JPH07303034A - ノイズをフィルタリングするためのフィルタ - Google Patents

ノイズをフィルタリングするためのフィルタ

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JPH07303034A
JPH07303034A JP7008424A JP842495A JPH07303034A JP H07303034 A JPH07303034 A JP H07303034A JP 7008424 A JP7008424 A JP 7008424A JP 842495 A JP842495 A JP 842495A JP H07303034 A JPH07303034 A JP H07303034A
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filter
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pulses
noise
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JP7008424A
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English (en)
Inventor
Chih-Siung Wu
チー−・シウン・ウー
Kinyue Szeto
キニュー・スゼット
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Advanced Micro Devices Inc
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    • GPHYSICS
    • G06COMPUTING; CALCULATING OR COUNTING
    • G06FELECTRIC DIGITAL DATA PROCESSING
    • G06F11/00Error detection; Error correction; Monitoring
    • G06F11/22Detection or location of defective computer hardware by testing during standby operation or during idle time, e.g. start-up testing
    • G06F11/26Functional testing
    • HELECTRICITY
    • H03ELECTRONIC CIRCUITRY
    • H03KPULSE TECHNIQUE
    • H03K5/00Manipulating of pulses not covered by one of the other main groups of this subclass
    • H03K5/125Discriminating pulses
    • H03K5/1252Suppression or limitation of noise or interference
    • BPERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B82NANOTECHNOLOGY
    • B82YSPECIFIC USES OR APPLICATIONS OF NANOSTRUCTURES; MEASUREMENT OR ANALYSIS OF NANOSTRUCTURES; MANUFACTURE OR TREATMENT OF NANOSTRUCTURES
    • B82Y20/00Nanooptics, e.g. quantum optics or photonic crystals

Abstract

(57)【要約】 【目的】 SCSIバスの大きい装置によって生じる1
2ナノ秒(ns)より小さいノイズパルス、および長い
SCSIバスケーブルによって生じる12nsパルスの
反射、ならびに典型的にSCSIバス上にある35ns
のオーダのノイズパルスを消去するためのグリッチフィ
ルタを提供する。 【構成】 グリッチフィルタはSCSIバス信号を受取
るように接続されたシュミットトリガ(400)と、シ
ュミットトリガに直列に接続された3つのフィルタ(5
00A、500B、600)とを含む。第1のフィルタ
(500A)は12nsより小さいパルス幅を有する正
パルスを除去し、反転出力を出す。第2のフィルタ(5
00B)は12nsより小さいパルス幅を有する負パル
