JP5478625B2 - 半導体集積回路 - Google Patents

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Description

本発明は、微細プロセスが採用されたLSI内の、送信側のコアから受信側のコアに高転送レートでデータ信号を伝送する半導体集積回路に関するものである。
従来、LSI内にて、送信側のコア(回路)から受信側のコア(回路)へデータ信号を伝送する場合、送信側コア及び受信側コアの両方に、同一のソースポイントよりクロックを分配し、送信側コア及び受信側コアのフリップフロップ(以下、FFという。)を同期させて動作させている。このような動作方式で、数GHz以上の高速なクロック周波数にて動作させる場合、送信側コアのFFの遅延時間とコア間の配線遅延時間と受信側コアのFFのセットアップ時間との合計時間を、クロックの1サイクルの周期以下にしなければ、正確にデータ信号を伝送することができないという課題がある。
この課題に対し、送り側LSIからデータと同時にソースクロックを同じ伝送経路で転送し、受け側LSIで前記ソースクロックによってデータをサンプリングした後に前記受け側LSIのクロックに同期化させることにより、伝送経路の遅延時間のばらつきやクロックスキューを抑えるようにした半導体集積回路がある(特許文献1参照)。
しかし、特許文献1に開示された従来の技術では、微細プロセスにて高速にデータ信号を伝送する場合、アイパターンを確保することが困難になる。例えば、プロセスの微細化に伴い、トランジスタのゲート長は縮小され、その結果、ブロック内の信号の配線長も短くなっている。そのため、ブロック内の配線で用いられるファイン層のシート抵抗やカップリング容量は大きくなっても性能を維持することが可能となる。一方、LSI内に搭載されるハードマクロやプロセッサの総数は増加するため、LSIのチップ面積はほぼ一定となる。その結果、伝送線路の配線長が一定であるため、寄生する抵抗や容量の値は増加し、データの揺らぎ(ジッタ)によりアイパターンが小さくなる。
上記特許文献1の課題を解決するため、長距離配線を伝送する場合に発生するデータのスキュー(ジッタ)をダブルエッジトリガ型のラッチを用いて再調整する半導体集積回路がある(非特許文献1参照)。
図21に、ダブルエッジトリガ型のラッチの一例を示す。ダブルエッジトリガ型のラッチは、トリガ信号CKの電圧レベルの変化(波形立ち上がり及び波形立ち下がり)時に、データ信号Dの値をラッチし、これを出力Qに伝播する回路である。なお、図21において、CKNはトリガ信号CKを反転して得られる反転トリガ信号であり、CKPは反転トリガ信号CKNを反転して得られる正転トリガ信号である。
一方、図22にて示したレベルトリガ型ラッチは、トリガ信号CKの電位レベルがHレベルにてデータ信号Dの値を出力Qに伝播し、トリガ信号CKの電位レベルがLレベルにて出力Qの値を保持するという回路である。なお、図22において、CKBはトリガ信号CKを反転して得られる反転トリガ信号である。
特開2000−347993号公報
Blaine Stackhouse, et al., "A 65 nm 2-Billion Transistor Quad-Core Itanium Processor", IEEE JOURNAL OF SOLID-STATE CIRCUITS, VOL. 44, NO. 1, pp. 18-31, JANUARY 2009
図21に示したダブルエッジトリガ型のラッチは、図22に示したレベルトリガ型ラッチとは異なり、波形立ち上がり及び波形立ち下がりのデータを取り込む2つのマスタラッチと、波形立ち上がり及び波形立ち下がりにて伝達対象とするマスタラッチを切り替えるスレーブラッチとが必要となる。そのため、データ信号が伝達する経路のトランジスタ段数が3段以上必要となり、回路も複雑化する。
すなわち、非特許文献1に開示された従来の技術では、データのスキューを再調整するダブルエッジトリガ型のラッチが複数必要となる長距離配線においてデータ信号のレイテンシが大きくなる。また、単一のクロック信号をトリガ信号として用いてダブルエッジトリガ型のラッチを動作させるため、消費電力が増大し、またノイズレベルも大きくなる。
本発明は、上記の問題点に鑑みてなされたものであり、その目的は、チップ内の高速伝送において、微細プロセスにおいても高転送レートでかつ低レイテンシを実現することにある。
本発明によれば、上記の課題を解決するために次のような手段を講じる。
第1に、内部バスを用いて複数のデータ信号をソースシンクロナス方式にて送受信する半導体集積回路であって、前記複数のデータ信号とともにクロック信号を送信する送信回路と、前記複数のデータ信号及び前記クロック信号を受信する受信回路と、前記送信回路から前記受信回路へ前記複数のデータ信号及び前記クロック信号を中継する少なくとも1つの調整回路とを備え、前記調整回路は、前記送信回路又は前段の前記調整回路より送信される前記クロック信号を元にパルス状の制御信号を生成するパルス発生回路と、前記送信回路又は前段の前記調整回路より送信される前記複数のデータ信号を入力し、前記制御信号によりスイッチングして前記受信回路又は後段の前記調整回路に前記複数のデータ信号を出力する複数のトライステート回路とを有するという態様を採用する。
これにより、長距離配線にて信号を伝達することにより発生するジッタをトライステート回路にてパルス発生回路により生成した制御信号のジッタに変換し、低減する。そのため、微細プロセスにおいても高転送レートでかつ低レイテンシを実現することが可能となる。
第2に、内部バスを用いて複数のデータ信号をソースシンクロナス方式にて送受信する半導体集積回路であって、前記複数のデータ信号とともにクロック信号を送信する送信回路と、前記複数のデータ信号及び前記クロック信号を受信する受信回路と、パルス幅調整信号を生成する制御回路と、前記送信回路から前記受信回路へ前記複数のデータ信号及び前記クロック信号を中継する少なくとも1つの調整回路とを備え、前記調整回路は、前記送信回路又は前段の前記調整回路より送信される前記クロック信号と前記パルス幅調整信号とを元にパルス状の制御信号を生成するパルス発生回路と、前記送信回路又は前段の前記調整回路より送信される前記複数のデータ信号を入力し、前記制御信号によりスイッチングして前記受信回路又は後段の前記調整回路に前記複数のデータ信号を出力する複数のトライステート回路とを有するという態様を採用する。
これにより、長距離配線にて信号を伝達することにより発生するジッタをトライステート回路にてパルス発生回路により生成した制御信号のジッタに変換し、低減する。更に、パルス発生回路により発生する制御信号のパルス幅を調整することが可能となる。そのため、微細プロセスにおいても更に高転送レートでかつ低レイテンシを実現することが可能となる。
第3に、温度変化を検知し、温度変化量に応じて前記制御回路を調整する温度検知回路を更に備えるという態様を採用する。
これにより、パルス発生回路の制御信号のパルス幅は、動作中において、温度変動に応じて最適なパルス幅に制御することが可能となる。
第4に、電圧変化を検知し、電圧変化量に応じて前記制御回路を調整する電圧検知回路を更に備えるという態様を採用する。
これにより、パルス発生回路の制御信号のパルス幅は、動作中において、電圧変化に応じて最適なパルス幅に制御することが可能となる。
第5に、電流量の変化を検知し、前記電流量が一定になるように前記制御回路を調整するモニタ回路を更に備えるという態様を採用する。
この構成によれば、パルス発生回路の制御信号のパルス幅は、動作中において、電流量をモニタすることにより、最適なパルス幅に制御することが可能となる。
第6に、遅延時間の変化を検知し、前記遅延時間が一定になるように前記制御回路を調整するレプリカ回路を更に備えるという態様を採用する。
この構成によれば、パルス発生回路の制御信号のパルス幅は、動作中において、レプリカ回路での遅延時間の変化に応じて最適なパルス幅に制御することが可能となる。
に、内部バスを用いて複数のデータ信号をソースシンクロナス方式にて送受信する半導体集積回路であって、メモリインターフェースブロックと、少なくとも1つのリードデータの調整回路と、少なくとも1つの機能ブロックと、少なくとも1つのライトデータの調整回路とを備え、リードデータは、前記メモリインターフェースブロックからシリアルに接続された前記リードデータの調整回路にて送信され、それぞれの前記リードデータの調整回路よりそれぞれの前記機能ブロックにデータ転送され、ライトデータは、前記複数の機能ブロックから前記ライトデータの調整回路にデータ転送され、シリアルに接続された前記ライトデータの調整回路より前記メモリインターフェースブロックへ送信される。しかも、上記リードデータの調整回路及び上記ライトデータの調整回路は、前記メモリインタフェースブロック又は前記機能ブロック又は前段の前記調整回路より送信される前記クロック信号を元にパルス状の制御信号を生成するパルス発生回路と、前記メモリインタフェースブロック又は前記機能ブロック又は前段の前記調整回路より送信される前記複数のデータ信号を入力し、前記制御信号によりスイッチングして前記メモリインタフェースブロック又は前記機能ブロック又は後段の前記調整回路に前記複数のデータ信号を出力する複数のトライステート回路とを有するという態様を採用する。
