JPH1013202A - データ入出力回路 - Google Patents

データ入出力回路

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JPH1013202A
JPH1013202A JP8177318A JP17731896A JPH1013202A JP H1013202 A JPH1013202 A JP H1013202A JP 8177318 A JP8177318 A JP 8177318A JP 17731896 A JP17731896 A JP 17731896A JP H1013202 A JPH1013202 A JP H1013202A
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Hiroki Morimura
浩季 森村
Shintaro Shibata
信太郎 柴田
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Abstract

(57)【要約】 【課題】 データバスTBUS に接続する寄生容量の低減
を図りながら、データ出力を高速化できるデータ入出力
回路1を提供する。 【解決手段】 トライステート出力バッファ2と入力バ
ッファ3とを有し、トライステート出力バッファ2が、
第1のスイッチSW1と第2のスイッチSW2とで構成
され、第1のスイッチSW1と第2のスイッチSW2と
の接続節点にデータバスTBUS を接続したデータ入出力
回路において、第1および第2のスイッチSW1、SW
2に直列に第3のスイッチSW3を接続し、入力バッフ
ァ3の入力節点を前記トライステート出力バッファ2と
第3のスイッチSW3との間の節点T1に接続したこと
により、入力バッファの入力節点をトライステート出力
バッファの出力節点T0から分離することができ、デー
タバスTBUS の寄生容量を低減しながら、データ出力を
高速化できる。

