JP2021077926A - Semiconductor device and operation method for the same - Google Patents
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Abstract
Description
本発明は半導体装置及びその動作方法に関し、例えばUSB(Universal Serial Bus)ドライバ等の差動出力を内蔵する半導体装置及びその動作方法に関する。 The present invention relates to a semiconductor device and its operation method, and relates to a semiconductor device having a built-in differential output such as a USB (Universal Serial Bus) driver and its operation method.
パーソナルコンピュータなどにおいては、共通のコネクタによってキーボード、マウス、あるいはプリンタなどの様々な周辺機器を接続することのできるインタフェース規格であるUSBインタフェースが広く普及している。このため、電子機器に組み込まれるマイクロコンピュータやSoC(System on Chip)等の半導体装置には、差動出力のドライバを備えたものがある。 In personal computers and the like, the USB interface, which is an interface standard capable of connecting various peripheral devices such as a keyboard, mouse, or printer with a common connector, has become widespread. For this reason, some semiconductor devices such as microcomputers and SoCs (System on Chips) incorporated in electronic devices are provided with a differential output driver.
USBインタフェースには、データを高速で送受信するUSBトランシーバが必要であり、USBトランシーバは、差動ドライバ、差動レシーバなどから構成されている。 The USB interface requires a USB transceiver that transmits and receives data at high speed, and the USB transceiver is composed of a differential driver, a differential receiver, and the like.
異なる転送速度をサポートするため、USB差動ドライバには、USB Full Speedドライバ、及びLow Speedドライバがある。これらのUSB差動ドライバは差動出力端子DP(D+)とDM(D−)とを備えるが、差動出力端子DPとDMに関して、クロス電圧のポイント、信号の立ち上がり時間や立ち下がり時間(スルーレート)、及びスルーレートの比のマッチングなどの波形特性が規格化されている。これらの波形特性に対する規格は非常に厳しく、半導体装置の製造プロセスが変わる度に、波形特性の規格を満足するように、差動ドライバの設計合わせこみが必要となっている。 To support different transfer rates, USB differential drivers include the USB Full Speed driver and the Low Speed driver. These USB differential drivers are equipped with differential output terminals DP (D +) and DM (D-), but with respect to the differential output terminals DP and DM, the cross voltage point, signal rise time and fall time (slew rate). Waveform characteristics such as rate) and slew rate ratio matching are standardized. The standards for these waveform characteristics are very strict, and every time the manufacturing process of a semiconductor device changes, it is necessary to adjust the design of the differential driver so as to satisfy the standards for the waveform characteristics.
具体的には、差動ドライバはアナログ回路であり、基準電流とフィードバック容量によって波形の遷移を行っているため、差動ドライバが出力する差動信号の波形特性は、プロセス、温度、及び電圧によってばらつく問題がある。また、波形特性のばらつきを抑えるために基準電流回路の素子サイズが大きくなり、かつ、設計の難易度も高くなる問題がある。 Specifically, since the differential driver is an analog circuit and the waveform transition is performed by the reference current and the feedback capacitance, the waveform characteristics of the differential signal output by the differential driver depend on the process, temperature, and voltage. There is a problem of variation. Further, there is a problem that the element size of the reference current circuit becomes large in order to suppress the variation in the waveform characteristics, and the design difficulty becomes high.
特許文献1には、基本となる差動ドライバ回路構成に加えて、閾値補償のトランジスタを備える技術が開示されている。特許文献1によれば、クロスオーバー電圧のばらつき、スルーレートのばらつきを抑制することができるとされる。 Patent Document 1 discloses a technique including a threshold compensation transistor in addition to a basic differential driver circuit configuration. According to Patent Document 1, it is possible to suppress variations in the crossover voltage and variations in the slew rate.
しかし、特許文献1に係る差動ドライバには、定電流のばらつきやフィードバック容量のばらつきを抑制することはできないとの問題がある。また、温度及び電圧依存の影響を含めたばらつきの抑制を実現することはできないという問題もある。 However, the differential driver according to Patent Document 1 has a problem that it is not possible to suppress variations in constant current and variations in feedback capacitance. There is also a problem that it is not possible to suppress variations including the influence of temperature and voltage dependence.
実施の形態の課題は、差動出力回路が出力する波形特性について、プロセス、温度、及び電圧による影響を抑制する点にある。その他の課題及び新規な特徴は、本明細書の記述及び図面の記載から明らかになるであろう。 An object of the embodiment is to suppress the influence of the process, temperature, and voltage on the waveform characteristics output by the differential output circuit. Other issues and novel features will become apparent from the description herein and the description in the drawings.
一実施の形態に係る半導体装置は、差動出力信号に含まれる第1の信号を出力する第1の出力回路と、第1の出力回路の出力波形を制御する第1の回路と、差動出力信号に含まれる第2の信号を出力する第2の出力回路と、第2の出力回路の出力波形を制御する第2の回路と、第1の信号が予め決められた電圧範囲にあるか否かを示す第1のステータス信号を出力する第1のコンパレータと、第2の信号が前記予め決められた電圧範囲にあるか否かを示す第2のステータス信号を出力する第2のコンパレータと、第1のステータス信号と第2のステータス信号とを受信する調整制御回路を具備し、調整制御回路は、第1のステータス信号と、第2のステータス信号とに基づいて、第1及び第2の回路を制御する。 The semiconductor device according to the embodiment is differential between a first output circuit that outputs a first signal included in the differential output signal, a first circuit that controls the output waveform of the first output circuit, and the like. Whether the second output circuit that outputs the second signal included in the output signal, the second circuit that controls the output waveform of the second output circuit, and the first signal are in a predetermined voltage range. A first comparator that outputs a first status signal indicating whether or not, and a second comparator that outputs a second status signal indicating whether or not the second signal is in the predetermined voltage range. , The adjustment control circuit for receiving the first status signal and the second status signal is provided, and the adjustment control circuit has the first and second status signals based on the first status signal and the second status signal. Control the circuit of.
他の実施の形態に係る半導体装置の動作方法は、第1及び第2の出力回路と、第1及び第2の回路と、第1及び第2のコンパレータと、第1及び第2のカウンタを具備する半導体装置の動作方法であって、差動出力信号に含まれる第1の信号を出力するステップと、第1の回路により、第1の出力回路の出力波形を制御するステップと、差動出力信号に含まれる第2の信号を出力するステップと、第2の回路により、第2の出力回路の出力波形を制御するステップと、第1のコンパレータにより、第1の信号が予め決められた電圧範囲にあるか否かを示す第1のステータス信号を出力するステップと、第2のコンパレータにより、第2の信号が予め決められた電圧範囲にあるか否かを示す第2のステータス信号を出力するステップと、第1のカウンタにより、第1のステータス信号に基づいてカウントを行うステップと、第2のカウンタにより、第2のステータス信号に基づいてカウントを行うステップと、第1及び第2のカウンタのカウント値に基づいて、第1及び第2の回路を制御するステップを有する。 The method of operating the semiconductor device according to another embodiment includes the first and second output circuits, the first and second circuits, the first and second comparators, and the first and second counters. A method of operating the semiconductor device provided, the step of outputting the first signal included in the differential output signal, the step of controlling the output waveform of the first output circuit by the first circuit, and the differential. The first signal is predetermined by the step of outputting the second signal included in the output signal, the step of controlling the output waveform of the second output circuit by the second circuit, and the first comparator. A step of outputting a first status signal indicating whether or not it is in the voltage range, and a second status signal indicating whether or not the second signal is in a predetermined voltage range are generated by the second comparator. The output step, the step of counting based on the first status signal by the first counter, the step of counting based on the second status signal by the second counter, and the first and second steps. It has a step of controlling the first and second circuits based on the count value of the counter of.
一実施の形態によれば、差動出力ドライバが出力する波形特性について、プロセス、温度、及び電圧による影響を抑制することができる。 According to one embodiment, the influence of the process, temperature, and voltage on the waveform characteristics output by the differential output driver can be suppressed.
説明の明確化のため、以下の記載及び図面は、適宜、省略、及び簡略化がなされている。また、各図面において、同一の要素には同一の符号が付されており、必要に応じて重複説明は省略されている。 In order to clarify the explanation, the following description and drawings have been omitted or simplified as appropriate. Further, in each drawing, the same elements are designated by the same reference numerals, and duplicate explanations are omitted as necessary.
[実施の形態1]
図1は、実施の形態1に係る半導体装置1の構成例を示すブロック図である。図1には、ホストコンピュータ90とUSBインタフェースにより通信を行う周辺機器9が示されている。周辺機器9は、半導体装置1を備える。図1に示されるように、半導体装置1は、CPU(Central Processing Unit)2と、ROM(Read Only Memory)3と、RAM(Random Access Memory)4と、論理回路5と、USBトランシーバ6と、差動出力回路7と、を備える。
[Embodiment 1]
FIG. 1 is a block diagram showing a configuration example of the semiconductor device 1 according to the first embodiment. FIG. 1 shows a peripheral device 9 that communicates with the
CPU2は、ROM3に格納されたプログラムを読み出し、様々な演算を行う。ROM3は、CPU2が実行するプログラムを格納するための記憶装置である。RAM4は、例えば、CPU2が実行した演算の結果を格納するための記憶装置である。論理回路5は、例えば割込みコントローラなど、様々な処理回路を含む。USBトランシーバ6は、共通のコネクタを介してホストコンピュータ90と周辺機器9とを接続するインタフェースである。USBトランシーバ6は、差動出力回路7を含む。差動出力回路7は、差動出力信号を半導体装置1の差動出力端子DP及びDMから出力する。
The
図2は、実施の形態1に係る差動出力回路7の構成例を示すブロック図である。差動出力回路7は、ドライバ回路11と、ドライバ回路12と、ドライバ制御回路13と、基準電流生成回路14と、コンパレータ20及び21と、調整制御回路30とを備える。
FIG. 2 is a block diagram showing a configuration example of the
ドライバ回路11及びドライバ回路12は、それぞれ、差動出力端子DP及びDMに信号を出力するためのドライバ回路である。ドライバ回路11は、差動出力端子DPをドライブする。ドライバ回路12は、差動出力端子DMをドライブする。
The
ドライバ制御回路13は、USBトランシーバ6から、データ信号と、イネーブル信号を受信して、ドライバ回路11及び12を制御するための信号PEN_DP、NEN_DP、PEN_DM、及びNEN_DMを生成する制御回路である。
The
基準電流生成回路14は、ドライバ回路11及びドライバ回路12の出力波形を調整するための基準となる電流を生成する回路である。
The reference
コンパレータ(第1のコンパレータ)20は、差動出力端子DPに出力される差動出力信号の電圧と基準電圧とを比較し、ステータス信号(第1のステータス信号)DP_COMPを出力する電圧比較回路である。換言すると、コンパレータ20は、差動出力端子DPに出力される差動出力信号が、予め決められた電圧範囲にあるか否かを示すステータス信号を出力する回路である。同様に、コンパレータ(第2のコンパレータ)21は、差動出力端子DMに出力される差動出力信号の電圧と基準電圧とを比較し、ステータス信号(第2のステータス信号)DM_COMPを出力する電圧比較回路である。換言すると、コンパレータ21は、差動出力端子DMに出力される差動出力信号が、予め決められた電圧範囲にあるか否かを示すステータス信号を出力する回路である。 The comparator (first comparator) 20 is a voltage comparison circuit that compares the voltage of the differential output signal output to the differential output terminal DP with the reference voltage and outputs the status signal (first status signal) DP_COMP. is there. In other words, the comparator 20 is a circuit that outputs a status signal indicating whether or not the differential output signal output to the differential output terminal DP is within a predetermined voltage range. Similarly, the comparator (second comparator) 21 compares the voltage of the differential output signal output to the differential output terminal DM with the reference voltage, and outputs the status signal (second status signal) DM_COMP. It is a comparison circuit. In other words, the comparator 21 is a circuit that outputs a status signal indicating whether or not the differential output signal output to the differential output terminal DM is within a predetermined voltage range.
