JP2007068169A

JP2007068169A - 信号伝送装置及び信号伝送方法

Info

Publication number: JP2007068169A
Application number: JP2006229432A
Authority: JP
Inventors: Keiken Kei; 桂顯慶
Original assignee: Samsung Electronics Co Ltd
Current assignee: Samsung Electronics Co Ltd
Priority date: 2005-08-26
Filing date: 2006-08-25
Publication date: 2007-03-15
Also published as: US20070049235A1; KR100780942B1; KR20070024195A

Abstract

【課題】信号伝送装置及び信号伝送方法を提供する。
【解決手段】伝送ラインを用いて差動信号を送受信する信号伝送装置において、送信部及び受信部を備える信号伝送装置。送信部は、伝送ラインの一端に連結され、差動信号にシングルエンド信号がミキシングされたミキシング信号を送信する。受信部は、伝送ラインの他端に連結され、ミキシング信号から差動信号とシングルエンド信号を復元する。シングルエンド信号のクロックエッジは、差動信号のクロックエッジと９０°の位相差を有する。これにより、２つの信号を１つのチャンネルを介して伝送できるので、回路面積を減少させうる。
【選択図】図２

Description

本発明は、信号伝送装置及び方法に係り、特に単一チャンネルを介して複数個の信号を同時に伝送しうる信号伝送装置及び方法に関する。

一般的に、差動信号を伝送するインターフェース規格としてＬＶＤＳ（Ｌｏｗｖｏｌｔａｇｅｄｉｆｆｅｒｅｎｔｉａｌｓｉｇｎａｌｉｎｇ）が知られている。ＬＶＤＳは、二伝送ライン間の電圧レベルの差を伝送信号として伝送する。ＬＶＤＳは、送信部から受信部に信号を駆動させるなどの多くの応用で通常的に使われる。ＬＶＤＳ伝送方式は、低電力で高速伝送が可能であり、低い電磁気干渉（ｅｌｅｃｔｒｏｍａｇｎｅｔｉｃｉｎｔｅｒｆｅｒｅｎｃｅ：ＥＭＩ）を有する。

図１は、一般的な低電圧差動信号ドライバを備える双方向送受信システムを示す図面である。

図１を参照すれば、双方向送受信システム１００は、差動信号を用いてシステム１０５、１４５間の双方向信号伝送を行い、差動信号を送信する送信部Ｄ１１、Ｄ１２、差動信号を受信する受信部Ｒ１１、Ｒ１２及び送信部Ｄ１１、Ｄ１２と受信部Ｒ１１、Ｒ１２に差動信号を伝送する回路１１０、１４０を備える。送信部Ｄ１１、Ｄ１２と受信部Ｒ１１、Ｒ１２とは、各々１対の伝送ライン１２０、１３０に連結される。伝送ライン１２０、１３０に連結される受信部Ｒ１１、Ｒ１２には各々終端抵抗ＲＴ１、ＲＴ２が接続される。
回路１１０から回路１４０にデータを伝送する場合、データは回路１１０の端子ＯＵＴ１から送信部Ｄ１１に入力される。入力されたデータは、送信部Ｄ１１で差動信号に変換され、伝送ライン１２０、１３０を介して回路１４０側の受信部Ｒ１１に入力される。受信部Ｒ１１に受信された差動信号はデータに変換されて回路１４０の端子ＩＮ２に入力される。

逆に、回路１４０から回路１１０にデータを伝送する場合、データは回路１４０の端子ＯＵＴ２から送信部Ｄ１２に入力される。入力されたデータは、送信部Ｄ１２で差動信号に変換されて伝送ライン１２０、１３０を介して回路１１０側の受信部Ｒ１２に入力される。受信部Ｒ１２に受信された差動信号はデータに変換されて回路１１０の端子ＩＮ１に入力される。

ところが、システムのクロック信号の周波数が高まり、システムが複雑になることによって、システム間に伝送する信号の数も増加し、多数の送受信器が備えられなければならない。

したがって、システム間の信号伝送時、１つのチャンネルを介して複数個の信号を伝送できるならば、システムの回路構成時に面積を縮小させてコストも低減させうる。

本発明が解決しようとする技術的課題は、単一チャンネルを介して複数個の信号を同時に伝送しうる信号伝送装置を提供することにある。

本発明が解決しようとする他の技術的課題は、単一チャンネルを介して複数個の信号を同時に伝送しうる信号伝送装置の信号伝送方法を提供することにある。

前記技術的課題を達成するための本発明の実施形態による信号伝送装置は、伝送ラインを用いて差動信号を送受信する信号伝送装置において送信部及び受信部を備える。

送信部は、伝送ラインの一端に連結され、差動信号にシングルエンド（ｓｉｎｇｌｅｅｎｄｅｄ）信号がミキシングされたミキシング信号を送信する。受信部は、伝送ラインの他端に連結され、ミキシング信号から差動信号とシングルエンド信号とを復元する。

シングルエンド信号のクロックエッジは、差動信号のクロックエッジと９０°の位相差を有する。差動信号の周波数がシングルエンド信号の周波数より大きい。差動信号の直流（ＤＣ）レベルがシングルエンド信号の直流レベルより大きい。

送信部は、差動増幅部及びシングルエンド信号発生部を備える。

差動増幅部は、データを受信して出力端及び反転出力端に差動信号を発生させる。シングルエンド信号発生部は、シングルエンドデータを受信して出力端及び反転出力端に電流を印加するか、出力端及び反転出力端から電流を受信して、出力端及び反転出力端からミキシング信号を出力させる。

