JP6409864B2 - 終端装置、終端制御方法、及び終端制御プログラムが記憶された記憶媒体 - Google Patents

Description

本発明は、終端状態の制御が可能な終端装置、終端制御方法、及び終端制御プログラムが記憶された記憶媒体に関し、特に最適な終端状態にすることができる終端制御装置、終端制御方法、及び終端制御プログラムが記憶された記憶媒体に関する。

半導体デバイス等、電子デバイスへの入力信号には、「絶対最大定格」、「ＤＣ（Direct Current）規格」、「ＡＣ（Alternate Current）規格」等、満たすべき各種の基準が規格で規定されている。入力信号における「絶対最大定格」とは、そのデバイスが破壊される可能性が生じるため、瞬間的であっても超えてはならない電圧の値である。入力信号における「ＤＣ規格」は、そのデバイスが所望の正常動作を行うことができる入力電圧の範囲である。入力信号の「ＡＣ規格」は、そのデバイスに所望の正常動作を行わせるために満たすべき、信号の入力タイミングなどの時間的な規格である。

絶対最大定格やＤＣ規格に違反した信号が電子デバイス間で入出力されると、入力側の電子デバイスを、故障させたり、誤動作させたりするおそれがある。そのため、入力信号が絶対最大定格やＤＣ規格を満足するように、適切な終端抵抗を配置する対策を行う場合がある。その場合の終端抵抗の値（以降、「終端抵抗値」という。）は、入力信号が絶対最大定格やＤＣ規格を満足するように設定された適切な値である必要がある。

ところで、実装面積の縮小やコストダウンのために、電子デバイスに終端抵抗が内蔵されることがある。例えば、ＤＤＲ２−ＳＤＲＡＭ（Double Data Rate 2 - Synchronous Dynamic Random Access Memory）は、ＯＤＴ（On Die Termination）機能として、内蔵された終端抵抗を用いて、入力信号の波形を整形することができる。ただし、終端抵抗値は、予めユーザが適切な値に設定する必要がある。

適切な終端抵抗値を求めるための手法の一つに、シミュレーション等の机上計算による手法がある。その手法では、配線パターンの引き回し等、配線の電気的特性に影響を与える、様々なパラメータを考慮する必要がある。しかし、パラメータの正確な値を得ることは容易ではない。そのため、結果として、適切な終端抵抗値の算出に、多くの工数や多額の費用を要する場合が多い。

または、適切な終端抵抗値を求めるために、終端抵抗値の変更と実機評価とを繰り返す手法が用いられることもある。この手法では、終端抵抗値を変更する度に実機評価をすることが必要なため、短時間で適切な終端抵抗値を得られないこともあり、多大な工数を要することもしばしばある。

入力端子の終端抵抗値を変化させるための各種の技術が知られている。特許文献１に記載されているマルチプロセッサ装置は、バスに接続された、信号の出力側のデバイスの個数に応じて、終端抵抗値を変更する。

特許文献２に記載されているメモリ制御装置は、アンダーシュート又はオーバーシュートの発生を検出する。そして、特許文献２に記載されているメモリ制御装置は、アンダーシュート又はオーバーシュートが発生する場合は終端抵抗値を変更し、終端抵抗値のみでは対策できないときには、送信側のデバイスの駆動能力を制御する。

特開２００２−７３６０号公報 （第３−４頁、図１） 特開２０１１−８１７３３号公報 （第５−６頁、図３）

特許文献１に記載されているマルチプロセッサ装置は、実際の入力波形の観測を行わないで、バスに接続された出力側デバイスの個数に応じて、デバイスに内蔵された終端抵抗の値を変更する。出力側デバイスの出力特性は、通常、デバイスの種類や製造バラつき等によってデバイスごとに異なるだけでなく、温度依存性もあり、さらに端子ごとにも異なる可能性がある。そのため、バスに接続されたデバイスの個数のみに応じて終端抵抗値を設定しても、必ずしも最適な入力信号波形を得られるとは限らない。つまり、特許文献１に記載された技術に基づく対策を講じたとしても、必ずしも、入力信号が規格を満足する適切な波形になるとはいえない。

特許文献２に記載されているメモリ制御装置は、アンダーシュート又はオーバーシュートの電圧を所定の閾値と比較することによって、それらの発生を検出する。そして、当該メモリ制御装置は、比較結果に基づいて、終端抵抗又は出力側デバイスの駆動能力を制御し、アンダーシュート又はオーバーシュートの発生を検出しないようになれば、対策が完了したものとみなす。

しかし、デバイスへ入出力される信号は、試験時に、ある所定の条件を満足すればよい、というものではない。上述したように、デバイスの出力特性には、個々のデバイスや端子ごとの不均一性や温度依存性がある。また、終端抵抗値にも、誤差や温度依存性がある。そのため、アンダーシュート又はオーバーシュートは、被試験装置に対して行った試験時には発生しなくても、実際に使用される装置の動作時には発生する、という可能性がある。そのため、試験時におけるアンダーシュート又はオーバーシュートの発生の有無は、画一的な基準ではなく、柔軟に設定された基準に基づいて判断されることが望ましい。
（発明の目的）
本発明は上記のような技術的課題に鑑みて行われたもので、適切な終端状態にすることができる終端制御装置、終端制御方法、及び終端制御プログラムが記憶された記憶媒体を提供することを目的とする。

本発明の終端装置は、入力信号が入力される入力端子と、抵抗値の設定が可能な可変抵抗によって入力端子を終端する終端抵抗部と、入力信号の電圧を測定する電圧測定部と、絶対最大定格値及び動作保証電圧に基づいて入力信号に設定された目標電圧範囲に電圧が含まれないとき、抵抗値又は目標電圧範囲を変更する制御部と、を備えることを特徴とする。

