JPH10275038A - 信号伝送システム、該信号伝送システムのレシーバ回路、および、該信号伝送システムが適用される半導体記憶装置 - Google Patents

信号伝送システム、該信号伝送システムのレシーバ回路、および、該信号伝送システムが適用される半導体記憶装置

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JPH10275038A
JPH10275038A JP9262507A JP26250797A JPH10275038A JP H10275038 A JPH10275038 A JP H10275038A JP 9262507 A JP9262507 A JP 9262507A JP 26250797 A JP26250797 A JP 26250797A JP H10275038 A JPH10275038 A JP H10275038A
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Abstract

(57)【要約】 【課題】 近年のメモリの大容量化および信号の高速伝
送の要求に伴って、信号の伝送をより高速に且つより一
層低消費電力で行うことが求められている。 【解決手段】 信号伝送路2の応答時間τを伝送される
符号の長さTと同程度或いはより長く設定する。

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【発明の属する技術分野】本発明は信号伝送システム、
該信号伝送システムのレシーバ回路、および、該信号伝
送システムが適用される半導体記憶装置に関し、特に、
LSIチップ間の信号の伝送,或いは,1つのLSIチ
ップ内の複数の素子や構成回路間での信号の伝送を行う
信号伝送システムおよび該信号伝送システムのレシーバ
回路、並びに、この信号伝送システムが適用される半導
体記憶装置に関する。
【0002】近年、LSI(Large Scale Integration
Circuit)間の信号伝送、例えば、DRAM(Dynamic Ra
ndom Access Memory) とプロセッサとの間の信号伝送、
或いは、1つの半導体集積回路(チップ)における各構
成回路間の信号伝送を高速に行うことが要望されてい
る。
【0003】
【従来の技術】従来、DRAMおよびプロセッサの性能
は、時代と共に大きく向上して来た。すなわち、プロセ
ッサは高速速度の面での性能向上が著しかったのに対
し、DRAMは主として容量増加の面での性能向上が著
しかった。しかしながら、DRAMにおける動作速度の
向上は、容量の増加ほど大きなものではなく、その結
果、DRAMとプロセッサとの間の速度ギャップが大き
くなり、近年はこの速度ギャップがコンピュータの性能
向上の妨げになりつつある。また、これらのチップ間の
信号伝送だけでなく、チップの大型化に伴って、1つの
LSIチップ(半導体集積回路)内の素子や構成回路間
の信号伝送速度も、チップの性能を制限する大きな要因
となって来ている。
【0004】ところで、プロセッサとDRAM(DRA
Mモジュール)の間との信号伝送方式として、ここ数年
先での普及が見込まれているものにSSTL(Series-S
tubTerminated Logic)、Rambusチャネル、およ
び、その他の小振幅信号の規格が知られている。SST
LおよびRambusチャネル(或いは、類似の小振幅
信号方式)では、信号伝送路(伝送線路)の終端を線路
の特性インピーダンスに近い抵抗で終端することにより
終端での反射を抑え、高速の信号伝送を可能にしてい
る。さらに、信号を小振幅とすることにより、伝送線路
を充放電する電力を小さくし、高速動作でも低電力の伝
送を可能とするようになっている。
【0005】図1は従来の信号伝送システムの一例を概
略的に示すブロック図であり、SSTLを適用したバス
システムの一例を示すものである。図1において、参照
符号101はドライバ回路、102は信号伝送路、10
3および104は終端抵抗(RT )、151〜153は
スタブ抵抗(Rs)、161はプロセッサ(コントロー
ラ)、そして、162および163はDRAMモジュー
ルを示している。また、参照符号VTTは、電源電圧Vcc
と接地電圧Vssとの中間電位(電源線)を示している。
【0006】図1に示されるように、従来のバスシステ
ムでは、例えば、伝送線路の両端(終端)には、それぞ
れ終端抵抗103および104が設けられ、中間電位の
電源線VTTに接続されている。また、プロセッサ161
およびDRAMモジュール162,163は、それぞれ
伝送線路102の途中に設けられたスタブ抵抗151お
よび152,153を介して伝送線路102に接続され
ている。
【0007】ここで、伝送線路102の特性インピーダ
ンスはほぼ50オーム程度であり、また、終端抵抗10
3および104の抵抗値も該線路の特性インピーダンス
0と同じ50オーム程度に設定されている。すなわ
ち、終端抵抗103および104により、両方の終端で
トータル25オームの並列抵抗となり、ドライバ回路は
この抵抗を駆動して信号電圧を発生させることになる。
なお、ドライバ回路101の出力インピーダンスは、大
きな駆動能力を持たせるために小さくなるように設定さ
れ、すなわち、該ドライバ回路101を構成するトラン
ジスタは、サイズの大きいトランジスタにより構成され
ている。
【0008】具体的に、例えば、SSTLを適用したバ
スシステムを考えた場合、信号振幅は最低400mV必
要であるため、ドライバ回路は16mA程度の電流を流
すことが必要であり、また、余裕を見た設計では2倍の
32mA程度の電流を流すことが必要になる。
【0009】
【発明が解決しようとする課題】上述したように、例え
ば、SSTLを適用したバスシステム(信号伝送システ
ム)では、整合終端(終端抵抗RT )およびスタブ抵抗
(Rs)により高速の信号伝送が可能であり、消費電力も
小振幅信号を使うため従来のものより小さい。しかしな
がら、将来、DRAMとプロセッサ間の信号伝送帯域を
さらに大きくすることが求められ、また、それにも関わ
らず装置全体での消費電力は同等か現在以下に抑えるこ
とが求められるため、より低消費電力の信号伝送方式が
必要となる。すなわち、例えば、1ビットあたり32m
Aの電流を消費することは、将来、バス幅が64ビット
或いは128ビットと増加した場合には、許容できない
値となる。
【0010】本発明は、上述した技術が有する課題に鑑
み、より一層低消費電力で高速動作が可能な信号伝送シ
ステムの提供を目的とする。
【0011】
【課題を解決するための手段】本発明の第1の形態によ
れば、信号伝送路の応答時間を伝送される符号の長さと
同程度或いはより長く設定するようにしたことを特徴と
する信号伝送システムが提供される。また、本発明の第
2の形態によれば、信号伝送路に送出された信号を受信
する信号伝送システムのレシーバ回路であって、該信号
の示す部分応答を検出する部分応答検出手段と、当該信
号の論理を判定する信号論理判定手段とを具備すること
を特徴とするレシーバ回路が提供される。
【0012】さらに、本発明の第3の形態によれば、複
数の回路ブロック間で信号伝送路を介して信号の伝送を
行う信号伝送システムであって、前記各回路ブロックに
対し、クロック線を介してクロックを分配するクロック
分配手段と、該クロックに基づいて、前記回路ブロック
の相互の配線を前記信号が伝送するのに要する時間より
も高い時間精度で共通タイミングを当該各回路ブロック
に与える共通タイミング信号生成手段と、該共通タイミ
ングに同期して前記信号を送受信する手段とを備えてい
ることを特徴とする信号伝送システムが提供される。
【0013】なお、本発明の第4の形態によれば、上記
本発明の第3の形態において、前記共通タイミング信号
生成手段は、往きクロック線および復りクロック線に伝
えられる往きクロックおよび復りクロックを取り込み、
各回路ブロックが取り込んだ往きおよび復りクロックの
立ち上がりまたは立ち下がりタイミングの中間時点のタ
イミングを共通タイミングとして共通タイミング信号を
生成するようになっていることを特徴とする信号伝送シ
ステムが提供される。
【0014】そして、本発明の第5の形態によれば、前
のデータによって引き起こされる符号間干渉成分を取り
除くことにより、プリチャージをビットごとに行うこと
なくデータを伝送するようにした信号伝送路と、該信号
伝送路を介して伝えられる信号の符号間干渉成分を取り
除く手段とを備えたことを特徴とする信号伝送システム
が提供される。ここで、信号伝送路は相補型のバスとし
て構成され、信号伝送システムは相補型のバスドライバ
および相補型のバスアンプを備えて構成されている。
【0015】
【発明の実施の形態】本発明の第1の形態に係る信号伝
送システムによれば、信号伝送路の応答時間は、伝送さ
れる符号の長さと同程度或いはより長く設定される。す
なわち、信号伝送路の一端または両端に設けた終端抵抗
を該信号伝送路の特性インピーダンスよりも大きく設定
するか、信号伝送路に対して信号を送出するドライバ回
路の出力インピーダンスを大きく設定するか、および/
または、信号伝送路に対して少なくとも1つの抵抗を直
列に設ける(或いは、信号伝送路自体に抵抗分を持たせ
る)ようになっている。
【0016】また、本発明の第2の形態に係るレシーバ
回路によれば、部分応答検出手段が信号の示す部分応答
を検出し、信号論理判定手段がその信号の論理を判定す
る。部分応答検出手段は、符号間干渉推定手段および差
引手段を備えている。符号間干渉推定手段は、過去に受
信した信号から符号間干渉を推定し、また、差引手段
は、推定された符号間干渉を実質的に現在受信している
信号から差し引くものである。
【0017】さらに、本発明の第3の形態に係る信号伝
送システムよれば、クロック分配手段は、各回路ブロッ
クに対し、クロック線を介してクロックを分配し、ま
た、共通タイミング信号生成手段は、クロックに基づい
て、回路ブロックの相互の配線を信号が伝送するのに要
する時間よりも高い時間精度で共通タイミングを各回路
ブロックに与える。そして、信号を送受信する手段は、
共通タイミング信号に同期して信号を送受信する。
【0018】なお、本発明の第4の形態に係る信号伝送
システムよれば、共通タイミング信号生成手段は、往き
クロック線および復りクロック線に伝えられる往きクロ
ックおよび復りクロックを取り込むようになっており、
各回路ブロックが取り込んだ往きおよび復りクロックの
立ち上がりまたは立ち下がりタイミングの中間時点のタ
イミングを共通タイミングとして共通タイミング信号を
生成する。
【0019】そして、本発明の第5の形態に係る信号伝
送システムよれば、符号間干渉成分取除手段により、信
号伝送路を介して伝えられる信号の符号間干渉成分が取
り除かれる。すなわち、信号伝送路において、前のデー
タによって引き起こされる符号間干渉成分を取り除くこ
とにより正確なデータが伝達されることになる。なお、
信号伝送路は相補型のバスとして構成され、信号伝送シ
ステムは相補型のバスドライバおよび相補型のバスアン
プを備えて構成されている。
【0020】図2は本発明の第1の形態が適用される信
号伝送システム(バスシステム)の原理構成を示すブロ
ック図である。図2において、参照符号1はドライバ回
路、2は信号伝送路、3および4は終端抵抗(RT )、
51〜53はスタブ抵抗(Rs)、61はプロセッサ(コ
ントローラ)、62および63はDRAMモジュール、
そして、7はダンピング抵抗(RD )を示している。ま
た、参照符号VTTは、電源電圧Vccと接地電圧Vssとの
中間電位(電源線)を示している。
【0021】図2に示されるように、本発明の第1の形
態のバスシステムでは、例えば、伝送線路の両端(終
端)には、それぞれ終端抵抗3および4が設けられ、中
間電位の電源線VTTに接続されている。ここで、終端抵
抗3および4の抵抗値RT は、伝送線路2の特性インピ
ーダンスZ0 よりも大きく設定され(RT >Z0 )てい
る。さらに、ドライバ回路1の出力インピーダンスは大
きく設定され、すなわち、該ドライバ回路1を構成する
トランジスタは、小さいサイズのトランジスタにより構
成されている。
【0022】また、プロセッサ61およびDRAMモジ
ュール62,63は、それぞれ伝送線路2の途中に設け
られたスタブ抵抗61および62,63を介して伝送線
路2に接続されている。さらに、伝送線路2には、複数
のダンピング抵抗7が挿入されている。すなわち、本発
明の第1の形態に係るバスシステム(信号伝送システ
ム)は、(1) 終端抵抗RT を伝送線路の特性インピーダ
ンスZ0 よりも大きくし、(2) ドライバ回路の出力イン
ピーダンスを増加させ、および/または、(3) 必要に応
じて伝送線路に直列に1個または複数のダンピング抵抗
D を挿入することにより、低消費電力化(低電力化)
するように構成されている。ここで、終端抵抗RTを大
きくすると、同じ信号振幅では終端で消費される電力が
小さくなり、また、ドライバ回路の出力インピーダンス
を増加させると、信号電流が小さくなると共に、ドライ
バ回路を駆動するための電力も削減できることになる。
なお、伝送線路に直列にダンピング抵抗RD を挿入する
代わりに、該伝送線路自身を抵抗を有する物質により構
成することもできる。
【0023】ただし、上述したような低電力化を行う
と、伝送線路の周波数特性が劣化し、該伝送線路上の電
圧信号が応答する固有の応答時間が長くなってしまう。
そのため、符号の長さTの間に信号電圧が本来のフル振
幅に達しない上、大きな符号間干渉の項を生じて、通常
の方法では信号を検出できなくなる恐れが生じる。そこ
で、本発明の第2の形態では、レシーバ(信号伝送シス
テムのレシーバ回路)に対して符号間干渉を過去の信号
から予測する手段を用い、該予測された符号間干渉を現
在受信された信号電圧から差し引くことにより、信号を
部分的な応答(Partial Response)の検出を行うように
構成する。
【0024】図3は従来の一般的な信号伝送システムに
おける符号の長さと応答時間との関係を示す図である。
図3に示されるように、従来の一般的なバスシステム
(信号伝送システム)においては、例えば、伝送線路
(バス)における信号の多重反射等により、信号が本来
のフル振幅になるまでには所定の時間を要する。ここ
で、応答時間τは、例えば、信号電圧がフル振幅の90
%になるまでの時間として定義され、従来の一般的なバ
スシステムにおいては、伝送線路上の信号の伝送(伝
達)を確実に行うために、応答時間τを伝送される符号
(Simbol)の長さ(データの1周期)Tよりも十分短
く、すなわち、符号長Tを該応答時間τよりも十分長く
設定(T>>τ)するようになっている。具体的に、従来
の一般的なバスシステムにおいて、例えば、符号長Tは
応答時間τの2〜3倍程度(T≒2〜3τ)とされてお
り、応答時間τが長いと、信号の伝送を高速化すること
はできない。
【0025】これに対して、本発明の第2の形態では、
応答時間τを伝送される符号の長さ(データの1周期)
Tと同程度或いはより長く、すなわち、符号長Tを信号
伝送路の応答時間τと同程度或いはより短く設定(T≦
τ:例えば、T≒0.3τ)し、そして、伝送される信
号が符号長Tの間に示す部分的な応答を検出するように
なっている。従って、本発明の第2の形態では、信号の
伝送を高速に行うことが可能となる。
【0026】図4は本発明の信号伝送システムにおける
符号の長さと応答時間との関係を示す図である。図4に
示されるように、例えば、伝送される符号のデータが期
間Pn-2,n-1,n+1 でデータ”0”で、期間Pn,
n+2 でデータ”1”と変化する場合、本発明では、例え
ば、伝送される符号長Tを応答時間τよりも短く設定す
るようになっている。従って、例えば、期間Pn におけ
るデータ”1”の信号は、応答時間τ後の信号電圧が十
分に上昇した状態で検出されるのではなく、信号電圧が
変化(上昇)している途中の時間Tの範囲内において検
出されるようになっている。ここで、図4から明らかな
ように、データ”0”が連続した後にデータ”1”とな
った場合の信号電圧の変化(期間Pn )と、データが”
1”→”0”→”1”となった場合の信号電圧の変化
(期間Pn+2 )とは異なっているが、本発明では、様々
なデータの連続的な変化に対しても、前回までのデータ
変化の影響を除いて、実際に伝送線路(バス)における
信号電圧の変化(データ信号)を捉えるようになってい
る。
【0027】このように、本発明の第2の形態では、伝
送される符号長Tを信号伝送路の応答時間τと同程度或
いはより短く(T≦τ)設定し、そして、伝送される信
号が符号長Tの間に示す部分的な応答を検出することに
より、信号伝送の高速化を図るようになっている。な
お、符号間干渉の予測(過去のデータ変化の影響の取り
除き;部分応答検出回路:Partial Response Detector
(PRD))は、後述するように、回路の応答が線型の場
合には、過去の受信信号の”1”または”0”の判定結
果を重み付の加算(線型 Decision Feedback;Decision
Feedback Equalizer(DFE))等により実現することが
でき( 図12および図13参照)、また、非線型の符号
間干渉がある場合には、メモリに予め干渉の大きさを記
録しておき、過去の受信信号列をアドレスとして該メモ
リを読み出すことにより干渉項の予測を行うことができ
る(図14および図15参照)。
【0028】上記符号間干渉の予測は、1クロック前に
受信した信号電圧のアナログ値を使用して行うこともで
きる。この手法は、信号電圧の応答が一次遅れ系で現さ
れるときに最も良い予測を与えるものである。すなわ
ち、一次遅れ系において、信号電圧V(nT)は、n=
0,±1,±2,…として、 V(nT)=xVTT+(1−x)V((n-1)T)+x(Vinf −VTT)…… (1) と表される。ただし、x=1−exp(−T/τ)とな
ることを利用する。
【0029】ここで、τは回路の時定数(応答時間)、
inf はデータ”1”または”0”が十分な長さ送られ
た場合の信号電圧(フル振幅)、そして、VTTは基準電
圧を示している。なお、基準電圧VTTは、対称なCMO
Sドライバを使用した場合には、Vcc/2である。上記
の (1)式において、第1項および第2項が符号間干渉を
示す項であり、第3項が正味の信号の項である。すなわ
ち、 (1)式から、符号間干渉は1クロック前の信号電圧
を記憶しておき、該1クロック前の信号電圧と固定の基
準電圧との線形和を取ることにより得られることがわか
る。そして、このアナログ電圧の記憶と固定電圧との線
形和は、以下に述べるキャパシタを用いた回路により容
易に発生させることができる。
【0030】図5は本発明に係る信号伝送システムにお
けるレシーバ回路の一構成例を示す図であり、図6は図
5のレシーバ回路の動作を説明するための図である。こ
こで、図5(a)は部分応答検出回路(レシーバ回路)
のブロック回路図であり、図5(b)は図5(a)の部
分応答検出回路におけるオートゼロ・コンパレータの一
例を示す回路図である。また、図6(a)は部分応答検
出回路に使用される各信号のタイミングを示す図であ
り、図6(b)はデータの変化に伴う伝送線路上の電圧
(信号電圧)の変化の一例を示す図である。
【0031】図5(a)に示されるように、部分応答検
出回路8は、オートゼロ・コンパレータ81,82、D
LL(Delay Locked Loop) 回路83、および、選択回路
(MUX)84を備えている。オートゼロ・コンパレー
タ81および82には、それぞれ基準電圧VTT(Vcc/
2)、入力電圧(信号電圧)Vin、および、DLL回路
83の出力である制御信号φ1,φ2が供給されてい
る。そして、選択回路84は、所定のタイミングでオー
トゼロ・コンパレータ81または82の出力信号を選択
して出力(データ出力)するようになっている。
【0032】図5(b)に示されるように、オートゼロ
・コンパレータ81(82)は、2つのキャパシタ81
5,816、CMOSインバータ818、および、スイ
ッチ811〜814,817を備えて構成されている。
そして、制御信号φ1およびφ2によりスイッチ811
〜814を制御し、キャパシタ815および816に対
する印加電圧の制御(基準電圧VTTまたは信号電圧Vi
n)並びに該キャパシタ815および816の接続を制
御するようになっている。なお、スイッチ817は、イ
ンバータ818と並列に設けられ、制御信号φ1により
オン・オフ制御されるようになっている。ここで、図6
(a)から明らかなように、制御信号φ1およびφ2
は、クロックCLKの立ち下がりおよび立ち上がりタイ
ミングに同期して一瞬高レベルとなる信号である。ま
た、スイッチ811〜814および817は、2つのト
ランジスタより成るトランスファゲートまたは1つのス
イッチング用トランジスタ等を使用して構成することが
できる。
【0033】すなわち、まず、オートゼロ・コンパレー
タ81(82)は、制御信号φ1(信号φ1が高レベル
となるタイミング)により信号電圧V((n-1)T)とVTT
をキャパシタ815,816に蓄積し、このとき、イン
バータ818の入出力を接続してオートゼロ(auto-zer
o) の操作を行うようになっている。このオートゼロの
操作により、インバータ818の入力ノードはVon(イ
ンバータの入出力をショートした時に得られる電圧で、
インバータの出力が”0”から”1”に切り替わるしき
い値電圧)となる。これにより、キャパシタ815およ
び816に蓄えられる電荷Q1およびQ2は、キャパシ
タ815および816の容量をC1およびC2とする
と、 Q1=(V((n-1)T)−Von)C1 Q2=(VTT−Von)C2 となる。
【0034】次に、制御信号φ1が低レベルになった
後、制御信号φ2(信号φ2が高レベルとなるタイミン
グ)により、キャパシタ815および816を並列に繋
いで入力V(nT)をインバータ818の入力ノードに導
く。このとき、インバータ818の入力ノードの電圧V
は、電荷保存の法則により、 V=V(nT)−(Q1+Q2)/(C1+C2) =V(nT)−(1−x)V((n-1)T)−xVTT+Von) =x(Vinf −VTT)+Von …… (2) となる。
【0035】この (2)式の右辺は、前述した (1)式から
符号間干渉の項を引いたもの(つまり、正味の信号)に
電圧Vonを加えたものになっている。従って、正味の信
号が正か負かによりインバータ818の出力が反転する
ため、正しく正味の信号のみを判定することができるこ
とになる。すなわち、図6(b)に示されるように、デ
ータが変化した場合でも、1クロック前に受信した信号
電圧のアナログ値を使用し、過去のデータ変化の影響の
取り除いて、データ信号の検出を正確に行うことができ
る。
【0036】ここで、図5(a)の部分応答検出回路8
において、2つのオートゼロ・コンパレータ81および
82の出力(OUTc)を選択回路84により選択するよ
うになっているのは、上記の入力信号(Vin) の判定処
理が2Tごとに行われることになるため、2つのオート
ゼロ・コンパレータをインターリーブ動作させて1Tご
とに判定処理を行うようになっている。なお、上述した
制御信号φ1およびφ2による動作(処理)は、一方の
オートゼロ・コンパレータ81と他方のオートゼロ・コ
ンパレータ82とでは逆になる。
【0037】図7は本発明が適用される信号伝送システ
ムの一構成例を示すブロック回路図であり、図8は図7
の信号伝送システムにおける各メモリブロックにおける
信号波形のシミュレーション結果を示す図である。図7
において、参照符号201はドライバ回路、202(2
21〜226)は信号伝送路、250〜254はスタブ
抵抗(Rs)、261〜264はメモリ(DRAMモジュ
ール)、そして、207はダンピング抵抗(RD )を示
している。ここで、伝送線路221および226は特性
インピーダンスが70Ωで長さが0mm、そして、伝送
線路222〜225は特性インピーダンスが70Ωで長
さが12.5mmとして構成されている。さらに、スタ
ブ抵抗250〜254の抵抗値はそれぞれ25Ωとさ
れ、また、ダンピング抵抗207の抵抗値はそれぞれ7
Ωとされている。ここで、伝送線路222〜225(2
15)の特性インピーダンスは70Ωに設定されている
が、これは伝送線路に対して様々な回路(メモリ261
〜264等)が接続され、また、該伝送線路の寄生容量
等の影響によって、実効的に50Ω程度の特性インピー
ダンスとなるからである。
【0038】ドライバ回路201は、Pチャネル型MO
Sトランジスタ211、Nチャネル型MOSトランジス
タ212、キャパシタ213、インダクタ214、およ
び、伝送線路215で構成されている。ここで、キャパ
シタ213の容量は4pF、インダクタ214のインダ
クタンスは2.5nH、さらに、伝送線路215は特性
インピーダンスが70Ωで長さが15mmとして構成さ
れている。そして、トランジスタ211および212の
ゲート幅は数十μmと小さく設定(例えば、トランジス
タ211のゲート幅を60μm、且つ、トランジスタ2
12のゲート幅を30μmと設定)することにより、回
路の応答はほとんど一次遅れ系で近似できるようにな
り、その結果、前述した (1)式を使って符号間干渉を除
くことが可能となる。なお、伝送線路に直列に抵抗(ダ
ンピング抵抗207)を入れることによって、信号電圧
の振動的挙動が無くなり、より正確な符号間干渉除去
(符号間干渉成分の推定)を行うことができるようにな
る。
【0039】すなわち、図8に示されるように、上記の
条件によりシミュレーションを行った結果、メモリ”
2”(262)およびメモリ”4”(264)における
信号電圧(データ”1”)の変化は、式V=p0exp
(−td)により十分に近似されることがわかる。な
お、図7中の括弧で示すように、信号伝送路202の両
端に終端抵抗203および204(RT )を設けるよう
にしてもよい。ここで、例えば、伝送線路のインピーダ
ンスを70Ωに設定し、終端抵抗RT を∞≧RT ≧20
0Ωの範囲に設定し、ダンピング抵抗RD を7Ω≧RD
>0Ωの範囲に設定し、且つ、スタブ抵抗Rs を25Ω
程度に設定するのが好ましい。
【0040】上述したように、本発明の第1の形態に係
る信号伝送システムによれば、終端抵抗を信号伝送路の
特性インピーダンスより大きくし、ドライバ回路の出力
抵抗を大きくし、或いは、信号伝送路に直列にダンピン
グ抵抗を設けることによって、信号電力を大幅に減少す
ることができる。具体的に、例えば、回路シミュレーシ
ョンによると、消費電力をSSTLの約1/4に減少さ
せることができる。さらに、本発明の第2の形態に係る
信号伝送システムのレシーバ回路によれば、上記の信号
伝送システムにおいて生じる符号間干渉を、過去の信号
から予測して除去することにより、高速動作においても
正確なデータの受信(伝送)が可能となる。
【0041】
【実施例】以下、図面を参照して、本発明に係る信号伝
送システム、該信号伝送システムのレシーバ回路、およ
び、該信号伝送システムが適用される半導体記憶装置の
各実施例を説明する。図9は本発明の第1の形態に係る
信号伝送システムの第1実施例を示すブロック図であ
る。図9において、参照符号301はドライバ回路、3
02(321〜325)は信号伝送路、303および3
04は終端抵抗(RT )、351〜354はスタブ抵抗
(Rs)、361〜364はメモリモジュール(DRAM
モジュール)、そして、310はプロセッサ或いはコン
トローラ(DRAMコントローラ)を示している。
【0042】伝送線路302の両端を電源線VTTに接続
(終端)する終端抵抗303および304の抵抗値は、
例えば、200Ωとされ、伝送線路302の特性インピ
ーダンス(約50Ω)よりも十分に大きくなるように設
定されている。さらに、各メモリモジュール361〜3
64は、それぞれスタブ抵抗351〜354を介して伝
送線路302に接続されている。ここで、電源線VTT
電位は、例えば、電源電圧Vccと接地電圧Vssとの中間
電位(Vcc/2)に設定されている。
【0043】ドライバ回路301は、Pチャネル型MO
Sトランジスタ311およびNチャネル型MOSトラン
ジスタ312より成るCMOSインバータとして構成さ
れている。ここで、トランジスタ311のゲート幅は、
例えば、60μmとして構成され、また、トランジスタ
312のゲート幅は、例えば、30μmとして構成され
ている。すなわち、本第1の形態の第1実施例における
ドライバ用トランジスタのゲート幅は、例えば、従来の
低出力インピーダンス型のドライバ回路におけるトラン
ジスタのゲート幅の約1/7〜1/8程度とされてい
る。これにより、ドライバ回路の出力インピーダンスを
大きく設定するようになっている。本第1の形態の第1
実施例の具体的なシミュレート結果によれば、例えば、
533MHzという高速の転送レートでも、1ビット当
たりの消費電力が12mW程度となり、SSTLでの1
ビット当たりの消費電力50mW以上に比べて、1/4
以下の電力で済むことになる。
【0044】図10は本発明の第1の形態に係る信号伝
送システムの第2実施例を示すブロック図である。図1
0に示す信号伝送システムの第2実施例は、図9の第1
実施例における終端抵抗303および304を取り除
き、各伝送線路321〜325(302)の間にダンピ
ング抵抗307(RD )を直列に設けるように構成した
ものである。ここで、伝送線路302に直列に挿入され
るダンピング抵抗307は、全体で70Ω程度の値とさ
れている。そして、このダンピング抵抗307により信
号伝送系の応答は一次遅れ系でよく近似できるようにな
り、容量結合を用いた受信回路により符号間干渉を除去
して正確な信号の受信が可能となる。
【0045】この第1の形態の第2実施例の固有の効果
としては、終端抵抗が設けられていないため(解放なた
め)直流電力の消費が無くなり、殆どの時間においてデ
ータ”1”あるいは”0”の一方の値しか取らない信号
の消費電力を実質的に零とすることができる点にある。
図11は本発明の第1の形態に係る信号伝送システムの
第3実施例を示すブロック図である。
【0046】図11に示す信号伝送システムの第3実施
例は、図9の第1実施例にいて、各伝送線路321〜3
25(302)の間にダンピング抵抗307(RD )を
直列に設けるように構成したものである。ここで、伝送
線路302に直列に挿入されるダンピング抵抗307
は、全体で30Ω程度の値とされ、また、終端抵抗30
3および304は、約300Ωに設定されている。
【0047】すなわち、本第1の形態の第3実施例は、
約300Ωの終端抵抗とトータルで約30Ωのダンピン
グ抵抗の両方を設けるようにしたものである。これによ
り、線路上を伝わる信号の減衰を抑えながら波形の振動
的挙動をほぼ完全に抑えることができ、信号伝送の安定
性を向上させることができる。図12は本発明の第2の
形態に係る信号伝送システムのレシーバ回路の第1実施
例を示すブロック回路図である。図12において、参照
符号41は差動増幅器、42は判定回路、43はシフト
レジスタ、44は抵抗、そして、45は抵抗ラダー回路
を示している。
【0048】図12に示すレシーバ回路の第1実施例
は、符号間干渉を予測するための予測器を設け、予測器
の出力(参照電圧:Vref)を差動増幅器41の参照電圧
側(−)に供給し、信号電圧Vinを信号入力側に入れた
ものである。予測器としてはいわゆるデシジョンフィー
ドバック方式(Decision Feedback: Decision Feedback
Equalizer (DFE))を用いて、過去の4ビット分のデ
ィジタル信号(d4〜d1)をシフトレジスタ43に保
持し、抵抗ラダー45(非直線重みADコンバータ)を
介して符号間干渉の項を発生させるようになっている。
【0049】すなわち、シフトレジスタ43には、4ビ
ットだけ前のデータd4,3ビットだけ前のデータd
3、2ビットだけ前のデータd2、および、直前(1ビ
ット前)のデータd1を保持し、前のビット(4ビット
前のデータ〜直前のデータ)による影響に対応する抵抗
値を有する抵抗454〜451を介して差動増幅器41
の参照電圧側に供給するようになっている。ここで、抵
抗454は、4ビット前のデータによる影響は小さいた
め、その抵抗値は大きく設定されており、また、抵抗4
51は、直前のデータによる影響は大きいため、その抵
抗値は小さく設定されている。
【0050】そして、差動増幅器41において、信号電
圧Vinを参照電圧Vref により差動増幅し、該差動増幅
器41の出力を判定回路42で判定することにより、伝
送されたデータ(信号電圧Vin)の判定を行うようにな
っている。この図12に示すレシーバ回路の第1実施例
によれば、過去の受信信号の十分長い系列を記憶するこ
とで一次遅れ系だけでなく、様々な応答に対して正しい
符号間干渉の予測(過去のデータ変化の影響の取り除
き)を行って、正確なデータを出力することができる。
【0051】図13は本発明の第2の形態に係る信号伝
送システムのレシーバ回路の第2実施例を示すブロック
回路図である。図13に示すレシーバ回路の第2実施例
では、上述した第2の形態の第1実施例における抵抗4
4および抵抗ラダー回路45をキャパシタ44’および
45’による容量結合に置き換えたものである。すなわ
ち、本第2の形態の第2実施例では、非直線重みのA/
Dコンバータが容量結合により実現されており、上述し
た抵抗ラダーを用いる第2の形態の第1実施例に比べて
消費電力を小さくできる利点がある。なお、キャパシタ
451’〜454’には、スイッチ461〜464が接
続されていて、シフトレジスタ43に保持された4ビッ
ト前のデータ〜直前のデータと、グランド電位(Vss)
とを選択するようになっている。さらに、差動増幅器4
1の参照電圧側(−)にはスイッチ47が接続されてい
る。
【0052】図13のレシーバ回路において、まず、イ
ニシャライズ時においては、スイッチ461〜464を
グランド電位側に接続すると共に、スイッチ47をオン
状態とする。次いで、スイッチ47をオフ状態とした
後、スイッチ461〜464をシフトレジスタ43の出
力側に切り換えて、該シフトレジスタ43に保持されて
いる直前のデータ〜4ビット前のデータ(d1〜d4)
をそれぞれ対応するキャパシタ451’〜454’の一
端に印加する。ここで、キャパシタ451’〜454’
の他端は、差動増幅器41の参照電圧側に共通接続され
ている。なお、4ビット前のデータに対応するキャパシ
タ454’は、該4ビット前のデータの影響は小さいた
め、その容量値は小さく設定されており、また、キャパ
シタ451’は、直前のデータによる影響は大きいた
め、その容量値は大きく設定されている。
【0053】図14は本発明の第2の形態に係る信号伝
送システムのレシーバ回路の第3実施例を示すブロック
回路図である。図14において、参照符号48はメモ
リ、また、49はD/Aコンバータを示している。図1
4に示すレシーバ回路の第3実施例では、前述した第2
の形態の第1実施例と同様に、過去の4ビット分のディ
ジタル信号(d4〜d1)をシフトレジスタ43に保持
し、該過去の受信信号のディジタル信号列をアドレスと
してメモリ48の内容を読み出すようになっている。す
なわち、シフトレジスタ43に保持された信号に応じた
出力をメモリ48から読み出すようになっている。そし
て、メモリ48の出力は、D/Aコンバータ49を介し
て差動増幅器41の参照電圧側へ参照電圧Vref として
供給され、差動増幅器41の信号入力側(+)に供給さ
れた信号電圧のVinとの差動増幅を行い、さらに、該差
動増幅器41の出力を判定回路42で判定することによ
り、伝送されたデータ(信号電圧Vin)の判定を行うよ
うになっている。
【0054】このように、図14に示す本第3実施例に
よれば、例えば、トランジスタやダイオード等の影響に
より符号間干渉が非線型になった場合でも、この非線型
要素を含めた値をメモリ48に格納しておくことによ
り、正しい予測値が出せる(正しい伝送データの判定が
行える)という利点がある。図15は本発明の第2の形
態に係る信号伝送システムのレシーバ回路の第4実施例
を示すブロック回路図である。
【0055】図15に示すレシーバ回路の第4実施例
は、基本的には、図5に示すキャパシタおよびスイッチ
を組み合わせて1クロック前に受信した信号電圧のアナ
ログ値を使用して過去のデータ変化の影響の取り除く構
成と、図13のキャパシタを使用したデシジョンフィー
ドバック方式の予測器の構成とを備えたものであり、キ
ャパシタとスイッチを組み合わせた回路により前述した
(1)式で示される符号間干渉を入力信号から差し引き、
さらに、デシジョンフィードバック方式の予測器により
残った誤差を差動増幅器の参照側入力を用いて消去する
ようになっている。この第2の形態の第4実施例は、通
常のデシジョンフィードバック方式の予測器に比べて少
ない記憶段数で高い精度の符号間干渉除去ができる利点
がある。
【0056】すなわち、図15のレシーバ回路におい
て、まず、スイッチ511および513をオフ状態と
し、且つ、スイッチ512および513をオン状態とし
て、キャパシタ514に対して電圧Vbと信号電圧(V
in)との差電圧を印加(蓄積)し、キャパシタ515に
対して電圧Vbと電圧VTTとの差電圧を印加する。この
とき、スイッチ561〜564は接地電位Vssに接続さ
れる。ここで、電圧Vbは、差動増幅器541の動作を
確実に行わせるためのバイアス電圧である。また、スイ
ッチ545をオン状態とすることにより、差動増幅器5
41のオートゼロ操作も行われる。
【0057】次に、スイッチ512,513,545を
オフ状態とし、スイッチ511をオン状態として、キャ
パシタ514および515を並列に繋いで差動増幅器5
41の信号入力側(+)のノードに導く。このとき、ス
イッチ561〜564は、シフトレジスタ543に保持
されている過去のビット情報(4ビット前のデータ〜直
前のビットデータ)を選択するように制御され、これに
より該過去のビット情報に対応して、差動増幅器541
の参照電圧側(−)のノードの電位(Vref)が変化す
る。ここで、差動増幅器541の参照電圧側と電圧(電
源線)VTTとの間には直列にキャパシタ544が設けら
れている。これにより、前述した図13と同様に、例え
ば、過去の4ビット分のデータによる符号間干渉の予測
値が参照電圧Vref として差動増幅器541に印加さ
れ、該参照電圧Vref により信号入力側の信号の差動増
幅が行われる。そして、差動増幅器541の出力は、判
定回路542で判定され、伝送されたデータ(信号電圧
Vin)の判定が行われることになる。
【0058】ここで、4ビット前のデータに対応するキ
ャパシタ554は、その容量値が小さく設定され、ま
た、直前のビットデータに対応するキャパシタ551
は、その容量値が大きく設定されているのは、前述した
のと同様である。なお、符号間干渉を予測するための予
測器として、上記のキャパシタおよびスイッチにより構
成したものに限定されず、図12の抵抗ラダーを使用し
たもの、或いは、図14のメモリを使用したもの等を使
用することができるのはもちろんである。
【0059】図16は図5のレシーバ回路におけるオー
トゼロ・コンパレータの一例を示す回路図であり、図1
7は図5のレシーバ回路におけるオートゼロ・コンパレ
ータの他の例を示す回路図である。すなわち、図16に
示すオートゼロ・コンパレータは、図5(b)の回路に
おいて、スイッチ811〜814および817をNチャ
