422ドライバーが普通に、10
0Ωの終端抵抗に3ボルトを送る場合、電力消費は90
mWとなり、LVDSの75倍である。同様に、LVD
S装置11が必要とする電源電流は、PECL/ECL
装置のおよそ10分の1である。There are several important ways to save power with LVDS technology. Load (100Ω termination resistor R
The power dissipated for 1) is only 1.2 mW. By comparison, RS422 drivers usually have 10
When sending 3 volts to a 0Ω termination resistor, the power consumption is 90
mW, which is 75 times the LVDS. Similarly, LVD
The power supply current required by the S device 11 is PECL / ECL
About one tenth of the device.
【0005】負荷および静的なIcc電流において消失す
る電力は別にして、LVDSはさらに、CMOS電流モ
ードドライバ設計によって、システムが必要とする電力
を下げる。この設計は、Iccの周波数成分を大きく低
減する。LVDSに関して、Icc対Frequenc
yのプロットは、カッド装置の場合、実質的には10M
Hzと100MHxとの間でフラットになる(<50m
A、100MHzでドライバ+受信器の総計)。対照的
に、シングルエンドの場合、TTL/CMOSトランシ
ーバでは、周波数に対して指数関数的に増加する動的な
電力消費が見られる。[0005] Apart from the power dissipated in the load and the static Icc current, LVDS further reduces the power required by the system through a CMOS current mode driver design. This design greatly reduces the frequency component of Icc. Icc vs. Frequenc on LVDS
The plot of y is substantially 10M for the quad device.
Hz and 100 MHx (<50 m
A, total of driver + receiver at 100 MHz). In contrast, for the single-ended case, TTL / CMOS transceivers see dynamic power consumption that increases exponentially with frequency.
【0006】信頼性を保証するのに役立てるため、LV
DS受信器17は、ある故障条件の下での出力を間違い
なく公知の論理状態(HIGH)とするフェイルセイフ
機能を有する。これらの条件には、オープン、ショー
ト、受信器入力の中断が含まれる。ドライバ23が電力
を失ったり、使用不能となったり、ラインから外れるな
どし、その一方で、受信器17が電源ONのままで入力
が中断した状態となっても、フェイルセイフ機能により
受信器出力は公知の状態にとどまる。[0006] To help ensure reliability, LV
The DS receiver 17 has a fail-safe function of setting an output under a certain fault condition to a known logical state (HIGH). These conditions include open, short, and interruption of the receiver input. Even if the driver 23 loses power, becomes unusable, or goes out of line, and the input is interrupted while the receiver 17 is turned on, the fail-safe function is used to output the receiver. Remains in a known state.
【0007】LVDS受信器17がフェイルセイフ特徴
を持たない場合に故障条件のうちの1つが発生すると、
受信器の閾値を上回る外部ノイズは、どんなものでも出
力を誘発し、エラーを引き起こす可能性がある。フェイ
ルセイフのない受信器はさらに、特定の故障条件の下で
は振動にすら至ってしまう場合がある。フェイルセイフ
機能は、故障条件下での受信器出力を確実にHIGHに
して、未知の状態に成らないようにする。If one of the fault conditions occurs when the LVDS receiver 17 does not have a fail-safe feature,
External noise above the receiver threshold can trigger any output and cause errors. Receivers without failsafe may furthermore even vibrate under certain fault conditions. The fail-safe function ensures that the receiver output under a fault condition is HIGH, so that it does not become an unknown state.
【0008】図4は、出願中の米国出願番号 09/062,34
3に記載された好適な実施の形態によるCMOSビデオ
画像検知回路を図示するものである。この電気回路は、
CMOSイメージセンサチップ50と画像処理チップ5
2とを含む。CMOSイメージセンサチップ50は、典
型的な形として、光に反応し、画像を表すアナログ信号
を発するCMOSピクセルセンサを多数有している。そ
して、これらのアナログ信号は、ADC回路によってA
D変換され、デジタル信号Din0,Din1...Dinnを
作り出す。画像処理チップ52は、圧縮や色処理など各
種の画像データ加工処理を実行するデータプロセッサ5
3を含む。FIG. 4 shows a pending US application Ser. No. 09 / 062,34.
3 illustrates a CMOS video image detection circuit according to the preferred embodiment described in FIG. This electrical circuit
CMOS image sensor chip 50 and image processing chip 5
2 is included. CMOS image sensor chip 50 typically includes a number of CMOS pixel sensors that respond to light and emit analog signals representing an image. Then, these analog signals are converted into A by the ADC circuit.
