JP2013118566A - Signal transmission circuit - Google Patents
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Abstract
Description
本発明は、一対の信号線に対して供給する電流の方向を切り替えることで差動信号を送信する信号送信回路に関する。 The present invention relates to a signal transmission circuit that transmits a differential signal by switching the direction of a current supplied to a pair of signal lines.
信号伝送を高速に行うインターフェイス規格として、例えばLVDS(Low Voltage Differential Signal)などの電流駆動により差動信号を伝送する方式がある。このような伝送方式は、伝送速度が高速であると共に外乱耐性が高いというメリットがある。しかしながら、信号の伝送レートが低速になると、ドライバにおけるスイッチング(バスに流す電流方向の切り替え)の頻度が低下するので直流による消費電力が支配的となる。このため、LVTTL(Low Voltage Transistor-Transistor Logic)のように駆動電圧と同じレベルで信号振幅をフルに変化させるインターフェイス規格に比較すると消費電力が増大することがデメリットとなる。 As an interface standard for performing signal transmission at high speed, there is a method of transmitting a differential signal by current driving such as LVDS (Low Voltage Differential Signal). Such a transmission method has an advantage that the transmission speed is high and the disturbance tolerance is high. However, when the signal transmission rate becomes low, the frequency of switching in the driver (switching of the direction of the current flowing through the bus) decreases, so the power consumption by direct current becomes dominant. For this reason, there is a demerit that the power consumption increases as compared to an interface standard that changes the signal amplitude to the full level at the same level as the drive voltage, such as LVTTL (Low Voltage Transistor-Transistor Logic).
したがって、信号の伝送レートが低速であるアプリケーションについては、LVDSよりもLVTTLを採用する方が好ましいことがある。また、LVDS対応のドライバについては回路構成が若干複雑となるため、試作段階において基本的な信号伝送機能についてテストをする際には、より簡単なインターフェイス規格でテストができれば望ましい。
このような事情から、特許文献1には、複数の異なるI/O規格に対応してI/O回路を個別に設ける構成が開示されている。また、特許文献2には、LVDS対応ドライバとLVTTL対応ドライバとを並列に配置して、選択的にいずれか一方を使用する校正が開示されている。
Therefore, for applications where the signal transmission rate is low, it may be preferable to use LVTTL rather than LVDS. In addition, since the circuit configuration of the LVDS compatible driver is slightly complicated, it is desirable that the test can be performed with a simpler interface standard when the basic signal transmission function is tested in the prototype stage.
Under such circumstances, Patent Document 1 discloses a configuration in which I / O circuits are individually provided corresponding to a plurality of different I / O standards. Patent Document 2 discloses calibration in which an LVDS-compatible driver and an LVTTL-compatible driver are arranged in parallel and either one is selectively used.
しかしながら、特許文献1,2のような構成を採用すると、回路面積が増大することが避けられない。
本発明は上記事情に鑑みてなされたものであり、その目的は、回路面積を極力増大させることなく、電流駆動型の信号伝送方式と電圧駆動型の信号伝送方式とを簡単に切り換え可能な信号送信回路を提供することにある。
However, when the configurations as in Patent Documents 1 and 2 are adopted, the circuit area is inevitably increased.
The present invention has been made in view of the above circumstances, and an object of the present invention is to provide a signal that can be easily switched between a current-driven signal transmission method and a voltage-driven signal transmission method without increasing the circuit area as much as possible. It is to provide a transmission circuit.
請求項1記載の信号送信回路によれば、駆動回路を、駆動用トランジスタからなる2つのアームを並列に接続し、出力端子に接続される一対の信号線に供給する電流の方向を切り替えて差動信号を送信する構成とする。そして、電源側電圧切替え手段は、電源と駆動回路との間に接続される電源側電流制御トランジスタの導通制御端子に付与する電圧を、当該トランジスタを飽和状態にする飽和電圧と、非飽和状態にする非飽和電圧とに切替える。 According to the signal transmission circuit of the first aspect, the driving circuit is configured such that two arms made of driving transistors are connected in parallel and the direction of the current supplied to the pair of signal lines connected to the output terminal is switched. It is configured to transmit a moving signal. The power supply side voltage switching means converts the voltage applied to the conduction control terminal of the power supply side current control transistor connected between the power supply and the drive circuit to a saturation voltage that makes the transistor saturated and a non-saturation state. Switch to non-saturation voltage.
