JPH04266149A - バスレシーバ - Google Patents
バスレシーバInfo
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- JPH04266149A JPH04266149A JP3313430A JP31343091A JPH04266149A JP H04266149 A JPH04266149 A JP H04266149A JP 3313430 A JP3313430 A JP 3313430A JP 31343091 A JP31343091 A JP 31343091A JP H04266149 A JPH04266149 A JP H04266149A
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Classifications
-
- G—PHYSICS
- G06—COMPUTING; CALCULATING OR COUNTING
- G06F—ELECTRIC DIGITAL DATA PROCESSING
- G06F13/00—Interconnection of, or transfer of information or other signals between, memories, input/output devices or central processing units
- G06F13/38—Information transfer, e.g. on bus
- G06F13/40—Bus structure
-
- H—ELECTRICITY
- H03—ELECTRONIC CIRCUITRY
- H03K—PULSE TECHNIQUE
- H03K3/00—Circuits for generating electric pulses; Monostable, bistable or multistable circuits
- H03K3/02—Generators characterised by the type of circuit or by the means used for producing pulses
- H03K3/353—Generators characterised by the type of circuit or by the means used for producing pulses by the use, as active elements, of field-effect transistors with internal or external positive feedback
- H03K3/356—Bistable circuits
- H03K3/356017—Bistable circuits using additional transistors in the input circuit
- H03K3/356034—Bistable circuits using additional transistors in the input circuit the input circuit having a differential configuration
- H03K3/356043—Bistable circuits using additional transistors in the input circuit the input circuit having a differential configuration with synchronous operation
-
- B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
- B82—NANOTECHNOLOGY
- B82Y—SPECIFIC USES OR APPLICATIONS OF NANOSTRUCTURES; MEASUREMENT OR ANALYSIS OF NANOSTRUCTURES; MANUFACTURE OR TREATMENT OF NANOSTRUCTURES
- B82Y10/00—Nanotechnology for information processing, storage or transmission, e.g. quantum computing or single electron logic
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Abstract
(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。
め要約のデータは記録されません。
Description
【0001】
【産業上の利用分野】本発明はコンピュータバス上に現
れるデータ信号のある状態から他の状態への遷移を検出
するためのバスレシーバに関する。より詳細には本発明
は抵抗プルアップバス上で使用するバスレシーバに関す
る。このレシーバはバスのバイアス電圧から得られた基
準電圧に対するデータ信号の±0.2ボルトの遷移を検
出し、また約1ナノ秒程度の短いセットアップ時間を有
するデータ信号について最後に検知されたデータ信号の
状態を表す値をラッチすることのできるバスレシーバに
関する。
れるデータ信号のある状態から他の状態への遷移を検出
するためのバスレシーバに関する。より詳細には本発明
は抵抗プルアップバス上で使用するバスレシーバに関す
る。このレシーバはバスのバイアス電圧から得られた基
準電圧に対するデータ信号の±0.2ボルトの遷移を検
出し、また約1ナノ秒程度の短いセットアップ時間を有
するデータ信号について最後に検知されたデータ信号の
状態を表す値をラッチすることのできるバスレシーバに
関する。
【0002】
【従来技術とその問題点】高速コンピュータシステムの
設計における重要な検討事項に、データ転送動作を行う
のに要する時間がある。データ転送には通常記憶装置と
CPU間のデータ転送が含まれるが、またCPUと周辺
装置の間のデータ転送、さらに記憶装置と周辺装置の間
(すなわち直接記憶装置アクセス)やCPU間での直接
の転送が含まれることがある。
設計における重要な検討事項に、データ転送動作を行う
のに要する時間がある。データ転送には通常記憶装置と
CPU間のデータ転送が含まれるが、またCPUと周辺
装置の間のデータ転送、さらに記憶装置と周辺装置の間
(すなわち直接記憶装置アクセス)やCPU間での直接
の転送が含まれることがある。
【0003】データ転送中に発生する遅延の一つにCP
