JP2002344544A - 送信装置及び受信装置並びに通信装置 - Google Patents

送信装置及び受信装置並びに通信装置

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JP2002344544A
JP2002344544A JP2001152094A JP2001152094A JP2002344544A JP 2002344544 A JP2002344544 A JP 2002344544A JP 2001152094 A JP2001152094 A JP 2001152094A JP 2001152094 A JP2001152094 A JP 2001152094A JP 2002344544 A JP2002344544 A JP 2002344544A
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pull
data
differential
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JP2001152094A
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Shigeyoshi Ondou
栄良 音堂
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Hitachi Ltd
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Abstract

(57)【要約】 【課題】 通信装置のコスト低減を図る。 【解決手段】 差動ドライバ(202)によって、送信
すべきデータに応じた差動信号を形成し、制御論理(2
04,206)によって、上記送信すべきデータとそれ
に対応するクロック信号とに基づいてプルアップ回路
(208,210)及びプルダウン回路(212,21
4)の動作を制御することにより、上記差動ドライバの
差動出力端子から出力された信号に上記クロック信号を
重畳させ、共通の伝送路を介してデータとクロック信号
とを伝達することで通信装置のコスト低減を図る。

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【発明の属する技術分野】本発明は、データ通信技術に
関し、例えばコンピュータシステムにおいて周辺機器と
の間で行われる差動通信に適用して有効な技術に関す
る。
【0002】
【従来の技術】通信装置は、送信すべきデータを伝送路
に出力するための送信装置と、上記伝送路を介して伝達
されたデータを取り込むための受信装置とを含む。上記
送信装置から上記受信装置にデータを伝送する通信方式
として、差動形式で信号を伝達する差動通信方式があ
る。
【0003】差動通信方式としては、データとは別に同
期信号を伝送しない第1方式と、データとともに同期信
号を伝送する第2方式とを挙げることができる。
【0004】上記第1方式の場合、送信側から同期信号
が伝達されないため、受信側では、送信側の動作クロッ
ク信号との同期のため、送信側の動作クロック信号より
も高速なクロック信号を発生させ、この高速クロック信
号に従って入力データをサンプリングし、そのサンプリ
ング結果に基づいてPLL(フェーズ・ロックド・ルー
プ)回路などで同期信号を生成する。この同期信号は、
上記サンプリングされたデータとともに後段回路に伝達
される。
【0005】上記第2方式の場合、送信側から同期信号
が伝達されるため、上記第1方式の場合のように受信側
において同期信号を生成する必要はない。受信されたデ
ータは、受信された同期信号とともに後段回路に伝達さ
れて処理される。
【0006】尚、データ通信について記載された文献の
例としては、昭和58年8月20日に株式会社オーム社
から発行された「電子通信ハンドブック(第1129頁
〜)」がある。
【0007】
【発明が解決しようとする課題】しかしながら、上記第
1方式によれば、同期信号が伝送路を介して伝達されな
いため、受信側には、出力データのクロック周波数以上
の周波数を有するサンプリングクロック信号が必要とな
り、そのようなサンプリングクロック信号を生成するた
めの回路を受信装置に設ける必要がある。出力データの
クロック周波数が低い場合はともかくとして、出力デー
タのクロック周波数が高くなると、それ以上の高速クロ
ック信号を生成するための回路を受信側に設けなければ
ならない。高速クロック信号を生成するための回路は、
低速クロック信号を生成する回路に比べると高周波対応
の高価なデバイスが不可欠となるため、そのような回路
を含む通信装置のコスト低減が阻害される。
【0008】また、上記第2方式によれば、伝送路を介
して同期信号が伝達されるため、高速クロック信号の生
成回路を受信装置に設ける必要はないが、伝送路には、
データを伝送するためのラインとは別に同期信号を伝達
するためのラインが必要となるため、上記第1方式の場
合に比べて伝送路が高価になり、通信装置のコスト低減
が阻害される。また、データを伝送するためのデータ伝
送ラインとは別に、同期信号を伝達するための同期信号
伝送ラインが設けられるため、同期信号伝送ラインの同
期信号の変化によってデータ伝送ラインにノイズが乗っ
たり、データ伝送ラインの信号変化によって同期信号伝
送ラインにノイズが乗るおそれがある。
【0009】本発明の目的は、通信装置のコスト低減を
図るための技術を提供することにある。
【0010】本発明の別の目的は、通信装置のノイズ低
減を図るための技術を提供することにある。
【0011】本発明の前記並びにその他の目的と新規な
特徴は本明細書の記述及び添付図面から明らかになるで
あろう。
【0012】