より具体的には、コンパレータ20は、差動出力端子DPの電圧が、基準電圧VREF1以上、かつ、VREF2以下の場合に、ステータス信号DP_COMPとして例えばHigh Level(以下、「Hレベル」とも呼ぶ)の信号を出力する。一方、差動出力端子DPの電圧が、基準電圧VREF1より小さい、または、VREF2より大きい場合、ステータス信号DP_COMPとして例えばLow Level(以下、「Lレベル」とも呼ぶ)の信号を出力する。同様に、コンパレータ21は、差動出力端子DMの電圧が、基準電圧VREF1以上、かつ、VREF2以下の場合に、ステータス信号DM_COMPとして例えばHを出力する。一方、差動出力端子DMの電圧が、基準電圧VREF1より小さい、または、VREF2より大きい場合、ステータス信号DM_COMPとして例えばLを出力する。 More specifically, in the comparator 20, when the voltage of the differential output terminal DP is equal to or higher than the reference voltage VREF1 and lower than or equal to VREF2, the status signal DP_COMP is, for example, High Level (hereinafter, also referred to as “H level”). Output a signal. On the other hand, when the voltage of the differential output terminal DP is smaller than the reference voltage VREF1 or larger than VREF2, a signal of, for example, Low Level (hereinafter, also referred to as “L level”) is output as the status signal DP_COMP. Similarly, the comparator 21 outputs, for example, H as the status signal DM_COMP when the voltage of the differential output terminal DM is the reference voltage VREF1 or more and VREF2 or less. On the other hand, when the voltage of the differential output terminal DM is smaller than the reference voltage VREF1 or larger than VREF2, for example, L is output as the status signal DM_COMP.
以下では、コンパレータ20がステータス信号DP_COMPとしてHレベルを出力する期間、及び、コンパレータ21がステータス信号DM_COMPとしてHレベルを出力する期間を、スルーレート時間と呼ぶ。 Hereinafter, the period during which the comparator 20 outputs the H level as the status signal DP_COMP and the period during which the comparator 21 outputs the H level as the status signal DM_COMP are referred to as slew rate times.
調整制御回路30は、カウント部31と、制御回路34とを備える。調整制御回路30は、コンパレータ20及びコンパレータ21でモニタしたスルーレート時間から、ドライバ回路11及びドライバ回路12のスルーレートを調整するための制御信号SLEW_DP及びSLEW_DMを生成するための制御回路である。スルーレート調整用の制御信号SLEW_DP及びSLEW_DMは、それぞれ、スルーレートを変更するためにドライバ回路11及びドライバ回路12に設けられている定電流回路を制御するための信号である。調整制御回路30は、カウンタ32及びカウンタ33のカウント値に基づいて、制御信号SLEW_DP及びSLEW_DMを出力する。
The
カウント部31は、カウンタ(第1のカウンタ)32及びカウンタ(第2のカウンタ)33を備える。カウンタ32は、コンパレータ20が出力するステータス信号DP_COMPがHレベルである時間をカウントして、スルーレート時間をデジタル値に変換するための回路である。同様に、カウンタ33は、コンパレータ21が出力するステータス信号DM_COMPがHレベルである時間をカウントして、スルーレート時間をデジタル値に変換するための回路である。
The
制御回路34は、カウンタ32が示すカウント値(第1のカウント値)及びカウンタ33が示すカウント値(第2のカウント値)に基づいて、スルーレートを調整するための制御信号SLEW_DP及びSLEW_DMを生成するための回路である。制御回路34は、カウンタ32及びカウンタ33が示す値として許容できる閾値を記憶する閾値設定レジスタ(図示しない)を備える。
The
図3は、実施の形態1に係るカウント部の構成例を示すブロック図である。カウント部31は、リングオシレータ(Ring OSCillator、ROSC)313及び314と、カウンタ32及び33を備える。
FIG. 3 is a block diagram showing a configuration example of the counting unit according to the first embodiment. The
リングオシレータ313及び314は、カウンタ32及び33に供給されるクロックを生成するクロック生成回路である。
The
カウンタ32は、リングオシレータ313が生成するクロックと、ステータス信号DP_COMPとに基づいて、カウント動作を行う回路である。例えば、リングオシレータ313は、ステータス信号DP_COMPがHレベルの期間、クロックを生成する。カウンタ32は、リングオシレータ313が生成するクロックでカウントアップする。また、カウンタ33は、リングオシレータ314が生成するクロックと、ステータス信号DM_COMPとに基づいて、カウント動作を行う回路である。例えば、リングオシレータ314は、ステータス信号DM_COMPがHレベルの期間、クロックを生成する。カウンタ33は、リングオシレータ314が生成するクロックでカウントアップする。なお、カウント部31の構成はこれに限られない。例えば、共通のクロック生成回路から生成されたクロックに基づいて、カウンタ32及び33が、それぞれ、DP_COMP及びDM_COMPがHレベルの期間、カウントアップ動作を行う構成としても良い。
The
図4は、実施の形態1に係る差動出力回路7が出力する差動出力信号の波形の一例を示す図である。コンパレータ20は、差動出力端子DPの電圧が基準電圧VREF1及びVREF2と交わる点を検出することができる。図4には、VREF1を電源電圧VDDの10%の電圧とし、VREF2を電源電圧VDDの90%の電圧とする例が示されているが、VREF1及びVREF2の値は、これに限られない。VREF1及びVREF2の値は、規格等により、調整したい範囲で任意に定めることができる。図4に示されるように、ステータス信号DP_COMPは、差動出力端子DPの電圧がVREF1以上、かつ、VREF2以下の区間でHレベルとなる。同様に、DM_COMP信号は、DM端子の電圧がVREF1以上、かつ、VREF2以下の区間でHレベルとなる。
FIG. 4 is a diagram showing an example of the waveform of the differential output signal output by the
図5は、実施の形態1に係るドライバ回路11の構成例を示す回路図である。図にはドライバ回路11の構成例が示されるが、ドライバ回路12の構成も同様である。ドライバ回路11は、外部端子PADをドライブするためのP型MOSFET(Metal Oxide Semiconductor Field Effect Transistor)であるMP1及びMP2と、N型MOSFETであるMN1及びMN2と、フィードバック容量素子C1及びC2と、抵抗R1及び抵抗R2と、CMOSインバータINVPと、CMOSインバータINVNと、定電流回路110と、定電流回路111とを備える。なお、ドライバ回路11及び12の構成は、図5の構成例に限られず、例えば、抵抗R1及びR2を配線で置き換えても良い。抵抗R1は、ESD(Electro−Static Discharge、静電気放電)保護のために挿入されているため、ドライバ回路11及び12は、抵抗R1に代えて単純な配線を備えても良い。また、抵抗R2は、N型MOSFETであるMN2の能力調整のために挿入されているため、ドライバ回路11及び12は、抵抗R2に代えて単純な配線を備えても良い。抵抗R2が配線で代替される場合、MN2のトランジスタサイズが調整される。以下では、ドライバ回路11及び12が抵抗R1及びR2を備える図5を参照して、ドライバ回路11及び12の構成例を説明する。
FIG. 5 is a circuit diagram showing a configuration example of the
図5のPADは、図2の差動出力端子DPまたはDMである。 The PAD of FIG. 5 is the differential output terminal DP or DM of FIG.
MP1とMN1は、外部端子PADをドライブするMOSFETである。図5に示されるように、MP2と、フィードバック容量素子C1と、フィードバック容量素子C2と、抵抗R2と、MN2は、直列に接続される。MP2のソースは、VCCQに接続され、ドレインはフィードバック容量素子C1に接続される。フィードバック容量素子C1の他端は、フィードバック容量素子C2に接続される。フィードバック容量素子C2の他端は、抵抗R2に接続される。抵抗R2の他端は、MN2のドレインに接続される。MN2のソースは、VSSQに接続される。フィードバック容量素子C1とフィードバック容量素子C2の接続ノードは、抵抗R1と接続され、抵抗R1の他端は外部端子PAD、MP1のドレイン、及びMN1のドレインと接続される。 MP1 and MN1 are MOSFETs that drive the external terminal PAD. As shown in FIG. 5, the MP2, the feedback capacitance element C1, the feedback capacitance element C2, the resistor R2, and the MN2 are connected in series. The source of MP2 is connected to the VCSQ and the drain is connected to the feedback capacitance element C1. The other end of the feedback capacitance element C1 is connected to the feedback capacitance element C2. The other end of the feedback capacitance element C2 is connected to the resistor R2. The other end of the resistor R2 is connected to the drain of the MN2. The source of MN2 is connected to VSSQ. The connection node of the feedback capacitance element C1 and the feedback capacitance element C2 is connected to the resistor R1, and the other end of the resistor R1 is connected to the external terminal PAD, the drain of the MP1 and the drain of the MN1.