スを除去し、反転出力を出す。第3のフィルタ(60
0)は35nsより小さいパルス幅を有するパルスを除
去し、グリッチフィルタの出力を出す。

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【発明の分野】本発明はSCSI(小型コンピュータシ
ステムズインタフェース)バスから受取った信号からノ
イズを消去するためのCMOS集積回路に関する。より
特定的に、本発明は単一集積回路チップに他のコンポー
ネントと集積化されるSCSIバスコントローラの入力
バッファで使用するためのようなノイズ消去回路に関す
る。
【0002】
【従来技術の説明】SCSIはユーザがパーソナルコン
ピュータにCD−ROMおよび大容量ディスクドライブ
のような周辺装置を7個まで容易に加えることを可能に
する規格である。パーソナルコンピュータのSCSIア
ダプタボードは、周辺装置が存在するSCSIバスに対
してデジタルアドレス、データ、および制御信号を出力
するSCSIバスコントローラを与える。
【0003】図1は接続装置を有するSCSIバスの構
成を示す。図示されるように、SCSIバス100は7
個までの装置101−107をサポートし、装置の間に
は長さ1メートルのケーブルが可能である。ターミネー
タ108および109はSCSIバスケーブルの端部に
設けられている。101と記される装置1は、SCSI
バス線に接続される出力バッファ120と入力バッファ
130とを含むホストコンピュータである。入力バッフ
ァ130からの信号はフィルタ140を介してSCSI
コントローラ150に送られる。SCSIバス信号のノ
イズによって、特に120のような出力バッファによっ
て生じるスイッチングノイズおよび接地バウンスによっ
て、入力バッファは誤った信号を発生することがある。
したがって、140のようなフィルタが、入力バッファ
と、たとえばコントローラ150のように、SCSIバ
スに接続される装置の内部コンポーネントとの間に用い
られている。このようなフィルタは「送信リンクのため
のグリッチリムーバ(Glitch Remover Circuit For Tra
nsmission Links )」と題される米国特許第5,11
3,098号に開示され、ここで引用により援用され
る。
【0004】SCSIバスで動作する最近の装置はさら
に大きいノイズを発生する。たとえば、1994年1月
24日に米国で出願されたチー−シウン・ウー(Chih-S
iungWu )らによる「集積SCSIおよびイーサネット
コントローラ(Integrated SCSI and Ethernet Control
ler )」と題される米国特許出願参照。SCSIコント
ローラをイーサネットコントローラに集積化することに
よって、SCSIバスに接続する装置のトランジスタの
数は約20,000から100,000を超えるほどま
で増加する。このようにトランジスタの数を増やすと、
特に集積回路処理がサブミクロンのレベルまで移行して
いる場合、SCSIバスのノイズは現在のフィルタリン
グ技術が有効に消去するより大きいレベルとなってい
る。
【0005】SCSIバスのより大きい装置は大きい負
荷をもたらし、さらなる接地バウンスおよび電流スイッ
チングノイズを発生する。さらに、長いSCSIバスケ
ーブルによって、SCSIバスの大きい装置によって生
じるノイズの反射によってもさらなるノイズが発生す
る。現在のフィルタリング技術では消去できないこのよ
うなさらなるノイズによって、SCSIバスから信号を
受取る入力バッファは再び誤った信号を発生するように
なる。
【0006】したがって、このようなさらなるスイッチ
ング、接地バウンス、およびSCSIバスの反射ノイズ
に対応する回路が望まれる。このような回路は、SCS
Iコントローラ設計を実質的に複雑にすることなく、偽
の入力信号感知に対してSCSIコントローラ論理を守
ることが特に望まれる。
【0007】
【発明の概要】本発明はSCSIバスのより大きい装置
から発生するノイズに応答するフィルタを提供する。
【0008】本発明はSCSIバス上の信号のアサーシ
ョン、信号のネゲーション、信号のアサーションおよび
ネゲーションフェーズの間の遷移の際の接地バウンスま
たは電流スイッチングによって起こるノイズをフィルタ
リングする。本発明のフィルタはSCSIバス信号のネ
ゲーションフェーズの際に発生する反射ノイズを実質的
に消去する。
【0009】本発明は入力バッファによって与えられる
ようなSCSIバス上の第1の信号からのノイズをフィ
ルタリングするためのフィルタであって、以下を含む。
【0010】(1) 第1の信号を受取り、第1の信号
