JPH0946213A - 信号終端回路及びその信号伝送方法 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 プルアップ抵抗や信号のレベル遷移に伴う電
力消費を軽減し、インピーダンスマッチング用の終端抵
抗によって消費される電力を少なくし、信号伝送１回当
たりに必要な伝送時間を短くする。 【解決手段】 ドライバ１１が駆動され入力信号ｂを信
号ラインａに取り込んでいるときは、信号ラインａの信
号レベルはその入力信号ｂの信号レベルとし、スイッチ
制御回路１９は、第１のスイッチ素子１８ａ及び第２の
スイッチ素子１８ｂを信号ラインａの信号レベルによっ
て電源ライン又はグランドラインに切り替える。したが
って、抵抗素子１７には電流は殆ど流れないので電力消
費を軽減できる。ドライバ１１が信号ラインａを駆動す
る期間終了が、レシーバ１２が信号を読みとるよりも早
く終結するようにし、伝送時間を短くする。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、ドライバが出力し
た信号をレシーバが読みとる信号ラインの信号終端回路
及びその信号伝送方法に関する。

【０００２】

【従来の技術】近年、マイクロプロセッサやメモリの高
集積化に伴い、電子機器の小型化が図られている。電子
機器の小型化により放熱が難しくなるので、その分、電
子機器が発生する電力消費を少なくし、電子機器の温度
が上がりすぎないようにしなければならない。また、最
近では省エネルギーの観点から電子機器の省電力化を推
進する動きがある。

【０００３】ここで、ドライバが出力した信号をレシー
バが読みとる信号ラインとして、計算機などに使用され
ているバスについて注目してみる。複数のドライバが信
号線を駆動するワイヤードＯＲによるバス方式は最も一
般的に用いられている。このワイヤードＯＲによるバス
方式では、どのドライバも信号をドライブしていないハ
イインピーダンス状態で信号レベルを確定させるため
に、信号をプルアップするのが一般的である。プルアッ
プの抵抗値としては１ｋΩ〜１０ｋΩの値が主に使われ
る。図６にプルアップ抵抗を使った一般的なバスの構成
図を示す。

【０００４】図６において、ドライバ１１ａには入力信
号ｂ１が入力され、その入力信号ｂ１は、コントロール
信号ｄ１により信号ラインａに取り込まれる。同様に、
ドライバ１１ｂには入力信号ｂ２が入力され、その入力
信号ｂ２は、コントロール信号ｄ２により信号ラインａ
に取り込まれる。そして、信号ラインａに取り込まれた
信号レベルは、レシーバ１２で読み取られ出力信号ｃを
出力する。また、信号ラインａの終端にはプルアップ抵
抗１３が接続されており、信号ラインａの信号レベルに
おけるＨレベルを保持するようにしている。図６中の１
４は浮遊容量を示している。

【０００５】いま、ドライバ１１ａ及びドライバ１１ｂ
が信号ライン上に「０，０，１，０」というデータを交
互に出力する場合について説明する。すなわち、図７に
示すように、ドライバ１１ａが信号ラインａ上に
「０」、ドライバ１１ｂが信号ラインａ上に「０」、続
いてドライバ１１ａが信号ラインａ上に「１」、ドライ
バ１１ｂが信号ラインａ上に「０」を出力する場合につ
いて説明する。

【０００６】図７に示すように、ドライバ１１ａの入力
信号ｂ１が「０」であることを、コントロール信号ｄ１
をＬにすることにより信号ラインａ上に取り出し、続い
て、ドライバ１１ｂの入力信号ｂ２が「０」であること
を、コントロール信号ｄ２をＬにすることにより信号ラ
インａ上に取り出す。以下同様に、ドライバ１１ａの入
力信号ｂ１が「１」であることを、コントロール信号ｄ
１をＬにすることにより信号ラインａ上に取り出し、続
いて、ドライバ１１ｂの入力信号ｂ２が「０」であるこ
とを、コントロール信号ｄ２をＬにすることにより信号
ラインａ上に取り出す。

【０００７】この場合、データとデータの間にはハイイ
ンピーダンスの状態があり、そのときプルアップ抵抗１
３によって信号ラインａ上の信号のレベルはいったんＨ
の状態になる。但し「１」のデータが出力された時は、
信号レベルが変化することなく、Ｈの状態のままとな
る。このようにして、ドライバ１１ａ、１１ｂからの信
号を信号ラインａに供給し、レシーバ１２で読み取るよ
うにしている。