【課題を解決するための手段】本願において開示される
発明のうち代表的なものの概要を簡単に説明すれば下記
の通りである。
【0013】すなわち、差動信号を出力するための出力
端子を備え、送信すべきデータに応じた差動信号を形成
するための差動ドライバと、上記差動ドライバの出力端
子からの出力信号を上記伝送路に伝達するための出力ラ
インと、上記出力ラインをプルアップ可能なプルアップ
回路と、上記出力ラインをプルダウン可能なプルダウン
回路と、上記送信すべきデータとそれに対応するクロッ
ク信号とに基づいて上記プルアップ回路及び上記プルダ
ウン回路の動作を制御することにより、上記差動ドライ
バの出力端子から出力された信号に上記クロック信号を
重畳させるための制御論理とを含んで送信装置を構成す
る。
【0014】上記の手段によれば、差動ドライバは、送
信すべきデータに応じた差動信号を形成し、制御論理
は、上記送信すべきデータとそれに対応するクロック信
号とに基づいて上記プルアップ回路及び上記プルダウン
回路の動作を制御することにより、上記差動ドライバの
差動出力端子から出力された信号に上記クロック信号を
重畳させる。このように上記差動ドライバから出力され
た信号に上記クロック信号が重畳されることから、共通
の伝送路を介してデータとクロック信号とを伝達するこ
とができ、このことが、通信装置のコスト低減を達成す
る。また、共通の伝送路を介してデータとクロック信号
とが1系統の信号として伝達されるため、例えばデータ
とクロック信号とを別々の伝送ラインを介して伝送する
場合に比べて、別系統の伝送ラインからのノイズの混入
を防ぐことができる。
【0015】第1出力端子と、上記第1出力端子から出
力される信号とは相補レベルの信号を出力するための第
2出力端子とを備え、送信すべきデータに応じた差動信
号を形成するための差動ドライバと、上記差動ドライバ
の第1出力端子からの出力信号を上記伝送路に結合する
ための第1出力ラインと、上記差動ドライバの第2出力
端子からの出力信号を上記伝送路に伝達するための第2
出力ラインと、上記第1出力ラインをプルアップ可能な
第1プルアップ回路と、上記第2出力ラインをプルアッ
プ可能な第2プルアップ回路と、上記第1出力ラインを
プルダウン可能な第1プルダウン回路と、上記第2出力
ラインをプルダウン可能な第2プルダウン回路と、上記
送信すべきデータとそれに対応するクロック信号とに基
づいて上記第1プルアップ回路及び上記第2プルダウン
回路の動作を制御することにより、上記差動ドライバの
第1出力端子及び第2出力端子から出力された信号に上
記クロック信号を重畳させるための第1制御論理と、上
記送信すべきデータとそれに対応するクロック信号とに
基づいて上記第2プルアップ回路及び上記第1プルダウ
ン回路の動作を制御することにより、上記差動ドライバ
の第1出力端子及び第2出力端子から出力された信号に
上記クロック信号を重畳させるための第2制御論理とを
含んで送信装置を構成する。
【0016】上記の手段によれば、差動ドライバは、送
信すべきデータに応じた差動信号を形成する。第1制御
論理は、上記送信すべきデータとそれに対応するクロッ
ク信号とに基づいて上記第1プルアップ回路及び上記第
2プルダウン回路の動作を制御することにより、上記差
動ドライバの第1出力端子及び第2出力端子から出力さ
れた信号に上記クロック信号を重畳させる。第2制御論
理は、上記送信すべきデータとそれに対応するクロック
信号とに基づいて上記第2プルアップ回路及び上記第1
プルダウン回路の動作を制御することにより、上記差動
ドライバの第1出力端子及び第2出力端子から出力され
た信号に上記クロック信号を重畳させる。上記第1制御
論理及び上記第2制御論理の制御により、差動ドライバ
の出力信号にクロック信号が重畳される。このとき、ク
ロック信号は、差動ドライバの第1出力端子から出力さ
れた信号と、差動ドライバの第2出力端子から出力され
た信号とに差動形式で重畳される。このため、受信装置
においては、受信信号を差動バッファで受けることによ
り、ノイズ成分やクロック信号成分が相殺されて目的の
信号のみが抽出される。
【0017】クロック信号が重畳された相補レベルの信
号を差動増幅するための差動バッファと、比較的高めの
論理しきい値を有し、この論理しきい値に基づいて、上
記伝送路を介して伝達された信号の論理を判別するため
の第1バッファと、比較的低めの論理しきい値を有し、
この論理しきい値に基づいて、上記伝送路を介して伝達
された信号の論理を判別するための第2バッファと、上
記第1バッファの出力信号と上記第2バッファの出力信
号とに基づいて、上記伝送路を介して伝達された信号か
らクロック信号を抽出するための論理ゲートとを含んで
受信装置を構成する。
【0018】上記の手段によれば、差動バッファは、ク
ロック信号が重畳された相補レベルの信号を差動増幅す
る。このとき、クロック信号成分は相殺される。
【0019】論理ゲートは、上記第1バッファの出力信
号と上記第2バッファの出力信号とに基づいて、上記伝
送路を介して伝達された信号からクロック信号を抽出す
る。
【0020】また、上記伝送路を介して伝達された信号
を差動増幅するための差動バッファと、比較的高めの論
理しきい値を有し、この論理しきい値に基づいて、上記
伝送路を介して伝達された信号の論理を判別するための
第1バッファと、比較的低めの論理しきい値を有し、こ
の論理しきい値に基づいて、上記伝送路を介して伝達さ
れた信号の論理を判別するための第2バッファと、上記
第2バッファの出力信号を論理反転するためのインバー
タと、上記第1バッファの出力信号と上記インバータの
出力信号とに基づいて、上記伝送路を介して伝達された
信号からクロック信号を抽出するためのオアゲートとを
含んで受信装置を構成する。
【0021】上記の手段によれば、差動バッファは、ク