すなわち、電源側電圧切替え手段が電源側電流制御トランジスタを飽和状態にして、駆動回路を構成する駆動用トランジスタのオンオフを、差動信号を送信する場合と同様に切り替えれば、一対の信号線を介して電圧駆動型の信号を送信することができる。また、電源側電圧切替え手段が電源側電流制御トランジスタを非飽和状態にして駆動回路を制御すれば、一対の信号線を介して流れる駆動電流を制御して差動信号(電流駆動型の信号)を送信することができる。したがって、駆動回路の基本的な構成を共用した上で異なる形式の信号を送信することが可能となり、信号送信回路を小型に構成できる。そして、試作段階で信号送信回路の基本的な信号伝送機能をテストする際には、電圧駆動型の信号を送信することで簡単にテストできる。 In other words, if the power supply side voltage switching means saturates the power supply side current control transistor and switches on / off of the driving transistor constituting the driving circuit in the same manner as in the case of transmitting the differential signal, the pair of signal lines are connected. Thus, a voltage drive type signal can be transmitted. Further, if the power supply side voltage switching means controls the drive circuit by bringing the power supply side current control transistor into a non-saturated state, the drive current flowing through the pair of signal lines is controlled to provide a differential signal (current drive type signal). Can be sent. Therefore, it is possible to transmit signals of different types while sharing the basic configuration of the drive circuit, and the signal transmission circuit can be configured in a small size. Then, when testing the basic signal transmission function of the signal transmission circuit at the prototype stage, it can be easily tested by transmitting a voltage-driven signal.
請求項2記載の信号送信回路によれば、グランド側電圧切替え手段は、前記電源側電圧切替え手段と連動して、駆動回路とグランドとの間に接続されるグランド側電流制御トランジスタの導通制御端子に付与する電圧を、当該トランジスタを飽和状態にする飽和電圧と、非飽和状態にする非飽和電圧とに切替える。したがって、電圧駆動型の信号を送信する場合と電流駆動型の信号を送信する場合とについて、信号のローレベル側の電流能力も対応して調整できる。 According to the signal transmission circuit of claim 2, the ground side voltage switching means is connected to the power supply side voltage switching means, and the conduction control terminal of the ground side current control transistor connected between the drive circuit and the ground. Is switched between a saturation voltage that brings the transistor into a saturated state and a non-saturated voltage that puts the transistor into a non-saturated state. Therefore, the current capability on the low level side of the signal can be adjusted correspondingly when the voltage-driven signal is transmitted and when the current-driven signal is transmitted.
請求項3記載の信号送信回路によれば、電圧切り替え手段を、非飽和電圧を複数レベルに切り替え可能に構成する。これにより、電流駆動型の信号を送信する際に供給される電流量を複数段階に切り替えることができるので、より多様な通信規格に対応できる。 According to the signal transmission circuit of the third aspect, the voltage switching means is configured to be able to switch the non-saturation voltage to a plurality of levels. As a result, the amount of current supplied when transmitting a current-driven signal can be switched in a plurality of stages, so that a wider variety of communication standards can be supported.
請求項4記載の信号送信回路によれば、電流制御トランジスタを複数並列に接続し、電圧切り替え手段を、電流制御トランジスタの導通制御端子に、当該トランジスタを遮断状態にする電圧も付与するように切り替え可能に構成する。このように構成すれば、複数の電流制御トランジスタの何れかを遮断状態にすること、同時にオンする並列トランジスタの数を変化させ、電流能力を調整することができる。
According to the signal transmission circuit of
請求項5記載の信号送信回路によれば、飽和電圧を、駆動回路を介して出力される信号がLVTTLインターフェイスに相当する信号となるように設定し、非飽和電圧を、駆動回路を介して出力される信号がLVDSインターフェイスに相当する信号となるように設定する。したがって、電圧駆動型,電流駆動型としてそれぞれ標準的に用いられるLVTTLインターフェイス,LVDSインターフェイスに相当する信号を切り替えて出力することができる。尚、LVTTL,LVDSインターフェイスに相当する信号とは、それぞれのインターフェイスについて規定されているハイレベル,ローレベルの閾値を満たす信号である。 According to the signal transmission circuit of the fifth aspect, the saturation voltage is set so that the signal output through the drive circuit becomes a signal corresponding to the LVTTL interface, and the non-saturation voltage is output through the drive circuit. To be a signal corresponding to an LVDS interface. Therefore, it is possible to switch and output signals corresponding to the LVTTL interface and the LVDS interface that are typically used as the voltage drive type and the current drive type, respectively. The signals corresponding to the LVTTL and LVDS interfaces are signals that satisfy the high level and low level thresholds defined for the respective interfaces.
