KR101845326B1 - Multiplexer including level shifting function - Google Patents
Multiplexer including level shifting function Download PDFInfo
- Publication number
- KR101845326B1 KR101845326B1 KR1020170067988A KR20170067988A KR101845326B1 KR 101845326 B1 KR101845326 B1 KR 101845326B1 KR 1020170067988 A KR1020170067988 A KR 1020170067988A KR 20170067988 A KR20170067988 A KR 20170067988A KR 101845326 B1 KR101845326 B1 KR 101845326B1
- Authority
- KR
- South Korea
- Prior art keywords
- level
- pull
- voltage
- clock signal
- multiplexer
- Prior art date
Links
Images
Classifications
-
- H—ELECTRICITY
- H03—ELECTRONIC CIRCUITRY
- H03K—PULSE TECHNIQUE
- H03K17/00—Electronic switching or gating, i.e. not by contact-making and –breaking
- H03K17/51—Electronic switching or gating, i.e. not by contact-making and –breaking characterised by the components used
- H03K17/56—Electronic switching or gating, i.e. not by contact-making and –breaking characterised by the components used by the use, as active elements, of semiconductor devices
- H03K17/687—Electronic switching or gating, i.e. not by contact-making and –breaking characterised by the components used by the use, as active elements, of semiconductor devices the devices being field-effect transistors
- H03K17/693—Switching arrangements with several input- or output-terminals, e.g. multiplexers, distributors
-
- H—ELECTRICITY
- H03—ELECTRONIC CIRCUITRY
- H03K—PULSE TECHNIQUE
- H03K19/00—Logic circuits, i.e. having at least two inputs acting on one output; Inverting circuits
- H03K19/0175—Coupling arrangements; Interface arrangements
- H03K19/0185—Coupling arrangements; Interface arrangements using field effect transistors only
- H03K19/018507—Interface arrangements
- H03K19/018521—Interface arrangements of complementary type, e.g. CMOS
Abstract
Description
본 발명은 멀티플렉서에 관한 것으로서, 보다 상세하게는 입력 전압의 스윙 레벨에 관계없이 출력 전압은 풀 스윙이 가능하면서 고속 동작이 가능한 멀티플렉서에 관한 것이다.BACKGROUND OF THE
최근 데이터의 대역폭이 점점 늘어나고, 채널 개수에 대한 비용과 채널 간 전자파 방해(Electromagnetic Interference)의 부담으로 인해 고속 통신 시스템에서는 속도가 낮은 병렬 데이터 채널들을 하나의 고속 단일 데이터 채널로 바꾸어주는 기능을 수행하는 직렬화기(Serializer)를 많이 이용한다.Recently, the bandwidth of data increases, and the cost of channel number and the burden of electromagnetic interference between channels cause high-speed communication system to convert low-speed parallel data channels into one high-speed single data channel I use a lot of serializers.
직렬화기는 일반적으로 복수의 멀티플렉서와 Tx 드라이버를 포함하여 구성되고, Tx 드라이버는 큰 전압 스윙 레벨을 가지기 위해 높은 전원 전압을 이용하여 구현된다.The serializer is typically configured to include a plurality of multiplexers and a Tx driver, and the Tx driver is implemented using a high supply voltage to have a large voltage swing level.
이와 같은 TX 드라이버가 큰 전압 스윙 레벨을 갖도록 하기 위해서는 Tx 드라이버의 입력으로 들어오는 신호도 일정 이상의 전압 스윙 레벨을 가져야 하기 때문에 복수의 멀티플렉서 중 마지막 단에 배치된 멀티플렉서 앞에 레벨 변환기를 배치하는 방법이 있다. 그러나, 레벨 변환기 자체가 전력 소모가 크고 전원 스위칭 잡음(Supply switching noise)이 많은 단점이 있다.In order for such a TX driver to have a large voltage swing level, the signal input to the Tx driver must have a voltage swing level above a certain level, so there is a method of disposing a level converter in front of the multiplexer disposed at the last stage of the plurality of multiplexers. However, the level converter itself has a drawback in that power consumption is large and power supply switching noise is large.
이와 같은 단점을 보완하기 위해 마지막 단의 멀티플렉서 내에 레벨 변환기 기능을 내재하는 방법이 제안되었다. 다시 말해, 멀티플렉서 내에 레벨 변환기 기능을 내재하는 방법은 멀티플렉서의 출력 신호를 Tx 드라이버가 필요로 하는 전압 스윙 레벨을 가지도록 만드는 방법이다.To compensate for these drawbacks, a method of incorporating a level converter function in the final stage multiplexer has been proposed. In other words, the way to embed the level converter function in the multiplexer is to make the output signal of the multiplexer have the voltage swing level required by the Tx driver.
이와 같이, Tx 드라이버가 필요로 하는 전압 스윙 레벨을 가지도록 변환할 때에는 Tx 드라이버가 어떤 타입을 가지냐에 따라 그 방법이 달라질 수 있다.Thus, when converting the voltage swing level required by the Tx driver, the method may vary depending on the type of the Tx driver.
일반적으로 Tx 드라이버는 CML(Current Mode Logic) 타입 또는 VML(Voltage Mode Logic) 타입을 가질 수 있다. CML 타입은 요구하는 전압 스윙 레벨이 비교적 작아 변환이 쉽기 때문에 멀티플렉서 내부에 레벨 변환기를 내재하는 방법 구현이 어렵지 않으나, Tx 드라이버 자체의 전력 소모가 VML 타입보다 크고, 드라이버가 차지하는 칩 사이즈도 크다는 단점이 있다. In general, the Tx driver may have a CML (Current Mode Logic) type or a VML (Voltage Mode Logic) type. The CML type has a relatively low voltage swing level and is easy to convert. Therefore, it is not difficult to implement a level converter in the multiplexer. However, the power consumption of the Tx driver itself is larger than that of the VML type, have.
