JP5487080B2 - 信号伝送システムおよび半導体回路 - Google Patents
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Description
本実施形態では、受信回路の負荷容量が変化した場合でも、スルーレートの低下の抑制とリンギングの抑制とを両立させることができる信号伝送システムおよび半導体回路について説明する。
Trを立ち上がり時間とすると、立ち上がり時203に含まれる信号の周波数成分は、次式のように表せる(参考文献:ハワード・ジョンソン著「高速信号ボードの設計 基礎編」P.146、[3.20])。
fknee=0.35/Tr (式1)
Tr=3RonCload (式2)
fknee=0.35/3RonCload (式3)
fc=1/2πRhpfChpf (式4)
fc<fknee (式5)
反射によるリンギングの周波数frは、この信号伝送システムでは、単純に求めることができない。よって、カットオフ周波数fcをリンギングの周波数よりも高くする手法は用いない。伝送信号に発生するリンギングは、反射によっておこるため、反射波をダンピングするように、RC並列回路の抵抗値を設定する手法を用いる。リンギングはC1とC2が充電されている定常状態での振動であるため、反射波はR1とR2を通過して送信端に戻ってくる。つまり、R1とR2があることで波形がダンピングされることになる。
Z0≧Ron+R1≧Z0/2 (式6)
Z0≧Ron+R1+R2≧Z0/2 (式7)
第1のRC並列回路104は、受信回路109の負荷容量Cloadが最大の場合Cload_maxを想定し、式2〜4および式6より得られる次式を満たすように設計する。なお、式4のRhpf、ChpfをそれぞれR1、C1とする。
C1>3Ron*Cload_max/(0.35*2π*R1) (式8)
Z0−Ron≧R1≧Z0/2−Ron (式9)
C2>3Ron*Cload/(0.35*2π*R2) (式10)
Z0−Ron−R1≧R2≧Z0/2−Ron−R1 (式11)
本発明の第2の実施形態では、RC並列回路の実装面積を小さくすることができる信号伝送システムを説明する。
本発明の第3の実施形態では、RC並列回路の実装面積を小さくすることができる信号伝送システムを説明する。
本発明の第4の実施形態では、1つの送信回路101あたりに接続される受信回路109の数を増加することができる信号伝送システムを説明する。
本発明の第5の実施形態では、RC並列回路の実装面積を小さくすることができる信号伝送システムを説明する。
本発明の第6の実施形態では、RC並列回路の実装面積を小さくすることができる信号伝送システムを説明する。
本発明の第7の実施形態では、第1のRC並列回路を使用せずに、スルーレートの低下の抑制とリンギングの抑制を両立させながら、信号伝送システムでの負荷容量の変化に対応することができる信号伝送システムを説明する。
C2>3Rbuffer_on*Cload/(0.35*2π*R2) (式12)
Z0−Rbuffer_on≧R2≧Z0/2−Rbuffer_on (式13)
101 送信回路
102 第1の半導体素子
R1 抵抗
C1 キャパシタ
103 第1の配線
104 第1のRC並列回路
105 第2の基板
106 コネクタ
R2 抵抗
C2 キャパシタ
107 第2の配線
108 第2のRC並列回路
109 受信回路
110 第2の半導体素子
Claims (6)
- 送信回路からの信号を配線を通じて受信回路へ伝送する信号伝送システムであって、
前記送信回路を実装する第1の基板上において、前記配線に対して直列に接続された第1のRC並列回路と、
前記受信回路を実装し、前記第1の基板に着脱可能である第2の基板上において、前記配線に対して直列に接続された第2のRC並列回路と
を備え、
前記配線の特性インピーダンスをZ 0 、前記送信回路のオン抵抗値をR on 、前記受信回路の負荷容量をC load 、C load の最大値をC load_max とすると、
前記第1のRC並列回路に含まれるキャパシタC 1 および抵抗R 1 は、
C 1 >3R on *C load_max /(0.35*2π*R 1 )
Z 0 −R on ≧R 1 ≧Z 0 /2−R on
を満たし、
前記第2のRC並列回路に含まれるキャパシタC 2 および抵抗R 2 は、
C 2 >3R on *C load /(0.35*2π*R 2 )
Z 0 −R on −R 1 ≧R 2 ≧Z 0 /2−R on −R 1
を満たすことを特徴とする信号伝送システム。 - 前記第1および第2のRC並列回路に含まれる抵抗R1およびR2の少なくとも一方はシート抵抗素子であり、前記第1および第2のRC並列回路に含まれるキャパシタC1およびC2の少なくとも一方はチップコンデンサ素子であり、前記シート抵抗素子の上に前記チップコンデンサ素子を実装することを特徴とする請求項1記載の信号伝送システム。
- 前記第1および第2のRC並列回路に含まれる抵抗R1およびR2の少なくとも一方は集合抵抗素子であることを特徴とする請求項1記載の信号伝送システム。
- さらに、前記送信回路と前記受信回路との間に、前記受信回路の数を切り替えるバススイッチを挿入することを特徴とする請求項1記載の信号伝送システム。
- 前記第1の基板と前記第2の基板は、それぞれの基板に設けられたコネクタによって着脱可能であり、前記コネクタが実装された前記第2の基板の反対側に、第2のRC並列回路を実装することを特徴とする請求項1記載の信号伝送システム。
- 送信回路からの信号を配線を通じて受信回路へ伝送する信号伝送システムであって、
前記送信回路を実装する第1の基板上において、前記配線に対して直列に接続された中継バッファと、
前記受信回路を実装し、前記第1の基板に着脱可能である第2の基板上において、前記配線に対して直列に接続されたRC並列回路と
を備え、
前記配線の特性インピーダンスをZ 0 、前記中継バッファのオン抵抗値をR buffer_on 、前記受信回路の負荷容量をC load とすると、
前記RC並列回路に含まれるキャパシタCおよび抵抗Rは、
C>3R buffer_on *C load /(0.35*2π*R)
Z 0 −R buffer_on ≧R≧Z 0 /2−R buffer_on
を満たすことを特徴とする信号伝送システム。
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