JPH07131471A - 信号伝送方法と信号伝送回路及びそれを用いた情報処理システム - Google Patents

信号伝送方法と信号伝送回路及びそれを用いた情報処理システム

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JPH07131471A
JPH07131471A JP5323291A JP32329193A JPH07131471A JP H07131471 A JPH07131471 A JP H07131471A JP 5323291 A JP5323291 A JP 5323291A JP 32329193 A JP32329193 A JP 32329193A JP H07131471 A JPH07131471 A JP H07131471A
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voltage
signal
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input
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Masao Mizukami
雅雄 水上
Kazuo Koide
一夫 小出
Hiroshi Hososaka
啓 細坂
Junya Kudo
純也 工藤
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Abstract

(57)【要約】 (修正有) 【目的】 低消費電力化と高速化を可能にした信号伝送
回路と、低消費電力で効率のよい情報処理を実現する。 【構成】 信号の伝送路1と基準電圧の伝送路2とを並
走するようにされた一対のペア配線を用い、特性インピ
ーダンスに整合した終端抵抗RZを設けるとともに、そ
れに接続される受信回路を上記終端電圧の約1/2に設
定されたオフセットが設けられた差動入力回路6〜8を
用い、送信回路3〜5をオープンドレイン出力回路を用
いる。このようなバス回路を用いた高速情報処理部9〜
11と、従来の低速バスを用いた低速情報処理部とをイ
ンターフェイス回路を介して相互に接続して階層的にシ
ステムを構築する。 【効果】 伝送信号の低振幅化により伝送速度を速くで
きるバス回路を用いた高速情報処理部と、従来の低速バ
ス回路との組み合わせにより、各信号伝達速度に応じた
効率のよい情報処理が行える。

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【産業上の利用分野】この発明は、信号伝送方法と信号
伝送回路及びそれを用いた情報処理システムに関し、主
に、比較的短い伝送路に複数の情報処理部が接続されて
なるものに利用して有効な技術に関するものである。
【0002】
【従来の技術】パーソナルコンピュータやワークステー
ションといったような情報処理装置は、1つの伝送路に
複数の情報処理部が並列形態に接続されて相互に情報の
伝達を行うといういわゆるバス回路が用いられる。この
バス回路の低消費電力化等のためにGTL(Gunning Tr
ansceiver Logic)がある。このGTLは、図22に示さ
れているように、従来のTTL(トランジスタ・トラン
ジスタ・ロジック)レベルよりもバス線路上の信号振幅
を半分以下に低下させ、低消費電力化を図るものであ
る。すなわち、バス回路の終端電圧Vtを+1.2Vの
ような低電圧とし、受信回路Rcvr は、通常の論理回路
に代えて小信号をセンスできる差動増幅回路を用いるよ
うにする。
【0003】上記のGTLに関しては、1992年2月19日
付『アイ・エス・エス・シー・シー』論文頁58〜頁59
(ISSCC;International Solid State Circuit Conferen
ce1992 2/19 pp.58-59) がある。
【0004】
【発明が解決しようとする課題】上記GTLにあって
は、伝送路を通して伝達された信号を、差動回路の入力
部に設けられた基準電圧Vref により判定するものであ
るため、低振幅化するにしても伝送路での雑音の影響を
受けることを考慮する必要があり、低振幅化するにして
も上記1.2V程度が限界とされるものである。このた
め、一般的な伝送線路の特性インピーダンスが50Ωと
小さいことから、上記のような低電圧1.2Vのもとで
も、終端抵抗RZでの消費電力が2×1.22 /50=
57.6mWのように大きくなってしまうという問題も
生じる。
【0005】この発明の目的は、低消費電力化と高速化
を可能にした信号伝送回路を提供することある。この発
明の他の目的は、低消費電力化、高速化に加えて動作マ
ージンの拡大を実現した信号伝送回路を提供することあ
る。この発明の他の目的は、低消費電力で効率のよい情
報処理を実現した情報処理システムを提供することにあ
る。この発明の前記ならびにそのほかの目的と新規な特
徴は、本明細書の記述および添付図面から明らかになる
であろう。
【0006】
【課題を解決するための手段】本願において開示される
発明のうち代表的なものの概要を簡単に説明すれば、下
記の通りである。すなわち、信号の伝送路と基準電圧の
伝送路とを並走するようにされた一対のペア配線を用
い、信号の伝送路の特性インピーダンスに整合した終端
抵抗を終端電圧に接続するとともに、基準電圧の伝送路
の特性インピーダンスに整合した終端抵抗を上記終端電
圧又は回路の接地電位に接続し、それに接続される受信
回路を上記終端電圧の約1/2に設定されたオフセット
を利用して伝送路の基準電圧を受ける増幅トランジスタ
と伝送路を通して入力された入力信号を受ける増幅トラ
ンジスタとが差動動作を行うようにされた入力段回路を
用い、送信回路をオープンドレイン出力回路を用いて信
号伝送を行うこと及び構成とする。
【0007】
【作用】上記した手段によれば、伝送路を通して信号と
基準電圧が転送されるので雑音がコモンモードでのるこ
とになるから差動入力回路で相殺させることができると
ともに、差動入力回路のオフセットによって基準電圧を
構成するため高精度に基準電圧の設定ができるから、終
端電圧のいっそうの低電圧化により低消費電力化と高速
化が可能になる。
【0008】
【課題を解決するための手段】本願において開示される
発明のうち他の代表的なものの概要を簡単に説明すれ
ば、下記の通りである。すなわち、両端に終端抵抗を介
して終端電圧を受ける第1の配線と、これに並設され、
両端に終端抵抗を介して回路の接地電位を受ける第2の
配線に結合される出力回路を有する第1の半導体集積回
路と、上記第1及び第2の配線に結合される入力回路を
有する第2の半導体集積回路とを備え、上記出力回路
は、上記第1の配線と回路の接地電位との間に配置され
出力信号にてスイッチ制御される駆動トランジスタと、
上記第2の配線と回路の接地電位との間に配置され上記
駆動トランジスタのオン/オフ状態に同期してスイッチ
制御されるスイッチングトランジスタを用い、上記入力
回路は、上記終端電圧の約1/2に設定されたオフセッ
ト電圧により第2の配線の接地電位が供給された増幅ト
ランジスタと上記第1の配線から伝えられる入力信号が
供給された増幅トランジスタとが差動動作を行うような
入力段回路を用いる。
【0009】
【作用】上記した手段によれば、伝送路を通して信号と
基準電圧が転送され、しかも第1の半導体集積回路で発
生する出力ノイズを含めて雑音がコモンモードでのるこ
とになるから差動入力回路で相殺させることができると
ともに、差動入力回路のオフセットによって基準電圧を
構成するため高精度に基準電圧の設定ができるから、上
記低消費電力化と高速化に加えて動作マージンの拡大が
図られる。
【0010】
【課題を解決するための手段】本願において開示される
発明のうち他の代表的なものの概要を簡単に説明すれ
ば、下記の通りである。すなわち、両端に終端抵抗を介
して終端電圧を受ける第1の配線と、これに並設され、
両端に終端抵抗を介して回路の終端電位を受ける第2の
配線に結合される出力回路を有する第1の半導体集積回
路と、上記第1及び第2の配線に結合される入力回路を
有する第2の半導体集積回路とを備え、上記出力回路
は、上記第1の配線と回路の接地電位との間に配置され
出力信号にてスイッチ制御される駆動トランジスタと、
回路の接地電位と出力端子との間に配置され上記駆動ト
ランジスタのオン/オフ状態に同期してスイッチ制御さ
れるスイッチングトランジスタ及び上記出力端子と第2
の配線との間に挿入されてなるカップリングコンデンサ
とを用い、上記入力回路は、上記終端電圧の約1/2に
設定されたオフセット電圧により第2の配線の接地電位
が供給された増幅トランジスタと上記第1の配線から伝
えられる入力信号が供給された増幅トランジスタとが差
動動作を行うような入力段回路を用いる。
【0011】
【作用】上記した手段によれば、終端電圧を基準にして
信号の伝送が行われるので、終端電圧の変動による出力
信号のロウレベルの変動の影響を受けなくできるととも
に、第1の半導体集積回路で発生する出力ノイズを含め
て雑音がコモンモードでのることになって上記差動入力
回路で相殺させられるため、上記低消費電力化と高速化
に加えていっそうの動作マージンの拡大が図られる。
【0012】
【課題を解決するための手段】本願において開示される
発明のうち更に他の代表的なものの概要を簡単に説明す
れば、下記の通りである。すなわち、信号の伝送路と基
準電圧の伝送路とを並走するようにされた一対のペア配
線を用い、信号の伝送路の特性インピーダンスに整合し
た終端抵抗を終端電圧に接続するとともに、基準電圧の
伝送路の特性インピーダンスに整合した終端抵抗を上記
終端電圧又は回路の接地電位に接続し、それに接続され
る受信回路を上記終端電圧の約1/2に設定されたオフ
セットを利用して伝送路の基準電圧を受ける増幅トラン
ジスタと伝送路を通して入力された入力信号を受ける増
幅トランジスタとが差動動作を行うようにされた入力段
回路を用い、送信回路をオープンドレイン出力回路を用
いてなるバス回路により高速情報処理部と、従来の低速
バスを用いた低速情報処理部とをインターフェイス回路
を介して相互に接続して階層的にシステムを構築する。
【0013】
【作用】上記した手段によれば、伝送信号の低振幅化に
より伝送速度を速くできるバス回路を用いた高速情報処
理部と、従来の低速バス回路とを組み合わせることによ
り、それぞれの信号伝達速度に応じた効率のよい情報処
理が行えるようになる。
【0014】
【実施例】図1には、この発明に係る信号伝送回路(バ
ス回路)の一実施例の回路図が示されている。同図の信
号伝送路(バスライン)1と2は、半導体集積回路装置
を含む電子装置が実装される実装基板又は大規模の半導
体集積回路に形成される。バス回路は、一般に複数ビッ
トの信号を並列に転送させるようにするものであるの
で、それに対応して複数の信号伝送路が設けられるが、
同図にはそのうちの1ビットの信号に対応した回路が代
表として例示的に示されている。信号をシリアルに転送
するものでは、同図に示されているような1つ(一対)
の伝送路により構成されることはいうまでもないであろ
う。
【0015】信号を伝送させるバスライン1の両端に
は、その特性インピーダンスに整合された抵抗値を持つ
終端抵抗RZが終端電圧VTとの間に接続される。上記
終端電圧VTは、バス回路の低消費電力化のためにそれ
に接続される情報処理回路(以下、単にLOGICとい
う)9〜11における入出力回路の電源電圧VDDに比
べて相当低い電圧、例えば0.8Vに設定される。上記
LOGICにおける入出力回路の電源電圧VDDは、従
来のCMOS集積回路用の電源電圧5V又は3.3Vの
ような電圧が用いられる。
【0016】LOGIC9に設けられる出力回路(送信
回路)3は、同図に点線で囲まれた回路のようにインバ
ータ回路INV1と、それにより駆動されるオープンド
レインのNチャンネル型MOSFETQ1から構成され
る。このMOSFETQ1のドレインは、上記バスライ
ン1に接続される。他のLOGIC10,11に設けら
れる出力回路4,5も上記同様なインバータ回路INV
2,INV3と、Nチャンネル型MOSFETQ2,Q
3から構成され、その出力端子であるドレインが適宜に
バスライン1に接続される。このようなオープンドレイ
ン構成の出力MOSFETQ1〜Q3を用いて、バスラ
イン1に並列形態に接続されることにより、ワイヤード
オア論理の出力信号を送出させることができる。本願に
おいて、MOSFETは、絶縁ゲート型電界効果トラン
ジスタ(IGFET)の意味で用いている。
【0017】LOGIC9に設けられる入力回路(受信
回路)6は、同図ではブラックボックスで示されている
ように差動入力回路から構成される。この差動入力回路
6の一方の入力は、上記出力回路の出力端子と共通化さ
れてバスライン1に接続される。上記差動入力回路6の
他方の入力には、基準電圧としてバスライン2を通した
接地電位が供給される。このバスライン2は、上記信号
伝送用のバスライン1と並走するように半導体集積回路
又は実装基板上に形成され、その終端にはバスライン1
の終端抵抗RZと同様な終端抵抗RZを介して接地電位
に接続される。
【0018】他のLOGIC10,11に設けられる入
力回路7,8も上記同様な差動入力回路から構成され、
バスライン1に並走されたバスライン2を通して基準電
圧としての接地電位が供給される。
【0019】上記差動入力回路6〜8の基準電圧は、バ
スライン1を通して受信された信号のハイレベル/ロウ
レベルを識別するための参照電圧である。上記のような
出力回路においては、出力MOSFETがオフ状態のと
きには終端抵抗RZによりハイレベル(0.8V)が出
力され、出力MOSFETがオン状態のときにはほぼ0
Vのロウレベルが出力される。それ故、通常の差動入力
回路を用い、しかも基準電圧として回路の接地電位を供
給したのでは上記のような信号のハイレベル/ロウレベ
ルの識別が不能となる。
【0020】この実施例では、差動入力回路の基準電圧
として回路の接地電位を用いつつ、しかも上記のような
ハイレベル/ロウレベルの識別動作を行わせるために、
差動入力回路にオフセットが設定される。すなわち、上
記ハイレベル/ロウレベルのほぼ中間電位となるような
0.4V程度のオフセットが持たせられる。具体的に
は、基準電圧が供給される入力端子側が、+0.4Vと
なるようなオフセット電圧を持つようにされる。このよ
うなオフセット電圧の設定により、差動入力回路におい
て、0.8Vのようなハイレベルが入力されると、回路
の接地電位に上記オフセット分を加算した基準電圧に対
して+0.4Vのような入力信号が相対的に供給される
ことになるのでハイレベルと判定され、0Vのようなロ
ウレベルが入力されると、回路の接地電位に上記オフセ
ット分を加算した基準電圧に対して−0.4Vのような
入力信号が相対的に供給されることになるのでロウレベ
ルと判定される。
【0021】上記LOGIC9〜11は、後述するよう
なワークステーションやパーソナルコンピュータ等の情
報処理装置における高性能の高速プロセッサユニット、
高速メモリ装置、あるいはインターフェイス回路、ある
いは入出力コントロールユニント等である。
【0022】いずれのLOGIC9〜11の出力回路3
〜5が動作していないとき、バスライン1の電位は、終
端電圧VTと同じ0.8Vとなっており、電流消費が行
われない。バスライン2は回路の接地電位にされてい
る。
【0023】例えば、出力回路3が選択されて、LOG
IC9により形成された送信データに応じて出力MOS
FETQ1がオン状態になると、バスライン1の電位は
ほぼ回路の接地電位に引き下げられる。この実施例で
は、上記バスライン1を通して送出された信号を受ける
他のLOGIC10,11等の差動入力回路7,8のバ
スライン1側に接続された入力端子と、基準電圧端子に
対応した他の入力端子には接地電位に終端され、しかも
バスライン1と並走するようにされたバスライン(リフ
ァレンスライン)2に接続されている。
【0024】それ故、上記バスライン1にノイズがのる
ときには、それと並走して設けられるバスライン2にも
同様なノイズがのることなる。この結果、例えば、差動
入力回路7が選択されて信号受信を行うときには、上記
バスライン1と2にノイズ成分は、コモンモードとなっ
て差動入力回路において相殺させることができる。これ
により、上記のようなバスライン1の信号の低振幅化に
もかかわらず、外来ノイズの影響が大幅に軽減されるか
ら、十分な信号のレベルマージンを確保することができ
る。
【0025】上記差動入力回路の実質的な基準電圧は、
差動入力回路のオフセットを利用するものである。この
ような差動入力回路のオフセットを利用することによ
り、高精度に基準電圧を設定することができる。ちなみ
に、ダイナミック型RAM(ランダム・アクセス・メモ
リ)に設けられる差動入力のセンスアンプでは、入力オ
フセットを10mV程度に抑え込むことができる。すな
わち、現在の半導体製造技術にあっては、10mV精度
での入力オセットを制御ができることを意味する。ダイ
ナミック型RAMのセンスアンプでは、オフセットが小
さくなるようにプロセス制御するものであるが、それと
同じプロセス技術により上記のような400mVのオセ
ットを高精度で設定することができることを意味する。
上記のような差動入力回路のオフセットを利用した基準
電圧の設定により、受信回路において基準電圧を形成す
るための定電圧回路が省略できるという利点も生じる。
【0026】上記のような信号伝送回路においては、信
号振幅を0.8V程度あるいはそれ以下にも低下できる
ものであり、終端抵抗RZの消費電力は、50Ωのバス
ラインを用いた場合でも、2・VT2 /RZ=2×0.
