(57)【要約】【課題】入力信号の周波数の変化に応じて動的に駆動力を切り替えることのできる出力バッファ回路を提供する。【解決手段】出力バッファ回路は、駆動力が可変である出力部１を備え、フィルタ部２が、出力部１へ入力される入力信号に含まれる周波数成分を識別し、駆動力制御部３が、フィルタ部２により識別された周波数成分の帯域に応じて、出力部１の駆動力を動的に変化させる。【選択図】図１
2008219663.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
駆動力が可変である出力手段と、
前記出力手段への入力信号に含まれる周波数成分を識別するフィルタ手段と、
前記フィルタ手段により識別された周波数成分の帯域に応じて前記出力手段の駆動力を動的に変化させる駆動力制御手段と
を備えることを特徴とする出力バッファ回路。
【請求項２】
前記フィルタ手段が、
通過周波数帯域の異なる複数のフィルタを有する
ことを特徴とする請求項１に記載の出力バッファ回路。
【請求項３】
前記フィルタ手段が、
緩やかな遮断特性を有する１つのフィルタと、
前記フィルタの出力レベルにもとづいて前記入力信号の周波数帯域を判定する周波数帯域判定回路と
を有することを特徴とする請求項１に記載の出力バッファ回路。
【請求項４】
駆動力が可変である出力手段と、
前記出力手段への入力信号を所定期間分格納するデータ格納手段と、
前記データ格納手段に格納された信号の状態遷移回数をカウントするカウント手段と、
前記カウント手段のカウント値に応じて前記出力手段の駆動力を変化させる駆動力制御手段と、
前記駆動力制御手段による駆動力の制御後、前記データ格納手段に格納されている信号を前記出力手段へ送出する送出制御手段と
を備えることを特徴とする出力バッファ回路。
【請求項５】
前記駆動力制御手段が、
前記入力信号の周波数が所定の周波数よりも高いときは、その周波数帯域に応じて前記出力手段の駆動力が順次高くなるように制御し、前記入力信号の周波数が０から前記所定の周波数までの間は、前記出力手段の駆動力が最大となるように制御する
ことを特徴とする請求項１乃至４のいずれか１項に記載の出力バッファ回路。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、出力バッファ回路に関する。
【背景技術】
【０００２】
半導体装置の出力部に設けられる出力バッファは、出力信号を所定の遅延時間内で外部装置へ伝達する必要がある。そのため、出力バッファへ入力される入力信号の周波数が高い場合は、出力バッファの駆動力を大きくして、外部装置を高速で駆動するようにする。すなわち、入力信号の最大動作周波数に合わせて、出力バッファの駆動力が設計される。
【０００３】
ところが、入力信号の周波数が一定でない場合、最大動作周波数に合わせて出力バッファの駆動力を設定すると、入力信号の周波数が低いときは、出力バッファの駆動力が過剰となる。このような過剰な駆動力は、ノイズ発生の原因となるばかりでなく、消費電流増大の要因となる。
【０００４】
これに対して、従来、出力バッファの出力信号の駆動周波数に応じて自動的に出力バッファの駆動力を切り替える出力バッファ能力制御回路が提案されている（例えば、特許文献１参照。）。
【０００５】
しかし、上述の従来の回路では、出力信号の周波数のモニタが出力開始直後しか行われない。そのため、例えば、主画面と背面画面を有する折り畳み式の携帯電話機のように、２つの画像表示装置へ、同じ出力バッファから画像データを送り出す場合など、それぞれの画像表示装置の表示周波数の仕様の違い、また、画像データが動画であるか静止画であるかの違いによって、画像の表示中に出力バッファへの入力信号の周波数が大きく変化しても、出力バッファの駆動力の切り替えが、その変化に動的に追随しない、という問題があった。
