JPH0918326A - 信号伝送回路 - Google Patents

信号伝送回路

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JPH0918326A
JPH0918326A JP7164846A JP16484695A JPH0918326A JP H0918326 A JPH0918326 A JP H0918326A JP 7164846 A JP7164846 A JP 7164846A JP 16484695 A JP16484695 A JP 16484695A JP H0918326 A JPH0918326 A JP H0918326A
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JP
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signal
circuit
transmission
logic level
potential
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JP7164846A
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Inventor
Takashi Tomita
敬 富田
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Oki Electric Industry Co Ltd
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Oki Electric Industry Co Ltd
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Abstract

(57)【要約】 【目的】 外付けの終端用抵抗を削減して実装面積の縮
小とコストの低減を図る。 【構成】 IC50内の内部論理回路53から送信信号
S53が出力されると、その信号S53によって抵抗手
段51a,51bがオン/オフ動作する。これにより、
電源電位Vccよりも低い終端電位Vt に比べて小さい信
号振幅で、入出力端子41から2値信号S50が送信さ
れる。この信号S50は、伝送線路40を介してIC6
0へ伝送される。この時、IC60内の内部論理回路6
3から出力される信号S63により、抵抗手段61aが
オン、抵抗手段61bがオフとなる。入出力端子42へ
伝送されてきた信号S50は、受信回路62で所定の論
理レベルに増幅される。

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【産業上の利用分野】本発明は、相補型MOSトランジ
スタ(以下、CMOSという)技術等によって製造され
る半導体集積回路(以下、ICという)間において、高
レベル(以下、“H”という)と低レベル(以下、
“L”という)の論理レベルを有する2値信号を送受信
するためのインタフェース回路である信号伝送回路に関
するものである。
【0002】
【従来の技術】従来、この種の信号伝送回路に関する技
術としては、例えば、次のような文献に記載されるもの
があった。 文献;日経エレクトロニクス、556(1992−6−
8)日経マグロウヒル社、P.110−113 前記文献に記載されているように、近年、CMOS技術
により製造される複数のIC間における2値信号の送受
信速度の高速化に伴い、従来使用されてきた公知のTT
L(トランジスタ・トランジスタ・ロジック)レベルあ
るいはCMOSレベルでの信号送受信が困難になってい
る。この理由としては、例えば、TTLレベル及びCM
OSレベルにおける送信回路の出力振幅がそれぞれ2V
以上、及び約5Vと大きいため、高速動作に不利である
ためである。さらに、スイッチング雑音、電源・接地
(以下、GNDという)間の変動等の影響によって複数
のICを実装するプリント基板、例えば中央処理装置
(以下、CPUという)ボード等の設計が著しく困難に
なるためである。これらの問題を解決するために、TT
Lレベル及びCMOSレベルより信号振幅を小さくして
高速な信号伝送を実現する図2のような信号伝送回路が
提案されている。
【0003】図2は、従来の信号伝送回路の回路図であ
る。この信号伝送回路は、ポイント・ツゥー・ポイント
形式のインタフェース回路であり、図示しないプリント
基板上に形成された伝送線路10を有している。伝送線
路10の一端のオフチップ端子11には、終端用抵抗1
3を介して終端電位Vt が印加されると共に、IC20
が接続されている。伝送線路10の他端のオフチップ端
子12には、IC30が接続されている。IC20は、
オフチップ端子11上の電位と基準電位Vr とを比較、
増幅する差動型増幅回路(以下、差動アンプという)2
1aからなる受信回路21と、該受信回路21の出力信
号を処理する内部回路22とで、構成されている。IC
30は、送信信号を出力する内部回路31と、該送信信
号に基づき2値信号を出力する送信回路32とで、構成
されている。送信回路32は、CMOSインバータ32
aと、該CMOSインバータ32aの出力電位によって
ゲート制御されるNチャネル型MOSFET(以下、N
MOSという)32bとで、構成されている。
【0004】図2の信号伝送回路は、例えば3.3Vの
電源電位Vccで動作するIC20及びIC30におい
て、そのIC30からIC20へ2値信号を伝送するイ
ンタフェース回路である。図示しないプリント基板上に
形成された伝送線路10は、50Ω〜70Ωの特性イン
ピーダンスLZを有し、これと等しいインピーダンスを
有する抵抗13により、電源電位Vccよりも低い例えば
1.2V〜2.0Vの終端電位Vt に終端される。例え
ば、伝送線路10の特性インピーダンスLZが50Ω、
終端電位Vt =1.2V、NMOS32bのオン状態出
力インピーダンスが25Ωに設定されている。内部回路
31からCMOSレベルの送信信号が出力されると、そ
の送信信号が送信回路32内のCMOSインバータ32
aで反転され、該CMOSインバータ32aの出力電位
によってNMOS32bがオン/オフされる。これによ
り、伝送線路10は、“H”が1.2V(=Vt )、
“L”が0.4Vの2値信号で駆動される。IC30か
ら出力された2値信号が伝送線路10を通してIC20
へ送られると、その2値信号が受信回路21内の差動ア
ンプ21aによって基準電位Vr (例えば、0.8V)
と比較され、該伝送線路10から送られてきた2値信号
の“H”/“L”が検出され、さらに該差動アンプ21
aでCMOSレベルに増幅されて内部回路22へ送られ
る。
【0005】伝送線路10を伝搬する2値信号の信号振
幅は0.8Vと小さく、また、該伝送線路10の一端の
オフチップ端子11には該伝送線路10の特性インピー
ダンスLZと等しいインピーダンスを有する抵抗13に
よって終端されてインピーダンス整合されている。その
ため、伝送線路10上の送信回路32の出力波形に対し
て歪みの少ない波形を伝送でき、CMOSレベルあるい
はTTLレベルでの信号伝送に比較して高速かつ低雑音
の信号伝送が可能となる。
【0006】
【発明が解決しようとする課題】図2の信号伝送回路で
は、CMOSレベルやTTLレベルの信号伝送に比べて
高速な信号伝送が可能になるが、伝送線路10のインピ
ーダンス整合を行うことが必要なので、ICチップの外
部に終端用の抵抗13を実装している。そのため、実装
面積の増大や、それに伴うコストの増大等といった不利
益があり、これらを解決することが困難であった。本発
明は、前記従来技術が持っていた課題を解決し、外付け
の終端用抵抗の削減による実装面積の縮小とコストの低
減、及びICチップ内に終端用抵抗を内蔵させてその抵
抗値の精度の向上等を図った信頼性の高い信号伝送回路
を提供するものである。
【0007】
【課題を解決するための手段】第1及び第2の発明は、
前記課題を解決するために、信号伝送回路において、所
定の特性インピーダンス(例えば、LZ)を有する伝送
線路と、前記伝送線路の一端に接続された第1のIC
と、前記伝送線路の他端に接続された第2のICとを備
えている。第1のICは、前記伝送線路の一端に接続さ
れた第1の入出力端子と、第1の電源電位(例えば、V
cc)よりも低い終端電位(例えば、Vt )に比べて小さ
い信号振幅で第1の2値信号を前記第1の入出力端子か
ら前記伝送線路へ送信する第1の送信回路と、前記伝送
線路から前記第1の入出力端子へ送られてくる第2の2
値信号を受信して所定の論理レベルに増幅する第1の受
信回路とを、有している。第2のICは、前記伝送線路
の他端に接続された第2の入出力端子と、前記終端電位
に比べて小さい信号振幅で前記第2の2値信号を前記第
2の入出力端子から前記伝送線路へ送信する第2の送信
回路と、前記伝送線路から前記第2の入出力端子へ送ら
れてくる前記第1の2値信号を受信して所定の論理レベ
ルに増幅する第2の受信回路とを、有している。
【0008】前記第1の送信回路は第1の抵抗手段と第
2の抵抗手段とを備え、さらに前記第2の送信回路は第
3の抵抗手段と第4の抵抗手段とを備えている。第1の
抵抗手段は、前記終端電位と前記第1の入出力端子との
間に接続され、第1論理レベル(例えば、“H”)及び
第2論理レベル(例えば、“L”)を有する第1の送信
信号に基づき、送信時には該第1の送信信号の第1論理
レベルでオン状態となって前記特性インピーダンスと等
しいインピーダンスとなり、かつ該第1の送信信号の第
2論理レベルでオフ状態となって開放状態となり、受信
時には該第1論理レベルに設定された第1の制御信号に
よってオン状態となるものである。第2の抵抗手段は、
前記第1の入出力端子と第2の電源電位(例えば、接地
電位Vss)との間に接続され、送信時には前記第1の送
信信号の第1論理レベルでオフ状態となって開放状態と
なり、かつ前記第1の送信信号の第2論理レベルでオン
状態となって前記特性インピーダンスと等しいインピー
ダンスとなり、受信時には前記第1論理レベルに設定さ
れた前記第1の制御信号によってオフ状態となるもので
ある。
【0009】第3の抵抗手段は、前記終端電位と前記第
2の入出力端子との間に接続され、前記第1論理レベル
及び前記第2論理レベルを有する第2の送信信号に基づ
き、送信時には該第2の送信信号の第1論理レベルでオ
ン状態となって前記特性インピーダンスと等しいインピ
ーダンスとなり、かつ該第2の送信信号の第2論理レベ
ルでオフ状態となって開放状態となり、受信時には該第
1論理レベルに設定された第2の制御信号によってオン
状態となるものである。また、第4の抵抗手段は、前記
第2の入出力端子と前記第2の電源電位との間に接続さ
れ、送信時には前記第2の送信信号の第1論理レベルで
オフ状態となって開放状態となり、かつ前記第2の送信
信号の第2論理レベルでオン状態となって前記特性イン
ピーダンスと等しいインピーダンスとなり、受信時には
前記第1論理レベルに設定された前記第2の制御信号に
よってオフ状態となるものである。
【0010】第3〜第8の発明は、信号伝送回路におい
て、所定の特性インピーダンスを有する伝送線路と、前
記伝送線路の一端に接続された第1のICと、前記伝送
線路の他端に接続された第2のICとを備えている。第
1のICは、前記伝送線路の一端に接続された第1の入