D converted to digital signals Din0, Din1. . . Produce Dinn. The image processing chip 52 includes a data processor 5 that performs various image data processing such as compression and color processing.
3 inclusive.
【0009】プロセッサ53は、ソフトウェアで動作さ
せてもよいし、ハードウェアで実現してもよい。見ての
通り、図4の回路は複数のLDVS回路11を用いてい
る。回路11は各々、各自のドライバ54と各自の受信
器56とを有する。各ドライバ54は、それぞれに入力
信号Din0,Din1...Dinnを受け取る。これらは、
例えば、論理値「1」に対して3.3ボルト、論理値
「0」に対して0ボルトといったデジタル論理レベルで
ある。これら信号の状態変化は、差分ライン上をそれぞ
れの受信器56に送られる。各受信器56は、それぞれ
に出力信号Douto,Dout1...Doutnを生成し、これ
ら数百ミリボルトのレベルである。[0009] The processor 53 may be operated by software or realized by hardware. As can be seen, the circuit of FIG. 4 uses a plurality of LDVS circuits 11. Each circuit 11 has its own driver 54 and its own receiver 56. Each driver 54 has an input signal Din0, Din1. . . Receive Dinn. They are,
For example, a digital logic level of 3.3 volts for a logical value "1" and 0 volts for a logical value "0". The change in state of these signals is sent to the respective receiver 56 on the difference line. Each receiver 56 has its own output signal Douto, Dout1. . . Doutn, which are on the order of hundreds of millivolts.
【0010】イメージャ上には、シングルエンドインタ
フェースでなく、図4に示した差分インタフェースを用
いることも可能であるが、既存のイメージプロセッサ装
置は、図1に示す通常のシングルエンドインタフェース
のみサポートし、差分インタフェースはサポートしてい
ないであろう。イメージャ上に両方のインタフェースを
配置して、両方の種類のコンパニオンチップをサポート
できるようにすることは可能だが、それではピンの数が
増えてコストも上がる。On the imager, it is possible to use the differential interface shown in FIG. 4 instead of the single-ended interface. However, the existing image processor only supports the normal single-ended interface shown in FIG. The diff interface will not be supported. It is possible to place both interfaces on the imager to support both types of companion chips, but that would increase the pin count and cost.
【0011】最長の解決法は、同じ数のピンで(差分イ
ンタフェースに比べて2倍の数のピンを要するといった
ことなく)、シングルエンドインタフェースと差分イン
タフェースのいずれかを選択的にサポートすることので
きるインタフェースを実現することであろう。これによ
れば、一般に広く使われているシングルエンド画像処理
装置と低ノイズの差分インタフェースとを備える新たな
画像処理装置との両方をサポートする、という柔軟性を
備えることができる。The longest solution is to selectively support either a single-ended interface or a differential interface with the same number of pins (without requiring twice as many pins as the differential interface). It will be possible to realize an interface that can. According to this, it is possible to provide the flexibility of supporting both a generally used single-ended image processing apparatus and a new image processing apparatus having a low-noise differential interface.
【0012】使用するデジタルデータインタフェースピ
ンを少なくすれば、電力、ICコスト、パッケージコス
トそしてPCボードのサイズは最小限にできるはずであ
る。The use of fewer digital data interface pins should minimize power, IC costs, package costs, and PC board size.
【0013】[0013]
【発明が解決しようとする課題】しかしながら、ピンご
とのデータレートは、ピンの数に反比例する。データレ
ートを高くすれば、電磁障害やチップ出力のグラウンド
バウンスなど、より高いノイズの原因となる。そしてま
た、デジタルデータインタフェースピンの数がデータの
ワードサイズより少なければ、何らかの形の同期処理が
たびたび必要となり、これは、システムの複雑さを増
し、コストを上げることにもなる。However, the data rate per pin is inversely proportional to the number of pins. Higher data rates cause higher noise, such as electromagnetic interference and chip output ground bounce. Also, if the number of digital data interface pins is less than the word size of the data, some form of synchronization is often required, which adds to the complexity and cost of the system.