これにより、チップ内の信号配線を最適化し、高転送レートでかつ低レイテンシを実現することが可能となる。しかも、長距離配線にて信号を伝達することにより発生するジッタをトライステート回路にてパルス発生回路により生成した制御信号のジッタに変換し、低減する。そのため、微細プロセスにおいても高転送レートでかつ低レイテンシを実現することが可能となる。
に、内部バスを用いて複数のデータ信号をソースシンクロナス方式にて送受信する半導体集積回路であって、メモリインターフェースブロックと、少なくとも1つのリードデータの調整回路と、少なくとも1つの機能ブロックと、少なくとも1つのライトデータの調整回路とを備え、リードデータは、前記メモリインターフェースブロックからシリアルに接続された前記リードデータの調整回路にて送信され、それぞれの前記リードデータの調整回路よりそれぞれの前記機能ブロックにデータ転送され、ライトデータは、前記複数の機能ブロックから前記ライトデータの調整回路にデータ転送され、シリアルに接続された前記ライトデータの調整回路より前記メモリインターフェースブロックへ送信される。しかも、上記リードデータの調整回路及び上記ライトデータの調整回路は、前記メモリインタフェースブロック又は前記機能ブロック又は前段の前記調整回路より送信される前記クロック信号と、パルス幅調整信号とを元にパルス状の制御信号を生成するパルス発生回路と、前記メモリインタフェースブロック又は前記機能ブロック又は前段の前記調整回路より送信される前記複数のデータ信号を入力し、前記制御信号によりスイッチングして前記メモリインタフェースブロック又は前記機能ブロック又は後段の前記調整回路に前記複数のデータ信号を出力する複数のトライステート回路とを有するという態様を採用する。
これにより、チップ内の信号配線を最適化し、高転送レートでかつ低レイテンシを実現することが可能となる。しかも、長距離配線にて信号を伝達することにより発生するジッタをトライステート回路にてパルス発生回路により生成した制御信号のジッタに変換し、低減する。更に、パルス発生回路により発生する制御信号のパルス幅を調整することが可能となる。そのため、微細プロセスにおいても更に高転送レートでかつ低レイテンシを実現することが可能となる。
に、上記リードデータの調整回路及び上記ライトデータの調整回路は、前記機能ブロック内又は前記機能ブロックに接する位置に配置されるという態様を採用する。
この構成によれば、チップ内の信号配線を更に最適化し、高転送レートでかつ低レイテンシを実現することが可能となる。
以上のように本発明によれば、長距離配線にて信号を伝達することにより発生するジッタをトライステート回路にてパルス発生回路により生成した制御信号のジッタに変換し、低減する。そのため、微細プロセスにおいても高転送レートでかつ低レイテンシを実現することが可能となる。
本発明の実施の形態1における半導体集積回路を示すブロック図である。 本発明の実施の形態1におけるパルス発生回路を示す回路図である。 本発明の実施の形態1における半導体集積回路の動作を示す波形図である。 本発明の実施の形態2における半導体集積回路を示すブロック図である。 本発明の実施の形態2におけるパルス発生回路を示す回路図である。 本発明の実施の形態3における半導体集積回路を示すブロック図である。 本発明の実施の形態4における半導体集積回路を示すブロック図である。 本発明の実施の形態4における半導体集積回路を示すレイアウトイメージ図である。 本発明の実施の形態4における長距離配線の断面図である。 本発明の実施の形態4における半導体集積回路を示す電源配線図である。 本発明に係る半導体集積回路を備えた通信装置の一例である携帯電話の概観を示す図である。 図11の携帯電話の構成を示すブロック図である。 本発明に係る半導体集積回路を備えた情報再生装置の一例である光ディスク装置の概観を示す図である。 図13の光ディスク装置の構成を示すブロック図である。 本発明に係る半導体集積回路を備えた画像表示装置の一例であるテレビジョン受像機の概観を示す図である。 図15のテレビジョン受像機の構成を示すブロック図である。 本発明に係る半導体集積回路を備えた電子装置の一例であるデジタルカメラの概観を示す図である。 図17のデジタルカメラの構成を示すブロック図である。 本発明に係る半導体集積回路を備えた移動体装置の一例である自動車の概観を示す図である。 図19の自動車における電子制御装置及びナビゲーション装置の構成を示すブロック図である。 従来例におけるダブルエッジトリガ型ラッチの一例を示す図である。 従来例におけるレベルトリガ型ラッチの一例を示す図である。 (a)及び(b)は本発明の実施の形態1におけるデータ信号及びクロック信号のジッタのシミュレーション結果を示す図である。
以下、本発明に係る半導体集積回路の実施の形態を図面に基づいて詳細に説明する。
《実施の形態1》
図1に示すように、実施の形態1に係る半導体集積回路は、送信回路101と、受信回路102と、調整回路110と、データ信号DA[1],DA[2],DA[3],・・・,DA[N]と、データ信号DB[1],DB[2],DB[3],・・・,DB[N]と、クロック信号CKAと、クロック信号CKBとを具備している(Nは1以上の自然数)。なお、データ信号、クロック信号の個数は任意である。
データ信号DA[1],DA[2],DA[3],・・・,DA[N]とクロック信号CKAとは、ソースシンクロナス構成をとるため、物理配置にて併走するように配置される。また、データ信号DA[1],DA[2],DA[3],・・・,DA[N]とクロック信号CKAとは、チップ内をリピータなしでmm単位の長距離を転送するため、損失を小さくするため低抵抗である配線を用いる。そのため、データ信号DA[1],DA[2],DA[3],・・・,DA[N]とクロック信号CKAとは、通常ブロック間配線に用いるチップ内の上層配線を用いて、配線する。データ信号DB[1],DB[2],DB[3],・・・,DB[N]とクロック信号CKBも同様である。
送信回路101は、データ信号の出力DO[1],DO[2],DO[3],・・・,DO[N](Nは1以上の自然数)よりデータ信号DA[1],DA[2],DA[3],・・・,DA[N]にデータを伝達し、クロック信号の出力CKOよりクロック信号CKAにクロックを伝達する。
調整回路110は、トライステート回路110a,110b,110c,・・・,110nと、パルス発生回路111と、インバータ回路112とを具備し、データ信号DA[1],DA[2],DA[3],・・・,DA[N]とクロック信号CKAとを入力し、データ信号DB[1],DB[2],DB[3],・・・,DB[N]とクロック信号CKBとを出力する。インバータ回路112は、クロック信号CKAを入力し、クロック信号CKBを出力する。パルス発生回路111は、インバータ回路112の出力信号を入力し、制御信号ENP,ENNを出力する。トライステート回路110a,110b,110c,・・・,110nは、データ信号DA[1],DA[2],DA[3],・・・,DA[N]をそれぞれ入力し、また、制御信号ENP,ENNを共通に入力し、データ信号DB[1],DB[2],DB[3],・・・,DB[N]をそれぞれ出力する。
受信回路102は、データ信号DB[1],DB[2],DB[3],・・・,DB[N]をそれぞれ入力端子DI[1],DI[2],DI[3],・・・,DI[N](Nは1以上の自然数)にて、クロック信号CKBを入力端子CKIにてそれぞれ受信する。
図2に、パルス発生回路111の一例を示す。入力信号CKは、インバータ201,202とNOR回路204とに入力する。インバータ201の出力は、インバータ203とNOR回路205とに入力する。インバータ202の出力は、NOR回路204の他方の入力に入力する。インバータ203の出力は、NOR回路205の他方の入力に入力する。NOR回路204の出力は、NOR回路206に入力する。NOR回路205の出力は、NOR回路206の他方の入力に入力する。NOR回路206の出力は、出力EPとなるとともにインバータ207に入力する。インバータ207の出力は、出力ENとなる。
図3に、調整回路110における波形図を示す。データ信号DA[1−N]の波形は、トライステート回路110a,110b,110c,・・・,110nの入力を全て重ねて図示したものである。これを見ると、データの変化点においてデータ確定までいくらかの時間(ジッタ)を必要としている。それは、データのシンボル間干渉(ISI)、クロストーク、送信回路101の電圧変化、配線のインピーダンスのランダムばらつき、送信回路101のトランジスタのランダムばらつき等による、データ遅延の変化により発生する。
