KR100232317B1 - 시스템내의 장치들을 정합시키는 장치단 - Google Patents

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Abstract

본 발명에 따른 기준 발생 및 스위칭형 전류원 시스템은 능동 종단(active termination)의 이용, 전송 라인 전류 바이어싱(transmission line current biasing), 전송기 및 수신기에서의 집적 회로 트랜지스터 파라미터들에 의해 개량된 것과 같은 라인(line)의 특성 임피던스로부터 유도되는 공유 기준 전압의 사용을 통해 반사를 최소화하면서 데이터 신호를 전송 라인으로 전달하는데 적합하다. 전송 라인에 의해 접속되는 집적 회로 칩들은 제각기 능동 종단기(active terminator)에 대한 바이어스 전압, 전송 라인에 주입되는 바이어스 전류, 스위칭형 전류원을 결정하는 기준 신호 발생기(reference generator)를 갖는다. 전송 및 수신 장치들에 상호접속하는 기준 노드는 전송 라인이 바이어스되는 곳의 전압의 명목상 2 배이며 스위칭형 전류원에 의해 제공된 전압 증가분의 명목상 2배인 전압을 전달한다. 전송 라인의 전송단에 있는 스위칭형 전류원, 전송 라인의 전송 단에서 제공된 바이어스 전류, 전송 라인의 수신단에 있는 능동 종단기의 바이어스 레벨이, 각각의 칩들내의 집적 회로 트랜지스터들의 고유한 특성들과 절충된 기준 노드상의 전압으로부터 바로 유도된다.

Description

시스템내의 장치들을 정합시키는 장치단
본 발명은 전반적으로 전송 라인 상에서 전기 신호들을 구동 및 수신하는 데 사용되는 인터페이스들에 관한 것이다. 보다 상세히 설명하자면, 본 발명은 복수의 집적 회로 칩 장치들을 상호접속하는 버스형 전송 라인(bus type trensmission line)들에 사용되는 입력 및 출력 구성(input and output configuration)에 관한 것이다.
컴퓨터 시스템 클록 속도가 계속적으로 증가하여, 이제 상업용 마이크로프로세서들이 200 ㎒ 클록속도로 동작하는 것은 일상적인 일이 되었다. 이와 같이 높은 주파수에서 변화하는 데이터 신호들을 측정하는 것은 접속선상에서의 임피던스 부정합에서 기인하는 반사(impedance mismatch induced reflection)로 인해 더욱 어려운 일이 되고 있다. 즉, 라인들이 단일 와이어들인지 아니면 버스의 일부인지의 여부를 불문하고, 라인들의 특성 임피던스(characteristic impedance)가 종단 로드(terminating load)의 입력 임피던스(input impedance)와 정합되지 않는 것이 일반적이며, 이 때 로드는 주로 집적 회로 장치의 입력이다. 그러므로 특히 종단 로드에서의 임피던스를 전송 라인의 특성 임피던스와 정합시키고자 하는 노력의 일환으로, 대상 주파수에 대해 데이터 통신 경로의 전송 라인 효과를 고려하는 것이 필수적으로 되고 있다. 임피던스 정합를 개선하면 신호의 반사가 최소화되어 신호의 정착 시간(settling time)이 감소되고 수신단에서 신호를 정확하게 샘플링하는 데 필요한 지연이 감소된다. 따라서, 종단 장치의 임피던스가 전송 장치에 의해 전달되는 전류를 정확하게 싱크하도록 하는 것이 목표이다.
이러한 시스템의 한 예가 1995년 5월 8일에 출원된 미국 특허 출원 제 08/438,134호에 기술되어 있으며, 이는 본 명세서에서 전체로서 참조로 인용된다. 이 특허 출원에는 임피던스 전류 싱크(impedence current sink)를 정합시킴과 동시에 전류원 전송 라인 드라이버들을 이용하여 전송 라인 신호 반사를 최소화하는 양방향 전송 라인 드라이버/수신기가 기술되어 있다. 이 특허 출원은 집적 회로의 제조 프로세스가 구동 및 종단 특성들을 정확하게 제어하는 데 도움이 되지 않는 상황에서 능동적으로 조정되는 종단기(actively adjusted terminator)와 가변 전류원 전송 라인을 사용하여 신호 반사를 최소화하는 것에 중점을 두고 있다.
