KR20000074847A - 저전압 차동 신호 통신 시스템 - Google Patents

저전압 차동 신호 통신 시스템 Download PDF

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KR20000074847A
KR20000074847A KR1019990019068A KR19990019068A KR20000074847A KR 20000074847 A KR20000074847 A KR 20000074847A KR 1019990019068 A KR1019990019068 A KR 1019990019068A KR 19990019068 A KR19990019068 A KR 19990019068A KR 20000074847 A KR20000074847 A KR 20000074847A
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김건태
이정배
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윤종용
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    • H—ELECTRICITY
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Abstract

본 발명은 송신 모드에서는 송신 신호와 상기 송신 신호의 반전된 신호를 동시에 전송하고, 수신 모드에서는 상기 두 신호를 수신하여 그것들의 차를 감지하여 원래의 신호로 복원하는 저전압 차동 신호 통신 시스템(Low voltage differential Signaling; LVDS)에 관한 것이다. 상기 저전압 차동 신호 통신 시스템은 상기 저전압 차동 신호들을 송수신하는 복수 개의 집적 회로들과, 저전압 차동 신호를 전달하는 제 1 및 제 2 메인 전송 라인들과, 상기 각각이 상기 집적 회로와 상기 제 1 메인 전송 라인 사이에 연결되어 상기 저전압 차동 신호를 전달하는 제 1 스텁 전송 라인들과, 각각이 상기 집적 회로와 상기 제 2 메인 전송 라인 사이에 연결되어 상기 저전압 차동 신호를 전달하는 제 2 스텁 전송 라인들을 포함하는 멀티-드롭(multi-drop)으로 구성된다. 여기서, 상기 집적 회로들에 각각 대응하고 상기 제 1 스텁 전송 라인과 상기 제 2 스텁 전송 라인 사이에 연결된 저항들을 더욱 포함하여 상기 저항들의 저항값을 조절함으로써 상기 스텁 전송 라인들의 길이가 길어짐에 따라 발생하는 임피던스 미스매칭을 방지할 수 있다. 따라서, 스텁 전송 라인의 길이가 긴 저전압 차동 신호 통신 시스템이 반사파의 영향을 받지 않게 된다.

