JP2008085876A - Interface circuit and circuit system using the same - Google Patents
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Abstract
【課題】各種デバイス間でインターフェース電圧の相異がある場合でも、デバイス間の信号授受のときに動的にそのインターフェース電圧の相異を吸収する。
【解決手段】複数のデバイスが共通接続線を介して信号を授受するとき、デバイスと共通接続線との間に介在するインターフェース回路であって、デバイスから前記共通接続線への信号の出力時に、デバイス内での信号レベルを共通接続線で授受されるデバイスに相応の信号レベルに変換する出力変換部、および、共通線からデバイスへの信号の入力時に、共通接続線で授受されるデバイスに相応の信号レベルをデバイス内での信号レベルに変換する入力変換部の少なくとも一方を備える。
【選択図】図1Even when there is a difference in interface voltage between various devices, the difference in the interface voltage is dynamically absorbed when signals are transferred between the devices.
An interface circuit interposed between a device and a common connection line when a plurality of devices send and receive signals through the common connection line, and when a signal is output from the device to the common connection line, An output converter that converts the signal level in the device to a signal level that is appropriate for the device that is exchanged on the common connection line, and that that corresponds to the device that is exchanged on the common connection line when a signal is input from the common line to the device. At least one of the input conversion units for converting the signal level into the signal level in the device.
[Selection] Figure 1
Description
本発明は、インターフェース回路、およびこれを用いた回路システムに関する。 The present invention relates to an interface circuit and a circuit system using the interface circuit.
従来は、複数のインターフェース電圧を持つデバイス同士を接続することは困難であり、特性上の理由からインターフェースの電源電圧が下げられないデバイスに合わせてインターフェース電圧を設定していた。逆にいえば、特性上の理由でインターフェース電圧を下げることが可能なデバイスに関しても、接続相手のデバイスのインターフェース電圧に合わせなければならず、積極的にインターフェース電圧を下げることができなかった。
すなわち、様々なデバイスを互いに接続して構成するシステムを考えると、各々のデバイスの特性に合わせてインターフェースを低電圧化することができず、インターフェース電圧を下げられないデバイスの電圧に合わせる必要があった。 In other words, when considering a system in which various devices are connected to each other, the interface voltage cannot be lowered according to the characteristics of each device, and the interface voltage must be adjusted to the voltage of the device that cannot be lowered. It was.
そのため、デバイス内部のコア電圧は、テクノロジの進歩や低消費電力化の要求に合わせて低電圧化してきたが、相対的にインターフェース電圧は低電圧化が進んでいなかった。インターフェースでの消費電力の占める割合も高くなってきていた。 Therefore, although the core voltage inside the device has been lowered in accordance with the advancement of technology and the demand for lower power consumption, the interface voltage has not been lowered relatively. The share of power consumption at the interface has also increased.
また、インターフェース電圧とLSI内部のコア電圧の電圧差が大きくなるほど、トランジスタの製造ばらつきや、電圧変動等の、デバイス特性(動作速度、スペック等)への影響が大きくなるという弊害も顕在化してきていた。 In addition, as the voltage difference between the interface voltage and the core voltage inside the LSI increases, the adverse effect of increasing the influence on device characteristics (operation speed, specifications, etc.) such as transistor manufacturing variations and voltage fluctuations has become apparent. It was.
本発明の目的は、以上のような各種デバイスでインターフェース電圧間の相異がある場合でも、デバイス間の信号授受のときに動的にそのインターフェース電圧の相異を吸収できる技術を提供することにある。 An object of the present invention is to provide a technique capable of dynamically absorbing a difference in the interface voltage at the time of signal exchange between the devices even when there is a difference between the interface voltages in the various devices as described above. is there.
本発明は前記課題を解決するために、以下の手段を採用した。すなわち、本発明は、複数のデバイスが共通接続線を介して信号を授受するとき、前記デバイスと前記共通接続線との間に介在するインターフェース回路であって、前記デバイスから前記共通接続線への信号の出力時に、前記デバイス内での信号レベルを前記共通接続線で授受されるデバイスに相応の信号レベルに変換する出力変換部、および、前記共通接続線から前記デバイスへの信号の入力時に、前記共通接続線で授受される信号レベルを前記デバイス内での信号レベルに変換する入力変換部の少なくとも一方を備えるインターフェース回路である。 The present invention employs the following means in order to solve the above problems. That is, the present invention provides an interface circuit interposed between the device and the common connection line when a plurality of devices send and receive signals through the common connection line, and the device connects the common connection line to the common connection line. At the time of signal output, an output conversion unit that converts the signal level in the device to a signal level corresponding to the device exchanged by the common connection line, and at the time of signal input from the common connection line to the device, It is an interface circuit including at least one of input conversion units for converting a signal level transmitted and received through the common connection line into a signal level in the device.
また、本発明は、複数のデバイスと、前記デバイスを接続する共通接続線と、前記デバイスが共通接続線を介して信号を授受するとき、前記デバイスと前記共通接続線との間に介在するインターフェース回路を制御する制御回路と、を備え、前記デバイスは、それぞれ前記インターフェース回路を有し、前記インターフェース回路は、前記デバイスから前記共通接続線への信号の出力時に、前記デバイス内での信号レベルを前記共通接続線で授受されるデバイスに相応の信号レベルに変換する出力変換部、および、前記共通接続線から前記デバイスへの信号の入力時に、前記共通接続線で授受される信号レベルを前記デバ
イス内での信号レベルに変換する入力変換部の少なくとも一方を有する回路システムであってもよい。
Further, the present invention provides a plurality of devices, a common connection line connecting the devices, and an interface interposed between the device and the common connection line when the device transmits and receives signals through the common connection line. A control circuit for controlling a circuit, and each of the devices has the interface circuit, and the interface circuit sets a signal level in the device when a signal is output from the device to the common connection line. An output conversion unit for converting the signal level to a level corresponding to a device transmitted / received by the common connection line; and a signal level transmitted / received by the common connection line when the signal is input from the common connection line to the device. It may be a circuit system having at least one of input conversion units for converting the signal level into the internal signal level.
本発明によれば、各種デバイスでインターフェース電圧間の相異がある場合でも、デバイス間の信号授受のときに動的にそのインターフェース電圧の相異を吸収することができる。 According to the present invention, even when there is a difference between interface voltages in various devices, the difference in the interface voltage can be dynamically absorbed when signals are transmitted between the devices.
以下、図面を参照して本発明を実施するための最良の形態(以下、実施形態という)に係る回路システムについて説明する。以下の実施形態の構成は例示であり、本発明は実施形態の構成には限定されない。 Hereinafter, a circuit system according to the best mode for carrying out the present invention (hereinafter referred to as an embodiment) will be described with reference to the drawings. The configuration of the following embodiment is an exemplification, and the present invention is not limited to the configuration of the embodiment.
《発明の骨子》
本回路システムは、必ずしも電圧レベルやインターフェースの規格が互いに一致しない信号を処理する各種デバイスをバスに接続して構成される。本回路システムに含まれるデバイスにおいては、入力インターフェースまたは出力インターフェース、あるいは、その双方が、バスを通じて他のデバイスと信号を授受するタイミングで動的にその信号を双方のインターフェースの規格に合致させる。
<Outline of invention>
This circuit system is configured by connecting various devices that process signals whose voltage levels and interface standards do not match each other to a bus. In the devices included in the circuit system, the input interface and / or the output interface dynamically match the signals with the standards of both interfaces at the timing when signals are exchanged with other devices through the bus.
図1に、本回路システムの基本構成を示す。本回路システムは、バス1(本発明の共通接続線に相当)と、バス1に接続される各種のデバイス2A−2Dと、バス1に対する各種デバイス2A−2Dの接続の可否および接続時の信号の変換を制御する制御回路3とを有している。
FIG. 1 shows a basic configuration of the circuit system. This circuit system includes a bus 1 (corresponding to a common connection line of the present invention),
図1において、バス1の種類に制限はない。例えば、USB(Universal Serial Bus
)、Fiber Channel、SSA(Serial Storage Architecture )、IEEE1394等の
ようなシリアルインターフェースを構成するバスでもよい。また、SCSI(Small Computer System Interface )、ISA(Industry Standard Architecture )、IDE(Integrated Drive Electronics)、ATA(AT Attachment)等のパラレルインターフェースを接続するバスでもよい。また、CPUとメモリを接続する内部バスでもよい。
In FIG. 1, the type of
), Fiber Channel, SSA (Serial Storage Architecture), IEEE 1394, and other buses constituting a serial interface. Also, a bus connecting parallel interfaces such as SCSI (Small Computer System Interface), ISA (Industry Standard Architecture), IDE (Integrated Drive Electronics), ATA (AT Attachment), or the like may be used. Further, an internal bus connecting the CPU and the memory may be used.