ロック信号が重畳された相補レベルの信号を差動増幅す
る。このとき、クロック信号成分は相殺される。
【0022】オアゲートは、上記第1バッファの出力信
号と上記インバータの出力信号とに基づいて、上記伝送
路を介して伝達された信号からクロック信号を抽出す
る。
【0023】送信部と受信部とが伝送によって結合され
て成る通信装置において、上記送信部は上記送信装置を
含み、上記受信部は上記受信装置を含んで構成すること
ができる。
【0024】
【発明の実施の形態】図7には本発明にかかる通信装置
の一例である差動通信システムの構成例が示される。
【0025】差動通信システム70は、特に制限されな
いが、データを送信する送信装置500と受信装置40
0とが、2本の伝送路301,302によって結合され
て成る。送信装置500は、入力されたクロック信号C
LK_out、出力イネーブル信号OutPut_En
able、データ信号Data_outに基づいて、受
信装置400へ伝送すべきデータ信号に、そのサンプリ
ングのためのクロック信号が重畳された差動信号を形成
する。形成された差動信号は、Dif_Data1,D
if_Data2によって示され、それぞれ伝送路30
1,302を介して受信装置400に伝達される。受信
装置400は、上記伝送路301,302を介して伝達
された差動信号Dif_Data1,Dif_Data
2を取り込んで、データ信号Dif_Dataとそれを
サンプリングするためのクロック信号CLKとを分離す
るためのデータ受信部100を含む。このデータ受信部
100によって得られたデータ信号Dif_Data
と、同期クロック信号CLKは、受信装置400におい
て図示されない後段回路に信号処理のために伝達され
る。
【0026】図1には上記データ送信部200の構成例
が示され、図2には、上記データ送信部200における
主要部の動作タイミングが示される。
【0027】データ送信部200は、特に制限されない
が、差動ドライバ202、アンドゲート204,20
6、プルアップ回路208,210、プルダウン回路2
12,214を含み、公知の半導体集積回路製造技術に
より、単結晶シリコン基板などのひとつの半導体基板に
形成される。
【0028】差動ドライバ202は、送信すべきデータ
信号Data_outと、それの有効性を示す出力イネ
ーブル信号OutPut_Enableとを差動増幅す
る。この差動ドライバ202は差動出力のためのふたつ
の出力端子を有する。一方の出力端子には、このデータ
送信部200の出力信号Dif_Data1を伝送路3
01へ伝達するための出力ラインN1が結合され、他方
の出力端子には、このデータ送信部200の出力信号D
if_Data2を伝送路302へ伝達するための出力
ラインN2が結合される。
【0029】アンドゲート204は、送信すべきデータ
信号Data_outと、入力されたクロック信号CL
K_outとの論理積を得る。このアンドゲート204
の出力信号Pull_Act1は、プルアップ回路20
8及びプルダウン回路214に伝達される。
【0030】アンドゲート206は、送信すべきデータ
信号Data_outの反転信号と、入力されたクロッ
ク信号CLK_outとの論理積を得る。このアンドゲ
ート206の出力信号Pull_Act2は、プルアッ
プ回路210及びプルダウン回路212に伝達される。
【0031】プルアップ回路208は、上記アンドゲー
ト204の出力信号Pull_Act1に応じて上記出
力ラインN1をプルアップする。このプルアップ回路2
08は、高電位側電源Vddに結合された抵抗208A
と、アンドゲート204の出力信号Pull_Act1
に応じて抵抗208Aの他端を出力ラインN1に結合さ
せるためのスイッチ208Bとを含んで成る。
【0032】プルアップ回路210は、上記アンドゲー
ト206の出力信号Pull_Act2に応じて上記出
力ラインN2をプルアップする。このプルアップ回路2
10は、高電位側電源Vddに結合された抵抗210A
と、アンドゲート204の出力信号Pull_Act2
に応じて抵抗210Aの他端を出力ラインN2に結合さ
せるためのスイッチ210Bとを含んで成る。
【0033】プルダウン回路212は、上記論理回路2
06の出力信号Pull_Act2に応じて上記出力ラ
インN1をプルダウンする。このプルダウン回路212
は、低電位側電源Vssに結合された抵抗212Aと、
アンドゲート206の出力信号Pull_Act2に応
じて抵抗208Aの他端を出力ラインN1に結合させる
ためのスイッチ212Bとを含んで成る。
【0034】プルダウン回路214は、上記論理回路2
04の出力信号Pull_Act1に応じて上記出力ラ
インN2をプルダウンする。このプルダウン回路214
は、低電位側電源Vssに結合された抵抗214Aと、
アンドゲート206の出力信号Pull_Act2に応
じて抵抗214Aの他端を出力ラインN2に結合させる
ためのスイッチ214Bとを含んで成る。
【0035】ここで、差動通信システム70において
は、例えば図2に示されるように、Vth,Vdh,V
dl,Vtlで示される4種類の論理しきい値が設定さ
れている。このしきい値Vth,Vdh,Vdl,Vt
lは、互いに電圧レベルが異なり、それらの間には、V
th>Vdh>Vdl>Vtlの関係が成立する。
【0036】データ送信部200の出力信号Dif_D
ata1及びDif_Data2は、図2に示されるよ
うに4種類の電圧レベルをとり得る。すなわち、論理し
きい値Vthよりも高い電圧レベル、論理しきい値Vt
hとVdhとの間の電圧レベル、VdlとVtlとの間
の電圧レベル、Vtlよりも低い電圧レベル、の4種類
である。論理しきい値VthとVdhとの間の電圧レベ
ルや、VdlとVtlとの間の電圧レベルは、プルアッ
