JPH03108015A - 信号伝達回路 - Google Patents
信号伝達回路Info
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- JPH03108015A JPH03108015A JP1245106A JP24510689A JPH03108015A JP H03108015 A JPH03108015 A JP H03108015A JP 1245106 A JP1245106 A JP 1245106A JP 24510689 A JP24510689 A JP 24510689A JP H03108015 A JPH03108015 A JP H03108015A
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- signal transmission
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- 230000003321 amplification Effects 0.000 claims description 5
- 238000003199 nucleic acid amplification method Methods 0.000 claims description 5
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- 238000010586 diagram Methods 0.000 description 7
- 108091006146 Channels Proteins 0.000 description 5
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- 239000004065 semiconductor Substances 0.000 description 3
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- 101000694017 Homo sapiens Sodium channel protein type 5 subunit alpha Proteins 0.000 description 1
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- Logic Circuits (AREA)
- Dc Digital Transmission (AREA)
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Abstract
(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。
め要約のデータは記録されません。
Description
【発明の詳細な説明】
〔産業上の利用分野〕
この発明は、信号伝達回路に関するもので、例えば0M
OS(相補的MOS)又はバイポーラ・CMOS論理回
路を基本構成とするディジタルデータ処理ユニット間の
バス接続等に利用して有効な技術に関するものである。
OS(相補的MOS)又はバイポーラ・CMOS論理回
路を基本構成とするディジタルデータ処理ユニット間の
バス接続等に利用して有効な技術に関するものである。
CMO3又はバイポーラ・CMO3論理回路を基本構成
とするディジタルデータ処理装置がある。
とするディジタルデータ処理装置がある。
このディジタルデータ処理装置は、例えば算術論理演算
ユニット等の処理ユニットやメモリユニットのような複
数の機能ブロックを備え、シリコンのような1個の半導
体基板に形成されている。
ユニット等の処理ユニットやメモリユニットのような複
数の機能ブロックを備え、シリコンのような1個の半導
体基板に形成されている。
一方、機能ブロック間の信号伝達を高速化する一つの手
段として、信号を例えば0.8vのような小振幅で伝達
するECL (Emitter Coupled
Logic)インタフェース方式がある。このインタフ
ェース方式が上記ディジタルデータ処理装置等のバス接
続に用いられるとき、各機能ブロックは、ECLレベル
の入力信号をMOSレベルの内部信号に変換するECL
−MOSレベル変換回路と、MOSレベルの内部信号を
ECLレベルの出力信号に変換するMOS−ECLレベ
ル変換回路とを備えなければならない。
段として、信号を例えば0.8vのような小振幅で伝達
するECL (Emitter Coupled
Logic)インタフェース方式がある。このインタフ
ェース方式が上記ディジタルデータ処理装置等のバス接
続に用いられるとき、各機能ブロックは、ECLレベル
の入力信号をMOSレベルの内部信号に変換するECL
−MOSレベル変換回路と、MOSレベルの内部信号を
ECLレベルの出力信号に変換するMOS−ECLレベ
ル変換回路とを備えなければならない。
しかしECLレベルは本来バイポーラロジックの信号レ
ベルでありMOSで上記レベル変換回路を実現しようと
すると技術的困難を伴う。MOS論理回路だけであれば
信号振幅を下げる目的のために、あえてECLレベルを
採用する必要はない。
ベルでありMOSで上記レベル変換回路を実現しようと
すると技術的困難を伴う。MOS論理回路だけであれば
信号振幅を下げる目的のために、あえてECLレベルを
採用する必要はない。
この考えに基づくインタフェース回路を発表した例とし
て、1988年10月のICCD学会論文344頁〜3
47頁に記載がある。これは、第4図に示されるように
機能ブロック1に含まれるバスドライバ2と機能ブロッ
ク3に含まれるバスレシーバ4とを接続する相補伝送線
路り、、 D、に、終端抵抗Z0を介して電圧Vdd/
2を与えるように構成されている。ここで電圧Vddは
機能ブロック1,3内の電源電圧レベルである。
て、1988年10月のICCD学会論文344頁〜3