Description

저전압 차동 신호 통신 시스템{LOW VOLTAGE DIFFERENTIAL SIGNAL COMMUNICATION SYSTEM}
본 발명은 저전압 차동 신호(Low Voltage Differential Signaling; LVDS) 통신 방법으로 데이터를 송수신하는 시스템에 관한 것으로, 좀 더 구체적으로는 LVDS 방법으로 송수신하는 시스템이 멀티-드롭(multi-drop)으로 구성될 때 반사파의 영향을 받지 않는 저전압 차동 신호 통신 시스템에 관한 것이다.
LVDS 통신 시스템은 송신단(driver)에서 신호를 송신할 때에는 원래의 신호와 그 신호의 반전된 신호를 함께 송신하고, 수신단(receiver)에서는 수신된 두 신호의 차를 감지하여 원래의 신호로 복원하는 통신 시스템이다.
도 1a는 1:1 단방향 통신 시스템을 개략적으로 보여주는 블럭도이다.
도 1a를 참조하면, 1:1 단방향(uni-direction) 통신 시스템은 송신단(10), 수신단(20), 전송 라인들(transmission lines: L1, L2), 그리고 상기 전송 라인들 사이에 연결된 종단 저항(Rt11)을 포함한다. 즉, 전송 라인(L1)으로는 전송하고자 하는 신호를 전송하고, 전송 라인(L2)으로는 상기 전송 신호의 반전된 신호를 전송한다. 상기 종단 저항(Rt11)은 상기 두 전송 라인들(L1, L2)에 의한 반사파의 영향을 방지하기 위해 상기 전송 라인들(L1, L2) 사이에 연결된다.
도 1b는 1:1 반이중 양방향 통신 시스템을 개략적으로 보여주는 블럭도이다.
도 1b를 참조하면, 1:1 반이중(half duplex) 양방향 통신 시스템은 어느 한 시점에 오직 한 방향으로만 통신할 수 있고, 양단에는 종단 저항들(Rt21, Rt22)이 필요하다. 즉, 송신단(30)이 구동될 때에는 수신단(35)은 동작할 수 없고 상기 송신단(30)으로부터 전송된 신호는 수신단(40)에서 수신된다. 상기 송신단(45)이 구동될 때에는 수신단(40)은 동작할 수 없고 상기 송신단(45)으로부터 전송된 신호는 수신단(35)에서 수신된다. 여기서, 상기 송신단(30)이 구동될 때에는 상기 종단 저항(Rt21)이 반사파를 흡수하고, 송신단(D2)이 구동될 때에는 상기 종단 저항(Rt22)이 반사파를 흡수한다. 따라서, 상기 1:1 반이중 양방향 통신 시스템은 임피던스 미스매칭(impedance mismatching)에 의한 반사파의 영향을 받지 않는다.
도 1c는 1:m 단방향 멀티-드롭 통신 시스템을 개략적으로 보여주는 블럭도이다.
도 1c를 참조하면, 1:m 단방향 멀티-드롭(multi-drop) 통신 시스템은 송신단(50)으로부터 출력되는 신호가 복수 개(여기서, m=3)의 수신단들(60, 62, 64)로 전송된다. 이 때, 상기 메인 전송 라인들(L1, L2)과 상기 수신단들(62, 64)은 스텁 전송 라인(stub transmission line)들로 연결되고, 하나의 종단 저항(Rt21)이 상기 수신단(60) 앞에 구성된다.
여기서, 상기 메인 전송 라인들(L1, L2)과 수신단들(62, 63) 사이를 연결하는 스텁 전송 라인의 길이는 반사파의 영향을 받지 않도록 충분히 짧다. 즉, 스텁에서 신호가 전파되는 상승/하강 시간(rising/falling time)에 비해 플라이트 시간(flight time)이 충분히 길다.
도 2는 도 1c에 도시된 1:M 단방향 멀티-드롭 통신 시스템을 응용하여 메모리 컨트롤러와 메모리 장치들 간의 양방향 멀티-드롭 통신 시스템을 보여주는 블럭도이다.
도 2를 참조하면, 상기 양방향 멀티-드롭 통신 시스템은 메모리 컨트롤러(110), 메모리 장치들(M1 ~ Mn), 메인 전송 라인들(L1, L2), 저항들(Rc1, Rt41), 그리고 상기 메모리 장치들과 상기 메인 전송 라인들 사이에 각각 연결된 스텁 전송 라인들(S11, S12, … Sn1, Sn2)을 포함한다. 상기 저항(Rc1)은 상기 메모리 컨트롤러(110) 내, 그리고 상기 메인 전송 라인들(L1, L2) 사이에 연결된다. 상기 저항(Rt41)은 상기 저항(Rc1)이 연결되지 않은 상기 메인 전송 라인들(L1, L2)의 타측 사이에 연결된다.
상기 메모리 컨트롤러(110)와 상기 메모리 장치들(M1 ~ Mn) 사이의 전송 신호는 상기 메인 전송 라인(L1)을 통하여 전송되고, 상기 메인 전송 라인(L2)을 통하여 상기 전송 신호의 반전된 신호가 전송된다.
도면에 도시되지는 않았으나, 상기 메인 전송 라인들(L1, L2)과 상기 스텁 전송 라인들(S11, S12, … Sn1, Sn2)은 커넥터로 연결된다. 상기 커넥터로부터 상기 메모리 장치들(M1 ~ Mn) 사이에 연결된 스텁 전송 라인들(S11, S12, … Sn1, Sn2)의 길이가 길다면 상기 메인 전송 라인과 상기 스텁 전송 라인 사이에 신호 반사가 발생하게 된다. 이와 같은 신호 반사가 발생되면 도 4a에 도시된 바와 같이, 전송 신호에 노이즈가 많이 포함되고, 링잉(ringing)이 발생된다.
따라서, 본 발명의 목적은 상술한 제반 문제점을 해결하기 위해 제안된 것으로, 스텁 전송 라인의 길이가 길어지더라도 반사파의 영향을 받지 않는 저전력 차동 신호 통신 시스템을 제공하는데 있다.
도 1a는 1:1 단방향 통신 시스템을 개략적으로 보여주는 블럭도;
도 1b는 1:1 반이중 양방향 통신 시스템을 개략적으로 보여주는 블럭도;
도 1c는 1:m 단방향 멀티-드롭 통신 시스템을 개략적으로 보여주는 블럭도;
도 2는 도 1c에 도시된 1:M 단방향 멀티-드롭 통신 시스템을 응용하여 메모리 컨트롤러와 메모리 장치들 간의 양방향 멀티-드롭 통신 시스템을 보여주는 블럭도;
도 3은 본 발명의 바람직한 실시예에 따른 저전력 차동 신호 통신 시스템의 구성을 보여주는 블럭도;
도 4a는 도 2에 도시된 종래의 저전력 차동 신호 통신 시스템을 시뮬레이션한 결과를 보여주는 파형도; 그리고
도 4b는 도 3에 도시된 본 발명의 바람직한 실시예에 따른 저전력 차동 신호 통신 시스템을 시뮬레이션한 결과를 보여주는 파형도이다.
*도면의 주요 부분에 대한 부호의 설명*
