(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
所定の信号線において、マスタデバイスと複数のスレーブデバイスが接続されており、
電位Ｖ０（Ｈレベル）と電位Ｖ２（Ｌレベル）との間で振幅しマスタデバイスからスレーブデバイスへ向かう書き込みデータ信号と、電位Ｖ０（Ｈレベル）と電位Ｖ１（Ｌレベル）との間で振幅しスレーブデバイスからマスタデバイスへ向かう読出しデータ信号とを伝送する信号伝送システムであって、
マスタデバイスから受け取った書き込みデータ信号を一旦保持してからスレーブデバイスへ出力し、かつ、スレーブデバイスから受け取った読出しデータ信号を一旦保持してからマスタデバイスへ出力するレジスタを具備し、
前記スレーブデバイスは、基準電位（Ｖ１＋Ｖ２）／２と入力信号とを比較することにより前記書き込みデータ信号を認識し、
マスタデバイスがＨレベルの信号を出力している場合において、マスタデバイスは、基準電位（Ｖ０＋Ｖ１）／２を選択し、該基準電位（Ｖ０＋Ｖ１）／２と入力信号とを比較することにより前記読出しデータ信号を認識し、
マスタデバイスがＬレベルの信号を出力している場合において、マスタデバイスは、基準電位（Ｖ１＋２×Ｖ２−Ｖ０）／２を基準電位を選択し、該基準電位（Ｖ１＋２×Ｖ２−Ｖ０）／２と入力信号とを比較することにより前記読出しデータ信号を認識する
ことを特徴とする信号伝送システム。
【請求項２】
所定の信号線において、マスタデバイスと複数のスレーブデバイスが接続されており、
電位Ｖ０（Ｈレベル）と電位Ｖ２（Ｌレベル）との間で振幅しマスタデバイスからスレーブデバイスへ向かう書き込みデータ信号と、電位Ｖ０（Ｈレベル）と電位Ｖ１（Ｌレベル）との間で振幅しスレーブデバイスからマスタデバイスへ向かう読出しデータ信号とを伝送する信号伝送システムであって、
マスタデバイスから受け取った書き込みデータ信号を一旦保持してからスレーブデバイスへ出力し、かつ、スレーブデバイスから受け取った読出しデータ信号を一旦保持してからマスタデバイスへ出力するレジスタを具備し、
前記スレーブデバイスは、基準電位（Ｖ１＋Ｖ２）／２と入力信号とを比較することにより前記書き込みデータ信号を認識し、
マスタデバイスがＨレベルの信号を出力している場合において、マスタデバイスは、基準電位（Ｖ０＋Ｖ１）／２を選択し、該基準電位（Ｖ０＋Ｖ１）／２と入力信号とを比較することにより前記読出しデータ信号を認識し、
マスタデバイスがＬレベルの信号を出力している場合において、マスタデバイスは、基準電位（Ｖ１＋２×Ｖ２−Ｖ０）／２を基準電位を選択し、該基準電位（Ｖ１＋２×Ｖ２−Ｖ０）／２と入力信号とを比較することにより前記読出しデータ信号を認識し、
前記書き込みデータ信号の振幅が前記読出しデータ信号の振幅の２倍以上である
ことを特徴とする信号伝送システム。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、同じ信号線上を２つの信号が互いに逆方向へ向かう信号伝送システムに関する。
【０００２】
【従来の技術】
近年、パーソナルコンピュータの動作速度は目覚ましく増加しており、パーソナルコンピュータ内部では８００〔ＭＨｚ〕〜１〔ＧＨｚ〕のサイクルでマイクロプロセッサとメモリなどとの間のデータ転送が行われている。この場合、１サイクルは約１〔ｎｓ〕に相当し、データは１〔ｎｓ〕の時間にパーソナルコンピュータを構成するプリント基板上で約０．１〔ｍ〕進むことになる。仮に、マイクロプロセッサとメモリとの間が０．１〔ｍ〕以上離間しているとすると、あるサイクルでマイクロプロセッサがデータを出力しても、そのデータがメモリに到達していないうちに次のデータが出力されることになる。言い換えると、マイクロプロセッサとメモリとを接続する伝送線路上に複数のデータが存在することになる。
また、通常、データを伝送する線路は双方向性を有しており、あるサイクルではマイクロプロセッサがメモリにライトデータを出すこともあれば、あるサイクルではマイクロプロセッサがメモリからリードデータを読み込むこともある。上述のようにマイクロプロセッサとメモリとの間に時間的な隔たりが存在するため、マイクロプロセッサがデータを出力しようとしたときに、メモリが出力したデータがマイクロプロセッサに到達することもある。このような場合、マイクロプロセッサはデータを正しく認識することができないという問題が生じる。以下、図６をもとに具体的に説明する。
図６は、従来の信号伝送システムの構成例を示すブロック図である。
図６に示されるシステムは、１つのマスタデバイス１１０と複数（図６では一例として２つ）のスレーブデバイス１２０とを具備する。
【０００３】
マスタデバイス１１０は、スレーブデバイス１２０に、データのリード／ライトを「働きかける」デバイスである。
スレーブデバイス１２０は、マスタデバイス１１０から、データのリード／ライトを「働きかけられる」デバイスである。
即ち、リード時には、マスタデバイス１１０があるスレーブデバイス１２０へリードコマンドを送り、該スレーブデバイス１２０がマスタデバイス１１０へリードデータを返送する。
一方、ライト時には、マスタデバイス１１０があるスレーブデバイス１２０へライトコマンドとライトデータとを送る。
【０００４】
このことから分かるように、図６では、マスタデバイス１１０からスレーブデバイス１２０へ向かうデータは全てライトデータであり、スレーブデバイス１２０からマスタデバイス１１０へ向かうデータは全てリードデータである。
