JP4685813B2 - Receiver - Google Patents
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Description
本発明は複数のLSIチップ間や1つのチップ内における複数の素子や回路ブロック間の信号伝送、或いは、複数のボード間や複数の匡体間の信号伝送を高速に行うための信号伝送技術に関し、特に、これらの信号伝送を行うレシーバに関する。 The present invention relates to a signal transmission technique for performing high-speed signal transmission between a plurality of LSI chips or between a plurality of elements and circuit blocks in one chip, or between a plurality of boards or a plurality of enclosures. In particular, the present invention relates to a receiver that performs these signal transmissions.
近年、コンピュータやその他の情報処理機器を構成する部品の性能は大きく向上しており、例えば、DRAM(Dynamic Random Access Memory)等の半導体記憶装置やプロセッサ等の性能向上は目を見張るものがある。そして、この半導体記憶装置やプロセッサ等の性能向上に伴って、各部品或いは要素間の信号伝送速度を向上させなければ、システムの性能を向上させることができないという事態になって来ている。具体的に、例えば、DRAM等の主記憶装置とプロセッサとの間(LSI間)の信号伝送速度がコンピュータ全体の性能向上の妨げになりつつある。さらに、サーバと主記憶装置或いはネットワークを介したサーバ間といった匡体やボード(プリント配線基板)間の信号伝送だけでなく、半導体チップの高集積化並びに大型化、および、電源電圧の低電圧化(信号振幅の低レベル化)等により、チップ間の信号伝送やチップ内における素子や回路ブロック間での信号伝送においても信号伝送速度の向上が必要になって来ている。そこで、信号伝送系の評価・診断、送受信パラメータの最適化およびレシーバの高感度化が可能なトランシーバ回路の提供、並びに、信号伝送を行う回路において、大きなコモンモード電圧を除去することのできるレシーバの提供が要望されている。 In recent years, the performance of components constituting computers and other information processing devices has been greatly improved. For example, the performance improvement of semiconductor storage devices such as DRAM (Dynamic Random Access Memory) and processors is remarkable. As the performance of the semiconductor memory device, processor, etc. is improved, the performance of the system cannot be improved unless the signal transmission speed between components or elements is improved. Specifically, for example, a signal transmission speed between a main storage device such as a DRAM and a processor (between LSIs) is becoming an obstacle to improving the performance of the entire computer. Furthermore, not only signal transmission between the chassis and the board (printed wiring board) such as between the server and the main storage device or the server via the network, but also high integration and enlargement of the semiconductor chip and low power supply voltage. Due to (lowering of signal amplitude level) and the like, it is necessary to improve the signal transmission speed in signal transmission between chips and signal transmission between elements and circuit blocks in the chip. Therefore, a transceiver circuit capable of evaluating and diagnosing a signal transmission system, optimizing transmission / reception parameters and increasing the sensitivity of the receiver, and a receiver capable of removing a large common mode voltage in a circuit performing signal transmission. Offer is desired.
近年、LSIやボード間、或いは、匡体間のデータ伝送量の増加に対応するために、1ピン当たりの信号伝送速度を増大させる必要がある。これは、ピン数を増やすことによるパッケージ等のコストの増大を避けるためである。その結果、最近では、LSI間の信号伝送速度が1Gbpsを超え、将来(3年から8年程度先)には、4Gbps或いは10Gbpsといった極めて高い値(高速の信号伝送)になることが予想されている。 In recent years, it is necessary to increase the signal transmission speed per pin in order to cope with an increase in the amount of data transmission between LSIs and boards or between enclosures. This is to avoid an increase in the cost of the package or the like due to an increase in the number of pins. As a result, recently, the signal transmission speed between LSIs exceeds 1 Gbps, and in the future (about 3 to 8 years ahead), it is expected to become extremely high values (high-speed signal transmission) such as 4 Gbps or 10 Gbps. Yes.
図1は従来の信号伝送システムの一例を概略的に示すブロック図である。図1において、参照符号101は差動ドライバ、102は信号伝送路(ケーブル)、そして、103は差動レシーバ(レシーバ)を示している。
FIG. 1 is a block diagram schematically showing an example of a conventional signal transmission system. In FIG. 1,
図1に示されるように、例えば、ボード間や匡体間(例えば、サーバと主記憶装置との間)の高速信号伝送では一般に差動の信号伝送が行われている。ここで、例えば、差動ドライバ101は信号の送信側であるサーバ(主記憶装置)に設けられ、また、レシーバ103は信号の受信側である主記憶装置(サーバ)に設けられている。なお、差動信号(相補信号)による信号伝送は、ボード間や匡体間だけでなく、例えば、チップ内の素子や回路ブロック間等においても利用される。
As shown in FIG. 1, for example, differential signal transmission is generally performed in high-speed signal transmission between boards or between bodies (for example, between a server and a main storage device). Here, for example, the
図2は図1の信号伝送システムにより伝送された信号データの一例を示す波形図である。 FIG. 2 is a waveform diagram showing an example of signal data transmitted by the signal transmission system of FIG.
LSIやボード間、或いは、匡体間でデータ信号を伝送する場合、伝送路(ケーブル102)等による伝送距離が比較的長かったり、伝送路の導体幅が狭い場合等には、表皮効果その他の高周波損失により符号間に干渉が生じて、信号データの『0』,『1』を正確に判別することが難しくなって高速の信号伝送が困難になる。すなわち、例えば、図1に示すような信号伝送システムにおいて、送信側の差動ドライバ101から受信側の差動レシーバ103に対して、ケーブル102を介してデータ”101001011…”を伝送したとき、受信側(差動レシーバ103)に送られた信号データの波形は図2に示すような歪んだものになって、例えば、本来差動信号の電圧値が交差するはずの個所(EP)で交差が生じないために、通常の差動増幅器を用いた差動レシーバ(103)では、送られてきたデータを”100001111…”として誤って判定してしまう。
When transmitting data signals between LSIs, boards, or enclosures, if the transmission distance by the transmission line (cable 102), etc. is relatively long or the conductor width of the transmission line is narrow, etc. Interference occurs between codes due to high-frequency loss, and it is difficult to accurately determine “0” and “1” of signal data, making high-speed signal transmission difficult. That is, for example, in the signal transmission system as illustrated in FIG. 1, when data “101001011...” Is transmitted from the transmission-side
また、例えば、数Gbpsの高速信号をプリント基板上の配線や銅ケーブルに通した場合も同様であり、受信波形は『0』,『1』といったディジタル的な信号というよりは、図2に示すような、むしろアナログ的な『0』,『1』の中間値を取る波形になる。そのため、高速信号送受信回路(トランシーバ回路)が正しく動作するためには、実際にレシーバに届いている波形に関するデータを取得し、この値に基づいてトランシーバ回路の調整を行うことが必要になる。 Further, for example, the same applies when a high-speed signal of several Gbps is passed through a wiring on a printed circuit board or a copper cable, and the received waveform is shown in FIG. 2 rather than a digital signal such as “0” and “1”. Rather, it is a waveform that takes an intermediate value between analog “0” and “1”. Therefore, in order for the high-speed signal transmission / reception circuit (transceiver circuit) to operate correctly, it is necessary to acquire data relating to the waveform actually reaching the receiver and adjust the transceiver circuit based on this value.
しかしながら、従来技術においては、例えば、LSIをプリント基板上に実装した状態で実際の波形を観測する手段がないため、レシーバで信号が受信できるか否かといっただけの判定(go/no−go型の判定)しか行うことができなかった。 However, in the prior art, for example, since there is no means for observing an actual waveform in a state where an LSI is mounted on a printed circuit board, a determination only about whether or not a signal can be received by a receiver (go / no-go type) It was only possible to make a decision.
ところで、LSIやボード間、或いは、匡体間での信号伝送において、伝送距離が比較的長い場合等には、通常、差動の信号伝送が利用される。これは、信号の伝送過程で伝送路(信号線)に誘起される雑音が、一般に、信号に対してコモンモード雑音になる場合が多く、差動伝送ではコモンモード雑音の除去が可能だからである。 By the way, in signal transmission between LSIs, boards, or housings, differential signal transmission is usually used when the transmission distance is relatively long. This is because the noise induced in the transmission path (signal line) in the signal transmission process generally becomes common mode noise with respect to the signal, and common mode noise can be removed in differential transmission. .
図3は従来のレシーバの一例を示す回路図であり、差動レシーバを示すものである。図3において、参照符号131および132はPチャネル型MOSトランジスタ(PMOSトランジスタ)を示し、また、133〜135はNチャネル型MOSトランジスタ(NMOSトランジスタ)を示している。
FIG. 3 is a circuit diagram showing an example of a conventional receiver, and shows a differential receiver. In FIG. 3,
図3に示されるように、従来のレシーバは、例えば、差動信号(V+,V-)を受信するために、トランジスタの差動ペアを用いた差動増幅段により構成されている。しかしながら、差動ペアの動作が正常に行われるのは、差動増幅段が能動素子として動作する場合に限られる。さらに、例えば、大きなコモンモード電圧が加わると差動増幅段の特性はコモンモード雑音が小さい場合とは異なってしまい、設計通りの特性が出ないことにもなる。 As shown in FIG. 3, the conventional receiver is constituted by a differential amplification stage using a differential pair of transistors, for example, in order to receive a differential signal (V +, V-). However, the differential pair is normally operated only when the differential amplifier stage operates as an active element. Further, for example, when a large common mode voltage is applied, the characteristics of the differential amplifier stage are different from those in the case where the common mode noise is small, and the designed characteristics cannot be obtained.
すなわち、差動増幅段のような能動素子を用いたコモンモード電圧除去手段は、対応できるコモンモード電圧範囲をそれほど大きくすることができないといった解決すべき課題がある。また、従来、トランスを使用して広い範囲のコモンモード電圧が除去することが行われているが、これは、例えば、LSIの外部に直流信号を通さない外付けの受動部品(トランス)を付加することになり、コスト上昇の大きな要因になる。 That is, the common mode voltage removing means using an active element such as a differential amplifier stage has a problem to be solved that the common mode voltage range that can be handled cannot be increased so much. Conventionally, a wide range of common-mode voltages has been removed using a transformer. For example, an external passive component (transformer) that does not pass a DC signal is added to the outside of the LSI. This will be a major factor in the cost increase.
本発明は、信号伝送を行う回路において、大きなコモンモード電圧を除去することのできるレシーバの提供を目的とする。 An object of the present invention is to provide a receiver capable of removing a large common mode voltage in a circuit that performs signal transmission.