【0014】検証済みのイメージャ装置の一つとして、
4ビットのシングルエンドピクセルデータインタフェー
スを有するものがある。データワードサイズは12ビッ
トであるので、各ピクセルのデータは3クロックに分け
て一度に4ビットずつ転送される。個々のピクセルデー
タを転送するのに複数のクロックサイクルが必要とされ
るので、ある4ビットの転送が、ピクセルデータの最初
の4ビットか中間の4ビットか最後の4ビットか、画像
処理装置が判定できるように同期コードが必要となる。
こうした同期処理は、システムをより複雑にし、システ
ムのコストを増大させる。As one of the verified imager devices,
Some have a 4-bit single-ended pixel data interface. Since the data word size is 12 bits, the data of each pixel is transferred four bits at a time, divided into three clocks. Since multiple clock cycles are required to transfer individual pixel data, whether a 4-bit transfer is the first 4 bits, the middle 4 bits, or the last 4 bits of pixel data, A synchronization code is needed so that it can be determined.
Such a synchronization process makes the system more complex and increases the cost of the system.
【0015】イメージャがより高い解像度を備えるよう
になるにつれ、フレームごとのピクセル数も格段に多く
なる。ピン当たりのデータレートを合理的な速度に抑え
るために、インタフェースは、10ビットピクセルデー
タの幅まで広げられた。しかしながら、データレートは
これでもまだ高いので、信号変換時間が短くなったりグ
ラウンドバウンスが発生したりするだろう。こうしたこ
とはいずれも、イメージャのシリコン基盤にノイズを導
入し、画像内のノイズを増大させる場合がある。[0015] As imagers have higher resolutions, the number of pixels per frame will be significantly higher. In order to keep the data rate per pin at a reasonable speed, the interface has been extended to the width of 10-bit pixel data. However, the data rate is still high, so signal conversion times will be short and ground bounce will occur. All of these can introduce noise into the silicon substrate of the imager and increase noise in the image.
【0016】差分インタフェースを用いてもよいが、普
通、これはピンの数が2倍になるという結果を招く。ビ
ット転送ごとに2つのピンが用いられるからである。一
つは「真」値(ノーマル値)のためのもの、もう一つは
「補完」値のためのものである。本発明は上記課題に鑑
み、シングルエンド出力と差分出力とをいずれも可能と
し、最小限の数のピンしか使用しないように改良された
インタフェース回路を提供することを目的とする。Although a differential interface may be used, this usually results in doubling the number of pins. This is because two pins are used for each bit transfer. One for the "true" value (normal value) and the other for the "complementary" value. The present invention has been made in view of the above problems, and has as its object to provide an improved interface circuit that enables both single-ended output and differential output and uses only a minimum number of pins.
【0017】[0017]
【課題を解決するための手段】上記の目的を達成するた
めに、本発明は、第1の信号出力線に接続された第1の
シングルエンドインタフェースと、第2の信号出力線に
接続された第2のシングルエンドインタフェースと、第
1の出力線に接続された通常信号出力と第2の信号出力
線に接続された補完信号出力とを備える差分インタフェ
ースと、を有するデータインタフェース回路であって、
前記データインタフェース回路の出力が、シングルエン
ドインタフェース出力と差分インタフェース出力の間で
選択可能であること、を特徴とする。In order to achieve the above object, the present invention provides a first single-ended interface connected to a first signal output line and a second single-ended interface connected to a second signal output line. A data interface circuit comprising: a second single-ended interface; and a differential interface having a normal signal output connected to the first output line and a complementary signal output connected to the second signal output line,
The output of the data interface circuit is selectable between a single-ended interface output and a differential interface output.
【0018】これにより、シングルエンド出力と差分出
力とをいずれも可能とし、最小限の数のピンしか使用し
ないように改良されたインタフェース回路を実現でき
る。As a result, it is possible to realize an interface circuit improved by enabling both single-ended output and differential output, and using only a minimum number of pins.
【0019】[0019]
【発明の実施の形態】以下の記述は、いかなる当業者で
も本発明を製造、使用できるように提供されるものであ
り、発明者が熟考の結果として、本発明の実行する場合
の最適な形態と見なすものを開示してある。しかしなが
ら、当業者であれば、様々な変更の余地があることは容
易に見て取れるであろう。それは、ここに開示したのが
本発明の基本的な原理、特にCMOSイメージセンサか
ら外部のデジタル信号処理装置への信号出力をシングル
エンドと差分とで選択可能な形で実現するインタフェー
ス回路を提供する、というものだからである。DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION The following description is provided to enable any person skilled in the art to make and use the present invention. What is considered to be disclosed. However, it will be readily apparent to those skilled in the art that various modifications can be made. It discloses the basic principle of the present invention, and in particular, provides an interface circuit that realizes signal output from a CMOS image sensor to an external digital signal processing device in a single-ended or differential selectable manner. This is because.