이 출원은 또한 기본적인 개념을 멀티-레벨 논리 신호(multi-level logic signal)에까지 확장하여, 데이터를 전류 레벨에서의 증분적 차분량(incremented differences)에 의해 제각기 특성지워지는 신호들로 인코딩한다. 이 경우에도, 종단 또는 수신단에서의 능동적인 정합이 전류 레벨의 디코딩을 보장하는 중요한 문제이다.
상기 언급된 출원에 의해 추구되는 개괄한 접근법들도 실행가능하고 이익이 되겠지만, 전송된 전류 및 수신단 임피던스 레벨들을 능동적으로 조정하는 데 사용되는 기준 신호 발생기(reference generator)들을 좀 더 개량할 필요가 있다. 구체적으로 말하자면, 기준 신호 발생기에 있어서, CMOS 소자를 보다 정밀하게 분석한 결과, 상기 언급된 특허 출원에서의 기준 신호 발생기를 구현하는 데 필요한 임계 전압과 트랜스컨덕턴스(transconductance)간의 통계적 연관성이 원래 생각했던 것만큼 신뢰할 수 있는 것이 아님을 알게 되었다. 따라서, 전송 라인의 동작 특성을 개선하여 집적 회로 칩들간에 고주파 신호들을 전달할 수 있도록 기준 신호 발생기 및 이와 관련된 스위칭형 전류원을 개량해야 할 필요성이 대두되었다.
한 실시예에 있어서, 본 발명은 전송 라인 버스를 통해 상호접속되는 복수의 집적 회로 장치들을 갖는 시스템에 관한 것으로서, 이 때의 버스는 전류원 드라이버들과 수신기들을 구비한 장치들간에 데이터 신호들을 전송하는 데 적합하도록 되며, 여기서 장치단(apparatus)은 둘 또는 그 이상의 집적 회로 장치들내에 있는 전류원 드라이버들과 수신기들을 정합시키도록 동작하는 것으로서, 하나 또는 그 이상의 버스 라인들을 통해 소정의 장치들간에 전송되는 데이터 신호의 명목상 2 배 크기의 기준 신호를 제 1 장치에서 생성하는 수단, 제 1 종단기로 하여금 기준 신호를 조절하도록 동작하게 하는 제 1 바이어스 신호를 제 1 장치에서 생성하는 수단, 제 1 바이어스 전류를 이 버스의 제 1 라인에 주입하게 하는 제 2 바이어스 신호를 생성하는 수단, 버스의 제 1 라인에 접속되어 있으며 제 1 바이어스 신호와 제 2 장치에 의해 제 1 라인에 주입되는 제 1 바이어스 전류에 응답하여 버스의 제 1 라인에 명목상 기준 전압의 1/2 전압을 설정하는 제 1 장치내의 제 2 종단기를 포함한다. 한 개의 기준 전압과 복수개의 라인 버스를 포함하는 본 발명의 변형예에 있어서는, 제 2 바이어스 신호에 응답하여 제 2 바이어스 전류를 버스의 제 2 라인에 주입하는 수단과, 버스의 제 2 라인에 접속되어 있으며 제 1 바이어스 신호와 제 2 장치에 의해 제 2 라인에 주입되는 제 2 바이어스 전류에 응답하여 제 2 라인상에 명목상 기준 전압의 1/2 전압을 설정하는 제 1 장치내의 제 3 종단기를 더 포함하는 것을 또 다른 특징으로 한다.