ネル型MOSトランジスタで構成したものである。
【0060】また、図17に示すオートゼロ・コンパレ
ータは、図5(b)の回路において、スイッチ811〜
814および817をNチャネル型およびPチャネル型
MOSトランジスタより成るトランスファゲートで構成
したものである。ここで、図17において、インバータ
810および820は、それぞれ制御信号φ2およびφ
1の反転信号を生成するためのものであり、これにより
各トランスファゲートをの相補信号により駆動が可能と
なる。
【0061】図18は図5のレシーバ回路におけるオー
トゼロ・コンパレータのさらに他の例を示す回路図であ
る。図18に示すオートゼロ・コンパレータは、 図1
7の回路において、インバータ818を差動増幅器81
81およびインバータ8182により構成(818’)
したものである。図18に示されるように、スイッチ
(トランスファゲート)817は、差動増幅器8181
の信号入力側とインバータ8182の出力との間に設け
られ、オートゼロの処理を行うようになっている。ま
た、差動増幅器8181の参照電圧側には参照電圧Vr
が印加されている。さらに、差動増幅器8181は、イ
ネーブル信号CMeにより動作状態が制御され、該イネ
ーブル信号CMeが高レベルの時に活性化されて動作す
るようになっている。
【0062】図19〜図24は、それぞれ本発明の信号
伝送システムが適用される例を示すブロック図である。
図19において、参照符号601はコントローラ(メモ
リコントローラまたはプロセッサ)、602はメモリ
(DRAM)を示している。コントローラ601は、位
相の異なる複数の制御信号(クロック信号:クロック)
を出力することのできるマルチフェーズDLL(Multi-
phase Delay Locked Line: MP-DLL)611、部分応答検
出回路(Partial Response Detector:PRD)613、
および、ドライバ回路612,614を備えている。ま
た、メモリ602は、MP−DLL621、PRD62
2,623、および、ドライバ回路624を備えてい
る。
【0063】コントローラ601とメモリ602とは、
コントローラ側からメモリ側へのniビットの単方向性
アドレス信号線(信号伝送路;アドレスバス)615
と、njビットの双方向性データ信号線(信号伝送路;
データバス)616により繋がれている。また、ドライ
バ回路612,614,624は、前述したように、高
出力インピーダンスとされ、これらドライバ回路61
2,614,624の出力は、それぞれ対応するPRD
622,623,613により部分応答検出が行われる
ようになっている。ここで、PRD622,623,6
13の構成およびその動作は、例えば、図5,図6およ
び図12〜図15等で説明した通りであり、また、信号
伝送路615および616の構成は、図2および図7〜
図11等で説明した通りである。なお、以下の図20〜
図24においても、各信号伝送路(アドレスバスおよび
データバス)、ドライバ回路、および、レシーバ回路
(PRD)等の構成は、上記各図を参照して説明したも
のを適用することができる。
【0064】なお、図19から明らかなように、コント
ローラ601においては、同期制御されたMP−DLL
611からの制御信号(クロック)が各PRD613お
よびドライバ回路612,614に供給され、また、メ
モリ602においては、同期制御されたMP−DLL6
21からの制御信号が各PRD622,623およびド
ライバ回路624に供給されている。また、クロックC
LKは、本適用例においては、通常の信号線(例えば、
SSTL:Series-Stub Terminal Logic)により各回路
ブロック(コントローラおよびメモリ)へ供給されるよ
うになっている。
【0065】図20において、参照符号603はコント
ローラ(或いは、プロセッサまたはロジックチップセッ
トの1つ)、604a〜604dはメモリ、そして、6
51および652はロジックチップを示している。コン
トローラ603は、MP−DLL631、PRD63
2,633、および、ドライバ回路634,635,6
36を備えている。また、メモリ604a〜604dは
同様の構成とされ、例えば、メモリ604aは、MP−
DLL641、PRD642,643、および、ドライ
バ回路644を備えている。さらに、ロジックチップ6
51はDLL6511およびドライバ回路6512を備
え、また、ロジックチップ652はDLL6521およ
びPRD6522を備えている。
【0066】コントローラ603とメモリ604a〜6
04dとは、コントローラ側からメモリ側へのniビッ
トの単方向性アドレスバス637と、njビットの双方
向性データバス638により繋がれている。これらのバ
ス637および638は、1:4のバスとして構成され
ているが、メモリの数は4つに限定されず様々に変形す
ることができるのはいうまでもない。
【0067】コントローラ603とロジックチップ65
1とは、ロジックチップ651側からコントローラ60
3側へのnpビットの単方向性データ信号線(データバ
スA)653と、コントローラ603側からロジックチ
ップ652側へのnqビットの単方向性データ信号線
(データバスB)654により繋がれている。すなわ
ち、本発明の信号伝送システムにおける信号伝送路(本
発明の信号伝送路)は、単方向の信号伝送路637,6
53,654、および、双方向の信号伝送路638に適
用されている。
【0068】また、ドライバ回路634,635,63
6,644,6512は、高出力インピーダンスとさ
れ、これらドライバ回路634,635,636,64
4,6512の出力は、それぞれ対応するPRD652
2,642,643,633,632により部分応答検
出が行われるようになっている。すなわち、本発明の信
号伝送システムにおけるレシーバ回路(本発明のレシー
バ回路)は、PRD6522,642,643,63
3,632に適用されている。なお、本発明の信号伝送
システムにおけるドライバ回路(本発明のドライバ回
路)は、ドライバ回路634,635,636,64
4,6512に適用されている。
【0069】なお、図20から明らかなように、コント
ローラ603においては、同期制御されたMP−DLL
631からの制御信号が各PRD632,633および
ドライバ回路634〜636に供給され、また、メモリ
604a(604a〜604d)においては、MP−D
LL641からの制御信号が各PRD642,643お
よびドライバ回路644に供給されている。さらに、ロ
ジックチップ651においては、DLL6511からの
制御信号がドライバ回路6512に供給され、また、ロ
ジックチップ652においては、DLL6521からの
制御信号がPRD6522に供給されている。
【0070】図21に示す信号伝送システムは、図20
の信号伝送システムの変形例であり、図20におけるロ
ジックチップ651および652の代わりにプロセッサ
(或いはグラフィックエンジン)605を設けたもので
ある。なお、参照符号603’は、コントローラ(或い
は、ロジックチップの1つ)を示している。プロセッサ
605は、MP−DLL6051、PRD6052およ
びドライバ回路6053,6054を備えている。図2
0と図21との比較から明らかなように、本適用例にお
いては、図20における単方向性データ信号線654
が、双方向のデータ信号線654’として構成され、そ
れに対応して、コントローラ603’にPRD632’
が設けられるようになっている。すなわち、本発明の信
号伝送路は、単方向の信号伝送路637,653、およ
び、双方向の信号伝送路638,654’に適用され、
また、本発明のレシーバ回路は、PRD6052,64
2,643,633,632,632’に適用され、そ
して、本発明のドライバ回路は、ドライバ回路634,
635,636,644,6053,6054に適用さ
れている。
【0071】図22に示す信号伝送システムは、図21
の信号伝送システムのさらなる変形例であり、プロセッ
サ605としてロジックチップ605’を設けたもので
あり、図21の信号伝送システムにおいて、本発明が適
用される信号伝送路654’を通常のSSTLの信号線
で構成したものである。すなわち、ロジックチップ60
5’とコントローラ603”を繋ぐnqビットの双方向
信号線をSSTLの信号線とし、ドライバ回路605
4’および634”とレシーバ6052’および63
2”をSSTL用のものとして構成するようになってい
る。従って、本発明の信号伝送路は、単方向の信号伝送
路637,653、および、双方向の信号伝送路638
に適用され、また、本発明のレシーバ回路は、PRD6
42,643,633,632に適用され、そして、本
発明のドライバ回路は、ドライバ回路635,636,
644,6053に適用されている。
【0072】図23において、参照符号606はコント
ローラ(或いは、プロセッサ)、607はメモリ、そし
て、664,674は差動増幅器を示している。図23
に示す信号伝送システムは、クロックCLKの供給を相
補信号CLK,/CLKを差動増幅器664,674を
介してDLL661,671へ供給するようにしたもの
である。
【0073】すなわち、相補のクロックCLK,/CL
Kは、コントローラ606およびメモリ607へ供給さ
れ、それぞれ差動増幅器664および674で差動増幅
された後、DLL661および671へ供給される。そ
して、DLL661の出力(制御信号)はドライバ回路
662およびPRD663へ供給され、また、DLL6
71の出力はドライバ回路672およびPRD673へ
供給されるようになっている。これにより、本適用例で
は、クロックの伝送を高速、且つ、低電力で行うように
なっている。なお、本発明の信号伝送路は、双方向の信
号伝送路665に適用され、また、本発明のレシーバ回
路は、PRD663,673に適用され、そして、本発
明のドライバ回路は、ドライバ回路662,672に適
用されている。
【0074】図24において、参照符号608はコント
ローラ(或いは、プロセッサ)、609はメモリ、そし
て、684,694は差動増幅器、685,686,6
95,696はドライバ回路を示している。図24に示
す信号伝送システムは、クロックCLKは通常の信号線
により供給し、代わりに、データの出力タイミングに合
わせてDLL681および691から相補のストローブ
信号ST−B,/ST−BおよびST−A,/ST−A
を出力するようになっている。これら相補のストローブ
信号ST−B,/ST−BおよびST−A,/ST−A
は、信号を受ける側の差動増幅器694および684で
受け取り、DLL691および681を介してPRD6
92および682を制御するようになっている。
【0075】これにより、本適用例では、信号伝送路に
よる遅延と同様の遅延をストローブ信号ST−B,/S
T−BおよびST−A,/ST−Aにおける遅延で相殺
し、信号の同期を厳密に行うことが可能となる。なお、
本発明の信号伝送路は、双方向の信号伝送路687に適
用され、また、本発明のレシーバ回路は、PRD68
3,693に適用され、そして、本発明のドライバ回路
は、ドライバ回路682,692に適用されている。
【0076】以下、本発明の第3の形態としての信号伝
送システムを説明するが、その前に、図25を参照して
従来の信号伝送システムおよびその課題を説明する。図
25は従来の信号伝送システムの他の例(Rambus
チャネル)を概略的に示すブロック図である。図25に
おいて、参照符号901および902は終端抵抗、90
3は信号伝送路(バス)、904はクロック線用の終端
抵抗、905はクロック発生源、そして、906はクロ
ック線を示している。また、参照符号9−0はコントロ
ーラ(DRAMコントローラ)を示し、また、9−1〜
9−nはデバイス(DRAMチップ)を示している。な
お、DRAMチップ9−1〜9−nは、1つのチップ内
に設けられた様々な構成回路、或いは、複数のDRAM
チップを搭載したDIMM(Dual Inline Memory Modul
e)等のDRAMモジュールの場合もある。
【0077】図25に示されるように、Rambusチ
ャネルでは、DRAMコントローラ9−0と複数のDR
AMチップ9−1,9−2,…9−nとの間は共通の信
号伝送路(バス)で接続されている。ところで、高速の
信号を送受信するには、信号の送り手および受け手のタ
イミングを正確に合わせることが必要になる。そのた
め、Rambusチャネルでは、折り返したクロック線
906にクロックCLK(CLKs,CLKr)を送り、D
RAMコントローラ9−0は、折り返し地点の付近(P
902)からクロックを取り出す。そして、DRAMコ
ントローラ9−0は、このクロックに合わせて信号の取
り込みや送信のタイミングを決定する。
【0078】また、各DRAMチップ(DRAMモジュ
ール)9−1〜9−nは、DRAMコントローラ9−0
へ信号を送る場合、折り返しクロック線906のうちD
RAMコントローラへ向かって進んでいるクロック(C
LKs)を取り出して、これに合わせて信号送出タイミン
グを生成する。さらに、各DRAMモジュール(DRA
M)9−1〜9−nは、DRAMコントローラ9−0か
ら信号を受信する場合、DRAMコントローラからやっ
てくる向きのクロック(CLKr)を取り出して受信タイ
ミングを生成する。
【0079】すなわち、DRAMチップからデータを読
み出してその信号をDRAMコントローラ9−0へ伝送
する場合、具体的に、DRAMチップ9−1は、クロッ
ク発生源905から出力されクロック線906を介して
供給されたクロックCLKsをクロック線906上のポ
イントP912で受け取り、読み出しデータを信号伝送
路903上のポイントP911およびP901を介して
DRAMコントローラ9−0へ伝送する。また、DRA
Mチップ9−2は、クロックCLKs をクロック線90
6上のポイントP922で受け取り、読み出しデータを
信号伝送路903上のポイントP921およびP901
を介してDRAMコントローラ9−0へ伝送する。さら
に、DRAMチップ9−nは、クロックCLKs をクロ
ック線906上のポイントP9n2で受け取り、読み出
しデータを信号伝送路903上のポイントP9n1およ
びP901を介してDRAMコントローラ9−0へ伝送
する。
【0080】ここで、クロックCLKs は、DRAMチ
ップ9−1とDRAMコントローラ9−0との間では、
クロック線906上のポイントP912とポイントP9
02との距離に相当する時間のずれ(遅れ)が生じる
が、このずれは、DRAMチップ9−1からDRAMコ
ントローラ9−0へ信号(読み出しデータ)を伝送する
ときの信号伝送路903上のポイントP911とポイン
トP901との距離に相当する時間のずれ(遅れ)によ
り相殺されるため、DRAMコントローラ9−0では正
確な(同期のとれた)信号の取り込みを行うことが可能
となる。
【0081】同様に、DRAMチップ9−2では、クロ
ック線906上のポイントP922とポイントP902
との距離に相当する時間のずれは、信号伝送路903上
のポイントP921とポイントP901との距離に相当
する時間のずれにより相殺され、また、DRAMチップ
9−nでは、クロック線906上のポイントP9n2と
ポイントP902との距離に相当する時間のずれは、信
号伝送路903上のポイントP9n1とポイントP90
1との距離に相当する時間のずれにより相殺され、DR
AMコントローラ9−0では正確な信号の取り込みを行
うことが可能となる。
【0082】一方、DRAMコントローラ9−0からの
信号をDRAMチップへ伝送する場合、DRAMコント
ローラ9−0は、クロックCLKr(CLKs)をクロック
線906上のポイントP902で受け取り、信号を信号
伝送路903上のポイントP901を介して伝送する。
具体的に、DRAMチップ9−1へ信号(書き込みデー
タ)を伝送する場合、該書き込みデータは、信号伝送路
903上のポイントP901とポイントP911との距
離に相当する時間だけずれる(遅れる)。しかしなが
ら、DRAMチップ9−1に伝送されるクロックCLK
r も、クロック線906上のポイントP902とポイン
トP913との距離に相当する時間だけずれるため、信
号(書き込みデータ)のずれを相殺してDRAMチップ
9−1では、正確な(同期のとれた)書き込みデータの
取り込みを行って書き込み処理をすることが可能とな
る。
【0083】同様に、DRAMチップ9−2では、信号
伝送路903上のポイントP901とポイントP921
との距離に相当する書き込みデータの時間のずれがクロ
ック線906上のポイントP902とポイントP923
との距離に相当するクロックCLKr の時間のずれによ
り相殺され、また、DRAMチップ9−nでは、信号伝
送路903上のポイントP901とポイントP9n1と
の距離に相当する書き込みデータの時間のずれがクロッ
ク線906上のポイントP902とポイントP9n3と
の距離に相当するクロックCLKr の時間のずれにより
相殺され、各DRAMチップでは、正確な書き込み処理
をすることが可能となる。
【0084】このように、図25に示す信号伝送システ
ム(Rambusチャネル)は、クロック線906と信
号伝送路903とが全く同じルートを通り、且つ、電気
的特性も全く同じ場合には、送受信とも正しいタイミン
グを与えることができる。すなわち、図25に示す信号
伝送システムは、クロック線906と信号伝送路903
とが同一の電気的特性で同じルートを通っていることを
要求する。
【0085】しかしながら、クロック線906と信号伝
送路(バス)903とでは負荷の特性が異なることが避
けられない。なぜなら、信号伝送路903は受信タイミ
ングに合わせて動作するラッチ回路で高感度な受信が行
えるのに対して、クロック線906はラッチが使えない
ため差動増幅器等を用いる必要があるからである。すな
わち、ラッチ回路と差動増幅器等とでは負荷の性質が異
なるため、クロックと信号とでは線路の電気的性質(例
えば、単位距離あたりの遅延)等が異なってしまう。ま
た、たとえ負荷特性を完全に合わせたとしても、現実の
ボード上の配線引き回しではクロックと信号線とで完全
に同じルートを辿ることは不可能である。そのため、よ
り高い周波数では、図25に示す信号伝送システムによ
り正しいタイミング生成を行うのはますます困難になっ
てしまう。
【0086】さらに、図25に示す信号伝送システムに
限らず、現在の信号伝送方式では、バス(信号伝送路)
上で信号を送信するデバイスが次々に変化する場合に
は、信号と信号の間にギャップ(時間的な余裕)を設け
る必要があった。すなわち、信号同士が重なってしまう
と誤って受信されるため、このような信号同士の重なり
を防ぐためである。そして、このギャップを無くすか最
小限にするためには、極めて厳密に送受信のタイミング
を規定する必要があるが、これも周波数が高くなるとよ
り一層困難になる。
【0087】そこで、クロック線と信号線(信号伝送
路:バス)との対称性を要求せずにタイミング信号を生
成することができ、しかも、送信デバイスが切り替わっ
たときのギャップを最小限にすることができる信号伝送
システムの提供が要望されている。次に、本発明の第3
の形態としての信号伝送システムを詳述するが、まず、
本発明の第3の形態の特徴を概略する。
【0088】本発明の第3の形態では、信号伝送路を信
号が走る最大の時間より十分短い精度(例えば、10パ
ーセント程度)で共通タイミングを生成し、この共通タ
イミングに全ての素子(デバイス,LSIチップ等)が
合わせて動作するように構成する。ここで、共通タイミ
ングは、クロック線をそれぞれ反対方向に進むクロック
から合成する。さらに、受信側に符号間干渉を除去する
機能を持たせ(PRD等:図4、および、図12,図1
3並びに図14,図15参照)、全ての素子を共通タイ
ミングで動作するように構成する。
【0089】各素子から受信素子(例えば、コントロー
ラ)へ信号が到達する時間は信号の走行時間に対応して
変化する。送信素子を切り替えると、この時間差の下で
共通タイミングで受信するため、符号間の干渉が増加し
てしまう。しかしながら、受信側で符号間干渉を除去す
る手段を用いることにより、全ての送信素子(デバイ
ス,LSIチップ等)に対して共通タイミングで受信さ
せることができ、さらに、素子に応じて受信や送信のタ
イミングを調整する場合でも、符号間干渉除去(符号間
干渉成分推定)手段(PRD)を用いることにより、厳
密なタイミング調整を行う必要がないためコストの低い
回路を使用することが可能となる。
【0090】すなわち、本発明の第3の形態では、信号
伝送路(バス)に繋がる全てのデバイス(チップの構成
回路、DRAMチップ、或いは、DRAMモジュール
等)が共通の時間基準としての共通基準時間(以下、G
MT:Global Mean Timeとも称する) を使用し、受信に
は符号間干渉を除去する前述したような受信方式(本発
明の第2の形態に係る信号伝送システムのレシーバ回
路)を用い、さらに、ドライバ回路(駆動回路)として
はプッシュ・プルのドライバ(定電流または出力抵抗の
大きなプッシュ・プル・ドライバ)を使用することが各
構成の特徴となっている。その結果として、異なるデバ
イスへの読出/書込動作におけるギャップレス転送が可
能になり、しかも、前述したデータ線(伝送信号線路)
に沿って走るデータクロック(クロック線)の伝送特性
をデータ線と同一にしたり、送信用クロック(CLKs)
および受信用クロック(CLKr)の制御(Rambus
チャネルやVernier等)を不要にすることができ
る。
【0091】図26は本発明の第3の形態としての信号
伝送システムの原理構成を示すブロック図である。図2
6において、参照符号701および702は終端抵抗、
703は信号伝送路(バス)、704はクロック線用の
終端抵抗、705はクロック発生源、そして、706は
クロック線を示している。また、参照符号7−0はコン
トローラ(DRAMコントローラ)を示し、また、7−
1〜7−nはデバイス(DRAMチップ)を示してい
る。なお、DRAMチップ7−1〜7−nは、1つのチ
ップ内に設けられた様々な構成回路、或いは、複数のD
RAMチップを搭載したDIMM等のDRAMモジュー
ル等であってもよく、さらに、DRAMはEPROM
(Erasable and Programmable Read Only Memory) やフ
ラッシュEEPRM(Electrically Erasable and Prog
rammable Read Only Memory)等であってもよい。また、
コントローラ(7−0)は、ASIC(Application Sp
ecified Integrated Circuit) 、グラフィックコントロ
ーラ、或いは、マイクロプロセッサ等であってもよい。
【0092】図27は図26の信号伝送システムの動作
を説明するための図(その1)である。図26および図
27に示されるように、信号伝送路703に繋がる全て
のDRAMコントローラ7−0およびDRAMチップ7
−1〜7−nの共通基準時間(共通タイミング)GMT
は、折り返したクロック線706を使用して生成する。
すなわち、本発明の第3の形態では、送信用クロックC
LKs および受信用クロックCLKr を使用するのでは
なく、折り返したクロック線706の往路側のクロック
と復路側のクロックの中間のタイミングとして共通タイ
ミングGMTを生成する。具体的に、DRAMチップ7
−1では、往路側のクロックCLKをクロック線706
上のポイントP712から取り込み、復路側のクロック
CLKをクロック線706上のポイントP713から取
り込み、そして、これら2つのクロックの中間(中間位
相)のタイミングを共通タイミングとする共通基準時間
GMTを生成する。同様に、DRAMチップ7−2で
は、クロック線706上のポイントP722およびP7
23から往路および復路側のクロックCLKを取り込ん
で、その中間のタイミングを共通タイミングとする共通
基準時間GMTを生成し、また、DRAMチップ7−n
では、クロック線706上のポイントP7n2およびP
7n3から往路および復路側のクロックCLKを取り込
んで、その中間のタイミングを共通タイミングとする共
通基準時間GMTを生成する。これにより、クロック線
706におけるDRAMチップの位置に関わらず、正確
に周期TT毎の共通タイミング(共通基準時間GMT)
が得られることになる。
【0093】このとき、クロック線706の往き(往
路)と復り(復路)が正確に同じ道(経路)を通ってい
る必要はあるが、クロック線706自体の伝送特性は信
号伝送路(データ線)703の伝送特性と大きく異なっ
ていてもかまわない。また、折り返しクロック線706
の通る道もデータ線703とは別で良い。要するに、往
きのクロックと復りのクロックの中間の位相を選べば、
これが共通タイミングGMTとなる。なお、共通基準時
間GMTが一意に決まるにはクロック線706の長さに
制限が付くが、実際のクロックCLKをn分周(例え
ば、4分周)して4倍の周期(1/4の周波数)とした
クロックを使うことによりクロック線706の長さの限
界をn倍(例えば、4倍)に拡大することができるの
で、実用上問題のない距離にわたって共通タイミングG
MTを分配することができる。この場合、DRAMコン
トローラ7−0および各DRAMチップ7−1〜7−n
には、周期がn倍(例えば、4倍)にされたクロックを
元に戻すためのn逓倍(例えば、4逓倍:周波数を4倍
にする)を行うPLL回路またはDLL回路がそれぞれ
設けられることになる。
【0094】上述のように、折り返しクロック線706
を用い、往路および復路側クロックの中間位相の信号を
作ることで共通タイミングが生成できるが、必要なのは
クロックのルートを両方向に進む信号であって、必ずし
もクロック線が折り返されていなくとも良い。例えば、
後述するように、一本のクロック線上に往きと復りのク
ロックを同時に走行させることもできる(クロック線に
定在波を立たせたことに相当する)。クロック線の長さ
が波長の半分の場合の定在波上では、どこの位置で見て
も同じ位相のクロックが得られる。つまり、定在波によ
っても共通タイミングを分配できる。
【0095】次に、信号を受信する回路としては、前述
した部分応答検出回路(PRD:Partial Response Det
ector)に代表される受信回路(図4、および、図12,
図13並びに図14,図15参照)を用いるが、PRD
を使うためにデータ線(バス)703の長さLに制限を
付ける。ここでは、波が往復するのに要する時間(往復
時間:Round Trip Time)を信号のビットタイムT以下と
するという条件にする。この条件は、実際には、もう少
し緩くすることができる。
【0096】図28は図26の信号伝送システムの動作
を説明するための図(その2)であり、図28(a)は
DRAMチップ7−1〜7−nで送信するユニットパル
ス信号を示し、図28(b)はDRAMチップ7−1〜
7−nから送信された信号をDRAMコントローラ7−
0で受信したときの波形を示している。図28(b)に
示されるように、受信側(DRAMコントローラ7−
0)で符号間干渉の除去を行い、共通タイミングで受信
(t=TTで受信)し、何れの素子(DRAMチップ)
でも十分な信号強度となるように各素子からの遅延の上
限が定められていれば、すべての素子が共通タイミング
で送信・受信を行なうことができる。ここで、各素子は
ビットタイム(bit time) の始めの位置に同期して新た
な信号を送出し、ビットタイムの終りに同期して受信を
行うようになっている。また、送信タイミングおよび受
信タイミングは、信号強度を最適化するために若干前後
させてもよいが、時間の基準はあくまでも共通タイミン
グTTとする。
【0097】ドライバ回路(駆動回路)は、プッシュ・
プルのドライバ(定電流または出力抵抗の大きなプッシ
ュ・プル・ドライバ)として構成する。なお、出力抵抗
の大きなドライバとは、定電流のドライバまでいかなく
とも、該ドライバの出力インピーダンスが信号ラインの
特性インピーダンスよりも大きな値のものであり、具体
的に、例えば、CMOSドライバの出力トランジスタの
サイズを適当に小さくすることにより構成される。
【0098】これによって、どのドライバ回路(DRA
Mコントローラ7−0またはDRAMチップ7−1〜7
−n)がバス703を駆動しようとも(また、どのドラ
イバ回路もバスを駆動していなかったとしても)バスの
時定数(より厳密には、応答関数)は時間に依存せず一
定となる。つまり、系は「線型時不変系」となり、従っ
て、受信される信号はユニットパルス応答h(t)の重
ね合せで得られることになる。
【0099】ここで、最悪条件、つまり往復時間がちょ
うど信号のビットタイムTの場合に対してh(t)を求
めると、ステップ応答の最終値で正規化したh(nT)
は、n=0,1,2…に対して0,1−s**2,(1−
**2)S**2,(1−s**)S**4…となる。なお、
Sは線路端での電圧反射係数で、線路の両端は同じ抵抗
で終端されていると仮定している。これは、Exp(−
T/τ)=s**2とすると、まさしく指数関数的な応答
である。
【0100】ここで、S**2を0.5程度にしておけ
ば、PRDで問題なく受信できることがわかる。なお、
この反射係数は、終端抵抗RT (701,702)の値
に換算して特性インピーダンスの5.8倍となる。これ
は50オーム系で290オームの終端抵抗に相当し、も
う少し小さな終端抵抗とすれば符号間干渉が小さくなる
ので受信が容易に行えることになる。
【0101】次に、ドライバ回路の電流値を、例えば、
io =3.5mAとすると、ステップ応答の最終値はi
o ×RT /2でほぼ500mVとなり、従って、ネット
の信号の大きさはこれに1−s**2を乗じて250mV
となる。これにより、最悪条件でもPRDの受信が可能
であることがわかる。従って、チップ(7−1〜7−
n)が切り替わっても、バス703上に乗っている過渡
電圧の波の振幅はTごとにs**2倍に減衰していくか
ら、PRDで号間干渉を除去することができ、問題なく
受信が可能である。つまりギャップレス伝送が可能とな
る。
【0102】最悪条件で受信が可能であるから、後は、
共通基準時間GMTのタイミングですべてのデバイス
(チップ)が信号を送ったり受信したりすれば良い。従
って、Vernierを使ったり、Rambusチャネ
ルのように送信用クロックおよび受信用クロックに合わ
せたPLL(Phase Locked Loop)やDLLは必要が無い
ことになる。
【0103】このように、本発明の第3の形態に係る信
号伝送システムでは、受信回路で符号間干渉を除去する
ことにより、一定の精度で共通のタイミング信号を全て
の素子が共通に使うことが可能になる。ここで言う一定
の精度は、符号間干渉の除去ができる程度のタイミング
誤差を許すということから導かれ、信号線上を信号が伝
送(伝達)するのに要する時間より十分小さい(例えば
10パーセント程度)時間精度があれば良い。また、共
通のタイミング信号を形成するにはクロックのルートの
両方(往路および復路)の方向に走るクロックさえあれ
ば良く、クロック線と信号線の電気的特性およびルート
を一致させる必要が全く無いため、クロック線の配置や
形式に対する制約が生じないという利点がある。
【0104】以下、本発明の第3の形態に係る信号伝送
システムの各実施例を図面を参照して詳述する。図29
は本発明の第3の形態に係る信号伝送システムの第1実
施例を示すブロック図である。図29において、参照符
号701および702は終端抵抗、703は信号伝送路
(バス)、704はクロック線用の終端抵抗、705は
クロック発生源、706はクロック線、そして、770
〜774はスタブ抵抗を示している。また、参照符号7
−0はコントローラ(DRAMコントローラ)を示し、
また、7−1〜7−4はデバイス(DRAMチップ)を
示している。
【0105】図26および図27を参照して説明したよ
うに、DRAMコントローラ7−0およびDRAMチッ
プ7−1〜7−4は、折り返されたクロック線706か
ら往復のクロックをそれぞれ取り出し、中間位相の信号
を生成することでこれを共通タイミング信号(共通基準
時間GMT)とするようになっている。DRAMコント
ローラ7−0および各DRAMチップ7−1〜7−4
は、それぞれ共通タイミング信号(GMT)に合わせて
信号の送信と受信を行うようになっている。なお、終端
抵抗701および702としては、例えば、250オー
ムの抵抗を使用し、スタブ抵抗770〜774として
は、例えば、それぞれ25オームの抵抗を使用するよう
になっている。
【0106】このように、本発明の第3の形態に係る信
号伝送システムの第1実施例によれば、共通タイミング
信号(GMT)は、折り返したクロック線706の往路
側のクロックと復路側のクロックの中間のタイミングと
して得ることができる。すなわち、クロック線706に
おけるDRAMチップの位置に関わらず、正確な共通タ
イミングを有する共通タイミング信号を得ることができ
る。
【0107】図30は図29の信号伝送システムの変形
例を示すブロック図であり、マルチプロセッサシステム
を示すものである。図30において、参照符号7−1〜
7−4は、プロセッサエレメントを示している。図30
に示されるように、本発明の第3の形態は、図29に示
すようなバス(信号伝送路)703を使用した信号伝送
システムに限らず、相互に一対一接続を行うようなマル
チプロセッサシステムに対しても適用することができ
る。
【0108】図31は本発明の第3の形態に係る信号伝
送システムにおける各デバイスの要部構成の一例を示す
ブロック図である。図31において、参照符号781は
ドライバ回路(駆動回路)を示し、また、782はPR
D(部分応答検出回路)を示している。図31に示され
るように、DRAMチップ7−1(各DRAMチップ7
−2〜7−4、または、DRAMコントローラ7−0)
には、符号間干渉の影響を取り除くためのPRD782
が搭載され、前述した図28(b)に示されるような受
信波形から符号間干渉の影響を低減して、共通タイミン
グTTでデータの受信を行うようになっている。このよ
うに、受信回路としてオートゼロ・コンパレータ(図5
および図16〜図18等参照)を用いたPRD782を
使用することにより、大きな符号間干渉も簡単な回路で
除去することができる。
【0109】図32は本発明の第3の形態に係る信号伝
送システムにおける各デバイスの要部構成の他の例を示
すブロック図である。図32において、参照符号781
はドライバ回路を示し、また、783はイコライザを示
している。図32に示されるように、DRAMチップ7
−1(各DRAMチップ7−2〜7−4、または、DR
AMコントローラ7−0)には、符号間干渉の影響を最
少にするためのイコライザ回路783が搭載されてい
る。すなわち、本構成では、受信回路として、図31の
PRD782の代わりにイコライザ回路783を使用
し、前述した図28(b)に示されるような受信波形か
ら符号間干渉の影響を低減して、共通タイミングTTで
データの受信を行うようになっている。
【0110】図33は本発明の第3の形態に係る信号伝
送システムの第2実施例を示すブロック図である。図3
3に示されるように、本第3の形態の第2実施例では、
信号伝送路(信号線)703の長さを、ビットタイムT
の時間で信号線上を信号が一往復以上できる大きさに制
限するようになっている。すなわち、v0 を信号線70
3上の波の伝搬速度、Lを信号線703の長さ、そし
て、Tを1ビットタイム(1ビットの長さ)として、2
L/v0 ≦Tの制限を設ける。これにより、符号間干渉
を小さく保ちやすくなり、しかも、全ての素子(DRA
MコントローラおよびDRAMチップ)が往復のクロッ
クの位相の中間位相の信号を作ることで、共通タイミン
グ信号(GMT)を生成できることになる。
【0111】図34は本発明の第3の形態に係る信号伝
送システムの第3実施例を示すブロック図である。図3
4において、参照符号701,701’および702は
終端抵抗、703および703’は信号伝送路(バ
ス)、706はクロック線、7−0はコントローラ(D
RAMコントローラ)、7−1〜7−nおよび7−
1’,…はデバイス(DRAMチップ)、そして、70
8はバッファを示している。
【0112】図34に示されるように、本第3の形態の
第3実施例では、信号伝送路(信号線)703および7
03’の間にバッファ708を設けるようになってい
る。すなわち、例えば、信号線の長さが上記の2L/v
0 ≦Tを越える場合には、適宜、バッファ708を設け
るようになっている。ここで、バッファ708は、信号
(信号線703上で伝送される信号)を1ビットタイム
Tの整数倍だけ遅延を与えて再送信する機能を有してい
る。そして、バッファの遅延がTの整数倍であるため、
バッファおよびこれにつながる素子(DRAMチップ
等)は、全てそれまでの共通タイミング信号で動作させ
ることが可能となる。当然、バッファ708の信号送受
信も共通タイミングにもとづいて行われることになる。
【0113】図35は図34の信号伝送システムの変形
例を示すブロック図である。図35に示されるように、
本変形例は、図34の第3実施例において、バッファ7
08が信号線703上で伝送される信号だけでなく、ク
ロック線706(706’)上で伝送されるクロックに
対しても設けられている。すなわち、バッファ708が
当該バッファ708に繋がれる他のデバイス(DRAM
チップ7−1’,…)のためのクロックを供給する手段
を備えている。
【0114】これは、バッファにより信号を伝送する距
離を延ばすことが可能になるが、クロック分配用配線の
距離が長くなると、単純に往復のクロックの中央の位相
をもつ信号を生成するだけでは、共通クロックを一意に
決定できなくなるためである。そこで、バッファ708
がDLLやPLLを用いて共通クロックより一定位相進
んだ波形と同じ位相だけ遅れた波形を作って送ってやれ
ば、このクロックを受信したデバイス(DRAMチップ
7−1’,…)は、バッファ708と同じ共通タイミン
グを持つことができる。
【0115】図36は本発明の第3の形態に係る信号伝
送システムの第4実施例を示すブロック図である。図3
6において、参照符号780〜78mはバッファを示
し、703はバス(信号線)を示し、また、7−1〜7
−nはデバイス(DRAMチップ)を示している。図3
6に示されるように、本第3の形態の第4実施例は、各
バッファ780〜78mがそれぞれ複数セットのバス線
群703に接続されるようになっている。このようなバ
ッファ780〜78mを用いることにより、でツリー状
に多数のデバイス(DRAMチップ)7−1〜7−nと
信号を送受信することができ、大規模なシステムを容易
に構成することができる。バッファ780〜78mを用
いた信号線703のトポロジーとしてはツリー状、スタ
ー状、および、リング状等の様々なものが可能なのはい
うまでもない。
【0116】図37は本発明の第3の形態に係る信号伝
送システムにおけるドライバ回路の一例を示す回路図で
あり、例えば、図31および図32におけるドライバ回
路(駆動回路)781を示すものである。図37に示さ
れるように、信号線(信号伝送路703)を駆動するド
ライバ回路は、Pチャネル型MOSトランジスタ781
1,7812、Nチャネル型MOSトランジスタ781
5,7816、電流源7813,7817、および、C
MOSインバータ7814,7818を備えて構成され
ている。ここで、トランジスタ7812はトランジスタ