10, 30, 45, 50 : 송신단 20, 35, 40, 60, 62, 64 : 수신단
110, 210 : 메모리 컨트롤러 M1 ~ Mn : 메모리 장치
L1, L2 : 메인 전송 라인 R1 ~ Rn : 저항
S11, S12, S21, S22, …, Sn1, Sn2 : 스텁 전송 라인
Rt11, Rt21, Rt22, Rt31, Rt41 : 종단 저항
상술한 바와 같은 본 발명의 목적을 달성하기 위한 본 발명의 특징에 의하면, 송신 모드에서는 송신 신호와 상기 송신 신호의 반전된 신호를 동시에 전송하고, 수신 모드에서는 상기 두 신호를 수신하여 그것들의 차를 감지하여 원래의 신호로 복원하는 저전압 차동 신호 통신 시스템은: 상기 저전압 차동 신호들을 송수신하는 복수 개의 집적 회로들과 상기 저전압 차동 신호를 전달하는 제 1 및 제 2 메인 전송 라인들을 포함한다. 상기 집적 회로들과 상기 제 1 메인 전송 라인 사이에는 상기 저전압 차동 신호를 전달하는 제 1 스텁 전송 라인들이 각각 구성되고, 상기 집적 회로들과 상기 제 2 메인 전송 라인 사이에는 상기 저전압 차동 신호를 전달하는 제 2 스텁 전송 라인들이 각각 구성된다. 상기 집적 회로들에 각각 대응하고 상기 제 1 스텁 전송 라인과 상기 제 2 스텁 전송 라인 사이에 연결된 저항들은 상기 스텁 전송 라인들의 길이가 길어짐에 따라 임피던스 미스매칭에 의해 발생하는 반사파를 흡수한다.
바람직한 실시예에 있어서, 상기 집적 회로들은 다이내믹 랜덤 액세스 메모리 장치이다.
이 실시예에 있어서, 상기 종단 저항들은 대응하는 상기 다이내믹 랜덤 액세스 메모리 장치들과 온-칩으로 구성된다.
이와 같은 장치에 의해서, 스텁 전송 라인의 길이가 길어지더라도 반사파의 영향을 받지 않는 저전력 차동 신호 통신 시스템을 구현할 수 있다.
(실시예)
이하 본 발명에 따른 실시예를 첨부된 도면 도 3 내지 도 4b를 참조하여 상세히 설명한다. 이후의 설명에서 도면들 중 동일하거나 유사한 참조 번호 및 부호는 가능한 한 동일하거나 유사한 구성 요소를 나타낸다.
도 3은 본 발명의 바람직한 실시예에 따른 저전력 차동 신호 통신 시스템의 구성을 보여주는 블럭도이다. 도 3을 참조하면, 상기 저전력 차동 신호 통신 시스템(Low Voltage Differential Signaling; LVDS)은 메모리 컨트롤러(memory controller; 210), 메모리 장치들(M1 ~ Mn), 제 1 메인 전송 라인(main transmission line; L1), 제 2 메인 전송 라인(L2), 스텁 전송 라인들(stub transmission line; S11, S12, …, Sn1, Sn2), 저항(Rc1), 그리고 저항들(R1 ~ Rn)을 포함한다. 이 실시예에서, 상기 메모리 장치는 다이내믹 랜덤 액세스 메모리(Dynamic Random Access Memory; DRAM) 장치이다. 상기 메모리 컨트롤러(210)와 메모리 장치들(M1 ~ Mn)은 저전력 차동 신호들을 송수신한다.
상기 메모리 컨트롤러(210)와 상기 메모리 장치들(M1 ~ Mn) 사이의 전송 신호는 상기 메인 전송 라인(L1)을 통하여 전송되고, 상기 메인 전송 라인(L2)을 통하여 상기 전송 신호의 반전된 신호가 전송된다.
상기 메인 전송 라인(L1)에는 상기 메모리 장치들(MMn)에 각각 대응하는 제 1 스텁 전송 라인들(S11, S21, … Sn1)의 일단이 연결되고, 상기 메인 전송 라인(L2)에는 상기 메모리 장치들(M1 ~ Mn)에 각각 대응하는 제 2 스텁 전송 라인들(S12, S22, … Sn2)의 일단이 연결된다. 도면에 도시되지는 않았으나, 상기 메인 전송 라인들(L2, L2)과 상기 스텁 전송 라인들(S11, S12, …, Sn1, Sn2)은 커넥터로 연결된다. 상기 스텁 전송 라인들(S11, S12, …, Sn1, Sn2)의 타단은 대응하는 메모리 장치에 각각 연결된다.
상기 메모리 컨트롤러(210)의 내부, 그리고 상기 제 1 및 제 2 메인 전송 라인들(L1, L2) 사이에는 저항(Rc2)이 연결된다. 상기 메모리 장치들(M1 ~ Mn)에 각각 연결된 스텁 전송 라인 쌍들(S11, S12), (S21, S22), (Sn1, Sn2)의 타단에는 저항들(R1, R2, Rn)이 각각 연결된다.
상기 스텁 전송 라인들(S11, S12, …, Sn1, Sn2)의 길이가 길어지면 임피던스 미스매칭(impedance mismatching)이 발생하는데 이는 상기 저항들(R1, R2, Rn)의 저항값을 조절함으로써 임피던드 매칭을 달성할 수 있다. 즉, 상기 저항들(R1, R2, Rn)은 임피던스 미스매칭에 의해 발생하는 반사파를 흡수하는 기능을 수행한다. 상기 저항들(R1, R2, Rn)의 저항값은 오드-모드 특성 임피던스(odd-mode characteristic impedance)에 따라 결정된다.
상기 저항들(R1, R2, Rn)은 오프-칩(off-chip)으로 모듈 또는 보드 내에 구성될 수 있고, 또는 온-칩(on-chip)으로 상기 메모리 장치들(M1 ~ Mn) 내에 구성될 수 있다.
도 4b는 본 발명의 바람직한 실시예에 따른 저전력 차동 신호 통신 시스템을 시뮬레이션한 결과를 보여주는 파형도이다. 종래 기술에 따른 저전력 차동 신호 통신 시스템의 시뮬레이션 결과인 도 4a와 비교해볼 때 파형의 노이즈 성분이 많이 감소했음을 알 수 있고, 링잉 현상도 없어졌음을 알 수 있다.
예시적인 바람직한 실시예들을 이용하여 본 발명을 설명하였지만, 본 발명의 범위는 개시된 실시예들에 한정되지 않는다는 것이 잘 이해될 것이다. 오히려, 본 발명의 범위에는 다양한 변형 예들 및 그 유사한 구성들을 모두 포함될 수 있도록 하려는 것이다. 따라서, 청구 범위는 그러한 변형 예들 및 그 유사한 구성들 모두를 포함하는 것으로 가능한 폭넓게 해석되어야 한다.
이상과 같은 본 발명에 의하면, 메모리 장치와 연결된 스텁 전송 라인에 저항을 구비하여 저항값을 조절함으로서 스텁 전송 라인의 길이가 길어질 때 발생하는 임피던스 미스매칭을 방지할 수 있다.