47頁に記載がある。これは、第4図に示されるように
機能ブロック1に含まれるバスドライバ2と機能ブロッ
ク3に含まれるバスレシーバ4とを接続する相補伝送線
路り、、 D、に、終端抵抗Z0を介して電圧Vdd/
2を与えるように構成されている。ここで電圧Vddは
機能ブロック1,3内の電源電圧レベルである。
この回路構成は以下の点に着目して提案されたものであ
る。
る。
半導体集積回路の微細化技術が進み回路が高速化されて
来ると負荷容量の大きなノードは消費電力が増大して問
題となる。すなわち出力回路の消費電力 Pdは Pd=C・■2・f と表され、Cは負荷容量、■は振幅、fは周波数である
。Cが大きく、動作周波数が高い場合、消費電力を低減
するのに信号振幅Vを下げると効果の大きいことがわか
る。更に高速化した場合、信号振幅が大きいと立上り・
立下り時間を要するので、ある周波数以上は波形が正し
く伝わらなくなる。したがって、信号振幅を小さくすれ
ば、それらの制限が緩和され最高伝達周波数を更に高く
することができる。このようなことからCMOS論理の
機能ブロックをECLレベルを用いないで低振幅信号を
用いて機能ブロック間を接続しようとするものである。
来ると負荷容量の大きなノードは消費電力が増大して問
題となる。すなわち出力回路の消費電力 Pdは Pd=C・■2・f と表され、Cは負荷容量、■は振幅、fは周波数である
。Cが大きく、動作周波数が高い場合、消費電力を低減
するのに信号振幅Vを下げると効果の大きいことがわか
る。更に高速化した場合、信号振幅が大きいと立上り・
立下り時間を要するので、ある周波数以上は波形が正し
く伝わらなくなる。したがって、信号振幅を小さくすれ
ば、それらの制限が緩和され最高伝達周波数を更に高く
することができる。このようなことからCMOS論理の
機能ブロックをECLレベルを用いないで低振幅信号を
用いて機能ブロック間を接続しようとするものである。
尚、第5図には第4図の回路による伝達信号波形の一例
が示されている。
が示されている。
しかしながら第4図に示されるような回路形式では、信
号伝送路の終端電源電圧として回路の電圧と異なる電圧
を必要とするので2電源を要し、そのための電源回路を
特別に用意しなければならないという問題点がある。
号伝送路の終端電源電圧として回路の電圧と異なる電圧
を必要とするので2電源を要し、そのための電源回路を
特別に用意しなければならないという問題点がある。
この発明の目的は終端回路を含む小信号振幅の信号伝達
回路を1電源で実現することができるようにするもので
ある。
回路を1電源で実現することができるようにするもので
ある。
本発明の前記並びにそのほかの目的と新規な特徴は本明
細書の記述及び添付図面から明らかになるであろう。
細書の記述及び添付図面から明らかになるであろう。
本願において開示される発明のうち代表的なものの概要
を簡単に説明すれば下記の通りである。
を簡単に説明すれば下記の通りである。
すなわち、モジュール間を結ぶ信号伝送路とその特性イ
ンピーダンスに等しい終端抵抗を結合し、この終端抵抗
の一端をモジュー内と同じ電g電圧に接続し、さらに伝
送すべき信号の論理レベルに従って信号伝送路を前記電
源電圧レベルの半分よりも小さな振幅で駆動するドライ
バ回路と、その電源電圧レベルの半分よりも小さな振幅
の信号レベルを識別して信号伝送路から信号を受信する
レシーバ回路とを含めて信号伝達回路を構成するもので
ある。
ンピーダンスに等しい終端抵抗を結合し、この終端抵抗
の一端をモジュー内と同じ電g電圧に接続し、さらに伝
送すべき信号の論理レベルに従って信号伝送路を前記電
源電圧レベルの半分よりも小さな振幅で駆動するドライ
バ回路と、その電源電圧レベルの半分よりも小さな振幅
の信号レベルを識別して信号伝送路から信号を受信する
レシーバ回路とを含めて信号伝達回路を構成するもので
ある。
MOS回路又はBi−CMOS回路を含んで前記モジュ
ールが構成される場合には、前記電源電圧レベルの半分
よりも小さな振幅としてECLレベルを採用しなくても
よい。
ールが構成される場合には、前記電源電圧レベルの半分
よりも小さな振幅としてECLレベルを採用しなくても
よい。
前記ドライバ回路を簡単に構成するには、信号伝達時に
伝達すべき信号の論理レベルに従って選択的にオン状態
にされることにより、前記終端抵抗との抵抗分圧比に従
って信号伝送路を駆動するスイッチ素子を含めればよい
。
伝達すべき信号の論理レベルに従って選択的にオン状態
にされることにより、前記終端抵抗との抵抗分圧比に従
って信号伝送路を駆動するスイッチ素子を含めればよい
。
また、小信号振幅に対して最適なレシーバ回路を簡単に
得るには、信号伝送路から与えられる信号に所定のバイ
アスレベルを与えるレベルシフト回路と、前記バイアス
レベル近傍において最大の増幅率を持つと共に、レベル
シフト回路でバイアスレベルが与えられた信号を入力し
て増幅するセンスアンプとを含めて構成すればよい。
得るには、信号伝送路から与えられる信号に所定のバイ
アスレベルを与えるレベルシフト回路と、前記バイアス
レベル近傍において最大の増幅率を持つと共に、レベル
シフト回路でバイアスレベルが与えられた信号を入力し
て増幅するセンスアンプとを含めて構成すればよい。
上記した手段によれば、終端抵抗を介してモジュール内
と同じ電源電圧に接続した信号伝送路をその電源電圧寄
りの小さな振幅で駆動することは、小信号振幅の信号伝
達回路を1電源で実現可能にする。これにより、その信
号伝送路によって結合される複数のモジュール内での交
流的な消費電力量の低減と、その信号伝送路に大きな負
荷容量があっても信号伝送周波数を容易に高くすること
を可能にする。
と同じ電源電圧に接続した信号伝送路をその電源電圧寄
りの小さな振幅で駆動することは、小信号振幅の信号伝
達回路を1電源で実現可能にする。これにより、その信
号伝送路によって結合される複数のモジュール内での交
流的な消費電力量の低減と、その信号伝送路に大きな負
