JP3927576B2 - I / O interface and semiconductor integrated circuit - Google Patents
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Description
本発明は、半導体集積回路間あるいは半導体集積回路内において信号を送受信するための入出力インタフェースに関する。 The present invention relates to an input / output interface for transmitting and receiving signals between semiconductor integrated circuits or within a semiconductor integrated circuit.
従来の入出力インタフェースでは、2進数に対応させて信号線を高レベルまたは低レベルに変化させることで、信号が送受信されていた。この場合、1本の信号線で1ビットのデータが伝送される。また、特開平5−227035号公報には、信号の論理値を信号の立ち上がりエッジの間隔に応じて設定する技術が記載されている。
この種の入出力インタフェースでは、伝送する信号のビット数に応じて信号線の本数が増えるため、伝送量を増やすほど、半導体集積回路のチップサイズが増大し、あるいはシステム基板の面積が増大しするという問題あった。また、信号線にデータを入出力する入出力回路は各ビット毎に必要である。このため、信号線の数が増えると、入出力回路の数が増え、スイッチングによる充放電電流が増加するという問題があった。すなわち、データのビット幅が増加するほど消費電流が増加してしまう。特に、バッテリーを電源とする携帯電話等の携帯機器において、扱うデータ量が大幅に増大してきている。データ量の増大は、これ等携帯機器の動作時間に大きく影響するため、大きな問題である。 In this type of input / output interface, the number of signal lines increases according to the number of bits of a signal to be transmitted. Therefore, as the amount of transmission increases, the chip size of the semiconductor integrated circuit increases or the area of the system board increases. There was a problem. An input / output circuit for inputting / outputting data to / from the signal line is necessary for each bit. For this reason, when the number of signal lines increases, the number of input / output circuits increases, and there is a problem that charge / discharge current due to switching increases. That is, the current consumption increases as the data bit width increases. In particular, the amount of data handled in mobile devices such as mobile phones that use a battery as a power source has increased significantly. An increase in the amount of data is a big problem because it greatly affects the operation time of these portable devices.
1本の信号線に複数ビットのデータを伝送する技術として、特開平5−227035号公報および特開平10−107684号公報が開示されている。特開平5−227035号公報では、パルス信号のパルス幅および遷移エッジのタイミングの組み合わせで論理値が表現される。しかしながら、2ビットのデータを表現するのに4つのパラメータT1-T4を必要とするため、送信回路および受信回路の構成は複雑になる。また、パラメータT1-T4毎にタイミング余裕が必要になるため、送信回路および受信回路のタイミング設計は難しい。このため、パルス信号のサイクル時間を大きくする必要がある。 Japanese Patent Laid-Open Nos. 5-227035 and 10-107684 are disclosed as techniques for transmitting data of a plurality of bits to one signal line. In JP-A-5-227035, a logical value is expressed by a combination of the pulse width of a pulse signal and the timing of a transition edge. However, since the four parameters T1-T4 are required to express 2-bit data, the configurations of the transmission circuit and the reception circuit are complicated. Further, since a timing margin is required for each parameter T1-T4, it is difficult to design the timing of the transmission circuit and the reception circuit. For this reason, it is necessary to increase the cycle time of the pulse signal.
特開平10−107684号公報では、スペクトル拡散通信方式において、時間的に隣接するフレーム信号の発生する時間差によって、ディジタルデータを表現している。一般に、この種の伝送方式は、送受信回路が複雑であり、消費電力も大きい。 In Japanese Patent Application Laid-Open No. 10-107684, digital data is represented by a time difference generated between temporally adjacent frame signals in a spread spectrum communication system. In general, this type of transmission system has a complicated transmission / reception circuit and consumes a large amount of power.
本発明の目的は、少ない信号線で大量のデータを伝送できる入出力インタフェースおよび半導体集積回路を提供することにある。 An object of the present invention is to provide an input / output interface and a semiconductor integrated circuit capable of transmitting a large amount of data with a small number of signal lines.
本発明の別の目的は、データ転送レートを下げることなく信号線の数を減らすことで、入力回路および出力回路の数を減らし、消費電力を削減することにある。 Another object of the present invention is to reduce the number of signal lines without reducing the data transfer rate, thereby reducing the number of input circuits and output circuits and reducing power consumption.
本発明のさらなる別の目的は、データ転送レートを下げることなく信号線の数を減らすことで、信号線の配線領域を削減することにある。 Still another object of the present invention is to reduce the wiring area of signal lines by reducing the number of signal lines without lowering the data transfer rate.
本発明の入出力インタフェースの一形態では、信号線上を伝達される信号の遷移エッジと基準タイミング信号の遷移エッジとの時間差によって、論理値が表現される。このため、1本の信号線で複数ビットの論理値を伝送できる。すなわち、少ない信号線で大量のデ
ータを伝送できる。1回の信号の送信で大量のデータを伝送できるため、データの転送ートを大幅に向上できる。したがって、信号線の本数を従来に比べ減らすことができる。信号線の本数が少なくて済むため、信号の出力回路(出力バッファ)の数および入力回路(入力バッファ)の数を減らすことができる。動作する回路が少なくなるため、信号の送信側および受信側の双方において、消費電力を小さくできる。また、信号線の本数が少なくて済むため、信号線の配線領域を小さくできる。
In one form of the input / output interface of the present invention, the logical value is expressed by the time difference between the transition edge of the signal transmitted on the signal line and the transition edge of the reference timing signal. Therefore, a plurality of bits of logical values can be transmitted with one signal line. That is, a large amount of data can be transmitted with a small number of signal lines. Since a large amount of data can be transmitted with one signal transmission, the data transfer rate can be greatly improved. Therefore, the number of signal lines can be reduced as compared with the prior art. Since the number of signal lines is small, the number of signal output circuits (output buffers) and the number of input circuits (input buffers) can be reduced. Since fewer circuits operate, power consumption can be reduced on both the signal transmission side and the signal reception side. In addition, since the number of signal lines is small, the wiring area of the signal lines can be reduced.
本発明の入出力インタフェースの一形態における好ましい例、および本発明の半導体集積回路の一形態では、送信回路は、複数ビットで表現される論理値をそれぞれ所定の遅延時間に変換する。論理値は、基準タイミング信号に対して遅延時間だけ遅れた信号として信号線に出力される。受信回路は、信号線を介して伝達される信号の遷移エッジの基準タイミング信号に対する遅延時間を検出し、この遅延時間に応じて論理値を生成する。送信回路は、論理値に応じた遅延時間だけ信号を遅らせればよい。受信回路は、信号の基準タイミング信号に対する遅延時間を検出するだけで論理値を生成できる。したがって、簡易な送信回路で論理値を信号に変換し、簡易な受信回路で信号を論理値に変換できる。受信回路は、送信回路が転送した元の論理値を復元してもよく、送信回路が転送した論理値とは異なる論理値(例えば反転論理)を生成してもよい。特に、データまたはアドレス等のように、一般にビット数の多い信号に本発明を適用すると、バス線の本数を大幅に削減することが可能になるため、消費電力の大幅な削減および装置の小型化が達成される。 In a preferable example in one form of the input / output interface of the present invention and one form of the semiconductor integrated circuit of the present invention, the transmission circuit converts each logical value expressed by a plurality of bits into a predetermined delay time. The logical value is output to the signal line as a signal delayed by a delay time with respect to the reference timing signal. The receiving circuit detects a delay time with respect to the reference timing signal at the transition edge of the signal transmitted via the signal line, and generates a logical value according to the delay time. The transmission circuit may delay the signal by a delay time according to the logical value. The receiving circuit can generate a logical value only by detecting a delay time of the signal with respect to the reference timing signal. Therefore, a simple transmission circuit can convert a logical value into a signal, and a simple reception circuit can convert a signal into a logical value. The receiving circuit may restore the original logical value transferred by the transmitting circuit, or may generate a logical value (for example, inverted logic) different from the logical value transferred by the transmitting circuit. In particular, when the present invention is applied to a signal having a large number of bits, such as data or an address, the number of bus lines can be greatly reduced, so that the power consumption is greatly reduced and the apparatus is downsized. Is achieved.
例えば、送信回路に可変遅延回路を形成し、論理値に応じて可変遅延回路の遅延時間を変更することで、送信する信号を生成してもよい。また、受信回路において、基準タイミング信号と位相の異なる複数のタイミング信号を生成する遅延回路と、受信した信号の位相とタイミング信号の位相とをそれぞれ比較し、信号の基準タイミング信号に対する遅延時間を検出する比較回路とを形成することで、容易に論理値に生成できる。このとき、比較回路に、信号を上記タイミング信号でそれぞれラッチする複数のラッチ回路を形成することで、信号の位相を、ラッチ回路にそれぞれラッチされる論理レベルによって表現できる。さらに、比較回路に簡易なエンコーダを形成することで、ラッチ回路にラッチされた論理レベルに基づいて論理値を生成できる。 For example, a variable delay circuit may be formed in the transmission circuit, and the signal to be transmitted may be generated by changing the delay time of the variable delay circuit according to the logical value. In the receiving circuit, the delay circuit that generates multiple timing signals with different phases from the reference timing signal is compared with the phase of the received signal and the timing signal, respectively, and the delay time of the signal relative to the reference timing signal is detected. By forming the comparison circuit, it is possible to easily generate a logical value. At this time, by forming a plurality of latch circuits that respectively latch the signal with the timing signal in the comparison circuit, the phase of the signal can be expressed by the logic level latched by the latch circuit. Furthermore, by forming a simple encoder in the comparison circuit, a logic value can be generated based on the logic level latched in the latch circuit.
送信回路と受信回路とを別の半導体チップ上に形成することで、半導体チップ間を配線される信号線の数を減らすことができる。例えば、半導体チップがプリント基板上に実装される場合、プリント基板の信号線領域を小さくできる。この結果、プリント基板が小さくなるため、システムを小型化でき、システムのコストを低減できる。 By forming the transmission circuit and the reception circuit on different semiconductor chips, the number of signal lines wired between the semiconductor chips can be reduced. For example, when a semiconductor chip is mounted on a printed board, the signal line area of the printed board can be reduced. As a result, since the printed circuit board becomes small, the system can be downsized and the cost of the system can be reduced.