U、記憶装置あるいは周辺装置をバスアーキテクチャに
インターフェースするバスレシーバにおける遅延がある
。バスレシーバの機能の一つはバス上に現れるデータ信
号の検出である。同期システムにおいては、これには通
常クロック信号がある状態から他の状態へ遷移するとき
のデータ信号の状態の検出が含まれる。クロック遷移に
応答してデータ信号の状態を検出するのに要する時間は
システム全体の速度に重大な制約を加えうるものである
ことが理解できよう。
U、記憶装置あるいは周辺装置をバスアーキテクチャに
インターフェースするバスレシーバにおける遅延がある
。バスレシーバの機能の一つはバス上に現れるデータ信
号の検出である。同期システムにおいては、これには通
常クロック信号がある状態から他の状態へ遷移するとき
のデータ信号の状態の検出が含まれる。クロック遷移に
応答してデータ信号の状態を検出するのに要する時間は
システム全体の速度に重大な制約を加えうるものである
ことが理解できよう。
【0004】上記の遅延の問題はコンピュータシステム
が低電圧振幅(変動)バス設計を採用する場合に深刻な
ものとなる。新世代の高速コンピュータシステムには抵
抗器プルアップ設計を採用しており、そこではバスが所
定の電圧レベルにバイアスされ、そしてデータ信号の状
態がバイアス電圧から発生した基準電圧の付近で変動す
る。バイアス電圧の付近でのデータ信号の変動は400
ミリボルト程度という低いものである(すなわち、バイ
アス電圧±200ミリボルト)。低電圧スイングの信頼
性の高い検出は、特に電気的に雑音の多い環境において
は困難である。したがって、バスレシーバは高速である
だけでなく、雑音の多い環境で正確で信頼性の高い低電
圧振幅スイングの検出を行うことができなければならな
い。
が低電圧振幅(変動)バス設計を採用する場合に深刻な
ものとなる。新世代の高速コンピュータシステムには抵
抗器プルアップ設計を採用しており、そこではバスが所
定の電圧レベルにバイアスされ、そしてデータ信号の状
態がバイアス電圧から発生した基準電圧の付近で変動す
る。バイアス電圧の付近でのデータ信号の変動は400
ミリボルト程度という低いものである(すなわち、バイ
アス電圧±200ミリボルト)。低電圧スイングの信頼
性の高い検出は、特に電気的に雑音の多い環境において
は困難である。したがって、バスレシーバは高速である
だけでなく、雑音の多い環境で正確で信頼性の高い低電
圧振幅スイングの検出を行うことができなければならな
い。
【0005】周知のバスレシーバの設計の多くは特に高
雑音環境では低電圧データ信号の遷移を検出することが
できない。さらに、周知のバスレシーバの設計では、セ
ットアップ時間とホールド時間が長く、記憶装置の待ち
時間が長くなり、システム全体の性能が低下することが
多い。一般に、雑音は(検出されたデータの信頼性を低
下させることに加えて)必要なセットアップ時間とホー
ルド時間を増大させるため、雑音の存在はバースレシー
バの速度をさらに低下させる。
雑音環境では低電圧データ信号の遷移を検出することが
できない。さらに、周知のバスレシーバの設計では、セ
ットアップ時間とホールド時間が長く、記憶装置の待ち
時間が長くなり、システム全体の性能が低下することが
多い。一般に、雑音は(検出されたデータの信頼性を低
下させることに加えて)必要なセットアップ時間とホー
ルド時間を増大させるため、雑音の存在はバースレシー
バの速度をさらに低下させる。
【0006】
【発明の目的】したがって、本発明の目的は、低電圧デ
ータ信号の遷移の検出、特に雑音の多い環境での検出を
行うことができ、また高速でありながら、構成が簡単で
、信頼性があり、安価なバスレシーバを提供することで
ある。
ータ信号の遷移の検出、特に雑音の多い環境での検出を
行うことができ、また高速でありながら、構成が簡単で
、信頼性があり、安価なバスレシーバを提供することで
ある。
【0007】
【発明の概要】データバス上のデータ信号の電圧変動を
検出するためのバスレシーバは、差動入力増幅器回路、
一対のソースホロワ、およびラッチ回路からなる。差動
入力増幅器回路はその入力端でバスからのデータ信号と
バスバイアス電圧から発生した基準電圧を受信し、基準
電圧に対するデータ信号の状態を表す第1および第2の
出力信号を発生する。第2の出力信号は第1の出力信号
に対してほぼ相補的である。
検出するためのバスレシーバは、差動入力増幅器回路、
一対のソースホロワ、およびラッチ回路からなる。差動
入力増幅器回路はその入力端でバスからのデータ信号と
バスバイアス電圧から発生した基準電圧を受信し、基準
電圧に対するデータ信号の状態を表す第1および第2の
出力信号を発生する。第2の出力信号は第1の出力信号
に対してほぼ相補的である。
【0008】ソースホロワはそれぞれ第1および第2の
出力信号の内の一つを受信し、またそれぞれが一つのク
ロック信号とその相補信号とを受信する。ソースホロワ
は第1および第2の出力信号に応答して、クロック信号
が第1の状態にあるときにのみ、それぞれ第1および第
2の出力信号の状態を表す状態を有する第3および第4
の出力信号を発生する。
出力信号の内の一つを受信し、またそれぞれが一つのク
ロック信号とその相補信号とを受信する。ソースホロワ
は第1および第2の出力信号に応答して、クロック信号
が第1の状態にあるときにのみ、それぞれ第1および第
2の出力信号の状態を表す状態を有する第3および第4
の出力信号を発生する。
【0009】ラッチ回路は検知モードとラッチモードと
を有し、第3および第4の出力信号とクロック信号を受
信する。ラッチ回路はクロック信号の第1の状態の発生
に応答して、クロック信号の第1の状態の発生中に発生
する第3および第4の出力信号の状態を検知する。この
ラッチ回路はクロック信号の第2の、逆の状態の発生に
応答して、クロック信号が第1の状態から第2の状態に
遷移したとき、最後に検知された第3および第4の出力
信号の状態を表す値をラッチする。したがって、このラ
ッチされた値はこの遷移時における基準電圧に対するデ
ータ信号の大きさ(すなわちデータ信号が基準電圧より
大きいか小さいか)を表す。
を有し、第3および第4の出力信号とクロック信号を受
信する。ラッチ回路はクロック信号の第1の状態の発生
に応答して、クロック信号の第1の状態の発生中に発生
する第3および第4の出力信号の状態を検知する。この
ラッチ回路はクロック信号の第2の、逆の状態の発生に
応答して、クロック信号が第1の状態から第2の状態に
遷移したとき、最後に検知された第3および第4の出力
信号の状態を表す値をラッチする。したがって、このラ
