TW594778B - Interface for signal transmission between semiconductor devices - Google Patents
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Description
五、發明說明(1 ) 經濟部智慧財產局員工消費合作社印製 1 ·發明領域 本發明與介面有關,膝幻丨e 介面有_。 疋與半導體裝置間傳輸資料之 2 ·相關技藝之描述 有:多万法已發展出來用以在半導體間快速且 幸:'料,並在傳輸期間可避免資料被摻人雜訊。若是從= 幸則線架構的角度來分& a 1 _ 木刀析§則的這些資料傳輸的方法,我 可以將這些方法歸類爲單端法以及差動法。 圖1顯示的是傳統的單端介面。參考,,此傳統的單端 介面包含半導體裝置1Qmm,驅動器1G3,接收器123以及 傳輞線m。半導體裝置101包含驅動器1〇3以及墊片;半 導體裝置m則包含接收器123以及蟄片125。傳輸線ιη連接 於整片105與125之間。驅動器1〇3比較輸入資料與參考電恩 Vref,產生一高或低位準信號,並將此信號傳上傳輸線^ 。此信號經由傳輸線11 i轉移至接收器123。接收器丨23將此 經由傳輸線1 11轉移而至之信號與參考電壓Vref比較,然後 產生出原始資料s 1。在有共模雜訊(像是,回音)或是訊號 線路和電糍耳感干擾存在的時候,採用了單端方法之介面 會很容易傳丟資料。 圖2顯示的是傳統的差動介面。參考圖2,差動介面包含 半導體裝置201與221,驅動器203與205,接收器223,以及 傳輸線211與213。半導體裝置201包含驅動器203與205,以 及墊片207與209;半導體裝置221則包含接收器223,以及墊 -4. 本紙張尺度適用中國國家標準(CNS)A4規格(210 X 297公釐) · .-------------訂---------線 ('請先閱讀背面之注意事項再填寫本頁) 594778 經濟部智慧財產局員工消費合作社印製 A7 ----- B7___ 五、發明說明(2 ) 片225與227。傳輸線211與213分別連接於塾片207與225以及 塾片209與227之間。驅動器2〇3將輸入資料s丨放大後,傳上 傳輸線211 ;驅動器205則是將輸入資料81之反相信號S1B放 大後’傳上傳輸線213。資料S 1與S1B分別經由傳輸線211與 213輸入至接收器223。接收器223將此二經由傳輸線:^與 213傳送而至之信號s丨與S1B予以比較並放大,最後產生原 始資料S 1。如果信號的傳送採用的是此種差動法,那麼僅 有在共模雜訊存在的時候,資料才會傳丟。不過,使用兩 條傳輸線會增加介面結構的複雜度;也因此這種介面的製 造成本會較高。 發明摘要 爲了解决上述的問越,提供一個可使兩半導體裝置互傳 的貪料免於遺失之介面,是爲本發明之目標。 提供出一個傳輸線數目較少之介面,是爲本發明的另一 個目標。 因此,爲了要達到上述之目標,我們提供出一種介面, 其包含:一用以將第一資料從一端傳送至另一端之虛擬傳 輸線;:用以將該第一資料與輸入第二資料予以比較並產 生第一信號冬第一驅動器;一用以傳送該第一信號之第一 傳輸線;一用以將該經由第一傳輸線傳送而至之第一信號 與,經由虛擬傳輸線傳送而至之第一資料予以比較,^原 出弟一貝料心第一接收器;複數個用以將第(N_2)個信號 (N二3,4,…)與輸入第^^個資料予以比較並產生出第 υ個信號之驅動器;複數個用以傳送該第(N])個信號之 本紙張尺度顧+關家標準(CNS)A4規格 (、請先閱讀背面之注意事項再填寫本頁) --------訂---------線一 -5- 594778 A7 B7 五、發明說明(3 ) 傳輸線;以及複數個用以將該第(N_2)個信號與第個 信號予以比較,還原出第N個資料之接收器。 