送信回路および受信回路を同じ半導体チップ上に形成することで、半導体チップ内の配線領域を小さくできる。この結果、半導体チップのチップサイズが小さくなり、チップコストを低減できる。 By forming the transmission circuit and the reception circuit on the same semiconductor chip, the wiring area in the semiconductor chip can be reduced. As a result, the chip size of the semiconductor chip is reduced, and the chip cost can be reduced.
本発明の入出力インタフェースの一形態における好ましい例では、送信回路および受信回路が、複数の半導体チップ上にそれぞれ形成されるため、少ない信号線でデータの送受信ができる。このとき、各半導体チップには、例えば、信号の受信用として、他の半導体チップが出力する信号および基準タイミング信号をそれぞれ受信する第1入力回路および第2入力回路が形成され、信号の送信用として、信号を出力する第1出力回路、外部クロック信号に基づいて基準タイミング信号を生成する信号生成回路、および基準タイミング信号を外部に出力する第2出力回路が形成される。 In a preferred example of one mode of the input / output interface of the present invention, the transmission circuit and the reception circuit are formed on a plurality of semiconductor chips, respectively, so that data can be transmitted and received with a small number of signal lines. At this time, each semiconductor chip is formed with, for example, a first input circuit and a second input circuit for receiving signals output from other semiconductor chips and a reference timing signal, respectively, for signal reception. As described above, a first output circuit that outputs a signal, a signal generation circuit that generates a reference timing signal based on an external clock signal, and a second output circuit that outputs the reference timing signal to the outside are formed.
このとき、第1入力回路の入力および第1出力回路の出力を共通の外部端子に接続し、信号線を双方向にすることで、さらに信号線の本数を削減できる。同様に、第2入力回路の入力および第2出力回路の出力を共通の外部端子に接続し、基準タイミング信号の信号
線を双方向にすることで、さらに信号線の本数を削減できる。
At this time, the number of signal lines can be further reduced by connecting the input of the first input circuit and the output of the first output circuit to a common external terminal and making the signal lines bidirectional. Similarly, the number of signal lines can be further reduced by connecting the input of the second input circuit and the output of the second output circuit to a common external terminal and making the signal line of the reference timing signal bidirectional.
本発明の入出力インタフェースでは、1本の信号線で複数ビットの論理値を伝送できる。したがって、信号線の本数を従来に比べ減らすことができる。信号線の本数が少なくて済むため、出力回路および入力回路の数を減らすことができ、消費電力を小さくできる。1回の信号の送信で大量のデータを伝送できるため、データの転送ートを大幅に向上できる。また、信号線の配線領域を小さくできる。 In the input / output interface of the present invention, a logical value of a plurality of bits can be transmitted through one signal line. Therefore, the number of signal lines can be reduced as compared with the prior art. Since the number of signal lines is small, the number of output circuits and input circuits can be reduced, and power consumption can be reduced. Since a large amount of data can be transmitted with one signal transmission, the data transfer rate can be greatly improved. In addition, the wiring area of the signal line can be reduced.
本発明の入出力インタフェースおよび本発明の半導体集積回路では、簡易な送信回路で論理値を信号に変換し、簡易な受信回路で信号を論理値に変換できる。 In the input / output interface of the present invention and the semiconductor integrated circuit of the present invention, a simple transmission circuit can convert a logical value into a signal, and a simple reception circuit can convert a signal into a logical value.
本発明の入出力インタフェースでは、少ない信号線でデータの送受信ができる。 With the input / output interface of the present invention, data can be transmitted and received with a small number of signal lines.
以下、本発明の実施形態を図面を用いて説明する。 Hereinafter, embodiments of the present invention will be described with reference to the drawings.
図1は、本発明に関連する技術を示している。ここでは、4本のデータバス線(信号線)DA、DB、DC、DDを使用して装置10から装置12にデータを伝送する例について説明する。
FIG. 1 shows a technique related to the present invention. Here, an example in which data is transmitted from the
装置10のデータの送信回路14は、低レベルのパルス(以下、Lパルスと称する)をデータバス線DA、DB、DC、DDに出力する。データの論理値は、Lパルスにおける遷移エッジのタイミングの順序で表現される。すなわち、Lパルスの前エッジ(ダウンエッジ)の組み合わせで24通りの論理が表現され、Lパルスの後エッジ(アップエッジ)の組み合わせでさらに24通りの論理が表現される。前エッジと後エッジの組み合わせることで、576通りの論理を表現できる。これは、2進データの9ビット(512通り)を超えるものである。換言すれば、この例では、4本のデータバス線DA、DB、DC、DDを使用するだけで9ビット以上のデータを送信できる。
The
データバス線DA-DDに出力される信号の前エッジ間の最小間隔および後エッジ間の最小間隔は、tD1に設定され、最も近接する前エッジと後エッジの間隔は、tD2に設定されている。このように、データバス線DA-DDに出力される信号の前エッジ同士および後エッジ同士は、一致することはなく、かつ最も近接する前エッジおよび最も近接する後エッジは、それぞれ間隔tD1を有している。間隔tD1は、遷移エッジの順序を判定可能な値に設定され、間隔tD2は、最もパルス幅の小さい信号においても前エッジおよび後エッジを識別可能な値に設定されている。具体的には、間隔tD1、tD2は、送信回路114、受信回路16、および伝送路(この例では、データバス線DA-DD)の特性に応じて設定される。
The minimum interval between the leading and trailing edges of the signal output to the data bus line DA-DD is set to tD1, and the interval between the closest leading and trailing edges is set to tD2. . As described above, the front edges and rear edges of the signal output to the data bus line DA-DD do not coincide with each other, and the nearest front edge and the nearest rear edge each have the interval tD1. is doing. The interval tD1 is set to a value that can determine the order of transition edges, and the interval tD2 is set to a value that can identify the leading edge and the trailing edge even in a signal having the smallest pulse width. Specifically, the intervals tD1 and tD2 are set according to the characteristics of the transmission circuit 114, the
一方、装置12のデータの受信回路16は、データバス線DA、DB、DC、DDを介して転送される信号の前エッジおよび後エッジのタイミングの順序を判定し、論理値を生成する。ここで、受信回路16は、装置10で扱われる論理値(元の論理値)を復元してもよく、装置12で扱う固有の論理値(例えば、元の論理値の反転データ)を生成してもよい。
On the other hand, the
信号の遷移エッジの相対的な順序で論理を表現するため、装置10、12間において、基準信号等を使用して伝達する信号の同期を取る必要はない。したがって、装置10のデータ送信回路14および装置12のデータ受信回路16のタイミング設計が容易になる。データバス線上を伝達される信号のスキューの問題は、データバス線の配線長を揃えることで容易に解決できる。この結果、簡易な送信回路14および受信回路で、大量のデータを確実に伝達できる。
Since the logic is expressed in the relative order of the transition edges of the signal, it is not necessary to synchronize the signal transmitted using the reference signal or the like between the
なお、パルス信号の前エッジおよび後エッジの順序で論理を表現する場合、5本のデータバス線を使用することで、14400通り((5×4×3×2)2)の論理を表現できる。これは、2進データの13ビット(8192通り)を超えるものである。 When logic is expressed in the order of the leading edge and trailing edge of the pulse signal, 14400 ((5 × 4 × 3 × 2) 2 ) logic can be expressed by using five data bus lines. . This exceeds 13 bits (8192 patterns) of binary data.
図2ないし図12は、本発明に関連する入出力インタフェースおよび半導体集積回路を示している。図において複数本で構成される信号線は、太線で示している。 2 to 12 show an input / output interface and a semiconductor integrated circuit related to the present invention. In the figure, a plurality of signal lines are indicated by thick lines.