本発明の終端制御方法は、入力端子に入力された入力信号の電圧を測定し、絶対最大定格値及び動作保証電圧に基づいて入力信号に設定された目標電圧範囲に電圧が含まれないとき、入力端子を終端する抵抗値又は目標電圧範囲を変更することを特徴とする。

本発明の終端制御プログラムが記憶された記憶媒体は、入力信号が入力される入力端子、抵抗値の設定が可能な可変抵抗によって入力端子を終端する終端抵抗部、入力信号の電圧を測定する電圧測定部を含む終端装置が備えるコンピュータを、絶対最大定格値及び動作保証電圧に基づいて入力信号に設定された目標電圧範囲に電圧が含まれないとき、抵抗値又は目標電圧範囲を変更する制御手段として機能させることを特徴とする。

本発明の終端制御装置、終端制御方法、及び終端制御プログラムが記憶された記憶媒体には、最適な終端状態にすることができるという効果がある。

本発明の第１の実施形態の終端装置の構成例を示すブロック図である。 本発明の第１の実施形態の終端抵抗部に含まれる可変抵抗器の接続例である。 本発明の第１の実施形態の終端抵抗部に含まれる可変抵抗器の接続例である。 本発明の第１の実施形態の終端抵抗部に含まれる可変抵抗器の接続例である。 本発明の第１の実施形態において、終端抵抗値を変化させたときの入力信号の立ち上がり波形の変化を示すグラフである。 本発明の第１の実施形態の制御部による、終端抵抗値の制御動作の例を示すフローチャートである。 本発明の第１の実施形態の終端装置を内蔵する電子デバイスの構成例を示すブロック図である。 本発明の第２の実施形態の半導体装置の構成例を示すブロック図である。 本発明の第２の実施形態の電圧測定部及び制御部の内部構成例を示すブロック図である。 本発明の第２の実施形態の電圧測定部の他の内部構成例を示すブロック図である。 本発明の第２の実施形態の終点抵抗部の内部構成例を示す回路図である。 本発明の第２の実施形態の終点抵抗部の内部構成例を示す回路図である。 本発明の第２の実施形態の制御部による、終端抵抗値の制御動作の例を示すフローチャートである。 本発明の第３の実施形態の終端装置の構成例を示すブロック図である。 本発明の第４の実施形態の終端装置の構成例を示すブロック図である。

（第１の実施形態）
次に本発明の実施形態について図面を参照して詳細に説明する。図１は本発明の第１の実施形態の終端装置の構成例を示すブロック図である。

本実施形態の終端装置１００は、終端抵抗部１０１、電圧測定部１０２、および制御部１０３を備える。

終端抵抗部１０１は、入力端子１１１に接続された可変抵抗器（図示なし）を含み、入力端子１１１を終端する。可変抵抗器の抵抗値、すわなち、終端抵抗値は、制御部１０３によって設定される。

図２Ａ〜Ｃには、終端抵抗部１０１に含まれる可変抵抗器１０１ａの具体的な接続例が示されている。図２Ａ〜Ｃに示されているように、可変抵抗器１０１ａは、プルダウン型（図２Ａ）、プルアップ型（図２Ｂ）、又はテブナン型（図２Ｃ）等の回路形式で、入力端子１１１へ入力された入力信号１２１を終端する。なお、プルアップ型及びテブナン型の場合には、可変抵抗器の高電位側の電位は、後述の「目標電圧範囲」が考慮されて、適宜設定される。通常、可変抵抗器の高電位側の電位は、入力端子１１１に接続されるデバイスの電源電圧に設定される。

なお、終端抵抗部１０１の可変抵抗器１０１ａの回路形式は限定されない。最も適切な終端状態が得られるように、すなわち、入力信号１２１がより大きな余裕をもって規格を満足するように、適宜、回路形式を選択すればよい。

電圧測定部１０２は、入力信号１２１の電圧（以降、「入力電圧」という。）を測定し、測定結果を制御部１０３へ通知する。電圧検出部１０２は、入力電圧の過渡的な変化に対応するために、電圧測定を連続的に行う。

制御部１０３は、電圧測定部１０２から連続的に入力された測定結果を保持する。また、制御部１０３は、入力電圧が満たすべき電圧範囲を示す「目標電圧範囲」を保持する。制御部１０３は、目標電圧範囲を変更することができる。

制御部１０３は、保持している測定結果を用いて、入力信号１２１で発生したオーバーシュート及びアンダーシュートの振幅を求める。オーバーシュートの振幅の最高電圧は入力電圧の最大値として、アンダーシュートの振幅の最低電圧は入力電圧の最小値から求めることができる。そして、制御部１０３は、検出したアンダーシュートの振幅の最高電圧又はアンダーシュートの振幅の最低電圧と、目標電圧範囲との比較結果に基づいて、終端抵抗部１０２の終端抵抗値を変更する。

図３は、終端抵抗値を変化させたときの、入力信号１２１の立ち上がり波形の変化を示すグラフである。グラフの横軸は時間を、縦軸は電圧を示す。図３には、オーバーシュートの対策のために、終端抵抗値が調整された場合について例示されている。

図３に示す例では、終端抵抗値が大きいときは、入力信号１２１には、入力信号１２１についての絶対最大定格の最大値ＶIA［Ｖ］を超えるレベルのオーバーシュートが発生している（波形Ａ）。

そこで、入力信号１２１でオーバーシュートが発生せず、入力信号１２１がハイレベル入力電圧ＶIH［Ｖ］を上回るレベルまで立ち上がるような波形（波形Ｂ）が得られるように、制御部１０３は終端抵抗値を小さくする。