プ回路208,210や、プルダウン回路212,21
4が動作することで形成される。
【0037】尚、差動ドライバ202の電源が、高電位
側電源Vdd、及び低電位側電源Vssとされるとき、
データ送信部200の出力信号Dif_Data1及び
Dif_Data2の最大振幅は、上記Vdd,Vss
によって決定される。この場合において、上記論理しき
い値Vthは、高電位側電源Vddよりも若干低いレベ
ルに設定され、上記論理しきい値Vtlは低電位側電源
Vssよりも若干高いレベルに設定される。
【0038】図5には上記差動ドライバ202の構成例
が示される。
【0039】基準電圧を形成するため、pチャネル型M
OSトランジスタQ21と、nチャネル型MOSトラン
ジスタQ22,Q30とが直列接続される。nチャネル
型MOSトランジスタQ25,Q26は、双方のソース
電極がnチャネル型MOSトランジスタQ31を介して
低電位側電源Vssに結合されることで差動結合され
る。nチャネル型MOSトランジスタQ31は、nチャ
ネル型MOSトランジスタQ30にカレントミラー接続
され、差動結合回路の定電流源として機能する。nチャ
ネル型MOSトランジスタQ25,Q26のドレイン電
極は、pチャネル型MOSトランジスタQ23,Q24
を介して高電位側電源Vddに結合される。pチャネル
型MOSトランジスタQ24は、pチャネル型MOSト
ランジスタQ23にカレントミラー結合されており、差
動結合されたnチャネル型MOSトランジスタQ25,
Q26の負荷を形成する。nチャネル型MOSトランジ
スタQ25,Q26のドレイン電極から差動出力端子が
引き出される。この差動出力端子は出力ラインN1,N
2に導通される。
【0040】次に、データ送信部200の動作を説明す
る。
【0041】アンドゲート204は、入力されたクロッ
ク信号CLK_outと、出力すべきデータData_
outを取り込んで、制御信号Pull_Act1を形
成する。この制御信号Pull_Act1は、出力すべ
きデータData_Outがハイレベルの際、クロック
信号CLK_outのハイレベルに同期してイネーブル
にされる。制御信号Pull_Act1がイネーブルの
とき、スイッチ208B,214Bがオンされることに
よって、ノードN1がプルアップされ、ノードN2がプ
ルダウンされる。
【0042】アンドゲート206は、入力されたクロッ
ク信号CLK_outと、出力すべきデータData_
outの論理反転信号とを取り込んで、制御信号Pul
l_Act2を出力する。このPull_Act2は、
データData_Outがローレベルの際、クロック信
号CLK_outのハイレベルに同期してイネーブルに
される。制御信号Pull_Act2がイネーブルのと
き、スイッチ210B,212Bがオンされることによ
って、ノードN1がプルダウンされ、ノードN2がプル
アップされる。
【0043】ここで、スイッチ208B,210B,2
12B,214Bがオフ状態の場合、差動ドライバ20
2のハイレベル又はローレベルがそのままノードN1,
N2に現れることから、ノードN1,N2のハイレベル
は、高電位側電源Vddに等しく、それは論理しきい値
Vthを越えるレベルとされる。また、このとき、ノー
ドN1,N2のローレベルは、高電位側電源Vddに等
しく、それは論理しきい値Vtlよりも低いレベルとさ
れる。
【0044】これに対して、スイッチ212B又は21
4BがオンされてノードN1又はN2がプルダウンされ
た場合には、差動ドライバ202のハイレベル出力にか
かわらず、ノードN1又はN2のハイレベルは、高電位
側電源Vddよりも若干低いレベルであって、論理しき
い値VthとVdhとの中間レベルとされる。
【0045】また、スイッチ208B又は210Bがオ
ンされてノードN1又はN2がプルアップされた場合に
は、差動ドライバ202のローレベル出力にかかわら
ず、ノードN1又はN2のローレベルは、低電位側電源
Vssよりも若干高いレベルであって、論理しきい値V
dlとVtlの中間レベルとされる。
【0046】すなわち、出力すべきデータData_O
utがローレベルであって、クロック信号CLK_ou
tのハイレベルに同期して制御信号Pull_Act2
がイネーブルにされた場合、スイッチ210B,212
Bがオンされることによって、ノードN2がプルアップ
され、ノードN1がプルダウンされるため、出力信号D
if_Data1は、論理しきい値VthとVdhとの
中間レベルとされ、出力信号Dif_Data2は、論
理しきい値VdlとVtlとの中間レベルとされる。
【0047】また、出力すべきデータData_Out
がハイレベルであって、クロック信号CLK_outの
ハイレベルに同期して制御信号Pull_Act1がイ
ネーブルにされた場合、スイッチ208B,214Bが
オンされることによって、ノードN1がプルアップさ
れ、ノードN2がプルダウンされるため、出力信号Di
f_Data1は、論理しきい値VdlとVtlとの中
間レベルとされ、出力信号Dif_Data2は、論理
しきい値VthとVdhとの中間レベルとされる。
【0048】このように、クロック信号CLK_out
のハイレベルに同期して制御信号Pull_Act1
や、制御信号Pull_Act2が選択的にイネーブル
にされることで、論理しきい値VthとVdhとの中間
レベル、及び論理しきい値VdlとVtlとの中間レベ
ルを形成することによって、差動ドライバ202から出
力される差動信号にクロック信号が重畳される。
【0049】図3には上記データ受信部100の構成例
が示され、図4には図3における主要部の動作波形が示
される。
【0050】入力信号Dif_Data1,Dif_D
ata2は、伝送路301,302を介してデータ送信
部200から伝達された信号である。図4に示されるよ