入出力インタフェースは、図1に示した装置10のデータ送信回路14、装置12のデータ受信回路16、および装置10から装置12にデータを転送するデータバスDA、DB、DC、DDにより構成されている。例えば、装置10は、マイクロコンピュータであり、装置12は、DRAM等の半導体メモリデバイスである。すなわち、装置10、12は、別の半導体チップとして、システム基板等に実装されている。装置10、12間には、図1に示した以外にも制御信号、アドレス信号を伝達する信号線が配線されている。
The input / output interface includes the
図2は、装置10の送信回路14の詳細を示している。送信回路14は、プリデコーダ18、遅延回路20、選択回路22、24、およびエッジ生成回路26を有している。
FIG. 2 shows details of the
プリデコーダ18は、9ビットの論理値D8-D0をデコードし、デコード信号を出力している。
The
遅延回路20は、縦続接続された7つの遅延段20aを有している。初段の遅延段20aは、基準信号STDを受けている。基準信号STDは、高レベルのパルス信号である。各遅延段20aは、基準信号STDを順次遅延させ、タイミング信号N2-N8として出力している。また、遅延回路20は、基準信号STDをタイミング信号N1として出力している。すなわち、遅延回路20は、遷移エッジの互いに異なる複数のタイミング信号N1-N8を生成するタイミング信号生成回路として動作する。遅延段20a内の記号tD1、tD2は、それぞれ図1の間隔(遅延段20aの遅延時間)を示している。
The
選択回路22は、送信回路14が出力するLパルス信号の前エッジのタイミングを設定する回路である。選択回路22は、デコーダDEC1-DEC4およびセレクタSEL1-SEL4を有している。デコーダDEC1-DEC4は、デコード信号を使用してセレクタSEL1-SEL4を動作させる選択信号を生成する。デコーダDEC1-DEC4の論理は、後述する変換テーブルに従って決められている。各セレクタSEL1-SEL4は、選択信号に応じてタイミング信号N1-N4をノードNDD、NCD、NBD、NADのいずれかに出力する。
The
選択回路24は、送信回路14が出力するLパルス信号の後エッジのタイミングを設定する回路である。選択回路24は、デコーダDEC5-DEC8およびセレクタSEL5-SEL8を有している。デコーダDEC5-DEC8は、デコード信号を使用してセレクタSEL5-SEL8を動作させる選択信号を生成する。デコーダDEC5-DEC8の論理は、後述する変換テーブルに従って決められている。各セレクタSEL5-SEL8は、選択信号に応じてタイミング信号N5-N8をノードNDD、NCD、NBD、NADのいずれかに出力する。ノードNDD、NCD、NBD、NADは、それぞれデータバス線DD、DC、DB、DAに対応するノードである。
The
エッジ生成回路26は、ノードNDD、NCD、NBD、NADにそれぞれ対応する4つのエッジ生成部26aを有している。エッジ生成部26aは、ノードNDD、NCD、NBD、NADに伝達されたタイミング信号N1-N4にそれぞれ同期して、データバス線DD、DC、DB、DAに出力するLパルス信号の前エッジを生成する。また、エッジ生成部26aは、ノードNDD、NCD、NBD、NADに伝達されたタイミング信号N5-N8にして、データバス線DD、DC、DB、DAに出力するLパルス信号の後エッジを生成する。
The
図3は、図2のプリデコーダ18の詳細を示している。プリデコーダ18は、論理値D8-D7に応じて4つのデコード信号を生成するデコード回路と、論理値D6-D5に応じて4つのデコード信号を生成するデコード回路と、論理値D4に応じて2つのデコード信号を生成するデコード回路と、論理値D3に応じて2つのデコード信号を生成するデコード回路と、論理値D2-D1に応じて4つのデコード信号を生成するデコード回路と、論理値D0に応じて2つのデコード信号を生成するデコード回路とを有している。図中の記号"/"は、負論理を示している。各デコード回路は、論理値(例えばD8-D7)が図中の枠内に示した論理であるときに、対応するデコード信号を高レベルにする。
FIG. 3 shows details of the
図4は、9ビットの論理値D8-D0をデータバス線DA-DDに出力するLパルス信号に変換するための変換テーブルを示している。"エッジの順番"は、データバス線DA-DDに出力するLパルス信号の前エッジまたは後エッジのタイミングの順序を示している。例えば、番号0の"ABCD"は、データバス線DA、DB、DC、DDの順にLパルス信号の前エッジ(または後エッジ)が変化することを示し、番号7の"BADC"は、データバス線DB、DA、DD、DCの順にLパルス信号の前エッジ(または後エッジ)が変化することを示している。
FIG. 4 shows a conversion table for converting 9-bit logical values D8-D0 into L pulse signals to be output to the data bus line DA-DD. “Order of edges” indicates the order of the timing of the leading edge or trailing edge of the L pulse signal output to the data bus line DA-DD. For example, “ABCD” with the
この例では、図1で説明したように、4本のデータバス線DA-DDを使用してデータを転送する。このため、Lパルス信号の前エッジおよび後エッジの組み合わせは、番号0から番号23までそれぞれ24通りある。4つのLパルス信号では、576通りの論理値を表現できる。しかし、この値は、2進数では表現できない。実際に転送するデータは、512通り(9ビット)であるため、図に示した論理L1と論理L2を使用し、論理値D8-D0に応じてセレクタSEL1-SEL8を動作させるための制御信号を生成している。図中の"11bar"は、論理値D8-D7が"11"以外であることを示している。
In this example, as described with reference to FIG. 1, data is transferred using four data bus lines DA-DD. For this reason, there are 24 combinations of the leading edge and trailing edge of the L pulse signal from
論理L1は、論理値D8-D0が"000000000"-"101111111"のときに使用され、論理L2は、論理値D8-D0が"110000000"-"111111111"のときに使用される。例えば、論理値D8-D0"001011000"は、論理L1に含まれる。このため、図中太い実線で示したように、前エッジの順番は、番号5の"ADCB"になり、後エッジの順番は、番号8の"BCAD"になる。一方、論理値はD8-D0"111010011"は、論理L2に含まれる。図中太い破線で示したように、前エッジの順番は、番号5の"ADCB"になり、後エッジの順番は、番号19の"DACB"になる。なお、変換テーブルは図4に限定されることはない。論理値D8-D0とエッジの順番との対応を変えることで別の変換テーブルを形成してもよい。
The logical L1 is used when the logical values D8-D0 are "000000000"-"101111111", and the logical L2 is used when the logical values D8-D0 are "110000000"-"111111111". For example, the logical value D8-D0 “001011000” is included in the logical L1. For this reason, as indicated by a thick solid line in the figure, the order of the leading edge is “ADCB” of
図5は、図1のデコーダDEC1およびセレクタSEL1の詳細を示している。デコーダDEC1は、転送する論理値D8-D0に応じて4つの出力のいずれかを高レベルにする。セレクタSEL1は、デコーダDEC1の出力信号に応じて、タイミング信号N1の信号線とノードNAD-NDDとをそれぞれ接続する4つのCMOS伝達ゲートのいずれかをオンする。この結果、タイミング信号N1は、図4に示した変換テーブルに従ってノードNAD-NDDのいずれかに出力される。図5に示したデコーダDEC1は、図4の変換テーブルを比較的少ない素子数で論理を実現するための一例に過ぎない。同じ論理を実現するための回路は、他にも多数ある。特に図示しないが、デコーダDEC2-DEC4およびセレクタSEL2-SEL4も、デコーダDEC1およびセレクタSEL1と同様に構成されている。 FIG. 5 shows details of the decoder DEC1 and the selector SEL1 of FIG. The decoder DEC1 sets any one of the four outputs to a high level according to the logical values D8 to D0 to be transferred. The selector SEL1 turns on one of the four CMOS transmission gates respectively connecting the signal line of the timing signal N1 and the node NAD-NDD according to the output signal of the decoder DEC1. As a result, the timing signal N1 is output to one of the nodes NAD-NDD according to the conversion table shown in FIG. The decoder DEC1 shown in FIG. 5 is only an example for realizing the logic of the conversion table of FIG. 4 with a relatively small number of elements. There are many other circuits for implementing the same logic. Although not particularly illustrated, the decoder DEC2-DEC4 and the selector SEL2-SEL4 are configured in the same manner as the decoder DEC1 and the selector SEL1.
図6は、図1のデコーダDEC5およびセレクタSEL5の詳細を示している。デコーダDEC5は、転送する論理値D8-D0に応じて4つの出力のいずれかを高レベルにする。セレクタSEL5は、デコーダDEC5の出力信号に応じて、タイミング信号N5の信号線とノードNAU-NDUとをそれぞれ接続する4つのCMOS伝達ゲートのいずれかをオンする。この結果、タイミング信号N5は、図4に示した変換テーブルに従ってノードNAU-NDUのいずれかに出力される。 FIG. 6 shows details of the decoder DEC5 and the selector SEL5 of FIG. The decoder DEC5 sets one of the four outputs to a high level according to the logical values D8 to D0 to be transferred. The selector SEL5 turns on one of the four CMOS transmission gates respectively connecting the signal line of the timing signal N5 and the node NAU-NDU in accordance with the output signal of the decoder DEC5. As a result, the timing signal N5 is output to one of the nodes NAU-NDU according to the conversion table shown in FIG.
図7は、図1のエッジ生成回路26内のエッジ生成部26aの詳細を示している。エッジ生成部26aは、ノードNAD(またはNBD、NCD、NCD)に伝達されたタイミング信号N1-N4のいずれかの立ち上がりエッジに同期してLパルスを生成するLパルス生成回路と、ノードNAU(またはNBU、NCU、NCU)に伝達されたタイミング信号N5-N8のいずれかの立ち上がりエッジに同期してHパルス信号を生成するHパルス生成回路と、電源線と接地線の間に直列に接続されたpMOSトランジスタ(Lパルス生成回路の出力で制御される)およびnMOSトランジスタ(Hパルス生成回路の出力で制御される)と、pMOSトランジスタおよびnMOSトランジスタの出力をラッチするラッチ回路と、pMOSトランジスタおよびnMOSトランジスタの出力で制御されるオープンドレインタイプの出力トランジスタ(出力回路)とを有している。出力トランジスタの出力は、例えば50Ωの終端抵抗を介して電源線に接続されたデータバス線DA(またはDB、DC、DD)に接続されている。
FIG. 7 shows details of the
データバス線DA(またはDB、DC、DD)は、タイミング信号N1-N4のいずれかの立ち上がりエッジに同期して低レベルに変化し、タイミング信号N5-N8のいずれかの立ち上がりエッジに同期して高レベルに変化する。すなわち、選択されたタイミング信号に同期した前エッジおよび後エッジを有するLパルス信号がデータバス線DA-DDに出力される。この結果、4本のデータバス線DA-DDを使用するだけで512通りの論理値D8-D0を送信できる。 The data bus line DA (or DB, DC, DD) changes to low level in synchronization with any rising edge of the timing signal N1-N4, and in synchronization with any rising edge of the timing signal N5-N8. Change to high level. That is, an L pulse signal having a front edge and a rear edge synchronized with the selected timing signal is output to the data bus line DA-DD. As a result, 512 logical values D8-D0 can be transmitted only by using the four data bus lines DA-DD.
