(57)【要約】【課題】容易かつ簡易な構成で、特性悪化を防止することができる。【解決手段】差動信号の伝送を行う信号伝送回路１において、差動信号を出力するドライバ２と、差動信号を受け取る複数のレシーバ３１、３２、・・・、３（ｎ）と、レシーバ３１、３２、・・・、３（ｎ）にそれぞれ対応して設けられ、差動信号を伝送する一対の伝送線間に接続された複数の抵抗素子Ｒ１、Ｒ２、・・・Ｒ（ｎ）と、抵抗素子Ｒ１、Ｒ２、・・・Ｒ（ｎ）の総抵抗値に応じて伝送線を駆動する出力電流を変更する出力電流変更部４と、を有する。【選択図】図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
差動信号の伝送を行う信号伝送回路において、
前記差動信号を出力するドライバと、
前記差動信号を受け取る複数のレシーバと、
前記各レシーバにそれぞれ対応して設けられ、前記差動信号を伝送する一対の伝送線間に接続された複数の抵抗素子と、
前記各抵抗素子の総抵抗値に応じて前記伝送線を駆動する前記ドライバの出力電流を変更する出力電流変更部と、
を有することを特徴とする信号伝送回路。
【請求項２】
前記出力電流変更部は、前記レシーバを選択するレシーバ選択信号を前記レシーバに供給すると共に、前記ドライバにも供給することを特徴とする請求項１記載の信号伝送回路。
【請求項３】
前記各抵抗素子の抵抗値がそれぞれ等しい場合、前記ドライバは、前記レシーバ選択信号から駆動するレシーバの個数を判断し、その個数に応じて出力する電流値を決定することを特徴とする請求項２記載の信号伝送回路。
【請求項４】
前記各抵抗素子の抵抗値に応じて前記伝送線間に発生する差動電圧を検出する電圧検出部と、
前記電圧検出部が検出した前記差動電圧に基づいて、駆動電流を制御する駆動電流制御部とをさらに有することを特徴とする請求項１ないし３のいずれか１項に記載の信号伝送回路。
【請求項５】
前記電圧検出部は、検出した電圧値をデジタル値に変換する機能を有し、
前記駆動電流制御部は、前記デジタル値を用いて選択的に出力電流を変更することを特徴とする請求項４記載の信号伝送回路。
【請求項６】
差動信号を出力するドライバと、前記差動信号を受け取る複数のレシーバの間で信号の伝送を行う信号伝送方法において、
前記各レシーバにそれぞれ対応して設けられ、前記差動信号を伝送する一対の伝送線間に接続された複数の抵抗素子の総抵抗値に応じて前記伝送線を駆動する前記ドライバの出力電流を変更する、
ことを特徴とする信号伝送方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は信号伝送回路および信号伝送方法に関し、特に、差動信号の伝送を行う信号伝送回路および信号伝送方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
数１００Ｍビット／秒以上と高速の信号伝送を実現するために、振幅を数１００ｍＶ程度に減らした入出力信号レベルの仕様（ＬＶＤＳ：Low Voltage Differential signaling）が知られている。低振幅としたことで雑音（ノイズ）の影響を受けやすくなるが、シングル・エンド伝送ではなく差動伝送を行うことにより、この問題を解決している。
【０００３】
ここで、１つのドライバの差動信号を複数のレシーバで受信するには、一般的に、電圧駆動型のドライバを用いることが知られている。
図７は、従来の差動信号伝送回路を示す図である。
【０００４】