【特許文献１】特開平６−１３２８０７号公報  （第３ページ、図１）
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
そこで、本発明の目的は、入力信号の周波数の変化に応じて動的に駆動力を切り替えることのできる出力バッファ回路を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
本発明の一態様によれば、駆動力が可変である出力手段と、前記出力手段への入力信号に含まれる周波数成分を識別するフィルタ手段と、前記フィルタ手段により識別された周波数成分の帯域に応じて前記出力手段の駆動力を動的に変化させる駆動力制御手段とを備えることを特徴とする出力バッファ回路が提供される。
【０００８】
また、本発明の別の一態様によれば、駆動力が可変である出力手段と、前記出力手段への入力信号を所定期間分格納するデータ格納手段と、前記データ格納手段に格納された信号の状態遷移回数をカウントするカウント手段と、前記カウント手段のカウント値に応じて前記出力手段の駆動力を変化させる駆動力制御手段と、前記駆動力制御手段による駆動力の制御後、前記データ格納手段に格納されている信号を前記出力手段へ送出する送出制御手段とを備えることを特徴とする出力バッファ回路が提供される。
【発明の効果】
【０００９】
本発明によれば、出力信号の周波数の変化に応じて、出力バッファの駆動力を動的に切り替えることができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１０】
以下、本発明の実施例を図面を参照して説明する。
【実施例１】
【００１１】
図１は、本発明の実施例１に係る出力バッファ回路の構成の例を示すブロック図である。
【００１２】
本実施例の出力バッファ回路は、駆動力が可変である出力部１と、出力部１へ入力される入力信号に含まれる周波数成分を識別するフィルタ部２と、フィルタ部２により識別された周波数成分の帯域に応じて出力部１の駆動力を動的に変化させる駆動力制御部３と、を備える。
【００１３】
出力部１は、入力された入力信号を外部へ伝達するバッファ１１と、バッファ１１に並列に接続されるイネーブル端子付きのバッファ１２および１３と、を有する。バッファ１２および１３のイネーブル信号を個別に制御することにより、出力部１の駆動力を、バッファ１１単体、バッファ１１＋バッファ１２、バッファ１１＋バッファ１２＋バッファ１３、の３段階で変化させることができる。
【００１４】
フィルタ部２は、通過周波数帯域の異なる３つのロー・パス・フィルタＬＰＦ２１、ＬＰＦ２２、ＬＰＦ２３を有する。
【００１５】
図２に、このＬＰＦ２１、ＬＰＦ２２、ＬＰＦ２３の周波数特性の例を示す。
【００１６】
ここで、ＬＰＦ２１の遮断周波数をｆｃ１、ＬＰＦ２２の遮断周波数をｆｃ２、ＬＰＦ２３の遮断周波数をｆｃ３とすると、ＬＰＦ２１の通過周波数帯域は周波数ｆｃ１以下、ＬＰＦ２２の通過周波数帯域は周波数ｆｃ２以下、ＬＰＦ２３の通過周波数帯域は周波数ｆｃ３以下となる。
【００１７】
そこで、ＬＰＦ２１、ＬＰＦ２２、ＬＰＦ２３の通過周波数帯域の出力レベルを‘１’、遮断周波数より高い周波数のときの出力レベルを‘０’とすると、入力信号の周波数が０〜ｆｃ１の間は、ＬＰＦ２１、ＬＰＦ２２、ＬＰＦ２３の出力レベルが総て‘１’、入力信号の周波数がｆｃ１〜ｆｃ２の間は、ＬＰＦ２１の出力レベルが‘０’で、ＬＰＦ２２、ＬＰＦ２３の出力レベルが‘１’、入力信号の周波数がｆｃ２〜ｆｃ３の間は、ＬＰＦ２１、ＬＰＦ２２の出力レベルが‘０’で、ＬＰＦ２３の出力レベルが‘１’、入力信号の周波数がｆｃ３より高いときは、ＬＰＦ２１、ＬＰＦ２２、ＬＰＦ２３の出力レベルが総て‘０’となる。
【００１８】