クロック信号CKAの波形は、本来であれば、データの変化点にてクロックの立ち上がりエッジが発生するように生成するのであるが、図3ではデータ信号DA[1−N]と同じ転送レートにて転送している。このようにデータとクロックとの転送レートを同一にすることにより、配線の特性インピーダンスによって決定する最大転送レートに対して、クロックがボトルネックとなることを回避している。
図2に示す回路構成により、図3に示すようにクロック信号CKAの立ち上がり及び立ち下がりエッジに対応して、制御信号ENPに関してはL側への、制御信号ENNに関してはH側へのそれぞれパルスを発生させる。
以上の構成をとることにより、長距離配線にて信号を伝達することにより発生するジッタをトライステート回路110a〜110nにてパルス発生回路111により生成した制御信号ENP,ENNのジッタに変換し、低減する。そのため、微細プロセスにおいても高転送レートでかつ低レイテンシを実現することが可能となる。
なお、本実施の形態では、調整回路110を1つ用いた例にて説明を行ったが、データ転送に必要な配線長により調整回路を複数個用いた例においても同様な効果を得られることは明確である。また、調整回路110ではトライステート回路1段の例を示したが、トライステート回路110a〜110nの後段にインバータを配置することにより回路を構成してもよい。ただし、図1ではトライステート回路110a〜110nをトライステートインバータにて構成しているため、受信回路102にて論理を反転させる必要がある。
図23(a)及び図23(b)に、データ信号及びクロック信号のジッタのシミュレーション結果を示す。このシミュレーションでは、転送レートを2Gbps、長距離配線の配線長を3mm、電源電圧を1.2V、出力インピーダンスを250Ωとし、Wエレメントの各パラメータを、
Lo=4e−07,Co=2e−10,Ro=5e+04,Go=0,
Rs=0.1,Gd=1e−10
のように設定した。
図23(a)に示したようにデータ信号のジッタは25.5psであり、また、図23(b)に示したようにクロック信号のジッタは0.4psである。制御信号のジッタはクロック信号のジッタを元に決定するため、本実施の形態では、データ信号のジッタを25.5psから0.4psに変換し、21.1ps低減することが可能となる。
《実施の形態2》
図4に示すように、実施の形態2に係る半導体集積回路は、送信回路301と、受信回路302と、調整回路310と、検知回路303と、制御回路304と、データ信号DA[1],DA[2],DA[3],・・・,DA[N]と、データ信号DB[1],DB[2],DB[3],・・・,DB[N]と、クロック信号CKAと、クロック信号CKBとを具備している(Nは1以上の自然数)。なお、データ信号、クロック信号の個数は任意である。
データ信号DA[1],DA[2],DA[3],・・・,DA[N]とクロック信号CKAとは、ソースシンクロナス構成をとるため、物理配置にて併走するように配置される。また、データ信号DA[1],DA[2],DA[3],・・・,DA[N]とクロック信号CKAとは、チップ内をリピータなしでmm単位の長距離を転送するため、損失を小さくするため低抵抗である配線を用いる。そのため、データ信号DA[1],DA[2],DA[3],・・・,DA[N]とクロック信号CKAとは、通常ブロック間配線に用いるチップ内の上層配線を用いて、配線する。データ信号DB[1],DB[2],DB[3],・・・,DB[N]とクロック信号CKBも同様である。
送信回路301は、データ信号の出力DO[1],DO[2],DO[3],・・・,DO[N](Nは1以上の自然数)よりデータ信号DA[1],DA[2],DA[3],・・・,DA[N]にデータを伝達し、クロック信号の出力CKOよりクロック信号CKAにクロックを伝達する。
調整回路310は、トライステート回路310a,310b,310c,・・・,310nと、パルス発生回路311と、インバータ回路312とを具備し、データ信号DA[1],DA[2],DA[3],・・・,DA[N]とクロック信号CKAとを入力し、データ信号DB[1],DB[2],DB[3],・・・,DB[N]とクロック信号CKBとを出力する。インバータ回路312は、クロック信号CKAを入力し、クロック信号CKBを出力する。パルス発生回路311は、インバータ回路312の出力信号を入力し、制御信号ENP,ENNを出力する。
検知回路303は、チップ内の温度、電源電圧、モニタ回路の電流量、レプリカ回路の遅延時間等の変化を検知する。制御回路304は、検知回路303にて検知された信号を入力し、パルス発生回路311にパルス幅調整信号CNTを出力する。
トライステート回路310a,310b,310c,・・・,310nは、データ信号DA[1],DA[2],DA[3],・・・,DA[N]をそれぞれ入力し、また、制御信号ENP,ENNを共通に入力し、データ信号DB[1],DB[2],DB[3],・・・,DB[N]をそれぞれ出力する。
受信回路302は、データ信号DB[1],DB[2],DB[3],・・・,DB[N]をそれぞれ入力端子DI[1],DI[2],DI[3],・・・,DI[N](Nは1以上の自然数)にて、クロック信号CKBを入力端子CKIにてそれぞれ受信する。
図5に、パルス発生回路311の一例を示す。入力信号CKは、インバータ401と遅延調整回路402とNOR回路404とに入力する。インバータ401の出力は、遅延調整回路403とNOR回路405とに入力する。遅延調整回路402,403は、パルス幅調整信号CNTにより入力信号を出力信号に伝達する遅延時間を変動させる。例えば、遅延調整回路402,403は、パルス幅調整信号CNTにより電源電圧や基板電圧を変化させることにより、遅延を調整する。
遅延調整回路402の出力は、NOR回路404の他方の入力に入力する。遅延調整回路403の出力は、NOR回路405の他方の入力に入力する。NOR回路404の出力は、NOR回路406に入力する。NOR回路405の出力は、NOR回路406の他方の入力に入力する。NOR回路406の出力は、出力EPとなるとともにインバータ407に入力する。インバータ407の出力は、出力ENとなる。
パルス幅はトライステート回路310a〜310nをスイッチングするだけの時間を確保するように広げる必要があるが、ハルス幅を広げすぎるとジッタ部分もトライステート回路310a〜310nにて通過させてしまい、ジッタを削減することができない。すなわち、転送レートを上げることができなくなる。
図5に示す回路構成によれば、クロック信号の立ち上がり及び立ち下がりエッジに対応して、制御信号ENPに関してはL側への、制御信号ENNに関してはH側へのそれぞれパルスを発生させる。更に、パルス幅調整信号CNTにより、パルス幅を調整することが可能となる。
以上の構成をとることにより、長距離配線にて信号を伝達することにより発生するジッタをトライステート回路310a〜310nにてパルス発生回路311により生成した制御信号ENP,ENNのジッタに変換し、低減する。そのため、微細プロセスにおいても更に高転送レートでかつ低レイテンシを実現することが可能となる。
なお、本実施の形態では、調整回路310を1つ用いた例にて説明を行ったが、データ転送に必要な配線長により調整回路を複数個用いた例においても同様な効果を得られることは明確である。また、調整回路310ではトライステート回路1段の例を示したが、トライステート回路310a〜310nの後段にインバータを配置することにより回路を構成してもよい。ただし、図4ではトライステート回路310a〜310nをトライステートインバータにて構成しているため、受信回路302にて論理を反転させる必要がある。
《実施の形態3》
図6に示すように、実施の形態3に係る半導体集積回路500は、メモリインターフェースブロック502と、機能ブロック503と、調整回路510,520と、検知回路504と、制御回路505と、テスト回路506と、データ信号DA[1],・・・,DA[N]と、データ信号DB[1],・・・,DB[N]と、データ信号DC[1],・・・,DC[N]と、データ信号DD[1],・・・,DD[N]と、クロック信号CKAと、クロック信号CKBと、クロック信号CKCと、クロック信号CKDとを具備し、外部メモリ501とデータ信号及びアドレス等の制御信号を入出力する(Nは1以上の自然数)。なお、データ信号、クロック信号の個数は任意である。
メモリインターフェースブロック502は、外部メモリ501のリードデータをデータ出力DO[1],・・・,DO[N]よりデータ信号DA[1],・・・,DA[N]に伝達し、クロック信号の出力CKOよりクロック信号CKAにクロックを伝達する。
