JP2008123358A - Switch matrix circuit and scanning method for it - Google Patents
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Abstract
Description
本発明は、ダイオードを使ったスイッチマトリクス回路および当該スイッチマトリクス回路の走査方法に関する。 The present invention relates to a switch matrix circuit using a diode and a scanning method of the switch matrix circuit.
従来、複数のコモンと複数の出力とからなるスイッチマトリクス部を備え、複数のスイッチの状態を時分割で走査するようなスイッチマトリクス回路が知られている。たとえば、16個のスイッチのためには、4本のコモン線、および、4本の出力線により、4×4のマトリクスが構成される。 2. Description of the Related Art Conventionally, there is known a switch matrix circuit that includes a switch matrix unit composed of a plurality of commons and a plurality of outputs, and scans the states of the plurality of switches in a time division manner. For example, for 16 switches, a 4 × 4 matrix is formed by four common lines and four output lines.
図11は、従来のスイッチマトリクス回路の例を示す図である。この例では、2本のコモン線および2本の出力線からなる2×2のマトリクスであり、4つのスイッチを走査することができる。図11に示すように、コモン線(COM1、COM2)のそれぞれ、にはCPUなどの制御回路からのコモン信号を受け入れるバッファ(たとえば、100参照)が設けられる。コモン線と出力線(OUT1、OUT2)との間には、ダイオードおよびスイッチからなるスイッチ回路(符号101〜104参照)が配置される。出力線の一方は、プルアップ抵抗によって電源に接続され、出力線の他方は、バッファ(たとえば符号105参照)を経て、制御回路に出力される。
FIG. 11 is a diagram illustrating an example of a conventional switch matrix circuit. In this example, it is a 2 × 2 matrix composed of two common lines and two output lines, and four switches can be scanned. As shown in FIG. 11, each of the common lines (COM1, COM2) is provided with a buffer (for example, see 100) that receives a common signal from a control circuit such as a CPU. Between the common line and the output lines (OUT1, OUT2), a switch circuit (see
図12は、図11に示すスイッチマトリクス回路のコモン線の信号のタイミングチャートである。図12において、コモン線COM1、COM2のそれぞれがローレベルであるときに、制御回路は、その最後のタイミング(破線で示すタイミング)で、出力線の信号を取り込む。たとえば、COM1がローレベルのタイミング(破線110参照)では、COM1、COM2からは、それぞれ、スイッチ回路101、102の状態(オン/オフ)を示す信号を取得できる。同様に、COM2がローレベルのタイミング(破線111参照)では、COM1、COM2からは、それぞれ、スイッチ103、104の状態を示す信号を取得できる。
FIG. 12 is a timing chart of signals on the common line of the switch matrix circuit shown in FIG. In FIG. 12, when each of the common lines COM1 and COM2 is at a low level, the control circuit takes in the signal of the output line at the last timing (timing indicated by a broken line). For example, at a timing when COM1 is at a low level (see broken line 110), signals indicating the states (ON / OFF) of the
このようなスイッチマトリクス回路において、たとえば、特許文献1に記載されたように、マトリクスを構成する信号線がコモン線および出力線の何れかとなることで、キースイッチの状態の読み込みを短縮するような技術も提案されている。
従来のスイッチマトリクス回路においては、コモン線の数×出力線の数=スイッチの数であるため、スイッチの数が多くなるのにしたがって、コモン線および出力線の本数が非常に大きくなってしまうという問題点がある。たとえば、100個のスイッチを含むスイッチマトリクス回路においては、最低でも20本(コモン線の数=10本、出力線の数=10本)の信号線が必要であり、制御回路として使用されるLSIとスイッチマトリクス回路とを直接接続する場合には、信号線の数だけLSIの端子を用意する必要があり、LSIの端子数を増大させる一因となっていた。 In the conventional switch matrix circuit, since the number of common lines × the number of output lines = the number of switches, the number of common lines and output lines becomes very large as the number of switches increases. There is a problem. For example, in a switch matrix circuit including 100 switches, at least 20 signal lines (number of common lines = 10, number of output lines = 10) are required, and an LSI used as a control circuit. When directly connecting the switch matrix circuit to the switch matrix circuit, it is necessary to prepare LSI terminals as many as the number of signal lines, which is a cause of increasing the number of LSI terminals.
本発明は、マトリクスを多次元化することにより、信号線の本数を減少したスイッチマトリクス回路およびその走査方法を提供することを目的とする。 An object of the present invention is to provide a switch matrix circuit in which the number of signal lines is reduced by making the matrix multidimensional and a scanning method thereof.
本発明の目的は、それぞれが、複数の第1のコモン線を有する複数系統の第1のコモン線群と、
それぞれが、各系統の第1のコモン線群のうちの何れか1つの第1のコモン線と接続された、複数の第2のコモン線と、
それぞれが、前記第2のコモン線の何れかと接続される複数のスイッチ回路と、
各第2のコモン線に接続された複数のスイッチ回路の何れか1つとそれぞれ接続された出力線と、を備えたことを特徴とするスイッチマトリクス回路により達成される。
An object of the present invention is to provide a plurality of first common line groups each having a plurality of first common lines;
A plurality of second common lines each connected to any one of the first common line groups of each system;
A plurality of switch circuits each connected to any one of the second common lines;
This is achieved by a switch matrix circuit comprising an output line connected to any one of a plurality of switch circuits connected to each second common line.