7811とカレントミラー接続され、また、トランジス
タ7816はトランジスタ7815とカレントミラー接
続されている。そして、ドライバ回路は、対称的なカレ
ントミラー型の定電流駆動回路のトランジスタ7812
および7816ソース側をそれぞれCMOSインバータ
7814および7818で駆動することにより、定電流
をスイッチさせる回路方式となっている。すなわち、図
37に示すドライバ回路781は、対称性を有する定電
流駆動のプッシュ・プル・ドライバとして構成されてい
る。
【0117】これにより、ドライバ回路の出力インピー
ダンスが高くなり、各回路ブロック(DRAMチップ
等)の任意のドライバ回路がスイッチしても信号線系の
応答関数が一定となり、符号間干渉の除去率を高くして
より一層正確な信号の伝送を行うことができる。さら
に、たとえ、各ブロック回路で生成される共通タイミン
グ信号同士に誤差が生じて、複数のドライバ回路が同時
に信号線を駆動する期間が生じた場合ても、定電流駆動
ならば貫通電流が流れたりする問題が生じないという利
点がある。
【0118】図38は本発明の第3の形態に係る信号伝
送システムの第5実施例を示すブロック図である。図3
8において、参照符号711は共通タイミング信号生成
回路、712は可変遅延回路、713は位相比較回路、
714はNANDゲート、715はドライバ回路(リア
ルドライバ)、そして、716はダミーのドライバ回路
(ダミードライバ)を示している。ここで、可変遅延回
路712および位相比較回路713は、DLL(Delay
Locked Loop)回路を構成している。また、ダミードライ
バ716は、リアルドライバ715と同様の構成(同じ
遅延時間を有する)とされ、該ダミードライバ716の
出力を位相比較回路713へフィードバックすることに
より、リアルドライバ715における遅延を取り除くよ
うになっている。なお、NANDゲート714の一方の
入力には、出力データが供給され、可変遅延回路712
の出力(タイミング信号)に応じて該出力データをリア
ルドライバ715へ供給するようになっている。
【0119】すなわち、本第3の形態の第5実施例で
は、図27を参照して説明したような往きと復りを折り
返したクロック線に伝わるクロックを取り込み、これら
の往きと復りのクロックの立ち上がりタイミングの中間
時点のタイミングを共通タイミングとして生成する共通
タイミング信号生成回路711に対して、さらに、ドラ
イバ回路(リアルドライバ)715における遅延を除く
ための位相比較回路713,可変遅延回路712および
ダミードライバ716を設けるようになっている。そし
て、可変遅延回路712の遅延量を制御することによっ
て、リアルドライバ715での遅延および遅延バラツキ
を補償してより精度の高い信号送信を行うようになって
いる。なお、例えば、DLLを使用した同様の調整は、
入力タイミングに対して行うことも可能である。
【0120】図39は本発明の第3の形態に係る信号伝
送システムの第6実施例を示すブロック図である。図3
9(a)に示されるように、本第3の形態の第6実施例
において、クロック線706は、往復のクロック線では
なく、一本のクロック線として構成されている。そし
て、1本のクロック線706の一端を直接接地すること
により、すなわち、図26におけるクロック用終端抵抗
704を取り除いて短絡することにより、該クロック線
706に定在波を立て(図39(b)参照)、該定在波
を共通タイミング(GMT)として使用するようになっ
ている。
【0121】従って、本第3の形態の第6実施例では、
クロック線706に定在波が立っている場合、波長の半
分の長さの領域で同じ位相の電圧振動が得られることを
利用している。この方法では、クロック線706が往復
の場合の半分の本数で済むこと、および、一本の線の中
でクロックを往復させていることになるので往復の特性
が完全に一致して共通タイミングの精度が高くなるとい
う利点がある。
【0122】図40は本発明の第3の形態に係る信号伝
送システムの第7実施例を示すブロック図である。図4
0(a)において、参照符号761および762は、能
動ターミネータを示し、また、図40(b)において、
参照符号7611は遅延部、7612は制御電源部を示
している。図39に示す第6実施例では、クロック線7
06の端部は短絡されているが、本第3の形態の第7実
施例では、クロック線706の両端部に対して能動ター
ミネータ(能動終端回路)761および762を設けて
終端するようになっている。ここで、能動ターミネータ
761および762は、例えば、終端部で発生する反射
波がちょうど終端部より波長の1/16だけ進んだ位置
で線路が短絡されている場合と同じになるように制御し
ている。この能動ターミネータ761(762)は、例
えば、図40(b)に示されるように、遅延部7611
および制御電源部7612を備えて構成され、終端部で
の電圧をモニターし、遅延部7611により該電圧と一
定の位相関係の電流信号を発生させて終端部に帰還する
(制御電源部7612)ことで実現され、公知のPLL
回路やDLL回路と定電流駆動回路等を使用して容易に
実現することができる。なお、本第3の形態の第7実施
例により、クロック線706の長さを正確にクロック周
波数に対して合わせなくとも該クロック線に定在波を立
てることができ、クロック線706上でのクロックの振
幅も一様になる利点がある。
【0123】図41は本発明の第3の形態に係る信号伝
送システムにおける共通タイミング信号生成回路(71
1)の一例を示す回路図である。図41において、参照
符号7111および7112はキャパシタ、7113お
よび7114はPチャネル型MOSトランジスタ、71
15および7116はNチャネル型MOSトランジス
タ、7117は抵抗、7118および7119は電圧
源、そして、7120は電流源を示している。なお、ク
ロック線706を伝わるクロックCLKとしては、正弦
波が使用される。
【0124】図41に示す共通タイミング信号生成回路
711は、共通タイミング信号生成回路711は、クロ
ックCLKとして正弦波を用いると、第一の正弦波(往
きのクロック)s1と第二の正弦波(復りのクロック)
s2との和をとることでちょうど真ん中の位相を持つ正
弦波(共通タイミング信号)s3が生成できることを利
用している。すなわち、2つのキャパシタ7111およ
び7112を容量結合することで二つのクロック(s
1,s2)を差動増幅型のコンパレータに供給し、共通
タイミング信号(s3)を生成するようになっている。
この方式は、共通テイミング信号を生成するための回路
量が少なくてすむ利点がある。
【0125】図42は本発明の第3の形態に係る信号伝
送システムにおける共通タイミング信号生成回路の他の
例を示す回路図である。なお、本回路においても、クロ
ック線706を伝わるクロックCLKとしては、正弦波
が用いられる。図42に示す共通タイミング信号生成回
路711は、2つのコンパレータ720および730お
よび2つのインバータ740および750により構成さ
れている。ここで、各コンパレータ720(730)に
供給するクロックとしては、例えば、往路側(往き)の
クロックs1と復路側(復り)のクロックを反転した信
号/s2を使用し、往復のクロックの中間の位相を持つ
共通タイミング信号s3および/s3を生成するように
なっている。
【0126】図43は図42の共通タイミング信号生成
回路におけるコンパレータの一例を示す回路図である。
図43に示されるように、コンパレータ720(73
0)は、複数のPチャネル型MOSトランジスタ72
1,722,726および複数のNチャネル型MOSト
ランジスタ723,724,725,727を備えて構
成されている。
【0127】図44は本発明の第3の形態に係る信号伝
送システムにおける共通タイミング信号生成回路のさら
に他の例を示す回路図である。図44に示す共通タイミ
ング信号生成回路は、従来より知られているフェーズ・
インターポレータであり、該フェーズ・インターポレー
タを使用して、折り返したクロック線上の往きと復りの
クロックを取り込み、該往復のクロックの中間位相のク
ロックを生成する共通タイミング信号生成回路711を
構成することができる。
【0128】図44に示されるように、フェーズ・イン
ターポレータ(共通タイミング信号生成回路)711
は、複数のPチャネル型MOSトランジスタ771〜7
84、複数のNチャネル型MOSトランジスタ785〜
791、キャパシタ792,793、および、コンパレ
ータ794を備えて構成されている。この図44に示す
ようなフェーズ・インターポレータを使用して共通タイ
ミング信号生成回路711を構成することにより、クロ
ックとして通常のCMOSドライバで駆動される矩型波
を使用することができ、通常のDLLやPLLより少な
い回路量で共通タイミング信号生成回路を構成するこが
できるという利点がある。なお、フェーズ・インターポ
レータとしては、図44に示すものの他に様々なものが
使用できるのはいうまでもない。
【0129】図45は本発明の第3の形態に係る信号伝
送システムの第8実施例を示すブロック図である。図4
5において、参照符号790〜793はDLL回路を示
している。図45に示されるように、本第3の形態の第
8実施例では、クロック線706に供給するクロックC
LK’を通常のクロックCLKのn倍(例えば、4倍)
の周期を有するものとしている。
【0130】すなわち、本第3の形態の第8実施例で
は、クロックの周期を長く(例えば、4倍)して往復の
クロックの真ん中の位相信号を作ることにより、共通タ
イミング信号を生成することのできるクロック線706
の長さの上限を長くするようになっている。ここで、往
復のクロック線を用いる方法(および、定在波クロック
を用いる方法)では、往復の遅延がクロックの周期より
長くなると共通タイミングに位相にして180度の不確
定性が生ることになるが、本第3の形態の第8実施例の
ように、クロック周期を長くすることにより、不確定性
の生ずる長さを長くすることができる。
【0131】図45に示されるように、DRAMコント
ローラ7−0および各DRAMチップ7−1〜7−3に
は、周期がn倍(例えば、4倍)にされたクロックを元
の周期に戻す(周期を1/nとする、すなわち、周波数
をn倍とする)ためのn逓倍(例えば、4逓倍)を行う
DLL回路790〜793がそれぞれ設けられることに
なる。なお、DLL回路790〜793としてPLL回
路を使用してもよい。
【0132】図46は本発明の第3の形態に係る信号伝
送システムにおけるクロック分配用の伝送路の一例を示
す図である。図46において、参照符号7061はシー
ルドを示し、また、7062はクロックペア線(ツイス
ト線)を示している。図46に示されるように、クロッ
クCLKを分配する伝送路(クロック線706)は、一
定距離ごとに交差させた差動ペア(ツイスト線706
2)で伝送され、両側をグランドレベルのガードパター
ンでシールド(7061)されている。このようなクロ
ック線706は、明らかに信号線とは伝送特性が異なる
が、本方式では信号線703とクロック線706の伝送
特性が異なっていてもよいため問題が生じることはな
い。このため、常に電圧の変動しているクロック線に対
して十分なシールドを施すことができ、クロック起因の
雑音を減らすことができるという利点がある。なお、ク
ロック系と信号系の伝送特性が大きく異なっても良いた
め、クロック系のみ同軸ケーブルや光ファイバ等を使う
ように構成することができるのはもちろんである。
【0133】このように、本発明の第3の形態に係る信
号伝送システムによれば、クロック系と信号系の配置の
自由度が高く、素子が切り替わったときのギャップを最
小限にすることが容易で、消費電力も小さな信号伝送系
を構成することができる。次に、本発明の第4の形態に
係る信号伝送システムを詳述するが、まず、本発明の第
4の形態の原理構成を図47および図48を参照して説
明する。上述した第3の形態では、折り返しクロック線
(706)を使用して往きおよび復りのクロックを各D
RAMチップ等へ供給するようになっているが、本第4
の形態では、往きおよび復りクロック用のクロック配線
(往きおよび復りクロック線1001,1002)と、
往きおよび復り用のクロック生成回路(往きおよび復り
クロック生成回路1100,1200)を使用するよう
になっている。
【0134】図47は本発明の第4の形態に係る信号伝
送システムの原理構成を示すブロック図であり、また、
図48は図47の信号伝送システムの動作を説明するた
めのタイミング図である。図47において、参照符号1
0−1〜10−nはデバイスを示し、例えば、DRAM
チップ(DRAMモジュール)或いはDRAMコントロ
ーラ等であり、1100は往きクロック生成回路、そし
て、1200は復りクロック生成回路を示している。な
お、図48は、前述した本発明の第3の形態における図
27に相当するものである。
【0135】図47に示されるように本発明の信号伝送
システムは、一組の信号線(クロック線)1001,1
002に対して往復のクロックを生成するための(一組
以上の)往きクロック生成回路1100および復りクロ
ック生成回路1200が設けられている。信号を送受信
するデバイス10−1〜10−nは、往きクロック生成
回路1100からの往きクロックφ1と復りクロック生
成回路1200からの復りクロックφ2を受け、これら
のクロックφ1,φ2の立ち上がりと立ち下がりの中間
時点のタイミングを抽出することで中間位相の信号(共
通タイミング信号GMT:Global Mean Time)を生成す
るようになっている。
【0136】すなわち、図48に示されるように、デバ
イス10−1では、クロック線1001を介して伝えら
れる往きクロックφ1−1とクロック線1002を介し
て伝えられる復りクロックφ2−1の中間の位相を有す
る信号として共通タイミング信号GMTを生成し、ま
た、デバイス10−nでは、クロック線1001を介し
て伝えられる往きクロックφ1−nとクロック線100
2を介して伝えられる復りクロックφ2−nの中間の位
相を有する信号として共通タイミング信号GMTを生成
する。
【0137】ここで、復りクロック生成回路1200
は、各デバイス10−1〜10−nにおいて、往きクロ
ックφ1と復りクロックφ2の中間時点(中間位相)の
タイミングの抽出が一意に行われるようなクロック(φ
2)を生成する必要がある。すなわち、信号線(クロッ
ク線)1001,1002の上における往復のクロック
の位相差(厳密には、タイミング情報を運んでいる往き
および復りクロックφ1,φ2のエッジ同士の位相の
差)が、所定の範囲内(最大で±180度以内)に収ま
るように選ばれる。また、後述するように、復りクロッ
ク生成回路1200は、中間時点のタイミング抽出がで
きるだけ簡単な回路で行われるように復りクロックφ2
を生成するのが望ましい。
【0138】そして、本発明の信号伝送システム(信号
伝送方式)によれば、各受信回路(デバイス10−1〜
10−n)で符号間干渉を除去することにより、一定の
精度で共通タイミング信号(GMT)を全ての素子が共
通に使うことが可能になる。なお、上記の一定の精度と
は、符号間干渉の除去ができる程度のタイミング誤差を
許すということから導かれるもので、信号線上を信号が
伝達するのに要する時間よりも十分小さい(例えば、1
0%程度)時間精度があればよい。また、共通タイミン
グ信号を生成GMTするには、クロックの配線ルートの
両方向に走るクロック信号(1001,1002)さえ
あれば良く、前述した図25に示すような従来の信号伝
送システムのように、クロック線とデータ線(信号伝送
路)との電気的特性およびルートを一致させる必要が無
いため、クロック線の配置や形式に対する制約が生じな
いことになる。
【0139】以下、図面を参照して本発明の第4の形態
に係る信号伝送システムの実施例を説明する。図49は
本発明の信号伝送システムの第1実施例を示すブロック
図である。図49において、参照符号10−0はDRA
Mコントローラ等のチップ,10−1〜10−4はDR
AM等のチップ,1100は往きクロック生成回路、そ
して、1200は復りクロック生成回路を示している。
また、参照符号1001は往きクロックφ1用のクロッ
ク線,1002は復りクロックφ2用のクロック線,1
003は信号伝送路(平行に走る複数本の信号線:例え
ば、16本のデータ線),そして,1004は基準クロ
ックclk用のクロック線を示している。
【0140】図49に示されるように、DRAMコント
ローラ10−0,往きクロック生成回路1100および
復りクロック生成回路1200は、それぞれ基準クロッ
ク用のクロック線1004の端子P1010,P110
0およびP1200から基準クロック(Free Running Cl
ok:フリーランニング・クロック)clkを受信するよ
うになっており、各DRAMチップ10−1〜10−4
は、それぞれ往きおよび復り用のクロック線1001,
1002を介して往きおよび復りクロックφ1,φ2を
受け取り、中間位相の信号を生成することでこれを共通
タイミング信号GMT(Global Mean Time)とするよう
になっている。なお、図49では、DRAMコントロー
ラ10−0には、基準クロック用のクロック線1004
の端子P1010を介して基準クロックclkが供給さ
れているが、DRAMチップ10−1〜10−4と同様
に、往きクロックφ1および復りクロックφ2を受け取
って中間位相の信号を生成するこにより該DRAMコン
トローラ10−0において共通タイミング信号GMTを
生成するように構成してもよい。
【0141】図50は図49の信号伝送システムに適用
される共通タイミング信号生成回路1300の一例を示
すブロック図である。なお、この共通タイミング信号生
成回路1300は、例えば、各DRAMチップ10−1
〜10−4にそれぞれ設けられている。また、参照符号
Tはクロック周期を示し、τは遅延時間(遅延量)を示
している。図50に示されるように、共通タイミング信
号生成回路1300は、往きクロックφ1を受け取り+
τの遅延を与える第1の可変遅延回路1301、復りク
ロックφ2を受け取り−τの遅延を与える第2の可変遅
延回路1302、第1および第2の可変遅延回路130
1,1302の出力信号の位相を比較する位相比較回路
1303、および、該位相比較回路1303の比較結果
に応じて(第1および第2の可変遅延回路1301,1
302の出力信号の位相差が零になるように)第1およ
び第2の可変遅延回路1301,1302の遅延量(+
τ,−τ)を制御する制御回路1304を備えて構成さ
れている。ここで、後述するように、第1および第2の
可変遅延回路1301,1302は、縦列接続された複
数の遅延段(遅延ユニット)により構成され、制御回路
1304により所定の遅延段までの遅延量が与えられる
ようになっている。なお、制御回路1304により制御
される遅延量τは、第1可変遅延回路1301ではクロ
ック周期Tに加算され(T+τ)、逆に、第2可変遅延
回路1302ではクロック周期Tから減算され(T−
τ)るようになっている。そして、第1の可変遅延回路
1302の出力信号(T+τ)が共通タイミング信号G
MTとして使用されることになる。
【0142】上述のように、制御回路1304は、第1
および第2の可変遅延回路1301,1302の出力信
号の位相差が零になるように遅延量τを制御(|τ|<
T/2)する。ここで、第1の可変遅延回路1301の
出力信号(GMT)をt1とし、第2の可変遅延回路1
302の出力信号をt2とすると、 t1+(T+τ)=t2+(T−τ) から、 τ=(t2−t1)/2 よって、 t1+(T+τ)=(t2+t1)/2+T となって、中間タイミングが得られることになる。
【0143】図51は図49の信号伝送システムに適用
される往きクロック生成回路1100の一例を示すブロ
ック図である。図51に示されるように、往きクロック
φ1を生成する往きクロック生成回路1100は、端子
P1100を介して供給される基準クロック(フリーラ
ンニング・クロック)clkを入力とするドライバ11
01により構成することができる。
【0144】図52および図53は図49の信号伝送シ
ステムに適用される共通タイミング信号生成回路の他の
例を示すブロック図であり、図52は共通タイミング信
号生成回路1300のメインDLL(Digital Locked L
oop)部分1300aを示し、また、図53は共通タイミ
ング信号生成回路1300のサブDLL部分1300b
を示している。
【0145】まず、図52に示されるように、メインD
LL部分1300aは、往きクロックφ1(または、復
りクロックφ2)を受け取り、該往きクロックφ1その
ものと可変遅延回路1305を介して遅延されたものと
を位相比較回路1306により位相比較し、両信号の位
相差が無くなるように(すなわち、1周期Tだけ遅延す
るように)制御回路1307を介して制御するようにな
っている。これにより、クロック(φ1,φ2)の1周
期分の遅延Tを得ることができる。
【0146】さらに、上述した図52のメインDLL部
分1300aにより得られた1周期分の遅延T(1周期
Tに対応する遅延段の数)を利用し、サブDLL部分1
300bによりそれぞれ時間τを加算および減算して往
きクロックφ1および復りクロックφ2の位相合わせを
行う。すなわち、図53に示されるように、往きクロッ
クφ1に対しては、第1の可変遅延回路1301により
1周期分の遅延Tに対してτの遅延を加算(T+τ)
し、また、復りクロックφ2に対しては、第2の可変遅
延回路1302により1周期分の遅延Tからτの遅延を
減算(T−τ)する。すなわち、前述した図50の共通
タイミング信号生成回路1300と同様に、位相比較回
路1303は、第1の可変遅延回路1301の出力信号
(T+τ)と第2の可変遅延回路1302の出力信号
(T−τ)との位相比較を行い、これらの信号(T−
τ,T+τ)の位相差が零になるように制御回路130
4を介して遅延段の選択が行われる。
【0147】図54は図49の信号伝送システムに適用
される復りクロック生成回路1200の一例を示すブロ
ック図である。図54に示されるように、復りクロック
φ2を生成する復りクロック生成回路1200は、端子
P1200を介して供給される基準クロック(フリーラ
ンニング・クロック)clkを入力とし、所定の遅延量
を与える遅延回路1201により構成することができ
る。ここで、遅延回路1201により与えられる遅延量
(遅延時間)を適切な値とすることにより、例えば、ク
ロック線(1001,1002)上の往復のクロック
(φ1,φ2)の位相差を±90度以内(好ましくは、
±45度)に設定することができる。
【0148】図55は図49の信号伝送システムの共通
タイミング信号生成回路に適用される位相比較回路(図
50および図48の位相比較回路1303(図52の位
相比較回路1306))の一例を示す回路図である。図5
5に示されるように、位相比較回路1303は、例え
ば、第1および第2の入力信号(T+τ,T−τ)の周
波数をそれぞれ半分にする2つの2分周器,複数のPチ
ャネル型MOSトランジスタ,複数のNチャネル型MO
Sトランジスタ,複数のインバータ,複数のナンドゲー
ト,および,複数のノアゲートを備えて構成されてい
る。そして、第1の入力信号φ1:T+τと第2の入力
信号φ2:T−τとの位相差に応じて出力信号(/DO
WN,/UP)を出力して、後述するように、制御回路
1304を介して第1および第2の可変遅延回路130
1,1302における遅延時間τを制御し、第1および
第2の入力信号の位相差を無くすようになっている。
【0149】図56は図49の信号伝送システムの共通
タイミング信号生成回路に適用される制御回路(図50
および図53の制御回路1304(図52の制御回路1
307))の一例を示すブロック図である。図56に示さ
れるように、制御回路1304は、例えば、位相比較回
路1303からの制御信号(/DOWN,/UP)を受
け取るアップダウンカウンタ(U/Dカウンタ)134
1,および,該U/Dカウンタ1341の出力信号を受
け取るデコーダ1342を備えて構成され、位相比較回
路1303からの制御信号(/DOWN,/UP)に応
じて、デコーダ1342が後述の図57の可変遅延回路
における所定の遅延段を選択するようになっている。
【0150】図57は図49の信号伝送システムの共通
タイミング信号生成回路に適用される可変遅延回路(図
50および図53の第1および第2の可変遅延回路13
01,1302(図52の可変遅延回路1305))の一
例を示す回路図である。図57に示されるように、第1
の可変遅延回路1301(第2の可変遅延回路130
2)は、複数の遅延段(遅延ユニット)DUを備えて構
成されている。各遅延ユニットDUは、インバータ,お
よび,2つのナンドゲートにより構成され、それぞれ遅
延線1310に共通に接続されている。そして、デコー
ダ1342により選択される任意の1つの遅延ユニット
DUにより規定される遅延量が可変遅延回路の遅延量と
して与えられるようになっている。なお、これらの構成
は、知られている様々なDLL回路の技術を適用するこ
とができるのはもちろんである。
【0151】図58は本発明の第4の形態に係る信号伝
送システムの第2実施例を示すブロック図である。本発
明の第4の形態において、共通タイミング信号GMT
は、往復のクロック信号(φ1,φ2)の中間タイミン
グを取ることにより生成されるが、この共通タイミング
信号GMTを一意に生成するためには、往復のクロック
信号の位相差が或る限界内に入っている必要がある。し
かしながら、往復のクロック信号の位相差は、クロック
線(1001,1002)が長くなると、クロック線の
全長に渡って位相差を或る限界内に収めることが困難に
なる。そこで、本第2実施例においては、往復のクロッ
ク線(1011,1021;1012,1022)を共
通タイミング信号GMTの一意の配達が可能な長さに分
割し、信号線の全長が長い場合にも共通タイミング信号
GMTを生成可能なように構成されている。
【0152】すなわち、図58に示す本第2実施例は、
図49に示す第1実施例において、一定の距離ごとにク
ロック生成回路およびデータバッファ1120,112
1,1122を設けて、各往きおよび復りクロック用の
信号線1011,1021;1012,1022に対し
てそれぞれ往きおよび復りクロックφ11,φ21;φ
12,φ22を伝達すると共に、データ線1031,1
032に対して十分な振幅のデータを伝達するようにな
っている。
【0153】ここで、各クロック生成回路およびデータ
バッファ1120,1121,1122は、前のブロッ
クから送られてきたクロックを基に共通タイミング信号
GMTを生成すると共に、この共通タイミング信号GM
Tから次のブロックに対する往きクロック(および、前
のブロックに対する復りクロック)を生成するようにな
っている。
【0154】図59は本発明の第4の形態に係る信号伝
送システムの第3実施例を示すブロック図である。図5
9に示す第3実施例では、図58におけるバス接続され
たデータ線を、全て一対一(point-to-point)接続する
ようになっている。この場合、複数のデバイス毎(DR
AMチップ10−11,10−21,10−31)に往
きおよび復り用のクロックを生成するためのクロック生
成回路1211,1212,1213を設け、その他の
デバイス(10−1m,10−2m等)では、対応する
クロック生成回路からの往きおよび復りクロックφ1
1,φ21;φ12,φ22から共通タイミング信号G
MTを生成して信号の送受信を行うようになっている。
本第3実施例は、信号伝送がバス形式ではないため、信
号分岐による反射がなく、高速の信号伝送に好適なもの
である。
【0155】図60は本発明の第4の形態に係る第4実
施例としての信号伝送システムに適用される往きクロッ
ク生成回路の一例を示すブロック図である。図60にお
いて、参照符号1102はドライバ,1103は共通タ
イミング信号生成回路,1104は位相比較回路,11
05は制御回路,そして,1106は可変遅延回路を示
している。
【0156】図60に示されるように、本第4実施例に
おいては、往きクロック生成回路1100を図51に示
すような単なるドライバ1101で構成するのではな
く、基準クロックclkを受けて所定の遅延を与える可
変遅延回路1106の出力信号をドライバ1102を介
して往きクロックφ1として出力するようになってお
り、共通タイミング信号生成回路1103により該ドラ
イバ1102の出力信号(φ1)と復りクロックφ2か
ら共通タイミング信号(中間位相信号)GMTを生成
し、この共通タイミング信号と基準クロックclkとを
位相比較回路1104で位相比較して制御回路1105
を介して可変遅延回路1106における遅延量(遅延段
数)を制御するようになっている。
【0157】すなわち、本第4実施例では、共通タイミ
ング信号GMTが基準クロックclkの立ち上がりと一
致するようにフィードバックを行うようになっており、
これにより、クロックドライバ1102や可変遅延回路
1106の特性が製造バラツキ或いは環境温度の変化等
により変動した場合でも、安定した位相の復りクロック
信号φ2が得られるようにすると共に、信号線上のデバ
イス(例えば、DRAMチップ)が生成する共通タイミ
ング信号GMTが基準クロックclkと同一のタイミン
グとなるように構成されている。なお、基準クロックc
lkは、特定のチップ(例えば、DRAMコントローラ
10−0)に供給されるクロック信号である。
【0158】図61は本発明の第4の形態に係る第5実
施例としての信号伝送システムに適用される復りクロッ
ク生成回路の一例を示すブロック図である。図61にお
いて、参照符号1231は可変遅延回路,1232は演
算増幅器,1233および1234は抵抗およびキャパ
シタ,1235は入力信号を反転して出力する反転ドラ
イバ,1236は位相比較回路,そして,1237は制
御回路を示している。
【0159】図61に示されるように、本第5実施例に
おいては、復りクロック生成回路1200を図54に示
すような単なる遅延回路1201で構成するのではな
く、復りクロックφ2を基準クロックclkを受けて所
定の遅延を与える可変遅延回路1231の出力信号とし
て取り出し、該可変遅延回路1231の出力信号(φ
2)を演算増幅器1232および反転ドライバ1235
を介して、位相比較回路1236により往きクロックφ
1と位相比較するようになっている。そして、この位相
比較結果に基づき、制御回路1237を介して可変遅延
回路1231における遅延量(遅延段の数)を制御する
ようになっている。これにより、復りクロックφ2は、
往きクロックφ1の位相から90度だけずれた(進んで
いる)位相の信号として出力される。
【0160】このように、本第5実施例の復りクロック
生成回路1200によれば、受信された往きクロックφ
1と復りクロックφ2の位相差が一定(往きクロックφ
1よりも復りクロックφ2の方が90度進んでいる)に
なるようにフィードバック制御することにより、クロッ
クドライバ(反転ドライバ1235)や可変遅延回路
(1231)等の特性が製造バラツキや環境温度の変化
等により変動した場合でも安定した位相の復りクロック
φ2を得ることができる。ここで、図61に示すような
アナログ回路を用いて構成した復りクロック生成回路1
200は、クロック(φ2)の可変範囲が狭い場合に
は、回路規模を小さくすることができて好ましい。
【0161】図62は本発明の第4の形態に係る第6実
施例としての信号伝送システムに適用される復りクロッ
ク生成回路の他の例を示すブロック図である。図62に
おいて、参照符号1241〜1244は可変遅延回路,
1245は位相比較回路,そして,1246は制御回路
を示している。ここで、4つの可変遅延回路1241〜
1244は、制御回路1246により同じ遅延量が与え
られるようになっている。
【0162】図62に示されるように、本第6実施例に
おいては、位相比較回路1245により、往きクロック
φ1と該往きクロックφ1を4つの可変遅延回路124
1〜1244により遅延した信号との位相比較を行い、
制御回路1246により4つの可変遅延回路1241〜
1244に対して同じ遅延量を与えるようになっている
ため、3段目の可変遅延回路1243の出力信号を復り
クロックφ2として取り出すことにより、往きクロック
φ1に対して270度(−90度)の位相差を有する、
すなわち、往きクロックφ1よりも位相が90度進んで
いる復りクロックφ2を生成するようになっている。こ
れにより、各回路の製造バラツキや温度変化等に依存し
ない位相の復りクロックφ2を得ることができる。ここ
で、図62に示すようなDLL回路を用いて構成した復
りクロック生成回路1200は、クロック(φ2)の可
変範囲が広い場合でも対応することが可能である。
【0163】図63は本発明の第4の形態に係る第7実
施例としての信号伝送システムに適用される復りクロッ
ク生成回路1200の動作(機能)を説明するための図
である。ここで、縦軸θは位相差を示し、また、横軸x
はクロック線(1001,1002)上の位置を示して
いる。なお、参照符号Lは、クロック線の全長を示して
いる。
【0164】図63に示されるように、本第7実施例に
おいては、往きクロックをφ1と復りクロック/φ2
(クロックφ2の反転信号)の位相差がクロックを受信
するいずれのデバイス(DRAMチップ10−1〜10
−n)においても±90度以下になっている。すなわ
ち、本実施例において、復りクロックφ2は、受信した
往きクロックφ1をクロック線(1002)での位相遅
れを保障するだけの位相進みを与えた上で反転したもの
になっている。この機能は、例えば、図61に示す復り
クロック生成回路においてフィードバックループの出力
を反転することにより実現される。
【0165】このように、本第7実施例によれば、往復
のクロック信号φ1,φ2の位相差が一定範囲内に入っ
ていることが保障されるため、共通タイミング信号GM
Tの生成を高精度で行うことが可能となり、さらに、差
動の受信回路で往復のクロック信号φ1,φ2を受信す
ることにより同相ノイズの影響を低減することができ
る。
【0166】図64は本発明の第4の形態に係る第8実
施例としての信号伝送システムに適用される復りクロッ
ク生成回路のさらに他の例を示すブロック図である。図
64に示されるように、本第8実施例において、復りク
ロック生成回路1200は、入力信号(往きクロックφ
1)を反転して出力する反転ドライバ1205により構
成されている。
【0167】すなわち、例えば、クロックの受信回路、
ドライバ、クロック線等におけるクロック信号(φ1,
φ2)の位相遅れが問題にならないような短い信号線の
場合には、復りクロック生成回路1200を反転ドライ
バ1205により構成することができ、復りクロック生
成回路1200の回路構成を簡略化することが可能とな
る。
【0168】図65は本発明の第4の形態に係る第9実
施例としての信号伝送システムに適用される正弦波発生
回路の一例を示すブロック回路図である。本第9実施例
はクロックとして正弦波(疑似正弦波)を使用するもの
で、正弦波生成回路1400によりパルス状(矩形波)
のクロック(基準クロック)clkから正弦波クロック
を生成するようになっている。
【0169】図65に示されるように、正弦波生成回路
1400は、Pチャネル型MOSトランジスタ140
1,1402およびNチャネル型MOSトランジスタ1
403,1404で構成したフル振幅CMOS回路によ
り矩形波クロックclkから三角波クロックを生成し、
さらに、非線形増幅器1405により正弦波クロック
(疑似正弦波クロック)を生成するようになっている。
【0170】なお、正弦波以外でも、三角波や台形波等
の立ち上がり・立ち下がり時間がクロック周期の無視で
きない割合を占める波形のクロックを使用してもよい。
このようなクロック波形(正弦波クロック波形)は、矩
型波クロック波形に比べて高調波成分が少ないため、他
の信号線に対する相互干渉を少なくすることができると
いう利点がある。さらに、図67に示すように、各デバ
イス(DRAMチップ等)に設ける共通タイミング信号
生成回路1300を差動コンパレータにより構成するこ
とができるという利点もある。
【0171】図66は図65の正弦波発生回路における
非線形増幅器1405の一例を示す回路図である。図6
6に示されるように、非線形増幅器1405は、Pチャ
ネル型MOSトランジスタ1451〜1453およびN
チャネル型MOSトランジスタ1454〜146で構成
することができる。ここで、各トランジスタのサイズは
適切な大きさに設定され、例えば、トランジスタ145
1および1452のゲート長は、それぞれトランジスタ
1454および1455のゲート長の約2程度とし、ま
た、トランジスタ1452および1455のゲート長
は、それぞれトランジスタ1451および1454のゲ
ート長よりも大きく形成するのが好ましい。なお、トラ
ンジスタ1453および1456は、駆動する負荷に応
じて規定され、通常、大きなサイズのトランジスタによ
り構成する。
【0172】図67は本発明の第4の形態に係る第10
実施例としての信号伝送システムに適用される共通タイ
ミング信号生成回路1300の一例を示すブロック図で
ある。上述したように、例えば、正弦波等のクロックを
使用した場合、各デバイス(DRAMチップ等)10に
設けられる共通タイミング信号生成回路1300を、往
きおよび復りのクロックφ1,φ2(/φ2)を入力と
する差動コンパレータ1308により構成することがで
きる。
【0173】すなわち、差動コンパレータ1308によ
り共通タイミング信号(中間タイミング)GMTを生成
することができる理由は、往きクロックφ1および復り
クロックの反転/φ2をそれぞれ、φ1=A・sinθ
1,/φ2=A・sinθ2とすると、 φ1−/φ2=2A・cos((θ1−θ2)/2)・
sin((θ1+θ2)/2) となり、(θ1−θ2)/2の値が±90度以内なら
ば、この信号をコンパレートすることで共通タイミング
信号GMT(中間位相(θ1+θ2)/2に相当する信
号)を取り出すことが可能なことがわかる。
【0174】図68は図67の共通タイミング信号生成
回路における差動コンパレータ1308の一例を示す回
路図である。図68に示されるように、差動コンパレー
タ1308は、Pチャネル型MOSトランジスタ138
0,1381およびNチャネル型MOSトランジスタ1
385〜1387で構成されN型トランジスタ138
5,1386を入力とする第1の差動増幅部、Pチャネ
ル型MOSトランジスタ1382〜1384およびNチ
ャネル型MOSトランジスタ1388,1389で構成
されP型トランジスタ1383,1384を入力とする
た第2の差動増幅部、並びに、バッファ部1390を備
えている。ここで、バッファ部1390は、縦列接続さ
れたインバータ1391〜1393により構成されてい
る。
【0175】このように、回路規模の大きいDLL回路
等を使用することなく、簡単な回路構成を有する差動コ
ンパレータ1308により、共通タイミング信号生成回
路1300を構成することができる。図69は本発明の
第4の形態に係る第11実施例としての信号伝送システ
ムにおける終端抵抗の一例を示すブロック図である。
【0176】本第11実施例においては、往きおよび復
りクロックφ1,φ2の波形として正弦波を使った上
で、往きクロックφ1を伝達するクロック線1001の
終端を、該クロック線の特性インピーダンス(例えば、