그러나, VML 타입의 Tx 드라이버는 전력 소모가 작고 칩 사이즈를 작게 구현할 수 있다는 장점이 있으나 입력으로 풀-스윙(full-swing) 전압 레벨을 가지는 신호를 받아야 하는데, 이를 만족할 수 있도록 멀티플렉서 내에 레벨 변환기 기능을 내재하는 방법을 구현하기 어려운 문제가 있다.However, the Tx driver of the VML type is advantageous in that the power consumption is small and the chip size is small, but a signal having a full-swing voltage level must be received as input. In order to satisfy the requirement, a level converter There is a problem that it is difficult to implement the method inherent in the present invention.
이에, 본 발명이 해결하고자 하는 과제는 별도의 레벨 변환기를 추가하지 않고도 VML 타입의 Tx 드라이버가 필요로 하는 풀-스윙(full-swing) 전압 레벨을 갖는 멀티플렉서를 제공하고자 하는 것이다.Accordingly, an object of the present invention is to provide a multiplexer having a full-swing voltage level required by a VML type Tx driver without adding a separate level converter.
본 발명의 과제들은 이상에서 언급한 과제들로 제한되지 않으며, 언급되지 않은 또 다른 과제들은 아래의 기재로부터 당업자에게 명확하게 이해될 수 있을 것이다.The problems of the present invention are not limited to the above-mentioned problems, and other problems not mentioned can be clearly understood by those skilled in the art from the following description.
전술한 바와 같은 과제를 해결하기 위하여 본 발명의 일 실시예에 따른 멀티플렉서는 제1 클럭 신호와 제2 클럭 신호의 레벨에 따라 출력 신호의 전압 레벨을 전원전압(VDD) 레벨 쪽으로 구동시키는 제1 풀업 구동부 및 제2 풀업 구동부 및 상기 제1 클럭 신호와 상기 제2 클럭 신호의 레벨에 따라 상기 출력 신호의 전압 레벨을 접지전압(VSS) 레벨 쪽으로 구동시키는 제1 풀다운 구동부 및 제2 풀다운 구동부를 포함한다.According to an aspect of the present invention, there is provided a multiplexer for driving a voltage level of an output signal to a power supply voltage (VDD) level according to a level of a first clock signal and a second clock signal, And a second pull-down driving unit and a second pull-down driving unit for driving the voltage level of the output signal toward the ground voltage (VSS) level according to the level of the first clock signal and the second clock signal .
제1 풀업 구동부와 제2 풀다운 구동부는 데이터 신호의 레벨에 따라 제어되고, 제2 풀업 구동부와 제1 풀다운 구동부는 반전 데이터 신호의 레벨에 따라 제어될 수 있다.The first pull-up driving part and the second pull-down driving part are controlled according to the level of the data signal, and the second pull-up driving part and the first pull-down driving part can be controlled according to the level of the inverted data signal.
데이터 신호와 반전 데이터 신호는 엔모스 트랜지스터의 게이트에 인가되도록 구성될 수 있다.The data signal and the inverted data signal may be configured to be applied to the gate of the NMOS transistor.
제1 풀업 구동부, 제2 풀업 구동부, 제1 풀다운 구동부 및 제2 풀다운 구동부는 도미노 로직(Domino Logic) 방식으로 회로를 구현하여 데이터 신호와 반전 데이터 신호의 레벨에 따라 특정 노드의 전압을 예비 충전 및 방전하고, 이후 도달하는 클럭 신호의 상향 또는 하향 천이(transition)에 따라 상기 특정 노드의 전압을 래치(latch)시켜 풀-스윙(full-swing) 전압 레벨을 출력하도록 구성될 수 있다.The first pull-up driving unit, the second pull-up driving unit, the first pull-down driving unit, and the second pull-down driving unit implement a circuit using a Domino Logic method to preliminarily charge and discharge the voltage of a specific node, And latch a voltage of the particular node according to an up or down transition of a clock signal that arrives after the full-swing voltage level.
본 발명에 따른 멀티플렉서는 입력으로 들어오는 상기 데이터 신호의 전압 스윙 레벨이 작은 경우에도 풀-스윙하는 신호를 출력하도록 구성될 수 있다.The multiplexer according to the present invention can be configured to output a full-swing signal even when the voltage swing level of the data signal input to the input is small.
기타 실시예의 구체적인 사항들은 상세한 설명 및 도면들에 포함되어 있다.The details of other embodiments are included in the detailed description and drawings.
본 발명은 VML 타입의 Tx 드라이버를 사용하는 직렬화기에 있어서 VML 타입의 Tx 드라이버가 필요로 하는 풀-스윙 전압 레벨을 가지는 신호를 출력할 수 있는 멀티플렉서를 제공함으로써 직렬화기의 칩 사이즈를 줄일 수 있고, 전력 소모도 감소시킬 수 있다.The present invention can reduce a chip size of a serializer by providing a multiplexer capable of outputting a signal having a full-swing voltage level required by a VML-type Tx driver in a serializer using a Vx-type Tx driver, Power consumption can also be reduced.