本発明によれば、複数の信号線と、該各信号線にそれぞれ第1スイッチを介して接続された複数の信号電圧蓄積ノードと、前記信号電圧蓄積ノードに第2スイッチを介して接続された判定回路と、を備えたレシーバであって、前記複数の信号電圧蓄積ノードは、該各信号電圧蓄積ノードと基準点との間、或いは、隣接する前記信号電圧蓄積ノード間に容量が接続されることで容量ネットワークを形成し、前記レシーバの動作は、少なくともサンプル期間と判定期間を含み、該サンプル期間と該判定期間は交互に繰り返され、前記サンプル期間においては、前記第1スイッチをオンして前記第2スイッチをオフし、前記信号線と前記信号電圧蓄積ノードを接続して該信号線の電圧を該信号電圧蓄積ノードに蓄積すると共に、前記信号電圧蓄積ノードに接続された前記容量の一端に前記信号線が持つコモンモード電圧を印加し、前記判定期間においては、前記第1スイッチをオフして前記第2スイッチをオンし、前記信号電圧蓄積ノードを前記判定回路に接続して、該信号電圧蓄積ノードに蓄積された前記信号線の電圧を前記判定回路に伝えるようになっており、前記レシーバは、さらに、前記判定回路の判定動作に先立って、前記信号電圧蓄積ノードに接続された前記容量の一端を特定の電圧値に接続して前記信号線が持つ前記コモンモード電圧を除去するコモンモード電圧除去手段を備えたことを特徴とするレシーバが提供される。 According to the present invention, a plurality of signal lines, a plurality of signal voltage storage nodes connected to the respective signal lines via first switches, and a second switch connected to the signal voltage storage nodes. A plurality of signal voltage storage nodes having a capacitance connected between each signal voltage storage node and a reference point, or between adjacent signal voltage storage nodes. Thus, the operation of the receiver includes at least a sample period and a determination period, and the sample period and the determination period are alternately repeated. In the sample period, the first switch is turned on. with said second turning off the switch, it accumulates a voltage of the signal line connecting the signal voltage storage node and said signal line to the signal voltage storage node, the signal voltage accumulated Bruno Applying a common mode voltage with said signal lines to one end of the connected the capacity de, the in the determination period, and turns on the second switch by turning off the first switch, the signal voltage storage node Connected to the determination circuit, the voltage of the signal line stored in the signal voltage storage node is transmitted to the determination circuit, the receiver further prior to the determination operation of the determination circuit, Provided is a receiver comprising a common mode voltage removing means for removing the common mode voltage of the signal line by connecting one end of the capacitor connected to the signal voltage storage node to a specific voltage value. Is done.
[備考]
1. 入力信号に対して既知のオフセットを与えるオフセット印加手段と、該オフセットが与えられた入力信号を基準電圧と比較する判定回路と、を備え、該判定回路の結果および前記既知のオフセットから前記入力信号のレベルを確認するようにしたことを特徴とするレシーバ。
[Remarks]
1. An offset applying unit that gives a known offset to the input signal; and a determination circuit that compares the input signal to which the offset is given with a reference voltage, and the input signal is obtained from a result of the determination circuit and the known offset. The receiver characterized by confirming the level of.
2. 項目1に記載のレシーバにおいて、前記オフセット印加手段は、前記オフセットのレベルをディジタル信号により制御するオフセットレベル制御手段を備えたことを特徴とするレシーバ。
2. 2. The receiver according to
3. 項目2に記載のレシーバにおいて、前記レシーバは、さらに、前記オフセットレベル制御手段により前記オフセットのレベルを増加或いは減少させ、前記判定回路の結果が変化するオフセットレベルを探索することで前記入力信号のレベルを検出する入力信号レベル検出手段を備えたことを特徴とするレシーバ。
3. 3. The receiver according to
4. 項目3に記載のレシーバにおいて、前記レシーバは、さらに、前記判定回路による判定タイミングを該レシーバの内部クロックに対して相対的に変化させるように制御するタイミング制御手段を備え、外部から入力される予め定められたテストパターンを前記タイミング制御手段の出力タイミングで判定して前記オフセットのレベルを調整し、前記入力信号レベル検出手段により前記入力信号に関する情報を取得するようにしたことを特徴とするレシーバ。
4).
5. 項目1に記載のレシーバにおいて、前記オフセット印加手段は、該レシーバの入力端子と並列に設けられた終端抵抗に定電流を流すようになっていることを特徴とするレシーバ。
5.
6. 項目1に記載のレシーバにおいて、前記オフセット印加手段は、複数の容量およびスイッチを備え、該各容量のプリチャージ電圧を変えることで前記オフセットのレベルを変化させるようになっていることを特徴とするレシーバ。
6). The receiver according to
7. 項目1に記載のレシーバにおいて、前記オフセット印加手段は、該レシーバの内部ノードに定電流を流し込むことにより前記オフセットのレベルを変化させるようになっていることを特徴とするレシーバ。
7). 2. The receiver according to
8. 項目1に記載のレシーバにおいて、前記オフセット印加手段は、該レシーバの内部ノードに定電流を流し込むことにより前記オフセットのレベルを変化させるようになっていることを特徴とするレシーバ。
8). 2. The receiver according to
9. 項目1〜8のいずれか1項に記載のレシーバにおいて、前記判定回路の結果および前記既知のオフセットから得られた前記入力信号の波形を使用して、受信した当該入力信号の信号品質の診断、或いは、該レシーバまたはドライバの特性調整を行うようにしたことを特徴とするレシーバ。
9. In the receiver according to any one of
10. 入力する信号を受け取るレシーバと、信号を出力するドライバとを有するトランシーバ回路であって、前記レシーバは、前記入力信号に対して既知のオフセットを与えるオフセット印加手段と、該オフセットが与えられた入力信号を基準電圧と比較する判定回路と、を備え、該判定回路の結果および前記既知のオフセットから前記入力信号のレベルを確認するようにしたことを特徴とするトランシーバ回路。 10. A transceiver circuit having a receiver for receiving a signal to be input and a driver for outputting a signal, wherein the receiver includes an offset applying means for giving a known offset to the input signal, and an input signal to which the offset is given A transceiver for comparing the input signal level with a reference voltage, and confirming a level of the input signal from a result of the determination circuit and the known offset.
11. 項目10に記載のトランシーバ回路において、前記オフセット印加手段は、前記オフセットのレベルをディジタル信号により制御するオフセットレベル制御手段を備えたことを特徴とするトランシーバ回路。 11. 11. The transceiver circuit according to item 10, wherein the offset applying means includes offset level control means for controlling the level of the offset by a digital signal.
12. 項目11に記載のトランシーバ回路において、前記レシーバは、さらに、前記オフセットレベル制御手段により前記オフセットのレベルを増加或いは減少させ、前記判定回路の結果が変化するオフセットレベルを探索することで前記入力信号のレベルを検出する入力信号レベル検出手段を備えたことを特徴とするトランシーバ回路。
12 12. The transceiver circuit according to
13. 項目12に記載のトランシーバ回路において、前記レシーバは、さらに、前記判定回路による判定タイミングを該レシーバの内部クロックに対して相対的に変化させるように制御するタイミング制御手段を備え、外部から入力される予め定められたテストパターンを前記タイミング制御手段の出力タイミングで判定して前記オフセットのレベルを調整し、前記入力信号レベル検出手段により前記入力信号に関する情報を取得するようにしたことを特徴とするトランシーバ回路。
13.
14. 項目10に記載のトランシーバ回路において、前記オフセット印加手段は、該レシーバの入力端子と並列に設けられた終端抵抗に定電流を流すようになっていることを特徴とするトランシーバ回路。
14
15. 項目10に記載のトランシーバ回路において、前記オフセット印加手段は、複数の容量およびスイッチを備え、該各容量のプリチャージ電圧を変えることで前記オフセットのレベルを変化させるようになっていることを特徴とするトランシーバ回路。
15.
16. 項目10に記載のトランシーバ回路において、前記オフセット印加手段は、該レシーバの内部ノードに定電流を流し込むことにより前記オフセットのレベルを変化させるようになっていることを特徴とするトランシーバ回路。
16.
17. 項目10に記載のトランシーバ回路において、前記オフセット印加手段は、該レシーバの内部ノードに定電流を流し込むことにより前記オフセットのレベルを変化させるようになっていることを特徴とするトランシーバ回路。
17.
18. 項目10〜16のいずれか1項に記載のトランシーバ回路において、前記判定回路の結果および前記既知のオフセットから得られた前記入力信号の波形を使用して、受信した当該入力信号の信号品質の診断、或いは、該レシーバまたはドライバの特性調整を行うようにしたことを特徴とするトランシーバ回路。 18. Item 17. The transceiver circuit according to any one of Items 10 to 16, wherein a signal quality diagnosis of the received input signal is performed using the result of the determination circuit and the waveform of the input signal obtained from the known offset. Alternatively, a transceiver circuit characterized by adjusting the characteristics of the receiver or driver.
19. 項目10に記載のトランシーバ回路において、該トランシーバ回路は、前記ドライバにより予め定められたテストパターンを他のトランシーバ回路のレシーバへ送出するテストパターン送出手段と、他のトランシーバ回路のドライバから送出されたテストパターンを前記レシーバで受け取って前記判定回路により所定のタイミングで判定するテストパターン判定手段と、前記オフセットのレベルを調整して前記テストパターンのレベルを検出するテストパターンレベル検出手段と、を備え、該テストパターンレベル検出手段の出力により前記レシーバのイコライゼーションのパラメータを調整することを特徴とするトランシーバ回路。
19.
20. 項目10に記載のトランシーバ回路において、該トランシーバ回路は、前記ドライバによりデータの『0』と『1』との境界にあると判定されるべき境界信号を他のトランシーバ回路のレシーバへ送出する境界信号送出手段と、他のトランシーバ回路のドライバから送出された境界信号を前記レシーバで受け取って前記判定回路の判定結果がデータの『0』と『1』との境界になる境界オフセットを探索する境界オフセット探索手段と、を備え、前記境界オフセットを通常の入力信号の受信時に前記レシーバに与えることにより該レシーバのゼロ調整を行うことを特徴とするトランシーバ回路。
20.
21. 項目10に記載のトランシーバ回路において、該トランシーバ回路は、前記ドライバにより予め定められたテストパターンを他のトランシーバ回路のレシーバへ送出するテストパターン送出手段と、他のトランシーバ回路のドライバから送出されたテストパターンを前記レシーバで受信タイミングを逐次変化させながら受信して該テストパターンのレベルを検出する受信タイミング変化テストパターンレベル検出手段と、該受信タイミング変化テストパターンレベル検出手段の出力により該トランシーバ回路のパラメータを調整する演算回路と、を備えたことを特徴とするトランシーバ回路。
21.
22. 第1のトランシーバ回路と、第2のトランシーバ回路と、該第1および第2のトランシーバ回路を繋ぐ信号伝送路とを有する信号伝送システムであって、
該各トランシーバ回路は、入力する信号を受け取るレシーバと、信号を出力するドライバとを有し、前記レシーバは、前記入力信号に対して既知のオフセットを与えるオフセット印加手段と、該オフセットが与えられた入力信号を基準電圧と比較する判定回路と、を備え、該判定回路の結果および前記既知のオフセットから前記入力信号のレベルを確認するようにしたことを特徴とする信号伝送システム。
22. A signal transmission system comprising a first transceiver circuit, a second transceiver circuit, and a signal transmission path connecting the first and second transceiver circuits,
Each transceiver circuit includes a receiver that receives an input signal and a driver that outputs a signal, and the receiver is provided with offset applying means for providing a known offset to the input signal, and the offset is provided. A signal transmission system comprising: a determination circuit that compares an input signal with a reference voltage; and a level of the input signal is confirmed from a result of the determination circuit and the known offset.