【０００５】
これらのコマンドおよびデータを送るために、各デバイスは、コマンドバスおよびデータバスに接続されている。
なお、図示されていないが、データバスを構成する各信号線（以下「データ線」と称する）は、５０〔Ω〕の抵抗Ｒ1 を介して、２．５〔Ｖ〕にプルアップされている。
【０００６】
マスタデバイス１１０は、データバスとのインターフェースを行う回路（以下「ＭＩＣ」と称する）を具備する。
ＭＩＣは、以下の機能を有する。
▲１▼ＭＩＣに入力されたライトデータの値に基づいて、ＭＩＣとデータ線との接続点の電位を変動させる。
▲２▼ＭＩＣとデータ線との接続点の電位に基づいて、リードデータの値を認識し出力する。
図６では、ＭＩＣは、マスタデバイス１１０のメイン回路（図示略）からライトデータを入力され、該メイン回路へリードデータを出力する。
【０００７】
また、スレーブデバイス１２０は、データバスとのインターフェースを行う回路（以下「ＳＩＣ」と称する）を具備する。
ＳＩＣは、以下の機能を有する。
▲１▼ＳＩＣに入力されたリードデータの値に基づいて、ＳＩＣとデータ線との接続点の電位を変動させる。
▲２▼ＳＩＣとデータ線との接続点の電位に基づいて、ライトデータの値を認識し出力する。
図６では、ＳＩＣは、スレーブデバイス１２０のメイン回路（図示略）からリードデータを入力され、該メイン回路へライトデータを出力する。
【０００８】
このように、ＭＩＣおよびＳＩＣは、論理回路（例えば、上記メイン回路）が処理する２値情報とデータ線上の電位で示される情報との相互変換を行う。
そこで、以下の説明では、論理回路が処理する２値情報を「データ」と称し、データ線上の電位で示される情報を「信号」と称する。
即ち、データ線上において、「リードデータ」の値を示す信号を「リード信号」と称し、「ライトデータ」の値を示す信号を「ライト信号」と称する。
【０００９】
また、図６では、マスタデバイス１１０の位置（即ち、マスタデバイス１１０とバスとの接続点）をＡ点とし、マスタデバイス１１０の隣のスレーブデバイス１２０の位置（即ち、該スレーブデバイス１２０とバスとの接続点）をＢ点とし、更にその隣のスレーブデバイス１２０の位置（即ち、該スレーブデバイス１２０とバスとの接続点）をＣ点とする。
なお、以下の説明では、Ｂ点のスレーブデバイスとＣ点のスレーブデバイスとを区別する必要がある場合には、前者を「スレーブデバイスＢ」と称し、後者を「スレーブデバイスＣ」と称する。
【００１０】
また、図６では、所定のクロックジェネレーター（図示略）で生成されたクロックが、リード用クロック線を通して、スレーブデバイスＣ→スレーブデバイスＢ→マスタデバイス１１０の順番で入力され、各デバイスでリード用クロックとして使用される。マスタデバイス１１０まで達したクロックは、該マスタデバイス１１０で折り返される。折り返されたクロックは、ライト用クロック線を通して、マスタデバイス１１０→スレーブデバイスＢ→スレーブデバイスＣの順番で入力され、今度は、各デバイスでライト用クロックとして使用される。
【００１１】
また、図６では、隣接する各デバイス間を信号が伝搬するには、信号線上での伝搬遅延によって、クロックの１サイクル分の時間を要するとする。
このように、隣接する各デバイス間の伝搬遅延時間を１サイクルと仮定することによって、クロックの伝搬遅延が生じる場合であっても、各デバイスに入力される全てのクロック（即ち、各デバイスに入力されるリード用クロックおよびライト用クロック）の位相は等しくなる。
なお、この仮定条件は、全てのクロックの位相を等しくすることによってコマンドおよびデータの転送タイミング（図７参照）の説明を容易にするためのものであって、本発明が適用される信号伝送システムを限定するものではない。即ち、隣接する各デバイス間の伝搬遅延時間が他の値（1/2サイクルや1/3サイクル等）であっても、本発明は適用可能である。
【００１２】
次に、上記構成による信号伝送システムの動作を説明する。
図７は、コマンドおよびデータの転送タイミングの一例を示すタイミングチャートである。図７において、Ａはマスタデバイス１１０を示し、ＢはスレーブデバイスＢを示し、ＣはスレーブデバイスＣを示す。また、図７では、マスタデバイス１１０がライトを行った直後にリードを行う場合（即ち、ライトコマンドを出力したサイクルの直後のサイクルでリードコマンドを出力する場合）の転送タイミングを示す。
【００１３】
マスタデバイス１１０は、まず、スレーブデバイスＢへライトデータを書き込むためのライトコマンドを出力する。
マスタデバイス１１０は、ライトコマンドを出力したサイクルの直後のサイクルで、スレーブデバイスＣからリードデータを読み出すためのリードコマンドを出力する。
上記ライトコマンドおよびリードコマンドは、１サイクル分の伝搬遅延時間の後にスレーブデバイスＢへ達し、更に１サイクル分の伝搬遅延時間の後にスレーブデバイスへＣへ達する。
上記リードコマンドがスレーブデバイスＣへ達すると、スレーブデバイスＣは、リードコマンドを入力したサイクルの直後のサイクルで、該リードコマンドに対応するリード信号を出力する。
上記リード信号は、１サイクル分の伝搬遅延時間の後にスレーブデバイスＢへ達し、更に１サイクル分の伝搬遅延時間の後にマスタデバイス１１０へ達する。
一方、マスタデバイス１１０は、ライトコマンドを出力したサイクルの４サイクル後のサイクルで、該ライトコマンドに対応するライト信号を出力する。