(第1実施例)
以下、第1実施例について図1を参照して説明する。図1は、信号送信回路の構成を示す。信号送信回路1は、4つのNチャネルMOSFET2〜5(駆動用トランジスタ)により構成される駆動回路6を備えている。すなわち、NチャネルMOSFET2及び4と、NチャネルMOSFET3及び5とはそれぞれ直列に接続されてアームを構成しており、これら2つのアームが並列に接続されて駆動回路6が構成されている。
(First embodiment)
The first embodiment will be described below with reference to FIG. FIG. 1 shows the configuration of the signal transmission circuit. The signal transmission circuit 1 includes a
そして、電源VDDとNチャネルMOSFET2及び3のドレインとの間には、PチャネルMOSFET7(電源側電流制御トランジスタ)が接続されている。NチャネルMOSFET4のゲートには駆動制御信号inが直接与えられ、NチャネルMOSFET2のゲートには、駆動制御信号inがNOTゲート8を介して与えられている。また、NチャネルMOSFET5のゲートには駆動制御信号in_b(駆動制御信号inの反転信号)が直接与えられ、NチャネルMOSFET3のゲートには、駆動制御信号in_bがNOTゲート9を介して与えられている。
A P-channel MOSFET 7 (power-source side current control transistor) is connected between the power supply VDD and the drains of the N-
PチャネルMOSFET7のゲート(導通制御端子)は、マルチプレクサ10(電源側電圧切替え手段)の出力端子に接続されており、マルチプレクサ10の入力端子の一方にはバイアス電位Vbias_p1が与えられ、入力端子の他方はグランドに接続されている。尚、バイアス電位Vbias_p1は、電源電圧VDDとグランドレベルとの中間にある電位であり、駆動回路6を介してドライブされる駆動電流量がLVDS規格を満たすと共に、信号のハイレベルがLVDS規格を満たす電位,例えばVOH=1.32V以上となるように設定されている。
The gate (conduction control terminal) of the P-
マルチプレクサ10の入力選択は、信号の出力形態を切り替えるため、例えば上位の制御回路等により出力される制御信号Ctrlによって行われる。そして、NチャネルMOSFET2,3のソース(駆動回路の出力端子に相当)はそれぞれ出力端子out,out_bとなっている。そして、出力端子out,out_bには、図示しない一対の信号線が接続される。
The input selection of the
上記のように構成される信号送信回路1によれば、PチャネルMOSFET7のゲートにマルチプレクサ10を介してバイアス電位Vbias_p1(非飽和電圧)を与えれば、PチャネルMOSFET7は非飽和状態となり、駆動制御信号in及びin_bにより制御され、NチャネルMOSFET2及び5,又はNチャネルMOSFET3及び4がオンすることで駆動回路6より出力される信号は、一対の信号線を介して流れる駆動電流が制御され、LVDS規格に従う電流駆動型の差動信号となる。
According to the signal transmission circuit 1 configured as described above, when the bias potential Vbias_p1 (non-saturation voltage) is applied to the gate of the P-
一方、PチャネルMOSFET7のゲートにマルチプレクサ10を介してグランド電位(飽和電圧)を与えれば、PチャネルMOSFET7は飽和状態となり、駆動回路6を介して出力される信号はLVTTL規格に従う電圧駆動型の信号となる。したがって、信号送信回路1を適用する通信の規格がLVDS,LVTTLの何れであるのかに応じて、制御信号Ctrlのレベルを変化させれば、何れの規格にも対応することが可能となる。
On the other hand, if a ground potential (saturation voltage) is applied to the gate of the P-
以上のように本実施例によれば、駆動回路6を、NチャネルMOSFET2〜5を接続し、出力端子に接続される一対の信号線に供給する電流の方向を切り替えて差動信号を送信する構成とする。そして、マルチプレクサ10により、電源と駆動回路6との間に接続されるPチャネルMOSFET7のゲートに付与する電圧を、バイアス電位Vbias_p1とグランド電位とに切替えるようにした。
As described above, according to the present embodiment, the
したがって、駆動回路6の基本的な構成を共用した上で、LVTTLインターフェイス,LVDSインターフェイスのそれぞれに相当する異なる形式の信号を送信することが可能となり、信号送信回路1を小型に構成できる。また、試作段階で信号送信回路1の基本的な信号伝送機能をテストする際には、LVTTLインターフェイス規格の信号を送信することで簡単にテストできる。
Therefore, it is possible to transmit different types of signals corresponding to the LVTTL interface and the LVDS interface while sharing the basic configuration of the
(第2実施例)
図2は第2実施例であり、第1実施例と同一部分には同一符号を付して説明を省略し、以下異なる部分について説明する。第2実施例の信号送信回路11は、第1実施例の駆動回路6を構成するNチャネルMOSFET2,3を、PチャネルMOSFET12,13(駆動用トランジスタ)に置き換えている。これにより駆動回路14が構成されている。そして、NOTゲート8,9が削除されており、NチャネルMOSFET4,5とグランドとの間には、NチャネルMOSFET15(グランド側電流制御トランジスタ)が挿入されている。
(Second embodiment)
FIG. 2 shows a second embodiment. The same parts as those of the first embodiment are denoted by the same reference numerals and the description thereof is omitted. Hereinafter, different parts will be described. In the
NチャネルMOSFET15のゲートは、PチャネルMOSFET7と同様に、マルチプレクサ16(グランド側電圧切替え手段)の出力端子に接続されており、マルチプレクサ16の入力端子の一方には電源電圧VDD(飽和電圧)が与えられ、入力端子の他方にはバイアス電位Vbias_n1(非飽和電圧)が与えられている。
Like the P-