본 발명에 따른 효과는 이상에서 예시된 내용에 의해 제한되지 않으며, 더욱 다양한 효과들이 본 명세서 내에 포함되어 있다.The effects according to the present invention are not limited by the contents exemplified above, and more various effects are included in the specification.
도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 레벨 변환기 기능을 내재한 멀티플렉서를 포함하는 직렬화기를 개략적으로 나타낸 도면이다.
도 2는 본 발명의 일 실시예에 따른 멀티플렉서의 구성을 개략적으로 나타낸 블록도이다.
도 3은 본 발명의 일 실시예에 따른 멀티플렉서의 구동을 설명하기 위한 타이밍도이다.
도 4는 본 발명의 일 실시예에 따른 멀티플렉서의 단위 셀의 상세 구성을 설명하기 위한 회로도이다.FIG. 1 is a schematic diagram of a serializer including a multiplexer having a level converter function according to an embodiment of the present invention. Referring to FIG.
2 is a block diagram schematically showing a configuration of a multiplexer according to an embodiment of the present invention.
3 is a timing chart for explaining driving of a multiplexer according to an embodiment of the present invention.
4 is a circuit diagram illustrating a detailed configuration of a unit cell of a multiplexer according to an embodiment of the present invention.
이하, 첨부된 도면을 참조하여 본 발명의 다양한 실시예들을 상세히 설명한다. 소자에 있어서 특정한 예시 및 배열은 본 발명을 간소하게 표현하기 위해 기술된다. 이와 같은 것들은 단순한 예시일 뿐이며, 한정적인 의미로 해석되지 않는다. 또한, 본 발명은 도면 식별 부호 및/또는 문자를 다양한 예시에서 반복한다. 이러한 반복은 간소화 및 명확화를 목적으로 사용되며, 다양한 실시예 및/또는 논의되는 구성 간의 관계에 대하여 지정되는 것은 아니다.Various embodiments of the present invention will now be described in detail with reference to the accompanying drawings. Specific examples and arrangements in devices are described for the purpose of simplifying the present invention. These are merely examples and are not to be construed in a limiting sense. Further, the present invention repeats the drawing identification numbers and / or characters in various examples. Such repetition is used for the sake of simplicity and clarity, and is not intended to be limited to the relationship between the various embodiments and / or configurations discussed.
또한, 명세서 전체에서, 어떤 부분이 어떤 구성 요소를 “포함”한다고 할 때, 이는 특별히 반대되는 기재가 없는 한 다른 구성 요소를 제외하는 것이 아니라 다른 구성 요소를 더 포함할 수 있는 것을 의미하며, 특정한 구성 요소가 다른 구성 요소 위에, ~에 연결되어 있는, 및/또는 ~에 커플된 등의 문구는 직접적으로 두 구성 요소가 연결된 실시예를 포함할 수 있으며, 추가적으로 또 다른 구성 요소가 두 구성요소 사이에 배치되어, 두 구성 요소가 직접적으로 연결되지 않은 형태의 실시예도 포함할 수 있다. 또한, 제1, 제2 ... 등을 지칭하는 용어들이 여러 구성 요소들을 기술하기 위하여 여기에서 사용되어 질 수 있다면, 상기 구성 요소들은 이러한 용어들로 한정되지 않는 것으로 이해되어 질 것이다. 단지 이러한 용어들은 어떤 구성 요소로부터 다른 구성 요소를 구별하기 위해서 사용될 뿐이다.In addition, throughout the specification, when an element is referred to as " including " an element, it is to be understood that the element may include other elements, The phrases such as where a component is coupled to another component, coupled to, and / or coupled to, may include embodiments in which two components are directly connected, and in addition, another component may be coupled between two components Such that the two components are not directly connected to each other. Also, it will be understood that, if the terms referring to first, second, etc. may be used herein to describe various components, the components are not intended to be limited to these terms. Only these terms are used to distinguish one component from another.
도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 레벨 변환기 기능을 내재한 멀티플렉서를 포함하는 직렬화기를 개략적으로 나타낸 도면이다.FIG. 1 is a schematic diagram of a serializer including a multiplexer having a level converter function according to an embodiment of the present invention. Referring to FIG.
도 1을 참조하면, 본 발명의 일 실시예에 따른 직렬화기(100)는 복수의 멀티플렉서(110, 120, 130) 및 Tx 드라이버(140)를 포함한다.Referring to FIG. 1, a
복수의 멀티플렉서(110, 120, 130)는 낮은 전원 전압인 제1 전원 전압(VDD1)을 이용하여 구동되고, 제1 멀티플렉서(110), 제2 멀티플렉서(120) 및 제3 멀티플렉서(130)를 포함한다. 여기서, 제1 멀티플렉서(110)는 64:16 멀티플렉서이고, 제2 멀티플렉서(120)는 16:4 멀티플렉서이며, 제3 멀티플렉서(130)는 4:1 멀티플렉서일 수 있다. 특히, 제3 멀티플렉서(130)는 레벨 변환기(level shifter) 기능을 내재한 멀티플렉서일 수 있다. 여기서, 도 1에 기재된 비트 수나 비트-레이트(bit-rate)는 하나의 예시일 뿐 이에 한정되는 것은 아니고, 특히, 제3 멀티플렉서(130)가 4:1 멀티플렉서라고 하였으나, 2: 1 또는 8: 1 등등 다양한 멀티플렉서일 수 있다.The plurality of
Tx 드라이버(140)는 VML(Voltage Mode Logic) 방식으로 구현되며, 큰 전압 스윙 레벨을 가지기 위해 높은 전원 전압인 제2 전원 전압(VDD2)을 이용한다. The
일반적으로 직렬화기에 있어서 VML 방식의 Tx 드라이버가 CML(Current Mode Logic) 방식의 Tx 드라이버보다 전력 소모도 작고 칩 사이즈도 줄일 수 있으며 동작 속도를 빠르게 구현할 수 있지만 Tx 드라이버의 입력으로 들어오는 신호를 Tx 드라이버의 전원전압과 동일한 풀-스윙 전압 레벨을 가지도록 구현하는 것이 어렵기 때문에 큰 전압 스윙 레벨의 신호를 출력하는 직렬화기의 경우 VML 방식의 Tx 드라이버는 잘 이용하지 않는 편이다. In general, the Vx Tx driver in the serializer has lower power consumption, smaller chip size, and faster operation speed than the Cx (Current Mode Logic) Tx driver. However, since the signal input to the Tx driver is input to the Tx driver Because it is difficult to implement a full-swing voltage level equal to the supply voltage, the VML-style Tx driver is not well suited for serializers that output signals with a large voltage swing level.