フィードバック容量素子C1は、P型MOSFETであるMP1がONまたはOFFされる速さを制御するための容量素子である。ドライバ回路11は、フィードバック容量素子C1として、第1の容量素子を備える。また、ドライバ回路12は、フィードバック容量素子C1として、第3の容量素子を備える。同様に、フィードバック容量素子C2は、N型MOSFETであるMN1がONまたはOFFされる速さを制御するための容量素子である。ドライバ回路11は、フィードバック容量素子C2として、第2の容量素子を備える。また、ドライバ回路12は、フィードバック容量素子C2として、第4の容量素子を備える。
The feedback capacitive element C1 is a capacitive element for controlling the speed at which MP1 which is a P-type MOSFET is turned ON or OFF. The
CMOSインバータINVPは、P型MOSFETであるMP3とN型MOSFETであるMN3とを含む。CMOSインバータINVPの出力は、MP2のドレイン、フィードバック容量素子C1、及び、MP1のゲートに接続される。また、CMOSインバータINVNは、P型MOSFETであるMP4とN型MOSFETであるMN4とを含む。CMOSインバータINVNの出力は、フィードバック容量素子C2、抵抗R2、及び、MN1のゲートに接続される。 The CMOS inverter INVP includes MP3 which is a P-type MOSFET and MN3 which is an N-type MOSFET. The output of the CMOS inverter INVP is connected to the drain of the MP2, the feedback capacitance element C1, and the gate of the MP1. Further, the CMOS inverter INVN includes MP4 which is a P-type MOSFET and MN4 which is an N-type MOSFET. The output of the CMOS inverter INVN is connected to the feedback capacitance element C2, the resistor R2, and the gate of the MN1.
定電流回路110は、カレントミラー構成の定電流回路である。定電流回路110のミラー側には複数のP型MOSFET113を備える。ドライバ回路11は、制御信号SLEW_DPに基づいて、複数のP型MOSFET113のうち、ONするP型MOSFETの数を制御し、定電流回路110に流れる電流量を調整する。その結果ドライバ回路11は、定電流回路110により、フィードバック容量素子C2の充放電時間を制御することができる。
The constant current circuit 110 is a constant current circuit having a current mirror configuration. A plurality of P-
定電流回路111は、カレントミラー構成の定電流回路である。定電流回路111のミラー側には複数のN型MOSFET114を備える。ドライバ回路11は、制御信号SLEW_DMに基づいて、複数のN型MOSFET114のうち、ONするN型MOSFETの数を制御し、定電流回路111に流れる電流量を調整する。その結果ドライバ回路11は、定電流回路111により、フィードバック容量素子C1の充放電時間を制御することができる。
The constant
ドライバ回路(第1のドライバ回路)11は、定電流回路110として、第1の定電流回路を備える。また、ドライバ回路(第1のドライバ回路)11は、定電流回路111として、第2の定電流回路を備える。同様に、ドライバ回路(第2のドライバ回路)12は、定電流回路110として、第3の定電流回路を備える。また、ドライバ回路(第2のドライバ回路)12は、定電流回路111として、第4の定電流回路を備える。
The driver circuit (first driver circuit) 11 includes a first constant current circuit as the constant current circuit 110. Further, the driver circuit (first driver circuit) 11 includes a second constant current circuit as the constant
ドライバ回路11は、SLEW_DP及びSLEW_DMに基づいてカレントミラーの比を制御して、基準電流を調整する。これにより、フィードバック容量素子C1及びC2の充放電に要する時間が変化する。したがって、差動出力回路7は、ドライバ回路11及びドライバ回路12のスルーレート、差動出力のクロスポイントの調整をすることができる。換言すれば、ドライバ回路11及びドライバ回路12は、基準電流とフィードバック容量の時定数を介して、差動出力端子DP及びDMのスルーレートを制御することができる。
The
図5を参照して、更にスルーレートの調整原理を説明する。ドライバ回路11及びドライバ回路12のスルーレートの立ち上がり側を調整するには、定電流回路111のカレントミラー比を変える。これにより、フィードバック容量素子C1の放電時間が変化するので、立ち上がり時間Trを調整することができる。より具体的には、複数のN型MOSFET114について、ONするトランジスタ本数を増加させると、定電流回路111が駆動する、複数のN型MOSFET114に流れる電流量が増加する。そのため、フィードバック容量素子C1はより速やかに放電される。そのため、P型MOSFETであるMP1もより速やかにONする。したがって、PADの電圧はより速やかにVCCQに変化する。この結果、ドライバ回路11が出力する信号波形は、より急峻に立ち上がることとなる。一方、複数のN型MOSFET114について、ONするトランジスタ本数を減少させると、定電流回路111が駆動する、複数のN型MOSFET114に流れる電流量は減少する。そのため、フィードバック容量素子C1はより緩やかに放電され、P型MOSFETであるMP1がONするまでの時間も遅くなる。したがって、PADの電圧はより緩やかにVCCQに変化するため、ドライバ回路11が出力する信号波形は、より緩やかに立ち上がることとなる。
The principle of adjusting the slew rate will be further described with reference to FIG. To adjust the rising side of the slew rate of the
次に、ドライバ回路11及びドライバ回路12のスルーレートの立ち下がり側を調整するには、定電流回路110のカレントミラー比を変える。これにより、フィードバック容量素子C2の充電時間が変化するので、立ち下がり時間Tfを調整することができる。より具体的には、複数のP型MOSFET113について、ONするトランジスタ本数を増加させると、定電流回路110が駆動する、複数のP型MOSFET113に流れる電流量が増加する。そのため、フィードバック容量素子C2は、より速やかに充電される。そのため、N型MOSFETであるMN1もより速やかにONする。したがって、PADの電圧はより速やかにVSSQに変化する。この結果、ドライバ回路11が出力する信号波形は、より急峻に立ち下がることとなる。一方、複数のP型MOSFET113について、ONするトランジスタ本数を減少させると、定電流回路110が駆動する、複数のP型MOSFET113に流れる電流量は減少する。そのため、フィードバック容量素子C2はより緩やかに充電される。そのため、N型MOSFETであるMN1がONするまでの時間も遅くなる。したがって、PADの電圧はより緩やかにVSSQに変化する。この結果、ドライバ回路11及びドライバ回路12が出力する信号波形は、より緩やかに立ち下がることとなる。
Next, in order to adjust the falling side of the slew rate of the
(動作)
図6は、実施の形態1に係る差動出力回路7の動作フローを示すフローチャートである。上述したように、制御回路34は、カウンタ32及びカウンタ33が示す値として許容できる閾値を記憶する閾値設定レジスタを備える。差動出力回路7の動作に先立って、例えばCPU2が初期化ルーチンを実行して、閾値設定レジスタにカウンタ32及びカウンタ33の差として許容される閾値が設定される。
(motion)
FIG. 6 is a flowchart showing an operation flow of the
差動出力回路7が動作を開始すると差動出力回路7は、差動出力端子DP及びDMから差動出力信号を送信する(ステップS101)。差動出力回路7による差動出力信号の送信が開始されると、コンパレータ20は、差動出力端子DPに出力する信号の電圧と、基準電圧VREF1及びVREF2とを比較し、ステータス信号DP_COMPを出力する。同様に、コンパレータ21は、差動出力端子DMに出力する信号の電圧と、基準電圧VREF1及びVREF2とを比較し、ステータス信号DM_COMPを出力する。カウンタ32はステータス信号DP_COMPに基づいて、DP端子のスルーレートをモニタするためのスルーレートカウントを実行する(ステップS102)。同様に、カウンタ33は、ステータス信号DM_COMPに基づいて、DM端子のスルーレートをモニタするためのスルーレートカウントを実行する(ステップS102)。
When the
続いて、制御回路34は、カウンタ32及びカウンタ33の値が予め決められた閾値内に入っているか否かを判定する。カウンタ32またはカウンタ33のいずれか一方の値が閾値内に入っていない場合(ステップS103:NO)、制御回路34は、スルーレート調整用の制御信号SLEW_DPによりドライバ回路11のスルーレートを調整するか、制御信号SLEW_DMによりドライバ回路12のスルーレートを調整する(ステップS104)。より具体的には、カウンタ32またはカウンタ33の値が予め決められた閾値よりも小さい場合、スルーレートが小さく信号波形がより急峻であることを示している。そのため、波形の立ち上がり、または立ち下がりを鈍らせるように調整する。一方、カウンタ32またはカウンタ33の値が予め決められた閾値よりも大きい場合、スルーレートが大きく信号波形が緩やかに変化していることを示している。そのため、信号をより急峻に変化するよう調整する。制御回路34は、差動出力端子DP及びDMの両者に対してスルーレートの調整を行う。
Subsequently, the
ステップS103において、カウンタ32及びカウンタ33の値がともに閾値内に入っている場合(ステップS103:YES)、制御回路34は、カウンタ32の値とカウンタ33の値とを比較する(ステップS105)。以下では、カウンタ32が示す値をCNTDPと呼ぶ。同様に、カウンタ33が示す値をCNTDNと呼ぶ。CNTDPとCNTDMとが等しい場合(ステップS105:YES)、差動出力回路7は差動出力信号のスルーレート調整を終了する。一方、CNTDPとCNTDMとが不一致の場合(ステップS105:NO)、制御回路34は、CNTDPがCNTDMより小さいか否かを判定する(ステップS106)。CNTDPがCNTDMより小さい場合(ステップS106:YES)、制御回路34は、制御信号SLEW_DPにより、差動出力端子DPのスルーレートを鈍らせるように調整する(ステップS107)。一方、CNTDPがCNTDM以上である場合(ステップS106:NO)、制御回路34は、制御信号SLEW_DMにより、差動出力端子DMのスルーレートを鈍らせるように調整する(ステップS108)。
In step S103, when the values of the
ドライバ回路11及び12は、基準電流量でスルーレートを制御している。即ち、基準電流量が多くなると、スルーレートがより急峻となるよう調整され、基準電流量が少なくなると、スルーレートが緩やかになるよう調整される。例えば、スルーレート調整用の制御信号SLEW_DP及びSLEW_DMは、カウンタ値とスルーレートの変動量を対応づける予め用意されたテーブルと、CNTDP及びCNTDMの値とに基づいて決定される。
The
差動出力端子DPのスルーレートと差動出力端子DMのスルーレートの差分の調整は、スルーレートをより鈍らせる方向で調整する方が消費電力の点で優位であり、かつ、EMI(ElectroMagnetic Interference)の点でも、低ノイズのため優位である。しかし、スルーレートを鈍らせて調整するか、または、スルーレートを急峻にして調整するかは、インタフェースの規格等の要因によっても変わり得る。 Adjusting the difference between the slew rate of the differential output terminal DP and the slew rate of the differential output terminal DM is more advantageous in terms of power consumption if the slew rate is adjusted in a direction that makes the slew rate dull, and EMI (ElectroMagnetic Interference). ) Is also superior due to its low noise. However, whether the slew rate is adjusted by blunting or the slew rate is adjusted by steepness may change depending on factors such as the interface standard.