본 발명의 구체적인 실시예에 있어서, 기준 신호가 각각의 집적 회로 장치들내에 있는 기준 회로들의 공유 노드상에서의 상호동작에 의해 생성된 후, 이 기준 신호가 개별적인 장치 증폭기들, 전류 미러들, 정합 종단기들, 피드백 보상 회로들에 사용되어 버스의 데이터 신호선상에 나타난 것과 같은 정합 바이어스 레벨들을 설정한다. 기준 레벨 및 바이어스 신호들은 전송 라인의 특성 임피던스를 이용하여 얻어지게 되므로 각각의 집적 회로 칩의 입력/출력 접속부에서 데이터 신호 버스, 바이어싱 및 임피던스 정합이 이루어지는 것이 상례이다. 본 발명에서 개량된 사항은 공통의 기준 노드를 이용하여 복수 칩들을 상호접속함으로써 개별적인 칩들내의 기준 신호 발생기들이 광범위한 집적 회로 전계 효과 트랜지스터 임계 전압 및 트랜스컨덕턴스 값들에 대해 바이어스, 임피던스, 전류원 레벨의 정합을 제공한다는 점에 특징이 있다. 기준 노드는 개별적인 칩들내의 바이어스 레벨들이 종단기 특성들을 정합시켜, 바람직하게는 전송 라인 임피던스를 정합시키고 실질적으로 반사가 없도록 하면서 한 개의 칩에서 발생된 스위칭형 전류가 다른 칩에 있는 종단기에 의해 싱크된다.
본 발명의 이러저러한 특징들이 이후의 상세한 실시예를 참작하여 보다 명확하게 이해되고 평가될 것이다.
도 1은 버스와 공유 기준 노드에 의해 상호접속되는 복수의 칩/모듈 시스템의 개략적인 블럭도
도 2는 한 개의 집적 회로 칩이나 모듈내에 있는 기준 신호 발생기와, 이와 관련된 전류원 발생기들 및 종단기들의 개략적인 블럭도
도 3은 기준 신호 발생기내의 기능적인 구성요소들에 대한 개략적인 블록도로서, 모든 칩/모듈들에 의해 공유되는 기준 노드에 인가되는 전압 레벨에 응답하여 여러 가지 기준 및 바이어스 신호들을 생성하는 데 적합한 실시예를 도시하는 도면
도 4는 대표적인 능동 종단기 회로(active terminator circuit)를 개략적으로 도시하는 도면
도 5는 대표적인 데이터 상태 검출기 회로(data state detector circuit)를 개략적으로 도시하는 도면
* 도면의 주요부분에 대한 부호의 설명 *
4 ; 포인트-투-포인트 데이터 전송 버스 6 ; 기준 노드
8, 9 ; 버스 전송 라인13 ; 바이어스 전류원
14 ; 스위칭형 전류원16 ; 노드
도 1은 본 발명의 실시 범주내에서의 전반적인 상황을 개략적으로 도시하고 있다. 도시된 바에 따르면, 복수의 칩/모듈들(1, 2, 3)이 포인트-투-포인트 데이터 전송 버스(point-to-point data transmission)(4)에 의해 상호접속된다. 또한, 기준 노드(6)가 개별적인 칩/모듈들내의 버스 인터페이스 회로(bus interface circuit)들에 의해 공유된다. 노드(6)에는 여러 칩들 내의 버스 인터페이스 회로들의 상호작용(interaction)을 통해 전압 VDS가 설정된다. 쉽게 예상할 수 있는 바와 같이, 개별적인 칩/모듈들(이후부터는 전체적으로 장치들이라고 지칭함)은 임계 전압 및 트랜스컨덕턴스와 같은 파라미터가 실질적으로 상이한 집적 회로 소자들을 갖는다. 그럼에도 불구하고, 장치들간에 버스(4)를 통해 전송 라인의 종단 부정합(transmission line termination mismatch)의 결과로 생기는 반사를 최소화하면서 높은 주파수로 장치들간에 데이터를 전송하는 것이 목적이다. 그러므로, 버스(4)의 각 라인들이 바이어스되거나(biased) 능동적으로 종단됨(actively terminated)으로써 수신단(receiving end)에서 실질적으로 어떠한 반사도 일어나지 않도록 전류원(current source)을 구동할 수 있다.
본 발명의 핵심은 버스(4)의 각 전송 라인들을 통해 반사를 최소화하면서 데이터 신호들을 전송 및 수신할 수 있는 기준 신호 발생 및 종단기(reference generation and termination appratus)를 버스 인터페이스 회로들내에 제공하는 것이다.