尚、バイアス電位Vbias_n1は、バイアス電位Vbias_p1と同様に電源電圧VDDとグランドレベルとの中間の電位であり、駆動回路14を介してドライブされる駆動電流量がLVDS規格を満たすと共に、信号のローレベルが、LVDS規格を満たす電位,例えばVOL=1.07V以下となるように設定されている。そして、マルチプレクサ16の入力選択も、制御信号Ctrlによりマルチプレクサ10と連動して行われる。
The bias potential Vbias_n1 is an intermediate potential between the power supply voltage VDD and the ground level, like the bias potential Vbias_p1, and the drive current amount driven via the
以上のように第2実施例によれば、マルチプレクサ16により、マルチプレクサ10と連動して、駆動回路14とグランドとの間に接続されるNチャネルMOSFET15のゲートに付与する電圧を、NチャネルMOSFET15を飽和状態にする飽和電圧と、非飽和状態にする非飽和電圧とに切替えるようにした。したがって、LVTTL,LVDSの各規格に相当する信号を送信する場合に、信号のローレベルについても対応して調整できる。
As described above, according to the second embodiment, the voltage applied to the gate of the N-
(第3実施例)
図3は第3実施例であり、第2実施例と異なる部分について説明する。図3は、一般的なLVDSドライバの構成に本発明を適用したもので、信号送信回路21は、基本的には駆動回路14にコモンモード・フィードバック回路22を追加して構成されている。コモンモード・フィードバック回路22は、電源にソースが接続される2つのPチャネルMOSFET23及び24,これらのドレインに、ドレインがそれぞれ接続されるNチャネルMOSFET25及び26,これらのソースとグランドとの間に接続されるNチャネルMOSFET27を備えている。
(Third embodiment)
FIG. 3 shows a third embodiment, and the differences from the second embodiment will be described. FIG. 3 shows an example in which the present invention is applied to the configuration of a general LVDS driver. The
PチャネルMOSFET23のゲートは、自身のドレインに接続されていると共に、スイッチ回路28を介してPチャネルMOSFET29のゲートに接続されている。PチャネルMOSFET29は、PチャネルMOSFET7と並列に接続されており、そのゲートとドレインとの間には、抵抗素子30及びコンデンサ31の直列回路が接続されている。PチャネルMOSFET24のゲートは、自身のドレインに接続されている。
The gate of the P-
NチャネルMOSFET25のゲートには、参照電圧VCMREFが与えられており、NチャネルMOSFET26のゲートは、それぞれ抵抗素子32,33及びスイッチ回路34,35を介してPチャネルMOSFET12,13のドレインに接続されている。NチャネルMOSFET27のゲートには、バイアス電位Vbias_n1に相当するバイアス電位VBNが与えられている。また、前記ゲートは、スイッチ回路36を介してNチャネルMOSFET15のゲートに接続されている。
A reference voltage V CMREF is applied to the gate of the N-
PチャネルMOSFET29のゲートとグランドとの間には、NチャネルMOSFET37が接続されており、電源とNチャネルMOSFET15のゲートとの間には、PチャネルMOSFET38が接続されている。また、PチャネルMOSFET7のゲートとグランドとの間には、NチャネルMOSFET39が接続されており、前記ゲートには、スイッチ回路40を介してバイアス電位Vbias_p1に相当するバイアス電位VBpが与えられている。
An N-
PチャネルMOSFET38,NチャネルMOSFET39は、第2実施例におけるマルチプレクサ16,10の代わりに設けられている。そして、スイッチ回路28,34〜36,40の開閉制御は制御信号Ctrl.によって行われ、NチャネルMOSFET37及び39のゲートにも制御信号Ctrl.が与えられている。また、PチャネルMOSFET38のゲートには、制御信号Ctrl.の反転である制御信号Ctrl.bが与えられている。
The P-
次に、第3実施例の作用について説明する。駆動回路14は、第2実施例と同様に駆動制御信号in,in_bにより制御される。信号送信回路21をLVDSドライバとして機能させる場合には、スイッチ回路28,34〜36,40を全て閉じると共に、NチャネルMOSFET37及び39,PチャネルMOSFET38は全てオフにする。コモンモード・フィードバック回路22は周知の構成である。NチャネルMOSFET26のゲートには、駆動回路14の出力端子out,out_bの中点電位が付与されるが、この中点電位が参照電圧VCMREFに対して上下に変動すると、それに応じてコモンモード・フィードバック回路22の作用により、PチャネルMOSFET29のドレイン電位が逆方向に変動するようにフィードバックされる。
Next, the operation of the third embodiment will be described. The
一方、信号送信回路21をLVTTLドライバとして機能させる場合には、スイッチ回路28,34〜36,40を全て開くと共に、NチャネルMOSFET37及び39,PチャネルMOSFET38は全てオンにする。これにより、PチャネルMOSFET7,29のゲートはグランド電位となり、NチャネルMOSFET15のゲートは電源電位となっていずれもフルオン状態となる。これにより、信号のハイレベルが上昇すると共にローレベルが低下して、駆動回路14を介して出力される信号はLVTTLインターフェイスの規格を満たすようになる。
以上のように第3実施例によれば、コモンモード・フィードバック機能を備えた信号送信回路21に対して、本発明を適用できる。
On the other hand, when the
As described above, according to the third embodiment, the present invention can be applied to the
(第4実施例)
図4は第4実施例であり、第3実施例と異なる部分について説明する。図4に示す信号送信回路41は、第3実施例の信号送信回路21にハイインピーダンス制御回路42を追加したものである。ハイインピーダンス制御回路42は、NANDゲート43及び44,NORゲート45及び46,NOTゲート47及び48で構成されている。駆動制御信号inは、NANDゲート43,NORゲート45の一方の入力端子にそれぞれ与えられており、駆動制御信号in_bは、NANDゲート44,NORゲート46の一方の入力端子にそれぞれ与えられている。