보다 상세히 살펴보면, 일반적인 VML 방식의 Tx 드라이버는 레벨 변환기 구현이 안되면 입력으로 들어오는 전압 스윙 레벨에 맞춰 낮은 전원전압인 제1 전원전압(VDD1)을 쓰는 수밖에 없고, 출력 스윙이 제한적일 수밖에 없다. 왜냐하면, VML 방식의 Tx 드라이버는 전원전압이 드라이버 입력 스윙보다 높으면 Tx 드라이버가 제대로 스위칭되지 않아 정상적인 동작이 불가능하기 때문이다.In more detail, if a level converter is not implemented in a general VML Tx driver, the first power source voltage VDD1, which is a low power supply voltage, must be written in accordance with the voltage swing level input to the input, and the output swing is limited. This is because, if the power supply voltage is higher than the driver input swing, the Vx Tx driver will not switch properly and the normal operation will not be possible.
이를 위해 레벨 변환기를 제3 멀티플렉서의 앞에 배치하는 방법이 있긴 하나, 레벨 변환기 자체의 전력 소모가 크고 전원 노이즈가 많아 이 방법 또한 어려운 점이 있었다.For this purpose, there is a method of arranging the level converter in front of the third multiplexer, but there is also a difficulty in this method because the power of the level converter itself is large and the power noise is large.
이에 따라, 본 발명에서는 풀업과 풀다운 로직을 구현하여 멀티플렉서에 레벨 변환기 기능을 내재하도록 구성함으로써 VML 방식의 Tx 드라이버(140)가 풀 스윙 가능하도록 하는 멀티플렉서를 제공하고자 한다. 이와 같은 멀티플렉서에 대한 보다 상세한 구성을 다음 도 2 내지 도 4를 참조하여 살펴보기로 한다.Accordingly, in the present invention, it is desired to provide a multiplexer in which the
도 2는 본 발명의 일 실시예에 따른 멀티플렉서의 구성을 개략적으로 나타낸 블록도이고, 도 3은 본 발명의 일 실시예에 따른 멀티플렉서의 구동을 설명하기 위한 타이밍도이다. FIG. 2 is a block diagram schematically illustrating a configuration of a multiplexer according to an embodiment of the present invention, and FIG. 3 is a timing diagram illustrating driving of a multiplexer according to an embodiment of the present invention.
먼저, 도 2를 참조하면, 본 발명의 일 실시예에 따른 멀티플렉서(130)는, 복수의 단위 셀, 즉, 제1 단위 셀(131) 내지 제4 단위 셀(134)을 포함한다. 본 발명의 일 실시예에서는 4:1 멀티플렉서인 경우를 예로 들어 설명하였기 때문에 단위 셀의 수를 4개로 도시하였으나, 멀티플렉서(130)의 단위 셀의 수가 이에 한정된 것은 아니다.Referring to FIG. 2, a
이와 같은 제1 단위 셀(131) 내지 제4 단위 셀(134)은, 서로 동일한 회로 구조를 가지나, 서로 다른 데이터 신호와 서로 다른 클럭 신호가 입력된다. 예를 들어, 제1 단위 셀(131)에 입력되는 제1 클럭 신호(CK1), 제2 클럭 신호(CK2), 제3 클럭 신호(CK3)는, 도 3에 도시된 바와 같이, Clock 0˚, Clock 90˚, Clock 180˚이 입력되고, 제2 단위 셀(132)에 입력되는 제1 클럭 신호(CK1), 제2 클럭 신호(CK2), 제3 클럭 신호(CK3)는, 도 3에 도시된 바와 같이, Clock 90˚, Clock 180˚, Clock 270˚이 입력될 수 있다. 한편, 제1 단위 셀(131)에 입력되는 데이터 신호는 제1 데이터 신호(D1)와 제1 반전 데이터 신호(DB1)이고, 제2 단위 셀(132)에 입력되는 데이터 신호는 제2 데이터 신호(D2)와 제2 반전 데이터 신호(DB2)로, 각 단위 셀에는 서로 다른 데이터 신호가 입력될 수 있다. 이때, 제1 단위 셀(131)에서 풀업 또는 풀다운 동작이 실행되어 신호가 출력될 때에는 제2 단위 셀(132) 내지 제4 단위 셀(134)에는 풀업 또는 풀다운 동작이 실행되지 않아 전류가 흐르지 않을 수 있다. The
