JP3892655B2 - Semiconductor integrated circuit device - Google Patents

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Description

【0001】
【発明の属する技術分野】
本発明は、半導体集積回路装置およびデータ・信号伝送システムに係り、特に半導体集積回路装置間で交わされるデータまたは信号を電流量で扱うものに関するもので、例えば半導体メモリとそのコントローラが接続される伝送システムに使用されるものである。
【0002】
【従来の技術】
複数のLSI間を接続する従来の伝送システムは、データとして電圧電位を取り扱っており、例えば半導体メモリとそのコントローラが接続される従来の伝送システムは、図56あるいは図57に示すように構成されている。
【0003】
図56に示す従来の伝送システムは、複数の同期型ダイナミックメモリ(SDRAM)421を二次元に並べ、共通のメモリコントローラ420から各SDRAM 421にクロック信号Clock、アドレス信号Addressを供給するためのクロック・アドレスバス422を接続し、前記メモリコントローラ420と各行のSDRAM 421との間に対応してデータDATAを伝送するためのデータバス423を接続し、前記メモリコントローラ420から各列のSDRAM 421に対応して制御信号(RAS#1、CAS#1、WE#1、CS#1)〜(RAS#4、CAS#4、WE#4、CS#4)を供給するための制御信号バス424を接続している。
【0004】
上記複数のSDRAM 421をプリント基板上に、二次元に並べたメモリモジュールの構成は、データのバス幅を稼ぐことができ、比較的低速のバスで大量のデータを伝送することができる。
【0005】
しかし、図56に示した伝送システムは、バス配線が多いという問題と、バスが終端されていないので反射ノイズがのりやすく、データ読み出しを高速化できないという問題がある。さらに、制御信号バス、アドレスバス、データバスの負荷が揃えられていないので、メモリコントローラから各SDRAMまでの距離に応じて、各SDRAMにおける各信号間のセットアップ/ホールド時間のタイミングが変わる。
【0006】
これにより、各SDRAMにおけるタイミング余裕を短くすることができないので、各SDRAMの動作を高速化することができない。したがって、データの転送レートを上げようとすると、バス幅を増やすしかなく、メモリモジュールのレイアウトが困難になり、さらに、各信号間の負荷を揃え難くなる。
【0007】
一方、図57に示す従来の伝送システムは、複数のRambus型DRAM(RDRAM)331を一次元のデータ伝送路であるRambus channel(Rambus社提唱)を介して接続し、このRambus channelと外部バスとの間にメモリコントローラ330を接続し、基準電位Vrefおよびクロック信号源332からの同期クロックCTMを、Rambus channelを介して各RDRAM 331に供給するようにしたものである。なお、上記Rambus channelは、反射ノイズが起こらないように終端抵抗(terminal resistance)333により終端され、バスの伝達データ信号間のスキューを抑えるため、各バスの負荷が揃えられている。
【0008】
上記したような複数のRDRAM 331をプリント基板上に、一次元に並べたメモリモジュールの構成は、バス構成を単純化することができ、同期クロックを高速化して大量のデータの送受信を行うことができる。
【0009】
【発明が解決しようとする課題】
しかし、図57に示した伝送システムは、バス幅を増やす代わりに、データの送受信を高速化したので、メモリモジュール全体でのバス間のスキューの仕様が厳しく、クロックドライバのジッタも制限される。それに対応するためには、メモリモジュールのプリント基板上の配線の抵抗、インダクタンス及び配線間の相互インタクタンスを精密に制御せねばならず、コスト高に繋がる。
【0010】
加えて、LSIの素子の微細化により、メモリモジュール内のLSIのトランジスタの耐圧を考慮して、出力用の電源電圧(図56参照)やバスの終端電圧VTERM(図57参照)を低下していかざるを得なくなる。すると、データの電圧振幅も低下することになり、データの誤読み出しが発生し易くなる。
【0011】
上記したように比較的低速のバスで大量のデータを扱う従来の伝送システムでは、バス配線が多くなるとともにデータ読み出しを高速化できないという事情がある。
【0012】
また、バス構成を単純化するとともに、同期クロックを高速化して大量のデータの送受信を行う従来の伝送システムでは、システム全体でのバス間のスキューの仕様が厳しく、クロックドライバのジッタも制限されるので、それに対応するためにコスト高に繋がるという事情がある。
【0013】
さらに両者に共通の事情として、微細化に伴い、メモリモジュール内のLSIのトランジスタの耐圧を考慮し、出力用の電源電圧(図56参照)および終端電圧(図57参照)を低下させ、データの振幅を低下させると、データの誤読み出しが発生し易くなるという事情もある。
【0014】
本発明は上記事情を解決すべくなされたもので、伝送データとして電流量を取り扱うことにより、伝送データとして電圧電位を取り扱う場合の事情を避けることが可能になるデータ・信号伝送システムおよび半導体集積回路装置を提供することを目的とする。
【0015】
また、本発明は、電流データの多値化を行うことにより、伝送データ幅の増大を伴うことなく多値のデータ伝送を行うことが可能になり、電圧ノイズマージンが広く、LSIの素子の微細化に伴う電源電圧、外部信号線の振幅電圧の低下にも耐えることが容易になり、低速の同期クロックを伝送する場合でも大量のデータの送受信が可能となる半導体集積回路装置およびそれを用いたデータ・信号伝送システムを提供することを目的とする。
【0016】
【課題を解決するための手段】
この発明の第1態様に係る半導体集積回路装置は、外部から入力する多値化されている電流データを、2値電圧レベルのデータの集合体に変換するADコンバータを有するデータ入力回路と、前記データ入力回路から2値電圧レベルのデータが供給される内部回路と、前記内部回路から供給される2値電圧レベルのデータの集合体を多値化するDAコンバータを有し、多値化された電流データを外部に出力するデータ出力回路と、を具備し、前記外部から入力する多値化されている電流データを電流出力として後段に転送する電流転送回路、をさらに備え、前記電流転送回路は、前記外部から入力する多値化されている電流データを電流通路の一端とゲートとに受ける電流入力用トランジスタにカレントミラー接続された第1のトランジスタと、前記第1のトランジスタの電流通路の一端に、電流通路の一端及びゲートを接続した第2のトランジスタと、前記第2のトランジスタにカレントミラー接続され、前記外部から入力する多値化されている電流データを電流出力として後段に転送する第3のトランジスタと、を含む
また、この発明の第2態様に係る半導体集積回路装置は、外部から入力する多値化されている電流データを、2値電圧レベルのデータの集合体に変換するADコンバータを有するデータ入力回路と、前記データ入力回路から2値電圧レベルのデータが供給される内部回路と、前記内部回路から供給される2値電圧レベルのデータの集合体を多値化するDAコンバータを有し、多値化された電流データを外部に出力するデータ出力回路と、を具備し、前記ADコンバータおよびDAコンバータは、電流源としてクロック信号電流を使用する。
【0017】
また、この発明の第3態様に係る半導体集積回路装置は、外部から入力する多値化されている電流データを、2値電圧レベルのデータの集合体に変換するADコンバータを有するデータ入力回路と、前記データ入力回路から2値電圧レベルのデータが供給される内部回路と、前記内部回路から供給される2値電圧レベルのデータの集合体を多値化するDAコンバータを有し、多値化された電流データを外部に出力するデータ出力回路と、を具備し、前記外部から入力する多値化されている電流データを、前記ADコンバータおよびDAコンバータを介して外部に出力する動作モードと、前記外部から入力する多値化されている電流データを、前記ADコンバータおよびDAコンバータを介さずに外部に出力する電流転送モードと、を備える。
【0018】
また、この発明の第4態様に係る半導体集積回路装置は、外部から入力する多値化されている電流データを、2値電圧レベルのデータの集合体に変換するADコンバータを有するデータ入力回路と、前記データ入力回路から2値電圧レベルのデータが供給される内部回路と、前記内部回路から供給される2値電圧レベルのデータの集合体を多値化するDAコンバータを有し、多値化された電流データを外部に出力するデータ出力回路と、を具備し、外部から入力される、あるいは外部に出力されるクロック信号は、電流制御されたクロック信号電流であり、前記クロック信号電流を外部に出力する回路として、電源ノードと接地ノードとの間に接続された基準電流源、クロック制御信号がゲートに印加される第1のトランジスタおよびドレイン・ゲートどうしが接続された第2のトランジスタ、およびこの第2のトランジスタの電流を折り返したクロック信号電流を、外部のクロック信号線に出力する第1のカレントミラー回路と、前記クロック信号電流が外部から入力される回路として、ドレイン・ゲートどうしが接続され、外部のクロック信号線から入力するクロック信号電流がドレインに入力するトランジスタ、およびこのトランジスタの電流を折り返してクロック信号電流を取り出す第2のカレントミラー回路を具備する。
【0019】
また、この発明の第5態様に係る半導体集積回路装置は、外部から入力する多値化されている電流データを、2値電圧レベルのデータの集合体に変換するADコンバータを有するデータ入力回路と、前記データ入力回路から2値電圧レベルのデータが供給される内部回路と、前記内部回路から供給される2値電圧レベルのデータの集合体を多値化するDAコンバータを有し、多値化された電流データを外部に出力するデータ出力回路と、を具備し、前記データ出力回路は、前記DAコンバータにより前記2値の電圧レベルのデータの集合体を多値化する際に、同時にクロック信号分を含ませ、クロック信号電流が重畳された電流データを外部に出力し、前記データ入力回路は、前記クロック信号電流が重畳された電流データ入力を前記ADコンバータにより2値の電圧レベルのデータの集合体に変換する際に、同時にクロック信号電流分を取り出す。
【0020】
【発明の実施の形態】
まず、本発明の概要を説明する。
【0021】
本発明に係るデータ伝送システムおよびそれに適合するLSIでは、半導体集積回路装置間で多値化されている電流データまたは信号により、データまたは信号の伝送を行うことを特徴とする。データの電流伝送を行う場合には、基本的に送信側と受信側とが1対1であるのが望ましいので、単純に大量のデータ・信号を転送しようとすると、データ線数・信号線数が増大する。
【0022】
それを避けるために、電流は加算性があることに着目して、データ(電流)の多値化を行う。この電流の多値化は、電圧の多値化と比べてノイズマージンが広い。また、データ(電流)の多値化により、低速の同期クロックの伝送手段を用いる場合でも、大量のデータの送受信が可能となる。
【0023】
以下、図面を参照して本発明の実施の形態を詳細に説明する。
【0024】
<第1実施形態>
図1は、第1実施形態に係るLSIの一部を示すブロック図である。ここでは、第1のLSI(CHIP-A)11のデータ出力回路部が電流出力、第2のLSI(CHIP-B)12のデータ入力回路部が電流入力である場合のシステム構成を簡略的に示している。
【0025】
即ち、第1のLSI11のデータ出力回路部は、内部回路13から出力される2値の電圧データを多値化するdigital-to-analog converter(DAC)14と、このDAC14の出力DACoutを多値の電流値として外部データ線1に出力する出力バッファ用のPMOSトランジスタ15とを有する。
【0026】
上記外部データ線1から多値の電流が入力する第2のLSI12のデータ入力回路部は、前記外部データ線1からの入力電流を受ける入力バッファ用のNMOSトランジスタ16と、このトランジスタ16にカレントミラー接続されたNMOSトランジスタ17と、このトランジスタ17に流れる電流ADCinを、2値の電圧データに変換し、内部回路18に供給するanalog-to-digital converter(ADC)19とを有する。
【0027】
上記構成によれば、第1のLSI11は2値の電圧データを多値化した電流データを外部データ線1に出力し、第2のLSI12は外部データ線1から入力する多値化した電流データを2値の電圧データに変換して取り出すことが可能である。したがって、複数のLSIの間で外部データ線1を介して多値化した電流データを伝送可能な伝送システムを実現することができる。
【0028】
<第2実施形態>
図2は、第2実施形態に係るLSIの一部を示すブロック図である。ここでは、第1のLSI(CHIP-A)21のデータ出力回路部が電流入力、第2のLSI(CHIP-B)22のデータ入力回路部が電流出力である場合のシステム構成を簡略的に示している。
【0029】
即ち、第1のLSI21のデータ出力回路部は、内部回路13から出力される2値の電圧データを多値化するDAC23と、このDAC23の出力を多値の電流に変換するPMOSトランジスタ24と、このトランジスタ24から多値の電流を受けるNMOSトランジスタ25と、このトランジスタ25にカレントミラー接続され、多値の電流データを外部データ線1から吸い込む出力バッファ用のNMOSトランジスタ26とを有する。
【0030】
第2のLSI22のデータ入力回路部は、前記外部データ線1に接続され、多値の電流データを吐き出し、前記多値の電流データに応じて2値の電圧データに変換し、内部回路18に供給するADC27を有する。
【0031】
上記構成によれば、前述した第1実施形態と同様に、第1のLSI21は2値の電圧データを多値化した電流データを外部データ線1に出力し、第2のLSI22は外部データ線1から入力する多値化した電流データを2値の電圧データに変換して取り出すことが可能である。したがって、複数のLSIの間で外部データ線1を介して多値化した電流データを伝送可能な伝送システムを実現することができる。
【0032】
<第3実施形態>
図3は、第3実施形態に係るLSIの一部を示すブロック図である。ここでは、第1のLSI(CHIP-A)31および第2のLSI(CHIP-B)32は、それぞれデータ入力回路部とデータ出力回路部の二重構成を有し、データ伝送方向がそれぞれ片方向である2本の外部データ線1a、1bにより接続されている場合のシステム構成を示している。
【0033】
そして、各LSI31、32は、データ入力回路が外部データ線に接続されるノードと、データ出力回路が外部データ線に接続されるノードとは別々に分離されている。
【0034】
即ち、第1のLSI31のデータ出力回路部は、図1中の第1のLSI11のデータ出力回路部と同様に、内部回路13から出力される2値の電圧データを多値化するDAC14と、このDAC14の出力を多値の電流に変換して外部データ線1aに出力する出力バッファ用のトランジスタ15を有する。
【0035】
また、第1のLSI31のデータ入力回路部は、外部データ線1bに接続され、図1中の第2のLSI12のデータ入力回路部と同様に、多値の電流入力に応じて電流が流れる入力バッファ用のトランジスタ16、17と、多値の電流を2値の電圧データに変換して内部回路13に供給するADC19を有する。
【0036】
一方、第2のLSI32のデータ入力回路部は、外部データ線1aに接続され、前記第2のLSI31のデータ入力回路部と同様に、多値の電流入力に応じて電流が流れる入力バッファ用のトランジスタ16、17と、多値の電流を2値の電圧データに変換して内部回路18に供給するADC19を有する。
【0037】
また、第2のLSI32のデータ出力回路部は、前記第1のLSI31のデータ出力回路部と同様に、内部回路18から出力される2値の電圧データを多値化するDAC14と、このDAC14の出力を多値の電流に変換して外部データ線1bに出力する出力バッファ用のトランジスタ15を有する。
【0038】
上記構成によれば、複数のLSIの間で2本の外部データ線1a、1bを別々に使用して多値化した電流データを双方向に伝送可能な伝送システムを実現することができる。
【0039】
<第4実施形態>
図4は、第4実施形態に係るLSIの一部を示すブロック図である。ここでは、第1のLSI(CHIP-A)41および第2のLSI(CHIP-B)42は、それぞれデータ入力回路部とデータ出力回路部の二重構成を有し、データ伝送方向が双方向である外部データ線1により接続されている場合のシステム構成を示している。
【0040】
ここで、第1のLSI41のデータ入力回路部およびデータ出力回路部は、対応して入力イネーブル信号WEA、出力イネーブル信号の反転信号/OEAにより活性/非活性状態が制御され、第2のLSI42のデータ入力回路部およびデータ出力回路部は、対応して入力イネーブル信号WEB、出力イネーブル信号の反転信号/OEBにより活性/非活性状態が制御される。
【0041】
そして、各LSI41、42は、データ入力回路およびデータ出力回路は、それぞれ対応して入力スイッチ用トランジスタ44、47および出力スイッチ用トランジスタ43、46を介して外部データ線接続ノードNに共通に接続されている。
【0042】
即ち、第1のLSI41のデータ出力回路部は、図3中の第1のLSI31のデータ出力回路部と同様の構成を有し、出力イネーブル信号の反転信号/OEAにより活性/非活性状態が制御される出力スイッチ用のPMOSトランジスタ43を介して外部データ線1に接続されている。
【0043】
また、第1のLSI41のデータ入力回路部は、図3中の第1のLSI31のデータ入力回路部と同様の構成を有し、入力イネーブル信号WEAにより活性/非活性状態が制御される入力スイッチ用のNMOSトランジスタ44を介して外部データ線1に接続されている。なお、トランジスタ17とADC19との間にも、入力イネーブル信号WEAにより活性/非活性状態が制御されるスイッチ用のNMOSトランジスタ45が挿入されている。
【0044】
そして、第2のLSI42のデータ出力回路部は、第1のLSI41のデータ出力回路部と同様の構成を有するが、外部データ線1に接続されている出力スイッチ用のPMOSトランジスタ46は、出力イネーブル信号の反転信号/OEBにより活性/非活性状態が制御される。
【0045】
また、第2のLSI42のデータ入力回路部は、第1のLSI41のデータ入力回路部と同様の構成を有するが、外部データ線1 に接続されている入力スイッチ用のNMOSトランジスタ47は、入力イネーブル信号WEBにより活性/非活性状態が制御される。また、トランジスタ17とADC19との間に挿入されている入力スイッチ用のNMOSトランジスタ48も、入力イネーブル信号WEBにより活性/非活性状態が制御される。
【0046】
なお、上記各LSI41、42は、コントローラ側のLSI(図示せず)から供給される制御信号とアドレス信号を図1に示したような回路で受け、それをデコードして前記制御信号(WEA、/OEA)、(WEB、/OEB)を生成するように構成されている。
【0047】
上記構成によれば、複数のLSIの間で1本の外部データ線1を共通に使用して多値化した電流データを双方向に伝送可能な伝送システムを実現することができる。
【0048】
<第5実施形態>
図5は、第5実施形態に係る伝送システムを示すブロック図である。
【0049】
ここでは、複数のDRAM52が1個のメモリコントローラ51にデイジーチェーン接続(daisy chain connected)され、メモリコントローラ51が外部バス50に接続される場合のシステム構成を示している。
【0050】
上記デイジーチェーン接続は、Source Synchronous Strobe方式が採用されている。つまり、クロック信号として、基本クロック信号CLKと、データの送受信に使う(送信側からデータの送信に合わせて受信側に出力する)ストローブ信号STROBEを用いる。本例では、クロック信号源(クロックソース)53からコントローラ51とDRAM52に基本クロック信号CLKが供給される。
【0051】
本例では、データ伝送方向が単方向の2本のデータ線(入力用データ線54あるいは出力用データ線55)を用い、伝送方向が双方向のストローブ信号線56を1本用いており、メモリコントローラ51とDRAM52との間でデータを双方向に伝送する場合を示している。また、DRAM52の一部分、例えばその入出力回路の部分は、図1〜図3のいずれかに示した回路と、同様の構成を有する。
【0052】
図6は、図5の伝送システムの動作の一例を示す波形図である。
【0053】
クロック信号電圧CLK(V)に同期したストローブ信号電圧STROBE(V)による送受信の制御によって、入力用データ線54からの多値化された入力電流データInput(A)の電流入力および多値化された出力電流データOutput(A)の出力用データ線55への電流出力が行われる。
【0054】
<第6実施形態>
図7は、第6実施形態に係る伝送システムを示すブロック図である。
【0055】
この伝送システムは、図5に示した第5実施形態に係る伝送システムと比べて、ストローブ信号線として伝送方向が単方向の2本ストローブ信号線61、62を用いている点が異なり、その他は同じである。
【0056】
<第7実施形態>
図8は、第7実施形態に係る伝送システムを示すブロック図である。
【0057】
この伝送システムは、図7に示した第6実施形態に係る伝送システムと比べて、データ線として双方向の1本のデータ線71を用いている点が異なる。そして、また、DRAM52の一部分、例えばその入出力回路の部分は、図4に示した回路と、同様の構成を有する。その他は、第6実施形態に同じである。
【0058】
図9は、図8の伝送システムの動作の一例を示す波形図である。
【0059】
クロック信号電圧CLK(V)に同期した入力制御用のストローブ信号電圧I-STROBE(V)によって、双方向データ線71からの多値化された入力データInput(A)の電流入力が行われ、出力制御用のストローブ信号電圧O-STROBE(V)によって、多値化された出力電流データOutput(A)の双方向データ線71への電流出力が行われる。
【0060】
<第8実施形態>
図10は、第8実施形態に係る伝送システムを示すブロック図である。
【0061】
ここでは、複数のDRAM102が1個のメモリコントローラ101にスター接続(star connected)され、上記メモリコントローラ101が外部バス100に接続されている場合の伝送システムの構成を示している。
【0062】
上記スター接続には、Source Synchronous Strobe方式が採用されている。つまり、マスタ(メモリコントローラ)101と複数のDRAM102とのバスは、1対1であり、クロック信号として、基本クロック信号と、データの送受信に使うストローブ信号STROBEを使用する。本例では、クロック信号源103からメモリコントローラ101とDRAM102にクロック信号電圧が供給される。また、メモリコントローラ101とDRAM102との間のバス接続は、単方向の2本のデータ線104、105、双方向の1本のストローブ信号線106を用いる場合を示している。また、DRAM102の一部分、例えばその入出力回路の部分は、図1〜図3のいずれかに示した回路と、同様の構成を有する。
【0063】
なお、上記した第5実施形態〜第8実施形態の伝送システムでは、クロック信号もストローブ信号も電圧駆動の例を示したが、クロック信号もストローブ信号も電流駆動を行うように変更してもよい。
【0064】
<第9実施形態>
第9実施形態は、本発明に係る伝送システムに適合するLSIのデータ出力回路部に設けられるDACに関する。
【0065】
図11は、第9実施形態に係るDACの一例を示す回路図である。なお、図11には、例えば8ビットの2進電圧データ(binary voltage data)DO7〜DO0を、10進電流データ(denary current data)DACoutに変換するDACの一例が示されている。
【0066】
図11に示すように、基準電流源(reference current source)用のNMOSトランジスタN0に対して、8個の重み付け電流源(weight current source)用のNMOSトランジスタN1〜N8がカレントミラー接続されている。上記重み付け電流源用のNMOSトランジスタN1〜N8はそれぞれ、基準電流源用のNMOSトランジスタN0の電流値に比べて、1倍、2倍、4倍、…、64倍、128倍の電流値を持つようにサイズ(Wi、…、Wi×128)が設定されている。
【0067】
上記NMOSトランジスタN1〜N8に対応してスイッチ用のNMOSトランジスタS1〜S8の各一端が接続されており、上記NMOSトランジスタS1〜S8の各他端は一括されて負荷用のPMOSトランジスタPLを介して電源ノードに接続されている。上記NMOSトランジスタS1〜S8は、前記NMOSトランジスタN0の電流値を基準として、1倍、2倍、4倍、…、64倍、128倍の電流値を持つようにサイズ(Wo、…、Wo×128)が設定されている。
【0068】
上記NMOSトランジスタS1〜S8のゲートにはそれぞれ、8ビットの2進電圧データの、最下位ビットDO0から最上位ビットDO7がそれぞれ入力される。これにより、図11に示すDACは、上記NMOSトランジスタS1〜S8の一括接続ノードに流れるDA変換出力電流DACoutを吸い込むように動作する。
【0069】
即ち、図11に示したDACは、基準電流源トランジスタ(N0)と、前記基準電流源トランジスタ(N0)に対してそれぞれカレントミラー接続され、基準電流源トランジスタ(N0)の電流値に比べて2n-1倍に重み付けされた電流値を持つようにサイズが設定された第1〜第nの重み付け電流源トランジスタ(N1〜N8)と、前記第1〜第nの重み付け電流源トランジスタに対応して各一端が接続され、各他端は一括されて出力ノードに接続され、2n-1倍に重み付けされた電流値を持つようにサイズが設定され、各ゲートに対応してnビットの2進電圧データの、最下位ビットDO0〜最上位ビットDOnが入力する第1〜第nのスイッチ用トランジスタ(S1〜S8)とを具備することを特徴とするものである。
【0070】
なお、一般に、伝送システムの入力側と出力側で、基準電流の値を合わせておく必要があるが、基準電流の値が合っていなくても変換量が分かっていれば問題はない。ただし、本例では、入力側と出力側で、基準電流が同じであるものと想定する。
【0071】
<第10実施形態>
第9実施形態は、本発明に係る伝送システムに適合するLSIのデータ入力回路部に設けられるADCに関する。
【0072】
図12、図13および図14はそれぞれ、第10実施形態に係るADCの一例を示す回路図である。なお、図12、図13および図14には、10進電流データ(denary current data)ADCinを、8ビットの2進電圧データDI7〜DI0に変換するADC(逐次比較型ADC)の一例が示されている。そして、図12には1個のADCのうち、2進電圧データDI7〜DI0の、最上位ビットDI7〜ビットDI4を変換する回路が、図13にはビットDI3、DI2を変換する回路が、図14にはビットDI1、DI0を変換する回路がそれぞれ示されている。
【0073】
図12、図13および図14に示すように、PMOSトランジスタP0は、ソースが電源ノードに接続され、ゲート・ドレインどうしが接続され、ドレインに入力電流ADCinが印加される。PMOSトランジスタP8〜P1は、それぞれ上記PMOSトランジスタP0と同じサイズ(W1)を有し、上記PMOSトランジスタP0に対してカレントミラー接続されている。これにより、PMOSトランジスタP8〜P1は、入力電流ADCinと等しい電流を流す。
【0074】
一方、基準電流源用のNMOSトランジスタN0に対して、複数個の重み付け電流源用のNMOSトランジスタN8〜N1がカレントミラー接続されている。上記複数個の重み付け電流源用のNMOSトランジスタN8〜N1は、基準電流源用のNMOSトランジスタN0の電流値に比べて、128倍、64倍、32倍、16倍、8倍、4倍、2倍、1倍のいずれかの電流値を持つようにサイズ(Wi×128、…、Wi)が設定されている。
【0075】
2進電圧データDI7〜DI0の、最上位ビットDI7がゲートに印加されるNMOSトランジスタS8は、基準電流の128倍の電流値を持つようにサイズ(Wo×128)が設定されている。同様に、ビットDI6がゲートに印加されるNMOSトランジスタS7は、基準電流の64倍の電流値を持つようにサイズ(Wo×64)が設定されている。同様に、ビットDI5がゲートに印加されるNMOSトランジスタS6は、基準電流の32倍の電流値を持つようにサイズ(Wo×32)が設定されている。同様に、ビットDI4がゲートに印加されるNMOSトランジスタS5は、基準電流の16倍の電流値を持つようにサイズ(Wo×16)が設定されている。同様に、ビットDI3がゲートに印加されるNMOSトランジスタS4は、基準電流の8倍の電流値を持つようにサイズ(Wo×8)が設定されている。同様に、ビットDI2がゲートに印加されるNMOSトランジスタS3は、基準電流の4倍の電流値を持つようにサイズ(Wo×4)が設定されている。同様に、ビットDI1がゲートに印加されるNMOSトランジスタS2は、基準電流の2倍の電流値を持つようにサイズ(Wo×2)が設定されている。
【0076】
比較イネーブル信号enがゲートに印加されるNMOSトランジスタC8〜C1は、基準電流の128倍、64倍、32倍、16倍、8倍、4倍、2倍、1倍のいずれかの電流値を持つようにサイズ(Wo×128、…、Wo)が設定されている。
【0077】
図12に示す第1の比較回路COMP1は、電源ノードと接地ノードとの間に直列に接続された、入力電流を流すPMOSトランジスタP8、ゲートに信号enが印加されるNMOSトランジスタC8および基準電流の128倍の電流を流すNMOSトランジスタN8と、前記PMOSトランジスタP8のドレインの電位を2値レベル(binary level)に変換する増幅回路A8とからなる。
【0078】
これにより、第1の比較回路COMP1は、信号enを受けて流れる基準電流の128倍の電流と入力電流との大小を比較し、2進データDI7〜DI0のうち、最上位ビットDI7の論理レベルを決定する。
【0079】
図12に示す第2の比較回路COMP2は、前記第1の比較回路COMP1と比べて、PMOSトランジスタP8がP7に、NMOSトランジスタC8がS8に、増幅回路A8がA7にそれぞれ変更され、さらに前記PMOSトランジスタP7のドレインと接地ノードとの間に、ゲートに信号enが印加されるNMOSトランジスタC7および基準電流の64倍の電流を流すNMOSトランジスタN7が直列に接続されている点が異なり、その他は同じである。
【0080】
即ち、第2の比較回路COMP2は、電源ノードと接地ノードとの間に、入力電流を流すPMOSトランジスタP7、ゲートにビットDI7が印加されるNMOSトランジスタS8および基準電流の128倍の電流を流すNMOSトランジスタN8が直列に接続されている。さらに前記PMOSトランジスタP7のドレインと接地ノードとの間に、ゲートに信号enが印加されるNMOSトランジスタC7および基準電流の64倍の電流を流すNMOSトランジスタN7が直列に接続されており、前記PMOSトランジスタP7のドレインの電位を2値レベルに変換する増幅回路A8とからなる。
【0081】
これにより、第2の比較回路COMP2は、ビットDI7が“HIGH”の場合には、入力電流から基準電流の128倍を引いたものと信号enを受けて流れる基準電流の64倍の電流とを比較し、ビットDI7が“LOW”の場合には、入力電流と信号enを受けて流れる基準電流の64倍の電流とを比較して、2進データDI7〜DI0のうち、ビットDI6の論理レベルを決定する。