図７では、ドライバ９０の差動信号の伝送用に設けられた伝送線の片側または両側を終端抵抗Ｒ９ｔによって終端し、伝送線間に複数のレシーバ９１、９２、・・・、９（ｎ）を接続する。
【０００５】
しかし、この方法では、レシーバ９１、９２、・・・、９（ｎ）の受信端〜配線抵抗間のばらつきが大きくなり、差動信号のＤＣバイアス等の特性悪化を招きやすくなっていた。
【０００６】
そこで、ノイズ耐性が高く、簡易な構成の電流駆動型のドライバを用いることが知られている（例えば、特許文献１、２参照）。
【特許文献１】特開２００６−６０３２０号公報
【特許文献２】特開２００２−２６１８４３号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００７】
しかし、電流駆動型のドライバにおいても以下の問題がある。
図８は、従来の他の差動信号伝送回路を示す図であり、図９は、図８に示す回路の振幅特性を示す図である。
【０００８】
図８に示すように、ドライバ９０に対応する複数のレシーバ９１、９２、・・・、９（ｎ）それぞれに終端抵抗Ｒ９１、Ｒ９２、・・・、Ｒ９（ｎ）を付けるような使い方をした場合、使用するレシーバの個数によってドライバ９０の負荷が変化することにより、差動電圧Ｖｄｉｆが変化し、ノイズマージンが減少し、誤動作の原因となるという問題があった。
【０００９】
本発明はこのような点に鑑みてなされたものであり、容易かつ簡易な構成で、特性悪化を防止することができる信号伝送回路および信号伝送方法を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【００１０】
本発明では上記問題を解決するために、図１に示すような差動信号の伝送を行う信号伝送回路１において、差動信号を出力するドライバ２と、差動信号を受け取る複数のレシーバ３１、３２、・・・、３（ｎ）と、レシーバ３１、３２、・・・、３（ｎ）にそれぞれ対応して設けられ、差動信号を伝送する一対の伝送線間に接続された複数の抵抗素子Ｒ１、Ｒ２、・・・、Ｒ（ｎ）と、抵抗素子Ｒ１、Ｒ２、・・・、Ｒ（ｎ）の総抵抗値に応じて伝送線を駆動するドライバ２の出力電流を変更する出力電流変更部４と、を有することを特徴とする。
【００１１】
このような信号伝送回路１によれば、出力電流変更部４により、抵抗素子Ｒ１、Ｒ２、・・・Ｒ（ｎ）の総抵抗値に応じて伝送線を駆動するドライバ２の出力電流が変更される。
【発明の効果】
【００１２】
本発明によれば、電流値を制御することで、差動振幅が変化しないため、ＤＣバイアス特性が悪化しない。よってノイズ耐性が向上する。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１３】
以下、本発明の実施の形態を、図面を参照して詳細に説明する。
まず、本発明の概要について説明し、その後、実施の形態を説明する。
図１は、本発明の概要を示す図である。
【００１４】
信号伝送回路１は、ドライバ２と、複数のレシーバ３１、３２、・・・、３（ｎ）と、複数の抵抗素子と、出力電流変更部４とを有している。
ドライバ２は、差動信号を出力する。
【００１５】
レシーバ３１、３２、・・・、３（ｎ）は、ドライバ２が出力した差動信号を受け取る。
抵抗素子Ｒ１、Ｒ２、・・・Ｒ（ｎ）は、レシーバ３１、３２、・・・、３（ｎ）にそれぞれ対応して設けられた終端抵抗であり、差動信号を伝送する一対の伝送線間に接続されている。
【００１６】