上記ライト信号は、１サイクル分の伝搬遅延時間の後にスレーブデバイスＢへ達し、更に１サイクル分の伝搬遅延時間の後にスレーブデバイスＣへ達する。
以上の動作によって、スレーブデバイスＢへのデータライトとスレーブデバイスＣからのデータリードとが実行される。
【００１４】
【発明が解決しようとする課題】
ところで、図７では、スレーブデバイスＢに対するライト信号とマスタデバイス１１０に対するリード信号とが、同じタイミングでスレーブデバイスＢに達する。その結果、上記ライト信号と上記リード信号とがスレーブデバイスＢで重なってしまい、スレーブデバイスＢのＳＩＣは、ライトデータを正しく認識できない。
【００１５】
また、図７では、スレーブデバイスＢにおいて該スレーブデバイスＢに対するライト信号がリード信号と重なってしまう例を示したが、リード信号の入力時にライト信号の出力を禁止する制御をマスタデバイス１１０が行っていない場合、マスタデバイス１１０において該マスタデバイス１１０に対するリード信号がライト信号と重なってしまうことも起こりうる。この場合、マスタデバイス１１０のＭＩＣは、リードデータを正しく認識できない。
【００１６】
このように、従来の信号伝送システムには「同じ信号線上で２つの信号が重なるとデータを正しく認識できない」という課題があった。
【００１７】
なお、コマンドの出力タイミングをずらすことによって、上記課題を解決できる。図８は、上記課題を解決するタイミングの一例を示すタイミングチャートである。
図７では、マスタデバイス１１０は、ライトコマンドを出力したサイクルの直後のサイクルでリードコマンドを出力するが、図８では、マスタデバイス１１０は、ライトコマンドを出力したサイクルの２サイクル後のサイクルでリードコマンドを出力する。
そのため、図８では、スレーブデバイスＢに対するライト信号とマスタデバイス１１０に対するリード信号とが、異なるタイミングでスレーブデバイスＢに達する。
その結果、上記ライト信号と上記リード信号とがスレーブデバイスＢで重なることはなく、スレーブデバイスＢのＳＩＣは、ライトデータを正しく認識できる。
【００１８】
なお、図８では、リード信号とライト信号とがスレーブデバイスＣで重なっているが、該ライト信号は（スレーブデバイスＢに対する信号であり）スレーブデバイスＣに対する信号ではないので、また、リード信号の出力動作はデータ線上の電位を認識する必要が無いので、リード信号とライト信号とが重なっても問題はない。
【００１９】
このように、コマンドの出力タイミングをずらすことによって、上記課題を解決できる。
しかしながら、図８に示される方法では、コマンドの出力タイミングを遅らせる必要があるので、「バスの伝送効率が低下し、かつ、マスタデバイスによるコマンド出力制御も複雑になる」という課題があった。
【００２０】
この発明は、このような背景の下になされたもので、同じ信号線上で２つの信号が重なる場合であっても、伝送効率を下げることなく、かつ、制御を複雑にすることなく、データを正しく認識できる信号伝送システムを提供することを目的とする。
【００２１】
【課題を解決するための手段】
請求項１記載の発明は、所定の信号線において、第１デバイスから第２デバイスへ向かう第１信号の振幅と第２デバイスから第１デバイスへ向かう第２信号の振幅とが異なる信号伝送システムであって、第１デバイスから受け取った第１信号を振幅を変えずに第２デバイスへ送り、かつ、第２デバイスから受け取った第２信号を振幅を変えずに第１デバイスへ送る第３デバイスを具備し、第１信号の振幅が第２信号の振幅の２倍以上であることを特徴とする。
請求項２記載の発明は、所定の信号線において、第１デバイスから第２デバイスへ向かう第１信号の振幅と第２デバイスから第１デバイスへ向かう第２信号の振幅とが異なる信号伝送システムであって、第１デバイスから受け取った第１信号を振幅を変えずに第２デバイスへ送り、かつ、第２デバイスから受け取った第２信号を振幅を変えずに第１デバイスへ送る第３デバイスを具備し、第２信号が第１デバイスで全反射し、第１信号の振幅が第２信号の振幅の３倍以上であることを特徴とする。
請求項３記載の発明は、所定の信号線において、第１デバイスから第２デバイスへ向かう第１信号の振幅と第２デバイスから第１デバイスへ向かう第２信号の振幅とが異なる信号伝送システムであって、第１デバイスから受け取った第１信号を振幅を変えずに第２デバイスへ送り、かつ、第２デバイスから受け取った第２信号を振幅を変えずに第１デバイスへ送る第３デバイスを具備し、第２信号の振幅はＶ０−Ｖ１であり、第１信号の振幅はＶ０−Ｖ２であり、（Ｖ１＋Ｖ２）／２を基準電位として第１信号が示す値を認識することを特徴とする。
請求項４記載の発明は、所定の信号線において、第１デバイスから第２デバイスへ向かう第１信号の振幅と第２デバイスから第１デバイスへ向かう第２信号の振幅とが異なる信号伝送システムであって、第１デバイスから受け取った第１信号を振幅を変えずに第２デバイスへ送り、かつ、第２デバイスから受け取った第２信号を振幅を変えずに第１デバイスへ送る第３デバイスを具備し、第２信号の振幅はＶ０−Ｖ１であり、第１信号の振幅はＶ０−Ｖ２であり、第１信号の電位がＶ０ならば（Ｖ０＋Ｖ１）／２を基準電位として第２信号が示す値を認識し、第１信号の電位がＶ２ならば（Ｖ１＋２Ｖ２−Ｖ０）／２を基準電位として第２信号が示す値を認識することを特徴とする。