도 2는 도 1의 장치들(1, 2, 3)내에 있을 수 있는, 버스(4)를 이루는 복수의 전송 라인들을 구동하는 버스 인터페이스부들을 개략적으로 도시하고 있다. 기준 신호 발생기(7)는 한 개의 장치내에 있으며, 같은 장치내에 있는 이른바 다른 집적 회로 소자들, 전계 효과 트랜지스터들, 다이오드들, 레지스터들 등의 특성들에 영향을 미친다. 버스 전송 라인들(8, 9)과 같은 버스 라인은 제각기 관련 전류원 발생기(current source generator)(11), 종단기(12), 바이어스 전류원(13), 스위칭형 전류원(switched current source)(14)을 가지며, 이 때 스위칭형 전류원(14)은 데이터 상태 신호를 제공한다. 수신 신호들에 있어서, 버스 라인(8)상의 신호 상태는 노드(16)상의 전압 레벨을 모니터함으로써 검출된다. 버스 전송 라인(9)도 상기와 대응하는 소자들의 세트를 가지며, 또한 이 소자들은 기준 신호 발생기(7)에서 생성된 3 개의 동일한 기준 신호들, 즉, IT, IB, VB에 응답한다는 사실을 알아야 한다. 전류원 발생기(11)와 종단기(12)의 동작 상태나 모드들은 제각기 데이터 입력 제어 신호들 및 인에이블먼트 제어 신호(enablement control signal)들에 의해 제어된다.
도 2에 도시된 실시예는 이 장치의 각 선들이 전송 모드로 동작시에 사용되는 전류원 발생기(11), 관련 스위칭형 전류원(14) 및 바이어스 전류원(13) 뿐 아니라 버스 라인(8)이 수신 모드로 동작할 때 사용되는 종단기(12)와 노드(16)에 접속되어 있는 검출기를 포함한다는 점에서 범용적이다. 따라서, 양방향 기능이 필요한 경우가 아니라면, 이 소자들의 일부만이 버스 라인에 접속되어도 좋다.
도 1과 관련하여 앞서 언급된 바와 같이, 장치(1, 2, 3)들 중 소정의 한 장치쌍간에 양방향 전송을 하고자 하는 경우에는 버스(4)의 각 라인에 대해 도 2에 도시된 여러 소자들이 제각기 이 장치들(1, 2, 3)에 포함되어야 한다. 예를 들면, 데이터가 장치(1)로부터 장치(2)로 전송되는 경우, 장치(1)에서는 전류원 발생기(11), 스위칭형 전류원(14), 바이어스 전류원(13)이 동작할 것이고, 장치(2)에서는 종단기(12)와 노드(16)에 접속되어 있는 검출기가 동작할 것이다. 따라서, 전류원 발생기(11)에 의한 데이터 상태가 수신되면, 스위칭형 전류원(14)이 버스 전송 라인(8)을 구동시키고, 장치(2)가 자신의 종단기(12)를 인에이블하여 스위칭된 전류(switched current)를 싱크(sink)한다. 이어서 장치(2)의 등가의 노드(16)가 장치(2)의 검출기에 신호를 제공하며, 이 신호는 본 발명에 의하지 않을 경우 반사로 인해 야기될 수도 있는 것과 같은 리플(ripple)을 최소화한다. 소자들간에는 동일한 관계가 적용되는데, 예를 들면, 다음에 장치(3)로부터 장치(1)로 전송할 경우에는 전류원들과 종단기들이 바람직한 전송 및 수신 구성에 맞도록 적절히 배열된다. 두 장치들간에 양방향 전송을 하고자 하는 경우에는 이 두 장치들에 있는 모든 소자들이 인에이블된다. 기본적인 전송 및 수신 동작에 기여하지 않고 3 개의 장치들 중 하나가 버스상의 신호들을 모니터하는 동작 모드가 다음에 기술될 것이다.
본 발명은 제조 당시에는 본래의 전자적 특성, 구체적으로는 전계 효과 트랜지스터 임계 전압과 트랜스컨덕턴스가 정합되지 않은 개별적인 집적 회로 장치들 간의 반사를 최소화하면서 고속으로 데이터 신호들을 전송하고자 하는 상황에서 바이어스, 데이터 신호, 종단 특성을 정합시키기 위한 것이다. 상기한 특허 출원은 기준 노드를 사용하여 집적 회로 장치들간의 정합 표준(matching standard)을 제공한다는 착상을 제시하고 있다. 본 발명은 이러한 착상을 확장한 것으로, 기준 신호 발생기(7)와 스위칭형 전류원을 개량하여 전류원들과 싱크(sink)들간에 정합이 이루어지도록 함으로써 버스(4)상에서의 신호 반사가 최소화될 수 있는 동작 범위를 확대 및 개선한다.