出力端子と、第1論理レベル及び第2論理レベルを有す
る第1の送信信号を入力して、第1の電源電位よりも低
い終端電位に比べて小さい信号振幅で第1の2値信号を
前記第1の入出力端子から前記伝送線路へ送信する第1
の送信回路と、前記第1の送信信号を入力してその第1
論理レベル及び第2論理レベルに基づき、前記第1の電
源電位よりも低い第1の参照電位と第2の電源電位との
間の電位差内で2種類の第1及び第2の基準電位を出力
する第1の基準電位生成回路と、前記第1又は第2の基
準電位と前記伝送線路から前記第1の入出力端子へ送ら
れてくる第2の2値信号とを差動増幅して所定の論理レ
ベルの第2の受信信号を出力する第1の受信回路とを有
する回路である。
【0011】第2のICは、前記伝送線路の他端に接続
された第2の入出力端子と、前記第1論理レベル及び前
記第2論理レベルを有する第2の送信信号を入力して、
前記終端電位に比べて小さい信号振幅で前記第2の2値
信号を前記第2の入出力端子から前記伝送線路へ送信す
る第2の送信回路と、前記第2の送信信号を入力してそ
の第1論理レベル及び第2論理レベルに基づき、前記第
1の電源電位よりも低い第2の参照電位と前記第2の電
源電位との間の電位差内で2種類の第3及び第4の基準
電位を出力する第2の基準電位生成回路と、前記第3又
は第4の基準電位と前記伝送線路から前記第2の入出力
端子へ送られてくる前記第1の2値信号とを差動増幅し
て前記所定の論理レベルの第1の受信信号を出力する第
2の受信回路とを有する回路である。
【0012】前記第1の送信回路は第1の抵抗手段と第
2の抵抗手段とを備え、さらに第2の送信回路は第3の
抵抗手段と第4の抵抗手段とを備えている。第1の抵抗
手段は、前記終端電位と前記第1の入出力端子との間に
接続され、前記第1の送信信号の第1論理レベルでオン
状態となって前記特性インピーダンスと等しいインピー
ダンスとなり、前記第1の送信信号の第2論理レベルで
オフ状態となって開放状態となるものである。第2の抵
抗手段は、前記第1の入出力端子と前記第2の電源電位
との間に接続され、前記第1の送信信号の第1論理レベ
ルでオフ状態となって開放状態となり、前記第1の送信
信号の第2論理レベルでオン状態となって前記特性イン
ピーダンスと等しいインピーダンスとなるものである。
【0013】第3の抵抗手段は、前記終端電位と前記第
2の入出力端子との間に接続され、前記第2の送信信号
の第1論理レベルでオン状態となって前記特性インピー
ダンスと等しいインピーダンスとなり、前記第2の送信
信号の第2論理レベルでオフ状態となって開放状態とな
るものである。また、第4の抵抗手段は、前記第2の入
出力端子と前記第2の電源電位との間に接続され、前記
第2の送信信号の第1論理レベルでオフ状態となって開
放状態となり、前記第2の送信信号の第2論理レベルで
オン状態となって前記特性インピーダンスと等しいイン
ピーダンスとなるものである。
【0014】
【作用】第1及び第2の発明によれば、第1の電源電位
よりも低い終端電位に比べて小さい信号振幅で、第1の
2値信号を第1のICから出力すれば、その第1の2値
信号が伝送線路を介して第2のICへ送られる。この
際、第1のIC内の第1の送信回路では、第1の送信信
号の第1論理レベルで第1の抵抗手段がオン状態となっ
て伝送線路の特性インピーダンスと等しいインピーダン
スとなり、さらに、第2の抵抗手段がオフ状態となって
開放状態となる。また、第1の送信信号が第2論理レベ
ルの時には、第1の抵抗手段がオフ状態となって開放状
態となり、さらに、第2の抵抗手段がオン状態となって
伝送線路の特性インピーダンスと等しいインピーダンス
となる。これにより、第1の送信回路から第1の2値信
号が出力され、その第1の2値信号が伝送線路を介して
第2のICへ送られる。第2のIC内の第2の受信回路
では、伝送線路から送られてきた第1の2値信号を受信
して所定の論理レベルに増幅する。終端電位に比べて小
さい信号振幅で第2の2値信号を第2のICから出力す
れば、その第2の2値信号が伝送線路を介して第1のI
Cへ送られる。この際、第2のIC内の送信動作と第1
のIC内の受信動作とは、前記第1の2値信号の送受信
動作と同様の動作となる。
【0015】第3〜第8の発明によれば、第1のIC内
において、第1の送信信号に基づき第1の電源電位より
も低い終端電位に比べて小さい信号振幅で、第1の2値
信号を第1の送信回路から出力すれば、その第1の2値
信号が伝送線路を介して第2のICへ送られ、その第2
のIC内の第2の受信回路で受信される。この際、第1
のIC内の第1の送信回路では、第1の送信信号の第1
論理レベルで第1の抵抗手段がオン状態となって伝送線
路の特性インピーダンスと等しいインピーダンスとな
り、さらに第2の抵抗手段がオフ状態となって開放状態
となる。また、第1の送信信号が第2論理レベルの時、
第1の抵抗手段がオフ状態となって開放状態となり、さ
らに第2の抵抗手段がオン状態となって伝送線路の特性
インピーダンスと等しいインピーダンスとなる。これに
より、第1の送信回路から第1の2値信号が出力され、
それが伝送線路を介して第2のICへ送られる。第2の
IC内において、第2の基準電位生成回路では、第3又
は第4の基準電位を生成し、それを第2の受信回路へ与
える。第2の受信回路では、第3又は第4の基準電位
と、伝送線路から送られてきた第1の2値信号とを差動
増幅して所定の論理レベルの第1の受信信号を出力す
る。
【0016】このような第1の2値信号の伝送動作を行
っている時に、第2のIC内において第2の送信回路は
第2の送信信号に基づき、前記第1の送信回路と同様に
して、終端電位に比べて小さい信号振幅で第2の2値信
号を出力する。この第2の2値信号は、伝送線路を介し
て第1のICへ送られる。第1のIC内では、第1の送
信信号に基づき第1の基準電位生成回路によって第1又
は第2の基準電位が生成され、それが第1の受信回路に
与えられる。第1の受信回路では、第1又は第2の基準
電位と、伝送線路から送られてくる第2の2値信号とを
差動増幅して所定の論理レベルの第2の受信信号を出力
する。これにより、第1の2値信号と第2の2値信号と
を、同時に伝送線路を介して第1のICと第2のIC間
で送受信が行える。
【0017】
【実施例】第1の実施例 図1は、本発明の第1の実施例を示す信号伝送回路の構
成図である。この信号伝送回路は、2つのIC間のポイ
ント・ツゥー・ポイント形式のインタフェース回路であ
り、図示しないプリント基板上にマイクロストリップ線
等の伝送線路40が形成されている。図1では、伝送線
路40がモデル化して示されている。伝送線路40の一
端には第1の入出力端子であるオフチップ入出力端子4
1が接続され、他端には第2の入出力端子であるオフチ
ップ入出力端子42が接続されている。入出力端子41
には第1のIC50が、入出力端子42には第2のIC
60がそれぞれ接続されている。第1のIC50内に
は、入出力端子41に共通接続された第1の送信回路5
1及び第1の受信回路52と、それらの送信回路51及
び受信回路52に接続された内部論理回路53とを、有
している。内部論理回路53は、送信時において第1論
理レベル(例えば、“H”)及び第2論理レベル(例え
ば、“L”)を有するCMOS論理レベルからなる第1
の送信信号S53を送信回路51に与えたり、受信時に
おいて受信回路52からのCMOS論理レベルの第2の
受信信号S52を入力して所定の処理等を行う回路であ
る。
【0018】送信回路51は、送信信号S53を入力
し、第1の電源電位(例えば、Vcc=3.3V)よりも
低い終端電位Vt に比べて小さい信号振幅で、第1の2
値信号S50を入出力端子41から伝送線路40へ送信
する回路であり、第1の抵抗手段51a、第2の抵抗手
段51b、及び抵抗手段制御回路51cを有している。
第1の抵抗手段51aは、IC50の外部より供給され
る終端電位Vt と入出力端子41との間に接続され、抵
抗手段制御回路51cに入力される送信信号S53に基
づき、送信時にはその信号S53の“H”でオン状態と
なって伝送線路40の特性インピーダンスLZと等しい
インピーダンスとなり、かつその信号S53の“L”で
オフ状態(開放状態)となり、受信時にはその信号S5
3の“H”によってオン状態となる回路である。第2の
抵抗手段51bは、入出力端子41と第2の電源電位
(例えば、接地電位Vss)との間に接続され、送信時に
は抵抗手段制御回路51cに入力される送信信号S53
の“H”でオフ状態(開放状態)となり、かつその信号
S53の“L”でオン状態となって伝送線路40の特性
インピーダンスLZと等しいインピーダンスとなり、受
信時にはその信号S53の“H”によってオフ状態とな
る回路である。
【0019】受信回路52は、基準電位Vr と、伝送線
路40から入出力端子41へ送られてくる第2の2値信
号S60の電位とを、差動増幅してCMOS論理レベル
の第2の受信信号S52を内部論理回路53へ出力する
回路であり、例えば差動アンプ52aで構成されてい
る。第2のIC60は、第1のIC50と同一の回路構
成であり、CMOS論理レベルからなる第2の送信信号
S63を入力して終端電位Vt に比べて小さい信号振幅
で第2の2値信号S60を入出力端子42から伝送線路
40へ送信する送信回路61と、伝送線路40から入出
力端子42へ送られてくる第1の2値信号S50の電位
と基準電位Vr とを差動増幅してCMOS論理レベルか
らなる第1の受信信号S62を出力する受信回路62
と、第2の送信信号S63を出力したり、第1の受信信
号S62を入力して所定の処理等を行う内部論理回路6
3とを、備えている。
【0020】送信回路61は、第3,第4の抵抗手段6
1a,61b、及び抵抗手段制御回路61cを有してい
る。第3の抵抗手段61aは、終端電位Vt と入出力端
子42との間に接続され、抵抗手段制御回路61cに入
力される送信信号S63に基づき、送信時にはその信号
S63の“H”でオン状態となって伝送線路40の特性
インピーダンスLZと等しいインピーダンスとなり、か
つその信号S63の“L”でオフ状態(開放状態)とな
り、受信時にはその信号S63の“H”によってオン状
態となる回路である。第4の抵抗手段61bは、入出力
端子42と接地電位Vssとの間に接続され、送信時には
抵抗手段制御回路61cに入力される送信信号S63の
“H”でオフ状態(開放状態)となり、かつその信号S
63の“L”でオン状態となって伝送線路40の特性イ
ンピーダンスLZと等しいインピーダンスとなり、受信
時にはその信号S63の“H”によってオフ状態となる
回路である。受信回路62は、例えば差動アンプ62a
で構成されている。第1のIC50内の送信回路51及
び受信回路52と第2のIC60内の送信回路61及び
受信回路62とは、同一の回路で構成されており、それ
らは種々の回路で構成可能であるが、それらの構成例を
図3及び図4に示す。
【0021】図3は、図1中の送信回路51の構成例を
示す回路図である。この送信回路51では、抵抗手段5
1a,51bがNMOS71,72でそれぞれ構成され
ている。抵抗手段制御回路51cは、内部論理回路53
から与えられる信号S53をそのままNMOS71のゲ
ートへ与えると共に、該送信信号S53をCMOSイン
バータ73で反転してNMOS72のゲートへ与える回
路である。各NMOS71,72のオン状態時の抵抗値