2 /50=25.6mWのように、前記のようなGT
Lと比べても半分の低消費電力化を図ることができる。
上記終端電圧VTを0.5Vのように更に低く設定すれ
ば、終端抵抗RZでの消費電力が10mWとなり、いっ
そうの低消費電力化を図ることができる。
【0027】上記低消費電力化は、単にエネルギー消費
が小さくなることを意味するに止まらない。半導体集積
回路装置においては、電流消費は発熱をもたらすことを
意味する。それ故、半導体集積回路装置において消費電
流が小さくなるということは発熱が小さくなるため、同
じパッケージや実装手段(冷却手段)のもとでは大規模
集積回路化が可能になるということ結果をもたらし、回
路規模が同じなら実装手段の簡素化を図ることができる
という結果をもたらす。また、電池駆動されるポータブ
ル型の情報処理装置では、低消費電力化により電池寿命
を長くすることができるという結果をもたらすものとな
る。
【0028】図2には、この発明に係る信号伝送回路の
他の一実施例の回路図が示されている。同図の信号伝送
路は、図1の実施例と同様に半導体集積回路装置を含む
電子装置が実装されるプリント基板等のような実装基板
又は大規模の半導体集積回路に形成される。以下に説明
する部分以外は、前記図1の実施例と同様であるのでそ
の説明を省略する。
【0029】この実施例では、出力回路3の出力端子で
あるMOSFETQ1のドレインと、バスライン1の接
続点との間に直列抵抗RSが挿入される。他の出力回路
4及び5においても、同様な直列抵抗RSが設けられ
る。
【0030】この直列抵抗RSは、バスライン1側から
みて、それに接続される出力回路3〜5の出力容量(寄
生キャパシタ)の影響を軽減させて、バスライン1の特
性インピーダンスが出力回路3〜5の接続点において局
所的に低下してしまうのを軽減するものである。これに
より、高速動作時の反射による波形の歪を減少させるよ
うにするものである。
【0031】図3には、上記バスライン1の特性インピ
ーダンスを説明するための概念図が示されている。同図
において、特性インピーダンスZoがバスライン1の長
さ方向に対してどのように変化するかがその幅により示
されている。上記出力回路3等の接続点においては、出
力回路の出力容量CAの影響により乱される。損失を無
視した場合の線路の特性インピーダンスZoは、単位長
さ当たりのインダクタンスをLとし、単位長さ当たりの
キャパシタンスをCとすると、次式(1)により求めら
れる。 Zo=(L/C)1/2 ・・・・・・・・・・・・・(1)
【0032】出力回路が接続された箇所には、出力容量
CAが接続されるので、次式(2)のように表すことが
できる。 α・Zo=〔L/(C+CA)〕1/2 ・・・・・・・・・・・・(2)
【0033】これに対して、上記のような直列抵抗RS
を接続した場合には、出力容量CAがそのまま接続され
ないで、γ・CAのように低減される。γは減衰率(γ
<1)である。この結果、上記直列抵抗RSの挿入によ
り、次式(3)のように改善させることができる。 β・Zo=〔L/(C+γ・CA)〕1/2 ・・・・・・・・・・・(3) 上記式(1)〜(3)において、α<β<1の関係にあ
るから、図3のように特性インピーダンスの乱れは、
(A)から(B)のように改善される。
【0034】上記特性インピーダンスの乱れの改善によ
り、その特性インピーダンスの差分に応じて発生する電
圧反射が小さくなり、バスライン1上を伝送される信号
波形の波形歪みが少なくなり、信号を正確にしかも高速
に伝送させることができる。
【0035】図4には、この発明に係る信号伝送回路の
他の一実施例の回路図が示されている。同図の信号伝送
路も、図1及び図2の実施例と同様に半導体集積回路装
置を含む電子装置が実装されるプリント基板等のような
実装基板又は大規模の半導体集積回路に形成される。以
下に説明する部分以外は、前記図1及び図2の実施例と
同様であるのでその説明を省略する。
【0036】この実施例では、差動入力回路6の基準電
位の入力端子と回路の接地電位との間に上記同様な直列
抵抗RSを接続するものである。他の差動入力回路7及
び8においても、同様な直列抵抗RSが設けられる。出
力回路3が選択されてバスライン1に信号を送出させる
ときには、出力MOSFETQ1のオン状態に対応して
回路の接地電位にノイズが発生する。このノイズは、上
記直列抵抗RSを通してバスライン1に送出させる。こ
のように選択された出力回路3で発生したノイズも、受
信側の差動入力回路において相殺させるようにするため
に、上記差動入力回路6の基準電圧側の入力端子と回路
の接地電位との間に直列抵抗RSが挿入される。これに
より、上記出力回路3の出力MOSFETQ1のオン状
態により発生するノイズは、上記直列抵抗RSを介して
バスライン2側にも送出されることとなり、それを受け
る受信側の差動入力回路7又は8において相殺ないし、
低減させることができるようになる。
【0037】図5には、この発明に係る信号伝送回路の
他の一実施例の回路図が示されている。同図の信号伝送
路も、図1の実施例と同様に半導体集積回路装置を含む
電子装置が実装されるプリント基板等のような実装基板
又は大規模の半導体集積回路に形成される。以下に説明
する部分以外は、前記図1の実施例と同様であるのでそ
の説明を省略する。
【0038】この実施例では、各LOGIC1、LOG
IC2及びLOGIC3の各電源電圧がVDD1、VD
D2及びVDD3のように異なるようにされる。各LO
GIC1〜LOGICに対応して差動入力回路6、7及
び8の電源電圧もVDD1、VDD2及びVDD3のよ
うに異なるようにされる。
【0039】特に制限されないが、電源電圧VDD1
は、5Vのような電圧にされ、電源電圧VDD2は3.