ッチされた値はこの遷移時における基準電圧に対するデ
ータ信号の大きさ(すなわちデータ信号が基準電圧より
大きいか小さいか)を表す。
【0010】このバスレシーバ回路はCMOS大規模集
積回路等のCMOS回路内の複数のFETを使用して実
施されるが、それに限定されるものではない。これらの
FETは回路配置の中心線の周囲に対称に配置されてお
り、よって回路にバイアスが導入されず、回路配置中の
対向する部分における差動雑音成分がほとんど除去され
るようになっている。
積回路等のCMOS回路内の複数のFETを使用して実
施されるが、それに限定されるものではない。これらの
FETは回路配置の中心線の周囲に対称に配置されてお
り、よって回路にバイアスが導入されず、回路配置中の
対向する部分における差動雑音成分がほとんど除去され
るようになっている。
【0011】上述したレシーバはデータ信号の、基準電
圧に対して±0.2ボルトという小さな電圧振幅(変動
、スイング)を検出することができる。上述したバスレ
シーバはまた約1ナノ秒の短いセットアップ時間を有す
るデータについて、最後に検知されたデータ信号の状態
を表す値をラッチすることができる。
圧に対して±0.2ボルトという小さな電圧振幅(変動
、スイング)を検出することができる。上述したバスレ
シーバはまた約1ナノ秒の短いセットアップ時間を有す
るデータについて、最後に検知されたデータ信号の状態
を表す値をラッチすることができる。
【0012】
【実施例】図1は本発明によるバスレシーバ10の回路
図を示す。バスレシーバ10はラッチ回路12(従来の
RAM検知増幅器として実施される)、一対のソースホ
ロワ16、16A、および回路18、18Aによって形
成される差動入力増幅器、およひ電流源14からなる。 図示するように、回路10は複数のNFET(nチャン
ネル電界効果トランジスタ)とPFET(pチャンネル
電界効果トランジスタ)を使用して実施される。
図を示す。バスレシーバ10はラッチ回路12(従来の
RAM検知増幅器として実施される)、一対のソースホ
ロワ16、16A、および回路18、18Aによって形
成される差動入力増幅器、およひ電流源14からなる。 図示するように、回路10は複数のNFET(nチャン
ネル電界効果トランジスタ)とPFET(pチャンネル
電界効果トランジスタ)を使用して実施される。
【0013】この差動入力増幅器18はバス上に現れる
データ信号を受け取るためのSIGINというラベルの
付いた入力と、基準電圧を受信するためのVREFとい
うラベルの付いた入力とを有する。バスレシーバ10が
バイアスされた抵抗器プルアップバス上のデータ信号を
受信するために採用される場合、基準電圧VREFはた
とえば抵抗器分圧回路を介してバイアス電圧から発生す
ることが好適である。本発明のある実施例では、バスの
バイアス電圧は3ボルトであり、基準電圧は抵抗器分圧
回路を介してこのバイアス電圧から発生し、約2.2ボ
ルト±50ミリボルトが得られる。
データ信号を受け取るためのSIGINというラベルの
付いた入力と、基準電圧を受信するためのVREFとい
うラベルの付いた入力とを有する。バスレシーバ10が
バイアスされた抵抗器プルアップバス上のデータ信号を
受信するために採用される場合、基準電圧VREFはた
とえば抵抗器分圧回路を介してバイアス電圧から発生す
ることが好適である。本発明のある実施例では、バスの
バイアス電圧は3ボルトであり、基準電圧は抵抗器分圧
回路を介してこのバイアス電圧から発生し、約2.2ボ
ルト±50ミリボルトが得られる。
【0014】差動入力増幅器回路18、18Aはそれぞ
れ、図示するように、線路40を介してNFET26、
26A、電流源14とドレイン・ソース直列の関係に結
合されたPFET28、28Aからなる。電流源14は
NFET44、46に結合されたPFET42からなり
、図示するように、一定の電流をグラウンドに流すよう
になっている。PFET28、28Aのそれぞれのゲー
トはグラウンドに結合されており、それぞれのソース端
子は図示するように電圧源VDDに結合されている。第
1の回路18のNFET26のゲートは、データ信号S
IGINを受信し、第2の回路18AのNFET26A
のゲートは基準電圧VREFを受信する。PFET28
、28Aは互いに電気的に整合していなければならず、
NFET26、26Aも互いに電気的に整合していなけ
ればならない。この電気的整合の詳細については後述す
る。図1から、第1の回路18のFET28、26の構
成は第2の回路18AのFET28A、26Aに対して
(バスレシーバ10の回路配置の中心線に関して)物理
的にも電気的にも対称である。重要なことは、NFET
26、26Aのしきい値電圧がほとんど同じでなければ
ならないことである。
れ、図示するように、線路40を介してNFET26、
26A、電流源14とドレイン・ソース直列の関係に結
合されたPFET28、28Aからなる。電流源14は
NFET44、46に結合されたPFET42からなり
、図示するように、一定の電流をグラウンドに流すよう
になっている。PFET28、28Aのそれぞれのゲー
トはグラウンドに結合されており、それぞれのソース端
子は図示するように電圧源VDDに結合されている。第
1の回路18のNFET26のゲートは、データ信号S
IGINを受信し、第2の回路18AのNFET26A
のゲートは基準電圧VREFを受信する。PFET28
、28Aは互いに電気的に整合していなければならず、
NFET26、26Aも互いに電気的に整合していなけ
ればならない。この電気的整合の詳細については後述す
る。図1から、第1の回路18のFET28、26の構
成は第2の回路18AのFET28A、26Aに対して
(バスレシーバ10の回路配置の中心線に関して)物理
的にも電気的にも対称である。重要なことは、NFET
26、26Aのしきい値電圧がほとんど同じでなければ
ならないことである。
【0015】この差動入力増幅器の動作は次の通りであ
る。電圧VDDの大きさを5ボルト、NFET26、2
6Aに対するPFET28、28Aの寸法を後述するよ
うなものと仮定すると、ライン36、36Aは約4ボル
トで直流バイアスされる。図2の回路は約2.2ボルト
の基準電圧VREFに対する差動入力増幅器18、18
A(および回路の他の部分)の動作を示す。基準電圧V
REFを越えるデータ信号SIGINの遷移が発生する
と、NFET26のゲート・ソース電圧VGSはNFE
T26Aのゲート・ソース電圧VGSを越え、それによ
って回路18を流れる電流が回路18Aを流れる電流よ
り大きくなる(回路18と18Aの両方を流れる結合電