【０００８】

【発明が解決しようとする課題】ところが、このような
方式では、データが「０」になった回数だけ信号ライン
ａの信号レベルの遷移が発生するので、その分の電力が
消費されることになる。いま、この伝送回路の消費電力
について考えると、各ドライバ１１は信号のレベルを遷
移させるために信号ラインａ上の浮遊容量１４に電流を
流し込むので、そのとき電力が消費される。従って、信
号ラインａの消費電力を少なくするには、信号ラインａ
の遷移回数を減らせばよいことになる。

【０００９】また、プルアップ抵抗１３により信号を確
定させていると、信号レベルがＬレベルになったときプ
ルアップ抵抗１３を通して電流が流れ、多くの電力が消
費されるという問題があった。

【００１０】一方、クロックライン等信号の反射ノイズ
を低減するためには、伝送ラインと終端のインピーダン
スマッチングをとる必要がある。この場合、伝送ライン
のインピーダンス（一般に５０Ω〜１００Ω程度）と近
い値に、終端抵抗の抵抗値をとる必要があるので、Ｌレ
ベルにおける電力消費はさらに大きくなる。これは、プ
ルダウンによる終端でもＨレベルの時に電力が消費さ
れ、また図８に示すような終端抵抗１５ａ、１５ｂを有
するテブナン終端でも、Ｌレベル及びＨレベルの両方の
レベルで電力消費されるので同じである。

【００１１】複数のドライバ１１が信号を出力するワイ
ヤードＯＲ型の信号ラインａでは、信号を駆動するドラ
イバ１１側は、レシーバ１２側がデータを受け取るまで
信号を駆動し続けなくてはいけない。この伝送時間Ｔ０
を、図６及び図９のタイムチャートを使って説明する。

【００１２】図９において、コントロール信号ｄ１がＬ
になりドライバ１１ａを駆動して信号ラインａの信号レ
ベルが確定するまでの時間がアクティブ時間ｔａ、信号
が確定後レシーバ１２が信号読み取りのために必要とす
る時間がデータセットアップ時間ｔｓとホールド時間ｔ
ｈである。データセットアップ時間ｔｓが終了した時
点、すなわちホールド時間ｔｈの開始時点が、レシーバ
１２のデータ読み取りタイミングとなる。データの読み
取りが完了した後、出力コントロール信号ｄ１をＨにし
てドライバ１１の信号の駆動をやめ、完全に信号の駆動
が無くなるまでの時間をハイインピーダンス時間ｔｚと
呼び、この後でなくては他のドライバ１１ｂは信号を駆
動することができない。

【００１３】従って、この信号ラインａ上で信号の伝送
１回当たりの伝送時間Ｔ０はアクティブ時間ｔａ、セッ
トアップ時間ｔｓ、ホールド時間ｔｈ、ハイインピーダ
ンス時間ｔｈの合計となり、これ以上時間を短縮するこ
とは原理的にできなかった。

【００１４】このように、信号ラインａの信号のレベル
を確定させるためにプルアップ抵抗１３によって、信号
レベルを確定させようとすると、信号レベルがＬのとき
プルアップ抵抗１３に流れる電流によって多くの電力消
費が発生する。また、ハイインピーダンスになる際、信
号のＬレベル信号がＨレベルに遷移し、信号線がもつ浮
遊容量に電荷が充放電することによる電力消費が発生す
る。このような回路の動作が電子機器の低消費電力化を
阻害する要因となっている。

【００１５】また、信号ラインと終端抵抗のインピーダ
ンスマッチングをとるためには、終端抵抗として抵抗値
の小さなものを使用しなければならず、終端抵抗で消費
される電力がより多く必要になるという問題があった。

【００１６】さらにまた、今までの方式では信号伝送１
回当たりの伝送時間には信号アクティブ時間、セットア
ップ時間、ホールド時間、ハイインピーダンス時間の合
計より短くすることはできず伝送速度の向上には限界が
あった。

【００１７】本発明の目的は、プルアップ抵抗による電
力消費をなくし信号のレベル遷移に伴う電力消費を軽減
すると共に、インピーダンスマッチング用の終端抵抗に
よって消費される電力を少なくし、また、信号伝送１回
当たりに必要な伝送時間を短くすることができる信号終
端回路及びその信号伝送方法を得ることである。

【００１８】

【課題を解決するための手段】請求項１の発明における
信号終端回路は、信号ラインの終端に接続された抵抗素
子と、一方端が抵抗素子に接続され他方端が電源ライン
と接続された第１のスイッチ素子と、一方端が抵抗素子
に接続され他方端がグランドラインと接続された第２の
スイッチ素子と、第１のスイッチ素子及び第２のスイッ
チ素子を信号ラインの信号レベルによって切り替えるス
イッチ制御回路とから構成されている。