【0082】
図12に示す第3の比較回路COMP3は、前記第2の比較回路COMP2と比べて、PMOSトランジスタP7がP6に、NMOSトランジスタC7がS7に、増幅回路A7がA6にそれぞれ変更され、さらに前記PMOSトランジスタP6のドレインと接地ノードとの間に、ゲートに信号enが印加されるNMOSトランジスタC6および基準電流の32倍の電流を流すNMOSトランジスタN6が直列に接続されている点が異なり、その他は同じである。
【0083】
これにより、第3の比較回路COMP3は、ビットDI7、DI6がそれぞれ“HIGH”の場合には、入力電流から基準電流の128倍および64倍を引いたものと信号enを受けて流れる基準電流の32倍の電流とを比較し、ビットDI7、DI6がそれぞれ“LOW”の場合には、入力電流と信号enを受けて流れる基準電流の32倍の電流とを比較し、2進データDI7〜DI0のうち、ビットDI5の論理レベルを決定する。
【0084】
図12に示す第4の比較回路COMP4は、前記第3の比較回路COMP3と比べて、PMOSトランジスタP6がP5に、NMOSトランジスタC6がS6に、増幅回路A6がA5にそれぞれ変更され、さらに前記PMOSトランジスタP5のドレインと接地ノードとの間に、ゲートに信号enが印加されるNMOSトランジスタC5および基準電流の16倍の電流を流すNMOSトランジスタN5が直列に接続されている点が異なり、その他は同じである。
【0085】
これにより、第4の比較回路COMP4は、ビットDI7〜DI5がそれぞれ“HIGH”の場合には、入力電流から基準電流の128倍、64倍および32倍を引いたものと信号enを受けて流れる基準電流の16倍の電流とを比較し、ビットDI7〜DI5がそれぞれ“LOW”の場合には、入力電流と信号enを受けて流れる基準電流の16倍の電流とを比較し、2進データDI7〜DI0のうち、ビットDI4の論理レベルを決定する。
【0086】
図13に示す第5の比較回路COMP5は、前記第4の比較回路COMP4と比べて、PMOSトランジスタP5がP4に、NMOSトランジスタC5がS5に、増幅回路A5がA4にそれぞれ変更され、さらに前記PMOSトランジスタP4のドレインと接地ノードとの間に、ゲートに信号enが印加されるNMOSトランジスタC4および基準電流の8倍の電流を流すNMOSトランジスタN4が直列に接続されている点が異なり、その他は同じである。
【0087】
これにより、第5の比較回路COMP5は、ビットDI7〜DI4がそれぞれ“HIGH”の場合には、入力電流から基準電流の128倍、64倍、32倍および16倍を引いたものと信号enを受けて流れる基準電流の8倍の電流とを比較し、ビットDI7〜DI4がそれぞれ“LOW”の場合には、入力電流と信号enを受けて流れる基準電流の8倍の電流とを比較し、2進データDI7〜DI0のうち、ビットDI3の論理レベルを決定する。
【0088】
図13に示す第6の比較回路COMP6は、前記第5の比較回路COMP5と比べて、PMOSトランジスタP4がP3に、NMOSトランジスタC4がS4に、増幅回路A4がA3にそれぞれ変更され、さらに前記PMOSトランジスタP3のドレインと接地ノードとの間に、ゲートに信号enが印加されるNMOSトランジスタC3および基準電流の4倍の電流を流すNMOSトランジスタN3が直列に接続されている点が異なり、その他は同じである。
【0089】
これにより、第6の比較回路COMP6は、ビットDI7〜DI3がそれぞれ“HIGH”の場合には、入力電流から基準電流の128倍、64倍、32倍、16倍および8倍を引いたものと信号enを受けて流れる基準電流の4倍の電流とを比較し、ビットDI7〜DI3がそれぞれ“LOW”の場合には、入力電流と信号enを受けて流れる基準電流の4倍の電流とを比較し、2進データDI7〜DI0のうち、ビットDI2の論理レベルを決定する。
【0090】
図14に示す第7の比較回路COMP7は、前記第6の比較回路COMP6と比べて、PMOSトランジスタP3がP2に、NMOSトランジスタC3がS3に、増幅回路A3がA2にそれぞれ変更され、さらに前記PMOSトランジスタP2のドレインと接地ノードとの間に、ゲートに信号enが印加されるNMOSトランジスタC2および基準電流の2倍の電流を流すNMOSトランジスタN2が直列に接続されている点が異なり、その他は同じである。
【0091】
これにより、第7の比較回路COMP7は、DI7〜DI2がそれぞれ“HIGH”の場合には、入力電流から基準電流の128倍、64倍、32倍、16倍、8倍および4倍を引いたものと信号enを受けて流れる基準電流の2倍の電流とを比較し、ビットDI7〜DI2がそれぞれ“LOW”の場合には、入力電流と信号enを受けて流れる基準電流の2倍の電流とを比較し、2進データDI7〜DI0のうち、ビットDI1の論理レベルを決定する。
【0092】
図14に示す第8の比較回路COMP8は、前記第7の比較回路COMP7と比べて、PMOSトランジスタP2がP1に、NMOSトランジスタC2がS2に、増幅回路A2がA1にそれぞれ変更され、さらに前記PMOSトランジスタP1のドレインと接地ノードとの間に、ゲートに信号enが印加されるNMOSトランジスタC1および基準電流の 1倍の電流を流すNMOSトランジスタN1が直列に接続されている点が異なり、その他は同じである。
【0093】
これにより、第8の比較回路COMP8は、ビットDI7〜DI1がそれぞれ“HIGH”の場合には、入力電流から基準電流の128倍、64倍、32倍、16倍、8倍、4倍および2倍を引いたものと信号enを受けて流れる基準電流の1倍の電流とを比較し、ビットDI7〜DI1がそれぞれ“LOW”の場合には、入力電流と信号enを受けて流れる基準電流の1倍の電流とを比較し、2進データDI7〜DI0のうち、最下位ビットDI0の論理レベルを決定する。
【0094】
即ち、図12〜図14に示すADCは、比較イネーブル信号enを受けて流れる基準電流の2n-1倍に重み付けされた電流値と入力電流との大小を比較し、nビットの2進データのうちの最上位であるn番目のビットの論理レベルを決定する第1の比較回路COMP1と、前記n番目のビットの論理レベルに応じて、入力電流から基準電流の2n-1倍の電流値を引いたものまたは入力電流と、前記比較イネーブル信号を受けて流れる基準電流の2n-2倍の電流との大小を比較し、前記2進データのうちのn−1番目のビットの論理レベルを決定する第2の比較回路COMP2と、入力電流から基準電流の上位ビットの論理レベルの組み合わせに応じた倍数の電流値を引いたものまたは入力電流と、前記比較イネーブル信号を受けて流れる基準電流の2n-3倍〜1倍の電流との大小をそれぞれ対応して比較し、前記2進データのうちのn−2番目〜最下位ビットの論理レベルを決定する第3の比較回路COMP3〜第nの比較回路COMPnとを具備することを特徴とするものである。
【0095】
図15は、図11に示すDAC、あるいは図12、図13および図14に示すADCに使用される基準電流源(定電流源)BGRの一例を示す回路図である。
【0096】
基準電流源としては、Band gap reference回路が既知であり、例えばP.R.グレイ、R.G.メイヤー共著のアナログ集積回路設計技術(下)(培風館)などに記載されている。
【0097】
図15に示した基準電流源は、前記文献のP.310、図12.29に基づいて、カスケード接続を単純化し、パイポーラトランジスタをダイオードで置換して構成したものであり、その動作原理を以下に説明する。
【0098】
電源ノードと接地ノードとの間に、PMOSトランジスタTP1、ドレイン・ゲートどうしが接続されたNMOSトランジスタTN1およびダイオードD1が直列に接続されている。同じく、電源ノードと接地ノードとの間に、ゲート・ドレインどうしが接続されたPMOSトランジスタTP2、NMOSトランジスタTN2、抵抗素子R1およびダイオードD2が直列に接続されている。同じく、電源ノードと接地ノードとの間に、ゲート・ドレインどうしが接続されたPMOSトランジスタTP3、抵抗素子R2およびダイオードD3が直列に接続されている。
【0099】
上記3個のPMOSトランジスタTP1〜TP3は、ゲート相互が接続されてカレントミラー回路を構成しており、前記2個のNOSトランジスタTN1およびTN2はゲート相互が接続されてカレントミラー回路を構成している。
【0100】
一方、電源ノードと接地ノードとの間に、ゲート・ドレインどうしが接続されたPMOSトランジスタTP4、NMOSトランジスタTN3および抵抗素子R3が直列に接続されている。そして、上記NMOSトランジスタTN3のソースの電位および前記PMOSトランジスタTP3のドレインの電位が、電圧比較回路CPの(−)入力端および(+)入力端に対応して入力し、この電圧比較回路CPの出力端が前記PMOSトランジスタTN3のゲートに接続されている。さらに電流出力用のPMOSトランジスタTP5が、前記PMOSトランジスタTP4にカレントミラー接続され、そのドレインから基準電流Ioutが出力される。
【0101】
上記構成において、ダイオードD1、D2、D3に流れる電流が同じになるように設定されている。また、ダイオードD2、D3は同じサイズであり、ダイオードD1に比べてサイズが大きく設定されている。抵抗素子R1、R2、R3は同じ抵抗値である。
【0102】
いま、ダイオードD1、D2、D3に流れる電流をそれぞれIdとし、ダイオードD1、D2、D3のアノード・カソード間電圧をそれぞれ対応してVbe1、Vbe2、Vbe3とし、抵抗素子R3に流れる電流をIとすると、
Vbe1 =Id ×R1 +Vbe2
Id ×R2 +Vbe3 =I ×R3
ダイオードD2、D3はそれぞれサイズが同じで、流れる電流が同じになるように設定されているから、
Vbe2 =Vbe3
抵抗素子R1の抵抗値とR2の抵抗値とは同じであるから、
R2 =R3
ここで、
ΔVbe=Vbe1 −Vbe2
Vbe=Vbe2 =Vbe3
とおくと、
I=ΔVbe/R1 +Vbe/R2 …(1)
となる。
【0103】
上式(1)において、Vbeは、ダイオードD1、D2、D3に順方向に電流が流れ始める電圧に相当し、P側とN側とのフェルミ(Fermi)準位の差に相当する。高温になれば、P側の準位は高くなる傾向、N側の準位はフェルミ−ディラック分布から低くなる傾向にあり、フェルミ準位の差が小さくなって、Vbeは小さくなっていく。
【0104】
ま0た、上式(1)において、ΔVbeは、ダイオードD1を流れる電流Id1とダイオードD2を流れる電流Id2の差から生じるもので、
Id =α× exp(q×Vbe/KT)−1 …(2)
である。ここで、αには、ダイオードD1、D2のサイズ効果が含まれる。ダイオードD1、D2のサイズが同じであるとすると、上式(2)中の指数項に対して−1は無視できるので、
ΔVbe=(KT/q)×log {Id1/Id2}…(3)
となり、温度に比例する。
【0105】
そこで、温度特性の変化方向が反対のVbeとΔVbeを使い、ダイオードD1、D2に流れる電流比Id1/Id2と、抵抗R1、R2の抵抗値を調整することにより、Iから温度依存性をなくすことができる。
【0106】
<第11実施形態>
前記したようなSource Synchronous Strobe方式を採用する場合には、ストローブ信号STROBEとして、電圧ではなく、基準電流を送ることも可能であり、この点を考慮した第11実施形態を以下に説明する。
【0107】
図16は、第11実施形態に係る電流ドライブ回路の一例を示す回路図である。なお、図16に示す電流ドライブ回路は、デイジーチェーン接続の伝送システムにおいて、ストローブ信号STROBEを電流駆動するLSIに設けられるものである。
【0108】
図16に示すように、コントローラ用の第1のLSI(CHIP-A)16Aでは、電源ノードと接地ノードとの間に、基準電流源BGR、ストローブイネーブル信号enがゲートに印加されるNMOSトランジスタ161およびドレイン・ゲートどうしが接続されたNMOSトランジスタ162が直列に接続されている。同様に、前記電源ノードと接地ノードとの間に、ゲート・ドレインどうしが接続されたPMOSトランジスタ163およびNMOSトランジスタ164が直列に接続されている。上記2個のNMOSトランジスタ162、164はゲート相互が接続されてカレントミラー回路を構成している。そして、電流出力用のPMOSトランジスタ165が、前記PMOSトランジスタ163にカレントミラー接続されている。
【0109】
上記構成の第1のLSI16Aによれば、電流出力用のPMOSトランジスタ165のドレインから出力される電流を、ストローブ信号STROBEとして外部のストローブ信号線2に出力することが可能である。
【0110】
一方、第2のLSI(CHIP-B)16Bでは、ドレイン・ゲートどうしが接続されたNMOSトランジスタ166に、前記外部のストローブ信号線2からストローブ信号電流が入力される。そして、電源ノードと接地ノードとの間に、ゲート・ドレインどうしが接続されたPMOSトランジスタ167およびNMOSトランジスタ168が直列に接続されており、上記NMOSトランジスタ168は前記NMOSトランジスタ166にカレントミラー接続されている。そして、前記PMOSトランジスタ167にPMOSトランジスタ169がカレントミラー接続されている。
【0111】
上記構成の第2のLSI16Bによれば、PMOSトランジスタ169のドレインから出力されるストローブ信号電流を、内部回路に供給することが可能であり、このストローブ信号電流をDACの電流源あるいはADCの電流源として使用可能である。
【0112】
図17は、図16に示したストローブ信号STROBEを電流駆動する場合の動作の一例を示す波形図である。ここで、CLK(V)はクロック信号電圧、STROBE(A)はストローブ信号電流、Input(A)は電流データ入力、Output(A)は電流データ出力である。
【0113】
また、図18は、第11実施形態に係るデイジーチェーン接続された伝送システムにおけるストローブ信号電流の伝送経路の一例を、簡略的に示す回路図である。例えばPMOSトランジスタ164はDAC14aの電流源であり、PMOSトランジスタ169はADC19aの電流源である。
【0114】
<第12実施形態>
前記したSource Synchronous Strobe方式を採用し、図16に示したようにストローブ信号STROBEを基準電流として送るとともに、ストローブ信号電流をデータ電流に重畳して送ることも可能であり、この点を考慮した第12実施形態を以下に説明する。なお、図16中と同一部分には同一符号を付している。
【0115】
図19Aは、第12実施形態に係るデイジーチェーン接続の伝送システムにおけるストローブ信号電流の伝送経路を簡略的に示す回路図である。
【0116】
即ち、第12実施形態は、次段のLSI18Bにおいて、DAC14aにより2値の電圧データDO0〜DO7をDA変換する際に、ストローブ信号STROBEを意味する1単位分のデータを足し込む。これにより、DAC14aの出力により制御される電流データを、出力イネーブル信号/OEによりスイッチ制御されるトランジスタ43を介して外部データ線1に出力する際に、ストローブ信号STROBEを意味する電流を1単位分足し込むことが可能になる。
【0117】
そして、上記ADC19aは、外部データ線1を介して供給されるデータ電流(ストローブ信号電流が1単位分足し込まれている)を、データ入力回路部のNMOSカレントミラー回路16、17で折り返す。そして、折り返したデータ電流を、入力イネーブル信号WEによりスイッチ制御されるトランジスタ48に入力し、これをAD変換する。この際、ADC19aは、1単位分の電流値がデータ値としては余分であることを認識して変換するように構成しておくことにより、1単位分以上の電流が流れると、ストローブ信号STROBEを受け取ったと判定することができる。
【0118】
図20は、図19Aに示すDAC14aの一例を示す回路図である。なお、図20には、8ビットの2進電圧データ(DO7〜DO0)、および1ビット分のストローブ信号(クロック信号)STRBを、10進電流データに変換する場合を示している。
【0119】
図20に示すDACは、図11に示したDACと比べて、
(1) 基準電流源用のNMOSトランジスタN0に対して、さらに1個のストローブ信号電流源用のNMOSトランジスタN1aがカレントミラー接続されており、このNMOSトランジスタN1aは、基準電流源用のNMOSトランジスタN0と同じ電流値を持つようにサイズが設定されていること。
【0120】
(2) DA変換出力ノードと上記ストローブ信号電流源用のNMOSトランジスタN1aのドレインとの間に、ストローブ信号STRBがゲートに印加されるスイッチ用のNMOSトランジスタSBが接続されていること。
【0121】
以上2つの構成が異なり、他の構成は、図11に示したDACと同じであるので、符号を省略している。
【0122】
また、図20に示すDACの動作は、図11に示したDACの動作と基本的には同様であり、1ビット分のストローブ信号STRBに対応するDA変換動作が加わることが、特に異なる。
【0123】
図21、図22、図23および図24は、図19Aに示すADC19aの一例を示す回路図である。なお、図21〜図24には、10進電流データ(denary current data)ADCinを、8ビットの2進電圧データDI7〜DI0、および1ビット分のストローブ信号STRBに変換するADCの一例が示されている。そして、図21には1個のADCのうち、2進電圧データDI7〜DI0の、最上位ビットDI7〜ビットDI4を変換する回路が、図22にはビットDI3、DI2を変換する回路が、図23にはビットDI1、DI0を変換する回路が、図24には1ビット分のストローブ信号STRBを変換する回路がそれぞれ示されている。
【0124】
図21、図22、図23および図24に示す回路は、図12、図13および図図14に示したADCと比べて、以下の構成(1)〜(9)が異なり、その他は同じであるので、符号を省略している。
【0125】
(1) 第1の比較回路COMP1aにおいて、基準電流の128倍の重み付け電流を流すために直列接続されていた2個のNMOSトランジスタC8、N8に代えて、それぞれ基準電流の129倍の重み付け電流を流すようにサイズが設定された2個のNMOSトランジスタC8a、N8aが用いられている。
【0126】
(2) 第2の比較回路COMP2aにおいて、基準電流の64倍の重み付け電流を流すために直列接続されていた2個のNMOSトランジスタC7、N7に代えて、それぞれ基準電流の65倍の重み付け電流を流すようにサイズが設定された2個のNMOSトランジスタC7a、N7aが用いられている。
【0127】
(3) 第3の比較回路COMP3aにおいて、基準電流の32倍の重み付け電流を流すために直列接続されていた2個のNMOSトランジスタC6、N6に代えて、それぞれ基準電流の33倍の重み付け電流を流すようにサイズが設定された2個のNMOSトランジスタC6a、N6aが用いられている。
【0128】
(4) 第4の比較回路COMP4aにおいて、基準電流の16倍の重み付け電流を流すために直列接続されていた2個のNMOSトランジスタC5、N5に代えて、それぞれ基準電流の17倍の重み付け電流を流すようにサイズが設定された2個のNMOSトランジスタC5a、N5aが用いられている。
【0129】
(5) 第5の比較回路COMP5aにおいて、基準電流の8倍の重み付け電流を流すために直列接続されていた2個のNMOSトランジスタC4、N4に代えて、それぞれ基準電流の9倍の重み付け電流を流すようにサイズが設定された2個のNMOSトランジスタC4a、N4aが用いられている。
【0130】
(6) 第6の比較回路COMP6aにおいて、基準電流の4倍の重み付け電流を流すために直列接続されていた2個のNMOSトランジスタC3、N3に代えて、それぞれ基準電流の5倍の重み付け電流を流すようにサイズが設定された2個のNMOSトランジスタC3a、N3aが用いられている。
【0131】
(7) 第7の比較回路COMP7aにおいて、基準電流の2倍の重み付け電流を流すために直列接続されていた2個のNMOSトランジスタC2、N2に代えて、それぞれ基準電流の3倍の重み付け電流を流すようにサイズが設定された2個のNMOSトランジスタC2a、N2aが用いられている。
【0132】
(8) 第8の比較回路COMP8aにおいて、基準電流の1倍の重み付け電流を流すために直列接続されていた2個のNMOSトランジスタC1、N1に代えて、それぞれ基準電流の2倍の重み付け電流を流すようにサイズが設定された2個のNMOSトランジスタC1a、N1aが用いられている。
【0133】
(9) ストローブ信号用の比較回路COMP-Sが付加されている。この比較回路COMP-Sは、図23に示した第8の比較回路COMP8と比べて、基準電流の2倍の重み付け電流を流すために直列接続されていた2個のNMOSトランジスタC1a、N1aに代えて、それぞれ基準電流の1倍の重み付け電流を流すようにサイズが設定された2個のNMOSトランジスタC1'、N1'が用いられている点、さらにPMOSトランジスタP1のドレインと接地ノードとの間に、ゲートに最小重みビットDI0が印加されるNMOSトランジスタC1および基準電流の1倍の電流を流すNMOSトランジスタN1が直列に接続されている点が異なり、その他は同じである。
【0134】
これにより、ストローブ信号用の比較回路COMP-Sは、ビットDI7〜DI0がそれぞれ“HIGH”の場合には、入力電流から基準電流の128倍、64倍、32倍、16倍、8倍、4倍、2倍および1倍を引いたものと信号enを受けて流れる基準電流の1倍の電流とを比較し、ビットDI7〜DI0がそれぞれ“LOW”の場合には、入力電流と信号enを受けて流れる基準電流の1倍の電流とを比較し、ストローブ信号(クロック信号)STRBのレベルを決定する。
【0135】
即ち、図21〜図24に示すADCは、比較イネーブル信号enを受けて流れる基準電流の2n-1+1倍に重み付けされた電流値と入力電流との大小を比較し、nビットの2進データのうちの最上位であるn番目のビットの論理レベルを決定する第1の比較回路COMP1aと、前記n番目のビットの論理レベルに応じて、前記入力電流から基準電流の2n-1倍の電流値を引いたものまたは前記入力電流と、前記比較イネーブル信号を受けて流れる基準電流の2n-2+1倍の電流との大小を比較し、前記2進データのうちのn−1番目のビットの論理レベルを決定する第2の比較回路COMP2aと、前記基準電流に対して上位ビットの論理レベルの組み合わせに応じた倍数分に相当する電流値を引いたものまたは前記入力電流と、前記比較イネーブル信号を受けて流れる基準電流の2n-3+1倍〜20+1倍の電流との大小をそれぞれ対応して比較し、前記2進データのうちのn−2番目〜最下位のビットの論理レベルを決定する第3の比較回路COMP3a〜第nの比較回路COMPnaと、前記基準電流に対して前記最上位〜最下位ビットの論理レベルの組み合わせに応じた倍数分に相当する電流値を前記入力電流から引いたものまたは前記入力電流と、前記比較イネーブル信号を受けて流れる基準電流の1倍の電流との大小を比較し、ストローブ信号STRBの論理レベルを決定するクロック信号用比較回路COMP-Sとを具備することを特徴とするものである。
【0136】
図21〜図24に示すADCの動作は、図12〜図14に示したADCの動作と基本的には同様であり、1ビット分のストローブ信号STRBに対応するAD変換動作が加わる点が異なる。この場合、ビットDI7〜DI1まで変換した後に、1単位の電流が検出できたら、それがストローブ信号STRBに対応する。つまり、データ電流のAD変換終了後にストローブ信号STRBが検出可能になるので、ビットDI7〜DI1の変換出力をラッチする回路の制御信号として、ストローブ信号STRBを利用することが可能になる。つまり、ストローブ信号STRBの立ち上がりで、ビットDI7〜DI1を、データラッチ回路170にラッチする。
【0137】
上記第12実施形態によれば、ストローブ信号STROBEを基準電流として送るとともに、ストローブ信号電流をデータ電流に重畳して送ることが可能になる。
【0138】
図25は、図19Aに示したデイジーチェーン接続の伝送システムにおいてストローブ信号電流を電流データInput(A)、Output(A)に重畳した場合の動作の一例を示す波形図である。ここで、電流データ期間T1はストローブ信号電流STRBのみの場合、電流データ期間T2はストローブ信号電流STRBを電流データに重畳した場合を示している。
【0139】
<DACの第1、第2変形例>
図20に示したDACは、1ビット分のストローブ信号(クロック信号)STRBを、8ビットの2進電圧データDO7〜DO0の最下位ビットと同じ重みを有するものとして扱った。
【0140】
しかし、1ビット分のストローブ信号(クロック信号)STRBは、8ビットの2進電圧データDO7〜DO0より上位ビット、あるいは下位ビットに割り当てるようにしてもよい。ストローブ信号STRBを、上位ビットに割り当てた第1変形例を図26に、下位ビットに割り当てた第2変形例を図27に示す。
【0141】
図26に示すDACは、図20に示したDACと比べて、ストローブ信号電流源用のNMOSトランジスタN1a、およびストローブ信号STRBがゲートに印加されるスイッチ用のNMOSトランジスタSBに代えて、基準電流源用のNMOSトランジスタの256倍の電流が流れるサイズが設定されているNMOSトランジスタN9、S9が設けられている点が異なり、その他は同じである。
【0142】
即ち、図26に示すDACは、基準電流源トランジスタN0と、前記基準電流源トランジスタに対してそれぞれカレントミラー接続され、基準電流源トランジスタの電流値に比べて2n倍に重み付けされた電流値を持つようにサイズが設定された第1〜第(n+1)の重み付け電流源トランジスタN1〜N9と、前記第1〜第(n+1)の重み付け電流源トランジスタに対応して各一端が接続され、各他端は一括されて出力ノードに接続され、2n倍に重み付けされた電流値を持つようにサイズが設定され、各ゲートに対応してnビットの2進電圧データのうちの最下位ビットDO0〜最上位ビットDO7およびストローブ信号STRBが入力する第1〜第(n+1)のスイッチ用トランジスタS1〜S9とを具備することを特徴とするものである。
【0143】
図26に示すDACの動作は、図20に示したDACの動作と基本的に同様であり、ストローブ信号STRBが8ビットの2進電圧データDO7〜DO0より上位ビットに割り当てられてDA変換される点が異なる。
【0144】
図27に示すDACは、図20にし示したDACと比べて、ストローブ信号電流源用のNMOSトランジスタN1a、およびストローブ信号STRBがゲートに印加されるスイッチ用のNMOSトランジスタSBに代えて、基準電流源用のNMOSトランジスタの1/2倍の電流が流れるサイズが設定されているNMOSトランジスタN1/2およびS1/2が設けられている点が異なり、その他は同じであるので符号を省略している。
【0145】
即ち、図27に示すDACは、基準電流源トランジスタN0と、前記基準電流源トランジスタに対してそれぞれカレントミラー接続され、基準電流源トランジスタの電流値に比べて2n-1倍、1/2倍に重み付けされた電流値を持つようにサイズが設定された第1〜第(n+1)の重み付け電流源トランジスタN1〜N8、N1/2と、前記第1〜第(n+1)の重み付け電流源トランジスタに対応して各一端が接続され、各他端は一括されて出力ノードに接続され、2n-1倍、1/2倍に重み付けされた電流値を持つようにサイズが設定され、各ゲートに対応してnビットの2進電圧データのうちの最下位ビットDO0〜最上位ビットDO7およびストローブ信号STRBが入力する第1〜第(n+1)のスイッチ用トランジスタS1〜S8、S1/2とを具備することを特徴とするものである。
【0146】
図27に示すDACの動作は、図20に示したDACの動作と基本的に同様であり、ストローブ信号STRBが8ビットの2進電圧データDO7〜DO0より下位ビットに割り当てられてDA変換される点が異なる。
【0147】
<ADCの第1、第2変形例>
図21〜図24に示したADCは、1ビット分のストローブ信号(クロック信号)STRBを、8ビットの2進電圧データDO7〜DO0の最下位ビットと同じ重みを有するものとして扱った。
【0148】
しかし、1ビット分のストローブ信号(クロック信号)STRBは、8ビットの2進電圧データDO7〜DO0より上位ビット、あるいは下位ビットに割り当てるようにしてもよい。ストローブ信号STRBを、上位ビットに割り当てた第1変形例を図28〜図30に、下位ビットに割り当てた第2変形例を図31〜図34に示す。
【0149】
図28〜図30に示すADCは、図21〜図24に示したADCと比べて、比較イネーブル信号enに代えて、ストローブ信号(クロック)STRBが用いられていること、このストローブ信号STRBがゲートに印加されるNMOSトランジスタC8b〜C1bのサイズ、これらNMOSトランジスタC8b〜C1bに直列接続されている重み付け電流源用のNMOSトランジスタN8b〜N1bのサイズ、およびストローブ信号用の比較回路COMP-SUの構成が異なる。その他は、同じであるので符号を省略している。
【0150】
即ち、図28〜図30に示すADCは、比較イネーブル信号enを受けて流れる基準電流の2n倍に重み付けされた電流値と入力電流との大小を比較し、ストローブ信号STRBの論理レベルを決定するクロック信号用比較回路COMP-SUと、前記ストローブ信号STRBを受けて流れる基準電流の(2n+2n-1)倍に重み付けされた電流値と入力電流との大小を比較し、nビットの2進データのうちの最上位であるn番目のビットの論理レベルを決定する第1の比較回路COMP1bと、前記n番目のビットの論理レベルに応じて、前記入力電流から基準電流の2n-1倍の電流値を引いたものまたは前記入力電流と、前記ストローブ信号STRBを受けて流れる基準電流の(2n+2n-2)倍の電流との大小を比較し、前記2進データのうちのn−1番目のビットの論理レベルを決定する第2の比較回路COMP2bと、前記基準電流に対して上位ビットの論理レベルの組み合わせに応じた倍数分に相当する電流値を前記入力電流から引いたものまたは前記入力電流と前記ストローブ信号STRBを受けて流れる基準電流の(2n+2n-3)〜(2n+20)倍の電流との大小をそれぞれ対応して比較し、前記2進データのうちのn−2番目〜最下位のビットの論理レベルを決定する第3の比較回路COMP3b〜第nの比較回路COMPnbとを具備することを特徴とするものである。
【0151】
図28〜図30に示すADCの動作は、図21〜図24に示したADCの動作と基本的に同様であり、ストローブ信号STRBが8ビットの2進電圧データDO7〜DO0より上位ビットに割り当てられてAD変換される点が異なる。
【0152】
図31〜図34に示すADCは、図21〜図24に示したADCと比べて、比較イネーブル信号enがゲートに印加されるNMOSトランジスタC8c〜C1cのサイズ、これらNMOSトランジスタC8c〜C1cに直列接続されている重み付け電流源用のNMOSトランジスタN8c〜N1cのサイズ、およびストローブ信号用の比較回路COMP-SDの構成が異なる。その他は、同じであるので符号を省略している。
【0153】