ただし、終端抵抗値を極端に小さくすると、入力信号１２１でオーバーシュートは発生しないが、入力信号１２１がハイレベル入力電圧ＶIHを上回るレベルまで立ち上がらないようになる（波形Ｃ）。その場合、制御部１０３は終端抵抗値を大きくする。

このように、制御部１０３は、入力信号１２１の瞬時最大電圧が絶対最大定格の最大値ＶIA以下であり、入力信号１２１の安定時の電圧がハイレベル入力電圧ＶIH以上であるように、終端抵抗値を制御する。すなわち、制御部１０３は、入力信号１２１の波形が、図３に示す波形Ｂのような状態になるように、終端抵抗値を制御する。このようにして得られた終端抵抗値が、最適終端抵抗値である。

なお、入力信号１２１でオーバーシュートが発生しないように終端抵抗値を小さくすると、安定時における入力信号１２１のレベルが低下し、波形Ｃのように、入力信号１２１がハイレベル入力電圧ＶIHまで立ち上がらない可能性もある。そのような場合は、入力信号１２１でオーバーシュートが発生するものの、入力信号１２１は、絶対最大定格の最大値ＶIA以下に留まり、ハイレベル入力電圧ＶIHまで立ち上がる波形Ｄのようになるように、終端抵抗値が設定されてもよい。または、そのような場合は、制御部１０３は終端抵抗値の調整に失敗した旨のアラームを出力してもよい。

次に、制御部１０３による終端抵抗値の制御動作について説明する。図４は、制御部１０３による、終端抵抗値の制御動作の例を示すフローチャートである。制御部１０３には、入力電圧が満たすべき目標電圧範囲の初期値がユーザによって予め設定されているものとする。

初めに、制御部１０３は、電圧測定部１０２から、入力電圧の測定結果を入力する（ステップＳ１１）。

次に、制御部１０３は、測定結果が目標電圧範囲を満たすか否か、つまり、測定結果が目標電圧範囲内であるか否かを判断する（ステップＳ１２）。

測定結果が目標電圧範囲を満たすとき（Ｓ１２：Ｙｅｓ）、制御部１０３は、目標電圧範囲を変更する（ステップＳ１３）。ここでの目標電圧範囲の変更は、入力電圧が目標電圧範囲を満たすことから、絶対最大定格及びＤＣ規格に対して、余裕が増加する方向に行うことが望ましい。

制御部１０３は、目標電圧範囲を変更すると、入力電圧の測定結果の入力（Ｓ１１）の処理へ戻る。

測定結果が目標電圧範囲を満たさないとき（Ｓ１２：Ｎｏ）、制御部１０３は、終端抵抗値の変更が可能か否かを判断する（ステップＳ１４）。なぜなら、終端抵抗値は可変ではあるが、可変範囲は必然的に有限であるからである。

終端抵抗値の変更が可能であるとき（Ｓ１４：Ｙｅｓ）、制御部１０３は、終端抵抗値を変更し（ステップＳ１５）、入力電圧の測定結果の入力（Ｓ１１）の処理へ戻る。

終端抵抗値の変更が不可能であるとき（Ｓ１４：Ｎｏ）、制御部１０３は処理を終了する。なぜなら、終端抵抗値の変更が不可能であるということは、入力電圧が目標電圧範囲を満たすように終端抵抗値を設定することができないということであるからである。

なお、入力電圧がその時点における目標電圧範囲を満足するように終端抵抗値を設定することが不可能であっても、異なる目標電圧範囲であれば終端抵抗値を設定できる可能性がある。そこで、終端抵抗値の変更が不可能であるとき（Ｓ１４：Ｎｏ）、制御部１０３は目標電圧範囲の変更（Ｓ１３）の処理に戻ってもよい。この場合の目標電圧範囲の変更は、入力電圧が目標電圧範囲を満たさないことに応じて、絶対最大定格及びＤＣ規格に対して、余裕が減少する方向、つまり近づく方向に行う必要がある。

以上のように、本実施形態の終端装置１００は、入力電圧が目標電圧範囲を満足する場合であっても、目標電圧範囲を変更し、さらに終端抵抗値の調整を繰り返す。従って、絶対最大定格及びＤＣ規格に対する目標電圧範囲の余裕を、実際の入力信号１２１の波形に合わせて、適宜、変更できるので、より適切な終端状態にすることができる。

ところで、図２に示したように、終端抵抗部１０１の可変抵抗器１０１ａは種々の回路形式をもつことができる。そこで、終端抵抗値の変更が不可能であるとき（Ｓ１４：Ｎｏ）、制御部１０３は、終端抵抗部１０１の回路形式を変更し、入力電圧の測定結果の入力（Ｓ１１）の処理へ戻ってもよい。なぜなら、終端抵抗部１０１がある回路形式であるときには入力電圧が目標電圧範囲を満足するように終端抵抗値を設定することが不可能であっても、異なる回路形式であるときには終端抵抗値を設定できる可能性があるからである。

また、終端抵抗値の変更が可能（Ｓ１４：Ｙｅｓ）であっても、回路形式を変更しても差し支えない。なぜなら、回路形式を変更することによって、目標電圧範囲をより狭い範囲に設定できる可能性があるためである。