また、デバイス2A−2Dは、バス1から信号と授受し、その信号による情報を処理するLSIである。なお、デバイス2A−2Dを総称する場合には、デバイス2という。また、個別には、デバイス2A、デバイス2B等のように呼ぶ。ただし、本実施形態において、デバイス2の数が4個に限定される訳ではない。また、デバイス2のインターフェース電圧の種類が4種類に限定されるわけではない。
The
制御回路3は、チップ選択信号によって、デバイス2のバス1への接続の可否および接続時の信号の変換を制御する。デバイス2A−2Dのうち、制御回路3のチップ選択信号によってバス1への接続を許可されたデバイス2が、そのチップ選択信号にしたがってデバイス2内部の信号をバス1によって接続される相手デバイスの規格に合致する信号に変換して、バス1から信号を入力し、あるいは、バス1に信号を出力する。チップ選択信号は、個々のデバイス2ごとに個別に設けてもよい。また、同時に信号を処理する複数のデバイス2に対して、1つのチップ選択信号を共用してもよい。
The
図2に、個々のデバイス2にチップ選択信号を設けた場合のそれぞれのチップ選択信号のタイミングチャートの例である。図2において、それぞれの信号は、デバイス2A−2Dのチップ選択信号(/CSA、/CSB、/CSC、/CSD)を示している。そして、それぞれの信号がLOレベルのときに、各デバイス2が選択されることになる。
FIG. 2 is an example of a timing chart of each chip selection signal when a chip selection signal is provided in each
図3に、様々なインターフェース電圧を持つ複数のデバイス2と、それらに対応する切り替え可能なインターフェース電圧を持つデバイスXとがバス1によって接続される回路システムの例を示す。このシステムでは、デバイス2Aが1.8v、デバイス2Bが2.5v、デバイス2Cが3.3v、デバイス2Dが1.2vの信号のインターフェースを有している。ここで、インターフェース電圧とは、例えば、バス1に接続される増幅器の信号振幅を規定する電圧である。
FIG. 3 shows an example of a circuit system in which a plurality of
このシステムでは、例えば、デバイス2AとデバイスXとが接続されるときには、デバイスXの1.8Vの電圧のインターフェースが選択されて使用される。このとき、デバイス2AとデバイスX以外のデバイス2は、バス1から切り離される。同様に、デバイス2BとデバイスXとが接続されるときには、デバイスXの2.5Vの電圧のインターフェースが選択されて使用される。
In this system, for example, when the
図4に、様々なインターフェース電圧を持つ複数のデバイス2と、それらに対応する切り替え可能な電圧を供給する電源4からインターフェース部に電力を供給されるデバイスXとがバス1によって接続される回路システムの例を示す。この例では、デバイスXのインターフェース部には、信号レベルを変換する増幅器5が設けられている。この増幅器5には、電源電圧を変更可能な電源4から電力が供給される。したがって、例えば、インターフェース電圧が1.8vのデバイス2AとデバイスXとをバス1に接続する場合には、電源4から供給される電源電圧を1.8vに制御してデバイスXのインターフェース部の増幅器5に電力を供給すればよい。他のデバイス2B−2Dについても同様である。
FIG. 4 shows a circuit system in which a plurality of
図5Aに、複数のインターフェース電圧を有するデバイスのインターフェースをスイッチで切り替えて制御する処理手順を示す。図5Aは、図3の回路システムの制御回路3の処理手順に該当する。
FIG. 5A shows a processing procedure for controlling by switching the interface of a device having a plurality of interface voltages. FIG. 5A corresponds to the processing procedure of the
この処理では、制御回路3は、インターフェースの規格が複数か否かを判定する(S1)。ここで、インターフェースの規格とは、接地電位すなわち0vを基準に、電源電圧に対応して設定される上位電位および下位電位によって信号値が定義される第1の信号方式、または、所定の基準電位から正方向の正側振幅値および前記基準電圧より負方向の負側振幅値によって相対的に信号値が定義される第2の信号方式等である。
In this process, the
ここで、第1の信号方式は、0vからの絶対値が定義された信号方式である。また、第2の信号方式は、基準電位を中心にした正負の振幅が定義された信号方式であるといえる。これらのインターフェースの規格の種類数は、例えば、制御回路3内のレジスタに設定し、制御回路3が参照するようにすればよい。
Here, the first signal system is a signal system in which an absolute value from 0v is defined. The second signal system can be said to be a signal system in which positive and negative amplitudes centered on the reference potential are defined. For example, the number of types of these interface standards may be set in a register in the
インターフェースの規格が一種類の場合、制御回路は、チップ選択信号を制御対象のデバイス2、デバイスX(選択されたデバイス2、デバイスX)に送信する(S2)。このとき、チップ選択信号によって、それぞれのデバイス2、デバイスXにおいて、該当するインターフェース電圧が設定される。そして、選択されたデバイス2、デバイスXの間で信号が送受信される(S3)。
When there is only one type of interface standard, the control circuit transmits a chip selection signal to the
インターフェースの規格が2以上の場合、制御回路は、チップ選択信号およびチップ選択信号に応じたインターフェース選択信号を制御対象のデバイス2、デバイスX(選択されたデバイス2、デバイスX)に送信する(S4)。このとき、チップ選択信号によって、それぞれのデバイス2、デバイスXにおいて、該当するインターフェース規格と、インターフェース電圧が設定される。そして、選択されたデバイス2、デバイスXの間で信号が送受信される(S5)。
When the interface standard is 2 or more, the control circuit transmits a chip selection signal and an interface selection signal corresponding to the chip selection signal to the
なお、インターフェースの規格が2以上の場合でも、チップ選択信号によって選択されるデバイス間で使用される規格が固定できる場合には、制御回路からのインターフェース選択信号は不要である。その場合には、インターフェースの組み合わせに対応したインターフェース規格を選択する回路をそれぞれのデバイスに組み込めばよい。例えば、デバイスA、Bともに第1の規格であって、デバイスCが第2の規格であるとする。この場合に、デバイスA、B間の接続では、第1の規格のインターフェースを選択し、デバイスA、C間の接続では、第2の規格のインターフェースを選択する選択回路をデバイスAに設ければよい。 Even when the interface standard is 2 or more, the interface selection signal from the control circuit is not required if the standard used between the devices selected by the chip selection signal can be fixed. In that case, a circuit for selecting an interface standard corresponding to the combination of interfaces may be incorporated in each device. For example, it is assumed that devices A and B are both the first standard and device C is the second standard. In this case, if the connection between the devices A and B is selected, the interface of the first standard is selected, and the connection between the devices A and C is provided with a selection circuit for selecting the interface of the second standard. Good.
図5Bに、切り替え可能な電圧を供給する電源4からインターフェース部に電力を供給される回路システムでの制御回路3の処理手順を示す。図5Aは、図4の回路システムの制御回路3の処理手順に該当する。
FIG. 5B shows a processing procedure of the
この処理では、制御回路3は、まず、チップ選択信号を対象のデバイス2、デバイスX等、および電源4に送信する(S11)。すると、電源4は、供給する電源電圧をそのチップ選択信号の種類に応じた値に制御する(S12)。
In this process, the
次に、制御回路3は、インターフェースの規格が複数か否かを判定する(S13)。インターフェースの規格が1種類の場合、S11で選択されたデバイス2、デバイスXの間で信号が送受信される(S14)。すなわち、この場合には、インターフェース電圧は、電源電圧の変更に伴って変更され、デバイス2ごとに制御する必要がない。
Next, the
インターフェースの規格が2以上の場合、制御回路は、チップ選択信号に応じたインターフェース選択信号を制御対象のデバイス2、デバイスX(S11で選択されたデバイス2、あるいはデバイスX)に送信する。これによってインターフェースの方式が切り替えられる(S15)。そして、選択されたデバイス2、デバイスXの間で信号が送受信される(S16)。
When the interface standard is 2 or more, the control circuit transmits an interface selection signal corresponding to the chip selection signal to the
《第1実施形態》
図6Aおよび図6Bを参照して本発明の第1実施形態に係る回路システムを説明する。図6Aは、本回路システムの出力インターフェース部IF1(本発明のインターフェース回路に相当)の構成図である。この出力インターフェース部IF1は、デバイス2の内部回路とバス1との間に介在し、デバイス2からバス1に出力される信号レベルを信号送受信する相手デバイスに相応の信号レベルに変換する。
<< First Embodiment >>
A circuit system according to a first embodiment of the present invention will be described with reference to FIGS. 6A and 6B. FIG. 6A is a configuration diagram of the output interface unit IF1 (corresponding to the interface circuit of the present invention) of the circuit system. The output interface unit IF1 is interposed between the internal circuit of the
本回路システムの特徴は、システム内に供給電圧が可変である電源4(電圧供給源ともいう)を持つ点にある。電源4には、制御回路3(図4参照)から、すべてのチップ選択信号が入力されている。電源4は、アサートされたチップ選択信号の種類に応じて、電源電圧を変更する。したがって、制御回路3によって選択され、バス1にアクセスするデバイス(ペア)に応じて供給電圧が変化されることになる。
A feature of this circuit system is that it has a power supply 4 (also referred to as a voltage supply source) whose supply voltage is variable. All chip selection signals are input to the
図6Aの出力インターフェース部IF1は、内部ロジックからの出力信号が入力される内部ロジック端子DVAと、バス1に接続され、バス1に信号を出力する外部出力単位outと、内部ロジック端子DVAと外部出力端子outとの間で信号を変換する変換回路(本発明の出力変換部に相当)とを有している。また、変換回路は、内部ロジック端子DVAの信号を反転するインバータIV1と、3個のPチャンネルのトランジスタPM1−PM3と、3個のNチャンネルのトランジスタNM1−NM3と、を有している。
6A includes an internal logic terminal DVA to which an output signal from the internal logic is input, an external output unit out that is connected to the
このうち、トランジスタPM1とPM2とは、ともにソースが電源4に接続され、互い
に自身のドレインに相手のゲートが接続され、フリップフロップFF1を構成している。また、トランジスタPM1のドレインはトランジスタNM1のドレインおよびソースを介してアース電位に接続されている。そして、トランジスタNM1のゲートはインバータIV1を介して内部ロジック端子DVAに接続されている。また、トランジスタPM2のドレインはトランジスタNM2のドレインおよびソースを介してアース電位に接続されている。そして、トランジスタNM2のゲートは内部ロジック端子DVAに接続されている。また、トランジスタPM3およびNM3は、相補的に縦続接続され、CMOSの反転増幅器AMP1を構成している。AMP1は、出力ドライバとも呼ばれる。
Among these transistors, the transistors PM1 and PM2 are both connected at the source to the
内部ロジック端子DVAには、デバイス2の内部ロジックから出力信号が出力される。以下、出力インターフェースIF1の動作を説明する。図6Bは、この出力インターフェースIF1の信号のタイミングダイアグラムである。図6Bでは、電源4の出力電圧VIF、内部ロジック端子DVA、および外部出力端子outでの信号の時間変化が示されている。
An output signal is output from the internal logic of the
図6Bのように、電源4の電源電圧は、例えば、VIFB、VIFA、およびVIFCのように変化する。一方、内部ロジック端子DVAには、LOレベルをVSSとし、HIレベルをVDDIとするパルス波形の信号が入力される。
As shown in FIG. 6B, the power supply voltage of the
ここで、内部ロジック端子DVAがLOレベルの場合、インバータIV1にて反転され、トランジスタNM1のゲートがHIレベルとなり、トランジスタNM1がオンとなる。すると、トランジスタPM1のドレインおよびトランジスタPM2のゲートがいずれもLOレベルとなり、トランジスタPM2がオンする。 Here, when the internal logic terminal DVA is at the LO level, it is inverted by the inverter IV1, the gate of the transistor NM1 becomes the HI level, and the transistor NM1 is turned on. Then, the drain of the transistor PM1 and the gate of the transistor PM2 are both at the LO level, and the transistor PM2 is turned on.