50オーム、或いは、75オーム)よりも大きな抵抗値
(例えば、200オーム)を有する終端抵抗1501に
より終端し、同様に、復りクロックφ2を伝達するクロ
ック線1002の終端を、該クロック線の特性インピー
ダンス(例えば、50オーム、或いは、75オーム)よ
りも大きな抵抗値(例えば、200オーム)を有する終
端抵抗1502により終端するようになっている。
【0177】ところで、本第11実施例では、終端抵抗
1501,1502の抵抗値を各クロック線1001,
1002の特性インピーダンスよりも大きくするが、往
きおよび復りクロックφ1,φ2は正弦波のクロックで
あるため、終端抵抗1501,1502が特性インピー
ダンスから大きくずれていてもクロック波形は正弦波の
ままである。また、線路の反射の影響で波(往きおよび
復りクロックφ1,φ2)の伝搬特性は、信号線(クロ
ック線1001,1002)の特性とは変わってしまう
が、往復のクロックの中間タイミング(共通タイミング
信号GMT)を抽出する場合には、問題を生じることは
ない。そして、終端抵抗1501,1502の抵抗値を
クロック線1001,1002の特性インピーダンスよ
りも大きくすることにより、該終端抵抗1501,15
02により消費される電力(クロック系での消費電力)
を低減することができる。
【0178】図70は本発明の第4の形態に係る第12
実施例としての信号伝送システムにおける往きクロック
の供給方式を説明するためのブロック図である。本第1
2実施例は、往きクロック線を差動伝送(1001a,
1001b)とし、相補の往きクロックφ1,/φ1を
伝達するようになっているため、復り信号生成回路12
00において、往きクロックに混入する同相ノイズの影
響を低減させて復りクロックφ2を生成することができ
るようになっている。すなわち、復り信号生成回路12
00は、相補の往きクロックφ1,/φ1が入力された
差動コンパレータ1261および復りクロック生成部1
262(および、バッファ1263)により構成されて
いる。
【0179】ここで、各デバイス(DRAMチップ等)
に設けられる共通タイミング信号生成回路1300は、
図67で説明した共通タイミング信号GMTを生成する
ための差動コンパレータ1308として構成することが
できる。このとき、差動コンパレータ1308には、相
補の往きクロックφ1,/φ1の一方(真信号φ1)お
よび復りクロックφ2が入力されるが、この場合にも、
同相ノイズの影響を低減させることが可能となる。
【0180】図71は本発明の第4の形態に係る第13
実施例としての信号伝送システムをプリント基板に適用
した場合の要部を示すブロック図である。図71に示さ
れるように、本第13実施例は、プリント基板上に複数
の信号生成回路(往きクロック生成回路1100および
復りクロック生成回路1200)1270を設け、これ
ら各信号生成回路1270において、プリント基板上を
走る基準クロック(フリーランニング・クロック)cl
kを使用して往きクロックφ1および復りクロックφ2
を生成するようになっている。すなわち、各信号生成回
路1270は、往きクロック用の可変遅延回路127
3,復りクロック用の可変遅延回路1272,および,
制御回路1270を備えて構成され、基準クロックcl
kを可変遅延回路1273および1272により制御回
路1270に応じて遅延させることで、それぞれ往きク
ロックφ1および復りクロックφ2を生成するようにな
っている。
【0181】すなわち、前述した図58に示す第2実施
例のように、前段のクロック(φ1,φ2)から後段の
クロックを順次生成すると、段数を重ねるごとに遅延段
でのジッタが増加することになるが、例えば、プリント
基板上における多数の信号生成回路1270に対して
は、図71に示す第13実施例のように構成すること
で、ジッタの集積を無くすことができる。
【0182】図72は本発明の第4の形態に係る第14
実施例としての信号伝送システムを半導体集積回路に適
用した場合の要部を示すブロック図である。図72に示
されるように、本第14実施例では、例えば、半導体集
積回路(半導体チップ)において、共通タイミング信号
GMTを生成する共通タイミング信号生成回路1300
に供給する信号(往きクロックφ1および復りクロック
φ2)を、往きクロック生成回路(クロックドライバ)
1100の出力をそのまま使用するのではなく、パッド
1281を介して出力される往きクロックφ1をパッド
1282を介して共通タイミング信号生成回路1300
に取り込んで、パッド1283を介して供給される復り
クロックφ2と比較することにより、クロックドライバ
およびパッド等で生じるクロック(φ1)の位相差を補
償して共通タイミング信号GMTを生成するようになっ
ている。ここで、パッド1281を介して出力される往
きクロックφ1をパッド1282を介して取り込む位置
(IP0)としては、パッド1281および所定の外部
端子(パッケージの端子)を介してクロック線(100
1)に出されたクロック信号(φ1)を再び他の外部端
子およびパッド1282を介してチップ(回路)内に取
り込んでもよいが、専用の外部端子が余分に必要となる
ため、外部端子を増加させずにワイヤボンディング等だ
けを行ってクロック信号を取り込むように構成してもよ
い。
【0183】以上のように、本発明の第4の形態に係る
信号伝送システムによれば、クロック系と信号系の配置
の自由度を向上させ、素子が切り替わったときのギャッ
プを最小限にすることが容易で、しかも、消費電力の少
ない信号伝送系を構成することが可能となる。次に、本
発明の第5の形態を詳述するが、まず、本発明の第5の
形態に対応する従来の技術および従来技術における課題
を図面を参照して説明する。
【0184】図73は本発明の第5の形態に対応する従
来の半導体記憶装置の一例を模式的に示すブロック図で
ある。図73において、参照符号2001はメモリセル
アレイ,2002はワードデコーダ(ワードデコーダ
列),2003はセンスアンプ(センスアンプ列),2
004はローカルデータバス,2005はグローバルデ
ータバス,2006はデータバスアンプ,2007はロ
ーカルデータバス・プリチャージ回路,2008はグロ
ーバルデータバス・プリチャージ回路,2009はロー
カルバススイッチ,そして,2010はライトアンプを
示している。
【0185】図73に示されるように、従来の半導体記
憶装置(DRAMのメモリセルアレイ部)は、複数のメ
モリアレイ2001、ワードデコーダ(ワードデコーダ
列)2002、センスアンプ(センスアンプ列)200
3、ローカルデータバス2004、および、グローバル
データバス2005を備えている。さらに、従来の半導
体記憶装置は、データ読み出し時にグローバルデータバ
ス2005のデータを増幅するデータバスアンプ200
6、ローカルデータバス2004をプリチャージするロ
ーカルデータバス・プリチャージ回路2007、グロー
バルデータバス2005をプリチャージするグローバル
データバス・プリチャージ回路2008、グローバルデ
ータバス2005とローカルデータバス2004との接
続を制御するローカルバススイッチ2009、および、
メモリセルへデータを書き込むためのライトアンプ20
10を備えている。
【0186】図74は図73の半導体記憶装置における
センスアンプ2003の一例を示す回路図である。図7
4に示されるように、センスアンプ2003は、ラッチ
型のセンスアンプ(ラッチ型センスアンプ部)203
1、カラムトランスファーゲート2032、カラム線シ
ョートプリチャージ回路2033、および、ビット線ト
ランスファーゲート2034を備えて構成されている。
ここで、参照符号BL,/BLはビット線を示し、ま
た、CLはカラム選択線を示している。
【0187】図75は図73の半導体記憶装置における
データバスアンプ2006の一例を示す回路図であり、
また、図76は図73の半導体記憶装置におけるデータ
バスショートプリチャージ回路(グローバルデータバス
・プリチャージ回路2008(ローカルデータバス・プ
リチャージ回路2007))の一例を示す回路図である。
【0188】図75および図76に示されるように、デ
ータバスアンプ2006およびグローバルデータバス・
プリチャージ回路2008(ローカルデータバス・プリ
チャージ回路2007)は、それぞれ複数のPチャネル
型MOSトランジスタおよびNチャネル型MOSトラン
ジスタにより構成されている。ここで、参照符号DB,
/DBはデータバス、PRE,/PREはプリチャージ
制御信号、Vprはプリチャージ用基準電圧、そして、E
Sはイネーブル信号を示している。
【0189】図77は図73の半導体記憶装置における
データの読み出し(バースト読み出し)シーケンスの一
例を説明するためのタイミング図である。ここで、図7
7では、データバスアンプ2006がディスエーブルの
ときには、出力が高レベル“H”になる場合を示してい
る。なお、バースト読み出しとは、一つのワード線につ
ながっているメモリセルのデータを続けて読み出す、例
えば、シンクロナスDRAM(SDRAM)で採用され
ている方式である。
【0190】図77に示されるように、従来の半導体記
憶装置におけるデータのバースト読み出し処理におい
て、例えば、相補のデータバスDB,/DB、相補のビ
ット線BL,/BL(BL0,/BL0〜BL3,/B
L3)の場合、まず、ビット線BL,/BLおよびデー
タバスDB,/DBを所定のレベル(プリチャージ用基
準電圧Vpr)にプリチャージしておき、特に、相補のビ
ット線或いは相補のデータバスは、対をなす相手と等し
い電位にプリチャージする。
【0191】さらに、図74および図77に示されるよ
うに、データを読み出す時には、データがビット線対B
L,/BL(BL0,/BL0〜BL3,/BL3)に
現れると、それによって等しい電位であったビット線対
BL,/BLに差電位が生じ、この差電位をセンスアン
プ2003(ラッチ型センスアンプ部2031)で或る
程度増幅した後、選択されたカラムアドレスに対応する
カラムトランスファーゲート2032をあける。すなわ
ち、カラム選択信号CL0〜CL3を順次与えることに
より、各ビット線対BL0,/BL0〜BL3,/BL
3の電位は、プリチャージされて初めは同電位であった
ローカルデータバス対DB,/DB(2004)に伝え
られる。この差電位は、ローカルデータバススイッチ2
009を経由して、プリチャージされて初めは同電位で
あったグローバルデータバス対DB,/DB(200
5)に転送され、グローバルデータバスアンプ(データ
バスアンプ2006)により増幅されて、さらに、バッ
ファ等や他のアンプ等を通って外部に読み出しデータ
(リードデータ)として出力される。
【0192】そして、次ぎのデータを読み出すときに
は、センスアンプ2003は活性化したまま、ローカル
データバス(対)2004、グローバルデータバス
(対)2005をプリチャージすることによって、系を
イニシャライズした後、カラムトランスファーゲート2
032をあけ、この差電位をローカルデータバス200
4およびグローバルデータバス2005に伝え、グロー
バルデータバスアンプ2006で増幅し、以下同様にし
て外部にリードデータを出力する。
【0193】ここで、図77に示されるように、メモリ
(半導体記憶装置)の動作におけるバスのプリチャー
ジ、すなわち、イニシャライズ動作は、読み出しデータ
ごとに毎回行わなくてはならない。しかしながら、クロ
ックに同期してデータを出力する場合、これらのバスは
通常容量が重くプリチャージに時間がかかり、例えば、
クロック周期の約半分の時間がバスのプリチャージ時間
となっている。
【0194】本発明の第5の形態では、上記のプリチャ
ージ時間を無くしてデータ転送レートを2倍以上にせん
とするものである。すなわち、デバイス・プロセス・テ
クノロジの開発による高速化では、クロックを倍にする
だけでも何年もかかってしまうが、従来の方式では本質
的に欠くことのできなかったプリチャージ時間を除去す
ることによりデータ転送レートを増大させることを目的
とする。そこで、本発明の第5の形態では、例えば、半
導体記憶装置における信号伝送システム(データバスの
駆動法やグローバルデータバスアンプの方式等)を改良
することで、根本から半導体記憶装置の読み出しシーケ
ンスを変え、バスのプリチャージ時間を読み出しサイク
ルから除去することでデータ転送レートの増大をはかる
ものである。さらに、従来の技術では、各カラムトラン
スファーゲートの選択は必ず時間的に完全に分離してい
なければならなかったが、本発明の第5の形態によれ
ば、時間的な各カラム選択ゲートの選択のオーバーラッ
プが可能になる。これらにより、プリチャージ時間を零
とし且つカラム選択ゲートのオーバーラップにより、メ
モリから読み出されるデータレートを飛躍的に増大させ
ることができる。
【0195】そのために、データバスのデータ転送に
は、前述したPRD(Partial Response Detection)方
式を採用することになる。なお、PRDに関しては、チ
ップ間のデータ伝送の高速化のためのインターフェース
方式を示した H.Tamura et al., "Partial Response De
tection Technique for Driver Power Reduction in Hi
gh-Speed Memory-to-Processor Comunications", 1997
IEEE International Solid-State Conference, ISSC97/
SESSION 20/CLOCKING AND I/O/PAPER SA 20.7, pp342-3
43が参照される。
【0196】ここで、PRD方式とは、前述したよう
に、帯域制限された伝送路に帯域以上の信号を伝送しよ
うとすると信号の符号間干渉成分により信号が乱れてし
まうのを、この符号間干渉成分を除去することにより、
乱れた信号を再生する方式である。このPRD方式は、
符号間干渉成分を除去すると同時に、符号間干渉成分の
除去過程で自分自身で参照レベルを作りだすために、隠
れた特性として伝送路のプリチャージをしないでデータ
を伝送することも可能になる。そこで、このプリチャー
ジ無しでデータが転送できる特性を、データバスのプリ
チャージ時間をデータリードサイクルから除去すること
に適用する。
【0197】また、PRD方式を用いると、前のサイク
ルのデータが伝送路上に残っていても、その前のデータ
が受信側に到達した後に、次ぎのデータが到達しさえす
れば、データのある程度のオーバーラップも許される。
すなわち、この特性を用いればメモリのバスに適用した
場合、ある程度のカラム選択ゲートの選択のオーバーラ
ップも許されることになる。また、PRD方式はバスの
振幅が小さくなり、且つ、プリチャージも原理的には無
くす(無くさなくてもよいが)ことができるので、バス
の充放電による消費電力を低減することも可能になる。
さらに、PRD方式によりデータレートの増大が回路上
の工夫で可能になり、しかも、従来のメモリのコア部
(センスアンプ、メモリセルアレイ、ワードデコーダ
等)に大きな変更を行う必要もない。
【0198】図78は本発明の第5の形態に係る信号伝
送システムの第1の原理構成を示すブロック図であり、
図79は図78の信号伝送システムの動作を説明するた
めの波形図である。なお、図78は、PRDを用いたプ
リチャージのいらない信号伝送方式を示すものである。
図78において、参照符号2100はドライバ、220
0はフローティングのバス(信号伝送路)、そして、2
300はPRD方式バスアンプ(PRD方式データバス
アンプ)を示している。ここで、PRD方式では、バス
2200をフルスイングさせる必要が無いので、ドライ
バ2100は充分に小さい駆動力でかまわず、本第1原
理(第5の形態の第1原理)の場合には、各信号の波形
は、図79のようになる。なお、図79において、参照
符号Aはドライバ2100の出力信号の波形、BはPR
D方式バスアンプ2300の入力信号の波形、そして、
CはPRD方式バスアンプ2300の出力信号の波形を
示している。
【0199】図79に示されるように、ドライバ210
0は駆動力が小さくされているので、PRD方式バスア
ンプ2300の入力波形(B)は乱れているが、このP
RD方式バスアンプ2300はPRD方式であるため、
再生された出力波形(C)は、ドライバ2100の出力
波形(A)に対応したものとなっている。すなわち、本
第1原理によれば、ドライバ2100から出力されるデ
ータをフルスイングすることなく、また、受け側(PR
D方式バスアンプ2300)での信号も必ずしも或るし
きい値レベルを挟んで、高い(High)または低い
(Low)というようにレベルが遷移しなくても、PR
D方式バスアンプ2300によりデータを正確に再生で
きることがわかる。なお、本第1原理では、プリチャー
ジ回路は設けられていないので、データの伝送(信号伝
送)開始前は、前回のデータの伝送終了時の状態となっ
ており、データの伝送後では、バス2200のレベルは
このデータの伝送終了時の状態を保持することになる。
【0200】図80は本発明の第5の形態に係る信号伝
送システムの第2の原理構成を示すブロック図であり、
図81は図80の信号伝送システムの動作を説明するた
めの波形図である。図80に示す本第2原理では、図7
8の第1原理の信号伝送システムに対して、プリチャー
ジ回路2400を付加したものである。上述のように、
PRD方式では、プリチャージを行う必要はないが、例
えば、バス2200が動いていないときに、中途半端な
レベルで置いておくよりは、或るレベルに固定しておい
た方が好ましい場合もある。そこで、本第2原理では、
図81に示されるように、バス2200が動いてないと
き、動き始める前、或いは、動いた後に、バス2200
を或るレベル(プリチャージレベル)にするために、プ
リチャージ回路2400を付加したものである。
【0201】図82は本発明の第5の形態に係る信号伝
送システムの第3の原理構成を示すブロック図であり、
図83および図84は図82の信号伝送システムの動作
を説明するための波形図である。図82に示す本第3原
理では、図80の第2原理の信号伝送システムに対し
て、さらに、ロード2500を付加したものである。こ
の本第3原理は、例えば、ドライバ2100出力の高レ
ベル“H”と低レベル“L”への駆動力が非対称の場合
や、何等かの理由でバス2200のレベルが動作中に徐
々に低レベル“L”側または高レベル“H”側へシフト
してしまう場合等において、そのシフトを抑える目的で
ロード2500を設けたものである。
【0202】図83は、ロード2500が設けられてい
ない場合でバス2200のレベル(PRD方式バスアン
プ2300の入力信号のレベルB)が低レベル“L”側
へシフトしている状態の波形、また、図84は、本第3
原理によりロード2500を設けた場合のシフトが抑え
られた波形を示している。実際に、PRD方式を用いた
場合には、信号があるレベルに向かってシフトしてその
レベルに張り付いてしまうような場合でも、データの読
み出しは問題無いが、本第3原理のように、ロード25
00を付加することにより、バス2200のレベルがあ
るレベルに張り付いてしまった場合の、PRD方式バス
アンプ2300の動作マージンを大きくすることが可能
になる。
【0203】図85は本発明の第5の形態に係る信号伝
送システムを適用した半導体記憶装置の一例を模式的に
示すブロック図である。図85において、参照符号20
01はメモリセルアレイ,2002はワードデコーダ
(ワードデコーダ列),2100はセンスアンプ(セン
スアンプ列),2201はローカルデータバス,220
2はグローバルデータバス,2300はPRD方式デー
タバスアンプ,2401はローカルデータバス・プリチ
ャージ回路,2402はグローバルデータバス・プリチ
ャージ回路,2009はローカルバススイッチ,201
0はライトアンプ,そして,2500はロードを示して
いる。
【0204】図85に示されるように、本発明の第5の
形態を適用した半導体記憶装置(DRAMのメモリセル
アレイ部)は、複数のメモリアレイ2001、ワードデ
コーダ(ワードデコーダ列)2002、センスアンプ
(センスアンプ列)2100、ローカルデータバス22
01、および、グローバルデータバス2202を備えて
いる。さらに、半導体記憶装置は、データ読み出し時に
グローバルデータバス2202のデータを増幅するPR
D方式データバスアンプ2300、ローカルデータバス
2201をプリチャージするローカルデータバス・プリ
チャージ回路2401、グローバルデータバス2202
をプリチャージするグローバルデータバス・プリチャー
ジ回路2402、グローバルデータバス2202とロー
カルデータバス2201との接続を制御するローカルバ
ススイッチ2009、メモリセルへデータを書き込むた
めのライトアンプ2010、および、ロード2500を
備えている。
【0205】ここで、図85におけるローカルデータバ
ス2201およびグローバルデータバス2202は、前
述した図73におけるローカルデータバス2004およ
びグローバルデータバス2005に対応し、また、図8
5におけるローカルデータバス・プリチャージ回路24
01およびグローバルデータバス・プリチャージ回路2
402は、前述した図73におけるローカルデータバス
・プリチャージ回路2007およびグローバルデータバ
ス・プリチャージ回路2008に対応している。また、
図85の半導体記憶装置では、図73におけるデータバ
スアンプ2006がPRD方式のデータバスアンプ23
00として構成され、さらに、図85の半導体記憶装置
では、グローバルデータバス2202にロード2500
が設けられている。
【0206】図85および前述した第5の形態の原理
(図78,図80,図82)において、センスアンプ2
100がドライバとしての役割をし、ローカルデータバ
ス2201およびグローバルデータバス2202がバス
であり、グローバルデータバスアンプ(PRD方式デー
タバスアンプ)2300がPRD方式バスアンプに対応
する。ここで、本明細書(図85等)では、バスをロー
カルデータバスおよびグローバルデータバスというよう
に分けているが、バスがこのように別名称で識別される
ことは本質的なことではない。なお、図85では、図8
2の第3原理に対応させて、プリチャージ回路(ローカ
ルデータバス・プリチャージ回路2401およびグロー
バルデータバス・プリチャージ回路2402)およびロ
ード2500が設けられている。このような構成を有す
る半導体記憶装置により、前述したリードサイクル中に
プリチャージが入らないデータリードが行うことが可能
になる。
【0207】図86は本発明の第5の形態に係る信号伝
送システムの第1実施例の要部を模式的に示すブロック
図であり、前述した図78の第1原理構成(プリチャー
ジ回路およびロードを設けないもの)に対応している。
図86において、参照符号2100はドライバ(図85
のセンスアンプに対応)、2200はシンブルエンドの
バス(信号伝送路)、そして、2300はPRD方式バ
スアンプ(図85のPRD方式データバスアンプに対
応)を示している。なお、図86において、参照符号A
はドライバ2100の出力信号の波形、BはPRD方式
バスアンプ2300の入力信号の波形、そして、CはP
RD方式バスアンプ2300の出力信号の波形を示して
いる。
【0208】図87は図86の信号伝送システムにおけ
るドライバおよびバスアンプの構成例を示す回路図であ
り、図87(a)および図87(b)はドライバ210
0の回路例を示し、また、図87(c)はPRD方式バ
スアンプ2300の回路例を示している。図87(a)
に示されるように、ドライバ2100は、単に、入力す
るデータ(Din)を反転増幅するインバータにより構成
することもできるが、また、図87(b)に示されるよ
うに、イネーブル信号(/EN)を用いた高インピーダ
ンス状態(High−Z状態)を備えた回路として構成
することもできる。
【0209】図87(c)に示されるように、PRD方
式バスアンプ2300は、制御信号(φ1,/φ1;φ
2,/φ2;φ1’,/φ1’;φ1”,/φ1”;φ
2’,/φ2’;φ2”,/φ2”)によりスイッチン
グ制御される複数のトランスファゲート、インバータ、
および、キャパシタ(C1a,C2a;C1b,C2
b)を備えて構成されている。すなわち、図87(c)
のPRD方式バスアンプ2300は、2個一組でインタ
ーリーブを行う方式のもので、PRDブロック2300
aおよび2300bを備えて構成されている。
【0210】図88は図87のバスアンプを動作させる
ための信号波形の一例を示す図であり、図89は図86
の信号伝送システムにおけるバスの動作波形の一例を示
す図である。図87(c)のPRD方式バスアンプ23
00は、図88に示されるような信号により駆動され
る。ここで、制御信号φ1’,φ1”およびφ2’,φ
2”は、制御信号φ1およびφ2とほぼ同様(ややタイ
ミングが異なる)の波形とされ、PRDブロック230
0aおよび2300bをインターリーブ駆動するために
クロックに同期した交互のタイミング(クロックCLK
の立ち上がりおよび立ち下がりタイミング)で出力され
るようになっている。すなわち、一方のPRDブロック
(例えば、2300a)が次のクロックでのデータに対
しての符号間干渉成分を除去(推定)するための計算を
行っている間に、他方のPRDブロック(例えば、23
00b)がデータを受け取って出力信号を出力するよう
になっており、これを交互に行って高速にデータを再生
するようになっている。
【0211】図89に示す本第1実施例(第5の形態の
第1実施例)の動作波形では、ドライバ2100からの
出力信号(A)、PRD方式バスアンプ2300が受信
する信号(B)、および、PRD方式バスアンプ230
0が出力する信号(C)が示され、具体的に、500M
bpsのデータ転送の例を示している。このように、本
第1実施例によれば、ドライバ2100から出力される
データをフルスイングすることなく、PRD方式バスア
ンプ2300によりデータを正確に再生できることがわ
かる。なお、本第1実施例では、データバス(220
0)のプリチャージは行わないため、データ転送をしな
いときには不特定のレベルにあることになるが、それに
もかかわらず高速のデータ転送が可能である。また、信
号伝送は、1ビット当たりのデータによるバスのレベル
変化量を少なくしてデータを送ることができるため、実
質的に小振幅バスとなるため、バスの消費電力も低減す
ることができる。
【0212】図90は本発明の第5の形態に係る信号伝
送システムの第2実施例の要部を模式的に示すブロック
図であり、図86に示す第1実施例に対してさらにプリ
チャージ回路2400を設けたものであり、前述した図
80の第2原理構成(プリチャージ回路を設けたもの)
に対応している。図90に示す第2実施例は、データの
転送を行っていない場合には、プリチャージ回路240
0によりプリチャージを行うようになっている。ここ
で、本第2実施例では、データ転送中にはプリチャージ
を行わないが、プリチャージ時間を行う時間的な余裕が
あれば、データ転送を一時止めてプリチャージ回路24
00によりプリチャージを行うように構成することもで
きる。ただし、従来技術のように1ビットごとにプリチ
ャージするのはデータ転送の効率から好ましいものとは
いえない。
【0213】本第2実施例では、データ転送はプリチャ
ージレベルから始まり、転送が終わった後もプリチャー
ジレベルに戻ることになるため、バス2200の初期レ
ベルがわかり、他の部分で設計上の問題があったときに
おいても、問題の解析を容易に行うことができる。ま
た、バス2200の全体のレベルが或るレベルへと徐々
に動いてしまうような場合でも、データ転送時でないと
きにプリチャージレベルに戻すため、そのレベルに張り
付いてしまうようなことは少ない。ここで、少ないとい
う意味は、非常に長くデータの読み出しが続けば張り付
いてしまうようなことも生じ得るということであり、通
常の読み出し動作では問題となることは殆ど無い。ま
た、たとえバス2200が或るレベルに張り付いてしま
ったとしても、前記の第1実施例と同様にデータの転送
を行うことは可能である。
【0214】図91は図90の信号伝送システムにおけ
るプリチャージ回路の一例を示す回路図である。なお、
ドライバ2100およびPRD方式バスアンプ2300
は第1実施例と同様のものを使用することができる。図
91に示されるように、プリチャージ回路2500はト
ランスファゲートにより構成され、プリチャージ制御信
号pre,/preによりバス2200に対してプリチ
ャージレベル(Vpr)を印加してプリチャージするよ
うになっている。
【0215】図92は図90の信号伝送システムにおけ
るバスおよびバスアンプを動作させるための信号波形の
一例を示す図である。ここで、図92の信号波形図にお
いて、参照符号(I)はデータを伝送しないときはバス
2200をプリチャージする方式を示し、また、(II)
はデータ伝送の前後のみバス2200をプリチャージす
る方式を示している。すなわち、図92(I)はデータ
転送しないときはプリチャージを続けるシーケンスを示
し、また、図92(II)はデータ転送の前後のみプリチ
ャージを行い、データ転送およびプリチャージ期間以外
はバス2200をフローティング状態とするシーケンス
を示している。
【0216】図93は図90の信号伝送システムにおけ
るバスの動作波形の一例を示す図である。図93に示さ
れるように、本第2実施例によれば、例えば、データ転
送の前後においてバス2200のレベルがプリチャージ
レベル(Vpr)に戻されることになる。図94は本発
明の第5の形態に係る信号伝送システムの第3実施例の
要部を模式的に示すブロック図である。
【0217】図94と図86との比較から明らかなよう
に、本第3実施例は、図86に示す第1実施例における
シングルエンドバス2200を相補型バス2200’
(bus,/bus)として構成したものであり、この
相補型バス2200’に対応したドライバ2100’お
よびPRD方式バスアンプ(PRD方式相補型差動バス
アンプ)2300’により信号伝送システムを構成する
ようになっている。
【0218】図95は図94の信号伝送システムにおけ
るドライバおよびバスアンプの構成例を示す図であり、
図95(a)および図95(b)はドライバ2100’
の回路例を示し、また、図95(c)はPRD方式バス
アンプ(PRD方式相補型差動バスアンプ)2300’
の回路例を示している。図95(a)に示されるよう
に、ドライバ2100’は、単に、入力する相補のデー
タ(Din, /Din)をそれぞれ反転増幅する一対のイン
バータにより構成することもできるが、また、図95
(b)に示されるように、入力信号(正論理の入力信
号)Dinから相補の出力信号A,/Aを生成する回路と
して構成することもできる。
【0219】図95(c)に示されるように、PRD方
式相補型差動バスアンプ2300’は、第1および第2
のPRDアンプ2310および2320、並びに、ラッ
チ型アンプ2330を備えて構成されている。第1のP
RDアンプ2310は、正論理の入力信号Bを受け取っ
て出力信号Dをラッチ型アンプ2330に供給し、ま
た、第2のPRDアンプ2320は、負論理の入力信号
/Bを受け取って出力信号Eをラッチ型アンプ2330
に供給する。
【0220】図96は図95(c)のバスアンプ(PR
D方式相補型差動バスアンプ)におけるPRDアンプお
よびラッチ型アンプの一例を示す回路図であり、図96
(a)はPRDアンプ(第1および第2のPRDアンプ
2310,2320)の回路例を示し、また、図96
(b)はラッチ型アンプ2330の回路例を示してい
る。
【0221】図96(a)と図87(c)との比較から
明らかなように、第1のPRDアンプ2310(第2の
PRDアンプ2320)は、図87(c)のシングルエ
ンドバス用のPRD方式バスアンプ2300と同様の構
成とされている。また、図96(b)に示されるよう
に、ラッチ型アンプ2330は、第1および第2のPR
Dアンプ2310および2320の出力信号DおよびE
を受け取り、相補の出力信号C,/Cを出力するように
なっている。このように、データ伝送システムを相補型
にすることにより、同相ノイズの影響を低減してより小
さい信号変化を検出することが可能になる。ただし、P
RD方式相補型差動バスアンプ2300’等の回路規模
は大きくなる。
【0222】なお、上述したドライバ2100’および
PRD方式相補型差動バスアンプ2300’の回路はあ
くまで一例であり、相補の信号が出せるものであれば他
に様々な回路を適用することができるのはいうまでもな
い。図97は図95のバスアンプを動作させるための信
号波形の一例を示す図であり、図98は図94の信号伝
送システムにおけるバスおよびバスアンプの動作波形の
一例を示す図である。
【0223】図97に示されるように、制御信号φ1,
φ2(φ1’,φ2’;φ1”,φ2”)は、前述した
図88と同様に、PRDブロック2300aおよび23
00bをインターリーブ駆動するためにクロックCLK
に同期した交互のタイミングで出力されるようになって
いる。そして、図98に示されるように、本第3実施例
では、図89に示す第1実施例における波形を相補信号
にしたのに対応するドライバ2100’の出力信号
(A,/A)、PRD方式相補型差動バスアンプ230
0’が受信する信号(B,/B)、および、PRD方式
相補型差動バスアンプ2300’が出力する信号(C,
/C)が得られる。このように、本第3実施例によれ
ば、ドライバ2100’から出力されるデータをフルス
イングすることなく、PRD方式相補型差動バスアンプ
2300’によりデータを正確に再生できることがわか
る。
【0224】図99は本発明の第5の形態に係る信号伝
送システムの第4実施例の要部を模式的に示すブロック
図である。図99に示す第4実施例は、上述した図94
の第3実施例において、プリチャージ回路2400’を
付加したものであり、また、PRD方式相補型差動バス
アンプ2300”は正論理の出力信号(C)のみを出力
するようになっている。
【0225】図100は図99の信号伝送システムにお
けるプリチャージ回路およびバスアンプの構成例を示す
図であり、図100(a)はプリチャージ回路240
0’の回路例を示し、また、図100(b)はPRD方
式相補型差動バスアンプ2300”の回路例を示してい
る。図100(a)に示されるように、プリチャージ回
路2500’は、複数のトランジスタにより構成され、
プリチャージ制御信号PRE,/PREにより相補のバ
スbus,/bus(2200’)を短絡すると共に、
プリチャージレベル(Vpr)を印加するようになって
いる。
【0226】図100(b)に示されるように、PRD
方式相補型差動バスアンプ2300”は、第1および第
2のPRDアンプ2310および2320、並びに、カ
レントミラー型アンプ2340を備えて構成されてい
る。第1のPRDアンプ2310は、正論理の入力信号
Bを受け取って出力信号Dをカレントミラー型アンプ2
340に供給し、また、第2のPRDアンプ2320
は、負論理の入力信号/Bを受け取って出力信号Eをカ
レントミラー型アンプ2340に供給する。
【0227】図101は図100のバスアンプ(PRD
方式相補型差動バスアンプ)におけるPRDアンプおよ
びカレントミラー型アンプの一例を示す回路図であり、
図101(a)はPRDアンプ(第1および第2のPR
Dアンプ2310,2320)の回路例を示し、また、
図101(b)はカレントミラー型アンプ2340の回
路例を示している。
【0228】図101(a)と図87(c)との比較か
ら明らかなように、第1のPRDアンプ2310(第2
のPRDアンプ2320)は、図87(c)のシングル
エンドバス用のPRD方式バスアンプ2300と同様の
構成とされている。また、図101(b)に示されるよ
うに、カレントミラー型アンプ2340は、第1および
第2のPRDアンプ2310および2320の出力信号
DおよびEを受け取り、出力信号(正論理の信号)Cを
出力するようになっている。なお、カレントミラー型ア
ンプ2340の各制御トランジスタにはイネーブル信号
(en,/enが供給されている。
【0229】このように、相補型のカレントミラー型ア
ンプ2340を使用することにより、同相ノイズの影響
を低減してより小さい信号変化を検出することが可能に
なる。ただし、カレントミラー型アンプ2340の回路
規模は大きくなる。図102は図100のバスアンプを
動作させるための信号波形の一例を示す図である。
【0230】図102に示されるように、制御信号φ
1,φ2(φ1’,φ2’;φ1”,φ2”)は、前述
した図88と同様に、PRDブロック2300aおよび
2300bをインターリーブ駆動するためにクロックC
LKに同期した交互のタイミングで出力されるようにな
っている。また、プリチャージ制御信号PREは、バス
2200’が動いている(データが転送されている)以
外の期間で高レベル“H”(/PREは低レベル
“L”)となって、バス2200’をプリチャージする
ようになっている。また、カレントミラー型アンプ23
40に供給されるイネーブル信号enはデータ転送時に
高レベル“H”(/enは低レベル“L”)となって、
カレントミラー型アンプ2340を活性化させてデータ
(C)を出力するようになっている。
【0231】図103は図99の信号伝送システムにお
けるバスおよびバスアンプの動作波形の一例を示す図で
ある。図103に示されるように、本第4実施例によれ
ば、ドライバ2100’が出力するの相補の信号(A,
/A)が相補のバス2200’を介して伝えられ、該P
RD方式相補型差動バスアンプ2300’は相補の信号
(B,/B)を受信して信号(正論理の信号C)を出力
する様子がわかる。なお、本第4実施例では、プリチャ
ージ回路2400’が設けられているために、データ転
送の前後において、PRD方式相補型差動バスアンプ2
300’の入力信号(B,/B)は、或るレベル(プリ
チャージレベルVpr)に保持されることになる。
【0232】ここで、本第4実施例(第5の形態の第4
実施例)は、上述した第3実施例に比べて消費電力は多
くなるが、より一層の高速動作が可能になる。また、第
3および第4実施例では、一度シングルエンドタイプの
PRD方式のバッファにより符号間干渉成分が取り除か
れると共に、或る程度の増幅も行われるので、相補型の
アンプ欠点である入力オフセットは問題にならなくな
る。なお、相補入力の差動型のカレントミラー型アンプ
も図101(b)に示すもの限定するものではなく、差
動入力が増幅できるものであれば様々なものを使用する
ことができる。
【0233】図104は本発明の第5の形態に係る信号
伝送システムの第5実施例の要部を模式的に示すブロッ
ク図であり、基本的な構成は上述した第4実施例に対応
するものである。すなわち、本第5実施例では、PRD
方式相補型差動バスアンプ2300”が特徴となってい
る。図105は図104の信号伝送システムにおけるバ
スアンプの一例の要部を示すブロック回路図であり、P
RD方式相補型差動バスアンプ2300”の回路例を示
すものである。
【0234】上述した第3および第4実施例におけるP
RD方式相補型差動バスアンプ2300’は、シングル
エンド用のPRD方式バスアンプの後で相補のアンプに
入力しているが、本第5実施例において、PRD方式相
補型差動バスアンプ2300”は、キャパシタ(容量C