即ち、図31〜図34に示すADCは、比較イネーブル信号enを受けて流れる基準電流の2n-1+1/2倍に重み付けされた電流値と入力電流との大小を比較し、nビットの2進データのうちの最上位であるn番目のビットの論理レベルを決定する第1の比較回路COMP1cと、前記n番目のビットの論理レベルに応じて、前記入力電流から基準電流の2n-1倍の電流値を引いたものまたは前記入力電流と、前記比較イネーブル信号enを受けて流れる基準電流の2n-2+1/2倍の電流との大小を比較し、前記2進データのうちのn−1番目のビットの論理レベルを決定する第2の比較回路COMP2cと、前記基準電流に対して上位ビットの論理レベルの組み合わせに応じた倍数分に相当する電流値を前記入力電流から引いたものまたは前記入力電流と、前記比較イネーブル信号enを受けて流れる基準電流の2n-3+1/2倍〜20+1/2倍の電流との大小をそれぞれ対応して比較し、前記2進データのうちのn−2番目〜最下位のビットの論理レベルを決定する第3の比較回路COMP3c〜第nの比較回路COMPncと、前記基準電流に対して前記最上位〜最下位のビットの論理レベルの組み合わせに応じた倍数分に相当する電流値を前記入力電流から引いたものまたは前記入力電流と、前記比較イネーブル信号enを受けて流れる基準電流の1/2倍の電流との大小を比較し、ストローブ信号STRBの論理レベルを決定するクロック信号用比較回路COMP-SDとを具備することを特徴とするものである。
【0154】
図31〜図34に示すADCの動作は、図21〜図24に示したADCの動作と基本的に同様であり、ストローブ信号STRBが8ビットの2進の電圧データDO7〜DO0より下位ビットに割り当てられてAD変換される点が異なる。
【0155】
このようにストローブ信号STRB信号が最下位の場合、このストローブ信号STRBの判定は最後になされる。このため、ストローブ信号STRBの立ち上がりでデータをラッチする。
【0156】
なお、ストローブ信号STRBが最上位の場合、このストローブ信号STRBの判定は最初になされる。このため、図19Bに示すように、ストローブ信号STRBを、遅延回路171でビットDO7〜ビットDO0のAD変換に要する時間、遅延させた後、この遅延させたストローブ信号STRBdの立ち上がりでデータをラッチする、もしくは図19Cに示すように、ストローブ信号STRBを、インバータ172で反転させた後、反転させたストローブ信号/STRBの立ち下がりでデータをラッチすれば良い。
【0157】
<DACの基準電流とADCの基準電流との関係、基準電流源の第1〜第3変形例>
DACの回路動作とADCの回路動作とを正確に行わせるためには、ADCの基準電流はDACの基準電流の1/2倍より大きく、2倍よりは小さく設定すればよい。
【0158】
また、ADCの出力側の増幅回路の動作マージンを上げるなら、この増幅回路の入力の電位振幅を大きくすることが望ましく、この場合にはADCの基準電流はDACの基準電流の1倍より大きく、2倍よりは小さく設定した方がよい。
【0159】
このような基準電流の関係に基づいて、基準電流の値は仕様により決めてもよい。その場合、図35に示すように、DAC用の基準電流としては前記BGRの電流値をそのまま使用し、ADC用の基準電流としてはDAC用の基準電流の、例えば1.5倍を使用するとか、あるいは、図36および図37に示すように、伝送システム中に基準電流源を設け、DAC用の基準電流は基準電流源の電流値をそのまま使用し、ADC用の基準電流は基準電流源の電流値の例えば1.5倍を使用することが可能である。
【0160】
図35は、LSI内のBGRの電流値をDAC用の基準電流として使用し、上記BGRの電流値の1.5倍の電流値をADC用の基準電流として使用する場合の回路例を示している。
【0161】
図35に示す回路は、図15に示したBGRの出力段においてPMOSトランジスタTP4にカレントミラー接続されているサイズがWのPMOSトランジスタTP5の出力電流をDAC用の基準電流として供給し、さらに、前記PMOSトランジスタTP4 にサイズが1.5×WのPMOSトランジスタTP6をカレントミラー接続し、このPMOSトランジスタTP6の出力電流をADC用の基準電流として供給するものである。なお、図35において、図15中と同一部分には同一符号を付している。
【0162】
図36には、デイジーチェーン接続の伝送システムにおいて、LSI内のDACおよびADCの基準電流の値を外部の基準電流源により決定し、DAC用の基準電流は基準電流源の電流値を使用し、ADC用の基準電流は基準電流源の電流値の1.5倍を使用する場合の回路例を示している。
【0163】
図36において、第1のLSIチップ351は、外部(例えばコントローラ)の基準電流源350から入力する基準電流をNMOSトランジスタ353、354からなるカレントミラー回路で受け、この基準電流をPMOSトランジスタ355、356からなるカレントミラー回路で受ける。上記PMOSトランジスタ355には、さらにPMOSトランジスタ357、358がカレントミラー接続されている。この場合、PMOSトランジスタ356、357のサイズをWとすると、PMOSトランジスタ358のサイズは1.5×Wに設定されている。そして、上記PMOSトランジスタ357の出力電流をDAC用の基準電流として供給し、PMOSトランジスタ358の出力電流をADC用の基準電流として供給し、PMOSトランジスタ356の出力電流を次段の第2のLSIチップ352に基準電流として伝送する。
【0164】
上記第2のLSIチップ352も、前記第1のLSIチップ351と同様の構成を有し、前段の第1のLSI351から入力する基準電流をNMOSトランジスタ353、354からなるカレントミラー回路で受け、PMOSトランジスタ357の出力電流をDAC用の基準電流として供給し、PMOSトランジスタ358の出力電流をADC用の基準電流として供給し、PMOSトランジスタ356の出力電流を次段のLSIチップに基準電流として伝送する。
【0165】
図37は、スター接続の伝送システムにおいて、LSI内のDACおよびADCの基準電流の値を外部(例えばコントローラ)の基準電流源により決定し、DAC用の基準電流は基準電流源の電流値を使用し、ADC用の基準電流は基準電流源の電流値の1.5倍を使用する場合の回路例を示している。
【0166】
図37において、第1のLSIチップ361は、外部(例えばコントローラ)の基準電流源360から入力する基準電流をNMOSトランジスタ363、364からなるカレントミラー回路で受け、この基準電流をPMOSトランジスタ365、366からなるカレントミラー回路で受ける。上記PMOSトランジスタ365には、さらにPMOSトランジスタ367がカレントミラー接続されている。この場合、PMOSトランジスタ366のサイズをWとすると、PMOSトランジスタ367のサイズは1.5×Wに設定されている。そして、上記PMOSトランジスタ366の出力電流をDAC用の基準電流として供給し、PMOSトランジスタ367の出力電流をADC用の基準電流として供給する。第2のLSIチップ362も、前記第1のLSIチップ361と同様の構成を有し、同様に動作する。ただし、第1のLSIチップ361とは別の電流出力を受ける。
【0167】
<第13実施形態>
前記したデイジーチェーン接続の伝送システムにおいて、前段のLSIからの電流を後段のLSIに転送する場合、電流入力をAD変換した後に再びDA変換して電流出力にするのは効率が悪い。この点を改善した第13実施形態について、以下に説明する。
【0168】
図38は、第13実施形態に係るデイジーチェーン接続された伝送システムに適合するメモリLSIを簡略的に示す回路図である。
【0169】
即ち、図38に示すメモリLSIは、外部データ線に接続された電流入力型のデータ入力回路部241と、このデータ入力回路部のADC19から出力する電圧データを格納するメモリセルアレイ242と、このメモリセルアレイ242から出力する電圧データをDAC14により変換して外部データ線に出力する電流出力型のデータ出力回路部243と、前段側の外部データ線からの入力電流をAD変換せずにそのまま電流出力として後段側の外部データ線に転送する電流転送回路244とを有する。
【0170】
上記電流転送回路244は、前記データ入力回路部241の電流入力用のNMOSトランジスタ16にカレントミラー接続されたNMOSトランジスタ245と、このNMOSトランジスタ245の電流が流れるパスに、ゲートおよびドレインを接続したPMOSトランジスタ246と、このPMOSトランジスタ246にカレントミラー接続されたPMOSトランジスタ247と、このPMOSトランジスタ247と電流出力ノードとの間に接続され、転送イネーブル信号の反転信号/PASSがゲートに印加される電流転送用のPMOSトランジスタ248とを有する。
【0171】
なお、前記電流出力型のデータ出力回路部243は、電流出力用のPMOSトランジスタ15と電流出力ノードとの間に、転送イネーブル信号PASSがゲートに印加されるPMOSトランジスタ249が挿入接続されている。
【0172】
したがって、信号/PASSが非活性状態(“HIGH”レベル)の時には、電流転送用のPMOSトランジスタ248がオフ状態になり、電流出力用のPMOSトランジスタ249がオン状態になり、前記メモリセルアレイ242から出力する電圧データに応じた電流データが出力される。
【0173】
これに対して、信号/PASSが活性状態(“LOW”レベル)になると、電流転送用のPMOSトランジスタ248がオン状態、電流出力用のPMOSトランジスタ249がオフ状態になり、前段のLSIからの入力電流をAD変換せずにそのまま電流出力として後段のLSIに転送することが可能になる。
【0174】
上記第13実施形態によれば、電流入力をAD変換した後に再びDA変換して電流出力する場合と比べて、消費電力の削減が可能になる。
【0175】
<第14実施形態>
前記したデイジーチェーン接続の伝送システムにおいて、伝送する電流データは1種類に限らず、複数種類のデータを選択することも可能であり、この点を考慮した第14実施形態について以下に説明する。
【0176】
図39は、第14実施形態に係るデイジーチェーン接続された伝送システムに適合するメモリLSIを簡略的に示す回路図であり、図38中と同一部分には同一符号を付している。
【0177】
このメモリLSIのデータ入力回路部においては、前段側の外部データ線からの入力電流を信号/PASSがゲートに印加されるNMOSトランジスタ251を介してADC19に入力し、このADC19による2進変換出力データを第1のマルチプレクサ(MUX)252によりメモリセルアレイ242、レジスタ(A) 253およびレジスタ(B) 254に選択的に格納する。また、上記メモリセルアレイ242、レジスタ(A) 253およびレジスタ(B) 254からの出力データを、第2のMUX255により選択的に切り換えてDAC14に入力し、このDAC14による10進変換出力に応じた電流を転送イネーブル信号PASSがゲートに印加されるPMOSトランジスタ249を介して後段側の外部データ線に出力する。
【0178】
また、前段側の外部データ線からの入力電流を電流転送回路244に入力し、転送イネーブル信号PASSがゲートに印加される転送用のNMOSトランジスタ256および信号/PASSがゲートに印加されるPMOSトランジスタ248により電流転送動作を制御して後段側の外部データ線に電流を出力する。
【0179】
<第14実施形態の変形例>
前記第14実施形態においては、外部データ線により伝送される電流はデータのみの場合を想定したが、これに限らず、前述したようにデータに制御信号を含ませることも可能であり、この点を考慮した変形例について以下に説明する。
【0180】
図40は、第14実施形態の変形例に係るメモリLSIを簡略的に示す回路図である。
【0181】
図40に示すLSIは、図39を参照して前述したLSIと比べて、入力電流をADC19により変換したデータに含まれる制御信号をコマンドデコーダ261に入力する。このコマンドデコーダ261は、前記データに含まれる制御信号の内容を解釈した結果に応じて、デコード出力である相補的な信号PASS、/PASSの活性/非活性を制御する。即ち、入力電流を電流転送回路244により転送させる場合には、信号PASS、/PASSを活性化し(信号PASSは“HIGH”、信号/PASSは“LOW”)、前記データを再びDAC14により変換した自分自身のデータを出力する場合には、信号PASS、/PASSを非活性状態にする(信号PASSは“LOW”、信号/PASSは“HIGH”)。
【0182】
上記信号PASS、/PASSが活性化した時には、電流転送用トランジスタ248がオン状態、データ出力用トランジスタ249がオフ状態になり、前記信号PASS、/PASSが非活性状態の時には、電流転送用トランジスタ248がオフ状態、データ出力用トランジスタ249がオン状態になる。
【0183】
<第15実施形態>
図41は、第15実施形態に係るデイジーチェーン接続された伝送システムに適合するメモリLSIを簡略的に示す回路図である。
【0184】
このメモリLSIは、データ(DQ)の伝送経路とRead/Writeなどの制御信号/アドレス信号(RQ)の伝送経路とを分離している。
【0185】
即ち、データ(DQ)の伝送経路は、図39を参照して前述したメモリLSIにおける2個のマルチプレクサ252、255、2個のレジスタ(A) 253、レジスタ(B) 254を省略した構成とほぼ同様であって、前段側のデータ入力線から電流データ入力DQINを受け、後段側のデータ出力線に電流データ出力DQOUTを出力するものである。
【0186】
これに対して、制御信号/アドレス信号(RQ)の伝送経路は、前段側の制御信号/アドレス信号入力線から制御信号/アドレス信号入力RQINを受ける電流入力型の制御信号/アドレス信号入力回路部271と、この入力回路部のADC19aから出力される電圧データをデコードし、転送イネーブル信号PASS、Read/Writeなどの制御信号、アドレス信号を出力するデコーダ272と、前記制御信号/アドレス信号入力回路部271の電流入力用のNMOSトランジスタ273にカレントミラー接続されたNMOSトランジスタ274と、このNMOSトランジスタ274の電流が流れるゲート・ドレインどうしが接続されたPMOSトランジスタ275と、このPMOSトランジスタ275にカレントミラー接続され、ドレインが制御信号/アドレス信号出力ノードに接続され、後段側の制御信号/アドレス信号線に制御信号/アドレス信号線電流出力RQOUTを出力するためのPMOSトランジスタ276とを有する。
【0187】
<第16実施形態>
図42は、第16実施形態に係るスター接続された伝送システムに適合するメモリLSIを簡略的に示す回路図である。
【0188】
このメモリLSIは、図41を参照して前述したメモリLSIと比べて、スター接続に対応することから、データ(DQ)の伝送経路において電流転送回路および制御信号/アドレス信号(RQ)の伝送経路において、それぞれ電流転送回路を省略し、信号/PASSに代えて入力イネーブル信号WE、信号PASSに代えて出力イネーブル信号/OEを用いている点が異なる。
【0189】
このメモリLSIの伝送システムとの入出力動作は、図41を参照して前述したメモリLSIの伝送システムとの入出力動作と比べて、スター接続された伝送システムとデイジーチェーン接続された伝送システムとの通信プロトコルの相違に応じて異なるが、基本的には同様である。
【0190】
<第15実施形態および第16実施形態の第1変形例>
前記第15実施形態および第16実施形態においては、制御信号/アドレス信号を同じ伝送経路で取り扱ったが、これに限らず、制御信号/アドレス信号を分離することも可能である。
【0191】
<第15実施形態および第16実施形態の第2変形例>
前記第15実施形態および第16実施形態においては、データ(DQ)の伝送経路を1組設けているが、伝送するデータを2組に増加させる場合あるいはさらに増加させる場合は、それに応じてデータ(DQ)の伝送経路を追加すればよい。
【0192】
<第17実施形態>
前記した実施の形態では、データ電流にストローブ信号電流を重畳したが、データ電流にクロック信号電流を重畳することも可能であり、この点を考慮した第17実施形態について、以下に説明する。
【0193】
図43は、第17実施形態に係るデイジーチェーン接続の伝送システムを示すブロック図である。
【0194】
ここでは、1個のメモリコントローラ291に複数個のDRAM292が単方向の2本のデータ線1a、1bによりデイジーチェーン接続され、コントローラ291が外部バス290に接続される場合のシステム構成を示している。
【0195】
この伝送システムのメモリコントローラ291は、クロック信号源293から入力する電圧モードのクロック信号を受け取り、それを電流モードのクロック信号に変換して常時出力し、データ出力時にはクロック電流出力にデータ電流を重畳するように構成されている。
【0196】
なお、この伝送システムのDRAM292においては、例えば図19Aに示したようにストローブ信号電流をデータ電流に重畳して伝送する場合と同様に電流ドライブ回路を構成すればよい。
【0197】
この場合、図19Aに示した電流ドライブ回路の出力部のDAC14aとして、例えば図20に示したような回路を設け、ストローブ信号STRBに代えてクロック信号Clockを使用すればよい。また、上記電流ドライブ回路の入力部のADC19aとして、例えば図21〜図23に示したような回路を設け、ストローブ信号STRBに代えてクロック信号Clock を使用すればよい。
【0198】
図44は、図43に示した伝送システムにおいてクロック信号電流にデータ電流を重畳した場合の動作の一例を示す波形図である。
【0199】
<第17実施形態の変形例>
前記クロック信号として基準電流を送り、これを受けてクロック信号電圧を生成して使用することも可能であり、この点を考慮した変形例を以下に説明する。
【0200】
図45は、第17実施形態の変形例に係る伝送システムにおいてクロック信号を電流出力する電流ドライブ回路およびクロック信号電流をクロック信号電圧に変換する回路の一例を示す回路図である。
【0201】
図45において、コントローラ用の第1のLSI321では、電源ノードと接地ノードとの間に、基準電流源BGR、ゲートにクロックソース信号enがゲートに印加されるNMOSトランジスタ323およびドレイン・ゲートどうしが接続されたNMOSトランジスタ324が直列に接続されている。同様に、前記電源ノードと接地ノードとの間に、ゲート・ドレインどうしが接続されたPMOSトランジスタ325およびNMOSトランジスタ326が直列に接続されている。上記2個のNOSトランジスタ324および326はゲート相互が接続されてカレントミラー回路を構成している。そして、電流出力用のPMOSトランジスタ327が、前記PMOSトランジスタ325にカレントミラー接続されている。
【0202】
上記構成の第1のLSI321によれば、電流出力用のPMOSトランジスタ327のドレインから出力する電流をクロック信号Clockとして外部の信号線(ストローブ信号線)に出力することが可能である。
【0203】
一方、第2のLSI322では、ドレイン・ゲートどうしが接続されたNMOSトランジスタ328に前記外部のストローブ信号線2からストローブ信号電流が入力する。そして、電源ノードと接地ノードとの間に、ゲート・ドレインどうしが接続されたPMOSトランジスタ329およびNMOSトランジスタ330が直列に接続されており、上記NMOSトランジスタ330は前記NMOSトランジスタ328にカレントミラー接続されている。そして、前記PMOSトランジスタ329にPMOSトランジスタ331がカレントミラー接続されている。
【0204】
さらに、電源ノードと接地ノードとの間に、基準電流源BGRおよびドレイン・ゲートどうしが接続されたNMOSトランジスタ332が直列に接続されている。このNMOSトランジスタ332にNMOSトランジスタ333がカレントミラー接続されており、このNMOSトランジスタ333のドレインは前記PMOSトランジスタ331のドレインに接続されている。そして、上記PMOSトランジスタ331およびNMOSトランジスタ333のドレイン相互接続ノードに増幅回路334が接続されている。
【0205】
ここで、第2のLSI322の基準電流源BGR の電流を第1のLSI321の基準電流源BGRの電流と等しく設定しておき、第2のLSI322におけるNMOSトランジスタ333にPMOSトランジスタ331の電流の半分が流れるようにサイズを設定しておく。
【0206】
上記構成の第2のLSI322によれば、増幅回路334は、通常は低い電位入力を受けているが、クロック信号電流入力時に前記PMOSトランジスタ331から電流が出力する場合は高い電位入力を受けるので、クロック信号電流入力をクロック信号電圧に変換して出力し、内部回路に供給することが可能である。
【0207】
<第18実施形態>
図46は第18実施形態に係る伝送システムを示すブロック図である。
【0208】
この伝送システムは、図5に示した第5実施形態に係る伝送システムと比べて、ストローブ信号線をバス配線として終端させ、かつクロック信号線も終端させたことが異なり、その他は同じである。
【0209】
<第19実施形態>
図47は第19実施形態に係るデイジーチェーン接続された伝送システムに適合するメモリLSIを簡略的に示す回路図である。
【0210】
本例が、図38に示した第13実施形態に係るメモリLSIと異なるところは、データ入力およびデータ出力をそれぞれ、メモリチップ内に設けられたコントローラからのデータ送信側301で行うことである。このため、図38に示した回路と同様の回路がデータ送信側301に配置されている。
【0211】
また、コントローラへのデータ帰還側302には、電流転送回路244と同様な回路構成を持つ、電流転送回路303が配置されている。なお、電流転送回路303は、常時、データ電流を転送することが、電流転送回路244と異なっている。
【0212】
上記電流転送回路303は、図47に示すように、電流入力用のNMOSとランジスタ304と、このNMOSトランジスタ304にカレントミラー接続されたNMOSトランジスタ305と、このNMOSトランジスタ305の電流が流れるパスに、ゲートおよびドレインを接続したPMOSトランジスタ306と、このPMOSトランジスタ306にカレントミラー接続されたPMOSトランジスタ307と、このPMOSトランジスタのドレインと、電流出力ノードとの間に接続され、ゲートに回路内接地電位VSSを受けるPMOSトランジスタ308とを有する。また、PMOSトランジスタ308を省略し、PMOSトランジスタ308を出力に直接に接続しても問題は無い。
【0213】
<第20実施形態>
図48は第20実施形態に係るデイジーチェーン接続された伝送システムに適合するメモリLSIを簡略的に示す回路図である。
【0214】
本例が、図47に示した第19実施形態に係るメモリLSIと異なるところは、データ入力およびデータ出力をそれぞれ、メモリチップ内に設けられたコントローラからのデータ帰還側302で行うことである。このため、図38に示した回路と同様の回路がデータ帰還302に配置されている。そして、コントローラからのデータ送信側301には、常時、データ電流を転送する電流転送回路303が配置されている。
【0215】
<第21実施形態>
図49は第21実施形態に係るデイジーチェーン接続された伝送システムに適合するメモリLSIを簡略的に示す回路図である。
【0216】
本例が、図47に示した第19実施形態に係るメモリLSIと異なるところは、データ入力をデータ送信側301で行ない、データ出力をデータ帰還側302で行うことである。このため、電流転送回路303のうち、出力段を構成するPMOSトランジスタ307、308はデータ送信側301に配置され、入力段を構成するNMOSとランジスタ304、305、PMOSトランジスタ306はデータ帰還側302に配置されている。
【0217】
また、本例のように、データ入力をデータ送信側301で行ない、データ出力をデータ帰還側302で行う場合には、データ出力のタイミングを調整することが重要である。コントローラから見たレイテンシ(latency)を、デイジーチェーン接続された複数のメモリチップそれぞれで合わせるためである。このため、本例では、メモリセルアレイ242の出力部に遅延回路311を設けている。遅延回路311は、例えばレジスタ312に格納された遅延データにより制御される。そして、メモリセルアレイ242からのデータ出力を、コントローラから見たレイテンシが、デイジーチェーン接続された複数のメモリチップそれぞれで合うように遅延させる。遅延データは、chip-IDのセットとともに、デイジーチェーンの初期化によって記憶される。最も近いメモリは、最も大きいレイテンシにセットされる。遅延データのセット方法は、chip-IDのセット方法と同様である。遅延データに応じたユニット遅延時間は、コントローラから見たレイテンシが整合するように設計されている。
【0218】
<第22実施形態>
図50は第22実施形態に係るデイジーチェーン接続された伝送システムに適合するメモリLSIを簡略的に示す回路図である。
【0219】
第19、第20、第21実施形態ではデータパスの部分を例示した。本例では、アドレス/コマンドパスの部分を例示する。
【0220】
本例が、図47に示した第19実施形態と異なるところは、アドレス信号、およびコマンド信号をAD変換するADC19aと、このADC19aから出力される電圧データをデコードし、アドレス信号およびコマンド信号を出力するデコーダ272を有することである。
【0221】
また、電流転送回路244'は、その出力段を構成するPMOSトランジスタ248'のゲートに、回路内接地電位VSSを供給するようにして、常時、電流を転送できるように構成されている。
【0222】
<第23実施形態>
図51は第23実施形態に係るデイジーチェーン接続された伝送システムに適合するメモリLSIを簡略的に示す回路図である。
【0223】
本例が、図50に示した第22実施形態に係るメモリLSIと異なるところは、データ入力およびデータ出力をそれぞれ、メモリチップ内に設けられたコントローラからのデータ帰還側302で行うことである。このため、図50中のデータ送信側301に配置された回路と同様の回路が、データ帰還302に配置されている。そして、コントローラからのデータ送信側301には、常時、データ電流を転送する電流転送回路303が配置されている。
【0224】
<第24実施形態>
図52は第24実施形態に係るデイジーチェーン接続された伝送システムに適合するメモリLSIを簡略的に示す回路図である。
【0225】
本例が、図50に示した第22実施形態に係るメモリLSIと異なるところは、電流出力ノード319と、電流入力ノード320とを、トランスファゲート回路321により、互いに接続したことである。トランスファゲート回路321は、レジスタ322から出力される制御信号EDGE、/EDGEにより制御される。制御信号EDGEが“HIGH”、制御信号/EDGEが“LOW”のとき、電流出力ノード319は、電流入力ノード320に接続される。このため、電流出力を、データ送信側301からデータ帰還側302に、メモリチップ内で折り返すことができる。また、制御信号EDGEが“LOW”、制御信号/EDGEが“HIGH”のとき、電流出力ノード319は、電流入力ノード320から分離される。制御信号EDGEの状態は、デイジーチェーンの初期化によってセットされる。
【0226】
本例は、デイジーチェーンの終端を、例えば図46に示した第18実施形態のように閉じた場合に有効である。つまり、この実施形態は、エッジのチップにおいて、その出力と入力との外部接続を必要とすることなく、使用することができる。
【0227】
<第25実施形態>
図53は第25実施形態に係るデイジーチェーン接続された伝送システムに適合するメモリLSIを簡略的に示す回路図である。
【0228】
本例が、図47に示した第19実施形態に係るメモリLSIと異なるところは、第24実施形態と同様に、電流出力ノード319と、電流入力ノード320とを、トランスファゲート回路321により、互いに接続したことである。
【0229】
本例でも、制御信号EDGEが“HIGH”、制御信号/EDGEが“LOW”のとき、電流出力ノード319は、電流入力ノード320に接続されるので、電流出力を、データ送信側301からデータ帰還側302に、メモリチップ内で折り返すことができる。よって、デイジーチェーンの終端を、例えば図46に示した第18実施形態のように閉じた場合に有効である。
【0230】
<第26実施形態>
図54は第26実施形態に係るデイジーチェーン接続された伝送システムに適合するメモリLSIを簡略的に示す回路図である。
【0231】
上記実施形態では、データを送受信する例と、アドレスおよびコマンドを送受信する例とをそれぞれ説明した。
【0232】
しかし、データ、アドレスおよびコマンドをそれぞれ一まとめにしたパケット(packet)を、送受信することも可能である。本例は、そのようなパケット送受信に適合させた例に関する。
【0233】
本例が、図47に示した第19実施形態に係るメモリLSIと異なるところは、パケットデコーダ323、アドレスデコーダ324、コマンドデコーダ325、レジスタ326、およびパケットエンコーダ327を有することである。
【0234】
パケットデコーダ323は、入力されたパケットをデコードし、データ、アドレスおよびコマンドにそれぞれ分類する。分類されたデータはメモリセルアレイ242に入力され、同様に分類されたアドレスおよびコマンドはそれぞれ、アドレスデコーダ324およびコマンドデコーダ324に入力される。
【0235】
アドレスデコーダ324は、入力されたアドレスをデコードし、デコードしたアドレスをメモリセルアレイ242、およびレジスタ326に出力する。
【0236】
コマンドデコーダ325は、入力されたコマンドをデコードし、デコードしたコマンドに基づいた内部制御信号(PASS、/PASS、WRITE、READ、INIT)を出力する。
【0237】
レジスタ326は、chip-IDを記憶する。chip-IDとは、コントローラ、およびこのコントローラにデイジーチェーン接続された複数のメモリチップを識別するために、各チップに登録されたIDアドレスである。上記実施形態では、chip-IDに関する詳しい説明を省略したが、上記実施形態においても登録されていることはもちろんである。chip-IDの付与方法の一例を下記する。
【0238】
まず、コントローラのchip-IDを“0000”に設定し、当該コントローラに登録する。コントローラはchip-ID“0000”を、デイジーチェーン接続された先頭のメモリチップに送信する。このchip-ID“0000”を受けたメモリチップはこれに“1”を加えて“0001”を、自身のchip-IDとして登録する。chip-ID“0001”が登録されたメモリチップは、chip-ID“0001”を、デイジーチェーン接続された次のメモリチップに送信する。このchip-ID“0001”を受けたメモリチップはこれに“1”を加えて“0010”を、自身のchip-IDとして登録する。このような処理を、デイジーチェーン接続されたメモリチップ全てに対して、順次行うことで、コントローラ、各メモリチップそれぞれに異なったchip-IDを登録することができる。登録されたchip-IDは、データ処理時、アドレス又はコマンドに含まれて送信される。そして、データ処理は、送信されたchip-IDに合致するchip-IDを持つメモリチップにおいて行われる。
【0239】
レジスタ326は、このようなchip-IDを記憶する。そして、送信されたchip-IDが、レジスタ326に記憶されたchip-IDに合致した場合、コントローラを示すchip-ID、およびコントローラへのデータ出力であることを示すコードを、それぞれ出力する。当該メモリチップが出力したデータを、デイジーチェーン接続されている他のメモリチップが受け取らないようにするためである。
【0240】
パケットエンコーダ327は、メモリセルアレイ242から出力されたデータ、およびレジスタ326から出力されたコントローラチップを示すchip-ID、およびコントローラへのデータ出力であることを示すコードをエンコードし、パケットにする。パケットは、DAC14に入力され、上記実施形態と同様にDA変換された後、出力される。
【0241】