好ましい実施態様においては、前記各系統の第1のコモン線群のうちの何れか1つの第1のコモン線が、それぞれ、第2のコモン線に向けた方向のみに電流を流すことができるダイオードを介して接続される。 In a preferred embodiment, any one of the first common line groups of the respective systems is capable of flowing a current only in a direction toward the second common line. Connected through.
また、好ましい実施態様においては、前記複数系統の第1のコモン線群において、第1系統、第2系統、・・・、第n系統の第1のコモン線が、それぞれ、M1、M2、・・・、Mn本あり、前記出力線が、I本あり、前記スイッチ回路が、M1×M2×・・・×Mn×I個ある。 In a preferred embodiment, in the first common line group of the plurality of systems, the first common line of the first system, the second system,..., And the nth system are M 1 and M 2 , respectively. , ..., there the M n, the output line is, there the I, the switching circuit, M 1 × M 2 × ··· × M n × certain number I.
別の好ましい実施態様においては、前記複数の第2のコモン線のうちの何れか1つを順次アクティブにするように、前記各系統の第1のコモン線群の何れか1つの第1のコモン線をアクティブにする信号を与える制御回路を備える。 In another preferred embodiment, any one first common of the first common line group of each system is sequentially activated so that any one of the plurality of second common lines is sequentially activated. A control circuit is provided that provides a signal to activate the line.
また、別の好ましい実施態様においては、前記第2のコモン線の各々の一端が、接地されたプルダウン抵抗に接続され、
前記出力線の各々の一端が、一定電圧源に接続されたプルアップ抵抗に接続され、かつ、前記出力線の各々の出力端である他端に、当該出力線の各々に電圧を印加するためのプリチャージ用バッファが設けられている。
In another preferred embodiment, one end of each of the second common lines is connected to a grounded pull-down resistor,
One end of each of the output lines is connected to a pull-up resistor connected to a constant voltage source, and a voltage is applied to each of the output lines to the other end that is an output end of each of the output lines. The precharge buffer is provided.
より好ましい実施態様においては、前記複数の第2のコモン線のうちの何れか1つを、順次ローレベルにすることでアクティブにするように、前記各系統の第1のコモン線群の何れか1つの第1のコモン線をローレベルにする制御回路を備え、当該制御回路が、前記各系統の第1のコモン線群の何れか1つの第1のコモン線をローレベルにするのに先立って、所定の期間、前記出力用プリチャージバッファから出力線の各々に電圧を印加するように当該プリチャージ用バッファを制御する。 In a more preferred embodiment, any one of the first common line groups of each of the systems is set to be activated by sequentially setting any one of the plurality of second common lines to a low level. A control circuit for setting one first common line to a low level, and the control circuit prior to setting any one of the first common lines of each system to a low level; Thus, the precharge buffer is controlled to apply a voltage from the output precharge buffer to each of the output lines for a predetermined period.
また、本発明の目的は、それぞれが、複数の第1のコモン線を有する複数系統の第1のコモン線群と、
それぞれが、各系統の第1のコモン線群のうちの何れか1つの第1のコモン線と接続された、複数の第2のコモン線と、
それぞれが、前記第2のコモン線の何れかと接続される複数のスイッチ回路と、
各第2のコモン線に接続された複数のスイッチ回路の何れか1つとそれぞれ接続された出力線と、を有することを特徴とするスイッチマトリクス回路において、
複数の第2のコモン線のうちの何れか1つを順次アクティブにするように、前記各系統の第1のコモン線群の何れか1つの第1のコモン線をアクティブにする信号を与えるステップを備えたことを特徴とするスイッチマトリクス回路の走査方法により達成される。
Further, an object of the present invention is to provide a plurality of first common line groups each having a plurality of first common lines;
A plurality of second common lines each connected to any one of the first common line groups of each system;
A plurality of switch circuits each connected to any one of the second common lines;
In a switch matrix circuit comprising: an output line connected to any one of a plurality of switch circuits connected to each second common line;
Providing a signal for activating any one first common line of the first common line group of each of the systems so that any one of the plurality of second common lines is sequentially activated; It is achieved by a switch matrix circuit scanning method characterized by comprising:
好ましい実施態様においては、前記スイッチマトリクス回路において、前記第2のコモン線の各々の一端が、接地されたプルダウン抵抗に接続され、前記出力線の各々の一端が、一定電圧源に接続されたプルアップ抵抗に接続され、かつ、前記出力線の各々の出力端である他端に、当該出力線の各々に電圧を印加するためのプリチャージ用バッファが設けられ、
前記複数の第2のコモン線のうちの何れか1つを、順次ローレベルにすることでアクティブにするように、前記各系統の第1のコモン線群の何れか1つの第1のコモン線をローレベルにするステップと、
前記各系統の第1のコモン線群の何れか1つの第1のコモン線をローレベルにするのに先立って、所定の期間、前記出力用プリチャージバッファから出力線の各々に電圧を印加するように当該プリチャージ用バッファを制御するステップと、を備える。
In a preferred embodiment, in the switch matrix circuit, one end of each of the second common lines is connected to a grounded pull-down resistor, and one end of each of the output lines is connected to a constant voltage source. A precharge buffer for applying a voltage to each of the output lines is provided at the other end that is connected to the up resistor and is an output end of each of the output lines.
