JP2010021994A - ターミネーション抵抗回路 - Google Patents

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駿 宇 李
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Abstract

【課題】回路の面積を増大させることなく、高い分解能及び広い抵抗値の範囲を有するターミネーション抵抗回路を提供すること。
【解決手段】本発明に係るターミネーション抵抗回路は、キャリブレーションコードが所定値を有すると、論理値が、前記キャリブレーションコードが前記所定値と異なる値を有する場合の論理値から変化する制御信号を生成する制御信号生成部と、前記キャリブレーションコードに応答してそれぞれオン/オフされる、相互に並列接続された複数の並列抵抗と、前記制御信号に応答してターミネーション抵抗回路全体の抵抗値を変更する抵抗値変更手段とを備える。
【選択図】図6

Description

本発明は、キャリブレーション回路、出力ドライバなどで用いられるターミネーション抵抗回路に関し、ターミネーション抵抗回路の抵抗値の範囲を拡大しながらも、分解能を高める技術に関する。
CPU、メモリ及びゲートアレイなどのように、集積回路チップとして具現される多様な半導体装置は、パソコン、サーバまたはワークステーションのような多様な電子機器内に組み込まれる。ほとんどの場合、半導体装置は、外部からの各種信号を入力パッドを介して受信する受信回路と、内部信号を出力パッドを介して外部に提供する出力回路とを備えている。
一方、電子機器の動作速度が高速化するにつれ、半導体装置間でインタフェースされる信号のスイング幅は次第に減少している。その理由は、信号の伝送にかかる遅延時間を最小化するためである。しかし、信号のスイング幅が減少するほど、外部ノイズの影響は大きくなり、インタフェース端(接合部)において、インピーダンス不整合による信号の反射も深刻になる。このようなインピーダンス不整合は、外部ノイズや、電源電圧の変動、動作温度の変化、製造工程の変化などに起因して発生する。インピーダンス不整合が発生すると、データの高速伝送が困難になり、半導体装置のデータ出力端から出力される出力データの歪みが生じ得る。したがって、受信側の半導体装置が、このような歪んだ出力信号を入力端で受信した場合、セットアップ/ホールドに失敗したり、または入力レベルの判断ミスなどの問題が頻繁に起こり得る。
特に、動作速度の高速化が要求されるメモリ装置は、上述した問題を解決するために、オンダイターミネーションと呼ばれるインピーダンス整合回路を、集積回路チップ内のパッドの近傍に採用している。通常、オンダイターミネーションスキームにおいて、伝送側では、出力回路によるソースターミネーションが行われ、受信側では、入力パッドに接続された受信回路に対して並列に接続されたターミネーション回路によって、並列ターミネーションが行われる。
ZQキャリブレーションとは、PVT(Process、Voltage、Temperature)条件によって変化するキャリブレーションコードを生成する過程を指し、ZQキャリブレーションの結果として生成されたキャリブレーションコードを用いて、ターミネーション抵抗値を調整する。
以下、キャリブレーションコードを生成するキャリブレーション回路、生成されたキャリブレーションコードを用いて入出力ノードをターミネートするターミネーション回路について説明する。
図1は、従来のキャリブレーション回路の構成図である。
同図に示すように、従来のキャリブレーション回路は、第1プルアップターミネーション抵抗回路110と、第2プルアップターミネーション抵抗回路120と、プルダウンターミネーション抵抗回路130と、基準電圧発生器102と、比較器103,104と、カウンタ105,106とを備えて構成される。
その動作をみると、比較器103は、ZQピン(ZQノードのチップの外部)に接続された基準抵抗101(一般的に、240Ω)及び第1プルアップターミネーション抵抗回路110の分圧により生成されるZQノードの電圧と、内部の基準電圧発生器102で生成される基準電圧VREF(一般的に、1/2VDDQに設定される)とを比較して、アップ/ダウン信号UP/DOWNを生成する。
カウンタ105は、アップ/ダウン信号UP/DOWNを受信してプルアップキャリブレーションコードPCODE<0:N>を生成する。生成されたプルアップキャリブレーションコードPCODE<0:N>は、第1プルアップターミネーション抵抗回路110内の相互に並列接続された並列抵抗をオン/オフして、第1プルアップターミネーション抵抗回路110全体の抵抗値を調整する。本明細書において、並列抵抗をオンするとは、並列抵抗に電流を流すことを意味し、オフするとは、並列抵抗に電流を流さないことを意味する。調整された第1プルアップターミネーション抵抗回路110の抵抗値は、再びZQノードの電圧に影響を与え、上記のような動作が繰り返される。その結果、第1プルアップターミネーション抵抗回路110全体の抵抗値が基準抵抗101の抵抗値と等しくなるまで、プルアップキャリブレーションコードPCODE<0:N>がカウントされる(プルアップキャリブレーション)。
上述したプルアップキャリブレーション動作により生成されるプルアップキャリブレーションコードPCODE<0:N>は、第2プルアップターミネーション抵抗回路120に入力されて、第2プルアップターミネーション抵抗回路120全体の抵抗値を決定する。すると、プルダウンキャリブレーション動作が始まり、プルアップキャリブレーションの場合と同様に、比較器104及びカウンタ106を用いて、Aノードの電圧が基準電圧VREFと等しくなるように、すなわち、プルダウンターミネーション抵抗回路130全体の抵抗値が第2プルアップターミネーション抵抗回路120全体の抵抗値と等しくなるようにキャリブレーションされる(プルダウンキャリブレーション)。
上述したZQキャリブレーション動作の結果として生成されたキャリブレーションコードPCODE<0:N>,NCODE<0:N>は、ターミネーション回路(図2)に入力されて、ターミネーション抵抗値を調整する。
図2は、従来のターミネーション回路の構成図である。
ターミネーション回路とは、図1のようなキャリブレーション回路で生成されたキャリブレーションコードPCODE<0:N>,NCODE<0:N>を受信して、実際の入出力パッドをターミネートする回路を指す。図2には、ターミネーション回路の一例として、メモリ装置の出力ドライバを示す。