シングルエンド信号発生部は、シングルエンドデータの論理レベルによって出力端に電流を印加するか、出力端から電流を受信する第１送信発生部及びシングルエンドデータの論理レベルによって反転出力端に電流を印加するか、反転出力端から電流を受信する第２送信発生部を備える。

第１送信発生部は、第１電圧と出力端との間に直列連結され、各々第１バイアス信号及びシングルエンドデータが反転された反転シングルエンドデータに各々応答してターンオンまたはターンオフされる第１及び第２ＰＭＯＳトランジスタ及び出力端と第２電圧との間に直列連結され、各々反転シングルエンドデータ及び第２バイアス信号に応答してターンオンまたはターンオフされる第１及び第２ＮＭＯＳトランジスタを備える。

第２送信発生部は、第１電圧と前記出力端との間に直列連結され、各々第１バイアス信号及び反転シングルエンドデータに各々応答してターンオンまたはターンオフされる第３及び第４ＰＭＯＳトランジスタ及び出力端と第２電圧との間に直列連結され、各々反転シングルエンドデータ及び第２バイアス信号に応答してターンオンまたはターンオフされる第３及び第４ＮＭＯＳトランジスタを備える。

受信部は、ミキシング信号から差動信号を復元する受信差動増幅部及び前記ミキシング信号からシングルエンド信号を復元するシングルエンド信号復元部を備える。

シングルエンド信号復元部は、ミキシング信号のサンプリングポイントで、基準電圧レベルとミキシング信号の直流電圧レベルの最大値との差値と基準電圧レベルとミキシング信号の直流電圧レベルの最小値との差値とを比較した結果によってシングルエンド信号の論理値を決定する。

シングルエンド信号復元部は、基準電圧とミキシング信号が備える負信号の電圧レベルとの差を復元出力端及び反転復元出力端に出力する第１復元発生部及び基準電圧とミキシング信号が備える正信号の電圧レベルとの差を復元出力端及び反転復元出力端に出力する第２復元発生部を備える。

第１復元発生部は、第１電圧にそれぞれの第１端が並列に連結され、ゲートに基準電圧及びミキシング信号の負信号を各々受信する第１及び第２復元トランジスタ及び第１及び第２復元トランジスタの第２端に第１端が共通連結され、第２電圧に第２端が連結され、ゲートに制御バイアス信号が印加される第３復元トランジスタを備える。

第１復元トランジスタの第１端が復元出力端に連結され、第２復元トランジスタの第１端が反転復元出力端に連結される。

第２復元発生部は、第１端が復元出力端に連結され、ゲートに基準電圧が印加される第４復元トランジスタ、第１端が反転復元出力端に連結され、ゲートにミキシング信号の正信号が印加される第５復元トランジスタ及び第４及び第５復元トランジスタの第２端に第１端が共通連結され、第２電圧に第２端が連結されてゲートに制御バイアス信号が印加される第６復元トランジスタを備える。

差動信号は、半導体メモリ装置のコマンド信号またはアドレス信号であり、シングルエンド信号は半導体メモリ装置のデータである。

技術的課題を達成するための本発明の他の実施形態による信号伝送装置はミキシング部、復元部及びチャンネルを備える。

ミキシング部は、位相差が９０°である２つの信号を１つのミキシング信号に混合する。復元部は、ミキシング信号から２つの信号を復元する。チャンネルは、ミキシング部と復元部との間に連結され、ミキシング信号を伝送する。

チャンネルは、差動信号を伝送する２つの伝送ラインである。

他の技術的課題を達成するための本発明の他の実施形態による単一チャンネルを用いて差動信号とシングルエンド信号を伝送する信号伝送方法は、差動信号にシングルエンド信号をミキシングしたミキシング信号を単一チャンネルを介して送信する段階及びミキシング信号から差動信号とシングルエンド信号とを復元する段階と、を含み、差動信号の周波数がシングルエンド信号の周波数より大きい。

送信する段階は、データを受信して所定の出力端及び反転出力端を介して差動信号を発生させる段階、及びシングルエンドデータを受信して出力端及び反転出力端に電流を印加するか、出力端及び反転出力端から電流を受信して出力端及び反転出力端で差動信号にシングルエンド信号をミキシングする段階を含む。

復元する段階は、ミキシング信号から差動信号を復元する段階及びミキシング信号のサンプリングポイントで、基準電圧レベルとミキシング信号の直流電圧レベルの最大値との差値と基準電圧レベルとミキシング信号の直流電圧レベルの最小値との差値とを比較した結果によってシングルエンド信号の論理値を決定する段階を含む。

本発明による信号伝送装置及び信号伝送方法は、２つの信号を１つのチャンネルを介して伝送できるので、回路面積を減少させうる。

本発明と本発明の動作上の利点及び本発明の実施によって達成される目的を十分に理解するためには、本発明の望ましい実施形態を例示する添付図面及び図面に記載された内容を参照しなければならない。

以下、添付した図面を参照して本発明の望ましい実施形態を説明することによって、本発明を詳細に説明する。各図面に付された同一参照符号は同一部材を示す。

図２は、本発明の実施形態による信号伝送装置を示す図である。

図２を参照すれば、本発明の実施形態による信号伝送装置２００は、伝送ラインＴＲＬ、ＴＲＬＢを用いて差動信号ＤＩＦＦＳ、ＤＩＦＦＳＢを送受信する低電圧差動信号ドライバ構造を有する。信号伝送装置２００は、送信部２２０及び受信部２３０を備える。

