JP3757973B2 - Signal transmission device - Google Patents
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Description
本発明はワークステーションやパーソナルコンピュータなどの装置内に実装される部品(集積回路がその代表的なもの)間の信号伝送技術に関するもので、特に高速な信号伝送に有効な技術に関する。 The present invention relates to a signal transmission technique between components (integrated circuits are typical ones) mounted in an apparatus such as a workstation or a personal computer, and particularly to a technique effective for high-speed signal transmission.
現在のワークステーションやパソコンで用いられているメモリ回路の1例を図3に示す。 An example of a memory circuit used in a current workstation or personal computer is shown in FIG.
30は複数のメモリLSI31が実装されたメモリモジュール、32はメモリコントローラで、メモリLSI31の制御、メモリLSI31への書き込みデータの送信、メモリLSI31からの読み出しデータの受信などを行う。
なお、メモリコントローラ32の中には、メモリLSI31の制御をする部分と書き込みデータの送信と読みだしデータの受信をする部分とを別々の集積回路にておこなうものもある。
In some
ここでのメモリLSIは、クロック同期式のメモリを想定している。クロック同期式メモリとしては、例えばSDRAM(Synchronous Dynamic Random Access Memory)がある。 The memory LSI here is assumed to be a clock synchronous memory. An example of a clock synchronous memory is SDRAM (Synchronous Dynamic Random Access Memory).
このメモリコントローラはマザーボード33上に実装され、メモリモジュール30はコネクタ34によってマザー・ボード上に実装される。
The memory controller is mounted on the
図3には、マザーボード上に実装されているメモリモジュールの枚数は8枚であるが、モジュールの枚数は、システムの規模、仕様またはユーザの目的等によって随時枚数が決められる。 In FIG. 3, the number of memory modules mounted on the motherboard is eight, but the number of modules is determined at any time according to the scale of the system, the specifications, the purpose of the user, and the like.
このメモリ回路の簡単な回路動作は以下の通りである。メモリコントローラから出力される制御信号や書き込み用データ信号は、マザーボード上の信号配線35を通り、コネクタ34、メモリモジュール上の接点36、メモリモジュール上の配線37を経て、各モジュール上のメモリLSI31へと伝えられる。さらに、データの読み出しの場合は、メモリLSI31からモジュール上配線37、接点36、コネクタ34、マザーボード上の配線35を通り、メモリコントローラ32に入力される。
The simple circuit operation of this memory circuit is as follows. Control signals and data signals for writing output from the memory controller pass through the
このような配線35をメモリバスという。図3では複数本あるメモリバスのうち、1本のみを示している。
なお、SDRAMには上記制御信号、データ信号のほかに、クロック信号も供給されるが、図3ではクロック用配線は示していない。クロック用配線はクロック発信源から直接、または分周、分配先よりメモリコントローラやメモリモジュール内にあるメモリLSIに分配される。 Note that, in addition to the control signal and data signal, a clock signal is also supplied to the SDRAM, but the clock wiring is not shown in FIG. The clock wiring is distributed to the memory LSI in the memory controller or memory module directly from the clock source or from a frequency dividing / distributing destination.
このようなメモリシステム内等の集積回路部品間の信号伝送線路に、フリップフロップを用いた単相クロックシステム方式がある。 There is a single-phase clock system method using a flip-flop in a signal transmission line between integrated circuit components in such a memory system.
この技術については、例えば、VLSIシステム設計 回路と実装の基礎(丸善出版、平成7年)の356ページから360ページに詳細に述べられる。 This technology is described in detail, for example, on pages 356 to 360 of VLSI system design circuit and basics of mounting (Maruzen Publishing, 1995).
単相クロック方式の最も簡単な例を図2に示す。図2は出力回路と入力回路とが1:1で接続された伝送回路を示す。ここで、回路ブロック21には、フリップフロップ24と出力回路26があり、また回路ブロック22には入力回路27とフリップフロップ25がある。そして23は回路ブロック21より出力された信号を回路ブロック22に伝えるための伝送線路である。
The simplest example of the single phase clock system is shown in FIG. FIG. 2 shows a transmission circuit in which an output circuit and an input circuit are connected at a ratio of 1: 1. Here, the
フリップフロップ24、25には、クロック発信源から直接、または分配、分周されたクロックが入力される。なお、図2では示していないが、フリップフロップ24の入力信号は回路ブロック21内で作られ、また、フリップフロップ25の出力も、回路ブロック25内の別の回路に入力されているのが一般的である。
The flip-
また、上記説明ではフリップフロップ24の入力信号は回路ブロック21内で生成されるとしたが、他の回路ブロックで生成され、直接、フリップフロップに入力される場合もある。フリップフロップ25の出力も同様に、回路ブロック22内の入力回路に限ることなく、他の回路ブロック内の入力回路に直接、配線される場合もある。
In the above description, the input signal of the flip-
図2に示した回路の基本動作は以下の通りである。 The basic operation of the circuit shown in FIG. 2 is as follows.
フリップフロップ24、25にはクロックが供給されているものとする。フリップフロップ24は、前サイクルのクロックでラッチしたデータをクロックに同期して出力し、そのデータを出力回路26の入力部に伝え、出力部からそのデータを伝送線路23に出力する。伝送線路23を伝わったデータは、入力回路27を経て、フリップフロップ25のデータ入力部に伝わり、クロックと同期してそのデータをラッチする。
It is assumed that a clock is supplied to the flip-
単相クロックシステムの場合、各フリップフロップに入力されるクロックはお互いに位相が合うように設計される。位相を合わせる技術としては、クロック発信源またはその分配先、分周先から各回路ブロックのクロック入力部までの信号配線長を合わせたり、そのクロック信号の配線の容量負荷を合わせることにより、配線ディレイを合わせる方法が広く使われている。 In the case of a single-phase clock system, the clocks input to the flip-flops are designed so that the phases are in phase with each other. The technology to match the phase is to adjust the wiring length by matching the signal wiring length from the clock source or its distribution destination and frequency dividing destination to the clock input section of each circuit block, or by matching the capacitive load of the clock signal wiring. The method of matching is widely used.
この単相クロックシステムにおいて、効率的に信号を伝送する方法として広く使われている技術は、信号を出力したサイクルの次のサイクルで、この信号を受信側でラッチする伝送方式である。この方式では、サイクル時間tcycleは以下の式を満足していなければならない。
t cycle > t delay(max) + t pd(max) + t setup(max) + t skew(max)
ここで、
t delay(max)は回路ブロック21のクロック・アクセス時間、すなわち回路ブロック21にクロックが入力されてからデータが回路ブロック21から出力されるまでの時間、
t pd(max)は回路ブロック21から出力された信号が回路ブロック22に入力されるまでの伝搬時間、
t setup(max)は回路ブロック22のセットアップ時間、すなわち回路ブロック22に入力されるクロックに先立ち、回路ブロック22に入力される信号の論理値(High、またはLow)が確定していなければならない時間、
そして最後にt skewは回路ブロック21、22それぞれに入力されるクロック間のスキューである。
In this single-phase clock system, a technique widely used as a method for efficiently transmitting a signal is a transmission system in which the signal is latched on the receiving side in the cycle following the cycle in which the signal is output. In this scheme, the cycle time tcycle must satisfy the following formula:
t cycle> t delay (max) + t pd (max) + t setup (max) + t skew (max)
here,
t delay (max) is the clock access time of the
t pd (max) is the propagation time until the signal output from the
t setup (max) is the setup time of the
Finally, t skew is a skew between clocks input to the
式中に(max)とあるのは、それぞれの温度・プロセスなどのばらつきを考慮にいれたそれぞれの最大値を意味している。 (Max) in the equation means the maximum value taking into account variations in each temperature and process.