調整回路510は、トライステート回路510a,・・・,510nと、パルス発生回路511と、インバータ回路512とを具備し、データ信号DA[1],・・・,DA[N]とクロック信号CKAとを入力し、データ信号DB[1],・・・,DB[N]とクロック信号CKBとを出力する。インバータ回路512は、クロック信号CKAを入力し、クロック信号CKBを出力する。パルス発生回路511は、インバータ回路512の出力信号を入力し、制御信号ENAP,ENANを出力する。
検知回路504は、チップ内の温度、電源電圧、モニタ回路の電流量、レプリカ回路の遅延時間等の変化を検知する。制御回路505は、検知回路504にて検知された信号を入力し、パルス発生回路511にパルス幅調整信号CNTAを出力する。更に、テストシーケンス信号をメモリインターフェースブロック502と機能ブロック503とに出力する。
トライステート回路510a,・・・,510nは、データ信号DA[1],・・・,DA[N]をそれぞれ入力し、また、制御信号ENAP,ENANを共通に入力し、データ信号DB[1],・・・,DB[N]をそれぞれ出力する。
機能ブロック503は、データ信号DB[1],・・・,DB[N]をそれぞれ入力端子DI[1],・・・,DI[N]にて、クロック信号CKBを入力端子CKIにてそれぞれ受信し、機能ブロック503のライトデータをデータ出力DO[1],・・・,DO[N]よりデータ信号DC[1],・・・,DC[N]に伝達し、クロック信号の出力CKOよりクロック信号CKCにクロックを伝達する。
調整回路520は、トライステート回路520a,・・・,520nと、パルス発生回路521と、インバータ回路522とを具備し、データ信号DC[1],・・・,DC[N]とクロック信号CKCとを入力し、データ信号DD[1],・・・,DD[N]とクロック信号CKDとを出力する。インバータ回路522は、クロック信号CKCを入力し、クロック信号CKDを出力し、メモリインターフェースブロック502の入力端子CKIに伝達する。パルス発生回路521は、インバータ回路522の出力信号を入力し、制御信号ENBP,ENBNを出力する。
トライステート回路520a,・・・,520nは、データ信号DC[1],・・・,DC[N]をそれぞれ入力し、また、制御信号ENBP,ENBNを共通に入力し、データ信号DD[1],・・・,DD[N]をそれぞれ出力し、メモリインターフェースブロック502の入力端子DI[1],・・・,DI[N]に伝達する。
制御回路505は、検知回路504にて検知された信号を入力し、パルス発生回路521にパルス幅調整信号CNTBを更に出力する。
テスト回路506は、制御回路505の制御信号を受けメモリインターフェースブロック502にテスト信号を出力し、機能ブロック503よりテスト信号を入力する。更に、出力したテスト信号と入力したテスト信号とを比較し、その比較結果を制御回路505に入力する。
次に、テスト回路506を用いてパルス幅を決定する方法について説明する。まず、外部メモリ501がDRAMの場合、DRAMリフレッシュ期間にて、また、検知回路504にてチップ内の温度、電源電圧、モニタ回路の電流量、レプリカ回路の遅延時間等の変化が一定値以上にて、制御回路505にてテストシーケンス信号をオンする。更に、外部メモリ501よりリードデータを読み出している間、ライトデータ側をテストし、外部メモリ501にライトデータを書き込んでいる間、リードデータ側をテストする方法を用いてもよい。
リードデータ側のテストシーケンス信号がオンとなった場合、テストデータをテスト回路506からメモリインターフェースブロック502、調整回路510、機能ブロック503を通じて、テスト回路506に伝達する。テスト回路506では、出力したテストデータと入力したテストデータとを比較して制御回路505のパルス幅調整信号CNTAを設定する。このパルス幅調整信号CNTAを用いてパルス発生回路511のパルス幅及びパルスの立ち上がりエッジの遅延時間を調整する。
更に、ライトデータ側のテストシーケンス信号がオンとなった場合、テストデータをテスト回路506から機能ブロック503、調整回路520、メモリインターフェースブロック502を通じて、テスト回路506に伝達する。テスト回路506では、出力したテストデータと入力したテストデータとを比較して制御回路505のパルス幅調整信号CNTBを設定する。このパルス幅調整信号CNTBを用いてパルス発生回路521のパルス幅及びパルスの立ち上がりエッジの遅延時間を調整する。
以上の方法をとることにより、半導体集積回路500にて長距離配線にて信号を伝達することにより発生するジッタをトライステート回路510a〜510n,520a〜520nにてパルス発生回路511,521により生成した制御信号のジッタに変換し、低減する。そのため、微細プロセスにおいても更に高転送レートでかつ低レイテンシを実現することが可能となる。
なお、図6ではトライステート回路510a〜510n,520a〜520nをトライステートインバータにて構成しているため、機能ブロック503にてリードデータを受信する場合、論理を反転させ、ライトデータを出力する場合、論理を反転して出力する等の対応が必要である。
《実施の形態4》
図7に、実施の形態4に係る半導体集積回路のブロック図を示す。図7の半導体集積回路は、メモリインターフェースブロック703と、機能ブロック719,729,739と、調整回路710,720,730と、制御回路ブロック705とを具備する。
調整回路710は、トライステート回路711a,・・・,711nと、パルス発生回路712と、インバータ回路713と、セレクタ回路714と、トライステート回路715a,・・・,715nと、パルス発生回路716と、インバータ回路717とを具備し、リードデータはメモリインターフェースブロック703より入力し機能ブロック719及び調整回路720に出力し、ライトデータは機能ブロック719及び調整回路720より入力し、制御回路ブロック705から入力する制御信号705aにて選択された信号をメモリインターフェースブロック703に出力する。インバータ回路713は、調整回路720からのクロック信号を入力し、セレクタ回路714及びパルス発生回路712に出力する。パルス発生回路712は、インバータ回路713の出力信号及び制御回路ブロック705より入力する制御信号705aを入力し、トライステート回路711a,・・・,711nの制御信号を出力する。パルス発生回路712は、制御信号705aにてオンとなるように制御された場合、トライステート回路711a,・・・,711nにパルス状の制御信号を出力し、制御信号705aにてオフとなるように制御された場合、トライステート回路711a,・・・,711nがオフ状態を保つ制御信号を出力する。セレクタ回路714は、インバータ回路713の出力信号と機能ブロック719のクロック信号と制御信号705aとを入力し、メモリインターフェースブロック703に出力する。このセレクタ回路714は、制御信号705aにてパルス発生回路712がオンとなるように制御された場合、インバータ回路713の出力信号を選択し、制御信号705aにてオフとなるように制御された場合、機能ブロック719のクロック信号を選択し、メモリインターフェースブロック703に出力する。インバータ回路717は、メモリインターフェースブロック703からのクロック信号を入力し、調整回路720及び機能ブロック719に出力する。パルス発生回路716は、インバータ回路717の出力信号を入力し、トライステート回路715a,・・・,715nの制御信号を出力する。
機能ブロック719は、トライステート回路715a,・・・,715nの出力信号とインバータ回路717の出力信号と制御信号705aとを入力し、トライステート回路711a,・・・,711nの出力信号にデータ信号を、セレクタ回路714の入力信号にクロック信号をそれぞれ出力する。機能ブロック719は、制御信号705aにてパルス発生回路712がオンとなるように制御された場合、データを出力しない状態とし、制御信号705aにてパルス発生回路712がオフとなるように制御された場合、トライステート回路711a,・・・,711nの出力信号にデータ信号を出力する。また、機能ブロック719から出力するデータ信号は、機能ブロック719から出力するクロック信号に同期した信号であり、ソースシンクロナス構成をとるため、機能ブロック719から出力するクロック信号と物理配置にて併走するように配置される。