うに、Vth,Vdh,Vdl,Vtlで示される4種
類の論理しきい値が設定されているとき(Vth>Vd
h>Vdl>Vtl)、データ送信部200の出力信号
Dif_Data1及びDif_Data2は、図4に
示されるように4種類の電圧レベルをとり得る。すなわ
ち、論理しきい値Vthよりも高い電圧レベル、論理し
きい値VthとVdhとの間の電圧レベル、VdlとV
tlとの間の電圧レベル、Vtlよりも低い電圧レベ
ル、の4種類である。
【0051】データ受信部100は、特に制限されない
が、差動バッファ102、Vthバッファ104、Vt
lバッファ1006、インバータ108、オアゲート1
10とを含んで成る。
【0052】差動バッファ102は、差動信号Dif_
Data1と、Dif_Data2とを差動増幅して信
号Dif_Dataを出力する。ここで、差動バッファ
102は、反転端子(−)の印加電圧がVdl以下であ
って、非反転入力端子(+)の印加電圧がVdh以上の
場合にはハイレベルを出力し、反転端子(−)の印加電
圧がVdh以上であって、非反転入力端子(+)の印加
電圧がVdl以下の場合にはローレベルを出力する。
【0053】Vthバッファ104は、論理しきい値電
圧Vthを有し、この論理しきい値電圧Vthを基準に
出力信号Dif_Data1の論理を決定する。例えば
入力信号Dif_Data1の電圧レベルが論理しきい
値電圧Vthを超えた場合、Vthバッファ104の出
力信号Dif_Data1_Vthはハイレベルとされ
る。入力信号Dif_Data1の電圧レベルが論理し
きい値Vth未満の場合、出力信号Dif_Data1
_Vthはローレベルとされる。
【0054】Vtlバッファ106は、論理しきい値電
圧Vtlを有し、この論理しきい値電圧Vtlを基準に
出力信号Dif_Data1_Vtlの論理を決定す
る。例えば入力信号Dif_Data1の電圧レベルが
Vtlを越えた場合、Dif_Data1_Vtlはハ
イレベルとされる。入力信号Dif_Data1の電圧
値がVtl未満の場合、出力信号Dif_Data1_
Vtlはローレベルとされる。
【0055】上記Vthバッファ104やVtlバッフ
ァ106は、特に制限されないが、pチャネル型MOS
トランジスタとnチャネル型MOSトランジスタとが直
列接続されて成るインバータとすることができる。この
場合において、pチャネル型MOSトランジスタとnチ
ャネル型MOSトランジスタとのゲートサイズを調整す
ることによって、上記VthやVtlなど、所望の論理
しきい値を設定することができる。
【0056】Vtlバッファ106の後段には、上記V
tlバッファ106の出力信号Dif_Data1_V
tlの論理を反転するためのインバータ108が配置さ
れる。このインバータ108の出力信号は、Dif_D
ata1_Vtl*(*はローアクティブ又は信号反転
を意味する)で示される。インバータ108の出力信号
Dif_Data1_Vtl*は、後段のオアゲート1
10に伝達される。
【0057】オアゲート110は、上記Vthバッファ
104の出力信号Dif_Data1_Vthと、上記
インバータ108の出力信号Dif_Data1_Vt
l*とのオア論理を得る。このオアゲート110の出力
信号は、図示されない後段回路において、データDif
_Dataをサンプリングするためのクロック信号CL
Kとされ、上記後段回路に伝達される。
【0058】図6には、上記差動バッファ102の構成
例が示される。
【0059】pチャネル型MOSトランジスタQ1と、
nチャネル型MOSトランジスタQ2,Q30とが直列
接続される。nチャネル型MOSトランジスタQ5,Q
6は、双方のソース電極がnチャネル型MOSトランジ
スタQ11を介して低電位側電源Vssに結合されるこ
とで差動結合される。nチャネル型MOSトランジスタ
Q11は、nチャネル型MOSトランジスタQ10にカ
レントミラー接続され、差動結合回路の定電流源として
機能する。nチャネル型MOSトランジスタQ5,Q6
のドレイン電極は、pチャネル型MOSトランジスタQ
3,Q4を介して高電位側電源Vddに結合される。p
チャネル型MOSトランジスタQ4は、pチャネル型M
OSトランジスタQ3にカレントミラー結合されてお
り、差動結合されたnチャネル型MOSトランジスタQ
5,Q6の負荷を形成する。pチャネル型MOSトラン
ジスタQ9とnチャネル型MOSトランジスタQ12と
が直列接続され、この直列接続ノードから出力端子が引
き出される。pチャネル型MOSトランジスタQ9のゲ
ート電極には、上記nチャネル型MOSトランジスタQ
6のドレイン電極からの出力信号が伝達される。また、
nチャネル型MOSトランジスタQ12はMOSトラン
ジスタQ10にカレントミラー結合される。MOSトラ
ンジスタQ9,Q12の直列接続ノードから出力端子が
引き出され、この出力端子を介して出力信号Dif_D
ataが得られる。pチャネル型MOSトランジスタQ
7とnチャネル型MOSトランジスタQ8とが直列接続
される。pチャネル型MOSトランジスタQ7は、上記
MOSトランジスタQ1にカレントミラー結合され、p
チャネル型MOSトランジスタQ8のゲート電極には、
この演算増幅器の出力信号が伝達される。pチャネル型
MOSトランジスタQ7,Q8の直列接続ノードと、p
チャネル型MOSトランジスタQ9のゲート電極との間
に、位相補償のためのキャパシタCが結合される。
【0060】次に、データ受信部100の動作を説明す
る。
【0061】差動バッファ102は、信号Dif_Da
ta1とDif_Data2を取り込み、Dif_Da
ta1とDif_Data2の電位差が発生すると反応
する。Dif_Data1がハイレベル、Dif_Da
ta2がローレベルのとき、Dif_Dataはハイレ
ベルとされる。Dif_Data1がローレベルで、D