The first common line of any one of the first common lines of each system is activated by sequentially setting any one of the plurality of second common lines to a low level. The step of setting the
A voltage is applied from the output precharge buffer to each of the output lines for a predetermined period prior to setting any one of the first common lines of each system to the low level. And controlling the precharge buffer.
本発明によれば、マトリクスを多次元化することにより、信号線の本数を減少したスイッチマトリクス回路およびその走査方法を提供することが可能となる。 According to the present invention, it is possible to provide a switch matrix circuit in which the number of signal lines is reduced and a scanning method thereof by making the matrix multidimensional.
以下、添付図面を参照して、本発明の実施の形態について説明する。図1は、本発明の実施の形態にかかるスイッチマトリクス回路の一例の全体を示すブロックダイヤグラムである。図1に示すように、本実施の形態にかかるスイッチマトリクス回路1は、スイッチマトリクスを構成するスイッチマトリクス部10と、制御回路3とを有する。
Embodiments of the present invention will be described below with reference to the accompanying drawings. FIG. 1 is a block diagram showing an entire example of a switch matrix circuit according to an embodiment of the present invention. As shown in FIG. 1, the
制御回路3とスイッチマトリクス部10とは、それぞれが、複数の第1のコモン線を有する複数系統の第1のコモン線群により接続される。図1においては、3つの系統の第1のコモン群(第1系統の3本の第1のコモン線COM1A〜COM3A、第2系統の3本のコモン線COM1B〜COM3B、第3系統の3本のコモン線COM1C〜COM3C)が設けられる。また、制御回路3とスイッチマトリクス部10とは、3本の出力線OUT1〜3により接続される。さらに、制御回路3からスイッチマトリクス部10には、後述するプリチャージ用バッファを制御するプリチャージ信号PREを供給する信号線が延びる。
The
制御回路3は、後述するように、所定のタイミングで各系統の第1のコモン線群中の何れか1つの第1のコモン線をローレベルとして、これらをアクティブとして、その後、出力線OUT1〜3からの信号を取り込む。
As will be described later, the
図2および図3は、本発明の第1の実施の形態にかかるスイッチマトリクス回路のスイッチマトリクス部の一例を示す図である。図2および図3の例では、3×3(本)のコモン線および3(本)の出力線により、3×3×3のマトリクスが構成される。 2 and 3 are diagrams illustrating an example of a switch matrix unit of the switch matrix circuit according to the first embodiment of the present invention. In the example of FIGS. 2 and 3, a 3 × 3 × 3 matrix is formed by 3 × 3 (line) common lines and 3 (line) output lines.
図2および図3に示すように、本実施の形態にかかるスイッチマトリクス回路のスイッチマトリクス部10は、第1系統の3本の第1のコモン線COM1A〜COM3A、および、第2系統の3本の第1のコモン線COM1B〜COM3Bと、3本の出力線OUT1〜OUT3を有する。従来のスイッチング回路では6本のコモン線および3本の出力線では、6×3=18個のスイッチを走査できるに過ぎないが、本実施の形態では、3×3×3=27個のスイッチを走査することができる。
As shown in FIGS. 2 and 3, the
各系統の第1のコモン線は、それぞれ、第2のコモン線に向けた方向のみに電流を流すことができるダイオードを介して接続される。より詳細には、図2に示すように、第1系統の第1のコモン線(以下、例示的に「COM1A」について説明する)は、バッファ12を経て、第2系統の第1のコモン線(COM1B〜COM3B)の本数と同じ数だけ分岐する。分岐した第1系統の第1のコモン線はダイオード(たとえば符号14参照)を経て、それぞれ、同様にダイオード(たとえば符号16参照)を経た第2系統の第1のコモン線と接続される。第2系統の何れかの第1のコモン線(たとえば、COM1B)と接続されたコモン線(第2のコモン線)は、出力線の数だけスイッチ回路18、20、22と接続される。本明細書において、各系統の第1のコモン線の何れかが接続されたコモン線(たとえば、符号28参照)を、第2のコモン線と称する。第2のコモン線(たとえば、符号28参照)の一端は、接地されたプルダウン抵抗(たとえば、符号24参照)に接続される。
The first common line of each system is connected via a diode capable of flowing a current only in the direction toward the second common line. More specifically, as shown in FIG. 2, the first common line of the first system (hereinafter, “COM1A” will be exemplarily described) passes through the
スイッチ回路は、スイッチとダイオードとからなる。スイッチ回路のダイオード側の一端は第2のコモン線に接続され、スイッチ回路の他端は出力線に接続される。第2のコモン線の各々に接続された複数のスイッチ回路の何れか1つが、1つの出力線に接続される。言い換えると、第2のコモン線に接続された複数のスイッチ回路のそれぞれが、複数の出力線のうちの異なる一つと接続されることになる。出力線(OUT1〜OUT3)の一端は、それぞれ、プルアップ抵抗(たとえば符号26参照)に接続されている。
The switch circuit includes a switch and a diode. One end of the switch circuit on the diode side is connected to the second common line, and the other end of the switch circuit is connected to the output line. Any one of a plurality of switch circuits connected to each of the second common lines is connected to one output line. In other words, each of the plurality of switch circuits connected to the second common line is connected to a different one of the plurality of output lines. One end of each of the output lines (OUT1 to OUT3) is connected to a pull-up resistor (see