請求項５記載の発明は、請求項１から４のいずれかに記載の信号伝送システムにおいて、第１デバイスは、マスタデバイスであり、第２デバイスは、スレーブデバイスであり、
第１信号は、マスタデバイスからスレーブデバイスへ書き込まれるライトデータの値を示すライト信号であり、第２信号は、スレーブデバイスからマスタデバイスへ読み出されるリードデータの値を示すリード信号であり、第３デバイスは、ライトデータおよびリードデータをラッチするレジスタであることを特徴とする。
請求項６記載の発明は、請求項５記載の信号伝送システムにおいて、レジスタからスレーブデバイスへライト信号を伝送する信号線の線長は、レジスタからスレーブデバイスへリード信号を伝送する信号線の線長よりも短いことを特徴とする。
【００２２】
【発明の実施の形態】
§１．基本概念
まず初めに、本発明の基本概念について説明する。
本発明は、「所定の信号線において、第１デバイスから第２デバイスへ向かう第１信号の振幅と第２デバイスから第１デバイスへ向かう第２信号の振幅とが異なる」ということを特徴とする。
この特徴を図６の信号伝送システムに適用すると、「第１デバイス」はマスタデバイスであり、「第２デバイス」はスレーブデバイスであり、「第１信号」はライト信号であり、「第２信号」はリード信号である。
【００２３】
図１は、本発明の基本概念を示す説明図である。図１において、（ａ）はリード信号の振幅を示し、（ｂ）はライト信号の振幅を示し、（ｃ）はリード信号とライト信号とが重なった信号（以下「重畳信号」と称する）の振幅を示す。
図１に示されるように、本発明では、ライト信号の振幅がリード信号の振幅の２倍以上であることが望ましい（以下、リード信号の振幅に対するライト信号の振幅の比率を「振幅比」と称する）。
なお、ライト信号の振幅の最大値はプルアップする電源電圧Ｖｃｃで制限され、Ｖｃｃが２．５〔Ｖ〕の場合、ライト信号の振幅の最大値は２．５〔Ｖ〕となる。このため、リード信号の振幅が０．５〔Ｖ〕であるとすると、振幅比は５倍が限度となる。
【００２４】
例えば、リード信号については、リードデータ“Ｈ”を示すリード信号の電位を２．５〔Ｖ〕としかつリードデータ“Ｌ”を示すリード信号の電位を２．０〔Ｖ〕とすることによって、リード信号の振幅を０．５〔Ｖ〕とする。
一方、ライト信号については、ライトデータ“Ｈ”を示すライト信号の電位を２．５〔Ｖ〕としかつライトデータ“Ｌ”を示すライト信号の電位を１．５〔Ｖ〕とすることによって、ライト信号の振幅を１．０〔Ｖ〕とする。
【００２５】
その結果、重畳信号の電位は、リードデータが“Ｈ”でありライトデータが“Ｈ”ならば２．５〔Ｖ〕となり、リードデータが“Ｌ”でありライトデータが“Ｈ”ならば２．０〔Ｖ〕となり、リードデータが“Ｈ”でありライトデータが“Ｌ”ならば１．５〔Ｖ〕となり、リードデータが“Ｌ”でありライトデータが“Ｌ”ならば１．０〔Ｖ〕となる。
【００２６】
これによって、リードデータがいかなる値であっても、１．７５〔Ｖ〕の基準電位を使用して、重畳信号からライトデータの値を正確に認識できる。
また、ライトデータが“Ｈ”である場合、２．２５〔Ｖ〕の基準電位を使用して、重畳信号からリードデータの値を正確に認識できる。
また、ライトデータが“Ｌ”である場合、１．２５〔Ｖ〕の基準電位を使用して、重畳信号からリードデータの値を正確に認識できる。
【００２７】
§２．第１実施形態
以下、図面を参照して、この発明の第１実施形態について説明する。
図２は、この発明の第１実施形態による信号伝送システムの構成例を示すブロック図である。図２では、各デバイスとデータバスとの関係のみが示され、クロック線およびコマンドバスは省略されている。
図２に示されるシステムは、１つのマスタデバイス１０と複数（図２では一例として２つ）のスレーブデバイス２０とを具備する。マスタデバイス１０は、メイン回路１１とＭＩＣ１２とを具備する。スレーブデバイス２０は、メイン回路２１とＳＩＣ２２とを具備する。なお、各デバイスの位置（Ａ点，Ｂ点，Ｃ点）は、図６に示される位置と同じものである。
本システムの構成と従来システム（図６参照）の構成とは、ＭＩＣおよびＳＩＣのみが異なる。
【００２８】
図２に示されるように、本システムのＭＩＣ１２は、インバータ１３とトランジスタ１４とセレクタ１５と比較器１６とプルアップ抵抗Ｒ1 ，Ｒ2 とを具備する。
インバータ１３は、ＭＩＣ１２に入力されたライトデータを反転する。
トランジスタ１４は、インバータ１３の出力が“Ｈ”ならば、ＯＮ状態になり、ＭＩＣ１２とデータ線との接続点からＧＮＤへ第１の電流値の電流を流す。本実施形態では、上記第１の電流値は、一例として、４０〔ｍＡ〕であるとする。
一方、トランジスタ１４は、インバータ１３の出力が“Ｌ”ならば、ＯＦＦ状態になり、電流を流さない。
【００２９】
セレクタ１５は、ＭＩＣ１２に入力されたライトデータを選択信号とする。セレクタ１５は、基準電圧として２．２５〔Ｖ〕および１．２５〔Ｖ〕を入力されており、選択信号が“Ｈ”ならば２．２５〔Ｖ〕を選択出力し、選択信号が“Ｌ”ならば１．２５〔Ｖ〕を選択出力する。
比較器１６は、セレクタ１５の出力を基準電位とし、ＭＩＣ１２の接続点の電位が基準電位より高ければ“Ｈ”を出力し、ＭＩＣ１２の接続点の電位が基準電位より低ければ“Ｌ”を出力する。比較器１６の出力は、ＭＩＣ１２によって認識されたリードデータとして、ＭＩＣ１２からメイン回路１１へ出力される。
【００３０】