流は電流源14によって0.8mAに制限され、ライン
40上の電圧は電流Iをほぼ一定に維持するように変動
する)。これによって、図2に示すように、回路18の
出力NOUTの大きさは回路18Aの出力OUTの大き
さより小さくなる。また、基準電圧VREFの大きさよ
り小さいデータ信号SIGINの遷移が発生すると、N
FET26Aのゲート・ソース電圧VGSがNFET2
6のゲート・ソース電圧VGSより大きくなり、それに
よって回路18Aを流れる電流が回路18を流れる電流
より大きくなる。これによって、図2に示すように、回
路18の出力NOUTの大きさは回路18Aの出力OU
Tの大きさを越える。出力NOUTとOUTは図2に示
すようにライン36、36Aの直流バイアスレベルで、
直流バイアスされていることに注意を要する。出力信号
NOUT、OUTは、図1に示すように、FET28と
26、28Aと26Aの各ドレイン・ソース結合点より
得られる。
る。電圧VDDの大きさを5ボルト、NFET26、2
6Aに対するPFET28、28Aの寸法を後述するよ
うなものと仮定すると、ライン36、36Aは約4ボル
トで直流バイアスされる。図2の回路は約2.2ボルト
の基準電圧VREFに対する差動入力増幅器18、18
A(および回路の他の部分)の動作を示す。基準電圧V
REFを越えるデータ信号SIGINの遷移が発生する
と、NFET26のゲート・ソース電圧VGSはNFE
T26Aのゲート・ソース電圧VGSを越え、それによ
って回路18を流れる電流が回路18Aを流れる電流よ
り大きくなる(回路18と18Aの両方を流れる結合電
流は電流源14によって0.8mAに制限され、ライン
40上の電圧は電流Iをほぼ一定に維持するように変動
する)。これによって、図2に示すように、回路18の
出力NOUTの大きさは回路18Aの出力OUTの大き
さより小さくなる。また、基準電圧VREFの大きさよ
り小さいデータ信号SIGINの遷移が発生すると、N
FET26Aのゲート・ソース電圧VGSがNFET2
6のゲート・ソース電圧VGSより大きくなり、それに
よって回路18Aを流れる電流が回路18を流れる電流
より大きくなる。これによって、図2に示すように、回
路18の出力NOUTの大きさは回路18Aの出力OU
Tの大きさを越える。出力NOUTとOUTは図2に示
すようにライン36、36Aの直流バイアスレベルで、
直流バイアスされていることに注意を要する。出力信号
NOUT、OUTは、図1に示すように、FET28と
26、28Aと26Aの各ドレイン・ソース結合点より
得られる。
【0016】したがって、この差動入力増幅器は基準電
圧VREFに対するデータ信号SIGINの大きさを表
す状態を有する第1および第2の出力信号(NOUT、
OUT)を提供するものであり、またこの第1および第
2の出力信号は互いにほぼ相補的であることがわかる。 差動入力増幅器回路18、18Aを上述したように構成
すると、基準電圧VREFに対するデータ信号SIGI
Nの0.2ボルト程度という小さな電圧スイングが検出
される。
圧VREFに対するデータ信号SIGINの大きさを表
す状態を有する第1および第2の出力信号(NOUT、
OUT)を提供するものであり、またこの第1および第
2の出力信号は互いにほぼ相補的であることがわかる。 差動入力増幅器回路18、18Aを上述したように構成
すると、基準電圧VREFに対するデータ信号SIGI
Nの0.2ボルト程度という小さな電圧スイングが検出
される。
【0017】ソースホロワ16、16Aの機能は、クロ
ック信号CLKが第1の状態にあるときにのみ出力信号
NOUT、OUTの状態を表す第3および第4の出力信
号OUT1、OUT2を提供すること、およびクロック
信号CLKが第2の状態にあるときは出力信号NOUT
とOUTの状態を基本的に無視することである。図2に
一例として掲げるタイミング図において、クロック信号
CLKの第1および第2の状態はそれぞれロー(low
)とハイ(high)である。
ック信号CLKが第1の状態にあるときにのみ出力信号
NOUT、OUTの状態を表す第3および第4の出力信
号OUT1、OUT2を提供すること、およびクロック
信号CLKが第2の状態にあるときは出力信号NOUT
とOUTの状態を基本的に無視することである。図2に
一例として掲げるタイミング図において、クロック信号
CLKの第1および第2の状態はそれぞれロー(low
)とハイ(high)である。
【0018】またソースホロワ16、16Aはそれぞれ
図示するように電圧源VDDとグラウンドの間にドレイ
ン・ソース直列の関係に結合された複数のFETによっ
て形成される。特に、PFET30、30AはNFET
32、32Aとドレイン・ソース直列関係に結合されて
おり、またNFET32、32AはNFET34、34
Aとドレイン・ソース直列関係に結合されている。PF
ET30と30Aは互いに電気的に整合していなければ
ならない。同様に、NFET32と32Aは互いに電気
的に整合していなければならず、さらにNFET34と
34Aは互いに電気的に整合していなければならない。 この電気的整合の詳細については後述する。差動入力増
幅器18、18Aと同様に、一対のソースホロワ16、
16Aを構成するFETは、図1の検討から明らかなよ
うに、バスレシーバ10の回路配置の中心線に関して対
称に配置されている。PFET30、30Aのゲート端
子はそれぞれライン38上のクロック信号CLKを受信
し、NFET34、34Aのゲートはそれぞれクロック
信号CLKの相補信号NCLKを受信する。NFET3
2のゲート端子は出力信号NOUTを受信しNFET3
2Aのゲートは出力信号OUTを受信する。
図示するように電圧源VDDとグラウンドの間にドレイ
ン・ソース直列の関係に結合された複数のFETによっ
て形成される。特に、PFET30、30AはNFET
32、32Aとドレイン・ソース直列関係に結合されて
おり、またNFET32、32AはNFET34、34
Aとドレイン・ソース直列関係に結合されている。PF
ET30と30Aは互いに電気的に整合していなければ
ならない。同様に、NFET32と32Aは互いに電気
的に整合していなければならず、さらにNFET34と
34Aは互いに電気的に整合していなければならない。 この電気的整合の詳細については後述する。差動入力増
幅器18、18Aと同様に、一対のソースホロワ16、
16Aを構成するFETは、図1の検討から明らかなよ
うに、バスレシーバ10の回路配置の中心線に関して対
称に配置されている。PFET30、30Aのゲート端
子はそれぞれライン38上のクロック信号CLKを受信