【００１９】請求項２の発明における信号終端回路は、
請求項１の発明において、スイッチ制御回路は、信号ラ
インの信号レベルがＬのときは、第１のスイッチ素子を
オン、第２のスイッチ素子をオフし、信号ラインの信号
レベルがＨのときは、第２のスイッチ素子をオン、第２
のスイッチ素子をオフするようにしている。

【００２０】請求項３の発明における信号終端回路は、
請求項１又は請求項２の発明において、抵抗素子のイン
ピーダンスは、信号ラインの伝送インピーダンスと同じ
値としている。

【００２１】請求項４の発明における信号終端回路は、
請求項３の発明において、信号ラインの信号レベルを入
力し所定の遅れ時間を持って出力する遅れ時間回路を設
け、この遅れ時間回路の出力信号をスイッチ制御回路に
入力するようにしている。

【００２２】請求項５の発明における信号伝送方法は、
ドライバが出力した信号をレシーバが読みとる信号ライ
ンの終端に請求項１又は請求項２の信号終端回路を接続
し、ドライバが駆動されたときは信号ラインの信号レベ
ルをドライバの入力信号のレベルとし、ドライバが駆動
をやめたときは信号ラインはそのままの信号レベルで保
持し、ドライバが信号ラインを駆動する期間終了がレシ
ーバが信号を読みとるよりも早く終結するようにしたも
のである。

【００２３】請求項１の発明における信号終端回路で
は、ドライバが駆動され入力信号を信号ラインに取り込
んでいるときは、信号ラインの信号レベルはその入力信
号の信号レベルとなる。スイッチ制御回路は、第１のス
イッチ素子及び第２のスイッチ素子を信号ラインの信号
レベルによって電源ライン又はグランドラインに切り替
える。したがって、抵抗素子には電流は殆ど流れない。

【００２４】請求項２の発明における信号終端回路で
は、請求項１の発明の作用に加え、スイッチ制御回路
は、信号ラインの信号レベルがＬのときは、第１のスイ
ッチ素子をオンし第２のスイッチ素子をオフして電源ラ
インに抵抗素子を接続する。一方、信号ラインの信号レ
ベルがＨのときは、第２のスイッチ素子をオンし第１の
スイッチ素子をオフしてグランドラインに抵抗素子を接
続する。したがって、抵抗素子には電流は殆ど流れな
い。

【００２５】請求項３の発明における信号終端回路で
は、請求項１又は請求項２の発明の作用に加え、クロッ
ク信号の入力信号に対し反射ノイズを低減する。

【００２６】請求項４の発明における信号終端回路で
は、請求項３の発明の作用に加え、信号ラインの信号レ
ベル切換時に、遅れ時間回路は信号レベルが確定するま
での遅延時間を持たせる。これにより、終端抵抗である
抵抗素子のインピーダンスが変化しないようにしてい
る。

【００２７】請求項５の発明における信号伝送方法で
は、ドライバが駆動されたときは信号ラインの信号レベ
ルはドライバの入力信号のレベルとなり、ドライバが駆
動をやめたときは信号ラインはそのままの信号レベルで
保持される。そして、ドライバが信号ラインを駆動する
期間終了がレシーバが信号を読みとるよりも早く終結す
る。

【００２８】

【発明の実施の形態】以下、本発明の実施例を説明す
る。図１は、本発明の第１の実施例を示す構成図であ
り、本発明の信号終端回路１６を信号ラインａに接続し
たものを示している。本発明の信号終端回路１６は、信
号ラインａに接続した抵抗素子１７と、その反対側を電
源ラインＶＣＣと接続する第１のスイッチ素子１８ａ
と、グランドラインＧＮＤと接続する第２のスイッチ素
子１８ｂとから構成されるとともに、これら第１のスイ
ッチ素子１８ａ及び第２のスイッチ素子１８ｂのＯＮ／
ＯＦＦを信号ラインａの信号レベルによって制御するた
めのスイッチ制御回路１９とから構成されている。