【0020】本発明は、シングルエンドインタフェース
または差分インタフェースのいずれでもありえるデータ
インタフェースである。ここで、本発明の好適な実施の
形態を、図5を参照しながら説明する。図5の回路10
0は、シングルエンド出力とするか差分出力とするか選
択可能である。シングルエンド出力が望ましい場合はE
NSE信号が許可され、差分出力が望ましい場合はEN
DF信号が許可される。一度に選択できるモードは1つ
だけなので、ENSEとENDF信号は相補的であると
いえる。したがって、選択された出力の種類を表すには
単一のレジスタビットを用いればよい。インタフェース
が最も簡単になるのは、シングルエンドのデータインタ
フェース幅がピクセルのワード幅と等しいときである。
ここでの好適な実施の形態では、データ幅が10ビット
なので、10本のピンが使用される。図5は、回路の2
つのピンに関する動作を図示しているが、当業者にとっ
ては、必要な電気回路を複製して所望の数の出力ピンを
製造する方法は自明であろう。データビットは全て、ク
ロックの一方のエッジ(例えば、クロックの立ち上がり
エッジ)において転送される。The present invention is a data interface that can be either a single-ended interface or a differential interface. Here, a preferred embodiment of the present invention will be described with reference to FIG. Circuit 10 of FIG.
“0” is selectable between single-ended output and differential output. E if single-ended output is desired
If the NSE signal is enabled and differential output is desired,
The DF signal is allowed. Since only one mode can be selected at a time, it can be said that the ENSE and ENDF signals are complementary. Therefore, a single register bit may be used to represent the selected output type. The interface is easiest when the single-ended data interface width is equal to the pixel word width.
In the preferred embodiment, the data width is 10 bits, so 10 pins are used. FIG.
Although the operation for one pin is illustrated, it will be obvious to one skilled in the art how to duplicate the required circuitry to produce the desired number of output pins. All data bits are transferred on one edge of the clock (eg, the rising edge of the clock).
【0021】シングルエンドでの動作の場合、内部ディ
ジタル化信号ID0およびID1は、フリップフロップ10
4、105によって計時されて、シングルエンド出力ド
ライバ106、107が出力信号線を駆動する。そうし
て、シングルエンド出力D0およびD1は、コンパニオ
ンチップまたは他のオフチップ電気回路に提供される。
差分電気回路108は不許可となっているので、シング
ルエンド動作には干渉しない。In the case of single-ended operation, the internal digitized signals ID0 and ID1 are supplied to the flip-flop 10
Timed by 4, 105, single-ended output drivers 106, 107 drive the output signal lines. Thus, the single-ended outputs D0 and D1 are provided to a companion chip or other off-chip electrical circuit.
Since the difference electric circuit 108 is not permitted, it does not interfere with the single-ended operation.
【0022】ただし、差分出力が要求された場合は、差
分電気回路108が許可となり、シングルエンド電気回
路106、107は不許可にされる。差分モードでは、
ビットの半分がクロック一方のエッジにおいて転送さ
れ、ビットの残り半分がクロックのもう一方のエッジに
おいて転送される。こうしたクロッキング方式だと、シ
ングルエンドのインタフェースの場合と比べて使用する
ピンの数は同じである。このように、クロックエッジと
データ転送との関係が常に一定であれば、明示的な同期
は必要ない。内部ディジタル化信号IDOおよびID1は、
フリップフロップ101、102およびマルチプレクサ
103によって計時され、それによって、クロックの立
上りエッジにおいて1つの信号が、下がりエッジにおい
ては別の信号が、それぞれ選択されることになる。マル
チプレクサ103からの出力は差分インタフェース回路
に提供され、正常出力および補完出力の信号を生成す
る。そうして、クロックサイクルの半分ではビットの半
分が差分形式で生成され、クロックサイクルの他の半分
では残りのビットが生成される。このように、差分出力
の生成については、2倍の数のピンを必要とすることな
く、データ転送が遅くなる原因となる複雑なビット同期
方式も不要である。However, when a difference output is requested, the difference electric circuit 108 is permitted and the single-ended electric circuits 106 and 107 are not permitted. In difference mode,
Half of the bits are transferred on one edge of the clock and the other half of the bits are transferred on the other edge of the clock. The clocking scheme uses the same number of pins as a single-ended interface. Thus, if the relationship between the clock edge and the data transfer is always constant, no explicit synchronization is necessary. The internal digitized signals IDO and ID1 are
Timed by flip-flops 101, 102 and multiplexer 103, so that one signal is selected on the rising edge of the clock and another on the falling edge. The output from the multiplexer 103 is provided to a differential interface circuit, and generates a signal of a normal output and a complementary output. Thus, half of the clock cycles produce half of the bits in differential form, and the other half of the clock cycle produces the remaining bits. As described above, the generation of the differential output does not require twice as many pins and does not require a complicated bit synchronization method that causes a delay in data transfer.