し、NFET34、34Aのゲートはそれぞれクロック
信号CLKの相補信号NCLKを受信する。NFET3
2のゲート端子は出力信号NOUTを受信しNFET3
2Aのゲートは出力信号OUTを受信する。
【0019】各ソースホロワ16、16Aの動作は次の
通りである。図2を参照する。クロック信号CLKが第
1の状態(L)にあるとき、PFET30、30Aおよ
びNFET34、34Aは一般に導電性の高い(すなわ
ち一般に低インピーダンスの)状態にバイアスされてお
り、それによってNFET32、32Aが出力信号NO
UT、OUTの状態にしたがって動作することが可能と
なる。したがって、NFET32、32Aはこの期間中
に、第3および第4の出力信号OUT1、OUT2をラ
ッチ12に提供する。後述するように、このラッチ12
はソースホロワ16、16Aがこの状態にあるとき、検
知モードである。また、クロック信号CLKが第2の、
逆の状態(H)にあるとき、PFET30、30Aおよ
びNFET34、34Aは一般に導電性の低い(すなわ
ち一般に高インピーダンスの)状態にバイアスされてお
り、それによってNFET32、32Aはこの期間中こ
れらの信号の状態に影響されることがなく、出力信号O
UT1、OUT2はこの期間中ソースホロワ16、16
Aから提供されない。したがって、ソースホロワ16、
16Aは、NOUTおよびOUTノード36、36Aが
回路10の出力から隔離されるのを保証する。
通りである。図2を参照する。クロック信号CLKが第
1の状態(L)にあるとき、PFET30、30Aおよ
びNFET34、34Aは一般に導電性の高い(すなわ
ち一般に低インピーダンスの)状態にバイアスされてお
り、それによってNFET32、32Aが出力信号NO
UT、OUTの状態にしたがって動作することが可能と
なる。したがって、NFET32、32Aはこの期間中
に、第3および第4の出力信号OUT1、OUT2をラ
ッチ12に提供する。後述するように、このラッチ12
はソースホロワ16、16Aがこの状態にあるとき、検
知モードである。また、クロック信号CLKが第2の、
逆の状態(H)にあるとき、PFET30、30Aおよ
びNFET34、34Aは一般に導電性の低い(すなわ
ち一般に高インピーダンスの)状態にバイアスされてお
り、それによってNFET32、32Aはこの期間中こ
れらの信号の状態に影響されることがなく、出力信号O
UT1、OUT2はこの期間中ソースホロワ16、16
Aから提供されない。したがって、ソースホロワ16、
16Aは、NOUTおよびOUTノード36、36Aが
回路10の出力から隔離されるのを保証する。
【0020】ラッチ12は従来の周知のRAN検知(セ
ンス)増幅器とすることができる。図1に示すように、
ラッチ12は一対の交差結合された回路からなり、それ
ぞれの回路は電圧源とグラウンドとの間にドレイン・ソ
ース直列関係に結合された複数のFETからなる。特に
、それぞれの回路はNFET22、22Aとドレイン・
ソース直列関係に結合されたPFET20、20Aを含
み、このNFET22、22AはNFET24、24A
とドレイン・ソース直列関係に結合されている。図示す
るようにPFET20のドレインはNFET22Aのゲ
ートに交差結合され、PFET20AのドレインはNF
ET22のゲートに交差結合されている。さらにNFE
T22、22Aのドレインは相互に結合されている。 PFET20はPFET20Aと電気的に整合していな
ければならず、NFET22はNFET22Aと電気的
に整合していなければならず、またNFET24はNF
ET24Aと電気的に整合していなければならない。こ
の電気的整合の詳細については後述する。図1から明ら
かなように、また差動入力増幅器回路18、18Aおよ
びソースホロワ16、16Aの場合と同様に、ラッチ回
路12を形成するFETはバスレシーバ10の回路配置
の中心線に関して対称に配置しなければならない。
ンス)増幅器とすることができる。図1に示すように、
ラッチ12は一対の交差結合された回路からなり、それ
ぞれの回路は電圧源とグラウンドとの間にドレイン・ソ
ース直列関係に結合された複数のFETからなる。特に
、それぞれの回路はNFET22、22Aとドレイン・
ソース直列関係に結合されたPFET20、20Aを含
み、このNFET22、22AはNFET24、24A
とドレイン・ソース直列関係に結合されている。図示す
るようにPFET20のドレインはNFET22Aのゲ
ートに交差結合され、PFET20AのドレインはNF
ET22のゲートに交差結合されている。さらにNFE
T22、22Aのドレインは相互に結合されている。 PFET20はPFET20Aと電気的に整合していな
ければならず、NFET22はNFET22Aと電気的
に整合していなければならず、またNFET24はNF
ET24Aと電気的に整合していなければならない。こ
の電気的整合の詳細については後述する。図1から明ら
かなように、また差動入力増幅器回路18、18Aおよ
びソースホロワ16、16Aの場合と同様に、ラッチ回
路12を形成するFETはバスレシーバ10の回路配置
の中心線に関して対称に配置しなければならない。
【0021】PFET20とNFET22の間のドレイ
ン・ソースノードAは出力信号OUT1を受信する。同
様に、PFET20AとNFET22Aの間のドレイン
・ソースノードBは出力信号OUT2を受信する。NF
ET24、NFET24Aのゲート端子はクロック信号
CLKを受信し、PFET20、PFET20Aのゲー
ト端子はその相補信号NCLKを受信する。クロック信
号CLKが第1の状態(L)にあるとき、PFET20
、20AおよびNFET24、24Aは比較的導電性の
低い(すなわち一般に高インピーダンスの)状態にバイ
アスされている。それによってラッチ12は検知モード
となる。この期間中、ラッチ12は単にソースホロワ1
6、16Aによって提供される出力信号OUT1、OU
T2を受信し、モニターするだけである。しかし、クロ
ック信号CLKが第1の状態(L)から第2の状態(H
)に遷移すると、PFET20、20AおよびNFET
24、24Aは一般に導電性の高い(すなわち一般に低
インピーダンスの)状態にバイアスされ、ラッチ12を
ラッチモードにする。したがって、出力信号OUT1、
OUT2は、クロック信号CLKが第1の状態(L)か
ら第2の状態(H)に遷移したときの信号OUT1、O
UT2の最後に検知された状態に応じて、VDDあるい
はグラウンドのいずれかに向かう電圧レベルをとる。ク
ロック信号CLKが第2の(H)状態である期間中、ラ