一方、トランジスタNM2のゲートは、LOレベルであるので、トランジスタNM2は、オフする。したがって、フリップフロップ回路FF1の出力端子であるトランジスタPM2のドレイン(トランジスタNM2のドレイン)はHIレベルとなる。このフリップフロップ回路FF1の出力端子の信号は、反転増幅器AMP1によって反転出力される。 On the other hand, since the gate of the transistor NM2 is at the LO level, the transistor NM2 is turned off. Accordingly, the drain of the transistor PM2, which is the output terminal of the flip-flop circuit FF1, (the drain of the transistor NM2) is at the HI level. The signal at the output terminal of the flip-flop circuit FF1 is inverted and output by the inverting amplifier AMP1.
したがって、内部ロジック端子DVAがLOレベルの場合、外部出力端子は、LOレベルとなる。同様に、内部ロジック端子DVAがHIレベルの場合、外部出力端子は、HIレベルとなる。 Therefore, when the internal logic terminal DVA is at the LO level, the external output terminal is at the LO level. Similarly, when the internal logic terminal DVA is at the HI level, the external output terminal is at the HI level.
そして、フリップフロップ回路FF1および反転増幅器AMP1の電源電圧は、制御回路3からの制御信号にしたがって、VIFA〜VIFCの間で可変である。したがって、出力インターフェース部IF1は、内部ロジック端子DVAに入力された信号の信号レベルすなわち振幅を制御回路3の指示に応じて動的に、バス1への接続が許可されている相手デバイスの信号レベルに合致した信号レベルに変換できる。
The power supply voltages of the flip-flop circuit FF1 and the inverting amplifier AMP1 are variable between VIFA and VIFC according to the control signal from the
以上述べたように、本実施形態の回路システムによれば、デバイス2の内部ロジックで処理された信号をバス1に出力するときに動的に、その信号レベルをバス1で授受される信号レベルに変換できる。
As described above, according to the circuit system of this embodiment, when a signal processed by the internal logic of the
《第2実施形態》
図7Aおよび図7Bを参照して本発明の第2実施形態に係る回路システムを説明する。上記第1実施形態では、供給電圧が可変である電源4によって出力インターフェース部IF1から出力される信号レベルを変換した。本実施形態では、複数の電源電圧をスイッチによって切り替えることで信号レベルを変換するシステムの例を説明する。本回路システムの他の構成および作用は、第1実施形態と同様である。そこで、同一の構成要素については、同一の符号を付してその説明を省略する。
<< Second Embodiment >>
A circuit system according to a second embodiment of the present invention will be described with reference to FIGS. 7A and 7B. In the first embodiment, the signal level output from the output interface unit IF1 is converted by the
図7Aは、本回路システムの出力インターフェース部IF2の構成図である。図7Aに示すように、トランジスタPM1、PM2、およびPM3のソースは、共通端子ND1に接続されている。さらに、共通端子ND1は、スイッチSW1を介して電源電圧VIFAの電源に接続されている。ここで、スイッチSW1は、例えばPチャンネルトランジスタで構成され、そのゲートは、デバイス2Aのチップ選択信号/CSAが入力されている。したがって、本回路システムで、デバイス2Aが選択された場合には、スイッチSW1がオンになり、共通端子ND1には、電源電圧VIFAが供給される。
FIG. 7A is a configuration diagram of the output interface unit IF2 of the present circuit system. As shown in FIG. 7A, the sources of the transistors PM1, PM2, and PM3 are connected to the common terminal ND1. Furthermore, the common terminal ND1 is connected to the power supply of the power supply voltage VIFA via the switch SW1. Here, the switch SW1 is composed of, for example, a P-channel transistor, and the chip selection signal / CSA of the
同様の構成により、本回路システムで、デバイス2Bが選択された場合には、スイッチSW2がオンになり、共通端子ND1には、電源電圧VIFBが供給される。また、同様の構成により、本回路システムで、デバイス2Cが選択された場合には、スイッチSW3がオンになり、共通端子ND1には、電源電圧VIFCが供給される。SW1からSW3が本発明の電源切り替え部に相当する。
With the same configuration, when the
このようにして、本実施形態の出力インターフェース部IF2によれば、制御回路3によるチップ選択信号に応じて、共通端子ND1に供給される電源電圧を制御できる。したがって、第1実施形態の場合と同様、出力インターフェース部IF2は、内部ロジック端子DVAに入力された信号の信号レベルすなわち振幅を制御回路3の指示に応じて動的に、信号送受信の相手デバイスに相応の信号レベルに変換できる。図7Bに、インターフェース部IF2のタイミングダイアグラムを示す。
Thus, according to the output interface unit IF2 of the present embodiment, the power supply voltage supplied to the common terminal ND1 can be controlled in accordance with the chip selection signal from the
このようにして、インターフェース部IF2も、第1実施形態のインターフェース部IF1と同様に機能する。したがって、本実施形態の回路システムによれば、デバイス2の内部ロジックで処理された信号をバス1に出力するときに動的に、その信号レベルをバス1で授受される相手デバイスに相応の信号レベルに変換できる。
In this way, the interface unit IF2 also functions in the same manner as the interface unit IF1 of the first embodiment. Therefore, according to the circuit system of this embodiment, when a signal processed by the internal logic of the
《第3実施形態》
図8Aおよび図8Bを参照して本発明の第3実施形態に係る回路システムを説明する。上記第1実施形態および第2実施形態は、デバイス2の内部ロジックで処理された信号をバス1に出力するときにバス1の信号レベルに信号を変換する出力インターフェース部IF1、IF2の例を示した。本実施形態では、制御回路3に制御されたタイミングで、デバイス2の内部ロジックと信号レベルおよび信号の方式が異なる信号をバス1から入力し、デバイス2の内部ロジックで処理可能な信号レベルおよび信号の方式に変換する入力インターフェース部IF3の例を説明する。なお、本回路システムにおいても、第1実施形態と同様、システム内に供給電圧が可変である電源4(電圧供給源)が設けられている。
<< Third Embodiment >>
A circuit system according to a third embodiment of the present invention will be described with reference to FIGS. 8A and 8B. The first embodiment and the second embodiment show examples of the output interface units IF1 and IF2 that convert the signal to the signal level of the
図8Aは、本実施形態の入力インターフェース部IF3の構成図であり、図8Bは、各端子の信号を示すタイミングダイアグラムである。図8Aに示すように、入力インターフェース部IF3は、バス1(図3参照)に接続される入力端子inと、入力端子inに接続される差動増幅器AMP3と、差動増幅器AMP3の次段に接続される反転増幅器AMP4と、差動増幅器AMP3に並列に入力端子inに接続されるインバータIV3とIV3の次段に接続されるIV4とを含む。反転増幅器AMP4の出力信号と、インバータIV4の出力信号は、いずれもデバイス2の内部ロジックに接続される内部ロジック端子DVXに接続されている。
FIG. 8A is a configuration diagram of the input interface unit IF3 of the present embodiment, and FIG. 8B is a timing diagram showing signals at each terminal. As shown in FIG. 8A, the input interface unit IF3 includes an input terminal in connected to the bus 1 (see FIG. 3), a differential amplifier AMP3 connected to the input terminal in, and a stage subsequent to the differential amplifier AMP3. Inverting amplifier AMP4 connected, and inverter IV3 connected to input terminal in in parallel with differential amplifier AMP3, and IV4 connected to the next stage of IV3 are included. Both the output signal of the inverting amplifier AMP4 and the output signal of the inverter IV4 are connected to the internal logic terminal DVX connected to the internal logic of the
差動増幅器AMP3は、比較回路を構成するNチャンネルのトランジスタNM4およびNM5と、トランジスタNM4およびNM5のドレインをそれぞれ電源4に接続するPチャンネルのトランジスタPM4およびPM5と、トランジスタNM4およびNM5のソースをそれぞれアース電位に接続するNチャンネルのトランジスタNM6を有している。
The differential amplifier AMP3 includes N-channel transistors NM4 and NM5 that form a comparison circuit, P-channel transistors PM4 and PM5 that connect the drains of the transistors NM4 and NM5 to the
比較回路の一方の入力であるトラジスタNM4のゲートは、入力端子inに接続される。また、比較回路の他方の入力であるトラジスタNM5のゲートは、基準電位vrefに接続される。さらに、トランジスタPM4、PM5のゲートは、ともにトランジスタNM5のドレインに接続される。 The gate of the transistor NM4, which is one input of the comparison circuit, is connected to the input terminal in. The gate of the transistor NM5, which is the other input of the comparison circuit, is connected to the reference potential vref. Further, the gates of the transistors PM4 and PM5 are both connected to the drain of the transistor NM5.
さらに、比較回路のトランジスタNM4およびNM5のソースは、NチャンネルのトランジスタNM6のドレインおよびソースを介してアース電位に接続され、かつ、トランジスタNM6のゲートには、制御端子IFSWの信号を反転した信号が入力される。したがって、制御端子IFSWがHIレベルのときに、トランジスタNM6がオフとなり、比較回路を含む差動増幅器AMP3が遮断状態となる。一方、制御端子IFSWがLOレベルのときに、トランジスタNM6がオンとなり、比較回路を含む差動増幅器AMP3が動作する。 Further, the sources of the transistors NM4 and NM5 of the comparison circuit are connected to the ground potential via the drain and source of the N-channel transistor NM6, and a signal obtained by inverting the signal of the control terminal IFSW is connected to the gate of the transistor NM6. Entered. Therefore, when the control terminal IFSW is at the HI level, the transistor NM6 is turned off, and the differential amplifier AMP3 including the comparison circuit is cut off. On the other hand, when the control terminal IFSW is at the LO level, the transistor NM6 is turned on, and the differential amplifier AMP3 including the comparison circuit operates.