(効果)
実施の形態1に係る差動出力回路7は、出力回路112のスルーレートを制御するための定電流回路110及び111を具備するドライバ回路11及び12と、コンパレータ20及び21と、制御回路34とを備える。制御回路34は、コンパレータ20及び21が出力するステータス信号COMP_DP及びCOMP_DMに基づいて、ドライバ回路11及び12の定電流回路が駆動する電流量を調整し、差動出力端子DP及びDMに出力される信号波形のスルーレートを調整する。このため、差動出力信号の電気的特性が、製造ばらつき、電圧、または温度により変動するのを抑止することができる。また、実施の形態1に係る半導体装置1において、調整制御回路30は、差動出力端子DP及びDMから出力される差動出力信号のスルーレートを自動的に調整するため、差動出力信号のドライバ回路の設計が容易になり、素子サイズの縮小によりチップ面積を低減することができる。
(effect)
The
[実施の形態1の変形例]
実施の形態1に係る半導体装置1では、半導体装置1の起動後に、制御回路34が、カウンタ32及び33の値に基づいて、制御信号SLEW_DP、SLEW_DMを生成することにより、差動出力信号のスルーレートを調整していた。しかし、半導体装置1の出荷テスト時にテスタでスルーレートを調整し、最適なSLEW_DP及びSLEW_DMを決めることができる。そこで、制御信号SLEW_DP及びSLEW_DMの値を、出荷テスト時に決められた値に固定した後、半導体装置1を出荷しても良い。例えば、半導体装置1に内蔵される不揮発性メモリ(図示しない)に信号値を書き込むことで、SLEW_DP及びSLEW_DMの値を、出荷前に決められた値に固定することができる。ただし、実施の形態1の変形例に係る半導体装置1において、テスト時に調整できるのは、プロセスの影響に関するスルーレート変動のみである。これとは別に、半導体装置1が動作する度に、調整制御回路30によるスルーレートの自動調整機能を利用することもできる。この場合、電圧または温度に応じた電気的特性の変動も、調整制御回路30により調整可能である。
[Modified Example of Embodiment 1]
In the semiconductor device 1 according to the first embodiment, after the semiconductor device 1 is started, the
(効果)
実施の形態1の変形例に係る半導体装置1によれば、調整制御回路30が出力する制御信号SLEW_DP及びSLEW_DMの値は出荷前に決められた値に固定されている。このため、差動出力回路7が動作を開始する度に、プロセスの影響に関するスルーレート変動を調整する必要がない。したがって、実施の形態1の変形例によれば、実施の形態1より容易に差動出力信号の電気的特性を満足することができる。
(effect)
According to the semiconductor device 1 according to the modified example of the first embodiment, the values of the control signals SLEW_DP and SLEW_DM output by the
[実施の形態2]
次に実施の形態2について説明する。図7は、実施の形態2に係る差動出力回路7Aの構成例を示すブロック図である。実施の形態2に係る差動出力回路7Aは、実施の形態1に係る差動出力回路7と比較して、遅延調整回路22及び23を備える点と、コンパレータ20及び21に代えてコンパレータ20A及び21Aを備える点と、調整制御回路30に代えて調整制御回路30Aを備える点と、ドライバ回路11及び12に代えてドライバ回路11A及び12Aを備える点と、で異なる。これ以外の構成及び動作については、実施の形態1で説明した半導体装置1と同様であるので、同一の構成については同一の符号を付し、重複した説明は省略する。
[Embodiment 2]
Next, the second embodiment will be described. FIG. 7 is a block diagram showing a configuration example of the differential output circuit 7A according to the second embodiment. The differential output circuit 7A according to the second embodiment includes
実施の形態1に係る差動出力回路7は、スルーレートの調整を行ったが、実施の形態2に係る差動出力回路7Aは、クロスポイントの調整を行う。
The
コンパレータ20Aは、差動出力端子DPの電圧が基準電圧VREF3以上の場合に、ステータス信号DP_COMPとしてHレベルを出力する電圧比較回路である。同様に、コンパレータ21Aは、差動出力端子DMの電圧が基準電圧VREF3以上の場合に、ステータス信号DM_COMPとしてHレベルを出力する電圧比較回路である。 The comparator 20A is a voltage comparison circuit that outputs an H level as a status signal DP_COMP when the voltage of the differential output terminal DP is equal to or higher than the reference voltage VREF3. Similarly, the comparator 21A is a voltage comparison circuit that outputs an H level as a status signal DM_COMP when the voltage of the differential output terminal DM is equal to or higher than the reference voltage VREF3.
調整制御回路30Aは、カウント部31Aと、制御回路34Aと、を備える。調整制御回路30Aは、カウンタ32のカウント値とカウンタ33のカウント値との差分として検出した遅延時間差に基づいて、遅延調整回路22及び23の遅延時間を調整する。即ち、調整制御回路30Aは、制御信号DELAY_DP及びDELAY_DMにより、遅延調整回路22及び23の遅延時間を調整する。換言すると、調整制御回路30Aは、ドライバ回路11の出力波形の立ち上がりとドライバ回路12の出力波形の立ち下がりとの間の遅延時間差、または、ドライバ回路11の出力波形の立ち下がりとドライバ回路12の出力波形の立ち上がりとの間の遅延時間差を、カウンタ32及びカウンタ33が出力する各々のカウント値に基づいて検出する。
The
カウンタ32は、DP_COMP信号がHレベルであることを検出して、カウント動作を行う回路である。同様に、カウンタ33は、DM_COMP信号がHレベルであることを検出して、カウント動作を行う回路である。カウンタ部31Aの構成の詳細については、図8を用いて後述する。
The
制御回路34Aは、カウンタ32及びカウンタ33の示す値に基づいて、遅延調整回路22及び23の遅延時間を調整するための制御信号DELAY_DP及びDELAY_DMを生成するための回路である。制御回路34Aは、カウンタ32及び33の差分として許容できる閾値を予め記憶するためのレジスタ(図示しない)を備える。制御回路34Aは、例えば、CPUやデコーダとして構成することが可能である。制御回路34Aがデコーダとして構成される場合、カウンタ32及びカウンタ33の値をデコードして、制御信号DELAY_DP及びDELAY_DMが生成される。また、制御回路34AがCPU(例えば、CPU2)で構成される場合、CPUは、カウンタ32及びカウンタ33のカウント値に基づいて、制御信号DELAY_DP及びDELAY_DMに出力すべき値を算出する。CPUは、算出した出力すべき値に基づいて、DELAY_DP及びDELAY_DMを出力するためのレジスタ(図示しない)に、予め決められた値を書き込む。
The
遅延調整回路(第1の遅延制御回路)22は、制御信号DELAY_DPに基づいて、データラインの遅延量を変更するための回路である。同様に、遅延調整回路(第2の遅延制御回路)23は、制御信号DELAY_DMに基づいて、データラインの遅延量を変更するための回路である。このように、調整制御回路30Aは、制御信号DELAY_DPとDELAY_DMを制御することにより、差動出力端子DP及びDMに出力されるデータの遅延量を調整することができる。遅延調整回路22及び23の詳細は、図9及び図10を用いて、後述する。
The delay adjustment circuit (first delay control circuit) 22 is a circuit for changing the delay amount of the data line based on the control signal DELAY_DP. Similarly, the delay adjustment circuit (second delay control circuit) 23 is a circuit for changing the delay amount of the data line based on the control signal DELAY_DM. In this way, the
図8は、実施の形態2に係るカウント部31Aの構成例を示すブロック図である。カウント部31Aは、XOR回路310とAND回路311及び312と、リングオシレータ(ROSC)313及び314と、カウンタ32及び33を含む。XOR回路310は、DP_COMP及びDM_COMPのXORをとる回路である。XOR回路310の出力信号は、AND回路311及び312に入力される。AND回路311は、DP_COMP信号がHレベルの場合のみ、XOR回路310の出力をリングオシレータ313に伝播させる機能を有する。また、AND回路312は、DM_COMP信号がHレベルの場合のみ、XOR回路310の出力をリングオシレータ314に伝播させる機能を有する。リングオシレータ313が出力するクロック信号DP_CNは、カウンタ32に入力される。リングオシレータ314が出力するクロック信号DM_CNは、カウンタ33に入力される。
FIG. 8 is a block diagram showing a configuration example of the
図8の左下のタイミングチャートは、DPが立ち上がり、DMが立ち下がる場合の波形が示されている。DP側の変化が早い場合は、DP立ち上がりからDM立ち下がりまでの間、DP_CNにクロックパルスが出力される。一方、クロック信号DM_CNにはクロックパルスが出力されない。図8の右下のタイミングチャートは、DPが立ち下がり、DMが立ち上がる場合の波形を示している。DPの変化が早い場合は、クロック信号DP_CNにはクロックパルスが出力されない。一方、DP立ち下がりからDM立ち上がりまでの間、クロック信号DM_CNにクロックパルスが出力される。 The timing chart at the lower left of FIG. 8 shows the waveform when the DP rises and the DM falls. If the change on the DP side is fast, a clock pulse is output to DP_CN from the rise of DP to the fall of DM. On the other hand, no clock pulse is output to the clock signal DM_CN. The timing chart at the lower right of FIG. 8 shows the waveform when the DP falls and the DM rises. If the DP changes quickly, no clock pulse is output to the clock signal DP_CN. On the other hand, a clock pulse is output to the clock signal DM_CN from the fall of DP to the rise of DM.