なお、終端装置１００は、半導体装置等の電子デバイス１２０に内蔵されてもよい。図５は、本実施形態の終端装置１００を内蔵する電子デバイスの構成例を示すブロック図である。電子デバイス１２０では、入力信号１２１は、終端装置１００のみでなく、内部回路１０４へも入力される。
（第２の実施形態）
上記のように、本発明の終端装置は、ＬＳＩ（Large Scale Integrated circuit）等の半導体装置に内蔵されてもよい。半導体装置は、ＦＥＴ（Field Effect Transistor）等のスイッチ、抵抗、電圧測定回路、所定の処理を行う制御回路を内蔵することができる。そうすると、半導体装置は、電圧測定回路からの入力電圧の測定結果に基づいて、制御回路がスイッチのＯＮ／ＯＦＦを制御し、内蔵された抵抗の接続や組合せを変更することによって終端抵抗値を制御する、といった制御が可能である。

本発明の第２の実施形態として、終端装置を内蔵する半導体装置について、図面を参照して詳細に説明する。図６は、本実施形態の半導体装置２２０の構成例を示すブロック図である。

半導体装置２２０には、終端部２００が内蔵されている。入力端子２１１は内部端子２１２に接続されている。そして、入力端子２１１へ入力された入力信号２２１は、半導体装置２２０の内部回路の入力信号になる。

終端部２００は、終端抵抗部２０１、電圧測定部２０２、および制御部２０３を備える。

終端抵抗部２０１は、入力端子２１１に接続された可変抵抗器を含み、入力端子２１１を終端する。可変抵抗器の抵抗値、すなわち終端抵抗値は、制御部２０３からの抵抗値制御信号２２２によって設定される。終端抵抗部２０１に含まれる可変抵抗部の構造、及び終端抵抗値の制御方法については後述する。

電圧測定部２０２は、入力信号２２１の電圧（以降、「入力電圧」という。）を測定し、測定結果を制御部２０３へ通知する。電圧検出部２０２は、複数の比較器２０２ａを含む。

複数の比較器２０２ａのすべての非反転入力端子には、入力信号２２１が入力される。
複数の比較器２０２ａのそれぞれの反転入力端子には、互いに異なる基準電圧が入力される。従って、複数の比較器２０２ａの出力を参照することによって、入力電圧の範囲を知ることができる。なお、基準電圧は、任意の方法で生成可能である。本実施形態では、基準電圧は、分割抵抗２０２ｂによる電源電圧の分割によって生成される。

制御部２０３は、予め設定された目標電圧範囲を保持し、電圧測定部２０２から通知された測定結果が目標電圧範囲内であるか否かを判定する。そして、制御部２０３は、判定結果に基づいて、終端抵抗部２０１の終端抵抗値を変更する。具体的には、制御部２０３は、入力電圧が目標電圧範囲内になるように、終端抵抗部２０１の終端抵抗値を変更する。

入力電圧が目標電圧範囲内になった後も、制御部２０３は、目標電圧範囲の設定と、上述の調整を継続する。すなわち、制御部２０３が、目標電圧範囲を、より狭い範囲に変更することによって、より適切な終端抵抗値への調整を図る。

制御部２０３は、変更可能な範囲において終端抵抗値を変更しても測定結果が目標電圧範囲内に入らない場合、アラーム端子２１３へアラーム信号を出力する。

ところで、制御部２０３は、オーバーシュートやアンダーシュートのように、過渡的に発生する非常に狭い幅のパルスの最大電圧を検知しなければならない。そのため、制御部２０３は、電圧測定部２０２から通知された測定結果を保持する保持部を備える。さらに、制御部２０３は、所定の判断を行い、終端抵抗部２０１の終端抵抗値を制御する処理部を備える。

図７は、電圧測定部２０２及び制御部２０３の内部構成例を示すブロック図である。このように、制御部２０３は、保持部として、ＲＳ（Reset Set）ラッチ２０３ａを備える。ＲＳラッチは、「ＲＳフリップフロップ」と呼ばれることもある。

ＲＳラッチ２０３ａは、電圧測定部２０２内の比較器２０２ａの出力がハイレベルになるとセットされる。上記のように、複数の比較器２０２ａのそれぞれによる比較に使用される基準電圧は互いに異なる。従って、複数の比較器２０２ａの基準電圧をそれぞれ適切に設定することによって、複数のＲＳラッチ２０３ａの出力から、入力信号２２１に発生したオーバーシュートの最大値を検知することができる。また、オーバーシュートが発生していないときには、入力信号２２１の最大値は安定時におけるハイレベル入力電圧とみなすことができる。

制御部２０３内の処理部２０３ｂは、複数のＲＳラッチ２０３ａの出力に基づいて、オーバーシュートの最大値及び安定時におけるハイレベル入力電圧を検知する。そして、処理部２０３ｂは、検知結果と目標電圧範囲との比較結果に基づいて、抵抗値制御信号２２２を用いて、終端抵抗部２０１の終端抵抗値を制御する。

なお、ＲＳラッチ２０３ａは、リセット信号２２３が入力されたことに応じてリセットされる。リセット信号２２３は、処理部２０３ｂは、後述する入力電圧に対する判断が終了するごとに、測定結果をクリアするためにリセット信号を各ＲＳラッチ２０３ａに入力する。

ところで、オーバーシュートの時間幅が非常に短く、ＲＳラッチ２０３ａが応答できず、ＲＳラッチ２０３ａがセットされない可能性がある。そのような場合は、適切な方法でパルス幅を拡大すればよい。パルス幅を拡大する方法は、例えば、特表２００６−５２０１１３号公報に記載されている。