【００２９】ドライバ１１ａ又はドライバ１１ｂが信号
ラインａをＨレベルに駆動している時は、スイッチ制御
回路１９は第１のスイッチ素子１１ａＯＮし、第２のス
イッチ素子１１ｂをＯＦＦするように制御信号ｅを出力
する。このとき、終端抵抗である抵抗素子１７には電流
は殆ど流れない。そして、ドライバ１１ａ又はドライバ
１１ｂがＨレベルへの駆動をやめハイインピーダンス状
態になっても、信号ラインａは第１のスイッチ素子１８
ａを通して抵抗素子１７でプルアップされているのと同
様なので、信号レベルはＨのままである。

【００３０】次に、ドライバ１１ａ又はドライバ１１ｂ
がＬレベルに駆動すると、信号ラインａはＬレベルにな
る。Ｌレベルになるとスイッチ制御回路１９は第１のス
イッチ素子１８ａをＯＦＦ、第２のスイッチ素子１８ｂ
をＯＮするように制御信号ｅを出力する。従って抵抗素
子１７には電流が流れない。

【００３１】次に、ドライバ１１ａ及びドライバ１１ｂ
が駆動をやめハイインピーダンスになると、信号ライン
ａは抵抗素子１７を通してプルダウンされているのと同
様になるので、Ｌレベルを保つ。

【００３２】このように、本発明の信号終端回路１６で
は信号ラインａの信号レベルによって抵抗素子１７の接
続先が第１のスイッチ素子１８ａ及び第２のスイッチ素
子１８ｂによって切り替わり、抵抗素子１７に電流が流
れないようになっている。また、ドライバ１１が信号ラ
インａの駆動を止めた後は、抵抗素子１７がプルアップ
抵抗又はプルダウン抵抗として働き、信号レベルをハイ
インピーダンス状態になる前のレベルを保つようになっ
ている。

【００３３】以下、第１の実施例を詳細に説明する。図
１から分かるように、ワイヤードＯＲ型の信号ラインａ
にドライバ１１ａ、ドライバ１１ｂ及びレシーバ１２が
接続されている。ドライバ１１ａ、１１ｂのドライバ駆
動のコントロール信号ｄ１、ｄ２は、それぞれ信号ライ
ンａの駆動を制御している。

【００３４】本実施例の信号終端回路１６の抵抗素子１
７は１０ｋΩの抵抗素子が用いられ、第１のスイッチ素
子１８ａとしてＰ型ＭＯＳトランジスタ２０ａ、第２の
スイッチ素子１８ｂとしてＮ型ＭＯＳトランジスタ２０
ｂが使用されている。また、これらトランジスタのＯＮ
／ＯＦＦ制御を行うスイッチ制御回路１９として、信号
ラインａのロジックレベルを反転してゲート制御出信号
ｅとして出力するインバータ素子２１から構成されてい
る。

【００３５】ドライバ１１ａ、１１ｂが信号ラインａを
Ｈレベルに駆動している時は、インバータ２１はＬレベ
ルのゲート制御信号ｅを出力するのでＰ型ＭＯＳトラン
ジスタ２０ａはＯＮし、Ｎ型ＭＯＳトランジスタ２０ｂ
はＯＦＦしており、抵抗素子１７には電流は殆ど流れな
い。ドライバ１１ａ、１１ｂがＨレベルへの駆動をや
め、ハイインピーダンス状態になっても、信号ラインａ
はＰ型ＭＯＳトランジスタ２０ａを通して抵抗素子１７
でプルアップされているのと同様なので、信号レベルＨ
のままである。

【００３６】次にドライバ１１ａ、１１ｂがＬレベルに
駆動すると信号ラインａは、Ｌレベルになる。Ｌレベル
になるとインバータ２１はＨレベルのゲート制御信号ｅ
を出力し、Ｐ型ＭＯＳトランジスタ２０ａをＯＦＦ、Ｎ
型ＭＯＳトランジスタ２０ｂをＯＮする。従って、この
場合でも抵抗素子１７には電流が流れない。

【００３７】次に、ドライバ１１ａ、１１ｂが駆動をや
めハイインピーダンスになると、信号ラインａは抵抗素
子１７を通してプルダウンされているのと同様になるの
で、Ｌレベルを保つ。

【００３８】図２に、本発明の信号終端回路の動作特性
を示す。この場合も、図７に示した場合と同様に、
「０、０、１、０」というデータをドライバ１１ａ及び
ドライバ１１ｂが交互に出力しているものを示してい
る。コントロール信号ｄ１、ｄ２によりＬレベルにある
ドライバ１１が、入力信号ｂ１又は入力信号ｂ２を信号
ラインａに対し駆動している。本発明の信号終端回路１
６を使用すると、最初のデータ「０」をドライバ１１ａ
が駆動した後、コントロール信号ｄ１がＨレベルになり
駆動を止めた後も、信号ラインのレベルはＬのまま保持
される。従って、次にドライバ１１ｂがデータ「０」を
駆動する際には、信号レベルの遷移がない。この動作が
本発明の特徴的な動作となっている。すなわち、本発明
の信号終端回路１６では、ドライバ１１が駆動されたと
きは信号ラインａの信号レベルをドライバ１１の入力信
号のレベルとし、ドライバ１１が駆動をやめたときは信
号ラインａはそのままの信号レベルで保持することにな
る。