出力ドライバは、半導体メモリ装置においてデータを出力する部分であって、図2に示すように、上段及び下段に備えられているプリドライバ210,220と、データを出力するプルアップターミネーション抵抗回路230と、プルダウンターミネーション抵抗回路240とを備えて構成される。出力ドライバのプルアップターミネーション抵抗回路230及びプルダウンターミネーション抵抗回路240は、キャリブレーション回路の第1プルアップターミネーション抵抗回路110及びプルダウンターミネーション抵抗回路130と同様に構成される。
その動作を簡単に説明すると、上段及び下段に備えられているプリドライバ210,220は、プルアップターミネーション抵抗回路230及びプルダウンターミネーション抵抗回路240をそれぞれ制御し、共にローレベルのデータを出力するときは、プルアップターミネーション抵抗回路230がターンオンして(具体的には、PMOSトランジスタをオンし、NMOSトランジスタをオフして)データピンDQをハイ状態にし、共にハイレベルのデータを出力するときは、プルダウンターミネーション抵抗回路240がターンオンして(具体的には、NMOSトランジスタをオンし、PMOSトランジスタをオフして)データピンDQをロー状態にする。すなわち、データピンDQをプルアップまたはプルダウンターミネートさせて、ハイレベルまたはローレベルのデータを出力する。
このとき、ターンオンされるプルアップターミネーション抵抗回路230及びプルダウンターミネーション抵抗回路240内の並列抵抗のうち、どの並列抵抗をターンオンするのかは、プルアップキャリブレーションコードPCODE<0:N>及びプルダウンキャリブレーションコードNCODE<0:N>によって決定される。すなわち、プルアップターミネーション抵抗回路230をターンオンするのか、あるいはプルダウンターミネーション抵抗回路240をターンオンするのかは、出力するデータの論理状態によって決定され、ターンオンされるプルアップターミネーション抵抗回路230及びプルダウンターミネーション抵抗回路240内の各抵抗のオン/オフは、キャリブレーションコードPCODE<0:N>,NCODE<0:N>によって決定される。
参考として、プルアップターミネーション抵抗回路230及びプルダウンターミネーション抵抗回路240の目標抵抗値は、必ずしもターミネーション抵抗回路(図1の110,120,130)の抵抗値(240Ω)と等しいものではなく、240Ωの1/2である120Ω、あるいは1/4である60Ωであってもよい。
例えば、240Ωの抵抗回路(プルアップターミネーション抵抗回路230またはプルダウンターミネーション抵抗回路240)2つを並列に接続すると、120Ωの抵抗値を有し、4つを並列に接続すると、60Ωの抵抗値を有することになる。
図2のプリドライバ210,220に入力されるDQp_CTRL,DQn_CTRLは、プリドライバ210,220に入力される複数の制御信号を一括化したもの(ひとまとめとして表したもの)である。
キャリブレーションコードPCODE<0:N>,NCODE<0:N>は、入力バッファ側のオンダイターミネーション抵抗回路にも入力されるが、入力バッファ側では、メモリ装置の種類や規格に応じて、入出力パッドDQをプルアップのみまたはプルダウンのみによってターミネートする場合がある。この場合、プルアップキャリブレーションコードPCODE<0:N>またはプルダウンキャリブレーションコードNCODE<0:N>のみが用いられる。入力バッファ側に備えられるオンダイターミネーション抵抗回路も、先に示したターミネーション抵抗回路110,120,130,230,240と同様に構成される。
メモリ装置によっては、出力ドライバが入力バッファのオンダイターミネーション抵抗回路としての役割を果たすこともある。これは、出力ドライバも入出力パッドDQをターミネートする役割を担うからである(ただし、規定によっては、抵抗値が異なり得る)。
図3は、ターミネーション抵抗回路110,120,130,230,240をより詳細に示す図である。
同図の上段には、プルアップキャリブレーションコードPCODE<0:6>を受信して抵抗値が決定されるプルアップターミネーション抵抗回路110,120,230を示し、同図の下段には、プルダウンキャリブレーションコードNCODE<0:6>を受信して抵抗値が決定されるプルダウンターミネーション抵抗回路130,240を示す。
出力ドライバ(図2)に用いられるターミネーション抵抗回路230,240は、キャリブレーションコードPCODE<0:6>,NCODE<0:6>を直接受信せず、プリドライバ210,220によって制御される。しかし、プリドライバ210,220が当該ターミネーション抵抗回路230,240をターンオンする場合には、自らが受信したキャリブレーションコードPCODE<0:6>,NCODE<0:6>をそのままターミネーション抵抗回路230,240に伝達するので、図3には、ターミネーション抵抗回路230,240も、キャリブレーションコードPCODE<0:6>,NCODE<0:6>が入力されるものとして示している。
ターミネーション抵抗回路110,120,130,230,240内の並列抵抗は、それぞれ2進重み(binary weight)を有する。すなわち、ターミネーション抵抗回路110,120,130,230,240内の並列抵抗の抵抗値は互いに異なる。そうでなければ、ターミネーション抵抗回路110,120,130,230,240が多様な抵抗値を有することができないからである。もちろん、ターミネーション抵抗回路内の並列抵抗は、いずれも同じ抵抗値を有するように設計され得るが、この場合、ターミネーション抵抗回路110,120,130,230,240は、抵抗値が異なる場合よりも多様でない抵抗値を有することになる。
図4は、ターミネーション抵抗回路110,120,130,230,240が、抵抗回路の動作時に常にターンオンされる抵抗を備える場合の、これらターミネーション抵抗回路110,120,130,230,240を示す図である。
同図に示すように、ターミネーション抵抗回路110,120,130,230,240は、動作時に常にターンオンされる抵抗を備えるように設計され得る。
図3を参照すると、キャリブレーションコードのうち、MSB(Most Significant Bit)コードであるPCODE<6>,NCODE<6>が入力される抵抗は、ほぼ常にターンオンされる。仮に、PCODE<6>,NCODE<6>が入力される抵抗までターンオフされると、抵抗値の変化が非常に大きくなるからである。