【0023】公知技術のCMOSイメージャは全て、シ
ングルエンドインタフェースを使用していた。シングル
エンドインタフェースの使用を認めれば、多くの既存外
部デバイスにインタフェースすることができる。差分イ
ンタフェースの使用を認めれば、ノイズを低減でき、電
力インタフェースを下げることができる。シングルエン
ドと差分とを統合した信号インタフェースであれば、シ
ングルエンドのみのインタフェースの場合に比べて必要
なピンの数が増加することはないであろう。データ転送
幅をワード幅に設定すれば、シングルエンドモードであ
るか差分モードであるかに関わりなく、クロックエッジ
とデータ転送とのタイミング関係は一定とすることがで
きる。タイミング関係を固定できれば、明示的な同期処
理の必要はなくなり、そのためのコストも不要となる。
本発明は、インタフェースの柔軟性を高める目的で、図
4に示した差分専用インタフェースの代わりに用いるこ
とにしてもよい。All prior art CMOS imagers used a single-ended interface. If you allow the use of a single-ended interface, you can interface with many existing external devices. If the use of the differential interface is allowed, the noise can be reduced and the power interface can be reduced. A single-ended and differential signal interface would not increase the number of pins required compared to a single-ended-only interface. If the data transfer width is set to the word width, the timing relationship between the clock edge and the data transfer can be constant regardless of the single-end mode or the difference mode. If the timing relationship can be fixed, the need for explicit synchronization processing is eliminated, and the cost for that is eliminated.
The present invention may be used in place of the differential only interface shown in FIG. 4 in order to increase the flexibility of the interface.
【0024】このように、本実施の形態におけるインタ
フェース回路は、シングルエンドインタフェースまたは
差分インタフェースのいずれでもありうるCMOSイメ
ージャ用データインタフェースである。シングルエンド
インタフェースとしては、既存の外部デバイスの多くと
互換性を備える。さらに、差分インタフェースを実現す
ることで、差分信号をサポートする外部デバイスとのイ
ンタフェースにおけるノイズの低減と消費電力の低下と
が見込める。シングルエンドおよび差分信号の統合イン
タフェースの場合、ピンの数はシングルエンドのみのイ
ンタフェースに要するピンの数よりも多くはならない。
データ転送幅はワード幅の設定され、それによって、シ
ングルエンドおよび差分の両モードにおいて、クロック
エッジとデータ転送との時間関係を固定することができ
る。シングルエンドモードでは、データはクロックごと
に1回転送されるが、差分モードでは、クロックごとに
2回、クロックの各エッジにおいて転送される。時間関
係が固定なので、明示的にビット同期をとる必要はなく
なり、そのためのコストも不要となる。As described above, the interface circuit in the present embodiment is a data interface for a CMOS imager that can be either a single-ended interface or a differential interface. As a single-ended interface, it is compatible with many existing external devices. Further, by realizing the differential interface, it is possible to reduce noise and power consumption in an interface with an external device that supports a differential signal. For single-ended and differential signal integrated interfaces, the number of pins is no more than the number of pins required for a single-ended-only interface.
The data transfer width is set to a word width, so that the time relationship between the clock edge and the data transfer can be fixed in both the single-ended mode and the differential mode. In single-ended mode, data is transferred once per clock, while in differential mode, data is transferred twice per clock at each edge of the clock. Since the time relationship is fixed, there is no need to explicitly synchronize the bits, and no cost is required.
【0025】当業者であれば、上記の好適な実施の形態
について、本発明のその範囲および精神から外れること
なく、様々な修正や変形が可能であることは自明であろ
う。したがって、添付の特許請求の範囲に開示された範
囲で、本発明を、特にここに記述したのとは別の形で実
施してもよいことは明らかである。It will be apparent to those skilled in the art that various modifications and variations can be made to the preferred embodiment described above without departing from the scope and spirit of the invention. Thus, it is apparent that, within the scope of the appended claims, the invention may be practiced otherwise than as specifically described herein.