出力電流変更部４は、抵抗素子Ｒ１、Ｒ２、・・・Ｒ（ｎ）の総抵抗値に応じて伝送線を駆動する出力電流を変更する信号をドライバ２に出力する。なお、図１では、総抵抗値を変化させるスイッチｓｗ１〜ｓｗ（ｎ）がレシーバ３１、３２、・・・、３（ｎ）に対応して設けられている。
【００１７】
このような信号伝送回路１によれば、出力電流変更部４により、抵抗素子Ｒ１、Ｒ２、・・・Ｒ（ｎ）の総抵抗値に応じて伝送線を駆動するドライバ２の出力電流が変更される。
【００１８】
以下、本発明の実施の形態を説明する。
図２は、実施の形態の信号伝送回路を示す回路図である。
信号伝送回路１０は、基板１１と、基板１１上に配置された半導体チップ１２と、半導体チップ１３とを有している。
【００１９】
半導体チップ１２は、差動信号伝送用のドライバ回路１４と、ドライバ回路１４および次に述べる各レシーバ回路に、駆動するレシーバを選択するレシーバ選択信号を出力するレシーバ選択信号出力部１５とを有している。
【００２０】
半導体チップ１３は、差動信号受信用の複数（ｎ個）のレシーバ回路１６１、１６２、・・・、１６（ｎ）を有している。なお、レシーバ選択信号出力部１５が半導体チップ１２に含まれている構成に限定されず、レシーバ選択信号出力部１５が半導体チップ１３に含まれることもある。
【００２１】
ドライバ回路１４とレシーバ回路１６１〜１６（ｎ）とは、基板１１上に配設された配線（伝送路）でパラレル接続されている。
図３は、ドライバとレシーバの接続関係を示す図である。
【００２２】
ドライバ回路１４は、差動信号を出力する電流駆動型のドライバ１４１を有している。このドライバ１４１は、レシーバ選択信号から駆動するレシーバの個数を判断し、その個数に応じて出力する電流値を決定する機能を備えている。
【００２３】
レシーバ回路１６１、１６２、・・・、１６（ｎ）は、それぞれ、１つのレシーバ６１１、６２１、・・・、６（ｎ）１と、各レシーバ６１１、６２１、・・・、６（ｎ）１の差動入力端子間に設けられ、それぞれ同じ抵抗値を備える終端抵抗Ｒｔ１、Ｒｔ２、・・・、Ｒｔ（ｎ）とスイッチｓｗ１１〜ｓｗ１（ｎ）とを有している。すなわち、１つのレシーバ回路は、１つの終端抵抗とスイッチとを有している。
【００２４】
スイッチｓｗ１１〜ｓｗ１（ｎ）は、レシーバ選択信号に応じてＯＮ／ＯＦＦし、レシーバを使用しないときにＯＦＦする。スイッチをＯＮ／ＯＦＦすることで、終端抵抗Ｒｔ１、Ｒｔ２、・・・、Ｒｔ（ｎ）の総抵抗値が変化する。
【００２５】
以上説明したように、本実施の形態の信号伝送回路１０によれば、使用するレシーバの個数を設定するレシーバ選択信号をドライバ回路１４およびレシーバ回路１６１〜１６（ｎ）に供給してレシーバ６１１、６２１、・・・、６（ｎ）１の個数（終端抵抗Ｒｔ１、Ｒｔ２、・・・、Ｒｔ（ｎ）の並列個数）に応じてドライバ１４１の駆動電流を変えるようにしたので、電流駆動型ドライバを使用しても、差動電圧を一定の値に保つことができる。このため、回路を複雑にすることなく、差動信号のＤＣバイアス等の特性悪化を容易に防ぐことができる。
【００２６】
次に、第２の実施の形態の信号伝送回路について説明する。
以下、第２の実施の形態の信号伝送回路について、前述した第１の実施の形態との相違点を中心に説明し、同様の事項については、その説明を省略する。
【００２７】
第２の実施の形態の信号伝送回路は、レシーバ選択信号の代わりに（一方的に信号を出力する代わりに）、ドライバが終端抵抗値を確認し、その値に応じて電流値を制御する点が第１の実施の形態と異なっている。
【００２８】