(オン抵抗値)は、例えば50Ωに設定されている。こ
の送信回路51では、内部論理回路53から与えられる
信号S53が“H”の時、NMOS71がオン状態とな
る。信号S53はインバータ73で反転されて“L”と
なり、その“L”によってNMOS72がオフ状態とな
る。信号S53が“L”の時は、NMOS71がオフ状
態、NMOS72がオン状態となる。このようなNMO
S71,72のオン/オフ動作によって2値信号S50
が出力される。
【0022】図4は、図1中の差動アンプ52aの構成
例を示す回路図である。この差動アンプ52aは、増幅
部と出力部で構成されている。増幅部は、第2のIC6
0からの2値信号S60によってオン/オフ動作するP
チャネル型MOSFET(以下、PMOSという)81
と、基準電位Vr でオン/オフ動作するPMOS82
と、定電流源用のPMOS83と、負荷用のNMOS8
4,85とで、構成されている。出力部は、電源電位V
ccと接地電位Vssとの間に接続されたPMOS86及び
NMOS87で構成されている。この差動アンプ52a
では、基準電位Vr と信号S60の電位との大小関係に
応じてPMOS81又は82がオン/オフ動作し、その
基準電位Vr と信号S60の電位との差が増幅され、そ
の増幅値がPMOS86及びNMOS87からなる出力
部で駆動され、CMOS論理レベルの受信信号S52が
出力され、第1のIC50内の内部論理回路53へ与え
られるようになっている。以上のように構成される図1
の信号伝送回路では、第1のIC50から出力された第
1の2値信号S50が伝送線路40を通して第2のIC
60へ伝送され、また、その第2のIC60から出力さ
れた第2の2値信号S60が伝送線路40を通して第1
のIC50へ伝送される。
【0023】ここで、例えば、伝送線路40の特性イン
ピーダンスLZが50Ω、終端電位Vt が1.2V、各
抵抗手段51a,51b,61a,61bのオン抵抗値
がそれぞれ50Ωに設定されている。本実施例の信号伝
送回路は、単方向の信号伝送を行う回路であり、以下そ
の動作(1)〜(3)を説明する。 (1) IC60からIC50への第2の2値信号S6
0の伝送動作 (1)(a) 信号S60が“L”の伝送 IC60内の内部論理回路63からCMOS論理レベル
の“L”の送信信号S63が出力されて送信回路61へ
与えられている場合、該送信回路61内の抵抗手段制御
回路63cでは、抵抗手段61aがオフ状態(開放状
態)となるような信号(例えば、CMOS論理レベルの
“L”)を出力すると共に、抵抗手段61bがオン状態
となるような信号(例えば、CMOS論理レベルの
“H”)を出力する。これにより、抵抗手段61aがオ
フ状態、抵抗手段61bがオン状態になる。この時、I
C50内において、内部論理回路53からはCMOS論
理レベルの“H”の制御信号S53が出力され、送信回
路51内の抵抗手段制御回路51cへ与えられる。抵抗
手段制御回路51cでは、抵抗手段51aがオン状態と
なるような信号(例えば、CMOS論理レベルの
“H”)を出力すると共に、抵抗手段51bがオフ状態
となるような信号(例えば、CMOS論理レベルの
“L”)を出力する。これにより、抵抗手段51aがオ
ン状態、抵抗手段51bがオフ状態になる。よって、伝
送線路40内の電位VOLは、終端電位Vt と抵抗手段5
1a,61bによって決まる。この場合、VOL=0.6
Vに設計されている。IC50内の受信回路52の差動
アンプ52aでは、例えば、0.9Vに設定された基準
電位Vr と、伝送線路40から入出力端子41に入力さ
れる電位0.6Vの信号S60とを比較し、CMOS論
理レベルの“L”の受信信号S52を出力し、内部論理
回路53へ送る。
【0024】(1)(b) 信号S60が“H”の伝送 IC60内の内部論理回路63からCMOS論理レベル
の“H”の送信信号S63が出力されて送信回路61内
の抵抗手段制御回路61cに与えられている場合、該抵
抗手段制御回路61cでは、抵抗手段61aがオン状態
となるような信号(例えば、CMOS論理レベルの
“H”)を出力すると共に、抵抗手段61bがオフ状態
となるような信号(例えば、CMOS論理レベルの
“L”)を出力する。これにより、抵抗手段61aがオ
ン状態、抵抗手段61bがオフ状態になる。この時、I
C50内では、内部論理回路53からCMOS論理レベ
ルの“H”の制御信号が出力されて送信回路51内の抵
抗手段制御回路51cへ与えられる。そのため、制御手
段制御回路51cでは、抵抗手段51aがオン状態とな
るような信号(例えば、CMOS論理レベルの“H”)
を出力すると共に、抵抗手段51bがオフ状態となるよ
うな信号(例えば、CMOS論理レベルの“L”)を出
力する。これにより、抵抗手段51aがオン状態、抵抗
手段51bがオフ状態になる。よって、伝送線路40内
の電位VOHは、終端電位Vt によって決まる。この場合
は、VOH=1.2Vに設計されている。IC50内の受
信回路52は、例えば、0.9Vに設定された基準電位
Vr と、伝送線路40から入出力端子41に入力される
電位1.2Vの信号S60とを差動アンプ52aで比較
し、CMOS論理レベルの“H”の受信信号S52を出
力して内部論理回路53へ送る。このように、IC60
からIC50へ信号S60を伝送させる回路動作の場
合、そのIC50内の送信回路51は、常に抵抗手段5
1aがオン状態、抵抗手段51bがオフ状態を保ち、そ
の抵抗手段51aが従来の図2の終端用抵抗13と同等
の役割をする。この時、送信回路51は、送信回路とし
ての働きはしない。 (2) IC50からIC60への第1の2値信号S5
0の伝送動作 IC50からIC60へ信号S50を伝送させる回路動
作は、前記IC60からIC50へ信号S60を伝送さ
せる回路動作と同様である。
【0025】(2)(a) 信号S50が“L”の伝送 IC50内の内部論理回路53からCMOS論理レベル
の“L”の送信信号S53が出力されて送信回路51内
の抵抗手段制御回路51cへ与えられている場合、該抵
抗手段制御回路51cでは、抵抗手段51aがオフ状態
(開放状態)となるような信号(例えば、CMOS論理
レベルの“L”)を出力すると共に、抵抗手段51bが
オン状態となるような信号(例えば、CMOS論理レベ
ルの“H”)を出力する。これにより、抵抗手段51a
がオフ状態、抵抗手段51bがオン状態になる。この
時、IC60内では、内部論理回路63からCMOS論
理レベルの“H”の制御信号が出力されて送信回路61
内の抵抗手段制御回路63cへ与えられる。そのため、
抵抗手段制御回路63cは、抵抗手段61aがオン状態
となるような信号(例えば、CMOS論理レベルの
“H”)を出力すると共に、抵抗手段61bがオフ状態
となるような信号(例えば、CMOS論理レベルの
“L”)を出力する。これにより、抵抗手段61aがオ
ン状態、抵抗手段61bがオフ状態になる。よって、伝
送線路40内の電位VOLは、終端電位Vt と抵抗手段6
1a,51bによって決まる。この場合は、VOL=0.
6Vに設計されている。IC60内の受信回路62は、
例えば、0.9Vに設定された基準電位Vr と、伝送線
路40から入出力端子42に入力される電位0.6Vの
信号S50とを、差動アンプ62aで比較し、CMOS
論理レベルの“L”の受信信号S62を出力して内部論
理回路63へ与える。
【0026】(2)(b) 信号S50が“H”の伝送 IC50内の内部論理回路53からCMOS論理レベル
の“H”の送信信号S53が出力されて抵抗手段制御回
路51cに与えられている場合、該抵抗手段制御回路5
1cでは、抵抗手段51aがオン状態となるような信号
(例えば、CMOS論理レベルの“H”)を出力すると
共に、抵抗手段51bがオフ状態となるような信号(例
えば、CMOS論理レベルの“L”)を出力する。これ
により、抵抗手段51aがオン状態、抵抗手段51bが
オフ状態になる。この時、IC60内では、内部論理回
路63からCMOS論理レベルの“H”の制御信号を出
力し、抵抗手段制御回路61cへ与える。そのため、抵
抗手段制御回路61cは、抵抗手段61aがオン状態と
なるような信号(例えば、CMOS論理レベルの
“H”)を出力すると共に、抵抗手段61bがオフ状態
となるような信号(例えば、CMOS論理レベルの
“L”)を出力する。これにより、抵抗手段61aがオ
ン状態、抵抗手段61bがオフ状態になる。よって、伝
送線路40内の電位VOHは、終端電位Vt によって決ま
る。この場合は、VOH=1.2Vに設計されている。I
C60内の受信回路62は、例えば、0.9Vに設定さ
れた基準電位Vr と、伝送線路40から入出力端子42
に入力される電位1.2Vの信号S50とを、差動アン
プ62aで比較し、CMOS論理レベルの“H”の受信
信号S62を出力し、内部論理回路63へ与える。
【0027】(3) 伝送動作のまとめ 前記(1),(2)で説明したように、IC50からI
C60へ信号S50を伝送させる回路動作の場合、その
IC60内の送信回路61は、常に抵抗手段61aがオ
ン状態で、抵抗手段61bがオフ状態を保ち、該抵抗手
段61aが従来の図2中の終端用抵抗13と同等の役割
をする。この時、送信回路61は送信回路としての働き
はしない。IC60からIC50へ“L”の信号S60
の伝送を行う場合(前記(1)(a)の場合)、伝送線
路40の両端は、その伝送線路40の特性インピーダン
スLZと等しいインピーダンスを有する抵抗手段51
a,61bにより終端されてインピーダンス整合され
る。IC60からIC50へ“H”の信号S60の伝送
を行う場合(前記(1)(b)の場合)、伝送線路40の
両端は、特性インピーダンスLZと等しいインピーダン
スを有する抵抗手段51a,61aにより終端されてイ
ンピーダンス整合される。IC50からIC60へ
“L”の信号S50の伝送を行う場合(前記(2)(a)
の場合)、伝送線路40の両端は、特性インピーダンス
LZと等しいインピーダンスを有する抵抗手段61a,
51bにより終端されてインピーダンス整合される。I
C50からIC60へ“H”の信号S50の伝送を行う
場合(前記(2)(b)の場合)、伝送線路40の両端
は、特性インピーダンスLZと等しいインピーダンスを
有する抵抗手段51a,61aにより終端されてインピ
ーダンス整合される。これらいずれの場合においても、
伝送線路40の両端は、その伝送線路40の特性インピ
ーダンスLZと等しいインピーダンスを有する抵抗手段
でインピーダンス整合される。そのため、伝送線路40
上の送信回路の出力波形に対し、歪みの少ない波形を伝
送できる。従って、従来のCMOSレベルあるいはTT
Lレベルでの信号伝送に比較して高速かつ低雑音の信号
伝送が可能である。以上、図1の基本的な回路動作を説
明したが、これは従来の図2の回路と同様に、伝送線路
40の信号振幅が0.6Vと小さいため、CMOSレベ
ルあるいはTTLレベルに比べて高速な信号伝送が可能
である。
【0028】この第1の実施例では、次のような効果
(i),(ii)がある。 (i) 本実施例では、伝送線路端でのインピーダンス
整合を行う終端用抵抗がオンチップ化されている(IC
50及びIC60内部に形成されている)。そのため、
従来の図2のようにプリント基板上に終端用抵抗13を
実装する必要がない。従って、外付けの終端抵抗部品の
削減によって抵抗部品のコストを低減できる。 (ii) 本実施例では、伝送線路端でのインピーダンス