【0026】[0026]
【発明の効果】以上の説明から明らかなように、本発明
は、第1の信号出力線に接続された第1のシングルエン
ドインタフェースと、第2の信号出力線に接続された第
2のシングルエンドインタフェースと、第1の出力線に
接続された通常信号出力と第2の信号出力線に接続され
た補完信号出力とを備える差分インタフェースと、を有
するデータインタフェース回路であって、前記データイ
ンタフェース回路の出力が、シングルエンドインタフェ
ース出力と差分インタフェース出力の間で選択可能であ
ること、を特徴とするので、シングルエンド出力と差分
出力とをいずれも可能とし、最小限の数のピンしか使用
しないように改良されたインタフェース回路を実現でき
る。As is apparent from the above description, the present invention provides a first single-ended interface connected to a first signal output line and a second single-ended interface connected to a second signal output line. A data interface circuit comprising: an end interface; and a differential interface having a normal signal output connected to a first output line and a complementary signal output connected to a second signal output line. Output is selectable between a single-ended interface output and a differential interface output, so that both single-ended output and differential output are possible and only a minimum number of pins are used. An improved interface circuit can be realized.
【0027】また、上記の本発明のインタフェース回路
において、前記シングルエンド出力が選択された場合に
は、おのおのの信号出力線で、クロックサイクル毎に1
ビットが転送され、前記差分出力が選択された場合に
は、クロックの第1のエッジにおいて全出力ビットの半
分が転送され、前記クロックの第2のエッジにおいて前
記出力ビットの残り半分が転送されることとすれば、出
力に使用するピンの総数はシングルエンドと差分出力と
で同じになるので、シングルエンドに必要な数のピン
で、シングルエンドと差分との両方のインタフェースを
実現できる。In the above interface circuit according to the present invention, when the single-ended output is selected, one signal output line is used for each clock cycle.
If bits are transferred and the differential output is selected, half of all output bits are transferred on a first edge of the clock and the other half of the output bits are transferred on a second edge of the clock. In other words, since the total number of pins used for output is the same for single-ended and differential output, both single-ended and differential interfaces can be realized with the required number of pins for single-ended.
【0028】そして、上記のインタフェース回路をCM
OSイメージセンサチップに組み込むこととすれば、シ
ングルエンド出力と差分出力とをいずれも可能とし、最
小限の数のピンしか使用しないCMOSイメージセンサ
チップが得られる。また、本発明のインタフェース回路
については、データ転送幅をCMOSイメージセンサの
出力のワード幅に設定することとすれば、シングルエン
ドおよび差分の両出力において、クロックエッジとデー
タ転送との時間関係を固定することができ、それによっ
て、明示的にビット同期をとる必要がなくなり、そのた
めのコストも不要となる。Then, the above interface circuit is connected to a CM
If incorporated into an OS image sensor chip, a CMOS image sensor chip that can perform both single-ended output and differential output and uses only a minimum number of pins can be obtained. Further, in the interface circuit of the present invention, if the data transfer width is set to the word width of the output of the CMOS image sensor, the time relationship between the clock edge and the data transfer is fixed in both single-ended and differential outputs. This eliminates the need for explicit bit synchronization and eliminates the cost associated therewith.
【0029】また、本発明は、第1の信号出力線に接続
された第1のシングルエンドインタフェースと、第2の
信号出力線に接続された第2のシングルエンドインタフ
ェースと、第1の出力線に接続された通常信号出力と第
2の信号出力線に接続された補完信号出力とを備える差
分インタフェースとを有し、出力がシングルエンドイン
タフェース出力と差分インタフェース出力の間で選択可
能であるデータインタフェース回路を有するCMOSイ
メージセンサと、前記CMOSイメージセンサに接続さ
れて前記データインタフェース回路からの出力信号を受
け取る画像処理プロセッサーとを有するCMOSイメー
ジング装置、とすることもでき、それによって、シング
ルエンド出力と差分出力とをいずれも可能とし、最小限
の数のピンしか使用しないCMOSイメージング装置を
実現できる。Further, the present invention provides a first single-ended interface connected to a first signal output line, a second single-ended interface connected to a second signal output line, and a first output line. A differential interface having a normal signal output connected to the second signal output line and a complementary signal output connected to the second signal output line, wherein the output is selectable between a single-ended interface output and a differential interface output A CMOS image sensor having a circuit, and an image processor connected to the CMOS image sensor and receiving an output signal from the data interface circuit, thereby providing a single-ended output and a differential signal. Output, and use only a minimal number of pins. The CMOS imaging device not be realized.