10a,C20a;C10b,C20b)で構成される
PRD機能部分2301の後段に差動アンプ2303お
よび該差動アンプ2303の入力ノードに対するアンプ
用プリチャージ回路2302を備えて構成されている。
このPRD方式相補型差動バスアンプ2300”も2系
統のアンプ(主要部を2つもつという意味)を交互に切
り替えて、高速にデータの再生および増幅を行う。
【0235】ここで、キャパシタC10aおよびC10
bの値をC10とし、キャパシタC20aおよびC20
bの値をC20とすると、これらのキャパシタの値C1
0,C20を、次の式:C10/(C10+C20)=
(1+exp(−T/τ))/2を満たすように決めれ
ば符号間干渉は理論的には完全に除去することができ
る。ただし、理想状態ではこの式を満たすようにすれば
よいが、実際には寄生容量等が入るので、この式を満た
すのに近い値の容量比に設定することになる。ここで、
tはバス2200’の時定数を示し、Tは1ビット分の
データがバスに現れる時間または1ビット分の周期を示
している。
【0236】図106はバスの時定数と1ビット分の周
期との関係を示す波形図であり、図106(a)は元の
波形(データ1−1−0)を示す図、図106(b)は
1ビット分のデータがバス2200’に現れる時間Tを
説明するための図、そして、図106(c)は1ビット
分の周期(T)を示す図である。図106(a)に示す
ような元の波形(データ1−1−0)を伝送する場合、
図106(b)に示されるように、各1ビット分のデー
タがバス2200’に現れた後に高インピーダンス状態
(High−Z状態)となる期間を設けてもよいし、ま
た、図106(c)に示されるように、1ビット分の周
期T全体でデータを伝送するようにしてもよい。すなわ
ち、図106(b)および図106(c)のどちらの波
形でも、図106(a)に示す元のデータをPRD方式
のバスアンプ(PRD方式相補型差動バスアンプ230
0”)により正確に検出することができる。
【0237】図107は図105のバスアンプの動作を
説明するための図である。図105に示すPRD方式相
補型差動バスアンプ2300”は、制御信号φ1および
φ2を制御することにより、図107(a)および図1
07(b)に示す動作を交互に行う。すなわち、制御信
号φ1が高レベル“H”(/φ1が低レベル“L”)で
制御信号φ2が低レベル“L”(/φ2が高レベル
“H”)のとき、図107(a)に示されるように、符
号間干渉成分推定動作が行われ、また、制御信号φ1が
低レベル“L”で制御信号φ2が高レベル“H”のと
き、図107(b)に示されるように、信号判定動作が
行われる。なお、アンプ用プリチャージ回路2302
は、符号間干渉成分推定動作が行われる期間に差動アン
プ2303の入力ノードをプリチャージするようになっ
ている。
【0238】ここで、前述した第3および第4実施例の
場合のバスアンプ(PRD方式相補型差動バスアンプ2
300’)では、相補の微小信号を相補で受けるという
よりは、相補のバス2200’の信号をPRD方式でデ
ータをそれぞれ受けて、その後の差電圧を増幅している
ので、単なるシングルエンドの場合よりはある程度感度
が向上しているということにはなるが、相補信号の場合
の符号間干渉成分をだいたい取り除いているというにす
ぎない。この場合には信号の大きさによっては誤動作し
てしまう可能性もある。
【0239】これに対して、本第5実施例では、PRD
方式相補型差動バスアンプ2300”は、本来の相補信
号用のPRD方式のバスアンプであり、理想的には完全
に相補信号の場合の符号間干渉成分を推定することが可
能であり、第3および第4実施例の場合に比べて格段に
感度を向上することができ、換言すると、動作マージン
を格段に広くすることができる。
【0240】図108は図104の信号伝送システムに
おけるバスアンプの他の例を示す図、図109は図10
8のバスアンプにおけるPRDアンプの構成単位の一例
を示す回路図、そして、図110は図108のバスアン
プにおけるマルチプレクサの一例を示す回路図である。
図108に示すバスアンプ(PRD方式相補型差動バス
アンプ2300a)は、図105のバスアンプ(PRD
方式相補型差動バスアンプ2300”)と同様の構成を
有する第1および第2のPRDアンプ2310a,23
20aおよびマルチプレクサ(MUX)2330aを備
えて構成したものである。この図108に示すバスアン
プは、一方のPRDアンプ(第1のPRDアンプ231
0a)で符号間干渉成分の推定を行うと共に、他方のP
RDアンプ(第2のPRDアンプ2320a)でデータ
の判定を行い、そして、次のタイミングでは一方のPR
Dアンプ(第1のPRDアンプ2310a)でデータの
判定を行うと共に、他方のPRDアンプ(第2のPRD
アンプ2320a)で符号間干渉成分の推定を行うとい
ったインターリーブ動作により高速なデータ転送を可能
としている。
【0241】ここで、符号間干渉成分推定動作している
方のPRDアンプでは、当該PRDアンプのプリチャー
ジも同時に行っている。このプリチャージ時間は、イン
ターリーブのデータ読み出しの裏の時間で行っており、
データ転送サイクルには影響を与えることはない。ま
た、バス2200’とバスアンプ(PRD方式相補型差
動バスアンプ2300a:アンプ)本体の入力ノードに
は、PRD用のキャパシタが入っており、バスとアンプ
本体の入力ノードが分離され、さらに、バスとアンプの
入力ノードの電位差は、PRD方式では特に制限がない
ため、プリチャージによりアンプが動作を開始するとき
のこれらの入力ノードのレベルを、相補型アンプの感度
の一番いいところに設定することができる。これによ
り、たとえ同じ相補型アンプを本体部に使ったとして
も、はるかに感度を大きくすることが可能になる。
【0242】以上の回路においては、スイッチとして相
補のトランスファーゲートを用いているが、スイッチ機
能をもつ素子であれば他のものでも構わず、例えば、N
MOSトランジスタ(NMOSトランスファーゲート)
のみ、或いは、PMOSトランスファゲートのみでもよ
い。また、本第5実施例における差動アンプ2303
は、NMOSゲート受けとして構成してあるが、NMO
S受けにするか或いはPMOS受けにするかは、テクノ
ロジ等に依存することであり、最適なものを選択するこ
とができる。さらに、本第5実施例では、差動アンプ2
303にゲート受けラッチを採用したが、差動アンプと
してはこれらに限られるものではない。なお、本第5実
施例で使用している差動アンプ2303は、イネーブル
信号en,/enにより、データ転送をしないときは動
作を止めることができるようになっている。図109に
示されるように、第1のPRDアンプ2310a(第2
のPRDアンプ2320a)は、図105に示すPRD
方式相補型差動バスアンプ2300”と同様の構成とさ
れ、PRD機能部分2301、アンプ用プリチャージ回
路2302、および、差動アンプ2303を備えて構成
されている。ここで、差動アンプ2303は、ゲート受
けのラッチ型差動アンプとして構成されている。さら
に、アンプ用プリチャージ回路2302は制御信号φ1
(/φ1)によりプリチャージ制御され、また、差動ア
ンプ2303はイネーブル信号en(/en)により動
作が制御されるようになっている。
【0243】図110に示されるように、MUX(マル
チプレクサ)2330aは、制御信号φ1’(/φ
1’)およびφ2’(/φ2’)により、第1のPRD
アンプ2310aの出力信号(D)または第2のPRD
アンプ2320aの出力信号(E)のいずれか一方を選
択して、バスアンプ(PRD方式相補型差動バスアンプ
2300a)の出力信号Cとして出力するようになって
いる。ここで、制御信号φ1’(/φ1’)およびφ
2’(/φ2’)は、制御信号φ1(/φ1)およびφ
2(/φ2)と同様の(ややタイミングが異なる)信号
となっている。
【0244】図111は図108のバスアンプを動作さ
せるための信号波形の一例を示す図であり、図112は
図104の信号伝送システムにおけるバスおよびバスア
ンプの動作波形の一例を示す図である。図111に示さ
れるように、制御信号φ1,φ2により、一方のPRD
アンプ(第1のPRDアンプ2310a)で符号間干渉
成分の推定を行うと共に、他方のPRDアンプ(第2の
PRDアンプ2320a)でデータの判定を行い、そし
て、次のタイミングでは一方のPRDアンプでデータの
判定を行うと共に、他方のPRDアンプで符号間干渉成
分の除去を行うといったインターリーブ動作を行うよう
になっている。なお、符号間干渉成分推定動作している
方のPRDアンプでは、プリチャージも同時に行ってい
る。
【0245】図112に示されるように、本第5実施例
によれば、ドライバ2100’が出力するの相補の信号
(A,/A)が相補のバス2200’を介して伝えら
れ、PRD方式相補型差動バスアンプ2300”(23
00a)は相補の信号(B,/B)を受信して信号(正
論理の信号C)を出力するようになっている。図113
は本発明の第5の形態に係る信号伝送システムの第6実
施例としての信号伝送システムにおけるバスアンプの一
例を示す図である。本第6実施例も相補型バスの例であ
り、ブロック図としては上述した図108と同様であ
る。
【0246】すなわち、図113に示されるように、バ
スアンプ(PRD方式相補型差動バスアンプ2300
b)は、第1および第2のPRDアンプ2310b,2
320bおよびマルチプレクサ(MUX)2330bを
備えて構成されている。図114は図113のバスアン
プにおけるPRDアンプ(第1および第2のPRDアン
プ2310b,2320b)の構成単位の一例を示す回
路図である。
【0247】図114と図109との比較から明らかな
ように、本第6実施例におけるPRDアンプ(2310
b,2320b)は、図109に示す第5実施例におけ
るPRDアンプ(2310a,2320a)に対して、
差動アンプ2303aの構成が異なっている。図114
に示されるように、本第6実施例の差動アンプ2303
aは、図109の差動アンプ2303に対してNAND
ゲート2331およびANDゲート2332を設けたも
のである。すなわち、図109の差動アンプ2303
は、制御用のトランジスタのゲートに直接イネーブル信
号(en,/en)を供給していたのに対して、図11
4に示す本第6実施例の差動アンプ2303aでは、イ
ネーブル信号enと制御信号φ1との論理をNANDゲ
ート2331およびANDゲート2332で取って、こ
れらのゲート2331および2332の出力信号により
制御用トランジスタのスイッチングを制御する。これに
より、必要最小限の期間だけ差動アンプ2303aをス
イッチオン状態(活性化状態)として、消費電力の低減
を図るようになっている。
【0248】本第6実施例においても、差動アンプ23
03aは、前述の第5実施例と同様に、ゲート受けラッ
チ方式として構成されている。ここで、本第6実施例に
おける差動アンプ2303aは、NMOSゲート受けと
して構成してあるが、NMOS受けにするか或いはPM
OS受けにするかは、テクノロジ等に依存することであ
り、最適なものを選択することができる。なお、動作シ
ーケンスは図111に示す第5実施例のものと同様であ
る。
【0249】図114において、バスアンプのプリチャ
ージを行う場合、差動アンプ2303aのノードN1a
およびN1bを高レベル“H”にするプリチャージを行
うことになるため、本第6実施例のように、NMOSゲ
ート受けの構成を採ることにより、アンプの動作スピー
ドを向上させることができる。なお、本第6実施例も、
図108と同様に、制御信号φ1,φ2により、一方の
PRDアンプ(第1のPRDアンプ2310b)で符号
間干渉成分の推定を行うと共に、他方のPRDアンプ
(第2のPRDアンプ2320b)でデータの判定を行
い、そして、次のタイミングでは一方のPRDアンプで
データの判定を行うと共に、他方のPRDアンプで符号
間干渉成分の推定を行うといったインターリーブ動作を
行って、高速なデータ転送を可能としている。
【0250】図115は図113のバスアンプにおける
PRDアンプの構成単位の他の例を示す回路図である。
図115に示す差動アンプ2303bは、後述する図1
19に示す差動アンプ(2303c)に対して、NAN
Dゲート2331およびANDゲート2332を設けた
ものである。すなわち、図115の差動アンプ2303
bは、図114の差動アンプ2303aと同様に、イネ
ーブル信号enと制御信号φ1との論理をNANDゲー
ト2331およびANDゲート2332で取って、これ
らのゲート2331および2332の出力信号により制
御用トランジスタのスイッチングを制御する。これによ
り、必要最小限の期間だけ差動アンプ2303bを活性
化状態として、消費電力の低減を図るようになってい
る。
【0251】図116は図113のバスアンプにおける
マルチプレクサの一例を示す回路図である。図116に
示されるように、MUX(マルチプレクサ)2330b
は、制御信号φ1’(/φ1’)およびφ2’(/φ
2’)により、第1のPRDアンプ2310bの出力信
号(D)または第2のPRDアンプ2320bの出力信
号(E)のいずれか一方を選択すると共に、論理を合わ
せるためにインバータにより反転して、バスアンプ(P
RD方式相補型差動バスアンプ2300b)の出力信号
Cとして出力するようになっている。ここで、図116
に示すMUX2330bは、図114に示すPRDアン
プ(差動アンプ2303a)を使用した場合に対応する
ものであり、図115に示すPRDアンプ(差動アンプ
2303b)を使用した場合には、図110に示すMU
X2330aを使用すればよい。なお、信号の論理は、
必要に応じて様々に変化させて使用することができるの
はいうまでもない。
【0252】図117は本発明の第5の形態に係る信号
伝送システムの第6実施例におけるバスおよびバスアン
プの動作波形の一例を示す図である。図117に示され
るように、本第6実施例によれば、ドライバ2100’
が出力するの相補の信号(A,/A)が相補のバス22
00’を介して伝えられ、PRD方式相補型差動バスア
ンプ2300bは相補の信号(B,/B)を受信して信
号(正論理の信号C)を出力するようになっている。な
お、図117では、第1のPRDアンプ2310bの出
力信号Dおよび第2のPRDアンプ2320bの出力信
号Eも合わせて示している。
【0253】図118は本発明の第5の形態に係る信号
伝送システムの第7実施例としての信号伝送システムに
おけるバスアンプの一例を示す図である。本第7実施例
も相補型バスの例であり、ブロック図としては上述した
図108および図113と同様である。すなわち、図1
18に示されるように、バスアンプ(PRD方式相補型
差動バスアンプ2300c)は、第1および第2のPR
Dアンプ2310c,2320cおよびマルチプレクサ
(MUX)2330cを備えて構成されている。
【0254】図119は図118のバスアンプにおける
PRDアンプの構成単位の一例を示す回路図である。前
述したように、図119のPRDアンプ2310c(2
320c)における差動アンプ2303cは、図115
に示す差動アンプ2303bからNANDゲート233
1およびANDゲート2332を除いたものに対応して
いる。
【0255】図119に示されるように、本第7実施例
では、差動アンプ2303cがカレントミラーアンプと
して構成され、例えば、ラッチ型差動アンプよりも、感
度が高く、また、高速動作が可能である。ただし、カレ
ントミラー型アンプはダイナミックレンジが小さいこと
が多いため、入力レベルを最適化してカレントミラー型
の差動アンプ2303cの特性を最大限利用するのが好
ましい。そのため、相補型アンプではあるが、例えば、
第5実施例に比べては感度を遙に大きくすることができ
る。なお、インターリーブ動作により高速なデータ転送
の実現等に関しては前述した各実施例と同様である。
【0256】図120は図118のバスアンプにおける
マルチプレクサの一例を示す回路図である。図120に
示されるように、MUX(マルチプレクサ)2330c
は、図116に示すMUX2330bと同様の構成とさ
れている。すなわち、MUX2330cは、制御信号φ
1’(/φ1’)およびφ2’(/φ2’)により、第
1のPRDアンプ2310cの出力信号(D)または第
2のPRDアンプ2320cの出力信号(E)のいずれ
か一方を選択すると共に、論理を合わせるためにインバ
ータにより反転して、バスアンプ(PRD方式相補型差
動バスアンプ2300c)の出力信号Cとして出力する
ようになっている。
【0257】図121は図118のバスアンプの動作さ
せるための信号波形の一例を示す図であり、図122は
本発明の第5の形態に係る信号伝送システムの第7実施
例におけるバスおよびバスアンプの動作波形の一例を示
す図である。図121および図122と図111および
図112との比較から明らかなように、本第7実施例に
おけるバスアンプ(PRD方式相補型差動バスアンプ2
300c)および信号伝送システムは、前述した第5実
施例と同様の動作が行われることになる。
【0258】図123は本発明の第5の形態に係る信号
伝送システムの第8実施例としての信号伝送システムに
おけるバスアンプの一例を示す図である。本第8実施例
も相補型バスの例であり、ブロック図としては上述した
図118等と同様である。本第8実施例は、例えば、第
5実施例〜第7実施例において問題となり得る差動アン
プ部の入力オフセットを補償するためのものである。す
なわち、本第8実施例の差動アンプの入力オフセットを
補償するためのものである。すなわち、本第8実施例の
差動アンプ2303dは、入力オフセットを補償する機
能を備えている。
【0259】図124は図123のバスアンプにおける
PRDアンプの構成単位の一例を示す回路図である。図
124と図119との比較から明らかなように、本第9
実施例では、カレントミラー型の差動アンプ2303d
の一方の入力だけにプリチャージ回路2302dを設
け、他方の入力と出力とを制御信号φ1(/φ1)によ
りスイッチング制御されるトランスファゲートで接続す
るようになっている。
【0260】図125は図124のバスアンプの動作を
説明するための図であり、図125(a)は符号間干渉
成分推定準備動作兼オートゼロ動作を示し、図125
(b)は信号判定動作を示している。まず、図125
(a)に示されるように、タイミング1において、符号
間干渉成分の推定動作と共に、差動アンプ2303dの
一方の入力と出力とを電気的に短絡することにより、差
動アンプ自身の入力オフセットを取り除く動作を行う。
このとき、差動アンプ2303dの他方の入力は、同時
に、プリチャージ回路2302dにより、この差動アン
プが高感度になるレベル(Vpr)にプリチャージされ
る。
【0261】次に、図125(b)に示されるように、
タイミング2において、データの判定動作が行われる。
このときには、差動アンプ2303dの入出力間の短絡
は切られ、また、プリチャージ回路2302dによるプ
リチャージも止められている。このように、本第8実施
例では、相補型の差動アンプの欠点である入力オフセッ
トの除去機能(オートゼロ機能)が付加されている。な
お、PRD機能部分は、第7実施例と同様の構成とされ
ており、第3および第4実施例とは異なり、符号間干渉
成分を理想的には完全に除去することが可能となってい
る。すなわち、本第8実施例は、相補アンプ用のオート
ゼロ機能による入力オフセットの除去ができるようにな
っており、この入力オフセットの除去により、さらに微
小な信号を検出し、再生および増幅することが可能にな
る。
【0262】ところで、通常、オートゼロ機能付きの相
補アンプは、入力オフセット補償用の容量を新たに設け
なければならないが、本第8実施例では、符号間干渉成
分除去(符号間干渉成分推定)に用いている容量にオフ
セット分も蓄えられるので、新たにオフセット補償用の
容量を設ける必要がなく、面積の増大を招くことなくオ
ートゼロ機能を付加することができる。
【0263】本第8実施例では、図124に示す2つの
PRDアンプ(バスアンプ)2310d,2320dを
インターリーブさせて、交互に信号の再生および増幅を
行い、高速に信号伝送を行うようになっている。図12
6は図123のバスアンプにおけるマルチプレクサ(M
UX)2330dの一例を示す回路図であり、図120
に示す第7実施例におけるMUX2330cと同様の構
成となっている。
【0264】図127は図123のバスアンプの動作さ
せるための信号波形の一例を示す図であり、また、図1
28は本発明の第5の形態に係る信号伝送システムの第
8実施例におけるバスおよびバスアンプの動作波形の一
例を示す図である。図127に示されるように、本第8
実施例も、制御信号φ1,φ2により、一方のPRDア
ンプ(第1のPRDアンプ2310d)で符号間干渉成
分の推定を行うと共に、他方のPRDアンプ(第2のP
RDアンプ2320d)でデータの判定を行い、そし
て、次のタイミングでは一方のPRDアンプでデータの
判定を行うと共に、他方のPRDアンプで符号間干渉成
分の推定を行うといったインターリーブ動作を行って、
高速なデータ転送を可能としている。また、符号間干渉
成分推定動作している方のアンプでは、前述のように入
力オフセットの除去(オートゼロ動作)とアンププリチ
ャージも同時に行っている(図128における矢印位置
を参照)。このように、本第8実施例では、バスアンプ
(PRD方式相補型差動バスアンプ2300d)に対し
てオートゼロ機能を持たせているため、さらに微小な電
位変化も検出することが可能になる。
【0265】ここで、オートゼロ動作およびプリチャー
ジ動作は、インターリーブのデータ読み出しの裏の時間
で行っているため、データ転送サイクルには影響を与え
ない(余分に時間がかかることはない)ようになってい
る。なお、図127に示されるように、第1のPRDア
ンプ2310dに供給されるイネーブル信号en1(/
en1)よりも、第2のPRDアンプ2320dに供給
されるイネーブル信号en2(/en2)の方が1ビッ
ト分遅いタイミングで出力され、MUX2330dから
不要な信号が出力されるのを防ぐようになっている。
【0266】また、本第8実施例においても、他の構成
に関しては、前述した各実施例と同様である。すなわ
ち、バスとバスアンプ(PRD方式相補型差動バスアン
プ2300d)本体の入力ノードには、PRD用のキャ
パシタが入っており、バスとアンプ本体の入力ノードが
分離され、さらに、バスとアンプの入力ノードの電位差
は、PRD方式では特に制限がないため、プリチャージ
によりアンプが動作を開始するときのこれらの入力ノー
ドのレベルを、相補型アンプの感度の一番いいところに
設定することができる。これにより、たとえ同じ相補型
アンプを本体部に使ったとしても、はるかに感度を大き
くすることが可能になる。
【0267】さらに、以上の回路においては、スイッチ
として相補のトランスファーゲートを用いているが、ス
イッチ機能をもつ素子であれば他のものでも構わず、例
えば、NMOSトランジスタ(NMOSトランスファー
ゲート)のみ、或いは、PMOSトランスファゲートの
みでもよい。また、本第8実施例における差動アンプ2
303dは、NMOSゲート受けとして構成してある
が、NMOS受けにするか或いはPMOS受けにするか
は、テクノロジ等に依存することであり、最適なものを
選択することができる。なお、本第8実施例で使用して
いる差動アンプ2303dは、イネーブル信号en1,
/en1(en2,/en2)により、データ転送をし
ないときは動作を止めることができるようになってい
る。
【0268】図129は本発明の第5の形態に係る信号
伝送システムの第9実施例としての信号伝送システムに
おけるバスアンプ2300eの一例を示す図であり、図
130は図129のバスアンプにおけるPRDアンプ2
310eの構成単位の一例を示す回路図である。本第9
実施例も相補型バスの例であるが、例えば、図123の
第8実施例とは異なり、PRD方式相補型差動バスアン
プ2300eを1つのPRDアンプ2310eおよびラ
ッチ2340eにより構成したものである。ここで、図
130に示すPRDアンプ2310eは、前述した図1
24に示すPRDアンプ2310d(2320d)と同
様の構成とされている。
【0269】すなわち、本第9実施例では、2つのPR
Dアンプをインターリーブして使用せずに、1つのPR
Dアンプ2310eを使用して、データの転送レート
(転送速度)は低下するが、バスアンプの占有面積を低
減(半分程度)するようにしたものである。この場合で
も、バスのプリチャージは不要なため、1ビットごとに
バスをプリチャージするよりは高速にデータを転送する
ことができる。なぜなら、バスのCRに比べてアンプの
符号間干渉を取り除くために充電する部分のCRははる
かに小さいため、バスのプリチャージ時間よりは符号間
干渉を取り除くための準備時間の方が短くて済むからで
ある。
【0270】図131は図129のバスアンプ2300
eにおけるラッチ2340eの一例を示す回路図であ
る。図131に示されるように、ラッチ2340eは、
制御信号φ1,/φ1によりデータの取り込みが制御さ
れる第1のラッチ部および制御信号φ2,/φ2により
データの取り込みが制御される第2のラッチ部を備えて
構成されているが、どちらか一方のラッチ部のみで構成
してもよい。
【0271】図132は図129のバスアンプの動作さ
せるための信号波形の一例を示す図であり、図133は
本発明の第5の形態に係る信号伝送システムの第9実施
例におけるバスおよびバスアンプの動作波形の一例を示
す図である。本第9実施例は、2つのPRDアンプを用
いてインターリーブするほどの転送レートが必要ではな
く、バスアンプの面積を小さくするのが好ましい場合に
好適なものである。また、本第9実施例においても、従
来の1ビットごとにバスをプリチャージする方式に比べ
て高速動作が可能であり、しかも、相補型のオートゼロ
機能がついているので通常使われる相補型バスアンプよ
りはるかに感度が向上している。また、バスと相補型ア
ンプ本体の入力ノードにPRD用のキャパシタが入って
おり、バスと相補型アンプ本体の入力ノードが分離して
おり、また、バスとアンプの入力ノードの電位差はこの
方式では特に制限がないため、アンプが動作を開始する
ときのこれらの入力ノードのレベルを、相補型アンプの
感度の一番いいところに設定することができる。したが
って、たとえ同じ相補型アンプを本体部に使ったとして
も、はるかに感度を大きくすることができる。
【0272】すなわち、本第9実施例では、第8実施例
のバスアンプにおけるインターリーブをやめる(PRD
アンプを1つにする)ことにより、バスアンプの面積を
低減しているが、1つのPRDアンプの使用によるバス
アンプの面積低減の効果は、他の様々なバスアンプに対
しても幅広く適用することができる。さらに、本第9実
施例においても、スイッチとして相補のトランスファー
ゲートを用いているが、スイッチ機能をもつ素子であれ
ば他のものでも構わず、例えば、NMOSトランジスタ
(NMOSトランスファーゲート)のみ、或いは、PM
OSトランスファゲートのみでもよい。また、本第9実
施例における差動アンプ2303eは、NMOSゲート
受けとして構成してあるが、NMOS受けにするか或い
はPMOS受けにするかは、テクノロジ等に依存するこ
とであり、最適なものを選択することができる。なお、
本第9実施例で使用している差動アンプ2303eは、
イネーブル信号en,/en1により、データ転送をし
ないときは動作を止めることができるようになってい
る。
【0273】図134は本発明の第5の形態に係る信号
伝送システムの第10実施例としての信号伝送システム
におけるバスアンプの一例を示す図であり、疑似的なP
RD方式のバスアンプである。ただし、図134のブロ
ック図は、図123の第8実施例のブロック図と同様の
ものとなっている。すなわち、図134に示されるよう
に、バスアンプ(PRD方式相補型差動バスアンプ23
00f)は、第1および第2のPRDアンプ2310
f,2320fおよびマルチプレクサ(MUX)233
0fを備えて構成されている。
【0274】図135は図134のバスアンプにおける
PRDアンプの構成単位の一例(a)および他の例
(b)を示す回路図であり、図136は図134のバス
アンプにおけるPRDアンプの構成単位のさらに他の例
を示す回路図である。本第10実施例のPRDアンプ2
310f(2320f)は、図135(a)におけるP
RD機能部分2301fに示されるように、図124に
示す第8実施例のPRDアンプ2310dのPRD機能
部分2301において、アンプのプリチャージ時に反対
側のバスとを接続するときに、つなぎ変える容量を削除
したものである。なお、プリチャージ回路2302fお
よび差動アンプ2303fは、図124の第8実施例と
同様である。
【0275】図135(b)に示すPRDアンプ231
0f’(2320f’)は、図135(a)におけるP
RD機能部分2301fを、制御信号φ1,φ2(/φ
1,/φ2)が供給された論理ゲート(オアゲートおよ
びアンドゲート)を用いてスイッチングを行うPRD機
能部分2301f’として構成したものである。図13
6に示すPRDアンプ2310f”(2320f”)
は、図136におけるPRD機能部分2301f”に示
されるように、図135(a)のPRDアンプから容量
(C30a,C30b)とバス(B,/B)との接続を
制御するトランスファゲートを取り除いたものである。
ここで、バスの時定数が小さいか、或いは、バスにデー
タが出力される時間が1ビット当たりの周期より小さい
場合には、バスの変化は、前述した図106(b)のよ
うになることがあるが、このように、データバスが安定
したレベルを有するような場合には、図136(a)の
ように、容量(C30a,C30b)とバス(B,/
B)との接続を制御するトランスファゲートを取り除く
ことが可能になる。
【0276】なお、上記のPRDアンプは、イネーブル
信号en(/en)により、データ転送時以外にはアン
プを止めることができるようになっている。この本第1
0実施例におけるPRD方式(疑似的なPRD方式)で
は、本来のPRD方式とは異なり、1ビット前の値に対
して、現在のビットが“0”であるか“1”であるかを
判定するものである。従って、第8実施例に比べれば動
作マージンは小さくなる。しかしながら、その代わりバ
スアンプ(PRD方式相補型差動バスアンプ2300
f)の占有面積を削減することが可能になる。なお、本
第10実施例も、例えば、第5実施例と同様に、相補バ
スを使用するものであり、また、2つのPRDアンプ2
310f,2320fをインターリーブすることにより
高速化するようになっている。
【0277】図137は図134のバスアンプにおける
マルチプレクサ2330fの一例を示す回路図である。
図137に示されるように、マルチプレクサ(MUX)
2330fは、例えば、図116に示す第6実施例のM
UX2330bと同様の構成とされ、制御信号φ1’,
φ2’(/φ1’,/φ2’)により、PRDアンプ2
310fおよび2320fの出力を交互に選択して出力
するようになっている。
【0278】ここで、PRD方式の場合は、符号間干渉
を削除するために、その符号間干渉成分をサンプルする
サイクルが本データサンプルと交互に必要となるため
に、2つのPRDアンプを組みにしてインターリーブを
することにより、データ伝送を切れ目なく行うことがで
きる。また、前述した本発明の第5の形態に係る第1〜
第4実施例および第8〜第9実施例の場合には、符号間
干渉成分を推定するサイクルに、同時にアンプのオート
ゼロも行うことにより感度を向上させている。さらに、
本第10実施例でも、2つのPRDアンプを組みにして
擬符号間干渉成分(1ビット前のデータに相当)をサン
プリングし、且つ、アンプをオートゼロにするサイクル
と本データサンプルとを交互に行っている。
【0279】図138は図134のバスアンプの動作さ
せるための信号波形の一例を示す図であり、図139は
本発明の第5の形態に係る信号伝送システムの第10実
施例におけるバスおよびバスアンプの動作波形の一例を
示す図である。本第10実施例においても、2つのPR
D2310f,により擬符号間干渉成分(1ビット前の
データに相当)をサンプリングおよびアンプのプリチャ
ージサイクルと本データサンプルとを交互に行ってい
る。このプリチャージ時間は、インターリーブのデータ
読み出しの裏の時間で行っており、データ転送サイクル
には影響を与えることはない。ここで、本第10実施例
では、2つのPRDアンプを組みにしてインターリーブ
をかけ、高速データ転送を行っているが、第9実施例の
ように1つのPRDアンプを使用してインターリーブを
しないように構成することもできるのはいうまでもな
い。その場合、転送レートは低下するが、バスアンプの
占有する面積はさらに削減することができる。
【0280】なお、図138に示されるように、第1の
PRDアンプ2310fに供給されるイネーブル信号e
n1(/en1)よりも、第2のPRDアンプ2320
fに供給されるイネーブル信号en2(/en2)の方
が1ビット分遅いタイミングで出力され、MUX233
0fから不要な信号が出力されるのを防ぐようになって
いる。
【0281】図140は本発明の第5の形態に係る信号
伝送システムを適用した第11実施例としての半導体記
憶装置の一例を模式的に示すブロック図である。図14
0において、参照符号2001はメモリセルアレイ,2
002はワードデコーダ(ワードデコーダ列),210
0はセンスアンプ(センスアンプ列),2201はロー
カルデータバス,2202はグローバルデータバス,2
300gはPRD方式データバスアンプ(PRD方式の
相補型グローバルデータバスアンプ),2401はロー
カルデータバス・プリチャージ回路,2402はグロー
バルデータバス・プリチャージ回路,2009はローカ
ルデータバススイッチ,2010はライトアンプ,20
11はセンスアンプドライバ,そして,2012はカラ
ムデコーダ(カラムデコーダ列)を示している。
【0282】図140に示されるように、本第11実施
例としての半導体記憶装置(DRAMのメモリセルアレ
イ部)は、複数のメモリアレイ2001、ワードデコー
ダ2002、センスアンプ2100、ローカルデータバ
ス2201、および、グローバルデータバス2202を
備えている。また、本第11実施例の半導体記憶装置
は、データ読み出し時にグローバルデータバス2202
のデータを増幅するPRD方式データバスアンプ230
0g、ローカルデータバス2201をプリチャージする
ローカルデータバス・プリチャージ回路2401、グロ
ーバルデータバス2202をプリチャージするグローバ
ルデータバス・プリチャージ回路2402、グローバル
データバス2202とローカルデータバス2201との
接続を制御するローカルデータバススイッチ2009、
および、メモリセルへデータを書き込むためのライトア
ンプ2010を備えている。さらに、本第11実施例の
半導体記憶装置は、後述するように、カラムトランスフ
ァーゲートを選択するカラムデコーダ2012、および
センスアンプ2100を駆動するセンスアンプドライバ
2011を備えて構成されている。ここで、ローカルデ
ータバススイッチ2009は、例えば、NMOSおよび
PMOSの相補のトランスファーゲートとして構成され
ている。
【0283】図141は図140の半導体記憶装置にお
けるバスアンプの一例を示す図である。ここで、図14
0におけるローカルデータバス2201およびグローバ
ルデータバス2202は、図141における相補バス2
200’(B,/B)に対応している。図141に示さ
れるように、本第11実施例のバスアンプ(PRD方式
データバスアンプ2300g)は、相補型の差動バスア
ンプとして構成され、第1および第2のPRDアンプ2
310g,2320gおよびマルチプレクサ(MUX)
2330gを備えて構成されている。
【0284】図142は図141のバスアンプにおける
PRDアンプの構成単位の一例を示す回路図であり、図
143は図141のバスアンプにおけるマルチプレクサ
の一例を示す回路図である。図142と前述した第8実
施例の図124との比較から明らかなように、本第11
実施例におけるPRDアンプ(第1および第2のPRD
アンプ2310g,2320g)は、基本的には、第8
実施例のPRDアンプと同様の構成とされているが、イ
ネーブル信号/enにより制御されるPMOS(Pチャ
ネル型MOSトランジスタ)のソース電位が、高電位の
電源電圧Vcc(Vii)ではなく、所定の電位Vpr’と
されている。
【0285】また、図143と前述した第8実施例の図
126との比較から明らかなように、本第11実施例に
おけるMUX2330gは、第8実施例のMUX233
0dと同様の構成とされており、制御信号φ1’(/φ
1’)およびφ2’(/φ2’)により、第1のPRD
アンプ2310gの出力信号Dまたは第2のPRDアン
プ2320gの出力信号Eのいずれか一方を選択して、
バスアンプ(PRD方式相補型差動バスアンプ2300
g)の出力信号Cとして出力するようになっている。こ
こで、制御信号φ1’(/φ1’)およびφ2’(/φ
2’)は、制御信号φ1(/φ1)およびφ2(/φ
2)と同様の(ややタイミングが異なる)信号となって
いる。
【0286】図144は図140の半導体記憶装置にお
けるセンスアンプの一例を示す回路図である。本第11
実施例の半導体記憶装置(メモリ)で用いられているセ
ンスアンプ2100は、例えば、図74に示す従来の半
導体記憶装置(DRAM)におけるセンスアンプ200
3と同様のものであり、ラッチ型のセンスアンプ(PM
OSおよびNMOSの相補のラッチ型センスアンプ部)
2101、センスアンプで増幅されたデータをローカル
データバスに転送するためのNMOSで構成されたカラ
ムトランスファーゲート2102、ビット線ショートお
よびプリチャージ用のビット線ショートプリチャージ回
路2103、および、シェアードセンスアンプ方式に対
応するためのNMOSで構成されたビット線トランスフ
ァーゲート2104を備えて構成されている。ここで、
参照符号BL,/BLはビット線を示し、また、CLは
カラム選択線を示している。
【0287】なお、カラムトランスファーゲート210
2は、図140におけるカラムデコーダ2012で選択
され、その選択されたセンスアンプ2100のデータが
データバス(2201,2202:2200’)に出て
くる。すなわち、PRD方式データバスアンプ2300
gを除いては、基本的な構成は通常のDRAMと同様で
あり、ここで特に示さないが類似のDRAMに対して本
方式を適用することができるのは明らかである。例え
ば、データバス(2200’)がローカルデータバス2
201とグローバルデータバス2202に分かれていな
い場合もその一つである。
【0288】図145は図140の半導体記憶装置にお
けるバスおよびバスアンプの動作波形の一例を示す図で
あり、バースト長8(8ビット単位:CL0〜CL7)
の読み出し動作を示している。図145に示されるよう
に、カラム選択信号CL0〜CL7を順次出力すること
により、制御信号φ1,φ2(φ1’,φ2’)により
PRDアンプ2310gおよび2320gをインターリ
ーブ駆動したMUX2330gの出力(データバスアン
プの出力C)として読み出しデータが得られることにな
る。
【0289】本第11実施例では、データバスbus,