23. 項目22に記載の信号伝送システムにおいて、前記オフセット印加手段は、前記オフセットのレベルをディジタル信号により制御するオフセットレベル制御手段を備えたことを特徴とする信号伝送システム。
23. 23. The signal transmission system according to
24. 項目23に記載の信号伝送システムにおいて、前記レシーバは、さらに、前記オフセットレベル制御手段により前記オフセットのレベルを増加或いは減少させ、前記判定回路の結果が変化するオフセットレベルを探索することで前記入力信号のレベルを検出する入力信号レベル検出手段を備えたことを特徴とする信号伝送システム。
24. 24. The signal transmission system according to
25. 項目24に記載の信号伝送システムにおいて、前記レシーバは、さらに、前記判定回路による判定タイミングを該レシーバの内部クロックに対して相対的に変化させるように制御するタイミング制御手段を備え、外部から入力される予め定められたテストパターンを前記タイミング制御手段の出力タイミングで判定して前記オフセットのレベルを調整し、前記入力信号レベル検出手段により前記入力信号に関する情報を取得するようにしたことを特徴とする信号伝送システム。 25. 25. The signal transmission system according to item 24, wherein the receiver further includes timing control means for controlling the determination timing by the determination circuit to change relative to the internal clock of the receiver, and is input from the outside. The predetermined test pattern is determined at the output timing of the timing control means, the offset level is adjusted, and the input signal level detection means acquires information on the input signal. Signal transmission system.
26. 項目22に記載の信号伝送システムにおいて、前記オフセット印加手段は、該レシーバの入力端子と並列に設けられた終端抵抗に定電流を流すようになっていることを特徴とする信号伝送システム。
26.
27. 項目22に記載の信号伝送システムにおいて、前記オフセット印加手段は、複数の容量およびスイッチを備え、該各容量のプリチャージ電圧を変えることで前記オフセットのレベルを変化させるようになっていることを特徴とする信号伝送システム。
27.
28. 項目22に記載の信号伝送システムにおいて、前記オフセット印加手段は、該レシーバの内部ノードに定電流を流し込むことにより前記オフセットのレベルを変化させるようになっていることを特徴とする信号伝送システム。
28.
29. 項目22に記載の信号伝送システムにおいて、前記オフセット印加手段は、該レシーバの内部ノードに定電流を流し込むことにより前記オフセットのレベルを変化させるようになっていることを特徴とする信号伝送システム。
29.
30. 項目22〜29のいずれか1項に記載の信号伝送システムにおいて、前記判定回路の結果および前記既知のオフセットから得られた前記入力信号の波形を使用して、受信した当該入力信号の信号品質の診断、或いは、該レシーバまたはドライバの特性調整を行うようにしたことを特徴とする信号伝送システム。
30. 30. The signal transmission system according to any one of
31. 項目22に記載の信号伝送システムにおいて、前記第1のトランシーバ回路のドライバから予め定められたテストパターンを送出し、前記第2のトランシーバ回路のレシーバで該テストパターンを定められたタイミングで判定し、該第2のトランシーバ回路におけるオフセットのレベルを調整して前記テストパターンのレベルを検出し、該第2のトランシーバ回路におけるレシーバのイコライゼーションのパラメータを調整するようにしたことを特徴とする信号伝送システム。
31.
32. 項目22に記載の信号伝送システムにおいて、前記第1のトランシーバ回路のドライバによりデータの『0』と『1』との境界にあると判定されるべき境界信号を前記第2のトランシーバ回路のレシーバへ送出し、該境界信号を該第2のトランシーバ回路のレシーバで受け取って当該レシーバにおける判定回路の判定結果がデータの『0』と『1』との境界になる境界オフセットを探索し、該境界オフセットを通常の入力信号の受信時に前記第2のトランシーバ回路のレシーバに与えることにより当該レシーバのゼロ調整を行うことを特徴とする信号伝送システム。
32. 23. The signal transmission system according to
33. 項目22に記載の信号伝送システムにおいて、前記第1のトランシーバ回路のドライバにより予め定められたテストパターンを前記第1のトランシーバ回路のレシーバへ送出し、該テストパターンを該第2のトランシーバ回路のレシーバで受信タイミングを逐次変化させながら受信して該テストパターンのレベルを検出し、当該第2のトランシーバ回路のパラメータを調整することを特徴とするトランシーバ回路。
33. 23. The signal transmission system according to
34. 複数の信号線と、該信号線に接続された容量および該容量の接続を制御するスイッチを有する容量ネットワークと、を備えたレシーバであって、
前記複数の信号線が持つコモンモード電圧の成分を含む容量ノードの少なくとも1つを特定の電圧値に保たれたノードに接続して該信号線が持つコモンモード電圧を除去するコモンモード電圧除去手段を備えたことを特徴とするレシーバ。
34. A receiver comprising a plurality of signal lines and a capacity network having a capacity connected to the signal lines and a switch for controlling connection of the capacity,
Common mode voltage removing means for connecting at least one of the capacitance nodes including the common mode voltage component of the plurality of signal lines to a node maintained at a specific voltage value to remove the common mode voltage of the signal lines. A receiver comprising:
35. 複数の信号線と、該信号線に接続された容量および該容量の接続を制御するスイッチを有する容量ネットワークと、を備えたレシーバであって、
前記複数の信号線が持つコモンモード電圧の成分を含む容量ノードの少なくとも1つを特定の電圧値にプリチャージされたノードに接続して該信号線が持つコモンモード電圧を除去するコモンモード電圧除去手段を備えたことを特徴とするレシーバ。
35. A receiver comprising a plurality of signal lines and a capacity network having a capacity connected to the signal lines and a switch for controlling connection of the capacity,
Common mode voltage removal for removing the common mode voltage of the signal line by connecting at least one of the capacitance nodes including the common mode voltage component of the plurality of signal lines to a node precharged to a specific voltage value. A receiver comprising means.
36. 項目34または35に記載のレシーバにおいて、前記コモンモード電圧除去手段は、前記コモンモード電圧に対応する電圧値を発生する対応電圧発生回路と、該対応電圧発生回路の出力電圧により前記容量の一端を充電する容量充電手段と、を備えたことを特徴とするレシーバ。
36. 36. In the receiver according to
37. 項目34または35に記載のレシーバにおいて、前記コモンモード電圧除去手段は、前記複数の信号線の差電圧で入力容量を充電する差電圧容量充電手段と、充電期間に続いて該入力容量の端子を判定回路の入力端子に接続する接続制御手段と、を備えたことを特徴とするレシーバ。
37. 36. In the receiver according to
38. 項目37に記載のレシーバにおいて、前記差電圧容量充電手段は、前記容量の一方のノードを一定電圧に接続することにより、前記コモンモード電圧の除去と差動のシングルエンド変換を同時に行うようにしたことを特徴とするレシーバ。
38.
39. 項目37に記載のレシーバにおいて、前記差電圧容量充電手段は、前記容量の2つのノードをそれぞれシングルエンド増幅器に入力するようになっていることを特徴とするレシーバ。
39. 38. The receiver according to
40. 項目34または35に記載のレシーバにおいて、前記容量ネットワークは、PRDを実現するようになっていることを特徴とするレシーバ。
40. 36. The receiver according to
41. 項目34または35に記載のレシーバにおいて、該レシーバは、前記容量ネットワークから信号を受け取る2つのシングルエンド増幅器の出力に対して前記コモンモード電圧を除去するためのフィードバックを行うようになっていることを特徴とするレシーバ。
41. 36. The receiver of
42. 項目34または35に記載のレシーバにおいて、前記容量ネットワークは、2つ以上の結合容量を有し、該結合容量をプリチャージ期間で並列接続すると共に、判定期間で直列接続するようにしたことを特徴とするレシーバ。
42. 36. The receiver according to
図4は本発明に係る第1の形態のレシーバの原理構成を示すブロック回路図であり、図5は図4のレシーバの動作を説明するための図である。 FIG. 4 is a block circuit diagram showing the basic configuration of the receiver according to the first embodiment of the present invention, and FIG. 5 is a diagram for explaining the operation of the receiver of FIG.
図4に示されるように、本発明の第1の形態は、レシーバ3に対して既知のオフセット電圧(Voff+, Voff-)を与える手段を設けるようになっている。そして、オフセットを与えた波形は、レシーバ3の判定回路により基準電圧と比較され、その結果によりディジタル的な信号(『0』或いは『1』)に変換される。具体的に、基準電圧より入力が大きければ、判定回路は『1』を出力し、また、小さければ『0』を出力する。
As shown in FIG. 4, the first embodiment of the present invention is provided with means for giving a known offset voltage (Voff +, Voff−) to the
すなわち、図5に示されるように、差動(相補)の入力信号の電圧レベルをV+,V- とすると、実行入力Vaは、Va={(V+)−(V-)}+{(Voff+)−(Voff-)}になり、判定回路による出力『0』或いは『1』の反転は、実行入力Vaの符号が反転する場合である。従って、レシーバの判定出力の『0』と『1』とが反転する境界は、{(V+)−(V-)}=−{(Voff+)−(Voff-)}の場合である。また、{(V+)−(V-)}>−{(Voff+)−(Voff-)}の場合には、レシーバの判定出力は『1』になり、逆に、{(V+)−(V-)}<−{(Voff+)−(Voff-)}の場合には、レシーバの判定出力は『0』になる。 That is, as shown in FIG. 5, when the voltage level of the differential (complementary) input signal is V +, V−, the execution input Va is Va = {(V +) − (V −)} + { (Voff +) − (Voff−)} and the inversion of the output “0” or “1” by the determination circuit is when the sign of the execution input Va is inverted. Therefore, the boundary at which “0” and “1” of the determination output of the receiver are inverted is the case of {(V +) − (V −)} = − {(Voff +) − (Voff−)}. When {(V +) − (V −)}> − {(Voff +) − (Voff−)}, the determination output of the receiver is “1”, conversely, {(V +) − In the case of (V −)} <− {(Voff +) − (Voff−)}, the determination output of the receiver is “0”.
本発明の第1の形態に係るレシーバでは、例えば、オフセット電圧(Voff+, Voff-)の値をD/Aコンバータによりディジタル的に制御しながら、周期的なテストパターンに対して判定を繰り返し、レシーバの判定回路の出力が『0』と『1』との間で反転する境界を探すことにより、入力信号(V+,V-)のアナログ的な値をD/Aコンバータの分解能で知ることができる。さらに、テストパターンに対して相対的に判定タイミングを少しずつずらしながら判定を行うことにより、レシーバに入力される信号のアナログ値を正確に知ることもできる。 In the receiver according to the first embodiment of the present invention, for example, while the value of the offset voltage (Voff +, Voff−) is digitally controlled by the D / A converter, the determination is repeated with respect to the periodic test pattern. The analog value of the input signal (V +, V-) can be known from the resolution of the D / A converter by searching for a boundary where the output of the decision circuit inverts between “0” and “1”. it can. Furthermore, the analog value of the signal input to the receiver can be accurately known by performing the determination while gradually shifting the determination timing relative to the test pattern.
換言すると、判定タイミングを固定した状態でオフセット電圧を順次変化させて判定回路の出力が『0』と『1』との間で反転する境界を探索することで、その固定された判定タイミングにおける信号のレベルを知ることができ、さらに、その判定タイミングを順次変化させて同様の処理を繰り返すことにより各判定タイミングにおける信号のレベル(すなわち、アナログ的な信号波形)を確認することができる。 In other words, the signal at the fixed determination timing is obtained by searching for a boundary where the output of the determination circuit is inverted between “0” and “1” by sequentially changing the offset voltage with the determination timing fixed. Further, the level of the signal at each determination timing (that is, an analog signal waveform) can be confirmed by sequentially changing the determination timing and repeating the same processing.