여러 장치들에서 사용되고 있는 전계 효과 트랜지스터들의 임계 전압과 트랜스컨덕턴스간의 통계적 연관성이 부족하므로, 전류원들과 종단기의 상태들을 결정하기 위해 상이한 접근법을 이용하였다. 종단을 갖는 전류원 장치들의 전류 범위는 0.010 내지 0.013 앰프(amp)이 것이 바람직하다고 알려져 있었다. 이러한 전류 및, 전형적인 버스 라인의 특성 임피던스가 50 오움(ohm)의 범위내에 있다는 사실로부터 전송 전압이 0.5 내지 0.65 볼트(volt)의 범위내에 있는 것으로 결정되었다. 최신 CMOS 전계 효과 트랜지스터들은 0.5 내지 0.6 볼트의 명목상 임계 전압을 갖기 때문에, 이상적인 종단 조건하에서 능동적으로 종단된 라인상의 최종 전압은 1.0 내지 1.3 볼트의 범위내에 있게 된다. 또한, 기준 노드는 공통 전압을 전달하며, 바로 이 전압이 상호접속되어 있는 장치들에서 스위칭된 전류 레벨들을 도출하는 기준으로 사용될 수 있음이 알려져 있다. 기준 노드 전압을 최종 전송 전압―명목상 1.0 내지 1.3 볼트―으로 선택하고 스위칭된 전류의 바람직한 범위와 특성 임피던스의 범위를 알게 되면, 파라미터들 간의 제어 방정식(controlling equation)이 IT× Z0= VDS/2 로 설정될 수 있다. 따라서, IT= VDS/2Z0가 된다. VDS가 바람직한 기준 및 최종 전압이기 때문에, 바이어스 전압 VB는 자연히 VDS/2가 된다. 이렇게 함으로써, 기준 신호 발생기의 신호들이 모두 전송 라인상의 최종 전압, 전송 라인의 임피던스와 관련있게 되고, 바이어스 전압 VB이 기준 노드 전압 뿐 아니라 전계 효과 트랜지스터의 특성과도 관련있게 된다.
이렇게 결정된 관계로부터 전류 미러들과 함께 전압 VB로 바이어스되는 트랜지스터를 사용하여 전계 효과 트랜지스터의 치수 선택에 따라 종단 임피던스 특성 뿐 아니라 스위칭된 전류 특성을 정합시키도록 선택적으로 조절할 수 있다. 마찬가지로, 바이어스 레벨이 기준 노드 전압의 비율로 결정되기 때문에 전류 미러들에 의해 전압을 분할하여 집적 회로 장치내에 일정한 바이어스를 설정할 수 있다. 따라서, 도 2에서와 같이 소자들이 구성되면, 기준 신호 발생기(7)가 전압 VB를 제공하고, 이로써 구동시 종단기(12)는 IB에 응답하여 바이어스 전류가 노드(16)상에 명목상 VDS의 1/2 전압을 생성하는 것을 보장한다.
기준 신호 발생기(7)는 도 3에 더욱 상세히 도시된다. 도 3에는 제각기 신호 VB, IT, IB들을 생성하는 기능적 소자(functional element)들과 장치에 의해 공유되어 있는 기준 노드가 도시되며, 이 기준 노드에는 공통 노드 전압 VDS가 설정되어 있다. 트랜지스터들(16, 17, 18, 19)로 구성된 전류 미러(transister connected current mirror)가 집적 회로 장치내에 일정한 전류 iT를 제공한다. 마찬가지로 트랜지스터들(21, 22)로 구성된 전류 미러가 바이어스 전류 iB를 생성한다. 바이어스 전압 VB는 더미 종단기(dummy terminator)(24, 26)들상의 전압에 따른 반전(inverting) 또는 비반전(noninverting) 입력들에 응답하여 바이어스 전압 VB이 증폭기(23)의 출력으로서 생성되며, 이 종단기들은 제각기 전류 미러에 의해 생성된 정합 전류(current mirror generated matched current) iT와 바이어스 전압 VB를 수신한다.