<第27実施形態>
図55は第27実施形態に係るデイジーチェーン接続された伝送システムに適合するメモリLSIを簡略的に示す回路図である。
【0242】
本例が、図54に示した第26実施形態と異なるところは、第21実施形態のように、データ入力をデータ送信側301で行ない、データ出力をデータ帰還側302で行うようにしたことであり、その他はほぼ同様の構成である。
【0243】
以上、本発明を、第1〜第27実施形態により説明したが、この発明は、これら実施形態それぞれに限定されるものではなく、その実施にあったては、発明の要旨を逸脱しない範囲で種々に変形することが可能である。
【0244】
また、第1〜第27実施形態は、単独、または適宜組み合わせて実施することも勿論可能である。
【0245】
さらに、第1〜第27実施形態には種々の段階の発明が含まれており、各実施形態において開示した複数の構成要件の適宜な組み合わせにより、種々の段階の発明を抽出することも可能である。
【0246】
【発明の効果】
上述したように、本発明のデータ・信号伝送システムおよび半導体集積回路装置によれば、伝送データとして、電圧電位ではなく電流量を取り扱う。また、電流データの多値化を行うことにより、送信側と受信側とが1対1で対応する電流転送においても、データ線・信号線数の増大を伴うことなく多値のデータ伝送を行うことが可能になる。
【0247】
このような電流データの多値化を行う場合、電流は加算性があり、電流の多値化は電圧の多値化よりも電圧ノイズマージンが広いという利点がある。したがって、LSIの素子の微細化に伴う電源電圧、外部信号線の振幅電圧の低下にも耐えることが容易になる。また、低速の同期クロックを伝送する場合でも、電流の多値化により、大量のデータの送受信が可能となる。
【図面の簡単な説明】
【図1】 図1は第1実施形態に係るLSIの一部を示すブロック図。
【図2】 図2は第2実施形態に係るLSIの一部を示すブロック図。
【図3】 図3は第3実施形態に係るLSIの一部を示すブロック図。
【図4】 図4は第4実施形態に係るLSIの一部を示すブロック図。
【図5】 図5は第5実施形態に係る伝送システムを示すブロック図。
【図6】 図6は図5に示す伝送システムの一動作例を示す波形図。
【図7】 図7は第6実施形態に係る伝送システムを示すブロック図。
【図8】 図8は第7実施形態に係る伝送システムを示すブロック図。
【図9】 図9は図8に示す伝送システムの一動作例を示す波形図。
【図10】 図10は第8実施形態に係る伝送システムを示すブロック図。
【図11】 図11は第9実施形態に係るDACの一回路例を示す回路図。
【図12】 図12は第10実施形態に係るADCの一回路例を示す回路図。
【図13】 図13は第10実施形態に係るADCの一回路例を示す回路図。
【図14】 図13は第10実施形態に係るADCの一回路例を示す回路図。
【図15】 図15は基準電流源(定電流源)の一回路例を示す回路図。
【図16】 図16は第11実施形態に係る電流ドライブ回路の一回路例を示す回路図。
【図17】 図17はストローブ信号を電流駆動した場合の一動作例を示す波形図。
【図18】 図18は第11実施形態に係るデイジーチェーン接続された伝送システムにおけるストローブ信号電流の伝送経路を簡略的に示す回路図。
【図19】 図19Aは第12実施形態に係るデイジーチェーン接続の伝送システムにおけるストローブ信号電流の伝送経路を簡略的に示す回路図、図19Bは図19Aに示す伝送経路の一変形例を示す回路図、図19Cは図19Aに示す伝送経路の他変形例を示す回路図。
【図20】 図20はDACの一例を示す回路図。
【図21】 図21はADCの一例を示す回路図。
【図22】 図22はADCの一例を示す回路図。
【図23】 図23はADCの一例を示す回路図。
【図24】 図24はADCの一例を示す回路図。
【図25】 図25は図19Aに示すデイジーチェーン接続された伝送システムの一動作例を示す波形図。
【図26】 図26はDACの第1変形例を示す回路図。
【図27】 図27はDACの第2変形例を示す回路図。
【図28】 図28はADCの第1変形例を示す回路図。
【図29】 図29はADCの第1変形例を示す回路図。
【図30】 図30はADCの第1変形例を示す回路図。
【図31】 図31はADCの第2変形例を示す回路図。
【図32】 図32はADCの第2変形例を示す回路図。
【図33】 図33はADCの第2変形例を示す回路図。
【図34】 図34はADCの第2変形例を示す回路図。
【図35】 図35は基準電流源の第1変形例を示す回路図。
【図36】 図36は基準電流源の第2変形例を示す回路図。
【図37】 図37は基準電流源の第3変形例を示す回路図。
【図38】 図38は第13実施形態に係るデイジーチェーン接続された伝送システムに適合するメモリLSIを簡略的に示す回路図。
【図39】 図39は第14実施形態に係るデイジーチェーン接続された伝送システムに適合するメモリLSIを簡略的に示す回路図。
【図40】 図40は第14実施形態の変形例に係るメモリLSIを簡略的に示す回路図。
【図41】 図41は第15実施形態に係るデイジーチェーン接続された伝送システムに適合するメモリLSIを簡略的に示す回路図。
【図42】 図42は第16実施形態に係るスター接続された伝送システムに適合するメモリLSIを簡略的に示す回路図。
【図43】 図43は第17実施形態に係るデイジーチェーン接続された伝送システムを示すブロック図。
【図44】 図44は図43に示した伝送システムにおいてクロック信号電流にデータ電流を重畳した場合の動作の一例を示す波形図。
【図45】 図45は第17実施形態の変形例を示す回路図。
【図46】 図46は第18実施形態に係る伝送システムを示すブロック図。
【図47】 図47は第19実施形態に係るデイジーチェーン接続された伝送システムに適合するメモリLSIを簡略的に示す回路図。
【図48】 図48は第20実施形態に係るデイジーチェーン接続された伝送システムに適合するメモリLSIを簡略的に示す回路図。
【図49】 図49は第21実施形態に係るデイジーチェーン接続された伝送システムに適合するメモリLSIを簡略的に示す回路図。
【図50】 図50は第22実施形態に係るデイジーチェーン接続された伝送システムに適合するメモリLSIを簡略的に示す回路図。
【図51】 図51は第23実施形態に係るデイジーチェーン接続された伝送システムに適合するメモリLSIを簡略的に示す回路図。
【図52】 図52は第24実施形態に係るデイジーチェーン接続された伝送システムに適合するメモリLSIを簡略的に示す回路図。
【図53】 図53は第25実施形態に係るデイジーチェーン接続された伝送システムに適合するメモリLSIを簡略的に示す回路図。
【図54】 図54は第26実施形態に係るデイジーチェーン接続された伝送システムに適合するメモリLSIを簡略的に示す回路図。
【図55】 図55は第27実施形態に係るデイジーチェーン接続された伝送システムに適合するメモリLSIを簡略的に示す回路図。
【図56】 図56は従来の伝送システムの一例を示すブロック図。
【図57】 図57は従来の伝送システムの他例を示すブロック図。
【符号の説明】
1、1a、1b…外部データ線、
11、21、31、41…第1のLSI、
12、22、32、42…第2のLSI、
13…内部回路、
14、23…DAC、
15…出力バッファ用PMOSトランジスタ、
16…入力バッファ用NMOSトランジスタ、
18…内部回路、
19、27…ADC、
43、46…出力スイッチ用トランジスタ、
44、47…入力スイッチ用トランジスタ、
50、100…外部バス、
51、101…メモリコントローラ、
52、102…DRAM、
54…入力用データ線、
55…出力用データ線、
104、105…データ線、
106…ストローブ信号線。
[0001]
BACKGROUND OF THE INVENTION
The present invention relates to a semiconductor integrated circuit device and a data / signal transmission system, and more particularly to a method of handling data or signals exchanged between semiconductor integrated circuit devices with a current amount, for example, transmission in which a semiconductor memory and its controller are connected. It is used for the system.
[0002]
[Prior art]
A conventional transmission system for connecting a plurality of LSIs handles a voltage potential as data. For example, a conventional transmission system to which a semiconductor memory and its controller are connected is configured as shown in FIG. 56 or FIG. Yes.
[0003]
The conventional transmission system shown in FIG. 56 has a plurality of synchronous dynamic memories (SDRAMs) 421 arranged two-dimensionally and a clock / clock for supplying a clock signal Clock and an address signal Address from the common memory controller 420 to each SDRAM 421. An address bus 422 is connected, and a data bus 423 for transmitting data DATA is connected between the memory controller 420 and the SDRAM 421 in each row, and the memory controller 420 corresponds to the SDRAM 421 in each column. Control signal bus 424 for supplying control signals (RAS # 1, CAS # 1, WE # 1, CS # 1) to (RAS # 4, CAS # 4, WE # 4, CS # 4). ing.
[0004]
The configuration of the memory module in which the plurality of SDRAMs 421 are two-dimensionally arranged on a printed circuit board can increase the data bus width, and can transmit a large amount of data through a relatively low-speed bus.
[0005]
However, the transmission system shown in FIG. 56 has a problem that there are many bus wirings and a problem that reflection noise easily occurs because the bus is not terminated, and data reading cannot be performed at high speed. Furthermore, since the loads of the control signal bus, the address bus, and the data bus are not uniform, the setup / hold time between signals in each SDRAM varies depending on the distance from the memory controller to each SDRAM.
[0006]
As a result, the timing margin in each SDRAM cannot be shortened, and the operation of each SDRAM cannot be accelerated. Therefore, if an attempt is made to increase the data transfer rate, the bus width must be increased, the layout of the memory module becomes difficult, and furthermore, it is difficult to align the load between the signals.
[0007]
On the other hand, in the conventional transmission system shown in FIG. 57, a plurality of Rambus type DRAMs (RDRAM) 331 are connected via a one-dimensional data transmission path Rambus channel (proposed by Rambus), and this Rambus channel is connected to an external bus. The memory controller 330 is connected between them, and the reference potential Vref and the synchronous clock CTM from the clock signal source 332 are supplied to each RDRAM 331 via the Rambus channel. The Rambus channel is terminated by a terminal resistance 333 so that reflection noise does not occur, and the load of each bus is uniformed in order to suppress skew between transmission data signals of the bus.
[0008]
The configuration of a memory module in which a plurality of RDRAMs 331 as described above are arranged one-dimensionally on a printed circuit board can simplify the bus configuration, and can transmit and receive large amounts of data by increasing the synchronization clock speed. it can.
[0009]
[Problems to be solved by the invention]
However, since the transmission system shown in FIG. 57 speeds up data transmission / reception instead of increasing the bus width, the specification of the skew between the buses in the entire memory module is strict and the jitter of the clock driver is also limited. In order to cope with this, the resistance and inductance of the wiring on the printed circuit board of the memory module and the mutual conductance between the wirings must be precisely controlled, leading to high costs.
[0010]
In addition, due to miniaturization of LSI elements, the power supply voltage for output (see FIG. 56) and the bus termination voltage VTERM (see FIG. 57) are reduced in consideration of the breakdown voltage of the LSI transistors in the memory module. I have to do it. As a result, the voltage amplitude of the data also decreases, and erroneous reading of data is likely to occur.
[0011]
As described above, the conventional transmission system that handles a large amount of data on a relatively low-speed bus has a situation that the number of bus wirings is increased and the data reading speed cannot be increased.
[0012]
In addition, the conventional transmission system that simplifies the bus configuration and speeds up the synchronous clock to transmit and receive large amounts of data has strict specifications for the skew between the buses in the entire system, and limits the jitter of the clock driver. Therefore, there is a situation that leads to high cost in order to cope with it.
[0013]
Furthermore, as a common situation for both, with miniaturization, the breakdown voltage of the LSI transistor in the memory module is taken into consideration, the power supply voltage for output (see FIG. 56) and the termination voltage (see FIG. 57) are lowered, and the data If the amplitude is reduced, erroneous reading of data is likely to occur.
[0014]
SUMMARY OF THE INVENTION The present invention has been made to solve the above-described circumstances, and a data / signal transmission system and a semiconductor integrated circuit that can avoid the situation when a voltage potential is handled as transmission data by handling an amount of current as transmission data. An object is to provide an apparatus.
[0015]
In addition, the present invention makes it possible to perform multi-value data transmission without increasing the transmission data width by performing multi-value current data, with a wide voltage noise margin and fine LSI elements. A semiconductor integrated circuit device that can easily withstand a drop in power supply voltage and the amplitude voltage of an external signal line, and can transmit and receive a large amount of data even when transmitting a low-speed synchronous clock, and a semiconductor integrated circuit device using the same An object is to provide a data / signal transmission system.
[0016]
[Means for Solving the Problems]
  A semiconductor integrated circuit device according to a first aspect of the present invention includes a data input circuit including an AD converter that converts multi-valued current data input from the outside into a data set of binary voltage levels; An internal circuit to which binary voltage level data is supplied from a data input circuit, and a DA converter that multi-values an aggregate of binary voltage level data supplied from the internal circuit are multi-valued. A data output circuit that outputs current data to the outside, and further includes a current transfer circuit that transfers the multi-valued current data input from the outside as a current output to a subsequent stage.The current transfer circuit includes a first transistor connected in a current mirror to a current input transistor that receives multi-valued current data input from the outside at one end and a gate of a current path, and the first transistor A second transistor in which one end of the current path and the gate are connected to one end of the current path of the transistor, a current mirror connection to the second transistor, and multi-valued current data input from the outside is output as current And a third transistor that transfers to the subsequent stage.
  According to a second aspect of the present invention, there is provided a semiconductor integrated circuit device comprising: a data input circuit having an AD converter that converts multi-valued current data input from the outside into a set of binary voltage level data; An internal circuit to which binary voltage level data is supplied from the data input circuit, and a DA converter that multi-values a collection of binary voltage level data supplied from the internal circuit, A data output circuit for outputting the current data to the outside, and the AD converter and the DA converter use a clock signal current as a current source.
[0017]
  Also,According to a third aspect of the present invention, there is provided a semiconductor integrated circuit device comprising: a data input circuit having an AD converter that converts multi-valued current data input from outside into a data set of binary voltage levels; An internal circuit to which binary voltage level data is supplied from a data input circuit, and a DA converter that multi-values an aggregate of binary voltage level data supplied from the internal circuit are multi-valued. A data output circuit for outputting current data to the outside, an operation mode for outputting the multi-valued current data input from the outside to the outside via the AD converter and the DA converter, and the external A current transfer mode in which multi-valued current data input from is output to the outside without passing through the AD converter and DA converter.
[0018]
  Also,According to a fourth aspect of the present invention, there is provided a semiconductor integrated circuit device comprising: a data input circuit having an AD converter that converts multi-valued current data input from the outside into a data set of binary voltage levels; An internal circuit to which binary voltage level data is supplied from a data input circuit, and a DA converter that multi-values an aggregate of binary voltage level data supplied from the internal circuit are multi-valued. A data output circuit for outputting current data to the outside, and a clock signal input from the outside or output to the outside is a current-controlled clock signal current, and the clock signal current is output to the outside A circuit comprising: a reference current source connected between a power supply node and a ground node; a first transistor to which a clock control signal is applied to a gate; A second transistor connected to each other, a first current mirror circuit for outputting a clock signal current obtained by folding the current of the second transistor to an external clock signal line, and the clock signal current from the outside As a circuit to be input, a drain and a gate are connected to each other, a transistor in which a clock signal current input from an external clock signal line is input to the drain, and a second current mirror that folds the current of the transistor and extracts a clock signal current Circuit.