【0030】そして、本発明は、複数のCMOSイメー
ジ検知ピクセルを用いてアナログ画像信号を形成するス
テップと、前記アナログ画像信号を変換して複数のデジ
タル出力信号を形成するステップと、そして、前記デジ
タル出力信号を、選択に応じて、シングルエンドまたは
差分のインタフェース回路のいずれかを介して、デジタ
ル画像処理装置に転送するステップとを有する画像処理
方法とすることもでき、それによって、シングルエンド
出力と差分出力とをいずれも可能とし、最小限の数のピ
ンしか使用しない画像処理方法を実現できる。The present invention further comprises forming an analog image signal using a plurality of CMOS image sensing pixels; converting the analog image signal to form a plurality of digital output signals; Transferring the output signal to the digital image processing device, via either a single-ended or differential interface circuit, depending on the selection, thereby providing a single-ended output and An image processing method that enables both differential output and uses a minimum number of pins can be realized.
【図1】CMOSの中に組み込まれた典型的なシングル
エンドインタフェースを示す図である。FIG. 1 illustrates a typical single-ended interface embedded in CMOS.
【図2】図1のシングルエンドインタフェースの回路図
である。FIG. 2 is a circuit diagram of the single-ended interface of FIG.
【図3】差分インタフェース回路の回路図である。FIG. 3 is a circuit diagram of a differential interface circuit.
【図4】図3の差分インタフェース回路をイメージャ適
用した例を示す図である。FIG. 4 is a diagram illustrating an example in which an imager is applied to the differential interface circuit of FIG. 3;
【図5】本発明の実施の形態による回路図である。FIG. 5 is a circuit diagram according to an embodiment of the present invention.
100 回路 101、102、104、105 フリップフロップ 103 マルチプレクサ 106、107 シングルエンド電気回路 108 差分電気回路 Reference Signs List 100 circuit 101, 102, 104, 105 flip-flop 103 multiplexer 106, 107 single-ended electric circuit 108 differential electric circuit
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 フェリー グナワン アメリカ合衆国 カリフォルニア州 92707 サンタアナ サウスフラワースト リート 3810 アパートメント ジー (72)発明者 ディノ ディ トロッタ アメリカ合衆国 カリフォルニア州 92627 コスタメサ サンタイザベル 308 ユニット エーツー ────────────────────────────────────────────────── ─── Continued on the front page (72) Inventor Ferry Gunawan United States of America 92707 Santa Ana Southflower Street 3810 Apartment G (72) Inventor Dino di Trotta United States of America 92627 Costa Mesa Santa Isabel 308 Unit A2
Claims (16)
ングルエンドインタフェースと、 第2の信号出力線に接続された第2のシングルエンドイ
ンタフェースと、 第1の出力線に接続された通常信号出力と第2の信号出
力線に接続された補完信号出力とを備える差分インタフ
ェースと、を有するデータインタフェース回路であっ
て、 前記データインタフェース回路の出力が、シングルエン
ドインタフェース出力と差分インタフェース出力の間で
選択可能であること、 を特徴とするデータインタフェース回路。A first single-ended interface connected to the first signal output line; a second single-ended interface connected to the second signal output line; and a first single-ended interface connected to the first output line. A differential interface having a normal signal output and a complementary signal output connected to a second signal output line, wherein the output of the data interface circuit is a single-ended interface output and a differential interface output. A data interface circuit that can be selected from among the following.
合、おのおのの信号出力線で、クロックサイクル毎に1
ビットが転送されること、 を特徴とする請求項1に記載のデータインタフェース回
路。2. When the single-ended output is selected, each signal output line outputs one signal every clock cycle.
The data interface circuit according to claim 1, wherein bits are transferred.
クの第1のエッジにおいて全出力ビットの半分が転送さ
れ、前記クロックの第2のエッジにおいて前記出力ビッ
トの残り半分が転送され、使用するピンの総数は前記シ
ングルエンドインタフェースと同じであること、 を特徴とする請求項2に記載のデータインタフェース回
路。3. When the differential output is selected, half of all output bits are transferred on a first edge of a clock and the other half of the output bits are transferred and used on a second edge of the clock. The data interface circuit according to claim 2, wherein the total number of pins is the same as that of the single-ended interface.
まれていること、 を特徴とする請求項3に記載のデータインタフェース回
路。4. The data interface circuit according to claim 3, wherein the data interface circuit is incorporated in a CMOS image sensor chip.
ス回路の組を複数、更に有すること、 を特徴とする請求項3に記載のデータインタフェース回
路。5. The data interface circuit according to claim 3, further comprising a plurality of sets of single-ended and differential interface circuits.