すなわち、ＬＰＦ２１、ＬＰＦ２２、ＬＰＦ２３の出力レベルの組み合せにより、フィルタ部２は、入力信号の周波数がどの周波数帯域に含まれるか、を区分することができる。
【００１９】
駆動力制御部３は、入力信号の周波数がどの周波数帯域に含まれるかによって、出力部１の駆動力を変化させる。そのために、ＬＰＦ２１、ＬＰＦ２２、ＬＰＦ２３の出力レベルの組み合せに応じて、駆動力制御部３は、バッファ１２に対するイネーブル信号ＥＮ１、およびバッファ１３に対するイネーブル信号ＥＮ２の信号レベルを変化させる。
【００２０】
図３に、ＬＰＦ２１、ＬＰＦ２２、ＬＰＦ２３の出力レベルと、イネーブル信号ＥＮ１、ＥＮ２の信号レベルとの関係を示す。ここでは、
ＬＰＦ２１＝１、ＬＰＦ２２＝１、ＬＰＦ２３＝１のときＥＮ１＝１、ＥＮ１＝１
ＬＰＦ２１＝０、ＬＰＦ２２＝１、ＬＰＦ２３＝１のときＥＮ１＝０、ＥＮ１＝０
ＬＰＦ２１＝０、ＬＰＦ２２＝０、ＬＰＦ２３＝１のときＥＮ１＝１、ＥＮ１＝０
ＬＰＦ２１＝０、ＬＰＦ２２＝０、ＬＰＦ２３＝０のときＥＮ１＝１、ＥＮ１＝１
とする。
【００２１】
これを、入力信号の周波数帯域と出力部１の駆動力の関係で見ると、
入力信号の周波数が０〜ｆｃ１の間は、バッファ１１＋バッファ１２＋バッファ１３、
入力信号の周波数がｆｃ１〜ｆｃ２の間は、バッファ１１単体、
入力信号の周波数がｆｃ２〜ｆｃ３の間は、バッファ１１＋バッファ１２、
入力信号の周波数がｆｃ３より高いときは、バッファ１１＋バッファ１２＋バッファ１３の駆動力となる。
【００２２】
このように、駆動力制御部３は、入力信号の周波数がｆｃ１より高いときは、周波数が高くなるほど、出力部１の駆動力が高くなるように、イネーブル信号ＥＮ１、ＥＮ２の信号レベルを制御する。これにより、出力信号の周波数応答性を良好に保つ。
【００２３】
また、駆動力制御部３は、入力信号の周波数が０〜ｆｃ１の間も、出力部１の駆動力を最大にする。これは、入力信号がＤＣ状態であるときに、単発の出力幅の短いパルス信号の入力があっても、その変化に追従できる応答性を確保するためである。このように、駆動力を高くしても、入力信号の変化回数が少ないので、消費電流の増加は、さほど大きくならずに済む。
【００２４】
図４に、本実施例の出力バッファ回路の出力部１の駆動力が、入力信号の周波数の変化に対して、動的に制御される様子を示す。
【００２５】
最初、入力信号の周波数が０〜ｆｃ１の間であるとすると、出力部１の駆動力は、バッファ１１＋バッファ１２＋バッファ１３の駆動力となる。その後、入力信号の周波数が、ｆｃ１〜ｆｃ２の間に変化すると、出力部１の駆動力は、バッファ１１単体の駆動力へと変化する。その後、入力信号の周波数が、ｆｃ２〜ｆｃ３の間、さらにｆｃ３より高く、と順次高くなると、それに応じて、出力部１の駆動力も、バッファ１１＋バッファ１２、バッファ１１＋バッファ１２＋バッファ１３と、高くなる。
【００２６】
また、ＤＣ状態であるときに瞬時変動があるような入力信号に対しても、出力部１の駆動力は、バッファ１１＋バッファ１２＋バッファ１３の駆動力に制御される。
【００２７】
このような本実施例によれば、入力信号の周波数を、通過周波数帯域の異なる複数のフィルタの出力レベルの組み合わせで識別し、その周波数に応じて、出力部のバッファの駆動力を動的に制御することができる。
【実施例２】
【００２８】
図５は、本発明の実施例２に係る出力バッファ回路の構成の例を示すブロック図である。本実施例の出力バッファ回路の構成は、基本的に、実施例１の出力バッファ回路と同じである。そこで、図５において、実施例１と同じ機能を有するブロックには図１と同一の符号を付し、ここではその詳細な説明を省略する。
【００２９】