바이어스 전류 제어 신호 IT는 기준 노드 전압 VDS와, 직렬로 접속된 2 개의 레지스터 Z0들에 iT가 인가된 경우의 값에 대응하여 증폭기(27)에 의해 생성되며, 여기서 Z0는 상기한 전송 라인의 특성 임피던스이다. 증폭기(27)가 신호 IT로 표현된 전류 미러의 전압을 조절한다는 것을 알아야 한다.
전류 iB가 흐를 때 종단기(29) 양단에 걸리는 전압과, iT×Z0의 전압값을 제공하는 전압 탭(voltage tap)에 의한 명목상 기준 노드 전압 VDS의 1/2 전압을 비교하는 증폭기(28)의 동작에 의해 바이어스 신호 IB가 생성된다.
기준 노드 전압 VDS가 모든 접적 회로 장치들에 공통되기 때문에, 이 전압을 각 장치들내에 있는 제너레이터에 대한 기준 전압으로 설정한다. 이렇게 함으로써, 도 3의 기준 신호 발생기(7)와 같이, 각 장치들 내의 기준 신호 발생기들은 그 집적 회로 장치내에 동일한 종단기와 전류 미러들을 이용하여 폐루프 형태(closed loop form)로 기준 노드 전압과 일치하는 바이어스 레벨(bias level) 및 크기를 설정하며, 데이터 버스(4)로 접속된 다른 장치(도 1 참조)들도 이와 마찬가지이다.
도 4는 종단기의 전계 효과 트랜지스터 구성을 개략적으로 도시하고 있다. 여기서 구체적으로 표현되어 있는 바와 같은 도 4의 능동 종단기 회로는 도 2의 참조 부호 (12)를 붙인 종단기와 도 3의 종단기(24, 26, 29)에 대응한다. 공급 신호 VDD는 트랜지스터(31)로 하여금 바이어스 트랜지스터(32)에 대해 치수에 따라 값이 특정되는 고정 로드(fixed load of dimensionally specified value)처럼 작용하게 하며, 여기서 트랜지스터(32)상의 게이트 전압은 바이어스 전압 VB이다. 공통의 집적 회로 장치나 칩내의 집적 회로 소자(트랜지스터 등)들이 동시 제조(simultaneous fabrication)를 통해 정합되기 때문에, 바이어스 전압 VB는 집적 회로 장치의 각 종단기에서 정합 효과를 가져 전류 ib를 생성하며, 전류 iB가 능동 종단기 트랜지스터(33)를 통해 흐를 때 명목상 VDS의 1/2이 된다.
도 5는 도 2의 노드(16)와 같은 수신단에서 전송 라인에 접속되어 능동 종단기(12)에서 종단될 때 수신 신호의 이진 상태(binary state)를 검출할 수 있는 유형의 데이터 상태 검출기 회로의 일 실시예를 도시한다. 지점(34)에서의 출력은 전송 라인(8)상의 스위칭형 전류 it의 수신에 응답하여 전압 레벨 0과 VDD사이에서 천이한다. 노드(16)상에 바이어스 전압을 설정하는 바이어스 조건(bias condition)은 라인(34)에 0 전압 출력(0 voltage output)을 제공하며, 스위칭형 전류원 신호 iT를 수신하고 이에 따른 노드(16)상의 버스 전송 라인(8) 전압이 증가하면 라인(34)상에 전압 VDD가 출력된다.
전송 라인상의 전압은 이 라인이 버스이건 아니건 간에 데이터 상태들이 천이될 때 VDS/2와 VDS사이에서 스위칭되고, 신호 VDS가 시스템 전체에 걸쳐 기준으로서 분배되기 때문에, 전송 장치도 아니고 수신 장치도 아닌 집적 회로 장치들이 이 라인에 로드를 더 부가하지 않으면서 라인의 상태를 모니터(스누프(snoop))하는 것이 가능하다. 이렇게 모니터를 하기 위해서, 스누핑 장치는 종단기를 사용하지 않는다. 그러나, 이러한 스누핑 장치는 기준 노드상의 전압 VDS에 응답하는 아날로그 기준 신호 발생기를 포함함으로써, 이 장치내의 집적 회로 소자에 맞는 검출 레벨들과 이 시스템내의 다른 장치들간의 신호 레벨들을 설정할 수 있다.