(Fourth embodiment)
FIG. 4 shows the fourth embodiment, and the differences from the third embodiment will be described. A
また、ハイインピーダンス出力を制御するイネーブル信号Enは、NANDゲート43及び44の他方の入力端子に与えられていると共に、NOTゲート47,48を介してNORゲート45,46の他方の入力端子に与えられている。NANDゲート43,44の出力端子は、PチャネルMOSFET12,13のゲートに接続されている。また、NORゲート45,46の出力端子は、NチャネルMOSFET4,5のゲートに接続されている。
The enable signal En for controlling the high impedance output is given to the other input terminals of the
次に、第4実施例の作用について説明する。イネーブル信号Enがハイレベルを示す場合、駆動回路14のスイッチング動作は駆動制御信号in,in_bにより制御される。すなわち、駆動制御信号inがハイレベル,駆動制御信号in_bがローレベルであればPチャネルMOSFET12及びNチャネルMOSFET5がオンし、駆動制御信号inがローレベル,駆動制御信号in_bがハイレベルであればPチャネルMOSFET13及びNチャネルMOSFET4がオンする。
Next, the operation of the fourth embodiment will be described. When the enable signal En indicates a high level, the switching operation of the
一方、イネーブル信号Enがローレベルを示すと、駆動制御信号in,in_bのレベルに拘わらずNANDゲート43及び44の出力端子はハイレベル,NORゲート45及び46の出力信号はローレベルとなる。その結果、NチャネルMOSFET4及び5,PチャネルMOSFET12及び13は何れもオフとなるので、駆動回路14の一対の出力端子はハイインピーダンスとなる。
以上のように第4実施例によれば、ハイインピーダンス状態も含むトライステート出力についても、本発明を適用できる。
On the other hand, when the enable signal En indicates a low level, the output terminals of the
As described above, according to the fourth embodiment, the present invention can be applied to a tri-state output including a high impedance state.
(第5実施例)
図5は第5実施例であり、第4実施例と異なる部分について説明する。第5実施例は、第4実施例の信号送信回路41について、イネーブル信号Enを、PチャネルMOSFET12及びNチャネルMOSFET4側に与える信号En_Lと、PチャネルMOSFET13及びNチャネルMOSFET5側に与える信号En_Rとに分けたものである。このように構成すれば、一対の出力端子の何れか一方側だけをハイインピーダンス状態とするように個別に制御できる。
(5th Example)
FIG. 5 shows the fifth embodiment, and the differences from the fourth embodiment will be described. In the fifth embodiment, for the
(第6実施例)
図6は第6実施例であり、第3実施例と異なる部分について説明する。図6に示す回路は“A Slew Controlled LVDS Output Driver Circuit in 0.18μmCMOS Technology”IEEE JOURNAL OF SOLID-STATE CIRCUITS,VOL.44,NO.2,FEBRUARY 2009に発表されたLVDSドライバに本発明を適用したものである。この信号送信回路51は、第3実施例と同様のコモンモード・フィードバック回路22を備えると共に、駆動回路14にスルーレートを制御するための回路部分;スルーレート制御回路52を追加して駆動回路53が構成されている。
(Sixth embodiment)
FIG. 6 shows the sixth embodiment, and the differences from the third embodiment will be described. The circuit shown in FIG. 6 is an application of the present invention to the LVDS driver announced in “A Slew Controlled LVDS Output Driver Circuit in 0.18 μm CMOS Technology” IEEE JOURNAL OF SOLID-STATE CIRCUITS, VOL.44, NO.2, FEBRUARY 2009. It is. The
駆動回路53には、PチャネルMOSFET54及びNチャネルMOSFET56の直列回路と、PチャネルMOSFET55及びNチャネルMOSFET57の直列回路とが追加されており、各直列回路の共通接続点はそれぞれ出力端子out,out_bに接続されている。また、PチャネルMOSFET54及びNチャネルMOSFET56のゲートは、抵抗素子58を介してPチャネルMOSFET12及びNチャネルMOSFET4の共通接続点に接続され、PチャネルMOSFET55及びNチャネルMOSFET57のゲートは、抵抗素子59を介してPチャネルMOSFET13及びNチャネルMOSFET5の共通接続点に接続されている。
In the
スルーレート制御回路52は、例えばPチャネルMOSFET12及びNチャネルMOSFET5がターンオンする際には、抵抗素子58とPチャネルMOSFET54及びNチャネルMOSFET56のゲート容量との時定数分だけ遅れてPチャネルMOSFET54がターンオフし、NチャネルMOSFET56がターンオンする。この作用により、出力端子out,out_bを介して出力される信号のスルーレートが調整される。
In the slew
(第7実施例)
図7は第7実施例であり、第1実施例と異なる部分について説明する。第7実施例の信号送信回路61は、信号送信回路1のマルチプレクサ10を、3入力切り替えタイプのマルチプレクサ62(電源側電圧切り替え手段)に置き換えたものである。そして、マルチプレクサ62の1つ増えた入力端子には、バイアス電位Vbias_p2(非飽和電圧)が与えられている。このバイアス電位Vbias_p2は、電源電圧VDDとグランドレベルとの中間の電位であり、且つバイアス電位Vbias_p1よりも低い電位に設定されている。
(Seventh embodiment)
FIG. 7 shows the seventh embodiment, and the differences from the first embodiment will be described. The