本実施例の出力バッファ回路が、実施例１と異なる点は、３つのロー・パス・フィルタＬＰＦ２１〜２３で構成されていた実施例１のフィルタ部２を、１つのフィルタ２４および周波数帯域判定回路２５を有するフィルタ部２Ａへと、置換する点である。
【００３０】
フィルタ部２Ａは、緩やかな遮断特性をフィルタ２４と、フィルタ２４の出力レベルにもとづいて出力部１への入力信号の周波数帯域を判定する周波数帯域判定回路２５と、を有する。この周波数帯域判定回路２５には、フィルタ２４の出力レベルを、それぞれ異なるしきい値Ｓ１、Ｓ２、Ｓ３と比較し、フィルタ２４の出力レベルがそれぞれのしきい値以上あるときに‘１’を出力する比較器２５１、２５２、２５３が含まれる。
【００３１】
図６に、フィルタ２４の周波数特性の例、および、その出力レベルとしきい値Ｓ１、Ｓ２、Ｓ３との関係の例を示す。
【００３２】
ここで、フィルタ２４は、遮断特性が緩やかなロー・パス・フィルタとする。そのため、入力信号の周波数の上昇に対して、出力レベルは緩やかに低下する。この周波数特性に対して、入力信号の周波数がｆｃ１のときの出力レベルをしきい値Ｓ１、周波数ｆｃ２のときの出力レベルをしきい値Ｓ２、周波数ｆｃ３のときの出力レベルをしきい値Ｓ３とする。
【００３３】
したがって、フィルタ２４の出力レベルをしきい値Ｓ１と比較する比較器２５１の出力は、入力信号の周波数がｆｃ１以下のときに‘１’となり、フィルタ２４の出力レベルをしきい値Ｓ２と比較する比較器２５２の出力は、入力信号の周波数がｆｃ２以下のときに‘１’となり、フィルタ２４の出力レベルをしきい値Ｓ３と比較する比較器２５３の出力は、入力信号の周波数がｆｃ３以下のときに‘１’となる。
【００３４】
図７に、比較器２５１、比較器２５２、比較器２５３の出力レベルと、イネーブル信号ＥＮ１、ＥＮ２の信号レベルとの関係を示す。ここでは、
比較器２５１＝１、比較器２５２＝１、比較器２５３＝１のときＥＮ１＝１、ＥＮ１＝１
比較器２５１＝０、比較器２５２＝１、比較器２５３＝１のときＥＮ１＝０、ＥＮ１＝０
比較器２５１＝０、比較器２５２＝０、比較器２５３＝１のときＥＮ１＝１、ＥＮ１＝０
比較器２５１＝０、比較器２５２＝０、比較器２５３＝０のときＥＮ１＝１、ＥＮ１＝１
とする。
【００３５】
これを、入力信号の周波数帯域と出力部１の駆動力の関係で見ると、実施例１と同様、
入力信号の周波数が０〜ｆｃ１の間は、バッファ１１＋バッファ１２＋バッファ１３、
入力信号の周波数がｆｃ１〜ｆｃ２の間は、バッファ１１単体、
入力信号の周波数がｆｃ２〜ｆｃ３の間は、バッファ１１＋バッファ１２、
入力信号の周波数がｆｃ３より高いときは、バッファ１１＋バッファ１２＋バッファ１３の駆動力となる。
【００３６】
図８に、本実施例の出力バッファ回路の出力部１の駆動力が、入力信号の周波数の変化に対して、動的に制御される様子を示す。
【００３７】
本実施例でも実施例１と同様、入力信号の周波数の変化に対して、出力部１の駆動力は動的に制御される。
【００３８】
このような本実施例によれば、遮断特性の緩やかなフィルタを１つ用いるのみなので、フィルタの素子数を少なくすることができる。また、遮断特性に高い精度が必要ないため、フィルタの設計を容易に行うことができる。
【００３９】
なお、以上の実施例１および２において、フィルタ部２および２Ａで使用するフィルタのタイプをロー・パス・フィルタとしたが、フィルタ部２および２Ａで使用するフィルタの方式は、ロー・パス・フィルタに限るものではなく、ハイ・パス・フィルタなどの他の方式のフィルタを用いても、本発明の趣旨を実現させることができる。
【実施例３】
【００４０】
図９は、本発明の実施例３に係る出力バッファ回路の構成の例を示すブロック図である。
【００４１】