즉, 본 발명의 일 실시예에 따른 멀티플렉서(130)는, 도 3에 도시된 바와 같이, 제1 단위 셀(131)의 Clock 0˚인 제1 클럭 신호(CK1)와 Clock 90˚인 제2 클럭 신호(CK2)가 하이(high) 레벨일 때 전류가 흐르게 되어 제1 데이터 신호(D1) 및 제1 반전 데이터 신호(DB1)의 레벨에 따라 제1 단위 셀(131)에서 신호가 출력되고, 이때, 제2 단위 셀(132) 내지 제4 단위 셀(134)은 전류가 흐르지 않을 수 있다. That is, as shown in FIG. 3, the
이후, Clock 0˚인 제1 클럭 신호(CK1)가 로우(low) 레벨이 되고, Clock 90˚인 제2 클럭 신호(CK2) 및 Clock 180˚인 제3 클럭 신호(CK3)가 하이 레벨이 되면 제2 단위 셀(132, C2)에 전류가 흐르게 되어 제2 데이터 신호(D2) 및 제2 반전 데이터 신호(DB2)의 레벨에 따라 제2 단위 셀(132)에서 신호가 출력된다.Thereafter, when the first clock signal CK1 having the clock 0 degree becomes the low level, the second clock signal CK2 having the clock 90 degrees and the third clock signal CK3 having the clock 180 degrees becoming the high level A current flows through the
이와 같은 멀티플렉서(130)의 단위 셀의 구조를 보다 상세히 살펴보면 다음 도 4와 같다. The structure of the unit cell of the
도 4는 본 발명의 일 실시예에 따른 멀티플렉서의 단위 셀의 상세 구성을 설명하기 위한 회로도이다.4 is a circuit diagram illustrating a detailed configuration of a unit cell of a multiplexer according to an embodiment of the present invention.
도 4를 참조하면, 본 발명의 일 실시예에 따른 멀티플렉서(130)의 각 단위 셀(131)은 제1 구동부(1311)와 제2 구동부(1312)를 포함한다. 도 4에서는 제1 단위 셀(131)의 상세 구조를 예시로 설명하나, 본 발명의 일 실시예에 따른 멀티플렉서는, 앞서 설명한 바와 같이, 각 단위 셀은 동일한 회로 구조를 가질 수 있다.Referring to FIG. 4, each
제1 구동부(1311)는 제1 풀업 구동부(1311p)와 제1 풀다운 구동부(1311d)를 포함한다.The
제1 풀업 구동부(1311p)는 Clock 0˚인 제1 클럭 신호(CK1)와 Clock 90˚인 제2 클럭 신호(CK2)의 레벨에 따라 출력 신호(OUT)의 전압 레벨을 전원전압(VDD) 레벨 쪽으로 풀업시킬 수 있다. 이때, 제1 풀업 구동부(1311p)는 제1 데이터 신호(D1)의 레벨에 의해 제어될 수 있다. 구체적으로, 제1 풀업 구동부(1311p)는 Clock 0˚인 제1 클럭 신호(CK1)와 Clock 90˚인 제2 클럭 신호(CK2)의 레벨이 하이(high) 레벨을 가질 때 제1 데이터 신호(D1)의 레벨이 하이 레벨이면 출력 신호(out)는 풀업될 수 있다. 제1 풀업 구동부(1311p)는 제3 클럭 신호(CK3)를 인가받는 제1 피모스 트랜지스터(P1), 제2 클럭 신호(CK2)를 인가받는 제2 피모스 트랜지스터(P2), 제1 데이터 신호(D1)을 인가받는 제1 엔모스 트랜지스터(N1), 제3 클럭 신호(CK3)를 인가받는 제2 엔모스 트랜지스터(N2) 및 제1 풀업 트랜지스터(PU1)를 포함할 수 있다.The first pull-up driving
제1 풀다운 구동부(1311d)는 Clock 0˚인 제1 클럭 신호(CK1)와 Clock 90˚인 제2 클럭 신호(CK2)의 레벨에 따라 출력 신호(OUT)의 전압 레벨을 접지전압(VSS) 레벨 쪽으로 풀다운시킬 수 있다. 이때, 제1 풀다운 구동부(1311d)는 제1 반전 데이터 신호(DB1)의 레벨에 의해 제어될 수 있다. 구체적으로, 제1 풀다운 구동부(1311d)는 Clock 0˚인 제1 클럭 신호(CK1)와 Clock 90˚인 제2 클럭 신호(CK2)의 레벨이 하이(high) 레벨을 가질 때 제1 반전 데이터 신호(DB1)의 레벨이 하이 레벨이면 출력 신호(out)는 풀다운될 수 있다. 제1 풀다운 구동부(1311d)는 제1 클럭 신호(CK1)를 인가받는 제3 피모스 트랜지스터(P3), 제1 반전 데이터 신호(DB1)을 인가받는 제3 엔모스 트랜지스터(N3), 제1 클럭 신호(CK1)를 인가받는 제4 엔모스 트랜지스터(N4) 및 제1 풀다운 트랜지스터(PD1)를 포함할 수 있다.The first pull-down