このような構成による差動増幅器AMP3(本発明の信号方式変換部に相当)の動作状態での動作を説明する。入力端子inの電位が基準電位vrefより高い場合には、トランジスタNM5よりトランジスタNM4により多くの電流が流れ、トランジスタNM4のドレインは、LOレベルとなる。このとき、トランジスタNM5のドレインは上昇し、電源4に接続されるトランジスタPM4、PM5に流れる電流は減少する。
The operation of the differential amplifier AMP3 (corresponding to the signal system conversion unit of the present invention) having such a configuration in the operating state will be described. When the potential of the input terminal in is higher than the reference potential vref, more current flows through the transistor NM4 than through the transistor NM5, and the drain of the transistor NM4 is at the LO level. At this time, the drain of the transistor NM5 rises and the current flowing through the transistors PM4 and PM5 connected to the
一方、入力端子inの電位が基準電位vrefより低い場合には、トランジスタNM4よりトランジスタNM5により多くの電流が流れ、トランジスタNM5のドレインは、LOレベルとなる。その結果、電源4に接続されるトランジスタPM4、PM5に流れる電流が増加し、トランジスタNM4のドレイン電位が上昇する。このように、入力端子inの電位と基準電位vrefとの差分値によって、差動増幅器AMP3の出力は、LOレベルまたはHIレベルに切り替わる。
On the other hand, when the potential of the input terminal in is lower than the reference potential vref, more current flows through the transistor NM5 than through the transistor NM4, and the drain of the transistor NM5 is at the LO level. As a result, the current flowing through the transistors PM4 and PM5 connected to the
したがって、入力端子inに入力される信号が、SSTL規格の信号の場合に、その信号を内部ロジックの信号レベル(電源電圧VDDI−VSS間でフル振幅)に変換することができる。
なお、本実施例はSSTL(Stub Series terminated Transceiver Logic、本発明の第2の信号方式に相当)規格の信号、およびLVTTL(Low Voltage Transistor Transistor Logic、本発明の第1の信号方式に相当)規格の信号を想定した回路である。ここで、
SSTL規格の信号は、基準電位に対して所定値以上高い電位がHIレベルとして定義され、基準電位に対して所定値以上低い電位がLOレベルとして定義される規格の信号である。また、LVTTL規格の信号は、いわゆるフル振幅の信号であり、接地電位0vを基準にして電源電圧に相当する所定値以上の信号レベルがHIレベルとして定義される。また、アース電位(または負の電源電圧)に相当する所定値以下の信号レベルがLOレベルとして定義される。
Therefore, when the signal input to the input terminal “in” is an SSTL standard signal, the signal can be converted to the signal level of the internal logic (full amplitude between the power supply voltages VDDI and VSS).
In this embodiment, the SSTL (Stub Series terminated Transceiver Logic, corresponding to the second signal system of the present invention) standard signal and the LVTTL (Low Voltage Transistor Transistor Logic, corresponding to the first signal system of the present invention) standard are used. It is a circuit that assumes the signal. here,
The SSTL standard signal is a standard signal in which a potential higher than a reference potential by a predetermined value or more is defined as an HI level, and a potential lower than the reference potential by a predetermined value or more is defined as an LO level. The LVTTL standard signal is a so-called full-amplitude signal, and a signal level equal to or higher than a predetermined value corresponding to the power supply voltage with respect to the ground potential 0v is defined as the HI level. In addition, a signal level equal to or lower than a predetermined value corresponding to the ground potential (or negative power supply voltage) is defined as the LO level.
反転増幅器AMP4は、差動増幅器AMP3の出力を反転増幅して内部ロジック端子DVXに出力する。ただし、図8Aのように、反転増幅器AMP4は、PチャンネルのトランジスタとNチャンネルのトランジスタとが相補的にCMOS(Complementary Metal-Oxide Semiconductor )結合され、かつ、PチャンネルのトランジスタPM7、PM8が縦続結合され、NチャンネルのトランジスタNM7、NM8が2個縦続結合されている。そして、一方のPチャンネルのトランジスタPM7のゲートには、制御端子IFSWの信号が入力される。また、一方のNチャンネルのトランジスタNM7のゲートには、制御端子IFSWの信号がインバータIV2で反転されて入力される。したがって、制御端子IFSWがHIレベルの場合には、反転増幅器AMP4が遮断状態となる。一方、制御端子IFSWがLOレベルのときに、反転増幅器AMP4が動作する。 The inverting amplifier AMP4 inverts and amplifies the output of the differential amplifier AMP3 and outputs it to the internal logic terminal DVX. However, as shown in FIG. 8A, in the inverting amplifier AMP4, a P-channel transistor and an N-channel transistor are complementarily coupled with CMOS (Complementary Metal-Oxide Semiconductor), and P-channel transistors PM7 and PM8 are cascade-coupled. Two N-channel transistors NM7 and NM8 are cascade-coupled. The signal of the control terminal IFSW is input to the gate of one P-channel transistor PM7. Further, the signal of the control terminal IFSW is inverted and input to the gate of one N-channel transistor NM7 by the inverter IV2. Therefore, when the control terminal IFSW is at the HI level, the inverting amplifier AMP4 is cut off. On the other hand, when the control terminal IFSW is at the LO level, the inverting amplifier AMP4 operates.
また、差動増幅器AMP3の電源電圧は、デバイス2のチップ外部の回路システム内で電圧可変の電源4から例えば電圧VIFAを供給されている。VIFAは、入力されるSSTLに相応の電圧VIFAに設定されている。一方、反転増幅器AMP4は、デバイス2の内部ロジックで処理されている信号のレベルに対応した電圧VDDIで駆動される。
The power supply voltage of the differential amplifier AMP3 is supplied with, for example, the voltage VIFA from the voltage
さらに、制御端子IFSWの信号は、例えば他のデバイス2Bまたは2Cが選択された場合はHIレベル、図8Aに示したデバイス2Aおよびその相手デバイス2Dが選択された場合にはLと出力するような回路で構成できる。
Further, for example, the signal of the control terminal IFSW is output as HI level when another
このような構成よる反転増幅器AMP4の動作状態の動作は、以下の通りである。すなわち、VDDIがVIFAより等しいか、低い場合には、反転増幅器AMP4において、信号が電源電圧VDDIまで振り切れることによって、最大振幅がデバイス2の内部ロジックで処理されている信号のレベルに変換される。一方、VDDIがVIFAより高い場合には、反転増幅器AMP4において、信号が電源電圧VDDIまで増幅されることによって、最大振幅がデバイス2の内部ロジックで処理されている信号のレベルに変換される。
The operation of the inverting amplifier AMP4 having such a configuration is as follows. That is, when VDDI is equal to or lower than VIFA, the maximum amplitude is converted to the level of the signal processed by the internal logic of the
また、2段接続されるインバータIV3とIV4のうち、1段目のインバータIV3の電源電圧は、電圧可変の電源4から例えば電圧VIFB(あるいはVIFC)を供給されている。また、2段目のインバータIV4の電源電圧は、デバイス2の内部ロジックで処理されている信号のレベルに対応した電圧VDDIで駆動される。したがって、差動増幅器AMP3および反転増幅器AMP4の場合と同様、2段接続されるインバータIV3とIV4とによっても、入力端子inに入力される信号の最大振幅が変換される。インバータIV3、IV4の場合には、LVTTL規格で入力される信号をそのまま内部ロジックで処理されている信号レベルに対応した電圧VDDI−VSSの振幅で内部ロジック端子DVXに出力する。
Of the inverters IV3 and IV4 connected in two stages, for example, the voltage VIFB (or VIFC) is supplied from the voltage
なお、例えばSSTL規格の信号とLVTTL規格の信号というように、信号の種類が混在しない場合は、IFSWの切り替えが不要となり、図8Aの入力インターフェースIF3の上下どちらか一方のみ回路を設ければよい。 Note that if the types of signals are not mixed, such as an SSTL standard signal and an LVTTL standard signal, it is not necessary to switch IFSW, and only one of the upper and lower sides of the input interface IF3 in FIG. .
図9Aに、基準電圧を生成するvref回路の実施例1を示す。図8Aにおいて、動的に設定される差動増幅器AMP3の電源電圧と、図9AのVIFとを等しく設定する。その場合、例えば、図9Aに示すように、電源電圧VIFを抵抗にて2分割してvrefを生成すればよい。また、図9Bに示すように、抵抗に代えて、トランジスタのゲート電位を制御し導電状態によって電源電圧VIFを2分割してvrefを生成してもよい。 FIG. 9A shows a first embodiment of a vref circuit that generates a reference voltage. In FIG. 8A, the power supply voltage of the differential amplifier AMP3 that is dynamically set is set equal to the VIF in FIG. 9A. In this case, for example, as shown in FIG. 9A, the power supply voltage VIF may be divided into two by a resistor to generate vref. Further, as shown in FIG. 9B, instead of the resistor, vref may be generated by controlling the gate potential of the transistor and dividing the power supply voltage VIF into two according to the conductive state.
以上の動作を図8Bのタイミングダイアグラムに示す。図8Bは、制御端子IFSW、入力端子in、内部ロジック端子DVXの信号の時間変化を示している。IFSWがLOレベル(図8BでVSS)のとき、差動増幅器AMP3および反転増幅器AMP4が動作し、SSTLの信号の入力が可能になり、信号振幅の変換が実行される。また、IFSWがHIレベル(図8BでVIF)のとき、インバータIV3、IV4が動作し、LVTTL規格の信号の入力が可能になり、信号振幅が変換される。本発明の差動増幅器AMP3、および反転増幅器AMP4が本発明の入力変換部に相当する。また、インバータIV3およびIV4が本発明の入力変換部に相当する。 The above operation is shown in the timing diagram of FIG. 8B. FIG. 8B shows a time change of signals of the control terminal IFSW, the input terminal in, and the internal logic terminal DVX. When IFSW is at the LO level (VSS in FIG. 8B), the differential amplifier AMP3 and the inverting amplifier AMP4 operate to allow the SSTL signal to be input and to convert the signal amplitude. In addition, when IFSW is at the HI level (VIF in FIG. 8B), the inverters IV3 and IV4 operate, and an LVTTL standard signal can be input, and the signal amplitude is converted. The differential amplifier AMP3 and the inverting amplifier AMP4 of the present invention correspond to the input conversion unit of the present invention. Inverters IV3 and IV4 correspond to the input conversion unit of the present invention.