本実施例の出力バッファ回路も、実施例１および実施例２と同じく、バッファ１１、１２、１３を有する出力部１を備え、入力信号の周波数に応じて出力部１の駆動力を動的に変化させる。本実施例の出力バッファ回路が、実施例１および実施例２と異なる点は、入力信号の周波数成分の識別にアナログ回路であるフィルタを用いず、デジタル的に処理する点である。
【００４２】
本実施例の出力バッファ回路は、バッファ１１とこれに並列に接続されるイネーブル端子付きのバッファ１２および１３とを有して駆動力が可変である出力部１と、出力部１への入力信号を所定期間分格納するデータ格納部４と、データ格納部４に格納された信号の状態遷移回数をカウントするカウンタ５と、カウンタ５のカウント値に応じて出力部１の駆動力を変化させる駆動力制御部３Ａと、駆動力制御部３Ａによる駆動力の制御後、データ格納部４に格納されている信号を出力部１へ送出する送出制御部６と、を備える。
【００４３】
データ格納部４は、例えばＦＩＦＯメモリであり、出力部１への入力信号を所定期間分格納する。
【００４４】
カウンタ５は、データ格納部４に格納された信号の状態遷移回数をカウントする。すなわち、データ格納部４に格納する所定期間の間に、入力信号が‘０’から‘１’および‘１’から‘０’へ変化する回数をカウントする。この入力信号の状態遷移回数は、入力信号の周波数に比例するため、カウンタ５のカウント値は、入力信号の周波数に比例した値となる。
【００４５】
そこで、駆動力制御部３Ａは、このカウンタ５のカウント値に応じて、出力部１へ出力するイネーブル信号ＥＮ１およびＥＮ２の信号レベルを変化させる。このイネーブル信号ＥＮ１、ＥＮ２により、出力部１のバッファ１２、１３のイネーブル状態がそれぞれ制御され、出力部１の駆動力が変化する。
【００４６】
送出制御部６は、駆動力制御部３Ａにより、出力部１の駆動力が、データ格納部４に格納された信号の周波数に応じた駆動力に制御されると、データ格納部４に対して、格納している信号を出力部１へ送出するよう指示する。これにより、データ格納部４に格納されていた信号は、その周波数に応じた駆動力で駆動され、出力部１から出力信号として出力される。
【００４７】
図１０に、本実施例の出力バッファ回路の出力部１の駆動力が、入力信号の周波数の変化に対して、動的に制御される様子を示す。
【００４８】
本実施例においても、実施例１および実施例２と同様、入力信号の周波数の周波数帯域を０〜ｆｃ１、ｆｃ１〜ｆｃ２、ｆｃ２〜ｆｃ３、ｆｃ３より高い、の各領域に分けて、出力部１の駆動力を制御するものとする。
【００４９】
このとき、駆動力制御部３Ａは、周波数ｆｃ１、ｆｃ２、ｆｃ３、に対するカウンタ５のカウント値をしきい値として有しており、カウンタ５から出力されたカウント値をこのしきい値と比較することにより、入力信号の周波数がどの帯域に含まれるかを判断するものとする。すなわち、入力信号の周波数の変化に対して、カウンタ５から出力されるカウント値が、ｃ１、ｃ２、ｃ３、ｃ４、ｃ５と変化した場合、この値を、その都度各しきい値と比較し、イネーブル信号ＥＮ１およびＥＮ２の信号レベルを決定する。なお、入力信号の周波数の周波数帯域と、イネーブル信号ＥＮ１およびＥＮ２の信号レベルの関係は、実施例１および実施例２と同じものとする。
【００５０】
ただし、カウンタ５からのカウント値は、データ格納部４への入力信号の格納が終了した時点で出力されるので、駆動力制御部３Ａからのイネーブル信号ＥＮ１およびＥＮ２の出力は、データ格納部４へ入力信号を格納する時間分遅れる。
【００５１】
そこで、送出制御部６は、この遅れに合わせて、データ格納部４に格納されている信号を出力部１へ送出するよう、データ格納部４からのデータの送出タイミングを制御する。
【００５２】
このような本実施例によれば、入力信号の周波数の識別をデジタル回路で処理するため、出力バッファ回路の集積回路化を容易に行うことができる。
【実施例４】
【００５３】