図8には、カウント部31Aがリングオシレータ313及び314を備える構成例が示されているが、カウント部31Aの構成例はこれに限られない。カウント部31は外部より基準クロックを受信しても良い。この場合、カウンタ32及び33は、基準クロックを基準として、DPとDMの遅延時間だけ、カウントする構成とすることが可能である。
FIG. 8 shows a configuration example in which the
次に、図9及び図10を用いて、遅延調整回路22及び23の詳細について説明する。図9は、実施の形態2に係る遅延調整回路22の構成例を示すブロック図である。図10は、遅延調整回路22の内部信号のタイミングチャートである。遅延調整回路23も、同様に、図9のように構成されるので、説明を省略する。遅延調整回路22は、RISE遅延調整回路220と、FALL遅延調整回路230と、を備える。RISE遅延調整回路220は、信号PEN_INを受信し、信号PEN_OUTを出力する。PEN_IN及びPEN_OUTは、出力回路112のP型MOSFETであるMP1のONまたはOFFを制御するための制御信号である。RISE遅延調整回路220は、PEN_OUTが立ち上がるタイミングを調整することにより、MP1がONしてDPが立ち上がるタイミングを調整する。一方、FALL遅延調整回路230は、信号NEN_INを受信し、信号NEN_OUTを出力する。NEN_IN及びNEN_OUTは、出力回路112のNMOSトランジスタMN1のONまたはOFFを制御するための制御信号である。FALL遅延調整回路230は、NEN_OUTが立ち上がるタイミングを調整することにより、MN1がONしてDPが立ち下がるタイミングを調整する。
Next, the details of the
図9を参照して、RISE遅延調整回路220は、複数の遅延素子221と、マルチプレクサ(MUX)222と、AND回路223とを備える。RISE遅延調整回路220は、入力された信号PEN_INから異なる伝播遅延を有する複数の信号を生成する。信号224は、信号PEN_INをバッファリングして生成された信号である。信号群225は、異なる遅延値あるいは異なる段数の遅延素子221を伝播することにより、異なる伝播遅延値を有する複数の信号である。異なる伝播遅延を有する信号群225は、マルチプレクサ(MUX)222に入力され、制御信号DELAY_DPに基づいて、所望の遅延値をもつ信号226が選択されて、AND回路223のB端子に入力される。AND回路223のA端子には、信号224が入力される。遅延調整回路22の出力信号PEN_OUTは、AND回路223により信号224と所望の遅延値をもつ信号226との論理積をとり生成される。これにより、RISE遅延調整回路220は、信号PEN_INに対して、所望の値だけ立ち上がりを遅延させた信号をPEN_OUTに出力することができる。図10には、PEN_OUTの立ち上がりエッジが遅延する様子が示されている。RISE遅延調整回路220は、AND回路223により、PEN_INの立ち下がり側を遅延させずにPEN_OUTに伝播させる。図10には、PEN_OUTの立ち下がりエッジが遅延せずに出力されている様子が示されている。PEN_INの立ち下がり側を遅延させない理由は、MP1のOFF制御の遅れにより、MP1とMN1に貫通電流が流れることを防止するためである。図10には、PEN_OUTがHレベルにある間、PMOSトランジスタMP1がONすることが示されている。
With reference to FIG. 9, the RISE
再び図9を参照して、FALL遅延調整回路230は、複数の遅延素子231と、マルチプレクサ(MUX)232と、OR回路233とを備える。FALL遅延調整回路230は、入力された信号NEN_INから異なる伝播遅延を有する複数の信号を生成する。信号234は、信号NEN_INをバッファリングして生成された信号である。信号群235は、異なる遅延値あるいは異なる段数の遅延素子231を伝播することにより、異なる伝播遅延値を有する複数の信号である。信号群235は、マルチプレクサ(MUX)232に入力され、制御信号DELAY_DMに基づいて、所望の遅延値をもつ信号236が選択されて、OR回路233のD端子に入力される。OR回路233のC端子には、信号234が入力される。FALL遅延調整回路230の出力信号NEN_OUTは、OR回路233により信号234と所望の遅延値をもつ信号236との論理和をとり生成される。これにより、FALL遅延調整回路230は、信号NEN_INに対して所望の値だけ信号の立ち下がりを遅延させた信号を、NEN_OUTに出力することができる。図10には、NEN_OUTの立ち下がりエッジが遅延する様子が示されている。FALL遅延調整回路230は、OR回路233により、NEN_INの立ち上がり側を遅延させずにNEN_OUTに伝播させる。図10には、NEN_OUTの立ち上がりエッジが遅延せずに出力される様子が示されている。NEN_INの立ち上がり側を遅延させない理由は、MN1のOFF制御の遅れにより、MP1とMN1に貫通電流が流れることを防止するためである。図10には、NEN_OUTがHレベルにある間、NMOSトランジスタMN1がOFFすることが示されている。
With reference to FIG. 9 again, the FALL
なお、図9において、RISE遅延調整回路220及びFALL遅延調整回路230は、それぞれ複数の遅延素子221及び231を有しているが、遅延調整回路22の構成はこれに限られない。
In FIG. 9, the RISE
図11は、実施の形態2に係るドライバ回路11Aの構成例を示すブロック図である。実施の形態1に係るドライバ回路11と異なり、ドライバ回路11Aは、MP3及びMN3から構成されるインバータ回路の入力として、PEN_DPに代えて遅延調整回路22が出力する信号PEN_OUTを受信している。また、ドライバ回路11Aは、MP4及びMN4から構成されるインバータ回路の入力として、NEN_DPに代えて遅延調整回路22が出力する信号NEN_OUTを受信している。ドライバ回路11Aは、PEN_OUT及びNEN_OUTにより、出力回路112の変化タイミングを調整することができる。
FIG. 11 is a block diagram showing a configuration example of the
(動作)
図12は、実施の形態2に係る差動出力回路7Aが出力する差動出力信号の波形の一例を示すタイミングチャートである。図12には、差動出力端子DP及びDMから出力される差動出力信号の波形と、コンパレータ20及び21が出力するステータス信号DP_COMP及びDM_COMPの波形と、が示されている。コンパレータ20A及び21Aは、DP及びDMの電圧が、基準電圧VREF3とクロスする点をモニタする。ここで、基準電圧VREF3の値は、例えば、電源電圧VDDの1/2であるが、規格等により調整したい範囲で任意に決めることも可能である。図12では、DPがLレベルからHレベルに変化し、DMがHレベルからLレベルに変化している。
(motion)
FIG. 12 is a timing chart showing an example of the waveform of the differential output signal output by the differential output circuit 7A according to the second embodiment. FIG. 12 shows the waveforms of the differential output signals output from the differential output terminals DP and DM, and the waveforms of the status signals DP_COMP and DM_COMP output by the comparators 20 and 21. The comparators 20A and 21A monitor the point where the DP and DM voltages cross the reference voltage VREF3. Here, the value of the reference voltage VREF3 is, for example, 1/2 of the power supply voltage VDD, but it can be arbitrarily determined within a range to be adjusted according to a standard or the like. In FIG. 12, DP changes from L level to H level, and DM changes from H level to L level.
コンパレータ20Aは、DPの電圧がLレベルからHレベルに変化する場合は、VDD/2以上になるとDP_COMPにHレベルを出力する。コンパレータ21Aは、DMの電圧がHからLに変化する場合は、VDD/2以下になるとDM_COMPにHレベルを出力する。カウンタ32及び33は、DP_COMP及びDM_COMPに基づいて、DPの立ち上がりとDMの立ち下がりの遅延時間差、または、DPの立ち下がりとDMの立ち上がりの遅延時間差をカウントする。制御回路は、カウンタ32及び33が示すカウント値に基づいて、遅延調整用の制御信号DELAY_DP及びDELAY_DMを生成し、差動出力端子DP及びDMの信号遅延を調整する。
When the voltage of DP changes from L level to H level, the comparator 20A outputs H level to DP_COMP when it becomes VDD / 2 or more. The comparator 21A outputs the H level to DM_COMP when the voltage of DM changes from H to L and becomes VDD / 2 or less. The
図12を参照して、破線で示される波形は、このようにしてDPの出力波形を遅延させて得られた遅延後のDPの波形である。実線のDMの波形と破線のDPの波形とはVDD/2で交わっている。即ち、差動出力信号のクロスポイントは、VDD/2に調整されている。 With reference to FIG. 12, the waveform shown by the broken line is the waveform of the DP after the delay obtained by delaying the output waveform of the DP in this way. The solid DM waveform and the dashed DP waveform intersect at VDD / 2. That is, the cross point of the differential output signal is adjusted to VDD / 2.
図13は、制御回路34Aによるクロスポイント調整フローを示すフローチャートである。まず、差動出力回路7Aは、差動出力信号を送信する(ステップS201)。続いて、カウンタ32及び33は、差動出力端子DP及びDMのクロスポイントの時間差をカウントする(ステップS202)。実施の形態2に係る制御回路34Aは、カウンタ32及び33の差分として許容できる閾値を予め記憶するためのレジスタ(図示しない)を備えている。制御回路34Aは、カウンタ32及び33の示す値を参照して、DP及びDMのクロスポイントの時間差が予め決められた閾値以下か否かを判定する(ステップS203)。DP及びDMのクロスポイントの時間差が閾値より大きい場合(ステップS203:NO)、制御回路34Aは、DELAY_DP及びDELAY_DMで遅延調整回路22及び23の遅延を調整するため、DP側とDM側のどちらの変化タイミングの方が早いかを判定する(ステップS204)。DPが基準電圧VREF3と交わる時刻が、DMが基準電圧VREF3と交わる時刻より早い場合(ステップS204:YES)は、DP側の遅延調整用の制御信号DELAY_DPにより、DP側に遅延を挿入する(ステップS205)。DP側の遅延を調整した後、DP及びDMのクロスポイントの時間差が閾値以下に改善されたか否かを判断するため、制御回路34Aによる制御は、ステップS202の処理に遷移する。一方、DMが基準電圧VREF3と交わる時刻が、DPが基準電圧VREF3と交わる時刻より早い場合(ステップS204:NO)、遅延調整用の制御信号DELAY_DMにより、DM側に遅延を挿入する(ステップS206)。DM側の遅延を調整した後、DP及びDMのクロスポイントの時間差が閾値以下に改善されたか否かを判断するため、制御回路34Aによる制御は、ステップS202の処理に遷移する。
FIG. 13 is a flowchart showing a crosspoint adjustment flow by the
(効果)
実施の形態2に係る差動出力回路7Aは、実施の形態1に係る差動出力回路7と比較して、コンパレータ20及び21に代えて、コンパレータ20A及び21Aを備える。また、実施の形態2に係る差動出力回路7Aは、遅延調整回路22及び23を備える。このため、遅延調整回路22及び23により、ドライバ回路11A及び12Aが差動出力信号を出力するタイミングを遅らせることができる。したがって、差動出力回路7Aは、DPとDMのクロスポイントを調整することができる。その結果、例えばUSB等の規格で定められた電気的特性について、プロセス、電圧、及び温度の変動による影響を抑止し、規格を満足する差動出力信号を出力することが容易となる。
(effect)
The differential output circuit 7A according to the second embodiment includes the comparators 20A and 21A instead of the comparators 20 and 21 as compared with the
実施の形態2においても、実施の形態1の変形例と同様、出荷時にテスタで半導体装置をテストした結果に基づいて、DELAY_DP及びDELAY_DMを固定することが可能である。この場合、DELAY_DP及びDELAY_DMの値は、例えば、半導体装置に内蔵される不揮発性メモリ(図示しない)に記憶することができる。 Also in the second embodiment, as in the modification of the first embodiment, the DELAY_DP and the DELAY_DM can be fixed based on the result of testing the semiconductor device with a tester at the time of shipment. In this case, the values of DELAY_DP and DELAY_DM can be stored in, for example, a non-volatile memory (not shown) built in the semiconductor device.