図７に示す制御部２０３は、ＲＳラッチ２０３ａによって、入力信号２２１で発生したオーバーシュートの最大値を検知する。オーバーシュートの最大値を検知するために、ピークホールド回路が用いられてもよい。図８は、電圧測定部２０２の内部構成例を示すブロック図である。図８に示すように、電圧測定部２０２は、ピークホールド回路２０２ｆを備えてもよい。ピークホールド回路２０２ｆは、ダイオード２０２ｃ、キャパシタ２０２ｄ、および放電用スイッチ２０２ｅを含む。キャパシタ２０２ｄによって保持されている電荷は、上述のリセット信号２２３が入力されたことに応じて放電用スイッチ２０２ｅがＯＮ状態に設定されることによって、リセットされる。

ピークホールド回路２０２ｆは入力信号２２１の電圧の最大値を保持するので、複数のＲＳラッチ２０３ａの出力によって、直接、入力電圧の最大値が示される。従って、制御部２０３は、比較器２０２ａの出力を保持する必要がない。

なお、図６、図７および図８における電圧測定部２０２の各比較器２０２ａの２つの入力端子には、入力信号２２１で発生するオーバーシュートの最大電圧及びハイレベル入力電圧を検知するように接続されている。入力信号２２１に発生するアンダーシュートの最小電圧及びロウレベル入力電圧を検知するためには、各比較器２０２ａの２つの入力端子の接続を図６、図７および図８に示す例とは逆にし、基準電圧として、負の電圧が入力されるようにすればよい。アンダーシュートの最小電圧及びロウレベル入力電圧を検知するために図６、図７および図８の構成に加えるべき変更は、当業者にとっては明らかなので、詳細な説明は省略する。

終端抵抗部２０１の内部構成の詳細について説明する。図９は、終端抵抗部２０１の内部構成例を示す回路図である。本実施形態の終端抵抗部２０１は、プルダウン型に回路構成されている。なお、終端抵抗部２０１に含まれる可変抵抗の構成は任意であり、図９に示されたものに限定されない。

終端抵抗部２０１は、並列接続用スイッチ２０１ａ、直列接続用スイッチ２０１ｂ、および固定抵抗２０１ｃを備える。並列接続用スイッチ２０１ａ、および直列接続用スイッチ２０１ｂは、例えば、ＦＥＴ等のトランジスタによるスイッチである。

並列接続用スイッチ２０１ａは、２個で１対とし、全部でｎ（ｎは自然数）対だけ備えられる。１対の並列接続用スイッチ２０１ａをＯＮ状態にすることにより、終端抵抗部２０１の内部において並列接続される固定抵抗２０１ｃの個数が１つ増加する。逆に、１対の並列接続用スイッチ２０１ａをＯＦＦ状態にすれば、並列接続される固定抵抗２０１ｃの個数が１つ減少する。

直列接続用スイッチ２０１ｂは、ｎ個備えられる。直列接続用スイッチ２０１ｂを１つＯＮ状態にすることにより、終端抵抗部２０１の内部において直列接続される固定抵抗２０１ｃの個数が１つ増加する。逆に、直列接続用スイッチ２０１ｂを１つＯＦＦ状態にすれば、直列接続される固定抵抗２０１ｃの個数が１つ減少する。

固定抵抗２０１ｃは、（ｎ＋１）個備えられる。

以上に述べたように、並列接続用スイッチ２０１ａ、および直列接続用スイッチ２０１ｂのそれぞれをＯＮ状態又はＯＦＦ状態にすることによって、固定抵抗２０１ｃの接続態様が変更され、終端抵抗部２０１の等価抵抗値を変化させることができる。図９Ａには、すべての固定抵抗２０１ｃが直列に接続されている場合が例示され、図９Ｂには、１対の固定抵抗２０１ｃのみが並列に直接され、他の固定抵抗２０１ｃはすべて直列に接続されている場合が例示されている。

本実施形態では、ＯＮ状態の並列接続用スイッチ２０１ａの対の数を増加させた場合、ＯＮ状態の直列接続用スイッチ２０１ｂの対の数を同数減少させるとする。ＯＦＦ状態のスイッチの対の数、個数を増加させる場合も同様である。並列接続用スイッチ２０１ａ、直列接続用スイッチ２０１ｂのＯＮ／ＯＦＦ状態を上記のように制御するときの、終端抵抗部２０１の等価抵抗値について具体的に説明する。

固定抵抗２０１ｃ、並列接続用スイッチ２０１ａ、直列接続用スイッチ２０１ｂ、状態変更の対象とするスイッチの位置については以下の４つの条件を満たすものとする。
１）固定抵抗２０１ｃ
（ｎ＋１）個の固定抵抗２０１ｃの抵抗値はすべてｒ［Ω］であるとする。
２）並列接続用スイッチ２０１ａ
ｎ対の並列接続用スイッチ２０１ａのうち、ｋ（ｋはｎ以下の自然数）組がＯＮ状態で、他の（ｎ−ｋ）組はＯＦＦ状態であるとする。
３）直列接続用スイッチ２０１ｂ
ｎ個の直列接続用スイッチ２０１ｂのうち、（ｎ−ｋ）個がＯＮ状態で、他のｋ個はＯＦＦ状態であるとする。
４）状態変更の対象とするスイッチの位置
複数対の並列接続用スイッチ２０１ａ、及び複数個の直列接続用スイッチ２０１ｂの状態を変更するときは、隣接するもの、すなわち連続した位置にあるものをまとめて変更するとする。

このとき、入力端子２１１とグランドレベルとの間の終端抵抗部２０１の等価抵抗値Ｒ［Ω］は、
Ｒ＝｛（ｎ−ｋ）＋１／（ｋ＋１）｝ｒ
となる。従って、ｋの値を０からｎまで変えることによって、Ｒの値を、ｎｒ［Ω］から１／（ｎ＋１）［Ω］まで変化させることができる。