[0019]
  Also,According to a fifth aspect of the present invention, there is provided a semiconductor integrated circuit device including a data input circuit having an AD converter that converts multi-valued current data input from the outside into a data set of binary voltage levels; An internal circuit to which binary voltage level data is supplied from a data input circuit, and a DA converter that multi-values an aggregate of binary voltage level data supplied from the internal circuit are multi-valued. A data output circuit for outputting current data to the outside, and the data output circuit simultaneously outputs a clock signal component when the DA voltage converter multi-values the data set of the two voltage levels. Current data on which the clock signal current is superimposed is output to the outside, and the data input circuit receives the current data input on which the clock signal current is superimposed on the AD converter. By and can be converted to the collection of data of the voltage levels of the two values, at the same time take out the clock signal current component.
[0020]
DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION
First, the outline of the present invention will be described.
[0021]
The data transmission system according to the present invention and the LSI compatible therewith are characterized in that data or signals are transmitted by current data or signals that are multi-valued between semiconductor integrated circuit devices. When performing current transmission of data, it is basically desirable that there is a one-to-one transmission side and reception side. Therefore, when simply transferring a large amount of data / signal, the number of data lines / number of signal lines Will increase.
[0022]
In order to avoid this, the data (current) is multivalued by paying attention to the fact that the current is additive. This multi-value current has a wider noise margin than multi-value voltage. In addition, since data (current) is multi-valued, a large amount of data can be transmitted and received even when a low-speed synchronous clock transmission unit is used.
[0023]
Hereinafter, embodiments of the present invention will be described in detail with reference to the drawings.
[0024]
<First Embodiment>
FIG. 1 is a block diagram showing a part of the LSI according to the first embodiment. Here, the system configuration when the data output circuit section of the first LSI (CHIP-A) 11 is current output and the data input circuit section of the second LSI (CHIP-B) 12 is current input is simplified. Show.
[0025]
That is, the data output circuit section of the first LSI 11 has a digital-to-analog converter (DAC) 14 that multi-values binary voltage data output from the internal circuit 13 and a multi-value output DACout of the DAC 14. Output buffer PMOS transistor 15 that outputs to the external data line 1 as a current value of.
[0026]
The data input circuit portion of the second LSI 12 to which multi-value current is input from the external data line 1 includes an NMOS transistor 16 for input buffer that receives the input current from the external data line 1, and a current mirror connected to the transistor 16. It has a connected NMOS transistor 17 and an analog-to-digital converter (ADC) 19 that converts the current ADCin flowing through the transistor 17 into binary voltage data and supplies it to the internal circuit 18.
[0027]
According to the above configuration, the first LSI 11 outputs current data obtained by multi-valued binary voltage data to the external data line 1, and the second LSI 12 receives multi-value current data input from the external data line 1. Can be converted into binary voltage data and extracted. Therefore, it is possible to realize a transmission system capable of transmitting multi-value current data between a plurality of LSIs via the external data line 1.
[0028]
Second Embodiment
FIG. 2 is a block diagram showing a part of the LSI according to the second embodiment. Here, the system configuration when the data output circuit section of the first LSI (CHIP-A) 21 is a current input and the data input circuit section of the second LSI (CHIP-B) 22 is a current output is simplified. Show.
[0029]
That is, the data output circuit section of the first LSI 21 includes a DAC 23 that multi-values binary voltage data output from the internal circuit 13, a PMOS transistor 24 that converts the output of the DAC 23 into a multi-value current, An NMOS transistor 25 that receives a multi-value current from the transistor 24, and an NMOS transistor 26 for output buffer that is current mirror connected to the transistor 25 and sucks multi-value current data from the external data line 1.
[0030]
The data input circuit section of the second LSI 22 is connected to the external data line 1 and discharges multi-value current data, converts it into binary voltage data in accordance with the multi-value current data, and sends it to the internal circuit 18. It has ADC27 to supply.
[0031]
According to the above configuration, as in the first embodiment described above, the first LSI 21 outputs current data obtained by multi-valued binary voltage data to the external data line 1, and the second LSI 22 outputs the external data line. Multi-value current data input from 1 can be converted into binary voltage data and extracted. Therefore, it is possible to realize a transmission system capable of transmitting multi-value current data between a plurality of LSIs via the external data line 1.
[0032]
<Third Embodiment>
FIG. 3 is a block diagram showing a part of an LSI according to the third embodiment. Here, each of the first LSI (CHIP-A) 31 and the second LSI (CHIP-B) 32 has a dual configuration of a data input circuit unit and a data output circuit unit, and the data transmission direction is one each. The system configuration in the case where the two external data lines 1a and 1b are connected in the direction is shown.
[0033]
In each of the LSIs 31 and 32, the node where the data input circuit is connected to the external data line and the node where the data output circuit is connected to the external data line are separated separately.
[0034]
That is, the data output circuit section of the first LSI 31 is similar to the data output circuit section of the first LSI 11 in FIG. 1, and the DAC 14 multi-values the binary voltage data output from the internal circuit 13; An output buffer transistor 15 for converting the output of the DAC 14 into a multi-value current and outputting the current to the external data line 1a is provided.
[0035]
Further, the data input circuit portion of the first LSI 31 is connected to the external data line 1b, and an input through which a current flows in response to a multi-value current input is the same as the data input circuit portion of the second LSI 12 in FIG. Buffer transistors 16 and 17 and an ADC 19 for converting a multi-value current into binary voltage data and supplying it to the internal circuit 13 are provided.
[0036]
On the other hand, the data input circuit section of the second LSI 32 is connected to the external data line 1a, and is used for an input buffer in which a current flows in response to a multi-value current input, like the data input circuit section of the second LSI 31 Transistors 16 and 17 and an ADC 19 that converts a multi-value current into binary voltage data and supplies it to the internal circuit 18 are provided.
[0037]
Similarly to the data output circuit section of the first LSI 31, the data output circuit section of the second LSI 32 has a DAC 14 that multi-values the binary voltage data output from the internal circuit 18, and the DAC 14 An output buffer transistor 15 that converts the output into a multi-value current and outputs the current to the external data line 1b is provided.
[0038]
According to the above configuration, it is possible to realize a transmission system capable of bidirectionally transmitting multi-valued current data by using two external data lines 1a and 1b separately between a plurality of LSIs.
[0039]
<Fourth embodiment>
FIG. 4 is a block diagram showing a part of an LSI according to the fourth embodiment. Here, each of the first LSI (CHIP-A) 41 and the second LSI (CHIP-B) 42 has a dual configuration of a data input circuit section and a data output circuit section, and the data transmission direction is bidirectional. 2 shows a system configuration when connected by an external data line 1.
[0040]
Here, the data input circuit portion and the data output circuit portion of the first LSI 41 are correspondingly controlled in the active / inactive state by the input enable signal WEA and the inverted signal / OEA of the output enable signal. The data input circuit portion and the data output circuit portion are correspondingly controlled to be activated / inactivated by the input enable signal WEB and the inverted signal / OEB of the output enable signal.
[0041]
Each LSI 41, 42 has a data input circuit and a data output circuit connected in common to the external data line connection node N via the input switch transistors 44, 47 and the output switch transistors 43, 46, respectively. ing.
[0042]
That is, the data output circuit section of the first LSI 41 has the same configuration as the data output circuit section of the first LSI 31 in FIG. 3, and the active / inactive state is controlled by the inverted signal / OEA of the output enable signal. Connected to the external data line 1 through the output switch PMOS transistor 43.
[0043]
Further, the data input circuit section of the first LSI 41 has the same configuration as the data input circuit section of the first LSI 31 in FIG. 3, and an input switch whose active / inactive state is controlled by the input enable signal WEA. This is connected to the external data line 1 through the NMOS transistor 44 for use. A switching NMOS transistor 45 whose active / inactive state is controlled by an input enable signal WEA is also inserted between the transistor 17 and the ADC 19.
[0044]
The data output circuit section of the second LSI 42 has the same configuration as the data output circuit section of the first LSI 41, but the output switch PMOS transistor 46 connected to the external data line 1 has an output enable. The active / inactive state is controlled by the inverted signal / OEB of the signal.
[0045]
The data input circuit section of the second LSI 42 has the same configuration as the data input circuit section of the first LSI 41, but the input switch NMOS transistor 47 connected to the external data line 1 has an input enable. The active / inactive state is controlled by the signal WEB. The input switch NMOS transistor 48 inserted between the transistor 17 and the ADC 19 is also controlled to be activated / deactivated by the input enable signal WEB.
[0046]
Each of the LSIs 41 and 42 receives a control signal and an address signal supplied from an LSI (not shown) on the controller side by a circuit as shown in FIG. 1, decodes it, and outputs the control signal (WEA, / OEA), (WEB, / OEB).
[0047]
According to the above configuration, it is possible to realize a transmission system capable of bidirectionally transmitting multi-valued current data using a single external data line 1 in common between a plurality of LSIs.
[0048]
<Fifth Embodiment>
FIG. 5 is a block diagram showing a transmission system according to the fifth embodiment.
[0049]
Here, a system configuration in which a plurality of DRAMs 52 are daisy chain connected to one memory controller 51 and the memory controller 51 is connected to an external bus 50 is shown.
[0050]
The daisy chain connection employs the Source Synchronous Strobe method. That is, as the clock signal, the basic clock signal CLK and the strobe signal STROBE used for data transmission / reception (output from the transmission side to the reception side in accordance with data transmission) are used. In this example, a basic clock signal CLK is supplied from a clock signal source (clock source) 53 to the controller 51 and the DRAM 52.
[0051]
In this example, two data lines (input data line 54 or output data line 55) having a unidirectional data transmission direction are used, and one strobe signal line 56 having a bidirectional transmission direction is used. A case where data is transmitted bidirectionally between the controller 51 and the DRAM 52 is shown. Further, a part of the DRAM 52, for example, an input / output circuit part thereof has the same configuration as the circuit shown in any of FIGS.
[0052]
FIG. 6 is a waveform diagram showing an example of the operation of the transmission system of FIG.
[0053]
Multi-valued input current data Input (A) from input data line 54 is input and multi-valued by controlling transmission / reception with strobe signal voltage STROBE (V) synchronized with clock signal voltage CLK (V). The current output to the output data line 55 of the output current data Output (A) is performed.
[0054]
<Sixth Embodiment>
FIG. 7 is a block diagram showing a transmission system according to the sixth embodiment.
[0055]
This transmission system is different from the transmission system according to the fifth embodiment shown in FIG. 5 in that two strobe signal lines 61 and 62 having a unidirectional transmission direction are used as strobe signal lines. The same.
[0056]
<Seventh embodiment>
FIG. 8 is a block diagram showing a transmission system according to the seventh embodiment.
[0057]
This transmission system is different from the transmission system according to the sixth embodiment shown in FIG. 7 in that one bidirectional data line 71 is used as a data line. Further, a part of the DRAM 52, for example, an input / output circuit part thereof has the same configuration as the circuit shown in FIG. Others are the same as in the sixth embodiment.
[0058]
FIG. 9 is a waveform diagram showing an example of the operation of the transmission system of FIG.
[0059]
By the input control strobe signal voltage I-STROBE (V) synchronized with the clock signal voltage CLK (V), current input of the multi-valued input data Input (A) from the bidirectional data line 71 is performed, Current output to the bidirectional data line 71 of the multi-valued output current data Output (A) is performed by the output control strobe signal voltage O-STROBE (V).
[0060]
<Eighth Embodiment>
FIG. 10 is a block diagram showing a transmission system according to the eighth embodiment.
[0061]
Here, a configuration of a transmission system in the case where a plurality of DRAMs 102 are star connected to one memory controller 101 and the memory controller 101 is connected to an external bus 100 is shown.
[0062]
The source connection uses the Source Synchronous Strobe method. That is, the bus between the master (memory controller) 101 and the plurality of DRAMs 102 is one-to-one, and the basic clock signal and the strobe signal STROBE used for data transmission / reception are used as the clock signal. In this example, a clock signal voltage is supplied from the clock signal source 103 to the memory controller 101 and the DRAM 102. In addition, the bus connection between the memory controller 101 and the DRAM 102 shows a case where two unidirectional data lines 104 and 105 and one bidirectional strobe signal line 106 are used. Further, a part of the DRAM 102, for example, an input / output circuit part thereof has the same configuration as the circuit shown in any of FIGS.
[0063]
In the transmission systems of the fifth to eighth embodiments described above, the clock signal and the strobe signal are both driven by voltage. However, the clock signal and the strobe signal may be changed to be current-driven. .
[0064]
<Ninth Embodiment>
The ninth embodiment relates to a DAC provided in a data output circuit unit of an LSI suitable for the transmission system according to the present invention.
[0065]
FIG. 11 is a circuit diagram illustrating an example of a DAC according to the ninth embodiment. FIG. 11 shows an example of a DAC that converts, for example, 8-bit binary voltage data DO7 to DO0 into decimal current data DACout.
[0066]
As shown in FIG. 11, eight weight current source NMOS transistors N1 to N8 are current-mirror connected to a reference current source NMOS transistor N0. The weighting current source NMOS transistors N1 to N8 have current values that are 1 times, 2 times, 4 times, 64 times, and 128 times that of the current value of the NMOS transistor N0 for the reference current source. So the size (Wi, ..., Wi x 128) is set.
[0067]
One ends of switching NMOS transistors S1 to S8 are connected to the NMOS transistors N1 to N8, and the other ends of the NMOS transistors S1 to S8 are collectively connected via a load PMOS transistor PL. Connected to the power node. The NMOS transistors S1 to S8 are sized (Wo,..., Wo ×) so as to have current values of 1 ×, 2 ×, 4 ×,..., 64 ×, and 128 times based on the current value of the NMOS transistor N0. 128) is set.
[0068]
The gates of the NMOS transistors S1 to S8 are inputted with the least significant bit DO0 to the most significant bit DO7 of 8-bit binary voltage data, respectively. As a result, the DAC shown in FIG. 11 operates so as to suck in the DA conversion output current DACout flowing to the collective connection node of the NMOS transistors S1 to S8.
[0069]
In other words, the DAC shown in FIG. 11 is connected to the reference current source transistor (N0) and the reference current source transistor (N0) in a current mirror connection, and is 2 in comparison with the current value of the reference current source transistor (N0).n-1First to nth weighted current source transistors (N1 to N8) sized to have double weighted current values, and one ends corresponding to the first to nth weighted current source transistors. Are connected together and connected to the output node at the other end.n-1The first to nth switches that are set to have a current value that is weighted twice, and that are input from the least significant bit DO0 to the most significant bit DOn of n-bit binary voltage data corresponding to each gate. Transistor (S1 to S8).
[0070]
In general, it is necessary to match the reference current values on the input side and output side of the transmission system, but there is no problem if the conversion amount is known even if the reference current values do not match. However, in this example, it is assumed that the reference current is the same on the input side and the output side.
[0071]
<Tenth Embodiment>
The ninth embodiment relates to an ADC provided in an LSI data input circuit unit suitable for the transmission system according to the present invention.
[0072]
12, FIG. 13, and FIG. 14 are circuit diagrams showing examples of the ADC according to the tenth embodiment. FIGS. 12, 13 and 14 show an example of an ADC (successive comparison ADC) that converts decimal current data ADCin into 8-bit binary voltage data DI7 to DI0. ing. 12 shows a circuit for converting the most significant bits DI7 to DI4 of the binary voltage data DI7 to DI0 in one ADC, and FIG. 13 shows a circuit for converting bits DI3 and DI2. 14 shows circuits for converting the bits DI1 and DI0, respectively.
[0073]
As shown in FIGS. 12, 13, and 14, the PMOS transistor P0 has a source connected to the power supply node, a gate and a drain connected, and an input current ADCin applied to the drain. The PMOS transistors P8 to P1 have the same size (W1) as the PMOS transistor P0, respectively, and are current mirror connected to the PMOS transistor P0. As a result, the PMOS transistors P8 to P1 pass a current equal to the input current ADCin.
[0074]
On the other hand, a plurality of weighted current source NMOS transistors N8 to N1 are current mirror-connected to the reference current source NMOS transistor N0. The plurality of weighted current source NMOS transistors N8 to N1 are 128 times, 64 times, 32 times, 16 times, 8 times, 4 times, 2 times the current value of the NMOS transistor N0 for the reference current source. The size (Wi × 128,..., Wi) is set so as to have a current value of 1 or 2 times.
[0075]
The NMOS transistor S8 to which the most significant bit DI7 of the binary voltage data DI7 to DI0 is applied to the gate is sized (Wo × 128) so as to have a current value 128 times the reference current. Similarly, the size (Wo × 64) of the NMOS transistor S7 to which the bit DI6 is applied to the gate is set to have a current value 64 times the reference current. Similarly, the size (Wo × 32) of the NMOS transistor S6 to which the bit DI5 is applied to the gate is set to have a current value 32 times the reference current. Similarly, the size (Wo × 16) of the NMOS transistor S5 to which the bit DI4 is applied to the gate is set to have a current value 16 times the reference current. Similarly, the NMOS transistor S4 to which the bit DI3 is applied to the gate is set in size (Wo × 8) so as to have a current value that is eight times the reference current. Similarly, the size (Wo × 4) of the NMOS transistor S3 to which the bit DI2 is applied to the gate is set to have a current value that is four times the reference current. Similarly, the size (Wo × 2) of the NMOS transistor S2 to which the bit DI1 is applied to the gate is set to have a current value that is twice the reference current.
[0076]
The NMOS transistors C8 to C1 to which the comparison enable signal en is applied to the gate have a current value of 128 times, 64 times, 32 times, 16 times, 8 times, 4 times, 2 times, or 1 time of the reference current. The size (Wo × 128, ..., Wo) is set to hold.
[0077]
A first comparison circuit COMP1 shown in FIG. 12 is connected in series between a power supply node and a ground node, and includes a PMOS transistor P8 that passes an input current, an NMOS transistor C8 to which a signal en is applied to the gate, and a reference current. It comprises an NMOS transistor N8 that supplies 128 times the current and an amplifier circuit A8 that converts the drain potential of the PMOS transistor P8 to a binary level.
[0078]
As a result, the first comparison circuit COMP1 compares the input current with the magnitude of the current 128 times the reference current flowing in response to the signal en, and compares the logic level of the most significant bit DI7 among the binary data DI7 to DI0. To decide.
[0079]
The second comparison circuit COMP2 shown in FIG. 12 is different from the first comparison circuit COMP1 in that the PMOS transistor P8 is changed to P7, the NMOS transistor C8 is changed to S8, and the amplifier circuit A8 is changed to A7. The difference is that the NMOS transistor C7 whose signal en is applied to the gate and the NMOS transistor N7 that flows 64 times the reference current are connected in series between the drain of the transistor P7 and the ground node, and the others are the same It is.
[0080]
That is, the second comparison circuit COMP2 includes a PMOS transistor P7 that passes an input current between a power supply node and a ground node, an NMOS transistor S8 to which a bit DI7 is applied to the gate, and an NMOS that passes a current 128 times the reference current. Transistor N8 is connected in series. Further, between the drain of the PMOS transistor P7 and the ground node, an NMOS transistor C7 to which a signal en is applied to the gate and an NMOS transistor N7 for flowing a current 64 times the reference current are connected in series, and the PMOS transistor It comprises an amplifier circuit A8 that converts the drain potential of P7 to a binary level.
[0081]
As a result, when the bit DI7 is “HIGH”, the second comparison circuit COMP2 obtains a value obtained by subtracting 128 times the reference current from the input current and 64 times the reference current flowing in response to the signal en. In comparison, when bit DI7 is “LOW”, the input current is compared with the current 64 times the reference current flowing in response to signal en, and the logical level of bit DI6 of binary data DI7 to DI0 is compared. To decide.
[0082]
The third comparison circuit COMP3 shown in FIG. 12 is different from the second comparison circuit COMP2 in that the PMOS transistor P7 is changed to P6, the NMOS transistor C7 is changed to S7, and the amplification circuit A7 is changed to A6. Between the drain of the transistor P6 and the ground node, an NMOS transistor C6 to which the signal en is applied to the gate and an NMOS transistor N6 that passes a current 32 times the reference current are connected in series, and the others are the same. It is.
[0083]
As a result, when the bits DI7 and DI6 are “HIGH”, the third comparison circuit COMP3 receives the signal en and the reference current flowing by subtracting 128 times and 64 times the reference current from the input current. Compare the current 32 times, and if the bits DI7 and DI6 are “LOW” respectively, compare the input current with the current 32 times the reference current flowing in response to the signal en, and the binary data DI7 to DI0 Of these, the logic level of bit DI5 is determined.
[0084]
The fourth comparison circuit COMP4 shown in FIG. 12 is different from the third comparison circuit COMP3 in that the PMOS transistor P6 is changed to P5, the NMOS transistor C6 is changed to S6, and the amplification circuit A6 is changed to A5. Between the drain of the transistor P5 and the ground node, an NMOS transistor C5 to which the signal en is applied to the gate and an NMOS transistor N5 that passes a current 16 times the reference current are connected in series, and the others are the same. It is.
[0085]
Thereby, the fourth comparison circuit COMP4 receives the signal en and flows by subtracting 128 times, 64 times and 32 times the reference current from the input current when the bits DI7 to DI5 are “HIGH”, respectively. Compares the current 16 times the reference current, and if the bits DI7 to DI5 are “LOW”, compares the input current with the current 16 times the reference current flowing in response to the signal en, and the binary data Of the DI7 to DI0, the logic level of the bit DI4 is determined.
[0086]
The fifth comparison circuit COMP5 shown in FIG. 13 is different from the fourth comparison circuit COMP4 in that the PMOS transistor P5 is changed to P4, the NMOS transistor C5 is changed to S5, and the amplifier circuit A5 is changed to A4. Between the drain of the transistor P4 and the ground node, there is a difference in that an NMOS transistor C4 to which the signal en is applied to the gate and an NMOS transistor N4 that supplies a current eight times the reference current are connected in series. It is.
[0087]
As a result, the fifth comparison circuit COMP5, when the bits DI7 to DI4 are “HIGH”, obtains the signal en obtained by subtracting 128 times, 64 times, 32 times and 16 times the reference current from the input current. Compared with the current that is 8 times the reference current that flows, if the bits DI7 to DI4 are each LOW, compare the input current and the current that is 8 times the reference current that flows in response to the signal en, Of the binary data DI7 to DI0, the logic level of the bit DI3 is determined.
[0088]
The sixth comparison circuit COMP6 shown in FIG. 13 is different from the fifth comparison circuit COMP5 in that the PMOS transistor P4 is changed to P3, the NMOS transistor C4 is changed to S4, and the amplifier circuit A4 is changed to A3. Between the drain of the transistor P3 and the ground node, an NMOS transistor C3 to which the signal en is applied to the gate and an NMOS transistor N3 that supplies a current four times the reference current are connected in series, and the others are the same. It is.
[0089]
Accordingly, the sixth comparison circuit COMP6 is obtained by subtracting 128 times, 64 times, 32 times, 16 times and 8 times the reference current from the input current when the bits DI7 to DI3 are “HIGH”, respectively. Compared with the current that is 4 times the reference current that flows in response to the signal en. When the bits DI7 to DI3 are “LOW”, the input current and the current that is 4 times the reference current that flows in response to the signal en are In comparison, the logic level of the bit DI2 is determined among the binary data DI7 to DI0.
[0090]
The seventh comparison circuit COMP7 shown in FIG. 14 is different from the sixth comparison circuit COMP6 in that the PMOS transistor P3 is changed to P2, the NMOS transistor C3 is changed to S3, and the amplifier circuit A3 is changed to A2. Between the drain of the transistor P2 and the ground node, an NMOS transistor C2 to which the signal en is applied to the gate and an NMOS transistor N2 that supplies a current twice the reference current are connected in series, and the others are the same. It is.
[0091]
Thus, the seventh comparison circuit COMP7 subtracts 128 times, 64 times, 32 times, 16 times, 8 times and 4 times the reference current from the input current when DI7 to DI2 are “HIGH”, respectively. When the bit DI7 to DI2 is “LOW”, the current that is twice the reference current that flows in response to the input current and the signal en is compared. And the logical level of the bit DI1 among the binary data DI7 to DI0 is determined.
[0092]
The eighth comparison circuit COMP8 shown in FIG. 14 is different from the seventh comparison circuit COMP7 in that the PMOS transistor P2 is changed to P1, the NMOS transistor C2 is changed to S2, the amplifier circuit A2 is changed to A1, and the PMOS Between the drain of the transistor P1 and the ground node, there is a difference in that an NMOS transistor C1 whose signal en is applied to the gate and an NMOS transistor N1 that supplies a current that is one time the reference current are connected in series, and the others are the same It is.
[0093]
As a result, the eighth comparison circuit COMP8, when the bits DI7 to DI1 are “HIGH”, is 128 times, 64 times, 32 times, 16 times, 8 times, 4 times and 2 times the reference current from the input current. When the bit DI7 to DI1 are “LOW”, the reference current flowing in response to the input current and the signal en is compared. Compared with the current of 1 time, the logic level of the least significant bit DI0 of the binary data DI7 to DI0 is determined.
[0094]
That is, the ADC shown in FIGS. 12 to 14 receives 2 of the reference current that flows in response to the comparison enable signal en.n-1A first comparison circuit COMP1 that compares the current value weighted twice and the input current to determine the logic level of the nth bit that is the most significant bit of the n-bit binary data; Depending on the logic level of the 1st bit, 2 from the input current to the reference currentn-12 times the input current minus the double current value or the reference current that flows in response to the comparison enable signaln-2A combination of a second comparison circuit COMP2 that compares the magnitude of the current with the double current and determines the logic level of the (n-1) th bit in the binary data, and the logic level of the upper bits of the reference current from the input current 2 of the reference current that flows in response to the comparison enable signal and the input current minus a multiple of the current value corresponding ton-3A third comparison circuit COMP3 to an nth comparison circuit for comparing the magnitudes of the currents with the currents of 1 to 1 times and determining the logic levels of the (n-2) th to least significant bits of the binary data. And COMPn.
[0095]
FIG. 15 is a circuit diagram showing an example of a reference current source (constant current source) BGR used in the DAC shown in FIG. 11 or the ADC shown in FIGS. 12, 13 and 14.
[0096]
A band gap reference circuit is known as a reference current source, and is described in, for example, analog integrated circuit design technology (below) (Baifukan) co-authored by P.R.Gray and R.G.Meyer.
[0097]
The reference current source shown in FIG. 15 is configured by simplifying the cascade connection and replacing the bipolar transistor with a diode based on P.310 and FIG. 12.29 of the above-mentioned literature. explain.