のデジタル信号バージョンを第2の信号として与えるシ
ュミットトリガ。
【0011】(2) 第2の信号から、12ナノ秒より
小さいパルス幅を有する正のパルスをフィルタリング
し、第2の信号を反転させて第3の信号を形成する第1
のフィルタ。
【0012】(3) 第3の信号から12ナノ秒より小
さいパルス幅を有する負のパルスをフィルタリングし、
第3の信号を反転して第4の信号を形成するための第2
のフィルタ。
【0013】(4) 第4の信号から35ナノ秒より小
さいパルス幅を有するパルスをフィルタリングし、第4
の信号を反転して第5の信号を形成する第3のフィル
タ。
【0014】(5) 第5の信号を反転してフィルタ出
力を形成するインバータ。本発明のさらなる詳細は添付
されている図面とともに説明される。
【0015】
【詳細な説明】図2は本発明のダブルフィルタリンググ
リッチイータ200のブロック図を示す。ダブルフィル
タリンググリッチイータは4つの段を含む。第1の段は
シュミットトリガ400であり、第2の段はフィルタ5
00A、第3の段はフィルタ500B、および第4の段
はフィルタ600である。図3のA−Eは図2の回路の
特定点における信号を示す。
【0016】図3AはSCSIバスに接続される入力バ
ッファからの図2の回路が受取る入力信号(IN)を示
す。図示されるように、信号INはアサーションエッジ
302、ネゲーションエッジ306、およびアサーショ
ンエッジとネゲーションエッジとの間の信号304の一
部においてノイズまたは振動を含む。
【0017】図3Bはシュミットトリガ400の出力に
おいて点Aで得られた信号を示す。第1段のシュミット
トリガ400は、図3Aの曲線によって示される回路2
00の入力INで受取った信号が図3Bで示される信号
に変換されるような転送特性を好ましくは有する。シュ
ミットトリガの転送特性によって、図3AのVIHによ
って表わされる電圧レベルより大きい信号が受取られた
ときにシュミットトリガがハイ状態に変わることを可能
にし、図3AのVILによって示される信号が受取られ
たときにロー状態に変わることを可能にし、図3Bで示
される信号を作成する。
【0018】図3Bで示されるように、反射を考慮しな
い接地バウンスおよびスイッチングノイズは一般に10
ナノ秒より小さく、SCSIバスの信号パルスの立上が
り端縁および立下がり端縁の両方で起こる。これらのノ
イズすべては、前の回路になかった302および306
間のノイズ304を含めて、図2の最初の2つのフィル
タ回路500Aおよび500Bによって消去される。
【0019】図3Cは500Aと記されるフィルタ1の
出力において点Bで得られる信号を示す。図示されるよ
うに、フィルタ1はパルスのネゲーションエッジの12
ナノ秒より小さいノイズ信号を取除き、点Bで反転出力
信号を出す。
【0020】図3Dは500Bと記されるフィルタ2の
出力における点Cで得られる信号を示す。図示されるよ
うに、フィルタ2はパルスのアサーションエッジ上の1
2ナノ秒より小さい持続期間のノイズ信号を取除いて、
点Bで反転出力信号を出す。フィルタ2によって消去さ
れるノイズは長いSCSIケーブルの反射によるもので
あり、それによってフィルタ1によって消去されるスイ
ッチングおよび接地バウンスによるノイズの反転を引起
こす。
【0021】図3Eは600と記されるフィルタ3の出
力における出力信号(OUT)を示す。フィルタ3は、
SCSIバスに典型的にある、35ナノ秒より小さい持
続期間の従来のノイズを消去する。35nsのオーダの
ノイズでもって、負のパルスを取除くためにさらなるフ
ィルタを必要とする、SCSIケーブルの長さによる著
しい反射は起こらない。
【0022】SCSIバス仕様によって要求される48
ミリアンプのドライバ電流では、活性装置の出力バッフ
ァのプルダウントランジスタによって、5nsより小さ
い遅延が典型的に生じる。プルアップは図1で示される
ようなSCSIバスのターミネータによって与えること
ができ、これらの装置によって生じる遅延はもっと遅
く、典型的には35nsのオーダにある。
【0023】「シュミットトリガ」図4は図2のシュミ
ットトリガ400の詳細な回路図であり、1つのインバ
ータを含むシュミットトリガのための論理ダイヤグラム
402も示される。シュミットトリガ型バッファ回路4
00は複数個のNチャネルトランジスタ412、41
4、および416と、複数個のPチャネルトランジスタ
422、424、および426と、インバータゲート4
32と、出力ドライバインバータ434および436と
を含む。図2の回路はさらにパワーダウンのときに電力
がVCCから接地に流れることを防ぐために用いられるコ