図3に示すように、出力線の他端(出力端)には、それぞれ、バッファ(たとえば、符号30参照)が設けられている。また、出力線には、VCCからの電位をチャージするためのプリチャージ用バッファ(たとえば符号32参照)が接続される。プリチャージ用バッファは、制御回路3から出力されるプリチャージ信号PREにより駆動され、プリチャージ信号がハイレベルであるときに、VCCからの電位を出力線に与える。
As shown in FIG. 3, a buffer (for example, reference numeral 30) is provided at the other end (output end) of the output line. Further, a precharge buffer (for example, reference numeral 32) for charging a potential from VCC is connected to the output line. The precharge buffer is driven by a precharge signal PRE output from the
図4は、本実施の形態における第1のコモン線COM1A〜3A、COM1B〜3Bおよびプリチャージ信号PREのタイミングチャートである。図4において、破線で示すタイミングが、出力線OUT1〜OUT3の信号の取り込みタイミングに相当する。したがって破線と破線との間がほぼ1処理サイクルに相当する。 FIG. 4 is a timing chart of the first common lines COM1A to 3A, COM1B to 3B and the precharge signal PRE in the present embodiment. In FIG. 4, the timing indicated by a broken line corresponds to the signal capture timing of the output lines OUT <b> 1 to OUT <b> 3. Therefore, the interval between the broken lines corresponds to approximately one processing cycle.
本実施の形態においては、制御回路3は、複数の第2のコモン線のうちの何れか1つを、順次ローレベルにすることでアクティブにするように、各系統の第1のコモン線群の何れか1つの第1のコモン線をローレベルにする。また、制御回路3は、各系統の第1のコモン線群の何れか1つの第1のコモン線をローレベルにするのに先立って、所定の期間、プリチャージ用バッファから出力線の各々に電圧を印加するように、プリチャージ信号PREをプリチャージ用バッファに出力する。
In the present embodiment, the
図4に示すように、処理サイクルの最初、つまり、信号線OUT1〜OUT3の信号の取り込みの終了後に、プリチャージ信号PREを所定の時間だけハイレベルとする。プリチャージ信号PREがローレベルに戻された後、第1系統の第1のコモン線の何れか、および、第2系統の第1のコモン線の何れかの組を、それぞれローレベルとしてアクティブとする。これにより、アクティブとなった第1系統および第2系統の第1のコモン線に接続された第2のコモン線がアクティブとなり、当該第2のコモン線に接続されたスイッチ回路の状態が、それぞれ出力線から出力可能となる。アクティブになった第2のコモン線に接続されたスイッチ回路の状態は、出力線OUT1〜OUT3に現われる。制御回路3は、取り込みタイミングで、この状態を取り込む。
As shown in FIG. 4, the precharge signal PRE is set to the high level for a predetermined time at the beginning of the processing cycle, that is, after the completion of the signal capture of the signal lines OUT1 to OUT3. After the precharge signal PRE is returned to the low level, any one of the first common lines of the first system and any one of the first common lines of the second system are set to the low level to be active. To do. Thereby, the second common line connected to the first common line of the first system and the second system that became active becomes active, and the states of the switch circuits connected to the second common line are respectively Output is possible from the output line. The state of the switch circuit connected to the activated second common line appears on the output lines OUT1 to OUT3. The
図4の例では、最初の処理リサイクル(符号401参照)で、第1系統の第1のコモン線COM1Aおよび第2系統の第1のコモン線COM1Bに接続された第2のコモン線28に接続されたスイッチ回路群18、20、22の状態が走査可能となる。したがって、タイミング411において、これらスイッチ群18、20、22の状態が、それぞれ、出力線OUT1〜OUT3から出力される。次の処理サイクル(符号402参照)では、第1系統の第1のコモン線COM2Aおよび第2系統の第1のコモン線COM1Bが接続されたスイッチ回路群34、36、38の状態が走査可能となり、タイミング412において、これらスイッチ回路群の状態が走査可能となる。これ以降、第1系統の第1のコモン線COM3Aおよび第2系統の第1のコモン線COM1Bに接続された第2のコモン線、第1系統の第1のコモン線COM1Aおよび第2系統の第1のコモン線COM2Bに接続された第2のコモン線、・・・にそれぞれ接続されたスイッチ群の状態が、順次走査可能となる。
In the example of FIG. 4, it is connected to the second
たとえば、最初の処理サイクル401において、スイッチ回路20のスイッチがオンされると、プリチャージされていた出力線OUT2の電荷が、スイッチ回路のスイッチおよびダイオードを経て、第2のコモン線28の側に移動するため、出力線OUT2からはローレベルの信号が出力される。これに対して、スイッチ回路18、22のスイッチはオンされていないため、出力線OUT1、3はプリチャージされた状態である。したがって、出力線OUT1、3からは、それぞれハイレベルの信号が出力される。
For example, in the
以下、プルアップ抵抗(たとえば符号26参照)、プルダウン抵抗(たとえば符号24参照)およびプリチャージ信号について説明する。プルダウン抵抗における電圧(電位差)は、プルアップ抵抗とプルダウン抵抗の抵抗値の比率が関係する。 Hereinafter, a pull-up resistor (see, for example, reference numeral 26), a pull-down resistor (see, for example, reference numeral 24) and a precharge signal will be described. The voltage (potential difference) in the pull-down resistor is related to the ratio of the resistance values of the pull-up resistor and the pull-down resistor.