図２に示されるように、本システムのＳＩＣ２２は、インバータ２３とトランジスタ２４と比較器２５とを具備する。
インバータ２３は、ＳＩＣ２２に入力されたリードデータを反転する。
トランジスタ２４は、インバータ２３の出力が“Ｈ”ならば、ＯＮ状態になり、ＳＩＣ２２とデータ線との接続点からＧＮＤへ第２の電流値の電流を流す。本実施形態では、上記第２の電流値は、一例として、２０〔ｍＡ〕であるとする。
一方、トランジスタ２４は、インバータ２３の出力が“Ｌ”ならば、ＯＦＦ状態になり、電流を流さない。
【００３１】
比較器２５は、１．７５〔Ｖ〕を基準電位とし、ＳＩＣ２２の接続点の電位が基準電位より高ければ“Ｈ”を出力し、ＳＩＣ２２の接続点の電位が基準電位より低ければ“Ｌ”を出力する。比較器２５の出力は、ＳＩＣ２２によって認識されたライトデータとして、ＳＩＣ２２から出力される。
データ線は伝送線路で構成され、データ線の両端にある終端抵抗を５０〔Ω〕とすると、伝送線路のインピーダンスは５０〔Ω〕で構成される。
【００３２】
次に、上記構成による信号伝送システムの動作を説明する。
本システムの動作と従来システム（図６参照）の動作とは、ＭＩＣの上記機能（即ち、電位変動動作およびリードデータ認識動作）と、ＳＩＣの上記機能（即ち、電位変動動作およびライトデータ認識動作）とのみが異なる。
そこで、これらの動作について、以下に説明する。
【００３３】
（１）ＭＩＣ１２による電位変動
ＭＩＣ１２にライトデータ“Ｈ”が入力されると、インバータ１３は、ライトデータ“Ｈ”を“Ｌ”に反転する。トランジスタ１４は、反転されたライトデータ“Ｌ”を入力されることによって、ＯＦＦ状態になり、電流を流さない。その結果、ＭＩＣ１２の接続点では電位は変動しない（即ち、０〔Ｖ〕の電圧降下が生じる）。
一方、ＭＩＣ１２にライトデータ“Ｌ”が入力されると、インバータ１３は、ライトデータ“Ｌ”を“Ｈ”に反転する。トランジスタ１４は、反転されたライトデータ“Ｈ”を入力されることによって、ＯＮ状態になり、ＭＩＣ１２の接続点からＧＮＤへ４０〔ｍＡ〕の電流を流す。その結果、ＭＩＣ１２の接続点では５０〔Ω〕／２×４０〔ｍＡ〕＝１．０〔Ｖ〕の電圧降下が生じる。
ＭＩＣ１２の接続点で生じたこれらの電位変動は、ライト信号として、データ線上を伝搬する。
【００３４】
（２）ＳＩＣ２２による電位変動
ＳＩＣ２２にリードデータ“Ｈ”が入力されると、インバータ２３は、リードデータ“Ｈ”を“Ｌ”に反転する。トランジスタ２４は、反転されたリードデータ“Ｌ”を入力されることによって、ＯＦＦ状態になり、電流を流さない。その結果、ＳＩＣ２２の接続点では電位は変動しない（即ち、０〔Ｖ〕の電圧降下が生じる）。
一方、ＳＩＣ２２にリードデータ“Ｌ”が入力されると、インバータ２３は、リードデータ“Ｌ”を“Ｈ”に反転する。トランジスタ２４は、反転されたリードデータ“Ｈ”を入力されることによって、ＯＮ状態になり、ＳＩＣ２２の接続点からＧＮＤへ２０〔ｍＡ〕の電流を流す。その結果、ＳＩＣ２２の接続点では、両側にあるデータ線により、５０〔Ω〕／２×２０〔ｍＡ〕＝０．５〔Ｖ〕の電圧降下が生じる。
ＳＩＣ２２の接続点で生じたこれら電位は、リード信号としてデータ線上を左右に伝搬する。伝搬した信号は、終端抵抗で終端されるため、反射は起こらない。
【００３５】
（３）重畳信号の電位
ＭＩＣ１２およびＳＩＣ２２による電位変動の結果、重畳信号の電位は、該重畳信号のうちのリード信号が示すリードデータが“Ｈ”であり該重畳信号のうちのライト信号が示すライトデータが“Ｈ”ならば２．５〔Ｖ〕となり、該リードデータが“Ｌ”であり該ライトデータが“Ｈ”ならば２．０〔Ｖ〕となり、該リードデータが“Ｈ”であり該ライトデータが“Ｌ”ならば１．５〔Ｖ〕となり、該リードデータが“Ｌ”であり該ライトデータが“Ｌ”ならば１．０〔Ｖ〕となる。これは、図１（ｃ）に示される本発明の基本概念と同じものである。
【００３６】
（４）ＭＩＣ１２によるリードデータ認識
ＭＩＣ１２によるリードデータ認識動作は、該認識動作時にＭＩＣ１２に入力されているライトデータの値によって異なる。
【００３７】
▲１▼ライトデータが“Ｈ”である場合
ＭＩＣ１２に入力されたライトデータが“Ｈ”である場合、セレクタ１５は、２．２５〔Ｖ〕を選択出力する。
比較器１６は、該２．２５〔Ｖ〕を基準電位とする。
比較器１６は、ＭＩＣ１２の接続点の電位が基準電位より高い場合“Ｈ”を出力し、接続点の電位が基準電位より低い場合“Ｌ”を出力する。
比較器１６の出力は、ＭＩＣ１２によって認識されたリードデータとして、ＭＩＣ１２から出力される。
図１（ｃ）に示されるように、ライトデータが“Ｈ”である場合、重畳信号の電位は、リードデータが“Ｈ”ならば２．５〔Ｖ〕であり、リードデータが“Ｌ”ならば２．０〔Ｖ〕である。故に、ライトデータが“Ｈ”である場合、２．２５〔Ｖ〕の基準電位を使用して、重畳信号からリードデータの値を正確に認識できる。
【００３８】
▲２▼ライトデータが“Ｌ”である場合
ＭＩＣ１２に入力されたライトデータが“Ｌ”である場合、セレクタ１５は、１．２５〔Ｖ〕を選択出力する。
比較器１６は、該１．２５〔Ｖ〕を基準電位とする。
比較器１６は、ＭＩＣ１２の接続点の電位が基準電位より高い場合“Ｈ”を出力し、接続点の電位が基準電位より低い場合“Ｌ”を出力する。
比較器１６の出力は、ＭＩＣ１２によって認識されたリードデータとして、ＭＩＣ１２から出力される。