爲了要達到上述之目標,我們提供出一種介面,其包含 • 用以將第一資料從一端傳送至另一端之虛擬傳輸線; 一用以將該第一資料與輸入第二資料予以比較並產生第— 仏號之第一驅動器;一用以傳送該第一信號之第一傳輸線 ’一用以將該經由第一傳輸線傳送而至之第一信號與該經 由虛擬傳輸線傳送而至之第一資料予以比較,還原出第二 資料之第一接收器;一用以將輸入第三資料與該第一信號 予以比較並產生第二信號之第二驅動器;一用以傳送該第 一 k號之第一傳輸線;以及一用以將該第一與第二信號互 相比較,還原出第三資料之第二接收器。 爲了要達到上述之目標,我們提供出一種介面,其包含 :一回應第一資料,產生第一訊號之第一驅動器;一用以 傳送該第一訊號之第一傳輸線;一回應該經由第一傳輸線 傳送而至之第一訊號,還原出該第一資料之第一接收器; 複數個用以將第(N- 1 )個信號(N二2,3,…)與第N個資料 予以比較並產生出第N個信號之驅動器;複數個用以傳送 該第N個信號〜之傳輸線;以及複數個用以將該第(n - 1 )個信 號與第N個信號予以比較,還原出第n個資料之接收器。 本發明能以較少數目之傳輸線,做到傳送資料之不漏失。 圖示之簡要説明 配以附圖詳細地描述本發明之較佳具體實施例後,本發 明上述之目標及好處將會逐一顯現。其中: 本紙張尺度適用中國國家標準(CNS)A4規格(210 X 297公釐) (請先閱讀背面之注意事項再填寫本頁) --------訂·--------線 經濟部智慧財產局員工消費合作社印製 594778
五、發明說明(4 圖It電路圖説明了傳統的單端介面; 圖2之電路圖説明了傳統的差動介面; 圖3之電路圖説明了根據本發明所具體實施之介面; 圖4之電路圖説明了圖3中之驅動器;以及 圖5之電路圖説明了圖3中之接收器。 施例之説明 參考圖3,本發明之介面包含半導體裝置3〇ι,34ΐ,342與 43,驅動器311 ’ 312與313 ;.接收器351,352與353 ;傳輸線 331,332與333;以及虛擬傳輸線33〇。半導體裝置3〇1包含 驅動器311,312與313以及墊片32〇,321,322與323。半導體 裝置341包含接收器351以及墊片361與362,半導體裝置342 包含接收器352以及墊片363與364,半導體裝置343則包含接 收器353以及墊片365與366。 半導體裝置301經由墊片32〇將資料D〇傳上虛擬傳輸線 330 〇 驅動备311將資料D0之電壓位準與資料〇1之電壓位準予 以比杈,產生出信號VD1。如果資料D 〇與D i之電壓位準相 異,那麼驅動器311就會產生具高電壓位準之信號vm。如 果貝料DQ與D 1之電壓位準是相同的,那麼驅動器3丨〗就會 產生具低€壓位準之k號VD1。譬如,當資料d 〇爲低電壓 位準,資料D1爲高電壓位準時,驅動器311即產生具高電 壓位準之k號VD1。當資料D 0與D 1均爲低電壓位準的時候 ’驅動器311就會產生具低電壓位準之信號VD1。該由驅動 本紙張尺度適用中國國家標準(CNS)A4規格(210 X 297公釐) (請先閱讀背面之注意事項再填寫本頁) 訂----- 經濟部智慧財產局員工消費合作社印製 594778 A7 -------^-____ 五、發明說明(5 ) 、 态311所輸出之信號vm,經由墊片321被傳上傳輸線m, 而傳輸線331上之資料則會被轉移至墊片362。 接收器351將該分別經由墊片361與362所接收而來作爲輸 入之貝料D 0與^號VD1予以比較,還原出原始資料D i。接 收器351會計算出資料D〇與信號vm間電壓位準差異的絕對 値,然後再將此絕對値與一預定的電壓,譬如,〇 8伏作比 較。當孩絕對値高於該預定電壓時,接收器351就會輸出具 高電壓位準之資料。當該絕對値低於該預定電壓時,接收 器3 51就會輸出具低電壓位準之資料。 另一種作法則是,驅動器311可以在資料D〇與1)1之電壓 位準相異時,產生出具低電壓位準之信號vm,而在此二 資料相同時,產生出具高電壓位準之信號vm。若是這種 情況,接收器351就會在該二分別經由墊片361與362所輸入 進來之資料D 0與信號VD1,其二者間電壓位準差異的絕對 値咼於某一預定電壓時,輸出具低電壓位準之資料D1 ;而 在泫絕對値低於該預定電壓時,輸出具高電壓位準之資料 D 1。 驅動器312將信號VD1與資料D2之電壓位準互相比較,輸 出一信號VD2,。驅動器313將信號VD2與資料D3之電壓位準 互相比較,輸出一信號VD3。驅動器312與313之運作,與驅 動器311是相同的。接收器352將信號VD1與信號VD2予以比 較’還原出資料D 2,接收器353則是將信號VD2與信號VD3 予以比較,產生出資料D3。接收器352與353之運作,與接 收器351是一樣的。 本紙張尺度適用中國國家標準(CNS)A4規格(210 X 297公釐) (請先閱讀背面之注意事項再填寫本頁) --------訂·--------線- 經濟部智慧財產局員工消費合作社印製 A7