図１０は、制御部２０３の動作を示すフローチャートである。図１０を参照して、制御部２０３の動作を説明する。

初めに、制御部２０３は、目標電圧範囲内に初期値を設定する（ステップＳ２１）。「目標電圧範囲」とは、入力端子２１１に入力される入力信号２２１が満足すべき電圧範囲で、具体的には絶対最大定格及びＤＣ規格を満足するように設定される。

次に、制御部２０３は、可変抵抗部２０１の内部のｎ対の並列接続用スイッチ２０１ａをすべてＯＦＦ状態に設定し、ｎ個の直列接続用スイッチ２０１ｂのすべてをＯＮ状態に設定する（ステップＳ２２）。併せて、制御部２０３は、並列接続用スイッチ２０１ａにおいてＯＮ状態に設定されている対の数、及び直列接続用スイッチ２０１ｂにおいてＯＮ状態に設定されている個数を記憶する。

次に、制御部２０３は入力信号２２１のピーク電圧を検知する（ステップＳ２３）。具体的には、制御部２０３は、入力信号２２１の電圧（入力電圧）の測定結果、すなわち複数の電圧比較器２０２ａのそれぞれによる入力電圧と基準電圧との比較結果を入力する。そして、制御部２０３は、複数の比較結果に基づいて、入力信号２２１のピーク電圧を検出する。

そして、制御部２０３は、ピーク電圧と目標電圧範囲とを比較する（ステップＳ２４）。ピーク電圧が目標電圧範囲内であれば（Ｓ２４：Ｙｅｓ）、制御部２０３は後述のステップＳ３０の処理に移る。

ピーク電圧が目標電圧範囲外であれば（Ｓ２４：Ｎｏ）、制御部２０３は、ＯＮ状態の並列接続用スイッチ２０２ａの対の数、及びＯＦＦ状態の直列接続用スイッチ２０２ｂの個数がｎに達している否かを確認する（ステップＳ２５）。対の数及び個数がｎに達している場合とは、並列接続用スイッチ２０２ａの対が全てＯＮ状態であり、直列接続用スイッチ２０２ｂが全てＯＦＦ状態である場合であり、抵抗値Ｒが設定可能な最小値に達していることを意味する。対の数及び個数がｎに達している場合（Ｓ２５：Ｙｅｓ）、制御部２０３は後述のステップＳ２９の処理に移る。

対の数及び個数がｎに達していない場合（Ｓ２５：Ｎｏ）、制御部２０３は、入力信号２２１のピーク電圧が目標電圧範囲より高いか否かを判断する（ステップＳ２６）。

ピーク電圧が目標電圧範囲より低い場合（Ｓ２６：Ｎｏ）、制御部２０３は、ＯＮ状態の並列接続用スイッチ２０２ａを１対だけＯＦＦ状態に変更し、ＯＦＦ状態の直列接続用スイッチ１０３を１個だけＯＮ状態に変更する（ステップＳ２７）。そして、制御部２０３はＳ２３の処理に戻る。

ピーク電圧が目標電圧範囲より高い場合（Ｓ２６：Ｙｅｓ）、制御部２０３は、ＯＦＦ状態の並列接続用スイッチ２０２ａを１対だけＯＮ状態に変更し、ＯＮ状態の直列接続用スイッチ２０２ｂを１個だけＯＦＦ状態に変更する（ステップＳ２８）。そして、制御部２０３はＳ２３の処理に戻る。

Ｓ２５の処理において、対の数及び個数がｎに達している（Ｓ２５：Ｙｅｓ）ということは、設定可能な抵抗値Ｒの範囲内では、入力信号２２１のピーク電圧を目標電圧範囲内にできなかった、つまり、終端抵抗値の自動調整に失敗したことを意味する。このような場合、制御部２０３は、アラーム端子２１３からアラーム信号を出力する（ステップＳ２９）。

Ｓ２４の処理において、入力信号２２１のピーク電圧が目標電圧範囲内であれば（Ｓ２４：Ｙｅｓ）、制御部２０３は、目標電圧範囲の変更の要否を確認する（ステップＳ３０）。変更の要否は、ユーザによって指示される。または、制御部２０３が、現在の目標電圧範囲よりも狭い範囲に設定可能であるか否かを判断し、設定可能である場合には目標電圧範囲の変更が必要であると判断してもよい。

目標電圧範囲が変更される場合、制御部２０３は、現在の目標電圧範囲を新しい目標電圧範囲に変更する（ステップＳ３１）。

目標電圧範囲が変更されない場合、制御部２０３は、処理を終了する。

以上に述べたように、本実施形態の半導体装置は、入力電圧が目標電圧範囲を満足する場合であっても、目標電圧範囲を変更し、さらに終端抵抗値の調整を繰り返す。従って、絶対最大定格及びＤＣ規格に対する目標電圧範囲の余裕を、実際の入力信号の波形に合わせて、適宜、変更できるので、より適切な終端状態にすることができる。そのため、本実施形態の半導体装置は、自動的に内部の終端抵抗値をより適切な値に設定することができる。従って、本実施形態の半導体装置は、定格や規格を単に満足するのみならず、余裕をもって満足するような終端状態で、より適切な波形の入力信号を受信することができる。