図8は、装置12内の受信回路16の詳細を示している。受信回路16は、入力回路28、比較回路30、32、転送回路34、36、およびデコーダ38を有している。
FIG. 8 shows details of the receiving
入力回路28は、データバス線DA-DDを介して伝達されたLパルス信号を受ける4つの入力バッファを有している。入力バッファは差動アンプで構成されており、一方の入力でLパルス信号を受け、他方の入力で参照電圧VREFを受けている。入力バッファは、受信した信号を正論理の正信号PA2、PB2、PC2、PD2としてそれぞれ出力される。正信号PA2、PB2、PC2、PD2は、インバータで反転され、負論理の負信号NA2、NB2、NC2、ND2として出力される。
The
比較回路30は、2つのLパルス信号の後エッジ(アップエッジ)のタイミングの順序を比較する6つの比較器30b(第2比較器)を有している。比較器30b内に記載した"(CD)"等は、その比較器30bが比較するLパルス信号を伝達するデータバス線の記号を示している。比較器30bは、比較結果を相補の信号として出力する。
The
比較回路32は、2つのLパルス信号の前エッジ(ダウンエッジ)のタイミングの順序を比較する6つの比較器32b(第1比較器)を有している。比較器32b内に記載した"(CD)"等は、その比較器32bが比較するLパルス信号を伝達するデータバス線の記号を示している。比較器32bは、比較結果を相補の信号として出力する。
The
転送回路34は、比較器30bから出力される相補の信号を、転送信号TR2に同期してデコーダ38に転送する。転送信号TR2は、正信号PA2、PB2、PC2、PD2のAND論理で生成される。すなわち、転送信号TR2は、4つのLパルス信号のうち、タイミングが最も遅い後エッジに合わせて出力される。
The
転送回路36は、比較器32bから出力される相補の信号を、転送信号TR1に同期してデコーダ38に転送する。転送信号TR1は、負信号NA2、NB2、NC2、ND2のAND論理で生成される。すなわち、転送信号TR1は、4つのLパルス信号のうち、タイミングが最も遅い前エッジに合わせて出力される。
The
例えば、転送回路34が出力する相補の転送信号S2-6X、S2-6Zは、対応する比較器30aにおいて、データバス線DC上のLパルス信号の後エッジが、データバス線DD上のLパル
ス信号の後エッジよりタイミングが早いと判定されたとき、それぞれ低レベル、高レベルになる。転送回路36が出力する相補の転送信号についても同様である。また、デコーダ38の枠内に示した記号A、B、C、Dは、その記号を指す転送回路からの転送信号が高レベルのとき、記号に対応するLパルス信号の遷移エッジのタイミングが早いことを示している。ここで、記号A、B、C、Dは、それぞれ、データバス線DA、DB、DC、DDを伝達されるLパルス信号に対応している。
For example, the complementary transfer signals S2-6X and S2-6Z output from the
デコーダ38は、比較器30b、32bから出力される比較結果(転送信号)に応じて送信回路14から送られた論理を復元し、論理値D8-D0として出力する。
The
図9は、図8の比較器30b、23bの詳細を示している。比較器30b、32bは、2入力のNANDゲートの入力と出力を接続したRSフリップフロップで構成されている。NANDゲートの出力は、インバータを介して出力端子に接続されている。例えば、入力IN1が先に高レベルに変化すると出力OUT1、OUT2がそれぞれ高レベル、低レベルになり、入力IN2が先に高レベルに変化すると出力OUT1、OUT2がそれぞれ低レベル、後レベルになる。
FIG. 9 shows details of the
図10は、データバス線DA-DDを介して受信したLパルス信号を元の論理値D8-D0に復元するための変換テーブルを示している。"番号"、"エッジの順番"、"論理L1"、"論理L2"は、図4に示した変換テーブルと同じである。 FIG. 10 shows a conversion table for restoring the L pulse signal received via the data bus line DA-DD to the original logical values D8-D0. "Number", "Edge order", "Logic L1", and "Logic L2" are the same as those in the conversion table shown in FIG.
例えば、前エッジおよび後エッジの"エッジの順番"が、それぞれ"ADCB(番号5)"および"BCAD(番号8)"のとき、比較器32b、30bの出力は、"111000"、"001111"になる。ここで、比較器32bの出力"111000"は、図8に示した正論理の転送信号S1-1Z、S1-2Z、S1-3Z、S1-4Z、S1-5Z、S1-6Zの論理レベルを示している。同様に、比較器30bの出力"001111"は、図8に示した正論理の転送信号S2-1Z、S2-2Z、S2-3Z、S2-4Z、S2-5Z、S2-6Zの論理レベルを示している。そして、図中太い実線で示したように、デコーダ38によって元の論理値D8-D0="001011000"が復元される。
For example, when the “edge order” of the front edge and the rear edge is “ADCB (number 5)” and “BCAD (number 8)”, the outputs of the
また、前エッジおよび後エッジの"エッジの順番"が、それぞれ"ADCB(番号5)"および"DACB(番号19)"のとき、比較器32b、30bの出力は、"111000"、"110000"になる。このとき、図中太い破線で示したように、デコーダ38によって元の論理値D8-D0="111010011"が復元される。
When the “edge order” of the front edge and the rear edge is “ADCB (number 5)” and “DACB (number 19)”, respectively, the outputs of the
図11および図12は、図8のデコーダ38の詳細を示している。図11は、論理値D4-D8を復元するための論理回路を示している。図12は、論理値D0-D3を復元するための論理回路を示している。これ等論理回路は、図10の変換テーブルに従って構成されている。図11および図12に示した論理回路は、図10の変換テーブルを比較的少ない素子数で論理を実現するための一例に過ぎない。同じ論理を実現するための回路は、他にも多数ある。
11 and 12 show details of the
以上の例では、複数のデータバス線DA-DD上をそれぞれ伝達される複数の信号の遷移エッジのタイミングの順序によって、論理値を表現した。このため、少ない信号線で大量のデータを伝送できる。1回の信号の送信で大量のデータを伝送できるため、データの転送レートを大幅に向上できる。具体的には、パルス信号の前エッジおよび後エッジ(複数の遷移エッジ)のタイミングの順序を用いて論理値を表現した。このため、4本の信号線で576通りの論理を表現できる。これは、2進データの9ビット(512通り)を超えるものである。 In the above example, the logical value is expressed by the order of the transition edge timings of the plurality of signals transmitted respectively on the plurality of data bus lines DA-DD. Therefore, a large amount of data can be transmitted with a small number of signal lines. Since a large amount of data can be transmitted by one signal transmission, the data transfer rate can be greatly improved. Specifically, the logical value is expressed by using the timing order of the leading edge and the trailing edge (a plurality of transition edges) of the pulse signal. For this reason, 576 logics can be expressed by four signal lines. This is more than 9 bits (512 patterns) of binary data.
データバス線DA-DDの本数が少なくて済むため、信号の出力回路(出力バッファ)の数および入力回路(入力バッファ)の数を減らすことができる。動作する回路が少なくなる
ため、信号の送信側および受信側の双方において、消費電力を小さくできる。また、データバス線DA-DDの本数が少なくて済むため、その配線領域を小さくできる。
Since the number of data bus lines DA-DD can be reduced, the number of signal output circuits (output buffers) and the number of input circuits (input buffers) can be reduced. Since fewer circuits operate, power consumption can be reduced on both the signal transmission side and the signal reception side. Further, since the number of data bus lines DA-DD can be reduced, the wiring area can be reduced.
遷移エッジのタイミングの差(相対値)で論理を表現できるため、基準信号は必要ない。すなわち、基準信号を信号の送信側および受信側で同期させる必要がない。このため、送信回路14および受信回路16の構成を簡易にできる。
Since the logic can be expressed by the difference (relative value) of the timing of the transition edge, the reference signal is not necessary. That is, it is not necessary to synchronize the reference signal on the signal transmission side and the signal reception side. For this reason, the configuration of the
また、送信回路14および受信回路16を別の半導体チップ上に形成した。半導体チップがプリント基板上に実装される場合、プリント基板の信号線領域を小さくできる。この結果、プリント基板が小さくなるため、システムを小型化でき、システムのコストを低減できる。
Further, the
信号の遷移エッジのタイミングの順序によって、論理値を表現できるため、送信回路14および受信回路16とも、簡易な論理回路を構成することで大量のデータを伝送できる。具体的には、装置10のデータ送信回路14は、転送するデータの論理値に応じてLパルスを生成すればよい。このため、送信回路14は、単純な論理回路で構成できる。装置12の受信回路16は、受信した信号のエッジを互いに比較し、どちらのエッジが早いかを判定すればよい。このため、デ受信回路16も、単純な論理回路で構成できる。送信回路14および受信回路16の回路規模を小さくできるため、これ等回路を搭載する半導体集積回路のチップサイズを小さくできる。
Since the logical value can be expressed by the order of the timing of the transition edge of the signal, both the
エッジ生成回路26に、オープンドレインタイプの出力トランジスタを形成したので、データバス線DA-DDに複数の送信回路14を接続できる。
Since an open drain type output transistor is formed in the
図13は、本発明の基本原理を示している。ここでは、基準タイミング信号CLK(クロック信号)を伝達するクロック信号線(CLK)および1本のデータバス線(信号線)DATAを使用して送信回路40から受信回路42にデータを転送する例について説明する。
FIG. 13 shows the basic principle of the present invention. In this example, data is transferred from the
送信回路40は、基準タイミング信号CLKのアップエッジに対して所定時間遅延した信号SIGを出力する。データの論理値は、基準タイミング信号CLKの遷移エッジに対する信号SIGの遷移エッジの遅延時間(時間差)で表現される。この例では、4通りの遅延時間を設定することで、1本の信号線で2ビットのデータを転送できる。
The
信号SIGの遷移エッジは、そのタイミング差が、それぞれ4nsに設定されている。この差は、送信回路40、受信回路42、および伝送路(この例では、データバス線DATA)の特性に応じて設定される。基準タイミング信号CLKと信号SIGは、基準タイミング信号CLK自体を論理値に応じて所定時間遅延させることで生成される。信号SIGの遷移エッジは、例えば、基準タイミング信号CLKの遷移エッジに対してそれぞれ6ns、10ns、14ns、18ns遅れている。
The timing difference of the transition edge of the signal SIG is set to 4 ns. This difference is set according to the characteristics of the
一方、受信回路42は、基準タイミング信号CLKおよび信号SIGを受け、信号SIGの遷移エッジと基準タイミング信号CLKの遷移エッジとの時間差(遅延時間)を検出する。そして、この差に応じて論理値が生成される。ここで、受信回路42は、送信回路40で扱われる論理値(元の論理値)を復元してもよく、受信回路42で扱う固有の論理値(例えば、元の論理値の反転データ)を生成してもよい。
On the other hand, the receiving
このように、1本のデータバス線DATAで複数ビットのデータが送受信される。送信回路40と受信回路42との間に配線されるデータバス線の本数を減らすことができるため、データの入力回路および出力回路の数を減らすことができる。この結果、消費電力を減らすことができる。入力回路および出力回路の数が減るため、これ等回路を搭載する半導体
集積回路のチップサイズを小さくできる。データバス線の本数が減るため、その配線領域を減らすことができる。
As described above, a plurality of bits of data are transmitted / received through one data bus line DATA. Since the number of data bus lines wired between the
上述した例では、2ビットのデータを転送する場合の説明をしたが、遅延時間の設定数を増やすことで3ビット以上のデータを転送する場合にも容易に適用できる。3ビットのデータを転送する場合、8種類の遅延時間を設定すればよい。 In the example described above, the case of transferring 2-bit data has been described, but the present invention can be easily applied to the case of transferring data of 3 bits or more by increasing the set number of delay times. In the case of transferring 3-bit data, eight types of delay times may be set.