제2 구동부(1312)는 제2 풀업 구동부(1312p)와 제2 풀다운 구동부(1312d)를 포함한다.The
제2 풀업 구동부(1312p)는 Clock 0˚인 제1 클럭 신호(CK1)와 Clock 90˚인 제2 클럭 신호(CK2)의 레벨에 따라 출력 신호(OUTB)의 전압 레벨을 전원전압(VDD) 레벨 쪽으로 풀업시킬 수 있다. 이때, 제2 풀업 구동부(1312p)는 제1 반전 데이터 신호(DB1)의 레벨에 따라 제어될 수 있다. 구체적으로, 제2 풀업 구동부(1312p)는 제1 클럭 신호(CK1)와 제2 클럭 신호(CK2)의 레벨이 하이(high) 레벨을 가질 때 제1 반전 데이터 신호(DB1)의 레벨이 하이 레벨이면 출력 신호(OUTB)는 풀업될 수 있다. 제2 풀업 구동부(1312p)의 구성은 제1 풀업 구동부(1311p)의 구성과 동일하다. The second pull-up driving
제2 풀다운 구동부(1312d)는 Clock 0˚인 제1 클럭 신호(CK1)와 Clock 90˚인 제2 클럭 신호(CK2)의 레벨에 따라 출력 신호(OUTB)의 전압 레벨을 접지전압(VSS) 레벨 쪽으로 풀다운시킬 수 있다. 이때, 제2 풀다운 구동부(1312d)는 제1 데이터 신호(D1)의 레벨에 따라 제어받을 수 있다. 구체적으로, 제2 풀다운 구동부(1312d)는 제1 클럭 신호(CK1)와 제2 클럭 신호(CK2)의 레벨이 하이(high) 레벨을 가질 때 제1 데이터 신호(D1)의 레벨이 하이 레벨이면 출력 신호(out)는 풀다운될 수 있다. 제2 풀다운부(1312d)는 제1 풀다운부(1311d)와 그 구성이 동일하다.The second pull-down
이와 같이, 본 발명의 일 실시예에 따른 멀티플렉서(130)는, 예를 들어, 제1 클럭 신호(CK1) 혹은 제2 클럭 신호(CK2)가 로우(low) 레벨을 가지거나 제1 데이터 신호(D1)의 레벨이 하이(high) 레벨을 가지면 제1 풀다운 구동부(1311d)는 완전히 오프될 수 있다. 이는 본 발명의 일 실시예에 따른 멀티플렉서(130)가 풀 스윙이 가능하도록 설계되었기 때문이다. 이에 따라, 본원의 일 실시예에 따른 멀티플렉서(130)는 정적 전류(static current)가 흐르지 않도록 설계되어 전력 소모를 감소시킬 수 있다.As such, the
한편, 본 발명의 일 실시예에 따른 멀티플렉서(130)는 제1 데이터 신호(D1) 또는 제1 반전 데이터 신호(DB1)가 제1 엔모스 트랜지스터(N1)와 제3 엔모스 트랜지스터(N3) 각각의 게이트에 입력되도록 설계된다. 데이터 신호 입력을 엔모스 트랜지스터들로만 받도록 설계하는 이유는 전압 스윙 레벨이 작은 경우라고 하더라도 트랜지스터를 턴오프시켜야 할 때에는 명확하게 턴오프시키기 위해서이다. 보다 상세히 살펴보면, 입력 레벨이 로우(low)일 때에는 전압 스윙 레벨과 무관하게 엔모스 트랜지스터의 게이트-소스 전압이 0V가 되고, 엔모스 트랜지스터를 명확하게 턴오프시킬 수 있다. 만약 피모스 트랜지스터로 입력을 받으면 입력 레벨이 로우(low)일 때에는 피모스 트랜지스터를 명확하게 턴온시킬 수는 있겠지만, 입력 레벨이 하이(high)일 때에 전압 레벨이 낮아 피모스 트랜지스터의 게이트-소스 전압이 0V보다 큰 값을 가지게 되고, 피모스 트랜지스터가 명확하게 턴오프되지 못하게되고, 이 경우 매우 큰 누설 전류(leakage current)가 흐르게 되어 로직 동작을 방해하게 된다. 이와 같이, 본 발명의 일 실시예에 따른 멀티플렉서(130)는 제1 데이터 신호(D1) 및 제1 반전 데이터 신호(DB1)가 엔모스 트랜지스터의 게이트에 입력되도록 설계함으로써 별도의 레벨 변환기가 필요하지 않다. In the meantime, the
단, 입력 레벨이 하이(high)일 때에 엔모스 트랜지스터의 게이트-소스 전압이 낮아서 엔모스 트랜지스터를 충분히 턴온시키지 못하면 전압 차징(charging) 혹은 디스차징(discharging)이 느려져서 로직 동작 속도가 제한될 수 있다. However, if the gate-source voltage of the NMOS transistor is low when the input level is high and the NMOS transistor can not be sufficiently turned on, the voltage charging or discharging will be slowed down and the logic operation speed may be limited .