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【発明の属する技術分野】本発明は、例えば半導体集積
回路等において、データ信号を入出力する回路に関する
ものであり、特にデータ出力の高速化と低電力化を図る
ことができるデータ入出力回路に関する。
【0002】
【従来の技術】図7は、従来のデータ入出力回路5の構
成例を示す回路図であり、図8は、従来のデータ入出力
回路5の他の構成例を示す回路図である。
【0003】図7は、高速性を重視したデータ入出力回
路5の構成例を示している。
【0004】このデータ入出力回路5は、トライステー
ト出力バッファ2と、入力バッファ3とを有する。トラ
イステート出力バッファ2は、正極性電源VDD側の第1
のスイッチSW1とGND側の第2のスイッチSW2と
を直列に接続したものであり、この接続節点にデータバ
スTBUS が接続されている。
【0005】そして、トライステート出力バッファ2の
出力には、制御信号IN1により第1のスイッチSW1
をオンしたHigh状態と、制御信号IN2により第2
のスイッチSW2をオンしたLow状態と、制御信号I
N1、IN2により第1、第2のスイッチSW1、SW
2をともにオフしたハイインピーダンス状態との3つが
あり、これらの状態に基づいて、データをデータバスT
BUS に出力する。
【0006】一方、入力バッファ3は、その入力節点を
データバスTBUS に接続したものであり、データバスT
BUS を伝送してきた入力データを入力バッファ3で受け
る場合には、トライステート出力バッファ2の出力をハ
イインピーダンス状態に制御する。なお、破線で示すコ
ンデンサ記号は、入力バッファ3の寄生容量4を表して
いる。
【0007】このデータ入出力回路5は、データバスT
BUS を直接トライステート出力バッファ2で駆動できる
ため、高速にデータを出力することができる。しかし、
入力バッファ3の入力節点がデータバスTBUS に接続さ
れるため、寄生容量4がデータバスTBUS の寄生容量に
なる。
【0008】特に、同一のデータバスTBUS に多数のデ
ータ入出力回路5を接続した場合、寄生容量4によるデ
ータバスTBUS の寄生容量が増大するため、速度の低下
と充放電による消費電力の増大とが問題になる。
【0009】図8は、低電力性を重視したデータ入出力
回路5’の構成例を示している。
【0010】このデータ入出力回路5’は、上述したデ
ータ入出力回路5と同様の構成によるトライステート出
力バッファ2と入力バッファ3とを有し、各バッファ
2、3とデータバスTBUS との間に、制御信号IN4で
制御されるスイッチSW4を接続したものである。な
お、破線で示すコンデンサ記号は、入力バッファ3の寄
生容量4を表している。
【0011】すなわち、このデータ入出力回路5’は、
図7に示すデータ入出力回路5に対し、トライステート
出力バッファ2の出力節点と入力バッファ3の入力節点
とをスイッチSW4を介してデータバスTBUS に接続し
ているところが異なる。
【0012】このスイッチSW4により、入力バッファ
3の寄生容量4をデータバスTBUSから分離することが
できるため、同一のデータバスTBUS に多数のデータ入
出力回路5’を接続した場合、寄生容量4によるデータ
バスTBUS の寄生容量の増大を抑え、充放電による消費
電力を低減させることができる。
【0013】しかし、データバスTBUS は、スイッチS
W4を介してトライステート出力バッファ2により駆動
されるため、スイッチSW4のための導通抵抗が大きく
なり、データ出力の速度は低下してしまう。
【0014】なお、スイッチSW4を実現するトランジ
スタのサイズを大きくすることで、導通抵抗を小さくで
きるが、逆にスイッチSW4の寄生容量が大きくなり、
データバスTBUS の寄生容量が増大してしまう。
【0015】また、スイッチSW1およびスイッチSW
2を実現するトランジスタのサイズを両方とも大きくす
ることで、各スイッチによる導通抵抗を全体として小さ
くすることができるが、回路形成面積が大幅に増大して
しまう。
【0016】
【発明が解決しようとする課題】したがって、上述した
従来のデータ入出力回路5、5’においては、データバ
スTBUS に接続する寄生容量を低減しつつ高速化を図る
ことができないため、特に同一のデータバスTBUS に多
数のデータ入出力回路5、5’を接続する場合、高速性
と低電力性のいずれかを犠牲にしなければならないとい
う問題がある。
【0017】本発明は、データバスに接続する寄生容量
の低減を図りながらデータ出力を高速化できるデータ入
出力回路を提供することを目的とするものである。
【0018】
【課題を解決するための手段】本発明は、トライステー
ト出力バッファと入力バッファとを有し、前記トライス
テート出力バッファが、第1のスイッチと第2のスイッ
チとの直列回路で構成され、第1のスイッチと第2のス
イッチとの接続節点にデータ線を接続したデータ入出力
回路において、前記第1および第2のスイッチに直列に
第3のスイッチを接続し、前記入力バッファの入力節点
を前記トライステート出力バッファと前記第3のスイッ
チとの間の節点に接続することを特徴とする。
【0019】このように、入力バッファの入力節点をト
ライステート出力バッファの出力節点、すなわち、第
1、第2のスイッチとデータ線との接続節点から分離す
ることで、データ線の寄生容量を低減しながら、データ
出力を高速化できる。
【0020】
【発明の実施の形態および実施例】図1は、本発明の第
1実施例におけるデータ入出力回路1を示すブロック図
である。
【0021】トライステート出力バッファ2は、正極性
電源VDD側の第1のスイッチSW1とGND側の第2の
スイッチSW2とを直列に接続したものであり、この接
続節点にデータバスTBUS が接続されている。
【0022】そして、トライステート出力バッファ2の
出力には、制御信号IN1により第1のスイッチSW1
をオンしたHigh状態と、制御信号IN2により第2
のスイッチSW2をオンしたLow状態と、制御信号I
N1、IN2により第1、第2のスイッチSW1、SW
2をともにオフしたハイインピーダンス状態との3つが
あり、これらの状態に基づいて、データをデータバスT
BUS に出力する。
【0023】また、この第1実施例では、第2のスイッ
チSW2とGNDとの間に、第3のスイッチSW3を直
列に接続し、入力バッファ3の入力節点を、第2のスイ
ッチSW2と第3のスイッチSW3との間の節点T1に
接続している。また、第3のスイッチSW3は、制御信
号IN3で制御される。
【0024】なお、図1において、破線で示すコンデン
サ記号は、入力バッファ3の寄生容量4を表している。
【0025】以上のように、本実施例のデータ入出力回
路1では、入力バッファ3の入力節点を接続した節点T
1と、トライステート出力バッファ2の出力節点T0と
が第2のスイッチSW2によって分離した構成となって
いる。
【0026】以下、本実施例のデータ入出力回路1の動
作を図2〜図4に沿って詳細に説明する。まず、図2
は、データ入出力回路1がデータバスTBUS にデータを
出力している状態を示している。
【0027】すなわち、この状態では、第3のスイッチ
SW3を制御信号IN3によって導通(オン)状態と
し、制御信号IN1、IN2によって第1のスイッチS
W1または第2のスイッチSW2のいずれかを導通状態
にして、HighレベルまたはLowレベルの出力をデ
ータバスTBUS に出力する。なお、図2に示す例では、
第2のスイッチSW2が導通状態になり、Lowレベル
をデータバスTBUS に出力している。
【0028】また、節点T1の電位は、第3のスイッチ
SW3の導通状態によりGNDのレベルに固定されてい
るため、寄生容量4は、データバスTBUS の寄生容量に
はならない。
【0029】そして、Highレベル出力を行う状態