図４は、第２の実施の形態のドライバ内部の構成と、レシーバの等価回路を示す図である。なお、図４中ＥＸＰ、ＥＸＮは、それぞれドライバ１４２の差動出力の出力端子を示している。また、図４では、レシーバ回路１６１、１６２、・・・、１６（ｎ）側の終端抵抗Ｒｔ１〜Ｒｔ（ｎ）を抜き出して示している。
【００２９】
ドライバ１４２は、ＧＮＤに接続された複数の定電流源を備える出力電流設定部１７を有している。なお図４では、定電流源の図示を一部省略している。
また、ドライバ１４２は、制御ブロックとして、Ａ／Ｄ変換部１８と電流制御部（デコーダ）１９とを有している。
【００３０】
Ａ／Ｄ変換部１８は、ドライバ１４２の出力電流により、終端抵抗Ｒｔ１〜Ｒｔ（ｎ）間に発生した差動電圧Ｖｄｉｆ（＝Ｒｔ1〜n×ｉ1〜m）を検出する。そして、Ａ／Ｄ変換部１８は、差動電圧Ｖｄｉｆに応じたデジタル値を生成する。
【００３１】
電流制御部１９は、Ａ／Ｄ変換部１８の変換結果に応じて出力電流設定部１７の定電流源が流す電流の大きさを制御する。
図５は、出力電流設定部の詳しい構成を示す図である。
【００３２】
出力電流設定部１７は、複数の定電流源ｉ0、ｉ1、・・・、ｉmが並列に接続され、カレントミラーを構成している。
Ａ／Ｄ変換部１８は、差動電圧Ｖｄｉｆを検出し、Ａ／Ｄ変換して複数ビットのデジタル値＜ｑ：０＞を出力する。
【００３３】
電流制御部１９は、デジタル値＜ｑ：０＞に対応する個数の電流源をＯＮする電流制御信号＜ｍ：０＞を出力する。
ここで、出力電流設定部１７の各定電流源ｉ0〜ｉmの電流の大きさは、それぞれ電流制御信号＜ｍ：０＞に対応している。具体的には、各定電流源は、各ビットに対応して重み付けされている。
【００３４】
次に、動作を説明する。
ドライバ１４２の信号伝送動作開始時に、ドライバ１４２は、一旦、基準となる一定の出力電流（基準電流）を伝送路に流す。Ａ／Ｄ変換部１８は、差動電圧Ｖｄｉｆを検出する。そして、Ａ／Ｄ変換部１８は、差動電圧Ｖｄｉｆに応じたデジタル値＜ｑ：０＞を生成する。その後、電流制御部１９は、デジタル値＜ｑ：０＞に応じた電流制御信号＜ｍ：０＞を生成し、出力電流設定部１７の出力電流を決定する。
【００３５】
例えば、有効とするレシーバの個数が多いとき、終端抵抗の並列個数が増え、基準電流により発生する差動電圧Ｖｄｉｆが小さな値となる。すると、上記動作によって出力電流が大きくなり、その結果、差動電圧Ｖｄｉｆが大きくなるように作用する。逆に有効とするレシーバ個数が少ない時、この逆の方向に作用する。よって、終端抵抗Ｒｔ１〜Ｒｔ（ｎ）の選択個数に応じて、ドライバの出力電流を可変することによって、差動電圧Ｖｄｉｆを一定に保つように動作する。
【００３６】
以下、差動電圧Ｖｄｉｆを一定に保つための動作について詳しく説明する。
図６は、ドライバを示す回路図である。なお、図６中、終端抵抗Ｒｔは、終端抵抗Ｒｔ１、Ｒｔ２、・・・、Ｒｔ（ｎ）をまとめたものを示している。
【００３７】
前述したように、ドライバ１４２は電流駆動型のドライバで、ＧＮＤ電圧側に出力電流設定部１７が設けられている。
ノードＮには、半導体チップ１２内からレシーバ６１１、６２１、・・・、６（ｎ）１に転送するシリアルの転送データが入力される。入力されたデータは、インバータＩｎｖ１およびバッファＢｕｆ１により、差動信号に変換される。
【００３８】
オペアンプＯＰ１の反転入力端子には、予め設定された比較電圧Ｖｒｅｆが供給され、非反転入力端子には、差動出力の抵抗Ｒ１１、Ｒ１２間の中点のコモンモード電圧Ｖｃｍが供給される。すなわち、抵抗Ｒ１１、Ｒ１２により、ＥＸＰとＥＸＮの中間電圧であるコモンモード電圧Ｖｃｍを生成する。抵抗Ｒ１１、Ｒ１２の抵抗値は、終端抵抗Ｒｔの抵抗値に比べて十分に大きい。