3Vのような電圧にされ、電源電圧VDD3は2Vのよ
うな電圧にされる。例えば、LOGIC1は、5Vで動
作させられるCMOS回路又はBi−CMOS回路から
構成される。LOGIC2とLOGIC3は、CMOS
回路から構成される。
【0040】上記のような異なる電源電圧VDD1〜V
DD3によってシステムが構成される場合でも、出力回
路はオープンドレイン構成にされており、終端電圧VT
によって一定の伝送信号のレベルが設定されるので問題
ない。また、入力回路は、差動入力回路により構成され
ており、その動作電圧を対応するLOGIC1〜LOG
IC3の電源電圧VDD1〜VDD3にすることによ
り、前記のような信号のレベル判定と増幅を行うので問
題ない。
【0041】これにより、電源電圧が異なる半導体集積
回路装置又は実装基板上に構成された情報処理回路によ
り構成されたLOGICを混在させて用いることができ
る。これにより、この実施例では、既存の半導体集積回
路装置又は実装基板上に構成された情報処理回路の中か
ら、最適のものを選んで1つの情報処理システムを構成
することができるという利点がもたらされる。
【0042】図6には、この発明に係る信号伝送回路の
他の一実施例の回路図が示されている。同図の信号伝送
路も、図1の実施例と同様に半導体集積回路装置を含む
電子装置が実装されるプリント基板等のような実装基板
又は大規模の半導体集積回路に形成される。以下に説明
する部分以外は、前記図1の実施例と同様であるのでそ
の説明を省略する。
【0043】この実施例では、並走するように構成され
た一対のバスライン1と2が、適当な間隔で交差するよ
うに配置される。これにより、バスライン1と2にのる
誘導雑音を打ち消すようにすることができる。また、半
導体集積回路又はプリント基板のような実装基板に複数
対のバスラインが並走ように構成される場合、一対のバ
スライン置きに、この実施例のようなバスラインの入れ
替え(交叉)を行うことによって隣接する信号間の寄生
容量により異なるカップリングノイズが発生してしまう
のを防止することができる。すなわち、この実施例のバ
スライン1,2を中心にして左右にに並んで隣接して配
置される一対のバスライン1,2は交叉しないように配
置される。そして、上記直線的に配置される一対のバス
ラインの外側に配置されるバスラインには、上記のよう
な一定間隔での入れ替えが行うようにされる。
【0044】図7には、この発明に係る信号伝送回路の
更に他の一実施例の回路図が示されている。同図の信号
伝送路も、図1の実施例と同様に半導体集積回路装置を
含む電子装置が実装されるプリント基板等のような実装
基板又は大規模の半導体集積回路に形成される。以下に
説明する部分以外は、前記図1の実施例と同様であるの
でその説明を省略する。
【0045】この実施例では、基準電圧としての接地電
位を伝達させるバスライン2の両端には、信号伝達用の
バスライン1と同様に終端電圧VTとの間に終端抵抗R
Zが設けられる。
【0046】この構成では、差動入力回路6〜8におい
て、上記基準電圧が供給される入力端子側が−0.4V
のようなオフセット電圧を持つようにされる。このよう
なオフセット電圧の設定により、差動入力回路におい
て、0.8Vのようなハイレベルが入力されると、上記
終端電圧VTからオフセット分を差し引いた+0.4V
のような入力信号が供給されることになるのでハイレベ
ルと判定され、0Vのようなロウレベルが入力される
と、上記終端電圧VTからオフセット分を差し引いて−
0.4Vのような入力信号が供給されることになるので
ロウレベルと判定される。
【0047】この構成では、終端電圧VTにのるノイズ
がコモンモードで差動入力回路に供給されることになる
ため、差動入力回路において電源ノイズを相殺させるこ
とができる。それ故、終端電圧VTに無視できないノイ
ズが発生するものでは、この実施例のような構成を採る
ことが信号レベルマージンを確保する上で有利となるも
のである。
【0048】図8には、受信回路に用いられる差動入力
回路の一実施例の回路図が示されている。同図の各回路
素子は、公知のCMOS集積回路の製造技術により、少
なくともLOGICや出力回路が形成される他の回路の
とともに、単結晶シリコンのような1個の半導体基板上
において形成される。
【0049】この実施例では、前記のようにバス回路を
通して伝送される信号レベルが、0.8V/0Vのよう
にロウレベル側に偏倚したものである。それ故、差動入
力回路の入力段は、Pチャンネル型差動MOSFETQ
4とQ5を用いた差動回路から構成される。Pチャンネ
ル型差動MOSFETQ4とQ5の共通化されたソース
と回路の電源電圧VDDとの間には、Pチャンネル型M
OSFETQ8が設けられる。このMOSFETQ8の
ゲートには、定常的に回路の接地電位が与えられ、定電
源として動作する。
【0050】上記Pチャンネル型差動MOSFETQ4
とQ5のドレインには、Nチャンネル型負荷MOSFE
TQ7が設けられる。これらのNチャンネル型負荷MO
SFETQ6,Q7のゲートには定常的に電源電圧VD
Dが供給されることによって抵抗素子として作用させら
れる。
【0051】上記の差動入力回路は、増幅動作とともに
レベルシフト動作を行うようにされる。MOSFETQ
4とQ6及びQ5とQ7のコンダクタンス比に対応した
増幅動作とともに、信号レベルを回路の接地電位側から
電源電圧VDD側にレベルシフトさせる。これにより、
入力段回路は、レベルシフト回路(LS)としての役割
を持つようにされる。このとき、差動MOSFETQ4
とQ5のコンダクタンスに比を持たせること、又は負荷
MOSFETQ6とQ7のコンダクタンスに比を持たせ
ること、あるいはそれらを組み合わせることによって、
前記のような実質的に基準電圧として用いられるオフセ
ットが設定される。
【0052】上記のような差動MOSFET及び負荷M
OSFETのようなペア素子は、相対バラツキが小さく
なることにより、前記のような400mVのようなオフ
セットを10mV高精度のように高精度に設定すること
ができる。
【0053】上記のようなレベルシフト回路(LS)を
通した出力信号bとaは、Nチャンネル型差動MOSF
ETQ9とQ10のゲートに供給される。このようなレ
ベルシフト作用によって、電源電圧VDDからみたと
き、回路の接地電位側に極端にレベル偏倚されていた信
号レベルを、差動増幅MOSFETQ9とQ10を最も
感度のよい領域で動作させることができる。
【0054】上記差動MOSFETQ9とQ10のドレ
インには、電流ミラー形態にされたPチャンネル型MO
SFETQ11とQ12がアクティブ負荷回路として設
けられる。Nチャンネル型差動MOSFETQ9とQ1
0の共通化されたエミッタには、Nチャンネル型MOS
FETQ14が設けられる。このMOSFETQ14の
ゲートには、電源電圧VDDが定常的に供給されること
によって、定電流源として動作する。上記の回路によ
り、差動増幅回路(DA)が構成される。
【0055】上記のようなレベルシフト回路(LS)と
差動増幅回路(DA)からなる差動入力回路を、選択さ
れた受信回路に対応したもののみが動作を行うようにす
るため、レベルシフト回路(LS)の負荷MOSFET
Q6,Q7と、定電流源として作用するNチャンネル型
MOSFETQ14には、選択信号ENによってスイッ
チ制御されるNチャンネル型MOSFETQ15が設け
られる。このMOSFETQ15は、電源スイッチとし
て作用して選択された差動入力回路のみを活性化させる
ものである。これにより、差動入力回路において定常的
に直流電流が流れることがなく、低消費電力化を図るこ
とができる。
【0056】差動入力回路が非選択状態であるとき、出
力信号が不定レベルになってしまうのを防ぐために、言
い換えるならば、差動入力回路が非選択状態のときに差
動増幅出力信号を電源電圧VDDのようなハイレベルに
固定するために、差動増幅回路(DA)の出力端子と電
源電圧VDDとの間にPチャンネル型MOSFETQ1
3が設けられ、そのゲートには上記選択信号ENが供給
される。これにより、選択信号ENがロウレベルにされ
ることによって、差動入力回路が非選択状態に置かれる
ときに、Pチャンネル型MOSFETQ13がオン状態
になって差動増幅回路(DA)の出力信号を電源電圧V
DDのようなハイレベルに固定することができる。
【0057】上記差動増幅回路(DA)の出力信号は、
Pチャンネル型MOSFETQ16とNチャンネル型M
OSFETQ17からなるCMOSインバータ回路と、
Pチャンネル型MOSFETQ18とNチャンネル型M
OSFETQ19からなるCMOSインバータ回路とを
通してCMOSレベルにされて、LOGICの入力信号
として取り込まれる。
【0058】上記のような差動入力回路のオフセット
は、差動増幅回路(DA)において、差動MOSFET
Q9とQ10のコンダクタンス比、又は負荷MOSFE
TQ11とQ12のコンダクタンス比、あるいはこれら
の組み合わせにより実現するものであってもよい。
【0059】さらに、上記レベルシフト回路により第1
段階のオフセットを持たせ、上記差動増幅回路(DA)
により第2段階のオフセットを持たせ、両者の合成によ
り前記のような比較的大きなオフセットを持つようにし
てもよい。この構成では、比較的大きなオフセットを2
段階に分けて設定できるため、ペア素子の相対バラツキ
を小さくすることができる。
【0060】図9には、図1に示したような信号伝送回
路の動作の一例を説明するための波形図が示されてい
る。この実施例では、電源電圧VDDが+5Vのような
電圧を用いた場合を例にして示されている。
【0061】出力回路の出力MOSFETQ1のゲート
に供給される入力信号Vinは、LOGIC1の電源電圧
VDDに対応した5V振幅の信号である。上記出力すべ
き信号Vinがハイレベルのとき、Nチャンネル型MOS
FETQ1がオン状態となってほぼ回路の接地電位のよ
うなロウレベルがバスライン1に出力される。実際に
は、MOSFETQ1もオン抵抗値を持つので、上記終
端抵抗RZとMOSFETQ1のオン抵抗値によりロウ
レベルが決定されるが、MOSFETQ1のオン抵抗値
を終端抵抗RZに比べて十分小さくすることにより、ほ
ぼ回路の接地電位のようなロウレベルにすることができ
る。
【0062】上記のようなロウレベルと終端電圧VTに
対応し、電源電圧VDDからみたときに回路の接地電位
側にレベルが偏倚した信号がバスライン1を通して伝送
される。このような信号レベルVBUS及び基準電圧と
しての接地電位VREFが入力されるレベルシフト回路
では、入力MOSFETと負荷MOSFETのコンダク
タンス比に対応して回路の接地電位0Vと電源電圧+5
Vの中間電位にレベルシフト動作と、前記のようなオフ
セットが持たせられている。すなわち、基準電圧VRE
Fを受ける入力回路は、レベルシスト量が入力信号VB
USに対して相対的に約400mV大きくされる。
【0063】上記のようなレベルシフト量に差を持たせ
る手段として、差動MOSFETQ4,Q5、負荷MO
SFETQ6,Q7のコンダクタンス、言い換えるなら
ば、MOSFETのサイズ比を選定することにより容易
に、しかも高精度で実現することができる。同図のよう
なオフセットを持たせる例としては、MOSFETQ4
とQ5が同じコンダクタンスであるとき、MOSFET
Q7に比べて、MOSFETQ6のコンダクタンスを小
さく設定すればよい。すなわち、MOSFETQ6の大
きさを、MOSFETQ7より小さく形成するようにす
ればよい。
【0064】上記のようなオフットとレベルシフト動作
によって、その出力信号aとbは、電源電圧VDDのほ
ぼ中点電位付近で電圧bを基準にして伝送される信号a
がハイレベル/ロウレベルに変化するものとなる。これ
を受けて、差動増幅回路(DA)が高感度の動作領域で
の増幅動作を行うので、上記ハイレベル/ロウレベルの
判定を行い、前記のようなCMOSインバータ回路から
なる出力回路を通して+5V/0VのようなCMOSレ
ベルの信号に変換して、それが搭載されたLOGICに
取り込むことができる。
【0065】図10には、図7に示したような信号伝送
回路の動作の一例を説明するための波形図が示されてい
る。この実施例では、電源電圧VDDが+5Vのような
電圧を用いた場合を例にして示されている。
【0066】この実施例では、基準電位側のバスライン
2の終端抵抗RZが終端電圧VT側に接続されることに
応じて、バスライン2を通して伝えられる基準電圧がV
Tに対応した電圧とされる。これにより、図8のような
差動入力回路では、図9の場合とは逆レベルシフト量に
差を持たせる例として、MOSFETQ4とQ5が同じ
コンダクタンスであるとき、MOSFETQ7に比べ
て、MOSFETQ6のコンダクタンスを大きく設定す
ればよい。すなわち、MOSFETQ6の大きさを、M
OSFETQ7より大きく形成するようにすればよい。
【0067】これにより、入力信号VBUSのレベルシ
フト量が、基準電圧VREFのレベルシフト量より相対
的に大きくされる。このレベルシフト回路の出力信号a
とbは、電源電圧VDDのほぼ中点電位付近で電圧bを
基準にして伝送される信号aがハイレベル/ロウレベル
に変化するものとなる。これを受けて、差動増幅回路
(DA)が高感度の動作領域での増幅動作を行うので、
上記ハイレベル/ロウレベルの判定を行い、前記のよう
なCMOSインバータ回路からなる出力回路を通して+
5V/0VのようなCMOSレベルの信号に変換して、
それが搭載されたLOGICに取り込むことができる。
【0068】図1の実施例にいては、多数の出力回路が
動作してマルチビット同時出力する際に生じるスイッチ
ングノイズが前記のような低振幅とされる信号レベルに
対して無視できなくなると動作マージンが悪化するとい
う問題が生じる。そこで、前記図4の実施例のように、
上記出力回路3の出力MOSFETQ1のオン状態によ
り発生するノイズは、上記直列抵抗RSを介してバスラ
イン2側にも送出されることとなり、それを受ける受信
側の差動入力回路7又は8において相殺ないし低減させ
ることができるようになる。
【0069】しかしながら、上記図4の構成では、バス
ライン1と2に接続されるLOGICが3以上存在し、
例えば2つのLOGIC9と10との間で信号伝送を行
うときに、それ以外のLOGIC11等において内部回
路により信号処理を行うときには、上記バスライン2を
通して上記信号伝送動作により発生するノイズがのるこ
とになってしまうという問題が生じる。
【0070】図11には、この発明に係る信号伝送回路
の更に他の一実施例の回路図が示されている。同図の信
号伝送路は、前記図1のような実施例と同様に半導体集
積回路装置を含む電子装置が実装されるプリント基板等
のような実装基板又は大規模の半導体集積回路に形成さ
れる。
【0071】同図には複数ビットのバスに含まれる1ビ
ット分の回路構成が代表的に示され、その1ビット分の
信号線1に並走するリファレンス線2が設けられ、信号
線1とリファレンス線2の両端はラインの特性インピー
ダンスに等しい値の終端抵抗RZで終端される。本実施
例において信号線1の終端電圧VTは、特に制限されな
いが、従来技術のGTLバス回路における+1.2Vよ
りも低い+0.8Vとされる。リファレンス線2は接地
電位GNDに終端される。LSI1〜LSI3は上記信
号線1及びリファレンス線2に信号端子が結合された複
数個の半導体集積回路である。
【0072】各々の半導体集積回路LSI1〜LSI3
は、論理回路(LOGIC)9〜11、出力回路3〜
5、及び入力回路6〜8を備える。上記半導体集積回路
LSI1〜LSI3は、図示しない回路ボードに実装さ
れ、その動作電源は当該回路ボードに敷設された接地電
位GND及び電源電圧VDDの電源配線から供給され
る。上記リファレンス線2の終端電位としての接地電位
GNDは上記回路ボードの電源配線を介して供給され、
また、信号線1の終端電位VTは、特に制限されない
が、回路ボード上の電源回路を介して供給される。
【0073】上記出力回路(送信回路)3は、上記信号
線1と半導体集積回路の接地電位(回路ボード上の接地
電位GND用電源配線を介して半導体集積回路に供給さ
れる接地電位)との間に配置され、出力制御信号として
のインバータ回路INV1の出力駆動信号にてスイッチ
制御されるNチャンネル型駆動MOSFETQ1と、上
記リファレンス線2と半導体集積回路の接地電位との間
に配置され上記駆動MOSFETQ1のオン/オフ状態
に同期してオン/オフ状態に制御されるNチャンネル型
スイッチングMOSFETQ1’とを供える。上記MO
SFETQ1とQ1’は、共にオープンドレイン形式で
あり、本実施例に従えば共にインバータ回路INV1に
より形成される出力駆動信号にてスイッチ制御される。
出力駆動信号は、論理回路9の出力信号を受けて反転出
力するインバータINV1ら出力され、バス伝達情報を
含む。
【0074】上記入力回路(受信回路)6は、前記実施
例と同様に他の半導体集積回路の駆動MOSFETのオ
ン状態によって信号線1に現れるべき電位又はオフ状態
によって信号線1に現れるべき電位VTとを識別するた
めの参照電位(リファレンス電圧)とされる入力オフセ
ットを持ち、リファレンス線2のレベルに上記入力オフ
セットを加えたレベルと上記信号線1のレベルとのレベ
ル差を差動増幅して論理回路9に供給するものである。
【0075】換言すれば、上記入力回路6は、上記駆動
MOSFETのオン状態によって信号線1に現れる電位
を、接地電位GNDを参照電位として識別できるように
するための入力オフセットを持ち、リファレンス線2の
リファレンス入力信号と上記信号線1の信号波形のレベ
ルとのレベル差を差動増幅して論理回路9に供給するも
のである。入力回路6における入力オフセットは、特に
制限されないが、本実施例に従うと、VT/2=+0.