図14は、本発明の入出力インタフェースおよび半導体集積回路の第1の実施形態を示している。図において、複数本で構成される信号線は、太線で示している。 FIG. 14 shows a first embodiment of the input / output interface and semiconductor integrated circuit of the present invention. In the figure, a plurality of signal lines are indicated by thick lines.
入出力インタフェースは、図13に示した送信回路40、受信回路42、およびデータバスDATAにより構成されている。例えば、送信回路40および受信回路42は、同一のクロック同期式の半導体メモリデバイス(半導体集積回路)内に形成されている。受信回路42は、データの出力パッド付近に配置されている。送信回路40は、メモリコア(図示せず)から読み出される複数ビットのデータDT0、DT1を受信し、その論理に対応する信号SIGをデータバス線DATAに出力する。受信回路42は、データバス線DATAを介して受信した信号SIGを元の2ビットデータに復元し、データ出力回路(周辺回路)等に出力する。データバス線DATAは、メモリコアの端から出力パッド付近まで配線されており、その配線長は長い。
The input / output interface includes the
送信回路40は、デコーダ44、可変遅延回路46、および出力部48を有している。デコーダ44は、メモリコアから読み出されるデータDT0、DT1をデコードし、デコード結果(論理値に対応)を可変遅延回路46に出力する。可変遅延回路46は、基準タイミング信号TZをデコード結果に応じて所定時間遅延させ、遅延させた信号を出力部48に出力する。出力部48は、受けた信号を信号SIGとしてデータバス線DATAに出力する。基準タイミング信号TZは、例えば、外部から供給されるクロック信号に同期した内部クロック信号である。
The
受信回路42は、遅延回路50、ラッチ52a、52b、52c、およびエンコーダ54を有している。遅延回路50は、基準タイミング信号TZを受信し、この基準タイミング信号TZと位相の異なる4つのタイミング信号TDZ1、TDZ2、TDZ3、TDZ4を生成する。ラッチ52a、52b、52cは、それぞれタイミング信号TDZ1、TDZ2、TDZ3に同期して信号SIGをラッチする。エンコーダ54は、ラッチ52a、52b、52cにラッチされた信号SIGの論理レベルに基づいて2ビットの論理値RDT0、RDT1を生成する。この実施形態では、論理値RDT1、RDT2は論理値DT0、DT1と同じである。すなわち、受信回路42は、メモリコアから読み出された元のデータを復元する。なお、受信回路42で生成する論理値RDT0、RDT1は、元の論理値DT0、DT1と異なっていてもよい。例えば、受信回路42は、元の論理値の反転論理を生成してもよい。
The
このように、ラッチ52a、52b、52cおよびエンコーダ54は、送信回路40から伝送される信号SIGの位相とタイミング信号TDZ1-TDZ4とをそれぞれ比較し、信号SIGの基準タイミング信号TZに対する遅延時間を検出する比較回路として動作する。なお、受信回路42が受ける基準タイミング信号TZは、送信回路40が受ける基準タイミング信号TZに対して、データバス線DATAの負荷に対応する分だけ遅れて供給される。
As described above, the
図15は、図14の送信回路40の詳細を示している。デコーダ44は、メモリコアから読み出された論理値DT0、DT1をリードアンプ40aを介して受信し、受信したデータをデコードする。すなわち、論理値DT0、DT1に応じて、デコード信号T0、T1、T2、T3のいずれかが低レベルに変化する。
FIG. 15 shows details of the
可変遅延回路46は、縦続接続された4つの遅延段46a、46b、46c、46dと、デコード信号T0-T3でそれぞれ制御されるスイッチ回路46e、46f、46g、46hとを有している。遅延段46a-46dは、それぞれ基準タイミング信号TZを所定時間遅らせた遅延信号DLY1、DLY2、DLY3、DLY4を出力する。遅延段46a-46dの遅延時間は、ほぼ4nsに設定されている。したがって、遅延信号DLY1-DLY4は、基準タイミング信号TZに対して順次4nsずつ遅れて出力される。
The
スイッチ回路46e-46hは、CMOS伝達ゲートおよびCMOS伝達ゲートを制御するインバータで構成されている。スイッチ回路46e-46hは、一方の端子で遅延信号DLY1-DLY4をそれぞれ受け、他方の端子を出力部48に接続している。そして、遅延信号DLY1-DLY4のいずれかが、デコード信号T0-T3に応じて出力部48に出力される。
The
出力部48は、可変遅延回路46から出力される遅延信号をラッチするラッチ回路48aと出力バッファ48bとを有している。図13に示したタイミングを有する信号SIGは、ラッチ回路48aにラッチされ、出力バッファ48bから出力される。
The
図16は、図14の受信回路42における遅延回路50およびラッチ回路52a、52b、52cの詳細を示している。遅延回路50は、縦続接続された4つの遅延段50a、50b、50c、50dを有している。遅延段50a-50dは、それぞれ基準タイミング信号TZを所定時間遅らせたタイミング信号TDZ1、TDZ2、TDZ3、TDZ4を出力する。遅延段50aの遅延時間は、ほぼ8nsに設定され、遅延段50b-50dの遅延時間は、ほぼ4nsに設定されている。したがって、タイミング信号TDZ1、TDZ2、TDZ3、TDZ4は、基準タイミング信号TZに対してそれぞれ8ns、12ns、16ns、20ns遅れて出力される。
FIG. 16 shows details of the
ラッチ回路52a、52b、52cは、CMOS伝達ゲート、CMOS伝達ゲートを制御するインバータ、およびラッチで構成されている。ラッチ回路52aは、タイミング信号TDZ1の立ち上がりエッジに同期して信号SIGの論理レベルをラッチする。ラッチ回路52bは、タイミング信号TDZ2の立ち上がりエッジに同期して信号SIGの論理レベルをラッチする。ラッチ回路52cは、タイミング信号TDZ3の立ち上がりエッジに同期して信号SIGの論理レベルをラッチする。このため、信号SIGの立ち上がりエッジが、タイミング信号の立ち上がりエッジに対して早いとき、そのラッチ回路には高レベルがラッチされる。信号SIGの立ち上がりエッジが、タイミング信号の立ち上がりエッジに対して遅いとき、そのラッチ回路には低レベルがラッチされる。
The
上述したように、タイミング信号TDZ1-TDZ3の基準タイミング信号TZに対する遅れは、それぞれ8ns、12ns、16nsであり、信号SIGの基準タイミング信号TZに対する遅れは、6ns、10ns、14ns、18nsのいずれかである。すなわち、この実施形態では、ラッチ回路52a-52cが正しく動作するためのタイミング余裕は、2nsに設定されている。ラッチ回路52a-52cにラッチされたデータは、それぞれラッチ信号L1、L2、L3およびその反転信号/L1、/L2、/L3として出力される。
As described above, the delay of the timing signals TDZ1 to TDZ3 with respect to the reference timing signal TZ is 8 ns, 12 ns, and 16 ns, respectively, and the delay of the signal SIG with respect to the reference timing signal TZ is 6 ns, 10 ns, 14 ns, or 18 ns. is there. That is, in this embodiment, the timing margin for correct operation of the
図17は、図14の受信回路42におけるエンコーダ54の詳細を示している。エンコーダ54は、ラッチ信号L1、L2、L3、/L1、/L2、/L3をデコードするデコーダ56と、デコーダ56のデコード結果に応じて2ビットの論理値を生成するデータ生成回路58とを有している。
FIG. 17 shows details of the
デコーダ56は、図14の送信回路40から転送される論理値DT1、DT0に応じてデコード信号T5、T6、T7、T8のいずれかを低レベルにする。例えば、図中の括弧内に示したように、論理値DT1、DT0が"00"のときデコード信号T5が低レベルに変化し、論理値DT1、DT0が"01"のときデコード信号T6が低レベルに変化する。
The
データ生成回路58は、NAND回路58a、58b、58c、58dと、CMOS伝達ゲート58e、58f、58g、58hと、ラッチ58i、58jと、スイッチ回路58k、58lと、ラッチ58m、58nとを有している。
The
NAND回路58a-58dは、タイミング信号TDZ4の低レベル時に動作してデコード信号T5-T8の論理演算をし、タイミング信号TDZ4の高レベル時に非活性化されて低レベルを出力する。すなわち、タイミング信号TDZ4の立ち上がりエッジに同期してエンコードされるデータが決定する。タイミング信号TDZ4は、図16に示したように、最も遅いタイミング信号TDZ3をさらに遅延させた信号である。このため、データ生成回路58は、タイミング信号TDZ4を用いることで、受信したデータを高速かつ確実にエンコードできる。
The
CMOS伝達ゲート58e-58hは、NAND回路58a-58dの出力によりそれぞれ制御されている。ノードND0は、CMOS伝達ゲート58eのオンにより高レベルに変化し、CMOS伝達ゲート58fのオンにより低レベルに変化する。ノードND1は、CMOS伝達ゲート58gのオンにより高レベルに変化し、CMOS伝達ゲート58hのオンにより低レベルに変化する。
The
ラッチ58i、58jは、それぞれノードND0、ND1の論理レベルを反転した値を保持する。スイッチ回路58k、58lは、タイミング信号TDZ4の高レベル時にオンし、ラッチ58iとラッチ58mおよびラッチ58lとラッチ58nをそれぞれ接続する。ラッチ58m、58nは、ラッチした値を反転し、論理値RDT0、RDT1として出力する。論理値RDT0、RDT1は、ノードND0、ND1と同じ論理レベルである。
The
図18は、送信回路40および受信回路42の動作を示している。送信回路40は、チップの外部から供給される外部クロック信号CLKを使用して基準タイミング信号TZを生成している。説明を簡単にするため、送信回路40および受信回路42で使用する基準タイミング信号TZのタイミングを同一にしている。実際には、受信回路42で使用する基準タイミング信号TZのタイミングは、データバス線DATAの負荷に合わせて遅延されている。
FIG. 18 shows operations of the