整合を行う終端用抵抗がオンチップ化されている(IC
50及びIC60内部に形成されている)。集積回路
は、微細加工技術によって半導体上に形成されるため、
同じ抵抗値をもつ抵抗素子を形成するならば、抵抗部品
をプリント基板上に実装するのに比べ、大幅に素子面積
を小さくすることができる。従って、外付けの終端抵抗
部品の削減によって実装面積を大幅に縮小できる。
【0029】第2の実施例 図5は、本発明の第2の実施例を示すもので、図1中の
他の送信回路の構成例を示す回路図であり、第1の実施
例を示す図3中の要素と共通の要素には共通の符号が付
されている。この送信回路では、第1の抵抗手段51a
が、NMOS71a及び抵抗71bの直列回路で構成さ
れ、さらに第2の抵抗手段51bが、NMOS72a及
び抵抗72bの直列回路で構成されている点のみが、図
3と異なっている。第1の実施例の図3の回路条件にお
いて、その図3のNMOS71,72のオン抵抗値を所
定の抵抗値(例えば、50Ω)に設計する必要がある。
これに対し、本実施例の図5の送信回路では、NMOS
71aと抵抗71bの合成抵抗値を50Ω、さらにNM
OS72aと抵抗72bの合成抵抗値を50Ωに設計
し、該NMOS71aと72aのオン抵抗値を50Ωよ
りも充分低く設計している。抵抗71b,72bは、例
えば拡散抵抗等で形成されている。このような送信回路
では、図3と同様に、図1の内部論理回路53から送信
信号S53が与えられると、抵抗手段制御回路51cに
よってNMOS71aがオン/オフ動作すると共に、該
送信信号S53がCMOSインバータ73で反転され、
その反転信号によってNMOS72aがオン/オフ動作
する。このNMOS71a,72aのオン/オフ動作に
より、2値信号S50が入出力端子41へ出力され、図
1の伝送線路40へ送られる。
【0030】本実施例では、次のような効果がある。図
3の送信回路では、NMOS71と72のオン抵抗値を
所定の抵抗値に設計している。ところが、近年の微細加
工技術によるMOSトランジスタの製造技術では、NM
OS71,72のゲート長を精度良く安定した値で製造
することが難しく、仕上がりオン抵抗値がばらつくこと
がある。そのため、図3の送信回路では、NMOS7
1,72のゲート長の仕上がり値のばらつきがそのまま
抵抗手段51a,51bのばらつきとなる。これに対
し、この図5の送信回路では、NMOS71a,72a
のゲート長の仕上がり値のばらつきに対して、抵抗71
b,72bの抵抗値によってそのばらつきを抑制できる
ので、抵抗手段51a,51bのオン抵抗値の変動が少
ない送信回路を提供できる。
【0031】第3の実施例 図6は、本発明の第3の実施例を示す信号伝送回路の構
成図であり、第1の実施例を示す図1中の要素と共通の
要素には共通の符号が付されている。この信号伝送回路
では、伝送線路40の一端に設けられたオフチップ入出
力端子41に第1のIC50Aが接続され、さらにその
伝送線路40の他端に設けられたオフチップ入出力端子
42にIC60Aが接続されている。第1のIC50A
は、図1のIC50の全ての回路素子を内蔵する他に、
新たに第1の基準電位生成回路54が設けられている。
基準電位生成回路54の入力側は内部論理回路53の出
力側に接続され、該基準電位生成回路54の出力側が差
動アンプ52aの一方の入力端子に接続されている。差
動アンプ52aの他方の入力端子は、入出力端子41に
接続されている。基準電位生成回路54は、内部論理回
路53から出力されるCMOS論理レベルの第1の送信
信号(あるいは制御信号)S53を入力し、その信号S
53の“H”又は“L”に基づき、終端電位Vt と接地
電位Vssとの間の電位差内で2種類の第1及び第2の基
準電位を出力し、その基準電位を差動アンプ52aの一
方の入力端子に与える回路である。
【0032】第2のIC60Aは、図1のIC60内の
全ての回路素子を内蔵する他に、新たに第2の基準電位
生成回路64が設けられている。基準電位生成回路64
の入力側は、内部論理回路63の出力側に接続され、該
基準電位生成回路64の出力側が差動アンプ62aの一
方の入力端子に接続されている。差動アンプ62aの他
方の入力端子は、入出力端子42に接続されている。基
準電位生成回路64は、内部論理回路63から出力され
るCMOS論理レベルの第2の送信信号(あるいは制御
信号)S63を入力し、その信号S63の“H”又は
“L”に基づき、終端電位Vt と接地電位Vssとの間の
電位差内で2種類の第3及び第4の基準電位を出力し、
その基準電位を差動アンプ62aの一方の入力端子に与
える回路である。このような基準電位生成回路54,6
4を設けることにより、IC50AとIC60Aとの間
で、伝送線路40を介して同時に双方向に高速な信号伝
送が可能となる。2つの基準電位生成回路54,64
は、同一の機能を有し、種々の回路構成が考えられる
が、その一方の基準電位生成回路54の構成例の回路図
を図7に示す。
【0033】図7の基準電位生成回路54は、内部論理
回路53から出力されるCMOS論理レベルの信号S5
3の“H”及び“L”に基づき、接地電位Vss(=0
V)から第1の参照電位Vref との間の電位差内で2種
類の第1及び第2の基準電位を出力する回路である。第
1の参照電位Vref は、電源電位Vccよりも低い電位で
ある。この基準電位生成回路54は、入力される信号S
53を反転するCMOSインバータ91と、該信号S5
3によってゲート制御されるNMOS92とを有し、そ
のインバータ91の出力側にNMOS93のゲートが接
続されている。NMOS93のドレインはNMOS92
のソースに接続され、該NMOS93のソースが接地電
位Vssに接続されている。NMOS92のドレインは、
参照電位Vref に接続されている。このNMOS92の
ドレインとソースとの間には抵抗94が並列に接続さ
れ、さらにNMOS93のドレインとソースとの間にも
抵抗95が接続され、それらの抵抗94と95の接続点
が、出力ノード96となっている。
【0034】例えば、参照電位Vref =1.2V、抵抗
94,95の抵抗値が75Ω、NMOS92,93のオ
ン抵抗値が37.5Ωに設定されている。CMOS論理
レベルの信号S53が入力され、その信号S53が
“H”の場合、NMOS92がオン状態、NMOS93
がオフ状態となり、出力ノード96から0.9Vの基準
電位が出力される。入力される信号S53が“L”の場
合、NMOS92がオフ状態、NMOS93がオン状態
になり、出力ノード96から0.3Vの基準電位が出力
される。なお、IC60A内の基準電位生成回路64
は、IC50A内の基準電位生成回路54と同一の回路
構成であり、内部論理回路63から出力される第2の送
信信号(あるいは制御信号)S63を入力し、その
“H”又は“L”に基づき、接地電位Vssと、電源電位
Vccよりも低い第2の参照電位との間の電位差内で、2
種類の第3及び第4の基準電位を出力する回路である。
以上のように構成される信号伝送回路では、伝送線路4
0を介して、IC50AとIC60Aとの間で同時に双
方向に2値信号S50,S60を伝送する。例えば、伝
送線路40の特性インピーダンスLZが50Ωであり、
終端電位Vt =1.2Vに設定され、さらに送信回路5
1,61内の抵抗手段51a,51b,61a,61b
のオン抵抗値が50Ωに設定されているとする。この場
合の信号伝送回路の動作(1),(2)を説明する。
【0035】(1) スタンバイ状態での動作 スタンバイ状態とは、IC50AとIC60Aとの間で
“H”あるいは“L”の信号を伝送することをいう。ま
ず、このスタンバイ状態での基本的な回路動作として、
基準電位生成回路54,64は、CMOS論理レベルの
“H”が入力された時に0.9Vの基準電位を出力し、
CMOS論理レベルの“L”が入力された時に0.3V
の基準電位を出力するとする。以下、このスタンバイ状
態を次の4通りの場合(1)(a)〜(1)(d)に分けて
回路動作を説明する。 (1)(a):IC60AからIC50Aへ“L”の信号
を伝送し続けていて、そのIC50AからIC60Aへ
“L”の信号を伝送し続けている。 (1)(b):IC60AからIC50Aへ“H”の信号
を伝送し続けていて、そのIC50AからIC60Aへ
“L”の信号を伝送し続けている。 (1)(c):IC60AからIC50Aへ“L”の信号
を伝送し続けていて、そのIC50AからIC60Aへ
“H”の信号を伝送し続けている。 (1)(d):IC60AからIC50Aへ“H”の信号
を伝送し続けていて、そのIC50AからIC60Aへ
“H”の信号を伝送し続けている。 (1)(a):IC60AからIC50Aへ“L”の信号
を伝送し続けていて、そのIC50AからIC60Aへ
“L”の信号を伝送し続けている状態での回路動作 IC60A内の内部論理回路63からCMOS論理レベ
ルの“L”の信号S63が出力されている場合、これに
基づき抵抗手段制御回路61cは、抵抗手段61aがオ
フ状態(開放状態)となるような信号(例えば、CMO
S論理レベルの“L”)を出力すると共に、抵抗手段6
1bがオン状態となるような信号(例えば、CMOS論
理レベルの“H”)を出力する。これにより、抵抗手段
61aがオフ状態、抵抗手段61bがオン状態になる。
基準電位生成回路64にはCMOS論理レベルの“L”
の信号S63が入力されているので、その基準電位生成
回路64から0.3Vの電位が出力されている。一方、
IC50A内では、内部論理回路53からCMOS論理
レベルの“L”の信号S53が出力されているので、こ
れに基づき抵抗手段制御回路51cは、抵抗手段51a
がオフ状態となるような信号(例えば、CMOS論理レ
ベルの“L”)を出力すると共に、抵抗手段51bがオ
ン状態となるような信号(例えば、CMOS論理レベル
の“H”)を出力する。これにより、抵抗手段51aが
オフ状態、抵抗手段51bがオン状態となる。よって、
伝送線路40内の電位VLLが0Vとなる。基準電位生成
回路54にはCMOS論理レベルの“L”の信号S53
が入力されているので、該基準電位生成回路54から
0.3Vの電位が出力されている。
【0036】IC60A内の受信回路62は、基準電位
生成回路64の出力電位0.3Vと、伝送線路40から
入出力端子42に入力される電位0Vとを差動アンプ6
2aで比較し、該差動アンプ62aからCMOS論理レ
ベルの“L”の信号S62を出力し、内部論理回路63
へ与える。こうして、IC50A内の内部論理回路53
から出力されたCMOS論理レベルの“L”の信号S5
3は、IC60A内の内部論理回路63へ伝送される。
一方、IC50A内の受信回路52は、基準電位生成回
路54の出力電位0.3Vと、伝送線路40から入出力
端子41に入力される電位0Vとを差動アンプ52aで
比較し、該差動アンプ52aからCMOS論理レベルの
“L”の信号S52を出力し、内部論理回路53へ与え
る。こうして、IC60A内の内部論理回路63から出
力されたCMOS論理レベルの“L”の信号S63は、
IC50A内の内部論理回路53へ伝送される。
【0037】(1)(b) IC60AからIC50Aへ
“H”の信号を伝送し続けていて、そのIC50Aから
IC60Aへ“L”の信号を伝送し続けている状態での
回路動作 IC60A内の内部論理回路63からCMOS論理レベ
ルの“H”の信号S63が出力されている場合、これに
基づき抵抗手段制御回路61cは、抵抗手段60aがオ