/bus(2201,2202:2200’)上にデー
タが無い場合にはデータバスのプリチャージを行ってい
るが、例えば、第1実施例のように、全くバスのプリチ
ャージをしないように構成することももちろん可能であ
り、その場合には、ローカルデータバスショートプリチ
ャージスイッチ(2009)やグローバルデータバスの
ショートプリチャージスイッチ等が不要になる。さら
に、プリチャージを選択的に行うことも可能であり、す
ぐに次のリード(読み出し動作)が始まることがわかっ
ている場合には、プリチャージをしないとか、バスのプ
リチャージコマンドを外部から供給してプリチャージを
行うとか、或いは、プリチャージはライト(書き込み動
作)の前だけに行ってライトアンプ2100の動作を円
滑に行わせるといった選択的な動作の仕様も可能であ
る。さらに、本第11実施例におけるバスアンプ230
0g(PRDアンプ2310g,2320g)はオート
ゼロ機能を有しているので、データ線に現れる電圧変化
が微小な場合でもデータの検出および増幅が可能であ
る。また、バスアンプ2300gは、バスとバスアンプ
内のカレントミラーアンプ(2303g)の入力との間
に容量を挿入しているため、アンプの入力をこのカレン
トミラーアンプのセンシティビティのもっとも大きいと
ころに設定することができる。その結果、さらに微小な
電位変化を増幅することが可能になる。なお、直接バス
と入力がつながっていると、バスの電位が入力電圧とな
るため、必ずしもカレントミラーアンプのセンシティビ
ティの大きいところで、アンプを使うことができない。
なお、本第11実施例では、データバスアンプ(230
0g)として第8実施例に対応したバスアンプを用いて
いるが、上述した各実施例で示したバスとバスアンプ方
式の全て(シングルエンドバスの場合も含む)に対して
置き換えが可能である。
【0290】図146は本発明の第5の形態に係る信号
伝送システムを適用した第12実施例としての半導体記
憶装置の一例を模式的に示すブロック図である。図14
6に示す第12実施例の半導体記憶装置は、前述した図
140に示す第11実施例の半導体記憶装置と同様の構
成となっているが、カラムデコーダ(カラムデコーダ
列)2120の構成が異なっている。前述した半導体記
憶装置のカラムデコーダ2012は、通常のDRAMと
同様に、カラムトランスファーゲートが重なって選択さ
れないようになっている。
【0291】すなわち、或る一系統のバスにおいては、
任意の1つのカラムトランスファーゲートがオンし、デ
ータがセンスアンプ2100からローカルデータバス2
201およびグローバルデータバス2202に転送さ
れ、そして、データバスアンプ2300gで増幅され
る。その後、バスのプリチャージが行われるが、このと
きより前の時間には全てのカラムトランスファーゲート
が閉じていなければならない。これは、バス(220
2)のプリチャージは所定の時間を要するため、プリチ
ャージ時間中にカラムトランスファーゲートを閉じてい
ないとセンスアンプ2100のデータが壊れてしまうか
らである。
【0292】しかしながら、PRD方式を採用した場合
には、このプリチャージ期間そのものが無くなるため、
カラムトランスファーゲートの全てを閉じる時間を設け
る必要が無い。また、PRD方式では、元々、前のデー
タと次のデータが重なり合うことが可能なため、前のサ
イクルのカラムトランスファーゲートが閉じてしまう前
に次のトランスファーゲートを開けて、次のデータをデ
ータバスに出してしまうことが可能であり、従って、1
ビット前のカラムトランスファーゲートが必ず閉じてい
るようにする必要はないのである。本第12実施例で
は、上記のことを積極的に採用してカラムデコーダ21
20を構成したものである。
【0293】図147は図146の半導体記憶装置にお
けるカラムデコーダ系の構成例を示すブロック図であ
り、図148は図146の半導体記憶装置におけるバス
およびバスアンプの動作波形の一例を示す図である。図
147において、参照符号2120aおよび2120b
は2つの系統(偶数および奇数用)のカラムデコーダ
(A,B)を示し、2121aおよび2121bは2つ
の系統のカラム系プリデコーダ(A,B)を示し、そし
て、2122aおよび2122bは2つの系統のカラム
選択線制御パルス生成回路(CLパルス生成回路A,
B)を示している。なお、参照符号2123はクロック
生成回路(成形回路)を示している。
【0294】図147に示されるように、本第12実施
例におけるカラムデコーダ系(カラムデコーダ212
0)は、2系等のクロック信号(CLK,/CLK)に
より駆動され、例えば、正論理のクロックCLKにより
駆動される第1の複数のカラムデコーダA(2120
a)と反転論理のクロック/CLKにより駆動される第
2の複数のカラムデコーダB(2120b)とをカラム
系プリデコーダ2121a,2121bによりインター
リーブし、カラムトランスファーゲートを高速で且つ前
後のカラムトランスファーゲートを或る程度オーバーラ
ップさせるようにして駆動するように構成されている。
ここで、カラム系プリデコーダ2121aには偶数段用
のカラムアドレス信号およびクロックCLKが供給さ
れ、また、カラム系プリデコーダ2121bには奇数段
用のカラムアドレス信号およびクロック/CLKが供給
されている。また、図147図に示す例では、外部から
相補のクロックCLK,/CLKを直接供給するように
なっているが、例えば、破線で示すようなPLL等を使
ったクロック生成回路2123を設けることにより、ク
ロックCLK’からチップ内部でよりリジッドなクロッ
クCLK,/CLKを生成することにより、より一層の
高速動作が可能となる。
【0295】このように、前後のカラムトランスファー
ゲートの選択をオーバーラップさせると、これらのカラ
ムトランスファーゲートを切り替える密度を高くするこ
とができ、その結果、プリチャージ時間を除いただけの
時間よりも一層高速なデータ転送が可能になる。また、
カラムトランスファーゲートの選択をオーバーラップさ
せるように設計しない場合でも、PRD方式は、本質的
にオーバーラップが問題にならない方式であるため、カ
ラムトランスファー選択信号(CL)のタイミングマー
ジンに余裕を持たせる設計が可能になる。
【0296】図148に示されるように、カラム選択信
号CL0〜CL7を順次出力することにより、制御信号
φ1,φ2(φ1’,φ2’)によりPRDアンプ23
10gおよび2320gをインターリーブ駆動したMU
X2330gの出力(データバスアンプの出力C)とし
て読み出しデータが得られることになる。ここで、本第
12実施例では、カラムトランスファーゲートを開ける
時間を長くすることにより、データバス(2201、2
202)に出てくる電位を大きくし、動作マージンを増
大させることができる。なお、カラムトランスファーゲ
ートを開ける時間を上述した第11実施例と同じ程度に
した場合にはさらなる高速化が可能になる。
【0297】図149は本発明の第5の形態に係る信号
伝送システムを適用した第13実施例としての半導体記
憶装置の一例を模式的に示すブロック図である。図14
9に示す第13実施例の半導体記憶装置は、前述した図
146に示す第12実施例の半導体記憶装置とほぼ同様
の構成となっているが、本第13実施例では、さらに、
グローバルデータバス(2202)に対してPMOS
(Pチャネル型MOSトランジスタ)のロード2413
を設けるようになっている。すなわち、相補のバスbu
s,/bus(グローバルデータバス2202)に対し
て、高電位電源(Vcc)側につったPMOSをそれぞれ
設けるようになっている。なお、各PMOSのゲートに
は、所定のロード制御信号V1Lを供給して、例えば、デ
ータバスを使っているときのみロードをオン状態とする
ようになっている。
【0298】本第13実施例は、例えば、カラムトラン
スファーゲートのNMOSの特性とセンスアンプ210
0内の高レベル側への駆動能力が低い等の理由によっ
て、何もしなければリード中にバスの電位が全体的に
(相補のバスの両方とも)低レベル側へ下がってきてし
まう場合を示すものである。すなわち、通常のバス方式
では、1ビットごとにプリチャージを行うので、バスの
電位が全体的に低レベル側へ下がってもまたすぐにプリ
チャージレベル(中間レベル)に戻されるが、PRD方
式では、1ビットごとのバスプリチャージを行わないた
めに、例えば、バスの電位が全体的に低レベル側へ下が
ってしまうことになるのである。もちろん、PRD方式
においては、例えば、バスが低レベルに張り付いてしま
った場合でもデータを再生することができるが、若干で
はあるが動作マージンが狭くなる。
【0299】図150は図149の半導体記憶装置にお
けるロードの有無によるデータバスの波形の違いを説明
するための図であり、図150(a)はロードを設けな
い場合のデータバス(2202)の波形図を示し、図1
50(b)はロード2413を設けた場合のデータバス
の波形図を示している。図150(a)と図150
(b)との比較から明らかなように、ロードを設けない
場合(図150(a))には、バス(グローバルデータバ
ス2202)の電位が全体的に低レベル側へ下がってし
まうのが、ロード2413を設けた場合(図150
(b))には、バス(グローバルデータバス2202)の
全体的なレベルは中間レベルを維持することになるのが
わかる。
【0300】ここで、ロード2413の大きさは、例え
ば、センスアンプ2100(図144参照)内のラッチ
(2101)で使われているPMOS(Pチャネル型M
OSトランジスタ)とほぼ同程度の大きさであり、面積
増はとても小さい。このように、ロード2413を設け
ることにより、バスアンプ2300g(2300)の動
作マージンを大きくすることができる。
【0301】図151は図149の半導体記憶装置にお
けるロードの例を示す図である。すなわち、ロード24
13は、図149に示すようなPMOS以外にも、図1
51(a)〜図151(i)に示すような様々な構成の
ものを適用することができる。図151(a)は、ロー
ド2413として相補のバスbus,/bus(グロー
バルデータバス2202)に対して、高電位電源(Vc
c)側につったNMOSをそれぞれ設けたものであり、
各NMOSのゲートには、所定のロード電圧(高レベル
の電圧)V2Lが印加されている。図151(b)は、ロ
ード2413としてバスbus,/busに対して、高
電位電源に接続した抵抗をそれぞれ設けたものであり、
図151(c)は図151(b)の各抵抗と高電位電源
との間に対して、ゲートにイネーブル信号/enが供給
されたPMOSを設けるようにしたものである。
【0302】図151(a)は、ロード2413として
相補のバスbus,/bus(グローバルデータバス2
202)に対して、高電位電源(Vcc)側につったNM
OSをそれぞれ設けたものであり、各NMOSのゲート
には、所定のロード制御信号(イネーブル信号)V2Lが
供給され、データバスを使っているときのみロードをオ
ン状態(接続状態)とするようになっている。図151
(b)は、ロード2413としてバスbus,/bus
に対して、高電位電源に接続した抵抗をそれぞれ設けた
ものであり、図151(c)は図151(b)の各抵抗
と高電位電源との間に対して、ゲートにイネーブル信号
/enが供給されたPMOSを設けるようにしたもので
ある。すなわち、ロード2413としてPMOS或いは
NMOSを使うときには、データバスを使っているとき
のみロードをオン状態とすることができるが、抵抗を使
った場合には、図151(c)のようにスイッチング制
御するトランジスタ(図では、PMOS)を設ければよ
い。
【0303】図151(d)〜図151(f)は、何も
しなければリード中にバスの電位が全体的に(相補のバ
スの両方とも)高レベル側へ上がってしまう場合を示す
ものである。図151(d)では、ロード2413とし
て相補のバスbus,/busに対して、低電位電源
(Vss)側につったNMOSをそれぞれ設けたものであ
り、各NMOSのゲートには、所定のロード制御信号
(イネーブル信号)V3Lが供給され、データバスを使っ
ているときのみロードをオン状態とするようになってい
る。図151(e)は、ロード2413としてバスbu
s,/busに対して、低電位電源に接続した抵抗をそ
れぞれ設けたものであり、図151(f)は図151
(d)において、NMOSをPMOSに置き替えたもの
である。なお、各PMOSのゲートには、所定のロード
制御信号(イネーブル信号)V4Lが供給されている。
【0304】図151(g)〜図151(i)は、高電
位電源Vccおよび低電位電源Vss以外の他の電位(Vt
t)につる場合を示すものであり、図151(g)は、
ロード2413として相補のバスbus,/busに対
して、所定の電位(Vtt)につったPMOSをそれぞれ
設けたものであり、図151(h)は、NMOSをそれ
ぞれ設けたものであり、そして、図151(i)は、P
MOSおよびNMOSより成るトランスファゲートをそ
れぞれ設けたものである。なお、V5L〜V7L(/V7L)
は、それぞれ制御信号(イネーブル信号)を示してお
り、データバスを使っているときのみロードをオン状態
(接続状態)とするようになっている。
【0305】図152〜図154は本発明の第5の形態
に係る信号伝送システムを適用した第13実施例の半導
体記憶装置におけるロードの取り付け位置の例を示す図
である。すなわち、上述したようなロード(2413)
は、図149に示すように、グローバルデータバス22
02に1つだけ設ける以外に、グローバルデータバス2
202中に分散して配置したり(図152参照)、ロー
カルデータバス2201側に設けたり(図153参
照)、或いは、グローバルデータバス2202およびロ
ーカルデータバス2201の両方に設ける(図154参
照)ように構成してもよい。
【0306】図155は本発明の第5の形態に係る信号
伝送システムを適用した第14実施例としての半導体記
憶装置の一例を模式的に示すブロック図である。本第1
4実施例は、基本的には上述の第13実施例と同様であ
るが、ロード2413がバスに対してPMOSのクロス
カップルになっている。図155に示すように、ロード
2413を相補のバスbus,/busに対するPMO
Sのクロスカップルとして構成した場合、該相補のバス
のうち高レベル方向への移動量は、前述した第13実施
例のような単純なロードを使用した場合より大きくな
る。また、第13実施例(図149)の場合には、高レ
ベルおよび低レベルに関わらず、同じ速度で高電位(高
レベル)の方向へバスの電位が高くなるが、本第14実
施例では、低電位(低レベル)の方向へ動くデータバス
の高レベル方向への移動はより少なくなる。すなわち、
本第14実施例では、データバス(2202)がある電
位に張り付くのを防ぐだけでなく、センスアンプ(21
00)によるバスのドライブを補う増幅作用もある。し
たがって、動作マージンをより一層増大させることがで
きる。
【0307】図156は本発明の第5の形態に係る信号
伝送システムを適用した第13実施例および第14実施
例によるロードを設けた場合のデータバスの波形を比較
して示す図である。図156(a)に示す第13実施例
の波形と、図156(b)に示す本第14実施例の波形
との比較から明らかなように、本第14実施例によれ
ば、バスアンプ(PRD方式データバスアンプ230
0)の動作マージンをより一層増大可能なことがわか
る。
【0308】なお、図155に示す例において、ロード
2413は、データバスを使用しないときにオフ状態と
するために、イネーブル信号/enがゲートに供給され
たもう1つのPMOSが設けられている。図157は図
155の半導体記憶装置に適用されるロードの変形例を
示す図である。
【0309】図157に示されるように、本第14実施
例において、例えば、データバスが高電位(高レベル)
側にシフトしていってしまうような場合には、図155
に示すロードのPMOSクロスカップルをNMOSクロ
スカップルとし、且つ、低電位(低レベル)側に引っ張
るように構成すればよい。なお、図157の変形例で
は、イネーブル信号enがゲートに供給されたもう1つ
のNMOSを設けて、データバスを使用しないときにロ
ード2413をオフ状態(遮断状態)とするようになっ
ている。
【0310】以上の第14実施例においても、ロード2
413の設ける位置としては、図152〜図154を参
照して説明したように、グローバルデータバス2202
に1つだけ或いは複数個を分散して設けたり、ローカル
データバス2201側に設けたり、若しくは、グローバ
ルデータバス2202およびローカルデータバス220
1の両方に設けるように構成することができる。
【0311】図158は本発明の第5の形態に係る信号
伝送システムを適用した第15実施例としての半導体記
憶装置の一例を模式的に示すブロック図である。本第1
5実施例の半導体記憶装置は、基本的には、図149の
第13実施例、或いは、図153の第14実施例と同様
のものであるが、センスアンプ2100の構成が異なっ
ている。すなわち、本第15実施例では、センスアンプ
2100として、ビット線のレベルをそのまま増幅して
リードデータバス(RDB,/RDB)に出力するダイ
レクトセンスアンプ(ゲート受けセンスアンプ)を適用
したものである。
【0312】図159は図158の半導体記憶装置に適
用されるセンスアンプの一例を示す回路図である。図1
59において、参照符号2103ビット線プリチャージ
回路、2104はビット線トランスファーゲート、21
05は読み出し制御回路(センスアンプ部)、2106
は書き込み制御回路、そして、2107はラッチ回路を
示している。また、参照符号BTEはビット線トランス
ファーイネーブル信号、RDB,/RDBはリードデー
タバス、WDB,/WDBはライトデータバス、WEは
ライトイネーブル信号、PLEおよびNLEはPMOS
およびNMOSラッチイネーブル信号、Vprはビット
線プリチャージレベル、PREはビット線プリチャージ
信号を示している。
【0313】図159に示すセンスアンプは、通常のラ
ッチ型のもの(例えば、図144参照)とは異なり、読
み出し制御回路2105によりリードデータをゲート受
けで直接リードデータバスRDB,/RDBに出力する
ようになっている。この方式を採用することにより、デ
ータのアクセスタイムをより一層高速化することが可能
になる。ここで、データのアクセスタイムを早くすると
いう意味では、通常のゲート受けセンス方式と差はない
が、通常のラッチ型センスアンプ(例えば、図144の
ラッチ型センスアンプ部)ではなく、ゲート受けセンス
方式のセンスアンプ部(読み出し制御回路2105)を
PRD方式のバスと併用することで、より一層アクセス
タイムを向上させることができる。
【0314】また、PRD方式を採用したバスにおい
て、ワーストケースとして、相補バスの電位が完全に高
レベル“H”と低レベル“L”になっており、このと
き、センスアンプのデータとバスのデータが逆である場
合には、カラムトランスファーゲートの開いている時間
が或る時間より長いとき、センスアンプのデータが反転
してしまう(データが壊れる)危険がある。従って、通
常のラッチ型センスアンプを使用した場合、カラムトラ
ンスファーゲートを開けていられる時間に制限が生じて
しまうことになる。もっとも、設計を最適化すればラッ
チ型でも回避することは可能ではある。そこで、本第1
5実施例のように、ゲート受けセンス型のセンスアンプ
(ダイレクトセンスアンプ)にするとデータバス(RD
B,/RDB)の電位に対して、センスアンプのデータ
はあまり影響されないため、高速化ばかりでなく、動作
および設計のマージンを飛躍的に増大させることが可能
になる。なお、ダイレクトセンスアンプの例としては、
例えば、G. Kitsukawa et al.,"A 23-ns 1-Mb BiCMOS D
RAM", IEEE Journal of Solid-State Circuits, Vol.2
5, No. 5, October 1990 が参照される。
【0315】図160は図158の半導体記憶装置の動
作の一例を説明するための波形図である。図160に示
す波形図は、バースト長8(8ビット単位:CL0〜C
L7)の読み出し動作で、データ転送前後のバス(RD
B,/RDB)のプリチャージレベル(Vpr)を高レ
ベル“H”(Vcc)とした場合を示している。すなわ
ち、バスのプリチャージレベルに関しては、レベルが高
い方がNMOSのゲート受けのセンスアンプのバスに対
する駆動力を大きくすることができる。なお、この場合
には、ロードを小さめにすると好ましい。
【0316】図161は図158の半導体記憶装置の動
作の他の例を説明するための波形図である。図161に
示す波形図は、バースト長16(16ビット単位:CL
0〜CL15)の読み出し動作で、バスのプリチャージ
レベルを高レベル“H”と低レベル“L”との間で、高
レベル側寄りにした場合を示している。この場合は、図
160の場合よりもロードの能力を高めている。
【0317】なお、本第15実施例では、NMOSゲー
ト受けセンスを採用しているが、PMOSゲート受けに
しても構わないのはいうまでもない。図162は本発明
の第5の形態に係る信号伝送システムを適用した第16
実施例としての半導体記憶装置における要部構成を示す
回路図である。図162に示されるように、本第16実
施例は、図159に示す第15実施例におけるNMOS
ゲート受けのセンスアンプ部(読み出し制御回路210
5)を、CMOSのゲート受けのセンスアンプ部(読み
出し制御回路2105’)として構成したものであり、
他の構成は第15実施例と同様である。なお、PRD方
式と組み合わせる場合には、回路の占有面積は大きくな
るものの、読み出し制御回路2105’をCMOSで構
成した方が動作的には好ましい。
【0318】図163は本発明の第5の形態に係る信号
伝送システムを適用した第17実施例としての半導体記
憶装置の一例を模式的に示すブロック図である。本第1
7実施例は、前述した図155の第14実施例と基本的
には同様の構成となっているが、バスが第14実施例の
ように、ローカルデータバス2201およびグローバル
データバス2202に分かれておらず、各データバス2
200に対して、それぞれライトアンプ2010および
バスアンプ(PRD方式データバスアンプ)2300を
設けるようになっている。また、ロード2413および
データバスプリチャージ回路2402も各データバス2
002ごとに設けられている。
【0319】すなわち、各PRD方式データバスアンプ
2300は、カラムのトランスファーゲートから転送さ
れるデータを直接受け取って増幅するようになってい
る。なお、PRD方式データバスアンプ2300は、第
14実施例と同様のものを使用するようになっている。
図164は図163の半導体記憶装置におけるバスおよ
びバスアンプの動作波形の一例を示す図であり、図16
5は図163の半導体記憶装置におけるバスおよびバス
アンプの動作波形の他の例を示す図である。
【0320】図164に示されるように、本17実施例
では、データバス2200がローカルおよびグローバル
データバス(2201,2202)というように長く形
成されていないため、すなわち、データバス2200の
長さが短くされているため、バスの振幅を大きくするこ
とができ、動作マージンを増大することができる。この
ことは、図165に示されるように、カラムの選択サイ
クルを短くして、バスの振幅レベルを第14実施例と同
程度にすれば、さらなる高速転送が可能になることに対
応している。
【0321】ここで、上記の本第17実施例の効果は、
ローカルデータバス(2202)およびグローバルデー
タバス(2202)というようにバスを分けていたのを
1つのデータバス2200にまとめたからではなく、た
とえば階層化されたデータバスでも全長を短くしてバス
の時定数を小さくすれば同様の効果が得られるのは言う
までもない。
【0322】ところで、半導体記憶装置においては、P
RD方式に限らずセンスアンプからローカルデータバス
(ローカルデータバスがない場合もあるが)およびグロ
ーバルデータバスにデータが出て、このデータがメモリ
アレイ(メモリセルアレイ)の端にあるデータバスアン
プに到達して増幅される。もし、このメモリアレイの単
位が大きい場合には、センスアンプからバスアンプまで
の距離に違いが出て来るため、カラムトランスファーゲ
ートが開いてからバスアンプにデータが到達するまでの
時間に、センスアンプまでの位置に応じて差が生じるこ
とになる。特に、データ転送レートに対してデータのデ
ータバスへの到着時間の差が大きくなってくるような高
速動作において、PRD方式の場合は、バスアンプをク
ロックで動かしているため誤動作が生じる危険がある。
そのため、センスアンプの位置によるデータのスキュー
ずれを解消することができれば、PRD方式による高速
化がさらに高周波側まで可能になる。そこで、次の第1
8実施例は、スキューずれを補償するメモリアレイ(半
導体記憶装置)の構成および動作に関するものである。
【0323】図166は本発明の第5の形態に係る信号
伝送システムを適用した第18実施例としての半導体記
憶装置の要部構成を模式的に示すブロック図である。図
166において、参照符号2002aはメインワードデ
コーダ、2002bはサブワードデコーダ、2100は
センスアンプ列、2201はローカルデータバス対、2
202はグローバルデータバス対、そして、2300は
データバスアンプ(PRD方式データバスアンプ)を示
している。
【0324】図166に示す半導体記憶装置は、32M
ビットのメモリセルアレイの一部(半分の16Mビット
のブロック:16Mブロック)を示すものであり、この
16Mブロックは、ロウ方向(X方向:縦方向)におい
て、大きく8つのブロック(2Mブロック)に分かれて
いる。ここで、各2Mブロックは、メモリセルアレイ2
001、サブワードデコーダ列2002b、センスアン
プ列2100、ローカルデータバス2201、および、
グローバルデータバス2202等を備え、各グローバル
データバス2202に対してバスアンプ2300が設け
られている。ここで、各データバス(2201,220
2)はPRD方式のバスであり、データバスアンプ23
00もPRD方式のバスアンプである。
【0325】図167は図166の半導体記憶装置にお
けるバスアンプの一例を示す図、図168は図167の
バスアンプにおけるPRDアンプの構成単位の一例を示
す回路図、そして、図169は図167のバスアンプに
おけるマルチプレクサの一例を示す回路図である。ここ
で、図167〜図169は前述した第11実施例の図1
41〜図143に対応するものである。
【0326】図170は本発明の第5の形態に係る信号
伝送システムを適用した第18実施例の半導体記憶装置
におけるカラムデコーダ系の一構成例を示すブロック図
である。図170において、参照符号2120aおよび
2120bは2つの系統(偶数および奇数アドレス用)
のカラムデコーダ(A,B)を示し、2121aおよび
2121bは2つの系統のカラム系プリデコーダ(A,
B)を示し、そして、2122a’および2122b’
は2つの系統のディレイ調整機能付きカラム選択線制御
パルス生成回路(ディレイ調整機能付きCLパルス生成
回路A,B)を示している。なお、参照符号2123は
クロック生成回路(成形回路)を示している。
【0327】図170に示されるように、本第18実施
例におけるカラムデコーダ系(カラムデコーダ212
0)は、2系等のクロック信号(CLK,/CLK)に
より駆動され、例えば、正論理のクロックCLKにより
駆動される第1の複数のカラムデコーダA(2120
a)と反転論理のクロック/CLKにより駆動される第
2の複数のカラムデコーダB(2120b)とをカラム
系プリデコーダ2121a,2121bによりインター
リーブし、カラムトランスファーゲートを高速で且つ前
後のカラムトランスファーゲートを或る程度オーバーラ
ップさせるようにして駆動するように構成されている。
ここで、カラム系プリデコーダ2121aには偶数段用
のカラムアドレス信号およびクロックCLKが供給さ
れ、また、カラム系プリデコーダ2121bには奇数段
用のカラムアドレス信号およびクロック/CLKが供給
されている。
【0328】すなわち、カラムデコーダ2120a,2
120bには、カラムアドレスデコード信号およびカラ
ムパルス信号が供給され、アドレスが確定した後にカラ
ムパルス(カラム選択線制御パルスCL)が供給され、
このカラムパルスに同期してカラムトランスファーゲー
トが動作する。ディレイ調整機能付きCLパルス生成回
路2122a’,2122b’には、クロック(CL
K)とRAS系のロウアドレス(プリデコードアドレス
信号)が入力する。すなわち、このプリデコードアドレ
ス信号は、ロウアドレスのうちで8つのブロックのどれ
かを特定するためのアドレス(3ビット分)の信号であ
る。なお、この例では、3ビット分のプリデコード信号
が入力されているが、それの限定されるものではなく、
要するにRAS系のブロックを選択できるアドレス信号
が入ればよいのである。
【0329】なお、図170図に示す例では、外部から
相補のクロックCLK,/CLKを直接供給するように
なっているが、例えば、破線で示すようなPLL等を使
ったクロック生成回路2123を設けることにより、ク
ロックCLK’からチップ内部でよりリジッドなクロッ
クCLK,/CLKを生成することにより、より一層の
高速動作が可能となる。
【0330】図171は図170におけるCLパルス発
生回路(ディレイ調整機能付きCLパルス生成回路21
22a’,2122b’)の一例を示す図である。図1
71に示されるように、本第18実施例におけるディレ
イ調整機能付きCLパルス生成回路2122a’(21
22b’)は、各NMOSのソース側に設けた容量の大
きさをRASプリデコードアドレスに応じて変化させ
(C0>C1>…>C7)、データバスアンプ(230
0)からの距離が遠くなるにつれて立ち上がりが早くな
るようなカラムパルス(カラム選択線制御パルスCL)
を生成するように構成されている。すなわち、CLパル
ス生成回路2122a’は、カラムトランスファーゲー
トがデータバスアンプから遠いほど早く立ち上がるよう
に、換言すると、データバスアンプ2300から遠いア
レイ2001ほど、センスアンプ2100からデータバ
ス2200(2201,2202)上にデータが転送さ
れるタイミングが早くなるように、カラムパルスCLを
生成するようになっている。なお、カラムパルス(C
L)をCLパルス生成回路およびデータバスアンプから
の距離に関わらず同じタイミングで生成し、CLパルス
生成回路およびデータバスアンプに近いセンスアンプほ
どデータバスアンプ内で使用する制御信号(φ1,φ
2)の生成をより早めに行い、且つ、CLパルス生成回
路およびデータバスアンプから遠いセンスアンプほどデ
ータバスアンプ内で使用する制御信号(φ1,φ2)の
生成をより遅めに行って、データバスアンプ内で使用す
る制御信号を該データバスアンプに到達したデータが有
効になる部分(例えば、ビットタイムの後半部分)にく
るように構成してもよい。
【0331】図172は図171の66のCLパルス発
生回路(ディレイ調整機能付きCLパルス生成回路)の
動作を説明するための図である。データ(読み出しデー
タ)は、ローカルデータバス2201およびグローバル
データバス2202を通って、データバスアンプ230
0(2300g)に到達するが、これに要する時間はデ
ータバスアンプ2300から遠いアレイ(メモリセルア
レイ2001)から出たデータほど大きくなる。
【0332】そこで、図172に示されるように、CL
パルス生成回路2122a’(2122b’)により、
データバスアンプ2300から遠いほど早く立ち上がる
ようなカラムパルスCLを生成することによって、どこ
のアレイから出たデータもデータバスアンプ2300に
同じ時間に到達するように構成する。すなわち、ディレ
イ調整機能付きCLパルス生成回路2122a’,21
22b’でのパルスの立ち上がり時間を、該データバス
での遅延+カラムトランスファーゲートを駆動する信号
線の遅延を相殺するように制御することで、データバス
アンプ2300でのデータの到着時間をいつも同じタイ
ミングにすることができ、データ確定をいつも一定にす
ることが可能となる。なお、PRD方式のバスアンプは
クロック動作するので、データがいつも同じタイミング
で来るようにすることにより、高速動作でのアンプの誤
動作を防ぐことができる。すなわち、この方式により、
PRD方式のメモリバスのより高いレベルでの高速動作
が可能となる。
【0333】もちろん、この例では32Mブロックをロ
ウ方向に8ブロックに分けているが、このブロック数に
限るものではなく、またメモリ容量もこれに限るもので
はない。さらに、ロウブロックのデータバスアンプから
の距離によりカラムパルス信号(CL)の立ち上がりを
前倒しする、或いは、データバスアンプに近いブロック
ほどカラムパルス信号の立ち上がりを遅くする方式であ
れば構わない。また、上記の例ではローカルデータバス
上でスキューずれが生じないよう長さのローカルデータ
バス長にしている。
【0334】図173は図166の半導体記憶装置にお
けるバスアンプの他の例を示す図、図174は図173
のバスアンプにおけるPRDアンプの構成単位の一例を
示す回路図、そして、図175は図173のバスアンプ
におけるラッチの一例を示す回路図である。ここで、図
173〜図175は前述した第9実施例の図129〜図
131に対応するものである。
【0335】このように、前述した第9実施例を適用し
た場合でも、上述した図167〜図169に示すバスア
ンプよりは転送レートは低下するものの、従来の半導体
記憶装置よりは高速なデータ転送が可能である。なお、
図173〜図175に示すバスアンプ(PRD方式デー
タバスアンプ2300e)を適用した場合には、図16
7〜図169に示すバスアンプ(2300g)よりも回
路の占有面積を低減することができるというメリットが
ある。
【0336】図176は本発明の第5の形態に係る信号
伝送システムを適用した第18実施例の半導体記憶装置
におけるカラムデコーダ系の他の構成例を示すブロック
図である。図176と図170との比較から明らかなよ
うに、図176に示すカラムデコーダ系の構成例は、イ
ンターリーブをしないようになっており、クロック(正
論理のクロックCLK)によりカラムデコーダ2120
を駆動するようになっている。なお、図170の説明に
おいても述べたように、図176図の破線で示すような
PLL等を使ったクロック生成回路2123を設け、ク
ロックCLK’からチップ内部でよりリジッドなクロッ
クCLKを生成することもできる。
【0337】図177は本発明の第5の形態に係る信号
伝送システムを適用した第19実施例としての半導体記
憶装置の要部構成を模式的に示すブロック図であり、図
178は図177の半導体記憶装置に適用されるCLパ
ルス発生回路の一例を示す図である。ここで、図177
および図178は、前述した第18実施例を示す図16
6および図171に対応するものである。
【0338】すなわち、図177に示されるように、本
第19実施例では、メモリセルアレイ(アレイ)の16
Mブロックをロウ方向(X方向:縦方向)において、大
きく4つのブロック(4Mブロック)に分けたものであ
り、他の構成は第18実施例と同様である。ただし、図
178に示されるように、CLパルス発生回路(ディレ
イ調整機能付きCLパルス生成回路2122a’,21
22b’)におけるディレイ値の制御は、NMOSのソ
ースに設けた容量の大きさを変化させるのではなく、縦
列接続した遅延段(ナンドゲートおよびインバータによ
る遅延ユニット)の数により、データバスアンプ(23
00)からの距離が遠くなるにつれて立ち上がりが早く
なるようなカラムパルス(カラム選択線制御パルスC
L)を生成するように構成されている。なお、この遅延
段の構成は、様々に変化させることができるのはいうま
でもない。
【0339】上述したように、本発明の第5の形態の各
実施例においては、半導体記憶装置(DRAM)に適用
した場合を主に説明したが、本発明の信号伝送システム
は、その適用がDRAMに限定されるものではないのは
もちろんである。以上において、本発明に係る信号伝送
システムは、複数の半導体チップ(LSI)間を繋ぐバ
スシステムに限定されず、様々な回路ブロック間の信号
線に適用することができる。
【0340】
【発明の効果】以上、詳述したように、本発明の第1の
形態に係る信号伝送システムによれば、終端抵抗を信号
伝送路の特性インピーダンスより大きくし、ドライバ回
路の出力抵抗を大きくし、或いは、信号伝送路に直列に
ダンピング抵抗を設けることによって、信号電力を大幅
に減少することができる。また、本発明の第2の形態に
係る信号伝送システムのレシーバ回路によれば、信号伝
送システムにおいて生じる符号間干渉を、過去の信号か
ら予測して除去することにより、高速動作においても正
確なデータの受信(伝送)を行うことができる。
【0341】さらに、本発明の第3の形態に係る信号伝
送システムによれば、クロック線と信号線(信号伝送
路)との対称性を要求せずにタイミング信号を生成する
ことができ、しかも、送信デバイスが切り替わったとき
のギャップを最小限にすることができる。また、本発明
の第4の形態に係る信号伝送システムによれば、クロッ
ク系と信号系の配置の自由度を向上させ、素子が切り替
わったときのギャップを最小限にすることが容易で、し
かも、消費電力の少ない信号伝送系を構成することが可
能となる。
【0342】そして、本発明の第5の形態に係る信号伝
送システムによれば、データバスのプリチャージは行わ
ずに高速のデータ転送が可能となる。また、1ビット当
たりのデータによるバスのレベル変化量を少なくしてデ
ータを送ることができるため、バスの消費電力も低減す
ることができる。
【図面の簡単な説明】
【図1】従来の信号伝送システムの一例を概略的に示す
ブロック図である。
【図2】本発明が適用される信号伝送システムの原理構
成を示すブロック図である。
【図3】従来の一般的な信号伝送システムにおける符号
の長さと応答時間との関係を示す図である。
【図4】本発明の信号伝送システムにおける符号の長さ
と応答時間との関係を示す図である。
【図5】本発明に係る信号伝送システムにおけるレシー
バ回路の一構成例を示す図である。
【図6】図5のレシーバ回路の動作を説明するための図
である。
【図7】本発明が適用される信号伝送システムの一実施
例を示すブロック回路図である。
【図8】図7の信号伝送システムにおける各メモリブロ
ックにおける信号波形を示す図である。
【図9】本発明の第1の形態に係る信号伝送システムの
第1実施例を示すブロック図である。
【図10】本発明の第1の形態に係る信号伝送システム
の第2実施例を示すブロック図である。
【図11】本発明の第1の形態に係る信号伝送システム
の第3実施例を示すブロック図である。
【図12】本発明の第2の形態に係る信号伝送システム
のレシーバ回路の第1実施例を示すブロック回路図であ
る。
【図13】本発明の第2の形態に係る信号伝送システム
のレシーバ回路の第2実施例を示すブロック回路図であ
る。
【図14】本発明の第2の形態に係る信号伝送システム
のレシーバ回路の第3実施例を示すブロック回路図であ
る。
【図15】本発明の第2の形態に係る信号伝送システム
のレシーバ回路の第4実施例を示すブロック回路図であ
る。