ここで示したメモリ回路において、回路ブロック(ここではメモリコントローラとメモリモジュール)間の接続配線が長い場合、先に述べた伝搬時間、tpdは大きな値を持つことになる。例えば、コネクタピッチを400mil(約1cm)、メモリモジュール枚数を16枚の場合、tpdは3〜4nsとなる。 In the memory circuit shown here, when the connection wiring between the circuit blocks (here, the memory controller and the memory module) is long, the propagation time and tpd described above have a large value. For example, when the connector pitch is 400 mil (about 1 cm) and the number of memory modules is 16, tpd is 3 to 4 ns.
tpd(mux)を4nsとすると、サイクル数が33MHzの場合、その周期、30nsに対するtpdの割合は約1割程度にすぎず、回路ブロックの高速化により、
t cycle > t delay(max) + t pd(max) + t setup(max) + t skew(max)
を満たすことは可能である。
When tpd (mux) is 4 ns, when the number of cycles is 33 MHz, the ratio of the tpd to the period, 30 ns is only about 10%.
t cycle> t delay (max) + t pd (max) + t setup (max) + t skew (max)
It is possible to satisfy.
しかし、例えば、サイクル数を250MHzまであげると、その周期はtpd(max)と同じ4nsとなり、いくら回路ブロックの高速化をはかっても、このシステムを実現することは出来ないことになる。250MHzとまでいかなくとも、t delay(max), t setup(max), t skew(max) の高速化はデバイスの微細化などによるところが大きく、現実には、100MHz前後のサイクル数でも、
t cycle < t delay(max) + t pd(max) + t setup(max) + t skew(max)
の関係になり、それ以上の高速化は設計上不可能となる。
However, for example, if the number of cycles is increased to 250 MHz, the period is 4 ns, which is the same as tpd (max), and this system cannot be realized no matter how fast the circuit block is made. Even if it doesn't go up to 250MHz, t delay (max), t setup (max), t skew (max) speedup is largely due to miniaturization of the device. In reality, even with the number of cycles around 100MHz,
t cycle <t delay (max) + t pd (max) + t setup (max) + t skew (max)
Therefore, further increase in speed is impossible in design.
また、高速化の実現を検討するときに、上記のようなディレイ計算の他に、ウィンドウの確保の検討を行う方法がある。ディレイ計算の場合、出力回路と入力回路とのクロック位相を一致させた状態での信号伝送の可否を検討しているのに対し、ウィンドウを考慮にいれた場合、クロックの位相にオフセット調整を加えることによって、より一層の高速化を可能とする。 In addition, when considering the realization of high speed, there is a method of examining window securing in addition to the delay calculation as described above. In the case of delay calculation, whether or not signal transmission is possible when the clock phases of the output circuit and input circuit are the same is considered, but if the window is taken into account, an offset adjustment is made to the clock phase. This makes it possible to further increase the speed.
クロックの位相にオフセット調整を加えるというのは、例えば図3のような場合、メモリコントローラに供給されるクロックにくらべ、メモリモジュールに供給されるクロックの位相をずらして早めたり、遅らしたりすることをいう。 For example, in the case shown in FIG. 3, the clock phase supplied to the memory module is shifted or advanced or delayed in comparison with the clock supplied to the memory controller. Say.
例えば、書き込み時のディレイ時間が読み出し時のディレイ時間に比べて早い場合、前述したディレイ時間による方法であれば、読み出し時のディレイ時間に合わせてサイクルが決まるのに対し、ウィンドウを考慮にいれた場合、メモリLSIに供給しているクロックの位相を早くずらすことによって、読み出しデータを早く出力することが出来、その結果、メモリコントローラにおいて、メモリLSIのクロック同期タイミングとメモリコントローラの次サイクルのクロック同期タイミングまでの時間を延ばせるので、読み出し時のディレイ時間以上の時間を確保出来る場合がある。つまり、ウィンドウ時間の確保を検討する場合は、上式の代わりにウィンドウ時間 t window、つまり
t window = t cycle + t OH - t delay(max)
を用いて設計を行う。
For example, when the delay time at the time of writing is faster than the delay time at the time of reading, the above-described method using the delay time determines the cycle according to the delay time at the time of reading, while considering the window. In this case, it is possible to output read data earlier by shifting the phase of the clock supplied to the memory LSI early. As a result, in the memory controller, the clock synchronization timing of the memory LSI and the clock synchronization of the next cycle of the memory controller Since the time until the timing can be extended, there may be a case where a time longer than the delay time at the time of reading can be secured. In other words, when considering securing window time, instead of the above formula, window time t window, that is,
t window = t cycle + t OH-t delay (max)
Design using.
t OHは、データ出力ホールド時間といい、信号出力をしている出力回路ブロックに次のクロックが入ってから、出力が(そのサイクルの)データに切り替わるまでの時間である。この時間は、t delay(min)、つまり t delay の最小値と一致するか、それ以上の時間である。 t OH is the data output hold time, and is the time from when the next clock enters the output circuit block that is outputting the signal to when the output switches to data (in that cycle). This time is equal to or longer than t delay (min), that is, the minimum value of t delay.
こうして求められた t window の値をもとに、次式が満足していればよい。
t window > tpd(max-min) + t setup(max) + t hold(max)
ここで tpd(max-min) とは、tpd の最大値と最小値との差であり、図3の場合、最大値とはメモリコントローラからみて最遠端のモジュールとメモリコントローラとの間の伝搬時間であり、最小値とは最近端のモジュールとメモリコントローラとの間の伝搬時間である。すなわち、t delay(max-min)とはメモリモジュールの位置による伝搬時間の違いを表す量である。
The following equation should be satisfied based on the value of t window obtained in this way.
t window> tpd (max-min) + t setup (max) + t hold (max)
Here, tpd (max-min) is the difference between the maximum value and the minimum value of tpd. In the case of FIG. 3, the maximum value is the propagation between the module at the farthest end and the memory controller. The minimum value is the propagation time between the nearest module and the memory controller. That is, t delay (max-min) is an amount representing a difference in propagation time depending on the position of the memory module.
このウィンドウ時間の検討を、メモリモジュールへのデータの書き込み時と読み出し時のそれぞれについておこない、ともに
t window > tpd(max-min) + t setup(max) +t hold(max)
が満足していれば、あとはそれぞれの時間幅である t window - tpd(max-min)にセットアップ時間とホールド時間が確保できるようにクロックの位相のオフセット値をセットすればよい。
This window time is examined for each time data is written to and read from the memory module.
t window> tpd (max-min) + t setup (max) + t hold (max)
If satisfied, the clock phase offset value may be set so that the setup time and hold time can be secured in the respective time widths t window -tpd (max-min).
この方法によって、若干の高速化は図れるが、装置のサイズ、例えば図3に示したメモリ回路では、実装モジュール枚数が多くなると、tpd(max-min)の値が無視できなくなり、それゆえに高速化がやはり困難となる。 Although this method can increase the speed slightly, if the number of mounted modules increases in the device size, for example, the memory circuit shown in FIG. 3, the value of tpd (max-min) cannot be ignored. Is still difficult.
即ち、高速伝送が要求されるほど、メモリコントローラから近端のメモリモジュールまでの信号の伝搬時間とメモリコントローラからの遠端のメモリモジュールまでの信号の伝搬時間との違いによる影響が大きくなり、メモリシステムの高速設計に困難が生じている。 That is, as the high-speed transmission is required, the influence of the difference between the signal propagation time from the memory controller to the near-end memory module and the signal propagation time from the memory controller to the far-end memory module increases. Difficulties arise in high-speed system design.
同様の問題はメモリシステムに係わらず、クロックと同期して信号の送受信を行う回路間で起こってくる問題であり、例えば、マイクロプロセッサを複数用いたマルチプロセッサ・システムにおけるプロセッサバスについても同様の問題が発生しうる。 The same problem occurs between circuits that transmit and receive signals in synchronization with the clock regardless of the memory system. For example, the same problem also applies to the processor bus in a multiprocessor system using a plurality of microprocessors. Can occur.