また、図7において遅延調整回路22及び23は、ドライバ回路11A及び12Aの外部にあるものとして説明したが、差動出力回路7Aの構成はこれに限られない。遅延調整回路22及び23は、それぞれ、ドライバ回路11A及び12Aに含まれる構成であっても良い。
Further, although the
更に、実施の形態2に係る制御回路34Aとしては、例えばCPUを利用することができる。また、制御回路34Aは、専用のデコーダであっても良い。
Further, as the
[実施の形態3]
次に実施の形態3について説明する。図14は、実施の形態3に係る差動出力回路7Bの構成例を示すブロック図である。実施の形態3に係る差動出力回路7Bは、実施の形態1に係る差動出力回路7と比較して、遅延調整回路22及び23を具備する点と、コンパレータ20及び21に代えてコンパレータ20B及び21Bを具備する点と、カウント部31に代えてカウント部31Bを具備する点と、制御回路34Bが制御信号SLEW_DP及びSLEW_DMに加えて、DELAY_DP及びDELAY_DMをも出力する点で異なる。これ以外の構成及び動作については、実施の形態1で説明した半導体装置1と同様であるので、同一の構成については同一の符号を付し、重複した説明は省略する。
[Embodiment 3]
Next, the third embodiment will be described. FIG. 14 is a block diagram showing a configuration example of the differential output circuit 7B according to the third embodiment. The differential output circuit 7B according to the third embodiment includes
実施の形態3に係る差動出力回路7Bは、実施の形態1に係る差動出力回路7のスルーレート調整機能と、実施の形態2に係る差動出力回路7Aのクロスポイント調整機能の両方の調整機能を有する。
The differential output circuit 7B according to the third embodiment has both a slew rate adjustment function of the
遅延調整回路22及び23は、実施の形態2で説明した差動出力回路7Aと同一の遅延調整回路である。
The
コンパレータ20Bは、差動出力端子DPの電圧と、3つの基準電圧VREF1、VREF2、及びVREF3との大小関係を比較する電圧比較回路である。同様に、コンパレータ21Bは、差動出力端子DMの電圧と、3つの基準電圧VREF1、VREF2、及びVREF3との大小関係を比較する電圧比較回路である。 The comparator 20B is a voltage comparison circuit that compares the magnitude relationship between the voltage of the differential output terminal DP and the three reference voltages VREF1, VREF2, and VREF3. Similarly, the comparator 21B is a voltage comparison circuit that compares the magnitude relationship between the voltage of the differential output terminal DM and the three reference voltages VREF1, VREF2, and VREF3.
調整制御回路30Bは、カウント部31Bと、制御回路34Bと、を備える。調整制御回路30Bは、カウンタ32のカウント値とカウンタ33のカウント値に基づいて、ドライバ回路11及び12に、それぞれ、制御信号SLEW_DP及びSLEW_DMを出力する。また、調整制御回路30Bは、カウンタ32のカウント値とカウンタ33のカウント値に基づいて、遅延調整回路22及び23に、それぞれ、制御信号DELAY_DP及びDELAY_DMを出力する。
The
カウント部31Bは、実施の形態1に係るカウント部31、及び、実施の形態2に係るカウント部31Aの両機能を有する。カウント部31Bは、実施の形態1と同様に制御信号SLEW_DP及びSLEW_DMにより制御を行うステップにあるか、実施の形態2と同様にDELAY_DP及びDELAY_DMにより制御を行うステップにあるか、に基づいて、それぞれに適したカウント動作を行う。
The
制御回路34Bは、ドライバ回路11及び12に対して、制御信号SLEW_DP及びSLEW_DMを送信するとともに、遅延調整回路22及び23に対して制御信号DELAY_DP及びDELAY_DMを送信する。
The
(動作)
図15は、差動出力回路7Bが出力する差動出力信号のタイミングチャートである。実施の形態3に係る差動出力回路7Bは、図15(a)に示されるように、まず、Tr/Tf、即ち、スルーレートを調整する。続いて、差動出力回路7Bは、図15(b)に示されるように、遅延調整回路を用いてクロスポイントの調整を行う。
(motion)
FIG. 15 is a timing chart of the differential output signal output by the differential output circuit 7B. The differential output circuit 7B according to the third embodiment first adjusts Tr / Tf, that is, the slew rate, as shown in FIG. 15A. Subsequently, the differential output circuit 7B adjusts the cross point using the delay adjustment circuit as shown in FIG. 15 (b).
図16は、実施の形態3に係る差動出力回路7Bの動作フローを示すフローチャートである。ステップS101からS108については、実施の形態1に係るフローチャート図である図6と同様であるので、説明を省略する。ステップS105においてCNTDPとCNTDMとが一致する場合(ステップS105:YES)、カウンタ32及びカウンタ33は、クロスポイントの時間差をカウントする動作モードに切り替わる(ステップS202)。ステップS202からS206までの動作は、実施の形態2に係るフローチャートである図13と同様であるので、説明を省略する。クロスポイントの時間差が閾値以下である場合(ステップS203:YES)、差動出力回路7Bによる差動出力信号の調整動作は終了する。このように、実施の形態3では、スルーレートを調整した後、クロスポイントの調整を行う。これは、スルーレートを変更するとクロスポイントも変わってしまうため、先にスルーレートを調整し、スルーレートを決めた後でクロスポイントの遅延差を調整する方が、調整効率が良いためである。
FIG. 16 is a flowchart showing an operation flow of the differential output circuit 7B according to the third embodiment. Steps S101 to S108 are the same as FIG. 6 which is a flowchart of the first embodiment, and thus the description thereof will be omitted. When CNTDP and CNTDM match in step S105 (step S105: YES), the
(効果)
実施の形態3に係る差動出力回路7Bは、実施の形態1の差動出力回路7に対して、更に遅延調整回路22及び23を具備する。また、コンパレータ20Bは、差動出力端子DPの電圧と、基準電圧VREF1、VREF2、及びVREF3との電圧を比較することができる。同様に、コンパレータ21Bは、差動出力端子DMの電圧と、基準電圧VREF1、VREF2、及びVREF3との電圧を比較することができる。調整制御回路30Bは、スルーレートを調整するための制御信号SLEW_DP及びSLEW_DMと、クロスポイントを調整するための制御信号DELAY_DP及びDELAY_DMを生成する。このため、差動出力回路7Bは、スルーレート調整とクロスポイント調整の両方を行うことができる。したがって、差動出力回路7Bが出力する差動出力信号に関してスルーレート及びクロスポイントの電気的特性が規格化されている場合にも、差動出力回路7Bは、プロセス、電圧、及び温度の影響を除去して規格を満足する差動出力信号を容易に出力することができる。
(effect)
The differential output circuit 7B according to the third embodiment further includes
[実施の形態4]
次に実施の形態4について説明する。実施の形態4に係る差動出力回路7Cは、クロスポイント調整を、スルーレートを調整することで実現する。
[Embodiment 4]
Next, the fourth embodiment will be described. The differential output circuit 7C according to the fourth embodiment realizes the cross point adjustment by adjusting the slew rate.
(構成)
図17は、実施の形態4に係る差動出力回路7Cの構成例を示すブロック図である。実施の形態4に係る差動出力回路7Cは、実施の形態1に係る差動出力回路7と比較して、コンパレータ20及び21に代えて、コンパレータ20C及び21Cを備える点で異なる。これ以外の構成及び動作については、実施の形態1で説明した差動出力回路7と同様であるので、同一の構成については同一の符号を付し、重複した説明は省略する。
(Constitution)
FIG. 17 is a block diagram showing a configuration example of the differential output circuit 7C according to the fourth embodiment. The differential output circuit 7C according to the fourth embodiment is different from the
コンパレータ20Cは、差動出力端子DPの電圧と基準電圧VREF3とを比較する電圧比較回路である。コンパレータ20Cは、差動出力端子DPの電圧がLレベルからHレベルに変化する場合には、基準電圧VREF3以上の場合に、DP_COMP信号としてHレベルを出力する。また、コンパレータ20Cは、DPの電圧がHレベルからLレベルに変化する場合には、基準電圧VREF3以下の場合に、DP_COMP信号としてHレベルを出力する。 The comparator 20C is a voltage comparison circuit that compares the voltage of the differential output terminal DP with the reference voltage VREF3. When the voltage of the differential output terminal DP changes from the L level to the H level, the comparator 20C outputs the H level as a DP_COMP signal when the reference voltage is VREF3 or higher. Further, when the voltage of DP changes from H level to L level, the comparator 20C outputs H level as DP_COMP signal when the reference voltage is VREF3 or less.
同様に、コンパレータ21Cは、差動出力端子DMの電圧と基準電圧VREF3とを比較する電圧比較回路である。コンパレータ21Cは、差動出力端子DMの電圧がLレベルからHレベルに変化する場合には、基準電圧VREF3以上の場合に、DM_COMP信号としてHレベルを出力する。また、コンパレータ21Cは、DMの電圧がHレベルからLレベルに変化する場合には、基準電圧VREF3以下の場合に、DM_COMP信号としてHレベルを出力する。 Similarly, the comparator 21C is a voltage comparison circuit that compares the voltage of the differential output terminal DM with the reference voltage VREF3. When the voltage of the differential output terminal DM changes from the L level to the H level, the comparator 21C outputs the H level as a DM_COMP signal when the reference voltage is VREF3 or higher. Further, when the voltage of DM changes from H level to L level, the comparator 21C outputs H level as a DM_COMP signal when the reference voltage is VREF3 or less.