4V程度とされる。そのような入力オフセットは、例え
ば入力回路6における一対の差動回路の回路定数のアン
バランスによって形成することができる。
【0076】斯る入力オフセットを持つ入力回路6にお
いては、接地電位GNDが見掛け上リファレンス電圧と
して入力されるが、実際には接地電位GNDに当該入力
オフセットを加えた電圧レベルが回路動作上のリファレ
ンス電圧となって差動増幅される。したがって入力回路
6は、リファレンス線2の接地電位GNDに入力オフセ
ットを加えた電圧レベルに対して信号線1の信号波形の
レベルが高いか低いかに応じた論理レベルの信号を出力
する。尚、論理回路9はそれを含む半導体集積回路の機
能に応じた適宜の論理構成を有し、その具体的な論理構
成若しくは回路構成は限定されない。
【0077】図11に示された実施例の動作を次に説明
する。複数の半導体集積回路LSI1〜3の出力回路3
〜5が何れも動作していないとき、信号線1の電位は、
終端電圧VTと同じ値となっている。今たとえば、半導
体集積回路LSI1の出力回路3の出力動作が選択さ
れ、例えば駆動信号によってオープンドレインの駆動M
OSFETQ1がオン状態にされると、信号線1の電位
は接地電位へ向けて引き下げられる。本実施例ではリフ
ァレンス線2は接地電位GNDに終端され、半導体集積
回路LSI1〜LSI3の差動入力回路6〜8のリファ
レンス入力へ接続される。このとき、入力回路6〜8は
リファレンス電圧Vrefに相当する入力オフセットを
持つので、信号線1の電位が入力オフセット電圧以下ま
で降下すると、入力動作を行うべき別の半導体集積回路
LSI2又はLSI3の入力回路7又は8はその入力の
変化を識別することができる。
【0078】図11には1ビット分の構成しか示されて
いないが、例えば半導体集積回路LSI1に含まれる多
数の出力回路によるマルチビット同時出力に際して、多
数の駆動MOSFETQ1等が一斉にオン状態されて当
該半導体集積回路チップ内の共通の接地電位パターン
(半導体集積回路内部において接地電位を供給する配線
パターン)に向けて多数の出力回路から電流が供給され
ると、そのパターン若しくは当該パターンに接続するホ
ディングワイヤーやリード端子などのインダクタンス成
分によって当該接地電位パターンの接地電位が変化して
不所望なノイズ成分となる。このようなグランドノイズ
は信号線1に載る前記のような小振幅の送信波形に重畳
され、信号線1のレベルを不所望に変化させる。
【0079】この実施例では、上記ノイズは、駆動MO
SFETQ1と同相でスイッチ制御されるスイッチング
MOSFETQ1’を介してリファレンス線2にも伝達
される。換言すれば、信号線1とリファレンス線2には
同じグランドノイズが同相で載ることになる。したがっ
て、上記信号線1とリファレンス線2を介して接続され
る他の半導体集積回路LSI2又はLSI3の入力回路
7又は8に伝達される信号線1とリファレンス線2には
同じグランドノイズが載っているので、差動増幅に際し
て当該ノイズは相殺される。このことは、伝送すべき信
号のS/Nを向上させ、信号振幅をGTLバス回路の+
0.8Vよりも小さな振幅とすることを可能にして、バ
スによる信号伝送の高速化を実現し、また、信号線の終
端電位も+0.8VというようにGTLバス回路よりも
低くでき、低消費電力の信号伝送を実現することができ
る。
【0080】このとき、受信側の半導体集積回路LSI
2又はLSI3においては、リファレンス線2に対応し
て設けられるスイッチMOSFETQ2’及びQ3’は
共にオフ状態にされている。それ故、リファレンス線2
に意図的に載せられたノイズが、半導体集積回路LSI
2及びLSI3の接地電位に伝えられることがない。こ
のため、かかる半導体集積回路LSI2及びLSI3の
論理回路10及び11の接地電位に不所望なノイズがの
ることがないので動作マージンが悪化してしまうという
問題も生じない。
【0081】この実施例における入力回路は、前記図8
に示された回路が利用される。すなわち、図8を用いて
説明を繰り返すならば、次の通りである。接地電位側に
偏った小振幅の入力信号を電源電圧VDDと接地電位G
NDとの中間レベル程度に電位シフトする高入力インピ
ーダンスのレベルシフト回路LSと、このレベルシフト
回路LSの出力を差動増幅する差動増幅回路DAと、こ
の差動増幅回路DA出力をCMOSレベルの信号振幅
(VDD例えば5V)に変換するバッファ回路BAから
構成される。
【0082】上記レベルシフト回路LSは、上記信号線
1の接地電位に偏った微小なレベル変化を、センスアン
プDAの増幅動作上最も高感度となる動作点付近でのレ
ベル変化に電位シフトする。即ち、このレベルシフト回
路LSは、特に制限されないが、出力のドレイン電位を
入力電圧に追従変化させるもので、具体的には、電流増
幅トランジスタとしてのPチャンネル型MOSFETQ
4,Q5に、ゲートが電源電圧VDDでバイアスされた
Nチャンネル型MOSFETQ6,Q7が直列接続さ
れ、特に制限されないが、MOSFETQ4のゲートに
対応した入力端子INBは信号線1が結合され、MOS
FETQ5のゲートに対応した入力端子INTはリファ
レンス線2が結合される。
【0083】上記MOSFETQ4,Q5の共通ソース
はゲートが接地電位にバイアスされたPチャンネル型M
OSFETQ8を介して電源電圧VDDに結合され、上
記MOSFETQ6,Q7の共通ソースは制御信号EN
にてスイッチ制御されるパワースイッチMOSFETQ
15を介して接地電位に結合される。このレベルシフト
回路LSの出力端子は、MOSFETQ4とQ6の結合
ノードb、及びMOSFETQ5とQ7の結合ノードa
とされる。このレベルシフト回路LSにおける入力電圧
に対する出力電圧のレベルシフト量は、MOSFETQ
4(Q5)のしきい値電圧、ゲート酸化膜容量やチャネ
ル中のキャリア移動どなどによって決定される定数、及
びMOSFETQ6(Q7)のソース・ドレイン電流に
よって決定され、次段のセンスアンプDAの動作点との
関係において例えば5V電源の場合には2V〜2.5V
程度に設定されている。
【0084】レベルシフト回路LSの出力負荷は次段の
センスアンプDAの入力ゲート容量だけであるから、レ
ベルシフト回路LSによるレベルシフト動作に要する時
間は実質的に無視し得る程短い時間とされる。しかも、
レベルシフト回路LSが活性化されるときにはその構造
上直流電流パスが形成されるが、レベルシフト回路LS
の駆動負荷は極めて小さいから、その直流電流パスの貫
通電流が比較的小さくても高速レベルシフト動作には実
質的な影響を与えず、これに応じてレベルシフト回路L
Sを構成するMOSFETの定数は適当に設定される。
【0085】センスアンプDAは、特に制限されない
が、ソースが共通接続された差動対を成す一対のNチャ
ンネル型入力MOSFETQ9,Q10と、当該入力M
OSFETQ9,Q10のドレイン電極に結合されたカ
レントミラー負荷を構成するPチャンネル型MOSFE
TQ11,Q12と、ゲートが電源電圧VDDでバイア
スされ上記入力MOSFETQ9,Q10の共通ソース
と上記パワースイッチMOSFETQ15のドレインと
に結合されたNチャンネル型MOSFETQ14とから
成る。カレントミラー負荷を構成するPチャンネル型M
OSFETQ11,Q12のソース電極は電源電圧VD
Dに接続され、それらゲート電極の共通接続端は入力M
OSFETQ11のドレイン電極に結合される。上記入
力MOSFETQ9,Q10のゲートには、レベルシフ
ト回路LSの出力b,aが夫々供給される。
【0086】図8の入力回路において上記入力オフセッ
トは、特に制限されないが、能動負荷を構成するMOS
FETQ11とQ12とのコンダクタンス若しくはゲー
ト幅のアンバランスによって、或は入力MOSFETQ
9とQ10の同様なアンバランス、更には上記の能動負
荷MOSFETと入力MOSFET双方による同様のア
ンバランスによって設定する。このような入力オフセッ
トはレベルシフト回路LSにおけるレベルシフト量を左
右でアンバランスにすることによって設定してもよい。
【0087】上記MOSFETQ10のドレインはセン
スアンプDAの出力として次段のバッファ回路の入力に
結合される。バッファ回路は直列接続されたCMOSイ
ンバータINV4,INV5によって構成される。CM
OSインバータINV5の入力と回路の電源電圧VDD
との間には、特に制限されないが、そのゲートに上記制
御信号ENを受けるPチャンネル型プリセットMOSF
ETQ13が設けられる。CMOSインバータINV5
の出力OUTは、前記のような論理回路9等に供給され
る。
【0088】上記制御信号ENがローレベルとされる
と、パワースイッチMOSFETQ15がオフ状態とな
るため、センスアンプDAは非動作状態とされ、MOS
FETQ16のドレイン電位は不確定レベルになろうと
する。ところが、上記制御信号ENがローレベルとされ
ることでプリセットMOSFTQ13がオン状態となる
ことから、バッファ回路の入力段回路であるCMOSイ
ンバータ回路INV4の入力は強制的に回路の電源電圧
VDDとされ、かかる入力回路の非活性状態において出
力信号OUTは電源電圧VDDのレベルに固定される。
【0089】一方、制御信号ENがハイレベルとされる
と、パワースイッチMOSFETQ15がオン状態で、
且つ、プリセットMOSFETQ13がオフ状態となる
ため、レベルシフト回路LS及びセンスアンプDAは活
性化される。このとき、信号線1とリファレンス線2と
のレベルは、レベルシフト回路LSによってその中心レ
ベルがシフトされ、VDD/2のようなバイアスレベル
を持つ相補信号b及びaとしてセンスアンプDAに伝達
される。この実施例において、センスアンプDAは、前
述のように、上記バイアスレベルVDD/2においてそ
の増幅率が最大となるように設計されている。
【0090】図12には本発明の更に他の一実施例に係
る信号伝送回路が示されている。同図には、1ビット分
の信号線について代表的に示されている。図11に示さ
れる実施例ではリファレンス電位に相当する入力オフセ
ットを持った入力回路を要したが、この実施例は、従来
技術のGTLバス回路と同様にリファレンス電圧それ自
体を受ける形式の入力回路6’〜8’を適用するもので
ある。
【0091】すなわち、図11の実施例との構成上の相
違は、リファレンス線2の終端電圧をリファレンス電位
Vrefとし、またリファレンス線2に接続される出力
回路3〜5のオープンドレイン形式のNチャンネル型ス
イッチングMOSFETQ1’〜Q3’のソースは回路
の接地電位ではなく、例えば半導体集積回路の内部回路
で生成されるリファレンス電位Vrefに接続される。
【0092】出力回路3〜5において回路の接地電位と
リファレンス電位Vrefとの間には、カップリングコ
ンデンサが接続され、送信側とされる半導体集積回路の
接地電位の変動(ノイズ)を当該カップリングコンデン
サを通してリファレンス電位Vrefに重畳させてリフ
ァレンス線2に与えるようになっている。
【0093】入力回路6’〜9’はその入力動作が論理
回路9〜11から指示されると、信号線1のレベルがリ
ファレンス線2のレベルに対して低いか高いかに応じた
論理値の信号を当該論理回路9〜11に供給する。入力
回路6’〜8’の構成も図8と同様の回路構成を採用す
ることができる。但し本実施例の場合には積極的に入力
オフセットを設定する必要はなく、レベルシフト回路L
S及びセンスアンプDAにおける夫々の差動回路の回路
特性は左右でバランスされるよう構成されている点が図
11の実施例に使用される場合との相違とされる。
【0094】図12の実施例においても1ビット分の構
成しか示されていないが、1つの半導体集積回路に含ま
れる多数の出力回路3によるマルチビット同時出力に際
して、多数の駆動MOSFETQ1等が一斉にオン状態
されて当該半導体集積回路チップLSI1内の共通の接
地電位パターンに向けて多数の出力回路3から電流が供
給されると、そのパターン若しくは当該パターンに接続
するボンディングワイヤーやリード端子などのインダク
タンス成分によって当該接地電位パターンの接地電位が
変化して不所望なノイズ成分となる。
【0095】このようなグランドノイズは信号線1に載
る小振幅の送信波形に重畳され、信号線1のレベルを不
所望に変化させる。このとき、当該グランドノイズは、
カップリングコンデンサを介してリファレンス電位(参
照電位)Vrefに重畳されており、その結果当該グラ
ンドノイズは、駆動MOSFETQ1と同相でスイッチ
制御されるスイッチングMOSFETQ1’を介してリ
ファレンス線2にも伝達される。換言すれば、信号線1
とリファレンス線2には同じグランドノイズが同相で載
ることになる。
【0096】したがって、他の半導体集積回路装置LS
I2又はLSI3の入力回路7’又は8’に伝達される
信号線1とリファレンス線2のレベルには同じスイッチ
ングノイズが載っているので、差動増幅に際して当該ノ
イズは相殺される。このため、上記図11の実施例同様
に、伝送すべき信号のS/Nを向上させ、信号振幅をG
TLバス回路の0.8Vよりも小さな振幅とすることを
可能にして、バスによる信号伝送の高速化を実現し、受
信側とされる半導体集積回路LSI2又はLSI3にお
いては、スイッチングMOSFETQ2’とQ3’がオ
フ状態にされているから、リファレンス線2に意図的に
のせたノイズがその接地電位にまで混入してしまうとい
う不都合を防止することができる。
【0097】この実施例でも、信号線1の終端電位も
0.8VというようにGTLバス回路よりも低くでき、
低消費電力の信号伝送を実現することができる。特に、
本実施例においては、回路ボード上に参照電位Vref
の発生回路を設けなくてはならないが、入力回路6’〜
8’には特別なオフセット電圧を設定しなくてもいの
で、GTLバス回路との共存若しくはGTLバス回路と
の直接インタフェースが可能である。
【0098】前記図1の実施例のように、基準電圧を回
路の接地電位とした場合には、図13の波形図に示すよ
うに、終端電圧VTの使用範囲が制限されてしまう。つ
まり、図13(A)のように、終端電圧VTが前記0.