1つの第2のコモン線に対して複数の出力信号があり、同じ第2のコモン線に接続されたスイッチが同時にオンされる場合を考える。たとえば、図2の例では、第1のコモン線COM1Aおよび第1のコモン線COM1Bが接続された第2のコモン線28において、当該第2のコモン線28に接続されるスイッチ回路18〜22のスイッチが、全てオンされた場合である。
Consider a case where there are a plurality of output signals for one second common line, and switches connected to the same second common line are simultaneously turned on. For example, in the example of FIG. 2, in the second
このように、第2のコモン線に接続されたスイッチの全てがオンされたときに、プルアップ抵抗が並列に接続され、その端部がプルダウン抵抗に接続されるような態様となる。全てのスイッチでなくとも、複数のスイッチが同時にオンされると、当該複数のスイッチの数だけプルアップ抵抗が並列に接続される状態となる。 As described above, when all the switches connected to the second common line are turned on, the pull-up resistors are connected in parallel and the end portions thereof are connected to the pull-down resistors. If not all of the switches are turned on at the same time, the same number of pull-up resistors as the plurality of switches are connected in parallel.
プルダウン抵抗の一端は電源に接続され、その一方、プルアップ抵抗の一端は接地されているため、プルダウン抵抗とプルアップ抵抗との接続点での電位は、プルアップ抵抗とプルダウン抵抗の抵抗値により分圧された値となる。したがって、上述したように、同じ第2のコモン線に接続された全てのスイッチ(或いは全てでなくとも複数のスイッチ)がオンされると、プルアップ抵抗の合成抵抗の抵抗値が小さくなるため、結果として、プルダウン抵抗にかかる電圧が高くなってしまう。 Since one end of the pull-down resistor is connected to the power supply, while one end of the pull-up resistor is grounded, the potential at the connection point between the pull-down resistor and the pull-up resistor depends on the resistance value of the pull-up resistor and the pull-down resistor. It becomes the divided value. Therefore, as described above, when all the switches (or a plurality of switches if not all) connected to the same second common line are turned on, the resistance value of the combined resistance of the pull-up resistors becomes small. As a result, the voltage applied to the pull-down resistor becomes high.
このような事態を防止するために、プルアップ抵抗の抵抗値はなるべく大きくし、その一方、プルダウン抵抗の抵抗値はなるべく小さくするのが望ましい。しかしながら、プルアップ抵抗の抵抗値を大きくするのにしたがって、出力線からの信号のレベルが「ローレベル」から「ハイレベル」に遷移する時間が大きくなる、つまり、スイッチマトリクス回路の走査速度を大きくすることが困難になってくるという問題点がある。 In order to prevent such a situation, it is desirable to make the resistance value of the pull-up resistor as large as possible, while making the resistance value of the pull-down resistor as small as possible. However, as the resistance value of the pull-up resistor is increased, the time for the level of the signal from the output line to transition from “low level” to “high level” increases, that is, the scanning speed of the switch matrix circuit increases. There is a problem that it becomes difficult to do.
そこで本実施の形態においては、処理サイクルの前半側において所定の時間だけ、出力線を「ハイレベル」にプリチャージするバッファを用意し、出力線をプリチャージしておくことで、プルアップ抵抗に依存した「ローレベル」から「ハイレベル」への遷移時間よりも、遷移時間を高速化することができる。したがって、プリチャージバッファを用意して、出力線をプリチャージすることにより、第2のコモン線あたり、接続されるスイッチおよび出力線の本数を増大させることが可能となる。 Therefore, in the present embodiment, a buffer for precharging the output line to “high level” for a predetermined time is prepared on the first half of the processing cycle, and the output line is precharged so that the pull-up resistor can be used. The transition time can be made faster than the transition time from “low level” to “high level”. Therefore, by preparing a precharge buffer and precharging the output line, it is possible to increase the number of connected switches and output lines per second common line.
なお、本実施の形態において、プルアップ抵抗の抵抗値とプルダウン抵抗の抵抗値の比率は、約100:1である。たとえば、プルアップ抵抗の抵抗値を100kΩ、プルダウン抵抗の抵抗値を1kΩとすることができる。 In the present embodiment, the ratio between the resistance value of the pull-up resistor and the resistance value of the pull-down resistor is about 100: 1. For example, the resistance value of the pull-up resistor can be 100 kΩ, and the resistance value of the pull-down resistor can be 1 kΩ.
また、本実施の形態においては、1処理サイクルが略100μSであり、プリチャージPRE信号PREは、略25パーセントの期間(略25μS)だけ「ハイレベル」となり、その期間、プリチャージ用バッファから出力線にプリチャージされるようになっている。 In this embodiment, one processing cycle is approximately 100 μS, and the precharge PRE signal PRE is “high” only for a period of approximately 25 percent (approximately 25 μS), and is output from the precharge buffer during that period. The line is precharged.