したがって、動作中に常にターンオンされる抵抗であれば、キャリブレーションコードPCODE<6>,NCODE<6>ではなく、他の信号(ON/OFF_U,ON/OFF_D)によって制御される抵抗を設けることが有利である。これは、メモリ装置が、ZQパッド付近にあるキャリブレーション回路から複数のDQパッド(最近のメモリには、32個のDQパッドがある)に接続されている出力ドライバへキャリブレーションコードPCODE<0:N>,NCODE<0:N>を伝送するのに、多くの伝送ラインを必要とするので、キャリブレーションコードPCODE<0:N>,NCODE<0:N>のビット数を減らせるならば、伝送ラインの本数もそれだけ減らすことができるからである。
ただし、キャリブレーションコードPCODE<0:N>,NCODE<0:N>とは無関係に、ターミネーション抵抗回路110,120,130,230,240内の抵抗全体が動作をしない(オフする)場合があるので、動作時に常にターンオンされる抵抗が、ON/OFF_U,ON/OFF_D信号の制御によりオン/オフされるように、ターミネーション抵抗回路110,120,130,230,240を構成する。
例えば、出力ドライバのプルアップターミネーション抵抗回路230は、ハイレベルのデータを出力するときは動作するが、ローレベルのデータを出力するときは動作しない。そのため、ON/OFF_U信号は、ハイレベルのデータを出力するときにのみ、自ら制御する抵抗をターンオンするようにし、ローレベルのデータを出力するときは、自ら制御する抵抗をターンオフするようにする。
同じように、出力ドライバのプルダウンターミネーション抵抗回路240は、ローレベルのデータを出力するときは動作するが、ハイレベルのデータを出力するときは動作しない。そのため、ON/OFF_D信号は、ローレベルのデータを出力するときにのみ、自ら制御する抵抗をターンオンするようにし、ハイレベルのデータを出力するときは、自ら制御する抵抗をターンオフするようにする。
図5A及び図5Bは、ターミネーション抵抗回路110,120,130,230,240がとる抵抗値の範囲を示す図である。
図5Aは、一般的な条件下においてキャリブレーションコードPCODE<0:N>,NCODE<0:N>を変化させたときの、ターミネーション抵抗回路110,120,130,230,240がとり得る抵抗値の範囲を示す。同図に示すように、目標抵抗値は、ターミネーション抵抗回路110,120,130,230,240がとり得る抵抗値の範囲内にあることがわかる。
図5Bは、最悪の条件下においてキャリブレーションコードPCODE<0:N>,NCODE<0:N>を変化させたときの、ターミネーション抵抗回路110,120,130,230,240がとり得る抵抗値の範囲を示す。ここで、最悪の条件とは、PVT条件の変化により、ターミネーション抵抗回路110,120,130,230,240内の各並列抵抗の抵抗値が大きく変化した場合を意味する。この場合、ターミネーション抵抗回路110,120,130,230,240がとり得る抵抗値の範囲は、一般的な条件下の場合とは非常に異なり、同図に示すように、目標抵抗値が、ターミネーション抵抗回路110,120,130,230,240がとり得る抵抗値の範囲内に含まれない場合が生じ得る。この場合、ターミネーション抵抗回路110,120,130,230,240は、適切な抵抗値をとり得ないので、データの円滑な送受信が行われなくなる。
このような問題は、ターミネーション抵抗回路110,120,130,230,240がとり得る抵抗値の範囲を拡大することによって解決可能である。しかし、ターミネーション抵抗回路110,120,130,230,240がとり得る抵抗値の範囲は、ターミネーション抵抗回路110,120,130,230,240の分解能とトレードオフの関係にある。
仮に、キャリブレーションコードPCODE<0:N>,NCODE<0:N>が1つずつ増加または減少するたびに、ターミネーション抵抗回路110,120,130,230,240全体の抵抗値が少しずつ変化するように設計すれば、ターミネーション抵抗回路110,120,130,230,240の分解能は上昇するが、ターミネーション抵抗回路110,120,130,230,240が調整可能な抵抗値の範囲は縮小してしまう。逆に、キャリブレーションコードPCODE<0:N>,NCODE<0:N>が1つずつ増加または減少するたびに、ターミネーション抵抗回路110,120,130,230,240の抵抗値が大きく変化するように設計すれば、ターミネーション抵抗回路110,120,130,230,240が調整可能な抵抗値の範囲は拡大するが、抵抗回路の抵抗値を細かく調整することはできなくなる。
一定の分解能を維持しながらも、ターミネーション抵抗回路110,120,130,230,240がとり得る抵抗値の範囲を拡大する方法としては、キャリブレーションコードPCODE<0:N>,NCODE<0:N>のビット数を増やし、ターミネーション抵抗回路110,120,130,230,240内の並列抵抗の数を増やす方法が考えられる。しかし、この方法は、キャリブレーション回路(図1)の面積を増大させ、キャリブレーションコードPCODE<0:N>,NCODE<0:N>を伝送する伝送ラインの本数を増やし、出力ドライバ(図2に示すメモリ装置には、32の出力ドライバがある)などの面積を増大させるので、半導体装置の実装面積という点で大きな損失を被るという問題があった。
本発明は、上記の従来技術の問題を解決するためになされたものであって、その目的は、回路の面積を増大させることなく、高い分解能及び広い抵抗値の範囲を有するターミネーション抵抗回路を提供することにある。
上記の目的を達成するため、本発明に係るターミネーション抵抗回路(1)は、キャリブレーションコードが所定値を有すると、論理値が、前記キャリブレーションコードが前記所定値と異なる値を有する場合の論理値から変化する制御信号を生成する制御信号生成部と、前記キャリブレーションコードに応答してそれぞれオン/オフされる、相互に並列接続された複数の並列抵抗と、前記制御信号に応答してターミネーション抵抗回路全体の抵抗値を変更する抵抗値変更手段とを備えることができる。
また、本発明に係るターミネーション抵抗回路(2)は、それぞれのキャリブレーションコードに応答してそれぞれがオン/オフされる、相互に並列接続された複数の並列抵抗を備え、前記キャリブレーションコードが所定のコード値を有すると、前記複数の並列抵抗のうち少なくとも1つの並列抵抗の抵抗値が、前記キャリブレーションコードが前記所定値と異なる値を有する場合の抵抗値から変化することができる。