調整回路720は、トライステート回路721a,・・・,721nと、パルス発生回路722と、インバータ回路723と、セレクタ回路724と、トライステート回路725a,・・・,725nと、パルス発生回路726と、インバータ回路727とを具備し、リードデータは調整回路710より入力し機能ブロック729及び調整回路730に出力し、ライトデータは機能ブロック729及び調整回路730より入力し、制御回路ブロック705から入力する制御信号705bにて選択された信号を調整回路710に出力する。インバータ回路723は、調整回路730からのクロック信号を入力し、セレクタ回路724及びパルス発生回路722に出力する。パルス発生回路722は、インバータ回路723の出力信号及び制御回路ブロック705より入力する制御信号705bを入力し、トライステート回路721a,・・・,721nの制御信号を出力する。パルス発生回路722は、制御信号705bにてオンとなるように制御された場合、トライステート回路721a,・・・,721nにパルス状の制御信号を出力し、制御信号705bにてオフとなるように制御された場合、トライステート回路721a,・・・,721nがオフ状態を保つ制御信号を出力する。セレクタ回路724は、インバータ回路723の出力信号と機能ブロック729のクロック信号と制御信号705bとを入力し、調整回路710に出力する。このセレクタ回路724は、制御信号705bにてパルス発生回路722がオンとなるように制御された場合、インバータ回路723の出力信号を選択し、制御信号705bにてオフとなるように制御された場合、機能ブロック729のクロック信号を選択し、調整回路710に出力する。インバータ回路727は、調整回路710からのクロック信号を入力し、調整回路730及び機能ブロック729に出力する。パルス発生回路726は、インバータ回路727の出力信号を入力し、トライステート回路725a,・・・,725nの制御信号を出力する。
機能ブロック729は、トライステート回路725a,・・・,725nの出力信号とインバータ回路727の出力信号と制御信号705bとを入力し、トライステート回路721a,・・・,721nの出力信号にデータ信号を、セレクタ回路724の入力信号にクロック信号をそれぞれ出力する。機能ブロック729は、制御信号705bにてパルス発生回路722がオンとなるように制御された場合、データを出力しない状態とし、制御信号705bにてパルス発生回路722がオフとなるように制御された場合、トライステート回路721a,・・・,721nの出力信号にデータ信号を出力する。また、機能ブロック729から出力するデータ信号は、機能ブロック729から出力するクロック信号に同期した信号であり、ソースシンクロナス構成をとるため、機能ブロック729から出力するクロック信号と物理配置にて併走するように配置される。
調整回路730は、トライステート回路735a,・・・,735nと、パルス発生回路736と、インバータ回路737とを具備し、リードデータは調整回路720より入力し機能ブロック739に出力し、ライトデータは機能ブロック739より入力しデータ信号750a,・・・,750n及びクロック信号750に出力する。インバータ回路737は、調整回路720からのクロック信号を入力し、機能ブロック739に出力する。パルス発生回路736は、インバータ回路737の出力信号を入力し、トライステート回路735a,・・・,735nの制御信号を出力する。
機能ブロック739は、トライステート回路735a,・・・,735nの出力信号及びインバータ回路737の出力信号を入力し、データ信号750a,・・・,750nにデータ信号を、クロック信号750にクロック信号をそれぞれ出力する。また、機能ブロック739から出力するデータ信号は、機能ブロック739から出力するクロック信号に同期した信号であり、ソースシンクロナス構成をとるため、機能ブロック739から出力するクロック信号と物理配置にて併走するように配置される。
なお、本構成では、データ信号をトライステート回路にて選択する方式を、クロック信号をセレクタ回路にて選択する方式をそれぞれ用いたが、データ信号の選択にセレクタ回路を、クロック信号の選択にトライステート回路をそれぞれ用いても同様の効果が得られる。
図8に、実施の形態4に係る半導体集積回路801のレイアウトイメージを示す。図8の半導体集積回路801は、メモリインターフェースブロック803と、機能ブロック819,829,839,849,859,869と、長距離信号871,872,873,874,875と、調整回路810,820,830,840,850,860とを具備し、外部メモリ802とデータ信号及びアドレス等の制御信号を入出力する。
メモリインターフェースブロック803は、外部メモリ802のリードデータ信号及びリードのクロック信号を調整回路810に出力し、外部メモリ802のライトデータ信号及びライトのクロック信号を調整回路810より入力する。調整回路810は、長距離信号871にて、リードデータ信号及びリードのクロック信号を調整回路820及び機能ブロック819に出力し、ライトデータ信号及びライトのクロック信号を調整回路820及び機能ブロック819より入力する。調整回路820は、長距離信号872にて、リードデータ信号及びリードのクロック信号を調整回路830及び機能ブロック829に出力し、ライトデータ信号及びライトのクロック信号を調整回路830及び機能ブロック829より入力する。調整回路830は、長距離信号873にて、リードデータ信号及びリードのクロック信号を調整回路840及び機能ブロック839に出力し、ライトデータ信号及びライトのクロック信号を調整回路840及び機能ブロック839より入力する。調整回路840は、長距離信号874にて、リードデータ信号及びリードのクロック信号を調整回路850及び機能ブロック849に出力し、ライトデータ信号及びライトのクロック信号を調整回路850及び機能ブロック849より入力する。調整回路850は、長距離信号875にて、リードデータ信号及びリードのクロック信号を調整回路860及び機能ブロック859に出力し、ライトデータ信号及びライトのクロック信号を調整回路860及び機能ブロック859より入力する。調整回路860は、リードデータ信号及びリードのクロック信号を機能ブロック869に出力し、ライトデータ信号及びライトのクロック信号を機能ブロック869より入力する。
図9は、長距離配線を配線長方向より見た断面図であり、図8中の長距離信号871,872,873,874,875のレイアウトの一例を示す。これらの長距離信号は、複数のリードデータ信号RDと、リードのクロック信号CKRと、複数のライトデータ信号WDと、ライトのクロック信号CKWとで構成される。また、リードデータ信号RD及びライトデータ信号WDは配線(S)のインピーダンスを均一化し、クロストークの影響を除去するため、両サイドに電源又はグランド(G)にてシールドを行う。
図9では、リードデータ信号RD及びライトデータ信号WDを各々4ビットにて構成した例を示す。しかも、グランド(G)にてシールドを行った例を示す。リードデータ信号RDは、リードのクロック信号CKRの両サイドにビット数の半分ずつ配置する。すなわち、RD[1]、RD[2]、CKR、RD[3]、RD[4]のように配置する。ライトデータ信号WDは、ライトのクロック信号CKWの両サイドにビット数の半分ずつ配置する。すなわち、WD[1]、WD[2]、CKW、WD[3]、WD[4]のように配置する。もちろん、ビット順は反対のRD[4]、RD[3]、CKR、RD[2]、RD[1]といったものでもよい。
本レイアウト構造をとることにより、パルス発生回路をデータ信号の中心に配置し、配線の直交方向にパルス信号を配線することが可能となり、更に、長距離信号871,872,873,874,875は、全て同じビット順にレイアウトすることにより、ビットスキューを調整しやすくできる。
図10に、上記長距離信号に対する電源配線のレイアウトの一例を示す。半導体集積回路901にて、横方向配線902a,902bは最上層の電源又はグランド配線である。長距離信号は、横方向配線902a,902bの1層下のレイヤを用いて配線する。横方向配線902a,902bと直交して配線されている長距離信号は、どのビットにおいても全て電源配線との特性インピーダンスは一定である。しかし、横方向配線902a,902bと平行に配線されている長距離配線は、横方向配線902bのように配置した場合、電源配線との間の特性インピーダンスはビットごとにばらつきが生じてしまう。長距離配線上に電源があるかないかという状況が発生してしまうからである。そのため、横方向配線902a,902bと平行に配線されている長距離配線は、縦方向配線903のように電源を配置する必要がある。更に、長距離配線が折れ曲がっている部分は、長距離配線に常に垂直に電源配線が配置されるよう電源904,905のように配線する。
このように電源配線を行うことにより、長距離配線は、ビットごとの電源配線との特性インピーダンスのばらつきが発生しない。
《実施の形態5》
実施の形態5では、上記の半導体集積回路(実施の形態3〜4のいずれの半導体集積回路でもよい)の応用例を説明する。
〈応用例1〉
図11は、本発明に係る半導体集積回路を備えた通信装置の一例である携帯電話の概観を示す。図11の携帯電話2501は、ベースバンドLSI2502及びアプリケーションLSI2503を備えている。ベースバンドLSI2502及びアプリケーションLSI2503内部の各回路ブロックは、高周波送受信インターフェース部、外部入出力インターフェース部を介して無線信号又は有線信号を受信又は送信する。なお、携帯電話2501が備えている半導体集積回路であってベースバンドLSI2502及びアプリケーションLSI2503以外のものについても、当該半導体集積回路が備える論理回路を本発明に係る半導体集積回路とすることによって、前記と同様の効果を得ることができる。