Claims (3)

  1. 송신 모드에서는 송신 신호와 상기 송신 신호의 반전된 신호를 동시에 전송하고, 수신 모드에서는 상기 두 신호를 수신하여 그것들의 차를 감지하여 원래의 신호로 복원하는 저전압 차동 신호 통신 시스템에 있어서:
    상기 저전압 차동 신호들을 송수신하는 복수 개의 집적 회로들과;
    상기 저전압 차동 신호를 전달하는 제 1 및 제 2 메인 전송 라인들과;
    각각이 상기 집적 회로와 상기 제 1 메인 전송 라인 사이에 연결되어 상기 저전압 차동 신호를 전달하는 제 1 스텁 전송 라인들과;
    각각이 상기 집적 회로와 상기 제 2 메인 전송 라인 사이에 연결되어 상기 저전압 차동 신호를 전달하는 제 2 스텁 전송 라인들 및;
    상기 집적 회로들에 각각 대응하고 상기 제 1 스텁 전송 라인과 상기 제 2 스텁 전송 라인 사이에 연결된 저항들을 포함하는 것을 특징으로 하는 저전압 차동 신호 통신 시스템.
  2. 제 1 항에 있어서,
    상기 집적 회로들은 다이내믹 랜덤 세스 메모리 장치인 것을 특징으로 하는 저전압 차동 신호 통신 시스템.
  3. 제 2 항에 있어서,
    상기 종단 저항들은 대응하는 상기 다이내믹 랜덤 액세스 메모리 장치들과 온-칩으로 구성되는 것을 특징으로 하는 저전압 차동 신호 통신 시스템.
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Cited By (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
KR20030010234A (ko) * 2001-07-26 2003-02-05 권오경 차동 신호 검출회로
US8154538B2 (en) 2007-01-11 2012-04-10 Samsung Mobile Display Co., Ltd. Differential signaling system and flat panel display with the same
US8390604B2 (en) 2007-01-11 2013-03-05 Samsung Display Co., Ltd. Differential signaling system and flat panel display with the same
KR20140144786A (ko) * 2013-06-11 2014-12-22 삼성전자주식회사 공기조화기

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