また、本発明に係るターミネーション抵抗回路(3)は、それぞれのキャリブレーションコードに応答してそれぞれがオン/オフされる、相互に並列接続された複数の並列抵抗と、前記キャリブレーションコードが所定のコード値を有すると、オン/オフ状態が、前記キャリブレーションコードが前記所定値と異なる値を有する場合のオン/オフ状態から変化する基準抵抗とを備えることができる。
また、本発明に係るターミネーション抵抗回路(4)は、それぞれのキャリブレーションコードに応答してそれぞれがオン/オフされる、相互に並列接続された複数の並列抵抗と、ターミネーション抵抗回路の抵抗値の範囲を維持する基準抵抗とを備え、前記基準抵抗の抵抗値が、前記キャリブレーションコードが所定のコード値を有すると、前記キャリブレーションコードが前記所定値と異なる値を有する場合の抵抗値から変化することができる。
本発明に係るターミネーション抵抗回路は、キャリブレーションコードが所定値を有すると、抵抗回路がとり得る抵抗値の範囲を変更する。これにより、分解能を維持しながらも、抵抗回路がとり得る抵抗値の範囲を拡大することができるという長所がある。
従来のキャリブレーション回路の構成図である。 従来のターミネーション回路の構成図である。 ターミネーション抵抗回路110,120,130,230,240をより詳細に示す図である。 ターミネーション抵抗回路110,120,130,230,240が、抵抗回路の動作時に常にターンオンされる抵抗を備える場合の、これらターミネーション抵抗回路110,120,130,230,240を示す図である。 ターミネーション抵抗回路110,120,130,230,240がとる抵抗値の範囲を示す図である。 ターミネーション抵抗回路110,120,130,230,240がとる抵抗値の範囲を示す図である。 本発明に係るターミネーション抵抗回路の概念図である。 本発明の第1実施形態に係るターミネーション抵抗回路を示す図である。 本発明の第1実施形態に係るターミネーション抵抗回路を示す図である。 図7Aに示す制御信号生成部710_Aの第1の詳細な実施形態を示す図である。 図7Bに示す制御信号生成部710_Bの第1の詳細な実施形態を示す図である。 図7Aに示す制御信号生成部710_Aの第2の詳細な実施形態を示す図である。 図7Bに示す制御信号生成部710_Bの第2の詳細な実施形態を示す図である。 図7Aのターミネーション抵抗回路が、図8Aに示す制御信号生成部710_Aを用いる場合の抵抗値の変更過程を示す図である。 図7Aのターミネーション抵抗回路が、図9Aに示す制御信号生成部を用いる場合の抵抗値の変更過程を示す図である。 本発明の第2実施形態に係るターミネーション抵抗回路を示す図である。 本発明の第2実施形態に係るターミネーション抵抗回路を示す図である。 本発明の第3実施形態に係るターミネーション抵抗回路を示す図である。 本発明の第3実施形態に係るターミネーション抵抗回路を示す図である。
以下、本発明の属する技術分野における通常の知識を有する者が本発明の技術的思想を実施することができる程度に、添付図面を参照して本発明の好ましい実施形態を詳細に説明する。
なお、本発明でいう抵抗は、単に抵抗性物質で構成された受動素子だけを意味するのではなく、抵抗として動作するように設計されたトランジスタ、ダイオードなどを含む。
図6は、本発明に係るターミネーション抵抗回路の概念図である。
本発明に係るターミネーション抵抗回路は、キャリブレーションコードCODE<0:N>が所定値を有する場合に、論理値が変化する制御信号RANGE_CONTを生成する制御信号生成部610と、キャリブレーションコードCODE<0:N>に応答してそれぞれオン/オフされる複数の並列抵抗620と、制御信号RANGE_CONTに応答してターミネーション抵抗回路全体の抵抗値を変更する抵抗値変更手段630とを備える。ここで、「キャリブレーションコード」は、1つ以上のキャリブレーションコードである。
本発明のターミネーション回路において、キャリブレーションコードCODE<0:N>に応答して複数の並列抵抗620がそれぞれオン/オフされるという点は、従来のターミネーション回路と同じである。ただし、本発明は、制御信号生成部610と、抵抗値変更手段630とをさらに備える。
制御信号生成部610は、キャリブレーションコードCODE<0:N>のコード値が所定値に達すると、制御信号RANGE_CONTの論理レベルを変更し、ターミネーション抵抗回路が再びリセットされるまで、変更された論理レベルを維持する。そして、抵抗値変更手段630は、制御信号RANGE_CONTの論理レベルに応答して、ターミネーション抵抗回路全体の抵抗値を変更する。制御信号生成部610は、各々のターミネーション抵抗回路毎に備えられることができ、或いは、複数のターミネーション抵抗回路が1つの制御信号生成部610を共有するようにも設計され得る。
ターミネーション抵抗回路は、プルアップ並列抵抗620を備える抵抗回路であり、プルアップキャリブレーションコードPCODE<0:N>を用いると仮定しよう。目標抵抗値が190Ωである場合に、ターミネーション抵抗回路がとり得る抵抗値の範囲が200Ω〜400Ωであれば、プルアップキャリブレーションコードPCODE<0:N>は、いずれも「0」の値をとることになる。しかし、プルアップキャリブレーションコードPCODE<0:N>がいずれも「0」の値をとり、全ての抵抗620がターンオンされても、ターミネーション抵抗回路は、200Ωの抵抗値しかとることができない。
この場合、制御信号生成部610は、制御信号RANGE_CONTのレベルを変更する。すると、抵抗値変更手段630は、ターミネーション抵抗回路全体の抵抗値を変更する。すなわち、ターミネーション抵抗回路がとり得る抵抗値の範囲を、200Ω〜400Ωから180Ω〜380Ωに変更する。そのため、ターミネーション抵抗回路は、目標抵抗値の190Ωをとることができるようになる。
逆に、目標抵抗値が410Ωであり、ターミネーション抵抗回路が200Ω〜400Ωの抵抗値をとるように設計された場合には、キャリブレーションコードPCODE<0:N>が抵抗値を400Ωとするコードであれば、制御信号RANGE_CONTの論理レベルを変更するようにし、ターミネーション抵抗回路が220Ω〜420Ωの抵抗値を有するように抵抗値変更手段630が設計され得ることはいうまでもない。