このように、本発明の第1の形態によれば、まず、レシーバに入力される信号のアナログ的な値を収集することができ、高速(例えば、数Gbps程度)の信号伝送を行っている場合でも、チップが実装された状態での信号の伝送波形およびその波形の品質等の評価を行うことができる。また、本発明の第1の形態によれば、アナログ的なデータを元にトランシーバのパラメータ(イコライズに用いるパラメータ等)を調整することができ、さらに、トランジスタの閾値電圧(Vth)のばらつきによるレシーバの入力オフセット電圧の調整も可能になる。 Thus, according to the first aspect of the present invention, first, analog values of signals input to the receiver can be collected, and signal transmission at high speed (for example, about several Gbps) is performed. Even in this case, it is possible to evaluate the transmission waveform of the signal and the quality of the waveform in a state where the chip is mounted. Further, according to the first embodiment of the present invention, it is possible to adjust transceiver parameters (e.g., parameters used for equalization) based on analog data, and further, receivers due to variations in transistor threshold voltage (Vth). The input offset voltage can be adjusted.
従って、本発明の第1の形態は、ディジタル的な動作を行うレシーバを用いてレシーバの入力端子に入力される信号波形のアナログ値を正確に知ることができ、トランシーバ回路の評価・診断、および、パラメータの調整等を行うことが可能になる。その結果、テストに要するコストを削減することができ、さらに、性能的にも優れた高速信号伝送用トランシーバを実現することが可能になる。 Therefore, according to the first aspect of the present invention, it is possible to accurately know the analog value of the signal waveform input to the input terminal of the receiver using the receiver that performs digital operation, and to evaluate and diagnose the transceiver circuit, and It is possible to adjust parameters and the like. As a result, the cost required for the test can be reduced, and further, a high-speed signal transmission transceiver excellent in performance can be realized.
本発明によれば、信号伝送を行う回路において、大きなコモンモード電圧を除去することのできるレシーバを提供することができる。 ADVANTAGE OF THE INVENTION According to this invention, the receiver which can remove a big common mode voltage in the circuit which performs signal transmission can be provided.
以下、本発明に係るレシーバの実施例を、図面を参照して詳述する。 Hereinafter, embodiments of a receiver according to the present invention will be described in detail with reference to the drawings.
図6は本発明が適用される信号伝送システムの一例を概略的に示すブロック回路図である。図6において、参照符号1はドライバ(差動ドライバ)、21,22は信号伝送路(ケーブル)、3はレシーバ、そして、41,42は終端抵抗を示している。
FIG. 6 is a block circuit diagram schematically showing an example of a signal transmission system to which the present invention is applied. In FIG. 6,
ドライバ1は、例えば、1.25Gbps のデータ転送速度でNRZ信号を信号伝送路(ケーブル)21,22に送出する。ドライバ1から出力された信号は、ケーブル21,22を通って終端抵抗41,42で終端された後にレシーバ3の入力端子(V+,V-)に入力される。
For example, the
図7は本発明の第1実施例としてのレシーバを示す回路図であり、図6におけるレシーバ3を示すものである。図7において、参照符号31,32はPチャネル型MOSトランジスタ(PMOSトランジスタ)、33〜38はNチャネル型MOSトランジスタ(NMOSトランジスタ)、そして、39は判定回路(ラッチ回路)を示している。なお、参照符号Vcnは、トランジスタ35および38のゲートに印加されるバイアス電圧を示している。
FIG. 7 is a circuit diagram showing a receiver as a first embodiment of the present invention, and shows the
図7に示されるように、レシーバ3は、入力信号(入力電圧V+,V-)を印加するための差動ペアトランジスタ33,34およびオフセット信号(オフセット電圧Voff+, Voff-)を印加するための差動ペアトランジスタ36,37を有するプリアンプと、そのプリアンプの出力を判定する判定回路(リジェネラティブ(regenerative)ラッチ回路)39と、を備えている。すなわち、第1の差動ペアの一方のトランジスタ33のゲートには正論理の入力信号V+ が供給され、また、他方のトランジスタ34のゲートには負論理の入力信号V- が供給される。さらに、第2の差動ペアの一方のトランジスタ36のゲートには正論理のオフセット信号Voff+が供給され、また、他方のトランジスタ37のゲートには負論理のオフセット信号Voff-が供給される。そして、第1および第2の差動ペアを有するプリアンプの出力をラッチ信号LATによりリジェネラティブラッチ回路(判定回路)39で取り込んで、出力『0』或いは『1』の判定が行われる。ここで、第2の差動ペア(オフセット電圧印加用差動ペア)に与えられるオフセット信号(オフセット差動電圧Voff+, Voff-)は、その電圧レベルが既知になっている。
As shown in FIG. 7, the
本第1実施例によれば、判定回路39が動作するタイミングでの受信電圧(入力電圧V+,V-)が基準電圧(オフセット電圧Voff+, Voff-)を上回っているかどうか、正確には、{(V+ )−(V- )}が−{(Voff+)−(Voff-)}を上回っているかどうかを判定することができ、ドライバからレシーバまでの信号伝送系の品質を評価することができる。また、判定結果(判定出力)は『0』或いは『1』のディジタルデータとして出力されるため、トランシーバの制御を行うロジック回路やプロセッサ側に転送することで、評価や特性調整等に利用することが可能になる。例えば、装置に不具合があった場合、本第1実施例によりチップやケーブルが実装された状態で、テストパターンに対して受信波形が基準値以上かどうかを知ることができるため、早急な対策を設けることが可能になる。
According to the first embodiment, whether or not the received voltage (input voltage V +, V−) at the timing when the
図8は本発明の第2実施例としてのレシーバを示すブロック回路図である。図8において、参照符号4は、オフセットコードをディジタル/アナログ変換して出力するD/Aコンバータを示している。
FIG. 8 is a block circuit diagram showing a receiver as a second embodiment of the present invention. In FIG. 8,
図8に示されるように、本第2実施例は、図7に示す第1実施例に対して、オフセットのレベル(オフセット値:オフセット電圧)を増加または減少させる手段を備えている。具体的に、例えば、テストパターンを周期的に繰り返して印加しながらオフセット値をD/Aコンバータ5を用いて最小値から最大値まで1ステップづつ変化させ、判定値の『0』と『1』とがどこで切り替わるかを観察する。これにより、レシーバ(判定回路)3に加えられた信号値(V+,V-)をD/Aコンバータ5の分解能で知ることができ、アナログ的な受信信号の値(入力信号のレベル)を、例えば、LSIをプリント基板上に実装した状態で知ることができる。ここで、D/Aコンバータ5に与えるオフセットコードとしては、例えば、6ビットまたは7ビットとすることができる。
As shown in FIG. 8, the second embodiment is provided with means for increasing or decreasing the offset level (offset value: offset voltage) compared to the first embodiment shown in FIG. Specifically, for example, while applying the test pattern periodically, the offset value is changed step by step from the minimum value to the maximum value by using the D /
図9は図8のレシーバにおけるD/Aコンバータ5の一例を示す回路図である。
図9に示されるように、D/Aコンバータ5は、例えば、複数のPMOSトランジスタ511〜513,521〜523,…,5n1〜5n3、および、負荷抵抗501,502を備えて構成されている。トランジスタ511,521,…,5n1のゲートにはバイアス電圧Vcpが印加され、また、トランジスタ512,522,…,5n2および513,523,…,5n3のゲートには、それぞれオフセットコードb1,b2,…,bnおよび/b1,/b2,…,/bnが供給されている。そして、トランジスタ512,522,…,5n2および513,523,…,5n3を流れる電流は、まとめられて負荷端抵抗502および501に流れ、オフセット電圧Voff-およびVoff+が出力される。すなわち、D/Aコンバータ5は、オフセットコード(b1,/b1;b2,/b2;…;bn,/bn)に応じたレベルのオフセット電圧Voff+,Voff-を発生するようになっている。
FIG. 9 is a circuit diagram showing an example of the D /
As shown in FIG. 9, the D /
図10は本発明の第3実施例としてのレシーバを示すブロック回路図である。図10において、参照符号6は位相インターポレータを示し、また、7はコントローラを示している。
FIG. 10 is a block circuit diagram showing a receiver as a third embodiment of the present invention. In FIG. 10,
図8と図10との比較から明らかなように、本第3実施例では、上述した第2実施例に加えて、受信タイミング(判定タイミング)を受信信号(入力信号)に対して相対的にずらす手段(位相インターポレータ6)が設けられている。ここで、位相インターポレータ6は、知られている様々な構成のものを適用することができる。
As is apparent from the comparison between FIG. 8 and FIG. 10, in the third embodiment, in addition to the second embodiment described above, the reception timing (determination timing) is set relatively to the reception signal (input signal). A means for shifting (phase interpolator 6) is provided. Here, as the
すなわち、レシーバ3(判定回路39)は、例えば、位相インターポレータ6からのタイミングパルスLATの立ち上がりエッジで動作する。位相インターポレータ6に与える位相コードは、例えば、通常の信号受信時はクロックリカバリ回路(図示しない)からの6ビットディジタル信号で制御されるが、波形診断時には別途制御回路(コントローラ7)から与えれる信号で制御される。なお、コントローラ7は、レシーバ3の出力を受け取ってD/Aコンバータ5に与えられるオフセットコードを発生するだけでなく、位相インターポレータ6に与えられる位相コード(例えば、6ビットディジタル信号)も発生するようになっている。
That is, the receiver 3 (determination circuit 39) operates at the rising edge of the timing pulse LAT from the
本第3実施例によれば、僅かな回路を付加するだけで(タイミング発生回路への僅かな付加回路を設けるだけで)、受信信号(入力信号)のレベルだけでなく受信信号の波形までも高い時間分解能で取得することができる。具体的に、例えば、位相インターポレータ6のクロック周波数が625MHz(1周期が1.6ns)で位相コードが6ビットの信号の場合、25psの時間分解能で受信信号の波形を得ることができる。なお、受信信号のレベルは、前述した第2実施例と同様に、D/Aコンバータ5の分解能(例えば、6ビットまたは7ビットのオフセットコード)により規定される。
According to the third embodiment, not only the level of the received signal (input signal) but also the waveform of the received signal can be obtained by adding a few circuits (providing only a few additional circuits to the timing generation circuit). It can be acquired with high temporal resolution. Specifically, for example, when the clock frequency of the
図11は本発明の第4実施例としてのレシーバを示すブロック回路図である。図11において、参照符号300はレシーバ(差動レシーバ)を示し、500は電流D/Aコンバータを示している。
FIG. 11 is a block circuit diagram showing a receiver as a fourth embodiment of the present invention. In FIG. 11,
図11に示されるように、本第4実施例では、レシーバ300は一般的な差動レシーバであり、このレシーバ300の前段(入力段)において、オフセットを与えるようになっている。すなわち、信号伝送路21および22に設けられた終端抵抗41および42に対してオフセットコードにより電流値が制御されるD/Aコンバータ500を設け、レシーバ300の入力端子にD/Aコンバータ500の定電流源から電流を注入することで、レシーバ300の入力段において受信信号(V+,V-)に対してオフセット電圧(Voff+,Voff-)を与えるようになっている。ここで、D/Aコンバータ500は、例えば、6ビット程度のオフセットコードにより制御されるようになっている。
As shown in FIG. 11, in the fourth embodiment, the
このように、本第4実施例によれば、受信側で終端されているレシーバであれば、レシーバの回路方式に依存することなく、オフセット(Voff+,Voff-)を与えることができる。さらに、レシーバ300の内部ノードに余計な回路を付加する必要がなく、低インピーダンス(終端抵抗が並列に入っているため)の入力側に付加回路がつくため回路の高速性を損なうことがないという利点もある。なお、本第4実施例では、レシーバ300として、リジェネラティブラッチ回路を使用している。
Thus, according to the fourth embodiment, if the receiver is terminated on the receiving side, an offset (Voff +, Voff-) can be given without depending on the circuit system of the receiver. Furthermore, it is not necessary to add an extra circuit to the internal node of the
図12は本発明の第5実施例としてのレシーバを示すブロック回路図である。図12において、参照符号311,312は終端抵抗、313〜316は容量、そして、321〜326はスイッチを示している。
FIG. 12 is a block circuit diagram showing a receiver as a fifth embodiment of the present invention. In FIG. 12,
本第5実施例において、まず、プリチャージ期間ではスイッチ321,324をオフ状態とし、スイッチ322,323,325,326をオン状態として、容量314,315にプリチャージ電圧Vprと基準電圧Vo(Vo-,Vo+)との差電圧を印加して電荷を蓄える。次に、リジェネラティブラッチ回路300により受信信号を判定する場合には、図12に示されるように、スイッチ321,324をオン状態とし、スイッチ322,323,325,326をオフ状態として、容量314,315と容量313,316を並列に接続する。
In the fifth embodiment, first, in the precharge period, the
すなわち、レシーバ(リジェネラティブラッチ回路300)は容量により入力と結合しており、ラッチ回路300の入力ノードはプリチャージ期間にプリチャージ電圧Vprにプリチャージされる。一方、容量314,315を挟んで信号線側のノードは、オン状態のスイッチ322,323により基準電圧Vo(Vo-,Vo+)が与えられる。ここで、プリチャージ電圧Vprの値を、例えば、6ビットのD/Aコンバータにより制御することによりオフセット電圧(Voff+,Voff-)を調整することができる。なぜなら、容量314,315の両端の電圧は(Vpr−Vo)であり、判定期間にはこの電圧が入力に加えられるからである。
That is, the receiver (regenerative latch circuit 300) is coupled to the input by a capacitor, and the input node of the
本第5実施例は、入力端子がゲート電極に接続されていれば、いかなる回路方式のレシーバに対しても適用することができる。また、オフセット電圧を与える機構が本質的に線形であるため、非線形性に起因する歪みが発生しない利点もある。 The fifth embodiment can be applied to any circuit type receiver as long as the input terminal is connected to the gate electrode. Further, since the mechanism for applying the offset voltage is essentially linear, there is an advantage that distortion due to non-linearity does not occur.