8V程度のように比較的低い場合、信号S1のロウレベ
ルVOL11は駆動MOSFETQ1等のオン抵抗値とそれ
に流れる電流によって決定される。こように終端電圧V
Tが比較的低いときには上記ロウレベルVOL11も比較的
小さいから接地電位GNDを基準にしたオセットVIOS
によってもレベルマージンを確保することができる。
【0099】しかし、終端電圧を高くすると、(B)や
(C)のように駆動MOSFETに流れる電流が増大
し、信号S2やS3のようにロウレベルVOL12、VOL13
のように上昇するのに対して、実質的な基準電圧として
のオフセット電圧VIOS は固定であるから、ロウレベル
側のマージンがなくなってしまう。つまり、前記図1や
図11等の実施例のように回路の接地電位を基準電位と
した場合には、終端電圧VTの設定範囲が狭くなってし
まい、終端電圧VTを比較的広い範囲で使用したいシス
テムでは使い勝手が悪くなる。
【0100】そこで、図7の実施例のように終端電圧V
Tを基準電圧として使用した場合には、図14(A)、
(B)及び(C)のように、終端電圧VTが大きくなる
ことより、信号S1、S2及びS3のロウレベルVOL1
、VOL2 及びVOL3 のように接地電位GNDに対して
高くされた場合でも、実質的な基準電圧としてのオフセ
ット電圧VIOS がそれぞれのハイレベルVOH1 、VOH2
及びVOH3 のような終端電圧VTを基準にして設定され
ているため、終端電圧VTに影響されない。このよう
に、終端電圧VTを基準電圧として用いる構成では、終
端電圧VTの設定範囲を広くでき、あるいはその変動の
実質的な影響を受けなくできる。
【0101】図15には、この発明に係る信号伝送回路
の更に他の一実施例の回路図が示されている。この実施
例では、上記終端電圧VTを基準電圧として用いた場合
に対応されている。同図の信号伝送路は、前記図1のよ
うな実施例と同様に半導体集積回路装置を含む電子装置
が実装されるプリント基板等のような実装基板又は大規
模の半導体集積回路に形成される。
【0102】同図には複数ビットのバスに含まれる1ビ
ット分の回路構成が代表的に示され、その1ビット分の
信号線1に並走するリファレンス線2が設けられ、信号
線1とリファレンス線2の両端はラインの特性インピー
ダンスに等しい値の終端抵抗RZで終端されて終端電圧
VTが与えられる。終端電圧VTは、特に制限されない
が、前記同様にGTLバス回路における+1.2Vより
も低い+0.8Vとされる。LSI1〜LSI4は上記
信号線1及びリファレンス線2に信号端子が結合された
複数個の半導体集積回路である。
【0103】各の半導体集積回路LSI1〜LSI4
は、論理回路(LOGIC)9〜12、出力回路13〜
16、及び入力回路16〜19を備える。上記半導体集
積回路LSI1〜LSI4は、図示しない回路ボードに
実装され、その動作電源は当該回路ボードに敷設された
接地電位GND及び電源電圧VDDの電源配線から供給
される。上記信号線1とリファレンス線2の終端電圧V
Tは、特に制限されないが、回路ボード上の電源回路を
介して供給される。
【0104】上記半導体集積回路LSI1に設けられた
出力回路(送信回路)13は、上記信号線1とかかる半
導体集積回路LSI1の接地電位(回路ボード上の接地
電位GND用電源配線を介して半導体集積回路に供給さ
れる接地電位)との間に配置され、出力制御信号として
のインバータ回路IG1の出力駆動信号にてスイッチ制
御されるNチャンネル型駆動MOSFETQ1と、上記
リファレンス線2にカップリングコンデンサ(結合コン
デンサ)C1を介して接続される出力端子と半導体集積
回路の接地電位との間に配置され、上記同様なインバー
タ回路IG2の出力駆動信号にて上記駆動MOSFET
Q1のオン/オフ状態に同期してオン/オフ状態に制御
されるNチャンネル型スイッチングMOSFETQ5と
を供える。上記MOSFETQ1とQ5は、共にオープ
ンドレイン形式であり、本実施例に従えばそれぞれに対
応して設けられるインバータ回路IG1,IG2により
形成される出力駆動信号にてスイッチ制御される。
【0105】上記半導体集積回路LSI1に設けられた
入力回路(受信回路)16は、前記実施例と同様に他の
半導体集積回路の駆動MOSFETのオン状態によって
信号線1に現れるべき電位又はオフ状態によって信号線
1に現れるべき電位VTとを識別するための参照電位
(リファレンス電圧)とされる入力オフセットを持ち、
リファレンス線2のレベルに上記入力オフセットを加え
たレベルと上記信号線1のレベルとのレベル差を差動増
幅して論理回路9に供給するものである。ただし、入力
回路16には、リファレンス線2のレベルを取り込むた
めの専用の入力端子が設けられる。つまり、この実施例
では、前記のようなカップリングコンデンサC1が設け
られているので、半導体集積回路LSI1の内部で出力
回路13の基準電圧側の駆動MOSFETQ5のドレイ
ンと接続できない。MOSFETQ5と並列接続される
抵抗R5は、MOSFETQ5がオフ状態のときにカッ
プリングコンデンサC1に終端電圧VTを定常的に印加
させるバイアス回路を構成する。
【0106】換言すれば、上記入力回路16は、上記駆
動MOSFETのオン状態によって信号線1に現れる電
位を、終端電圧VTを参照電位として識別できるように
するための入力オフセットを持ち、リファレンス線2の
リファレンス入力信号と上記信号線1の信号波形のレベ
ルとのレベル差を差動増幅して論理回路9に供給するも
のである。入力回路16における入力オフセットは、特
に制限されないが、本実施例に従うと、VT/2=+
0.4V程度とされる。そのような入力オフセットは、
例えば入力回路16における一対の差動回路の回路定数
のアンバランスによって形成することができる。
【0107】斯る入力オフセットを持つ入力回路16に
おいては、終端電圧VTが見掛け上リファレンス電圧と
して入力されるが、実際には終端電圧VTに当該入力オ
フセットを加えた電圧レベルが回路動作上のリファレン
ス電圧となって差動増幅される。したがって入力回路1
6は、リファレンス線2の終端電圧VTに入力オフセッ
トを加えた電圧レベルに対して信号線1の信号波形のレ
ベルが高いか低いかに応じた論理レベルの信号を出力す
る。尚、論理回路9はそれを含む半導体集積回路の機能
に応じた適宜の論理構成を有し、その具体的な論理構成
若しくは回路構成は限定されない。他の半導体集積回路
LSI2〜LSI4に設けられる出力回路14〜16及
び入力回路17〜19も、前記同様な回路により構成さ
れる。
【0108】図15に示された実施例の動作を次に説明
する。複数の半導体集積回路LSI1〜4の出力回路1
3〜16が何れも動作していないとき、信号線1の電位
は、終端電圧VTと同じ値となっている。今たとえば、
半導体集積回路LSI1の出力回路13の出力動作が選
択され、例えば駆動信号によってオープンドレインの駆
動MOSFETQ1がオン状態にされると、信号線1の
電位は接地電位へ向けて引き下げられる。本実施例では
リファレンス線2は終端電圧VTに終端され、半導体集
積回路LSI1〜LSI4の差動入力回路16〜19の
リファレンス入力へ接続される。このとき、入力回路1
6〜19はリファレンス電圧Vrefに相当する入力オ
フセットを持つので、信号線1の電位が入力オフセット
電圧以下まで降下すると、入力動作を行うべき別の半導
体集積回路LSI2〜LSI4のいずれか少なくとも1
つの入力回路においてはその入力の変化を識別すること
ができる。
【0109】図15には1ビット分の構成しか示されて
いないが、例えば半導体集積回路LSI1に含まれる多
数の出力回路によるマルチビット同時出力に際して、多
数の駆動MOSFETQ1等が一斉にオン状態されて当
該半導体集積回路チップ内の共通の接地電位パターン
(半導体集積回路内部において接地電位を供給する配線
パターン)に向けて多数の出力回路から電流が供給され
ると、そのパターン若しくは当該パターンに接続するホ
ディングワイヤーやリード端子などのインダクタンス成
分によって当該接地電位パターンの接地電位が変化して
不所望なノイズ成分となる。このようなグランドノイズ
は信号線1に載る前記のような小振幅の送信波形に重畳
され、信号線1のレベルを不所望に変化させる。
【0110】この実施例では、上記ノイズは、駆動MO
SFETQ1と同相でスイッチ制御されるスイッチング
MOSFETQ5とカップリングコンデンサC1を介し
てリファレンス線2にも伝達される。換言すれば、信号
線1とリファレンス線2には同じグランドノイズが同相
で載ることになる。したがって、上記信号線1とリファ
レンス線2を介して接続される他の半導体集積回路LS
I2〜LSI4のいずれか少なくとも1つの入力回路に
伝達される信号線1とリファレンス線2には同じグラン
ドノイズが載っているので、差動増幅に際して当該ノイ
ズは相殺される。このことは、伝送すべき信号のS/N
を向上させ、信号振幅をGTLバス回路の+0.8Vよ
りも小さな振幅とすることを可能にして、バスによる信
号伝送の高速化を実現し、また、信号線の終端電位も+
0.8VというようにGTLバス回路よりも低くでき、
低消費電力の信号伝送を実現することができる。
【0111】このとき、受信側の半導体集積回路LSI
2〜LSI4においては、リファレンス線2に対応して
設けられるスイッチMOSFETQ6〜Q8は共にオフ
状態にされている。それ故、リファレンス線2に意図的
に載せられたノイズが、半導体集積回路LSI2〜LS
I4の接地電位に伝えられることがない。このため、か
かる半導体集積回路LSI2〜LSI4の論理回路10
〜12の接地電位に不所望なノイズがのることがないの
で動作マージンが悪化してしまうという問題も生じな
い。
【0112】図16には、この発明に係る信号伝送回路
の更に他の一実施例の回路図が示されている。この実施
例では、上記終端電圧VTを基準電圧として用いた場合
に対応されている。同図の信号伝送路は、前記図1のよ
うな実施例と同様に半導体集積回路装置を含む電子装置
が実装されるプリント基板等のような実装基板又は大規
模の半導体集積回路に形成される。
【0113】この実施例では、上記信号線1及びリファ
レンス線2に信号端子が結合された複数個の半導体集積
回路LSI1〜LSI4の相互で、信号の受信を行うも
のではなく、半導体集積回路LSI1を信号の発信専用
とし、他の半導体集積回路LSI2〜LSI4を受信専
用とするものである。この構成では、発信専用とされる
半導体集積回路LSI1には入力回路16は基本的には
不要であるが、出力信号のモニターを行うため等に設け
られている。
【0114】上記のように半導体集積回路LSI1〜L
SI4が受信専用とされるため、発信専用とされる半導
体集積回路LSI1の出力回路13は、駆動MOSFE
TQ9と、そこで発生する接地電位のノイズをそのまま
出力端子を介して出力させる。出力端子にはカップリン
グコンデンサC5によりリファレンス線2に接続され
る。このように、信号の伝送が一方向にのみ行われる場
合には、出力回路の簡素化が図られる。
【0115】図17には、上記図15の実施例における
1ビット分の出力回路と入力回路の一部の一実施例のレ
イアウト図が示されている。同図の回路素子を構成する
各パターンは、公知の半導体集積回路の製造技術により
単結晶シリコンのような半導体基板上において形成され
る。
【0116】32は第2層目のアルミニュウム層からな
り、回路の接地電位を供給する配線とされる。33も第
2層目のアルミニュウム層からなり、電源電圧VDDを
供給する配線とされる。上記接地配線32の下側には、
駆動MOSFETQ1とQ5が形成される。39と40
は第1層目のアルニュウム層からなり、出力MOSFE
TQ5とQ1のドレインに接続される。42も第1層目
のアルニュウム層からなり、出力MOSFETQ5とQ
1のソースに接続されるとともに、そのまま延びてCM
OSインバータ回路IG1とIG5を構成するNチャン
ネル型MOSFETのソースと接続される。そして、こ
の配線42は、上記第2層目のアルミニュウム層32に
接続されて回路の接地電位が与えられる。
【0117】37と38は、MOSFETQ5とQ1の
ゲート電極を構成するポリシリコン層であり、1層目の
アルミニュウム層からなる配線48と49により、上記
CMOSインバータ回路IG5とIG1の出力であるP
チャンネル型MOSFETとNチャンネル型MOSFE
Tのドレインに接続される。48−1と49−1は、ポ
リシリコン層からなり、上記CMOSインバータ回路I
G5とIG1を構成するNチャンネル型MOSFETと
Pチャンネル型MOSFETのゲート電極を構成すると
ともに、配線により共通接続されて図示しない論理回路
に接続されて、出力すべき信号が伝えられる。
【0118】R5は、駆動MOSFETQ5のドレイン
が接続された出力端子39に接続されるカップリングコ