(図示せず)では、トライステート出力バッファ2にお
いて、第1のスイッチSW1だけが導通してデータバス
BUSを駆動するため、導通抵抗は小さく、高速にデー
タを出力することができる。
【0030】一方、図2に示すLowレベル出力を行う
状態では、直列接続した第2のスイッチSW2と第3の
スイッチSW3とが導通するため、導通抵抗は大きくな
るが、第3のスイッチSW3を実現するトランジスタの
サイズを大きくすることで、第3のスイッチSW3の導
通抵抗を低減し、高速化することができる。
【0031】したがって、第1のスイッチSW1および
第2のスイッチSW2のサイズは大きくする必要がない
ため、図8に示す従来例の構成に対し、回路形成面積を
小さくすることができる。
【0032】次に、図3は、データ入出力回路1の出力
がハイインピーダンス状態の場合を示している。すなわ
ち、第1のスイッチSW1および第2のスイッチSW2
をともに遮断状態にすることで、データ入出力回路1の
出力をハイインピーダンスにする。
【0033】また、この状態において、第3のスイッチ
SW3は、導通状態でも遮断状態でもどちらでもよい。
また、入力バッファ3の貫通電流を遮断する手段がない
場合は、第3のスイッチSW3を導通状態にして、節点
T1をGNDのレベルにすることで、入力バッファ3に
流れる電流を低減できる。なお、図3に示す例では、第
3のスイッチSW3を導通状態にした場合を示してい
る。
【0034】また、データ入出力回路1の出力がハイイ
ンピーダンス状態の場合、節点T1はデータバスTBUS
から切り離されるため、寄生容量4はデータバスTBUS
の寄生容量にはならない。
【0035】次に、図4は、データ入出力回路1が入力
回路として機能している場合を示している。すなわち、
第1のスイッチSW1および第3のスイッチSW3を遮
断状態にし、第2のスイッチSW2だけを導通状態にす
る。
【0036】この場合、データバスTBUS 上の入力デー
タは、第2のスイッチSW2を介して節点T1に伝達さ
れるため、入力バッファ3が入力データを受けることが
できる。
【0037】以上のように、この第1実施例のデータ入
出力回路では、データ出力時およびハイインピーダンス
時に、入力バッファ3の寄生容量をデータバスTBUS
ら切り離してデータバスTBUS の寄生容量を低減しなが
ら、データ出力の高速化を図ることができる。
【0038】次に、図5は、本発明の第2実施例におけ
るデータ入出力回路1’を示すブロック図である。
【0039】このデータ入出力回路1’は、トライステ
ート出力バッファ2を構成する第1のスイッチSW1と
電源VDDとの間に、第3のスイッチSW3を直列に接続
し、第1のスイッチSW1と第3のスイッチSW3との
接続節点T1’を入力バッファ3の入力節点に接続した
ものである。
【0040】本実施例のデータ入出力回路1’では、入
力バッファ3の入力節点を接続した節点T1’と、トラ
イステート出力バッファ2の出力節点T0とが第1のス
イッチSW1によって分離した構成となっている。
【0041】なお、この第2実施例の動作は、基本的に
は上述した第1実施例の動作と同様であるので、以下に
概略を説明する。
【0042】まず、データ入出力回路1’がデータバス
BUS にデータを出力している状態では、第3のスイッ
チSW3を制御信号IN3によって導通状態とし、制御
信号IN1、IN2によって第1のスイッチSW1また
は第2のスイッチSW2のいずれかを導通状態にして、
HighレベルまたはLowレベルの出力をデータバス
BUS に出力する。
【0043】また、節点T1’の電位は、第3のスイッ
チSW3の導通状態により電源VDDのレベルに固定され
ているため、寄生容量4は、データバスTBUS の寄生容
量にはならない。
【0044】そして、Lowレベル出力を行う状態で
は、トライステート出力バッファ2において、第2のス
イッチSW2だけが導通してデータバスTBUS を駆動す
るため、導通抵抗は小さく、高速にデータを出力するこ
とができる。
【0045】また、Highレベル出力を行う状態で
は、直列接続した第1のスイッチSW1と第3のスイッ
チSW3とが導通するため、導通抵抗は大きくなるが、
第3のスイッチSW3を実現するトランジスタのサイズ
を大きくすることで、第3のスイッチSW3の導通抵抗
を低減し、高速化することができる。
【0046】したがって、第1のスイッチSW1および
第2のスイッチSW2のサイズは大きくする必要がない
ため、図8に示す従来例の構成に対し、回路形成面積を
小さくすることができる。
【0047】次に、第1のスイッチSW1および第2の
スイッチSW2をともに遮断状態にすることで、データ
入出力回路1’の出力をハイインピーダンスにした場合
には、節点T1はデータバスTBUS から切り離されるた
め、寄生容量4はデータバスTBUS の寄生容量にはなら
ない。
【0048】次に、第2のスイッチSW2および第3の
スイッチSW3を遮断状態にし、第1のスイッチSW1
だけを導通状態にすることにより、データバスTBUS
の入力データは、第1のスイッチSW1を介して節点T
1’に伝達されるため、入力バッファ3が入力データを
受けることができる。
【0049】以上のように、この第2実施例のデータ入
出力回路においても、データ出力時およびハイインピー
ダンス時に、入力バッファ3の寄生容量をデータバスT
BUSから切り離してデータバスTBUS の寄生容量を低減
しながら、データ出力の高速化を図ることができる。
【0050】また、図6(1)(2)(3)は、以上の
ようなスイッチSW1〜SW3を実現するトランジスタ
の具体例を示す記号図である。
【0051】図6(1)は、PチャネルMOSトランジ
スタ、図6(2)は、NチャネルMOSトランジスタ、
図6(3)は、両方を用いた場合である。ゲートに入力
する信号の極性は、PチャネルMOSトランジスタとN
チャネルMOSトランジスタで逆になる。また、図6
(3)に示すトランジスタでは、PチャネルまたはNチ
ャネルのいずれか一方の入力端子に制御信号を入力する
とともに、この制御信号の反転信号を生成して、他方の
入力端子に入力するものである。
【0052】
【発明の効果】以上説明したように、本発明のデータ入
出力回路によれば、トライステート出力バッファによる
データ出力時およびハイインピーダンス時に、入力バッ
ファの寄生容量をデータ線から切り離すことにより、デ
ータ線の寄生容量を低減しながら、データ出力の高速化
を図ることができる。
【0053】したがって、同一のデータ線に多数のデー
タ入出力回路を接続する場合でも、本発明を適用するこ
とにより、データ出力の高速化と充放電による消費電力
の低減とを図ることができる。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明の第1実施例におけるデータ入出力回路
1を示す回路図である。
【図2】前記第1実施例におけるデータ入出力回路1の
データ出力時の状態を示す回路図である。
【図3】前記第1実施例におけるデータ入出力回路1の
ハイインピーダンス状態を示す回路図である。
【図4】前記第1実施例におけるデータ入出力回路1の
データ入力時の状態を示す回路図である。
【図5】本発明の第2実施例におけるデータ入出力回路
1’を示す回路図である。
【図6】前記実施例におけるスイッチを実現するトラン
ジスタの具体例を示す記号図である。
【図7】従来のデータ入出力回路5の一例を示す回路図
である。
【図8】従来のデータ入出力回路5’の他の例を示す回
路図である。
【符号の説明】
1,1’…データ入出力回路、 2…トライステート出力バッファ、 3…入力バッファ、 4…入力バッファの寄生容量、 SW1、SW2、SW3…スイッチ、 T0…トライステート出力バッファの出力節点、 T1、T1’…入力バッファの入力節点、 TBUS …データバス、 VDD…正極性電源。