荷容量があっても信号伝送周波数を容易に高くすること
を可能にする。
第3図には、この発明が適用される信号伝達回路を用い
たディジタルデータ処理システムの一実施例のブロック
図が示されている。また、第1図には、第3図のディジ
タルデータ処理システムのバスドライバおよびバスレシ
ーバの一例の回路図が示され、第2図には、第1図のバ
スドライバ及びパスレシーバにおける信号波形の一例が
示されている。これらの図をもとに、この実施例のディ
ジタルデータ処理システムにおける信号伝達技術につい
て説明する。なお、第1図において、チャンネル(バッ
クゲート)部に矢印が付加されるMOSFETはPチャ
ンネル型であり、矢印の付加されないNチャンネルMO
SFETと区別して示される。
たディジタルデータ処理システムの一実施例のブロック
図が示されている。また、第1図には、第3図のディジ
タルデータ処理システムのバスドライバおよびバスレシ
ーバの一例の回路図が示され、第2図には、第1図のバ
スドライバ及びパスレシーバにおける信号波形の一例が
示されている。これらの図をもとに、この実施例のディ
ジタルデータ処理システムにおける信号伝達技術につい
て説明する。なお、第1図において、チャンネル(バッ
クゲート)部に矢印が付加されるMOSFETはPチャ
ンネル型であり、矢印の付加されないNチャンネルMO
SFETと区別して示される。
第3図において、ディジタルデータ処理システムは、特
に制限されないが、1個のプロセッサユニットPUとn
+1個のメモリユニットMU、〜M U nを備える。
に制限されないが、1個のプロセッサユニットPUとn
+1個のメモリユニットMU、〜M U nを備える。
これらのプロセッサユニット及びメモリユニットは、特
に制限されないが、夫々別々のVLSIとして形成され
、VI、SI間をバスBUS−A、BUS−Bにより結
合している。
に制限されないが、夫々別々のVLSIとして形成され
、VI、SI間をバスBUS−A、BUS−Bにより結
合している。
すなわち、ディジタルデータ処理システムは上記プロセ
ッサユニットPU及びメモリユニットMtJ 、 −M
U nを互いに結合する2組のバスBUS−A及びB
us−Bを備える。これらのバスは第1図に示されるよ
うに、特に制限されないが、それぞれ複数対の相補信号
線により構成され、プロセッサユニットP’Uの出力信
号をメモリユニットMUo”MUnに、あるいはメモリ
ユニットMU0〜MUnの出力信号をプロセッサユニッ
トPUにそれぞれ伝達する。この実施例において、バス
BUS−A及びBUS−Bを介して伝達される信号の振
幅は、後述するように、回路の電源電圧の絶対値の10
分の1あるいは数分の1以下のような低振幅になるよう
に制限される。その結果、各バスにおける交流的な消費
電力は著しく削減され、また伝達信号の最高動作周波数
も高くされるので、ディジタルデータ処理システムの低
消費電力化、動作の高速化が達成される。そして本実施
例ではバスの終端用の電源として特別な電源電圧を用意
しなくてよく、この点においてシステムの経済化も達成
される。なお、上記バスBUS−A及びBUS−Bは、
双方向バスとして一体化されるものであってもよい。
ッサユニットPU及びメモリユニットMtJ 、 −M
U nを互いに結合する2組のバスBUS−A及びB
us−Bを備える。これらのバスは第1図に示されるよ
うに、特に制限されないが、それぞれ複数対の相補信号
線により構成され、プロセッサユニットP’Uの出力信
号をメモリユニットMUo”MUnに、あるいはメモリ
ユニットMU0〜MUnの出力信号をプロセッサユニッ
トPUにそれぞれ伝達する。この実施例において、バス
BUS−A及びBUS−Bを介して伝達される信号の振
幅は、後述するように、回路の電源電圧の絶対値の10
分の1あるいは数分の1以下のような低振幅になるよう
に制限される。その結果、各バスにおける交流的な消費
電力は著しく削減され、また伝達信号の最高動作周波数
も高くされるので、ディジタルデータ処理システムの低
消費電力化、動作の高速化が達成される。そして本実施
例ではバスの終端用の電源として特別な電源電圧を用意
しなくてよく、この点においてシステムの経済化も達成
される。なお、上記バスBUS−A及びBUS−Bは、
双方向バスとして一体化されるものであってもよい。
前記プロセッサユニットPU及びメモリユニットM U
o−M U nは、バスドライバBD及びパスレシー
バBRをそれぞれ含む。このうち、プロセッサユニット
PUのバスドライバBDは、第1図に示されるように、
バスBus−Aの各相補信号線り、、 D、〜Dk、D
kに対応して設けられるに+1個の単位バスドライバU
BD、〜UBDkを含む。これらの単位バスドライバは
、特に制限されないが、回路の接地電位GNDと各相補
信号線り、、D、〜Dk、Dkとの間にそれぞれ設けら
れるNチャンネル型MOSFETQI及びQ2を含む。
o−M U nは、バスドライバBD及びパスレシー
バBRをそれぞれ含む。このうち、プロセッサユニット
PUのバスドライバBDは、第1図に示されるように、
バスBus−Aの各相補信号線り、、 D、〜Dk、D
kに対応して設けられるに+1個の単位バスドライバU
BD、〜UBDkを含む。これらの単位バスドライバは
、特に制限されないが、回路の接地電位GNDと各相補
信号線り、、D、〜Dk、Dkとの間にそれぞれ設けら
れるNチャンネル型MOSFETQI及びQ2を含む。
MOSFETQI及びQ2(7)ゲート電極には、特に
制限されないが、それぞれ2人カノア回路N0GI、N
0G2の出力信号が供給される。ノア回路N0GI、N
0G2の一方の入力端子には選択信号CEが共通に供給
される。ノア回路N0G2の他の入力端子には信号di
Oが、ノア回路N○G1の他の入力端子には信号diO
をインバータN1で反転した信号が供給される。前記選
択信号は出力イネーブル信号とみなされ、これがローレ
ベルにアサートされるとき、前記信号diOがローレベ
ルである場合には信号AOがハイレベルになってMOS