図12は、本発明と携帯電話との関係を示したブロック図である。図12のブロックについては名称を図中に付するがその詳細説明は省略する。
ベースバンドLSI2502はこの通信装置における基本的な構成要素の回路ブロックであり、アプリケーションLSI2503はこの通信装置におけるアプリケーション的な構成要素の回路ブロックを有する。
詳細を説明すると、ベースバンドLSI2502は、LSI外部より信号を受信するメモリインターフェースブロック2502aと、メモリインターフェースブロック2502aよりデータを受信する調整回路2502bと、調整回路2502bよりデータを受信する機能ブロック2502cと、機能ブロック2502cよりデータを受信する調整回路2502dとを有する。メモリインターフェースブロック2502a及び調整回路2502b,2502dは、実施の形態3〜4にて説明したメモリインターフェースブロック及び調整回路である。
アプリケーションLSI2503は、LSI外部より信号を受信するメモリインターフェースブロック2503aと、メモリインターフェースブロック2503aよりデータを受信する調整回路2503bと、調整回路2503bよりデータを受信する機能ブロック2503cと、機能ブロック2503cよりデータを受信する調整回路2503dとを有する。メモリインターフェースブロック2503a及び調整回路2503b,2503dは、実施の形態3〜4にて説明したメモリインターフェースブロック及び調整回路である。
この構成により、ベースバンドLSI2502及びアプリケーションLSI2503は、LSI外部とLSI内部の機能ブロック間の通信を高速に実行することが可能となる。
2504はアンテナ、2505は高周波送受信インターフェース部、2506は外部入出力インターフェース部、2507はマイク、スピーカ、キーボード、ディスプレイ、カメラ、メモリカードからなる機能部、2508はメモリ、2509はその他のLSI、2510はメモリである。
前記ベースバンドLSI2502及びアプリケーションLSI2503内部の各回路ブロックは、高周波送受信インターフェース部2505、外部入出力インターフェース部2506を介して無線信号又は有線信号を受信又は送信する。
なお、図12は本発明と通信装置との関係を一例として示したものであり、携帯電話2501内の機能はこれに限ったものではなく、システム上問題が無ければ機能の追加及び構成を変えてもよい。また、各LSIに含まれる機能も集積化が可能な限り変更は自由である。
また、本発明に係る半導体集積回路を備えた通信装置は、携帯電話に限定されるべきではなく、これ以外にも、例えば、通信システムにおける送信機・受信機やデータ伝送を行うモデム装置等を含むものである。すなわち、本発明によって、有線・無線や光通信・電気通信の別を問わず、また、デジタル方式・アナログ方式の別を問わず、あらゆる通信装置についてLSI外部とLSI内部の機能ブロック間の通信を高速に実行する効果を得ることができる。
〈応用例2〉
図13は、本発明に係る半導体集積回路を備えた情報再生装置の一例である光ディスク装置の概観を示す。図13の光ディスク装置2701は、図示略の光ディスクから読み取った信号を処理するメディア信号処理LSI2702と、その信号の誤り訂正や光ピックアップのサーボ制御を行う誤り訂正・サーボ処理LSI2703とを備えている。メディア信号処理LSI2702及び誤り訂正・サーボ処理LSI2703は、本発明に係る半導体集積回路である。
図14は、本発明と光ディスク装置との関係を示したブロック図である。図14のブロックについては名称を図中に付するのみにとどめその詳細説明は省略する。
メディア信号処理LSI2702はこの装置におけるメディア信号の処理の基本的な構成要素の回路ブロックを有し、誤り訂正・サーボ処理LSI2703はこの装置における誤り訂正・サーボ処理を行う回路ブロックを有する。
詳細を説明すると、メディア信号処理LSI2702は、LSI外部より信号を受信するメモリインターフェースブロック2702aと、メモリインターフェースブロック2702aよりデータを受信する調整回路2702bと、調整回路2702bよりデータを受信する機能ブロック2702cと、機能ブロック2702cよりデータを受信する調整回路2702dとを有する。メモリインターフェースブロック2702a及び調整回路2702b,2702dは、実施の形態3〜4にて説明したメモリインターフェースブロック及び調整回路である。
誤り訂正・サーボ処理LSI2703は、LSI外部より信号を受信するメモリインターフェースブロック2703aと、メモリインターフェースブロック2703aよりデータを受信する調整回路2703bと、調整回路2703bよりデータを受信する機能ブロック2703cと、機能ブロック2703cよりデータを受信する調整回路2703dとを有する。メモリインターフェースブロック2703a及び調整回路2703b,2703dは、実施の形態3〜4にて説明したメモリインターフェースブロック及び調整回路である。
この構成により、メディア信号処理LSI2702及び誤り訂正・サーボ処理LSI2703は、LSI外部とLSI内部の機能ブロック間の通信を高速に実行することが可能となる。
2704はアンテナ、2705はチューナ部、2706は外部入出力インターフェース部、2707はビデオ入力、ビデオ出力、音声入力、音声出力、ディスプレイ、メモリカード、赤外線、ボタンからなる機能部、2708はメモリ、2709はその他のLSI、2710は光ピックアップ部、2711はDVDやCD部、2712はモータ部、2713はメモリである。
なお、図14は本発明と光ディスク装置との関係を一例として示したものであり、光ディスク装置2701内の機能はこれに限ったものではなく、システム上問題が無ければ機能の追加及び構成を変えてもよい。また、各LSIに含まれる機能も集積化が可能な限り変更は自由である。
また、本発明に係る半導体集積回路を備えた情報再生装置は、光ディスク装置に限定されるべきではなく、これ以外にも、例えば、磁気ディスクを内蔵した画像録画再生装置や半導体メモリを媒体とした情報記録再生装置等を含むものである。すなわち、本発明によって、情報が記録されたメディアの別を問わず、あらゆる情報再生装置(情報記録機能を含んでいてもよい)についてLSI外部とLSI内部の機能ブロック間の通信を高速に実行する効果を得ることができる。
〈応用例3〉
図15は、本発明に係る半導体集積回路を備えた画像表示装置の一例であるテレビジョン受像機の概観を示す。図15のテレビジョン受像機2901は、画像信号や音声信号を処理する画像・音声処理LSI2902と、表示画面やスピーカ等のデバイスを制御するディスプレイ・音源制御LSI2903とを備えている。画像・音声処理LSI2902及びディスプレイ・音源制御LSI2903は、本発明に係る半導体集積回路である。
図16は、本発明とテレビジョン受像機との関係を示したブロック図である。図16のブロックについては名称を図中に付するのみにとどめその詳細説明は省略する。
画像・音声処理LSI2902はこの装置において画像・音声の処理を行う構成要素の回路ブロックであり、ディスプレイ・音源制御LSI2903はこの装置におけるディスプレイや音源の制御を行う構成要素の回路ブロックを有する。
詳細を説明すると、画像・音声処理LSI2902は、LSI外部より信号を受信するメモリインターフェースブロック2902aと、メモリインターフェースブロック2902aよりデータを受信する調整回路2902bと、調整回路2902bよりデータを受信する機能ブロック2902cと、機能ブロック2902cよりデータを受信する調整回路2902dとを有する。メモリインターフェースブロック2902a及び調整回路2902b,2902dは、実施の形態3〜4にて説明したメモリインターフェースブロック及び調整回路である。
ディスプレイ・音源制御LSI2903は、LSI外部より信号を受信するメモリインターフェースブロック2903aと、メモリインターフェースブロック2903aよりデータを受信する調整回路2903bと、調整回路2903bよりデータを受信する機能ブロック2903cと、機能ブロック2903cよりデータを受信する調整回路2903dとを有する。メモリインターフェースブロック2903a及び調整回路2903b,2903dは、実施の形態3〜4にて説明したメモリインターフェースブロック及び調整回路である。
この構成により、画像・音声処理LSI2902及びディスプレイ・音源制御LSI2903は、LSI外部とLSI内部の機能ブロック間の通信を高速に実行することが可能となる。