図２には説明の便宜上、送信部２２０にデータを印加するシステム２１０と受信部２３０で復元されたデータを受信するシステム２４０とがさらに開示される。

送信部２２０は、伝送ラインＴＲＬ、ＴＲＬＢの一端に連結され、差動信号ＤＩＦＦＳ、ＤＩＦＦＳＢにシングルエンド信号（ＳＥＳ）がミキシングされたミキシング信号ＭＩＸＳを送信する。具体的に、送信部２２０は、差動増幅部ＴＤ１及びシングルエンド信号発生部２２５を備える。

差動増幅部ＴＤ１は、データ（図示せず）を受信して出力端ＯＵＴＮ及び反転出力端ＯＵＴＮＢに差動信号ＤＩＦＦＳ、ＤＩＦＦＳＢを発生させる。シングルエンド信号発生部２２５は、シングルエンドデータ（図示せず）を受信して出力端ＯＵＴＮ及び反転出力端ＯＵＴＮＢに電流を印加するか、出力端ＯＵＴＮ及び反転出力端ＯＵＴＮＢから電流を受信して出力端ＯＵＴＮ及び反転出力端ＯＵＴＮＢで差動信号ＤＩＦＦＳ、ＤＩＦＦＳＢとシングルエンド信号ＳＥＳとがミキシングされたミキシング信号ＭＩＸＳを出力させる。

シングルエンド信号発生部２２５は、シングルエンドデータの論理レベルによって出力端ＯＵＴＮに電流を印加するか、出力端ＯＵＴＮから電流を受信する第１送信発生部ＴＳ１及びシングルエンドデータの論理レベルによって反転出力端ＯＵＴＮＢに電流を印加するか、反転出力端ＯＵＴＮＢから電流を受信する第２送信発生部ＴＳ２を備える。

送信部２２０の詳細な構造及び動作は図３を参照して後述する。

受信部２３０は、伝送ラインＴＲＬ、ＴＲＬＢの他端に連結され、ミキシング信号ＭＩＸＳから差動信号ＤＩＦＦＳ、ＤＩＦＦＳＢとシングルエンド信号ＳＥＳとを復元する。

受信部２３０は、ミキシング信号ＭＩＸＳから差動信号ＤＩＦＦＳ、ＤＩＦＦＳＢを復元する受信差動増幅部ＲＤ１及びミキシング信号ＭＩＸＳからシングルエンド信号ＳＥＳを復元するシングルエンド信号復元部ＲＳ１を備える。

図２の信号伝送装置２００は、システム２１０からシステム２４０への信号伝送に必要な構成のみ開示される。図１の低電圧差動信号ドライバ１００と比較する場合、送信部Ｄ１１と受信部Ｒ１１のみ図示されたものである。

したがって、図２の信号伝送装置２００は、図１の送信部Ｄ１２と受信部Ｒ１２のようにシステム２４０からシステム２１０への信号伝送に必要な回路をさらに備えうる。

図２の信号伝送装置２００は、１つのチャンネル、すなわち、伝送ラインＴＲＬ、ＴＲＬＢを介して複数個の信号を送りうる。特に、ここでは２つの信号を１つのチャンネルを介して伝送する方法について説明する。

図２の信号伝送装置２００を介して伝送される２つの信号のクロックエッジは互いに９０°の位相差を有する。２つの信号のうち１つは差動信号ＤＩＦＦＳ、ＤＩＦＦＳＢであり、他の１つはシングルエンド信号ＳＥＳである。

すなわち、図２の信号伝送装置２００は、９０°の位相差を有する差動信号ＤＩＦＦＳ、ＤＩＦＦＳＢとシングルエンド信号ＳＥＳとをミキシングして１つのチャンネルＴＲＬ、ＴＲＬＢを用いて伝送し、ミキシングされた信号を再び２つの信号に分離する。

送信部２２０の差動増幅部ＴＤ１は、データ（図示せず）をシステム２１０から受信して出力端ＯＵＴＮ及び反転出力端ＯＵＴＮＢに差動信号ＤＩＦＦＳ、ＤＩＦＦＳＢを発生させる。シングルエンド信号発生部２２５は、システム２１０からシングルエンドデータ（図示せず）を受信して出力端ＯＵＴＮ及び反転出力端ＯＵＴＮＢに差動信号ＤＩＦＦＳ、ＤＩＦＦＳＢと９０°の位相差を有するシングルエンド信号ＳＥＳを発生させる。

シングルエンド信号発生部２２５は、出力端ＯＵＴＮ及び反転出力端ＯＵＴＮＢに一定量の電流を印加するか、出力端ＯＵＴＮ及び反転出力端ＯＵＴＮＢから一定量の電流をシンキング（ｓｉｎｋｉｎｇ）して受信して出力端ＯＵＴＮ及び反転出力端ＯＵＴＮＢから差動信号ＤＩＦＦＳ、ＤＩＦＦＳＢとシングルエンド信号ＳＥＳとが混合されたミキシング信号ＭＩＸＳを出力させる。