if_Data2がハイレベルのとき、Dif_Dat
aはローレベルとされる。データ送信部200におい
て、差動ドライバ202の差動出力信号に重畳されたク
ロック信号成分は、信号Dif_Data1とDif_
Data2とで逆位相とされるため、差動バッファ10
2において信号Dif_Data1とDif_Data
2とが差動増幅されることによって相殺される。この結
果、差動バッファ102からは、信号Dif_Data
1とDif_Data2からクロック信号成分が除去さ
れたデータDif_Dataが出力され、それが後段回
路に伝達される。
【0062】ここで、データ送信部200においては、
クロック信号CLK_outのハイレベルに同期して制
御信号Pull_Act1や、制御信号Pull_Ac
t2が選択的にイネーブルにされることで、論理しきい
値VthとVdhとの中間レベル、及び論理しきい値V
dlとVtlとの中間レベルを形成することによって、
差動ドライバ202から出力される差動信号にクロック
信号が重畳されているため、プルダウン回路212,2
14のプルダウン動作によって重畳されたクロック信号
は、入力されたDif_Data_1のレベルが論理し
きい値Vthよりも高いか否かを判別することによって
抽出することができ、プルアップ回路208,210に
よって重畳されたクロック信号は、Dif_Data_
1のレベルが論理しきい値Vtlよりも低いか否かを判
別することによって抽出することができる。上記クロッ
ク信号の抽出は、Vthバッファ104、Vtlバッフ
ァ106、インバータ108、及びオアゲート110で
行われる。
【0063】Vthバッファ104は、Dif_Dat
a1の電圧値が論理しきい値Vthを越えた際に、Di
f_Data1_Vthをハイレベルとし、Dif_D
ata1の電圧値が論理しきい値Vth未満の際にはD
if_Data1_Vthをローレベルとする。このD
if_Data1_Vthは、Dif_Dataのハイ
レベルをサンプリングするための同期信号とされ、後段
のオアゲート110を介することによりクロック信号C
LKとして後段回路に伝達される。
【0064】Vtlバッファ106は、Dif_Dat
a1の電圧値がVtlを越えた際にDif_Data1
_Vtlをハイレベルとし、Dif_Data1の電圧
値がVtl未満の際に、Dif_Data1_Vtlを
ローレベルにする。このDif_Data1_Vtlが
インバータ108で反転した信号Dif_Data1_
Vtl*は、Dif_Dataのローレベルをサンプリ
ングするための同期信号とされ、オアゲート110を介
することによりクロック信号CLKとして後段回路に伝
達される。
【0065】上記の例によれば、以下の作用効果を得る
ことができる。
【0066】(1)クロック信号CLK_outのハイ
レベルに同期して制御信号Pull_Act2がイネー
ブルにされた場合、スイッチ210B,212Bがオン
されることによって、ノードN2がプルアップされ、ノ
ードN1がプルダウンされるため、出力信号Dif_D
ata1は、論理しきい値VthとVdhとの中間レベ
ルとされ、出力信号Dif_Data2は、論理しきい
値VdlとVtlとの中間レベルとされる。また、クロ
ック信号CLK_outのハイレベルに同期して制御信
号Pull_Act1がイネーブルにされた場合、スイ
ッチ208B,214Bがオンされることによって、ノ
ードN1がプルアップされ、ノードN2がプルダウンさ
れるため、出力信号Dif_Data1は、論理しきい
値VdlとVtlとの中間レベルとされ、出力信号Di
f_Data2は、論理しきい値VthとVdhとの中
間レベルとされる。このようにクロック信号CLK_o
utのハイレベルに同期して制御信号Pull_Act
1や、制御信号Pull_Act2が選択的にイネーブ
ルにされることで、論理しきい値VthとVdhとの中
間レベル、及び論理しきい値VdlとVtlとの中間レ
ベルを形成することによって、差動ドライバ202から
出力される差動信号にクロック信号が重畳される。これ
によりデータとクロック信号とが1系統の信号として伝
達可能であるため、差動通信システム70における伝送
路においては、出力信号Dif_Data1,Dif_
Data2を伝達可能な伝送路301,302を設けれ
ば良く、データを伝送するための伝送路と、クロック信
号を伝送するための伝送路とを個別的に設ける必要が無
い。このため、伝送路301,302のコスト低減、さ
らには、そのような伝送路301,302を含む差動通
信システム70のコスト低減を図ることができる。共通
の伝送路を介してデータとクロック信号とが1系統の信
号として伝達されるため、例えばデータとクロック信号
とを別々の伝送ラインを介して伝送する場合に比べて、
別系統の伝送ラインからのノイズの混入を防ぐことがで
きる。
【0067】(2)データ送信部200において、差動
ドライバ202の差動出力信号に重畳されたクロック信
号成分は、信号Dif_Data1とDif_Data
2とで逆位相とされるため、差動バッファ102におい
て信号Dif_Data1とDif_Data2とが差
動増幅されることによって相殺されるため、信号Dif
_Data1とDif_Data2からクロック信号成
分が除去されたデータDif_Dataが得られる。ま
た、Vthバッファ104は、Dif_Data1の電
圧値が論理しきい値Vthを越えた際に、Dif_Da
ta1_Vthをハイレベルとし、Dif_Data1
の電圧値が論理しきい値Vth未満の際にはDif_D
ata1_Vthをローレベルとする。このDif_D
ata1_Vthは、Dif_Dataのハイレベルを
サンプリングするための同期信号とされ、後段のオアゲ
ート110を介することによりクロック信号CLKとし