本発明は、クロック信号に同期して信号の授受を行うシステムにおいて、これらの問題を解決することにある。 An object of the present invention is to solve these problems in a system that exchanges signals in synchronization with a clock signal.
本発明は、回路間の信号の伝搬時間の遅れによる信号の授受の不調を減らすことのできる信号伝送装置を提供することを目的とする。 It is an object of the present invention to provide a signal transmission device that can reduce signal transmission / reception failure due to a delay in signal propagation time between circuits.
本発明の他の目的は、以下の詳細な説明で明らかにされる。 Other objects of the present invention will become apparent in the following detailed description.
上記目的を達成するために、クロック信号を出力するクロック出力回路と、第1の信号を出力する第1の回路と、前記第1の信号を受信する複数の第2の回路と、該複数の第2の回路を配列して実装する基板と、前記クロック信号を伝送する第1の配線と、前記第1の回路から前記第2の回路へ向かう信号を伝達する第2の配線とを備えた信号伝送装置において、前記第1の配線は前記クロック出力回路から配線され、前記複数の第2の回路と直列に接続され、前記第2の配線は、前記第1の回路から配線され、前記複数のメモリモジュールに直列に接続されるようにして前記第1、第2の配線と、前記第2の回路とを接続するようにした。 In order to achieve the above object, a clock output circuit that outputs a clock signal, a first circuit that outputs a first signal, a plurality of second circuits that receive the first signal, A substrate on which the second circuit is arranged and mounted, a first wiring for transmitting the clock signal, and a second wiring for transmitting a signal from the first circuit to the second circuit In the signal transmission device, the first wiring is wired from the clock output circuit and connected in series with the plurality of second circuits, and the second wiring is wired from the first circuit, The first and second wirings and the second circuit are connected so as to be connected in series to the memory module.
こうすることにより、クロック信号が任意の第2の回路へ到達する距離と、第1の回路から出力される第1の信号がその第2の回路へ到達する距離との相対的な関係が、第2の回路の実装位置によらず、ほぼ同様の距離とすることができ、第2の回路がクロック信号に同期して第1の信号をラッチするときに、第1の信号の回路間の伝搬遅延時間の影響を抑えることができる。 By doing so, the relative relationship between the distance that the clock signal reaches the arbitrary second circuit and the distance that the first signal output from the first circuit reaches the second circuit is: Regardless of the mounting position of the second circuit, the distance can be substantially the same, and when the second circuit latches the first signal in synchronization with the clock signal, the circuit between the circuits of the first signal The influence of the propagation delay time can be suppressed.
また、前記第1、第2の配線のそれぞれは、前記第1の回路から最遠の前記第2の回路以遠の位置で折り返し、前記第1の回路から最も近い前記第2の回路まで戻るようにレイアウトし、 前記第2の回路の一部は前記第1の配線と前記第2の配線の折り返し位置までで接続し、残りの前記第2の回路は前記第1と第2の配線の前記折り返し位置以後で接続することにより、負荷の密度を低めることができる。 Further, each of the first and second wirings is folded back at a position farthest from the second circuit farthest from the first circuit and returns to the second circuit closest to the first circuit. A part of the second circuit is connected to the first wiring and the second wiring at a folded position, and the remaining second circuit is connected to the first wiring and the second wiring. By connecting after the turn-back position, the load density can be reduced.
更に、クロック信号を出力するクロック出力回路と、第1の信号を出力し、第2の信号を受信する第1の回路と、前記第1の信号を受信し、前記第2の信号を出力する複数の第2の回路と、該複数の第2の回路を配列して実装する基板と、前記クロック信号を伝送する第1の配線と、前記第1の回路から前記第2の回路へ向かう信号を伝達する第2の配線と、前記第2の回路から前記第1の回路へ向かう信号を伝達する第3の配線とを備えた信号伝送装置において、 前記第1の配線は、前記クロック出力回路から配線され、前記複数の第2の回路と直列に接続され、前記第2、第3の配線は前記第1の回路から配線され、前記複数のメモリモジュールに直列に接続され、前記第2の配線は、前記第1の回路から最遠の前記第2の回路以遠の位置で折り返し、前記第1の回路から最も近い前記第2の回路まで戻るようにレイアウトされ、前記第1、第3の配線のそれぞれは、前記第1の回路から最遠の前記第2の回路以遠の位置で折り返し、前記第1の回路から最も近い前記第2の回路まで戻った後前記第1の回路に到達するようにレイアウトされ、前記第1の配線と前記第2の配線では、前記第2の回路の一部は前記第1の配線と前記第2の配線の折り返し位置までで接続し、残りの前記第2の回路は前記第1と第2の配線の前記折り返し位置以後で接続し、前記第3の配線では、前記第1の配線と該第1の配線の折り返し位置までで接続した前記一部の第2の回路については、前記第3の配線の折り返し位置以後で接続し、前記残りの第2の回路については、前記第3の配線の折り返し位置までで接続する。 Furthermore, a clock output circuit that outputs a clock signal, a first circuit that outputs a first signal and receives a second signal, and receives the first signal and outputs the second signal A plurality of second circuits, a substrate on which the plurality of second circuits are arranged and mounted, a first wiring for transmitting the clock signal, and a signal from the first circuit to the second circuit And a third wiring for transmitting a signal from the second circuit to the first circuit, wherein the first wiring is the clock output circuit. And the second and third wirings are wired from the first circuit and connected in series to the plurality of memory modules, and the second wiring is connected to the plurality of memory modules in series. The wiring is farther from the second circuit farthest from the first circuit. The second circuit is laid out so as to return from the first circuit to the nearest second circuit, and each of the first and third wirings is the second circuit farthest from the first circuit. It is laid back so as to reach the first circuit after returning from the first circuit to the nearest second circuit, and in the first wiring and the second wiring, A part of the second circuit is connected to the first wiring and the second wiring until the folded position, and the remaining second circuit is connected after the folded position of the first and second wirings. In the third wiring, the part of the second circuit connected to the first wiring up to the folding position of the first wiring is connected after the folding position of the third wiring. For the remaining second circuit, the third wiring is folded. Connect up to the return position.
こうすることにより、クロック信号が任意の第2の回路へ到達する距離と、第1の回路から出力される第1の信号がその第2の回路へ到達する距離との相対的な関係、及び第2の回路がクロック信号に同期して出力する第2の信号が第1の回路へ到達するまでの距離と、第2の回路が第2の信号を出力したときのクロック信号が第1の回路へ到達するまでの距離との相対関係が、第2の回路の実装位置によらず、ほぼ同様の距離とすることができ、第2の回路がクロック信号に同期して第1の信号をラッチするとき、及び第1の回路が第2の信号をラッチする時に、第1、第2の信号の回路間の伝搬遅延時間の影響を抑えることができる。 By doing this, the relative relationship between the distance that the clock signal reaches the arbitrary second circuit and the distance that the first signal output from the first circuit reaches the second circuit, and The distance until the second signal output from the second circuit in synchronization with the clock signal reaches the first circuit, and the clock signal when the second circuit outputs the second signal are The relative relationship with the distance to reach the circuit can be substantially the same distance regardless of the mounting position of the second circuit, and the second circuit sends the first signal in synchronization with the clock signal. When latching and when the first circuit latches the second signal, the influence of the propagation delay time between the circuits of the first and second signals can be suppressed.