すなわち、制御信号生成部610及び抵抗値変更手段630は、ターミネーション抵抗回路の抵抗値の範囲が最初の抵抗値の範囲より下降するように(200Ω〜400Ω→180Ω〜380Ω)も、或いは、ターミネーション抵抗回路の抵抗値の範囲が最初の抵抗値の範囲より上昇するように(200Ω〜400Ω→220Ω〜420Ω)も設計され得る。
前者の場合、キャリブレーションコードCODE<0:N>が複数の並列抵抗620全体の抵抗値を所定値以下とするコードであれば、抵抗値変更手段630がターミネーション抵抗回路全体の抵抗値を減少させるような制御信号RANGE_CONTを生成するように、制御信号生成部610が設計され得る。そして、後者の場合、キャリブレーションコードCODE<0:N>が複数の並列抵抗620全体の抵抗値を所定値以上とするコードであれば、抵抗値変更手段630がターミネーション抵抗回路全体の抵抗値を増加させるような制御信号RANGE_CONTを生成するように、制御信号生成部610が設計され得る。
参考として、ターミネーション抵抗回路の全ての並列抵抗620をオフさせた場合、ターミネーション抵抗回路は、理論的に無限大の抵抗値をとることができる。そのため、上記の例で説明した400Ω、380Ω、420Ωなどの抵抗値の上限値は、ターミネーション抵抗回路がある程度の分解能を維持しながらとり得る抵抗値の上限値を意味する(例えば、少なくとも1つの抵抗をオンさせておいた場合の抵抗値)。
抵抗値変更手段630は、複数の並列抵抗620内に位置するようにも、或いは、複数の並列抵抗620の外部に位置するようにも設計され得る。より詳細な説明は、後述する実施形態に基づいて行う。
図7A及び図7Bは、本発明の第1実施形態に係るターミネーション抵抗回路を示す図である。
図7Aには、ターミネーション抵抗回路としてプルアップターミネーション抵抗回路を示し、図7Bには、ターミネーション抵抗回路としてプルダウンターミネーション抵抗回路を示す。両者は、使用するトランジスタの種類及び入力されるキャリブレーションコードPCODE,NCODEが異なるが、基本的に同様に構成される。もちろん、特性の低下を無視して、図7Aのターミネーション抵抗回路としてプルダウンターミネーション抵抗回路を用いることもでき、図7Bのターミネーション抵抗回路としてプルアップターミネーション抵抗回路を用いることもできる。
図7A及び図7Bは、使用するトランジスタの種類が異なることにより、入力される信号のレベルが互いに異なるだけであるので、以下では、図7Aを参照して第1実施形態に係るターミネーション抵抗回路を説明する。
第1実施形態に係るターミネーション抵抗回路は、それぞれのキャリブレーションコードPCODE<0:5>に応答してそれぞれがオン/オフされる複数の並列抵抗720_A〜770_Aを備えて構成され、複数の並列抵抗720_A〜770_Aのうち、少なくとも1つ以上の並列抵抗770_Aは、キャリブレーションコードPCODE<0:5>が所定値を有する場合に、抵抗値が変更されることを特徴とする。図7Aを図6と対比すると、抵抗値変更手段630は、並列抵抗770_A内に備えられているとみなすことができる。
キャリブレーションコードPCODE<0:5>が所定のコード値を有する場合、制御信号生成部710_Aは、制御信号RANGE_CONTのレベルを変更する。したがって、調整抵抗772_Aのオン/オフ状態が変化する。
キャリブレーションコードPCODE<0:5>が所定のコード値(例えば、<0,0,0,0,0,0>)に達し、制御信号RANGE_CONTがハイレベルからローレベルに変更される場合を説明する。初期値として制御信号RANGE_CONTがハイレベルを維持するので、並列抵抗770_Aは基本抵抗771_Aによる抵抗値のみを有する。その後、キャリブレーションコードPCODE<0:5>が<0,0,0,0,0,0>になると、制御信号RANGE_CONTがローレベルに変更され、調整抵抗772_Aがターンオンされる。すると、並列に接続される抵抗の数が増えるので、並列抵抗770_Aの抵抗値は減少する。並列抵抗770_Aの抵抗値が減少したということは、キャリブレーション抵抗回路全体の抵抗値の範囲が、より低い値の範囲に移動することを意味する(例えば、200Ω〜400Ω→180Ω〜380Ω)。
逆に、キャリブレーションコードPCODE<0:5>が所定のコード値(例えば、<1,1,1,1,1,0>)に達し、制御信号RANGE_CONTがローレベルからハイレベルに変更される場合を説明する。初期値として制御信号RANGE_CONTがローレベルを維持するので、並列抵抗770_Aは基本抵抗771_A及び調整抵抗772_Aによる抵抗値を有する。その後、キャリブレーションコードPCODE<0:5>が<1,1,1,1,1,0>になると、制御信号RANGE_CONTがハイレベルに変更され、調整抵抗772_Aがターンオフされる。すると、並列抵抗770_Aの抵抗値は増加する。並列抵抗770_Aの抵抗値が増加したということは、キャリブレーション抵抗回路全体の抵抗値の範囲が、より高い値の範囲に移動することを意味する(例えば、200Ω〜400Ω→220Ω〜420Ω)。
なお、図中には、調整抵抗772_Aを基本抵抗771_Aに並列に接続してオン/オフすることにより、並列抵抗770_Aの抵抗値を調整する例を示しているが、調整抵抗772_Aを基本抵抗771_Aに直列に接続してオン/オフすることにより、並列抵抗770_Aの抵抗値を調整してもよいことはいうまでもない。
図8A及び図8Bは、図7A及び図7Bに示す制御信号生成部710_A,710_Bの第1の詳細な実施形態を示す図である。
図8A及び図8Bに示す制御信号生成部710_A,710_Bは、キャリブレーションコードが所定値(例えば、PCODE<0:5>=<0,0,0,0,0,0>、NCODE<0:5>=<1,1,1,1,1,1>)に達すると、キャリブレーション回路全体の抵抗値の範囲がより低い値の範囲に移動するように(例えば、200Ω〜400Ω→180Ω〜380Ω)、制御信号RANGE_CONT,RANGE_CONT’を生成する。
詳細には、図8Aの制御信号生成部710_Aは、キャリブレーションコードPCODE<0:5>が<0,0,0,0,0,0>になると、制御信号RANGE_CONTをハイレベルからローレベルに変更し、図8Bの制御信号生成部710_Bは、キャリブレーションコードNCODE<0:5>が<1,1,1,1,1,1>になると、制御信号RANGE_CONT’をローレベルからハイレベルに変更する。図8A及び図8Bに示す2つの回路の動作原理は同じであるため、以下では、図8Aを参照して制御信号生成部の構成及び動作について説明する。