また、半導体装置が自動的に終端抵抗値を調整するので、ハードウェア開発者が終端抵抗値を調整するための評価工数を必要としない。そのため、開発者の作業工数を大きく削減することができる。
（第３の実施形態）
一般に、半導体装置等の電子デバイスは、複数の入力端子を備えることが多い。そのような場合、外部に接続されて信号を出力する出力デバイスが入力端子ごとに異なっていたり、出力デバイスごとに出力駆動能力が異なっていたりする。そのため、各々の入力端子に適切な終端抵抗の値は必ずしも互いに同じになるとは限らない。そこで、複数の入力端子がある場合は、入力端子ごとに終端抵抗の値を制御できることが望ましい。そのためには、入力端子ごとに終端部を備え、入力端子ごとに適切な終端抵抗の値であるか否かを判断する必要がある。ただし、電圧測定部と制御部とは、入力端子ごとに備えられる必要はない。

図１１は、本発明の第３の実施形態の終端装置３００の構成例を示すブロック図である。

終端装置３００は、入力端子ごとに終端抵抗値を変更する。終端装置３００は、入力端子ごとの終端抵抗部３０１ａ、３０１ｂと、共通の電圧測定部３０２及び制御部３０３とを備える。

本実施形態では、終端装置３００は、入力端子１１１ａ、１１１ｂを備える。

入力端子１１１ａ、１１１ｂのそれぞれについての、終端装置３００の動作は、第１の実施形態における終端装置１００と同じである。すなわち、終端装置３００は、入力端子１１１ａ、１１１ｂのそれぞれについて、適切な終端抵抗値を求める。

入力端子ごとの適切な終端抵抗値は、順次決定される。すなわち、まず、終端抵抗部３０１ａ、電圧測定部３０２、および制御部３０３が用いられて、入力端子１１１ａに適切な終端抵抗値が求められる。そして、続いて、終端抵抗部３０１ｂ、電圧測定部３０２、および制御部３０３が用いられて、入力端子１１１ｂに適切な終端抵抗値が求められる。

このように、入力端子１１１ａ、１１１ｂのそれぞれに適切な終端抵抗値の決定時に、電圧測定部３０２、および制御部３０２が共通に用いられる。

入力端子ごとに適切な終端抵抗値が決定された後は、制御部３０３は、入力端子１１１ａ、１１１ｂのそれぞれに適切な終端抵抗値を終端抵抗部３０１ａ、３０１ｂのそれぞれに適用する。

このように、本実施形態の終端装置３００は、入力端子を複数備え、各入力端子に対応して適切な終端抵抗値を終端抵抗部３０１ａ、３０１ｂのそれぞれに適用する。終端装置３００は、入力端子のそれぞれに適切な終端抵抗値を決定する際に、電圧測定部３０２、および制御部３０２を共通に用いる。従って、終端装置３００が適切な終端抵抗値を決定するために備えるべきハードウェアを最小限に留めることができる。

なお、入力端子の数が３以上である場合も、上記と同様に、電圧測定部３０２、および制御部３０２を共通に用いて、入力端子ごとに適切な終端抵抗値を求めればよい。

また、終端の形態は、図２に示すように、プルアップ型、プルダウン型、およびテブナン型のいずれでもよい。また、終端装置３００は、第１の実施形態のように、目標規格内での終端抵抗値の調整に失敗した旨を通知するアラームを出力してもよい。
（第４の実施形態）
入力端子に接続される外部のデバイスの個数は１個には限られない。例えば、メモリＬＳＩの場合は、複数個のデバイスがバスに接続される場合が多い。そのような場合、各デバイスから入力される信号に適切な終端抵抗値は必ずしも互いに同じであるとは限らない。そこで、複数のデバイスが入力端子に接続されている場合は、デバイスごとに終端抵抗値を制御できることが望ましい。

図１２は、本発明の第４の実施形態の終端装置４００の構成例を示すブロック図である。

終端装置４００は、接続された外部のデバイスごとに終端抵抗値を変更する。終端装置４００は、終端抵抗部１０１、電圧測定部１０２、および制御部４０３を備える。本実施形態では、終端装置４００の入力信号線４１１に、出力デバイス４１０ａ、４１０ｂが接続されているものとする。

出力デバイス４１０ａ、４１０ｂは、入力信号線４１１へ信号を入力するデバイスとして選択されるとき、それぞれに選択信号４１２ａ、４１２ｂが入力される。選択信号４１２ａ、４１２ｂは、制御部４０３にも入力される。当然ながら、出力デバイス４１０ａ、４１０ｂが入力信号線４１１へ信号を入力するデバイスとして選択されるときは、いずれか一方のみが選択される。

出力デバイス４１０ａ又は出力デバイス４１０ｂが選択されているときの、終端装置４００の動作は、第１の実施形態における終端装置２００の動作と同様である。すなわち、終端装置４００は、出力デバイス４１０ａ、４１０ｂのそれぞれに適切な終端抵抗値を求める。そして、制御部４０３は、出力デバイス４１０ａ、４１０ｂのそれぞれに適切な終端抵抗値を記憶する。そして、制御部４０３は、選択信号４１２ａが入力されたときは、出力デバイス４１０ａに適切な終端抵抗値を終端抵抗部１０１に適用し、選択信号４１２ｂが入力されたときは、出力デバイス４１０ｂに適切な終端抵抗値を終端抵抗部１０１に適用する。

このように、本実施形態の終端装置４００は、ある入力端子の外部に複数の出力デバイスが接続されている場合には、その入力端子への出力デバイスとして選択された出力デバイスに対応してより適切な終端抵抗値を適用する。従って、どの出力デバイスが選択されたときであっても、適切な終端処理を行うことができる。

なお、外部のデバイスの個数が３以上である場合も、上記と同様に、デバイスごとに適切な終端抵抗値を求めて記憶し、選択されたデバイスに対応して適切な終端抵抗値を終端抵抗部１０１に適用すればよい。