【００３９】この図２に示したものでは４つのデータを
信号ラインａ上で伝送しており、信号ラインａのレベル
は２回しか変化しないので、従来例よりは信号の遷移回
数が減っていることがわかる。

【００４０】以上述べたように、この第１の実施例によ
れば、信号ラインａのレベルがＬ又はＨのいずれの場合
でも抵抗素子１７には電流が流れないので、消費電流を
抑えることができる。すなわち、従来例でのプルアップ
では、信号ラインａがＬレベルになったときプルアップ
抵抗１３を通して電流が流れ電力が消費されるが、本発
明の信号終端回路１６では、信号ラインａのレベルがＬ
又はＨのいずれの場合でも抵抗素子１７には電流が流れ
ないので、消費電流を抑えることができる。

【００４１】また、信号レベルの遷移回数が従来のプル
アップ方式に比べて少ないので、信号ラインの浮遊容量
に充放電される電荷によって消費される電力も少なくす
ることができる。

【００４２】この効果を定量的かつに把握できるよう、
ランダムなデータを伝送する場合を例にとってレベル遷
移による消費電力を計算してみる。いま、信号レベルが
Ｈ→Ｌ→Ｈと１サイクル遷移した際消費されるエネルギ
ーＥは信号ラインの浮遊容量１４に蓄えられた電荷のエ
ネルギーＥから、下記の（１）式で示される。

【００４３】Ｅ＝ＣＶ2 …（１） ここで、Ｃは信号ラインａの浮遊容量、Ｖは信号の遷移
する信号レベルの電圧である。

【００４４】レベル遷移による電力消費Ｐは単位時間あ
たりのレベル遷移回数Ｋ（Ｈ→ＬまたはＬ→Ｈでそれぞ
れ一回）からＰ＝ＣＶ2 Ｋ／２となる。そして、データ
としてはランダムなデータを仮定しているので、従来の
プルアップ方式では「０」のデータが発生すると、２回
だけレベルが遷移する。従って単位時間あたりのデータ
の発生頻度をｆとすると、「０」のデータはｆ／２回発
生し、単位時間あたりのレベル遷移回数はｆ回となる。
従って、消費電力Ｐ１は下記の（２）式で示される。

【００４５】Ｐ１＝ＣＶ2 ｆ／２ …（２） 本発明の信号終端回路１６では、あるデータの次にくる
データが前のデータと異なった場合のみレベルの遷移が
発生する。この確率は１／２なので、単位時間あたりの
レベル遷移回数はｆ／２回となる。従って、本発明によ
る消費電力Ｐ２は、下記の（３）式で示される。

【００４６】Ｐ２＝ＣＶ2 ｆ／４ …（３） 本発明によって節約できる電力消費ΔＰは、ΔＰ＝Ｐ１
−Ｐ２であるから、下記の（４）式で示される。

【００４７】ΔＰ＝ＣＶ2 ｆ／４ …（４） 実際に、どのくらいの値になるかを実回路に近い値を代
入して計算すると、いま、信号ラインａの浮遊容量を１
００ｐＦ、信号レベルの電圧５Ｖ、データの発生頻度１
０7 回／ｓと仮定するとΔＰ＝６ｍＷとなる。これは信
号ライン１本あたりの値であり、これを３２ビットプロ
セッサのとデータバスに適用した場合、約２００ｍＷの
電力を節約することができる。

【００４８】以下、本発明の第２の実施例を説明する。
図３は本発明の第２の実施例の構成図である。この第２
の実施例は、テブナン終端の伝送回路に適用したもので
あり、入力信号ｂとしてクロック信号が入力される場合
のものを示している。この第２の実施例の信号終端回路
１６は、図１に示した第１の実施例に対し、遅れ時間回
路２２を設け、また、抵抗素子１７の抵抗値が信号ライ
ンａの伝送インピーダンスＺと同等な値で、インピーダ
ンスマッチングがとれる終端抵抗としたものである。