ッチ12はNOUTおよびOUT出力信号の変化に影響
されない。
ン・ソースノードAは出力信号OUT1を受信する。同
様に、PFET20AとNFET22Aの間のドレイン
・ソースノードBは出力信号OUT2を受信する。NF
ET24、NFET24Aのゲート端子はクロック信号
CLKを受信し、PFET20、PFET20Aのゲー
ト端子はその相補信号NCLKを受信する。クロック信
号CLKが第1の状態(L)にあるとき、PFET20
、20AおよびNFET24、24Aは比較的導電性の
低い(すなわち一般に高インピーダンスの)状態にバイ
アスされている。それによってラッチ12は検知モード
となる。この期間中、ラッチ12は単にソースホロワ1
6、16Aによって提供される出力信号OUT1、OU
T2を受信し、モニターするだけである。しかし、クロ
ック信号CLKが第1の状態(L)から第2の状態(H
)に遷移すると、PFET20、20AおよびNFET
24、24Aは一般に導電性の高い(すなわち一般に低
インピーダンスの)状態にバイアスされ、ラッチ12を
ラッチモードにする。したがって、出力信号OUT1、
OUT2は、クロック信号CLKが第1の状態(L)か
ら第2の状態(H)に遷移したときの信号OUT1、O
UT2の最後に検知された状態に応じて、VDDあるい
はグラウンドのいずれかに向かう電圧レベルをとる。ク
ロック信号CLKが第2の(H)状態である期間中、ラ
ッチ12はNOUTおよびOUT出力信号の変化に影響
されない。
【0022】このように、ラッチ12の機能は、クロッ
ク信号が第1の状態(L)であるとき、第3および第4
の出力信号OUT1、OUT2の状態を検知し、そして
クロック信号が第1の状態(L)から第2の状態(H)
に遷移するとき最後に検知された第3および第4の出力
信号OUT1、OUT2の状態を表す値をラッチするこ
とである。したがって、ラッチされた値はクロック信号
が第1の状態から第2の状態に遷移するときの、基準電
圧VREFに対するデータ信号SIGINの状態を表す
。回路10が上述のように構成されると、FET26の
SIGIN入力に現れるデータは1ナノ秒という短いセ
ットアップ時間を有してもよい。すなわち、有効データ
はクロック遷移の以前に最大1ナノ秒で入力に現れてよ
く、そして回路10がその有効データをラッチする。
ク信号が第1の状態(L)であるとき、第3および第4
の出力信号OUT1、OUT2の状態を検知し、そして
クロック信号が第1の状態(L)から第2の状態(H)
に遷移するとき最後に検知された第3および第4の出力
信号OUT1、OUT2の状態を表す値をラッチするこ
とである。したがって、ラッチされた値はクロック信号
が第1の状態から第2の状態に遷移するときの、基準電
圧VREFに対するデータ信号SIGINの状態を表す
。回路10が上述のように構成されると、FET26の
SIGIN入力に現れるデータは1ナノ秒という短いセ
ットアップ時間を有してもよい。すなわち、有効データ
はクロック遷移の以前に最大1ナノ秒で入力に現れてよ
く、そして回路10がその有効データをラッチする。
【0023】信号OUT1およびOUT2は通常のD型
ラッチでラッチすることができるが、このD型ラッチは
バスレシーバ回路10とコンパチブルであるようなもの
でなければならない。バスレシーバ回路10がここに述
べるように構成されるとき、約1ボルトのVILと約2
ボルトのVIH(これはTTLレベルに近い)を有する
D型ラッチで十分である。
ラッチでラッチすることができるが、このD型ラッチは
バスレシーバ回路10とコンパチブルであるようなもの
でなければならない。バスレシーバ回路10がここに述
べるように構成されるとき、約1ボルトのVILと約2
ボルトのVIH(これはTTLレベルに近い)を有する
D型ラッチで十分である。
【0024】上述したバスレシーバ10の対称性によっ
てある方向、あるいは他の方向への非バランスの電気的
バイアスを防止することができる。また、この対称性に
よって、その共通モード徐々特性のために、回路の対称
的に対向する部分に差動雑音がほとんど現れない。上述
したバスレシーバ回路10の設計と動作における他の検
討事項として、データ信号SIGINと基準電圧VRE
Fの絶対レベルが所定の範囲内でなければならないとい
うことがある。ただし、実際の範囲は製造工程に依存す
る。
てある方向、あるいは他の方向への非バランスの電気的
バイアスを防止することができる。また、この対称性に
よって、その共通モード徐々特性のために、回路の対称
的に対向する部分に差動雑音がほとんど現れない。上述
したバスレシーバ回路10の設計と動作における他の検
討事項として、データ信号SIGINと基準電圧VRE
Fの絶対レベルが所定の範囲内でなければならないとい
うことがある。ただし、実際の範囲は製造工程に依存す
る。
【0025】ここに述べるバスレシーバ回路10はCM
OS大規模集積回路に実施されたときに最適に作動する
が、NMOS技術を採用することもできる。この回路が
CMOS大規模集積回路において実施された場合、回路
10の各種のFETのサイズの決定に次の表を用いるこ
とができる。
OS大規模集積回路に実施されたときに最適に作動する
が、NMOS技術を採用することもできる。この回路が
CMOS大規模集積回路において実施された場合、回路
10の各種のFETのサイズの決定に次の表を用いるこ
とができる。
【0026】
FET
サイズ(幅/長さ:ミクロン) 30、30
A
30/1
28、28A
7/1
32、32
A
20/1
20、20A
10/1
22、22A
1
2/1
26、26A
30/1
34、34A
3/1
24、24A
60/1
42
3/1
44
10/1
46
20/1
整合されたFET32
と32A、22と22A、20と20Aおよび34と3
4Aはそれぞれ約±20ミリボルト以内のVT を有す
ることが好適である。
サイズ(幅/長さ:ミクロン) 30、30
A
30/1
28、28A
7/1
32、32
A
20/1
20、20A
10/1
22、22A
1
2/1
26、26A
30/1
34、34A
3/1
24、24A
60/1
42
3/1
44
10/1
46
20/1
整合されたFET32
と32A、22と22A、20と20Aおよび34と3
4Aはそれぞれ約±20ミリボルト以内のVT を有す
ることが好適である。
【0027】本発明の好適なCMOS VLSIへの
実施においては、3層までのアルミニウムを有する回路
で5ボルトで動作する1マイクロメータのFET(NL
eff 0.85マイクロメータ、PLeff =0.