ンデンサに定常的にバイアス電圧を与える抵抗であり、
MOSFETのゲート電極と同時に形成されるポリシリ
コン層により構成される。この抵抗R5の一端は、回路
の接地電位を与える配線42に接続され、他端は上記出
力端子39と一体的に形成される配線に接続される。
【0119】41は、入力端子であり、図示しない入力
回路の入力端子と接続される。42は、上記同様に入力
回路に接地電位を与える内部配線である。34、35及
び36は、上記出力回路と入力回路のセル領域を示すも
のである。このように出力回のセル34と35を近接し
て配置することにより、駆動MOSFETQ1のスイッ
チング動作によって接地電位を与える配線にノイズが重
畳した場合でも、Q5がQ1に隣接して配置されている
ため、同一のノイズをリファレンス線2に出力させるこ
とができる。
【0120】図18には、この発明に係る情報処理シス
テムの一実施例のブロック図が示されている。この実施
例は、特に制限されないが、ワークステーションのよう
な高速で高性能の情報処理システムに向けられている。
【0121】高速で高性能のプロセッサユニットPU
と、前記実施例のような信号伝送回路からなるAバス
(高速バス)により、バイポーラ型トランジスタ又はバ
イポーラ型トランジスタとCMOS回路を組み合わせて
構成されたBi−CMOS構成の高速メモリM1及びイ
ンターフェイスINFと接続される。
【0122】上記プロセッサユニットPUは、上記Aバ
スを通して高速に高速メモリM1等をアクセスしてデー
タ処理を行う。上記Aバスには、少数点演算や画像処理
等の専門のデータ処理を持つ、コプロサッサユニット等
の周辺装置が必要に応じて接続される。
【0123】上記Aバスは、超LSIにより構成される
高速、高性能プロセッサユニットそのものに設けられる
内部バスであってもよい。この場合には、Aバスは半導
体集積回路内に形成される。この場合、外来ノイズの影
響が小さいことと、終端抵抗での発熱を最小に抑えるた
めに終端電圧VTは極限まで小さくされる。例えば、前
記のように0.5V程度まで小さくされる。
【0124】上記インターフェイスINFは、上記Aバ
スとBバスとの間の相互の信号伝達動作を行う機能を持
つ。Bバスも、特に制限されないが、前記実施例のよう
な高速で低消費電力のバス回路が用いられる。このBバ
スには、CMOSスタティック型RAM等のように比較
的高速のメモリ装置M2等が接続される。このBバスに
は、メモリ装置M2の他、システムの性能や機能に応じ
て必要とされる他の比較的高速の周辺回路が設けられ
る。
【0125】上記インターフェイスINFは、上記Aバ
スとCバスとの間の相互の信号伝達動作を行う機能も持
つ。Cバスは、従来より広く用いられているような汎用
のTTLバスから構成される。これにより、比較的動作
が遅くてよいダイナミック型RAMのようなメモリ装置
M3や、磁気ディスク用のコントロール回路、ディスプ
レイ装置、プリンタ、あるいはキーボードといったよう
な入出力装置I/Oが接続される。
【0126】このようなCバスもシステム内に組み込む
ことにより、動作速度が要求されない周辺回路を、既存
のメモリ装置、入出力装置及びバス回路をそのまま流用
できるという利点が生じる。
【0127】すなわち、この実施例の情報処理システム
では、表示装置やプリンタ、キーボードといったような
データ転送の速度が遅くてよいものは従来のTTLバス
に接続し、データ転送の速度を速くしたり、その消費電
力が問題になる部分では、本発明に係る信号伝送回路を
用いるようにすることによって、合理的で効率的な情報
処理システムを構成することができる。
【0128】図19には、上記信号伝送回路が適用され
たワークステーションシステムの他の一実施例のブロッ
ク図が示される。この実施例のワークステーションシス
テムは各種データ処理を行う高性能プロセッサユニット
57、高性能プロセッサユニット57のワーク領域及び
データの一時記憶領域などとされる高速メモリユニット
58、各種周辺装置とインタフェースされるI/Oコン
トロールユニット61、その他周辺LSIとして位置付
けられるような一般目的のLSI60、及び上記それら
のインタフェース制御を行うためのインタフェースLS
I59を備える。
【0129】上記高性能プロセッサユニット57とイン
タフェースLSI59はバス70によって結合され、イ
ンタフェースLSI63と高速メモリユニッ62はバス
(A)によって結合される。インタフェースLSI5
9、I/Oコントロールユニット61、及び一般目的の
LSI60はTTLインタフェースバス(C)によって
結合される。
【0130】このワークステーションシステムにおいて
上記バス(A)及び(C)が上記信号線1とリファレン
ス線2を用いた低消費電力型の高速バスとされる。そし
て、高性能プロセッサユニット57、インタフェースユ
ニット59、高速メモリユニット58は、図11又は図
15等において説明した半導体集積回路LSI1〜LS
I4に代表される半導体集積回路によって構成される。
したがって、高速プロセッサユニット57と高速メモリ
ユニット58との間でのデータ伝送に際してグランドノ
イズによる誤動作を防止できるので、その信号振幅を従
来のGTLバス回路より小さくしても、高い信頼性を以
って高速信号伝送を実現できる。
【0131】図20には、上記ワークステーションシス
テムの一実施例の外観図が示されている。高速バスによ
り構成されるシステム全体はシステムボード62に搭載
される。高性能プロセッサユニット57は、それぞれが
モジュールボード63に搭載されたプロセッサLSI6
5から構成される。1つのモジュールボード63に搭載
されたプロセッサLSI65間の伝送路は、かかるモジ
ュールボード上に形成されたプリント配線により構成さ
れる。複数のモジュールボード間の接続は、システムボ
ードに設けられたコネクタとシステムボードに形成され
たプリント配線により行われる。
【0132】同様に、高速メモリユニット58は、それ
ぞれがモジュールボード64に搭載された高速メモリL
SI66から構成される。1つのモジュールボード64
に搭載された高速メモリLSI66に対するアクセス
は、かかるモジュールボード上に形成されたプリント配
線、システムボードに設けられたコネクタとシステムボ
ードに形成されたプリント配線からなる信号線1とリリ
ファレンス線2により構成される高速バスにより行われ
る。システムボード62には、インタフェースユニット
59を構成するインターフェイスLSI67が搭載さ
れ、かかるシステムボード62上に形成されたプリント
配線により接続される。
【0133】低速用バスからなるシステムは、他のシス
テムボード上に纏められて構成される。上記インターフ
ェイスLSI67を通した低速バスは、それが搭載され
たシステムボード62に形成されたプリント配線及び図
示しないコネクタを介してフラットケーブル等の配線手
段を通して上記システムボードの低速バスと接続され
る。
【0134】図21には、上記高速バスにおける信号線
1とリファレンス線2とのパターン図が示されている。
同図(A)のバスは、0からnまでのn+1ビットのバ
スにおいて信号線1とリファレンス線2を一本対一本で
対応させて設けた例である。この場合には、各出力ビッ
トの信号線1及びリファレンス線2には完全同相のノイ
ズが載り、駆動MOSFETQ1のスイッチングノイズ
をキャンセルする作用を完全化することができる。ま
た、全ての隣接信号線1の間にはリファレンス線2が介
在されるから、接地電位GND又は電源電圧VTなどが
与えられるリファレンス2はシールド線として機能さ
れ、隣接信号線間の容量性カップリングによるノイズの
影響などを最小限にすることができる。
【0135】同図(B)は8本の信号線毎に1本のリフ
ァレンス線2を共有させる構成であり、(C)は16本
の信号線毎に1本のリファレンス線2を共有させる構成
である。(B)及び(C)の構成は、リファレンス線2
を共有する信号線1の1本でも駆動トランジスタQ1等
のスイッチングノイズを受けると、当該共有されるリフ
ァレンス線2にも同相でそのノイズが載るため、当該ス
イッチングノイズを受けない信号線の入力回路にとって
リファレンス線2のそのようなノイズ成分は不所望な成
分となる。但し、複数の信号線に共有されるリファレン
ス線2に与えられるその様なノイズの変化若しくはピー
ク値は信号線に一対一対応されるリファレンス線に与え
られるノイズに比べて小さくされるから、1本のリファ
レンス線2が共有される信号線1の本数を適当に制限す
ることによって、駆動トランジスタQ1等のスイッチン
グノイズによる影響を同様に解消することができる。
【0136】上記の実施例から得られる作用効果は、下
記の通りである。すなわち、 (1) 信号の伝送路と基準電圧の伝送路とを並走する
ようにされた一対のペア配線を用い、信号の伝送路の特
性インピーダンスに整合した終端抵抗を終端電圧に接続
するとともに、基準電圧の伝送路の特性インピーダンス
に整合した終端抵抗を上記終端電圧又は回路の接地電位
に接続し、それに接続される送信回路をオープンドレイ
ン出力回路を用いて信号伝送を行う方法ないし構成によ
り、伝送される信号は、終端電圧に対応した小振幅にす
ることができ、そこでの電力消費を大幅に低減させるこ
とができるという効果が得られる。
【0137】(2) 信号の伝送路と基準電圧の伝送路
とを並走するようにされた一対のペア配線を用い、信号
の伝送路の特性インピーダンスに整合した終端抵抗を終
端電圧に接続するとともに、基準電圧の伝送路の特性イ
ンピーダンスに整合した終端抵抗を上記終端電圧又は回
路の接地電位に接続し、それに接続される受信回路を上
記終端電圧の約1/2に設定されたオフセットが設けら
れた差動入力回路を用いることにより、信号伝送路にの
るコモンモードのノイズが差動入力回路により相殺さ
れ、しかもオフセットによって高精度の基準電圧が設定
できるから上記の小振幅の信号に対して十分なレベルマ
ージンを採ることができるという効果が得られる。
【0138】(3) 上記出力回路の出力端子と信号伝
送路の接続点との間に直列抵抗を設けることによって、
バスラインの接続点における特性インピーダンスの乱れ
を小さくでき、これによりそこでの電圧反射も小さくな
るから低振幅の信号伝達と相俟って高速な信号伝送を行
わせることができるという効果が得られる。
【0139】(4) 上記出力回路としてオープンドレ
インの出力回路を用いることにより、ワイヤードオア論
理が採れるとともに、それぞれが異なる種類の電源電圧
を持つ複数のディジタル回路を接続して相互に信号伝達
を行わせることができるという効果が得られる。
【0140】(5) 上記駆動MOSFETのターン・
オン又はターン・オフによって生ずる半導体集積回路内
部でのグランドノイズは、駆動MOSFETを介して信
号線1に伝達され、また、当該駆動MOSFETと同期
してスイッチ制御されるスイッチングMOSFETを介
してリファレンス線2にも伝達されるので、信号線1及
びリファレンス線2にその様なグランドノイズを同相で
載せることができ、入力回路に伝達される信号線1とリ
ファレンス線2のレベルには同じノイズが載っているの
で、差動増幅に際して当該ノイズを相殺することができ
る。したがって、伝送すべき信号のS/Nを向上させ、
信号振幅の低振幅化により高速化と低消費電力化を図る
ことができるという効果が得られる。
【0141】(6) 上記(5)の構成では、信号送出
を行う出力回路においてのみ、駆動トランジスタと同期
してグランドノイズをリファレンス線に伝えるスイッチ
MOSFETがオン状態にされるから、受信を行う半導
体集積回路を含めた送信側以外の半導体集積回路では、
上グランドノイズが接地電位に伝わるのを防止すること
ができるという効果が得られる。
【0142】(7) リファレンス線を接地電位GND
又は終端電圧VTに終端させる構成においては、回路ボ
ード上に参照電位Vrefを発生させる回路が不要にで
きるという効果が得られる。
【0143】(8) リファレンス線2に直接参照電位
Vrefを供給する場合には、回路ボード上に参照電位
Vrefの発生回路を設けなければならないが、入力回
路には特別な入力オフセットを設定しなくてもよいの
で、既存のGTLバス回路との共存若しくはGTLバス
回路との直接インタフェースが可能になるという効果が
得られる。
【0144】(9) 信号線1とリファレンス線2を一
対一対応させてバスを構成する場合には、各出力ビット
の信号線1及びリファレンス線2には完全同相のノイズ
が載り、駆動MOSFETのスイッチングノイズをキャ
ンセルする作用を完全化することができる。また、全て
の隣接信号線1の間にはリファレンス線2が介在される
から、接地電位GNDや終端電圧VTなどが与えられる
リファレンス2はシールド線として機能され、隣接信号
線間の容量性カップリングによるノイズの影響を最小限
にすることができるという効果が得られる。