594778 五、發明說明(6 ) 爲方便起見,圖3僅包含三個驅動器與三個接收器,其實 我們可以視實際需要使用四或更複數個驅動器與接收器。 如果使用了四個以上之驅動器與接收器,則第四個以後之 驅動器與接收器,其連接傳輸線以及運作的方式,將與驅 動器312與313,接收器352與353,以及傳輸線332與333它們 之間的連接與運作方式一樣。 同樣地,圖3中之虛擬傳輸線33〇也是同樣接法,只不過 我們可視情況來決定是否要使用它。此處,驅動器3〗丨僅接 收資料D 1,而其產生之信號VD1的電壓位準,若非與資料 D 1相同,就是相異。同樣地,接收器351僅接收信號ν〇ι, 然後根據信號VD1的電壓位準,產生出資料D工。 圖4是圖3中驅動器311的電路圖。參考圖4,驅動器311包 含第一至第三邏輯電路411,421與431。 第一邏輯電路411接收資料d 〇與D 1,其爲一可對此二資 料執行反及運算之反及閘。 第二邏輯電路421接收資料DO與D1,並針對此二資料執 行或邏輯運算。這也就是説,當資料〇〇與1)1中有任何一 個是邏輯高位準的時候,第二邏輯電路421的輸出就會是邏 輯高位準,;负只有在資料DO與D1均爲邏輯低位準的時候 ,第二邏輯電路421的輸出才會是邏輯低位準。第二邏輯電 5各421包含一個反或閘423以及一個反相器425。 第三邏輯電路431針對第一與第二邏輯電路411與421之輸 出執行及運算,產生出信號VD1。這也就是説,當第一與 第二邏輯電路411與421的輸出,有任何一個是邏輯低位準 -9- 本紙張尺度適用中國國家標準(CNS)A4規格(210 X 297公釐) (請先閱讀背面之注意事項再填寫本頁)
經濟部智慧財產局員工消費合作社印製 594778 A7 B7 五、發明說明( 的時候,第三邏輯電路431所產生之信號VD1就會是邏輯低 位準;而只有在此二者均爲邏輯高位準的時候,第三邏輯 電路43 1所產生之信號VD1才會是邏輯高位準。第三邏輯電 路431包含一個反及閘433以及一個反相器435。 圖5是圖3中接收器351的電路圖。參考圖5,接收器351透 過電阻521,523,525與527,將資料D 0與信號VD1接收進來 ,然後透過反相器541,輸出資料d 1。 資料DO經由電阻521輸入至N型金氧半電晶體511之閘極 ,而信號VD1則是經由電阻525輸入至N型金氧半電晶體512 之閘極。因此,N型金氧半電晶體511在資料D〇爲高電壓位 準的時候,就會打開;在資料D 〇爲低電壓位準的時候,則 會關閉。同樣地,N型金氧半電晶體512在信號VD1爲高電 壓位準的時候,打開;在信號VD1爲低電壓位準的時候, 關閉。 資料D 1取決於資料D 0以及信號VD1的電壓位準。資料 D 0以及信號VD1的電壓位準可分類爲下列四種情況。 第一種情況,當資料DO以及信號VD1均爲低電壓位準的 時候;此時,N型金氧半電晶體511與512二者均關閉。節點 N 1因而因,供參電壓VCC而變爲高電壓位準,然後再經過反 相器541的反相,最後使資料d 1成爲低電壓位準。 第二種情況,當資料D 0爲低電壓位準,信號VE) }爲高電 壓位準的時候;此時,N型金氧半電晶體511關閉,N型金 氧半電晶體512打開。節點N 1在電氣上因而連接至電阻5 2 7 10- 本紙張尺度適用中國國家標準(CNS)A4規格(210 X 297公釐) 請 先 閱 讀 背 面 之 注 意 事 項 再 填' 寫 本 頁 訂 線 經濟部智慧財產局員工消費合作社印製 594778 經濟部智慧財產局員工消費合作社印製 A7 五、發明說明(8 ) 與528的接點。