《第4実施形態》
図10Aおよび図10Bを参照して本発明の第4実施形態に係る回路システムを説明する。上記第3実施形態では、第1実施形態と同様、回路システム内に設けた供給電圧が可
変である電源4により、差動増幅器AMP3およびインバータIV3の電源電圧を制御した。そして、信号レベルおよび信号の方式が変化するバス1から信号を入力し、デバイス2の内部ロジックで処理可能な信号レベルおよび信号の方式に変換する入力インターフェース部IF3の例を説明した。本実施形態では、供給電圧が可変である電源4に代えて、第2実施形態と同様、複数の電源電圧をスイッチによって切り替えることで信号レベルを変換し、バス1の信号をデバイス2の内部ロジックで処理可能な信号レベルおよび信号の方式に変換する入力インターフェース部IF4を説明する。本実施形態の他の構成および作用は、第3実施形態と同様である。そこで、同一の構成要素については、同一の符号を付してその説明を省略する。
<< 4th Embodiment >>
A circuit system according to a fourth embodiment of the present invention will be described with reference to FIGS. 10A and 10B. In the third embodiment, as in the first embodiment, the power supply voltage provided in the circuit system and having a variable supply voltage is used to control the power supply voltages of the differential amplifier AMP3 and the inverter IV3. The example of the input interface unit IF3 that inputs a signal from the
図10Aは、本実施形態の入力インターフェース部IF4の構成図であり、図10Bは、各端子の信号を示すタイミングダイアグラムである。 FIG. 10A is a configuration diagram of the input interface unit IF4 of the present embodiment, and FIG. 10B is a timing diagram showing signals at each terminal.
図10A、図10Bに示すように、差動増幅器AMP3および反転増幅器AMP4の電源電圧が、チップ選択信号/CSAから/CSDに応じて、VIFAからVIFDの間で切り替えられ、第3実施形態と同様の信号変換処理が実現される。 As shown in FIGS. 10A and 10B, the power supply voltages of the differential amplifier AMP3 and the inverting amplifier AMP4 are switched between VIFA and VIFD in accordance with the chip selection signals / CSA to / CSD, as in the third embodiment. The signal conversion process is realized.
《第5実施形態》
図11Aおよび図11Bを参照して、本発明の第5実施形態に係る回路システムを説明する。図11A、図11Bに示すように、本実施形態では、第1実施形態から第4実施形態の構成に対し、回路システム内で選択可能な電源電圧のうち、最も高い電源電圧を出力インターフェース部IF5、IF6のPチャンネルトランジスタのバックゲートに供給する。このような構成によって、各Pチャンネルトランジスタの電源電圧を可変に制御した場合でも、すべてのPチャンネルトランジスタで基板(N型領域)とソースおよびドレイン(P型領域)との逆バイアスが確保される。
<< 5th Embodiment >>
A circuit system according to a fifth embodiment of the present invention will be described with reference to FIGS. 11A and 11B. As shown in FIGS. 11A and 11B, in this embodiment, the highest power supply voltage among the power supply voltages that can be selected in the circuit system is set to the output interface unit IF5 as compared with the configurations of the first to fourth embodiments. , And supplied to the back gate of the P-channel transistor of IF6. With such a configuration, even when the power supply voltage of each P-channel transistor is variably controlled, the reverse bias between the substrate (N-type region) and the source and drain (P-type region) is secured in all P-channel transistors. .
なお、同様に、負側の電源電圧のうち、最も低い電圧をNチャンネルトランジスタでバックゲートに供給するようにすればよい。ただし、通常、負側の電源電圧のうち、最も低い電圧はアース電位であるので、その場合には、Nチャンネルトランジスタのバックゲートを接地すればよい。 Similarly, the lowest voltage among the negative side power supply voltages may be supplied to the back gate by the N-channel transistor. However, since the lowest voltage of the negative side power supply voltage is usually the ground potential, in this case, the back gate of the N-channel transistor may be grounded.
以上のような構成により、回路システムで複数の電源電圧を切り替え制御する場合でも、各デバイス2のP型領域とN型領域との間の逆バイアスを保証でき、安定動作が実現される。このような構成は、上記第1実施形態から第4実施形態のいずれに対しても適用できる。
With the configuration as described above, even when a plurality of power supply voltages are switched and controlled in the circuit system, the reverse bias between the P-type region and the N-type region of each
《第6実施形態》
図12Aから図12Dを参照して、本発明の第6実施形態に係る回路システムを説明する。図12Aは、本実施形態の回路システムの構成図である。本実施形態では、上記第1実施形態から第5実施形態の構成に加えて、バス1と各デバイス2との間に遮断スイッチを設ける。
<< 6th Embodiment >>
A circuit system according to a sixth embodiment of the present invention will be described with reference to FIGS. 12A to 12D. FIG. 12A is a configuration diagram of the circuit system of the present embodiment. In the present embodiment, in addition to the configurations of the first to fifth embodiments, a cutoff switch is provided between the
図12Cによって、遮断スイッチの機能を示す。ここでは、デバイス2の出力インターフェース部において、電源電圧1.8v、アース電位0vであって、高インピーダンス状態でバス1から切り離されている場合を仮定する。この場合、例えば、出力インターフェース部のCMOSインバータで、PチャンネルトランジスタのゲートをHIレベル(例えば、1.8v)、NチャンネルトランジスタのゲートをLOレベル(例えば、0v)に設定することで、デバイス2の内部ロジックをバス1から切り離すことができる。
FIG. 12C shows the function of the cutoff switch. Here, it is assumed that the output interface unit of the
しかし、このような状態で、バス1にHIレベルが例えば3.3vである信号が伝搬し
た場合、バス1を伝搬する信号のHIレベルが、Pチャンネルトランジスタのゲート電位よりさらに高電位であるため、Pチャンネルトランジスタがオンとなって、電流が流入する可能性がある。そのような場合でも、図12Cのように遮断スイッチ6を設けることで、デバイス2を確実にバス1から切り離すことができる。
However, in this state, when a signal having a HI level of, for example, 3.3v propagates to the
図12Dに、遮断スイッチの構成を示す。遮断スイッチ6は、例えば、PチャンネルトランジスタとNチャンネルトランジスタとを並列に接続して構成される。そして、Pチャンネルトランジスタのゲートには、デバイス2のチップ選択信号/CS#(例えばデバイ
スAならば/CSA)を加える(LOレベルで選択)。一方、Nチャンネルトランジスタ
のゲートには、デバイス2のチップ選択信号/CS#の反転信号(HIレベル)を加える。これによって、デバイス2のチップ選択時には、2つのトランジスタがともにオンとなり、デバイス2がバス1に接続される。
FIG. 12D shows the configuration of the cutoff switch. The
一方、デバイス2のチップ非選択時には、2つのトランジスタがともにオフとなり、デバイス2がバス1に接続される。ただし、チップ選択信号/CS#の非選択でのHIレベルは、回路システム内で、現在バス1につながっているデバイス2のうち、インターフェース電圧のHIレベルが最も高いものと等しい電圧にする。
On the other hand, when the chip of
すなわち、Pチャンネルトランジスタのゲートには、バス1に接続されているデバイスの中でHIレベルのインターフェース電圧が最も高いものの電源電圧を加える。また、Pチャンネルトランジスタのバックゲートにも、上記インターフェース電圧の最も高いものの電源電圧を加える。一方、Nチャンネルトランジスタのバックゲートには、バス1に接続されているデバイスの中でLOレベルのインターフェース電圧が最も低いものの電源電圧(例えば、アース電位)を加える。これによって、バス1につながるすべての非選択のデバイス2に対して、図12Cの点線の矢印のような電流の流入を防止できる。
That is, the power supply voltage of the device having the highest HI level interface voltage among the devices connected to the
図12Aの例では、バス1に接続されるデバイス2のうち、デバイス2Cが最も高いインターフェース電圧3.3vで動作している。したがって、この場合には、チップ選択信号は、3.3vで使用する。また、最も高いインターフェース電圧3.3vのデバイス2Cは、非選択時に電流が流入する可能性がないので、遮断スイッチ6を設ける必要がない。
In the example of FIG. 12A, among the
図12Bでは、バス1のある信号については、デバイス2C、2Dが接続されていないシステムの例を示す。例えば、デバイス2C、2Dは、他の信号についてはデータの授受を行うと仮定する。この場合には、該信号についてバス1に接続されるデバイスの中では、デバイス2Bが最も高いインターフェース電圧2.5vで動作することになる。したがって、この電圧より低いインターフェース電圧1.8vでバス1に接続されるデバイス2Aに遮断スイッチを設ければよい。
FIG. 12B shows an example of a system in which the
《第7実施形態》
図13Aから図14Bを参照して、本発明の第7実施形態に係る回路システムを説明する。図13Aから図13Cは、本回路システムをパッケージに実装する場合の構成を示している。
<< 7th Embodiment >>
A circuit system according to a seventh embodiment of the present invention will be described with reference to FIGS. 13A to 14B. FIG. 13A to FIG. 13C show a configuration when this circuit system is mounted on a package.
本実施形態では、1つのパッケージに、複数のデバイス2(すなわち、半導体チップ)を実装する場合の構成を説明する。この場合に、1つのデバイス2において、信号を授受する相手デバイスとのインターフェースとして、特定デバイスに対する専用IFとその他のデバイスに対するIFをそれぞれ持つ場合について考える。
In the present embodiment, a configuration in which a plurality of devices 2 (that is, semiconductor chips) are mounted on one package will be described. In this case, let us consider a case in which one
図13Aは、パッドとボンディングワイヤとの接続関係のイメージ図である。ここで、
第2実施形態、第4実施形態、および第5実施形態で説明した切り替えスイッチは図13AのIO回路内に存在する。ここでは、同一パッケージ内の相手デバイスへのボンディングワイヤとパッケージのピンを経由してシステムバスへ接続されるボンディングワイヤとを別のパッドを介して接続する。図13Bはチップの断面イメージ図である。図13Bに示すように、パッドをIO回路の上層に配置する技術がある。また、図13Bのように、パッドの層では、配線層と比較して、パターン密度が低く、十分に空き領域が存在する。そこで、本実施形態の回路システムでのパッド増加分をIO回路上の領域に配置することで、チップサイズの増大を抑制しながらパッド数の増加を実現できる。このようにパッドを配置すれば、パッケージ内デバイスとパッケージ外のシステムバスとに対してそれぞれ別にパッドを設けボンディングワイヤを接続しても、IO回路の大きさはほとんど増大しない。
FIG. 13A is an image diagram of a connection relationship between a pad and a bonding wire. here,
The changeover switch described in the second embodiment, the fourth embodiment, and the fifth embodiment exists in the IO circuit of FIG. 13A. Here, the bonding wire to the counterpart device in the same package and the bonding wire connected to the system bus via the package pin are connected via different pads. FIG. 13B is a cross-sectional image view of the chip. As shown in FIG. 13B, there is a technique in which pads are arranged in an upper layer of an IO circuit. Further, as shown in FIG. 13B, the pad layer has a lower pattern density than the wiring layer, and a sufficient free area exists. Thus, by arranging the pad increase in the circuit system of this embodiment in the area on the IO circuit, it is possible to increase the number of pads while suppressing an increase in chip size. If the pads are arranged in this manner, the size of the IO circuit hardly increases even if pads are separately provided for the in-package device and the system bus outside the package and the bonding wires are connected.