ン状態となるような信号(例えば、CMOS論理レベル
の“H”)を出力すると共に、抵抗手段61bがオフ状
態となるような信号(例えば、CMOS論理レベルの
“L”)を出力する。これにより、抵抗手段61aがオ
ン状態、抵抗手段61bがオフ状態になる。基準電位生
成回路64にはCMOS論理レベルの“H”の信号S6
3が入力されているので、該基準電位生成回路64から
0.9Vの電位が出力されている。一方、IC50Aで
は、内部論理回路53からCMOS論理レベルの“L”
の信号S53が出力され、これに基づき抵抗手段制御回
路51cは、抵抗手段51aがオフ状態となるような信
号(例えば、CMOS論理レベルの“L”)を出力する
と共に、抵抗手段51bがオン状態となるような信号
(例えば、CMOS論理レベルの“H”)を出力する。
これにより、抵抗手段51aがオフ状態、抵抗手段51
bがオン状態になる。よって、伝送線路40内の電位V
HLは、終端電位Vt と抵抗手段61a,51bによって
決まる。この場合は、VHL=0.6Vに設計されてい
る。基準電位生成回路54には、CMOS論理レベルの
“L”の信号S53が入力されているので、該基準電位
生成回路54から0.3Vの電位が出力されている。
【0038】IC60A内の受信回路62は、基準電位
生成回路64の出力電位0.9Vと、伝送線路40から
入出力端子42に入力される電位0.6Vとを差動アン
プ62aで比較し、該差動アンプ62aからCMOS論
理レベルの“L”の信号S62を出力し、内部論理回路
63へ与える。こうして、IC50Aの内部論理回路5
3から出力されたCMOS論理レベルの“L”の信号S
53は、IC60A内の内部論理回路63へ伝送され
る。一方、IC50A内の受信回路52は、基準電位生
成回路54の出力電位0.3Vと、伝送線路40から入
出力端子41に入力される電位0.6Vとを差動アンプ
52aで比較し、該差動アンプ52aからCMOS論理
レベルの“H”の信号S52を出力し、内部論理回路5
3へ与える。こうして、IC60A内の内部論理回路6
3から出力されたCMOS論理レベルの“H”の信号S
63が、IC50A内の内部論理回路53へ伝送され
る。
【0039】(1)(c) IC60AからIC50Aへ
“L”の信号を伝送し続けていて、そのIC50Aから
IC60Aへ“H”の信号を伝送し続けている状態での
回路動作 IC60A内の内部論理回路63からCMOS論理レベ
ルの“L”の信号S63が出力されている場合、これに
基づき抵抗手段制御回路61cは、抵抗手段61aがオ
フ状態となるような信号(例えば、CMOS論理レベル
の“L”)を出力すると共に、抵抗手段61bがオン状
態となるような信号(例えば、CMOS論理レベルの
“H”)を出力する。これにより、抵抗手段61aがオ
フ状態、抵抗手段61bがオン状態になる。基準電位生
成回路64は、CMOS論理レベルの“L”の信号S6
3が入力されているので、0.3Vの電位を出力する。
一方、IC50A内では、内部論理回路53からCMO
S論理レベルの“H”の信号S53を出力する。これに
基づき抵抗手段制御回路51cは、抵抗手段51aがオ
ン状態となるような信号(例えば、CMOS論理レベル
の“H”)を出力すると共に、抵抗手段51bがオフ状
態となるような信号(例えば、CMOS論理レベルの
“L”)を出力する。そのため、抵抗手段51aがオン
状態、抵抗手段51bがオフ状態になる。よって、伝送
線路40内の電位VLHは、終端電位Vt と抵抗手段51
a,61bによって決まる。この場合は、VLH=0.6
Vに設計されている。基準電位生成回路54には、CM
OS論理レベルの“H”の信号S53が入力されている
ので、該基準電位生成回路54から0.9Vの電位が出
力されている。
【0040】IC60A内の受信回路62は、基準電位
生成回路64の出力電位0.3Vと、伝送線路40から
入出力端子42に入力される電位0.6Vとを差動アン
プ62aで比較し、該差動アンプ62aからCMOS論
理レベルの“H”の信号S62を出力し、内部論理回路
63へ与える。こうして、IC50A内の内部論理回路
53から出力されたCMOS論理レベルの“H”の信号
S53が、IC60A内の内部論理回路63へ伝送され
る。一方、IC50A内の受信回路52は、基準電位生
成回路54の出力電位0.9Vと、伝送線路40から入
出力端子41に入力される電位0.6Vとを差動アンプ
52aで比較し、該差動アンプ52aからCMOS論理
レベルの“L”の信号S52を出力し、内部論理回路5
3へ与える。こうして、IC60A内の内部論理回路6
3から出力されたCMOS論理レベルの“L”の信号S
63が、IC50A内の内部論理回路53へ伝送され
る。
【0041】(1)(d) IC60AからIC50Aへ
“H”の信号を伝送し続けていて、そのIC50Aから
IC60Aへ“H”の信号を伝送し続けている状態での
回路動作 IC60A内の内部論理回路63からCMOS論理レベ
ルの“H”の信号S63が出力されている場合、これに
基づき抵抗手段制御回路61cは、抵抗手段61aがオ
ン状態となるような信号(例えば、CMOS論理レベル
の“H”)を出力すると共に、抵抗手段61bがオフ状
態となるような信号(例えば、CMOS論理レベルの
“L”)を出力する。これにより、抵抗手段61aがオ
ン状態、抵抗手段61bがオフ状態になる。基準電位生
成回路64では、CMOS論理レベルの“H”の信号S
63が入力されているので、0.9Vの電位を出力す
る。一方、IC50A内では、内部論理回路53からC
MOS論理レベルの“H”の信号S53が出力されてい
るので、これに基づき抵抗手段制御回路51cは、抵抗
手段51aがオン状態となるような信号(例えば、CM
OS論理レベルの“H”)を出力すると共に、抵抗手段
51bがオフ状態となるような信号(例えば、CMOS
論理レベルの“L”)を出力する。これにより、抵抗手
段51aがオン状態、抵抗手段51bがオフ状態にな
る。よって、伝送線路40内の電位VOH H はVt =1.
2Vになる。基準電位生成回路54にはCMOS論理レ
ベルの“H”の信号S53が入力されているので、該基
準電位生成回路54から0.9Vの電位が出力されてい
る。
【0042】IC60A内の受信回路62は、基準電位
生成回路64の出力電位0.9Vと、伝送線路40から
入出力端子42に入力される電位1.2Vとを差動アン
プ62aで比較し、該差動アンプ62aからCMOS論
理レベルの“H”の信号S62を出力し、内部論理回路
63へ与える。こうして、IC50A内の内部論理回路
53から出力されたCMOS論理レベルの“H”の信号
S53は、IC60A内の内部論理回路63へ伝送され
る。一方、IC50A内の受信回路52は、基準電位生
成回路54の出力電位0.9Vと、伝送線路40から入
出力端子41に入力される電位1.2Vとを差動アンプ
52aで比較し、該差動アンプ52aからCMOS論理
レベルの“H”の信号S52を出力し、内部論理回路5
3に与える。こうして、IC60A内の内部論理回路6
3から出力されたCMOS論理レベルの“H”の信号S
63は、IC50A内の内部論理回路53へ伝送され
る。
【0043】このように、本実施例の信号伝送回路にお
ける送信回路51,61は0V、0.6V、1.2Vの
3値の論理レベルの送信信号を出力する。IC50Aか
らIC60Aへ“L”を伝送している時、そのIC60
AからIC50Aへ伝送した“L”の送信信号をIC5
0Aで受信すると、0Vの電位を受信し、IC60Aか
らIC50Aへ伝送した“H”の送信信号をIC50A
で受信すると、0.6Vの電位を受信する。IC50A
からIC60Aへ“H”を伝送している時に、そのIC
60AからIC50Aへ伝送した“L”の送信信号をI
C50Aで受信すると、0.6Vの電位を受信し、IC
60AからIC50Aへ伝送した“H”の送信信号をI
C50Aで受信すると、1.2Vの電位を受信する。こ
れに対し、IC50A,IC60A内の受信回路52,
62は、2種類の基準電位を場合に応じて参照して送信
信号と比較し、CMOS論理レベルの信号S52,S6
2を出力する。IC50AからIC60Aへ“L”を伝
送している時に、そのIC50A内の受信回路52は基
準電位として例えば0.3Vを参照すれば、IC60A
からの送信信号を受信できる。IC50AからIC60
Aへ“H”レベルを伝送している時に、そのIC50A
内の受信回路52は基準電位として例えば0.9Vを参
照すれば、IC60Aからの送信信号を受信できる。
【0044】(2) 非スタンバイ状態での動作 非スタンバイ状態とは、IC50AとIC60Aとの間
で“L”と“H”に変化する信号を送ることである。例
えば、前記(1)と同様に、基準電位生成回路54,6
4は、CMOS論理レベルの“H”が入力された時に
0.9Vの電位を出力し、CMOS論理レベルの“L”
が入力された時に0.3Vの電位を出力するとする。以
下、この非スタンバイ状態を次の3通りの場合(2)
(a)〜(2)(c)に分けて回路動作を説明する。 (2)(a):IC60AからIC50Aへ“L”、
“H”、“L”と変化する信号を送る。IC50Aから
IC60Aへ“L”を送り続ける。 (2)(b):IC60AからIC50Aへは“L”、
“H”、“L”と変化する信号を送る。IC50Aから
IC60Aへ“H”を送り続ける。 (2)(c):IC60AからIC50Aへは“L”、
“H”、“L”と変化する信号を送る。IC50Aから
IC60Aへ“L”、“H”、“L”と変化する信号を
送る。IC60AからIC50Aへ“H”を伝送中に、
そのIC50AからIC60Aへ送る信号が“L”から
“H”に変化する。
【0045】(2)(a) IC60AからIC50Aへ
“L”、“H”、“L”と変化する信号を送り、IC5
0AからIC60Aへ“L”を送り続ける回路動作 この場合の図6の信号伝送回路の各部の信号のタイムチ
ャートを図8(i)〜(vi)に示す。IC60A内の内
部論理回路63から図8(i)に示す信号S63が出力
される。この信号S63に基づき、基準電位生成回路6
4から図8(ii)の一点鎖線で示す電位が出力される。
一方、IC50A内の内部論理回路53から図8(iv)
に示す信号S53が出力される。この信号S53に基づ
き、基準電位生成回路54から図8(v)に一点鎖線で
示す電位が出力される。図8(i)の“L”の初期状態
では、信号S63が“L”、信号S53が“L”であ
る。そのため、抵抗手段51aがオフ状態、抵抗手段6
1aがオフ状態、抵抗手段51bがオン状態、及び抵抗
手段61bがオン状態であり、IC60Aの入出力端子
42から電位0V、IC50Aの入出力端子41から電
位0Vの信号S60,S50が出力されている。IC6
0A内の受信回路62は、入出力端子42の電位0Vと
基準電位生成回路64の出力電位0.3Vとを比較し、
CMOS論理レベルの“L”の信号S62を出力してい
る。IC50A内の受信回路52は、入出力端子41の
電位0Vと基準電位生成回路54の出力電位0.3Vと
を比較し、CMOS論理レベルの“L”の信号S52を
出力している。
【0046】内部論理回路63から“H”の信号S63
が出力されると、抵抗手段61aがオン状態、及び抵抗
手段61bがオフ状態になり、入出力端子42から電位
0.6Vの信号S60が出力される。この電位0.6V
の信号S60は、伝送線路40を伝搬し、該伝送線路4