2904aは衛星アンテナ、2904bは地上波アンテナ、2904cはケーブル、2905はネットワークインターフェース部、2906は外部入出力インターフェース部、2907はビデオ入力、ビデオ出力、音声入力、音声出力、ディスプレイ、メモリカード、赤外線、ボタン、スピーカからなる機能部、2908はメモリ、2909はその他のLSI、2910はメモリである。
なお、図16は本発明と情報再生装置との関係を一例として示したものであり、テレビジョン受像機2901内の機能はこれに限ったものではなく、システム上問題が無ければ機能の追加及び構成を変えてもよい。また、各LSIに含まれる機能も集積化が可能な限り変更は自由である。
また、本発明に係る半導体集積回路を備えた画像表示装置は、テレビジョン受像機に限定されるべきではなく、これ以外にも、例えば、電気通信回線を通じて配信されるストリーミングデータを表示する装置をも含むものである。すなわち、本発明によって、情報の伝送方法の別を問わず、あらゆる画像表示装置についてLSI外部とLSI内部の機能ブロック間の通信を高速に実行する効果を得ることができる。
〈応用例4〉
図17は、本発明に係る半導体集積回路を備えた電子装置の一例であるデジタルカメラの概観を示す。図17のデジタルカメラ3101は、本発明に係る半導体集積回路である信号処理LSI3102を備えている。
図18は、本発明と電子装置との関係を示したブロック図である。図18のブロックについては名称を図中に付するのみにとどめその詳細説明は省略する。
信号処理LSI3102は、LSI外部より信号を受信するメモリインターフェースブロック3102aと、メモリインターフェースブロック3102aよりデータを受信する調整回路3102bと、調整回路3102bよりデータを受信する機能ブロック3102cと、機能ブロック3102cよりデータを受信する調整回路3102dとを有する。メモリインターフェースブロック3102a及び調整回路3102b,3102dは、実施の形態3〜4にて説明したメモリインターフェースブロック及び調整回路である。
この構成により、信号処理LSI3102は、LSI外部とLSI内部の機能ブロック間の通信を高速に実行することが可能となる。
3104はCCD、3105はCCDインターフェース部、3106は外部入出力インターフェース部、3107はビデオ入力、ビデオ出力、音声入力、音声出力、ディスプレイ、赤外線、ボタンからなる機能部、3108はメモリ、3109はその他のLSI、3110はSDメモリカードである。
なお、図18は本発明と電子装置との関係を一例として示したものであり、デジタルカメラ3101内の機能はこれに限ったものではなく、システム上問題が無ければ機能の追加及び構成を変えてもよい。また、LSIに含まれる機能も集積化が可能な限り変更は自由である。
また、本発明に係る半導体集積回路を備えた電子装置は、デジタルカメラに限定されるべきではなく、これ以外にも、例えば、各種センサ機器や電子計算機等、およそ半導体集積回路を備えた装置全般を含むものである。そして、本発明によって、電子装置全般についてLSI外部とLSI内部の機能ブロック間の通信を高速に実行する効果を得ることができる。
〈応用例5〉
図19は、本発明の半導体集積回路を備えた電子制御装置及びその電子制御装置を備えた移動体の一例である自動車の概観を示す。図19の自動車3301は、電子制御装置3302を備えている。電子制御装置3302は、本発明に係る半導体集積回路を有し、自動車3301のエンジンやトランスミッション等を制御するエンジン・トランスミッション制御LSI3303を備えている。また、自動車3301は、ナビゲーション装置3304を備えている。ナビゲーション装置3304もまた電子制御装置3302と同様に、本発明に係る半導体集積回路であるナビゲーション用LSI3305を備えている。
図20は、本発明と電子制御装置及びその電子制御装置を備えた移動体の一例である自動車との関係を示したブロック図である。図20のブロックについては名称を図中に付するのみにとどめその詳細説明は省略する。
エンジン・トランスミッション制御LSI3303はこの装置におけるエンジン・トランスミッション制御を行う構成要素の回路ブロックであり、ナビゲーション用LSI3305はこの装置におけるナビゲーション処理を行う回路ブロックを有する。
詳細を説明すると、エンジン・トランスミッション制御LSI3303は、LSI外部より信号を受信するメモリインターフェースブロック3303aと、メモリインターフェースブロック3303aよりデータを受信する調整回路3303bと、調整回路3303bよりデータを受信する機能ブロック3303cと、機能ブロック3303cよりデータを受信する調整回路3303dとを有する。メモリインターフェースブロック3303a及び調整回路3303b,3303dは、実施の形態3〜4にて説明したメモリインターフェースブロック及び調整回路である。
ナビゲーション用LSI3305は、LSI外部より信号を受信するメモリインターフェースブロック3305aと、メモリインターフェースブロック3305aよりデータを受信する調整回路3305bと、調整回路3305bよりデータを受信する機能ブロック3305cと、機能ブロック3305cよりデータを受信する調整回路3305dとを有する。メモリインターフェースブロック3305a及び調整回路3305b,3305dは、実施の形態3〜4にて説明したメモリインターフェースブロック及び調整回路である。
この構成により、エンジン・トランスミッション制御LSI3303及びナビゲーション用LSI3305は、LSI外部とLSI内部の機能ブロック間の通信を高速に実行することが可能となる。
3306aはアクセル、3306bはブレーキ、3306cはギア、3307はインターフェース部、3308は外部入出力インターフェース部、3309はTVアンテナ、ラジオアンテナ、GPSアンテナ、ディスプレイ、メモリカード、赤外線、ボタン、音声出力、サイドブレーキからなる機能部、3310はメモリ、3311はその他のLSI、3312はエンジン、3313はトランスミッション、3314はメモリ、3315はその他LSIである。
なお、図20は本発明と電子制御装置及びその電子制御装置を備えた移動体との関係を一例として示したものであり、自動車3301、電子制御装置3302及びナビゲーション装置3304の機能はこれに限ったものではなく、システム上問題が無ければ機能の追加及び構成を変えてもよい。また、各LSIに含まれる機能も集積化が可能な限り変更は自由である。
また、本発明に係る半導体集積回路を備えた電子制御装置は、前記のエンジンやトランスミッションを制御するものに限定されるべきではなく、これ以外にも、例えば、モータ制御装置等、およそ半導体集積回路を備え、動力源を制御する装置全般を含むものである。そして、本発明によって、そのような電子制御装置についてLSI外部とLSI内部の機能ブロック間の通信を高速に実行する効果を得ることができる。
また、本発明に係る半導体集積回路を備えた移動体は、自動車に限定されるべきではなく、これ以外にも、例えば、列車や飛行機等、およそ動力源であるエンジンやモータ等を制御する電子制御装置を備えたもの全般を含むものである。そして、本発明によって、そのような移動体についてLSI外部とLSI内部の機能ブロック間の通信を高速に実行する効果を得ることができる。
以上説明してきたとおり、本発明に係る半導体集積回路は、微細プロセスにおいても高転送レートでかつ低レイテンシを実現することが可能となる効果を有し、送信側のコアから受信側のコアに高転送レートでデータ信号を伝送する半導体集積回路等として有用である。
101 送信回路
102 受信回路
110 調整回路
110a〜n トライステート回路
111 パルス発生回路
112 インバータ回路
201,202,203,207 インバータ回路
204,205,206 NOR回路
301 送信回路
302 受信回路
303 検知回路
304 制御回路
310 調整回路
310a〜n トライステート回路
311 パルス発生回路
312 インバータ回路
401,407 インバータ回路
404,405,406 NOR回路
402,403 遅延調整回路
500 半導体集積回路
501 外部メモリ
502 メモリインターフェースブロック
503 機能ブロック
504 検知回路
505 制御回路
506 テスト回路
510,520 調整回路
510a〜n,520a〜n トライステート回路
511,521 パルス発生回路
512,522 インバータ回路
703 メモリインターフェース
705 制御回路ブロック
705a,b 制御信号
710,720,730 調整回路
711a〜n,721a〜n トライステート回路
712,716,722,726,736 パルス発生回路
713,717,723,727,737 インバータ回路
714,724 セレクタ回路
715a〜n,725a〜n,735a〜n トライステート回路
719,729,739 機能ブロック