このような機能を行う送信部２２０の回路構成を多様化でき、その一例が図３に開示される。

図３は、図２の送信部を示す回路図である。

図５Ａは、送信部で発生する差動信号とシングルエンド信号とを示す図である。

図５Ｂは、差動信号とシングルエンド信号とがミキシングされたミキシング信号を示す図である。

図３を参照すれば、差動増幅部ＴＤ１は、第１電圧ＶＣＣと第２電圧ＶＳＳとの間に配置され、データＦＤＡＴＡと反転データＦＤＡＴＡＢとを受信し、その差を増幅して出力端ＯＵＴＮ及び反転出力端ＯＵＴＮＢに出力する差動増幅器である。

バイアス電圧ＶＢＩＡＳ１によってトランジスタＴＤＴＲ３がターンオンされ、データＦＤＡＴＡと反転データＦＤＡＴＡＢとがトランジスタＴＤＴＲ１、ＴＤＴＲ２に入力されれば、出力端ＯＵＴＮ及び反転出力端ＯＵＴＮＢに差動信号ＤＩＦＦＳ、ＤＩＦＦＳＢが発生する。ここで、Ｒ１は抵抗素子であって、一定の抵抗値を有する。

第１送信発生部ＴＳ１は、第３電圧ＶＣＣ１と出力端ＯＵＴＮとの間に直列連結され、第１バイアス信号ＶＢＩＡＳＰ１及び反転シングルエンドデータＳＤＡＴＡＢに各々応答してターンオンまたはターンオフされる第１及び第２ＰＭＯＳトランジスタＴＳＰＴＲ１、ＴＳＰＴＲ２及び出力端ＯＵＴＮと第２電圧ＶＳＳとの間に直列連結され、反転シングルエンドデータＳＤＡＴＡＢ及び第２バイアス信号ＶＢＩＡＳＮ２に応答してターンオンまたはターンオフされる第１及び第２ＮＭＯＳトランジスタＴＳＮＴＲ１、ＴＳＮＴＲ２を備える。

第２送信発生部ＴＳ２は、第３電圧ＶＣＣ１と反転出力端ＯＵＴＮＢとの間に直列連結され、第１バイアス信号ＶＢＩＡＳＰ１及び反転シングルエンドデータＳＤＡＴＡＢに各々応答してターンオンまたはターンオフされる第３及び第４ＰＭＯＳトランジスタＴＳＰＴＲ３、ＴＳＰＴＲ４及び反転出力端ＯＵＴＮＢと第２電圧ＶＳＳとの間に直列連結され、反転シングルエンドデータＳＤＡＴＡＢ及び第２バイアス信号ＶＢＩＡＳＮ２に各々応答してターンオンまたはターンオフされる第３及び第４ＮＭＯＳトランジスタＴＳＮＴＲ３、ＴＳＮＴＲ４を備える。

第１バイアス信号ＶＢＩＡＳＰ１及び第２バイアス信号ＶＢＩＡＳＮ２は対応するＰＭＯＳトランジスタＴＳＰＴＲ１、ＴＳＰＴＲ３と対応するＮＭＯＳトランジスタＴＳＮＴＲ２、ＴＳＮＴＲ４をターンオンさせる電圧レベルである。

ここで、第２及び第４ＰＭＯＳトランジスタＴＳＰＴＲ２、ＴＳＰＴＲ４と第１及び第３ＮＭＯＳトランジスタＴＳＮＴＲ１、ＴＳＮＴＲ３が反転シングルエンドデータＳＤＡＴＡＢに応答して動作しているが、これに限定されるものでなく、シングルエンドデータに応答してトランジスタが動作するように回路を構成しても良い。

シングルエンドデータの論理レベルがハイレベルならば、反転シングルエンドデータＳＤＡＴＡＢは、ローレベルになり、第１送信発生部ＴＳ１の第２ＰＭＯＳトランジスタＴＳＰＴＲ２と第２送信発生部ＴＳ２の第４ＰＭＯＳトランジスタＴＳＰＴＲ４がターンオンされて、第３電圧ＶＣＣ１から出力端ＯＵＴＮ及び反転出力端ＯＵＴＮＢに電流が印加される。

印加された電流がシングルエンド信号ＳＥＳであり、シングルエンド信号ＳＥＳは差動増幅部ＴＤ１で発生した差動信号ＤＩＦＦＳ、ＤＩＦＦＤＢとミキシングされてミキシング信号ＭＩＸＳとして出力される（図５Ａ及び図５Ｂ参照）。

逆に、シングルエンドデータの論理レベルがローレベルならば、反転シングルエンドデータＳＤＡＴＡＢは、ハイレベルになり、第１送信発生部ＴＳ１の第１ＮＭＯＳトランジスタＴＳＮＴＲ１と第２送信発生部ＴＳ２の第３ＮＭＯＳトランジスタＴＳＮＴＲ３がターンオンになって、出力端ＯＵＴＮ及び反転出力端ＯＵＴＮＢから第２電圧ＶＳＳに電流が抜け出る。

図３に開示された送信部２２０の回路構造は、一実施形態に過ぎず、送信部２２０の回路構造がこれに限定されるものではない。

図４Ａは、図２の受信部の受信差動増幅部を示す図である。

図４Ｂは、図２の受信部のシングルエンド信号復元部を示す図である。

図４Ａを参照すれば、受信差動増幅部ＲＤ１はミキシング信号ＭＩＸＳから差動信号ＤＩＦＦＳ、ＤＩＦＦＤＢを復元する差動増幅器である。

バイアス電圧ＶＢＩＡＳ２によってトランジスタＲＤＴＲ３がターンオンされ、ミキシング信号の正信号ＭＩＸＳ＿Ｐとミキシング信号の負信号ＭＩＸＳ＿ＮとがトランジスタＲＤＴＲ１、ＲＤＴＲ２に入力されれば、差動信号のサンプリングポイントＳＰ＿Ｄから出力端ＲＯＵＴＮ及び反転出力端ＲＯＵＴＮＢに差動信号ＤＩＦＦＳ、ＤＩＦＦＤＢが復元される。ここで、Ｒ２は抵抗素子であって、一定の抵抗値を有する。