また、第1の信号を出力する第1の出力回路と、第2の信号を出力する第2の出力回路と、第3の信号を受信する第1の受信回路と、第4の信号を受信する第2の受信回路を有する第1の回路ブロックと、前記第1の信号を受信する第3の受信回路と前記第2の信号を受信するための第4の受信回路と第3の信号を出力する第3の出力回路と前記第4の信号を出力する第4の出力回路を有する複数の第2の回路ブロックを持ち、前記第1の信号と前記第2の信号と前記第3の信号そして前記第4の信号を、前記第1の回路ブロックと前記第2の回路ブロック間に伝送させる第1の配線と第2の配線と第3の配線および第4の配線をそれぞれ、第1の回路ブロックから最遠の第2の回路ブロックの位置、または前記位置よりさらに遠い位置で折り返してレイアウトし、前記第1の信号と前記第3の信号について、前記第2の回路ブロックの一部を前記第1の回路ブロックから前記折り返し位置までの配線上で接続し、残りの前記第2の回路ブロックを前記折り返した点より先の配線上で接続し、前記第2の信号と前記第4の信号に対しては、第1の信号が前記第1の回路ブロックから前記折り返し位置までの配線上で接続している場合、前記第2の回路ブロックは前記折り返した点より先の配線上で接続し、他の前記第2の回路ブロックは、前記第1の回路ブロックから前記折り返し位置までの配線上で接続し、第2の受信回路が第3の信号に同期して第4の信号をラッチし、さらに第4の受信回路が第1の信号に同期して第4の信号をラッチする構成とし、メモリモジュール側がデータを出力するときにメモリコントローラ側でデータを受け取るためのタイミング信号を出力するようにしていもよい。 In addition, the first output circuit that outputs the first signal, the second output circuit that outputs the second signal, the first reception circuit that receives the third signal, and the fourth signal are received. A first circuit block having a second receiving circuit, a third receiving circuit for receiving the first signal, a fourth receiving circuit for receiving the second signal, and a third signal. A plurality of second circuit blocks each having a third output circuit for outputting and a fourth output circuit for outputting the fourth signal; and the first signal, the second signal, and the third signal. A first wiring, a second wiring, a third wiring, and a fourth wiring that transmit the fourth signal between the first circuit block and the second circuit block are respectively connected to the first wiring. Fold at the position of the second circuit block farthest from the circuit block or at a position further away from the above position. A part of the second circuit block is connected on the wiring from the first circuit block to the folding position with respect to the first signal and the third signal, and the remaining first signal and third signal are connected. 2 circuit blocks are connected on the wiring ahead of the folded point, and for the second signal and the fourth signal, the first signal passes from the first circuit block to the folded position. The second circuit block is connected on the wiring before the folded point, and the other second circuit block is connected to the folded position from the first circuit block. The second receiving circuit latches the fourth signal in synchronization with the third signal, and the fourth receiving circuit outputs the fourth signal in synchronization with the first signal. It is configured to latch, and the memory module side is We may output a timing signal for receiving data at the memory controller side when outputting data.
本発明により、メモリシステムのように、信号伝搬時間が大きくしかもモジュールの位置による遅延時間の違いがあるシステムにおいても高速な信号転送が可能な設計が行えるようになる。 According to the present invention, a design capable of high-speed signal transfer can be performed even in a system such as a memory system in which a signal propagation time is large and there is a difference in delay time depending on a module position.
以下、本発明の一実施例を図面を用いて詳細に説明する。 Hereinafter, an embodiment of the present invention will be described in detail with reference to the drawings.
本実施例では、メモリシステムのメモリバスの例にして説明する。先述したように、本願発明は、ワークステーションやパーソナルコンピュータなどの高速信号伝送が要求されるあらゆる階層のバス、つまり図17に示すシステムバス(プロセッサバス)、メモリバス、周辺バス等の信号配線にも適用されるものである。メモリシステムに限られないことは言うまでもない。 In the present embodiment, an example of a memory bus of a memory system will be described. As described above, the present invention is applicable to signal wiring such as a system bus (processor bus), a memory bus, and a peripheral bus shown in FIG. Is also applicable. Needless to say, it is not limited to memory systems.
本発明の一実施例(第1の実施例)を説明する。
本実施例に関係する図面として、メモリコントローラとメモリモジュールとの配線、接続に関して、図4、図6、図1に示し、メモリコントローラの詳細について図28〜31及び図35に示し、メモリモジュールの詳細について図21、図40、図41に示す。また、実装されたシステムの変形例について図13〜16、図18〜20、図22〜図25に示す。
An embodiment (first embodiment) of the present invention will be described.
As a drawing related to the present embodiment, the wiring and connection between the memory controller and the memory module are shown in FIGS. 4, 6, and 1. Details of the memory controller are shown in FIGS. 28 to 31 and FIG. Details are shown in FIG. 21, FIG. 40 and FIG. Moreover, it shows in FIGS. 13-16, FIGS. 18-20, and FIGS. 22-25 about the modified example of the mounted system.
まず、図4を用いて主に本実施例の基本的な基板配線パターンと基板配線とコ
ネクタとの接続について説明する。
First, the basic board wiring pattern and the connection between the board wiring and the connector according to the present embodiment will be mainly described with reference to FIG.
メモリコントローラ32には出力回路11、12と入力回路13、14がある。
The
このうち、出力回路11、入力回路13はクロック信号用の回路、また出力回路12、入力回路14はデータ信号用の回路、配線15はクロックを伝えるためのクロック用配線、配線16はデータ書き込み用配線、配線17はデータ読み出し用配線である。
Among them, the
34A〜34Fはコネクタであり,メモリ素子等を実装した後述するメモリモジュール等が接続されるものである。
メモリコントローラ32や、配線15、16、17とコネクタ34A〜34F等は、図3の33に示すような基板(マザーボード)に実装される。
The
伝送線路15A,15B、16A、17Aは、メモリコントローラ32をマザーボードと別の基板(モジュール)上に実装した場合に、そのモジュールに引かれる配線である。また、メモリコントローラ32がマザーボードに実装される場合でもマザーボード上のレイアウトによって必要に応じて引かれることがあるが、必ずしも必要なものではない。
The
コネクタ34A〜34Fは、マザーボード上で、図3に示すように一列に配列されて実装される。配線15〜17はメモリコントローラ32からそれぞれのコネクタ34A〜34Fと順次交差するように延び、メモリコントローラ32から最も遠い位置にあるコネクタの先で折り返し(Uターン)し、再度コネクタ34Fからコネクタ34Aと順次交差するようにレイアウトされる。図4には、配線15〜17とコネクタ34A〜34Fと接続箇所を、黒丸(・)を示している。
The
クロック用配線15とデータ書き込み用配線16は、それぞれの配線の折り返しの位置までに、コネクタ34A−34C…34Eと接続し、折り返しの位置以後でコネクタ34F…34D−34Bと接続する。
The
データ読み出し用配線17は、クロック用配線15、データ書き込み用配線16と逆の関係で接続する。即ち、配線17の折り返しの位置までに、コネクタ34B−34D…34Fと接続し、折り返しの位置以後にコネクタ34E…34C−34Aと接続する。
The data read
交互に配置することで配線に対する負荷のかかり方が一様になる。 By alternately arranging, the load applied to the wiring becomes uniform.