FETQ2がターンオンされ、また、信号dioがハイ
レベルである場合には信号BOがハイレベルになってM
OSFETQIがターンオンされる。
制限されないが、それぞれ2人カノア回路N0GI、N
0G2の出力信号が供給される。ノア回路N0GI、N
0G2の一方の入力端子には選択信号CEが共通に供給
される。ノア回路N0G2の他の入力端子には信号di
Oが、ノア回路N○G1の他の入力端子には信号diO
をインバータN1で反転した信号が供給される。前記選
択信号は出力イネーブル信号とみなされ、これがローレ
ベルにアサートされるとき、前記信号diOがローレベ
ルである場合には信号AOがハイレベルになってMOS
FETQ2がターンオンされ、また、信号dioがハイ
レベルである場合には信号BOがハイレベルになってM
OSFETQIがターンオンされる。
バス線路り。、D0〜Dk、Dkには該線路の特性イン
ピーダンスに等しい終端抵抗Z。が接続され各終端抵抗
は各ユニットPU、MU、〜MUn内の電源電圧Vdd
に接続される。ここに回路の電源電圧は、特に制限され
ないが、+5Vのような正の電源電圧とされる。
ピーダンスに等しい終端抵抗Z。が接続され各終端抵抗
は各ユニットPU、MU、〜MUn内の電源電圧Vdd
に接続される。ここに回路の電源電圧は、特に制限され
ないが、+5Vのような正の電源電圧とされる。
第2図の信号波形図を用いて単位バスドライバUBDo
の動作を説明する。CEがハイレベルのとき、ノア回路
N0G1.N0G2は常にその出力波形A○、BOがロ
ーレベルとなる。したがって信号diOは外部に伝達さ
れず、バス信号線り。、Daは電源電圧Vddと同一レ
ベルのままに維持される。CEがローレベルのときノア
回路N0Gl、N0G2の出力は信号dioによって第
2図に示されるAO,BOのように相補的に変化される
。この波形がバスドライバUBD0のMOSFETQI
、Q2のゲートに印加されることによって当該MOSF
ETQI、Q2は相補的にスイッチ制御される。MOS
FETQI (Q2)がオフ状態にされると、それに
結合されているバス信号線り。(Oa )は電源電圧V
ddを維持し、逆にMOSFETQI (Q2)がオ
ン状態にされると、信号線り。(D、)は、当該MOS
FETQI (Q2)のオン抵抗とバスの終端抵抗Z。
の動作を説明する。CEがハイレベルのとき、ノア回路
N0G1.N0G2は常にその出力波形A○、BOがロ
ーレベルとなる。したがって信号diOは外部に伝達さ
れず、バス信号線り。、Daは電源電圧Vddと同一レ
ベルのままに維持される。CEがローレベルのときノア
回路N0Gl、N0G2の出力は信号dioによって第
2図に示されるAO,BOのように相補的に変化される
。この波形がバスドライバUBD0のMOSFETQI
、Q2のゲートに印加されることによって当該MOSF
ETQI、Q2は相補的にスイッチ制御される。MOS
FETQI (Q2)がオフ状態にされると、それに
結合されているバス信号線り。(Oa )は電源電圧V
ddを維持し、逆にMOSFETQI (Q2)がオ
ン状態にされると、信号線り。(D、)は、当該MOS
FETQI (Q2)のオン抵抗とバスの終端抵抗Z。
どの抵抗分圧比に従ったレベルを採る。通常バスの特性
インピーダンスは100Ω以下程度でありMOSFET
のオン抵抗に比べて小さいので第2図に示すようにその
ときのバス信号線Do(DO)のレベルは電源電圧Vd
dかられずかに下がったレベルになる。すなわちバス信
号線の信号振幅は電源電圧Vddの10分の1程度とい
うように極めて小さくなる。
インピーダンスは100Ω以下程度でありMOSFET
のオン抵抗に比べて小さいので第2図に示すようにその
ときのバス信号線Do(DO)のレベルは電源電圧Vd
dかられずかに下がったレベルになる。すなわちバス信
号線の信号振幅は電源電圧Vddの10分の1程度とい
うように極めて小さくなる。
前記メモリユニットM U o= M U nのバスレ
シーバBRは特に制限されないが、内部バスBUS−A
の各相補信号線D0.Do−Dk、Dkに対応して設け
られるに+1個の単位バスレシーバUBRo ” U
B Rkを含む。これらの単位パスレシーバは、第1図
の単位パスレシーバUBRoに代表して示されるように
、その人力ノードが対応する相補信号線り。、Do等に
結合されるレベルシフト回路LSと、このレベルシフト
回路LSの相補出力信号dro、dro等を受けるセン
スアンプSAとを含む。
シーバBRは特に制限されないが、内部バスBUS−A
の各相補信号線D0.Do−Dk、Dkに対応して設け
られるに+1個の単位バスレシーバUBRo ” U
B Rkを含む。これらの単位パスレシーバは、第1図
の単位パスレシーバUBRoに代表して示されるように
、その人力ノードが対応する相補信号線り。、Do等に
結合されるレベルシフト回路LSと、このレベルシフト
回路LSの相補出力信号dro、dro等を受けるセン
スアンプSAとを含む。
各単位パスレシーバのレベルシフト回路LSは、特に制
限されないが、差動形態とされる一対のNチャンネルM
OSFETQ3及びQ4と、これらのMOSFETのソ
ース側に設けられるもう一対のNチャンネルMOSFE
TQ5及びQ6とを含む。MOSFETQ3及びQ4の
ドレインは回路の電源電圧vddに結合され、MOSF
ETQ5及びQ6の共通結合されたソースは、Nチャン
ネル型の駆動MOSFETQ7を介して、回路の接地電
位GNDに結合される。
限されないが、差動形態とされる一対のNチャンネルM
OSFETQ3及びQ4と、これらのMOSFETのソ
ース側に設けられるもう一対のNチャンネルMOSFE
TQ5及びQ6とを含む。MOSFETQ3及びQ4の
ドレインは回路の電源電圧vddに結合され、MOSF
ETQ5及びQ6の共通結合されたソースは、Nチャン
ネル型の駆動MOSFETQ7を介して、回路の接地電
位GNDに結合される。
MO3FETQ3及びQ4のゲートは、イコ号線D0.