【００４９】すなわち、第２の実施例の信号終端回路１
６は、信号ラインａに接続されインピーダンスマッチン
グがとれる抵抗素子１７と、その反対側を電源ラインＶ
ＣＣと接続する第１のスイッチ素子１８ａと、グランド
ラインＧＮＤと接続する第２のスイッチ素子１８ｂとか
ら構成されるとともに、これら第１のスイッチ素子１８
ａ及び第２のスイッチ素子１８ｂのＯＮ／ＯＦＦを信号
ラインａの信号レベルによって制御するためのスイッチ
制御回路１９、及び遅れ時間回路２２とから構成されて
いる。

【００５０】スイッチ制御回路１９は、信号ラインａの
信号レベルがＨに確定した後に、第１のスイッチ素子１
８ａはＯＮ、第２のスイッチ素子１８ｂはＯＦＦに切り
換える。また、信号レベルがＬに確定した後は、第１の
スイッチ素子１８ａはＯＦＦ、第２のスイッチ素子１８
ｂはＯＮに切り換える。これにより、信号ラインａの信
号レベルが確定した後は、終端抵抗である抵抗素子１７
に電流が流れることはなくなる。また、終端抵抗である
抵抗素子１７は信号ラインａとのインピーダンスマッチ
ングをとる終端抵抗の役割を果たしており、ドライバ１
１が信号線を駆動した際に、終端抵抗である抵抗素子１
７の点で反射を起こすことなく信号のレベルの遷移が終
了する。

【００５１】以下、第２の実施例につき、クロック信号
の伝送を例にして詳細に説明する。終端抵抗である抵抗
素子１７の抵抗値は，信号ラインａのインピーダンスと
マッチングがとれるように、信号ラインａのインピーダ
ンス１００Ωに合わせて１００Ωとしてある。また、第
１のスイッチ素子１８ａとしては、Ｐ型ＭＯＳトランジ
スタ２０ａが使用され、また、第２のスイッチ素子１８
ｂとしては、Ｎ型ＭＯＳトランジスタ２０ｂが使用され
ている。そして、これらトランジスタのＯＮ／ＯＦＦ制
御を行うスイッチ制御回路１９として、信号ラインａの
ロジックレベルを反転してゲート制御信号ｅとして出力
するインバータ素子２１から構成されている。

【００５２】ドライバ１１の入力信号ｂからはクロック
信号が入力され、信号ラインａによりレシーバ１２ａ、
１２ｂにクロック信号が供給され、出力信号ｃ１、ｃ２
を出力する。信号ラインａに接続された信号終端回路１
６には、終端抵抗である抵抗素子１７を介してＰ型ＭＯ
Ｓトランジスタ２０ａとＮ型ＭＯＳトランジスタ２０ｂ
が図３のように接続されており、それぞれ電源ラインＶ
ＣＣとグランドラインＧＮＤに接続されている。

【００５３】このＭＯＳ型トランジスタ２０のＯＮ／Ｏ
ＦＦ用のゲート電圧は、インバータ素子２１によって出
力されるゲート制御信号ｅにより制御される。また、イ
ンバータ素子２１の入力には、遅れ時間回路２２により
信号ラインａの信号が一定の時間だけ遅れたものが入力
されている。

【００５４】次に、第２の実施例における信号終端回路
１６の動作特性を図４に示す。信号ラインａにはクロッ
ク信号が伝送されており、このクロック信号を基にイン
バータ２１と遅れ時間回路２２によりｔｄだけ遅れたゲ
ート制御信号ｅが生成される。信号のレベルが確定して
いる状態では、第１の実施例と同様に終端抵抗である抵
抗素子１７に電流が流れないように、ＭＯＳトランジス
タ２０ａ、２０ｂが制御されている。信号のレベル切換
時に、ＭＯＳトランジスタ２０ａ、２０ｂのＯＮ／ＯＦ
Ｆ状態が変化して終端抵抗としてのインピーダンスが変
化しないように、遅れ時間回路５２により信号のレベル
が確定するまで遅れ時間をとってある。

【００５５】これにより、終端抵抗である抵抗素子１７
で電力が消費されるのは、レベル切り替わり後の遅れ時
間ｔｄまでのわずかな時間だけとなり、信号終端回路１
６における消費電力の低減を図ることができる。