동시 양방향 전송도 역시 가능하다. 이러한 전송을 하기 위해, 집적 회로 트랜지스터의 물리적 스캐일링(physical scalimg)에 의해 복수의 전류 레벨들이 설정되어 스위칭형 전류와 검출된 전압의 복수의 증가 레벨들을 생성한다. 다시, 전류 미러 회로들과 전계 효과 트랜지스터 치수 스캐일링과 함께 기준 전압으로서 VDS를 사용하여 신호를 정확하게 생성, 종단(termination), 검출할 수 있도록 한다.
본 기술 분야의 당업자에게 있어서, 여기에 개시된 실시예들은 단지 다수의 구성의 예일 뿐이며, 본 발명은 첨부된 특허청구범위에 의해 정해지는 발명으로부터 벗어나지 않는 등가의 발명으로 대체될 수 있음은 물론이다.
본 발명은 공통의 기준 노드를 이용하여 복수 칩들을 상호접속함으로써 개별적인 칩들내의 기준 신호 발생기들이 광범위한 집적 회로 전계 효과 트랜지스터 임계 전압 및 트랜스컨덕턴스 값들에 대해 바이어스, 임피던스, 전류원 레벨의 정합을 제공한다. 기준 노드는 개별적인 칩들내의 바이어스 레벨들이 종단 특성들을 정합시켜, 바람직하게는 전송 라인 임피던스를 정합시키고 실질적으로 반사가 없도록 하면서 한 개의 칩에서 발생된 스위칭형 전류가 다른 칩에 있는 종단기에 의해 싱크된다.

Claims (14)

  1. 전송 라인 버스를 통해 상호접속되는 복수의 집적 회로 장치들을 포함하는 시스템내에서―상기 버스는 전류원 드라이버들 및 수신기들을 가지고 있는 장치들간에 데이터 신호들을 전송함―, 둘 또는 그 이상의 집적 회로 장치들내의 전류원 드라이버들 및 수신기들을 정합시키도록 동작하는 장치단(apparatus)에 있어서,
    ① 하나 또는 그 이상의 상기 버스 라인들을 통해 소정의 장치들간에 전송되는 상기 데이터 신호의 명목상 2 배 크기의 기준 신호를 제 1 장치에서 생성하는 수단과,
    ② 제 1 종단기로 하여금 상기 기준 신호를 조절하도록 동작하게 하는 제 1 바이어스 신호를 상기 제 1 장치에서 생성하는 수단과,
    ③ 제 1 바이어스 전류를 상기 버스의 제 1 라인에 주입하게 하는 제 2 바이어스 신호를 생성하는 수단과,
    ④ 상기 버스의 제 1 라인에 접속되어 있으며, 상기 제 1 바이어스 신호와 제 2 장치에 의해 상기 제 1 라인에 주입되는 제 1 바이어스 전류에 응답하여 상기 버스의 제 1 라인에 명목상 상기 기준 전압의 1/2 전압을 설정하는 상기 제 1 장치내의 제 2 종단기를 포함하는 장치단.
  2. 제 1 항에 있어서,
    전류원을 스위칭하여 상기 버스의 제 1 라인을 구동하는 제 1 데이터 신호를 발생하는 수단을 더 포함하는 장치단.
  3. 제 1 항에 있어서,
    상기 제 2 바이어스 신호에 응답하여 상기 버스의 제 2 라인에 제 2 바이어스 전류를 주입하는 수단과,
    상기 버스의 상기 제 2 라인에 접속되어 있으며, 상기 제 1 바이어스 신호와 상기 제 2 장치에 의해 상기 제 2 라인에 주입된 제 2 바이어스 전류에 응답하여 상기 버스의 제 2 라인상에 명목상 상기 기준 전압의 1/2 전압을 설정하는 상기 제 1 장치내의 제 3 종단기를 더 포함하는 장치단.
  4. 제 3 항에 있어서,
    상기 버스의 제 2 라인을 구동하는 전류원을 스위칭하여 제 2 데이터 신호를 발생하는 수단을 더 포함하는 장치단.