シングルエンド信号復元部ＲＳ１は、ミキシング信号ＭＩＸＳからシングルエンド信号ＳＥＳを復元する。シングルエンド信号復元部ＲＳ１は、ミキシング信号ＭＩＸＳのサンプリングポイントＳＰ＿Ｓで、基準電圧ＶＲＥＦレベルとミキシング信号ＭＩＸＳの直流電圧レベルの最大値との差値と基準電圧ＶＲＥＦレベルとミキシング信号ＭＩＸＳの直流電圧レベルの最小値との差値とを比較した結果によってシングルエンド信号ＳＥＳの論理値を決定する。

具体的に、シングルエンド信号復元部ＲＳ１は、第１復元発生部４１０及び第２復元発生部４２０を備える。

第１復元発生部４１０は、基準電圧ＶＲＥＦとミキシング信号が備える負信号ＭＩＸＳ＿Ｎの電圧レベルの差を復元出力端ＳＯＵＴＮ及び反転復元出力端ＳＯＵＴＮＢに出力する。第２復元発生部４２０は、基準電圧ＶＲＥＦとミキシング信号が備える正信号ＭＩＸＳ＿Ｐの電圧レベルの差を復元出力端ＳＯＵＴＮ及び反転復元出力端ＳＯＵＴＮＢに出力する。

第１復元発生部４１０は、第３電圧ＶＣＣ１にそれぞれの第１端が並列に連結され、ゲートに基準電圧ＶＲＥＦ及びミキシング信号の負信号ＭＩＸＳ＿Ｎを各々受信する第１及び第２復元トランジスタＲＳＴＲ１、ＲＳＴＲ２及び第１及び第２復元トランジスタＲＳＴＲ１、ＲＳＴＲ２の第２端に第１端が共通連結され、第２電圧ＶＳＳに第２端が連結され、ゲートに制御バイアス信号ＶＢＩＡＳ３が印加される第３復元トランジスタＲＳＴＲ３を備える。

第１復元トランジスタＲＳＴＲ１の第１端が復元出力端ＳＯＵＴＮに連結され、第２復元トランジスタＲＳＴＲ２の第１端が反転復元出力端ＳＯＵＴＮＢに連結される。ここで、Ｒ３は抵抗素子であって、一定の抵抗値を有する。

第２復元発生部４２０は、第１端が復元出力端ＳＯＵＴＮに連結され、ゲートに基準電圧ＶＲＥＦが印加される第４復元トランジスタＲＳＴＲ４、第１端が反転復元出力端ＳＯＵＴＮＢに連結され、ゲートにミキシング信号の正信号ＭＩＸＳ＿Ｐが印加される第５復元トランジスタＲＳＴＲ５及び第４及び第５復元トランジスタＲＳＴＲ４、ＲＳＴＲ５の第２端に第１端が共通連結され、第２電圧ＶＳＳに第２端が連結され、ゲートに制御バイアス信号ＶＢＩＡＳ３が印加される第６復元トランジスタＲＳＴＲ６を備える。

例えば、ミキシング信号ＭＩＸＳのうち、シングルエンド信号ＳＥＳのサンプリングポイントＳＰ＿Ｓで、ミキシング信号の正信号ＭＩＸＳ＿Ｐの電圧レベルが基準電圧ＶＲＥＦの電圧レベルより大きければ、第４及び第５復元トランジスタＲＳＴＲ４、ＲＳＴＲ５によって反転復元出力端ＳＯＵＴＮＢは復元出力端ＳＯＵＴＮよりローレベルになる。
そして、同じサンプリングポイントＳＰ＿Ｓで、ミキシング信号の負信号ＭＩＸＳ＿Ｎの電圧レベルが基準電圧ＶＲＥＦの電圧レベルより小さければ、第１及び第２復元トランジスタＲＳＴＲ１、ＲＳＴＲ２によって復元出力端ＳＯＵＴＮが反転復元出力端ＳＯＵＴＮＢよりローレベルになる。

この場合、ミキシング信号の正信号ＭＩＸＳ＿Ｐの電圧レベルと基準電圧ＶＲＥＦの電圧レベルとの差値がミキシング信号の負信号ＭＩＸＳ＿Ｎの電圧レベルと基準電圧ＶＲＥＦの電圧レベルとの差値より大きければ、反転復元出力端ＳＯＵＴＮＢがローレベル信号を出力して復元出力端ＳＯＵＴＮがハイレベルを出力する。

すなわち、基準電圧ＶＲＥＦとミキシング信号の正信号ＭＩＸＳ＿Ｐ及び負信号ＭＩＸＳ＿Ｎの電圧レベル差の絶対値によって復元されるシングルエンド信号ＳＥＳの論理値が決定される。