図１１は、上述の各実施例の出力部１の別の構成の例を示す回路図である。
【００５４】
図１１に示す出力部１Ａが出力部１と異なる点は、バッファ１２の入力にスイッチＳＷ１を接続し、バッファ１３の入力にスイッチＳＷ２を接続した点である。
【００５５】
スイッチＳＷ１は、バッファ１２への入力をバッファ１２のイネーブル信号ＥＮ１により切り替える。このスイッチＳＷ１の切り替えにより、バッファ１２の入力は、バッファ１２がイネーブル状態のときは外部からの入力信号となり、バッファ１２がディセーブル状態のときは接地レベルとなる。
【００５６】
スイッチＳＷ２は、バッファ１３への入力をバッファ１３のイネーブル信号ＥＮ２により切り替える。このスイッチＳＷ２の切り替えにより、バッファ１３の入力は、バッファ１２がイネーブル状態のときは外部からの入力信号となり、バッファ１２がディセーブル状態のときは接地レベルとなる。
【００５７】
このスイッチＳＷ１およびスイッチＳＷ２の動作により、バッファ１２がディセーブル状態のときは、出力部１Ａの入力信号がバッファ１２へ伝達されなくなり、バッファ１３がディセーブル状態のときは、出力部１Ａの入力信号がバッファ１３へ伝達されなくなる。
【００５８】
その結果、ディセーブル状態におけるバッファ１２およびバッファ１３の入力部には信号の変化が発生せず、その分、バッファ１２およびバッファ１３の消費電流を低減させることができる。
【００５９】
このような本実施例によれば、駆動力が小さくなるように制御したときの出力部の消費電流を低減させることができる。
【００６０】
なお、上述の各実施例では、出力部１および１Ａのバッファの個数が３つの場合を例として挙げたが、バッファの個数は３個に限るものではなく、駆動力制御のきめの細かさに応じて、任意の個数を設けることができる。
【図面の簡単な説明】
【００６１】
【図１】本発明の実施例１に係る出力バッファ回路の構成の例を示すブロック図。
【図２】本発明の実施例１で用いるフィルタの周波数特性の例を示す図。
【図３】本発明の実施例１のフィルタ部の出力と駆動力制御部の出力との関係を示す図。
【図４】本発明の実施例１に係る出力バッファ回路の駆動力制御の例を示す図。
【図５】本発明の実施例２に係る出力バッファ回路の構成の例を示すブロック図。
【図６】本発明の実施例２で用いるフィルタの周波数特性の例を示す図。
【図７】本発明の実施例２のフィルタ部の出力と駆動力制御部の出力との関係を示す図。
【図８】本発明の実施例２に係る出力バッファ回路の駆動力制御の例を示す図。
【図９】本発明の実施例３に係る出力バッファ回路の構成の例を示すブロック図。
【図１０】本発明の実施例３に係る出力バッファ回路の駆動力制御の例を示す図。
【図１１】本発明の各実施例の出力部の別の構成の例を示す回路図。
【符号の説明】
【００６２】
１、１Ａ  出力部
２、２Ａ  フィルタ部
３、３Ａ  駆動力制御部
４  データ格納部
５  カウンタ
６  送出制御部
１１〜１３  バッファ
２１〜２３  ＬＰＦ
２４  フィルタ
２５  周波数帯域判定回路
２５１〜２５３  比較器
ＳＷ１、ＳＷ２  スイッチ
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
2008219663.tif 000006
【図５】
2008219663.tif 000007
【図６】
2008219663.tif 000008
【図７】
2008219663.tif 000009
【図８】
2008219663.tif 000010
【図９】
2008219663.tif 000011
【図１０】
2008219663.tif 000012
【図１１】
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