図8Aに示すように、制御信号生成部710_Aは、キャリブレーションコードPCODE<0:5>の論理状態を結合して制御信号RANGE_CONTを生成する論理結合部810_Aと、リセットされるまで制御信号RANGE_CONTのレベルを維持するラッチ部820_Aとを備えて構成される。
論理結合部810_Aは、入力されるキャリブレーションコードPCODE<0:5>が<0,0,0,0,0,0>の場合には、ローレベルの信号(以下、ロー信号と略記する)を出力してトランジスタ821_Aをターンオンさせ、キャリブレーションコードPCODE<0:5>が<0,0,0,0,0,0>でない場合には、ハイレベルの信号(以下、ハイ信号と略記する)を出力してトランジスタ821_Aをターンオフさせる。
ラッチ部820_Aは、回路の初期化時にイネーブルされるリセット信号RESETの活性化により、トランジスタ822_Aがターンオンされ、制御信号RANGE_CONTはハイレベルになる。そして、ラッチ823_Aにより制御信号RANGE_CONTをハイレベルに維持する。その後、論理結合部810_Aからロー信号が出力されると、トランジスタ821_Aがターンオンされ、制御信号RANGE_CONTはローレベルに変更される。一度ローレベルに変更された制御信号RANGE_CONTのレベルは、回路が再び初期化されるまで、すなわち、リセット信号RESETが再びイネーブルされるまで維持される。
図9A及び図9Bは、図7A及び図7Bに示す制御信号生成部710_A,710_Bの第2の詳細な実施形態を示す図である。
図9A及び図9Bに示す制御信号生成部710_A,710_Bは、キャリブレーションコードが所定値(例えば、PCODE<0:5>=<1,1,1,1,1,0>、NCODE<0:5>=<0,0,0,0,0,1>)に達すると、キャリブレーション回路全体の抵抗値の範囲がより高い値の範囲に移動するように(例えば、200Ω〜400Ω→220Ω〜420Ω)、制御信号RANGE_CONT,RANGE_CONT’を生成する。
詳細には、図9Aの制御信号生成部710_Aは、キャリブレーションコードPCODE<0:5>が<1,1,1,1,1,0>になると、制御信号RANGE_CONTをローレベルからハイレベルに変更し、図9Bの制御信号生成部710_Bは、キャリブレーションコードNCODE<0:5>が<0,0,0,0,0,1>になると、制御信号RANGE_CONT’をハイレベルからローレベルに変更する。図9A及び図9Bに示す2つの回路の動作原理は同じであるため、以下では、図9Aを参照して制御信号生成部の構成及び動作について説明する。
図9Aに示すように、制御信号生成部710_Aは、キャリブレーションコードPCODE<0:5>の論理状態を結合(論理演算)して制御信号RANGE_CONTを生成する論理結合部910_Aと、リセットされるまで制御信号RANGE_CONTのレベルを維持するラッチ部920_Aとを備えて構成される。
論理結合部910_Aは、入力されるキャリブレーションコードPCODE<0:5>が<1,1,1,1,1,0>の場合には、ハイ信号を出力してトランジスタ921_Aをターンオンさせ、キャリブレーションコードPCODE<0:5>が<1,1,1,1,1,0>でない場合には、ロー信号を出力してトランジスタ921_Aをターンオフさせる。
ラッチ部920_Aは、回路の初期化時にイネーブルされるリセット信号RESETの活性化により、トランジスタ922_Aがターンオンされ、制御信号RANGE_CONTはローレベルになる。そして、ラッチ923_Aにより制御信号RANGE_CONTをローレベルに維持する。その後、論理結合部910_Aからハイ信号が出力されると、トランジスタ921_Aがターンオンされ、制御信号RANGE_CONTはハイレベルに変更される。一度ハイレベルに変更された制御信号RANGE_CONTのレベルは、回路が再び初期化されるまで、すなわち、リセット信号RESETが再びイネーブルされるまで維持される。
図10は、図7Aのターミネーション抵抗回路が、図8Aに示す制御信号生成部710_Aを用いる場合の抵抗値の変更過程を示す図である。
目標抵抗値が190Ωの場合、キャリブレーションコードPCODE<0:5>が<0,0,0,0,0,0>になり、全ての並列抵抗720_A〜770_Aがターンオンされても、ターミネーション抵抗回路は200Ωの抵抗値しかとることができない。この状況下で制御信号RANGE_CONTのレベルが変更されると、ターミネーション抵抗回路がとり得る抵抗値の範囲が下降するので、ターミネーション抵抗回路は190Ωの抵抗値を有することになる。図10の矢印は、ターミネーション抵抗回路の抵抗値が変更される過程を示す。
図11は、図7Aのターミネーション抵抗回路が、図9Aに示す制御信号生成部710_Aを用いる場合の抵抗値の変更過程を示す図である。
ターミネーション抵抗回路の抵抗値の有効範囲(ある程度の分解能を維持しながら抵抗値のとり得る範囲)は400Ωまでである。したがって、目標抵抗値が410Ωの場合、ターミネーション抵抗回路は、適切な目標抵抗値になることができない。キャリブレーションコードPCODE<0:5>がターミネーション抵抗回路の抵抗値を大きくする方向に変更された後、<1,1,1,1,1,0>のコード値になると、制御信号RANGE_CONTのレベルが変更される。したがって、ターミネーション抵抗回路の抵抗値の範囲が上昇するので、ターミネーション抵抗回路は410Ωの抵抗値を有することになる。図11の矢印は、ターミネーション抵抗回路の抵抗値が変更される過程を示す。
図12A及び図12Bは、本発明の第2実施形態に係るターミネーション抵抗回路を示す図である。
図12Aには、ターミネーション抵抗回路としてプルアップターミネーション抵抗回路を示し、図12Bには、ターミネーション抵抗回路としてプルダウンターミネーション抵抗回路を示す。両者は、使用するトランジスタの種類及び入力されるキャリブレーションコード(PCODE<0:5>、NCODE<0:5>)が異なるが、基本的に同様に構成される。もちろん、特性の低下を無視して、図12Aのターミネーション抵抗回路としてプルダウンターミネーション抵抗回路を用いることもでき、図12Bのターミネーション抵抗回路としてプルアップターミネーション抵抗回路を用いることもできる。
図12A及び図12Bは、使用するトランジスタの種類が異なることにより、入力される信号のレベルが互いに異なるだけであるので、以下では、図12Aを参照して第2実施形態に係るターミネーション抵抗回路を説明する。