図４Ａ及び４Ｂに開示された受信部２３０の回路構造は、一実施形態に過ぎず、受信部２３０の回路構造がこれに限定されるものではない。

図５Ａに差動信号ＤＩＦＦＳ、ＤＩＦＦＤＢとシングルエンド信号ＳＥＳとが示される。差動信号ＤＩＦＦＳ、ＤＩＦＦＤＢとシングルエンド信号ＳＥＳとは、９０°の位相差を有する。図５Ｂにミキシング信号ＭＩＸＳが示される。ミキシング信号の正信号ＭＩＸＳ＿Ｐは、図５Ａの上側に示された差動信号ＤＩＦＦＳとシングルエンド信号ＳＥＳとが混合された信号であり、ミキシング信号の負信号ＭＩＸＳ＿Ｎは、図５Ａの下方に示された差動信号ＤＩＦＦＳＢとシングルエンド信号ＳＥＳとが混合された信号である。

図５Ａを参照すれば、差動信号ＤＩＦＦＳ、ＤＩＦＦＤＢの周波数がシングルエンド信号ＳＥＳの周波数より大きいということが分かる。そして、差動信号ＤＩＦＦＳ、ＤＩＦＦＤＢの直流ＤＣレベルがシングルエンド信号ＳＥＳの直流レベルより大きい。

差動信号ＤＩＦＦＳ、ＤＩＦＦＤＢの直流ＤＣレベルをシングルエンド信号ＳＥＳの直流レベルより大きくするために第３電圧の電圧レベルと第１電圧の電圧レベルとを調節しうる。例えば、第３電圧の電圧レベルを第１電圧の電圧レベルより小さくすれば、差動信号ＤＩＦＦＳ、ＤＩＦＦＤＢの直流ＤＣレベルをシングルエンド信号ＳＥＳの直流レベルより大きくしうる。

このような特徴を有する差動信号ＤＩＦＦＳ、ＤＩＦＦＤＢとシングルエンド信号ＳＥＳは、本発明の信号伝送装置２００によって１つのチャンネルを介して伝送しうる。
もし、差動信号ＤＩＦＦＳ、ＤＩＦＦＤＢとシングルエンド信号ＳＥＳとが９０°の位相差を有さなければ、ミキシング信号ＭＩＸＳから差動信号ＤＩＦＦＳ、ＤＩＦＦＤＢとシングルエンド信号ＳＥＳとを分離し難い。

図６Ａは、位相差のない場合の差動信号とシングルエンド信号とを示す図である。

図５Ｂは、図５Ａ及び図５Ｂの差動信号とシングルエンド信号とが混合されたミキシング信号を示す図である。図６Ａで差動信号ＤＩＦＦＳ、ＤＩＦＦＤＢとシングルエンド信号ＳＥＳとが同じ位相であるために、二信号が混合されたミキシング信号ＭＩＸＳの大きさが不規則で、かつミキシング信号ＭＩＸＳから二信号を分離するためのサンプリングポイントを選択し難い。

したがって、１つのチャンネルを介して２つの信号を伝送するために、二信号は同じ位相を有してはならない。本発明の信号伝送装置２００は、二信号を１つのチャンネルを介して伝送しつつも、１つの信号、すなわち、ミキシング信号のエッジレート（ｅｄｇｅｒａｔｅ）が高い周波数を有する差動信号自体のエッジレートより大きくない。また、差動信号のデューティー比（ｄｕｔｙｒａｔｉｏ）は、約５０％を維持しうる。

以上、２つの信号を１つのチャンネルを介して伝送する信号伝送装置２００について説明したが、ここで差動信号は、半導体メモリ装置のデータであり、シングルエンド信号は、半導体メモリ装置のコマンド信号またはアドレス信号であり得る。

すなわち、本発明の実施形態による信号伝送装置２００は、半導体メモリ装置の構成要素として利用されてコマンド信号またはアドレス信号とデータを１つのチャンネルを介して伝送しうる。

本発明の他の実施形態による信号伝送装置は、位相差が９０°である２つの信号を１つのミキシング信号に混合するミキシング部、ミキシング信号から２つの信号を復元する復元部及びミキシング部と復元部との間に連結され、ミキシング信号を伝送するチャンネルを備える。

ミキシング部は、図２の信号伝送装置２００での送信部２２０と同一であり、復元部は受信部２３０と同一である。そして、チャンネルは、伝送ラインＴＲＬ、ＴＲＬＢと同一である。したがって、その詳細な説明は省略する。

本発明の他の実施形態による単一チャンネルを用いて差動信号とシングルエンド信号とを伝送する信号伝送方法は、差動信号にシングルエンド信号をミキシングするミキシング信号を単一チャンネルを介して送信する段階及びミキシング信号から差動信号とシングルエンド信号とを復元する段階を含む。差動信号の周波数がシングルエンド信号の周波数より大きい。

ミキシング信号を単一チャンネルを介して送信する段階は、図２の信号伝送装置２００の送信部２２０の動作に対応し、復元する段階は、受信部２３０の動作に対応する。送信部２２０及び受信部２３０の動作は、前述したので、その詳細な説明は省略する。

以上、図面及び明細書で最適の実施形態が開示された。ここで、特定の用語が使われたが、これは単に本発明を説明するための目的として使われたものに過ぎず、意味限定や特許請求の範囲に記載された本発明の範囲を制限するために使われたものではない。したがって、当業者ならば、これより多様な変形及び均等な他の実施形態が可能であるという点を理解できるであろう。したがって、本発明の真の技術的保護範囲は、特許請求の範囲の技術的思想により決まるべきである。