[0098]
Between the power supply node and the ground node, a PMOS transistor TP1, an NMOS transistor TN1 having a drain / gate connected to each other, and a diode D1 are connected in series. Similarly, a PMOS transistor TP2, an NMOS transistor TN2, a resistance element R1, and a diode D2 are connected in series between a power supply node and a ground node. Similarly, between the power supply node and the ground node, a PMOS transistor TP3, a resistance element R2, and a diode D3, which are connected to each other at their gates and drains, are connected in series.
[0099]
The three PMOS transistors TP1 to TP3 are connected to each other to form a current mirror circuit, and the two NOS transistors TN1 and TN2 are connected to each other to form a current mirror circuit. .
[0100]
On the other hand, a PMOS transistor TP4, an NMOS transistor TN3, and a resistance element R3 are connected in series between the power supply node and the ground node. The potential of the source of the NMOS transistor TN3 and the potential of the drain of the PMOS transistor TP3 are input corresponding to the (−) input terminal and the (+) input terminal of the voltage comparison circuit CP. The output terminal is connected to the gate of the PMOS transistor TN3. Further, a current output PMOS transistor TP5 is current mirror connected to the PMOS transistor TP4, and a reference current Iout is output from the drain thereof.
[0101]
In the above configuration, the currents flowing through the diodes D1, D2, and D3 are set to be the same. The diodes D2 and D3 have the same size and are set larger than the diode D1. The resistance elements R1, R2, and R3 have the same resistance value.
[0102]
Suppose that the currents flowing through the diodes D1, D2, and D3 are Id, the anode-cathode voltages of the diodes D1, D2, and D3 are Vbe1, Vbe2, and Vbe3, respectively, and the current that flows through the resistance element R3 is I. ,
Vbe1 = Id xR1 + Vbe2
Id x R2 + Vbe3 = I x R3
Since the diodes D2 and D3 have the same size and are set to have the same flowing current,
Vbe2 = Vbe3
Since the resistance value of the resistance element R1 and the resistance value of R2 are the same,
R2 = R3
here,
ΔVbe = Vbe1 −Vbe2
Vbe = Vbe2 = Vbe3
After all,
I = ΔVbe / R1 + Vbe / R2 (1)
It becomes.
[0103]
In the above equation (1), Vbe corresponds to a voltage at which a current starts to flow forward in the diodes D1, D2, and D3, and corresponds to a difference in Fermi level between the P side and the N side. At higher temperatures, the P-side level tends to be higher and the N-side level tends to be lower due to the Fermi-Dirac distribution, and the difference in Fermi level becomes smaller and Vbe becomes smaller.
[0104]
In the above equation (1), ΔVbe is generated from the difference between the current Id1 flowing through the diode D1 and the current Id2 flowing through the diode D2.
Id = α × exp (q × Vbe / KT) −1 (2)
It is. Here, α includes the size effect of the diodes D1 and D2. Assuming that the sizes of the diodes D1 and D2 are the same, −1 can be ignored for the exponential term in the above equation (2)
ΔVbe = (KT / q) × log {Id1 / Id2} (3)
And is proportional to temperature.
[0105]
Therefore, by using Vbe and ΔVbe whose temperature characteristics change in opposite directions and adjusting the ratio of currents Id1 / Id2 flowing through the diodes D1 and D2 and the resistance values of the resistors R1 and R2, temperature dependence from I is eliminated. Can do.
[0106]
<Eleventh embodiment>
In the case of adopting the Source Synchronous Strobe method as described above, it is possible to send a reference current instead of a voltage as the strobe signal STROBE, and an eleventh embodiment considering this point will be described below.
[0107]
FIG. 16 is a circuit diagram showing an example of a current drive circuit according to the eleventh embodiment. Note that the current drive circuit shown in FIG. 16 is provided in an LSI that drives the strobe signal STROBE in a daisy chain connection transmission system.
[0108]
As shown in FIG. 16, in the first LSI (CHIP-A) 16A for the controller, an NMOS transistor 161 having a reference current source BGR and a strobe enable signal en applied to the gate between the power supply node and the ground node. An NMOS transistor 162 to which the drain and gate are connected is connected in series. Similarly, a PMOS transistor 163 and an NMOS transistor 164, whose gates and drains are connected, are connected in series between the power supply node and the ground node. The two NMOS transistors 162 and 164 are connected to each other to form a current mirror circuit. A current output PMOS transistor 165 is connected in current mirror to the PMOS transistor 163.
[0109]
According to the first LSI 16A configured as described above, the current output from the drain of the current output PMOS transistor 165 can be output to the external strobe signal line 2 as the strobe signal STROBE.
[0110]
On the other hand, in the second LSI (CHIP-B) 16B, the strobe signal current is input from the external strobe signal line 2 to the NMOS transistor 166 having the drain and gate connected to each other. A PMOS transistor 167 and an NMOS transistor 168, whose gates and drains are connected, are connected in series between the power supply node and the ground node, and the NMOS transistor 168 is connected to the NMOS transistor 166 in a current mirror connection. Yes. A PMOS transistor 169 is connected to the PMOS transistor 167 as a current mirror.
[0111]
According to the second LSI 16B configured as described above, the strobe signal current output from the drain of the PMOS transistor 169 can be supplied to the internal circuit. This strobe signal current is supplied to the DAC current source or the ADC current source. Can be used as
[0112]
FIG. 17 is a waveform diagram showing an example of the operation when the strobe signal STROBE shown in FIG. 16 is current-driven. Here, CLK (V) is a clock signal voltage, STROBE (A) is a strobe signal current, Input (A) is a current data input, and Output (A) is a current data output.
[0113]
FIG. 18 is a circuit diagram schematically showing an example of a transmission path of a strobe signal current in the daisy chain-connected transmission system according to the eleventh embodiment. For example, the PMOS transistor 164 is a current source of the DAC 14a, and the PMOS transistor 169 is a current source of the ADC 19a.
[0114]
<Twelfth embodiment>
The above-mentioned Source Synchronous Strobe method is adopted, and it is possible to send the strobe signal STROBE as a reference current as shown in FIG. 16 and to send the strobe signal current superimposed on the data current. Twelve embodiments are described below. In addition, the same code | symbol is attached | subjected to the same part as FIG.
[0115]
FIG. 19A is a circuit diagram schematically illustrating a transmission path of a strobe signal current in a daisy chain-connected transmission system according to the twelfth embodiment.
[0116]
That is, in the twelfth embodiment, when the binary voltage data DO0 to DO7 is DA-converted by the DAC 14a in the next-stage LSI 18B, one unit of data representing the strobe signal STROBE is added. As a result, when the current data controlled by the output of the DAC 14a is output to the external data line 1 through the transistor 43 that is switch-controlled by the output enable signal / OE, the current meaning the strobe signal STROBE is equivalent to one unit. It becomes possible to add.
[0117]
The ADC 19a folds back the data current supplied through the external data line 1 (the strobe signal current is added by one unit) by the NMOS current mirror circuits 16 and 17 in the data input circuit section. The folded data current is input to the transistor 48 that is switch-controlled by the input enable signal WE, and this is AD converted. At this time, the ADC 19a is configured to recognize and convert that the current value of one unit is an extra data value, so that when a current of one unit or more flows, the strobe signal STROBE is output. It can be determined that it has been received.
[0118]
FIG. 20 is a circuit diagram showing an example of the DAC 14a shown in FIG. 19A. FIG. 20 shows a case where 8-bit binary voltage data (DO7 to DO0) and 1-bit strobe signal (clock signal) STRB are converted into decimal current data.
[0119]
The DAC shown in FIG. 20 is compared with the DAC shown in FIG.
(1) One NMOS transistor N1a for strobe signal current source is connected to the NMOS transistor N0 for reference current source in a current mirror connection. The NMOS transistor N1a is connected to the NMOS transistor N0 for reference current source. Must be sized to have the same current value as
[0120]
(2) The switch NMOS transistor SB to which the strobe signal STRB is applied to the gate is connected between the DA conversion output node and the drain of the NMOS transistor N1a for the strobe signal current source.
[0121]
The above two configurations are different, and the other configurations are the same as the DAC shown in FIG.
[0122]
Further, the operation of the DAC shown in FIG. 20 is basically the same as the operation of the DAC shown in FIG. 11 and is particularly different in that a DA conversion operation corresponding to the strobe signal STRB for 1 bit is added.
[0123]
21, FIG. 22, FIG. 23 and FIG. 24 are circuit diagrams showing an example of the ADC 19a shown in FIG. 19A. 21 to 24 show an example of an ADC that converts decimal current data ADCin into 8-bit binary voltage data DI7 to DI0 and 1-bit strobe signal STRB. ing. 21 shows a circuit for converting the most significant bits DI7 to DI4 of the binary voltage data DI7 to DI0 in one ADC, and FIG. 22 shows a circuit for converting the bits DI3 and DI2. 23 shows a circuit for converting the bits DI1 and DI0, and FIG. 24 shows a circuit for converting the strobe signal STRB for one bit.
[0124]
The circuits shown in FIGS. 21, 22, 23, and 24 differ from the ADC shown in FIGS. 12, 13, and 14 in the following configurations (1) to (9), and the others are the same. Since there are, the reference numerals are omitted.
[0125]
(1) In the first comparison circuit COMP1a, instead of the two NMOS transistors C8 and N8 connected in series in order to pass a weighting current that is 128 times the reference current, a weighting current that is 129 times the reference current is used. Two NMOS transistors C8a and N8a that are sized to flow are used.
[0126]
(2) In the second comparison circuit COMP2a, instead of the two NMOS transistors C7 and N7 connected in series to pass a weighting current 64 times the reference current, a weighting current 65 times the reference current is used. Two NMOS transistors C7a and N7a whose sizes are set to flow are used.
[0127]
(3) In the third comparison circuit COMP3a, instead of the two NMOS transistors C6 and N6 connected in series in order to pass a weighting current that is 32 times the reference current, a weighting current that is 33 times the reference current is used. Two NMOS transistors C6a and N6a that are sized to flow are used.
[0128]
(4) In the fourth comparison circuit COMP4a, instead of the two NMOS transistors C5 and N5 connected in series in order to pass a weighting current that is 16 times the reference current, a weighting current that is 17 times the reference current is used. Two NMOS transistors C5a and N5a, which are sized to flow, are used.
[0129]
(5) In the fifth comparison circuit COMP5a, instead of the two NMOS transistors C4 and N4 connected in series to pass a weighting current that is eight times the reference current, a weighting current that is nine times the reference current is used. Two NMOS transistors C4a and N4a whose sizes are set to flow are used.
[0130]
(6) In the sixth comparison circuit COMP6a, instead of the two NMOS transistors C3 and N3 connected in series to pass a weighting current four times the reference current, a weighting current five times the reference current is used. Two NMOS transistors C3a and N3a whose sizes are set to flow are used.
[0131]
(7) In the seventh comparison circuit COMP7a, instead of the two NMOS transistors C2 and N2 connected in series to pass a weighting current twice as large as the reference current, a weighting current that is three times as large as the reference current is used. Two NMOS transistors C2a and N2a whose sizes are set to flow are used.
[0132]
(8) In the eighth comparison circuit COMP8a, instead of the two NMOS transistors C1 and N1 connected in series in order to pass a weighting current that is one time the reference current, a weighting current that is twice the reference current is used. Two NMOS transistors C1a and N1a whose sizes are set to flow are used.
[0133]
(9) A comparison circuit COMP-S for strobe signals is added. This comparison circuit COMP-S replaces the two NMOS transistors C1a and N1a that are connected in series in order to pass a weighting current twice the reference current as compared with the eighth comparison circuit COMP8 shown in FIG. Thus, two NMOS transistors C1 ′ and N1 ′ each having a size set to pass a weighting current that is one times the reference current are used, and further, between the drain of the PMOS transistor P1 and the ground node. The difference is that the NMOS transistor C1 to which the minimum weight bit DI0 is applied to the gate and the NMOS transistor N1 that flows a current that is one time the reference current are connected in series, and the others are the same.
[0134]
As a result, when the bits DI7 to DI0 are “HIGH”, the comparison circuit COMP-S for strobe signals is 128 times, 64 times, 32 times, 16 times, 8 times, 4 times the reference current. Compares the subtracted times, 2 times and 1 times with the current that is 1 times the reference current that flows in response to the signal en. If the bits DI7 to DI0 are “LOW”, the input current and the signal en are The level of the strobe signal (clock signal) STRB is determined by comparing the received current with a current that is one time the reference current.
[0135]
That is, the ADC shown in FIGS. 21 to 24 receives 2 of the reference current that flows in response to the comparison enable signal en.n-1A first comparison circuit COMP1a that compares the magnitude of the current value weighted by +1 and the input current and determines the logic level of the nth bit that is the most significant bit of the n-bit binary data; According to the logic level of the nth bit, the reference current is 2 from the input current.n-12 times the input current and the reference current that flows in response to the comparison enable signal.n-2A second comparison circuit COMP2a that compares the magnitude of the current with +1 times the current and determines the logic level of the (n-1) th bit of the binary data; and the logic level of the upper bit with respect to the reference current A value obtained by subtracting a current value corresponding to a multiple corresponding to the combination, or 2 of the reference current that flows in response to the input current and the comparison enable signal.n-3+1 times to 20The third comparison circuit COMP3a to the nth comparison circuit COMPna for comparing the magnitudes of the currents with the current of +1 times and determining the logic levels of the (n−2) th to the least significant bits of the binary data. And a value obtained by subtracting a current value corresponding to a multiple corresponding to a combination of the logic levels of the most significant bit to the least significant bit with respect to the reference current from the input current or the input current, and the comparison enable signal. And a clock signal comparison circuit COMP-S for comparing the magnitude of the current with a current that is one time the reference current flowing in the direction and determining the logic level of the strobe signal STRB.
[0136]
The operation of the ADC shown in FIGS. 21 to 24 is basically the same as the operation of the ADC shown in FIGS. 12 to 14, except that an AD conversion operation corresponding to the strobe signal STRB for 1 bit is added. . In this case, if one unit of current can be detected after converting bits DI7 to DI1, it corresponds to the strobe signal STRB. That is, since the strobe signal STRB can be detected after the AD conversion of the data current is completed, the strobe signal STRB can be used as a control signal for a circuit that latches the conversion output of the bits DI7 to DI1. That is, the bits DI7 to DI1 are latched in the data latch circuit 170 at the rising edge of the strobe signal STRB.
[0137]
According to the twelfth embodiment, the strobe signal STROBE can be sent as the reference current, and the strobe signal current can be sent superimposed on the data current.
[0138]
FIG. 25 is a waveform diagram showing an example of the operation when the strobe signal current is superimposed on the current data Input (A) and Output (A) in the daisy chain-connected transmission system shown in FIG. 19A. Here, the current data period T1 shows only the strobe signal current STRB, and the current data period T2 shows the case where the strobe signal current STRB is superimposed on the current data.
[0139]
<First and Second Modifications of DAC>
The DAC shown in FIG. 20 treats the 1-bit strobe signal (clock signal) STRB as having the same weight as the least significant bits of the 8-bit binary voltage data DO7 to DO0.
[0140]
However, the strobe signal (clock signal) STRB for 1 bit may be assigned to the upper bits or the lower bits than the 8-bit binary voltage data DO7 to DO0. FIG. 26 shows a first modification in which the strobe signal STRB is assigned to the upper bits, and FIG. 27 shows a second modification in which the strobe signal STRB is assigned to the lower bits.
[0141]
The DAC shown in FIG. 26 is different from the DAC shown in FIG. 20 in that a reference current source is replaced with a strobe signal current source NMOS transistor N1a and a switch NMOS transistor SB to which the strobe signal STRB is applied to the gate. The difference is that NMOS transistors N9 and S9 having a size in which a current flowing 256 times as large as that of the NMOS transistor is provided are the same.
[0142]
That is, the DAC shown in FIG. 26 is connected to the reference current source transistor N0 and the reference current source transistor in a current mirror connection, and is 2 in comparison with the current value of the reference current source transistor.nCorresponding to the first to (n + 1) th weighted current source transistors N1 to N9 sized to have a current value weighted twice, and to the first to (n + 1) th weighted current source transistors Each one end is connected and each other end is connected to the output node in a lump.nThe size is set so as to have a current value that is weighted twice, and the least significant bit DO0 to the most significant bit DO7 of the n-bit binary voltage data and the strobe signal STRB are input corresponding to each gate. To (n + 1) th switching transistors S1 to S9.
[0143]
The operation of the DAC shown in FIG. 26 is basically the same as the operation of the DAC shown in FIG. 20, and the strobe signal STRB is assigned to higher bits than the 8-bit binary voltage data DO7 to DO0 and is DA-converted. The point is different.
[0144]
Compared to the DAC shown in FIG. 20, the DAC shown in FIG. 27 replaces the NMOS transistor N1a for the strobe signal current source and the switching NMOS transistor SB to which the strobe signal STRB is applied to the gate, with a reference current source. The difference is that NMOS transistors N1 / 2 and S1 / 2 in which the size of a current that is ½ times that of the current NMOS transistor is set are provided, and the others are the same, so the reference numerals are omitted.
[0145]
That is, the DAC shown in FIG. 27 is connected to the reference current source transistor N0 and the reference current source transistor in a current mirror connection, and is 2 times larger than the current value of the reference current source transistor.n-11st to (n + 1) th weighted current source transistors N1 to N8, N1 / 2 sized to have current values weighted by a factor of 1/2 and 1/2, and the first to (n + 1) th of the first to (n + 1) th One end is connected to each of the weighted current source transistors, and the other ends are collectively connected to the output node.n-1The size is set so as to have a current value weighted twice or 1/2 times, and the least significant bit DO0 to the most significant bit DO7 of the n-bit binary voltage data and the strobe signal STRB corresponding to each gate. Are provided with first to (n + 1) th switching transistors S1 to S8, S1 / 2.
[0146]
The operation of the DAC shown in FIG. 27 is basically the same as the operation of the DAC shown in FIG. 20, and the strobe signal STRB is assigned to lower bits than the 8-bit binary voltage data DO7 to DO0 and DA-converted. The point is different.
[0147]
<First and Second Modifications of ADC>
The ADC shown in FIGS. 21 to 24 treats the 1-bit strobe signal (clock signal) STRB as having the same weight as the least significant bits of the 8-bit binary voltage data DO7 to DO0.
[0148]
However, the strobe signal (clock signal) STRB for 1 bit may be assigned to the upper bits or the lower bits than the 8-bit binary voltage data DO7 to DO0. A first modification example in which the strobe signal STRB is assigned to the upper bits is shown in FIGS. 28 to 30, and a second modification example in which the strobe signal STRB is assigned to the lower bits is shown in FIGS. 31 to 34.
[0149]
The ADC shown in FIGS. 28 to 30 uses a strobe signal (clock) STRB instead of the comparison enable signal en as compared with the ADC shown in FIGS. 21 to 24, and the strobe signal STRB is gated. The size of the NMOS transistors C8b to C1b applied to the NMOS transistor C8b, the size of the NMOS transistors N8b to N1b for weighted current sources connected in series to the NMOS transistors C8b to C1b, and the configuration of the comparison circuit COMP-SU for the strobe signal Different. Since the others are the same, the reference numerals are omitted.
[0150]
That is, the ADC shown in FIGS. 28 to 30 receives 2 of the reference current that flows in response to the comparison enable signal en.nA comparison circuit COMP-SU for comparing the current value weighted twice and the input current and determining the logic level of the strobe signal STRB, and (2) of the reference current flowing in response to the strobe signal STRB.n+2n-1) A first comparison circuit COMP1b that compares the magnitude of the current value weighted twice and the input current and determines the logic level of the nth bit that is the most significant bit of the n-bit binary data; According to the logic level of the nth bit, the reference current is 2 from the input current.n-1(2) of the reference current flowing by receiving the input current and the strobe signal STRB.n+2n-2) A second comparison circuit COMP2b for comparing the magnitude of the current with the double current and determining the logic level of the (n-1) th bit in the binary data, and the logic level of the upper bit with respect to the reference current A current value corresponding to a multiple corresponding to the combination is subtracted from the input current, or (2) of the reference current that flows in response to the input current and the strobe signal STRB.n+2n-3) ~ (2n+20) A third comparison circuit COMP3b to an nth comparison circuit COMPnb that compares the magnitudes of the currents with each other and compares them to determine the logic level of the (n−2) th to least significant bits of the binary data. It is characterized by comprising.
[0151]
The operation of the ADC shown in FIGS. 28 to 30 is basically the same as the operation of the ADC shown in FIGS. 21 to 24, and the strobe signal STRB is assigned to higher bits than the 8-bit binary voltage data DO7 to DO0. The difference is that AD conversion is performed.
[0152]
31 to 34 are compared with the ADCs shown in FIGS. 21 to 24, the sizes of NMOS transistors C8c to C1c to which the comparison enable signal en is applied to the gate, and are connected in series to these NMOS transistors C8c to C1c. The weighted current source NMOS transistors N8c to N1c are different in size and the configuration of the strobe signal comparison circuit COMP-SD. Since the others are the same, the reference numerals are omitted.
[0153]
That is, the ADC shown in FIGS. 31 to 34 receives 2 of the reference current that flows in response to the comparison enable signal en.n-1The first comparison circuit COMP1c that compares the current value weighted by +1/2 and the input current and determines the logic level of the nth bit that is the most significant bit of the n-bit binary data And a reference current of 2 from the input current according to the logic level of the nth bit.n-12 times the reference current that flows in response to the input current and the comparison enable signal en.n-2A second comparison circuit COMP2c that compares the magnitude of the current with +1/2 times the current and determines the logic level of the (n-1) th bit of the binary data; A current value corresponding to a multiple corresponding to a combination of logic levels is subtracted from the input current or 2 of a reference current that flows in response to the input current and the comparison enable signal en.n-3+1/2 times to 20A third comparison circuit COMP3c to n-th circuit for comparing the magnitudes of the currents with +1/2 times the current and determining the logic level of the (n−2) th to least significant bits of the binary data. The comparison circuit COMPnc and the input current obtained by subtracting the current value corresponding to a multiple corresponding to the combination of the logic levels of the most significant bit to the least significant bit with respect to the reference current, or the comparison A comparison circuit COMP-SD for clock signal that compares the magnitude with a current that is half the reference current flowing in response to the enable signal en and determines the logic level of the strobe signal STRB is provided. It is.
[0154]
The operation of the ADC shown in FIGS. 31 to 34 is basically the same as the operation of the ADC shown in FIGS. 21 to 24, and the strobe signal STRB is set to a lower bit than the 8-bit binary voltage data DO7 to DO0. The difference is that it is assigned and AD converted.
[0155]
As described above, when the strobe signal STRB signal is the lowest, the determination of the strobe signal STRB is made last. Therefore, data is latched at the rising edge of the strobe signal STRB.
[0156]
When the strobe signal STRB is the highest, the strobe signal STRB is determined first. Therefore, as shown in FIG. 19B, the strobe signal STRB is delayed by the time required for AD conversion of the bits DO7 to DO0 by the delay circuit 171 and then the data is latched at the rising edge of the delayed strobe signal STRBd. Alternatively, as shown in FIG. 19C, after strobe signal STRB is inverted by inverter 172, data may be latched at the falling edge of the inverted strobe signal / STRB.
[0157]
<Relationship between DAC reference current and ADC reference current, first to third modifications of reference current source>
In order to accurately perform the circuit operation of the DAC and the circuit operation of the ADC, the reference current of the ADC may be set to be larger than 1/2 and smaller than twice the reference current of the DAC.
[0158]
In order to increase the operation margin of the amplifier circuit on the output side of the ADC, it is desirable to increase the potential amplitude of the input of the amplifier circuit. In this case, the reference current of the ADC is larger than one time the reference current of the DAC, It is better to set it smaller than 2 times.
[0159]
Based on the relationship between the reference currents, the value of the reference current may be determined according to specifications. In this case, as shown in FIG. 35, the current value of the BGR is used as it is as the reference current for DAC, and for example, 1.5 times the reference current for DAC is used as the reference current for ADC. 36 and 37, a reference current source is provided in the transmission system, the reference current for DAC uses the current value of the reference current source as it is, and the reference current for ADC is the current value of the reference current source. For example, it is possible to use 1.5 times.
[0160]
FIG. 35 shows a circuit example when the current value of the BGR in the LSI is used as a reference current for DAC, and a current value 1.5 times the current value of the BGR is used as a reference current for ADC.
[0161]
The circuit shown in FIG. 35 supplies the output current of the PMOS transistor TP5, which is current mirror connected to the PMOS transistor TP4 in the output stage of the BGR shown in FIG. 15, as a reference current for DAC. A PMOS transistor TP6 having a size of 1.5 × W is connected to the PMOS transistor TP4 as a current mirror, and an output current of the PMOS transistor TP6 is supplied as a reference current for ADC. In FIG. 35, the same parts as those in FIG. 15 are denoted by the same reference numerals.
[0162]
In FIG. 36, in the daisy chain connection transmission system, the reference current values of the DAC and ADC in the LSI are determined by an external reference current source, and the reference current for the DAC uses the current value of the reference current source. In the circuit example, the reference current for ADC is 1.5 times the current value of the reference current source.
[0163]
In FIG. 36, the first LSI chip 351 receives a reference current input from an external (eg, controller) reference current source 350 by a current mirror circuit including NMOS transistors 353 and 354, and receives this reference current as PMOS transistors 355 and 356. The current mirror circuit consisting of Further, PMOS transistors 357 and 358 are connected to the PMOS transistor 355 as a current mirror. In this case, assuming that the size of the PMOS transistors 356 and 357 is W, the size of the PMOS transistor 358 is set to 1.5 × W. The output current of the PMOS transistor 357 is supplied as a reference current for DAC, the output current of the PMOS transistor 358 is supplied as a reference current for ADC, and the output current of the PMOS transistor 356 is supplied to the second LSI chip in the next stage. 352 is transmitted as a reference current.
[0164]
The second LSI chip 352 has the same configuration as that of the first LSI chip 351, and receives a reference current input from the first LSI 351 in the previous stage by a current mirror circuit including NMOS transistors 353 and 354. The output current of the transistor 357 is supplied as a reference current for DAC, the output current of the PMOS transistor 358 is supplied as a reference current for ADC, and the output current of the PMOS transistor 356 is transmitted as a reference current to the LSI chip at the next stage.