750 クロック信号
750a,b データ信号
801 半導体集積回路
802 外部メモリ
803 メモリインターフェース
810,820,830,840,850,860 調整回路
819,829,839,849,859,869 機能ブロック
871,872,873,874,875 長距離配線
2501 携帯電話(通信装置)
2505 高周波送受信インターフェース部
2506 外部入出力インターフェース部
2701 光ディスク装置(情報再生装置)
2705 チューナ部
2706 外部入出力インターフェース部
2901 テレビジョン受像機(画像表示装置)
2905 ネットワークインターフェース部
2906 外部入出力インターフェース部
3101 デジタルカメラ(電子装置)
3105 CCDインターフェース部
3106 外部入出力インターフェース部
3301 自動車(移動体装置)
3302 電子制御装置
3304 ナビゲーション装置
3308 外部入出力インターフェース部

Claims (15)

  1. 内部バスを用いて複数のデータ信号をソースシンクロナス方式にて送受信する半導体集積回路であって、
    前記複数のデータ信号とともにクロック信号を送信する送信回路と、
    前記複数のデータ信号及び前記クロック信号を受信する受信回路と、
    前記送信回路から前記受信回路へ前記複数のデータ信号及び前記クロック信号を中継する少なくとも1つの調整回路とを備え、
    前記調整回路は、
    前記送信回路又は前段の前記調整回路より送信される前記クロック信号を元にパルス状の制御信号を生成するパルス発生回路と、
    前記送信回路又は前段の前記調整回路より送信される前記複数のデータ信号を入力し、前記制御信号によりスイッチングして前記受信回路又は後段の前記調整回路に前記複数のデータ信号を出力する複数のトライステート回路とを有することを特徴とする半導体集積回路。
  2. 内部バスを用いて複数のデータ信号をソースシンクロナス方式にて送受信する半導体集積回路であって、
    前記複数のデータ信号とともにクロック信号を送信する送信回路と、
    前記複数のデータ信号及び前記クロック信号を受信する受信回路と、
    パルス幅調整信号を生成する制御回路と、
    前記送信回路から前記受信回路へ前記複数のデータ信号及び前記クロック信号を中継する少なくとも1つの調整回路とを備え、
    前記調整回路は、
    前記送信回路又は前段の前記調整回路より送信される前記クロック信号と前記パルス幅調整信号とを元にパルス状の制御信号を生成するパルス発生回路と、
    前記送信回路又は前段の前記調整回路より送信される前記複数のデータ信号を入力し、前記制御信号によりスイッチングして前記受信回路又は後段の前記調整回路に前記複数のデータ信号を出力する複数のトライステート回路とを有することを特徴とする半導体集積回路。
  3. 請求項2記載の半導体集積回路において、
    温度変化を検知し、温度変化量に応じて前記制御回路を調整する温度検知回路を更に備えたことを特徴とする半導体集積回路。
  4. 請求項2記載の半導体集積回路において、
    電圧変化を検知し、電圧変化量に応じて前記制御回路を調整する電圧検知回路を更に備えたことを特徴とする半導体集積回路。
  5. 請求項2記載の半導体集積回路において、
    電流量の変化を検知し、前記電流量が一定になるように前記制御回路を調整するモニタ回路を更に備えたことを特徴とする半導体集積回路。
  6. 請求項2記載の半導体集積回路において、
    遅延時間の変化を検知し、前記遅延時間が一定になるように前記制御回路を調整するレプリカ回路を更に備えたことを特徴とする半導体集積回路。
  7. 内部バスを用いて複数のデータ信号をソースシンクロナス方式にて送受信する半導体集積回路であって、
    メモリインターフェースブロックと、
    少なくとも1つのリードデータの調整回路と、
    少なくとも1つの機能ブロックと、
    少なくとも1つのライトデータの調整回路とを備え、
    リードデータは、前記メモリインターフェースブロックからシリアルに接続された前記リードデータの調整回路にて送信され、それぞれの前記リードデータの調整回路よりそれぞれの前記機能ブロックにデータ転送され、
    ライトデータは、前記複数の機能ブロックから前記ライトデータの調整回路にデータ転送され、シリアルに接続された前記ライトデータの調整回路より前記メモリインターフェースブロックへ送信され、
    前記リードデータの調整回路及び前記ライトデータの調整回路は、
    前記メモリインタフェースブロック又は前記機能ブロック又は前段の前記調整回路より送信される前記クロック信号を元にパルス状の制御信号を生成するパルス発生回路と、
    前記メモリインタフェースブロック又は前記機能ブロック又は前段の前記調整回路より送信される前記複数のデータ信号を入力し、前記制御信号によりスイッチングして前記メモリインタフェースブロック又は前記機能ブロック又は後段の前記調整回路に前記複数のデータ信号を出力する複数のトライステート回路とを有することを特徴とする半導体集積回路。
  8. 内部バスを用いて複数のデータ信号をソースシンクロナス方式にて送受信する半導体集積回路であって、
    メモリインターフェースブロックと、
    少なくとも1つのリードデータの調整回路と、
    少なくとも1つの機能ブロックと、
    少なくとも1つのライトデータの調整回路とを備え、
    リードデータは、前記メモリインターフェースブロックからシリアルに接続された前記リードデータの調整回路にて送信され、それぞれの前記リードデータの調整回路よりそれぞれの前記機能ブロックにデータ転送され、
    ライトデータは、前記複数の機能ブロックから前記ライトデータの調整回路にデータ転送され、シリアルに接続された前記ライトデータの調整回路より前記メモリインターフェースブロックへ送信され、
    前記リードデータの調整回路及び前記ライトデータの調整回路は、
    前記メモリインタフェースブロック又は前記機能ブロック又は前段の前記調整回路より送信される前記クロック信号と、パルス幅調整信号とを元にパルス状の制御信号を生成するパルス発生回路と、
    前記メモリインタフェースブロック又は前記機能ブロック又は前段の前記調整回路より送信される前記複数のデータ信号を入力し、前記制御信号によりスイッチングして前記メモリインタフェースブロック又は前記機能ブロック又は後段の前記調整回路に前記複数のデータ信号を出力する複数のトライステート回路とを有することを特徴とする半導体集積回路。
  9. 請求項7又は8に記載の半導体集積回路において、
    前記リードデータの調整回路及び前記ライトデータの調整回路は、前記機能ブロック内又は前記機能ブロックに接する位置に配置されることを特徴とする半導体集積回路。
  10. 請求項1〜のうちのいずれか1項に記載の半導体集積回路と、
    高周波送受信インターフェース部と、
    外部入出力インターフェース部とを備えた通信装置であって、
    前記半導体集積回路は、前記高周波送受信インターフェース部及び前記外部入出力インターフェース部の少なくとも一方と、信号の送信又は受信を行うことを特徴とする通信装置。
  11. 請求項1〜のうちのいずれか1項に記載の半導体集積回路と、
    チューナ部と、
    外部入出力インターフェース部とを備えた情報再生装置であって、
    前記半導体集積回路は、前記チューナ部又は前記外部入出力インターフェース部の少なくとも一方と、信号の送信又は受信を行うことを特徴とする情報再生装置。
  12. 請求項1〜のうちのいずれか1項に記載の半導体集積回路と、
    ネットワークインターフェース部と、
    外部入出力インターフェース部とを備え、
    前記半導体集積回路は、前記ネットワークインターフェース部及び前記外部入出力インターフェース部の少なくとも一方と、信号の送信又は受信を行うことを特徴とする画像表示装置。
  13. 請求項1〜のうちのいずれか1項に記載の半導体集積回路と、
    CCDインターフェース部と、
    外部入出力インターフェース部とを備えた電子装置であって、
    前記半導体集積回路は、前記CCDインターフェース部及び前記外部入出力インターフェース部の少なくとも一方と、信号の送信又は受信を行うことを特徴とする電子装置。
  14. 請求項1〜のうちのいずれか1項に記載の半導体集積回路と、
    外部入出力インターフェース部とを備えた電子制御装置であって、
    前記半導体集積回路は、前記外部入出力インターフェース部と信号の送信又は受信を行うことを特徴とする電子制御装置。
  15. 請求項14記載の電子制御装置を備えたことを特徴とする移動体装置。
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