0の特性インピーダンスLZと長さによって決まる遅延
時間Td秒後に、入出力端子41に到達する。伝送され
た電位0.6Vの信号S60は、IC50A内の受信回
路52に入力される。受信回路52は、電位0.6Vと
基準電位生成回路54の出力電位0.3Vとを比較し、
“H”の信号S52を出力する。こうして信号S63の
“H”はIC50A内の受信回路52に受信される。I
C60A内の受信回路62は、入出力端子42の電位
0.6Vと基準電位生成回路64の出力電位0.9Vと
を比較し、CMOS論理レベルの“L”の信号S62を
出力する。
【0047】信号S63が“H”から“L”に立ち下が
ると、抵抗手段61aがオフ状態、及び抵抗手段61b
がオン状態になり、入出力端子42から電位0Vの信号
S60が出力される。この電位0Vの信号S60は、伝
送線路40を伝搬し、遅延時間Td秒後に、IC50A
の入出力端子41に到達する。伝送された電位0Vの信
号S60は、IC50A内の受信回路52に入力され
る。受信回路52は、入力された電位0Vと基準電位生
成回路54の出力電位0.3Vとを比較し、“L”の信
号S52を出力する。こうして信号S63の“L”はI
C50A内の受信回路52に受信される。IC60A内
の受信回路62は、入出力端子42の電位0Vと基準電
位生成回路64の出力電位0.3Vとを比較し、CMO
S論理レベルの“L”の信号S62を出力する。
【0048】このように、IC50AからIC60Aへ
“L”を送信中に、そのIC60AからIC50Aへ送
る信号が変化すると、入出力端子42における伝送信号
波形は影響を受けるが、それに対応してIC60A内の
受信回路62に入力される基準電位生成回路64の出力
電位が変化するため、該IC60A内の受信回路62で
“L”の信号をそのまま受信できる。IC50AからI
C60Aへ“L”を送っている間に、そのIC60Aか
らIC50Aに“H”の信号S60が到着すると、入出
力端子41では電位0.6Vの信号S60を受信し、I
C60AからIC50Aに“L”の信号S60が到着す
ると、入出力端子41では電位0Vの信号S60を受信
する。そのため、IC50A内の受信回路52が参照す
る基準電位生成回路54の出力電位は、例えばその中間
である0.3Vにすれば、IC60Aからの信号S60
を受信できる。IC50AからIC60Aへ“L”を送
っている間に、そのIC60AからIC50Aに“H”
を送信すると、入出力端子42では電位0.6Vの信号
S60を出力し、そのIC60AからIC50Aに
“L”を出力すると、入出力端子42では電位0Vの信
号S60を出力する。そのため、IC60A内の受信回
路62が参照する基準電位生成回路64の出力電位は、
それぞれ0.9V、0.3Vとすれば、IC50Aから
の信号S50を受信できる。
【0049】(2)(b) IC60AからIC50Aへ
は“L”、“H”、“L”と変化する信号を送り、IC
50AからIC60Aへ“H”を送り続ける回路動作 この場合の図6の各部の信号のタイムチャートを図9に
示す。IC60A内の内部論理回路63から図9(i)
に示す信号S63が出力される。この信号S63に基づ
き、基準電位生成回路64から図9(ii)の一点鎖線で
示す電位が出力される。一方、IC50A内の内部論理
回路53から図9(iv)に示す信号S53が出力され
る。この信号S53に基づき、基準電位生成回路54か
ら図9(v)に一点鎖線で示す電位が出力される。図9
(i)の信号S63の“L”の初期状態では、信号S6
3が“L”、信号S53が“H”のため、抵抗手段51
aがオン状態、抵抗手段61aがオフ状態、抵抗手段5
1bがオフ状態、及び抵抗手段61bがオン状態であ
る。そのため、IC60Aの入出力端子42から電位
0.6V、IC50Aの入出力端子41から電位0.6
Vの信号S60,S50が出力されている。IC60A
内の受信回路62は、入出力端子42の電位0.6Vと
基準電位生成回路64の出力電位0.3Vとを比較し、
CMOS論理レベルの“H”の信号S62を出力してい
る。IC50A内の受信回路52は、入出力端子41の
電位0.6Vと基準電位生成回路54の出力電位0.9
Vとを比較し、CMOS論理レベルの“L”の信号S5
2を出力している。
【0050】IC60A内の内部論理回路63から出力
される信号S63が“H”に立ち上がると、抵抗手段6
1aがオン状態、及び抵抗手段61bがオフ状態にな
り、入出力端子42から電位1.2Vの信号S60が出
力される。この電位1.2Vの信号S60は、伝送線路
40を伝搬し、特性インピーダンスLZと長さによって
決まる遅延時間Td秒後に、IC50Aの入出力端子4
1に到達する。伝送された電位1.2Vの信号S60
は、IC50A内の受信回路52に入力される。受信回
路52は、入力信号の電位1.2Vと基準電位生成回路
54の出力電位0.9Vとを比較し、“H”の信号S5
2を出力する。こうして信号S63の“H”はIC50
A内の受信回路52に受信される。IC60A内の受信
回路62は、入出力端子42の電位1.2Vと基準電位
生成回路64の出力電位0.9Vとを比較し、CMOS
論理レベルの“H”の信号S62を出力する。
【0051】IC60A内の内部論理回路63から出力
される信号S63が“H”から“L”に立ち下がると、
抵抗手段61aがオフ状態、及び抵抗手段61bがオン
状態になり、入出力端子42から電位0.6Vの信号S
60が出力される。この電位0.6Vの信号S60は、
伝送線路40を伝搬し、遅延時間Td秒後に、IC50
Aの入出力端子41に到達する。伝送された電位0.6
Vの信号S60は、IC50A内の受信回路52に入力
される。受信回路52は、入力信号の電位0.6Vと基
準電位生成回路54の出力電位0.9Vとを比較し、
“L”の信号S52を出力する。こうして信号S63の
“L”は、IC50A内の受信回路52に受信される。
IC60A内の受信回路62は、入出力端子42の電位
0.6Vと基準電位生成回路64の出力電位0.3Vと
を比較し、CMOS論理レベルの“H”の信号S62を
出力する。
【0052】このように、IC50AからIC60Aへ
“H”を送信中に、そのIC60AからIC50Aへ送
る信号が変化すると、入出力端子42における受信信号
波形は影響を受けるが、それに対応してIC60A内の
受信回路62に入力される基準電位生成回路64の出力
電位が変化するため、該IC60A内の受信回路62で
“H”の信号S50をそのまま受信できる。IC50A
からIC60Aへ“H”を送信している間に、そのIC
60AからIC50Aに“H”の信号S60が到着する
と、入出力端子41では電位1.2Vの信号S60を受
信し、そのIC60AからIC50Aに“L”の信号S
60が到着すると、入出力端子41では電位0.6Vの
信号S60を受信する。そのため、IC50A内の受信
回路52が参照する基準電位生成回路54の出力電位
は、例えばその中間である0.9Vにすれば、IC60
Aからの信号S60を受信できる。IC50AからIC
60Aへ“H”を送っている間に、そのIC60Aから
IC50Aへ“H”を送信すると、入出力端子42から
電位1.2Vの信号S60を出力し、IC60AからI
C50Aへ“L”を出力すると、入出力端子42から電
位0.6Vの信号S60を出力する。これにより、IC
60A内の受信回路62が参照する基準電位生成回路6
4の出力電位は、それぞれ0.9V、0.3Vとすれ
ば、IC50Aからの信号S50を受信できる。
【0053】(2)(c) IC60AからIC50Aへ
は“L”、“H”、“L”と変化する信号を送り、IC
50AからIC60Aへ“L”、“H”、“L”と変化
する信号S53を送り、IC60AからIC50Aに
“H”の信号が伝搬中に、IC50AからIC60Aへ
送る信号が“L”から“H”に変化する回路動作 この場合の図6の各部の信号のタイムチャートを図10
に示す。IC60A内の内部論理回路63から、図10
(i)に示す信号S63が出力される。この信号S63
に基づき、基準電位生成回路64から図10(ii)の一
点鎖線で示す電位が出力される。一方、IC50A内の
内部論理回路53から、図10(iv)に示す信号S53
が出力される。この信号S53に基づき、基準電位生成
回路54から図10(v)に一点鎖線で示す電位が出力
される。初期状態では、信号S63が“L”、信号S5
3が“L”のため、抵抗手段51aがオフ状態、抵抗手
段61aがオフ状態、抵抗手段51bがオン状態、及び
抵抗手段61bがオン状態である。これにより、IC6
0Aの入出力端子42から電位0V、及びIC50Aの
入出力端子41から電位0Vの信号S60,S50が出
力されている。IC60A内の受信回路62は、入出力
端子42の電位0Vと基準電位生成回路64の出力電位
0.3Vとを比較し、CMOS論理レベルの“L”の信
号S62を出力している。IC50A内の受信回路52
は、入出力端子41の電位0Vと基準電位生成回路54
の出力電位0.3Vとを比較し、CMOS論理レベルの
“L”の信号S52を出力している。
【0054】以下、図10の(イ)〜(チ)に示す期間
に分けて動作を説明する。 (イ)の期間:IC60A内の内部論理回路63から出
力される信号S63が“H”になると、抵抗手段61a
がオン状態、及び抵抗手段61bがオフ状態となり、入
出力端子42から電位0.6Vの信号S60が出力され
る。この電位0.6Vの信号S60は、伝送線路40を
伝搬し、遅延時間Td秒後に、IC50Aの入出力端子
41に到達する。 (ロ)の期間:IC50A内の内部論理回路53から
“H”の信号S53が出力され、抵抗手段51aがオン
状態、及び抵抗手段51bがオフ状態になる。(イ)の
期間にIC60Aの入出力端子42から出力された
“H”の信号S60は、まだ伝送線路40を伝搬中で、
IC50Aの入出力端子41には到着していない。
(ロ)の期間は、入出力端子41から伝送線路40を覗
くと、GNDに終端された50Ωの抵抗として見えるた
め、該入出力端子41から電位0.6V(“H”)の信
号S50が出力される((ロ)の期間の内部論理回路6
3から出力される信号S63のレベルには影響されな
い)。この電位0.6Vの信号S50は、伝送線路40
を伝搬し、遅延時間Td秒後に、IC60Aの入出力端
子42に到達する。
【0055】(ハ)の期間:(ロ)の期間にIC50A
の入出力端子41から出力された電位0.6Vの信号S
50は、まだ伝送線路40を伝搬中で、IC60Aの入
出力端子42には到着していない。(ハ)の期間は、入
出力端子42から伝送線路40を覗くと、GNDに終端
された50Ωの抵抗として見える。IC60A内の内部
論理回路から出力される信号S63が“H”から“L”
に立ち下がると、抵抗手段61aがオフ状態、及び抵抗
手段61bがオン状態になり、入出力端子42から電位
0V(“L”)の信号S60が出力される((ハ)の期
間の内部論理回路53から出力される信号S53のレベ
ルには影響されない)。この電位0Vの信号S60は、
伝送線路40を伝搬し、遅延時間Td秒後に、IC50
Aの入出力端子41に到達する。
【0056】(ニ)の期間:(イ)の期間にIC60A
の入出力端子42から出力された電位0.6Vの信号S
60が、IC50Aの入出力端子41に到着する。
(ニ)の期間は、入出力端子41から伝送線路40を覗
くと、終端電位Vt に終端された50Ωの抵抗として見
えるため、該入出力端子41には電位1.2Vの信号S