て後段回路に伝達される。さらに、Vtlバッファ10
6は、Dif_Data1の電圧値がVtlを越えた際
にDif_Data1_Vtlをハイレベルとし、Di
f_Data1の電圧値がVtl未満の際に、Dif_
Data1_Vtlをローレベルにする。このDif_
Data1_Vtlがインバータ108で反転した信号
Dif_Data1_Vtl*は、Dif_Dataの
ローレベルをサンプリングするための同期信号とされ、
オアゲート110を介することによりクロック信号CL
Kが得られる。このようにデータとクロック信号とが1
系統の信号(Dif_Data1,Dif_Data
2)として伝達された場合において、当該信号からデー
タ成分を取り出し、また、そのサンプリングのためのク
ロック信号を抽出することができる。このとき、データ
受信部100においては、データにクロック信号が重畳
されるされて伝達された信号(Dif_Data1,D
if_Data2)からクロック信号を抽出しているた
め、送信装置500からデータとは別にサンプリング用
クロック信号が伝達されない場合のように、受信装置4
00において高速サンプリングクロック信号を発生させ
る必要がないので、そのような高速サンプリングクロッ
ク信号を発生させるための高価な回路は不要であり、そ
れによって受信装置400のコスト低減、さらにはその
ような受信装置400を含む差動通信システム70のコ
スト低減を図ることができる。
【0068】以上本発明者によってなされた発明を具体
的に説明したが、本発明はそれに限定されるものではな
く、その要旨を逸脱しない範囲で種々変更可能であるこ
とはいうまでもない。
【0069】例えば、差動ドライバ202や差動バッフ
ァ102などは、適宜に変更することが可能とされる。
【0070】以上の説明では主として本発明者によって
なされた発明をその背景となった利用分野である差動通
信システムに適用したが、本発明はそれに限定されるも
のではなく、通信装置に広く適用することができる。
【0071】本発明は、少なくともデータ通信を行うこ
とを条件に適用することができる。
【0072】
【発明の効果】本願において開示される発明のうち代表
的なものによって得られる効果を簡単に説明すれば下記
の通りである。
【0073】すなわち、データとクロック信号とが1系
統の信号として伝達可能であるため、通信装置における
伝送路においては、出力信号を伝達可能な伝送路を設け
れば良く、データを伝送するための伝送路と、クロック
信号を伝送するための伝送路とを個別的に設ける必要が
無い。このため、伝送路のコスト低減、さらには、通信
装置のコスト低減を図ることができる。共通の伝送路を
介してデータとクロック信号とが1系統の信号として伝
達されるため、例えばデータとクロック信号とを別々の
伝送ラインを介して伝送する場合に比べて、別系統の伝
送ラインからのノイズの混入を防ぐことができる。
【0074】また、受信装置においては、データにクロ
ック信号が重畳されるされて伝達された信号からクロッ
ク信号を抽出しているため、送信装置からデータとは別
にサンプリング用クロック信号が伝達されない場合のよ
うに、受信装置において高速サンプリングクロック信号
を発生させる必要がないので、そのような高速サンプリ
ングクロック信号を発生させるための高価な回路は不要
であり、それによって受信装置のコスト低減、さらには
通信装置のコスト低減を図ることができる。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明にかかる差動通信システムおけるデータ
受信部の構成例回路図である。
【図2】上記データ受信部における主要部の動作タイミ
ング図である。
【図3】上記差動通信システムにおけるデータ送信部の
構成例回路図である。
【図4】上記データ送信部における主要部の動作タイミ
ング図である。
【図5】上記データ送信部における差動ドライバの構成
例回路図である。
【図6】上記データ受信部における差動バッファの構成
例回路図である。
【図7】上記データ受信部と上記データ送信部とを含む
差動通信システムの構成例ブロック図である。
【符号の説明】
70 差動通信システム 100 データ受信部 200 データ送信部 102 差動バッファ 104 Vthバッファ 106 Vtlバッファ 108 インバータ 110 オアゲート 204,206 アンドゲート 202 差動ドライバ 208,210 プルアップ回路 212,214 プルダウン回路

Claims (5)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 送信すべきデータを伝送路に出力するた
    めの送信装置において、 差動信号を出力するための出力端子を備え、送信すべき
    データに応じた差動信号を形成するための差動ドライバ
    と、 上記差動ドライバの出力端子からの出力信号を上記伝送
    路に伝達するための出力ラインと、 上記出力ラインをプルアップ可能なプルアップ回路と、 上記出力ラインをプルダウン可能なプルダウン回路と、 上記送信すべきデータとそれに対応するクロック信号と
    に基づいて上記プルアップ回路及び上記プルダウン回路
    の動作を制御することにより、上記差動ドライバの出力
    端子から出力された差動信号に上記クロック信号を重畳
    させるための制御論理と、を含むことを特徴とする送信
    装置。
  2. 【請求項2】 送信すべきデータを伝送路に出力するた
    めの送信装置において、 第1出力端子と、上記第1出力端子から出力される信号
    とは相補レベルの信号を出力するための第2出力端子と
    を備え、送信すべきデータに応じた差動信号を形成する
    ための差動ドライバと、 上記差動ドライバの第1出力端子からの出力信号を上記