所以,節點N !變爲低電壓位準,然後再因 反相器5 4 1的反相,最後使資料d 1成爲高電壓位準。 第三種情況,當資料DO爲高電壓位準,信號vm爲低電 壓位準的時候;此時,N型金氧半電晶體511打開,N型金 氧半電晶體512關閉。節點N1在電氣上因而連接至電阻523 與524的接點。所以,節點N }變爲低電壓位準,然後再因 反相為541的反相,最後使資料d 1成爲高電壓位準。 第四種情況,當資料DO以及信號VD1均爲高電壓位準的 時候;此時,N型金氧半電晶體511與512二者均打開。在此 種情況下,N型金氧半電晶體511與512的源極分別因信號 VD1與資料D0的高電壓位準而被維持在高電壓位準;故, 即便是N型金氧半電晶體511與512均打開,節點Νι仍能保 持在高電壓位準。節點N〗的電壓位準經過反相器541被反 相,使得資料D 1成爲低電壓位準。 上述四種情況總結於下表1 : ----:---:-------------訂---------線 {;請先閱讀背面之注意事項再填寫本頁) 表1 ]
-11 - 594778 經濟部智慧財產局員工消費合作社印製 A7 五、發明說明(9 ) 藉由將接收器351規劃成如圖5所千少 & 間聊形悲,則縱使是驅 動备3lm接收器351間僅連接一條傳輸線331,本發明仍炊 能做到差動法所能達到的效果。這也就是説,縱使存在 共板雜訊,使用本發明仍可避免資料之傳失。另外,因僅 使用了-條的傳輸線,所以也簡化了介面的結構。 在圖5之接收器351中,資料D〇與信號ν〇ι電壓位準差的 絕對値如果高於預定的電壓値,則資料成爲高電壓位 準。如果資料DO與信號VD1電壓位準差的絕對値低於預定 的電壓値,則資料D 1會成爲邏輯低電壓位準。不過,如果 沒有使用反相器541,那麼,在資料D 〇與信號vm電壓位準 差的絕對値高於預定電壓値的時候9資料D1會成爲低電壓 位準,而在貝料D 〇與^號VD1電壓位準差的絕對値低於預 定電壓値的時候,資料D 1會成爲高電壓位準。圖3中之接 收器352與353所輸出的資料D2與D3的電壓位準,同樣的也 會如同以上所述的一般,根據驅動器312與31;3的輸出狀況 而有不同的結果。 上述本發明中之傳輸線331到333分別地連接了驅動器311 與接收器351,驅動器312與接收器352,以及驅動器313與接 收器3 5 3,;_此^種接法簡化了介面的規劃,進而降低了製造 成本。與差動法相類的,接收器351至3 53分別地將輸入信 號VD1至VD3與該分別由旁邊的傳輸線330至332所傳送而至 之輸入信號D 0,VD1與VD2予以比較,還原出原始資料D 1 ,D 2與D 3 ;如此,避免了資料的流失。 -12. 本紙張尺度適用中國國家標準(CNS)A4規格(210 X 297公釐) -----------________T _________ (請先閱讀背面之注意事項再填寫本頁) A7 B7 五 、發明說明( 圖二兵説明揭不了最佳之具體實施例。此處所使用之特 =名㈣騎説本發明之用,並不具特殊意義也不限制符 =下述專利範圍之發明範圍。是故,f於此藝人士必 罕各式樣的修改或實施爲其他的樣子都可以實行。 产本發明眞實的技術保護範圍取決於本文所附之申許表 範圍。 叫寻刊
1—i —HI (請先閱讀背面之注意事項再填寫本頁}
----I---訂· I----I--J 經濟部智慧財產局員工消費合作社印製 -13- 本紙張尺度適用中國國家標準(CNS)A4規格(210 X 297公釐)
Claims (1)
- 594778 第088102733號專利申請案 中文申凊專利範圍替換本(92年9月)、申請專利範園 A8 B8 s I修正 變 更 t f 容1 是 7 予· 修終 正丘 1 · 一種介面,包含·· 一以將第一資料由一端傳送至另一端之虛擬傳輸線; 一用以將該第—資料與輸入第2資料比較並產生第一 訊號之第一驅動器; 一用以傳送該第一訊號之第一傳輸線; 一用以將該經由第一傳輸線傳送之第一訊號與該經由 虛擬傳輸線傳送之[資料比較,並還原出 之第一接收器; 複數個用以將第(N_2)個信號(N = 3,4,…)與輸入 第二個資料比較並產生出第(Ν·υ個信號之驅動器;'則 複數個用以傳送第(Ν -1)個信號之傳輸線;及 複數個用以將該第(Ν_2)個信號與該第(Ν])個信號比 較並還原出該第Ν個資料之接收器。 