D、ニソレぞれ結合される。MO3FETQ5のゲー
トは、そのドレインに結合され、さらにMOSFETQ
6のゲートに共通結合される。これにより、MOSFE
TQ5及びQ6は電流ミラー形態とされる。
D、ニソレぞれ結合される。MO3FETQ5のゲー
トは、そのドレインに結合され、さらにMOSFETQ
6のゲートに共通結合される。これにより、MOSFE
TQ5及びQ6は電流ミラー形態とされる。
駆動MOSFETQ7のゲートには、制御信号φprが
印加される。この制御信号φprは、上記バスBUS−
Aが非活性状態とされるとき、言い換えると上記バスB
US−Aにおいて信号が非伝達状態とされるとき、選択
的にローレベルとされる。MOSFETQ3及びQ4の
ソース電位は、レベルシフト回路LSの相補出力信号d
ro及びdroによってセンスアンプSAに供給される
。
印加される。この制御信号φprは、上記バスBUS−
Aが非活性状態とされるとき、言い換えると上記バスB
US−Aにおいて信号が非伝達状態とされるとき、選択
的にローレベルとされる。MOSFETQ3及びQ4の
ソース電位は、レベルシフト回路LSの相補出力信号d
ro及びdroによってセンスアンプSAに供給される
。
これにより、各単位パスレシーバのレベルシフト回路L
Sは、内部バスBUS−Aにおいて信号が伝達状態とさ
れ上記制御信号φprがハイレベルとされることで、選
択的に動作状態とされる。
Sは、内部バスBUS−Aにおいて信号が伝達状態とさ
れ上記制御信号φprがハイレベルとされることで、選
択的に動作状態とされる。
このとき、例えば相補信号線り。、Doには、前述のよ
うに、プロセッサユニットPUのバスドライABDの対
応する単位バスドライバから、そのハイレベルを回路の
電源電圧Vddとし、そのローレベルを回路の電源電圧
Vddより1/10Vdd程低下したレベルとする小振
幅の相補信号が伝達される。言い換えるならば、内部バ
スBUS−Aを伝達される相補信号は、ともに回路の電
源電圧Vddに近い比較的高いレベルをその中心レベル
とする。このため、レベルシフト回路LSのMOSFE
TQ3及びQ4はともにオン状態となる。
うに、プロセッサユニットPUのバスドライABDの対
応する単位バスドライバから、そのハイレベルを回路の
電源電圧Vddとし、そのローレベルを回路の電源電圧
Vddより1/10Vdd程低下したレベルとする小振
幅の相補信号が伝達される。言い換えるならば、内部バ
スBUS−Aを伝達される相補信号は、ともに回路の電
源電圧Vddに近い比較的高いレベルをその中心レベル
とする。このため、レベルシフト回路LSのMOSFE
TQ3及びQ4はともにオン状態となる。
したがって、MOSFETQ3及びQ4のソース電位す
なわち相補出力信号dro、droは、MOSFETQ
3とQ5あルイはMOSFETQ4とQ6のコンダクタ
ンスによって決まる所定のバイアスレベルを中心として
、相補信号線り。、D。
なわち相補出力信号dro、droは、MOSFETQ
3とQ5あルイはMOSFETQ4とQ6のコンダクタ
ンスによって決まる所定のバイアスレベルを中心として
、相補信号線り。、D。
φこ伝達される相補信号と同相で変化する。
この実施例において、上記バイアスレベルは、特に制限
されないが、回路の電源電圧Vddと接地電位GNDと
の間のほぼ中間レベルすなわちVdd/2とされる。本
実施例においてそのバイアスレベルVdd/2はセンス
アンプSAの感度が最大となるレベルに一致されている
。
されないが、回路の電源電圧Vddと接地電位GNDと
の間のほぼ中間レベルすなわちVdd/2とされる。本
実施例においてそのバイアスレベルVdd/2はセンス
アンプSAの感度が最大となるレベルに一致されている
。
各単位バスレシーバのセンスアンプSAは、特に制限さ
れないが、差動形態とされる一対のNチャンネ/L7M
OSFETQ10及びQllと、これらのMOSFET
のトレイン側に設けられる一対のPチャンネルMO3F
ETQ8及びQ9とを含む、MO3FETQ8及びQ9
のソースは回路の電源電圧Vcldに結合され1M03
FETQIO及びQllの共通結合されたソースと回路
の接地電位GNDとの間には、Nチャンネル型の駆動M
○5FETQ12が設けられる。MO3FETQ8のゲ
ートは、そのドレインに結合され、さらにMOSFET
Q9のゲートに結合される。これにより、MOSFET
Q8及びQ 9 +!、電流ミラー形態とされる。MO
SFETQIO,Ql 1のゲートには、上記レベルシ
フト回路I、Sの出力信号dro、droがそれぞれ供
給される。駆動M○5FETQ12のゲートには、上記
制御信号φprが供給される。
れないが、差動形態とされる一対のNチャンネ/L7M
OSFETQ10及びQllと、これらのMOSFET
のトレイン側に設けられる一対のPチャンネルMO3F
ETQ8及びQ9とを含む、MO3FETQ8及びQ9
のソースは回路の電源電圧Vcldに結合され1M03
FETQIO及びQllの共通結合されたソースと回路
の接地電位GNDとの間には、Nチャンネル型の駆動M
○5FETQ12が設けられる。MO3FETQ8のゲ
ートは、そのドレインに結合され、さらにMOSFET
Q9のゲートに結合される。これにより、MOSFET
Q8及びQ 9 +!、電流ミラー形態とされる。MO
SFETQIO,Ql 1のゲートには、上記レベルシ
フト回路I、Sの出力信号dro、droがそれぞれ供
給される。駆動M○5FETQ12のゲートには、上記
制御信号φprが供給される。
MOSFETQIIのドレイン電位は、さらに内部信号
dsOとして、CMOSインバータ回路N2の入力端子
に供給される。このインバータ回路N2の入力端子と回
路の電源電圧Vddとの間には、特に制限されないが、
そのゲートに上記制御信号φprを受けるPチャンネル