【図16】図5のレシーバ回路におけるオートゼロ・コ
ンパレータの一例を示す回路図である。
【図17】図5のレシーバ回路におけるオートゼロ・コ
ンパレータの他の例を示す回路図である。
【図18】図5のレシーバ回路におけるオートゼロ・コ
ンパレータのさらに他の例を示す回路図である。
【図19】本発明の信号伝送システムが適用される第1
の例を示すブロック図である。
【図20】本発明の信号伝送システムが適用される第2
の例を示すブロック図である。
【図21】本発明の信号伝送システムが適用される第3
の例を示すブロック図である。
【図22】本発明の信号伝送システムが適用される第4
の例を示すブロック図である。
【図23】本発明の信号伝送システムが適用される第5
の例を示すブロック図である。
【図24】本発明の信号伝送システムが適用される第6
の例を示すブロック図である。
【図25】従来の信号伝送システムの他の例を概略的に
示すブロック図である。
【図26】本発明の第3の形態としての信号伝送システ
ムの原理構成を示すブロック図である。
【図27】図26の信号伝送システムの動作を説明する
ための図(その1)である。
【図28】図26の信号伝送システムの動作を説明する
ための図(その2)である。
【図29】本発明の第3の形態に係る信号伝送システム
の第1実施例を示すブロック図である。
【図30】図29の信号伝送システムの変形例を示すブ
ロック図である。
【図31】本発明の第3の形態に係る信号伝送システム
における各デバイスの要部構成の一例を示すブロック図
である。
【図32】本発明の第3の形態に係る信号伝送システム
における各デバイスの要部構成の他の例を示すブロック
図である。
【図33】本発明の第3の形態に係る信号伝送システム
の第2実施例を示すブロック図である。
【図34】本発明の第3の形態に係る信号伝送システム
の第3実施例を示すブロック図である。
【図35】図34の信号伝送システムの変形例を示すブ
ロック図である。
【図36】本発明の第3の形態に係る信号伝送システム
の第4実施例を示すブロック図である。
【図37】本発明の第3の形態に係る信号伝送システム
におけるドライバ回路の一例を示す回路図である。
【図38】本発明の第3の形態に係る信号伝送システム
の第5実施例を示すブロック図である。
【図39】本発明の第3の形態に係る信号伝送システム
の第6実施例を示すブロック図である。
【図40】本発明の第3の形態に係る信号伝送システム
の第7実施例を示すブロック図である。
【図41】本発明の第3の形態に係る信号伝送システム
における共通タイミング信号生成回路の一例を示す回路
図である。
【図42】本発明の第3の形態に係る信号伝送システム
における共通タイミング信号生成回路の他の例を示す回
路図である。
【図43】図42の共通タイミング信号生成回路におけ
るコンパレータの一例を示す回路図である。
【図44】本発明の第3の形態に係る信号伝送システム
における共通タイミング信号生成回路のさらに他の例を
示す回路図である。
【図45】本発明の第3の形態に係る信号伝送システム
の第8実施例を示すブロック図である。
【図46】本発明の第3の形態に係る信号伝送システム
におけるクロック分配用の伝送路の一例を示す図であ
る。
【図47】本発明の第4の形態に係る信号伝送システム
の原理構成を示すブロック図である。
【図48】図47の信号伝送システムの動作を説明する
ためのタイミング図である。
【図49】本発明の第4の形態に係る信号伝送システム
の第1実施例を示すブロック図である。
【図50】図49の信号伝送システムに適用される共通
タイミング信号生成回路の一例を示すブロック図であ
る。
【図51】図49の信号伝送システムに適用される往き
クロック生成回路の一例を示すブロック図である。
【図52】図49の信号伝送システムに適用される共通
タイミング信号生成回路の他の例を示すブロック図(そ
の1)である。
【図53】図49の信号伝送システムに適用される共通
タイミング信号生成回路の他の例を示すブロック図(そ
の2)である。
【図54】図49の信号伝送システムに適用される復り
クロック生成回路の一例を示すブロック図である。
【図55】図49の信号伝送システムの共通タイミング
信号生成回路に適用される位相比較回路の一例を示す回
路図である。
【図56】図49の信号伝送システムの共通タイミング
信号生成回路に適用される制御回路の一例を示すブロッ
ク図である。
【図57】図49の信号伝送システムの共通タイミング
信号生成回路に適用される可変遅延回路の一例を示す回
路図である。
【図58】本発明の第4の形態に係る信号伝送システム
の第2実施例を示すブロック図である。
【図59】本発明の第4の形態に係る信号伝送システム
の第3実施例を示すブロック図である。
【図60】本発明の第4の形態に係る第4実施例として
の信号伝送システムに適用される往きクロック生成回路
の一例を示すブロック図である。
【図61】本発明の第4の形態に係る第5実施例として
の信号伝送システムに適用される復りクロック生成回路
の一例を示すブロック図である。
【図62】本発明の第4の形態に係る第6実施例として
の信号伝送システムに適用される復りクロック生成回路
の他の例を示すブロック図である。
【図63】本発明の第4の形態に係る第7実施例として
の信号伝送システムに適用される復りクロック生成回路
の動作を説明するための図である。
【図64】本発明の第4の形態に係る第8実施例として
の信号伝送システムに適用される復りクロック生成回路
のさらに他の例を示すブロック図である。
【図65】本発明の第4の形態に係る第9実施例として
の信号伝送システムに適用される正弦波発生回路の一例
を示すブロック回路図である。
【図66】図65の正弦波発生回路における非線形増幅
器の一例を示す回路図である。
【図67】本発明の第4の形態に係る第10実施例とし
ての信号伝送システムに適用される共通タイミング信号
生成回路の一例を示すブロック図である。
【図68】図67の共通タイミング信号生成回路におけ
る差動コンパレータの一例を示す回路図である。
【図69】本発明の第4の形態に係る第11実施例とし
ての信号伝送システムにおける終端抵抗の一例を示すブ
ロック図である。
【図70】本発明の第4の形態に係る第12実施例とし
ての信号伝送システムにおける往きクロックの供給方式
を説明するためのブロック図である。
【図71】本発明の第4の形態に係る第13実施例とし
ての信号伝送システムをプリント基板に適用した場合の
要部を示すブロック図である。
【図72】本発明の第4の形態に係る第14実施例とし
ての信号伝送システムを半導体集積回路に適用した場合
の要部を示すブロック図である。
【図73】本発明の第5の形態に対応する従来の半導体
記憶装置の一例を模式的に示すブロック図である。
【図74】図73の半導体記憶装置におけるセンスアン
プの一例を示す回路図である。
【図75】図73の半導体記憶装置におけるデータバス
アンプの一例を示す回路図である。
【図76】図73の半導体記憶装置におけるデータバス
ショートプリチャージ回路の一例を示す回路図である。
【図77】図73の半導体記憶装置におけるデータの読
み出しシーケンスの一例を説明するための波形図であ
る。
【図78】本発明の第5の形態に係る信号伝送システム
の第1の原理構成を示すブロック図である。
【図79】図78の信号伝送システムの動作を説明する
ための波形図である。
【図80】本発明の第5の形態に係る信号伝送システム
の第2の原理構成を示すブロック図である。
【図81】図80の信号伝送システムの動作を説明する
ための波形図である。
【図82】本発明の第5の形態に係る信号伝送システム
の第3の原理構成を示すブロック図である。
【図83】図82の信号伝送システムの動作を説明する
ための波形図(その1)である。
【図84】図82の信号伝送システムの動作を説明する
ための波形図(その2)である。
【図85】本発明の第5の形態に係る信号伝送システム
を適用した半導体記憶装置の一例を模式的に示すブロッ
ク図である。
【図86】本発明の第5の形態に係る信号伝送システム
の第1実施例の要部を模式的に示すブロック図である。
【図87】図86の信号伝送システムにおけるドライバ
およびバスアンプの構成例を示す回路図である。
【図88】図87のバスアンプを動作させるための信号
波形の一例を示す図である。
【図89】図86の信号伝送システムにおけるバスの動
作波形の一例を示す図である。
【図90】本発明の第5の形態に係る信号伝送システム
の第2実施例の要部を模式的に示すブロック図である。
【図91】図90の信号伝送システムにおけるプリチャ
ージ回路の一例を示す回路図である。
【図92】図90の信号伝送システムにおけるバスおよ
びバスアンプを動作させるための信号波形の一例を示す
図である。
【図93】図90の信号伝送システムにおけるバスの動
作波形の一例を示す図である。
【図94】本発明の第5の形態に係る信号伝送システム
の第3実施例の要部を模式的に示すブロック図である。
【図95】図94の信号伝送システムにおけるドライバ
およびバスアンプの構成例を示す図である。
【図96】図95のバスアンプにおけるPRDアンプお
よびラッチ型アンプの一例を示す回路図である。
【図97】図95のバスアンプを動作させるための信号
波形の一例を示す図である。
【図98】図94の信号伝送システムにおけるバスおよ
びバスアンプの動作波形の一例を示す図である。
【図99】本発明の第5の形態に係る信号伝送システム
の第4実施例の要部を模式的に示すブロック図である。
【図100】図99の信号伝送システムにおけるプリチ
ャージ回路およびバスアンプの構成例を示す図である。
【図101】図100のバスアンプにおけるPRDアン
プおよびカレントミラー型アンプの一例を示す回路図で
ある。
【図102】図100のバスアンプを動作させるための
信号波形の一例を示す図である。
【図103】図99の信号伝送システムにおけるバスお
よびバスアンプの動作波形の一例を示す図である。
【図104】本発明の第5の形態に係る信号伝送システ
ムの第5実施例の要部を模式的に示すブロック図であ
る。
【図105】図104の信号伝送システムにおけるバス
アンプの一例を示すブロック回路図である。
【図106】バスの時定数と1ビット分の周期との関係
を示す波形図である。
【図107】図105のバスアンプの動作を説明するた
めの図である。
【図108】図104の信号伝送システムにおけるバス
アンプの他の例を示す図である。
【図109】図108のバスアンプにおけるPRDアン
プの構成単位の一例を示す回路図である。
【図110】図108のバスアンプにおけるマルチプレ
クサの一例を示す回路図である。
【図111】図108のバスアンプを動作させるための
信号波形の一例を示す図である。
【図112】図104の信号伝送システムにおけるバス
およびバスアンプの動作波形の一例を示す図である。
【図113】本発明の第5の形態に係る信号伝送システ
ムの第6実施例としての信号伝送システムにおけるバス
アンプの一例を示す図である。
【図114】図113のバスアンプにおけるPRDアン
プの構成単位の一例を示す回路図である。
【図115】図113のバスアンプにおけるPRDアン
プの構成単位の他の例を示す回路図である。
【図116】図113のバスアンプにおけるマルチプレ
クサの一例を示す回路図である。
【図117】本発明の第5の形態に係る信号伝送システ
ムの第6実施例におけるバスおよびバスアンプの動作波
形の一例を示す図である。
【図118】本発明の第5の形態に係る信号伝送システ
ムの第7実施例としての信号伝送システムにおけるバス
アンプの一例を示す図である。
【図119】図118のバスアンプにおけるPRDアン
プの構成単位の一例を示す回路図である。
【図120】図118のバスアンプにおけるマルチプレ
クサの一例を示す回路図である。
【図121】図118のバスアンプの動作させるための
信号波形の一例を示す図である。
【図122】本発明の第5の形態に係る信号伝送システ
ムの第7実施例におけるバスおよびバスアンプの動作波
形の一例を示す図である。
【図123】本発明の第5の形態に係る信号伝送システ
ムの第8実施例としての信号伝送システムにおけるバス
アンプの一例を示す図である。
【図124】図123のバスアンプにおけるPRDアン
プの構成単位の一例を示す回路図である。
【図125】図124のバスアンプの動作を説明するた
めの図である。
【図126】図123のバスアンプにおけるマルチプレ
クサの一例を示す回路図である。
【図127】図123のバスアンプの動作させるための
信号波形の一例を示す図である。
【図128】本発明の第5の形態に係る信号伝送システ
ムの第8実施例におけるバスおよびバスアンプの動作波
形の一例を示す図である。
【図129】本発明の第5の形態に係る信号伝送システ
ムの第9実施例としての信号伝送システムにおけるバス
アンプの一例を示す図である。
【図130】図129のバスアンプにおけるPRDアン
プの構成単位の一例を示す回路図である。
【図131】図129のバスアンプにおけるラッチの一
例を示す回路図である。
【図132】図129のバスアンプの動作させるための
信号波形の一例を示す図である。
【図133】本発明の第5の形態に係る信号伝送システ
ムの第9実施例におけるバスおよびバスアンプの動作波
形の一例を示す図である。
【図134】本発明の第5の形態に係る信号伝送システ
ムの第10実施例としての信号伝送システムにおけるバ
スアンプの一例を示す図である。
【図135】図134のバスアンプにおけるPRDアン
プの構成単位の一例および他の例を示す回路図である。
【図136】図134のバスアンプにおけるPRDアン
プの構成単位のさらに他の例を示す回路図である。
【図137】図134のバスアンプにおけるマルチプレ
クサの一例を示す回路図である。
【図138】図134のバスアンプの動作させるための
信号波形の一例を示す図である。
【図139】本発明の第5の形態に係る信号伝送システ
ムの第10実施例におけるバスおよびバスアンプの動作
波形の一例を示す図である。
【図140】本発明の第5の形態に係る信号伝送システ
ムを適用した第11実施例としての半導体記憶装置の一
例を模式的に示すブロック図である。
【図141】図140の半導体記憶装置におけるバスア
ンプの一例を示す図である。
【図142】図141のバスアンプにおけるPRDアン
プの構成単位の一例を示す回路図である。
【図143】図141のバスアンプにおけるマルチプレ
クサの一例を示す回路図である。
【図144】図140の半導体記憶装置におけるセンス
アンプの一例を示す回路図である。
【図145】図140の半導体記憶装置におけるバスお
よびバスアンプの動作波形の一例を示す図である。
【図146】本発明の第5の形態に係る信号伝送システ
ムを適用した第12実施例としての半導体記憶装置の一
例を模式的に示すブロック図である。
【図147】図146の半導体記憶装置におけるカラム
デコーダ系の構成例を示すブロック図である。
【図148】図146の半導体記憶装置におけるバスお
よびバスアンプの動作波形の一例を示す図である。
【図149】本発明の第5の形態に係る信号伝送システ
ムを適用した第13実施例としての半導体記憶装置の一
例を模式的に示すブロック図である。
【図150】図149の半導体記憶装置におけるロード
の有無によるデータバスの波形の違いを説明するための
図である。
【図151】図149の半導体記憶装置におけるロード
の例を示す図である。
【図152】本発明の第5の形態に係る信号伝送システ
ムを適用した第13実施例の半導体記憶装置におけるロ
ードの取り付け位置の一例を示す図である。
【図153】本発明の第5の形態に係る信号伝送システ
ムを適用した第13実施例の半導体記憶装置におけるロ
ードの取り付け位置の他の例を示す図である。
【図154】本発明の第5の形態に係る信号伝送システ
ムを適用した第13実施例の半導体記憶装置におけるロ
ードの取り付け位置のさらに他の例を示す図である。
【図155】本発明の第5の形態に係る信号伝送システ
ムを適用した第14実施例としての半導体記憶装置の一
例を模式的に示すブロック図である。
【図156】本発明の第5の形態に係る信号伝送システ
ムを適用した第13実施例および第14実施例によるロ
ードを設けた場合のデータバスの波形を比較して示す図
である。
【図157】図155の半導体記憶装置に適用されるロ
ードの変形例を示す図である。
【図158】本発明の第5の形態に係る信号伝送システ
ムを適用した第15実施例としての半導体記憶装置の一
例を模式的に示すブロック図である。
【図159】図158の半導体記憶装置に適用されるセ
ンスアンプの一例を示す回路図である。
【図160】図158の半導体記憶装置の動作の一例を
説明するための波形図である。
【図161】図158の半導体記憶装置の動作の他の例
を説明するための波形図である。
【図162】本発明の第5の形態に係る信号伝送システ
ムを適用した第16実施例としての半導体記憶装置にお
ける要部構成を示す回路図である。
【図163】本発明の第5の形態に係る信号伝送システ
ムを適用した第17実施例としての半導体記憶装置の一
例を模式的に示すブロック図である。
【図164】図163の半導体記憶装置におけるバスお
よびバスアンプの動作波形の一例を示す図である。
【図165】図163の半導体記憶装置におけるバスお
よびバスアンプの動作波形の他の例を示す図である。
【図166】本発明の第5の形態に係る信号伝送システ
ムを適用した第18実施例としての半導体記憶装置の要
部構成を模式的に示すブロック図である。
【図167】図166の半導体記憶装置におけるバスア
ンプの一例を示す図である。
【図168】図167のバスアンプにおけるPRDアン
プの構成単位の一例を示す回路図である。
【図169】図167のバスアンプにおけるマルチプレ
クサの一例を示す回路図である。
【図170】本発明の第5の形態に係る信号伝送システ
ムを適用した第18実施例の半導体記憶装置におけるカ
ラムデコーダ系の一構成例を示すブロック図である。
【図171】図170におけるCLパルス発生回路の一
例を示す図である。
【図172】図171のCLパルス発生回路の動作を説
明するための波形図である。
【図173】図166の半導体記憶装置におけるバスア
ンプの他の例を示す図である。
【図174】図173のバスアンプにおけるPRDアン
プの構成単位の一例を示す回路図である。
【図175】図173のバスアンプにおけるラッチの一
例を示す回路図である。
【図176】本発明の第5の形態に係る信号伝送システ
ムを適用した第18実施例の半導体記憶装置におけるカ
ラムデコーダ系の他の構成例を示すブロック図である。
【図177】本発明の第5の形態に係る信号伝送システ
ムを適用した第19実施例としての半導体記憶装置の要
部構成を模式的に示すブロック図である。
【図178】図177の半導体記憶装置に適用されるC
Lパルス発生回路の一例を示す図である。
【符号の説明】 1,201,301…ドライバ回路 2,202,302…信号伝送路 3,203,303;4,204,304…終端抵抗
(RT ) 51〜53,250〜254,351〜354…スタブ
抵抗(RS ) 61,310…プロセッサ(コントローラ) 62〜63,261〜264,361〜364…メモリ
モジュール 7,207,307…ダンピング抵抗(RD ) 41,541…差動増幅器 42,542…判定回路 43,543…シフトレジスタ 45…抵抗ラダー回路 451〜454…抵抗 451’〜454’,514,515,551〜554
…キャパシタ 47,461〜464,511〜513,543,56
1〜564…スイッチ 48…メモリ 49…D/Aコンバータ 7−0…DRAMコントローラ(コントローラ:回路ブ
ロック) 7−1〜7−n…DRAMチップ(デバイス:回路ブロ
ック) 701,702…終端抵抗 703…信号伝送路(信号線) 704…クロック用終端抵抗 705…クロック発生源 706…クロック線 711…共通タイミング信号生成回路 781…ドライバ回路 782…PRD(部分応答検出回路) 783…イコライザ 1100…往きクロック生成回路 1200…復りクロック生成回路 1300…共通タイミング信号生成回路 1301…第1の可変遅延回路 1302…第2の可変遅延回路 1303…位相比較回路 1304…制御回路 2001…メモリセルアレイ 2002…ワードデコーダ(ワードデコーダ列) 2003…センスアンプ(センスアンプ列) 2010…ライトアンプ 2100…ドライバ(センスアンプ) 2120…カラムデコーダ(カラムデコーダ列) 2121…カラム系プリデコーダ 2122…ディレイ調整機能付きCLパルス生成回路 2200…バス(信号伝送路) 2201…ローカルデータバス 2202…グローバルデータバス 2209…センスアンプドライバ 2300…PRD方式アンプ(PRD方式データバスア
ンプ) 2301…PRD機能部分 2302…アンプ用プリチャージ回路 2303…差動アンプ 2310…第1のPRDアンプ 2320…第2のPRDアンプ 2330…ラッチ型アンプ 2340…カレントミラー型アンプ 2400…プリチャージ回路 2401…ローカルデータバス・プリチャージ回路 2402…グローバルデータバス・プリチャージ回路 2413,2500…ロード
─────────────────────────────────────────────────────
【手続補正書】
【提出日】平成9年10月8日
【手続補正1】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】0056
【補正方法】変更
【補正内容】
【0056】すなわち、図15のレシーバ回路におい
て、まず、スイッチ511をオフ状態とし、且つ、スイ
ッチ512および513をオン状態として、キャパシタ
514に対して電圧Vbと信号電圧(Vin)との差電圧
を印加(蓄積)し、キャパシタ515に対して電圧Vb
と電圧VTTとの差電圧を印加する。このとき、スイッチ
561〜564は接地電位Vssに接続される。ここで、
電圧Vbは、差動増幅器541の動作を確実に行わせる
ためのバイアス電圧である。また、スイッチ545をオ
ン状態とすることにより、差動増幅器541のオートゼ
ロ操作も行われる。
【手続補正2】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】0228
【補正方法】変更
【補正内容】
【0228】図101(a)と図87(c)との比較か
ら明らかなように、第1のPRDアンプ2310(第2
のPRDアンプ2320)は、図87(c)のシングル
エンドバス用のPRD方式バスアンプ2300と同様の
構成とされている。また、図101(b)に示されるよ
うに、カレントミラー型アンプ2340は、第1および
第2のPRDアンプ2310および2320の出力信号
DおよびEを受け取り、出力信号(正論理の信号)Cを
出力するようになっている。なお、カレントミラー型ア
ンプ2340の各制御トランジスタにはイネーブル信号
en(/en)が供給されている。
【手続補正3】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】0247
【補正方法】変更
【補正内容】
【0247】図114と図109との比較から明らかな
ように、本第6実施例におけるPRDアンプ(2310
b,2320b)は、図109に示す第5実施例におけ
るPRDアンプ(2310a,2320a)に対して、
差動アンプ2303aの構成が異なっている。図114
に示されるように、本第6実施例の差動アンプ2303
aは、図109の差動アンプ2303に対してANDゲ
ート2331および2332を設けたものである。すな
わち、図109の差動アンプ2303は、制御用のトラ
ンジスタのゲートに直接イネーブル信号en(/en)
を供給していたのに対して、図114に示す本第6実施
例の差動アンプ2303aでは、イネーブル信号enと
制御信号φ1との論理をANDゲート2331および2
332で取って、これらのゲート2331および233
2の出力信号により制御用トランジスタのスイッチング
を制御する。これにより、必要最小限の期間だけ差動ア
ンプ2303aをスイッチオン状態(活性化状態)とし
て、消費電力の低減を図るようになっている。
【手続補正4】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】0250
【補正方法】変更
【補正内容】
【0250】図115は図113のバスアンプにおける
PRDアンプの構成単位の他の例を示す回路図である。
図115に示す差動アンプ2303bは、後述する図1
19に示す差動アンプ(2303c)に対して、AND
ゲート2331および2332を設けたものである。す
なわち、図115の差動アンプ2303bは、図114
の差動アンプ2303aと同様に、イネーブル信号en
と制御信号φ1との論理をANDゲート2331および
2332で取って、これらのゲート2331および23
32の出力信号により制御用トランジスタのスイッチン
グを制御する。これにより、必要最小限の期間だけ差動
アンプ2303bを活性化状態として、消費電力の低減
を図るようになっている。
【手続補正5】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】0254
【補正方法】変更
【補正内容】
【0254】図119は図118のバスアンプにおける
PRDアンプの構成単位の一例を示す回路図である。前
述したように、図119のPRDアンプ2310c(2
320c)における差動アンプ2303cは、図115
に示す差動アンプ2303bからANDゲート2331
および2332を除いたものに対応している。
【手続補正6】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】0267
【補正方法】変更
【補正内容】
【0267】さらに、以上の回路においては、スイッチ
として相補のトランスファーゲートを用いているが、ス
イッチ機能をもつ素子であれば他のものでも構わず、例
えば、NMOSトランジスタ(NMOSトランスファー
ゲート)のみ、或いは、PMOSトランスファゲートの
みでもよい。また、本第8実施例における差動アンプ2
303dは、NMOSゲート受けとして構成してある
が、NMOS受けにするか或いはPMOS受けにするか
は、テクノロジ等に依存することであり、最適なものを
選択することができる。なお、本第8実施例で使用して
いる差動アンプ2303dは、イネーブル信号en1,
en2(/en1,/en2)により、データ転送をし
ないときは動作を止めることができるようになってい
る。
【手続補正7】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】0272
【補正方法】変更
【補正内容】
【0272】すなわち、本第9実施例では、第8実施例
のバスアンプにおけるインターリーブをやめる(PRD
アンプを1つにする)ことにより、バスアンプの面積を
低減しているが、1つのPRDアンプの使用によるバス
アンプの面積低減の効果は、他の様々なバスアンプに対
しても幅広く適用することができる。さらに、本第9実
施例においても、スイッチとして相補のトランスファー
ゲートを用いているが、スイッチ機能をもつ素子であれ
ば他のものでも構わず、例えば、NMOSトランジスタ
(NMOSトランスファーゲート)のみ、或いは、PM
OSトランスファゲートのみでもよい。また、本第9実
施例における差動アンプ2303eは、NMOSゲート
受けとして構成してあるが、NMOS受けにするか或い
はPMOS受けにするかは、テクノロジ等に依存するこ
とであり、最適なものを選択することができる。なお、
本第9実施例で使用している差動アンプ2303eは、
イネーブル信号en(/en)により、データ転送をし
ないときは動作を止めることができるようになってい
る。
【手続補正8】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】0275
【補正方法】変更
【補正内容】
【0275】図135(b)に示すPRDアンプ231
0f’(2320f’)は、図135(a)におけるP
RD機能部分2301fを、制御信号φ1,φ2(/φ
1,/φ2)が供給された論理ゲート(オアゲートおよ
びアンドゲート)を用いてスイッチングを行うPRD機
能部分2301f’として構成したものである。図13
6に示すPRDアンプ2310f”(2320f”)
は、図136におけるPRD機能部分2301f”に示
されるように、図135(a)のPRDアンプから容量
(C30a,C30b)とバス(B,/B)との接続を
制御するトランスファゲートを取り除いたものである。
ここで、バスの時定数が小さいか、或いは、バスにデー
タが出力される時間が1ビット当たりの周期より小さい
場合には、バスの変化は、前述した図106(b)のよ
うになることがあるが、このように、データバスが安定
したレベルを有するような場合には、図136のよう
に、容量(C30a,C30b)とバス(B,/B)と
の接続を制御するトランスファゲートを取り除くことが
可能になる。
【手続補正9】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】0284
【補正方法】変更
【補正内容】
【0284】図142は図141のバスアンプにおける
PRDアンプの構成単位の一例を示す回路図であり、図
143は図141のバスアンプにおけるマルチプレクサ
の一例を示す回路図である。図142と前述した第8実
施例の図124との比較から明らかなように、本第11
実施例におけるPRDアンプ(第1および第2のPRD
アンプ2310g,2320g)は、基本的には、第8
実施例のPRDアンプと同様の構成とされているが、イ
ネーブル信号enにより制御されるPMOS(Pチャネ
ル型MOSトランジスタ)のソース電位が、高電位の電
源電圧Vcc(Vii)ではなく、所定の電位Vpr’とさ
れている。
【手続補正10】
【補正対象書類名】図面
【補正対象項目名】図101
【補正方法】変更
【補正内容】
【図101】
【手続補正11】
【補正対象書類名】図面
【補正対象項目名】図109
【補正方法】変更
【補正内容】
【図109】
【手続補正12】
【補正対象書類名】図面
【補正対象項目名】図114
【補正方法】変更
【補正内容】
【図114】
【手続補正13】
【補正対象書類名】図面
【補正対象項目名】図115
【補正方法】変更
【補正内容】
【図115】
【手続補正14】
【補正対象書類名】図面
【補正対象項目名】図119
【補正方法】変更
【補正内容】
【図119】
【手続補正15】
【補正対象書類名】図面
【補正対象項目名】図124
【補正方法】変更
【補正内容】
【図124】
【手続補正16】
【補正対象書類名】図面
【補正対象項目名】図130
【補正方法】変更
【補正内容】
【図130】
【手続補正17】
【補正対象書類名】図面
【補正対象項目名】図135
【補正方法】変更
【補正内容】
【図135】
【手続補正18】
【補正対象書類名】図面
【補正対象項目名】図136
【補正方法】変更
【補正内容】
【図136】
【手続補正19】
【補正対象書類名】図面
【補正対象項目名】図142
【補正方法】変更
【補正内容】
【図142】
【手続補正20】
【補正対象書類名】図面
【補正対象項目名】図168
【補正方法】変更
【補正内容】
【図168】
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 小川 淳二 神奈川県川崎市中原区上小田中4丁目1番 1号 富士通株式会社内 (72)発明者 若山 繁俊 神奈川県川崎市中原区上小田中4丁目1番 1号 富士通株式会社内 (72)発明者 荒木 久勝 神奈川県川崎市中原区上小田中4丁目1番 1号 富士通株式会社内 (72)発明者 後藤 公太郎 神奈川県川崎市中原区上小田中4丁目1番 1号 富士通株式会社内 (72)発明者 張 子 誠 神奈川県川崎市中原区上小田中4丁目1番 1号 富士通株式会社内

Claims (123)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 信号伝送路の応答時間を伝送される符号
    の長さと同程度或いはより長く設定するようにしたこと
    を特徴とする信号伝送システム。
  2. 【請求項2】 前記信号伝送システムは、前記信号伝送
    路の一端または両端に設けた終端抵抗を該信号伝送路の
    特性インピーダンスよりも大きく設定するようになって
    いることを特徴とする請求項1の信号伝送システム。
  3. 【請求項3】 前記信号伝送システムは、前記信号伝送
    路に対して少なくとも1つの抵抗を直列に設けるか、或
    いは、該信号伝送路自体に抵抗分を持たせるようになっ
    ていることを特徴とする請求項1の信号伝送システム。
  4. 【請求項4】 前記信号伝送システムは、複数の回路ブ
    ロック間で信号の伝送を行うようになっていることを特
    徴とする請求項1〜3のいずれか1項に記載の信号伝送
    システム。
  5. 【請求項5】 前記複数の回路ブロックの少なくとも1
    つは、前記信号伝送路に送出された信号を受信するレシ
    ーバ回路を有し、該レシーバ回路は、前記信号の示す部
    分応答を検出する部分応答検出手段と、当該信号の論理
    を判定する信号論理判定手段とを具備することを特徴と
    する請求項4の信号伝送システム。
  6. 【請求項6】 前記部分応答検出手段は、過去に受信し
    た信号から符号間干渉を推定する符号間干渉推定手段
    と、該推定された符号間干渉を実質的に現在受信してい
    る信号から差し引くための差引手段とを具備することを
    特徴とする請求項5の信号伝送システム。
  7. 【請求項7】 前記符号間干渉推定手段は、過去の判定
    値の線形的な重みの和を求めるようになっていることを
    特徴とする請求項6の信号伝送システム。
  8. 【請求項8】 前記符号間干渉推定手段は、過去のビッ
    ト情報を保持するシフトレジスタと、該シフトレジスタ
    に保持されたデータに重み付けを行う重み付け手段を具
    備することを特徴とする請求項7の信号伝送システム。
  9. 【請求項9】 前記重み付け手段は、複数の抵抗により
    構成されていることを特徴とする請求項8の信号伝送シ
    ステム。
  10. 【請求項10】 前記重み付け手段は、複数のキャパシ
    タおよびスイッチにより構成されていることを特徴とす
    る請求項8の信号伝送システム。
  11. 【請求項11】 前記符号間干渉推定手段は、過去の判
    定値の非線形的な重みを求めるようになっていることを
    特徴とする請求項6の信号伝送システム。
  12. 【請求項12】 前記符号間干渉推定手段は、過去のビ
    ット情報を保持するシフトレジスタと、該シフトレジス
    タに保持されたデータに対応した推定値を格納するメモ
    リ手段とを具備することを特徴とする請求項11の信号
    伝送システム。
  13. 【請求項13】 前記符号間干渉推定手段は、過去に受
    信した信号のアナログ値を蓄積する蓄積手段と、該アナ
    ログ値から符号間干渉を生成する符号間干渉生成手段を
    具備することを特徴とする請求項6の信号伝送システ
    ム。
  14. 【請求項14】 前記符号間干渉推定手段は、1クロッ
    ク前に受信した信号のアナログ値と、固定の基準アナロ
    グ値の線型的な重み付けの和を取るようになっているこ
    とを特徴とする請求項13の信号伝送システム。
  15. 【請求項15】 前記符号間干渉推定手段は、複数のス
    イッチ手段およびキャパシタ手段を備えていることを特
    徴とする請求項14の信号伝送システム。
  16. 【請求項16】 前記複数の回路ブロックは、それぞれ
    半導体集積回路チップであり、前記信号伝送システム
    は、該複数の半導体集積回路チップを繋ぐバスシステム
    として構成されていることを特徴とする請求項4の信号
    伝送システム。
  17. 【請求項17】 前記信号伝送路は、双方向性のデータ
    バスまたはデータ信号線、或いは、単方向性のアドレス
    バスまたはアドレス信号線として構成されていることを
    特徴とする請求項16の信号伝送システム。
  18. 【請求項18】 前記複数の半導体集積回路チップは、
    プロセッサまたはコントローラと、複数のメモリモジュ
    ールを備えて構成されていることを特徴とする請求項1
    6の信号伝送システム。
  19. 【請求項19】 信号伝送路に送出された信号を受信す
    る信号伝送システムのレシーバ回路であって、該信号の
    示す部分応答を検出する部分応答検出手段と、当該信号
    の論理を判定する信号論理判定手段とを具備することを
    特徴とするレシーバ回路。
  20. 【請求項20】 前記部分応答検出手段は、過去に受信
    した信号から符号間干渉を推定する符号間干渉推定手段
    と、該推定された符号間干渉を実質的に現在受信してい
    る信号から差し引くための差引手段とを具備することを
    特徴とする請求項19のレシーバ回路。
  21. 【請求項21】 前記符号間干渉推定手段は、過去の判
    定値の線形的な重みの和を求めるようになっていること
    を特徴とする請求項20のレシーバ回路。
  22. 【請求項22】 前記符号間干渉推定手段は、過去のビ
    ット情報を保持するシフトレジスタと、該シフトレジス
    タに保持されたデータに重み付けを行う重み付け手段を
    具備することを特徴とする請求項21のレシーバ回路。
  23. 【請求項23】 前記重み付け手段は、複数の抵抗によ
    り構成されていることを特徴とする請求項22のレシー
    バ回路。
  24. 【請求項24】 前記重み付け手段は、複数のキャパシ
    タおよびスイッチにより構成されていることを特徴とす
    る請求項22のレシーバ回路。
  25. 【請求項25】 前記符号間干渉推定手段は、過去の判
    定値の非線形的な重みを求めるようになっていることを
    特徴とする請求項20のレシーバ回路。
  26. 【請求項26】 前記符号間干渉推定手段は、過去のビ
    ット情報を保持するシフトレジスタと、該シフトレジス
    タに保持されたデータに対応した推定値を格納するメモ
    リ手段とを具備することを特徴とする請求項25のレシ
    ーバ回路。
  27. 【請求項27】 前記符号間干渉推定手段は、過去に受
    信した信号のアナログ値を蓄積する蓄積手段と、該アナ
    ログ値から符号間干渉を生成する符号間干渉生成手段を
    具備することを特徴とする請求項24のレシーバ回路。
  28. 【請求項28】 前記符号間干渉推定手段は、1クロッ
    ク前に受信した信号のアナログ値と、固定の基準アナロ
    グ値の線型的な重み付けの和を取るようになっているこ
    とを特徴とする請求項27のレシーバ回路。
  29. 【請求項29】 前記符号間干渉推定手段は、複数のス
    イッチ手段およびキャパシタ手段を備えていることを特
    徴とする請求項28のレシーバ回路。
  30. 【請求項30】 複数の回路ブロック間で信号伝送路を