本発明は、信号伝送装置及び方法関連の技術分野に好適に適用されうる。

一般的な低電圧差動信号ドライバを備える双方向送受信システムを示す図である。本発明の実施形態による信号伝送装置を示す図である。図２の送信部を示す回路図である。図２の受信部の受信差動増幅部を示す図である。図２の受信部のシングルエンド信号復元部を示す図である。送信部で発生する差動信号とシングルエンド信号とを示す図である。差動信号とシングルエンド信号とがミキシングされたミキシング信号を示す図である。位相差のない場合の差動信号とシングルエンド信号とを示す図である。図５Ａ及び図５Ｂの差動信号とシングルエンド信号とが混合されたミキシング信号を示す図である。

符号の説明

２００信号伝送装置
２２０送信部
２３０受信部
ＤＩＦＦＳ、ＤＩＦＦＳＢ差動信号
ＭＩＸＳミキシング信号
ＯＵＴＮ出力端
ＯＵＴＮＢ反転出力端
ＤＩＦＦＳ、ＤＩＦＦＳＢ差動信号
ＳＥＳシングルエンド信号
ＴＤ１差動増幅部
ＴＳ１第１送信発生部
ＴＳ２第２送信発生部
ＴＲＬ、ＴＲＬＢ伝送ライン

Claims

ミキシング信号を送受信する信号伝送装置において、
差動信号にシングルエンド（ｓｉｎｇｌｅｅｎｄｅｄ）信号がミキシングされた前記ミキシング信号を送信する送信部と、
前記ミキシング信号から前記差動信号と前記シングルエンド信号とを復元する受信部と、を備え、
前記シングルエンド信号のエッジは、前記差動信号のエッジと位相とがずれていることを特徴とする信号伝送装置。
前記ミキシング信号は、チャンネルの伝送ラインを介して伝送され、
前記送信部は、前記伝送ラインの一端に連結され、
前記受信部は、前記伝送ラインの他端に連結されることを特徴とする請求項１に記載の信号伝送装置。
前記シングルエンド信号のエッジは、前記差動信号のエッジと９０°の位相差を有することを特徴とする請求項１に記載の信号伝送装置。
前記差動信号の周波数が前記シングルエンド信号の周波数より大きいことを特徴とする請求項１に記載の信号伝送装置。
前記差動信号の直流（ＤＣ）レベルが前記シングルエンド信号の直流レベルより大きいことを特徴とする請求項１に記載の信号伝送装置。
前記送信部は、
データを受信して出力端及び反転出力端に前記差動信号を発生させる送信差動増幅部と、
シングルエンドデータを受信して前記出力端及び反転出力端に電流を印加するか、前記出力端及び反転出力端から電流を受信して前記出力端及び反転出力端から前記ミキシング信号を出力させるシングルエンド信号発生部と、を備えることを特徴とする請求項１に記載の信号伝送装置。
前記シングルエンド信号発生部は、
前記シングルエンドデータの論理レベルによって前記出力端に電流を印加するか、前記出力端から電流を受信する第１送信発生部と、
前記シングルエンドデータの論理レベルによって前記反転出力端に電流を印加するか、前記反転出力端から電流を受信する第２送信発生部と、を備えることを特徴とする請求項６に記載の信号伝送装置。
前記第１送信発生部は、
第３電圧と前記出力端との間に直列連結され、第１バイアス信号及び前記シングルエンドデータが反転された反転シングルエンドデータに各々応答してターンオンまたはターンオフされる第１及び第２ＰＭＯＳトランジスタと、
前記出力端と第２電圧との間に直列連結され、前記反転シングルエンドデータ及び第２バイアス信号に各々応答してターンオンまたはターンオフされる第１及び第２ＮＭＯＳトランジスタと、を備え、
前記第２送信発生部は、
前記第３電圧と反転出力端との間に直列連結され、前記第１バイアス信号及び前記反転シングルエンドデータに各々応答してターンオンまたはターンオフされる第３及び第４ＰＭＯＳトランジスタと、
前記反転出力端と前記第２電圧との間に直列連結され、前記反転シングルエンドデータ及び前記第２バイアス信号に各々応答してターンオンまたはターンオフされる第３及び第４ＮＭＯＳトランジスタと、を備えることを特徴とする請求項７に記載の信号伝送装置。
前記受信部は、
前記ミキシング信号から前記差動信号を復元する受信差動増幅部と、
前記ミキシング信号から前記シングルエンド信号を復元するシングルエンド信号復元部と、を備えることを特徴とする請求項１に記載の信号伝送装置。
前記シングルエンド信号復元部は、
前記ミキシング信号のサンプリングポイントで、基準電圧レベルと前記ミキシング信号の直流電圧レベルの最大値との差値と前記基準電圧レベルと前記ミキシング信号の直流電圧レベルの最小値との差値とを比較した結果によって前記シングルエンド信号の論理値を決定することを特徴とする請求項９に記載の信号伝送装置。
前記シングルエンド信号復元部は、
前記基準電圧と前記ミキシング信号が備える負信号の電圧レベルとの差を復元出力端及び反転復元出力端に出力する第１復元発生部と、
前記基準電圧と前記ミキシング信号が備える正信号の電圧レベルとの差を前記復元出力端及び前記反転復元出力端に出力する第２復元発生部と、を備えることを特徴とする請求項１０に記載の信号伝送装置。
前記第１復元発生部は、
第３電圧にそれぞれの第１端が並列に連結され、ゲートに前記基準電圧及び前記ミキシング信号の負信号を各々受信する第１及び第２復元トランジスタと、