図４、図１０のフローチャートに示された、制御部による終端制御の各処理を実行する主体は限定されない。終端制御は、ハードウェアによって実行されてもよい。あるいは、終端装置がＣＰＵ（Central Processing Unit）（図示なし）を備え、ＣＰＵが所定の記憶手段（図示なし）から終端制御プログラムを読み込んで実行することによって、終端制御が行われてもよい。

なお、上記のプログラムは、ＲＯＭ（Read Only Memory）、ＲＡＭ（Random Access Memory）、フラッシュメモリ等の半導体記憶装置、あるいは光ディスク、磁気ディスク、光磁気ディスク等、非一時的な媒体に格納されてもよい。

なお、以上の実施形態は、各々他の実施形態と組み合わせることができる。

以上、実施形態を参照して本願発明を説明したが、本願発明は上記実施形態に限定されるものではない。本願発明の構成や詳細には、本願発明のスコープ内で当業者が理解し得る様々な変更をすることができる

この出願は、２０１４年３月２０日に出願された日本出願特願２０１４−０５７７９７を基礎とする優先権を主張し、その開示の全てをここに取り込む。

１００ 終端装置
１０１ 終端抵抗部
１０１ａ 可変抵抗器
１１１、１１１ａ、１１１ｂ 入力端子
１２０ 電子デバイス
１２１ 入力信号
２００ 終端部
２０１ 終端抵抗部
２０１ａ 並列接続用スイッチ
２０１ｂ 直列接続用スイッチ
２０１ｃ 固定抵抗
２０２ 電圧測定部
２０２ａ 比較器
２０２ｂ 分割抵抗
２０２ｃ ダイオード
２０２ｄ キャパシタ
２０２ｅ 放電用スイッチ
２０２ｆ ピークホールド回路
２０３ａ ＲＳラッチ
２１１ 入力端子
２１２ 内部端子
２１３ アラーム端子
２２０ 半導体装置
２２１ 入力信号
２２２ 抵抗値制御信号
２２３ リセット信号
３００ 終端装置
４００ 終端装置
４１１ 入力信号線
４１２ａ、４１２ｂ 選択信号

Claims (10)

1. 入力信号が入力される入力端子と、
   抵抗値の設定が可能な可変抵抗によって前記入力端子を終端する終端抵抗手段と、
   前記入力信号の電圧を測定する電圧測定手段と、
   絶対最大定格値及び動作保証電圧に基づいて前記入力信号に設定された目標電圧範囲に前記電圧が含まれないとき、前記抵抗値を変更し、前記目標電圧範囲に前記電圧が含まれるとき、前記目標電圧範囲を変更し、さらに前記抵抗値を変更する、制御手段と、
   を備える
   ことを特徴とする終端装置。
2. 前記制御手段は、前記電圧のピーク値であるピーク電圧を保持し、前記ピーク電圧が前記目標電圧範囲内でないときに、前記抵抗値又は前記目標電圧範囲を変更する
   ことを特徴とする請求項１に記載の終端装置。
3. 前記可変抵抗は、複数の抵抗素子を含み、複数の抵抗素子の相互の接続関係を切り替えることによって、前記抵抗値を設定する
   ことを特徴とする請求項１又は２に記載の終端装置。
4. 前記可変抵抗は、前記複数の抵抗素子の各々が、前記入力端子と前記固定電位端子との間に直列に接続される、又は前記複数の抵抗素子の他の抵抗素子と並列に接続されることによって、前記抵抗値を変化させる
   ことを特徴とする請求項３に記載の終端装置。
5. 前記終端手段は、プルアップ型、プルダウン型、又はテブナン型のうちの、指定された回路形式で前記入力端子を終端し、
   前記制御手段は、前記電圧が目標電圧範囲内にないときに、前記回路形式を変更する
   ことを特徴とする請求項１乃至４のいずれかに記載の終端装置。
6. 複数の前記入力端子を備え、
   前記電圧測定手段は、前記複数の入力端子のうちの、選択された前記入力端子に入力された前記入力信号の前記電圧を測定し、
   前記制御手段は、前記電圧が目標電圧範囲内でないときに、前記抵抗値又は前記目標電圧範囲を変更する
   ことを特徴とする請求項１乃至５のいずれかに記載の終端装置。
7. 前記入力信号は、外部の複数の出力装置のいずれかによって入力され、
   前記制御手段は、前記入力信号を入力した前記出力装置に応じて、前記抵抗値を変更する
   ことを特徴とする請求項１乃至６のいずれかに記載の終端装置。
8. 請求項１乃至７のいずれかに記載の終端装置と、
   前記入力信号を内部信号として入力し、所定の処理を行う内部回路と、
   を備えることを特徴とする電子デバイス。
9. 入力端子に入力された入力信号の電圧を測定し、
   絶対最大定格値及び動作保証電圧に基づいて前記入力信号に設定された目標電圧範囲に前記電圧が含まれないとき前記入力端子を終端する抵抗値を変更し、
   前記目標電圧範囲に前記電圧が含まれるとき、前記目標電圧範囲を変更し、さらに前記抵抗値を変更する、
   ことを特徴とする終端制御方法。
10. 入力信号が入力される入力端子、抵抗値の設定が可能な可変抵抗によって前記入力端子を終端する終端抵抗手段、前記入力信号の電圧を測定する電圧測定手段を含む終端装置が備えるコンピュータを、
    絶対最大定格値及び動作保証電圧に基づいて前記入力信号に設定された目標電圧範囲に前記電圧が含まれないとき、前記抵抗値を変更し、前記目標電圧範囲に前記電圧が含まれるとき、前記目標電圧範囲を変更し、さらに前記抵抗値を変更する、制御手段
    として機能させるための終端制御プログラムが記憶された記憶媒体。

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