次に、第7実施例の作用について説明する。LVDSインターフェイスは、1対1のノード間で通信を行うものであるが、M(Multi point)−LVDSインターフェイスは複数のノードを対象として通信を行うことを想定している。したがって、M−LVDSインターフェイスに対応するには、ドライバの電流供給能力を向上させる必要がある。そこで、第7実施例では、マルチプレクサ62を介してPチャネルMOSFET7のゲートにより低いバイアス電位Vbias_p2を付与することで、信号送信回路61の電流供給能力を向上させてM−LVDSインターフェイスへの対応を可能としている。
Next, the operation of the seventh embodiment will be described. The LVDS interface performs communication between one-to-one nodes, but the M (Multi point) -LVDS interface is assumed to perform communication for a plurality of nodes. Therefore, in order to support the M-LVDS interface, it is necessary to improve the current supply capability of the driver. Therefore, in the seventh embodiment, by applying a low bias potential Vbias_p2 to the gate of the P-
以上のように第7実施例によれば、マルチプレクサ62を介してPチャネルMOSFET7のゲートに複数レベルのバイアス電位を与えるようにしたので、電流供給能力を向上させて複数のノードを通信対象とするM−LVDSインターフェイスにも対応することができる。
As described above, according to the seventh embodiment, since a plurality of levels of bias potentials are applied to the gate of the P-
(第8実施例)
図8は第8実施例であり、第2,第7実施例と異なる部分について説明する。第8実施例の信号送信回路71は、第2実施例の信号送信回路11のマルチプレクサ10を、第7実施例と同様にマルチプレクサ62に置き換え、グランド側のマルチプレクサ16についても3入力切り替えタイプのマルチプレクサ63(グランド側電圧切り替え手段)に置き換えたものである。そして、マルチプレクサ63の1つ増えた入力端子には、バイアス電位Vbias_n2(非飽和電圧)が与えられている。このバイアス電位Vbias_n2は、電源電圧VDDとグランドレベルとの中間の電位であり、且つバイアス電位Vbias_n1よりも高い電位に設定されている。
(Eighth embodiment)
FIG. 8 shows an eighth embodiment, and the differences from the second and seventh embodiments will be described. In the
次に、第8実施例の作用について説明する。信号送信回路71は、第7実施例と同様にM−LVDSインターフェイスに対応する構成であり、マルチプレクサ63を介してNチャネルMOSFET15のゲートにより高いバイアス電位Vbias_n2を付与することで、NチャネルMOSFET15を介したグランド側の電流供給能力を向上させている。
以上のように第8実施例によれば、マルチプレクサ63を介してNチャネルMOSFET15のゲートに複数レベルのバイアス電位を与えるようにしたので、グランド側についても電流供給能力を向上させてM−LVDSインターフェイスにも対応することができる。
Next, the operation of the eighth embodiment will be described. Similar to the seventh embodiment, the
As described above, according to the eighth embodiment, since a plurality of levels of bias potentials are applied to the gate of the N-
(第9実施例)
図9は第9実施例であり、第7実施例と異なる部分について説明する。第9実施例の信号送信回路81は、PチャネルMOSFET7と並列にPチャネルMOSFET64(電源側電流制御トランジスタ)を接続している。また、第7実施例ではバイアス電位Vbias_p2を与えていたマルチプレクサ62の入力端子には、電源電圧VDDが与えられている。そして、PチャネルMOSFET64のゲートには、マルチプレクサ62と同様に3入力切り替えタイプのマルチプレクサ65(電源側電圧切り替え手段)を介して、グランド電位,バイアス電位Vbias_p2,電源電圧VDDを切り替えて与えるようにしている。マルチプレクサ62の切り替え制御は制御信号Ctrl.1により行い、マルチプレクサ65の切り替え制御は、独立した制御信号Ctrl.2により行う。
(Ninth embodiment)
FIG. 9 shows the ninth embodiment, and the differences from the seventh embodiment will be described. In the
次に、第9実施例の作用について説明する。M−LVDS規格では、LVDS規格に比較してより多くの電流を供給する必要があるので、駆動用トランジスタの電流供給能力を大きくする必要がある。例えば信号送信回路81において、各通信インターフェイスに対応してマルチプレクサ62,65を切り替え制御することで、M−LVDSで動作させる場合にPチャネルMOSFET7又は64,或いはそれらを同時に使用する。そして、LVDSで動作させる場合は、上記の状態における電流供給能力よりも、当該能力を低下させた状態で駆動する。
Next, the operation of the ninth embodiment will be described. In the M-LVDS standard, it is necessary to supply a larger amount of current compared to the LVDS standard, and thus it is necessary to increase the current supply capability of the driving transistor. For example, in the
この場合、各トランジスタのサイズや実際の駆動能力、或いは用いるプロセス等により動作させるトランジスタの形態や、ゲート(導通制御端子)に付与するバイアスの電位は様々に考えられるが、上述した原則に従い制御を行えば良い。一例として、PチャネルMOSFET7,64のゲートに付与する電位を以下のように設定する。尚、GNDはグランド電位とする。