メモリコアから読み出されたデータは、外部クロック信号CLKに同期して受信回路42に伝達され、次の外部クロック信号CLKに同期してチップの外部に出力される。この例では、0番目-3番目の外部クロック信号CLKに同期して、それぞれデータ(論理値DT1、DT0)"00"、"01"、"10"、"11"が受信回路42に伝達される。
Data read from the memory core is transmitted to the receiving
まず、送信回路40において、0番目の基準タイミング信号TZの立ち上がりエッジに同期して図15のリードアンプ40aが動作し、データDT0、DT1のレベルを増幅する。デコーダ44は、増幅されたデータDT0、DT1(="00")をデコードし、デコード信号T0のみ低レベルに変化させる(図18(a))。
First, in the
図15の可変遅延回路46は、基準タイミング信号TZに同期して、順次遅延信号DLY1-DLY4を出力する(図示せず)。可変遅延回路46のスイッチ回路46eは、デコード信号T0に応じてオンし、遅延信号DLY1を出力部48に伝達する。そして、論理値に応じた信号SIGが、送信回路40から出力される(図18(b))
図16の受信回路42内の遅延回路50は、基準タイミング信号TZに同期して、タイミング信号TDZ1-TDZ4を順次出力する(図18(c)、(d))。伝送された信号SIGの立ち上がりエッジのタイミングは、タイミング信号TDZ1-TDZ4の立ち上がりエッジのタイミングより早い。このため、ラッチ回路52a、52b、52cは、それぞれ高レベルの信号SIGを取り込み、高レベルのラッチ信号L1-L3および低レベルのラッチ信号/L1-/L3を出力する(図示せず)。
The
The
図17のエンコーダ54内のデコーダ56は、ラッチ信号L1-L3、/L1-/L3をデコードし、デコード信号T5のみ低レベルに変化させる(図18(e))。デコード信号T5の変化により、データ生成回路58のNAND回路58b、58dの出力が高レベルに変化し、CMOS伝達ゲート58f、58hがオンする。この結果、ノードND0、ND1は、ともに低レベルに変化し、論理値RDT0、RDT1は、低レベルに変化する(図18(f))。すなわち、メモリコアから読み出されたデータが、受信回路42で復元される。この後、論理値RDT0、RDT1は、1番目の外部クロック信号CLKに同期して読み出しデータとして外部に出力される。
The
この後、0番目のクロックサイクルと同様に、1番目-3番目の外部クロック信号CLKに同期して、論理値"01"、"10"、"11"が、送信回路40から受信回路42に伝送される。
Thereafter, similarly to the 0th clock cycle, the logical values “01”, “10”, and “11” are transmitted from the
以上、この実施形態では、データバス線DATA上を伝達される信号SIGの遷移エッジと基準タイミング信号TZの遷移エッジとの時間差によって、論理値を表現した。このため、1本の信号線で複数ビットの論理値を伝送できる。したがって、信号線の本数を従来に比べ減らすことができる。信号線の本数が少なくて済むため、信号の出力回路(出力バッファ)の数および入力回路(入力バッファ)の数を減らすことができる。動作する回路が少なくなるため、信号の送信側および受信側の双方において、消費電力を小さくできる。 As described above, in this embodiment, the logical value is expressed by the time difference between the transition edge of the signal SIG transmitted on the data bus line DATA and the transition edge of the reference timing signal TZ. Therefore, a plurality of bits of logical values can be transmitted with one signal line. Therefore, the number of signal lines can be reduced as compared with the prior art. Since the number of signal lines is small, the number of signal output circuits (output buffers) and the number of input circuits (input buffers) can be reduced. Since fewer circuits operate, power consumption can be reduced on both the signal transmission side and the signal reception side.
信号線の本数が少なくて済むため、信号線の配線領域を小さくできる。特に、データまたはアドレス等のように、一般にビット数の多い信号に本発明を適用すると高い効果を得られる。簡易な送信回路40で論理値を信号に変換し、簡易な受信回路42で信号を論理値に変換できる。
Since the number of signal lines is small, the wiring area of the signal lines can be reduced. In particular, when the present invention is applied to a signal having a large number of bits, such as data or an address, a high effect can be obtained. A
送信回路40および受信回路42を同じ半導体メモリデバイスに形成し、メモリコアから読み出されるデータのデータバス線DATAの数を減らした。このため、半導体メモリデバイス内の配線領域を小さくできる。この結果、半導体メモリデバイスのチップサイズを小さくでき、チップコストを低減できる。
The
図19は、本発明の入出力インタフェースおよび半導体集積回路の第2の実施形態を示している。第1の実施形態と同じ要素については、同じ符号を付し、詳細な説明は省略する。 FIG. 19 shows a second embodiment of the input / output interface and semiconductor integrated circuit of the present invention. The same elements as those in the first embodiment are denoted by the same reference numerals, and detailed description thereof is omitted.
一般に、DRAM等の半導体メモリデバイスでは、チップの大半にメモリセルが形成されている。このため、チップの一端側のメモリセルから読み出されるデータを送信する送信回路40と、チップの他端側のメモリセルから読み出されるデータを送信する送信回路40とは、互いに離れた位置に配置されることが多い。また、一方の送信回路40と他方の送信回路と、受信回路42との距離が異なる場合、送信回路40と受信回路42とを接続するデータバス線DATAの長さは、それぞれ異なる。この際、送信回路40に入力される基準タイミング信号TZのタイミングがともに等しい場合、受信回路42側において、基準タイミング信号TZに対する信号SIGの遅延量(相対量)が、送信回路40の位置に対応して変化してしまう。したがって、受信回路42に入力される基準タイミング信号TZのタイミングを、信号SIGを出力する送信回路40応じて調整する必要がある。
In general, in a semiconductor memory device such as a DRAM, memory cells are formed in most of the chip. For this reason, the
例えば、メモリコアおよび送信回路40を選択するブロック選択信号BK0Z、BK1Zおよび抵抗R1、R2を利用して、受信回路42側において信号SIGの遅延量を簡単に調整できる。図に示した例では、配線負荷の大きい下側の送信回路40から信号SIGが出力されるとき、抵抗の大きいR2により基準タイミング信号TZが遅延される。配線負荷の小さい上側の送信回路40から信号SIGが出力されるとき、抵抗の小さいR1により基準タイミング信号TZが遅延される。
For example, using the block selection signals BK0Z and BK1Z and the resistors R1 and R2 for selecting the memory core and the
なお、基準タイミング信号TZを生成する回路が、図の下側の送信回路40の近くに配置されている場合、2つの送信回路40間での基準タイミング信号TZの信号線の負荷とデータバス線DATAの負荷とは、ほぼ等しくなる。この場合、基準タイミング信号TZに対する信号SIGの遅延量(相対量)は、一定になるため、受信回路42に入力する基準タイミング信号TZのタイミングを調整する必要はない。
When the circuit that generates the reference timing signal TZ is arranged near the
この実施形態においても、上述した第1の実施形態と同様の効果を得ることができる。さらに、半導体メモリデバイス内で複数の送信回路40と受信回路との間に配線されるデータバス線DATAの負荷の違いによる受信データの取り込みタイミングのずれを防ぐことができる。
Also in this embodiment, the same effect as that of the first embodiment described above can be obtained. Furthermore, it is possible to prevent a shift in reception data fetch timing due to a difference in load on the data bus line DATA wired between the plurality of
図20は、本発明の入出力インタフェースおよび半導体集積回路の第3の実施形態を示している。第1の実施形態と同じ要素については、同じ符号を付し、詳細な説明は省略する。 FIG. 20 shows a third embodiment of the input / output interface and semiconductor integrated circuit of the present invention. The same elements as those in the first embodiment are denoted by the same reference numerals, and detailed description thereof is omitted.