型のプリセットMO3FETQI 3が設けられる。イ
ンバータ回路N2の出力信号は、反転出力信号d、Oと
してメモリユニットMU、等の図示されない後段回路に
供給される。
dsOとして、CMOSインバータ回路N2の入力端子
に供給される。このインバータ回路N2の入力端子と回
路の電源電圧Vddとの間には、特に制限されないが、
そのゲートに上記制御信号φprを受けるPチャンネル
型のプリセットMO3FETQI 3が設けられる。イ
ンバータ回路N2の出力信号は、反転出力信号d、Oと
してメモリユニットMU、等の図示されない後段回路に
供給される。
これらのことから、バスBUS−Aにおいて信号が非伝
達状態とされ上記制御信号φprがローレベルとされる
とき、センスアンプSAの駆動M○5FETQ12はオ
フ状態となる。センスアンプSAは非動作状態とされ、
MOSFETQIIのドレイン電位すなわち内部信号d
so等は不確定レベルになろうとする。ところが、上記
制御信号φprがローレベルとされることでプリセット
MO5FETQ13がオン状態となるため、上記内部信
号dsoはハイレベルに確定される。
達状態とされ上記制御信号φprがローレベルとされる
とき、センスアンプSAの駆動M○5FETQ12はオ
フ状態となる。センスアンプSAは非動作状態とされ、
MOSFETQIIのドレイン電位すなわち内部信号d
so等は不確定レベルになろうとする。ところが、上記
制御信号φprがローレベルとされることでプリセット
MO5FETQ13がオン状態となるため、上記内部信
号dsoはハイレベルに確定される。
一方、バスBUS−Aにおいて信号が伝達状態とされ上
記制御信号φprがハイレベルとされると、センスアン
プSAの駆動MO3FETQI2がオン状態となり、プ
リセットMO3FETQI3がオフ状態となる。このた
め、センスアンプSAは動作状態とされる。このとき、
対応する相補信号線り、、Doを介して伝達される信号
は、前述のように、レベルシフト回路LSによってその
中心レベルがシフトされ、バイアスレベルVdd/2を
中心とする相補内部信号dro、droとしてセンスア
ンプSAに伝達される。この実施例において、センスア
ンプSAは、前述のように、上記バイアスレベルVdd
/2においてその増幅率が最大となるように設計される
。
記制御信号φprがハイレベルとされると、センスアン
プSAの駆動MO3FETQI2がオン状態となり、プ
リセットMO3FETQI3がオフ状態となる。このた
め、センスアンプSAは動作状態とされる。このとき、
対応する相補信号線り、、Doを介して伝達される信号
は、前述のように、レベルシフト回路LSによってその
中心レベルがシフトされ、バイアスレベルVdd/2を
中心とする相補内部信号dro、droとしてセンスア
ンプSAに伝達される。この実施例において、センスア
ンプSAは、前述のように、上記バイアスレベルVdd
/2においてその増幅率が最大となるように設計される
。
相補内部信号dro、droは、センスアンプSAが動
作状態とされることによって増幅され、そのレベル差が
到達レベルVdd、GNDに向けて拡大される。その結
果、MOSFETQIIのドレイン電位すなわち内部信
号dsoが、非反転内部信号droと同相でかつセンス
アンプSAの増幅重信だけ拡大されて変化される。この
ようにしてセンスアンプSAの出力信号dllIOには
第2図ニ示スようにCEがローレベルのバス信号伝達状
態のとき人力diOの反転した受信信号が得られる。
作状態とされることによって増幅され、そのレベル差が
到達レベルVdd、GNDに向けて拡大される。その結
果、MOSFETQIIのドレイン電位すなわち内部信
号dsoが、非反転内部信号droと同相でかつセンス
アンプSAの増幅重信だけ拡大されて変化される。この
ようにしてセンスアンプSAの出力信号dllIOには
第2図ニ示スようにCEがローレベルのバス信号伝達状
態のとき人力diOの反転した受信信号が得られる。
メモリユニットMU0〜MUnに設けられるバスドライ
バBDならびにプロセッサユニットPUに設けられるバ
スレシーバBRは、上記プロセッサユニットPUに設け
られるバスドライバBDならびにメモリユニットMU、
−MUnに設けられるパスレシーバBRとそれぞれ同一
の回路構成とされ、バスBUS−Bを介して伝達される
複数の相補信号に対して同様に作用する。
バBDならびにプロセッサユニットPUに設けられるバ
スレシーバBRは、上記プロセッサユニットPUに設け
られるバスドライバBDならびにメモリユニットMU、
−MUnに設けられるパスレシーバBRとそれぞれ同一
の回路構成とされ、バスBUS−Bを介して伝達される
複数の相補信号に対して同様に作用する。
上記実施例によれば以下の作用効果を得ることができる
。
。
(1)バスBUS−A、BUS−Bを伝送線路の特性イ
ンピーダンスに等しい終端抵抗Z。で終端し、その一端
を回路用の電源電圧Vddと等しい電圧に接続し、バス
ドライバBDはソースが接地されたNチャンネル型MO
3FETQI、Q2のドレインからバスを駆動する形式
にされると共に、パスレシーバBRは、バスを介して伝
達された信号に所定のバイアスレベルを与えるレベルシ
フト回路LSと、上記レベルシフト回路LSの出力信号
を受けかつその増幅率が上記バイアスレベルにおいて最
大とされるセンスアンプSAとを設けて構成されるから
、ディジタルデータ処理システムの機能ブロックを結合
するバスにおける信号振幅を1種類の電源電圧Vddを
用いてその電源電圧Vdd寄りに圧縮できるという効果
が得られる。
ンピーダンスに等しい終端抵抗Z。で終端し、その一端
を回路用の電源電圧Vddと等しい電圧に接続し、バス
ドライバBDはソースが接地されたNチャンネル型MO
3FETQI、Q2のドレインからバスを駆動する形式
にされると共に、パスレシーバBRは、バスを介して伝