In this case, there are various types of transistors to be operated depending on the size and actual driving capability of each transistor, the process to be used, and the bias potential applied to the gate (conduction control terminal). Just do it. As an example, the potential applied to the gates of the P-
PチャネルMOSFET → 7 64
LVTTL GND GND
LVDS Vbias_p1 VDD
M−LVDS VDD Vbias_p2
すなわち、このように切り換えることで、第7実施例と同様に電流供給能力を向上させてM−LVDSインターフェイスに対応することができる。また、M−LVDSインターフェイスに対応する際には、PチャネルMOSFET7のゲートにバイアス電位Vbias_p1を付与してPチャネルMOSFET15と同時に動作させても良い。
P-channel MOSFET → 7 64
LVTTL GND GND
LVDS Vbias_p1 VDD
M-LVDS VDD Vbias_p2
That is, by switching in this way, the current supply capability can be improved and the M-LVDS interface can be supported, as in the seventh embodiment. Further, when supporting the M-LVDS interface, a bias potential Vbias_p1 may be applied to the gate of the P-
(第10実施例)
図10は第10実施例であり、第9実施例と異なる部分について説明する。第10実施例の信号送信回路91の構成は、信号送信回路81のマルチプレクサ63を、第1実施例のマルチプレクサ10に置き換えたもので、また、マルチプレクサ65の入力端子に与えるバイアス電位を、電位Vbias_p2に替えて電位Vbias_p1を与えている。
(Tenth embodiment)
FIG. 10 shows the tenth embodiment, and the differences from the ninth embodiment will be described. The configuration of the
次に、第10実施例の作用について説明する。信号送信回路91において、各通信インターフェイスに対応してマルチプレクサ10,65を切り替え制御することで、PチャネルMOSFET7,64のゲートに付与する電位を以下のように設定する。尚、下記はあくまでも一例であり、トランジスタのサイズやバイアス電位の付与形態については、第9実施例で述べた原則と同様である。
Next, the operation of the tenth embodiment will be described. In the
PチャネルMOSFET → 7 64
LVTTL GND GND
LVDS Vbias_p1 VDD
M−LVDS Vbias_p1 Vbias_p1
すなわち、M−LVDSインターフェイスに対応する際には、PチャネルMOSFET7,64のゲートに何れもバイアス電位Vbias_p1を与えることで、両者を介して駆動電流を供給する。尚、この場合、PチャネルMOSFET7,64のサイズは必ずしも同じである必要はなく、要求される駆動能力に応じてPチャネルMOSFET64のサイズをPチャネルMOSFET7よりも大きく設定しても良い。
P-channel MOSFET → 7 64
LVTTL GND GND
LVDS Vbias_p1 VDD
M-LVDS Vbias_p1 Vbias_p1
That is, when the M-LVDS interface is used, a drive current is supplied through the bias potential Vbias_p1 applied to both gates of the P-
また、LVTTLインターフェイスに対応する場合、PチャネルMOSFET64のゲートに電源電圧VDDを付与するようにして、PチャネルMOSFET7のみをオンさせても良い。この場合、マルチプレクサ65に替えて、マルチプレクサ10と同様に2入力切り替えのマルチプレクサを用いることができる。以上のように構成される第10実施例によれば、第9実施例と同様の効果が得られる。
When the LVTTL interface is supported, only the P-
本発明は上記し又は図面に記載した実施例にのみ限定されるものではなく、以下のような変形又は拡張が可能である。
第4〜第6実施例に、第8〜第10実施例の何れかを組み合わせても良い。
また、第8実施例と第9実施例とを組み合わせたり、第8実施例と第10実施例とを組み合わせて、グランド側で飽和電圧,非飽和電圧を付与する構成について、電源側と対称に構成しても良い。
The present invention is not limited to the embodiments described above or shown in the drawings, and the following modifications or expansions are possible.
Any of the eighth to tenth embodiments may be combined with the fourth to sixth embodiments.
In addition, the combination of the eighth embodiment and the ninth embodiment or the combination of the eighth embodiment and the tenth embodiment to provide the saturation voltage and the non-saturation voltage on the ground side is symmetrical to the power supply side. It may be configured.
第9実施例において、駆動回路の電源側に接続するPチャネルMOSFETを3つ以上並列に接続しても良い。
各トランジスタ(スイッチング素子)に、PチャネルMOSFETのみを用いても良い。また、NチャネルMOSFETとPチャネルMOSFETとを並列に接続したトランスミッションゲートを用いても良い。
電圧駆動型の信号と電流駆動型の信号とを切り替えて送信するものであれば、LVTTLインターフェイス,LVDSインターフェイス以外の通信規格に適用しても良い。
In the ninth embodiment, three or more P-channel MOSFETs connected to the power supply side of the drive circuit may be connected in parallel.