図13は本発明の第6実施例としてのレシーバを示すブロック回路図である。
図13に示されるように、本第6実施例では、判定回路(リジェネラティブラッチ回路39)の入力段は,定電流のテイル電流を持つ差動ペアである。すなわち、本来の入力の差動ペア(トランジスタ323,324)に加えて一定の差動電流(Io+, Io-)を流し込む定電流回路(トランジスタ327,328)を設けるようになっている。これらの電流は、PMOSトランジスタ(負荷デバイス)321,322に流れ込み、この出力をリジェネラティブラッチ回路(判定回路)で判定するようになっている。なお、トランジスタ327,328とカレントミラー接続されたトランジスタ326,329を流れる電流Io+, Io-は、前述した図9に示すようなD/Aコンバータ(5)によりその値(オフセットのレベル)を変化させることができる。
FIG. 13 is a block circuit diagram showing a receiver as a sixth embodiment of the present invention.
As shown in FIG. 13, in the sixth embodiment, the input stage of the determination circuit (regenerative latch circuit 39) is a differential pair having a constant tail current. That is, in addition to the original input differential pair (
本第6実施例は、上述した第5実施例に比べて、電圧ではなく電流によりオフセットを与えることになるため、より一層高速の信号伝送に対しても適用することができる。さらに、より小さな制御電流でバイアスを変化させることができるため、消費電流の低減も可能である。 The sixth embodiment can be applied to higher-speed signal transmission because the offset is given not by voltage but by current as compared with the fifth embodiment described above. Furthermore, since the bias can be changed with a smaller control current, current consumption can be reduced.
図14は本発明の第7実施例としてのレシーバを示すブロック回路図である。図14において、参照符号331,332は終端抵抗、333,334,341〜343,351〜353は容量、そして、335〜340,344〜346,354〜356はスイッチを示している。ここで、容量341〜343,351〜353およびスイッチ344〜346,354〜356は、イコライズパラメータを制御するためのものであり、図14ではそれぞれ3個ずつ描いているが、それに限定されるものではない。
FIG. 14 is a block circuit diagram showing a receiver as a seventh embodiment of the present invention. In FIG. 14,
本第7実施例において、まず、プリチャージ期間では、図14に示されるように、スイッチ335〜338をオン状態とし、スイッチ339,340をオフ状態として、容量333,334に基準電圧Vo(Vo-,Vo+)と参照電圧Vref との差電圧を印加して電荷を蓄える。次に、レシーバ(リジェネラティブラッチ回路300)により受信信号を判定する場合には、スイッチ335〜338をオフ状態とし、スイッチ339,340をオン状態とする。
In the seventh embodiment, first, in the precharge period, as shown in FIG. 14, the
すなわち、本第7実施例は、前述した第5実施例に加えて、レシーバ300の入力結合容量がPRD(Partial Response Detection)を行う構成になっている。このPRDは、入力信号の波形に対してイコライゼーションを行い、イコライズのパラメータは、容量値をスイッチすることで制御される。すなわち、スイッチ344〜346,354〜356は、例えば、電源投入時等のイニシャライズ時において、例えば、入力信号を高感度に受信できるようにオン/オフ状態が決められ、以後、受信信号の判定動作等に関わりなくそのスイッチ状態を保持する。すなわち、本第7実施例は、2ビットの連続した信号を受信し、後の信号の受信レベルの前のビットへの依存度が最小になるようにイコライズのパラメータを選択する(スイッチ344〜346,354〜356のスイッチ状態を制御する)ことで最適なイコライズを可能とするものである。
In other words, in the seventh embodiment, in addition to the fifth embodiment described above, the input coupling capacitance of the
図15は本発明の第8実施例としての信号伝送システムを示すブロック回路図である。ここで、終端抵抗41および42に印加する終端電圧Vttは、レシーバ3に最適な電圧とされている。
FIG. 15 is a block circuit diagram showing a signal transmission system as an eighth embodiment of the present invention. Here, the termination voltage Vtt applied to the
本第8実施例は、ドライバ1が出力段をハイインピーダンス状態にすることで2つの信号ペア(相補信号V+,V-)の差電圧が零になる信号を出力する機能を持っている。すなわち、図15に示されるように、ドライバ1の出力段のインバータ13,14と高電位および低電位の電源線(Vdd,Vss)との間に設けられたPMOSトランジスタ11およびNMOSトランジスタ12のゲートに対してそれぞれ信号Hiz(高レベル『H』)および/Hiz(低レベル『L』)を印加してインバータ13および14に電流を流れないようにし、その状態で、レシーバ3の判定回路(39)を動作させて判定結果(判定出力)が『0』或いは『1』に切り替わるオフセット電圧(Voff+,Voff-)を求めるようになっている。
In the eighth embodiment, the
そして、上記のオフセット電圧を通常の信号受信時に用いることにより、判定回路は、入力オフセットが補償された状態で受信信号を判定することが可能になる。本第8実施例では、トランジスタの特性バラツキにより判定回路の入力にオフセット電圧が生じたとしても、それを補償することができるため高感度の受信が可能になる。 Then, by using the offset voltage at the time of normal signal reception, the determination circuit can determine the reception signal in a state where the input offset is compensated. In the eighth embodiment, even if an offset voltage is generated at the input of the determination circuit due to variations in transistor characteristics, it can be compensated for, so that highly sensitive reception is possible.
図16は本発明の第9実施例としてのレシーバを示すブロック回路図である。図16において、参照符号8は、図14を参照して説明したPRD容量ネットを示している。
FIG. 16 is a block circuit diagram showing a receiver as a ninth embodiment of the present invention. In FIG. 16,
本第9実施例では、トランシーバの特性を調整する期間(例えば、電源投入時のイニシャライズ期間)に、他のトランシーバ回路のドライバからテストパターン(例えば、『1000』等のデータパターン)を周期的に送出し、D/Aコンバータ5を介してオフセット電圧(Voff+,Voff-)を変化させると共に、位相インターポレータ6を介して判定タイミングを順次変化させて、そのテストパターンをレシーバ3(判定回路)で受信し、受信波形のアナログ値を取得する。これらの値は、コントローラ(制御用のプロセッサ)70に送られ、コントローラ70は、その受信データからオフセット電圧の最適値(最適なオフセットコード)、受信タイミングの最適値(最適な位相コード)、および、符号間干渉を最小とするイコライズパラメータ(最適な容量コード)を算出し、これらレシーバ制御コードの値をレシーバにセットする。ここで、PRD容量ネット8に供給される容量コードは、図14におけるスイッチ344〜346および354〜356のオン/オフ状態を制御するためのものである。なお、受信波形のアナログ値を取得したコントローラ70は、テストパターンを送出した他のトランシーバ回路のドライバに対して、例えば、信号の振幅レベルを調整するようにフィードバック制御することもできる。
In the ninth embodiment, a test pattern (for example, a data pattern such as “1000”) is periodically generated from a driver of another transceiver circuit during a period for adjusting the characteristics of the transceiver (for example, an initialization period at power-on). The offset voltage (Voff +, Voff-) is changed via the D /
このように、本第9実施例によれば、受信信号を最大にするオフセット電圧および受信タイミング、並びに、符号間干渉を最小化するイコライズパラメータを用いて入力信号を受信することができるため、高感度の信号受信が可能になる。 As described above, according to the ninth embodiment, the input signal can be received using the offset voltage and the reception timing that maximize the received signal and the equalization parameter that minimizes the intersymbol interference. Sensitivity signal reception becomes possible.
以上説明したように、本発明の第1〜第9実施例(第1の形態)によれば、実装状態で信号波形の品質評価ができ、また、実装状態でイコライズのパラメータの最適化ができるため、保守性に優れた好感度のレシーバ、トランシーバ回路および信号伝送システムを提供することが可能になる。 As described above, according to the first to ninth embodiments (first embodiment) of the present invention, the quality of the signal waveform can be evaluated in the mounted state, and the equalization parameters can be optimized in the mounted state. Therefore, it is possible to provide a highly sensitive receiver, transceiver circuit, and signal transmission system that are excellent in maintainability.