この実施形態では、半導体集積回路(半導体チップ)60、62に第2の実施形態の送信回路40および受信回路42が形成されている。半導体集積回路60、62は、例えば、プリント基板上に搭載され、プリント基板上のシステムバスを介して接続されている。そして、半導体集積回路60、62は、互いにデータを送受信する。
In this embodiment, the semiconductor integrated circuits (semiconductor chips) 60 and 62 are formed with the
半導体集積回路60、62の入出力インタフェース回路は、同一であるため、以下、半導体集積回路60についてのみ説明する。半導体集積回路60は、SIG入力バッファ64(第1入力回路)、SIG出力バッファ66(第1出力回路)、TZ入力バッファ68(第2入力回路)、TZ出力バッファ70(第2出力回路)、TZ生成回路(信号生成回路)72、およびクロック入力バッファ74を有している。
Since the input / output interface circuits of the semiconductor integrated circuits 60 and 62 are the same, only the semiconductor integrated circuit 60 will be described below. The semiconductor integrated circuit 60 includes a SIG input buffer 64 (first input circuit), a SIG output buffer 66 (first output circuit), a TZ input buffer 68 (second input circuit), a TZ output buffer 70 (second output circuit), A TZ generation circuit (signal generation circuit) 72 and a
SIG入力バッファ64は、半導体集積回路62が出力する信号SIGを受信回路42に出力する。SIG出力バッファ66は、送信回路40から出力される信号SIGをデータバス線DATAに出力する。TZ入力バッファ68は、半導体集積回路62が出力する基準タイミング信号TZを受信回路42に出力する。TZ出力バッファ70は、TZ生成回路72から出力される基準タイミング信号TZOUTを送信回路40に出力する。すなわち、TZ生成回路72で生成された基準タイミング信号TZOUTは、システムバスに直接出力されるのではなく、TZ出力バッファ70を介して出力される。TZ生成回路72は、クロック入力バッファ74から出力される内部クロック信号CLK1に同期する基準タイミング信号TZOUTを生成する。クロック入力バッファ74は、外部からの外部クロック信号CLKを受け、内部クロック信号CLK1として出力する。
The SIG input buffer 64 outputs the signal SIG output from the semiconductor integrated circuit 62 to the receiving
SIG入力バッファ64の入力およびSIG出力バッファ66の出力は、共通の外部端子を介してデータバス線DATAに接続されている。同様に、TZ入力バッファ68およびTZ出力バッファ70は、共通の外部端子を介して基準タイミング信号TZの信号線に接続されている。データバス線DATAおよび基準タイミング信号TZの信号線を双方向にすることで、さらに信号線の配線領域を減らすことができる。
The input of the SIG input buffer 64 and the output of the SIG output buffer 66 are connected to the data bus line DATA via a common external terminal. Similarly, the TZ input buffer 68 and the
半導体集積回路60は、信号SIGを受信するときに、SIG入力バッファ64、TZ入力バッファ68を動作し、信号SIGを送信するときに、SIG出力バッファ66、TZ出力バッファ70、およびTZ生成回路72を動作する。このように、半導体集積回路60、62に送信回路40および受信回路42を形成することで、少ない数のデータバス線DATAを使用して、信号SIGを双方向に伝送できる。
The semiconductor integrated circuit 60 operates the SIG input buffer 64 and the TZ input buffer 68 when receiving the signal SIG, and when transmitting the signal SIG, the SIG output buffer 66, the
この実施形態においても、上述した第1の実施形態と同様の効果を得ることができる。さらに、送信回路40および受信回路42が、複数の半導体集積回路上にそれぞれ形成されるため、少ない信号線でデータの送受信ができる。
Also in this embodiment, the same effect as that of the first embodiment described above can be obtained. Furthermore, since the
また、SIG入力バッファ64の入力およびSIG出力バッファ66の出力を共通の外部端子に接続し、信号線を双方向にしたので、さらに信号線の本数を削減できる。同様に、TZ入力バッファ68の入力およびTZ出力バッファ70の出力を共通の外部端子に接続し、基準タイミング信号TZの信号線を双方向にしたので、さらに信号線の本数を削減できる。
Further, since the input of the SIG input buffer 64 and the output of the SIG output buffer 66 are connected to a common external terminal and the signal lines are bidirectional, the number of signal lines can be further reduced. Similarly, since the input of the TZ input buffer 68 and the output of the
図21は、本発明の入出力インタフェースおよび半導体集積回路の第4の実施形態を示している。第1および第3の実施形態と同じ要素については、同じ符号を付し、詳細な説明は省略する。この実施形態の発明は、メモリインタフェースデバイス76およびシステムバスに適用されている。メモリインタフェースデバイス76は、システムバスと半導体メモリデバイス78とを接続している。半導体メモリデバイス78は、例えば、従来型のSDRAM(汎用メモリ)である。
FIG. 21 shows a fourth embodiment of the input / output interface and semiconductor integrated circuit of the present invention. The same elements as those in the first and third embodiments are denoted by the same reference numerals, and detailed description thereof is omitted. The invention of this embodiment is applied to the
メモリインタフェースデバイス76は、図20と同じ受信回路42、送信回路40、SIG入力バッファ64、SIG出力バッファ66、TZ入力バッファ68、TZ出力バッファ70、TZ生成回路72、およびクロック入力バッファ74を有している。さらに、メモリインタフェースデバイス76は、アドレス入力バッファ80、コマンド入力バッファ82、およびアドレス信号ADを受ける受信回路42を有している。この実施形態は、データバスおよびアドレスバスに本発明を適用している。
The
アドレス入力バッファ80は、基準タイミング信号TZに同期してシステムバスからアドレス信号ADを受け、受けたアドレスをアドレス用の受信回路42に出力する。コマンド入力バッファ82は、システムバスからコマンド信号CMDを受け、受けたコマンドを半導体メモリデバイス78に出力する。データ用の受信回路42で受信したデータおよび半導体メモリデバイス78から読み出され送信回路40に供給されるデータ(入出力データ)は、入出力共通のデータバス線を介して伝達される。
The
この実施形態では、システムバスを介して供給されるデータおよびアドレスは、メモリインタフェースデバイス76により従来の複数ビットからなるデータおよびアドレスに変換され、半導体メモリデバイス78に供給される。そして、書き込み動作等が実行される。また、読み出し動作により半導体メモリデバイス78から読み出される複数ビットからなるデータは、メモリインタフェースデバイス76により本発明のインタフェースに変換され、システムバスに出力される。
In this embodiment, data and addresses supplied via the system bus are converted into conventional multi-bit data and addresses by the
コマンド信号CMDおよび外部クロック信号CLKは、メモリインタフェースデバイス76を介さずに、システムバスから直接半導体メモリデバイス78に供給してもよい。しかし、コマンド入力バッファ82およびクロック入力バッファ74を介することで、データおよびアドレスに対して最適なタイミングに設定できる。
The command signal CMD and the external clock signal CLK may be supplied directly from the system bus to the semiconductor memory device 78 without going through the
この実施形態においても、上述した第1および第3の実施形態と同様の効果を得ることができる。さらに、本発明をデータ信号のインタフェースだけでなく、アドレス信号のインタフェースにも適用したので、システムバスの信号線の本数を第3の実施形態に比べ減らすことができ、消費電力をさらに低減できる。 Also in this embodiment, the same effect as the first and third embodiments described above can be obtained. Further, since the present invention is applied not only to the data signal interface but also to the address signal interface, the number of signal lines of the system bus can be reduced as compared with the third embodiment, and the power consumption can be further reduced.
また、本発明をメモリインタフェースデバイス76に適用したので、従来から量産されている汎用メモリを、本発明を採用したシステムバスに容易に接続できる。
In addition, since the present invention is applied to the
上述した第1の実施形態では、本発明をメモリコアから読み出されるデータを周辺回路に伝達するインタフェースに適用した例について述べた。本発明はかかる実施形態に限定されるものではない。例えば、本発明を周辺回路からメモリコアに書き込みデータを伝達するインタフェースに適用してもよい。 In the first embodiment described above, the example in which the present invention is applied to an interface for transmitting data read from a memory core to a peripheral circuit has been described. The present invention is not limited to such an embodiment. For example, the present invention may be applied to an interface for transmitting write data from a peripheral circuit to a memory core.
上述した第1の実施形態では、送信回路40および受信回路42を同一の半導体メモリデバイスに形成した例について述べた。本発明はかかる実施形態に限定されるものではない。例えば、送信回路40および受信回路42を別の半導体チップに形成することで、半導体チップ間を配線される信号線の数を減らすことができる。例えば、半導体チップがプリント基板上に実装される場合、プリント基板の信号線領域を小さくできる。この結果、プリント基板が小さくなるため、システムを小型化でき、システムのコストを低減できる。
In the above-described first embodiment, the example in which the
以上の実施形態において説明した発明を整理して、付記として開示する。
(付記1) 信号線上を伝達される信号の遷移エッジと基準タイミング信号の遷移エッジとの時間差によって、論理値を表現することを特徴とする入出力インタフェース。
(付記2) 付記1記載の入出力インタフェースにおいて、
複数ビットで表現される論理値をそれぞれ所定の遅延時間に変換し、基準タイミング信号に対して前記遅延時間だけ遅れた前記信号を前記信号線に出力する送信回路と、
前記信号線を介して伝達される前記信号の遷移エッジの前記基準タイミング信号に対する遅延時間を検出し、この遅延時間に応じて論理値を生成する受信回路とを備えていることを特徴とする入出力インタフェース。
(付記3) 付記2記載の入出力インタフェースにおいて、
前記送信回路は、前記基準タイミング信号を前記論理値に応じて遅延させ、前記信号を生成する可変遅延回路を備えていることを特徴とする入出力インタフェース。
(付記4) 付記2記載の入出力インタフェースにおいて、
前記受信回路は、前記基準タイミング信号に基づいて該基準タイミング信号と位相の異なる複数のタイミング信号を生成する遅延回路と、
前記信号の位相と前記タイミング信号の位相とをそれぞれ比較し、前記信号の前記基準タイミング信号に対する遅延時間を検出する比較回路とを備えていることを特徴とする入出力インタフェース。
(付記5) 付記4記載の入出力インタフェースにおいて、
前記比較回路は、前記信号を前記タイミング信号でそれぞれラッチする複数のラッチ回路と、
前記ラッチ回路にそれぞれラッチされた信号の論理レベルに基づいて論理値を生成するエンコーダとを備えていることを特徴とする入出力インタフェース。
(付記6) 付記2記載の入出力インタフェースにおいて、
前記信号は、データおよびアドレスの少なくともいずれかを表す信号であることを特徴とする入出力インタフェース。
(付記7) 付記2記載の入出力インタフェースにおいて、
前記受信回路が生成する前記論理値は、前記信号を送信する装置で扱われる元の論理値であることを特徴とする入出力インタフェース。
(付記8) 付記2記載の入出力インタフェースにおいて、
前記送信回路および前記受信回路は、それぞれ別の半導体チップ上に形成されていることを特徴とする入出力インタフェース。
(付記9) 付記2記載の入出力インタフェースにおいて、
前記送信回路および前記受信回路は、同じ半導体チップ上に形成されていることを特徴とする入出力インタフェース。
(付記10) 付記2記載の入出力インタフェースにおいて、
前記送信回路および前記受信回路は、複数の半導体チップ上にそれぞれ形成され、
前記各半導体チップは、前記他の半導体チップが出力する前記信号および前記基準タイミング信号をそれぞれ受信する第1入力回路および第2入力回路と、外部クロック信号に基づいて前記基準タイミング信号を生成する信号生成回路と、前記信号を出力する第1出力回路とを備えていることを特徴とする入出力インタフェース。
(付記11) 付記10記載の入出力インタフェースにおいて、
前記各半導体チップは、前記基準タイミング信号を外部に出力する第2出力回路を備えていることを特徴とする入出力インタフェース。
(付記12) 付記11記載の入出力インタフェースにおいて、
前記第2入力回路の入力および前記第2出力回路の出力は、共通の外部端子に接続されていることを特徴とする入出力インタフェース。
(付記13) 付記10記載の入出力インタフェースにおいて、
前記第1入力回路の入力および前記第1出力回路の出力は、共通の外部端子に接続されていることを特徴とする入出力インタフェース。
(付記14) 複数ビットで表現される論理値をそれぞれ所定の遅延時間に変換し、基準タイミング信号に対して前記遅延時間だけ遅れた前記信号を信号線に出力する送信回路を備えていることを特徴とする半導体集積回路。
(付記15) 信号線を介して伝達される信号の遷移エッジの基準タイミング信号に対する遅延時間を検出し、この遅延時間に応じて論理値を生成する受信回路を備えていることを特徴とする半導体集積回路。
The invention described in the above embodiments is organized and disclosed as an appendix.
(Supplementary note 1) An input / output interface characterized in that a logical value is expressed by a time difference between a transition edge of a signal transmitted on a signal line and a transition edge of a reference timing signal.
(Appendix 2) In the input / output interface described in
A transmission circuit that converts a logical value expressed by a plurality of bits into a predetermined delay time and outputs the signal delayed by the delay time with respect to a reference timing signal to the signal line;
A receiving circuit that detects a delay time of the transition edge of the signal transmitted through the signal line with respect to the reference timing signal and generates a logical value according to the delay time. Output interface.