  5. 제 2 항에 있어서,
    상기 버스의 상기 제 1 라인을 구동하는 상기 스위칭형 전류원이 전류를 발생하며, 상기 전류의 크기는 상기 기준 신호 전압값의 명목상 1/2 전압을 상기 제 1 라인의 특성 임피던스로 나눈 값에 해당하는 장치단.
  6. 제 4 항에 있어서,
    상기 버스의 상기 제 2 라인을 구동하는 상기 스위칭형 전류원이 전류를 발생하며, 상기 전류의 크기는 상기 기준 신호 전압값의 명목상 1/2 전압을 상기 제 2 라인의 특성 임피던스로 나눈 값에 해당하는 장치단.
  7. 제 1 항에 있어서,
    상기 제 1 및 제 2 종단기들은 실질적으로 동일한 회로들인 장치단.
  8. 제 3 항에 있어서,
    상기 제 1, 제 2, 제 3 종단기들은 실질적으로 동일한 회로들인 장치단.
  9. 제 7 항에 있어서,
    종단기는 반전 접속된(inversion connected) 전계 효과 트랜지스터 세트를 포함하며, 제 1 단(first stage)의 로드는 명목상 저항성(resistive character)인 전계 효과 트랜지스터를 가지고 상기 제 1 단으로의 입력 신호는 상기 제 1 바이어스 신호인 장치단.
  10. 제 8 항에 있어서,
    종단기는 반전 접속된 전계 효과 트랜지스터 세트를 포함하며, 제 1 단의 로드는 명목상 저항성인 전계 효과 트랜지스터를 가지고 상기 제 1 단으로의 입력 신호는 상기 제 1 바이어스 신호인 장치단.
  11. 제 1 항에 있어서,
    상기 제 1 바이어스 전류가 상기 버스의 제 1 라인에 주입되는 것은 상기 제 2 종단기의 디스에이블먼트(disablement)와 동시에 이루어지는 장치단.
  12. 제 3 항에 있어서,
    상기 제 1 바이어스 전류가 상기 버스의 상기 제 1 라인에 주입되는 것과 상기 제 2 바이어스 전류가 상기 버스의 상기 제 2 라인에 주입되는 것은 상기 제 2 및 제 3 종단기의 디스에이블먼트와 동시에 이루어지는 장치단.
  13. 제 1 항에 있어서,
    상기 기준 신호를 상기 제 2 장치내의 기준 신호 발생 수단에 접속하는 수단과,
    제 4 종단기로 하여금 상기 기준 신호를 조절하게 하는 제 3 바이어스 신호를 상기 제 2 장치내에서 생성하는 수단과,
    상기 제 1 바이어스 전류를 상기 버스의 상기 제 1 라인에 주입하게 하는 제 4 바이어스 신호를 상기 제 2 장치에서 생성하는 수단과,
    상기 버스의 상기 제 1 라인에 접속되어 있으며, 상기 제 3 바이어스 신호와 상기 제 1 장치에 의해 상기 제 1 라인에 주입된 상기 제 1 바이어스 전류에 응답하여 상기 제 1 라인상에 명목상 상기 기준 신호의 1/2 전압을 설정하는 제 2 장치내의 제 4 종단기를 포함하는 장치단.
  14. 제 3 항에 있어서,
    상기 기준 신호를 상기 제 2 장치내의 기준 신호 발생 수단에 접속하는 수단과,
    제 4 종단기로 하여금 상기 기준 신호를 조절하게 하는 제 3 바이어스 신호를 상기 제 2 장치에서 생성하는 수단과,
    상기 제 1 바이어스 전류를 상기 버스의 상기 제 1 라인에 주입하게 하는 제 4 바이어스 신호를 상기 제 2 장치에서 생성하는 수단과,
    상기 버스의 상기 제 1 라인에 접속되어 있으며, 상기 제 3 바이어스 신호와 상기 제 1 장치에 의해 상기 제 1 라인에 주입된 상기 제 1 바이어스 전류에 응답하여 상기 버스의 상기 제 1 라인상에 명목상 상기 기준 신호의 1/2 전압을 설정하는 상기 제 2 장치내의 제 4 종단기를 더 포함하는 장치단.
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