ンポーネントを含む。これらのコンポーネントは、イン
バータ452および454によってゲートが駆動される
Pチャネルトランジスタ442とNチャネルトランジス
タ444とを含む。図4および以降の図において、図示
されるコンポーネントのトランジスタサイズも示されて
いる。
【0024】シュミットトリガ回路において、トランジ
スタ412、414、422、および424のゲートは
図2で説明したように、入力バッファから受取るVIN
入力に接続される。トランジスタ414および424の
共通ドレインはインバータゲート432の入力に接続さ
れる。インバータゲート432の出力は直列接続される
2つのドライバインバータ434および436を介して
与えられ、シュミットトリガの出力VOUTを出す。ト
ランジスタ422は第1のロード装置であり、そのドレ
インはトランジスタ424のソースに接続され、そのソ
ースは接地電位に接続される。第2のロード装置として
働くトランジスタ426のドレインは電源電位VCCに接
続され、そのゲートはインバータ432の入力に接続さ
れる。トランジスタ414のソースはトランジスタ41
2のドレインに接続される。第3のロード装置として働
くトランジスタ412のソースはトランジスタ442を
介してVCC電源に接続される。第4のロード装置として
働くトランジスタ416のソースはインバータ432の
入力に接続され、ドレインは接地される。
【0025】ノイズスパイクを有する信号がシュミット
トリガ400の入力端子(IN)に与えられると、回路
400は入力制御信号の立上がりおよび立上がり端縁の
両方において、その入力のしきい値点近くのすべてのノ
イズスパイクを消去する。これはトランジスタ422、
426、412および416によって与えられるヒステ
リシスによって達成され、これは当業者にとって既知で
ある。その結果、出力電圧(VOUT)は図2のBで示
されるようになり、入力電圧(IN)は図2のAで示さ
れるように与えられる。
【0026】スリープモードにおいて、2つのインバー
タ452および454を介してパワーダウン信号PWD
WNがトランジスタ442および444のゲートに与え
られる。トランジスタ442のソースおよびドレインは
DD電源およびトランジスタ412のソースの間に接続
されて、スリープモードを示す、PWDWNがハイのと
きに電力がVDDから流れることを妨げる。トランジスタ
444のソースおよびドレインはインバータ432の入
力から接地に接続され、スリープモードを示す、PWD
WNがハイのときに電力が接地に流れることを可能にす
る。したがって、シュミットトリガ400のスリープモ
ード回路はスリープモードのときはVCCから接地に電力
が流れることを防ぐが、それ以外のときはVCCから接地
への電力の流れを可能にする。
【0027】「フィルタ回路」図5は図2のフィルタ1
およびフィルタ2の詳細な回路500を示す。フィルタ
回路500はインバータ502、NORゲート504、
遅延回路506、およびイネーブル回路508を含む。
FINと記されるフィルタ入力は入力信号バッファリン
グを与えるインバータ502に信号を与える。インバー
タ502の出力は直接NORゲート504のVA 入力に
与えられ、遅延回路506を介してNORゲート504
の入力VB に与えられる。インバータ504の出力はイ
ネーブル回路508を介して与えられてフィルタ回路5
00の出力(FOUT)を形成する。
【0028】遅延回路506はインバータ502の出力
およびVB の間に直列に接続される2つのインバータ5
10および512を含む。Pチャネルトランジスタ51
4、516および容量性素子518、520によって、
容量性遅延がインバータ510および512間に与えら
れる。トランジスタ514のドレインおよびゲートはV
DDに接続され、ソースはトランジスタ516のドレイン
に接続される。トランジスタ516のゲートはインバー
タ502の出力に接続され、ソースはインバータ510
の出力に接続される。インバータ510および512に
接続されるトランジスタ514および516は12ns
遅延を与える。
【0029】容量性素子518および520はインバー
タ510の出力に接続されて遅延回路506の遅延を増
やす。ハイである信号T1およびT2は容量性素子51
8および520をイネーブルする。図2の回路におい
て、12nsの遅延のみが必要なのでT1およびT2は
接地される。本質的には、図2のフィルタ1および2の
回路において、容量性素子518および520を取除い
てもよい。容量性素子518および520の一方がオン
となると、遅延は約25nsに増える。518および5