ところで、前述したように、LSIやボード間、或いは、匡体間での信号伝送において、伝送距離が比較的長い場合等には、通常、差動の信号伝送が利用されるが、例えば、図3に示すような従来の差動レシーバでは、対応できるコモンモード電圧範囲をそれほど大きくすることができなかった。 By the way, as described above, in signal transmission between LSIs, boards, or enclosures, when the transmission distance is relatively long, differential signal transmission is usually used. In the conventional differential receiver as shown in FIG. 3, the compatible common mode voltage range cannot be increased so much.
以下に説明するレシーバ回路は、大きなコモンモード電圧を除去することのできるものである。 The receiver circuit described below can remove a large common mode voltage.
図17は本発明に係る第2の形態のレシーバの原理を説明するための図(その1)であり、図17(a)は各信号線SL0〜SLnを示し、図17(b)はサンプル期間の容量ネットワークを示し、そして、図17(c)は判定期間の容量ネットワークを示している。ここで、例えば、信号線SL0は共通とされ、この共通信号線SL0と各信号線SL1〜SLn間でそれぞれ信号を伝送するようになっている。なお、参照符号V0〜Vnは各信号線SL0〜SLnの信号レベル(電圧)を示し、C0,C1,C2,…は容量を示している。 FIG. 17 is a diagram (part 1) for explaining the principle of the receiver according to the second embodiment of the present invention. FIG. 17 (a) shows the signal lines SL0 to SLn, and FIG. The capacity network for the period is shown, and FIG. 17C shows the capacity network for the determination period. Here, for example, the signal line SL0 is common, and a signal is transmitted between the common signal line SL0 and each of the signal lines SL1 to SLn. Reference numerals V0 to Vn indicate signal levels (voltages) of the signal lines SL0 to SLn, and C0, C1, C2,.
まず、図17(b)に示されるように、サンプル期間において、容量ネットワークの各ノード(n+1個のノード)は、それぞれV0,V1,…,Vnという電圧に充電されものとする。 First, as shown in FIG. 17B, each node (n + 1 nodes) of the capacity network is charged to voltages V0, V1,..., Vn, respectively, in the sample period.
次に、図17(c)に示されるように、判定期間において、電圧V0が印加されたノードを零電位に接続すると、他のノードの電圧はそれぞれV1−V0,V2−V0,…,Vn−V0になる。すなわち、全てのノード電圧から電圧V0が差し引かれることになる。 Next, as shown in FIG. 17C, when the node to which the voltage V0 is applied is connected to the zero potential in the determination period, the voltages of the other nodes are V1-V0, V2-V0,. -V0. That is, the voltage V0 is subtracted from all node voltages.
ここで、もし、電圧V0がコモンモード電圧であれば、他のノードの電圧からはコモンモード電圧が差し引かれることになる。従って、この電圧をレシーバの入力に繋げば、レシーバには、コモンモード電圧の差し引かれた電圧(信号)が入力され、コモンモード電圧を除去することが可能になる。 Here, if the voltage V0 is a common mode voltage, the common mode voltage is subtracted from the voltages of other nodes. Therefore, if this voltage is connected to the input of the receiver, a voltage (signal) from which the common mode voltage is subtracted is input to the receiver, and the common mode voltage can be removed.
図18は本発明に係る第2の形態のレシーバの原理を説明するための図(その2)であり、図18(a)はサンプル期間における容量およびレシーバの接続関係を示し、また、図18(b)は判定期間における容量およびレシーバの接続関係を示している。 FIG. 18 is a diagram (part 2) for explaining the principle of the receiver according to the second embodiment of the present invention. FIG. 18 (a) shows the connection relationship between the capacitor and the receiver in the sample period, and FIG. (B) has shown the connection relation of the capacity | capacitance and a receiver in a determination period.
図18(a)に示されるように、サンプル期間において、各容量C1,C2,C3,…は、それぞれ信号線SL0とSL1,SL2,SL3,…との間に接続されて、信号線SL0の電圧V0との差電圧(V1−V0,V2−V0,V3−V0,…)が印加される。このとき、各判定回路DT1〜DTnの入力は、プリチャージ電圧Vprにプリチャージされる。 As shown in FIG. 18A, in the sample period, the capacitors C1, C2, C3,... Are connected between the signal line SL0 and SL1, SL2, SL3,. A difference voltage (V1-V0, V2-V0, V3-V0,...) From the voltage V0 is applied. At this time, the inputs of the determination circuits DT1 to DTn are precharged to the precharge voltage Vpr.
図18(b)に示されるように、判定期間において、各容量C1,C2,C3,…は、信号線SL0〜SLnから切り離され、それぞれ各判定回路DT1〜DTnの入力に接続される。 As shown in FIG. 18B, in the determination period, the capacitors C1, C2, C3,... Are disconnected from the signal lines SL0 to SLn and connected to the inputs of the determination circuits DT1 to DTn, respectively.
すなわち、図18では、図17において、基準信号線SL0のノード(V0)を零電位に接地する代わりに、基準信号線SL0と各信号線SL1〜SLnとの差電圧を容量C1〜Cnの両端に印加しておき、これらの容量を予め一定電位にプリチャージされていたレシーバ(DT1〜DTn)の入力ノードに接続することにより、コモンモード電圧を除去するようになっている。 That is, in FIG. 18, instead of grounding the node (V0) of the reference signal line SL0 to zero potential in FIG. 17, the difference voltage between the reference signal line SL0 and each of the signal lines SL1 to SLn is changed between both ends of the capacitors C1 to Cn. The common mode voltage is removed by connecting these capacitors to the input nodes of the receivers (DT1 to DTn) precharged at a constant potential.
これら図17および図18を参照して説明したレシーバは、両方とも入力信号とレシーバの入力端子を接続する複数のスイッチおよび容量を備えた容量ネットワークを使用し、この容量ネットワークの1つのノードにコモンモード電圧が発生するように構成して、そのノードを一定電位に接続するか、或いは、一定電位にプリチャージされたノードに接続することにより、コモンモード電圧が除去された差動電圧のみを入力するようになっている。 The receivers described with reference to FIGS. 17 and 18 both use a capacitance network having a plurality of switches and capacitors for connecting an input signal and an input terminal of the receiver, and a common node is connected to one node of the capacitance network. Configure so that the mode voltage is generated, and connect only the differential voltage from which the common mode voltage is removed by connecting the node to a constant potential or by connecting it to a node precharged to a constant potential. It is supposed to be.
このように、本発明の第2の形態によれば、コモンモード電圧除去手段は、受動素子(容量)の切り替えによって実現されるため、たとえトランジスタ特性がばらついたとしてもコモンモード電圧の除去特性に影響を与えることがない。さらに、コモンモード雑音が大きく変化しても、その除去性能は影響を受けず、後段のレシーバにもコモンモード電圧が殆ど伝搬しないため、コモンモード雑音耐性の大きなレシーバが実現できる。 Thus, according to the second embodiment of the present invention, the common mode voltage removing means is realized by switching the passive element (capacitance). Therefore, even if the transistor characteristics vary, the common mode voltage removing characteristics can be obtained. There is no impact. Furthermore, even if the common mode noise changes greatly, its removal performance is not affected, and the common mode voltage hardly propagates to the subsequent receiver, so that a receiver with high common mode noise tolerance can be realized.
図19は本発明の第10実施例としてのレシーバを示す回路図(サンプル期間)であり、図20は本発明の第10実施例としてのレシーバを示す回路図(判定期間)である。図19および図20において、参照符号40はレシーバ(リジェネラティブラッチ回路)、R11,R12は終端抵抗、C11,C12は結合容量、そして、SW11〜SW16はスイッチを示している。なお、参照符号SL0,SL1は差動(相補)信号線を示している。
FIG. 19 is a circuit diagram (sample period) showing a receiver as a tenth embodiment of the present invention, and FIG. 20 is a circuit diagram (determination period) showing a receiver as a tenth embodiment of the present invention. 19 and 20,
図19に示されるように、リジェネラティブラッチ回路40は、PMOSトランジスタ411〜416およびNMOSトランジスタ421〜425を備えて構成され、ラッチ信号LATがトランジスタ411,416および423のゲートに供給されている。すなわち、ラッチ信号LATが低レベル『L』のとき(プリチャージ期間)、NMOSトランジスタ423はオフ状態でPMOSトランジスタ411および416はオン状態になって、ラッチ回路40の入力(トランジスタ422および425のゲート入力)はプリチャージ電圧Vprにプリチャージされる。そして、ラッチ信号LATが高レベル『H』になると、プリチャージ電圧Vprは遮断され、NMOSトランジスタ423がオン状態になって、入力信号が取り込まれる。
As shown in FIG. 19, the
まず、図19に示されるように、サンプル期間(プリチャージ期間)では、スイッチSW11〜SW13をオン状態でスイッチSW14〜SW16をオフ状態にして、結合容量C11およびC12を信号線SL0,SL1に接続する。また、これらの結合容量C11およびC12他のノードは、コモンモード電位になるノードNCに接続される。このノードNCは、オン状態のスイッチSW12により終端抵抗R11,R12を接続した中点に接続される。なお、前述したように、プリチャージ期間(サンプル期間)には、ラッチ回路40の入力ノードはプリチャージ電圧Vprにプリチャージされる。
First, as shown in FIG. 19, in the sample period (precharge period), the switches SW11 to SW13 are turned on and the switches SW14 to SW16 are turned off, and the coupling capacitors C11 and C12 are connected to the signal lines SL0 and SL1. To do. The other nodes of the coupling capacitors C11 and C12 are connected to a node NC that becomes a common mode potential. This node NC is connected to the middle point where the terminating resistors R11 and R12 are connected by the switch SW12 in the on state. As described above, in the precharge period (sample period), the input node of the
次に、図20に示されるように、判定期間では、スイッチSW11〜SW13をオフ状態でスイッチSW14〜SW16をオン態にして、結合容量C11,C12を信号線SL0,SL1および終端抵抗R11,R12の接続中点から切り離し、ラッチ回路40の入力ノードおよび基準電圧Vref に接続する。これにより、信号線SL0,SL1におけるコモンモード電圧は完全に除去され、従って、ラッチ回路40の入力にコモンモード電圧が現れることはない。
Next, as shown in FIG. 20, in the determination period, the switches SW11 to SW13 are turned off and the switches SW14 to SW16 are turned on, so that the coupling capacitors C11 and C12 are connected to the signal lines SL0 and SL1 and the termination resistors R11 and R12. And is connected to the input node of the
すなわち、プリチャージ期間において、2つの容量C11,C12は、それぞれコモンモード電圧ノードNCと信号線SL0,SL1の間で充電され、そして、判定期間において、コモンモード電圧が印加されていたノードNCは基準電圧Vref に繋がれ、また、信号線電圧(V0,V1)が印加されていたノードはラッチ回路(差動レシーバ)40の入力に接続される。このようにすることで、ラッチ回路40の入力におけるコモンモード電圧を除去することができる。
That is, in the precharge period, the two capacitors C11 and C12 are charged between the common mode voltage node NC and the signal lines SL0 and SL1, respectively, and the node NC to which the common mode voltage is applied in the determination period is The node connected to the reference voltage Vref and to which the signal line voltages (V0, V1) are applied is connected to the input of the latch circuit (differential receiver) 40. In this way, the common mode voltage at the input of the
本実施例(以下の各実施例でも同様)では、コモンモード電圧除去手段は受動素子(容量)の切り替えによって実現されるため、たとえトランジスタ特性がばらついても除去特性が影響を受けることがなく、また、コモンモード雑音が大きく変化しても除去性能は影響を受けず、さらに、後段の回路にもコモンモード電圧が殆ど伝搬しない。その結果、コモンモード雑音耐性の大きなレシーバを実現することができる。 In this embodiment (the same applies to each of the following embodiments), the common mode voltage removing means is realized by switching the passive element (capacitance). Therefore, even if the transistor characteristics vary, the removal characteristics are not affected. Further, even if the common mode noise changes greatly, the removal performance is not affected, and the common mode voltage hardly propagates to the subsequent circuit. As a result, a receiver having high common mode noise tolerance can be realized.