이 문제를 해결하기 위해서 본 발명의 일 실시예에 따른 멀티플렉서(130)는 도미노 로직(Domino Logic) 방식으로 구현될 수도 있다. 도 4를 참조하면, 제2 풀업 구동부(1312p)의 제1 반전 데이터 신호(DB1)가 하이(high) 레벨을 가지면 제2 풀업 구동부(1312p)는 프리-차징(pre-charging) 혹은 프리-디스차징(pre-discharing)할 수 있다. 이렇게 차징된 전류는 다음 클럭 신호가 인가되었을 때 래치(latch)되어 완전한 하이(high) 혹은 로우(low) 레벨 전압으로 바뀌게 된다. 이에 따라, 입력 스윙이 작아서 엔모스 트랜지스터의 게이트 전압이 낮아 엔모스 트랜지스터가 충분히 턴온되지 않더라도 한 클럭 사이클 전부터 미리 충전 혹은 방전해 둔 전류를 다음 클럭 신호가 인가되었을 때 이용하도록 함으로써 멀티플렉서(130)의 속도가 빨라질 수 있다.In order to solve this problem, the
이상 첨부된 도면을 참조하여 본 발명의 실시예들을 더욱 상세하게 설명하였으나, 본 발명은 반드시 이러한 실시예로 국한되는 것은 아니고, 본 발명의 기술사상을 벗어나지 않는 범위 내에서 다양하게 변형 실시될 수 있다. 따라서, 본 발명에 개시된 실시예들은 본 발명의 기술 사상을 한정하기 위한 것이 아니라 설명하기 위한 것이고, 이러한 실시예에 의하여 본 발명의 기술 사상의 범위가 한정되는 것은 아니다. 본 발명의 보호 범위는 아래의 청구범위에 의하여 해석되어야 하며, 그와 동등한 범위 내에 있는 모든 기술 사상은 본 발명의 권리범위에 포함되는 것으로 해석되어야 할 것이다.Although the embodiments of the present invention have been described in detail with reference to the accompanying drawings, it is to be understood that the present invention is not limited to those embodiments and various changes and modifications may be made without departing from the scope of the present invention. . Therefore, the embodiments disclosed in the present invention are intended to illustrate rather than limit the scope of the present invention, and the scope of the technical idea of the present invention is not limited by these embodiments. The scope of protection of the present invention should be construed according to the following claims, and all technical ideas within the scope of equivalents should be construed as falling within the scope of the present invention.
100: 직렬화기
110: 제1 멀티플렉서
120: 제2 멀티플렉서
130: 제3 멀티플렉서
140: Tx 드라이버
131: 제1 단위 셀
132: 제2 단위 셀
133: 제3 단위 셀
134: 제4 단위 셀
1311: 제1 구동부
1311p: 제1 풀업 구동부
1311d: 제1 풀다운 구동부
1312: 제2 구동부
1312p: 제2 풀업 구동부
1312d: 제2 풀다운 구동부100: Serializer
110: first multiplexer
120: second multiplexer
130: Third multiplexer
140: Tx driver
131: first unit cell
132: second unit cell
133: third unit cell
134: fourth unit cell
1311:
1311p: first pull-up driving section
1311d: first pull-down driving section
1312:
1312p: a second pull-up driving section
1312d: a second pull-down driving section
Claims (5)
상기 제1 클럭 신호와 상기 제2 클럭 신호의 레벨에 따라 상기 출력 신호의 전압 레벨을 접지전압(VSS) 레벨 쪽으로 구동시키는 제1 풀다운 구동부 및 제2 풀다운 구동부를 포함하는 멀티플렉서. A first pull-up driving unit and a second pull-up driving unit for driving a voltage level of an output signal toward a power supply voltage (VDD) level according to the levels of the first clock signal and the second clock signal; And
And a first pull-down driving unit and a second pull-down driving unit for driving the voltage level of the output signal toward a ground voltage (VSS) level according to the level of the first clock signal and the second clock signal.
상기 제1 풀업 구동부와 상기 제2 풀다운 구동부는 데이터 신호의 레벨에 따라 제어되고, 상기 제2 풀업 구동부와 상기 제1 풀다운 구동부는 반전 데이터 신호의 레벨에 따라 제어되는 멀티플렉서.The method according to claim 1,
Wherein the first pull-up driver and the second pull-down driver are controlled according to a level of a data signal, and the second pull-up driver and the first pull-down driver are controlled according to a level of an inverted data signal.
상기 데이터 신호와 상기 반전 데이터 신호는 엔모스 트랜지스터의 게이트에 인가되도록 구성된 멀티플렉서.3. The method of claim 2,
Wherein the data signal and the inverted data signal are applied to the gate of the NMOS transistor.
상기 제1 풀업 구동부, 상기 제2 풀업 구동부, 상기 제1 풀다운 구동부 및 상기 제2 풀다운 구동부는 도미노 로직(Domino Logic) 방식으로 회로를 구현하여 데이터 신호와 반전 데이터 신호의 레벨에 따라 특정 노드의 전압을 예비 충전 및 방전하고, 이후 도달하는 클럭 신호의 상향 또는 하향 천이(transition)에 따라 상기 특정 노드의 전압을 래치(latch)시켜 풀-스윙(full-swing) 전압 레벨을 출력하도록 구성된 멀티플렉서. The method according to claim 1,
The first pull-up driving unit, the second pull-up driving unit, the first pull-down driving unit, and the second pull-down driving unit implement a circuit using a Domino Logic method, And latch a voltage of the particular node according to an up or down transition of a clock signal that arrives thereafter to output a full-swing voltage level.
입력으로 들어오는 데이터 신호의 전압 스윙 레벨이 작은 경우에도 풀-스윙하는 신호를 출력하도록 구성된 멀티플렉서.The method according to claim 1,
A multiplexer configured to output a full-swing signal even when the voltage swing level of the incoming data signal is low.