【0145】(10) リファレンス線2を複数の信号
線1に共有させてバスを構成する場合には、グランドノ
イズによる誤動作防止のマージンが小さくされるが、リ
ファレンス線の本数を減らすことができるという効果が
得られる。
【0146】(11) リファレンス線2に基準電圧と
して終端電圧VTを供給し、それを基準にした入力回路
のオフセット電圧により実質的な参照電圧を形成するこ
とにより、終端電圧が大きく変動した場合のレベルマー
ジンの確保や、終端電圧の設定幅を広くしても所望のレ
ベルマージンを確保できるという効果が得られる。
【0147】(12) 上記の高速バス回路を用いた高
速情報処理部と、従来の低速バスを用いた低速情報処理
部とをインターフェイス回路を介して相互に接続して階
層的にシステムを構築することにより、それぞれの信号
伝達速度に応じた効率のよい情報処理が行えるという効
果が得られる。
【0148】以上本発明者によってなされた発明を実施
例に基づいて具体的に説明したが、本発明はそれに限定
されるものではなく、その要旨を逸脱しない範囲におい
て種々変更可能であることは言うまでもない。例えば、
信号伝送回路を構成する半導体集積回路は必ずしも上記
実施例の出力回路と入力回路の双方を備えなくてもよ
く、個々の半導体集積回路の機能に応じて決定される性
質のものである。また、信号線の終端電圧や参照電位は
上記実施例に限定されず適宜変更可能であり、入力回路
も上記実施例の回路構成に限定されない。また、駆動ト
ランジスタ及びスイッチングトランジスタの導電型は上
記実施例に限定されなく、バイポーラ型トランジスタを
用いるものであってもよい。
【0149】図12や図15の実施例のようにカップリ
ングコンデンサを用いる場合、かかるコンデンサを半導
体集積回路に内蔵させるものであってもよい。この場
合、小さな占有面積で大きな容量値を得るために、誘電
体膜として強誘電体膜を利用するものであってもよい。
あるいは、上記半導体集積回路チップとカップリングコ
ンデンサとをモジュール化して1つのパッケージに収め
るようにしてもよい。このようにすると、1ビット当た
りの端子数を2本にすることができる。
【0150】上記の信号伝送回路は、高速コンピュータ
等における1つの信号処理ユニット内の信号伝送回路と
して用いるものであってもよい。すなわち、信号の伝送
線路の長さが比較的短くてよく、しかも信号伝達を低消
費電力で高速に行う必要のある回路及びシステムに広く
利用できる。
【0151】
【発明の効果】本願において開示される発明のうち代表
的なものによって得られる効果を簡単に説明すれば、下
記の通りである。すなわち、信号の伝送路と基準電圧の
伝送路とを並走するようにされた一対のペア配線を用
い、信号の伝送路の特性インピーダンスに整合した終端
抵抗を終端電圧に接続するとともに、基準電圧の伝送路
の特性インピーダンスに整合した終端抵抗を上記終端電
圧又は回路の接地電位に接続し、それに接続される送信
回路をオープンドレイン出力回路を用いて信号伝送を行
う方法ないし構成により、伝送される信号は、終端電圧
に対応した小振幅にすることができ、そこでの電力消費
を大幅に低減させることができる。
【0152】信号の伝送路と基準電圧の伝送路とを並走
するようにされた一対のペア配線を用い、信号の伝送路
の特性インピーダンスに整合した終端抵抗を終端電圧に
接続するとともに、基準電圧の伝送路の特性インピーダ
ンスに整合した終端抵抗を上記終端電圧又は回路の接地
電位に接続し、それに接続される受信回路を上記終端電
圧の約1/2に設定されたオフセットが設けられた差動
入力回路を用いることにより、信号伝送路にのるコモン
モードのノイズが差動入力回路により相殺され、しかも
オフセットによって高精度の基準電圧が設定できるから
上記の小振幅の信号に対して十分なレベルマージンを採
ることができる。
【0153】上記出力回路の出力端子と信号伝送路の接
続点との間に直列抵抗を設けることによって、バスライ
ンの接続点における特性インピーダンスの乱れを小さく
でき、これによりそこでの電圧反射も小さくなるから低
振幅の信号伝達と相俟って高速な信号伝送を行わせるこ
とができる。
【0154】上記出力回路としてオープンドレインの出
力回路を用いることにより、ワイヤードオア論理が採れ
るとともに、それぞれが異なる種類の電源電圧を持つ複
数のディジタル回路を接続して相互に信号伝達を行わせ
ることができる。
【0155】上記駆動MOSFETのターン・オン又は
ターン・オフによって生ずる半導体集積回路内部でのグ
ランドノイズは、駆動MOSFETを介して信号線1に
伝達され、また、当該駆動MOSFETと同期してスイ
ッチ制御されるスイッチングMOSFETを介してリフ
ァレンス線2にも伝達されるので、信号線1及びリファ
レンス線2にその様なグランドノイズを同相で載せるこ
とができ、入力回路に伝達される信号線1とリファレン
ス線2のレベルには同じノイズが載っているので、差動
増幅に際して当該ノイズを相殺することができる。した
がって、伝送すべき信号のS/Nを向上させ、信号振幅
の低振幅化により高速化と低消費電力化を図ることがで
きる。
【0156】上記の構成では、信号送出を行う出力回路
においてのみ、駆動トランジスタと同期してグランドノ
イズをリファレンス線に伝えるスイッチMOSFETが
オン状態にされるから、受信を行う半導体集積回路を含
めた送信側以外の半導体集積回路では、上グランドノイ
ズが接地電位に伝わるのを防止することができる。
【0157】リファレンス線を接地電位GND又は終端
電圧VTに終端させる構成においては、回路ボード上に
参照電位Vrefを発生させる回路が不要にできる。
【0158】リファレンス線2に直接参照電位Vref
を供給する場合には、回路ボード上に参照電位Vref
の発生回路を設けなければならないが、入力回路には特
別な入力オフセットを設定しなくてもよいので、既存の
GTLバス回路との共存若しくはGTLバス回路との直
接インタフェースが可能になる。
【0159】信号線1とリファレンス線2を一対一対応
させてバスを構成する場合には、各出力ビットの信号線
1及びリファレンス線2には完全同相のノイズが載り、
駆動MOSFETのスイッチングノイズをキャンセルす
る作用を完全化することができるとともに、全ての隣接
信号線1の間にはリファレンス線2が介在されるから、
接地電位GNDや終端電圧VTなどが与えられるリファ
レンス2はシールド線として機能され、隣接信号線間の
容量性カップリングによるノイズの影響を最小限にする
ことができる。
【0160】リファレンス線2を複数の信号線1に共有
させてバスを構成する場合には、グランドノイズによる
誤動作防止のマージンが小さくされるが、リファレンス
線の本数を減らすことができる。
【0161】リファレンス線2に基準電圧として終端電
圧VTを供給し、それを基準にした入力回路のオフセッ
ト電圧により実質的な参照電圧を形成することにより、
終端電圧が大きく変動した場合のレベルマージンの確保
や、終端電圧の設定幅を広くしても所望のレベルマージ
ンを確保できる。
【0162】上記の高速バス回路を用いた高速情報処理
部と、従来の低速バスを用いた低速情報処理部とをイン
ターフェイス回路を介して相互に接続して階層的にシス
テムを構築することにより、それぞれの信号伝達速度に
応じた効率のよい情報処理が行える。
【図面の簡単な説明】
【図1】この発明に係る信号伝送回路(バス回路)の一
実施例を示す回路図である。
【図2】この発明に係る信号伝送回路の他の一実施例を
示す回路図である。
【図3】図2のバスライン1の特性インピーダンスを説
明するための概念図である。
【図4】この発明に係る信号伝送回路の他の一実施例を
示す回路図である。
【図5】この発明に係る信号伝送回路の他の一実施例を
示す回路図である。
【図6】この発明に係る信号伝送回路の他の一実施例を
示す回路図である。
【図7】この発明に係る信号伝送回路の更に他の一実施
例を示す回路図である。
【図8】この発明に係る差動入力回路の一実施例を示す
回路図である。
【図9】図1の実施例回路の動作の一例を説明するため
の波形図である。
【図10】図7の実施例回路の動作の一例を説明するた
めの波形図である。
【図11】この発明に係る信号伝送回路の更に他の一実
施例を示す回路図である。
【図12】この発明に係る信号伝送回路の更に他の一実
施例を示す回路図である。
【図13】この発明に係る信号伝送回路における接地電
位をリファレンスとした場合の動作の一例を説明するた
めの波形図である。
【図14】この発明に係る信号伝送回路における終端電
圧をリファレンスとした場合の動作の一例を説明するた
めの波形図である。
【図15】この発明に係る信号伝送回路の更に他の一実
施例を示す回路図である。
【図16】この発明に係る信号伝送回路の更に他の一実
施例を示すの回路図である。
【図17】図15の出力回路と入力回路の一部の一実施
例を示すレイアウト図である。
【図18】この発明に係る情報処理システムの一実施例
を示すブロック図である。
【図19】上記信号伝送回路が適用されたワークステー
ションシステムの他の一実施例を示すブロック図であ
る。
【図20】図19のワークステーションシステムの一実
施例を示す外観図である。
【図21】この発明に係る高速バスにおける信号線1と
リファレンス線2の一実施例を示すパターン図である。
【図22】従来技術(GTL)の一例を説明するための
回路図である。
【符号の説明】
1…信号のバスライン(信号線)、2…基準電圧のバス
ライン(リファレンス線)、3〜5,13〜16…出力
回路、6〜8,16〜19…差動入力回路、9〜12…
LOGIC(情報処理回路又は論理回路)、32…GN
Dパターン(第2層目アルミニュウム)、34…VDD
パターン(第2層目アルミニュウム)、34〜36…入
出力セル領域、37〜38…ゲートポリシリコンパター
ン、39〜40…出力端子、41…入力端子、42〜4
3…配線パターン(第1層目アルミニュウム)、45,
47…Nチャンネル型MOSFETの拡散層、44,4
6…Pチャンネル型MOSFETの拡散層、48−1,
49−1…ゲートポリシリコンパターン、VT…終端電
圧、RZ…終端抵抗、VDD,VDD1〜VDD3…L
OGIC電源電圧、Q1〜Q19…MOSFET、IN
V1〜INV3,IG1〜IG9…インバータ回路、R
S…直列抵抗、PU…プロセッサユニット、M1〜M3
…メモリ装置、INF…インターフェイス回路、I/O
…入出力装置。LSI1〜LSI4…半導体集積回路。
フロントページの続き (72)発明者 工藤 純也 東京都青梅市今井2326番地 株式会社日立 製作所デバイス開発センタ内

Claims (19)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 並走するようにされた一対の配線の一方
    を信号の伝送路として両端にその特性インピーダンスに
    整合した終端抵抗を介して終端電圧を供給し、上記一対
    の配線の他方を基準電圧の伝送路として両端にその特性
    インピーダンスに整合した終端抵抗を介して上記終端電
    圧又は回路の接地電位を供給し、送信側からは接地電位
    と出力端子の間に設けられた駆動トランジスタにより信
    号送出を行い、受信側では上記終端電圧の約1/2に設
    定されたオフセット電圧により基準電圧を発生し、上記
    終端電圧が供給された増幅トランジスタと入力信号が供
    給された増幅トランジスタとが差動動作を行うようにし
    て信号受信を行うことを特徴とする信号伝送方法。
  2. 【請求項2】 信号の伝送路と基準電圧の伝送路とを並
    走するようにされた一対の配線により構成し、信号側配
    線の両端と終端電圧との間にその特性インピーダンスに
    整合した終端抵抗を接続し、基準電圧側配線の両端と終
    端電圧又は回路の接地電位との間にその特性インピーダ
    ンスに整合した終端抵抗を接続し、上記信号伝送路の任
    意の箇所に設けられる受信回路を上記終端電圧の約1/
    2に設定されたオフセット電圧により伝送路の基準電圧
    を受ける増幅トランジスタと伝送路を通して入力された
    入力信号を受ける増幅トランジスタとが差動動作を行う
    ようにされた入力段回路により構成し、送信回路を接地
    電位と出力端子との間に設けられた駆動トランジスタに
    より構成してなることを特徴とする信号伝送回路。
  3. 【請求項3】 上記出力回路は、オープンドレイン出力
    回路であり、その出力端子と信号伝送路の接続点との間
    にインピーダンス整合用の直列抵抗が設けられ、これと
    同様な抵抗が回路の接地電位と基準電圧の伝送路の接続
    点との間に設けられるものであることを特徴とする請求
    項2の信号伝送回路。
  4. 【請求項4】 上記伝送路は複数対の配線からなり、受