88マイクロメータ)が採用されている。低いゲートお
よび接点抵抗がポリシリコンの自己整合したけい化と拡
散によつて提供される。第1および第2の金属層の最小
ピッチは2.0マイクロメータであり、第3の層の最小
ピッチは2.6マイクロメータである。P+基板上のP
エピタキシャル層はラッチアップ免疫性を向上させるた
めに設けられている。他の寄生素子の影響を最小限とす
るには以下の規定を守らなければならない。全てのNチ
ャンネルMOSFETはポリシリコンとNアイランドを
交差させることによって形成しなければならず、全ての
PチャンネルMOSFETはポリシリコンとPアイラン
ドを交差させることによって形成しなければならない。 次の表は本発明の実施例の実施にあたって考慮しなけれ
ばならない構造および動作パラメータを提供する。
実施においては、3層までのアルミニウムを有する回路
で5ボルトで動作する1マイクロメータのFET(NL
eff 0.85マイクロメータ、PLeff =0.
88マイクロメータ)が採用されている。低いゲートお
よび接点抵抗がポリシリコンの自己整合したけい化と拡
散によつて提供される。第1および第2の金属層の最小
ピッチは2.0マイクロメータであり、第3の層の最小
ピッチは2.6マイクロメータである。P+基板上のP
エピタキシャル層はラッチアップ免疫性を向上させるた
めに設けられている。他の寄生素子の影響を最小限とす
るには以下の規定を守らなければならない。全てのNチ
ャンネルMOSFETはポリシリコンとNアイランドを
交差させることによって形成しなければならず、全ての
PチャンネルMOSFETはポリシリコンとPアイラン
ドを交差させることによって形成しなければならない。 次の表は本発明の実施例の実施にあたって考慮しなけれ
ばならない構造および動作パラメータを提供する。
【0028】
パラメータ
バラメータ
・データ Ldramn n/p(ミクロン)
1
0/1.0 Leff n/p(ミク
ロン)
0.85/0.88 最悪例周波数(MHZ )
50 金属1接触ピッチ(マイクロメータ)
2.6 金属2接触ピッ
チ(マイクロメータ)
2.6 金属3接触ピッチ(マイクロメータ)
6.0 代表的ゲート
遅延(ps)
160 待機漏れ電流(n A)
100 以下 オフ状態漏れ電流(fA)
300 以下 最高動作温度(℃)
110 I/O出力ドライブ(mA)
100 低電力
消費(nW/ゲート/MHZ )
650 パッドピッチ(マイクロメータ
) 150
電源(ボルト)
5 ESD
仕様(ボルト)
1500 ラッチアップ(
mA)
200 Iosat/Wn/P
(μA/μm)
329/159 最小SRAMセルサイズ(μ
m2 ) 150
バラメータ
・データ Ldramn n/p(ミクロン)
1
0/1.0 Leff n/p(ミク
ロン)
0.85/0.88 最悪例周波数(MHZ )
50 金属1接触ピッチ(マイクロメータ)
2.6 金属2接触ピッ
チ(マイクロメータ)
2.6 金属3接触ピッチ(マイクロメータ)
6.0 代表的ゲート
遅延(ps)
160 待機漏れ電流(n A)
100 以下 オフ状態漏れ電流(fA)
300 以下 最高動作温度(℃)
110 I/O出力ドライブ(mA)
100 低電力
消費(nW/ゲート/MHZ )
650 パッドピッチ(マイクロメータ
) 150
電源(ボルト)
5 ESD
仕様(ボルト)
1500 ラッチアップ(
mA)
200 Iosat/Wn/P
(μA/μm)
329/159 最小SRAMセルサイズ(μ
m2 ) 150
【0029】
【発明の効果】以上の説明より明らかなように、本発明
によるバスレシーバは大規模集積回路により好適に実現
することができ、約1ナノセコンド程度の短かいセット
アップ時間を有するデータ信号に対して、基準電圧に対
して±0.2Vのデータ信号の変動を検出することがで
きる。
によるバスレシーバは大規模集積回路により好適に実現
することができ、約1ナノセコンド程度の短かいセット
アップ時間を有するデータ信号に対して、基準電圧に対
して±0.2Vのデータ信号の変動を検出することがで
きる。
【図1】本発明によるバスレシーバの回路図である。
【図2】第1図の回路の動作特性図である。
Claims (1)
- 【請求項1】データ信号の電圧レベルを基準電圧と比較
し、比較結果を表わす第1信号を発生する第1手段と、
前記第1信号とバスに関連したクロック信号とを受信し
、前記クロック信号が第1状態にある期間中のみ、前記
第1信号の状態を表わす第2信号を発生する第2手段と
、前記第2信号とクロック信号とを受信し、前記クロッ
ク信号が第1状態にあるとき前記第2信号の状態を検知
し、第1状態から第2状態への前記クロック信号の遷移
に応答して最後に検知された前記第2信号の状態を表わ
す値をラッチする第3手段とより成り、前記ラッチされ
た値は前記基準電圧に対するデータ信号の状態を表わす
ようにしたバスレシーバ。
Applications Claiming Priority (2)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
US07/607,979 US5097157A (en) | 1990-11-01 | 1990-11-01 | Fast cmos bus receiver for detecting low voltage swings |
US607979 | 1990-11-01 |
Publications (1)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
JPH04266149A true JPH04266149A (ja) | 1992-09-22 |
Family
ID=24434516
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
JP3313430A Pending JPH04266149A (ja) | 1990-11-01 | 1991-11-01 | バスレシーバ |
Country Status (4)
Country | Link |
---|---|
US (1) | US5097157A (ja) |
EP (1) | EP0484009A3 (ja) |
JP (1) | JPH04266149A (ja) |
KR (1) | KR920010465A (ja) |
Families Citing this family (27)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
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US5294847A (en) * | 1992-08-31 | 1994-03-15 | Motorola, Inc. | Latching sense amplifier |
KR970001344B1 (ko) * | 1993-07-12 | 1997-02-05 | 삼성전자 주식회사 | 반도체 메모리 장치 |
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US5689202A (en) * | 1995-12-28 | 1997-11-18 | Hewlett-Packard Co. | Integrated circuit for automatic determination of PCI signaling environment--either 3.3V or 5V |