第2実施形態に係るターミネーション抵抗回路は、それぞれのキャリブレーションコードPCODE<0:5>に応答してそれぞれがオン/オフされる複数の並列抵抗1220_A〜1270_Aと、キャリブレーションコードPCODE<0:5>が所定のコード値を有する場合に、オン/オフ状態が変化する基準抵抗1280_Aとを備えて構成される。
制御信号生成部1210_Aは、キャリブレーションコードPCODE<0:5>のコード値が所定値に達すると、制御信号RANGE_CONTの論理レベルを変更し、ターミネーション抵抗回路が再びリセットされるまで、変更された論理レベルを維持する。このような制御信号生成部1210_Aは、図7Aまたは図8Aに示す制御信号生成部と同様に構成され得る。
基準抵抗1280_Aは、制御信号RANGE_CONTに応答してオン/オフされる。したがって、基準抵抗1280_Aのオン/オフにより、ターミネーション抵抗回路がとり得る抵抗値の範囲が変化する。図12Aを図6と対比すると、基準抵抗1280_Aは、抵抗値変更手段630に対応するとみなすことができる。
図12A及び図12Bを参照すると、基準抵抗1280_Aは、制御信号RANGE_CONTとON/OFF_U信号との論理状態を、ORゲートにより結合して受信することがわかる。背景技術で説明したように、ターミネーション抵抗回路は、キャリブレーションコードPCODE<0:5>の値とは無関係に、抵抗全体がオフになるべき場合がある。例えば、ターミネーション抵抗回路を出力ドライバに適用した場合、データを出力しないときには全ての抵抗がオフにならなければならない。ON/OFF_U信号はこのような場合に用いられる。ON/OFF_U信号については背景技術で説明したため、ここではその説明を省略する。基準抵抗は、ON/OFF_U信号によって制御されるので、ターミネーション抵抗回路がターミネーション動作を行わないときにはオフになる(もちろん、この場合には他の抵抗もオフになる)。
ターミネーション抵抗回路がターミネーション動作を行うときには、ON/OFF_U信号はローレベルを有するので、制御信号RANGE_CONTによってのみ、基準抵抗1280_Aのオン/オフが決定されるようになる。
第2実施形態は、基準抵抗1280_Aをオン/オフさせる方法により、ターミネーション回路がとり得る抵抗値の範囲を変更する点を除けば、第1実施形態のターミネーション回路と同じ特徴及び効果を有することから、これ以上の詳細な説明は省略する。
図13A及び図13Bは、本発明の第3実施形態に係るターミネーション抵抗回路を示す図である。
図13Aには、ターミネーション抵抗回路としてプルアップターミネーション抵抗回路を示し、図13Bには、ターミネーション抵抗回路としてプルダウンターミネーション抵抗回路を示す。両者は、使用するトランジスタの種類及び入力されるキャリブレーションコード(PCODE<0:5>、NCODE<0:5>)が異なるが、基本的に同様に構成される。もちろん、特性の低下を無視して、図13Aのターミネーション抵抗回路としてプルダウンターミネーション抵抗回路を用いることもでき、図13Bのターミネーション抵抗回路としてプルアップターミネーション抵抗回路を用いることもできる。
図13A及び図13Bは、使用するトランジスタの種類が異なることにより、入力される信号のレベルが互いに異なるだけであるので、以下では、図13Aを参照して第3実施形態に係るターミネーション抵抗回路を説明する。
第3実施形態に係るターミネーション抵抗回路は、それぞれのキャリブレーションコードPCODE<0:5>に応答してそれぞれがオン/オフされる複数の並列抵抗1320_A〜1370_Aと、ターミネーション抵抗回路の抵抗値の範囲を維持する基準抵抗1380_Aとを備えて構成され、基準抵抗1380_Aの抵抗値が、キャリブレーションコードPCODE<0:5>が所定のコード値を有する場合に変化することを特徴とする。
制御信号生成部1310_Aは、キャリブレーションコードPCODE<0:5>のコード値が所定値に達すると、制御信号RANGE_CONTの論理レベルを変更し、ターミネーション抵抗回路が再びリセットされるまで、変更された論理レベルを維持する。このような制御信号生成部1310_Aは、図7Aまたは図8Aに示す制御信号生成部と同様に構成され得る。
基準抵抗1380_AはON/OFF_U信号に応答してオン/オフされる。上述のように、ターミネーション抵抗回路がターミネーション動作を行うときには、ON/OFF_U信号は常にローレベルを維持するので、基準抵抗1380_Aは、常にオンとなる抵抗であると考えられる。ただし、制御信号RANGE_CONTにより基準抵抗1380_A内の変更抵抗1382_Aがオン/オフされるので、制御信号RANGE_CONTの論理値に応じて基準抵抗1380_Aの抵抗値が変化する。
制御信号RANGE_CONTに応答して基準抵抗1380_Aの抵抗値が変化すると、ターミネーション抵抗回路がとり得る抵抗値の範囲が変更される。図13Aを図6と対比すると、抵抗値変更手段630は、基準抵抗1380_A内に備えられているとみなすことができる。すなわち、変更抵抗1382_Aは、抵抗値変更手段630に対応する。
第3実施形態は、基準抵抗1380_Aの抵抗値を変化させる方法により、ターミネーション回路がとり得る抵抗値の範囲を変更する点を除けば、第1実施形態及び第2実施形態のターミネーション抵抗回路と同じ特徴及び効果を有することから、これ以上の詳細な説明は省略する。
以上、本発明の技術的思想を上記の好ましい実施形態により具体的に記述したが、上記の実施形態は、実施形態の一例を説明するためのものであって、本発明の技術的範囲を制限するためのものではないことに留意しなければならない。また、本発明の技術分野における通常の専門家であれば、本発明の技術的思想の範囲内で多様な実施形態が可能であることを理解することができるであろう。
610 制御信号生成部
620 複数の並列抵抗
630 抵抗値変更手段

Claims (23)

  1. キャリブレーションコードが所定値を有すると、論理値が、前記キャリブレーションコードが前記所定値と異なる値を有する場合の論理値から変化する制御信号を生成する制御信号生成部と、
    前記キャリブレーションコードに応答してそれぞれオン/オフされる、相互に並列接続された複数の並列抵抗と、
    前記制御信号に応答してターミネーション抵抗回路全体の抵抗値を変更する抵抗値変更手段と
    を備えることを特徴とするターミネーション抵抗回路。
  2. 前記制御信号生成部が、