図１（ｃ）に示されるように、ライトデータが“Ｌ”である場合、重畳信号の電位は、リードデータが“Ｈ”ならば１．５〔Ｖ〕であり、リードデータが“Ｌ”ならば１．０〔Ｖ〕である。故に、ライトデータが“Ｌ”である場合、１．２５〔Ｖ〕の基準電位を使用して、重畳信号からリードデータの値を正確に認識できる。
【００３９】
（５）ＳＩＣ２２によるライトデータ認識
比較器２５は、１．７５〔Ｖ〕を基準電位とする。
比較器２５は、ＳＩＣ２２の接続点の電位が基準電位より高い場合“Ｈ”を出力し、接続点の電位が基準電位より低い場合“Ｌ”を出力する。
比較器２５の出力は、ＳＩＣ２２によって認識されたライトデータとして、ＳＩＣ２２から出力される。
図１（ｃ）に示されるように、重畳信号の電位は、ライトデータが“Ｈ”ならば２．５〔Ｖ〕または２．０〔Ｖ〕であり、ライトデータが“Ｌ”ならば１．５〔Ｖ〕または１．０〔Ｖ〕である。故に、リードデータがいかなる値であっても、１．７５〔Ｖ〕の基準電位を使用して、重畳信号からライトデータの値を正確に認識できる。
【００４０】
§３．第２実施形態
以下、図面を参照して、この発明の第２実施形態について説明する。
図３は、この発明の第２実施形態による信号伝送システムの構成例を示すブロック図である。
図３に示されるシステムのマスタデバイス１０およびスレーブデバイス２０の構成および位置（Ａ点，Ｂ点，Ｃ点）は、図２に示される構成および位置と同じものである。
本システムの構成と第１実施形態のシステムの構成（図２参照）とは、各デバイス間にレジスタ３０が設けられている点が大きく異なる。なお、レジスタ３０は、請求項２記載の「第３デバイス」に対応する。
【００４１】
なお、本システムにおいても、第１実施形態のシステムと同様に、隣接する各デバイス間を信号が伝搬するには、クロックの１サイクル分の時間を要するとする。但し、このことは、（第１実施形態のシステムでは、信号線上での伝搬遅延によるものとしたが、）本システムでは、データ信号についてのみ、レジスタ３０のラッチ動作によるものとする。即ち、本システムでは、データ線上で伝搬遅延は生じないものとする。
なお、この仮定条件は、両システムの転送タイミング（図７参照）を等しくすることによって両システムの比較を容易にするためのものであって、第２実施形態の発明を限定するものではない。即ち、データ線上で伝搬遅延が生じる場合であっても、第２実施形態の発明は適用可能である。
また、上記伝搬遅延時間の値（即ち、１サイクル）は、第２実施形態の発明が適用される信号伝送システムを限定するものではない。即ち、隣接する各デバイス間の伝搬遅延時間が他の値（1/2サイクルや1/3サイクル等）であっても、第２実施形態の発明は適用可能である。
【００４２】
図３に示されるように、レジスタ３０は、ＭＩＣ１２とＳＩＣ２２とリードデータラッチ回路（以下「ＲＬＣ」と称する）３１とライトデータラッチ回路（以下「ＷＬＣ」と称する）３２とを具備する。
レジスタ３０のＭＩＣの機能は、マスタデバイス１０のＭＩＣの機能と同じものである。但し、レジスタ３０のＭＩＣは、ＷＬＣ３２からライトデータを入力され、ＲＬＣ３１へリードデータを出力する。
レジスタ３０のＳＩＣの機能は、スレーブデバイス２０のＳＩＣの機能と同じものである。但し、レジスタ３０のＳＩＣは、ＲＬＣ３１からリードデータを入力され、ＷＬＣ３２へライトデータを出力する。
ＲＬＣ３１の機能は、「ＲＬＣ３１に入力されたリードデータをクロックの立ち上がりエッジおよび立ち下がりエッジでラッチし出力する」ことである。
ＷＬＣ３２の機能は、「ＷＬＣ３２に入力されたライトデータをクロックの立ち上がりエッジおよび立ち下がりエッジでラッチし出力する」ことである。
【００４３】
従って、（ＭＩＣ１２とＳＩＣ２２とＲＬＣ３１とＷＬＣ３２との組み合わせである）レジスタ３０は、以下の機能を有する。
▲１▼ＭＩＣ１２とデータ線との接続点の電位に基づいてリードデータの値を認識し、認識されたリードデータをクロックの立ち上がりエッジおよび立ち下がりエッジでラッチし、ラッチされたリードデータの値に基づいて、ＳＩＣ２２とデータ線との接続点における電位を変動させる。
▲２▼ＳＩＣ２２とデータ線との接続点の電位に基づいてライトデータの値を認識し、認識されたライトデータをクロックの立ち上がりエッジおよび立ち下がりエッジでラッチし、ラッチされたライトデータの値に基づいてＭＩＣ１２とデータ線との接続点における電位を変動させる。
【００４４】
レジスタ３０のＭＩＣの構成は、マスタデバイス１０のＭＩＣの構成と同じものである。
レジスタ３０のＳＩＣの構成は、スレーブデバイス２０のＳＩＣの構成と同じものである。
【００４５】
ＲＬＣ３１の構成について説明すると、図３に示されるように、ＲＬＣ３１は、Ｄフリップフロップ（以下「ＤＦＦ」と称する）３３とＤＦＦ３４とセレクタ３５とを具備する。
ＤＦＦ３３は、ＲＬＣ３１に入力されたリードデータを、クロックの立ち下がりエッジでラッチする。
ＤＦＦ３４は、ＲＬＣ３１に入力されたリードデータを、クロックの立ち上がりエッジでラッチする。
セレクタ３５は、クロックを選択信号とする。セレクタ３５は、ＤＦＦ３３の出力とＤＦＦ３４の出力とを入力されており、選択信号が“Ｈ”ならばＤＦＦ３３の出力を選択出力し、選択信号が“Ｌ”ならばＤＦＦ３４の出力を選択出力する。セレクタ３５の出力は、ＲＬＣ３１によってラッチされたリードデータとして、ＲＬＣ３１から出力される。
【００４６】