また、図13Cは、1つのパッケージ内に複数のデバイス2を同梱する回路システムの例を示している。
FIG. 13C shows an example of a circuit system in which a plurality of
通常、図13Bのようにそれぞれのパッドから別々のパッケージピンを経由して出力する場合はパッケージピン数の増加が懸念される。しかし、本実施形態の回路システムのような構成により、複数デバイスを同一パッケージ内に同梱するシステム構成(SiP(System in Package)、MCP(Muiti Chip Package)等と呼ぶ)の場合は、同梱デバイス同士の接続はボンディングワイヤによる接続のみで実現できるため、パッケージピン数の増加なく実現可能になる。 Normally, when outputting from each pad via separate package pins as shown in FIG. 13B, there is a concern about an increase in the number of package pins. However, in the case of a system configuration in which a plurality of devices are bundled in the same package (referred to as SiP (System in Package), MCP (Muti Chip Package), etc.) due to the configuration of the circuit system of the present embodiment. Since devices can be connected only by bonding wires, the number of package pins can be increased.
図14Aは、本回路システムのインターフェースIF7の構成図である。また、図14Bは、それぞれの端子の信号レベルの時間変化を示すタイミングダイアグラムである。図14Aの内部ロジック端子DVAには、LOレベルVSS、HIレベルVDDIの内部ロジックで処理された信号が入力される。ここでは、電源電圧がVDDIの出力ドライバと、その他の電源電圧の出力ドライバを別に持つ場合の、切り替えスイッチ付き出力インターフェース部IF7について、説明する。 FIG. 14A is a configuration diagram of the interface IF7 of the circuit system. FIG. 14B is a timing diagram showing the time change of the signal level of each terminal. Signals processed by the internal logic of the LO level VSS and the HI level VDDI are input to the internal logic terminal DVA in FIG. 14A. Here, the output interface unit IF7 with a changeover switch in the case where an output driver having a power supply voltage of VDDI and an output driver having another power supply voltage are separately described.
図14Aで、フリップフロップFF1および反転増幅器AMP1の構成および作用は、第1実施形態と同様である。したがって、内部ロジック端子DVA、フリップフロップFF1、反転増幅器AMP1、および外部端子out2を含む回路によって第1実施形態と同様、内部ロジック回路での信号レベルVDDIがバス1の信号レベルVIFへ変換される。そして、外部端子out2は、例えば、図13Aのシステムバスへのボンディングワイヤへ接続するよう構成すればよい。
In FIG. 14A, the configurations and operations of the flip-flop FF1 and the inverting amplifier AMP1 are the same as those in the first embodiment. Therefore, the signal level VDDI in the internal logic circuit is converted into the signal level VIF of the
一方、内部ロジック端子DVA、インバータIV5、反転増幅器AMP5、および外部端子out1を含む回路では、内部ロジック回路での信号レベルVDDIがそのまま出力される。そして、外部端子out1は、例えば、図13Aの同一パッケージ内のデバイス2Dへのボンディングワイヤへ接続するよう構成すればよい。
On the other hand, in a circuit including the internal logic terminal DVA, the inverter IV5, the inverting amplifier AMP5, and the external terminal out1, the signal level VDDI in the internal logic circuit is output as it is. The external terminal out1 may be configured to be connected to a bonding wire to the
図14Aにおいて、制御端子/CS=Lのとき、out1またはou2への出力が可能となる。その場合、図14Bに示すように、制御端子Output switch=Hのとき、外部端子out1への信号(デバイス2Dへの出力)が有効となる。また、Output switch=Lのとき、外部端子out2への信号(システムバスへの出力)が有効となる。なお、図14Aでは、Output switch=Hの場合、レベルシフタである反転増幅器AMP1も非活性化し、無駄な電流を消費しないようにしている。
In FIG. 14A, when control terminal / CS = L, output to out1 or ou2 is possible. In this case, as shown in FIG. 14B, when the control terminal Output switch = H, the signal to the external terminal out1 (output to the
さらに、制御端子/CS=Hのとき、Out1,2とも非選択となる。この場合は、反転増幅器AMP1およびAMP5は、ともに高インピーダンス状態となる。 Further, when the control terminal / CS = H, both Out 1 and 2 are not selected. In this case, both inverting amplifiers AMP1 and AMP5 are in a high impedance state.
以上のような構成により、信号レベルの変換が不要な相手デバイス2Dとの信号授受は、レベル変換のない出力ドライバを通じて実施すればよい。同一パッケージ内のデバイスは、自デバイスと同一の信号レベル、信号規格で実現できる可能性がある。したがって、そのようなレベル変換不要の専用出力を設けることで、アクセス頻度の多い、同一パッケージ内デバイスと高速に、低消費電力で信号授受が実現される。
With the configuration as described above, signal exchange with the
また、図13Aのようなパッドを設けることで、パッケージピンの増加を抑制し、さらにチップサイズを抑制して、レベル変換がなされるインターフェースと、レベル変換がなされないインターフェースを設けることができる。 Further, by providing pads as shown in FIG. 13A, it is possible to suppress an increase in package pins, further suppress the chip size, and provide an interface that performs level conversion and an interface that does not perform level conversion.
《第8実施形態》
図15A、図15Bを参照して、本発明の第8実施形態に係る回路システムのインターフェースIF8を説明する。本実施形態の回路システムは、第7実施形態の構成に対して、さらに、レベル変換がなされるインターフェースへと、レベル変換がなされないインターフェースとの対して同時出力機能を設けた。他の構成および作用は第7実施形態と同様である。そこで、同一の構成要素については、第7実施形態と同様の符号を付してその説明を省略する。
<< Eighth Embodiment >>
The interface IF8 of the circuit system according to the eighth embodiment of the present invention will be described with reference to FIGS. 15A and 15B. The circuit system of the present embodiment is further provided with a simultaneous output function for an interface that is not subjected to level conversion to an interface that is subjected to level conversion, in addition to the configuration of the seventh embodiment. Other configurations and operations are the same as those of the seventh embodiment. Therefore, the same components are denoted by the same reference numerals as those in the seventh embodiment, and description thereof is omitted.
図15Aにおいて、制御端子/CS=Lのとき、out1またはout2への出力が可能となる。そして、図15Bに示すように、制御端子/both enable=Lかつoutput switch=Hのとき、out1,out2両方へ同時出力される。また、/both enable=Hのときは、output switch=Lのとき、out2(システムバスへの出力)が有効となる。さらに、output switch=H のとき、out1(デバイスDへの出力)が有効となる。さらにまた、output switch=Hの場合、レベルシフタである反転増幅器AMP1は非活性化し、無駄な電流を消費しないようにしている。 さらに、制御端子/CS=Lのとき、Out1,2とも非選択となる。この場合は、反転増幅器AMP1およびAMP5は、ともに高インピーダンス状態となる。 In FIG. 15A, when the control terminal / CS = L, output to out1 or out2 is possible. Then, as shown in FIG. 15B, when the control terminal / both enable = L and output switch = H, the signals are simultaneously output to both out1 and out2. Also, when / both enable = H, out2 (output to the system bus) is valid when output switch = L. Further, when output switch = H, out1 (output to device D) is valid. Furthermore, when output switch = H, the inverting amplifier AMP1, which is a level shifter, is deactivated so that useless current is not consumed. Further, when the control terminal / CS = L, both Out1 and Out2 are not selected. In this case, both inverting amplifiers AMP1 and AMP5 are in a high impedance state.
《第9実施形態》
図16A、図16Bを参照して、本発明の第9実施形態に係る回路システムのインターフェースIF9を説明する。本実施形態の回路システムは、第1実施形態、あるいは第7実施形態のように、システム内に供給電圧が可変である電源4(電圧供給源)を持つ代わりに、第2実施形態と同様、複数の電源電圧をスイッチによって切り替えることで信号レベルを切り替える。他の構成および作用は、第7実施形態と同様である。そこで、同一の構成要素については、第7実施形態と同様の符号を付してその説明を省略する。
<< Ninth Embodiment >>
The interface IF9 of the circuit system according to the ninth embodiment of the present invention will be described with reference to FIGS. 16A and 16B. The circuit system of the present embodiment is similar to the second embodiment, instead of having a power supply 4 (voltage supply source) whose supply voltage is variable in the system as in the first embodiment or the seventh embodiment. The signal level is switched by switching a plurality of power supply voltages with a switch. Other configurations and operations are the same as those of the seventh embodiment. Therefore, the same components are denoted by the same reference numerals as those in the seventh embodiment, and description thereof is omitted.
図16Aにおいて、制御端子/CS=Lのとき、out1またはout2への出力が可能となる。そして、図16Bに示すように、制御端子Output switch=Hのとき、out1(デバイス2Dへの出力)が有効となる。また、Output switch=L のとき、out2(システムバスへの出力)が有効となる。さらにまた、Output switch=Hの場合、レベルシフタも非活性化し、無駄な電流を消費しないようにしている。
In FIG. 16A, when control terminal / CS = L, output to out1 or out2 is possible. As shown in FIG. 16B, out1 (output to the
さらに、制御端子/CS=Hのとき、Out1,2とも非選択となる。この場合は、反転増幅器AMP1およびAMP5は、ともに高インピーダンス状態となる。電源電圧は、第2実施形態と同様、PswitchでVIFA/Bを切り替える (VIFA≦VIFBの例)。Pswitch=Hのとき、VIFAの信号レベルで出力し、pswitch=Lのとき、VIFBの信号レベルで出力する。 Further, when the control terminal / CS = H, both Out 1 and 2 are not selected. In this case, both inverting amplifiers AMP1 and AMP5 are in a high impedance state. As with the second embodiment, the power supply voltage is switched between VIFA / B by Pswitch (example of VIFA ≦ VIFB). When Pswitch = H, the signal is output at the VIFA signal level. When pswitch = L, the signal is output at the VIFB signal level.