[0165]
FIG. 37 shows that the reference current values of the DAC and ADC in the LSI are determined by an external (eg, controller) reference current source in the star-connected transmission system, and the reference current source uses the current value of the reference current source. In the circuit example, the reference current for ADC uses 1.5 times the current value of the reference current source.
[0166]
In FIG. 37, the first LSI chip 361 receives a reference current input from an external (eg, controller) reference current source 360 by a current mirror circuit including NMOS transistors 363 and 364, and receives this reference current as PMOS transistors 365 and 366. The current mirror circuit consisting of A PMOS transistor 367 is further connected to the PMOS transistor 365 as a current mirror. In this case, assuming that the size of the PMOS transistor 366 is W, the size of the PMOS transistor 367 is set to 1.5 × W. The output current of the PMOS transistor 366 is supplied as a reference current for DAC, and the output current of the PMOS transistor 367 is supplied as a reference current for ADC. The second LSI chip 362 has the same configuration as the first LSI chip 361 and operates in the same manner. However, a current output different from that of the first LSI chip 361 is received.
[0167]
<13th Embodiment>
In the above-described daisy chain connection transmission system, when the current from the preceding LSI is transferred to the succeeding LSI, it is inefficient to convert the current input to AD and then DA again to obtain the current output. A thirteenth embodiment in which this point is improved will be described below.
[0168]
FIG. 38 is a circuit diagram schematically showing a memory LSI compatible with a daisy chain-connected transmission system according to the thirteenth embodiment.
[0169]
38 includes a current input type data input circuit unit 241 connected to an external data line, a memory cell array 242 for storing voltage data output from the ADC 19 of the data input circuit unit, and the memory The current output type data output circuit unit 243 that converts the voltage data output from the cell array 242 by the DAC 14 and outputs the converted data to the external data line, and directly converts the input current from the external data line on the previous stage into a current output without AD conversion. A current transfer circuit 244 for transferring to the external data line on the rear stage side.
[0170]
The current transfer circuit 244 includes an NMOS transistor 245 that is current-mirror connected to the current input NMOS transistor 16 of the data input circuit unit 241, and a PMOS having a gate and a drain connected to a path through which the current of the NMOS transistor 245 flows. A transistor 246, a PMOS transistor 247 that is current-mirror connected to the PMOS transistor 246, and a current transfer that is connected between the PMOS transistor 247 and a current output node, and an inverted signal / PASS of the transfer enable signal is applied to the gate. PMOS transistor 248.
[0171]
In the current output type data output circuit unit 243, a PMOS transistor 249, to which a transfer enable signal PASS is applied, is inserted and connected between a current output PMOS transistor 15 and a current output node.
[0172]
Therefore, when the signal / PASS is inactive (“HIGH” level), the current transfer PMOS transistor 248 is turned off, and the current output PMOS transistor 249 is turned on to output from the memory cell array 242. Current data corresponding to the voltage data to be output is output.
[0173]
On the other hand, when the signal / PASS becomes active ("LOW" level), the current transfer PMOS transistor 248 is turned on and the current output PMOS transistor 249 is turned off. It is possible to transfer the current as it is to the subsequent LSI as a current output without AD conversion.
[0174]
According to the thirteenth embodiment, the power consumption can be reduced as compared with the case where the current input is AD-converted and then DA-converted again to output the current.
[0175]
<Fourteenth embodiment>
In the daisy chain connection transmission system described above, the current data to be transmitted is not limited to one type, and a plurality of types of data can be selected. A fourteenth embodiment in consideration of this point will be described below.
[0176]
FIG. 39 is a circuit diagram schematically showing a memory LSI compatible with a daisy chain-connected transmission system according to the fourteenth embodiment, and the same components as those in FIG. 38 are denoted by the same reference numerals.
[0177]
In the data input circuit portion of this memory LSI, the input current from the external data line on the previous stage side is input to the ADC 19 via the NMOS transistor 251 to which the signal / PASS is applied to the gate, and binary conversion output data by this ADC 19 is input. Are selectively stored in the memory cell array 242, the register (A) 253 and the register (B) 254 by the first multiplexer (MUX) 252. The output data from the memory cell array 242, the register (A) 253, and the register (B) 254 are selectively switched by the second MUX 255 and input to the DAC 14, and the current corresponding to the decimal conversion output by the DAC 14 The transfer enable signal PASS is output to the external data line on the rear stage side through the PMOS transistor 249 to which the gate is applied.
[0178]
Also, an input current from the external data line on the preceding stage is input to the current transfer circuit 244, a transfer NMOS transistor 256 to which the transfer enable signal PASS is applied to the gate, and a PMOS transistor 248 to which the signal / PASS is applied to the gate. To control the current transfer operation and output a current to the external data line on the rear stage side.
[0179]
<Modification of 14th Embodiment>
In the fourteenth embodiment, it is assumed that the current transmitted through the external data line is only data. However, the present invention is not limited to this, and the control signal can be included in the data as described above. A modified example in consideration of the above will be described below.
[0180]
FIG. 40 is a circuit diagram schematically showing a memory LSI according to a modification of the fourteenth embodiment.
[0181]
The LSI shown in FIG. 40 inputs a control signal included in the data obtained by converting the input current by the ADC 19 to the command decoder 261, as compared with the LSI described above with reference to FIG. The command decoder 261 controls the activation / inactivation of complementary signals PASS and / PASS which are decode outputs according to the result of interpreting the content of the control signal included in the data. That is, when the input current is transferred by the current transfer circuit 244, the signals PASS and / PASS are activated (the signal PASS is “HIGH” and the signal / PASS is “LOW”), and the data is converted by the DAC 14 again. When outputting own data, the signals PASS and / PASS are deactivated (the signal PASS is “LOW” and the signal / PASS is “HIGH”).
[0182]
When the signals PASS and / PASS are activated, the current transfer transistor 248 is turned on and the data output transistor 249 is turned off. When the signals PASS and / PASS are deactivated, the current transfer transistor 248 is turned on. Is turned off, and the data output transistor 249 is turned on.
[0183]
<Fifteenth embodiment>
FIG. 41 is a circuit diagram schematically showing a memory LSI that is compatible with a daisy chain-connected transmission system according to the fifteenth embodiment.
[0184]
This memory LSI separates a data (DQ) transmission path and a control signal / address signal (RQ) transmission path such as Read / Write.
[0185]
That is, the data (DQ) transmission path is almost the same as the configuration in which the two multiplexers 252 and 255, the two registers (A) 253, and the register (B) 254 in the memory LSI described above with reference to FIG. Similarly, the current data input DQIN is received from the data input line on the front stage side, and the current data output DQOUT is output to the data output line on the rear stage side.
[0186]
On the other hand, the transmission path of the control signal / address signal (RQ) is a current input type control signal / address signal input circuit section that receives the control signal / address signal input RQIN from the control signal / address signal input line on the preceding stage side. 271; a decoder 272 that decodes voltage data output from the ADC 19a of the input circuit unit and outputs a control signal such as a transfer enable signal PASS and Read / Write; and an address signal; and the control signal / address signal input circuit unit An NMOS transistor 274 that is current-mirror connected to the NMOS transistor 273 for current input 271, a PMOS transistor 275 that is connected to the gate and drain through which the current of the NMOS transistor 274 flows, and a current mirror-connected to the PMOS transistor 275 , The drain is connected to the control signal / address signal output node, And a PMOS transistor 276 for outputting a control signal / address signal line current output RQOUT the control signal / address signal lines.
[0187]
<Sixteenth Embodiment>
FIG. 42 is a circuit diagram schematically showing a memory LSI suitable for the star-connected transmission system according to the sixteenth embodiment.
[0188]
Since this memory LSI corresponds to star connection as compared with the memory LSI described above with reference to FIG. 41, a current transfer circuit and a control signal / address signal (RQ) transmission path in the data (DQ) transmission path. However, the current transfer circuit is omitted, and the input enable signal WE is used instead of the signal / PASS, and the output enable signal / OE is used instead of the signal PASS.
[0189]
Compared with the input / output operation with the memory LSI transmission system described above with reference to FIG. 41, the input / output operation with the memory LSI transmission system includes a star-connected transmission system and a daisy chain-connected transmission system. This is basically the same although it differs depending on the difference in the communication protocol.
[0190]
<First Modification of Fifteenth and Sixteenth Embodiments>
In the fifteenth and sixteenth embodiments, the control signal / address signal is handled on the same transmission path. However, the present invention is not limited to this, and the control signal / address signal can be separated.
[0191]
<Second Modification of Fifteenth and Sixteenth Embodiments>
In the fifteenth embodiment and the sixteenth embodiment, one set of data (DQ) transmission paths is provided. However, when the data to be transmitted is increased to two sets or further increased, the data ( DQ) transmission route should be added.
[0192]
<Seventeenth Embodiment>
In the above-described embodiment, the strobe signal current is superimposed on the data current. However, it is also possible to superimpose the clock signal current on the data current, and the seventeenth embodiment considering this point will be described below.
[0193]
FIG. 43 is a block diagram showing a daisy chain connection transmission system according to the seventeenth embodiment.
[0194]
Here, a system configuration is shown in which a plurality of DRAMs 292 are daisy chain connected to one memory controller 291 by two unidirectional data lines 1a and 1b, and the controller 291 is connected to an external bus 290. .
[0195]
The memory controller 291 of this transmission system receives a voltage mode clock signal input from the clock signal source 293, converts it into a current mode clock signal, outputs it constantly, and superimposes the data current on the clock current output during data output. Is configured to do.
[0196]
In the DRAM 292 of this transmission system, a current drive circuit may be configured as in the case of transmitting the strobe signal current superimposed on the data current as shown in FIG. 19A, for example.
[0197]
In this case, for example, a circuit as shown in FIG. 20 may be provided as the DAC 14a of the output unit of the current drive circuit shown in FIG. 19A, and the clock signal Clock may be used instead of the strobe signal STRB. Further, as the ADC 19a of the input part of the current drive circuit, for example, circuits as shown in FIGS. 21 to 23 may be provided, and the clock signal Clock may be used instead of the strobe signal STRB.
[0198]
FIG. 44 is a waveform diagram showing an example of the operation when the data current is superimposed on the clock signal current in the transmission system shown in FIG.
[0199]
<Modification of 17th Embodiment>
It is also possible to send a reference current as the clock signal and generate a clock signal voltage in response to the reference current. A modified example in consideration of this point will be described below.
[0200]
FIG. 45 is a circuit diagram showing an example of a current drive circuit that outputs a clock signal as a current and a circuit that converts the clock signal current into a clock signal voltage in a transmission system according to a modification of the seventeenth embodiment.
[0201]
In FIG. 45, in the first LSI 321 for the controller, the reference current source BGR, the NMOS transistor 323 to which the clock source signal en is applied to the gate, and the drain / gate are connected between the power supply node and the ground node. The NMOS transistors 324 are connected in series. Similarly, a PMOS transistor 325 and an NMOS transistor 326, whose gates and drains are connected, are connected in series between the power supply node and the ground node. The two NOS transistors 324 and 326 are connected to each other to form a current mirror circuit. A current output PMOS transistor 327 is current-mirror connected to the PMOS transistor 325.
[0202]
According to the first LSI 321 configured as described above, the current output from the drain of the PMOS transistor 327 for current output can be output to the external signal line (strobe signal line) as the clock signal Clock.
[0203]
On the other hand, in the second LSI 322, the strobe signal current is input from the external strobe signal line 2 to the NMOS transistor 328 having the drain and gate connected to each other. A PMOS transistor 329 and an NMOS transistor 330 having gates and drains connected to each other are connected in series between a power supply node and a ground node, and the NMOS transistor 330 is connected to the NMOS transistor 328 in a current mirror connection. Yes. A PMOS transistor 331 is connected to the PMOS transistor 329 in a current mirror connection.
[0204]
Further, an NMOS transistor 332 having a reference current source BGR and drain / gate connected to each other is connected in series between the power supply node and the ground node. An NMOS transistor 333 is connected to the NMOS transistor 332 in a current mirror, and the drain of the NMOS transistor 333 is connected to the drain of the PMOS transistor 331. An amplifier circuit 334 is connected to the drain interconnection node of the PMOS transistor 331 and the NMOS transistor 333.
[0205]
Here, the current of the reference current source BGR of the second LSI 322 is set equal to the current of the reference current source BGR of the first LSI 321, and half of the current of the PMOS transistor 331 is transferred to the NMOS transistor 333 in the second LSI 322. Set the size to flow.
[0206]
According to the second LSI 322 configured as described above, the amplifier circuit 334 normally receives a low potential input, but receives a high potential input when a current is output from the PMOS transistor 331 when a clock signal current is input. The clock signal current input can be converted into a clock signal voltage, output, and supplied to an internal circuit.
[0207]
<Eighteenth embodiment>
FIG. 46 is a block diagram showing a transmission system according to the eighteenth embodiment.
[0208]
This transmission system differs from the transmission system according to the fifth embodiment shown in FIG. 5 in that the strobe signal line is terminated as a bus line and the clock signal line is also terminated, and the others are the same.
[0209]
<Nineteenth embodiment>
FIG. 47 is a circuit diagram schematically showing a memory LSI compatible with a daisy chain-connected transmission system according to the nineteenth embodiment.
[0210]
This example is different from the memory LSI according to the thirteenth embodiment shown in FIG. 38 in that data input and data output are performed on the data transmission side 301 from the controller provided in the memory chip. For this reason, a circuit similar to the circuit shown in FIG. 38 is arranged on the data transmission side 301.
[0211]
A current transfer circuit 303 having a circuit configuration similar to that of the current transfer circuit 244 is disposed on the data feedback side 302 to the controller. The current transfer circuit 303 is different from the current transfer circuit 244 in that it always transfers a data current.
[0212]
As shown in FIG. 47, the current transfer circuit 303 includes an NMOS for current input, a transistor 304, an NMOS transistor 305 that is current-mirror connected to the NMOS transistor 304, and a path through which the current of the NMOS transistor 305 flows. A PMOS transistor 306 having a gate and a drain connected thereto, a PMOS transistor 307 having a current mirror connection to the PMOS transistor 306, a drain connected to the PMOS transistor and a current output node, and a gate connected to an in-circuit ground potential VSS And a PMOS transistor 308 for receiving. There is no problem even if the PMOS transistor 308 is omitted and the PMOS transistor 308 is directly connected to the output.
[0213]
<20th Embodiment>
FIG. 48 is a circuit diagram schematically showing a memory LSI compatible with a daisy chain-connected transmission system according to the twentieth embodiment.
[0214]
This example is different from the memory LSI according to the nineteenth embodiment shown in FIG. 47 in that data input and data output are performed on the data feedback side 302 from the controller provided in the memory chip. Therefore, a circuit similar to the circuit shown in FIG. On the data transmission side 301 from the controller, a current transfer circuit 303 that always transfers a data current is arranged.
[0215]
<Twenty-first embodiment>
FIG. 49 is a circuit diagram schematically showing a memory LSI compatible with a daisy chain-connected transmission system according to the twenty-first embodiment.
[0216]
This example is different from the memory LSI according to the nineteenth embodiment shown in FIG. 47 in that data input is performed on the data transmission side 301 and data output is performed on the data feedback side 302. Therefore, in the current transfer circuit 303, the PMOS transistors 307 and 308 constituting the output stage are arranged on the data transmission side 301, and the NMOS and the transistors 304 and 305 and the PMOS transistor 306 constituting the input stage are arranged on the data feedback side 302. Has been placed.
[0217]
Also, as in this example, when data input is performed on the data transmission side 301 and data output is performed on the data feedback side 302, it is important to adjust the data output timing. This is because the latency seen from the controller is adjusted in each of a plurality of memory chips connected in a daisy chain. Therefore, in this example, a delay circuit 311 is provided at the output portion of the memory cell array 242. The delay circuit 311 is controlled by delay data stored in the register 312, for example. Then, the data output from the memory cell array 242 is delayed so that the latency seen from the controller matches each of the plurality of memory chips connected in a daisy chain. Delay data is stored by daisy chain initialization along with chip-ID set. The nearest memory is set to the highest latency. The delay data setting method is the same as the chip-ID setting method. The unit delay time corresponding to the delay data is designed so that the latency seen from the controller matches.
[0218]
<Twenty-second embodiment>
FIG. 50 is a circuit diagram schematically showing a memory LSI compatible with a daisy chain-connected transmission system according to the twenty-second embodiment.
[0219]
In the nineteenth, twentieth and twenty-first embodiments, the data path portion has been exemplified. In this example, the address / command path portion is illustrated.
[0220]
This embodiment is different from the nineteenth embodiment shown in FIG. 47 in that the ADC 19a that AD converts the address signal and the command signal, and the voltage data output from the ADC 19a are decoded and the address signal and the command signal are output. A decoder 272 that performs processing.
[0221]
Further, the current transfer circuit 244 ′ is configured to always transfer current by supplying the in-circuit ground potential VSS to the gate of the PMOS transistor 248 ′ constituting the output stage.
[0222]
<23rd Embodiment>
FIG. 51 is a circuit diagram schematically showing a memory LSI suitable for a daisy chain-connected transmission system according to the twenty-third embodiment.
[0223]
This example is different from the memory LSI according to the twenty-second embodiment shown in FIG. 50 in that data input and data output are performed on the data feedback side 302 from the controller provided in the memory chip. For this reason, a circuit similar to the circuit disposed on the data transmission side 301 in FIG. 50 is disposed in the data feedback 302. On the data transmission side 301 from the controller, a current transfer circuit 303 that always transfers a data current is arranged.
[0224]
<24th Embodiment>
FIG. 52 is a circuit diagram schematically showing a memory LSI compatible with a daisy chain-connected transmission system according to the twenty-fourth embodiment.
[0225]
This example is different from the memory LSI according to the twenty-second embodiment shown in FIG. 50 in that a current output node 319 and a current input node 320 are connected to each other by a transfer gate circuit 321. The transfer gate circuit 321 is controlled by control signals EDGE and / EDGE output from the register 322. When the control signal EDGE is “HIGH” and the control signal / EDGE is “LOW”, the current output node 319 is connected to the current input node 320. Therefore, the current output can be folded back from the data transmission side 301 to the data feedback side 302 within the memory chip. Further, when the control signal EDGE is “LOW” and the control signal / EDGE is “HIGH”, the current output node 319 is separated from the current input node 320. The state of the control signal EDGE is set by daisy chain initialization.
[0226]
This example is effective when the end of the daisy chain is closed as in the eighteenth embodiment shown in FIG. 46, for example. That is, this embodiment can be used in an edge chip without requiring external connection between its output and input.
[0227]
<25th Embodiment>
FIG. 53 is a circuit diagram schematically showing a memory LSI compatible with a daisy chain-connected transmission system according to the twenty-fifth embodiment.
[0228]
47 differs from the memory LSI according to the nineteenth embodiment shown in FIG. 47 in that, like the twenty-fourth embodiment, a current output node 319 and a current input node 320 are connected to each other by a transfer gate circuit 321. It is connected.
[0229]
Also in this example, when the control signal EDGE is “HIGH” and the control signal / EDGE is “LOW”, the current output node 319 is connected to the current input node 320. The side 302 can be folded back within the memory chip. Therefore, this is effective when the end of the daisy chain is closed as in the eighteenth embodiment shown in FIG. 46, for example.
[0230]
<Twenty-sixth embodiment>
FIG. 54 is a circuit diagram schematically showing a memory LSI compatible with a daisy chain-connected transmission system according to the twenty-sixth embodiment.
[0231]
In the above embodiment, an example in which data is transmitted and received and an example in which an address and a command are transmitted and received have been described.
[0232]
However, it is also possible to transmit / receive a packet in which data, an address, and a command are grouped together. This example relates to an example adapted for such packet transmission / reception.
[0233]
This example is different from the memory LSI according to the nineteenth embodiment shown in FIG. 47 in that it includes a packet decoder 323, an address decoder 324, a command decoder 325, a register 326, and a packet encoder 327.
[0234]
The packet decoder 323 decodes the input packet and classifies it into data, address and command. The classified data is input to the memory cell array 242. Similarly classified addresses and commands are input to the address decoder 324 and the command decoder 324, respectively.
[0235]
The address decoder 324 decodes the input address and outputs the decoded address to the memory cell array 242 and the register 326.
[0236]
The command decoder 325 decodes the input command and outputs internal control signals (PASS, / PASS, WRITE, READ, INIT) based on the decoded command.
[0237]
The register 326 stores the chip-ID. The chip-ID is an ID address registered in each chip in order to identify the controller and a plurality of memory chips connected to the controller in a daisy chain. In the above embodiment, detailed description of the chip-ID is omitted, but it is needless to say that it is also registered in the above embodiment. An example of chip-ID assignment method is as follows.
[0238]
First, the chip-ID of the controller is set to “0000” and registered in the controller. The controller transmits chip-ID “0000” to the first memory chip connected in a daisy chain. The memory chip that has received this chip-ID “0000” adds “1” to this and registers “0001” as its own chip-ID. The memory chip in which the chip-ID “0001” is registered transmits the chip-ID “0001” to the next memory chip connected in a daisy chain. The memory chip that has received this chip-ID “0001” adds “1” to this and registers “0010” as its own chip-ID. By sequentially performing such processing for all the memory chips connected in a daisy chain, different chip-IDs can be registered in the controller and each memory chip. The registered chip-ID is included in the address or command during data processing and transmitted. Data processing is performed in a memory chip having a chip-ID that matches the transmitted chip-ID.
[0239]
The register 326 stores such a chip-ID. When the transmitted chip-ID matches the chip-ID stored in the register 326, a chip-ID indicating the controller and a code indicating data output to the controller are output. This is to prevent other memory chips connected in a daisy chain from receiving data output from the memory chip.
[0240]
The packet encoder 327 encodes the data output from the memory cell array 242, the chip-ID indicating the controller chip output from the register 326, and the code indicating data output to the controller into packets. The packet is input to the DAC 14, DA-converted as in the above embodiment, and then output.
[0241]
<Twenty-seventh embodiment>
FIG. 55 is a circuit diagram schematically showing a memory LSI suitable for a transmission system connected in a daisy chain according to the twenty-seventh embodiment.
[0242]
This example differs from the twenty-sixth embodiment shown in FIG. 54 in that data input is performed on the data transmission side 301 and data output is performed on the data feedback side 302 as in the twenty-first embodiment. Yes, the rest is almost the same configuration.
[0243]
As mentioned above, although this invention was demonstrated by 1st-27th embodiment, this invention is not limited to each of these embodiment, In the implementation, in the range which does not deviate from the summary of invention. Various modifications are possible.
[0244]
The first to twenty-seventh embodiments can of course be implemented alone or in appropriate combination.
[0245]
Further, the first to twenty-seventh embodiments include various stages of the invention, and various stages of the invention can be extracted by appropriately combining a plurality of constituent elements disclosed in the embodiments. is there.
[0246]
【The invention's effect】
As described above, according to the data / signal transmission system and the semiconductor integrated circuit device of the present invention, the amount of current, not the voltage potential, is handled as transmission data. In addition, by performing multi-value current data, multi-value data transmission is performed without increasing the number of data lines / signal lines even in current transfer in which the transmission side and the reception side correspond one-to-one. It becomes possible.
[0247]
When such multi-valued current data is used, the current is additive, and the multi-valued current has the advantage that the voltage noise margin is wider than the multi-valued voltage. Therefore, it becomes easy to withstand a decrease in the power supply voltage and the amplitude voltage of the external signal line accompanying the miniaturization of LSI elements. Even when a low-speed synchronous clock is transmitted, a large amount of data can be transmitted / received due to the multi-valued current.
[Brief description of the drawings]
FIG. 1 is a block diagram showing a part of an LSI according to a first embodiment.
FIG. 2 is a block diagram showing a part of an LSI according to a second embodiment.
FIG. 3 is a block diagram showing a part of an LSI according to a third embodiment.
FIG. 4 is a block diagram showing a part of an LSI according to a fourth embodiment.
FIG. 5 is a block diagram showing a transmission system according to a fifth embodiment.
6 is a waveform diagram showing an operation example of the transmission system shown in FIG. 5. FIG.
FIG. 7 is a block diagram showing a transmission system according to a sixth embodiment.
FIG. 8 is a block diagram showing a transmission system according to a seventh embodiment.
9 is a waveform diagram showing an operation example of the transmission system shown in FIG. 8. FIG.
FIG. 10 is a block diagram showing a transmission system according to an eighth embodiment.
FIG. 11 is a circuit diagram showing a circuit example of a DAC according to a ninth embodiment.
FIG. 12 is a circuit diagram showing a circuit example of an ADC according to the tenth embodiment.
FIG. 13 is a circuit diagram showing a circuit example of an ADC according to the tenth embodiment.
FIG. 13 is a circuit diagram showing a circuit example of an ADC according to the tenth embodiment.
FIG. 15 is a circuit diagram showing a circuit example of a reference current source (constant current source).
FIG. 16 is a circuit diagram showing a circuit example of a current drive circuit according to an eleventh embodiment.
FIG. 17 is a waveform diagram showing an operation example when the strobe signal is current-driven.
FIG. 18 is a circuit diagram schematically showing a transmission path of a strobe signal current in a daisy chain-connected transmission system according to an eleventh embodiment.
19A is a circuit diagram schematically showing a transmission path of a strobe signal current in a daisy chain connection transmission system according to a twelfth embodiment, and FIG. 19B is a circuit showing a modification of the transmission path shown in FIG. 19A. FIG. 19C is a circuit diagram showing another modification of the transmission path shown in FIG. 19A.
FIG. 20 is a circuit diagram showing an example of a DAC.
FIG. 21 is a circuit diagram showing an example of an ADC.
FIG. 22 is a circuit diagram showing an example of an ADC.
FIG. 23 is a circuit diagram showing an example of an ADC.
FIG. 24 is a circuit diagram showing an example of an ADC.
FIG. 25 is a waveform diagram showing an operation example of the daisy chain-connected transmission system shown in FIG. 19A.
FIG. 26 is a circuit diagram showing a first modification of the DAC.
FIG. 27 is a circuit diagram showing a second modification of the DAC.
FIG. 28 is a circuit diagram showing a first modification of the ADC.
FIG. 29 is a circuit diagram showing a first modification of the ADC.
FIG. 30 is a circuit diagram showing a first modification of the ADC.
FIG. 31 is a circuit diagram showing a second modification of the ADC.
FIG. 32 is a circuit diagram showing a second modification of the ADC.