60が入力される((ニ)の期間の内部論理回路63か
ら出力される信号S63のレベルには影響されない)。
電位1.2Vの信号S60は、IC50A内の受信回路
52に入力される。受信回路52は、その入力信号の電
位1.2Vと基準電位生成回路54の出力電位0.9V
とを比較し、“H”の信号S52を出力して内部論理回
路53に与える。こうしてIC60Aから出力された
“H”は、IC50Aに受信される。
【0057】(ホ)の期間:(ハ)の期間にIC60A
の入出力端子42から出力された電位0Vの信号S60
が、IC50Aの入出力端子41に到着する。(ホ)の
期間は、入出力端子41から伝送線路40を覗くと、G
NDに終端された50Ωの抵抗として見えるため、該入
出力端子41には電位0.6Vの信号S60が入力され
る((ホ)の期間の内部論理回路63から出力される信
号S63のレベルには影響されない)。電位0.6Vの
信号S60は、IC50A内の受信回路52に入力され
る。受信回路52は、その入力信号の電位0.6Vと基
準電位生成回路54の出力電位0.9Vとを比較し、
“L”の信号S52を出力し、内部論理回路53に与え
る。こうしてIC60Aから出力された“L”は、IC
50Aに受信される。
【0058】(ヘ)の期間:IC50A内の内部論理回
路53から出力される信号S53が“H”から“L”に
立ち下がると、抵抗手段51aがオフ状態、及び抵抗手
段51bがオン状態になる。(ヘ)の期間は、入出力端
子41から伝送線路40を覗くと、GNDに終端された
50Ωの抵抗として見えるため、該入出力端子41から
電位0V(“L”)の信号S50が出力される((ヘ)
の期間の内部論理回路63から出力される信号S63の
レベルには影響されない)。この電位0Vの信号S50
は、伝送線路40を伝搬し、遅延時間Td秒後に、IC
60Aの入出力端子42に到達する。また、前記(2)
(a)で説明したように、IC60Aから送られてくる
“L”をIC50Aで受信中に、そのIC50AからI
C60Aへ送る信号が変化すると、入出力端子41にお
ける受信信号波形は影響を受けるが、それに対応して該
IC50A内の受信回路52に入力される基準電位生成
回路54の出力電位が変化するため、IC50Aで
“L”をそのまま受信できる。
【0059】(ト)の期間:前記(ロ)、(ニ)、
(ホ)の期間にIC50AからIC60Aへ送信した
“H”の信号S50が、そのIC60Aの入出力端子4
2に到着する。(ト)の期間は、入出力端子42から伝
送線路40を覗くと、終端電位Vt に終端された50Ω
の抵抗として見える。抵抗手段61aがオフ状態、及び
抵抗手段61bがオン状態なので、入出力端子42には
電位0.6Vの信号S50が入力される((ト)の期間
の内部論理回路53から出力される信号S53のレベル
には影響されない)。電位0.6Vの信号S50は、I
C60A内の受信回路62に入力される。受信回路62
は、その入力信号の電位0.6Vと基準電位生成回路6
4の出力電位0.3Vとを比較し、“H”の信号S62
を出力し、内部論理回路63に与える。こうしてIC5
0Aから出力された“H”は、IC60Aに受信され
る。
【0060】(チ)の期間:(ヘ)の期間にIC50A
からIC60Aへ送信した“L”の信号S50が、その
IC60Aの入出力端子42に到着する。(チ)の期間
は、入出力端子42から伝送線路40を覗くと、GND
に終端された50Ωの抵抗として見える。抵抗手段61
aがオフ状態、及び抵抗手段61bがオン状態なので、
入出力端子42には電位0Vの信号S50が入力される
((チ)の期間の内部論理回路53から出力される信号
S53のレベルには影響されない)。電位0Vの信号S
50は、IC60A内の受信回路62に入力される。受
信回路62は、その入力信号の電位0Vと基準電位生成
回路64の出力電位0.3Vとを比較し、“L”の信号
S62を出力し、内部論理回路63に与える。こうして
IC50AからIC60Aへ伝送される“L”が、該I
C60Aに受信される。このように、IC60AからI
C50Aへ送った信号S60が伝送線路40を伝搬中に
(IC50Aに到着する前に)、そのIC50AからI
C60Aへ送る信号が変化しても、そのIC60Aから
IC50Aへ送った信号S60を該IC50Aで受信す
ることができる。また、IC60AからIC50Aへ送
った信号S60が伝送線路40を伝搬中に、そのIC5
0AからIC60Aに信号を送っても、該IC60Aで
受信することができる。
【0061】以上のように、この第3の実施例では、1
本の伝送線路40の両端に接続される2つのIC50A
とIC60A間で、同時に双方向に信号S50,S60
の送受信ができるため、次のような効果がある。図2に
示す従来の信号伝送回路では、2つのIC20とIC3
0との間で同時に信号の送受信を行うには、2本の伝送
線路10が必要である。これは、伝送線路10は、IC
30からIC20への送信しかできないからである。ま
た、図1に示す第1の実施例では、伝送線路40を使っ
てIC50とIC60との間で双方向の伝送が可能であ
るが、同時に伝送することができないので、やはりその
場合には2本の伝送線路40が必要である。これに対
し、図6に示すこの第3の実施例の信号伝送回路では、
伝送線路40の両端に接続されるIC50AとIC60
Aとの間で同時に双方向に信号の送受信ができる。この
ため、従来の信号伝送回路に比べてIC50A及びIC
60Aの入出力ピン数を削減することができ、それによ
ってチップ面積を縮小することができる。さらに、伝送
線路数を削減できるので、プリント基板上での実装面積
を小さくすることができる。
【0062】図11(i)〜(vi)は、図6に示すこの
第3の実施例の信号伝送回路のシミュレーションを行っ
た結果を示す図である。このシミュレーションでは、送
信回路51,61に図3の送信回路を使用し、受信回路
52,62に図4の受信回路を使用し、さらに基準電位
生成回路54,64に図7の基準電位生成回路を使用し
ている。図6中の終端電位Vt は1.2V、抵抗手段5
1a,51b,61a,61bのオン抵抗値が50Ω、
伝送線路40の伝搬遅延時間Tdが約6.7n秒/m、
伝送線路長が1m、図7中の参照電位Vref が1.2
V、抵抗94,95の抵抗値が75Ω、及びNMOS9
2,93のオン抵抗値が37.5Ωの条件でシミュレー
ションを行った。内部論理回路63から、図11(i)
に示すCMOS論理レベルの周波数156MHzの信号
S63が出力される。この信号S63に基づき、基準電
位生成回路64から、図11(ii)の破線で示す電位が
出力される。内部論理回路53から、図11(iv)に示
すCMOS論理レベルの周波数156MHzの信号S5
3が出力される。この信号S53に基づき、基準電位生
成回路54から、図11(v)の破線で示す電位が出力
される。入出力端子42から、図11(ii)の実線で示
す信号S60が出力され、入出力端子41から、図11
(v)の実線で示す信号S50が出力される。受信回路
62から、図11(iii)に示すCMOS論理レベルの信
号S62が出力され、受信回路52から、図11(vi)
に示すCMOS論理レベルの信号S52が出力される。
図11のシミュレーション結果から明らかなように、I
C60AからIC50Aへ図11(i)の信号S60を
送り、図11(vi)に示すようにIC50Aで受信され
ていることが確認できる。同時に、IC50AからIC
60Aへ図11(iv)の信号S50を送り、図11(ii
i)に示すようにIC60Aで受信されていることが確
認できる。
【0063】第4の実施例 図12は、本発明の第4の実施例を示すもので、図6中
の基準電位生成回路54,64の他の構成例を示す回路
図であり、第4の実施例の図7中の要素と共通の要素に
は共通の符号が付されている。この基準電位生成回路で
は、図7のNMOS92に代えて、NMOS92a及び
抵抗92bからなる直列回路を設け、さらに図7のNM
OS93に代えて、NMOS93a及び抵抗93bから
なる直列回路を設けている。第3の実施例で説明したよ
うに、上述の条件において図7のNMOS92,93の
オン抵抗値を所定の抵抗値(例えば、37.5Ω)に設
計する必要がある。そのため、この第4の実施例の回路
構成では、NMOS92a及び抵抗92bの直列抵抗
値、ならびに、NMOS93a及び抵抗93bの直列抵
抗値を、それぞれ37.5Ωに設計し、該NMOS92
aと93aのオン抵抗値を37.5Ωよりも充分低く設
計している。抵抗92b,93bは、例えば拡散抵抗等
で形成されている。
【0064】この第4の実施例の基準電位生成回路で
は、図7の基準電位生成回路と同様に、入力されるCM
OS論理レベルの信号S53の“H”と“L”に基づ
き、0Vから参照電位Vref の間で、2種類の基準電位
を出力ノード96から出力する。例えば、Vref =1.
2V、抵抗94,95の抵抗値を75Ω、NMOS92
aのオン抵抗値と抵抗92bの直列抵抗値を37.5
Ω、NMOS93aのオン抵抗値と抵抗93bの直列抵
抗値を37.5Ωとする。すると、入力されるCMOS
論理レベルの信号S53が“H”の時、NMOS92a
がオン状態、及びNMOS93aがオフ状態になり、出
力ノード96から電位0.9Vが出力され、それが図6
の受信回路52,62の参照電位として参照される。入
力されるCMOS論理レベルの信号S53が“L”の
時、NMOS92aがオフ状態、及びNMOS93aが
オン状態になり、出力ノード96から電位0.3Vが出
力され、それが図6の受信回路52,62の基準電位と
して参照される。
【0065】この第4の実施例では、次のような効果が
ある。第3の実施例の図7の基準電位生成回路では、N
MOS92とNMOS93のオン抵抗値を所定の抵抗値
に設計している。しかし、近年の微細加工技術によるM
OSトランジスタ製造技術では、MOSトランジスタの
ゲート長を精度良く安定した値で製造することは難し
く、仕上がりオン抵抗値がばらつくことがある。オン抵
抗値のばらつきは、出力電位のばらつき(設計値からの
ばらつき)をもたらす。この基準電位生成回路の出力電
位は、図6の受信回路52,62の基準電位として参照
されているため、精度の良さが望まれる。図7の基準電
位生成回路では、NMOS92,93のゲート長の仕上
がり値のばらつきがそのまま出力電位のばらつきとな
る。これに対し、この第4の実施例の基準電位生成回路
では、NMOS92a,93aのゲート長の仕上がり値
のばらつきを抵抗92b,93bで抑制できるので、出
力電位の変動が少ない。従って、この基準電位生成回路
から出力される基準電位の精度を大幅に改善できる。
【0066】なお、本発明は上記実施例に限定されず、
他の利用形態や種々の実施例が考えられる。その例
(1)〜(4)を以下列挙する。 (1) 本発明の信号伝送回路は、CMOS技術による
IC間の信号伝送のみならず、バイポーラ技術とCMO
S技術を組合せたBiCMOS技術によるICやLSI
(大規模集積回路)を含んだ信号伝送にも適用可能であ
る。 (2) 伝送信号の3種類のレベルの電位や、受信回路
52,62に与える2種類の基準電位は用途に合わせて
設定することができる。例えば、図6の信号伝送回路に
おいて、終端電位Vt 、抵抗手段51a,51b,61
a,61bの抵抗値を変えることにより、伝送信号の3
種類のレベルの電位を設定できる。終端電位Vt =1.