《第10実施形態》
図17A、図17Bを参照して、本発明の第8実施形態に係る回路システムのインターフェースIF10を説明する。本実施形態の回路システムは、第9実施形態の構成に対して、さらに、レベル変換がなされるインターフェースへと、レベル変換がなされないインターフェースとに対して同時出力機能を設けた。他の構成および作用な第9実施形態と同様である。そこで、同一の構成要素については、第9実施形態と同様の符号を付してその説明を省略する。
<< 10th Embodiment >>
The interface IF10 of the circuit system according to the eighth embodiment of the present invention will be described with reference to FIGS. 17A and 17B. The circuit system of this embodiment is provided with a simultaneous output function for the interface to which level conversion is performed and the interface to which level conversion is not performed in addition to the configuration of the ninth embodiment. Other configurations and operations are the same as those of the ninth embodiment. Therefore, the same constituent elements are denoted by the same reference numerals as those in the ninth embodiment, and the description thereof is omitted.
図17Aにおいて、制御端子/CS=Lのとき、out1またはout2への出力が可能となる。そして、図17Bに示すように、制御端子/both enable=Lかつoutput switch=Hのとき、out1,out2両方へ同時出力する。/both enable=Hのときは、output switch=Lのとき、out2(システムバスへの出力)が有効となる。また、output switch=H のとき、out1(デバイスDへの出力)が有効となる。さらに、 output switch=Hの場合、レベルシフタである反転増幅器AMP1が非活性化し、無駄な電流を消費しないようにしている。 In FIG. 17A, when the control terminal / CS = L, output to out1 or out2 is possible. Then, as shown in FIG. 17B, when the control terminal / both enable = L and output switch = H, the signals are output simultaneously to both out1 and out2. When / both enable = H, out2 (output to the system bus) becomes valid when output switch = L. Also, when output switch = H, out1 (output to device D) is valid. Further, when output switch = H, the inverting amplifier AMP1, which is a level shifter, is deactivated so that useless current is not consumed.
さらに、制御端子/CS=Hのとき、Out1,2とも非選択となる。この場合は、反転増幅器AMP1およびAMP5は、ともに高インピーダンス状態となる。 Further, when the control terminal / CS = H, both Out 1 and 2 are not selected. In this case, both inverting amplifiers AMP1 and AMP5 are in a high impedance state.
《第11実施形態》
図18Aおよび図18Bを参照して、本発明の第11実施形態に係る回路システムのインターフェースIF11を説明する。本実施形態では、第3実施形態の構成に対して、信号規格を変換しない入力インターフェースを有する回路システムを説明する。
<< 11th Embodiment >>
The interface IF11 of the circuit system according to the eleventh embodiment of the present invention will be described with reference to FIGS. 18A and 18B. In the present embodiment, a circuit system having an input interface that does not convert a signal standard with respect to the configuration of the third embodiment will be described.
すなわち、図18Aにおいて、外部端子in2、インバータIV7、IV8を含む回路は、信号規格を変換しない入力回路である。一方、外部端子in1、差動増幅器AMP3および反転増幅器AMP4は、SSTL規格の信号をロジック内部の信号レベルに変換する回路であり、第3実施系形態で説明したものと同様である。 That is, in FIG. 18A, the circuit including the external terminal in2 and the inverters IV7 and IV8 is an input circuit that does not convert the signal standard. On the other hand, the external terminal in1, the differential amplifier AMP3, and the inverting amplifier AMP4 are circuits that convert a signal of the SSTL standard into a signal level inside the logic, and are the same as those described in the third embodiment.
図18Bに示すように、IFSW=Hのとき、in1(deviceDの入力)が有効となる。また、IFSW=Lのとき、in2(システムバス信号の入力)が有効となる。 As shown in FIG. 18B, in1 (input of deviceD) is valid when IFSW = H. When IFSW = L, in2 (system bus signal input) is valid.
《第12実施形態》
図19Aおよび図19Bを参照して、本発明の第12実施形態に係る回路システムのインターフェースIF12を説明する。本実施形態では、VDDI電位の入力回路とその他の電圧の入力回路を別に持つ場合の、切り替えスイッチ付き入力インターフェース部を示す。本実施形態では、第11実施形態に対して、同一パッケージ内のデバイス2Dとの信号送受信がLVTTLで行われる点が相違する。
<< Twelfth Embodiment >>
The interface IF12 of the circuit system according to the twelfth embodiment of the present invention will be described with reference to FIGS. 19A and 19B. In the present embodiment, an input interface unit with a changeover switch in the case of separately having a VDDI potential input circuit and another voltage input circuit is shown. This embodiment is different from the eleventh embodiment in that signal transmission / reception with the
図19Bに示すように、IFSW=Hのとき、in1(deviceDの入力)が有効となる。また、IFSW=Lのとき、in2(システムバス信号の入力)が有効となる。 As shown in FIG. 19B, in1 (input of deviceD) is effective when IFSW = H. When IFSW = L, in2 (system bus signal input) is valid.
《第13実施形態》
図20Aおよび図20Bを参照して本発明の第13実施形態に係る回路システムを説明する。本実施形態では、入力インターフェースと出力インターフェースの双方において、信号レベルを変換する入出力回路をもつ回路システムの例を説明する。
<< 13th Embodiment >>
A circuit system according to a thirteenth embodiment of the present invention will be described with reference to FIGS. 20A and 20B. In the present embodiment, an example of a circuit system having an input / output circuit that converts a signal level in both an input interface and an output interface will be described.
図20Aにおいて、回路ブロックIF13が出力インターフェースを示している。回路
ブロックIF13内のフリップフロップFF1および反転増幅器AMP1の構成および作用は、第1実施形態の場合と同様である。また、回路ブロックIF14が入力インターフェースを示している。回路ブロックIF14内の差動増幅器AMP3および反転増幅器AMP4の構成および作用は、第3実施形態の場合と同様である。
In FIG. 20A, a circuit block IF13 indicates an output interface. The configurations and operations of the flip-flop FF1 and the inverting amplifier AMP1 in the circuit block IF13 are the same as those in the first embodiment. The circuit block IF14 indicates an input interface. The configurations and operations of the differential amplifier AMP3 and the inverting amplifier AMP4 in the circuit block IF14 are the same as those in the third embodiment.
図20Bに示すように、OE(Output enable)=Hのときに、出力可能となる。OE=Lのときは、入力可能となる。OE=Lのときはn01=H、n02=Lとなり、出力ドライバ側は高インピーダンス状態になり、入力信号を妨害しない。 As shown in FIG. 20B, output is possible when OE (Output enable) = H. When OE = L, input is possible. When OE = L, n01 = H and n02 = L, and the output driver side is in a high impedance state and does not disturb the input signal.
《本実施形態におけるシステム設計》
図21に、本実施形態の回路システムを設計する場合の設計時フローチャートを示す。この設計では、まず、データの送受信を行うデバイスの組み合わせが既知か否かが判定される(S21)。デバイスの組み合わせが既知でない場合、デバイス間のデータ送受信が設計される(S22)。
<< System design in this embodiment >>
FIG. 21 shows a design flowchart when designing the circuit system of the present embodiment. In this design, first, it is determined whether or not a combination of devices for transmitting and receiving data is known (S21). If the combination of devices is not known, data transmission / reception between devices is designed (S22).
デバイスの組み合わせが既知である場合、デバイスの組み合わせとインターフェース電圧の大小関係が明示される(S23)。そして、電源可変の方式がスイッチングによるか否かが判定される(S24)。 If the device combination is known, the magnitude relationship between the device combination and the interface voltage is clearly indicated (S23). Then, it is determined whether or not the power supply variable method is based on switching (S24).
電源可変の方式がスイッチングによる場合、デバイスのIO部が設計される(S25)。次に、インターフェースの規格が1種類か否かが判定される(S26)。インターフェースの規格が一種類の場合、スイッチを有し、規格に対応したインターフェースの回路を1種類設計する(S27)。一方、インターフェースの規格が二種類以上の場合、スイッチを有し、規格に対応したインターフェースの回路を該当する種類数設計する(S28)。 When the power supply variable method is switching, the IO part of the device is designed (S25). Next, it is determined whether there is one type of interface standard (S26). If there is only one type of interface standard, a switch is provided and one type of interface circuit corresponding to the standard is designed (S27). On the other hand, when there are two or more types of interface standards, a switch is provided and the number of corresponding types of interface circuits corresponding to the standards is designed (S28).
また、電源可変の方式がスイッチングによらない場合、回路システム内に可変電源を配置する(S29)。そして、デバイスのIO部が設計される(S30)。次に、インターフェースの規格が1種類か否かが判定される(S31)。インターフェースの規格が1種類の場合、規格に対応したインターフェースの回路を1種類設計する(S32)。一方、インターフェースの規格が二種類以上の場合、規格に対応したインターフェースの回路を該当する種類数設計する(S33)。 If the power supply variable method is not switching, a variable power supply is arranged in the circuit system (S29). Then, the IO unit of the device is designed (S30). Next, it is determined whether there is one type of interface standard (S31). When there is one type of interface standard, one type of interface circuit corresponding to the standard is designed (S32). On the other hand, when there are two or more types of interface standards, the number of corresponding types of interface circuits corresponding to the standards is designed (S33).
《実施形態の効果》
デジタル、アナログ、複数種のメモリといった多種類のデバイスを搭載して構成するシステムなどに利用でき、デバイスの選択肢を広げることができる。また、インターフェース電圧を下げられるデバイスについてはインターフェース電圧の低いデバイスを作製し、本システムを適用することにより、インターフェースでの消費電力の削減に有効である。特に、バス本数が多い信号(メモリインターフェース等)に関わるインターフェース電圧を低電圧化できると、消費電力削減の効果が大きい。また、バスを複数の信号で共有し、バスリソースを削減することが可能となる。さらに、LSI内部のコア電圧とインターフェース電圧の電圧差により生じていた特性の劣化を抑制する可能性が期待できる。
<< Effects of the Embodiment >>
It can be used in a system that is configured by mounting various types of devices such as digital, analog, and multiple types of memories, and the choice of devices can be expanded. For devices that can reduce the interface voltage, it is effective to reduce the power consumption at the interface by producing a device with a low interface voltage and applying this system. In particular, if the interface voltage related to a signal with a large number of buses (memory interface, etc.) can be lowered, the effect of reducing power consumption is great. In addition, the bus can be shared by a plurality of signals, and the bus resources can be reduced. Furthermore, the possibility of suppressing the deterioration of characteristics caused by the voltage difference between the core voltage inside the LSI and the interface voltage can be expected.