【００５６】以上述べたように、この第２の実施例によ
れば、終端抵抗である抵抗素子１７で消費される電力を
少なく抑えることができる。いま、図８に示したテブナ
ン終端の伝送回路の信号終端回路との比較をしてみるこ
とにする。図８に示したテブナン終端の伝送回路の信号
終端回路では、個々の抵抗の値は２倍の値でもインピー
ダンスマッチングをとることができる。抵抗値が２倍に
なり消費電力が１／２になる代わりに、信号レベルがＬ
のときもＨのときも、それぞれ終端抵抗１５ａ、１５ｂ
に電流が流れる。終端抵抗１５ａ、１５ｂの抵抗値Ｒ
１、Ｒ２をそれぞれ２００Ω、信号の論理レベルＶを５
Ｖとすると、終端抵抗１５ａ、１５ｂで消費される電力
Ｐ１は、下記の（５）式で示される。

【００５７】 Ｐ１＝（Ｖ2 ／Ｒ１）／２＋（Ｖ2 ／Ｒ２）／２＝１２５ｍＷ …（５） 一方、本発明の第２の実施例における信号終端回路１６
では、クロック周期Ｔｃに対して終端抵抗である抵抗素
子１７に電流が流れるのは、遅れ時間ｔｄの時間のみで
ある。いま、Ｔｃ＝１００ｎｓ、Ｔｄ＝１０ｎｓ、終端
抵抗である抵抗素子１７の抵抗値Ｒを１００Ω、信号の
論理レベルＶを５Ｖとすると、電力記費Ｐ２は、下記の
（６）式で示される。

【００５８】 Ｐ２＝（ｔｄ／Ｔｃ）×（Ｖ2 ／Ｒ）＝２５ｍＷ …（６） 以上のように、従来の信号終端回路に比べて終端抵抗で
消費される電力を少なく抑えることができる。

【００５９】次に、本発明の第３の実施例を説明する。
本発明の第３の実施例では、図１に示した信号終端回路
１６が接続された伝送回路において、信号伝送方法とし
て、ドライバ１１ａ、１１ｂが駆動されたときは、信号
ラインａの信号レベルをドライバ１１ａ、１１ｂの入力
信号ｂ１、ｂ２のレベルとし、ドライバ１１ａ、１１ｂ
が駆動をやめたときは、信号ラインａはそのままの信号
レベルで保持し、ドライバ１１ａ、１１ｂが信号ライン
ａを駆動する期間終了が、レシーバ１２が信号を読みと
るよりも早く終結するようにする。

【００６０】すなわち、信号ラインａを駆動する際に、
ドライバ１１ａは信号レベルが確定するまでの間だけ信
号ラインａを駆動し、レシーバ１２が信号を受け取る間
は駆動を取りやめる。これにより、レシーバ１２が信号
を受け取った時にはドライバ１１ａの信号の駆動が無く
なっているので、他のドライバ１１ｂがすぐに信号ライ
ンａを駆動できる。

【００６１】図５に、本発明の第３の実施例の動作特性
を示す。ドライバ１１ａのコントロール信号ｄ１がＬに
なり、ドライバ１１ａが信号ラインａを駆動し始め信号
レベルが確定するまでにアクティブ時間ｔａを必要とす
る。本発明の第３の実施例の信号伝送方法では、信号終
端回路として図１に示した信号終端回路１６を備えてお
り、ドライバ１１ａが信号を駆動しなくても信号ライン
ａの信号レベルはそのままの状態で保たれるので、ドラ
イバ１１ａはデータ確定後すぐに信号の駆動を止めるこ
とができる。信号が確定後、レシーバ１２はすぐに信号
読み取り動作に入ることができる。この場合、信号読み
取りのためにデータセットアップ時間ｔｓとホールド時
間ｔｈとを必要とする。

【００６２】データの読み取り終了後には、ドライバ１
１ｂが新たなデータを駆動しようとした場合、即度に次
のデータを信号ラインａ上に駆動することができる。す
なわち、本発明の第３の実施例では、既にドライバ１１
ａの信号の駆動が終わっているので、レシーバ１２がデ
ータ取り込み完了後においては、即度に次のデータを信
号ラインａ上に駆動することができる。

【００６３】このことにより、本発明の第３の実施例に
よれば、この信号ラインａ上で信号の伝送１回あたりの
伝送時間Ｔ１はアクティブ時間ｔａ、セットアップ時間
ｔｓ、ホールド時間ｔｈの合計でよく伝送時間Ｔ１を短
縮することができる。

【００６４】上述の説明では、データの読みとり中にド
ライバ１１ａがハイインピーダンスになることから、ｔ
ｓ＋ｔｈ＞ｔｚという条件が成立する場合の説明であっ
たが、ｔｓ＋ｔｈ＜ｔｚとなる条件の場合でも良いこと
は勿論である。すなわち、伝送時間Ｔ１はアクディブ時
間ｔａとインピーダンス時間ｔｚの合計でよく、従来よ
りも伝送時間を短縮することができる。