図4では、クロック信号線16と書き込み用データ信号線17および読みだし用データ信号線18をそれぞれ1本づつ示しているが、それぞれの配線の本数は必要に応じて何本引かれていてもよいことはいうまでもない。
In FIG. 4, one
コネクタ34A〜34Fには、メモリモジュール30が実装される。メモリモジュールの例を図18から図27に示す。メモリモジュール30には図18に示すように、メモリLSIが複数個実装される。メモリLSIは、クロック同期型メモリ、例えばSDRAMが望ましい。SDRAMはクロックと同期して、制御信号、アドレス信号を取り込んだり、またはデータを書き込んだり、読み出したりするメモリである。
The
メモリモジュール30では、データ線は、図19に示すようにモジュールの接点36とSDRAMのピンとが1:1に接続される。制御信号・アドレス信号は図20に示すように、モジュールの接点36と複数のSDRAMのピンとが接続される。図20ではすべてのSDRAMに信号が分配された例を示したが、1つの接点36からモジュール上にあるSDRAMの1部に分配されるケース、たとえば1つのモジュールに複数のCAS(Column Address Strobe)信号が入力されるケースがこれにあたる。
In the
また、図22に示すように、接点36とSDRAMとの間にバッファ回路61が入る場合や、図23のようにデータ信号線に抵抗が入る場合、図24のように制御信号・アドレス信号線に抵抗が入る場合、さらには図25のようにバッファ回路61と抵抗60の両方が入る場合がある。
As shown in FIG. 22, when a
図23等で挿入される抵抗は、マザーボード上の配線と、メモリモジュール上の配線のインピーダンスマッチングをとるための抵抗であり、その詳細は、本願出願人が先に出願した特願平5ー334631号(特開平7−202947号)、特願平7−26495号(特開平7−283836号)に詳述される。 The resistor inserted in FIG. 23 and the like is a resistor for impedance matching between the wiring on the mother board and the wiring on the memory module, and details thereof are described in Japanese Patent Application No. 5-334631 previously filed by the present applicant. (Japanese Patent Application Laid-Open No. 7-202947) and Japanese Patent Application No. 7-26495 (Japanese Patent Application Laid-Open No. 7-283836).
上記メモリモジュール30のうちの、1つのSDRAMに注目し、その他の回路をすべて省略した回路を図21に示す。図21のSDRAMは入力回路と出力回路とが分離しているタイプを示している。SDRAMにはクロックを取り込む入力回路50、データを取り込む入力回路51、そしてデータを出力する出力回路52がある。
FIG. 21 shows a circuit in which one SDRAM among the
現状のSDRAMは、入力回路の入力部と出力回路の出力部とがLSI内で共通になった入出力タイプであるが、それについては後述し、ここではLSI内部では入力回路の入力部と出力回路の出力部とが分離しているタイプのピン仕様を例にあげて以下、動作を簡単に説明する。 The current SDRAM is an input / output type in which the input unit of the input circuit and the output unit of the output circuit are shared in the LSI. This will be described later. The operation will be briefly described below by taking as an example a pin specification in which the output part of the circuit is separated.
SDRAM31は、入力回路50によって取り込んだクロックに同期して、入力回路51でデータを取り込んだり、または出力回路52からデータを出力して、クロック信号に同期してデータを書き込み、または読み出しを実行している。
The
通常本実施例のメモリシステムでは上述したメモリモジュール30がコネクタ34の全て又は一部に接続された形で実現される。
Usually, in the memory system of the present embodiment, the above-described
以下図4に示されるマザーボードの各コネクタに図21に示したメモリモジュール30が接続されたメモリシステムにおけるメモリモジュール30へのデータの書き込みの処理例を示す。
Hereinafter, a processing example of writing data to the
メモリコントローラ32は、書き込み用のデータと、クロック信号とをそれぞれ出力回路12、11から出力する。クロック信号は書き込みの処理を行うときに発信するようにしてもよいし、常に出力しているようにしても良い。
The
出力されたクロック信号はクロック用配線15を伝わり、コネクタ34A、34C、・・、34E、34F、・・、34D、34Bの順で各コネクタに伝わり、再びメモリコントローラへと戻ってくる。書き込みデータも、クロック用配線と同様順序でコネクタと接続しているので、同様の順序で各コネクタに伝わる。
The output clock signal is transmitted through the
任意のコネクタ34に接続されたメモリモジュール30のSDRAM31は、入力回路50で受信したクロック信号に同期して前入力回路51からデータを取り込む。
The
メモリコントローラがデータを読み出すときには、メモリコントローラ32はクロック信号とデータ読み出しのためのアドレス等を含む制御信号を発する。上記の書き込みと同様に、メモリコントローラ32から出力された制御信号は、SDRAM31に受信される。
When the memory controller reads data, the
SDRAM31は、該当するデータを入力回路50が受信するクロック信号と同期して出力回路52からデータ読み出し用配線17に出力する。
The
データ読み出し用配線17は、データ書き込み用データとは逆の順序で、コネクタと接続している。前記メモリモジュールがコネクタ34に接続されているとすると、SDRAM31が出力回路52から出力したデータはコネクタ34Aから、34C、・・、34E、34F、・・、34D、34Bの各コネクタとの接続点を通り、メモリコントローラにたどり着く。SDRAM31がデータを出力するときのクロック信号は、コネクタ34Aでデータ出力の同期を取られるために利用される。そのクロック信号は読み出し用配線17のデータと同様に、コネクタ34Aから、34C、・・、34E、34F、・・、34D、34Bの各コネクタとの接続点を通り、メモリコントローラに戻ってくる。
The data read
メモリモコントローラ32は、受信回路13で受信したクロック用配線を介して戻ってきたクロック信号に同期して受信回路14が読み出したデータを取り込む。
The
読み出しデータがメモリモジュール30からメモリコントローラ32にたどり着くまでと、クロック信号がメモリモジュール30の位置からメモリコントローラ32にたどり着くまでは、ほぼ同じ距離をたどることになり、回路間のクロック信号とデータ信号の回路間ディレイの差を意識しなくてもよくなる。
Until the read data arrives at the
このように、クロック信号と書き込みデータ信号が任意のメモリモジュールに届く時間(距離)を、メモリモジュールの接続位置にかかわらずほぼあわせることができる。またメモリモジュールから読み出しデータが届くまでと、該メモリモジュールの位置からクロック信号がメモリコントローラに戻ってくるまでの時間をほぼ合わせることができる。 In this manner, the time (distance) for the clock signal and the write data signal to reach any memory module can be substantially matched regardless of the connection position of the memory module. In addition, the time until the read data arrives from the memory module and the time from the position of the memory module until the clock signal returns to the memory controller can be substantially matched.
このように、メモリモジュールの位置にかかわらず、データ書き込み時の伝搬時間と読み出し時の伝搬時間との和が、ほぼ一定の値となり、先述した式、
t window > tpd(max-min) + t setup(max) + t hold(max)
において、tpd(max-min)の値を削減でき、ウィンドウのマージンを確保できる。
In this way, regardless of the position of the memory module, the sum of the propagation time at the time of data writing and the propagation time at the time of reading becomes a substantially constant value,
t window> tpd (max-min) + t setup (max) + t hold (max)
In this case, the value of tpd (max-min) can be reduced, and a window margin can be secured.
つまり、前にも述べたように、時間
t window - tpd(max-min)
が長くなるため、セットアップ時間とホールド時間の値以上の時間を容易に取ることができる。
In other words, as I said before, time
t window-tpd (max-min)
Therefore, a time longer than the setup time and hold time values can be easily taken.
なお、図4で示したように、コネクタと配線との接続を交互に配線の折り返し位置の前後とするコネクタの接続方法は一例である。 In addition, as shown in FIG. 4, the connection method of the connector which makes the connection of a connector and wiring alternately before and after the return position of wiring is an example.
クロック配線15において、出力回路11から(メモリコントローラから最も遠い)コネクタ34Fまでの部分を「行きの部分」、そしてコネクタ34Fから入力回路までの部分を「帰りの部分」、同様に書き込みデータ配線においても、出力回路12からコネクタ34Fまでの部分を「行きの部分」、残りの部分(つまり、行きの部分の先にあるメモリモジュール側に戻ってくる部分)を「リターンの部分」、そして読み出しデータ配線については、コネクタ34Fから入力回路14までの部分を「リターンの部分」、残りの部分(つまり、リターン部分の手前の部分で、コネクタ34Aからコネクタ34Fまでの部分)を「行きの部分」とすれば、以下のルールを守ってコネクタを接続すれば良い。
(1)クロック配線を「行きの部分」でコネクタと接続した場合、
・書き込みデータ用配線は「行きの部分」でコネクタと接続し、
・読み出しデータ用配線は「リターンの部分」で配線する。
(2)クロック配線を「帰りの部分」でコネクタと接続した場合、
・書き込みデータ用配線は「リターンの部分」でコネクタと接続し、
・読み出しデータ用配線は「行きの部分」で配線する。
In the
(1) When the clock wiring is connected to the connector at the “outward part”,
-The write data wiring is connected to the connector at the "bound part"
• Wire the read data wiring at the “return part”.