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US6104209A (en) | 1998-08-27 | 2000-08-15 | Micron Technology, Inc. | Low skew differential receiver with disable feature |
US5953276A (en) * | 1997-12-18 | 1999-09-14 | Micron Technology, Inc. | Fully-differential amplifier |
US6212482B1 (en) | 1998-03-06 | 2001-04-03 | Micron Technology, Inc. | Circuit and method for specifying performance parameters in integrated circuits |
JP2000090683A (ja) * | 1998-09-11 | 2000-03-31 | Internatl Business Mach Corp <Ibm> | センスアンプ回路 |
US6127867A (en) * | 1998-10-28 | 2000-10-03 | International Business Machines Corporation | Zero set-up high speed CMOS latched-receiver |
US6826390B1 (en) * | 1999-07-14 | 2004-11-30 | Fujitsu Limited | Receiver, transceiver circuit, signal transmission method, and signal transmission system |
US6700425B1 (en) | 2001-10-30 | 2004-03-02 | Integrated Device Technology, Inc. | Multi-phase clock generators that utilize differential signals to achieve reduced setup and hold times |
US6573775B2 (en) | 2001-10-30 | 2003-06-03 | Integrated Device Technology, Inc. | Integrated circuit flip-flops that utilize master and slave latched sense amplifiers |
US7477704B1 (en) * | 2003-04-16 | 2009-01-13 | Apple Inc. | Digital signal detection for high speed signaling systems |
KR100558601B1 (ko) * | 2004-12-06 | 2006-03-13 | 삼성전자주식회사 | 신호 드라이버의 레이아웃 |
US7600071B2 (en) * | 2006-12-07 | 2009-10-06 | International Business Machines Corporation | Circuit having relaxed setup time via reciprocal clock and data gating |
US8615205B2 (en) * | 2007-12-18 | 2013-12-24 | Qualcomm Incorporated | I-Q mismatch calibration and method |
US8970272B2 (en) * | 2008-05-15 | 2015-03-03 | Qualcomm Incorporated | High-speed low-power latches |
US8712357B2 (en) * | 2008-11-13 | 2014-04-29 | Qualcomm Incorporated | LO generation with deskewed input oscillator signal |
US8718574B2 (en) | 2008-11-25 | 2014-05-06 | Qualcomm Incorporated | Duty cycle adjustment for a local oscillator signal |
US8847638B2 (en) * | 2009-07-02 | 2014-09-30 | Qualcomm Incorporated | High speed divide-by-two circuit |
US8791740B2 (en) | 2009-07-16 | 2014-07-29 | Qualcomm Incorporated | Systems and methods for reducing average current consumption in a local oscillator path |
US8854098B2 (en) | 2011-01-21 | 2014-10-07 | Qualcomm Incorporated | System for I-Q phase mismatch detection and correction |
US9154077B2 (en) | 2012-04-12 | 2015-10-06 | Qualcomm Incorporated | Compact high frequency divider |
Family Cites Families (6)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
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US4439694A (en) * | 1981-12-21 | 1984-03-27 | Gte Laboratories Incorporated | Comparator circuit |
US4629911A (en) * | 1985-03-15 | 1986-12-16 | Tektronix, Inc. | Latching comparator |
JPS628614A (ja) * | 1985-07-05 | 1987-01-16 | Nec Corp | 入力インバ−タ回路 |
US4716320A (en) * | 1986-06-20 | 1987-12-29 | Texas Instruments Incorporated | CMOS sense amplifier with isolated sensing nodes |
US4843264A (en) * | 1987-11-25 | 1989-06-27 | Visic, Inc. | Dynamic sense amplifier for CMOS static RAM |
-
1990
- 1990-11-01 US US07/607,979 patent/US5097157A/en not_active Expired - Lifetime
-
1991
- 1991-10-17 EP EP19910309584 patent/EP0484009A3/en not_active Withdrawn
- 1991-10-31 KR KR1019910019230A patent/KR920010465A/ko not_active Application Discontinuation
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