2V、抵抗手段51a,51b,61a,61bのオン
抵抗値を50Ωに設定すれば、0V、0.6V、1.2
Vの3種類の伝送信号レベルを持つ。この場合、受信回
路52,62に与える基準電位は3種類のレベルの中間
値0.3V、0.9Vにすればよい。同じく、図6の信
号伝送回路において、終端電位Vt =1.6V、抵抗手
段51a,51b,61a,61bのオン抵抗値を50
Ωに設定すれば、0V、0.8V、1.6Vの3種類の
伝送信号レベルを持つ。この場合、受信回路52,62
に与える基準電位は3種類のレベルの中間値0.4V、
1.2Vにすればよい。受信回路52,62に与える基
準電位は、例えば、図7の基準電位生成回路において、
参照電位Vref 、抵抗94,95の抵抗値、及びNMO
S92,93のオン抵抗値を変えることにより、2種類
の基準電位を設定できる。参照電位Vref =1.2V、
抵抗94,95の抵抗値を75Ω、及びNMOS92,
93のオン抵抗値を37.5Ωとすれば、0.3V、
0.9Vの2種類の基準電位を出力できる。また、図7
の基準電位生成回路において、参照電位Vref =1.6
V、抵抗94,95の抵抗値を75Ω、及びNMOS9
2,93のオン抵抗値を37.5Ωとすれば、0.4
V、1.2Vの2種類の基準電位を出力できる。
【0067】(3) 図1の抵抗手段51a,51b,
61a,61bとして、図3ではNMOS71,72で
構成したが、PMOSやバイポーラトランジスタ等とい
った他のトランジスタで構成してもよい。例えば、図3
の2つのNMOS71,72に代えてNMOSとPMO
Sの直列回路を設け、それらの閾値電圧を適宜設定すれ
ば、CMOSインバータ73を省略できる。同様に、図
1の抵抗手段51a,51b,61a,61bとして、
図5ではNMOS71a及び抵抗71bの直列回路、及
びNMOS72aと抵抗72bの直列回路で構成した
が、それらのNMOS71a,72aに代えて、PMO
Sやバイポーラトランジスタ等といった他のトランジス
タを用いてもよい。 (4) 図7及び図12の基準電位生成回路では、トラ
ンジスタとしてNMOS92,93,92a,93aを
用いたが、PMOSやバイポーラトランジスタ等といっ
た他のトランジスタを用いてもよい。
【0068】
【発明の効果】以上詳細に説明したように、第1及び第
2の発明によれば、伝送線路端でのインピーダンス整合
を行う終端用抵抗が、IC内部に形成されてオンチップ
化されているので、従来のようにプリント基板上に終端
抵抗を実装する必要がなく、外付けの終端抵抗部品の削
減による抵抗部品のコストを低減できる。さらに、集積
回路が微細加工技術により半導体上に形成され、同じ抵
抗値を持つ抵抗素子を形成するならば、従来のように抵
抗部品をプリント基板上に実装するのに比べ、本発明で
は伝送線路端でのインピーダンス整合を行う終端用抵抗
がオンチップ化されているので、大幅に素子面積を小さ
くでき、それによって実装面積を大幅に縮小できる。第
3〜第8の発明によれば、第1及び第2の発明とほぼ同
様の効果が得られる上に、1本の伝送線路の両端に接続
される第1と第2のIC間で同時に双方向に信号の送受
信ができる。従って、従来の回路に比べて、ICの入出
力ピン数を削減することができるので、チップ面積を縮
小することができ、さらに、伝送線路数を削減できるの
で、プリント基板上等での実装面積を小さくすることが
できる。また、抵抗手段をトランジスタと抵抗で構成す
ると、そのトランジスタの製造ばらつきによるオン抵抗
値のばらつきを、該抵抗で抑制できるので、その抵抗手
段における電位の変動を少なくでき、精度が高く、安定
した信頼性の高い信号伝送回路が得られる。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明の第1の実施例を示す信号伝送回路の構
成図である。
【図2】従来の信号伝送回路の構成図である。
【図3】図1中の送信回路の回路図である。
【図4】図1中の差動アンプの回路図である。
【図5】本発明の第2の実施例を示す図1中の他の送信
回路の回路図である。
【図6】本発明の第3の実施例を示す信号伝送回路の構
成図である。
【図7】図6中の基準電位生成回路の回路図である。
【図8】図6の(2)(a)動作のタイムチャートであ
る。
【図9】図6の(2)(b)動作のタイムチャートであ
る。
【図10】図6の(2)(c)動作のタイムチャートであ
る。
【図11】図6のシミュレーション結果を示す図であ
る。
【図12】本発明の第4の実施例を示す図6中の他の基
準電位生成回路の回路図である。
【符号の説明】
40 伝送線路 41,42 オンチッ
プ入出力端子 50,50a,60,60a IC 51,61 送信回路 51a,51b,61a,61b 抵抗手段 51c,61c 抵抗手段
制御回路 52,62 受信回路 52a,62a 差動アン
プ 53,63 内部論理
回路 54,64 基準電位
生成回路 71,72,74,76,92,92a,93,93a
NMOS 73,91 インバー
タ 75,77,92b,93b,94,95 抵抗

Claims (8)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 所定の特性インピーダンスを有する伝送
    線路と、 前記伝送線路の一端に接続された第1の入出力端子、第
    1の電源電位よりも低い終端電位に比べて小さい信号振
    幅で第1の2値信号を前記第1の入出力端子から前記伝
    送線路へ送信する第1の送信回路、及び前記伝送線路か
    ら前記第1の入出力端子へ送られてくる第2の2値信号
    を受信して所定の論理レベルに増幅する第1の受信回路
    を有する第1の半導体集積回路と、 前記伝送線路の他端に接続された第2の入出力端子、前
    記終端電位に比べて小さい信号振幅で前記第2の2値信
    号を前記第2の入出力端子から前記伝送線路へ送信する
    第2の送信回路、及び前記伝送線路から前記第2の入出
    力端子へ送られてくる前記第1の2値信号を受信して所
    定の論理レベルに増幅する第2の受信回路を有する第2
    の半導体集積回路とを、備えた信号伝送回路であって、 前記第1の送信回路は、 前記終端電位と前記第1の入出力端子との間に接続さ
    れ、第1論理レベル及び第2論理レベルを有する第1の
    送信信号に基づき、送信時には該第1の送信信号の第1
    論理レベルでオン状態となって前記特性インピーダンス
    と等しいインピーダンスとなり、かつ該第1の送信信号
    の第2論理レベルでオフ状態となって開放状態となり、
    受信時には該第1論理レベルに設定された第1の制御信
    号によってオン状態となる第1の抵抗手段と、 前記第1の入出力端子と第2の電源電位との間に接続さ
    れ、送信時には前記第1の送信信号の第1論理レベルで
    オフ状態となって開放状態となり、かつ前記第1の送信
    信号の第2論理レベルでオン状態となって前記特性イン
    ピーダンスと等しいインピーダンスとなり、受信時には
    前記第1論理レベルに設定された前記第1の制御信号に
    よってオフ状態となる第2の抵抗手段とを備え、 前記第2の送信回路は、 前記終端電位と前記第2の入出力端子との間に接続さ
    れ、前記第1論理レベル及び前記第2論理レベルを有す
    る第2の送信信号に基づき、送信時には該第2の送信信
    号の第1論理レベルでオン状態となって前記特性インピ
    ーダンスと等しいインピーダンスとなり、かつ該第2の
    送信信号の第2論理レベルでオフ状態となって開放状態
    となり、受信時には該第1論理レベルに設定された第2
    の制御信号によってオン状態となる第3の抵抗手段と、 前記第2の入出力端子と前記第2の電源電位との間に接
    続され、送信時には前記第2の送信信号の第1論理レベ
    ルでオフ状態となって開放状態となり、かつ前記第2の
    送信信号の第2論理レベルでオン状態となって前記特性
    インピーダンスと等しいインピーダンスとなり、受信時
    には前記第1論理レベルに設定された前記第2の制御信
    号によってオフ状態となる第4の抵抗手段とを備えた、
    ことを特徴とする信号伝送回路。
  2. 【請求項2】 請求項1記載の信号伝送回路において、 前記第1の受信回路は、基準電位と、前記第1の入出力
    端子へ送られてくる前記第2の2値信号の電位とを、差
    動増幅して前記所定の論理レベルの第2の受信信号を出
    力する構成にし、 前記第2の受信回路は、前記基準電位と、前記第2の入
    出力端子へ送られてくる前記第1の2値信号の電位と
    を、差動増幅して前記所定の論理レベルの第1の受信信
    号を出力する構成にしたことを特徴とする信号伝送回
    路。
  3. 【請求項3】 所定の特性インピーダンスを有する伝送
    線路と、 前記伝送線路の一端に接続された第1の入出力端子と、
    第1論理レベル及び第2論理レベルを有する第1の送信
    信号を入力して、第1の電源電位よりも低い終端電位に
    比べて小さい信号振幅で第1の2値信号を前記第1の入
    出力端子から前記伝送線路へ送信する第1の送信回路
    と、前記第1の送信信号を入力してその第1論理レベル
    及び第2論理レベルに基づき、前記第1の電源電位より
    も低い第1の参照電位と第2の電源電位との間の電位差
    内で2種類の第1及び第2の基準電位を出力する第1の
    基準電位生成回路と、前記第1又は第2の基準電位と前
    記伝送線路から前記第1の入出力端子へ送られてくる第
    2の2値信号とを差動増幅して所定の論理レベルの第2
    の受信信号を出力する第1の受信回路とを有する第1の
    半導体集積回路と、 前記伝送線路の他端に接続された第2の入出力端子と、
    前記第1論理レベル及び前記第2論理レベルを有する第
    2の送信信号を入力して、前記終端電位に比べて小さい
    信号振幅で前記第2の2値信号を前記第2の入出力端子
    から前記伝送線路へ送信する第2の送信回路と、前記第
    2の送信信号を入力してその第1論理レベル及び第2論
    理レベルに基づき、前記第1の電源電位よりも低い第2
    の参照電位と前記第2の電源電位との間の電位差内で2
    種類の第3及び第4の基準電位を出力する第2の基準電
    位生成回路と、前記第3又は第4の基準電位と前記伝送
    線路から前記第2の入出力端子へ送られてくる前記第1
    の2値信号とを差動増幅して前記所定の論理レベルの第
    1の受信信号を出力する第2の受信回路とを有する第2
    の半導体集積回路とを、備えた信号伝送回路であって、 前記第1の送信回路は、 前記終端電位と前記第1の入出力端子との間に接続さ
    れ、前記第1の送信信号の第1論理レベルでオン状態と
    なって前記特性インピーダンスと等しいインピーダンス
    となり、前記第1の送信信号の第2論理レベルでオフ状
    態となって開放状態となる第1の抵抗手段と、 前記第1の入出力端子と前記第2の電源電位との間に接
    続され、前記第1の送信信号の第1論理レベルでオフ状
    態となって開放状態となり、前記第1の送信信号の第2
    論理レベルでオン状態となって前記特性インピーダンス
    と等しいインピーダンスとなる第2の抵抗手段とを備
    え、 前記第2の送信回路は、 前記終端電位と前記第2の入出力端子との間に接続さ
    れ、前記第2の送信信号の第1論理レベルでオン状態と
    なって前記特性インピーダンスと等しいインピーダンス
    となり、前記第2の送信信号の第2論理レベルでオフ状
    態となって開放状態となる第3の抵抗手段と、 前記第2の入出力端子と前記第2の電源電位との間に接
    続され、前記第2の送信信号の第1論理レベルでオフ状
    態となって開放状態となり、前記第2の送信信号の第2
    論理レベルでオン状態となって前記特性インピーダンス
    と等しいインピーダンスとなる第4の抵抗手段とを備え
    た、ことを特徴とする信号伝送回路。
  4. 【請求項4】 請求項1、2又は3記載の信号伝送回路
    において、 前記第1、第2、第3及び第4の抵抗手段は、オン状態
    の時に前記特性インピーダンスと等しいインピーダンス
    を有するトランジスタで、それぞれ構成したことを特徴
    とする信号伝送回路。
  5. 【請求項5】 請求項1、2又は3記載の信号伝送回路
    において、 前記第1、第2、第3及び第4の抵抗手段は、オン状態
    の時に第1のインピーダンスを有するトランジスタと、
    前記トランジスタと直列に接続され第2のインピーダン
    スを有する抵抗とをそれぞれ備え、前記第1と第2のイ
    ンピーダンスの合計が前記特性インピーダンスと等しい
    値に設定された信号伝送回路。
  6. 【請求項6】 請求項3記載の信号伝送回路において、 前記第1及び第2の基準電位生成回路は、 前記参照電位と出力ノードとの間に接続され、前記送信
    信号の論理レベルに応じてオン/オフ状態となり、オン
    状態の時に所定のインピーダンスを有する第1抵抗手段
    と、 前記出力ノードと前記第2の電源電位との間に接続さ
    れ、前記送信信号の論理レベルに応じて、前記第1抵抗
    手段に対して相補的にオン/オフ状態となり、オン状態
    の時に所定のインピーダンスを有する第2抵抗手段と、 前記第1抵抗手段と並列に接続され、所定のインピーダ
    ンスを有する第1抵抗と、 前記第2抵抗手段と並列に接続され、所定のインピーダ
    ンスを有する第2抵抗とで、それぞれ構成したことを特
    徴とする信号伝送回路。
  7. 【請求項7】 請求項6記載の信号伝送回路において、 前記第1抵抗手段及び前記第2抵抗手段は、オン状態の
    時に所定のインピーダンスを有するトランジスタで、そ
    れぞれ構成したことを特徴とする信号伝送回路。
  8. 【請求項8】 請求項6記載の信号伝送回路において、 前記第1抵抗手段及び前記第2抵抗手段は、オン状態の
    時に所定のインピーダンスを有するトランジスタと、所
    定のインピーダンスを有する抵抗との直列回路で、それ
    ぞれ構成したことを特徴とする信号伝送回路。
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