調整制御回路30Cは、カウンタ32または33が示す値に基づいて、ドライバ回路11及び12のスルーレートを制御するための制御信号SLEW_DP及びSLEW_DMを出力する回路である。ドライバ回路11は、SLEW_DPに基づいて、定電流回路110及び111のカレントミラーの比を制御して、基準電流を調整する。定電流回路110及び111の基準電流が調整されるため、フィードバック容量素子C1及びC2の充放電に要する時間が変化する。その結果、差動出力端子DPに出力される差動出力信号のスルーレートが調整される。同様に、ドライバ回路12は、SLEW_DMに基づいて、定電流回路110及び111のカレントミラーの比を制御して、基準電流を調整する。定電流回路110及び111の基準電流が調整されるため、フィードバック容量素子C1及びC2の充放電に要する時間が変化する。その結果、差動出力端子DMに出力される差動出力信号のスルーレートが調整される。調整制御回路30Cは、差動出力端子DP及びDMに出力する信号のスルーレートを調整することにより、両信号のクロスポイントを調整する。
The
(動作)
調整制御回路30Cでは、差動出力端子DPまたはDMのいずれか一方が先にVDD/2に到達してから、DPまたはDMの他方がVDD/2に到達するまでの時間差が、カウンタ32またはカウンタ33でカウントされる。換言すると、調整制御回路30Cでは、ステータス信号DP_COMPまたはDM_COMPの一方が活性化されてから、他方が活性化されるまでの時間差が、カウンタ32またはカウンタ33でカウントされる。より具体的には、差動出力端子DPの方が差動出力端子DMより先にVDD/2に到達する場合には、カウンタ32によりカウント動作が行われる。一方、差動出力端子DMの方が差動出力端子DPより先にVDD/2に到達する場合には、カウンタ33によりカウント動作が行われる。
(motion)
In the
図18は、実施の形態4に係る差動出力回路7Cが出力する差動出力信号のタイミングチャートである。図18に示される例では、差動出力端子DPの波形がLレベルからHレベルに変化する際にVDD/2に到達する時刻T1は、差動出力端子DMの波形がHレベルからLレベルに変化する際にVDD/2に到達する時刻T2より早い。このため、実線で示される調整前のDPの波形と、実線で示される調整前のDMの波形とはVDD/2より高い電圧で波形がクロスしている。カウンタ32は、時刻T1から時刻T2までの間、カウント動作を行う。制御回路34Cは、カウンタ32の示す値に基づいて、差動出力端子DPのスルーレートを調整するために、SLEW_DP信号を生成する。ドライバ回路11は、制御信号SLEW_DPに基づいて、差動出力端子DPのスルーレートを、より緩やかにLレベルからHレベルに変化するように調整する。その結果、図18に示されるように、差動出力端子DPの立ち上がり波形は、破線のように変化する。これにより、差動出力回路7Cは、差動出力端子DP及びDMのクロスポイントを、VDD/2に調整することができる。
FIG. 18 is a timing chart of the differential output signal output by the differential output circuit 7C according to the fourth embodiment. In the example shown in FIG. 18, at the time T1 when the waveform of the differential output terminal DP changes from L level to H level and reaches VDD / 2, the waveform of the differential output terminal DM changes from H level to L level. It is earlier than the time T2 when it reaches VDD / 2 when it changes. Therefore, the waveform of the DP before adjustment shown by the solid line and the waveform of the DM before adjustment shown by the solid line cross at a voltage higher than VDD / 2. The
(効果)
実施の形態4に係る差動出力回路7Cは、実施の形態1に係る差動出力回路7と比較して、コンパレータ20及び21に代えて、コンパレータ20C及び21Cを備えている。このため、コンパレータ20C及び21Cは、1つの基準電圧VREF3に基づき、かつ、遅延制御回路を具備することなく、差動出力信号のクロスポイントを調整することができる。この結果、差動出力回路7Cは、プロセス、電圧、及び温度の影響を除去して、規格等で定められた電気的特性を満足する差動出力信号を容易に出力することができる。
(effect)
The differential output circuit 7C according to the fourth embodiment includes the comparators 20C and 21C instead of the comparators 20 and 21 as compared with the
以上、本発明によってなされた発明を実施の形態に基づき具体的に説明したが、本発明は既に述べた実施の形態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され得る。 Although the invention made by the present invention has been specifically described above based on the embodiments, the present invention is not limited to the embodiments already described, and various modifications can be made without departing from the gist thereof.
1 半導体装置
2 CPU
3 ROM
4 RAM
5 論理回路
6 USBトランシーバ
7、7A、7B、7C 差動出力回路
9 周辺機器
11、12 ドライバ回路
13 ドライバ制御回路
14 基準電流生成回路
20、20A、20B、20C コンパレータ
21、21A、21B、21C コンパレータ
22、23 遅延調整回路
30、30A、30B、30C 調整制御回路
31、31A、31B、31C カウント部
32、33 カウンタ
34、34A、34B、34C 制御回路
90 ホストコンピュータ
91 半導体装置
92 USBトランシーバ
110、110A 定電流回路
111、111A 定電流回路
112 出力回路
220 RISE遅延調整回路
230 FALL遅延調整回路
221、231 遅延素子
222、232 マルチプレクサ(MUX)
223 AND回路
233 OR回路
224、234 信号
225、235 信号群
226、236 信号
310 XOR回路
311、312 AND回路
313、314 リングオシレータ(ROSC)
C1、C2 フィードバック容量素子
DELAY_DP、DELAY_DM 制御信号
DP_CN、DM_CN クロック信号
DP、DM 差動出力端子
DP_COMP、DM_COMP ステータス信号
MN1、MN2、MN3、MN4 N型MOSFET
MP1、MP2、MP3、MP4 P型MOSFET
PEN_IN、NEN_IN 信号
PEN_OUT、NEN_OUT 信号
PEN_DP、NEN_DP、PEN_DM、NEN_DM 制御信号
SLEW_DP、SLEW_DM 制御信号
VCC、VCCQ、VDD 電源電圧
VREF1、VREF2、VREF3 基準電圧
VSS、VSSQ 接地電圧
3 ROM
4 RAM
5 Logic circuit 6
223 AND
C1, C2 feedback capacitance element DELAY_DP, DELAY_DM control signal DP_CN, DM_CN clock signal DP, DM differential output terminal DP_COMP, DM_COMP status signal MN1, MN2, MN3, MN4 N-type MOSFET
MP1, MP2, MP3, MP4 P-type MOSFET
PEN_IN, NEN_IN signal PEN_OUT, NEN_OUT signal PEN_DP, NEN_DP, PEN_DM, NEN_DM control signal SLEW_DP, SLEW_DM control signal VCS, VCSQ, VDD Power supply voltage VREF1, VREF2, VREF3 Reference voltage VSS
Claims (16)
前記第1の出力回路の出力波形を制御する第1の回路と、
前記差動出力信号に含まれる第2の信号を出力する第2の出力回路と、
前記第2の出力回路の出力波形を制御する第2の回路と、
前記第1の信号が予め決められた電圧範囲にあるか否かを示す第1のステータス信号を出力する第1のコンパレータと、
前記第2の信号が前記予め決められた電圧範囲にあるか否かを示す第2のステータス信号を出力する第2のコンパレータと、
前記第1のステータス信号と前記第2のステータス信号とを受信する調整制御回路と、を具備し、
前記調整制御回路は、前記第1のステータス信号と、前記第2のステータス信号とに基づいて、前記第1の回路及び前記第2の回路を制御する、
半導体装置。 A first output circuit that outputs the first signal included in the differential output signal, and
The first circuit that controls the output waveform of the first output circuit and
A second output circuit that outputs a second signal included in the differential output signal, and a second output circuit.
A second circuit that controls the output waveform of the second output circuit, and
A first comparator that outputs a first status signal indicating whether or not the first signal is in a predetermined voltage range, and a first comparator.
A second comparator that outputs a second status signal indicating whether or not the second signal is in the predetermined voltage range, and
An adjustment control circuit for receiving the first status signal and the second status signal is provided.
The adjustment control circuit controls the first circuit and the second circuit based on the first status signal and the second status signal.
Semiconductor device.
前記第1のステータス信号に基づいてカウントを行う第1のカウンタと、
前記第2のステータス信号に基づいてカウントを行う第2のカウンタと、を具備し、
前記調整制御回路は、前記第1のカウンタ及び前記第2のカウンタのカウント値に基づいて、前記第1の回路及び前記第2の回路を制御する、
請求項1に記載の半導体装置。 The adjustment control circuit
A first counter that counts based on the first status signal, and
A second counter that counts based on the second status signal is provided.
The adjustment control circuit controls the first circuit and the second circuit based on the count values of the first counter and the second counter.
The semiconductor device according to claim 1.
前記第2の回路は、前記第2の出力回路の出力波形を制御するための第3の定電流回路と第4の定電流回路を具備し、
前記調整制御回路は、前記第1のカウンタが示す第1のカウント値及び前記第2のカウンタが示す第2のカウント値に基づいて、前記第1ないし第4の定電流回路の電流量を制御する、
請求項2に記載の半導体装置。 The first circuit includes a first constant current circuit and a second constant current circuit for controlling the output waveform of the first output circuit.
The second circuit includes a third constant current circuit and a fourth constant current circuit for controlling the output waveform of the second output circuit.
The adjustment control circuit controls the amount of current in the first to fourth constant current circuits based on the first count value indicated by the first counter and the second count value indicated by the second counter. To do,
The semiconductor device according to claim 2.
前記第2の回路は、前記第2の出力回路に接続される第3の容量素子及び第4の容量素子を更に具備し、
前記第1の容量素子は、前記第1の定電流回路に接続され、
前記第2の容量素子は、前記第2の定電流回路に接続され、
前記第3の容量素子は、前記第3の定電流回路に接続され、
前記第4の容量素子は、前記第4の定電流回路に接続される
請求項3に記載の半導体装置。 The first circuit further comprises a first capacitive element and a second capacitive element connected to the first output circuit.
The second circuit further comprises a third capacitive element and a fourth capacitive element connected to the second output circuit.
The first capacitive element is connected to the first constant current circuit and is connected to the first constant current circuit.
The second capacitive element is connected to the second constant current circuit and is connected to the second constant current circuit.
The third capacitive element is connected to the third constant current circuit.
The semiconductor device according to claim 3, wherein the fourth capacitive element is connected to the fourth constant current circuit.
請求項3に記載の半導体装置。 When the first count value is larger than the second count value, the adjustment control circuit controls to increase the currents of the first constant current circuit and the second constant current circuit.
The semiconductor device according to claim 3.
請求項3に記載の半導体装置。 When the first count value is larger than the second count value, the adjustment control circuit controls to reduce the currents of the third constant current circuit and the fourth constant current circuit.
The semiconductor device according to claim 3.
前記予め決められた電圧範囲は、前記第1の基準電圧以上、かつ、前記第2の基準電圧以下である、
請求項1に記載の半導体装置。 The first reference voltage and the second reference voltage, which are predetermined based on the power supply voltage supplied to the first output circuit and the second output circuit, are the first comparator and the second comparator. Entered in
The predetermined voltage range is equal to or higher than the first reference voltage and equal to or lower than the second reference voltage.
The semiconductor device according to claim 1.
前記第1のカウンタと前記第2のカウンタは、前記クロック生成回路により供給されるクロックに基づいてカウントを行う、
請求項2に記載の半導体装置。 The adjustment control circuit further includes a clock generation circuit.