(2) When the clock wiring is connected to the connector at the “return part”,
-The write data wiring is connected to the connector at the "return part"
・ Wiring for read data is done at the “bound part”.
より精度をあげるためには、以下のことを考慮して配線のレイアウトを行えば良い。
(1)出力回路11からモジュール内の入力回路50までの配線15の配線長と、出力回路12からモジュール内の入力回路51までの配線16の配線長とを合わせたり、配線負荷を合わせる。
(2)出力回路12からモジュール内の入力回路51までの配線16の配線長と、モジュール内の出力回路52から入力回路14までの配線17の配線長を各モジュール間で合わせたり、配線負荷を合わせる。
In order to improve accuracy, the wiring layout may be performed in consideration of the following.
(1) The wiring length of the
(2) The wiring length of the
これらの配線長をあわせたり、配線負荷を合わせたりする精度をあげれば、その分、t window - tpd(max-min) の値を増やす効果がある。 Increasing the accuracy of matching these wiring lengths and wiring loads has the effect of increasing the value of t window -tpd (max-min) accordingly.
なお、クロックの位相のオフセットをかける手段としては、
(1)メモリコントローラ、または各メモリモジュールに分配されるクロック配線上のいずれかに伝搬遅延を生じさせるための回路、たとえばディレイ回路を置く方法。この回路はすべての配線上に置いても良いし、どれかの信号のみに置いても良い。
(2)(1)のディレイ回路機能をクロック発信源、または分配、分周源側に持たせる方法。このとき、外部ピンによってそのディレイが調整できるようにしておくことがより良い。このためには、これらのクロック源内にいくつかのディレイ回路を作り込んでおいて、それらを外部から選択する方法や、複数のディレイ回路を用意し、それらの回路のうち、いくつ用いるかを外部から指定する方法などがある。
In addition, as means for applying the clock phase offset,
(1) A method of placing a circuit, such as a delay circuit, for causing a propagation delay in either the memory controller or the clock wiring distributed to each memory module. This circuit may be placed on all the wirings or only on one of the signals.
(2) A method in which the delay circuit function of (1) is provided on the clock transmission source or distribution / frequency division source side. At this time, it is better that the delay can be adjusted by an external pin. For this purpose, several delay circuits are built in these clock sources, and a method of selecting them from the outside or a plurality of delay circuits are prepared, and how many of these circuits are used externally. There is a method to specify from.
また、メモリコントローラとコネクタとを結ぶ配線において、クロック信号やデータ信号をコネクタに接続するとき、「行きの部分」のみや「帰りの部分(またはリターンの部分)」のみで接続するよりは、「行きの部分」と「帰りの部分(またはリターン部分)」とに分散して接続するのがよりよい。なぜならば、コネクタに接続による負荷を分散させることが出来、信号配線の実効インピーダンスの落ち込みを抑えることが出来るからである。 Also, when connecting the clock signal and data signal to the connector in the wiring connecting the memory controller and the connector, rather than using only the “bound portion” or “return portion (or return portion)” It is better to distribute and connect the “bound part” and the “return part (or return part)”. This is because the load due to the connection to the connector can be distributed, and the drop in the effective impedance of the signal wiring can be suppressed.
このインピーダンスの落ち込みを抑える効果として、以下のようなものがある。
(1)出力回路の出力が切り替わった時、初めにメモリモジュールに伝わる信号振幅の落ち込みを抑えることができる。特に、小振幅信号の場合、インピーダンスの落ち込みにより出力回路から出た第1波の信号振幅が少なくなり、その結果、入力信号のノイズマージンが少なくなり、時には誤動作を起こす原因となるのを防ぐ。
(2)多様な用途に対する品質を向上させることが出来る。メモリモジュールのように、ユーザの使い方によって、すべてのコネクタにモジュールをフル実装する場合や、一部のコネクタにモジュールを実装し、その他のコネクタを空き状態にする場合がある。このように、使われ方が変化する場合、すべての状態で性能を保証するためには、その装置の特性、この場合は配線の実効インピーダンスの変化量を少なくすることによって性能マージンが確保でき、品質を上げることが出来る。
There are the following effects to suppress the drop in impedance.
(1) When the output of the output circuit is switched, it is possible to suppress a drop in the signal amplitude transmitted to the memory module first. In particular, in the case of a small amplitude signal, the signal amplitude of the first wave output from the output circuit is reduced due to a drop in impedance, and as a result, the noise margin of the input signal is reduced and sometimes prevents a malfunction.
(2) The quality for various uses can be improved. Depending on the user's usage, like the memory module, the module may be fully mounted on all connectors, or the module may be mounted on some connectors and other connectors may be left empty. In this way, when the usage changes, in order to guarantee performance in all conditions, a performance margin can be secured by reducing the amount of change in the device's characteristics, in this case the effective impedance of the wiring, Quality can be improved.
これらの効果を最大限に生かせるコネクタとの接続方法は、図4に示したように、「行きの部分」と「帰りの部分(またはリターンの部分)」と交互に接続する方法である。 As shown in FIG. 4, the connection method with the connector that makes the best use of these effects is a method of alternately connecting the “bound portion” and the “return portion (or return portion)”.
さらに、インピーダンスの落ち込みを抑える方法として、配線15、16または17のインピーダンスをモジュールのインピーダンスと比べ低い信号配線を用いることがあげられる。例えば50Ω前後(たとえば40〜60Ω)にする。
Further, as a method of suppressing the drop in impedance, it is possible to use a signal wiring whose impedance of the
モジュールを実装することによって、実効的なインピーダンスは20〜40Ωへと下がるが、この値は50Ωの配線であろうが75Ωの配線であろうが、ほぼ等しい値となる。すなわち、この場合、50Ωの配線を用いた方が、モジュールを実装する前後でのインピーダンスの差が小さくすることが出来る。 By mounting the module, the effective impedance is reduced to 20 to 40Ω, but this value is almost equal regardless of whether the wiring is 50Ω or 75Ω. That is, in this case, the difference in impedance before and after mounting the module can be reduced by using 50Ω wiring.
本実施例においては、4つの回路11〜14が1つの回路ブロック32内にある例を示したが、本発明の適用範囲がその構成によって限定されるものではないのはいうまでもなく、これらの回路が複数の回路ブロックに分離されていてもよい。もっとも、性能や製造コストの面で優位なのは4つの回路が1つの回路ブロック32内にある構成である。
In the present embodiment, an example in which the four
現状のメモリコントローラの構成を考えると、クロック信号を出力する出力回路のみ他の回路ブロックに分離するのも望ましい回路構成である。 Considering the configuration of the current memory controller, it is also desirable to separate only the output circuit that outputs the clock signal into other circuit blocks.
また、本実施例では、メモリモジュールへのデータ書き込みと、メモリモジュールからのデータの読み出しの両方ともに適用した例を示したが、データ書き込みにだけ本願発明のクロック分配を用い、データ読み出しには、従来技術を適用することもできる。このような従来技術との折衷構成でもかまわないことや回路構成の代案例は以後の実施例でも同様である。 Further, in this embodiment, an example is shown in which both data writing to the memory module and data reading from the memory module are applied. However, the clock distribution of the present invention is used only for data writing, and for data reading, Conventional techniques can also be applied. Such a compromise configuration with the prior art may be used, and alternative examples of the circuit configuration are the same in the following embodiments.