    伝送路に伝達するための第1出力ラインと、 上記差動ドライバの第2出力端子からの出力信号を上記
    伝送路に伝達するための第2出力ラインと、 上記第1出力ラインをプルアップ可能な第1プルアップ
    回路と、 上記第2出力ラインをプルアップ可能な第2プルアップ
    回路と、 上記第1出力ラインをプルダウン可能な第1プルダウン
    回路と、 上記第2出力ラインをプルダウン可能な第2プルダウン
    回路と、 上記送信すべきデータとそれに対応するクロック信号と
    に基づいて上記第1プルアップ回路及び上記第2プルダ
    ウン回路の動作を制御することにより、上記差動ドライ
    バの第1出力端子及び第2出力端子から出力された差動
    信号に上記クロック信号を重畳させるための第1制御論
    理と、 上記送信すべきデータとそれに対応するクロック信号と
    に基づいて上記第2プルアップ回路及び上記第1プルダ
    ウン回路の動作を制御することにより、上記差動ドライ
    バの第1出力端子及び第2出力端子から出力された差動
    信号に上記クロック信号を重畳させるための第2制御論
    理と、を含むことを特徴とする送信装置。
  3. 【請求項3】 クロック信号が重畳された相補レベルの
    信号を、伝送路を介して取り込むための受信装置におい
    て、 上記相補レベルの信号を差動増幅するための差動バッフ
    ァと、 第1論理しきい値を有し、この第1論理しきい値に基づ
    いて、上記伝送路を介して伝達された信号の論理を判別
    するための第1バッファと、 上記第1論理しきい値よりも低めの第2論理しきい値を
    有し、この第2論理しきい値に基づいて、上記伝送路を
    介して伝達された信号の論理を判別するための第2バッ
    ファと、 上記第1バッファの出力信号と上記第2バッファの出力
    信号とに基づいて、上記伝送路を介して伝達された信号
    からクロック信号を抽出するための論理ゲートと、を含
    むことを特徴とする受信装置。
  4. 【請求項4】 クロック信号が重畳された相補レベルの
    信号を、伝送路を介して取り込むための受信装置におい
    て、 上記相補レベルの信号を差動増幅するための差動バッフ
    ァと、 第1論理しきい値を有し、この第1論理しきい値に基づ
    いて、上記伝送路を介して伝達された信号の論理を判別
    するための第1バッファと、 上記第1論理しきい値よりも低めの第2論理しきい値を
    有し、この第2論理しきい値に基づいて、上記伝送路を
    介して伝達された信号の論理を判別するための第2バッ
    ファと、 上記第2バッファの出力信号を論理反転するためのイン
    バータと、 上記第1バッファの出力信号と上記インバータの出力信
    号とに基づいて、上記伝送路を介して伝達された信号か
    らクロック信号を抽出するためのオアゲートと、を含む
    ことを特徴とする受信装置。
  5. 【請求項5】 送信部と受信部とが伝送によって結合さ
    れて成る通信装置において、 上記送信部は、差動信号を出力するための出力端子を備
    え、送信すべきデータに応じた差動信号を形成するため
    の差動ドライバと、 上記差動ドライバの出力端子からの出力信号を上記伝送
    路に伝達するための出力ラインと、 上記出力ラインをプルアップ可能なプルアップ回路と、 上記出力ラインをプルダウン可能なプルダウン回路と、 上記送信すべきデータとそれに対応するクロック信号と
    に基づいて上記プルアップ回路及び上記プルダウン回路
    の動作を制御することにより、上記差動ドライバの出力
    端子から出力された差動信号に上記クロック信号を重畳
    させるための制御論理と、を含んで成り、 上記受信部は、上記相補レベルの信号を差動増幅するた
    めの差動バッファと、 上記送信部における上記プルダウン回路のプルダウン動
    作によって重畳されたクロック信号の判別を可能とする
    第1論理しきい値を有し、この第1論理しきい値に基づ
    いて、上記伝送路を介して伝達された信号の論理を判別
    するための第1バッファと、 上記送信部における上記プルアップ回路のプルアップ動
    作によって重畳されたクロック信号の判別を可能とする
    第2論理しきい値を有し、この第2論理しきい値に基づ
    いて、上記伝送路を介して伝達された信号の論理を判別
    するための第2バッファと、 上記第1バッファの出力信号と上記第2バッファの出力
    信号とに基づいて、上記伝送路を介して伝達された信号
    からクロック信号を抽出するための論理ゲートと、を含
    んで成ることを特徴とする通信装置。
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Cited By (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN100411342C (zh) * 2004-10-12 2008-08-13 精工爱普生株式会社 无线电收发机、数据传输控制装置及电子设备
JP2010283820A (ja) * 2009-06-03 2010-12-16 Samsung Electronics Co Ltd 表示装置及びその駆動方法
US8314763B2 (en) 2007-07-11 2012-11-20 Samsung Electronics Co., Ltd. Display device transferring data signal with clock

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