ＷＬＣ３２の構成について説明すると、図３に示されるように、ＷＬＣ３２は、ＤＦＦ３６とＤＦＦ３７とセレクタ３８とを具備する。
ＤＦＦ３６は、ＷＬＣ３２に入力されたライトデータを、クロックの立ち下がりエッジでラッチする。
ＤＦＦ３７は、ＷＬＣ３２に入力されたライトデータを、クロックの立ち上がりエッジでラッチする。
セレクタ３８は、クロックを選択信号とする。セレクタ３８は、ＤＦＦ３６の出力とＤＦＦ３７の出力とを入力されており、選択信号が“Ｈ”ならばＤＦＦ３６の出力を選択出力し、選択信号が“Ｌ”ならばＤＦＦ３７の出力を選択出力する。セレクタ３８の出力は、ＷＬＣ３２によってラッチされたライトデータとして、ＷＬＣ３２から出力される。
【００４７】
次に、上記構成による信号伝送システムの動作を説明する。
本システムにおいても、第１実施形態のシステムと同様に、全ての構成要素（マスタデバイス１０，スレーブデバイス２０，レジスタ３０）は、ＭＩＣまたはＳＩＣを介してデータ線に接続されている。
即ち、本システムにおいても、各接続点における電位変動は、第１実施形態の「（１）ＭＩＣ１２による電位変動」および「（２）ＳＩＣ２２による電位変動」で説明された動作によってのみ行われる。
但し、本例では、データ線での遅延を想定していないため、終端抵抗は１つである。そのため、リードデータを出力するトランジスタ（ＳＩＣ２２のトランジスタ２４）は、１０〔ｍＡ〕を流すトランジスタで構成される。この場合、５０〔Ω〕×１０〔ｍＡ〕で０．５〔Ｖ〕の振幅となる。
故に、本システムの重畳信号の電位は、第１実施形態のシステムの重畳信号の電位と同じものである（図１（ｃ）参照）。
【００４８】
本システムのマスタデバイス１０の動作は、第１実施形態のシステムのマスタデバイス１０の動作と同じものである。
本システムのスレーブデバイス２０の動作は、第１実施形態のシステムのスレーブデバイス２０の動作と同じものである。
即ち、本システムの動作は、第１実施形態のシステムの動作に、レジスタ３０の上記機能（即ち、リードデータラッチ動作およびライトデータラッチ動作）を追加したものである。そこで、これらの動作について、以下に説明する。
【００４９】
（１）レジスタ３０によるリードデータラッチ
図４は、レジスタ３０の動作タイミングを示すタイミングチャートである。
レジスタ３０のＭＩＣ１２は、ＭＩＣ１２とデータ線との接続点の電位に基づいて、リードデータの値を認識し出力する（図４の「データ認識」）。この動作は、第１実施形態の「（４）ＭＩＣ１２によるリードデータ認識」で説明された動作と同じものである。
【００５０】
ＭＩＣ１２が出力したリードデータは、ＲＬＣ３１に入力される。
ＤＦＦ３３は、ＲＬＣ３１に入力されたリードデータ（図４のＮ１）を、クロックの立ち下がりエッジでラッチする（図４のＮ２）。
ＤＦＦ３４は、ＲＬＣ３１に入力されたリードデータ（図４のＮ１）を、クロックの立ち上がりエッジでラッチする（図４のＮ３）。
セレクタ３５は、クロックが“Ｈ”ならばＤＦＦ３３の出力（図４のＮ２）を選択出力し（図４のＮ４）、クロックが“Ｌ”ならばＤＦＦ３４の出力（図４のＮ３）を選択出力する（図４のＮ４）。
セレクタ３５の出力は、ＲＬＣ３１によってラッチされたリードデータとして、ＲＬＣ３１から出力される。
【００５１】
ＲＬＣ３１が出力したリードデータは、レジスタ３０のＳＩＣ２２に入力される。
レジスタ３０のＳＩＣ２２は、該ＳＩＣ２２に入力されたリードデータの値に基づいて、ＳＩＣ２２とデータ線との接続点における電位を変動させる（図４の「電位変動」）。この動作は、第１実施形態の「（２）ＳＩＣ２２による電位変動」で説明された動作と同じものである。
【００５２】
（２）レジスタ３０によるライトデータラッチ
レジスタ３０によるライトデータラッチの動作タイミングは、レジスタ３０によるリードデータラッチの動作タイミング（図４参照）と同じものである。
レジスタ３０のＳＩＣ２２は、ＳＩＣ２２とデータ線との接続点の電位に基づいて、ライトデータの値を認識し出力する（図４の「データ認識」）。この動作は、第１実施形態の「（５）ＳＩＣ２２によるライトデータ認識」で説明された動作と同じものである。
【００５３】
ＳＩＣ２２が出力したライトデータは、ＷＬＣ３２に入力される。
ＤＦＦ３６は、ＷＬＣ３２に入力されたライトデータ（図４のＮ１）を、クロックの立ち下がりエッジでラッチする（図４のＮ２）。
ＤＦＦ３７は、ＷＬＣ３２に入力されたライトデータ（図４のＮ１）を、クロックの立ち上がりエッジでラッチする（図４のＮ３）。
セレクタ３８は、クロックが“Ｈ”ならばＤＦＦ３６の出力（図４のＮ２）を選択出力し（図４のＮ４）、クロックが“Ｌ”ならばＤＦＦ３７の出力（図４のＮ３）を選択出力する（図４のＮ４）。
セレクタ３８の出力は、ＷＬＣ３２によってラッチされたライトデータとして、ＷＬＣ３２から出力される。
【００５４】
ＷＬＣ３２が出力したライトデータは、レジスタ３０のＭＩＣ１２に入力される。
レジスタ３０のＭＩＣ１２は、該ＭＩＣ１２に入力されたライトデータの値に基づいて、ＭＩＣ１２とデータ線との接続点における電位を変動させる（図４の「電位変動」）。この動作は、第１実施形態の「（１）ＭＩＣ１２による電位変動」で説明された動作と同じものである。
【００５５】
§４．その他の変形例
以上、この発明の実施形態を図面を参照して詳述してきたが、具体的な構成はこの実施形態に限られるものではなく、この発明の要旨を逸脱しない範囲の設計の変更等があってもこの発明に含まれる。その一例を以下に示す。