ス回路の組を5組有して10本の出力線を駆動するこ
と、 を特徴とする請求項5に記載のデータインタフェース回
路。6. The data interface circuit according to claim 5, comprising five sets of single-ended and differential interface circuits for driving ten output lines.
サの出力のワード幅に設定されていること、 を特徴とする請求項5に記載のデータインタフェース回
路。7. The data interface circuit according to claim 5, wherein the data transfer width is set to a word width of an output of the CMOS image sensor.
ングルエンドインタフェースと、 第2の信号出力線に接続された第2のシングルエンドイ
ンタフェースと、 第1の出力線に接続された通常信号出力と第2の信号出
力線に接続された補完信号出力とを備える差分インタフ
ェースと、を有するデータインタフェース回路を備える
CMOSイメージセンサであって、 前記データインタフェース回路の出力が、シングルエン
ドインタフェース出力と差分インタフェース出力の間で
選択可能であるものと、 前記CMOSイメージセンサに接続されて前記データイ
ンタフェース回路からの出力信号を受け取る画像処理プ
ロセッサーと、を有することを特徴とするCMOSイメ
ージング装置。8. A first single-ended interface connected to a first signal output line, a second single-ended interface connected to a second signal output line, and a first single-ended interface connected to the first output line. A CMOS image sensor comprising a data interface circuit having a normal signal output and a differential interface having a complementary signal output connected to a second signal output line, wherein the output of the data interface circuit is a single-ended interface output And an image processor connected to the CMOS image sensor and receiving an output signal from the data interface circuit.
合、おのおのの信号出力線で、クロックサイクル毎に1
ビットが転送されること、 を特徴とする請求項8に記載のCMOSイメージング装
置。9. When the single-ended output is selected, each signal output line outputs one signal every clock cycle.
9. The CMOS imaging device according to claim 8, wherein bits are transferred.
ックの第1のエッジにおいて全出力ビットの半分が転送
され、前記クロックの第2のエッジにおいて前記出力ビ
ットの残り半分が転送され、使用するピンの総数は前記
シングルエンドインタフェースと同じであること、 を特徴とする請求項8に記載のCMOSイメージング装
置。10. When the difference output is selected, half of all output bits are transferred on a first edge of a clock and the other half of the output bits are transferred and used on a second edge of the clock. The CMOS imaging device according to claim 8, wherein the total number of pins is the same as that of the single-ended interface.
ース回路の組を複数、更に有すること、 を特徴とする請求項10に記載のCMOSイメージング
装置。11. The CMOS imaging apparatus according to claim 10, further comprising a plurality of sets of single-ended and differential interface circuits.
ース回路の組を5組有して10本の出力線を駆動するこ
と、 を特徴とする請求項11に記載のCMOSイメージング
装置。12. The CMOS imaging apparatus according to claim 11, further comprising five sets of single-ended and differential interface circuits for driving ten output lines.
ジセンサの出力のワード幅に設定されていること、 を特徴とする請求項11に記載のCMOSイメージング
装置。13. The CMOS imaging apparatus according to claim 11, wherein a data transfer width is set to a word width of an output of said CMOS image sensor.
プを有する:複数のCMOSイメージ検知ピクセルを用
いてアナログ画像信号を形成する;前記アナログ画像信
号を変換して複数のデジタル出力信号を形成する;そし
て、 前記デジタル出力信号を、選択に応じて、シングルエン
ドまたは差分のインタフェース回路のいずれかを介し
て、デジタル画像処理装置に転送する。14. An image processing method, comprising: forming an analog image signal using a plurality of CMOS image sensing pixels; converting the analog image signal to form a plurality of digital output signals. And transferring the digital output signal to the digital image processing device via either a single-ended or differential interface circuit, as selected.
合、おのおのの信号出力線で、クロックサイクル毎に1
ビットが転送されること、 を特徴とする請求項14に記載の画像処理方法。15. When single-ended output is selected, each signal output line outputs one signal every clock cycle.
The image processing method according to claim 14, wherein bits are transferred.
の第1のエッジにおいて全出力ビットの半分が転送さ
れ、前記クロックの第2のエッジにおいて前記出力ビッ
トの残り半分が転送され、使用するピンの総数は前記シ
ングルエンドインタフェースと同じであること、 を特徴とする請求項15に記載の画像処理方法。16. When differential output is selected, half of all output bits are transferred on the first edge of the clock and the other half of the output bits are transferred on the second edge of the clock and used. The image processing method according to claim 15, wherein the total number is the same as that of the single-ended interface.
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