    介して信号の伝送を行う信号伝送システムであって、 前記各回路ブロックに対し、クロック線を介してクロッ
    クを分配するクロック分配手段と、 該クロックに基づいて、前記回路ブロックの相互の配線
    を前記信号が伝送するのに要する時間よりも高い時間精
    度で共通タイミングを当該各回路ブロックに与える共通
    タイミング信号生成手段と、 該共通タイミングに同期して前記信号を送受信する手段
    とを備えていることを特徴とする信号伝送システム。
  31. 【請求項31】 前記各回路ブロックは、それぞれ集積
    回路モジュール、集積回路チップ、或いは、1つのチッ
    プ内における構成回路であることを特徴とする請求項3
    0の信号伝送システム。
  32. 【請求項32】 前記各回路ブロックの少なくとも1つ
    は、は、受信側に前記信号の符号間干渉を除去するレシ
    ーバ回路を備え、前記信号伝送路を介して伝送された信
    号を受信するようになっていることを特徴とする請求項
    30の信号伝送システム。
  33. 【請求項33】 前記レシーバ回路は、請求項19〜2
    9のいずれか1項に記載のレシーバ回路であることを特
    徴とする請求項32の信号伝送システム。
  34. 【請求項34】 前記信号伝送路の最大長は、該信号伝
    送路を前記信号が1ビットタイムの間に走る距離以下と
    なっていることを特徴とする請求項30の信号伝送シス
    テム。
  35. 【請求項35】 前記信号伝送路には、前記信号を当該
    信号の1ビットタイムの整数倍の遅延を与えて再送信す
    るバッファが挿入され、該バッファにより前記信号伝送
    路の最大長を超える距離での前記信号の伝送を行うよう
    になっていることを特徴とする請求項34の信号伝送シ
    ステム。
  36. 【請求項36】 前記バッファは、該バッファを介して
    接続された他の回路ブロックに対して、該他の回路ブロ
    ックが共通タイミングを生成するのに必要なクロックを
    出力するようになっていることを特徴とする請求項35
    の信号伝送システム。
  37. 【請求項37】 前記信号伝送路は、共通信号線形式の
    バスであり、該バスの一端または両端に当該バスの特性
    インピーダンスと同程度か或いは大きな抵抗の終端抵抗
    を設けるようになっていることを特徴とする請求項30
    の信号伝送システム。
  38. 【請求項38】 前記信号伝送路を駆動するドライバ回
    路の出力インピーダンスは、当該信号伝送路の特性イン
    ピーダンスよりも大きくなっていることを特徴とする請
    求項30の信号伝送システム。
  39. 【請求項39】 前記ドライバ回路は、出力が定電流駆
    動となっていることを特徴とする請求項38の信号伝送
    システム。
  40. 【請求項40】 前記共通タイミング信号生成手段は、
    往きと復りを折り返したクロック線に伝わるクロックを
    取り込み、各回路ブロックが取り込んだ往きと復りのク
    ロックの立ち上がりまたは立ち下がりタイミングの中間
    時点のタイミングを共通タイミングとして生成するよう
    になっていることを特徴とする請求項30の信号伝送シ
    ステム。
  41. 【請求項41】 前記共通タイミング信号生成手段は、
    前記折り返したクロック線上の往きと復りの正弦波状の
    クロックの線型和を生成する線型和生成手段と、該線型
    和生成手段により得られた正弦波を波形整形する波形整
    形手段を具備することを特徴とする請求項40の信号伝
    送システム。
  42. 【請求項42】 前記共通タイミング信号生成手段は、
    前記折り返したクロック線上の往きと復りのクロックを
    取り込み、該往復のクロックの中間位相のクロックを生
    成するフェーズ・インターポレータを具備することを特
    徴とする請求項40の信号伝送システム。
  43. 【請求項43】 前記共通タイミング信号生成手段は、
    クロック線に定在波を生じさせ、前記各回路ブロック
    は、該クロック線上の定在波から前記クロックを取り込
    むようになっていることを特徴とする請求項30の信号
    伝送システム。
  44. 【請求項44】 前記クロック線に定在波を生じさせる
    手段は、クロックの駆動回路およびクロックの終端回路
    の一方或いは両方に該クロックの反射信号を能動的に作
    りだして、該クロック線の電気的な長さを調整する手段
    を備えていることを特徴とする請求項43の信号伝送シ
    ステム。
  45. 【請求項45】 前記共通タイミングを生成するための
    クロックの周期は、前記信号伝送路に伝送される信号の
    1ビットタイムの2倍よりも大きくなっていることを特
    徴とする請求項30の信号伝送システム。
  46. 【請求項46】 前記クロック線は、前記信号伝送路と
    は本質的に異なる伝送特性を持ち、該信号伝送路よりも
    外部環境との間の電気的遮蔽の度合が大きくなっている
    ことを特徴とする請求項30の信号伝送システム。
  47. 【請求項47】 前記共通タイミング信号生成手段は、
    往きクロック線および復りクロック線に伝えられる往き
    クロックおよび復りクロックを取り込み、各回路ブロッ
    クが取り込んだ往きおよび復りクロックの立ち上がりま
    たは立ち下がりタイミングの中間時点のタイミングを共
    通タイミングとして共通タイミング信号を生成するよう
    になっていることを特徴とする請求項30の信号伝送シ
    ステム。
  48. 【請求項48】 前記信号伝送システムは、一組の往き
    クロック線および復りクロック線に対し少なくとも一組
    の往きクロック生成回路および復りクロック生成回路を
    設け、該往きおよび復りクロック生成回路は前記往きお
    よび復りクロックの立ち上がりまたは立ち下がりの位相
    を所定の値となるように調整するようになっていること
    を特徴とする請求項47の信号伝送システム。
  49. 【請求項49】 前記往きクロック生成回路は、前記往
    きおよび復りクロックの立ち上がりまたは立ち下がりの
    中間時点を抽出して得られる中間位相信号のタイミング
    と基準クロックの立ち上がりまたは立ち下がりタイミン
    グとを一致させる手段と、該中間位相信号と前記共通タ
    イミング信号との位相差を検出する手段と、該検出され
    た位相差を零とするように前記往きクロックの位相を調
    整する手段とを具備することを特徴とする請求項48の
    信号伝送システム。
  50. 【請求項50】 前記一組の往きおよび復りクロック線
    に対して複数のクロック生成回路を設け、該一組の往き
    および復りクロック線の両端のクロック生成回路は、往
    きクロック生成回路或いは復りクロック生成回路のみを
    備え、該一組の往きおよび復りクロック線の中間の各ク
    ロック生成回路は、前段のクロック生成回路から送られ
    た往きクロックを元に共通タイミング信号および復りク
    ロックを生成する復りクロック生成回路と、後段のクロ
    ック生成回路に対する新たな往きクロックを生成する往
    きクロック生成回路とを備えていることを特徴とする請
    求項48の信号伝送システム。
  51. 【請求項51】 前記各クロック生成回路は、信号線を
    介して供給される信号を駆動するバッファをさらに具備
    することを特徴とする請求項50の信号伝送システム。
  52. 【請求項52】 前記回路ブロック間の信号線の接続を
    一対一接続とし、前記クロック生成回路を1つ或いは複
    数の回路ブロックごとに設けるようにしたことを特徴と
    する請求項50の信号伝送システム。
  53. 【請求項53】 前記復りクロック生成回路は、受信し
    た往きクロックと復りクロックの位相差が一定となるよ
    うに位相調整を行うフィードバックループにより構成さ
    れていることを特徴とする請求項48の信号伝送システ
    ム。
  54. 【請求項54】 前記復りクロック生成回路は、可変遅
    延手段と、該可変遅延手段の遅延量をクロック周期に同
    期させるためのフィードバックループと、該フィードバ
    ックループに従属して制御される遅延段により前記クロ
    ック周期に比例した遅延量を前記往きクロックに与える
    手段とで構成したことを特徴とする請求項48の信号伝
    送システム。
  55. 【請求項55】 前記可変遅延手段は、縦列接続された
    複数の可変遅延回路を備え、前記フィードバックループ
    は該各可変遅延回路における遅延量を同じ値として制御
    し、前記復りクロックは該複数の可変遅延回路の所定の
    接続個所から取り出すようにしたことを特徴とする請求
    項54の信号伝送システム。
  56. 【請求項56】 前記往きクロックと前記復りクロック
    の反転信号との位相差が、該往きおよび復りクロックを
    受け取るいずれの回路ブロックにいおても、±180度
    以内となるように該復りクロックの位相を制御するよう
    にしたことを特徴とする請求項47の信号伝送システ
    ム。
  57. 【請求項57】 前記復りクロックは、前記往きクロッ
    クを反転したものとなっていることを特徴とする請求項
    47の信号伝送システム。
  58. 【請求項58】 前記往きおよび復りクロックは、立ち
    上がり・立ち下がり時間がクロック周期の無視できない
    割合を占めるような正弦波,三角波または台形波となっ
    ていることを特徴とする請求項47の信号伝送システ
    ム。
  59. 【請求項59】 前記共通タイミング信号生成手段は、
    前記往きおよび復りクロックが差動入力として与えられ
    た差動コンパレーターであることを特徴とする請求項5
    8の信号伝送システム。
  60. 【請求項60】 前記往きおよび復りクロック線の終端
    部を、該往きおよび復りクロック線の特性インピーダン
    スよりも大きなインピーダンスで終端するようにしたこ
    とを特徴とする請求項47の信号伝送システム。
  61. 【請求項61】 前記往きおよび復りクロックの内の少
    なくとも一方は、差動の信号伝送形式により伝送するよ
    うにしたことを特徴とする請求項47の信号伝送システ
    ム。
  62. 【請求項62】 前記往きクロックを相補信号として伝
    送し、前記復りクロックを該相補の往きクロックを差動
    増幅した信号から生成するようにしたことを特徴とする
    請求項61の信号伝送システム。
  63. 【請求項63】 前記往きおよび復りクロックは、フリ
    ーランニング・クロック状態の基準クロックに対して、
    フィードバック制御による可変遅延回路の遅延量を与え
    ることで生成するようにしたことを特徴とする請求項4
    7の信号伝送システム。
  64. 【請求項64】 前記往きおよび復りのクロックを取り
    込むとき、該往きクロックは、一旦チップの外部に出さ
    れた信号を再び当該チップ内に取り込んで共通タイミン
    グ信号を生成するようにしたことを特徴とする請求項4
    7の信号伝送システム。
  65. 【請求項65】 前のデータによって引き起こされる符
    号間干渉成分を取り除くことにより、プリチャージをビ
    ットごとに行うことなくデータを伝送するようにした信
    号伝送路と、 該信号伝送路を介して伝えられる信号の符号間干渉成分
    を取り除く手段とを備えたことを特徴とする信号伝送シ
    ステム。
  66. 【請求項66】 前記信号伝送路は、シングルエンド構
    成になっていることを特徴とする請求項65の信号伝送
    システム。
  67. 【請求項67】 前記信号伝送路は相補型のバスとして
    構成され、前記信号伝送システムは相補型のバスドライ
    バおよび相補型のバスアンプを備えて構成されているこ
    とを特徴とする請求項65の信号伝送システム。
  68. 【請求項68】 前記信号伝送路システムは、さらに、
    データの伝送時には毎ビットごとには該信号伝送路のプ
    リチャージを行わず、該データの伝送時以外は該信号伝
    送路を所定のレベルの電位にプリチャージするプリチャ
    ージ回路を備えたことを特徴とする請求項67の記載の
    信号伝送システム。
  69. 【請求項69】 前記プリチャージ回路は、前記信号伝
    送路のプリチャージを、データの伝送時の前後の所定期
    間だけ、或いは、前記信号伝送路のプリチャージをデー
    タの伝送時以外の全ての期間で行うようにしたことを特
    徴とする請求項68の信号伝送システム。
  70. 【請求項70】 前記プリチャージ回路は、前記信号伝
    送路のプリチャージを外部から任意に行うようにしたこ
    とを特徴とする請求項68の信号伝送システム。
  71. 【請求項71】 前記相補型のバスアンプは、前記相補
    型のバスの各々に対するシングルエンド用の符号間干渉
    成分除去機能付アンプと、該符号間干渉成分除去機能付
    アンプの後段に設けられた相補型の差動アンプとを備え
    たことを特徴とする請求項67の信号伝送システム。
  72. 【請求項72】 前記相補型の差動アンプは、ラッチ型
    の差動アンプ、ゲート受けの差動アンプ、或いは、カレ
    ントミラー型の差動アンプとして構成されていることを
    特徴とする請求項71の信号伝送システム。
  73. 【請求項73】 前記相補型のバスアンプは、ゲート受
    けの第1および第2の相補入力を有する差動アンプと、
    該差動アンプの第1および第2の入力のそれぞれに設け
    られ当該差動アンプの感度のよい部分にプリチャージす
    るためのアンププリチャージ回路と、該差動アンプの第
    1および第2の入力に設けられた第1および第2の二種
    類の容量とを具備し、該第1および第2の容量を介して
    前記差動アンプの第1および第2の入力と前記相補型の
    バスとが結合され、前記第1の容量は該相補型のバスの
    一方に結合され、前記第2の容量はスイッチ手段により
    該相補型のバスのいずれか一方に選択的に結合されるよ
    うになっていることを特徴とする請求項67の信号伝送
    システム。
  74. 【請求項74】 前記第2の容量は、符号間干渉成分推
    定動作時には同じ差動入力部に結合している前記第1の
    容量が結合しているバスとは反対側のバスに結合し、且
    つ、データ判定時には同じ差動入力部に結合している該
    第1の容量が結合しているバスに結合することにより、
    相補の符号間干渉成分を取り除くようになっていること
    を特徴とする請求項73の信号伝送システム。
  75. 【請求項75】 前記相補型のバスアンプは、第1およ
    び第2の符号間干渉成分除去機能付きアンプ部を備え、
    該第1のアンプ部が符号間干渉成分推定動作を行ってい
    る間に該第2のアンプ部がデータの判定動作を行い、次
    のタイミングでは該第1のアンプ部がデータの判定動作
    行っている間に該第2のアンプ部が符号間干渉成分推定
    動作を行うようになっており、該第1および第2のアン
    プ部は、それぞれ、ゲート受けの第1および第2の相補
    入力を有する差動アンプと、該差動アンプの第1および
    第2の入力のそれぞれに設けられ当該差動アンプの感度
    のよい部分にプリチャージするためのアンププリチャー
    ジ回路と、該差動アンプの第1および第2の入力に設け
    られた第1および第2の二種類の容量とを具備し、該第
    1および第2の容量を介して前記差動アンプの第1およ
    び第2の入力と前記相補型のバスとが結合され、前記第
    1の容量は常に該相補型のバスの一方に結合され、前記
    第2の容量はスイッチ手段により該相補型のバスのいず
    れか一方に選択的に結合されるようになっていることを
    特徴とする請求項67の信号伝送システム。
  76. 【請求項76】 前記相補型のバスアンプは、ゲート受
    けの第1および第2の相補入力を有する差動アンプと、
    該差動アンプの第1の入力に設けられ当該差動アンプの
    感度のよい部分にプリチャージするためのアンププリチ
    ャージ回路と、該差動アンプの第2の入力と当該差動ア
    ンプの出力の電気的な導通を制御するオートゼロ回路
    と、該差動アンプの第1および第2の入力に設けられた
    第1および第2の二種類の容量とを具備し、該第1およ
    び第2の容量を介して前記差動アンプの第1および第2
    の入力と前記相補型のバスとが結合され、前記第1の容
    量は常に該相補型のバスの一方に結合され、前記第2の
    容量はスイッチ手段により該相補型のバスのいずれか一
    方に選択的に結合されるようになっていることを特徴と
    する請求項67の信号伝送システム。
  77. 【請求項77】 前記第2の容量は、符号間干渉成分推
    定動作時には同じ差動入力部に結合している前記第1の
    容量が結合しているバスとは反対側のバスに結合し、且
    つ、データ判定時には同じ差動入力部に結合している該
    第1の容量が結合しているバスに結合することにより、
    相補の符号間干渉成分を取り除くようになっていること
    を特徴とする請求項76の信号伝送システム。
  78. 【請求項78】 前記相補型のバスアンプは、第1およ
    び第2の符号間干渉成分除去機能付きアンプ部を備え、
    該第1のアンプ部が符号間干渉成分推定動作を行ってい
    る間に該第2のアンプ部がデータの判定動作を行い、次
    のタイミングでは該第1のアンプ部がデータの判定動作
    行っている間に該第2のアンプ部が符号間干渉成分推定
    動作を行うようになっており、該第1および第2のアン
    プ部は、それぞれ、ゲート受けの第1および第2の相補
    入力を有する差動アンプと、該差動アンプの第1の入力
    に設けられ当該差動アンプの感度のよい部分にプリチャ
    ージするためのアンププリチャージ回路と、該差動アン
    プの第2の入力と当該差動アンプの出力の電気的な導通
    を制御するオートゼロ回路と、該差動アンプの第1およ
    び第2の入力に設けられた第1および第2の二種類の容
    量とを具備し、該第1および第2の容量を介して前記差
    動アンプの第1および第2の入力と前記相補型のバスと
    が結合され、前記第1の容量は常に該相補型のバスの一
    方に結合され、前記第2の容量はスイッチ手段により該
    相補型のバスのいずれか一方に選択的に結合されるよう
    になっていることを特徴とする請求項67の信号伝送シ
    ステム。
  79. 【請求項79】 前記第2の容量は、符号間干渉成分推
    定動作時には同じ差動入力部に結合している前記第1の
    容量が結合しているバスとは反対のバスに結合し、且
    つ、データ判定時には同じ差動入力部に結合している該
    第1の容量が結合しているバスに結合することにより、
    相補の符号間干渉成分を取り除くようになっていること
    を特徴とする請求項75または78の信号伝送システ
    ム。
  80. 【請求項80】 前記第1の容量の値をC10とし、前
    記第2の容量の値をC20とし、前記バスの時定数をτ
    とし、1ビット分のデータが該バスに現れる時間或いは
    1ビット分の周期をTとしたとき、該第1および第2の
    容量の値は、式:C10/(C10+C20)=(1+
    exp(−T/τ))/2をほぼ満たすようになってい
    ることを特徴とする請求項73〜79のいずれか1項に
    記載の信号伝送システム。
  81. 【請求項81】 前記差動アンプは、ラッチ型の差動ア
    ンプとして構成されていることを特徴とする請求項73
    〜79のいずれか1項に記載の信号伝送システム。
  82. 【請求項82】 前記差動アンプは、データ読み出し時
    以外において、データを受けるトランジスタがNチャネ
    ル型のとき該差動アンプの出力ノードを高レベルとし、
    或いは、該データを受けるトランジスタがPチャネル型
    のとき該差動アンプの出力ノードを低レベルとして動作
    速度を向上させるようにしたことを特徴とする請求項8
    1の信号伝送システム。
  83. 【請求項83】 前記差動アンプは、データ転送時以
    外,および,データ読み出し時内の符号間干渉成分除去
    動作並びに差動アンプ入力ノードプリチャージ時におい
    て、データを受けるトランジスタがNチャネル型のとき
    該差動アンプの出力ノードを高レベルとし、或いは、該
    データを受けるトランジスタがPチャネル型のとき該差
    動アンプの出力ノードを低レベルとして動作速度を向上
    させるようにしたことを特徴とする請求項81の信号伝
    送システム。
  84. 【請求項84】 前記差動アンプは、カレントミラー型
    の差動アンプとして構成されていることを特徴とする請
    求項73〜79のいずれか1項に記載の信号伝送システ
    ム。
  85. 【請求項85】 前記差動アンプは、データ転送時以外
    は動作しないようになっていることを特徴とする請求項
    73〜79のいずれか1項に記載の信号伝送システム。
  86. 【請求項86】 請求項67〜85のいずれか1項に記
    載の相補型のバスアンプをデータバスアンプとして備
    え、前記相補型のバスドライバをセンスアンプとして備
    え、且つ、前記相補型のバスをデータバスとして備えた
    半導体記憶装置であって、前記データバスアンプは、前
    記センスアンプから前記データバスを介して伝送される
    データにおける符号間干渉成分を取り除くことにより、
    該データバスのプリチャージをデータ転送時に行うこと
    なく連続的にデータ読み出しを行うようにしたことを特
    徴とする半導体記憶装置。
  87. 【請求項87】 前記半導体記憶装置は、ダイナミック
    型ランダムアクセスメモリであることを特徴とする請求
    項86の半導体記憶装置。
  88. 【請求項88】 前記データバスは、階層構造になって
    いることを特徴とする請求項87の半導体記憶装置。
  89. 【請求項89】 前記データバスは、選択したカラムゲ
    ートを介して前記センスアンプからのデータを転送する
    ローカルデータバスと、選択したローカルデータバスス
    イッチを介して該ローカルデータバスのデータを転送す
    るグローバルデータバスとを備えていることを特徴とす
    る請求項88の半導体記憶装置。
  90. 【請求項90】 前記データバスアンプは、クロックの
    立ち上がりおよび立ち下がりタイミング、或いは、相補
    のクロックの立ち上がりタイミングにより、並列の設け
    られた2つの符号間干渉成分除去機能付きアンプ部をイ
    ンターリーブしてデータを読み出すようになっているこ
    とを特徴とする請求項87の半導体記憶装置。
  91. 【請求項91】 前記半導体記憶装置は、さらに、クロ
    ックの立ち上がりタイミングからカラム選択信号を生成
    するカラムデコーダおよびカラム選択信号発生回路を備
    えた第1のカラム選択信号生成手段と、クロックの立ち
    下がり或いは反転クロックの立ち上がりタイミングから
    カラム選択信号を生成するカラムデコーダおよびカラム
    選択信号発生回路を備えた第2のカラム選択信号生成手
    段とを具備し、該第1および第2のカラム選択信号生成
    手段をインターリーブすることにより高速なカラム選択
    信号の切り替えを行うようにしたことを特徴とする請求
    項90の半導体記憶装置。
  92. 【請求項92】 前記第1および第2のカラム選択信号
    生成手段は、カラム選択信号をオーバーラップして生成
    するようになっていることを特徴とする請求項91の半
    導体記憶装置。
  93. 【請求項93】 前記データバスアンプは、1つの符号
    間干渉成分除去機能付きアンプ部によりデータを読み出
    すようになっていることを特徴とする請求項87の半導
    体記憶装置。
  94. 【請求項94】 前記符号間干渉成分除去機能付きアン
    プ部は、クロックの立ち上がり或いは立ち下がりタイミ
    ングで符号間干渉成分の推定動作を行い、且つ、該クロ
    ックの立ち下がり或いは立ち上がりタイミングでデータ
    の判定動作を行うようになっていることを特徴とする請
    求項93の半導体記憶装置。
  95. 【請求項95】 前記半導体記憶装置は、前記データバ
    スに設けられたロードを備えていることを特徴とする請
    求項86〜94のいずれか1項に記載の半導体記憶装
    置。
  96. 【請求項96】 前記データバスが前記ロードが無いと
    きには徐々に低レベル側にシフトしていく場合、該ロー
    ドを、該データバスのシフトを抑える程度のサイズのP
    チャネル型MOSトランジスタで構成し、該相補型のデ
    ータバスがそれぞれ該Pチャネル型MOSトランジスタ
    を介して高レベルにつられるようになっており、且つ、
    データ転送時以外は該Pチャネル型MOSトランジスタ
    をオフ状態にすることによりロードの働きを止めるよう
    になっていることを特徴とする請求項95の半導体記憶
    装置。
  97. 【請求項97】 前記データバスが前記ロードが無いと
    きには徐々に低レベル側にシフトしていく場合、該ロー
    ドを、該データバスのシフトを抑える程度のサイズのN
    チャネル型MOSトランジスタで構成し、該相補型のデ
    ータバスがそれぞれ該Nチャネル型MOSトランジスタ
    を介して高レベルにつられるようになっており、且つ、
    データ転送時以外は該Nチャネル型MOSトランジスタ
    をオフ状態にすることによりロードの働きを止めるよう
    になっていることを特徴とする請求項95の半導体記憶
    装置。
  98. 【請求項98】 前記データバスが前記ロードが無いと
    きには徐々に低レベル側にシフトしていく場合、該ロー
    ドを抵抗により構成すると共に、該抵抗をトランジスタ
    を介して高レベルにつなぎ、且つ、データ転送時以外は
    該トランジスタをオフ状態にすることによりロードの働
    きを止めるようになっていることを特徴とする請求項9
    5の半導体記憶装置。
  99. 【請求項99】 前記データバスが前記ロードが無いと
    きには徐々に低レベル側にシフトしていく場合、該ロー
    ドをPチャネル型MOSトランジスタのクロスカップル
    として構成すると共に、該クロスカップルされたPチャ
    ネル型MOSトランジスタを制御トランジスタを介して
    高レベルにつなぎ、高レベルのデータが転送される一方
    のバスが低レベルのデータが転送される他方のバスより
    も高レベル側に引っ張られるように構成し、且つ、デー
    タ転送時以外は該制御トランジスタをオフ状態にするこ
    とによりロードの働きを止めるようになっていることを
    特徴とする請求項95の半導体記憶装置。
  100. 【請求項100】 前記データバスが前記ロードが無い
    ときには徐々に高レベル側にシフトしていく場合、該ロ
    ードを、該データバスのシフトを抑える程度のサイズの
    Nチャネル型MOSトランジスタで構成し、該相補型の
    データバスがそれぞれ該Nチャネル型MOSトランジス
    タを介して低レベルにつられるようになっており、且
    つ、データ転送時以外は該Nチャネル型MOSトランジ
    スタをオフ状態にすることによりロードの働きを止める
    ようになっていることを特徴とする請求項95の半導体
    記憶装置。
  101. 【請求項101】 前記データバスが前記ロードが無い
    ときには徐々に高レベル側にシフトしていく場合、該ロ
    ードを、該データバスのシフトを抑える程度のサイズの
    Pチャネル型MOSトランジスタで構成し、該相補型の
    データバスがそれぞれ該Pチャネル型MOSトランジス
    タを介して低レベルにつられるようになっており、且
    つ、データ転送時以外は該Pチャネル型MOSトランジ
    スタをオフ状態にすることによりロードの働きを止める
    ようになっていることを特徴とする請求項95の半導体
    記憶装置。
  102. 【請求項102】 前記データバスが前記ロードが無い
    ときには徐々に高レベル側にシフトしていく場合、該ロ
    ードを抵抗により構成すると共に、該抵抗をトランジス
    タを介して低レベルにつなぎ、且つ、データ転送時以外
    は該トランジスタをオフ状態にすることによりロードの
    働きを止めるようになっていることを特徴とする請求項
    95の半導体記憶装置。
  103. 【請求項103】 前記データバスが前記ロードが無い
    ときには徐々に高レベル側にシフトしていく場合、該ロ
    ードをNチャネル型MOSトランジスタのクロスカップ
    ルとして構成すると共に、該クロスカップルされたNチ
    ャネル型MOSトランジスタを制御トランジスタを介し
    て低レベルにつなぎ、低レベルのデータが転送される一
    方のバスが高レベルのデータが転送される他方のバスよ
    りも低レベル側に引っ張られるように構成し、且つ、デ
    ータ転送時以外は該制御トランジスタをオフ状態にする
    ことによりロードの働きを止めるようになっていること
    を特徴とする請求項95の半導体記憶装置。
  104. 【請求項104】 前記ロードは、グローバルデータバ
    スの1個所にのみ、グローバルデータバスの複数個所に
    分散して、ローカルデータバスにのみ、或いは、グロー
    バルデータバスおよびローカルデータバスの複数個所に
    分散して設けられていることを特徴とする請求項95〜
    103のいずれか1項に記載の半導体記憶装置。
  105. 【請求項105】 前記センスアンプは、CMOSトラ
    ンジスタのクロスカップルとして構成されていることを
    特徴とする請求項86〜104のいずれか1項に記載の
    半導体記憶装置。
  106. 【請求項106】 前記センスアンプは、ビット線の差
    電位をゲートで受け、該ビット線が開ききる前にデータ
    を前記データバスに転送し、該データバスの差電位によ
    り該センスアンプのデータが反転することを防止するよ
    うにしたことを特徴とする請求項86〜104のいずれ
    か1項に記載の半導体記憶装置。
  107. 【請求項107】 前記センスアンプは、Pチャネルま
    たはNチャネル型MOSトランジスタのゲート受けのア
    ンプ、或いは、CMOSトランジスタのゲート受けのア
    ンプとして構成されていることを特徴とする請求項10
    6の半導体記憶装置。
  108. 【請求項108】 前記半導体記憶装置は、カラム選択
    信号生成回路から選択されるセンスアンプまでの距離
    と、該選択されたセンスアンプから前記データバスを経
    由して前記データバスアンプまでの距離とが、該選択さ
    れたセンスアンプのメモリセルアレイ中での位置により
    異なることによって生じる、カラム選択信号が生成され
    てからセンスアンプが選択されてデータが出力され該デ
    ータバスアンプに到達するまでの該センスアンプの位置
    による時間のずれを補償することにより、該データバス
    アンプ内で使用する制御信号を該データバスアンプに到
    達したデータが有効になる部分にくるようにしたことを
    特徴とする請求項86〜107のいずれか1項に記載の
    半導体記憶装置。
  109. 【請求項109】 前記半導体記憶装置は、前記カラム
    選択信号生成回路および前記データバスアンプに近いセ
    ンスアンプほど前記カラム選択信号をより遅めのタイミ
    ングで生成し、且つ、該カラム選択信号生成回路および
    該データバスアンプから遠いセンスアンプほど該カラム
    選択信号をより早めのタイミングで生成し、該データバ
    スアンプにデータが到着するタイミングを前記各センス
    アンプの位置に関わらずほぼ一定となるようにしたこと
    を特徴とする請求項108の半導体記憶装置。
  110. 【請求項110】 前記半導体記憶装置は、前記データ
    バスアンプに直接つながったデータバスの長さ方向を横
    切る複数のメモリブロックに分割され、該メモリブロッ
    クを選択するブロック選択アドレスが前記カラム選択信
    号生成回路に入力され、該ブロック選択アドレスにより
    該カラム選択信号生成回路内の遅延量を制御して、該デ
    ータバスアンプにデータが到着するタイミングを前記各
    センスアンプの位置に関わらずほぼ一定となるようにし
    たことを特徴とする請求項109の半導体記憶装置。
  111. 【請求項111】 前記半導体記憶装置は、カラム選択
    信号発生回路にロウ側のブロック選択アドレスを供給
    し、該ブロック選択アドレスにより該カラム選択信号発
    生回路内の遅延量を制御して、前記カラム選択信号の発
    生タイミングを、前記バスアンプから遠い位置のブロッ
    クに対してはより早いタイミングとし、且つ、該バスア
    ンプから近い位置のブロックに対してはより遅いタイミ
    ングとするようにしたことを特徴とする請求項108の
    半導体記憶装置。
  112. 【請求項112】 前記カラム選択信号発生回路内の遅
    延量は、トランスファースイッチおよび付加容量により
    構成され、該バスアンプから近いブロックほど該付加容
    量の値が大きくなるようにしたことを特徴とする請求項
    111の半導体記憶装置。
  113. 【請求項113】 前記カラム選択信号発生回路内の遅
    延量は、複数の遅延段が縦列接続された遅延線により構
    成され、該バスアンプから近いブロックほど該遅延線に
    おけるより多くの遅延段を通過するようにしたことを特
    徴とする請求項111の半導体記憶装置。
  114. 【請求項114】 前記各遅延段は、第1および第2の
    ナンドゲートおよびインバータを備えて構成されている
    ことを特徴とする請求項113の半導体記憶装置。
  115. 【請求項115】 前記半導体記憶装置は、前記カラム
    選択信号生成回路および前記データバスアンプに近いセ
    ンスアンプほど該データバスアンプ内で使用する制御信
    号の生成をより早めに行い、且つ、該カラム選択信号生
    成回路および該データバスアンプから遠いセンスアンプ
    ほどデータバスアンプ内で使用する制御信号の生成をよ
    り遅めに行って、データバスアンプ内で使用する制御信
    号を該データバスアンプに到達したデータが有効になる
    部分にくるようにしたことを特徴とする請求項108の
    半導体記憶装置。
  116. 【請求項116】 相補型のバスを介してデータを伝送
    し、該データを前のデータによって引き起こされる符号
    間干渉成分を取り除いて検出する信号伝送システムのレ
    シーバ回路であって、 ゲート受けの第1および第2の相補入力を有する差動ア
    ンプと、 該差動アンプの第1および第2の入力のそれぞれに設け
    られ当該差動アンプの感度のよい部分にプリチャージす
    るためのアンププリチャージ回路と、 該差動アンプの第1および第2の入力に設けられた第1
    および第2の二種類の容量とを具備し、該第1および第
    2の容量を介して前記差動アンプの第1および第2の入
    力と前記相補型のバスとが結合され、前記第1の容量は
    常に該相補型のバスの一方に結合され、前記第2の容量
    はスイッチ手段により該相補型のバスのいずれか一方に
    選択的に結合されるようになっていることを特徴とする
    レシーバ回路。
  117. 【請求項117】 前記第2の容量は、符号間干渉成分
    推定動作時には同じ差動入力部に結合している前記第1
    の容量が結合しているバスとは反対側のバスに結合し、
    且つ、データ判定時には同じ差動入力部に結合している
    該第1の容量が結合しているバスに結合することによ
    り、相補の符号間干渉成分を取り除くようになっている
    ことを特徴とする請求項116のレシーバ回路。
  118. 【請求項118】 前記第1の容量の値をC10とし、
    前記第2の容量の値をC20とし、前記バスの時定数を
    τとし、1ビット分のデータが該バスに現れる時間或い
    は1ビット分の周期をTとしたとき、 該第1および第2の容量の値は、式:C10/(C10
    +C20)=(1+exp(−T/τ))/2をほぼ満
    たすようになっていることを特徴とする請求項116の
    レシーバ回路。
  119. 【請求項119】 前記差動アンプは、ラッチ型の差動
    アンプとして構成されていることを特徴とする請求項1
    16のレシーバ回路。
  120. 【請求項120】 前記差動アンプは、データ読み出し
    時以外において、データを受けるトランジスタがNチャ
    ネル型のとき該差動アンプの出力ノードを高レベルと
    し、或いは、該データを受けるトランジスタがPチャネ
    ル型のとき該差動アンプの出力ノードを低レベルとして
    動作速度を向上させるようにしたことを特徴とする請求
    項119のレシーバ回路。
  121. 【請求項121】 前記差動アンプは、データ転送時以
    外,および,データ読み出し時内の符号間干渉成分除去
    動作並びに差動アンプ入力ノードプリチャージ時におい
    て、データを受けるトランジスタがNチャネル型のとき
    該差動アンプの出力ノードを高レベルとし、或いは、該
    データを受けるトランジスタがPチャネル型のとき該差
    動アンプの出力ノードを低レベルとして動作速度を向上
    させるようにしたことを特徴とする請求項119のレシ
    ーバ回路。
  122. 【請求項122】 前記差動アンプは、カレントミラー
    型の差動アンプとして構成されていることを特徴とする
    請求項116のレシーバ回路。
  123. 【請求項123】 前記差動アンプは、データ転送時以
    外は動作しないようになっていることを特徴とする請求
    項116のレシーバ回路。
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