上記図4で示した実施例に対し、前述の配線15から17に終端抵抗を追加した例を図6に示す。図6中40〜45は終端抵抗を表している。当然のことながら、終端抵抗は終端電源と接続している。
FIG. 6 shows an example in which a terminating resistor is added to the above-described
図6には両端終端の例を示しているが片端終端でもその効果はある。より効果的に終端を行うには両端終端をするのがよいが、信号の向きが片側のみである場合、例えば、制御信号線やアドレス信号線の場合、片側終端であっても良い。そのとき、終端する場所は出力回路の反対側がよい。 FIG. 6 shows an example of both-end termination, but the effect can be achieved even with one-end termination. For more effective termination, it is preferable to terminate both ends. However, when the direction of the signal is only one side, for example, in the case of a control signal line or an address signal line, it may be a one-side termination. At that time, the end is preferably on the opposite side of the output circuit.
終端抵抗の抵抗値は、伝送線路のインピーダンスで終端する例が多いが、より効果的にするには伝送線路の実効インピーダンス値で終端するのがよい。ただしこの値は厳密に合わせなくとも、±20Ω程度のずれがあっても終端の効果はある。 In many cases, the resistance value of the termination resistor is terminated with the impedance of the transmission line. However, in order to be more effective, it is preferable to terminate with the effective impedance value of the transmission line. However, even if this value is not strictly matched, even if there is a deviation of about ± 20Ω, the termination effect is obtained.
図1に、分岐配線(15A、15B、16A、17A)と配線(15、16、17)との間に配線間のインピーダンスマッチングとるためのマッチング抵抗(46、47、48、49)を挿入した例を示す。このマッチング抵抗は、配線15〜17上の信号を低振幅化することと、配線間のインピーダンスのマッチングをとって配線の分岐点での信号の反射を押さえる目的で挿入される。
In FIG. 1, matching resistors (46, 47, 48, 49) for impedance matching between wirings are inserted between the branch wirings (15A, 15B, 16A, 17A) and the wirings (15, 16, 17). An example is shown. This matching resistor is inserted for the purpose of reducing the amplitude of the signals on the
このマッチング抵抗については、本願出願人が先に出願した特願平5ー334631号(特開平7−202947号)、特願平7−26495号(特開平7−283836号)に詳述される。 This matching resistance is described in detail in Japanese Patent Application No. 5-334631 (Japanese Patent Application Laid-Open No. 7-202947) and Japanese Patent Application No. 7-26495 (Japanese Patent Application Laid-Open No. 7-28383) previously filed by the applicant of the present application. .
この抵抗は分岐配線から主配線への信号伝搬において、分岐点での反射を抑える効果がある。この抵抗値は分岐配線(15A、15B、16A、17A)のインピーダンス値から配線(15、16、17)のインピーダンスの半分の値を引いた値に設定するのがよい。ただし、メモリモジュールが主配線上に実装されることで、主配線の実効インピーダンスが低くなる場合などは、主配線のインピーダンス値の代わりに主配線の実効インピーダンス値を用いると良い。 This resistance has an effect of suppressing reflection at the branch point in signal propagation from the branch wiring to the main wiring. This resistance value is preferably set to a value obtained by subtracting half of the impedance of the wiring (15, 16, 17) from the impedance value of the branch wiring (15A, 15B, 16A, 17A). However, when the effective impedance of the main wiring is lowered by mounting the memory module on the main wiring, the effective impedance value of the main wiring may be used instead of the impedance value of the main wiring.
目安となるその抵抗値は先に求めた値の0.5から1.5倍程度の範囲であるのが望ましい。但し、2倍程度になっても低振幅化による高速化に効果がある。 The reference resistance value is desirably in the range of about 0.5 to 1.5 times the previously obtained value. However, even if it is about twice, it is effective for speeding up by reducing the amplitude.
このように図1に示すマッチング抵抗(46、47、48、49)を備えるものとしたときには、メモリモジュール側も図23、24、25に示すように抵抗を備えるものであることが望ましい。この抵抗もメモリモジュール内の配線とマザーボードの配線(15、16、17)とのインピーダンスマッチングをとり、配線15〜17上の信号の低振幅化を実現する値のものが望ましい。この抵抗の抵抗値の決め方も前述のマッチング抵抗46〜49と同様である。その時には、分岐配線をメモリモジュール内の配線として計算する。
As described above, when the matching resistors (46, 47, 48, 49) shown in FIG. 1 are provided, the memory module side is preferably provided with resistors as shown in FIGS. It is desirable that this resistor has a value that achieves impedance matching between the wiring in the memory module and the wiring on the motherboard (15, 16, 17) and realizes low amplitude of signals on the wirings 15-17. The method of determining the resistance value of this resistor is the same as that of the matching
次に,本発明の他の実施例(実施例2)を図5に示す。上述の実施例において明らかとしてきたことは、以下の実施例においても適用できるため、繰り返し記載しない。異なる点のみを明らかにする。 Next, another embodiment (embodiment 2) of the present invention is shown in FIG. What has been clarified in the above embodiments can be applied to the following embodiments, and thus will not be described repeatedly. Only the differences are clarified.
本実施例は、メモリコントローラから出力されるクロック信号を読み出し用のクロックと書き込み用クロックとに分離し、それぞれを同じクロック用配線15で読み出し時と書き込み時とでクロック信号の伝わる向きを変えて伝送する方式である。ここで書き込み用クロックの出力回路は11、読み出し用クロックの出力回路は11A、そして読み出したデータをメモリコントローラで取り込むクロックを受信する受信回路は13である。12、14はそれぞれデータを出力する回路12、受信する回路14である。
In the present embodiment, the clock signal output from the memory controller is separated into a read clock and a write clock, and the clock signal is transmitted in the
なお、図5でには示していないが、出力回路11、11Aは両方が動作して使用することのないように、それぞれの出力を制御する論理回路をメモリコントローラ32に持つことが望まれる。
Although not shown in FIG. 5, it is desirable that the
第1の実施例と同様に、クロック配線15において、出力回路11から(メモリコントローラから最も遠い)コネクタ34Fへ向かう部分を「行きの部分」、そして「行きの部分」の先、すなわちコネクタ34Fからコネクタ34Aへ向かう部分を「帰りの部分」、データ配線16において、出力回路12からコネクタ34Fに向かう部分を「行きの部分」、残りの部分(つまり、行きの部分の先にあるメモリモジュール側に戻ってくる部分)を「リターンの部分」とすれば、以下のルールを守ってコネクタを接続すれば良い。
(1)クロック配線を「行きの部分」でコネクタと接続した場合、
・データ用配線は「行きの部分」でコネクタと接続する。
(2)クロック配線を「帰りの部分」でコネクタと接続した場合、
・データ用配線は「リターンの部分」でコネクタと接続する。
As in the first embodiment, the portion of the
(1) When the clock wiring is connected to the connector at the “outward part”,
・ Connect the data wiring to the connector at the “outward part”.
(2) When the clock wiring is connected to the connector at the “return part”,
• Connect the data wiring to the connector at the “return part”.
こうすることで、第1番目に示した実施例と同等の効果を、データの信号配線を半分、すなわち書き込み専用配線と読み出し用配線の2組から、書き込み・読み出し共通の1組へと減らして出来る。 In this way, the same effect as that of the first embodiment can be obtained by reducing the data signal wiring by half, that is, from two sets of the write-only wiring and the read-out wiring to one set for writing / reading. I can do it.