第1の実施の形態において、第1系統の第1のコモン線の本数、第2系統の第2のコモン線の本数および出力線の本数を、それぞれ、M、N、Iとした場合に、走査可能なスイッチ数は、「M×N×I」となる。また、走査に必要な信号線の数は、「M+N+I」となる。 In the first embodiment, when the number of first common lines in the first system, the number of second common lines in the second system, and the number of output lines are M, N, and I, respectively, The number of switches that can be scanned is “M × N × I”. Further, the number of signal lines necessary for scanning is “M + N + I”.
図5は、M=N=Iとした場合に、第1系統の第1のコモン線、第2系統の第1のコモン線および出力線の合計(信号数の合計)、それぞれの信号線の数、走査可能なスイッチ数、および、従来のスイッチマトリクス回路において同じ信号数の合計で走査可能なスイッチ数を示す表である。たとえば、「M=N=I=3(信号線の合計:9)」のときに、本実施の形態によれば、「3×3×3=27」個のスイッチを走査可能である。これに対して、従来のスイッチマトリクス回路では、信号線の合計が同じく9である場合には、「5×4=20」個のスイッチが走査可能である。信号線の合計が大きくなるにしたがって、本実施の形態において走査可能なスイッチ数と、従来のスイッチマトリクス回路にて走査可能なスイッチ数との差はより大きくなることが理解できる。 FIG. 5 shows that when M = N = I, the sum of the first common lines of the first system, the first common lines of the second system and the output lines (the total number of signals), 5 is a table showing the number of switches that can be scanned with the total number of signals, the number of switches that can be scanned, and the same number of signals in a conventional switch matrix circuit. For example, when “M = N = I = 3 (total of signal lines: 9)”, according to the present embodiment, “3 × 3 × 3 = 27” switches can be scanned. On the other hand, in the conventional switch matrix circuit, when the total number of signal lines is 9, “5 × 4 = 20” switches can be scanned. It can be understood that the difference between the number of switches that can be scanned in this embodiment and the number of switches that can be scanned by the conventional switch matrix circuit increases as the total number of signal lines increases.
本実施の形態によれば、スイッチマトリクス回路において、コモン線を複数系統設けることで、マトリクスを多次元化することで、従来のスイッチマトリクス回路より少ない本数の信号線で、より多くのスイッチを走査することが可能となる。 According to the present embodiment, a plurality of common lines are provided in the switch matrix circuit, so that the matrix is multi-dimensional, so that more switches can be scanned with fewer signal lines than in the conventional switch matrix circuit. It becomes possible to do.
また、本実施の形態によれば、処理サイクルの前半側において所定の時間だけ、出力線を「ハイレベル」にプリチャージするバッファを用意し、出力線をプリチャージしておくことで、プルアップ抵抗に依存した「ローレベル」から「ハイレベル」への遷移時間よりも、出力線の「ローレベル」から「ハイレベル」への遷移時間を高速化することができる。 In addition, according to the present embodiment, a buffer for precharging the output line to “high level” for a predetermined time is prepared on the first half of the processing cycle, and the output line is precharged, thereby pulling up the output line. The transition time from “low level” to “high level” of the output line can be made faster than the transition time from “low level” to “high level” depending on the resistance.
次に、本発明の第2の実施の形態について説明する。第1の実施の形態においては、第1系統および第2系統の2つの系統の第1のコモン線群を用いることにより、マトリクスを3次元化した。第2の実施の形態においては、3つの系統の第1のコモン線群を用いて、マトリクスを4次元化している。図6〜図9は、本発明の第2の実施の形態にかかるスイッチマトリクス回路のスイッチマトリクス部の一例を示す図である。第2の実施の形態にかかるスイッチマトリクス回路のスイッチマトリクス部においては、第1系統の第1のコモン線COM1A〜COM3A、第2系統の第1のコモン線COM1B〜COM2B、第3系統の第1のコモン線COM1C〜COM3C、および、出力線OUT1〜OUT3を有する。 Next, a second embodiment of the present invention will be described. In the first embodiment, the matrix is three-dimensionalized by using the first common line group of the two systems of the first system and the second system. In the second embodiment, the matrix is made four-dimensional using the first common line group of three systems. 6 to 9 are diagrams illustrating an example of the switch matrix unit of the switch matrix circuit according to the second embodiment of the present invention. In the switch matrix part of the switch matrix circuit according to the second embodiment, the first common lines COM1A to COM3A of the first system, the first common lines COM1B to COM2B of the second system, the first of the third system. Common lines COM1C to COM3C and output lines OUT1 to OUT3.