前記第１及び第２復元トランジスタの第２端に第１端が共通連結され、第２電圧に第２端が連結され、ゲートに制御バイアス信号が印加される第３復元トランジスタと、を備え、
前記第１復元トランジスタの第１端が前記復元出力端に連結され、前記第２復元トランジスタの第１端が前記反転復元出力端に連結され、
前記第２復元発生部は、
第１端が前記復元出力端に連結され、ゲートに前記基準電圧が印加される第４復元トランジスタと、
第１端が前記反転復元出力端に連結され、ゲートに前記ミキシング信号の正信号が印加される第５復元トランジスタと、
前記第４及び第５復元トランジスタの第２端に第１端が共通連結され、第２電圧に第２端が連結され、ゲートに前記制御バイアス信号が印加される第６復元トランジスタと、を備えることを特徴とする請求項１１に記載の信号伝送装置。
前記差動信号は、半導体メモリ装置のデータであり、前記シングルエンド信号は、前記半導体メモリ装置のコマンド信号またはアドレス信号であることを特徴とする請求項１に記載の信号伝送装置。
位相差が９０°である２信号を１つのミキシング信号に混合するミキシング部と、
前記ミキシング信号から前記２信号を復元する復元部と、を備えることを特徴とする信号伝送装置。
前記ミキシング部と前記復元部は、
前記ミキシング信号を伝送するチャンネルによって連結されることを特徴とする請求項１４に記載の信号伝送装置。
前記２つの信号のうち１つは差動信号であり、他の１つはシングルエンド信号であることを特徴とする請求項１４に記載の信号伝送装置。
前記差動信号の周波数が前記シングルエンド信号の周波数より大きいことを特徴とする請求項１６に記載の信号伝送装置。
前記差動信号の直流（ＤＣ）レベルが前記シングルエンド信号の直流レベルより大きいことを特徴とする請求項１６に記載の信号伝送装置。
前記チャンネルは、
差動信号を伝送する２つの伝送ラインであることを特徴とする請求項１５に記載の信号伝送装置。
前記ミキシング部は、
データを受信して出力端及び反転出力端に前記差動信号を発生させる送信差動増幅部と、
シングルエンドデータを受信して前記出力端及び反転出力端に電流を印加するか、前記出力端及び反転出力端から電流を受信して前記出力端及び反転出力端から前記ミキシング信号を出力させるシングルエンド信号発生部と、を備えることを特徴とする請求項１４に記載の信号伝送装置。
前記受信部は、
前記ミキシング信号から前記差動信号を復元する受信差動増幅部と、
前記ミキシング信号から前記シングルエンド信号を復元するシングルエンド信号復元部と、を備え、
前記シングルエンド信号復元部は、
前記ミキシング信号のサンプリングポイントで、基準電圧レベルと前記ミキシング信号の直流電圧レベルの最大値との差値と前記基準電圧レベルと前記ミキシング信号の直流電圧レベルの最小値との差値とを比較した結果によって前記シングルエンド信号の論理値を決定することを特徴とする請求項１４に記載の信号伝送装置。
単一チャンネルを用いて差動信号とシングルエンド信号とを伝送する信号伝送方法において、
前記差動信号に前記シングルエンド信号をミキシングする段階と、
前記ミキシング信号を前記単一チャンネルを介して送信する段階と、
前記ミキシング信号から前記差動信号及び前記シングルエンド信号を復元する段階と、を含み、
前記差動信号の周波数が前記シングルエンド信号の周波数より大きいことを特徴とする信号伝送方法。
前記送信する段階は、
データを受信して所定の出力端及び反転出力端を介して前記差動信号を発生させる段階と、
シングルエンドデータを受信して前記出力端及び反転出力端に電流を印加するか、前記出力端及び反転出力端から電流を受信して前記出力端及び反転出力端で前記差動信号に前記シングルエンド信号をミキシングする段階と、を含むことを特徴とする請求項２２に記載の信号伝送方法。
前記復元する段階は、
前記ミキシング信号から前記差動信号を復元する段階と、
前記ミキシング信号のサンプリングポイントで、基準電圧レベルと前記ミキシング信号の直流電圧レベルの最大値との差値と前記基準電圧レベルと前記ミキシング信号の直流電圧レベルの最小値との差値とを比較した結果によって前記シングルエンド信号の論理値を決定する段階と、を含むことを特徴とする請求項２２に記載の信号伝送方法。
前記シングルエンド信号のクロックエッジは、前記差動信号のクロックエッジと９０°の位相差を有することを特徴とする請求項２２に記載の信号伝送方法。
前記差動信号の直流（ＤＣ）レベルが前記シングルエンド信号の直流レベルより大きいことを特徴とする請求項２２に記載の信号伝送方法。
前記差動信号は半導体メモリ装置のデータであり、前記シングルエンド信号は前記半導体メモリ装置のコマンド信号またはアドレス信号であることを特徴とする請求項２２に記載の信号伝送方法。
信号伝送方法において、
差動信号にシングルエンド信号をミキシングする段階と、
前記ミキシング信号を送信する段階と、を含み、
前記シングルエンド信号のクロックエッジは前記差動信号のクロックエッジと９０°の位相差を有することを特徴とする信号伝送方法。