《その他》
本実施形態は、以下の発明の態様(以下、付記という)を含む。
(付記1)
複数のデバイスが共通接続線を介して信号を授受するとき、前記デバイスと前記共通接続線との間に介在するインターフェース回路であって、
前記デバイスから前記共通接続線への信号の出力時に、前記デバイス内での信号レベルを前記共通接続線で授受されるデバイスに相応の信号レベルに変換する出力変換部、およ
び、前記共通接続線から前記デバイスへの信号の入力時に、前記共通接続線で授受されるデバイスに相応の信号レベルを前記デバイス内での信号レベルに変換する入力変換部の少なくとも一方を備えるインターフェース回路。(1)
(付記2)
前記出力変換部および前記入力変換部は、所定の選択信号にしたがって前記共通接続線へ前記デバイスを接続し、または前記共通接続線と前記デバイスとを遮断するスイッチ部を含む付記1に記載のインターフェース回路。(2)
(付記3)
前記出力変換部および前記入力変換部は、増幅回路と、前記増幅回路に対して2以上の駆動電圧をそれぞれ供給する2以上の電源のいずれか1つを接続し、前記接続された電源以外を前記増幅回路から遮断する、電源切り替え部を含む付記1または2に記載のインターフェース回路。(3)
(付記4)
前記インターフェース回路は、接地電位を基準に設定される上位電位および下位電位によって信号値が定義される第1の信号方式と、所定の基準電位から正方向の正側振幅値および前記基準電圧より負方向の負側振幅値によって信号値が定義される第2の信号方式との間で信号値を変換する信号方式変換部をさらに有する付記1から3のいずれかに記載のインターフェース回路。(4)
(付記5)
複数のデバイスと、
前記デバイスを接続する共通接続線と、
前記デバイスが共通接続線を介して信号を授受するとき、前記デバイスと前記共通接続線との間に介在するインターフェース回路を制御する制御回路と、を備え、
前記デバイスは、それぞれ前記インターフェース回路を有し、
前記インターフェース回路は、
前記デバイスから前記共通接続線への信号の出力時に、前記デバイス内での信号レベルを前記共通接続線で授受されるデバイスに相応の信号レベルに変換する出力変換部、および、前記共通接続線から前記デバイスへの信号の入力時に、前記共通接続線で授受されるデバイスに相応の信号レベルを前記デバイス内での信号レベルに変換する入力変換部の少なくとも一方を有する回路システム。(5)
(付記6)
前記制御回路は、前記共通接続線に前記信号を出力し、または、前記共通デジタル線から前記信号を入力するデバイスを選択する選択信号出力部を有する付記5に記載の回路システム。
(付記7)
前記出力変換部および前記入力変換部は、前記選択信号にしたがって前記共通接続線へ前記デバイスを接続し、または前記共通接続線と前記デバイスとを遮断するスイッチ部を含む付記6に記載の回路システム。
(付記8)
前記出力変換部および前記入力変換部は、増幅回路と、前記増幅回路に対して2以上の駆動電圧をそれぞれ供給する2以上の電源のいずれか1つを接続し、前記接続された電源以外を前記増幅回路から遮断する、電源切り替え部を含む付記6または7に記載のインターフェース回路。
(付記9)
前記インターフェース回路は、前記制御回路からの制御信号にしたがって出力電圧を制御される電源によって駆動される増幅器を有する付記4に記載の回路システム。
(付記10)
前記インターフェース回路は、接地電位を基準にして設定される上位電位および下位電位によって信号値が定義される第1の信号方式と、所定の基準電位から正方向の正側振幅値および前記基準電圧より負方向の負側振幅値によって信号値が定義される第2の信号方
式と間で信号値を変換する信号方式変換部をさらに有する付記5から9のいずれかに記載の回路システム。
(付記11)
前記出力変換部にPチャンネルトランジスタが含まれる場合に、そのPチャンネルトランジスタのバックゲート電圧には、前記複数の信号レベルに対応して設けられている電源電圧のうち最も高い電源電圧が供給される付記5から10のいずれかに記載の回路システム。
(付記12)
前記出力変換部にNチャンネルトランジスタが含まれる場合に、そのNチャンネルトランジスタのバックゲート電圧には、前記複数の信号レベルに対応して設けられている負側電源電圧および接地電位のうち最も低い電圧が供給される付記5から10のいずれかに記載の回路システム。
<Others>
The present embodiment includes the following aspects of the invention (hereinafter referred to as supplementary notes).
(Appendix 1)
When a plurality of devices send and receive signals through a common connection line, an interface circuit interposed between the device and the common connection line,
An output converter that converts a signal level in the device to a signal level corresponding to a device that is exchanged on the common connection line when a signal is output from the device to the common connection line; and An interface circuit comprising at least one of input conversion units for converting a signal level corresponding to a device exchanged with the common connection line into a signal level in the device when a signal is input to the device. (1)
(Appendix 2)
The interface according to
(Appendix 3)
The output conversion unit and the input conversion unit are connected to any one of an amplifier circuit and two or more power supplies that supply two or more drive voltages to the amplifier circuit, respectively. The interface circuit according to
(Appendix 4)
The interface circuit includes a first signal system in which a signal value is defined by an upper potential and a lower potential set with reference to a ground potential, a positive amplitude value in a positive direction from a predetermined reference potential, and a negative value from the reference voltage. 4. The interface circuit according to any one of
(Appendix 5)
Multiple devices,
A common connection line connecting the devices;
A control circuit that controls an interface circuit interposed between the device and the common connection line when the device transmits and receives a signal through the common connection line;
Each of the devices has the interface circuit,
The interface circuit is
An output converter that converts a signal level in the device to a signal level corresponding to a device that is exchanged on the common connection line when a signal is output from the device to the common connection line; and A circuit system having at least one of input conversion units for converting a signal level corresponding to a device exchanged with the common connection line into a signal level in the device when a signal is input to the device. (5)
(Appendix 6)
The circuit system according to
(Appendix 7)
The circuit system according to
(Appendix 8)
The output conversion unit and the input conversion unit are connected to any one of an amplifier circuit and two or more power supplies that supply two or more drive voltages to the amplifier circuit, respectively. The interface circuit according to
(Appendix 9)
The circuit system according to
(Appendix 10)
The interface circuit includes a first signal system in which a signal value is defined by an upper potential and a lower potential set with reference to a ground potential, a positive amplitude value in a positive direction from a predetermined reference potential, and the reference voltage. The circuit system according to any one of
(Appendix 11)
When the output conversion unit includes a P channel transistor, the highest power supply voltage among the power supply voltages provided corresponding to the plurality of signal levels is supplied to the back gate voltage of the P channel transistor. The circuit system according to any one of
(Appendix 12)
When the output conversion unit includes an N channel transistor, the back gate voltage of the N channel transistor is the lowest voltage among the negative power supply voltage and the ground potential provided corresponding to the plurality of signal levels. 11. The circuit system according to any one of
本発明は、複数種類の半導体デバイスを用いてシステムを構成する場合、特にインターフェース電圧の異なる複数種類の半導体デバイスを使用する場合に、有効に利用できる。また、データ送受信に関わる消費電力を低く抑えるなどの利点のために、本技術を積極的に利用しインターフェース電圧の異なる(低い)デバイスを作製し、使用することによりシステムを構成するような場合にも、活用できる。 The present invention can be effectively used when a system is configured using a plurality of types of semiconductor devices, particularly when a plurality of types of semiconductor devices having different interface voltages are used. In addition, due to advantages such as low power consumption related to data transmission / reception, this technology is actively used to create (low) devices with different interface voltages and configure the system by using them. Can also be used.
1 バス
2、2A、2B、2C、2D デバイス
3 制御回路
4 電源
5 増幅器
AMP1 反転増幅器
AMP3 差動増幅器
AMP4 反転増幅器
FF1 フリップフロップ
IF1−IF11 インターフェース回路
IV1、IV2、IV3、IV4、IV5 インバータ
PM1、PM2、PM3 Pチャンネルのトランジスタ
NM1、NM2、NM3 Nチャンネルのトランジスタ
1
Claims (5)
前記デバイスから前記共通接続線への信号の出力時に、前記デバイス内での信号レベルを前記共通接続線で授受される信号レベルに変換する出力変換部、および、前記共通接続線から前記デバイスへの信号の入力時に、前記共通接続線で授受される信号レベルを前記デバイス内での信号レベルに変換する入力変換部の少なくとも一方を備えるインターフェース回路。 When a plurality of devices send and receive signals through a common connection line, an interface circuit interposed between the device and the common connection line,
An output conversion unit that converts a signal level in the device to a signal level transmitted and received by the common connection line when a signal is output from the device to the common connection line; and from the common connection line to the device An interface circuit comprising at least one of input conversion units for converting a signal level transmitted and received through the common connection line into a signal level in the device when a signal is input.
前記デバイスを接続する共通接続線と、
前記デバイスが共通接続線を介して信号を授受するとき、前記デバイスと前記共通接続線との間に介在するインターフェース回路を制御する制御回路と、を備え、
前記デバイスは、それぞれ前記インターフェース回路を有し、
前記インターフェース回路は、
前記デバイスから前記共通接続線への信号の出力時に、前記デバイス内での信号レベルを前記共通接続線で授受される信号レベルに変換する出力変換部、および、前記共通接続線から前記デバイスへの信号の入力時に、前記共通接続線で授受される信号レベルを前記デバイス内での信号レベルに変換する入力変換部の少なくとも一方を有する回路システム。 Multiple devices,
A common connection line connecting the devices;
A control circuit that controls an interface circuit interposed between the device and the common connection line when the device transmits and receives a signal through the common connection line;
Each of the devices has the interface circuit,
The interface circuit is
An output conversion unit that converts a signal level in the device to a signal level transmitted and received by the common connection line when a signal is output from the device to the common connection line; and from the common connection line to the device A circuit system having at least one of input conversion units for converting a signal level transmitted and received through the common connection line into a signal level in the device when a signal is input.
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