(Appendix 3) In the input / output interface described in
The input / output interface, wherein the transmission circuit includes a variable delay circuit that delays the reference timing signal according to the logical value and generates the signal.
(Appendix 4) In the input / output interface described in
The receiver circuit generates a plurality of timing signals having different phases from the reference timing signal based on the reference timing signal;
An input / output interface comprising: a comparison circuit for comparing a phase of the signal with a phase of the timing signal and detecting a delay time of the signal with respect to the reference timing signal.
(Appendix 5) In the input / output interface described in
The comparison circuit includes a plurality of latch circuits that respectively latch the signal with the timing signal;
An input / output interface comprising: an encoder that generates a logical value based on a logical level of a signal latched in each of the latch circuits.
(Appendix 6) In the input / output interface described in
The input / output interface, wherein the signal is a signal representing at least one of data and an address.
(Appendix 7) In the input / output interface described in
The input / output interface, wherein the logical value generated by the receiving circuit is an original logical value handled by a device that transmits the signal.
(Appendix 8) In the input / output interface described in
The input / output interface, wherein the transmission circuit and the reception circuit are formed on different semiconductor chips, respectively.
(Appendix 9) In the input / output interface described in
The input / output interface, wherein the transmission circuit and the reception circuit are formed on the same semiconductor chip.
(Appendix 10) In the input / output interface described in
The transmission circuit and the reception circuit are respectively formed on a plurality of semiconductor chips,
Each of the semiconductor chips receives a first input circuit and a second input circuit that receive the signal output from the other semiconductor chip and the reference timing signal, respectively, and a signal that generates the reference timing signal based on an external clock signal An input / output interface comprising: a generation circuit; and a first output circuit that outputs the signal.
(Appendix 11) In the input / output interface described in
Each of the semiconductor chips is provided with a second output circuit that outputs the reference timing signal to the outside.
(Appendix 12) In the input / output interface described in
An input / output interface, wherein an input of the second input circuit and an output of the second output circuit are connected to a common external terminal.
(Appendix 13) In the input / output interface described in
An input / output interface, wherein an input of the first input circuit and an output of the first output circuit are connected to a common external terminal.
(Additional remark 14) It is provided with the transmission circuit which converts the logical value expressed by a plurality of bits into a predetermined delay time and outputs the signal delayed by the delay time with respect to the reference timing signal to the signal line. A semiconductor integrated circuit.
(Supplementary Note 15) A semiconductor comprising a receiving circuit that detects a delay time with respect to a reference timing signal at a transition edge of a signal transmitted via a signal line, and generates a logical value according to the delay time. Integrated circuit.
以上、本発明について詳細に説明してきたが、上記の実施形態およびその変形例は発明の一例に過ぎず、本発明はこれに限定されるものではない。本発明を逸脱しない範囲で変形可能であることは明らかである。 As mentioned above, although this invention was demonstrated in detail, said embodiment and its modification are only examples of this invention, and this invention is not limited to this. Obviously, modifications can be made without departing from the scope of the present invention.
本発明は、信号を送受信する半導体集積回路に適用できる。 The present invention can be applied to a semiconductor integrated circuit that transmits and receives signals.
10 装置
12 装置
14 データ送信回路
16 データ受信回路
18 プリデコーダ
20 遅延回路
20a 遅延段
22 選択回路
23b 比較器
24 選択回路
26 エッジ生成回路
26a エッジ生成部
28 入力回路
30、32 比較回路
30b 比較器
34、36 転送回路
38 デコーダ
40 送信回路
40a リードアンプ
42 受信回路
44 デコーダ
46 可変遅延回路
48 出力部
50 遅延回路
52a、52b、52c ラッチ
54 エンコーダ
56 デコーダ
58 データ生成回路
60、62 半導体集積回路
64 SIG入力バッファ
66 SIG出力バッファ
68 TZ入力バッファ
70 TZ出力バッファ
72 TZ生成回路
74 クロック入力バッファ
76 メモリインタフェースデバイス
78 半導体メモリデバイス
80 アドレス入力バッファ
82 コマンド入力バッファ
CLK 外部クロック信号
D0-D8 論理値
DA、DB、DC、DD データバス
DATA データバス線
DLY1、DLY2、DLY3、DLY4 遅延信号
DT0、DT1 論理値、データ
N1-N8 タイミング信号
RDT0、RDT1 論理値
SIG 信号
STD 基準信号
T0、T1、T2、T3 デコード信号
TDZ1、TDZ2、TDZ3、TDZ4 タイミング信号
TZ 基準タイミング信号
10
CLK External clock signal
D0-D8 logical value
DA, DB, DC, DD Data bus
DATA Data bus line
DLY1, DLY2, DLY3, DLY4 Delay signal
DT0, DT1 logical value, data
N1-N8 timing signal
RDT0, RDT1 logical value
SIG signal
STD reference signal
T0, T1, T2, T3 decode signal
TDZ1, TDZ2, TDZ3, TDZ4 timing signals
TZ reference timing signal
Claims (8)
複数ビットで表現される論理値をそれぞれ所定の遅延時間に変換し、基準タイミング信号に対して前記遅延時間だけ遅れた前記信号を前記信号線に出力する送信回路と、
前記信号線を介して伝達される前記信号の遷移エッジの前記基準タイミング信号に対する遅延時間を検出し、この遅延時間に応じて論理値を生成する受信回路とを備え、
前記送信回路および前記受信回路は、複数の半導体チップ上にそれぞれ形成され、
前記各半導体チップは、前記他の半導体チップが出力する前記信号および前記基準タイミング信号をそれぞれ受信する第1入力回路および第2入力回路と、共通の外部クロック信号に基づいて前記基準タイミング信号を生成する信号生成回路と、前記信号を出力する第1出力回路とを備えていることを特徴とする入出力インタフェース。 An input / output interface that represents a logical value by a time difference between a transition edge of a signal transmitted on a signal line and a transition edge of a reference timing signal ,
A transmission circuit that converts a logical value expressed by a plurality of bits into a predetermined delay time and outputs the signal delayed by the delay time with respect to a reference timing signal to the signal line;
A reception circuit that detects a delay time of the transition edge of the signal transmitted through the signal line with respect to the reference timing signal and generates a logical value according to the delay time;
The transmission circuit and the reception circuit are respectively formed on a plurality of semiconductor chips,
Each of the semiconductor chips generates the reference timing signal based on a common external clock signal and a first input circuit and a second input circuit that receive the signal output from the other semiconductor chip and the reference timing signal, respectively. An input / output interface comprising: a signal generation circuit that outputs the signal; and a first output circuit that outputs the signal.
前記各半導体チップは、前記基準タイミング信号を外部に出力する第2出力回路を備え、
前記第2入力回路の入力および前記第2出力回路の出力は、共通の外部端子に接続されていることを特徴とする入出力インタフェース。 The input / output interface according to claim 1.
Each of the semiconductor chips includes a second output circuit that outputs the reference timing signal to the outside.
An input / output interface, wherein an input of the second input circuit and an output of the second output circuit are connected to a common external terminal .
前記第1入力回路の入力および前記第1出力回路の出力は、共通の外部端子に接続されていることを特徴とする入出力インタフェース。 The input / output interface according to claim 1.
An input / output interface, wherein an input of the first input circuit and an output of the first output circuit are connected to a common external terminal .
前記受信回路は、前記基準タイミング信号に基づいて該基準タイミング信号と位相の異なる複数のタイミング信号を生成する遅延回路と、 The receiver circuit generates a plurality of timing signals having different phases from the reference timing signal based on the reference timing signal;
前記信号の位相と前記タイミング信号の位相とをそれぞれ比較し、前記信号の前記基準タイミング信号に対する遅延時間を検出する比較回路とを備えていることを特徴とする入出力インタフェース。 An input / output interface comprising: a comparison circuit for comparing a phase of the signal with a phase of the timing signal and detecting a delay time of the signal with respect to the reference timing signal.
前記比較回路は、前記信号を前記タイミング信号でそれぞれラッチする複数のラッチ回路と、 The comparison circuit includes a plurality of latch circuits that respectively latch the signal with the timing signal;
前記ラッチ回路にそれぞれラッチされた信号の論理レベルに基づいて論理値を生成するエンコーダとを備えていることを特徴とする入出力インタフェース。 An input / output interface comprising: an encoder that generates a logical value based on a logical level of a signal latched in each of the latch circuits.
複数ビットで表現される論理値をそれぞれ所定の遅延時間に変換し、基準タイミング信号に対して前記遅延時間だけ遅れた前記信号を前記信号線に出力する送信回路と、 A transmission circuit that converts a logical value expressed by a plurality of bits into a predetermined delay time and outputs the signal delayed by the delay time with respect to a reference timing signal to the signal line;
前記信号線を介して伝達される前記信号の遷移エッジの前記基準タイミング信号に対する遅延時間を検出し、この遅延時間に応じて論理値を生成する受信回路と、 A receiving circuit that detects a delay time of the transition edge of the signal transmitted through the signal line with respect to the reference timing signal, and generates a logical value according to the delay time;
外部から供給される前記信号および前記基準タイミング信号をそれぞれ受信する第1入力回路および第2入力回路と、共通の外部クロック信号に基づいて前記基準タイミング信号を生成する信号生成回路と、前記信号を外部に出力する第1出力回路とを備えていることを特徴とする半導体集積回路。 A first input circuit and a second input circuit that respectively receive the signal and the reference timing signal supplied from outside; a signal generation circuit that generates the reference timing signal based on a common external clock signal; and A semiconductor integrated circuit comprising: a first output circuit that outputs to the outside.
前記基準タイミング信号を外部に出力する第2出力回路を備え、 A second output circuit for outputting the reference timing signal to the outside;
前記第2入力回路の入力および前記第2出力回路の出力は、共通の外部端子に接続されていることを特徴とする半導体集積回路。 An input of the second input circuit and an output of the second output circuit are connected to a common external terminal.
前記第1入力回路の入力および前記第1出力回路の出力は、共通の外部端子に接続されていることを特徴とする半導体集積回路。 An input of the first input circuit and an output of the first output circuit are connected to a common external terminal.
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