Only a P-channel MOSFET may be used for each transistor (switching element). Further, a transmission gate in which an N channel MOSFET and a P channel MOSFET are connected in parallel may be used.
As long as the voltage-driven signal and the current-driven signal are switched and transmitted, the present invention may be applied to communication standards other than the LVTTL interface and the LVDS interface.
図面中、1は信号送信回路、2〜5はNチャネルMOSFET(駆動用トランジスタ)、6は駆動回路、7はPチャネルMOSFET(電源側電流制御トランジスタ)、10はマルチプレクサ(電源側電圧切替え手段)、11は信号送信回路、12,13はPチャネルMOSFET(駆動用トランジスタ)、14は駆動回路、15はNチャネルMOSFET(グランド側電流制御トランジスタ)、16はマルチプレクサ(グランド側電圧切替え手段)、21,41,51は信号送信回路、53は駆動回路、61は信号送信回路、62はマルチプレクサ(電源側電圧切り替え手段)、63はマルチプレクサ(グランド側電圧切り替え手段)、64はPチャネルMOSFET(電源側電流制御トランジスタ)、65はマルチプレクサ(電源側電圧切り替え手段)、71,81,91は信号送信回路を示す。 In the drawings, 1 is a signal transmission circuit, 2 to 5 are N-channel MOSFETs (driving transistors), 6 is a driving circuit, 7 is a P-channel MOSFET (power supply side current control transistor), and 10 is a multiplexer (power supply side voltage switching means). , 11 is a signal transmission circuit, 12 and 13 are P-channel MOSFETs (driving transistors), 14 is a driving circuit, 15 is an N-channel MOSFET (ground side current control transistor), 16 is a multiplexer (ground side voltage switching means), 21 , 41 and 51 are signal transmission circuits, 53 is a drive circuit, 61 is a signal transmission circuit, 62 is a multiplexer (power supply side voltage switching means), 63 is a multiplexer (ground side voltage switching means), and 64 is a P channel MOSFET (power supply side). Current control transistor), 65 is a multiplexer (power supply side voltage) Toggles means), 71,81,91 denotes a signal transmission circuit.
Claims (5)
電源と前記駆動回路との間に接続される電源側電流制御トランジスタと、
この電源側電流制御トランジスタの導通制御端子に付与する電圧を、当該トランジスタを飽和状態にする飽和電圧と、前記差動信号を送信するため当該トランジスタを非飽和状態にする非飽和電圧とに切替える電源側電圧切替え手段とを備えることを特徴とする信号送信回路。 A drive circuit in which two arms composed of drive transistors connected in series are connected in parallel, and the direction of current supplied to a pair of signal lines connected to the output terminal of the drive circuit is switched to enable differential operation. In a signal transmission circuit for transmitting a signal,
A power supply side current control transistor connected between a power supply and the drive circuit;
A power supply that switches the voltage applied to the conduction control terminal of the power supply side current control transistor between a saturation voltage that makes the transistor saturated and a nonsaturation voltage that makes the transistor nonsaturated to transmit the differential signal A signal transmission circuit comprising a side voltage switching means.
このグランド側電流制御トランジスタの導通制御端子に付与する電圧を、前記電源側電圧切替え手段と連動して、当該トランジスタを飽和状態にする飽和電圧と、前記差動信号を送信するため当該トランジスタを非飽和状態にする非飽和電圧とに切替えるグランド側電圧切替え手段とを備えることを特徴とする請求項1記載の信号送信回路。 A ground-side current control transistor connected between the drive circuit and the ground;
The voltage applied to the conduction control terminal of the ground side current control transistor is linked with the power supply side voltage switching means, and the saturation voltage for making the transistor saturated, and the transistor for non-transmission of the differential signal. 2. The signal transmission circuit according to claim 1, further comprising a ground side voltage switching means for switching to a non-saturation voltage to be in a saturated state.
前記電圧切り替え手段は、前記電流制御トランジスタの導通制御端子に、当該トランジスタを遮断状態にする電圧も付与するように切り替え可能に構成されていることを特徴とする請求項1又は2記載の信号送信回路。 A plurality of the current control transistors connected in parallel;
3. The signal transmission according to claim 1, wherein the voltage switching unit is configured to be switchable so that a voltage for turning off the transistor is applied to a conduction control terminal of the current control transistor. circuit.
前記非飽和電圧は、前記駆動回路を介して出力される信号が、LVDS(Low Voltage Differential Signal)インターフェイスに相当する信号となるように設定されていることを特徴とする請求項1ないし4の何れかに記載の信号送信回路。 The saturation voltage is set so that a signal output via the drive circuit is a signal corresponding to an LVTTL (Low Voltage Transistor-Transistor Logic) interface,
5. The non-saturation voltage is set such that a signal output through the driving circuit is a signal corresponding to an LVDS (Low Voltage Differential Signal) interface. A signal transmission circuit according to claim 1.
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