【００３９】
オペアンプＯＰ１は、比較電圧Ｖｒｅｆがコモンモード電圧Ｖｃｍに一致するように、負帰還を掛ける。
オペアンプＯＰ１の出力値によって、トランジスタＴｒ１の出力電圧値が変換し、この電圧値に応じてインバータＩｎｖ２、３の出力値の大きさが変化する。ここで、差動電圧Ｖｄｉｆの振幅は、出力電流設定部１７の出力する電流値により定まる。すなわち、電流を大きくすれば、差動電圧Ｖｄｉｆの振幅も大きくなる。
【００４０】
これによって、コモンモード電圧Ｖｃｍの基準位置および差動電圧Ｖｄｉｆの振幅が定まる。
以上述べたように、第２の実施の形態の信号伝送回路によれば、第１の実施の形態の信号伝送回路１０と同様の効果が得られる。
【００４１】
そして、第２の実施の形態の信号伝送回路によれば、さらに、動作開始時等に一旦負荷電流を流し、その降下電圧の大きさに応じて接続されている終端抵抗Ｒｔの並列個数を確認し、その個数に応じてドライバの駆動電流を自動的に設定することで、レシーバ選択信号をドライバ側に渡す必要がなくなり、レシーバ選択信号用のｐａｄをレシーバ側およびドライバ側に追加することなく特性悪化を防ぐことができる。
【００４２】
また、Ａ／Ｄ変換部１８が、差動電圧Ｖｄｉｆを測定するようにしたので、例えば出力信号のＬｏまたはＨｉの電圧を選択する場合等に比べて差動電圧Ｖｄｉｆのばらつきを小さく制御することができる。
【００４３】
また、ドライバ１４２の出力電流を制御するようにしたので、例えばＬｏまたはＨｉのレベルを負帰還で電圧制御する場合等に比べてドライバ回路をシンプルにすることができる。
【００４４】
また、ドライバ１４２の出力電流を制御するようにしたので、例えば測定結果をレシーバ側に伝え、終端抵抗値を調整する場合等に比べ、制御信号をレシーバ側に伝える必要をなくすことができる。
【００４５】
なお、本実施の形態では、各定電流源は、各ビットに対応して重み付けしたが、本発明はこれに限らず、電流制御部にデコーダや乗算器を内蔵してデジタル値を用いて選択的に出力電流を変更するようにしてもよい。具体的にはビットに応じた数のそれぞれ出力値が等しい定電流源を設置し（例えば３ビットであれば８個）、ビット数に応じて定電流源をＯＮするようにしてもよい。
【００４６】
また、本実施の形態では、ドライバ１４２の信号伝送動作開始時に、基準電流を流すようにしたが、このタイミングは特に限定されず、例えば、基準電流を一定時間毎に流すようにしてもよい。これにより、何らかの原因でレシーバ側の終端抵抗の合計値が変化した場合においても迅速に対応することができる。
【００４７】
以上、本発明の信号伝送回路および信号伝送方法を、図示の実施の形態に基づいて説明したが、本発明はこれに限定されるものではなく、各部の構成は、同様の機能を有する任意の構成のものに置換することができる。また、本発明に、他の任意の構成物や工程が付加されていてもよい。
【００４８】
また、本発明は、前述した各実施の形態のうちの、任意の２以上の構成（特徴）を組み合わせたものであってもよい。
以下に本発明の諸態様を付記としてまとめる。
【００４９】
（付記１）  差動信号の伝送を行う信号伝送回路において、
前記差動信号を出力するドライバと、
前記差動信号を受け取る複数のレシーバと、
前記各レシーバにそれぞれ対応して設けられ、前記差動信号を伝送する一対の伝送線間に接続された複数の抵抗素子と、
前記各抵抗素子の総抵抗値に応じて前記伝送線を駆動する前記ドライバの出力電流を変更する出力電流変更部と、