Claims (3)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 トライステート出力バッファと入力バッ
    ファとを有し、前記トライステート出力バッファが、第
    1のスイッチと第2のスイッチとの直列回路で構成さ
    れ、第1のスイッチと第2のスイッチとの接続節点にデ
    ータ線を接続したデータ入出力回路において、 前記第1および第2のスイッチに直列に第3のスイッチ
    を接続し、前記入力バッファの入力節点を前記トライス
    テート出力バッファと前記第3のスイッチとの間の節点
    に接続することを特徴とするデータ入出力回路。
  2. 【請求項2】 入力バッファとトライステート出力バッ
    ファとを有し、前記トライステート出力バッファが、第
    1の電源に接続される第1のスイッチと第2の電源に接
    続される第2のスイッチとを直列接続して構成され、前
    記第1のスイッチと第2のスイッチとの接続節点にデー
    タ線を接続してなるデータ入出力回路において、 前記第1の電源と第1のスイッチとの間に第3のスイッ
    チを直列接続し、前記入力バッファの入力節点を前記第
    1の電源と第3のスイッチとの間の節点に接続したこと
    を特徴とするデータ入出力回路。
  3. 【請求項3】 入力バッファとトライステート出力バッ
    ファとを有し、前記トライステート出力バッファが、第
    1の電源に接続される第1のスイッチと第2の電源に接
    続される第2のスイッチとを直列接続して構成され、前
    記第1のスイッチと第2のスイッチとの接続節点にデー
    タ線を接続してなるデータ入出力回路において、 前記第2の電源と第2のスイッチとの間に第3のスイッ
    チを直列接続し、前記入力バッファの入力節点を前記第
    2の電源と第3のスイッチとの間の節点に接続したこと
    を特徴とするデータ入出力回路。
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Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
KR100894030B1 (ko) * 2001-01-09 2009-04-22 스미도모쥬기가이고교 가부시키가이샤 축구멍부재와 축의 결합구조

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* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
KR100894030B1 (ko) * 2001-01-09 2009-04-22 스미도모쥬기가이고교 가부시키가이샤 축구멍부재와 축의 결합구조

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