図6〜図8に示すように、第1系統の第1のコモン線の何れか、第2系統の第1のコモン線の何れか、および、第3系統の第1のコモン線の何れかが、それぞれ、ダイオードを介して接続され、第2のコモン線が構成される。第2のコモン線のそれぞれは、3つの出力線のいずれかと接続されるスイッチ回路と接続される。たとえば、図6において、第1のコモン線COM1A、COM1BおよびCOM1Cが接続された第2のコモン線、第1のコモン線COM1A、COM1BおよびCOM2Cが接続された第2のコモン線、並びに、第1のコモン線COM1A、COM1BおよびCOM3Cが接続された第2のコモン線は、図9(a)に示すように、それぞれ、3つのスイッチ回路に接続される。第2の実施の形態においては、図9(a)に示すような9つのスイッチ回路を有するスイッチ回路群が9つ存在する。したがって、第2の実施の形態においては、「3×3×3×3=81」個のスイッチを走査することができる。図9(a)に示すように、スイッチ回路に接続される信号線の端部は、プルダウン抵抗(たとえば符号901参照)を介して接地される。 As shown in FIGS. 6 to 8, any of the first common lines of the first system, any of the first common lines of the second system, and any of the first common lines of the third system Are connected via a diode to form a second common line. Each of the second common lines is connected to a switch circuit connected to one of the three output lines. For example, in FIG. 6, the second common line to which the first common lines COM1A, COM1B, and COM1C are connected, the second common line to which the first common lines COM1A, COM1B, and COM2C are connected, and the first The second common lines to which the common lines COM1A, COM1B, and COM3C are connected are respectively connected to three switch circuits as shown in FIG. In the second embodiment, there are nine switch circuit groups having nine switch circuits as shown in FIG. Therefore, in the second embodiment, “3 × 3 × 3 × 3 = 81” switches can be scanned. As shown in FIG. 9A, the end of the signal line connected to the switch circuit is grounded via a pull-down resistor (for example, reference numeral 901).
また、図9(b)に示すように、第2の実施の形態においても、プリチャージ信号PREにより駆動され、プリチャージ信号がハイレベルにあるときに、VCCからの電位を出力線に与えるバッファ(たとえば符号911参照)が設けられている。また、出力線OUT1〜OUT3の一端は、プルアップ抵抗(たとえば符号912参照)に接続される。 Further, as shown in FIG. 9B, also in the second embodiment, the buffer is driven by the precharge signal PRE and applies the potential from VCC to the output line when the precharge signal is at the high level. (See, for example, reference numeral 911). One end of each of the output lines OUT1 to OUT3 is connected to a pull-up resistor (see, for example, reference numeral 912).
第2の実施の形態にかかるスイッチマトリクス回路においても、処理サイクルの前半の一定時間だけ、プリチャージ信号PREをハイレベルとする。プリチャージ信号PREがローレベルに戻された後、第1系統の第1のコモン線の何れか、第2系統の第1のコモン線の何れか、および、第3系統の第1のコモン線の何れかの組をローレベルとしてアクティブとする。これにより、アクティブとなった第1系統の第1のコモン線、第2系統の第1のコモン線、および、第3系統の第1のコモン線に接続された第2のコモン線に接続されたスイッチ回路の状態が、それぞれ出力線から出力可能となる。 Also in the switch matrix circuit according to the second embodiment, the precharge signal PRE is set to the high level only for a certain time in the first half of the processing cycle. After the precharge signal PRE is returned to the low level, one of the first common lines of the first system, one of the first common lines of the second system, and the first common line of the third system Any one of the above is made active at a low level. As a result, the first common line of the first system, the first common line of the second system, and the second common line connected to the first common line of the third system are activated. The state of each switch circuit can be output from the output line.
3系統の第1のコモン線群を備えた場合に、第1系統の第1のコモン線の本数をM、第2系統の第1のコモン線の本数をN、第3系統の第1のコモン線の本数をP、出力線の本数をIとすると、操作可能なスイッチ数は「M×N×P×I」、走査に必要な信号線の数は「M+N+P+I」となる。 When the first common line group of the three systems is provided, the number of the first common lines of the first system is M, the number of the first common lines of the second system is N, the first of the third system When the number of common lines is P and the number of output lines is I, the number of operable switches is “M × N × P × I”, and the number of signal lines necessary for scanning is “M + N + P + I”.
或いは、第1系統〜第3系統の第1のコモン線の本数が同じであると考え、各系統の第1のコモン線の本数がM本であるとする。ここに、系統の数がn(つまり、第1系統〜第n系統まで存在する)と考え、また、出力線の本数をIとすると、操作可能なスイッチの数は、「Mn×I」となる。走査に必要な信号線の本数は「M×n+I」となる。 Alternatively, it is assumed that the number of first common lines in the first system to the third system is the same, and the number of first common lines in each system is M. Here, assuming that the number of systems is n (that is, from the first system to the n-th system) and that the number of output lines is I, the number of operable switches is “M n × I”. It becomes. The number of signal lines necessary for scanning is “M × n + I”.
図10は、コモン系統数nを1〜4と考えた場合の、信号数の合計と、走査可能なスイッチの数を示した表である。ここでは、各系統の第1のコモン線の本数Mと、出力線の本数Iとが等しいと考えている。コモン系統数=1は、従来の2次元のスイッチマトリクス回路に相当する。図10から理解できるように、信号数合計が同じであっても、コモン系統数が大きい(つまり、スイッチマトリクス部の次元が大きい)方が、より多くのスイッチを走査可能であることがわかる。 FIG. 10 is a table showing the total number of signals and the number of scannable switches when the number n of common systems is considered to be 1 to 4. Here, it is considered that the number M of the first common lines in each system is equal to the number I of the output lines. The number of common systems = 1 corresponds to a conventional two-dimensional switch matrix circuit. As can be understood from FIG. 10, even when the total number of signals is the same, it is understood that more switches can be scanned when the number of common systems is larger (that is, the dimension of the switch matrix portion is larger).