FIG. 33 is a circuit diagram showing a second modification of the ADC.
FIG. 34 is a circuit diagram showing a second modification of the ADC.
FIG. 35 is a circuit diagram showing a first modification of the reference current source.
FIG. 36 is a circuit diagram showing a second modification of the reference current source.
FIG. 37 is a circuit diagram showing a third modification of the reference current source.
FIG. 38 is a circuit diagram schematically showing a memory LSI suitable for a daisy chain-connected transmission system according to a thirteenth embodiment.
FIG. 39 is a circuit diagram schematically showing a memory LSI compatible with a daisy chain-connected transmission system according to a fourteenth embodiment.
FIG. 40 is a circuit diagram schematically showing a memory LSI according to a modification of the fourteenth embodiment.
FIG. 41 is a circuit diagram schematically showing a memory LSI compatible with a daisy chain-connected transmission system according to a fifteenth embodiment.
FIG. 42 is a circuit diagram schematically showing a memory LSI suitable for a star-connected transmission system according to a sixteenth embodiment.
FIG. 43 is a block diagram showing a daisy chain-connected transmission system according to a seventeenth embodiment.
44 is a waveform diagram showing an example of operation when a data current is superimposed on a clock signal current in the transmission system shown in FIG. 43. FIG.
FIG. 45 is a circuit diagram showing a modification of the seventeenth embodiment.
FIG. 46 is a block diagram showing a transmission system according to an eighteenth embodiment.
FIG. 47 is a circuit diagram schematically showing a memory LSI suitable for a daisy chain-connected transmission system according to a nineteenth embodiment.
FIG. 48 is a circuit diagram schematically showing a memory LSI compatible with a daisy chain-connected transmission system according to a twentieth embodiment.
FIG. 49 is a circuit diagram schematically showing a memory LSI compatible with a daisy chain-connected transmission system according to a twenty-first embodiment.
FIG. 50 is a circuit diagram schematically showing a memory LSI compatible with a daisy chain-connected transmission system according to a twenty-second embodiment.
FIG. 51 is a circuit diagram schematically showing a memory LSI suitable for a transmission system connected in a daisy chain according to a twenty-third embodiment;
FIG. 52 is a circuit diagram schematically showing a memory LSI compatible with a daisy chain-connected transmission system according to a twenty-fourth embodiment.
FIG. 53 is a circuit diagram schematically showing a memory LSI compatible with a daisy chain-connected transmission system according to a twenty-fifth embodiment.
FIG. 54 is a circuit diagram schematically showing a memory LSI suitable for a transmission system connected in a daisy chain according to a twenty-sixth embodiment;
FIG. 55 is a circuit diagram schematically showing a memory LSI suitable for a daisy chain-connected transmission system according to a twenty-seventh embodiment.
FIG. 56 is a block diagram showing an example of a conventional transmission system.
FIG. 57 is a block diagram showing another example of a conventional transmission system.
[Explanation of symbols]
1, 1a, 1b ... external data lines,
11, 21, 31, 41... First LSI,
12, 22, 32, 42 ... second LSI,
13: Internal circuit,
14, 23 ... DAC,
15 ... PMOS transistor for output buffer,
16 ... NMOS transistor for input buffer,
18 ... internal circuit,
19, 27 ... ADC,
43, 46 ... Output switch transistors,
44, 47 ... Input switch transistors,
50, 100 ... external bus,
51, 101 ... Memory controller,
52, 102 ... DRAM,
54 ... Data line for input,
55 ... Output data line,
104, 105 ... data lines,
106: Strobe signal line.

Claims (15)

外部から入力する多値化されている電流データを、2値電圧レベルのデータの集合体に変換するADコンバータを有するデータ入力回路と、
前記データ入力回路から2値電圧レベルのデータが供給される内部回路と、
前記内部回路から供給される2値電圧レベルのデータの集合体を多値化するDAコンバータを有し、多値化された電流データを外部に出力するデータ出力回路と、を具備し、
前記外部から入力する多値化されている電流データを電流出力として後段に転送する電流転送回路、をさらに備え
前記電流転送回路は、前記外部から入力する多値化されている電流データを電流通路の一端とゲートとに受ける電流入力用トランジスタにカレントミラー接続された第1のトランジスタと、
前記第1のトランジスタの電流通路の一端に、電流通路の一端及びゲートを接続した第2のトランジスタと、
前記第2のトランジスタにカレントミラー接続され、前記外部から入力する多値化されている電流データを電流出力として後段に転送する第3のトランジスタと、を含むことを特徴とする半導体集積回路装置。
A data input circuit having an AD converter that converts multi-valued current data input from the outside into an aggregate of binary voltage level data;
An internal circuit to which binary voltage level data is supplied from the data input circuit;
A data output circuit that includes a DA converter that multi-values a collection of binary voltage level data supplied from the internal circuit, and outputs the multi-value current data to the outside;
A current transfer circuit that transfers the current data input from the outside into multi-valued current data as a current output to a subsequent stage ;
The current transfer circuit includes a first transistor that is current-mirror connected to a current input transistor that receives multi-valued current data input from the outside at one end and a gate of a current path;
A second transistor having one end of the current path and a gate connected to one end of the current path of the first transistor;
And a third transistor that is current-mirror connected to the second transistor and transfers multi-valued current data input from the outside as a current output to a subsequent stage.
外部から入力する多値化されている電流データを、2値電圧レベルのデータの集合体に変換するADコンバータを有するデータ入力回路と、
前記データ入力回路から2値電圧レベルのデータが供給される内部回路と、
前記内部回路から供給される2値電圧レベルのデータの集合体を多値化するDAコンバータを有し、多値化された電流データを外部に出力するデータ出力回路と、を具備し、
前記ADコンバータおよびDAコンバータは、電流源としてクロック信号電流を使用することを特徴とする半導体集積回路装置。
A data input circuit having an AD converter that converts multi-valued current data input from the outside into an aggregate of binary voltage level data;
An internal circuit to which binary voltage level data is supplied from the data input circuit;
A data output circuit that includes a DA converter that multi-values a collection of binary voltage level data supplied from the internal circuit, and outputs the multi-value current data to the outside;
The AD converter and the DA converter use a clock signal current as a current source, a semiconductor integrated circuit device.
前記電流源として使用されるクロック信号電流は、前記電流データの送受信に使用されるクロック信号電流からカレントミラーにより生成された電流であることを特徴とする請求項2に記載の半導体集積回路装置。 3. The semiconductor integrated circuit device according to claim 2 , wherein the clock signal current used as the current source is a current generated by a current mirror from the clock signal current used for transmission / reception of the current data. 外部から入力する多値化されている電流データを、2値電圧レベルのデータの集合体に変換するADコンバータを有するデータ入力回路と、
前記データ入力回路から2値電圧レベルのデータが供給される内部回路と、
前記内部回路から供給される2値電圧レベルのデータの集合体を多値化するDAコンバータを有し、多値化された電流データを外部に出力するデータ出力回路と、を具備し、
前記外部から入力する多値化されている電流データを、前記ADコンバータおよびDAコンバータを介して外部に出力する動作モードと、
前記外部から入力する多値化されている電流データを、前記ADコンバータおよびDAコンバータを介さずに外部に出力する電流転送モードと、を備えることを特徴とする半導体集積回路装置。
A data input circuit having an AD converter that converts multi-valued current data input from the outside into an aggregate of binary voltage level data;
An internal circuit to which binary voltage level data is supplied from the data input circuit;
A data output circuit that includes a DA converter that multi-values a collection of binary voltage level data supplied from the internal circuit, and outputs the multi-value current data to the outside;
An operation mode for outputting multi-valued current data input from the outside to the outside via the AD converter and the DA converter;
A semiconductor integrated circuit device comprising: a current transfer mode in which the multi-valued current data input from the outside is output to the outside without passing through the AD converter and the DA converter.
外部から入力する多値化されている電流データを、2値電圧レベルのデータの集合体に変換するADコンバータを有するデータ入力回路と、
前記データ入力回路から2値電圧レベルのデータが供給される内部回路と、
前記内部回路から供給される2値電圧レベルのデータの集合体を多値化するDAコンバータを有し、多値化された電流データを外部に出力するデータ出力回路と、を具備し、
外部から入力される、あるいは外部に出力されるクロック信号は、電流制御されたクロック信号電流であり、
前記クロック信号電流を外部に出力する回路として、電源ノードと接地ノードとの間に接続された基準電流源、クロック制御信号がゲートに印加される第1のトランジスタおよびドレイン・ゲートどうしが接続された第2のトランジスタ、およびこの第2のトランジスタの電流を折り返したクロック信号電流を、外部の信号線に出力する第1のカレントミラー回路と、
前記クロック信号電流が外部から入力される回路として、ドレイン・ゲートどうしが接続され、外部のクロック信号線から入力するクロック信号電流がドレインに入力するトランジスタ、およびこのトランジスタの電流を折り返してクロック信号電流を取り出す第2のカレントミラー回路を具備することを特徴とする半導体集積回路装置。
A data input circuit having an AD converter that converts multi-valued current data input from the outside into an aggregate of binary voltage level data;
An internal circuit to which binary voltage level data is supplied from the data input circuit;
A data output circuit that includes a DA converter that multi-values a collection of binary voltage level data supplied from the internal circuit, and outputs the multi-value current data to the outside;
The clock signal input from the outside or output to the outside is a current-controlled clock signal current.
As a circuit for outputting the clock signal current to the outside, a reference current source connected between a power supply node and a ground node, a first transistor to which a clock control signal is applied to a gate, and a drain / gate are connected. A first current mirror circuit that outputs a second transistor and a clock signal current obtained by folding back the current of the second transistor to an external signal line;
As a circuit to which the clock signal current is inputted from the outside, a drain and a gate are connected to each other, a clock signal current inputted from an external clock signal line is inputted to the drain, and a current of the transistor is turned back to return the clock signal current. A semiconductor integrated circuit device comprising: a second current mirror circuit for extracting the current.
外部から入力する多値化されている電流データを、2値電圧レベルのデータの集合体に変換するADコンバータを有するデータ入力回路と、
前記データ入力回路から2値電圧レベルのデータが供給される内部回路と、
前記内部回路から供給される2値電圧レベルのデータの集合体を多値化するDAコンバータを有し、多値化された電流データを外部に出力するデータ出力回路と、を具備し、
前記データ出力回路は、前記DAコンバータにより前記2値の電圧レベルのデータの集合体を多値化する際に、同時にクロック信号分を含ませ、クロック信号電流が重畳された電流データを外部に出力し、
前記データ入力回路は、前記クロック信号電流が重畳された電流データ入力を前記ADコンバータにより2値の電圧レベルのデータの集合体に変換する際に、同時にクロック信号電流分を取り出すことを特徴とする半導体集積回路装置。
A data input circuit having an AD converter that converts multi-valued current data input from the outside into an aggregate of binary voltage level data;
An internal circuit to which binary voltage level data is supplied from the data input circuit;
A data output circuit that includes a DA converter that multi-values a collection of binary voltage level data supplied from the internal circuit, and outputs the multi-value current data to the outside;
The data output circuit includes a clock signal and outputs the current data superimposed with the clock signal current to the outside when the DA converter converts the binary voltage level data into multiple values. And
The data input circuit takes out the clock signal current at the same time when the current data input on which the clock signal current is superimposed is converted into a data set of binary voltage levels by the AD converter. Semiconductor integrated circuit device.
前記DAコンバータは、
基準電流源トランジスタと、
前記基準電流源トランジスタに対してそれぞれカレントミラー接続され、基準電流源トランジスタの電流値に比べて2n-1 倍に重み付けされた電流値を持つようにサイズが設定された第1〜第nの重み付け電流源トランジスタと、
前記基準電流源トランジスタに対してカレントミラー接続され、基準電流源用トランジスタの電流値と等しい電流値を持つようにサイズが設定されたクロック電流源トランジスタと、
前記第1〜第nの重み付け電流源トランジスタに対応して各一端が接続され、各他端は一括されて出力ノードに接続され、2n-1倍に重み付けされた電流値を持つようにサイズが設定され、各ゲートに対応してnビットの2進電圧データのうちの最下位ビット〜最上位ビットが入力する第1〜第nのスイッチ用トランジスタと、
前記出力ノードと前記クロック電流源トランジスタとの間に接続され、ゲートにDA変換入力用クロック信号が入力するクロックスイッチ用トランジスタと
を具備することを特徴とする請求項6に記載の半導体集積回路装置。
The DA converter
A reference current source transistor;
A current mirror connection is made to each of the reference current source transistors, and the first to nth elements are sized so as to have a current value weighted by 2 n-1 times the current value of the reference current source transistor. A weighted current source transistor;
A clock current source transistor that is current mirror connected to the reference current source transistor and is sized to have a current value equal to the current value of the reference current source transistor;
One end is connected to each of the first to nth weighted current source transistors, and the other end is connected to the output node in a lump and is sized so as to have a current value weighted by 2 n-1 times. Are set, and the first to nth switching transistors to which the least significant bit to the most significant bit of the n-bit binary voltage data corresponding to each gate are input,
7. The semiconductor integrated circuit device according to claim 6 , further comprising: a clock switch transistor connected between the output node and the clock current source transistor and receiving a DA conversion input clock signal at a gate. .
前記DAコンバータは、
基準電流源トランジスタと、
前記基準電流源トランジスタに対してそれぞれカレントミラー接続され、基準電流源トランジスタの電流値に比べて2n倍に重み付けされた電流値を持つようにサイズが設定された第1〜第(n+1)の重み付け電流源トランジスタと、
前記第1〜第(n+1)の重み付け電流源トランジスタに対応して各一端が接続され、各他端は一括されて出力ノードに接続され、2n倍に重み付けされた電流値を持つようにサイズが設定され、各ゲートに対応してnビットの2進電圧データのうちの最下位ビット〜最上位ビットおよびクロックビットが入力する第1〜第(n+1)のスイッチ用トランジスタと
を具備することを特徴とする請求項6に記載の半導体集積回路装置。
The DA converter
A reference current source transistor;
Each of the reference current source transistors is current mirror-connected, and the first to (n + 1) th (n + 1) th sizes are set so as to have a current value weighted 2 n times as much as the current value of the reference current source transistor. A weighted current source transistor;
One end is connected to each of the first to (n + 1) th weighted current source transistors, and the other end is connected to the output node in a lump so as to have a current value weighted by 2 n times. And the first to (n + 1) th switching transistors to which the least significant bit to the most significant bit and the clock bit of the n-bit binary voltage data are input corresponding to each gate. 7. The semiconductor integrated circuit device according to claim 6 , wherein:
前記DAコンバータは、
基準電流源トランジスタと、
前記基準電流源トランジスタに対してそれぞれカレントミラー接続され、基準電流源トランジスタの電流値に比べて2n-1倍、1/2倍に重み付けされた電流値を持つようにサイズが設定された第1〜第(n+1)の重み付け電流源トランジスタと、
前記第1〜第(n+1)の重み付け電流源トランジスタに対応して各一端が接続され、各他端は一括されて出力ノードに接続され、2n-1倍、1/2倍に重み付けされた電流値を持つようにサイズが設定され、各ゲートに対応してnビットの2進電圧データのうちの最下位ビット〜最上位ビットおよびクロックビットが入力する第1〜第(n+1)のスイッチ用トランジスタと
を具備することを特徴とする請求項6に記載の半導体集積回路装置。
The DA converter
A reference current source transistor;
A current mirror connection is made to each of the reference current source transistors, and the size is set so that the current values are weighted by 2 n-1 times and 1/2 times the current values of the reference current source transistors. 1st to (n + 1) th weighted current source transistors;
One end is connected to each of the first to (n + 1) th weighted current source transistors, and the other end is connected to the output node in a lump and weighted by 2 n-1 times and 1/2 times. The first to (n + 1) th switches for which the size is set to have a current value and the least significant bit to the most significant bit and the clock bit of n-bit binary voltage data are input corresponding to each gate. The semiconductor integrated circuit device according to claim 6 , further comprising: a transistor.
前記ADコンバータは、
比較イネーブル信号を受けて流れる基準電流の2n-1倍に重み付けされた電流値と入力電流との大小を比較し、nビットの2進データのうちの最上位であるn番目のビットの論理レベルを決定する第1の比較回路と、
前記n番目のビットの論理レベルに応じて、入力電流から基準電流の2n-1倍の電流値を引いたものまたは入力電流と、前記比較イネーブル信号を受けて流れる基準電流の2n-2倍の電流との大小を比較し、前記2進データのうちのn−1番目のビットの論理レベルを決定する第2の比較回路と、
入力電流から基準電流の上位ビットの論理レベルの組み合わせに応じた倍数の電流値を引いたものまたは入力電流と、前記比較イネーブル信号を受けて流れる基準電流の2n-3倍〜1倍の電流との大小をそれぞれ対応して比較し、前記2進データのうちのn−2番目〜最下位のビットの論理レベルを決定する第3の比較回路〜第nの比較回路と
を具備することを特徴とする請求項6に記載の半導体集積回路装置。
The AD converter is
The current value weighted to 2 n-1 times the reference current flowing in response to the comparison enable signal is compared with the input current, and the logic of the nth bit which is the most significant bit of the n-bit binary data is compared. A first comparison circuit for determining a level;
Depending on the logic level of the nth bit, the input current minus the current value 2 n-1 times the reference current or the input current, and 2 n-2 of the reference current flowing in response to the comparison enable signal A second comparison circuit for comparing the magnitude with a double current and determining the logic level of the (n-1) th bit of the binary data;
Current obtained by subtracting a current value that is a multiple of the input current from the combination of the logic levels of the upper bits of the reference current, or input current and 2 n-3 times to 1 time the reference current that flows in response to the comparison enable signal And a third comparison circuit to an nth comparison circuit for determining the logical level of the (n−2) th to the least significant bit of the binary data. 7. The semiconductor integrated circuit device according to claim 6 , wherein:
前記ADコンバータは、
比較イネーブル信号を受けて流れる基準電流の2n-1+1倍に重み付けされた電流値と入力電流との大小を比較し、nビットの2進データのうちの最上位であるn番目のビットの論理レベルを決定する第1の比較回路と、
前記n番目のビットの論理レベルに応じて、前記入力電流から基準電流の2n倍の電流値を引いたものまたは前記入力電流と、前記比較イネーブル信号を受けて流れる基準電流の2n-2+1倍の電流との大小を比較し、前記2進データのうちのn−1番目のビットの論理レベルを決定する第2の比較回路と、
前記基準電流に対して上位ビットの論理レベルの組み合わせに応じた倍数分に相当する電流値を前記入力電流から引いたものまたは前記入力電流と、前記比較イネーブル信号を受けて流れる基準電流の2n-3+1倍〜20+1倍の電流との大小をそれぞれ対応して比較し、前記2進データのうちのn−2番目〜最下位のビットの論理レベルを決定する第3の比較回路〜第nの比較回路と、
前記基準電流に対して前記基準電流の前記最上位〜最下位ビットの論理レベルの組み合わせに応じた倍数分に相当する電流値を前記入力電流から引いたものまたは前記入力電流と、前記比較イネーブル信号を受けて流れる基準電流の1倍の電流との大小を比較し、クロック信号の論理レベルを決定するクロック信号用比較回路と
を具備することを特徴とする請求項6に記載の半導体集積回路装置。
The AD converter is
The current value weighted to 2 n-1 +1 times the reference current flowing in response to the comparison enable signal is compared with the input current, and the n-th bit which is the most significant bit of the n-bit binary data is compared. A first comparison circuit for determining a logic level;
Depending on the logic level of the nth bit, the input current minus 2 n times the current value of the reference current or the input current and 2 n−2 of the reference current flowing in response to the comparison enable signal A second comparison circuit for comparing the magnitude with a current of +1 times and determining the logic level of the (n-1) th bit of the binary data;
A current value corresponding to a multiple corresponding to the combination of the logical levels of the upper bits with respect to the reference current is obtained by subtracting the input current from the input current, or 2 n of the reference current flowing in response to the comparison enable signal. −3 +1 times to 2 0 +1 times the magnitude of the current corresponding to each other, and a third comparison circuit for determining the logic level of the (n−2) th to the least significant bit of the binary data An nth comparison circuit;
A value obtained by subtracting from the input current a current value corresponding to a multiple of the reference current according to a combination of logic levels of the most significant bit to the least significant bit of the reference current, or the comparison enable signal 7. A semiconductor integrated circuit device according to claim 6 , further comprising: a clock signal comparison circuit that compares a magnitude of a reference current that flows in response to the current and determines a logic level of the clock signal. .
前記ADコンバータは、
比較イネーブル信号を受けて流れる基準電流の2n倍に重み付けされた電流値と入力電流との大小を比較し、クロック信号の論理レベルを決定するクロック信号用比較回路と、
前記クロック信号を受けて流れる基準電流の(2n+2n-1)倍に重み付けされた電流値と入力電流との大小を比較し、nビットの2進データのうちの最上位であるn番目のビットの論理レベルを決定する第1の比較回路と、
前記n番目のビットの論理レベルに応じて、前記入力電流から基準電流の2n-1 倍の電流値を引いたものまたは前記入力電流と、前記クロック信号を受けて流れる基準電流の(2n+2n-2)倍の電流との大小を比較し、前記2進データのうちのn−1番目のビットの論理レベルを決定する第2の比較回路と、
前記基準電流に対して上位ビットの論理レベルの組み合わせに応じた倍数分に相当する電流値を前記入力電流から引いたものまたは前記入力電流と前記クロック信号を受けて流れる基準電流の(2n+2n-3)〜(2n+1)倍の電流との大小をそれぞれ対応して比較し、前記2進データのうちのn−2番目〜最下位のビットの論理レベルを決定する第3の比較回路〜第nの比較回路と
を具備することを特徴とする請求項6に記載の半導体集積回路装置。
The AD converter is
A comparison circuit for a clock signal that compares the magnitude of a current value weighted by 2 n times the reference current flowing in response to the comparison enable signal with the input current and determines the logic level of the clock signal;
The current value weighted to (2 n +2 n-1 ) times the reference current flowing in response to the clock signal is compared with the input current, and the nth bit which is the most significant bit of the n-bit binary data is compared. A first comparator for determining the logic level of the bits of
Depending on the logic level of the nth bit, the input current minus 2 n-1 times the current value of the reference current or the input current and the reference current flowing in response to the clock signal (2 n +2 n−2 ) times the magnitude of the current and a second comparison circuit for determining the logic level of the (n−1) th bit of the binary data;
A current value corresponding to a multiple corresponding to the combination of the logic levels of the upper bits with respect to the reference current is subtracted from the input current, or (2 n +2) of the reference current that flows in response to the input current and the clock signal. n-3 ) to (2 n +1) times the magnitude of the current corresponding to each other, and a third comparison for determining the logic level of the (n−2) th to the least significant bits of the binary data The semiconductor integrated circuit device according to claim 6 , further comprising: a circuit to an nth comparison circuit.
前記ADコンバータは、
比較イネーブル信号を受けて流れる基準電流の2n-1+1/2倍に重み付けされた電流値と入力電流との大小を比較し、nビットの2進データのうちの最上位であるn番目のビットの論理レベルを決定する第1の比較回路と、
前記n番目のビットの論理レベルに応じて、前記入力電流から基準電流の2n-1倍の電流値を引いたものまたは前記入力電流と、前記比較イネーブル信号を受けて流れる基準電流の2n-2+1/2倍の電流との大小を比較し、前記2進データのうちのn−1番目のビットの論理レベルを決定する第2の比較回路と、
前記基準電流に対して上位ビットの論理レベルの組み合わせに応じた倍数分に相当する電流値を前記入力電流から引いたものまたは前記入力電流と、前記比較イネーブル信号を受けて流れる基準電流の2n-3+1/2倍〜20+1/2倍の電流との大小をそれぞれ対応して比較し、前記2進データのうちのn−2番目〜最下位のビットの論理レベルを決定する第3の比較回路〜第nの比較回路と、
前記基準電流に対して前記最上位〜最下位のビットの論理レベルの組み合わせに応じた倍数分に相当する電流値を前記入力電流から引いたものまたは前記入力電流と、前記比較イネーブル信号を受けて流れる基準電流の1/2倍の電流との大小を比較し、クロック信号の論理レベルを決定するクロック信号用比較回路と
を具備することを特徴とする請求項6に記載の半導体集積回路装置。
The AD converter is
The current value weighted to 2 n-1 +1/2 times the reference current flowing in response to the comparison enable signal is compared with the input current, and the nth bit which is the most significant bit in the n-bit binary data is compared. A first comparator that determines the logic level of the bits;
Depending on the logic level of the n-th bit, the input current minus 2 n-1 times the current value of the reference current or the input current and 2 n of the reference current flowing in response to the comparison enable signal A second comparison circuit that compares the current level with -2 +1/2 times the current and determines the logic level of the (n-1) th bit of the binary data;
A current value corresponding to a multiple corresponding to the combination of the logical levels of the upper bits with respect to the reference current is obtained by subtracting the input current from the input current, or 2 n of the reference current flowing in response to the comparison enable signal −3 +1/2 times to 2 0 + ½ times the current corresponding to each other, and the third to determine the logic level of the (n−2) th to the least significant bits of the binary data Comparison circuit to n-th comparison circuit,
A value obtained by subtracting a current value corresponding to a multiple corresponding to a combination of logic levels of the most significant bit to the least significant bit with respect to the reference current from the input current or the input current and the comparison enable signal The semiconductor integrated circuit device according to claim 6 , further comprising: a clock signal comparison circuit that compares the current level with a current that is ½ times the flowing reference current and determines a logic level of the clock signal.
前記ADコンバータで使用する基準電流の値は、前記DAコンバータで使用する基準電流の値の1/2倍より大きく、2倍より小さいことを特徴とする請求項6乃至請求項13いずれか一項に記載の半導体集積回路装置。The value of the reference current to be used in the AD converter, the greater than half the value of the reference current used in the DA converter, according to claim 6 or any one of claims 13, characterized in that less than 2-fold A semiconductor integrated circuit device according to 1. 前記ADコンバータおよび前記DAコンバータで使用する基準電流は、基準電流源からの基準電流を受ける互いに異なるサイズを有するトランジスタにより生成されることを特徴とする請求項14に記載の半導体集積回路装置。15. The semiconductor integrated circuit device according to claim 14 , wherein the reference current used in the AD converter and the DA converter is generated by transistors having different sizes that receive a reference current from a reference current source.
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