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
KR1020170067988A KR101845326B1 (en) | 2017-05-31 | 2017-05-31 | Multiplexer including level shifting function |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
KR1020170067988A KR101845326B1 (en) | 2017-05-31 | 2017-05-31 | Multiplexer including level shifting function |
Publications (1)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
KR101845326B1 true KR101845326B1 (en) | 2018-04-04 |
Family
ID=61975648
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
KR1020170067988A KR101845326B1 (en) | 2017-05-31 | 2017-05-31 | Multiplexer including level shifting function |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
KR (1) | KR101845326B1 (en) |
Cited By (3)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
US20190158085A1 (en) * | 2017-11-22 | 2019-05-23 | Stmicroelectronics International N.V. | High performance i2c transmitter and bus supply independent receiver, supporting large supply voltage variations |
CN117220649A (en) * | 2023-11-07 | 2023-12-12 | 浙江大学 | Latch for high speed one-by-eight multiplexer |
US11914416B2 (en) | 2021-05-26 | 2024-02-27 | Samsung Electronics Co., Ltd. | Transmitter circuit and method of operating same |
Citations (4)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JP2002527975A (en) * | 1998-10-09 | 2002-08-27 | ミツビシ・セミコンダクター・ヨーロッパ・ゲゼルシャフト・ミット・ベシュレンクテル・ハフツング | Multiplexer circuit and analog-to-digital converter |
JP3810298B2 (en) * | 2001-10-19 | 2006-08-16 | 富士通株式会社 | Multiplexer circuit |
KR20100020896A (en) * | 2008-08-13 | 2010-02-23 | 삼성전자주식회사 | High-speed multiplexer, semiconductor device having the high-speed multiplexer, and electronic device having the semiconductor device |
KR20170111457A (en) * | 2016-03-28 | 2017-10-12 | 삼성전자주식회사 | Unbalanced multiplexer and scan flip flop adopting the same |
-
2017
- 2017-05-31 KR KR1020170067988A patent/KR101845326B1/en active IP Right Grant
Patent Citations (4)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JP2002527975A (en) * | 1998-10-09 | 2002-08-27 | ミツビシ・セミコンダクター・ヨーロッパ・ゲゼルシャフト・ミット・ベシュレンクテル・ハフツング | Multiplexer circuit and analog-to-digital converter |
JP3810298B2 (en) * | 2001-10-19 | 2006-08-16 | 富士通株式会社 | Multiplexer circuit |
KR20100020896A (en) * | 2008-08-13 | 2010-02-23 | 삼성전자주식회사 | High-speed multiplexer, semiconductor device having the high-speed multiplexer, and electronic device having the semiconductor device |
KR20170111457A (en) * | 2016-03-28 | 2017-10-12 | 삼성전자주식회사 | Unbalanced multiplexer and scan flip flop adopting the same |
Cited By (5)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
US20190158085A1 (en) * | 2017-11-22 | 2019-05-23 | Stmicroelectronics International N.V. | High performance i2c transmitter and bus supply independent receiver, supporting large supply voltage variations |
US10848147B2 (en) * | 2017-11-22 | 2020-11-24 | Stmicroelectronics International N.V. | High performance I2C transmitter and bus supply independent receiver, supporting large supply voltage variations |
US11914416B2 (en) | 2021-05-26 | 2024-02-27 | Samsung Electronics Co., Ltd. | Transmitter circuit and method of operating same |
CN117220649A (en) * | 2023-11-07 | 2023-12-12 | 浙江大学 | Latch for high speed one-by-eight multiplexer |
CN117220649B (en) * | 2023-11-07 | 2024-04-16 | 浙江大学 | Latch for high speed one-by-eight multiplexer |
Similar Documents
Publication | Publication Date | Title |
---|---|---|
US6501306B1 (en) | Data output circuit for semiconductor device with level shifter and method for outputting data using the same | |
US7671629B2 (en) | Single-supply, single-ended level conversion circuit for an integrated circuit having multiple power supply domains | |
US7772883B2 (en) | Level shifter | |
US20090066386A1 (en) | Mtcmos flip-flop with retention function | |
US8610462B1 (en) | Input-output circuit and method of improving input-output signals | |
US7145363B2 (en) | Level shifter | |
GB2413020A (en) | High speed CMOS flip-flops and clocked logic gates | |
US9183808B2 (en) | Level shift circuit with automatic timing control of charging transistors, and driver circuit having the same | |
CN110932715B (en) | Level shifter circuit and method for operating level shifter | |
KR101845326B1 (en) | Multiplexer including level shifting function | |
US8345490B2 (en) | Split voltage level restore and evaluate clock signals for memory address decoding | |
KR20100059002A (en) | Level shift circuit and display device having the same | |
US20080231336A1 (en) | Scan flip-flop circuit with extra hold time margin | |
US8063685B1 (en) | Pulsed flip-flop circuit | |
US20230179206A1 (en) | Clock gating cells | |
KR20080065122A (en) | Flip-flop for high speed operation | |
US8811096B2 (en) | Output driver circuit and semiconductor storage device | |
TWI455484B (en) | Level shifter | |
KR100311973B1 (en) | Logic interface circuit and semiconductor memory device using this circuit | |
US7961009B2 (en) | Domino logic block having data holding function and domino logic including the domino logic block | |
US7759999B2 (en) | Externally asynchronous internally clocked system | |
US7990180B2 (en) | Fast dynamic register | |
TW201315151A (en) | Level shift circuit | |
US6407604B1 (en) | Register and latch circuits | |
US20090160517A1 (en) | Flip-flop |
Legal Events
Date | Code | Title | Description |
---|---|---|---|
E701 | Decision to grant or registration of patent right | ||
GRNT | Written decision to grant |