を有することを特徴とする信号伝送回路。
【００５０】
（付記２）  前記ドライバおよび前記各レシーバは、それぞれ、別個の半導体チップに設けられており、
前記出力電流変更部は、前記ドライバ側の前記半導体チップに設けられていることを特徴とする付記１記載の信号伝送回路。
【００５１】
（付記３）  前記出力電流変更部は、前記レシーバを選択するレシーバ選択信号を前記レシーバに供給すると共に、前記ドライバにも供給することを特徴とする付記１または２に記載の信号伝送回路。
【００５２】
（付記４）  前記各抵抗素子の抵抗値がそれぞれ等しい場合、前記ドライバは、前記レシーバ選択信号から駆動するレシーバの個数を判断し、その個数に応じて出力する電流値を決定することを特徴とする付記３記載の信号伝送回路。
【００５３】
（付記５）  前記各抵抗素子の抵抗値に応じて前記伝送線間に発生する差動電圧を検出する電圧検出部と、
前記電圧検出部が検出した前記差動電圧に基づいて、駆動電流を制御する駆動電流制御部とをさらに有することを特徴とする付記１ないし４のいずれか１つに記載の信号伝送回路。
【００５４】
（付記６）  前記電圧検出部は、検出した電圧値をデジタル値に変換する機能を有し、
前記駆動電流制御部は、前記デジタル値を用いて選択的に出力電流を変更することを特徴とする付記５記載の信号伝送回路。
【００５５】
（付記７）  前記駆動電流制御部は、前記デジタル値のビットに応じて重みづけされた複数の定電流源を有し、前記デジタル値に応じた前記定電流源から電流を出力するよう制御することを特徴とする付記６記載の信号伝送回路。
【００５６】
（付記８）  差動信号を出力するドライバと、前記差動信号を受け取る複数のレシーバの間で信号の伝送を行う信号伝送方法において、
前記各レシーバにそれぞれ対応して設けられ、前記差動信号を伝送する一対の伝送線間に接続された複数の抵抗素子の総抵抗値に応じて前記伝送線を駆動する前記ドライバの出力電流を変更する、
ことを特徴とする信号伝送方法。
【図面の簡単な説明】
【００５７】
【図１】本発明の概要を示す図である。
【図２】実施の形態の信号伝送回路を示す回路図である。
【図３】ドライバとレシーバの接続関係を示す図である。
【図４】第２の実施の形態のドライバ内部の構成と、レシーバの等価回路を示す図である。
【図５】出力電流設定部の詳しい構成を示す図である。
【図６】ドライバを示す回路図である。
【図７】従来の差動信号伝送回路を示す図である。
【図８】従来の他の差動信号伝送回路を示す図である。
【図９】図８に示す回路の振幅特性を示す図である。
【符号の説明】
【００５８】
１、１０  信号伝送回路
２、１４１、１４２  ドライバ
４  出力電流変更部
１４  ドライバ回路
１５  レシーバ選択信号出力部
１７  出力電流設定部
１８  Ａ／Ｄ変換部
１９  電流制御部
３１、３２、・・・、３（ｎ）、６１１、６２１、・・・、６（ｎ）１  レシーバ
１６１、１６２、・・・、１６（ｎ）  レシーバ回路
Ｒｔ１、Ｒｔ２、・・・、Ｒｔ（ｎ）  終端抵抗
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
2009055288.tif 000009
【図８】
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【図９】
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