図21は図19および図20におけるスイッチの一例を示す回路図である。
図21に示されるように、各スイッチSW(SW11〜SW16)は、例えば、PMOSトランジスタ401およびNMOSトランジスタ402よりなるトランスファゲートにより構成され、制御信号SSを直接およびインバータ403で反転してトランジスタ402および403のゲートに供給するようになっている。すなわち、トランスファゲートは、制御信号SSが高レベル『H』のときにオン状態となり、逆に、低レベル『L』のときにオフ状態になる。
FIG. 21 is a circuit diagram showing an example of the switch in FIGS. 19 and 20.
As shown in FIG. 21, each of the switches SW (SW11 to SW16) is constituted by, for example, a transfer gate composed of a
図22は本発明の第11実施例としてのレシーバを示す回路図(サンプル期間)であり、図23は本発明の第11実施例としてのレシーバを示す回路図(判定期間)である。 FIG. 22 is a circuit diagram (sample period) showing a receiver as an eleventh embodiment of the present invention, and FIG. 23 is a circuit diagram (determination period) showing a receiver as the eleventh embodiment of the present invention.
まず、図22に示されるように、サンプル期間(プリチャージ期間)では、スイッチSW21,SW24をオフ状態でスイッチSW22,SW23,SW25,SW26をオン状態にする。すなわち、結合容量C21およびC22には、各一方のノードはスイッチ(SW22,SW23)および終端抵抗(R11,R12)を介してコモンモード電圧が印加され、また、各他方のノードはラッチ回路40の入力ノードのプリチャージ電圧Vprにプリチャージされる。このとき、コモンモード電圧は、終端抵抗R11およびR12の中点電圧を用いる。
First, as shown in FIG. 22, in the sample period (precharge period), the switches SW21, SW24 are turned off and the switches SW22, SW23, SW25, SW26 are turned on. That is, a common mode voltage is applied to each of the coupling capacitors C21 and C22 via the switches (SW22, SW23) and the termination resistors (R11, R12), and each other node is connected to the
次に、図23に示されるように、判定期間では、スイッチSW21,SW24をオン状態でスイッチSW22,SW23,SW25,SW26をオフ状態にする。すなわち、結合容量C21およびC22は、コモンモード電圧が印加されていた各一方のノードがスイッチ(SW21,SW22)を介して信号線SL0,SL1に接続され、また、プリチャージスイッチ(SW25,SW26)はオフにされる。 Next, as shown in FIG. 23, in the determination period, the switches SW21, SW24 are turned on and the switches SW22, SW23, SW25, SW26 are turned off. That is, in the coupling capacitors C21 and C22, one node to which the common mode voltage is applied is connected to the signal lines SL0 and SL1 via the switches (SW21 and SW22), and the precharge switches (SW25 and SW26). Is turned off.
このように、本第11実施例では、プリチャージ期間が終わってプリチャージ電圧Vprからラッチ回路40の入力ノードが切り離されるとき、この入力ノードの電圧が常に一定(プリチャージ電圧Vpr)となるため、入力ノードに注入されるチャネル電荷が信号電荷に依存することがなく、より精度の高い信号判定が可能になる。
Thus, in the eleventh embodiment, when the precharge period ends and the input node of the
図24は本発明の第12実施例としてのレシーバを示す回路図(サンプル期間)であり、図25は本発明の第12実施例としてのレシーバを示す回路図(判定期間)である。本第12実施例は、図19および図20を参照して説明した第10実施例における2つ結合容量C11,C12を1つの容量C30として構成し、且つ、図22および図23を参照して説明した第11実施例のように、サンプル期間(プリチャージ期間)にラッチ回路40の入力ノードをプリチャージ電圧Vprにプリチャージするようにしたものである。
FIG. 24 is a circuit diagram (sample period) showing a receiver as a twelfth embodiment of the present invention, and FIG. 25 is a circuit diagram (determination period) showing a receiver as a twelfth embodiment of the present invention. In the twelfth embodiment, the two coupling capacitors C11 and C12 in the tenth embodiment described with reference to FIGS. 19 and 20 are configured as one capacitor C30, and with reference to FIGS. 22 and 23. As in the eleventh embodiment described, the input node of the
すなわち、図24に示されるように、サンプル期間では、スイッチSW31,SW32,SW35,SW36をオン状態でスイッチSW33,SW34をオフ状態にして、結合容量C30の両端を信号線SL0,SL1に接続する。このとき、ラッチ回路40の入力ノードはプリチャージ電圧Vprにプリチャージされる。
That is, as shown in FIG. 24, in the sample period, the switches SW31, SW32, SW35, and SW36 are turned on and the switches SW33 and SW34 are turned off to connect both ends of the coupling capacitor C30 to the signal lines SL0 and SL1. . At this time, the input node of the
次に、図25に示されるように、判定期間では、スイッチSW31,SW32,SW35,SW36をオフ状態でスイッチSW33,SW34をオン状態にして、結合容量C30の両端を信号線SL0,SL1から切り離してラッチ回路40の入力ノードに接続する。
Next, as shown in FIG. 25, in the determination period, the switches SW31, SW32, SW35, and SW36 are turned off and the switches SW33 and SW34 are turned on to disconnect both ends of the coupling capacitor C30 from the signal lines SL0 and SL1. To the input node of the
本第12実施例では、1つの結合容量C30(いわゆるフライングキャパシタ:flying capacitor)を用いてコモンモード電圧の除去を行うようになっており、必要な容量およびスイッチ(スイッチ用トランジスタ)の数を少なくできるという利点がある。 In the twelfth embodiment, the common mode voltage is removed using one coupling capacitor C30 (so-called flying capacitor), and the number of necessary capacitors and switches (switch transistors) is reduced. There is an advantage that you can.
図26は本発明の第13実施例としてのレシーバを示す回路図(サンプル期間)であり、図27は本発明の第13実施例としてのレシーバを示す回路図(判定期間)である。本第13実施例は、図22および図23を参照して説明した第11実施例に対して、さらに、2つの結合容量を設けてPRD(Partial Response Detection)を構成するようにしたものである。 FIG. 26 is a circuit diagram (sample period) showing a receiver as a thirteenth embodiment of the present invention, and FIG. 27 is a circuit diagram (determination period) showing a receiver as the thirteenth embodiment of the present invention. In the thirteenth embodiment, in addition to the eleventh embodiment described with reference to FIGS. 22 and 23, two coupling capacitors are provided to constitute a PRD (Partial Response Detection). .
まず、図26に示されるように、サンプル期間では、スイッチSW42,SW43,SW45,SW46をオン状態でスイッチSW41,SW44をオフ状態にして、結合容量C42およびC43の一方のノードにスイッチ(SW42,SW43)および終端抵抗(R11,R12)を介してコモンモード電圧を印加する。また、結合容量C42およびC43の他方のノードはラッチ回路40の入力ノードのプリチャージ電圧Vprにプリチャージされる。なお、結合容量C41,C44の一端は常に信号線SL0,SL1に接続され、他端はラッチ回路40の入力ノードに接続されている。
First, as shown in FIG. 26, in the sample period, the switches SW42, SW43, SW45, and SW46 are turned on, the switches SW41 and SW44 are turned off, and the switch (SW42, SW43) is connected to one node of the coupling capacitors C42 and C43. A common mode voltage is applied through SW43) and termination resistors (R11, R12). The other node of the coupling capacitors C42 and C43 is precharged to the precharge voltage Vpr of the input node of the
次に、図27に示されるように、判定期間では、スイッチSW42,SW43,SW45,SW46をオフ状態でスイッチSW41,SW44をオン状態にして、結合容量C42およびC43と結合容量C41およびC44とをそれぞれ並列接続する。このとき、プリチャージスイッチ(SW45,SW46)はオフにされる。ここで、例えば、従来のPRDでは、結合容量の信号線側のノードは一定電圧への充電と信号線への接続を繰り返すようになっているが、本第13実施例では、一定電圧のかわりにコモンモード電圧が印加されるようになっている。 Next, as shown in FIG. 27, in the determination period, the switches SW42, SW43, SW45, and SW46 are turned off and the switches SW41 and SW44 are turned on so that the coupling capacitors C42 and C43 and the coupling capacitors C41 and C44 are connected. Connect each in parallel. At this time, the precharge switches (SW45, SW46) are turned off. Here, for example, in the conventional PRD, the node on the signal line side of the coupling capacitor is repeatedly charged to a constant voltage and connected to the signal line, but in the thirteenth embodiment, instead of the constant voltage, A common mode voltage is applied to the power source.
本第13実施例によれば、PRDを実現する容量ネットワーク部分でコモンモード電圧を除去することができ、従って、コモンモード電圧の除去に加えて符号間干渉の除去を同時に行うことが可能となり、より一層高い伝送レートが実現され得る。 According to the thirteenth embodiment, it is possible to remove the common mode voltage in the capacity network portion that realizes the PRD. Therefore, it is possible to simultaneously remove the intersymbol interference in addition to the removal of the common mode voltage, Even higher transmission rates can be realized.
図28は本発明の第14実施例としてのレシーバを示す回路図(サンプル期間)であり、図29は本発明の第14実施例としてのレシーバを示す回路図(判定期間)である。本第14実施例では、容量ネットワークでコモンモード電圧の除去と、差動信号からシングルエンド信号への変換を同時に行うようになっている。 FIG. 28 is a circuit diagram (sample period) showing a receiver as a fourteenth embodiment of the present invention, and FIG. 29 is a circuit diagram (determination period) showing a receiver as a fourteenth embodiment of the present invention. In the fourteenth embodiment, the common mode voltage is removed and the conversion from the differential signal to the single-ended signal is simultaneously performed by the capacitance network.
まず、図28に示されるように、サンプル期間では、スイッチSW51,SW52,SW55をオン状態でスイッチSW53,SW54をオフ状態にして、結合容量(フライングキャパシタ)C50の両端を信号線SL0,SL1に接続する。このとき、CMOSインバータIN50の入力ノードは、その入力および出力を接続することでプリチャージされる。 First, as shown in FIG. 28, in the sample period, the switches SW51, SW52, and SW55 are turned on and the switches SW53 and SW54 are turned off, and both ends of the coupling capacitor (flying capacitor) C50 are connected to the signal lines SL0 and SL1. Connecting. At this time, the input node of the CMOS inverter IN50 is precharged by connecting its input and output.