達された信号に所定のバイアスレベルを与えるレベルシ
フト回路LSと、上記レベルシフト回路LSの出力信号
を受けかつその増幅率が上記バイアスレベルにおいて最
大とされるセンスアンプSAとを設けて構成されるから
、ディジタルデータ処理システムの機能ブロックを結合
するバスにおける信号振幅を1種類の電源電圧Vddを
用いてその電源電圧Vdd寄りに圧縮できるという効果
が得られる。
(2)上記作用効果(1)により、ディジタルデータ処
理システムのバス等における交流的な消費電力を削減で
きるという効果が得られる。
理システムのバス等における交流的な消費電力を削減で
きるという効果が得られる。
(3)上記作用効果(1)において、各機能ブロックに
設けられるインタフェース回路はすべてCLレベルを用
いるインタフェース回路に比してレイアウト所要面積の
増大を抑制できるという効果が得られる。
設けられるインタフェース回路はすべてCLレベルを用
いるインタフェース回路に比してレイアウト所要面積の
増大を抑制できるという効果が得られる。
(4)上記作用効果(1)〜(3)により、複数の機能
ブロックを有するディジタルデータ処理システムの低消
費電力ならびに動作の高速化を特別の電源を追加するこ
となく容易に推進できるという効果が得られる。
ブロックを有するディジタルデータ処理システムの低消
費電力ならびに動作の高速化を特別の電源を追加するこ
となく容易に推進できるという効果が得られる。
以上本発明者によってなされた発明を実施例に基づいて
具体的に説明したが本発明は上記実施例に限定されるも
のではなくその要旨を逸脱しない範囲において種々変更
可能である。例えば相互にインタフェースすべき回路モ
ジュールは上記実施例に限定されず適宜変更することが
できる。
具体的に説明したが本発明は上記実施例に限定されるも
のではなくその要旨を逸脱しない範囲において種々変更
可能である。例えば相互にインタフェースすべき回路モ
ジュールは上記実施例に限定されず適宜変更することが
できる。
以上の説明では主として本発明者によってなされた発明
をその背景となった利用分野であるディジタルデータ処
理システムに適用した場合について説明したが、それに
限定されるものではなく、例えば、複数のメモリユニッ
トのみを搭載する大規模半導体記憶装置やコンピュータ
周辺装置等にも適用できる。本発明は、少なくともバス
によって結合される複数の機能モジュール間で信号伝達
を行う条件のものに広く適用できる。
をその背景となった利用分野であるディジタルデータ処
理システムに適用した場合について説明したが、それに
限定されるものではなく、例えば、複数のメモリユニッ
トのみを搭載する大規模半導体記憶装置やコンピュータ
周辺装置等にも適用できる。本発明は、少なくともバス
によって結合される複数の機能モジュール間で信号伝達
を行う条件のものに広く適用できる。
本願において開示される発明のうち代表的なものによっ
て得られる効果を簡単に説明すれば下記の通りである。
て得られる効果を簡単に説明すれば下記の通りである。
すなわち、終端抵抗を介してモジュール内と同じ電源電
圧に接続した信号伝送路を、その電源電圧寄りの小さな
振幅で駆動するから、小信号振幅の信号伝達回路を1電
源で実現できるという効果がある。
圧に接続した信号伝送路を、その電源電圧寄りの小さな
振幅で駆動するから、小信号振幅の信号伝達回路を1電
源で実現できるという効果がある。
これにより、信号伝送路によって結合されるモジュール
内での電力消費量低減、並びに信号伝送路に大きな負荷
容量があっても信号伝送周波数を容易に高くすることを
達成できるという効果がある。
内での電力消費量低減、並びに信号伝送路に大きな負荷
容量があっても信号伝送周波数を容易に高くすることを
達成できるという効果がある。
MOS回路又はBi−CMOS回路を含んでモジュール
が構成される場合には、モジュール間の信号伝送のため
にECLレベルを用いるインタフエース回路を採用しな
くても所要の信号伝送周波数を得ることができるから、
信号伝達のためのインタフェース回路が占めるレイアウ
ト所要面積を、ECL形式のインタフェース回路に比べ
て低減することができるという効果がある。
が構成される場合には、モジュール間の信号伝送のため
にECLレベルを用いるインタフエース回路を採用しな
くても所要の信号伝送周波数を得ることができるから、
信号伝達のためのインタフェース回路が占めるレイアウ
ト所要面積を、ECL形式のインタフェース回路に比べ
て低減することができるという効果がある。
また、信号伝達時に伝達すべき43号の論理レベルに従
って選択的にオン状態にされることにより、前記終端抵
抗との抵抗分圧比に従って信号伝送路を駆動するスイッ
チ素子を含めてドライバ回路を構成することにより、当
該ドライバ回路を簡籏にすることができる。
って選択的にオン状態にされることにより、前記終端抵
抗との抵抗分圧比に従って信号伝送路を駆動するスイッ
チ素子を含めてドライバ回路を構成することにより、当
該ドライバ回路を簡籏にすることができる。
そして、信号伝送路から与えられる信号に所定のバイア
スレベルを与えるレベルシフト回路と、前記バイアスレ
ベル近傍において最大の増幅率を持つと共に、レベルシ
フト回路でバイアスレベルが与えられた信号を入力して
増幅するセンスアンプとを含んでレシーバ回路を構成す
ることにより、小信号振幅に対して最適なレシーバ回路
を簡単に得ることができる。
スレベルを与えるレベルシフト回路と、前記バイアスレ
ベル近傍において最大の増幅率を持つと共に、レベルシ
フト回路でバイアスレベルが与えられた信号を入力して
増幅するセンスアンプとを含んでレシーバ回路を構成す
ることにより、小信号振幅に対して最適なレシーバ回路
を簡単に得ることができる。
第1図は本発明に係る信号伝達回路をディジタルデータ