【００６５】

【発明の効果】以上の説明のように本発明の信号終端回
路によれば、ドライバが駆動され入力信号を信号ライン
に取り込んでいるときは、信号ラインの信号レベルはそ
の入力信号の信号レベルとなり、スイッチ制御回路は第
１のスイッチ素子及び第２のスイッチ素子を信号ライン
の信号レベルによって電源ライン又はグランドラインに
切り替えるので、抵抗素子には電流は殆ど流れない。こ
のことから、プルアップ抵抗によって消費される電力を
減らすことができるとともに、信号ラインの浮遊容量を
充放電することによって消費される電力を軽減できる。

【００６６】また、同様に、インピーダンスマッチング
を行うための終端抵抗によって消費される電力も軽減で
きる。

【００６７】また、本発明の信号伝送方法によれば、ド
ライバが信号ラインを駆動する期間終了が、レシーバが
信号を読みとるよりも早く終結するので、信号ライン上
の１回あたり必要となる伝送時間を短縮することが可能
となる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の第１の実施例を示す構成図。

【図２】本発明の第１の実施例の動作を示す特性図。

【図３】本発明の第２の実施例を示す構成図。

【図４】本発明の第２の実施例の動作を示す特性図。

【図５】本発明の第３の実施例での伝送時間の説明図。

【図６】従来例の構成図。

【図７】従来例の動作を示す特性図。

【図８】他の従来例を示す構成図。

【図９】従来例での伝送時間の説明図。

【符号の説明】

１１ ドライバ １２ レシーバ １３ プルアップ抵抗 １４ 浮遊容量 １５ 終端抵抗 １６ 信号終端回路 １７ 抵抗素子 １８ａ 第１のスイッチ素子 １８ｂ 第２のスイッチ素子 １９ スイッチ制御回路 ２０ａ Ｐ型ＭＯＳトランジスタ ２０ｂ Ｎ型ＭＯＳトランジスタ ２１ インバータ素子 ２２ 遅れ時間回路 ａ 信号ライン ｂ１，ｂ２ 入力信号 ｃ１，ｃ２ 出力信号 ｄ１，ｄ２ コントロール信号 ｅ ゲート制御信号

Claims (5)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 ドライバが出力した信号をレシーバが読
   みとる信号ラインの信号終端回路において、前記信号ラ
   インの終端に接続された抵抗素子と、一方端が前記抵抗
   素子に接続され他方端が電源ラインと接続された第１の
   スイッチ素子と、一方端が前記抵抗素子に接続され他方
   端がグランドラインと接続された第２のスイッチ素子
   と、前記第１のスイッチ素子及び前記第２のスイッチ素
   子を前記信号ラインの信号レベルによって切り替えるス
   イッチ制御回路とから構成されることを特徴とする信号
   終端回路。
2. 【請求項２】 スイッチ制御回路は、前記信号ラインの
   信号レベルがＬのときは、第１のスイッチ素子をオン、
   第２のスイッチ素子をオフし、前記信号ラインの信号レ
   ベルがＨのときは、第２のスイッチ素子をオン、第２の
   スイッチ素子をオフするようにしたことを特徴とする請
   求項１に記載の信号終端回路。
3. 【請求項３】 前記抵抗素子のインピーダンスは、前記
   信号ラインの伝送インピーダンスと同じ値としたことを
   特徴とする請求項１又は請求項２に記載の信号終端回
   路。
4. 【請求項４】 前記信号ラインの信号レベルを入力し所
   定の遅れ時間を持って出力する遅れ時間回路を設け、こ
   の遅れ時間回路の出力信号を前記スイッチ制御回路に入
   力するようにしたことを特徴とする請求項３に記載の信
   号終端回路。
5. 【請求項５】 ドライバが出力した信号をレシーバが読
   みとる信号ラインの終端に前記請求項１又は請求項２の
   信号終端回路を接続し、前記ドライバが駆動されたとき
   は前記信号ラインの信号レベルを前記ドライバの入力信
   号のレベルとし、前記ドライバが駆動をやめたときは前
   記信号ラインはそのままの信号レベルで保持し、前記ド
   ライバが前記信号ラインを駆動する期間終了が前記レシ
   ーバが信号を読みとるよりも早く終結するようにしたこ
   とを特徴とする信号伝送方法。