次に、図29に示されるように、判定期間では、スイッチSW51,SW52,SW55をオフ状態でスイッチSW53,SW54をオン状態にして、容量C50の両端を信号線SL0,SL1から切り離し、一方をインバータIN50の入力に接続し、他方には基準電圧Vref を印加する。 Next, as shown in FIG. 29, in the determination period, the switches SW51, SW52, and SW55 are turned off and the switches SW53 and SW54 are turned on to disconnect both ends of the capacitor C50 from the signal lines SL0 and SL1. The reference voltage Vref is applied to the other input of the inverter IN50.
このように、本第14実施例は、容量ネットワークでコモンモード電圧の除去だけでなく、差動/シングルエンド変換も行うため、高速で感度のよいインバータ(IN50)が1つあれば、レシーバの初段を構成することができる。 As described above, the fourteenth embodiment performs not only the removal of the common mode voltage but also the differential / single-end conversion in the capacitor network. Therefore, if there is one high-speed and sensitive inverter (IN50), The first stage can be configured.
図30は本発明の第15実施例としてのレシーバを示す回路図(サンプル期間)であり、図31は本発明の第15実施例としてのレシーバを示す回路図(判定期間)である。本第15実施例が上述した第14実施例と異なるのは、レシーバの初段としてのインバータを各信号線に対してそれぞれ1つずつ全体で2つ用いるようにした点である。 30 is a circuit diagram (sample period) showing a receiver as a fifteenth embodiment of the present invention, and FIG. 31 is a circuit diagram (determination period) showing a receiver as a fifteenth embodiment of the present invention. The fifteenth embodiment differs from the fourteenth embodiment described above in that two inverters as the first stage of the receiver are used for each signal line.
まず、図30に示されるように、サンプル期間では、スイッチSW61,SW62,SW65,SW66をオン状態でスイッチSW63,SW64をオフ状態にして、結合容量(フライングキャパシタ)C60の両端を信号線SL0,SL1に接続する。このとき、CMOSインバータIN61およびIN62の入力ノードは、それぞれ入力および出力を接続することでプリチャージされる。 First, as shown in FIG. 30, in the sample period, the switches SW61, SW62, SW65, and SW66 are turned on and the switches SW63 and SW64 are turned off, and both ends of the coupling capacitor (flying capacitor) C60 are connected to the signal line SL0, Connect to SL1. At this time, the input nodes of the CMOS inverters IN61 and IN62 are precharged by connecting the input and the output, respectively.
次に、図31に示されるように、判定期間では、スイッチSW61,SW62,SW65,SW66をオフ状態でスイッチSW63,SW64をオン状態にして、容量C60の両端を信号線SL0,SL1から切り離し、それぞれインバータIN61およびIN62の入力ノードに接続する。 Next, as shown in FIG. 31, in the determination period, the switches SW61, SW62, SW65, and SW66 are turned off and the switches SW63 and SW64 are turned on, so that both ends of the capacitor C60 are disconnected from the signal lines SL0 and SL1. Each is connected to an input node of inverters IN61 and IN62.
ところで、通常、インバータを第15実施例のように使っても差動増幅器としては動作しないが、既に容量ネットワークでコモンモード電圧が除去されているので、全体としては差動増幅器として動作することになる。本第15実施例は、回路の対称性が高いため電源変動に強く、安定に動作する利点がある。 By the way, normally, even if the inverter is used as in the fifteenth embodiment, it does not operate as a differential amplifier. However, since the common mode voltage has already been removed by the capacitance network, the inverter operates as a differential amplifier as a whole. Become. The fifteenth embodiment is advantageous in that it is resistant to power supply fluctuations and operates stably because the circuit has high symmetry.
図32は本発明の第16実施例としてのレシーバを示す回路図(サンプル期間)であり、図33は本発明の第16実施例としてのレシーバを示す回路図(判定期間)である。本第16実施例は、上述した図30および図31に示す第15実施例に対して、各インバータIN61,IN62の出力にコモンモードフィードバック回路600を設け、コモンモード電圧除去比を増加するようになっている。なお、レシーバのサンプル期間および判定期間におけるスイッチ動作は、第15実施例と同様である。
FIG. 32 is a circuit diagram (sample period) showing a receiver as a sixteenth embodiment of the present invention, and FIG. 33 is a circuit diagram (determination period) showing a receiver as the sixteenth embodiment of the present invention. In the sixteenth embodiment, compared to the fifteenth embodiment shown in FIGS. 30 and 31, the common
図34は図32および図33に示す第16実施例におけるコモンモードフィードバック回路600の一例を示す回路図である。
FIG. 34 is a circuit diagram showing an example of the common
図34に示されるように、コモンモードフィードバック回路600は、PMOSトランジスタ601,602、NMOSトランジスタ603〜608、および、インバータIN601,IN602を備えて構成される。コモンモードフィードバック回路600は、インバータ対IN61,IN62の出力のコモンモード電圧を検出し、コモンモード電圧と基準電圧Vref(例えば、Vdd/2)との差が零になるように定電流をフィードバックするようになっている。
As shown in FIG. 34, the common
このように、本第16実施例によれば、より一層高いコモンモード電圧除去性能が得られるだけでなく、初段インバータ(IN61,IN62)の出力の対称性がよいために安定な動作を行うことができる。 As described above, according to the sixteenth embodiment, not only a higher common-mode voltage removal performance can be obtained, but also the operation of the first-stage inverter (IN61, IN62) has a good symmetry, so that a stable operation is performed. Can do.
図35は本発明の第17実施例としてのレシーバを示す回路図(サンプル期間)であり、図36は本発明の第17実施例としてのレシーバを示す回路図(判定期間)である。本第17実施例では、フライングキャパシタを2つ(C71,C72)設け、プリチャージ期間には、この2つの容量C71,C72を信号線SL0,SL1間に並列に接続し、判定期間において、2つの容量C71,C72を直列接続してラッチ回路40の入力ノードに接続するようになっている。
FIG. 35 is a circuit diagram (sample period) showing a receiver as a seventeenth embodiment of the present invention, and FIG. 36 is a circuit diagram (determination period) showing a receiver as the seventeenth embodiment of the present invention. In the seventeenth embodiment, two flying capacitors (C71, C72) are provided, and in the precharge period, the two capacitors C71, C72 are connected in parallel between the signal lines SL0, SL1, and in the determination period, 2 Two capacitors C71 and C72 are connected in series and connected to the input node of the
すなわち、図35に示されるように、サンプル期間(プリチャージ期間)では、スイッチSW71〜SW74をオン状態でスイッチSW75〜SW78オフ状態にして、2つの容量C71,C72を信号線SL0,SL1間に並列に接続する。 That is, as shown in FIG. 35, in the sample period (precharge period), the switches SW71 to SW74 are turned on and the switches SW75 to SW78 are turned off, so that the two capacitors C71 and C72 are connected between the signal lines SL0 and SL1. Connect in parallel.
次に、図36に示されるように、判定期間では、スイッチSW71〜SW74をオフ状態でスイッチSW75〜SW78オン状態にして、2つの容量C71,C72を直列接続してラッチ回路40の入力ノードに接続する。これにより、本第17実施例では、コモンモード電圧の除去に加えて、ラッチ回路40の入力に発生する信号電圧を2倍にすることができ、より一層高感度のレシーバを構成することができる。
Next, as shown in FIG. 36, in the determination period, the switches SW71 to SW74 are turned off and the switches SW75 to SW78 are turned on, so that the two capacitors C71 and C72 are connected in series to the input node of the
以上説明したように、本発明の第10〜第17実施例(第2の形態)によれば、例えば、トランスと同様に受動素子だけでコモンモード電圧の除去や差動/シングルエンド変換、並びに、信号電圧の増大等を行うことができ、しかも、トランスと異なりCMOS回路の中に多数の素子を集積化することができる。従って、耐コモンモードノイズ特性の高いレシーバを外付け部品なしで構成することが可能になる。 As described above, according to the tenth to seventeenth embodiments (second embodiment) of the present invention, for example, removal of common mode voltage or differential / single-end conversion using only passive elements, as well as a transformer, and The signal voltage can be increased, and many elements can be integrated in the CMOS circuit unlike the transformer. Therefore, it is possible to configure a receiver having high common mode noise resistance without external components.
1 ドライバ
3,300 レシーバ
5,500 D/Aコンバータ
6 位相インターポレータ
7 コントローラ
21,22 信号伝送路
39 判定回路
40 ラッチ回路
41,42 終端抵抗
C(C11,C12,…) 容量
LAT ラッチ信号
R11,R12 終端抵抗
SL0,SL1,…,SLn 信号線
SW(SW11,SW12,…) スイッチ(トランスファゲート)
V0,V1,…,Vn 信号電圧
V+,V- 入力電圧
Voff+, Voff- オフセット電圧
Vpr プリチャージ電圧
Vref 基準電圧
DESCRIPTION OF
V0, V1, ..., Vn Signal voltage V +, V- Input voltage Voff +, Voff- Offset voltage Vpr Precharge voltage Vref Reference voltage
Claims (8)
前記複数の信号電圧蓄積ノードは、該各信号電圧蓄積ノードと基準点との間、或いは、隣接する前記信号電圧蓄積ノード間に容量が接続されることで容量ネットワークを形成し、
前記レシーバの動作は、少なくともサンプル期間と判定期間を含み、該サンプル期間と該判定期間は交互に繰り返され、
前記サンプル期間においては、前記第1スイッチをオンして前記第2スイッチをオフし、前記信号線と前記信号電圧蓄積ノードを接続して該信号線の電圧を該信号電圧蓄積ノードに蓄積すると共に、前記信号電圧蓄積ノードに接続された前記容量の一端に前記信号線が持つコモンモード電圧を印加し、
前記判定期間においては、前記第1スイッチをオフして前記第2スイッチをオンし、前記信号電圧蓄積ノードを前記判定回路に接続して、該信号電圧蓄積ノードに蓄積された前記信号線の電圧を前記判定回路に伝えるようになっており、
前記レシーバは、さらに、
前記判定回路の判定動作に先立って、前記信号電圧蓄積ノードに接続された前記容量の一端を特定の電圧値に接続して前記信号線が持つ前記コモンモード電圧を除去するコモンモード電圧除去手段を備えたことを特徴とするレシーバ。 A plurality of signal lines; a plurality of signal voltage storage nodes respectively connected to the signal lines via a first switch; and a determination circuit connected to the signal voltage storage node via a second switch. Receiver,
The plurality of signal voltage storage nodes form a capacitance network by connecting a capacitor between each signal voltage storage node and a reference point, or between adjacent signal voltage storage nodes,
The operation of the receiver includes at least a sample period and a determination period, and the sample period and the determination period are alternately repeated,
Together in the sample period, and turns on the first switch to turn off the second switch and accumulates voltage by connecting the signal voltage storage node and said signal lines signal lines to the signal voltage storage node Applying a common mode voltage of the signal line to one end of the capacitor connected to the signal voltage storage node ;
In the determination period, the first switch is turned off and the second switch is turned on, the signal voltage storage node is connected to the determination circuit, and the voltage of the signal line stored in the signal voltage storage node To the determination circuit,
The receiver further includes:
Prior to the determination operation of the determination circuit, the common mode voltage elimination means for removing the common mode voltage with said signal line by connecting one end of the connected the capacitor to the signal voltage storage node to a specific voltage value A receiver characterized by comprising.
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