【００５６】
（１）適用可能なシステム
上述した実施形態では、マスタデバイスとスレーブデバイスとを具備するシステムを例にとって説明したが、本発明はこれには限定されず、２つの信号が同じ信号線上を互いに逆方向へ向かうシステムならば、どのような信号伝送システムに対しても本発明は適用可能である。
【００５７】
（２）振幅比
上記「§１．基本概念」では「ライト信号の振幅がリード信号の振幅の２倍以上であることが望ましい」と説明したが、本発明はこれには限定されず、リード信号がＭＩＣ１２で全反射されるならば、振幅比を３倍以上とすることが望ましい。
なお、ライト信号の振幅の最大値はプルアップする電源電圧Ｖｃｃで制限され、Ｖｃｃが２．５〔Ｖ〕の場合、ライト信号の振幅の最大値は２．５〔Ｖ〕となる。このため、リード信号の振幅が０．５〔Ｖ〕であるとすると、振幅比は５倍が限度となる。
図５は、振幅比が３倍である場合における各信号の電位の一例を示す説明図である。図５において、（ａ）はリード信号の振幅を示し、（ｂ）はライト信号の振幅を示し、（ｃ）は重畳信号の振幅を示す。また、図５（ｄ）は、リード信号の上記全反射による振幅変化を示す。
【００５８】
図５（ａ）に示されるリード信号の電位は、図１（ａ）に示されるリード信号の電位と同じものである。
一方、図５（ｂ）に示される例では、ライトデータ“Ｈ”を示すライト信号の電位を２．５〔Ｖ〕としかつライトデータ“Ｌ”を示すライト信号の電位を１．０〔Ｖ〕とすることによって、ライト信号の振幅を１．５〔Ｖ〕とする。
その結果、重畳信号の電位は、リードデータが“Ｈ”でありライトデータが“Ｈ”ならば２．５〔Ｖ〕となり、リードデータが“Ｌ”でありライトデータが“Ｈ”ならば２．０〔Ｖ〕となり、リードデータが“Ｈ”でありライトデータが“Ｌ”ならば１．０〔Ｖ〕となり、リードデータが“Ｌ”でありライトデータが“Ｌ”ならば０．５〔Ｖ〕となる。
【００５９】
ここで、振幅比が２倍である場合（図１参照）と３倍である場合（図５参照）とを比較すると、ライトデータが“Ｈ”である場合の重畳信号の下限電位とライトデータが“Ｌ”である場合の重畳信号の上限電位との電位差は、振幅比が２倍である場合は、２．０〔Ｖ〕−１．５〔Ｖ〕＝０．５〔Ｖ〕であり、振幅比が３倍である場合は、２．０〔Ｖ〕−１．０〔Ｖ〕＝１．０〔Ｖ〕である。
従って、上記ＳＩＣ２２のように、所定の基準電位を使用してライトデータの値を認識する場合、振幅比が２倍である場合よりも、振幅比が３倍である場合の方が、該基準電位に対するマージンを大きくとることができ、その結果、ライトデータの値をより正確に認識できる。
【００６０】
なお、図５（ａ）に示されるリード信号の振幅は、２．５〔Ｖ〕−２．０〔Ｖ〕＝０．５〔Ｖ〕であり、図５（ｂ）に示されるライト信号の振幅（１．５〔Ｖ〕）よりかなり小さい。
しかしながら、図５（ｄ）に示されるように、ＭＩＣ１２におけるリード信号の振幅は、実際には、上記全反射によって２倍（即ち、１．０〔Ｖ〕）となるので、ライト信号と同等の振幅を実現できる。
【００６１】
（３）レジスタ３０の位置
スレーブデバイスのリード／ライト動作は、マスタデバイスに近いレジスタとの間で行われる。
従って、第２実施形態のシステム（図３参照）において、データ線上での伝搬遅延を考慮する場合、レジスタ３０のＭＩＣ２２とスレーブデバイス２０との間のデータ線長をある程度犠牲にしてでも、レジスタ３０のＭＩＣ１２とスレーブデバイス２０との間のデータ線長を短くする方が望ましい。
【００６２】
【発明の効果】
以上説明したように、この発明によれば、同じ信号線上で２つの信号が重なる場合であっても、伝送効率を下げることなく、かつ、制御を複雑にすることなく、データを正しく認識できる。
【図面の簡単な説明】
【図１】  本発明の基本概念を示す説明図である。
【図２】  本発明の第１実施形態による信号伝送システムの構成例を示すブロック図である。
【図３】  本発明の第２実施形態による信号伝送システムの構成例を示すブロック図である。
【図４】  レジスタ３０の動作タイミングを示すタイミングチャートである。
【図５】  振幅比が３倍である場合の本発明の基本概念を示す説明図である。
【図６】  従来の信号伝送システムの構成例を示すブロック図である。
【図７】  コマンドおよびデータの転送タイミングの一例を示すタイミングチャートである。
【図８】  図６に示されるシステムの課題を解決するタイミングの一例を示すタイミングチャートである。
【符号の説明】
１０……マスタデバイス
１１……（マスタデバイス１０の）メイン回路
１２……ＭＩＣ
２０……スレーブデバイス
２１……（スレーブデバイス２０の）メイン回路
２２……ＳＩＣ
３０……レジスタ
３１……ＲＬＣ
３２……ＷＬＣ
【図１】
0003652205.tif 000002
【図２】
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【図３】
0003652205.tif 000004
【図４】
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【図５】
0003652205.tif 000006
【図６】
0003652205.tif 000007
【図７】
0003652205.tif 000008
【図８】
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