処理システムに適用した一実施例回路図、第2図は第1
図のバスドライバ及びパスレシーバの一例信号波形図、 第3図はこの発明の信号伝達回路を用いたディジタルデ
ータ処理システム全体の一例ブロック図、第4図は公知
の信号伝達回路の回路図。 第5図は第4図の回路における信号波形図である。 PU・・・プロセッサユニット、M U o ” M
U n・・・メモリユニット、BUS−A、BUS−B
・・・パス、BD・・・バスドライバ、BR・・・パス
レシーバ、UBDO〜UBDk・・・単位バスドライバ
、UBRo〜UBRk・・・単位パスレシーバ、LS・
・・レベルシフト回路、SA・・・センスアンプ、Q1
〜Q7.QlO−Q]、2・Nチャンネ/LzMOSF
ET、Q8゜Q9.Q13−Pチャンネ/L/MOSF
ET、Z。 ・終端抵抗、D、、 D、〜Dk、Dk・・・信号線。 第 1 図 第 2 図 do。 GND I− 第 3 図 第 第 図 図
処理システムに適用した一実施例回路図、第2図は第1
図のバスドライバ及びパスレシーバの一例信号波形図、 第3図はこの発明の信号伝達回路を用いたディジタルデ
ータ処理システム全体の一例ブロック図、第4図は公知
の信号伝達回路の回路図。 第5図は第4図の回路における信号波形図である。 PU・・・プロセッサユニット、M U o ” M
U n・・・メモリユニット、BUS−A、BUS−B
・・・パス、BD・・・バスドライバ、BR・・・パス
レシーバ、UBDO〜UBDk・・・単位バスドライバ
、UBRo〜UBRk・・・単位パスレシーバ、LS・
・・レベルシフト回路、SA・・・センスアンプ、Q1
〜Q7.QlO−Q]、2・Nチャンネ/LzMOSF
ET、Q8゜Q9.Q13−Pチャンネ/L/MOSF
ET、Z。 ・終端抵抗、D、、 D、〜Dk、Dk・・・信号線。 第 1 図 第 2 図 do。 GND I− 第 3 図 第 第 図 図
Claims (1)
- 【特許請求の範囲】 1、モジュール間を結ぶ信号伝送路と終端抵抗を結合し
、この終端抵抗の一端がモジュール内と電源電圧に接続
され、 伝送すべき信号の論理レベルに従って信号伝送路を前記
電源電圧レベルの半分よりも小さな振幅で駆動するドラ
イバ回路と、 その電源電圧レベルの半分よりも小さな振幅の信号レベ
ルを識別して信号伝送路から信号を受信するレシーバ回
路と、 を含む信号伝達回路。 2、前記モジュールは、MOS回路又はBi−CMOS
回路を含んで構成される請求項1記載の信号伝達回路。 3、前記ドライバ回路は、信号伝達時に伝達すべき信号
の論理レベルに従って選択的にオン状態にされることに
より、前記終端抵抗との抵抗分圧比に従って信号伝送路
を駆動するスイッチ素子を含んで成るものである請求項
1記載の信号伝達回路。 4、前記レシーバ回路は、信号伝送路から与えられる信
号に所定のバイアスレベルを与えるレベルシフト回路と
、前記バイアスレベル近傍において最大の増幅率を持つ
と共に、レベルシフト回路でバイアスレベルが与えられ
た信号を入力して増幅するセンスアンプとを含んで成る
ものである請求項1記載の信号伝達回路。
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP1245106A JP2901660B2 (ja) | 1989-09-22 | 1989-09-22 | 信号伝達回路 |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP1245106A JP2901660B2 (ja) | 1989-09-22 | 1989-09-22 | 信号伝達回路 |
Publications (2)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
JPH03108015A true JPH03108015A (ja) | 1991-05-08 |
JP2901660B2 JP2901660B2 (ja) | 1999-06-07 |
Family
ID=17128706
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
JP1245106A Expired - Fee Related JP2901660B2 (ja) | 1989-09-22 | 1989-09-22 | 信号伝達回路 |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
JP (1) | JP2901660B2 (ja) |
Cited By (1)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
WO1998037633A1 (en) * | 1997-02-24 | 1998-08-27 | Hitachi, Ltd. | Data processing system |
-
1989
- 1989-09-22 JP JP1245106A patent/JP2901660B2/ja not_active Expired - Fee Related
Cited By (1)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
WO1998037633A1 (en) * | 1997-02-24 | 1998-08-27 | Hitachi, Ltd. | Data processing system |
Also Published As
Publication number | Publication date |
---|---|
JP2901660B2 (ja) | 1999-06-07 |
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