    ターミネーション抵抗回路の動作後、前記制御信号の論理値が変化すると、リセットされるまで前記制御信号の論理値のレベルを維持することを特徴とする請求項1に記載のターミネーション抵抗回路。
  3. 前記制御信号生成部が、
    前記キャリブレーションコードが前記複数の並列抵抗全体の抵抗値を所定値以下とするコード値であれば、前記抵抗値変更手段がターミネーション抵抗回路全体の抵抗値を減少させる前記制御信号を生成することを特徴とする請求項1に記載のターミネーション抵抗回路。
  4. 前記制御信号生成部が、
    前記キャリブレーションコードが前記複数の並列抵抗全体の抵抗値を所定値以上とするコード値であれば、前記抵抗値変更手段がターミネーション抵抗回路全体の抵抗値を増加させる前記制御信号を生成することを特徴とする請求項1に記載のターミネーション抵抗回路。
  5. それぞれのキャリブレーションコードに応答してそれぞれがオン/オフされる、相互に並列接続された複数の並列抵抗を備え、
    前記キャリブレーションコードが所定のコード値を有すると、前記複数の並列抵抗のうち少なくとも1つの並列抵抗の抵抗値が、前記キャリブレーションコードが前記所定値と異なる値を有する場合の抵抗値から変化することを特徴とするターミネーション抵抗回路。
  6. 抵抗値が変化する前記並列抵抗が、
    前記複数の並列抵抗のうち、抵抗値が最も大きい並列抵抗であることを特徴とする請求項5に記載のターミネーション抵抗回路。
  7. 抵抗値が変化する前記並列抵抗の抵抗値が一度変更されると、リセットされるまで変更された抵抗値が維持されることを特徴とする請求項5に記載のターミネーション抵抗回路。
  8. 前記キャリブレーションコードが前記並列抵抗全体の抵抗値を所定値以下とするコード値であれば、抵抗値が変化する前記並列抵抗の抵抗値が減少することを特徴とする請求項5に記載のターミネーション抵抗回路。
  9. 前記キャリブレーションコードが前記並列抵抗全体の抵抗値を所定値以上とするコード値であれば、抵抗値が変化する前記並列抵抗の抵抗値が増加することを特徴とする請求項5に記載のターミネーション抵抗回路。
  10. 前記ターミネーション抵抗回路が、
    前記キャリブレーションコードが前記所定のコード値を有すると、論理値が、前記キャリブレーションコードが前記所定値と異なる値を有する場合の論理値から変化する制御信号を生成する制御信号生成部をさらに備え、
    抵抗値が変化する前記並列抵抗が、
    基本抵抗と、
    該基本抵抗に並列または直列に接続され、前記制御信号に応答してオン/オフされる調整抵抗とを備えることを特徴とする請求項5に記載のターミネーション抵抗回路。
  11. 前記制御信号生成部が、
    前記キャリブレーションコードの論理状態を結合して前記制御信号を生成する論理結合部と、
    リセットされるまで前記制御信号のレベルを維持するラッチ部とを備えることを特徴とする請求項10に記載のターミネーション抵抗回路。
  12. それぞれのキャリブレーションコードに応答してそれぞれがオン/オフされる、相互に並列接続された複数の並列抵抗と、
    前記キャリブレーションコードが所定のコード値を有すると、オン/オフ状態が、前記キャリブレーションコードが前記所定値と異なる値を有する場合のオン/オフ状態から変化する基準抵抗と
    を備えることを特徴とするターミネーション抵抗回路。
  13. 前記基準抵抗が、
    ターミネーション抵抗回路の動作前はオフされていることを特徴とする請求項12に記載のターミネーション抵抗回路。
  14. 前記基準抵抗が、
    前記キャリブレーションコードが前記複数の並列抵抗全体の抵抗値を所定値以下とするコード値を有すると、ターンオンされることを特徴とする請求項12に記載のターミネーション抵抗回路。
  15. 前記基準抵抗が、
    前記キャリブレーションコードが前記複数の並列抵抗全体の抵抗値を所定値以上とするコード値を有すると、ターンオフされることを特徴とする請求項12に記載のターミネーション抵抗回路。
  16. 前記キャリブレーションコードが前記所定のコード値を有し、前記基準抵抗のオン/オフ状態が一度変更されると、リセットされるまでオン/オフ状態が維持されることを特徴とする請求項12に記載のターミネーション抵抗回路。
  17. 前記ターミネーション抵抗回路が、
    前記キャリブレーションコードが前記所定のコード値を有すると、論理値が、前記キャリブレーションコードが前記所定値と異なる値を有する場合の論理値から変化する制御信号を生成する制御信号生成部をさらに備え、
    前記基準抵抗が、前記制御信号に応答してオン/オフされることを特徴とする請求項12に記載のターミネーション抵抗回路。
  18. 前記制御信号生成部が、
    前記キャリブレーションコードの論理状態を結合して前記制御信号を生成する論理結合部と、
    リセットされるまで前記制御信号のレベルを維持するラッチ部とを備えることを特徴とする請求項17に記載のターミネーション抵抗回路。
  19. それぞれのキャリブレーションコードに応答してそれぞれがオン/オフされる、相互に並列接続された複数の並列抵抗と、
    ターミネーション抵抗回路の抵抗値の範囲を維持する基準抵抗とを備え、
    前記基準抵抗の抵抗値が、前記キャリブレーションコードが所定のコード値を有すると、前記キャリブレーションコードが前記所定値と異なる値を有する場合の抵抗値から変化することを特徴とするターミネーション抵抗回路。
  20. 前記基準抵抗が、
    ターミネーション抵抗回路の動作前はオフされており、動作を始めるとターンオンされることを特徴とする請求項19に記載のターミネーション抵抗回路。
  21. 前記キャリブレーションコードが前記複数の並列抵抗全体の抵抗値を所定値以下とするコード値を有すると、前記基準抵抗の抵抗値が減少することを特徴とする請求項19に記載のターミネーション抵抗回路。
  22. 前記キャリブレーションコードが前記複数の並列抵抗全体の抵抗値を所定値以上とするコード値を有すると、前記基準抵抗の抵抗値が増加することを特徴とする請求項19に記載のターミネーション抵抗回路。
  23. 前記基準抵抗の抵抗値が一度変更されると、リセットされるまで変更された前記抵抗値が維持されることを特徴とする請求項19に記載のターミネーション抵抗回路。
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