本発明は、以上の実施の形態に限定されることなく、特許請求の範囲に記載された発明の範囲内で、種々の変更が可能であり、それらも本発明の範囲内に包含されるものであることは言うまでもない。 The present invention is not limited to the above embodiments, and various modifications can be made within the scope of the invention described in the claims, and these are also included in the scope of the present invention. Needless to say.
前記実施の形態において、各系統の第1のコモン線群の各々におけるコモン線の本数、および、出力線の本数は上記実施の形態に限定されない。複数系統の第1のコモン線群において、第1系統、第2系統、・・・、第n系統の第1のコモン線が、それぞれ、M1、M2、・・・、Mn本あり、出力線が、I本あると考えると、M1×M2×・・・×Mn×I個のスイッチ回路を走査可能となる。 In the above embodiment, the number of common lines and the number of output lines in each of the first common line groups of each system are not limited to the above embodiment. In the first common line group of the plurality of systems, there are M 1 , M 2 ,..., M n first system, second system,. Considering that there are I output lines, it is possible to scan M 1 × M 2 ×... × M n × I switch circuits.
12 バッファ
14、16 ダイオード
18、20、22、34、36、38 スイッチ回路
24 プルダウン抵抗
26 プルアップ抵抗
28 第2のコモン線
30 バッファ
32 プリチャージ用バッファ
12
Claims (8)
それぞれが、各系統の第1のコモン線群のうちの何れか1つの第1のコモン線と接続された、複数の第2のコモン線と、
それぞれが、前記第2のコモン線の何れかと接続される複数のスイッチ回路と、
各第2のコモン線に接続された複数のスイッチ回路の何れか1つとそれぞれ接続された出力線と、を備えたことを特徴とするスイッチマトリクス回路。 A plurality of first common line groups each having a plurality of first common lines;
A plurality of second common lines each connected to any one of the first common line groups of each system;
A plurality of switch circuits each connected to any one of the second common lines;
A switch matrix circuit comprising: an output line connected to any one of a plurality of switch circuits connected to each second common line.
前記出力線の各々の一端が、一定電圧源に接続されたプルアップ抵抗に接続され、かつ、前記出力線の各々の出力端である他端に、当該出力線の各々に電圧を印加するためのプリチャージ用バッファが設けられたことを特徴とする請求項1ないし4の何れか一項に記載のスイッチマトリクス回路。 One end of each of the second common lines is connected to a grounded pull-down resistor,
One end of each of the output lines is connected to a pull-up resistor connected to a constant voltage source, and a voltage is applied to each of the output lines to the other end that is an output end of each of the output lines. 5. The switch matrix circuit according to claim 1, further comprising a precharge buffer.
それぞれが、各系統の第1のコモン線群のうちの何れか1つの第1のコモン線と接続された、複数の第2のコモン線と、
それぞれが、前記第2のコモン線の何れかと接続される複数のスイッチ回路と、
各第2のコモン線に接続された複数のスイッチ回路の何れか1つとそれぞれ接続された出力線と、を有することを特徴とするスイッチマトリクス回路において、
複数の第2のコモン線のうちの何れか1つを順次アクティブにするように、前記各系統の第1のコモン線群の何れか1つの第1のコモン線をアクティブにする信号を与えるステップを備えたことを特徴とするスイッチマトリクス回路の走査方法。 A plurality of first common line groups each having a plurality of first common lines;
A plurality of second common lines each connected to any one of the first common line groups of each system;
A plurality of switch circuits each connected to any one of the second common lines;
In a switch matrix circuit comprising: an output line connected to any one of a plurality of switch circuits connected to each second common line;
Providing a signal for activating any one first common line of the first common line group of each of the systems so that any one of the plurality of second common lines is sequentially activated; A method for scanning a switch matrix circuit, comprising:
前記複数の第2のコモン線のうちの何れか1つを、順次ローレベルにすることでアクティブにするように、前記各系統の第1のコモン線群の何れか1つの第1のコモン線をローレベルにするステップと、
前記各系統の第1のコモン線群の何れか1つの第1のコモン線をローレベルにするのに先立って、所定の期間、前記プリチャージ用バッファから出力線の各々に電圧を印加するように当該プリチャージ用バッファを制御するステップと、を備えたことを特徴とする請求項7に記載のスイッチマトリクス回路の走査方法。 In the switch matrix circuit, one end of each of the second common lines is connected to a grounded pull-down resistor, and one end of each of the output lines is connected to a pull-up resistor connected to a constant voltage source, And, at the other end which is the output end of each of the output lines, a precharge buffer for applying a voltage to each of the output lines is provided,
The first common line of any one of the first common lines of each system is activated by sequentially setting any one of the plurality of second common lines to a low level. The step of setting the
A voltage is applied from the precharge buffer to each of the output lines for a predetermined period prior to setting any one of the first common lines of each system to the low level. And a step of controlling the precharge buffer. 9. The switch matrix circuit scanning method according to claim 7, further comprising:
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