20の両方がオンとなると、遅延は約35nsとなる。
【0030】容量性素子518および520の回路は同
一であり、以下において容量性素子518のみが説明さ
れる。容量性素子518はトランジスタ520を含む。
トランジスタ520のソースおよびドレインは接地さ
れ、ゲートはトランジスタ522および524を介して
インバータ510の出力に接続される。トランジスタ5
20はキャパシタとして働く。Nチャネルトランジスタ
522のドレインはPチャネルトランジスタ520のソ
ースおよびインバータ510の出力に接続される。Nチ
ャネルトランジスタ522のソースはPチャネルトラン
ジスタ524のドレインおよびトランジスタ524のゲ
ートに接続される。トランジスタ522のゲートは直接
T1に接続され、524のゲートはインバータ526を
介してトランジスタ524のゲートに接続される。この
ような状態でT1がハイであると、電流はトランジスタ
522および524を介してキャパシタとして働くトラ
ンジスタ520に与えられる。T1がローであると、ト
ランジスタ522および524はトランジスタ520へ
の電力を切断する。
【0031】インバータ512の回路はシュミットトリ
ガ構成で接続される、3つのPチャネルトランジスタ5
31、532、533および3つのNチャネルトランジ
スタを含む。トランジスタ531、532、533、5
41、542、および543はシュミットトリガ400
のトランジスタ412、414、416、422、42
4、および426と同様に接続され、インバータ512
の入力は図4の入力(IN)によって形成され、インバ
ータ512の出力は図4のインバータ432への入力に
よって形成される。
【0032】イネーブル回路508は2つのインバータ
552および554、2つのNチャネルトランジスタ5
55および556、ならびに2つのPチャネルトランジ
スタ557および558を含む。トランジスタ555の
ドレインはNORゲート504の出力を受取るよう接続
され、さらにトランジスタ557のソースに接続され
る。トランジスタ555のソースはトランジスタ557
のドレインと出力バッファ554の入力とに接続され
る。トランジスタ556のドレインはFIN入力信号と
トランジスタ558のソースとに接続される。トランジ
スタ556のソースはトランジスタ558のドレインと
出力バッファ554の入力とに接続される。トランジス
タ555および558のゲートは信号T0を受取るよう
直接接続される。トランジスタ557および556のゲ
ートはインバータ552を介して信号T0を受取る。
【0033】動作において、T0がハイのとき、フィル
タ500はNORゲート504の出力に従ってインバー
タ554の出力(FOUT)で機能する。T0がローの
とき、フィルタは切離され、インバータ554の出力
(FOUT)はFINに従う。
【0034】信号T1およびT2がローのとき、容量性
素子518および520によって与えられるキャパシタ
ンスが不能化され、インバータ510および512は容
量性素子514および516とともに約12ナノ秒の遅
延を与える。T1またはT2がハイなら、506の遅延
は上記で述べたように25nsまたは35nsに増え
る。
【0035】その結果、NANDゲート504の入力に
おける遅延信号VB はNORゲート504の他方入力に
与えられる信号VA と同じであるが、T1およびT2が
ローであるとして約12ns遅延される。上記で述べた
ように、12nsより小さいパルスはSCSIバスの入
力バッファからのグリッチと考えられ、取除くことが望
ましい。
【0036】パルスがフィルタ500の入力(FIN)
に与えられると、ロー信号はVA に到着し、その12n
s後にローが入力VB に到着する。NANDゲート50
4の出力は両方の入力VA およびVB からローを受取る
までローのままとなる。したがって、FIN入力でのパ
ルスが12nsより小さければ、VA およびVB は同時
にローとなることはなく、パルスを示す出力信号FOU
Tにおける対応する変動は決して起こらない。FIN入
力で12nsより大きいパルスがあれば、VAおよびV
B は12nsの遅延後に双方ともローとなり、対応する
パルスが約12ns遅れてFOUTに送られる。
【0037】「フィルタ1および2」フィルタ1および
2はT0がVCCに接続されかつT1−2が接地されて設
けられるので、フィルタ500をイネーブルし、12n
sの遅延を生ずる。フィルタ回路500はローからハイ
からローに遷移するFIN信号にのみ応答する。したが
って、フィルタ回路500を図2のフィルタ1として用
いることによって、このようなロー−ハイ−ローパルス
のみを消去することができる。さらに、回路500の論