』 2. 如申請專利範圍第!項之介面,其中如果該第一資料之 電壓位準與該第二資料之電壓位準相同,則該第一驅動 器輸出該第一信號為第一電麼位準,或是如果該第一 料之電壓位準與該第二資料之電壓位準相異,則該第一 驅動器輸出該第一信號為第二電壓位準。 3. 如申請專利範圍第2項之介面,其中該第一電壓位準是 邏輯低位準,該第二電壓位準是邏輯高位準。 4. 如申請專利範圍第1之介面,其中如果該第(ν_2)個俨 號之電壓位準與該第Ν個資料之電壓位準相同,則該複 數個驅動器輸出該第(Ν-1)個信號為第一電壓位準 是如果該第(Ν-2)個信號之電壓位準與該第Ν個資料 裝 訂 資 或 之 4 本紙張尺度適用中國國家標準(CNS) Α4規格(210X 297公釐)申請專利範準相異,則該複數個驅動器輸出該 唬為第二電壓位準。. ; 6. :::專利犯圍第4項之介面,其中該第一電壓位準是 t輯低位準,該第二·位準是邏輯高位準。 如申請專利範圍第μ之介面,其中該第一驅動器包含: 用以對4第-與第二資料執行反及運算之第一邏輯 電路; -用以對該第—與第二資料執行或運算之第二邏 路;及 —用以對4第-與第二邏輯電路之輸出執行及運算之 第三邏輯電路。 如:請專利範圍第!項之介面,其中該複數個驅動器中 之母一個均包含: 路一用以接收該第(Ν_2)個信號與該第1^個資料之反及電 一用以接收該第(Ν-2)個信號與該第N個資料之或電路 ;以及 一用以接收該反及電路與或電路輸出之及-電路。 8·如申請專利範圍第丨項之介面,其中該分別由虛擬傳輸 線與第一傳輸線傳送之第一資料與第一信號,其二者間 電壓差異的絕對值如果高於一預定的參考電壓,則該第 一接收器還原該第二資料為第一電壓位準;如果該第一 ^料與第一乜號間電壓差異的絕對值低於該參考電壓, 則該第一接收器還原該第二資料為第二電壓位準。 -2 -9. 10. 12. 、羅::專利範圍第8項之介面,其中該第-電壓位準是 ^向位準,該第二電壓位準是邏輯低位準。 值:明專利乾圍第1項之介面,*中該分別由第(N-2)個 :線與第(Ν·1)個傳輸線傳送之第(N_2)個與第 H f、其—者間電壓差異的絕對值如果高於-預定的 二袓、壓’則該複數個接收器之每-個都還原該第N個 :為第一電壓位準;如果該第(N-2)個與第(N-D個信 :間電壓差異的絕對值低於該參考電壓,則該複數個接 收器,每一個都還原該第N個資料為第二電壓位準。 女專利靶圍第1〇項之介面,其中該第一電壓位準是 邏輯高位準,該第二電壓位準是邏輯低位準。 一種介面,包含: 用乂將第貝料由-端傳送至另_端之虛擬傳輸線; 。用以將該第-資料與輸入第二資料比較並產生第一 訊號之第一驅動器; 一用以傳送該第一訊號之第一傳輸線; 一用以將該經由第-傳輸線傳送之第—訊號與該經由 虛擬傳輸線傳送之第-資料比較,並還原出該第二資料 之第一接收器; -用以將輸入第三資料與該第一信號資料比較並產生 第二訊號之第二驅動器; 一用以傳送該第二訊號之第二傳輸線; -用以將該第一與第二信號互相比較並還原出該第三 資料之第二接收器。 本紙張尺度適用中國國家標準(CNS) A4規格(210 X 297公釐)' ------- 594778 A8 B8 C8 D8 六、申請專利範圍 13. —種介面,包含: , 還原出該 )與第Ν個 )與第Ν個 一回應第一資料,產生第一信號之第一驅動 一用以傳送該第一信號之第一傳輸線; 一回應該經由第一傳輸線傳送之第一信號, 第一資料之第一接收器; 複數個用以將第(N-1)個信號(N = 2,3,… 資料比較並產生出第N個信號之驅動器; 複數個用以傳送該第N個信號之傳輸線; 複數個用以將第(N - 1)個信號(N = 2,3,… 信號比較並還原出第N個資料之接收器。 -4- 本紙張尺度適用中國國家標準(CNS) Α4規格(210X 297公釐)
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