    信回路と送信回路とは複数対の配線に対して複数回路が
    設けられるものであることを特徴とする請求項1、請求
    項2又は請求項3の信号伝送回路。
  5. 【請求項5】 両端に終端抵抗を介して終端電圧を受け
    る第1の配線と、上記第1の配線に並設されてなり、両
    端に終端抵抗を介して回路の接地電位を受ける第2の配
    線と、上記第1及び第2の配線に結合される出力回路を
    有する第1の半導体集積回路と、上記第1及び第2の配
    線に結合される入力回路を有する第2の半導体集積回路
    とを備え、上記出力回路は、上記第1の配線と回路の接
    地電位との間に配置され出力信号にてスイッチ制御され
    る駆動トランジスタと、上記第2の配線と回路の接地電
    位との間に配置され上記駆動トランジスタのオン/オフ
    状態に同期してスイッチ制御されるスイッチングトラン
    ジスタとを含み、上記入力回路は、上記終端電圧の約1
    /2に設定されたオフセット電圧により第2の配線の接
    地電位が供給された増幅トランジスタと上記第1の配線
    から伝えられる入力信号が供給された増幅トランジスタ
    とが差動動作を行うような入力段回路を含むものである
    ことを特徴とする信号伝送回路。
  6. 【請求項6】 両端に終端抵抗を介して終端電圧をそれ
    ぞれ受ける複数の第1の配線と、これに対応して並設さ
    れてなり、両端に終端抵抗を介してそれぞれ回路の接地
    電位を受ける複数の第2の信号線とによって構成される
    バスラインと、上記バスラインにおいて対を成す第1及
    び第2の配線毎に各別に結合される複数の出力回路を有
    する第1の半導体集積回路と、上記バスラインにおいて
    対を成す第1及び第2の配線毎に各別に結合される複数
    の入力回路を有する第2の半導体集積回路とを備え、上
    記それぞれの出力回路は、上記第1の配線と回路の接地
    電位との間に配置され出力信号にてスイッチ制御される
    駆動トランジスタと、上記第2の配線と回路の接地電位
    との間に配置され上記駆動トランジスタのオン/オフ状
    態に同期してスイッチ制御されるスイッチングトランジ
    スタとを含み、上記それぞれの入力回路は、上記終端電
    圧の約1/2に設定されたオフセット電圧により第2の
    配線の接地電位が供給された増幅トランジスタと上記第
    1の配線から伝えられる入力信号が供給された増幅トラ
    ンジスタとが差動動作を行う入力段回路を含むものであ
    ることを特徴とする信号伝送回路。
  7. 【請求項7】 複数ビットからなる出力信号を並列出力
    可能とされた複数からなる出力回路を備えた第1の半導
    体集積回路と、複数ビットからなる並列入力可能とされ
    た複数からはなる入力回路とを備えた第2の半導体集積
    回路と、両端に終端抵抗を介して終端電圧を受け、上記
    出力回路及び入力回路がそのビット対応で結合される複
    数の第1の配線と、両端に終端抵抗を介して回路の接地
    電位を受け、複数ビット分を一群とする上記出力回路及
    び入力回路毎に、又は全ビット分の上記出力回路及び入
    力回路毎に共通接続された複数若しくは単数の第2の配
    線とを備え、上記それぞれの出力回路は、上記第1の配
    線と回路の接地電位との間に配置され出力信号にてスイ
    ッチ制御される駆動トランジスタと、上記第2の配線と
    回路の接地電位との間に配置され上記駆動トランジスタ
    のオン/オフ状態に同期してスイッチ制御されるスイッ
    チングトランジスタとを含み、上記それぞれの入力回路
    は、上記終端電圧の約1/2に設定されたオフセット電
    圧により第2の配線の接地電位が供給された増幅トラン
    ジスタと上記第1の配線から伝えられる入力信号が供給
    された増幅トランジスタとが差動動作を行う入力段回路
    を含むものであることを特徴とする信号伝送回路。
  8. 【請求項8】 両端に終端抵抗を介して終端電圧を受け
    る第1の配線と、上記第1の信号線に並設されてなり、
    両端に終端抵抗を介して参照電位を受ける第2の配線
    と、上記第1及び第2の信号線に結合される出力回路を
    有する第1の半導体集積回路と、上記第1及び第2の配
    線に結合される入力回路を有する第2の半導体集積回路
    とを備え、上記出力回路は、上記第1の配線と回路の接
    地電位との間に配置され出力信号にてスイッチ制御され
    る駆動トランジスタと、上記第2の配線と参照電位との
    間に配置され上記駆動トランジスタのオン/オフ状態に
    同期してオン/オフ状態にスイッチ制御されるスイッチ
    ングトランジスタとを含み、上記入力回路は、第1の配
    線のレベルと第2の配線のレベルとの差を差動増幅する
    差動増幅回路を含むものであることを特徴とする信号伝
    送回路。
  9. 【請求項9】 両端に終端抵抗を介して終端電圧を受け
    る複数の第1の配線とこれに対応して並設されて参照電
    位を受ける第2の信号線とによって構成される複数ビッ
    ト分のバスラインと、上記バスラインにおいて対を成す
    第1及び第2の配線毎に各別に結合される複数の出力回
    路を有する第1の半導体集積回路と、上記バスラインに
    おいて対を成す第1及び第2の配線毎に各別に結合され
    る複数の入力回路を有する第2の半導体集積回路とを備
    え、上記それぞれの出力回路は、上記第1の配線と回路
    の接地電位との間に配置され出力制御信号にてスイッチ
    制御される駆動トランジスタと、上記第2の配線と参照
    電位との間に配置され上記駆動トランジスタのオン状態
    に同期してオン状態に制御されるスイッチングトランジ
    スタ及び上記参照電位と接地電位との間に配置されたカ
    ップリングコンデンサとを含み、上記入力回路は、第1
    の配線のレベルと第2の配線のレベルとの差を差動増幅
    する差動増幅回路を含むものであることを特徴とする信
    号伝送回路。
  10. 【請求項10】 上記第1の半導体集積回路は第2の半
    導体集積回路と同様な上記入力回路を備え、第2の半導
    体集積回路は第1の半導体集積回路と同様な出力回路と
    を備えて成り、第1と第2の半導体集積回路との間で双
    方向に送信と受信とが可能にされるものであるものであ
    ることを特徴とする請求項5、請求項6、請求項7、請
    求項8又は請求項9の信号伝送回路。
  11. 【請求項11】 両端に終端抵抗を介して終端電圧を受
    ける第1の配線と、上記第1の配線に並設されてなり、
    両端に終端抵抗を介して終端電圧を受ける第2の配線
    と、上記第1及び第2の配線に結合される出力回路を有
    する第1の半導体集積回路と、上記第1及び第2の配線
    に結合される入力回路を有する第2の半導体集積回路と
    を備え、上記出力回路は、上記第1の配線と回路の接地
    電位との間に配置され出力信号にてスイッチ制御される
    駆動トランジスタと、回路の接地電位と出力端子との間
    に配置され上記駆動トランジスタのオン/オフ状態に同
    期してスイッチ制御されるスイッチングトランジスタ及
    び上記出力端子と第2の配線との間に挿入されてなるカ
    ップリングコンデンサとを含み、上記入力回路は、上記
    終端電圧の約1/2に設定されたオフセット電圧により
    第2の配線の終端電圧が供給された増幅トランジスタと
    上記第1の配線から伝えられる入力信号が供給された増
    幅トランジスタとが差動動作を行うような入力段回路を
    含むものであることを特徴とする信号伝送回路。
  12. 【請求項12】 両端に終端抵抗を介して終端電圧を受
    ける第1の配線と、上記第1の配線に並設されてなり、
    両端に終端抵抗を介して終端電圧を受ける第2の配線
    と、上記第1及び第2の配線に結合される出力回路を有
    する第1の半導体集積回路と、上記第1及び第2の配線
    に結合される入力回路を有する第2の半導体集積回路と
    を備え、上記出力回路は、上記第1の配線と回路の接地
    電位との間に配置され出力信号にてスイッチ制御される
    駆動トランジスタと、回路の接地電位と上記第2の配線
    に接続される出力端子との間に配置され上記駆動トラン
    ジスタのオン/オフ状態に同期してスイッチ制御される
    スイッチングトランジスタ及びスイッチングトランジス
    タの出力を上記出力端子に伝えるカップリングコンデン
    サとを含みとを含み、上記入力回路は、上記終端電圧の
    約1/2に設定されたオフセット電圧により第2の配線
    の終端電圧が供給された増幅トランジスタと上記第1の
    配線から伝えられる入力信号が供給された増幅トランジ
    スタとが差動動作を行うような入力段回路を含むもので
    あることを特徴とする信号伝送回路。
  13. 【請求項13】 上記スイッチングトランジスタには上
    記カップリングコンデンサに終端電圧を定常的に与える
    バイアス抵抗が並列接続されるものであることを特徴と
    する請求項11又は請求項12の信号伝送回路。
  14. 【請求項14】 上記第1と第2からなる配線は複数か
    ら構成され、上記出力回路と入力回路は複数からなる配
    線に対応して複数回路が設けられるものであることを特
    徴とする請求項11、請求項12又は請求項13の信号
    伝送回路。
  15. 【請求項15】 上記第1と第2の配線からなる信号伝
    送路には、それぞれが異なる任意の電源電圧を持つ複数
    のディジタル回路が接続されるものであることを特徴と
    する請求項2、請求項3、請求項4、請求項5、請求項
    6、請求項7、請求項8、請求項9、請求項10、請求
    項11、請求項12、請求項13又は請求項14の信号
    伝送回路。
  16. 【請求項16】 上記終端電圧は1V以下の低電圧であ
    り、入力段回路はPチャンネル型差動MOSFETを用
    いた第1の回路と、Nチャンネル型差動MOSFETを
    用いた第2の回路とが縦列形態に接続されてなり、電源
    電圧がそれを受ける信号処理回路の電源電圧と同じに設
    定されるものであることを特徴とする請求項2、請求項
    3、請求項4、請求項5、請求項6、請求項7、請求項
    8、請求項9、請求項10、請求項11、請求項12、
    請求項13、請求項14又は請求項15の信号伝送回
    路。
  17. 【請求項17】 上記オフセット電圧は、第1の回路又
    は第2の回路の差動MOSFET若しくはそれに対応し
    た負荷MOSFET又は差動MOSFETと負荷MOS
    FETの組み合わせによるコンダクタンスの比により設
    定されるものであることを特徴とする請求項16の信号
    伝送回路。
  18. 【請求項18】 上記第1と第2の配線は、半導体集積
    回路装置を含む電子部品の実装基板においてプリント配
    線により構成されるものであることを特徴とする請求項
    2、請求項3、請求項4、請求項5、請求項6、請求項
    7、請求項8、請求項9、請求項10、請求項11、請
    求項12、請求項13、請求項14、請求項15、請求
    項16又は請求項17の信号伝送回路。
  19. 【請求項19】 信号の伝送路と基準電圧の伝送路とが
    並走するようにされた一対のペア配線により構成され、
    信号の伝送路の両端に特性インピーダンスに整合した終
    端抵抗を介して終端電圧が供給され、基準電圧の伝送路
    の両端に特性インピーダンスに整合した終端抵抗を介し
    て上記終端電圧又は回路の接地電位が供給されてなる1
    ないし複数の伝送路からなる高速バス及びそれに接続さ
    れる受信回路が上記終端電圧の約1/2に設定されたオ
    フセットにより伝送路を通して入力された基準電圧を受
    ける増幅素子と伝送路を通して入力された入力信号を受
    ける増幅素子とが差動動作を行うようにされた入力段を
    用い、送信回路がオープンドレイン出力回路を用いてそ
    れぞれ構成されてなる高速プロセッサと高速メモリ装置
    を含む高速情報処理部と、低速バスに接続された低速情
    報処理部と、上記高速処理部と低速処理部とのバスを相
    互接続させるインターフェイス回路とを備えてなること
    を特徴とする情報処理システム。
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