理ダイヤグラム501はインバータであることに注意し
なければならない。したがって、12nsより小さいハ
イ−ロー−ハイパルスは消去されないが、それらは反転
される。したがって、2つのフィルタ、図2のフィルタ
1およびフィルタ2を直列に設けることによって、12
nsより小さいパルスはロー−ハイ−ロー遷移およびハ
イ−ロー−ハイ遷移で消去することができる。したがっ
て、SCSIバスの大型装置によるノイズはフィルタ1
によって消去でき、長いケーブルによるこのようなノイ
ズの反射はフィルタ2によって消去できる。
【0038】「フィルタ3」図6はフィルタ3の回路を
示す。図示されるように、フィルタ3は図5の回路50
0を含み、さらなるインバータ600を含む。インバー
タ600は図5の回路によって反転された信号を反転す
る。図2の回路において、T0は典型的にV DDに接続さ
れてフィルタを活性化させる。さらに、T1およびT2
はVDDに接続されて35nsの遅延を与える。
【0039】こうして、図3の回路はSCSIバスに典
型的にある35nsより小さいノイズパルスをフィルタ
リングし、フィルタ1および2はさらなるノイズを発生
する最近開発された回路が与える12nsより小さいパ
ルスによるノイズを消去するよう設けられている。
【0040】本発明は上に特定的に記載されているが、
これは単に当業者に発明を作成し使用する方法を教示す
るためのものである。多くの変形は、前掲の特許請求の
範囲によって規定される本発明の範囲内に入る。たとえ
ば、フィルタ1および2の遅延は12nsで与えられ、
フィルタ3の遅延は35nsで与えられるよう開示され
ているが、この遅延長さを変更することができる。
【図面の簡単な説明】
【図1】接続装置を伴うSCSIバスの構成を示す図で
ある。
【図2】本発明のダブルフィルタリンググリッチイータ
のブロック図である。
【図3】図2の回路において受取る信号を示す図であ
り、AはSCSIバスに接続される入力バッファからの
入力信号(IN)を示し、Bは点Aで得られる信号を示
し、Cは点Bで得られる信号を示し、Dは点Cで得られ
る信号を示し、Eは出力信号(OUT)を示す、図であ
る。
【図4】図2のシュミットトリガの詳細な回路図であ
る。
【図5】図2のフィルタ1およびフィルタ2の詳細な回
路図である。
【図6】図2のフィルタ3の詳細な回路図である。
【符号の説明】
100 SCSIバス 101 ホストコンピュータ 102 装置2 108、109 ターミネータ 120 出力バッファ 130 入力バッファ 140 フィルタ 150 SCSIコントローラ 200 ダブルフィルタリンググリッチイータ 400 シュミットトリガ 500A、500B、600 フィルタ
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (51)Int.Cl.6 識別記号 庁内整理番号 FI 技術表示箇所 H03K 17/00 J 9184−5J 17/16 E 9184−5J 19/003 C (72)発明者 チー−・シウン・ウー アメリカ合衆国、95070 カリフォルニア 州、サラトーガ、グラスゴー・ドライブ、 20134 (72)発明者 キニュー・スゼット アメリカ合衆国、94134 カリフォルニア 州、サン・フランシスコ、ビショップ・ス トリート、10

Claims (1)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 入力バッファによって与えられる、SC
    SIバスの第1の信号からのノイズをフィルタリングす
    るためのフィルタであって、 前記第1の信号を受取り、前記第1の信号のデジタル信
    号化したものを第2の信号として出力するシュミットト
    リガと、 前記第2の信号から12ナノ秒より小さいパルス幅を有
    する正パルスをフィルタリングし、前記第2の信号を反
    転して第3の信号を形成するための第1のフィルタと、 前記第3の信号から12ナノ秒より小さいパルス幅を有
    する負パルスをフィルタリングし、前記第3の信号を反
    転して第4の信号を形成するための第2のフィルタと、 前記第4の信号から35ナノ秒より小さいパルス幅を有
    するパルスをフィルタリングし、前記第4の信号を反転
    して第5の信号を形成するための第3のフィルタと、 前記第5の信号を反転してフィルタ出力を形成するため
    のインバータとを含む、ノイズをフィルタリングするた
    めのフィルタ。
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