The first counter and the second counter count based on the clock supplied by the clock generation circuit.
The semiconductor device according to claim 2.
前記第2の回路は、前記第2の出力回路に入力されるデータの遅延量を調整するための第2の遅延調整回路であり、
前記調整制御回路は、前記第1のステータス信号と、前記第2のステータス信号とに基づいて、前記第1の遅延調整回路の遅延量及び前記第2の遅延調整回路の遅延量を制御する、
請求項1に記載の半導体装置。 The first circuit is a first delay adjusting circuit for adjusting a delay amount of data input to the first output circuit.
The second circuit is a second delay adjusting circuit for adjusting the delay amount of the data input to the second output circuit.
The adjustment control circuit controls the delay amount of the first delay adjustment circuit and the delay amount of the second delay adjustment circuit based on the first status signal and the second status signal.
The semiconductor device according to claim 1.
前記予め決められた電圧範囲は、前記基準電圧以上である、
請求項1に記載の半導体装置。 A reference voltage predetermined based on the power supply voltage supplied to the first output circuit and the second output circuit is input to the first comparator and the second comparator.
The predetermined voltage range is equal to or higher than the reference voltage.
The semiconductor device according to claim 1.
前記第2の回路に入力されるデータの遅延量を調整するための第2の遅延調整回路と、を更に具備し、
前記第1の回路は、前記第1の出力回路の出力波形を制御するための第1の定電流回路と第2の定電流回路を具備し、
前記第2の回路は、前記第2の出力回路の出力波形を制御するための第3の定電流回路と第4の定電流回路を具備し、
前記調整制御回路は、前記第1のカウンタが示す第1のカウント値及び前記第2のカウンタが示す第2のカウント値に基づいて、前記第1ないし第4の定電流回路の電流量、前記第1の遅延調整回路の遅延量、及び、前記第2の遅延調整回路の遅延量を制御する、
請求項2に記載の半導体装置。 A first delay adjustment circuit for adjusting the amount of delay of data input to the first circuit, and
A second delay adjusting circuit for adjusting the delay amount of data input to the second circuit is further provided.
The first circuit includes a first constant current circuit and a second constant current circuit for controlling the output waveform of the first output circuit.
The second circuit includes a third constant current circuit and a fourth constant current circuit for controlling the output waveform of the second output circuit.
The adjustment control circuit is based on the first count value indicated by the first counter and the second count value indicated by the second counter, and the current amount of the first to fourth constant current circuits, said. Controlling the delay amount of the first delay adjustment circuit and the delay amount of the second delay adjustment circuit.
The semiconductor device according to claim 2.
前記予め決められた電圧範囲は、
前記第1の信号が第1のレベルから第2のレベルに変化する場合、前記基準電圧以上であり、
前記第1の信号が前記第2のレベルから前記第1のレベルに変化する場合、前記基準電圧以下であり、
前記第1のステータス信号と前記第2のステータス信号が活性化される時間差に基づいて、前記第1のカウンタまたは前記第2のカウンタがカウントを行い、
前記調整制御回路は、前記第1のカウンタまたは前記第2のカウンタのカウント値に基づいて、前記第1の回路または前記第2の回路を制御する、
請求項2に記載の半導体装置。 A reference voltage predetermined based on the power supply voltage supplied to the first output circuit and the second output circuit is input to the first comparator and the second comparator.
The predetermined voltage range is
When the first signal changes from the first level to the second level, it is equal to or higher than the reference voltage.
When the first signal changes from the second level to the first level, it is equal to or less than the reference voltage.
Based on the time difference between the first status signal and the second status signal being activated, the first counter or the second counter counts.
The adjustment control circuit controls the first circuit or the second circuit based on the count value of the first counter or the second counter.
The semiconductor device according to claim 2.
差動出力信号に含まれる第1の信号を出力するステップと、
前記第1の回路により、前記第1の出力回路の出力波形を制御するステップと、
差動出力信号に含まれる第2の信号を出力するステップと、
前記第2の回路により、前記第2の出力回路の出力波形を制御するステップと、
前記第1のコンパレータにより、前記第1の信号が予め決められた電圧範囲にあるか否かを示す第1のステータス信号を出力するステップと、
前記第2のコンパレータにより、前記第2の信号が予め決められた電圧範囲にあるか否かを示す第2のステータス信号を出力するステップと、
前記第1のカウンタにより、前記第1のステータス信号に基づいてカウントを行うステップと、
前記第2のカウンタにより、前記第2のステータス信号に基づいてカウントを行うステップと、
前記第1のカウンタ及び前記第2のカウンタのカウント値に基づいて、前記第1の回路及び前記第2の回路を制御するステップと、を有する、
半導体装置の動作方法。 A method of operating a semiconductor device including first and second output circuits, first and second circuits, first and second comparators, and first and second counters. The operation method is
The step of outputting the first signal included in the differential output signal and
A step of controlling the output waveform of the first output circuit by the first circuit, and
The step of outputting the second signal included in the differential output signal, and
A step of controlling the output waveform of the second output circuit by the second circuit, and
A step of outputting a first status signal indicating whether or not the first signal is in a predetermined voltage range by the first comparator, and a step of outputting the first status signal.
A step of outputting a second status signal indicating whether or not the second signal is in a predetermined voltage range by the second comparator, and a step of outputting the second status signal.
A step of counting based on the first status signal by the first counter, and
A step of counting based on the second status signal by the second counter, and
It has a step of controlling the first circuit and the second circuit based on the count values of the first counter and the second counter.
How to operate a semiconductor device.
前記第2の回路は第3及び第4の定電流回路を具備し、
前記第1の出力回路の出力波形を制御するステップは、前記第1及び第2の定電流回路により、前記第1の出力回路の出力波形を制御するステップを更に含み、
前記第2の出力回路の出力波形を制御するステップは、前記第3及び第4の定電流回路により、前記第2の出力回路の出力波形を制御するステップを更に含み、
前記第1の回路を制御するステップは、前記第1のカウンタ及び前記第2のカウンタのカウント値に基づいて、前記第1及び第2の定電流回路に流れる電流量を制御するステップを更に含み、
前記第2の回路を制御するステップは、前記第1のカウンタ及び前記第2のカウンタのカウント値に基づいて、前記第3及び第4の定電流回路に流れる電流量を制御するステップを更に含む、
請求項13に記載の半導体装置の動作方法。 The first circuit includes first and second constant current circuits.
The second circuit includes third and fourth constant current circuits.
The step of controlling the output waveform of the first output circuit further includes a step of controlling the output waveform of the first output circuit by the first and second constant current circuits.
The step of controlling the output waveform of the second output circuit further includes a step of controlling the output waveform of the second output circuit by the third and fourth constant current circuits.
The step of controlling the first circuit further includes a step of controlling the amount of current flowing through the first and second constant current circuits based on the count values of the first counter and the second counter. ,
The step of controlling the second circuit further includes a step of controlling the amount of current flowing through the third and fourth constant current circuits based on the count values of the first counter and the second counter. ,
The method of operating the semiconductor device according to claim 13.
前記第2の回路は、前記第2の出力回路に入力されるデータの遅延量を調整するための第2の遅延調整回路を具備し、
前記第1の回路を制御するステップは、前記第1のカウンタ及び前記第2のカウンタのカウント値に基づいて、前記第1の遅延調整回路の遅延量を制御するステップを更に含み、
前記第2の回路を制御するステップは、前記第1のカウンタ及び前記第2のカウンタのカウント値に基づいて、前記第2の遅延調整回路の遅延量を制御するステップを更に含む、
請求項13に記載の半導体装置の動作方法。 The first circuit includes a first delay adjusting circuit for adjusting a delay amount of data input to the first output circuit.
The second circuit includes a second delay adjusting circuit for adjusting a delay amount of data input to the second output circuit.
The step of controlling the first circuit further includes a step of controlling the delay amount of the first delay adjusting circuit based on the count values of the first counter and the second counter.
The step of controlling the second circuit further includes a step of controlling the delay amount of the second delay adjusting circuit based on the count values of the first counter and the second counter.
The method of operating the semiconductor device according to claim 13.
前記第2の回路は第3及び第4の定電流回路を具備し、
前記半導体装置は、
前記第1の回路に入力されるデータの遅延量を調整するための第1の遅延調整回路と、
前記第2の回路に入力されるデータの遅延量を調整するための第2の遅延調整回路と、を更に具備し、
前記第1の出力回路の出力波形を制御するステップは、前記第1及び第2の定電流回路により、前記第1の出力回路の出力波形を制御するステップを更に含み、
前記第2の出力回路の出力波形を制御するステップは、前記第3及び第4の定電流回路により、前記第2の出力回路の出力波形を制御するステップを更に含み、
前記第1の回路を制御するステップは、前記第1のカウンタ及び前記第2のカウンタのカウント値に基づいて、前記第1及び第2の定電流回路に流れる電流量を制御するステップを更に含み、
前記第2の回路を制御するステップは、前記第1のカウンタ及び前記第2のカウンタのカウント値に基づいて、前記第3及び第4の定電流回路に流れる電流量を制御するステップを更に含み、
前記第1のカウンタ及び前記第2のカウンタのカウント値に基づいて、前記第1の遅延調整回路の遅延量を制御するステップと、
前記第1のカウンタ及び前記第2のカウンタのカウント値に基づいて、前記第2の遅延調整回路の遅延量を制御するステップと、を更に含む、
請求項13に記載の半導体装置の動作方法。 The first circuit includes first and second constant current circuits.
The second circuit includes third and fourth constant current circuits.
The semiconductor device is
A first delay adjustment circuit for adjusting the amount of delay of data input to the first circuit, and
A second delay adjusting circuit for adjusting the delay amount of data input to the second circuit is further provided.
The step of controlling the output waveform of the first output circuit further includes a step of controlling the output waveform of the first output circuit by the first and second constant current circuits.
The step of controlling the output waveform of the second output circuit further includes a step of controlling the output waveform of the second output circuit by the third and fourth constant current circuits.
The step of controlling the first circuit further includes a step of controlling the amount of current flowing through the first and second constant current circuits based on the count values of the first counter and the second counter. ,
The step of controlling the second circuit further includes a step of controlling the amount of current flowing through the third and fourth constant current circuits based on the count values of the first counter and the second counter. ,
A step of controlling the delay amount of the first delay adjustment circuit based on the count values of the first counter and the second counter, and
A step of controlling the delay amount of the second delay adjusting circuit based on the count values of the first counter and the second counter is further included.
The method of operating the semiconductor device according to claim 13.
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