書き込み用クロック信号の出力回路の出力部と読み出し用クロックの入力回路の入力部とは回路ブロック(集積回路や部品)の内部または外部で接続すればよい。(図5では回路ブロック内で接続した例を示している)
また、第2の実施例は、メモリモジュール上に実装されているメモリLSIがI/O共通、すなわち入力回路、出力回路をともに持った入出力回路を持ったタイプに適用した例である。この実施例では使用するモジュール内の回路は第1の実施例の図21に対し、図26に示す構成となる。データ等を出力する出力回路51と受信する受信回路52が接続された形になっている。
The output section of the write clock signal output circuit and the input section of the read clock input circuit may be connected inside or outside the circuit block (integrated circuit or component). (FIG. 5 shows an example of connection in a circuit block)
The second embodiment is an example in which the memory LSI mounted on the memory module is applied to a type having an I / O common, that is, an input / output circuit having both an input circuit and an output circuit. In this embodiment, the circuit in the module used has the configuration shown in FIG. 26 as compared to FIG. 21 of the first embodiment. An
図7は、第2の実施例においてメモリコントローラ32が配線15、16と分岐配線15A〜16Aを介して接続するタイプ(第1の実施例の図6と同じタイプ)であり、図8は、分岐配線15A〜16Aと配線15、16との間にマッチング抵抗46〜48を介したタイプ(第1の実施例の図1と同じタイプ)である。
FIG. 7 is a type in which the
次に第3の実施例を説明する。上記第1、第2の実施例では、データ信号などの双方向の信号に対する実施例を示してきたが、アドレス信号、または制御信号などの単方向の伝送については、図9から図11に示すように、クロックがメモリコントローラに戻る経路を削除することによって容易に出来る。これは、データ信号でも書き込みだけ使用するラインにのみも適用できる。 Next, a third embodiment will be described. In the first and second embodiments, examples of bidirectional signals such as data signals have been shown. However, unidirectional transmission of address signals or control signals is shown in FIGS. Thus, it can be easily done by deleting the path where the clock returns to the memory controller. This can be applied only to a line that uses only a data signal for writing.
ただ、この場合、データ用クロックとその他の信号用クロックの2種類のクロックが各メモリモジュールに供給されることになるが、データ用クロック回路を用いて、アドレス信号や制御信号を取り込んでもよい。このとき、第2の実施例のように2つのクロックがある場合、書き込み専用クロックを用いてアドレス信号、制御信号をSDRAMで取り込めば良い。なお、このときのメモリモジュール内の回路は第1の実施例における図21に対し、図27に示すタイプになる。 In this case, however, two types of clocks, that is, a data clock and other signal clocks are supplied to each memory module. However, an address signal and a control signal may be taken in using the data clock circuit. At this time, when there are two clocks as in the second embodiment, the address signal and the control signal may be captured by the SDRAM using the write-only clock. The circuit in the memory module at this time is of the type shown in FIG. 27 as compared to FIG. 21 in the first embodiment.
図12には第2の実施例の応用として第4の実施例を示す。I/O共通のメモリコントローラを用いたときに、クロック信号を第1の実施例と同じように単方向のみで伝搬することを許す方法を提供する。 FIG. 12 shows a fourth embodiment as an application of the second embodiment. Provided is a method for allowing a clock signal to be propagated only in one direction as in the first embodiment when a memory controller common to I / O is used.
すなわち、クロック信号を出力回路11から出力し、書き込みデータ信号を出力回路12より出力する。このとき、スイッチ90は入出力回路(図では出力回路12と入力回路14とに分けてある)と伝送線路16Aとを接続する。このようにすることで、クロック信号とデータ信号をメモリコントローラ32からコネクタ34A〜34Fまでをそれぞれほぼ等しい配線長を経由して、コネクタ上のメモリモジュールに伝えることができる。
That is, a clock signal is output from the
また、読み出し時にはスイッチ90は入出力回路と伝送線路16Bとを接続し、16Bから伝わってきたデータを、15Bから送られてきたクロックによってラッチする。こうすることで、第1の実施例で示したクロック制御方式を用いて、I/O共通のデータ線を持った回路に適用することが出来る。
Further, at the time of reading, the
いままで示してきた実施例1〜4において、データを取り込むクロックはメモリコントローラ内部のクロックとは一般に位相が異なる。すなわち、読み出しデータをさらに、メモリコントローラ内で使うには、ふたたびメモリコントローラ内のクロックによって制御出来るように、クロックの乗り換え(ここではリターンクロックから内部クロックへの乗り換え)をする必要がある。そこで、リタイミング回路、たとえばFIFO(First-in First-out)回路を入力回路14の先につけておくとよい。また、配線15を伝搬してきたクロックと内部クロックとの位相のずれの大きさをもとに、メモリコントローラが内部クロックのどのサイクルでラッチすればよいかを判定する手段をもってもよい。
In the first to fourth embodiments shown so far, the clock for fetching data is generally different in phase from the clock inside the memory controller. That is, in order to use the read data in the memory controller further, it is necessary to change the clock (in this case, change from the return clock to the internal clock) so that it can be controlled by the clock in the memory controller. Therefore, a retiming circuit, for example, a first-in first-out (FIFO) circuit may be provided at the tip of the
また、配線長、ディレイ回路などを用いて、出力するクロックと戻ってくるクロックとの位相を合わせることにより、データの取り込みが容易になる。 In addition, by using the wiring length, the delay circuit, and the like, the phase of the output clock and the returning clock are matched to facilitate the data capture.
図35は前記したリタイミング回路の一実施例をメモリコントローラ32に備えた例を示したものである。リタイミング回路は、少なくとも、Dタイプのラッチ回路25A、フリップフロップ回路25Bとから構成される。 Dタイプのラッチ回路25Aは入力されるクロックがHigh(またはLow)のときに入力されたデータを通し、Low(またはHigh)に切り替わった時のデータを、クロックが再びHigh(またはLow)になるまで保持する機能を持っている。
FIG. 35 shows an example in which the
Dタイプのラッチ回路25Aには、リターンクロック、2φ'の正論理、または不論理がクロックとして入力され、またフリップフロップ回路25Bにはメモリコントローラ32の内部クロック、2φの正論理、または負論理がクロックとして入力される。
The D-
これらのクロックのいずれを使うかは、メモリコントローラ32内部のクロック2φと戻ってきたクロック2φ'の位相差の大きさによって、一意的に選択される。
Which of these clocks is used is uniquely selected according to the magnitude of the phase difference between the clock 2φ inside the
例えば、2φと2φ'との位相差の大きさがちょうど半位相分ずれている場合、そのズレを補正するために、Dタイプのラッチ回路25Aには2φ'の負論理のクロックが入力され、フリップフロップ回路25Bには2φの正論理のクロックが入力される。
For example, if the magnitude of the phase difference between 2φ and 2φ ′ is shifted by exactly a half phase, a negative logic clock of 2φ ′ is input to the D-
また、2φと2φ'との位相差の大きさがちょうど合っている場合、Dタイプのラッチ回路25Aには2φ'の正論理のクロックが入力され、フリップフロップ回路25Bには2φの正論理のクロックが入力される。
When the phase difference between 2φ and 2φ ′ is exactly the same, a positive logic clock of 2φ ′ is input to the D-
また、別の実施例としては、それぞれの位相が合う場合は、フリップフロップ回路25Bが不要となるので、25Aの出力を直接、メモリコントローラ内部へ伝えても良い。 As another embodiment, when the respective phases are matched, the flip-flop circuit 25B is not necessary, so the output of 25A may be directly transmitted to the inside of the memory controller.
メモリモジュールのそれぞれにメモリコントローラ32から出力されるクロックの他にメモリモジュールの動作用のクロックが別配線で供給されている場合には、上述したリタイミング回路をメモリモジュール側に持ってもよい。
When a clock for operating the memory module is supplied to each memory module by a separate wiring in addition to the clock output from the
図36は図35で示したリタイミング回路を図12の回路に適用した一実施例を示している。また、図36ではクロックφをメモリコントローラからではなく、コネクタ34Aの手前のクロック分配回路から出力している例を示している。図1で示したクロックの供給の仕方、すなわちクロックφをメモリコントローラから供給してもよいが、一般にメモリコントローラのクロックアクセス時間は、メモリLSIのクロックアクセス時間と比べ早い。そのため、書き込みに比べ、読みだしが厳しくなる。このため、クロックの出力回路をメモリコントローラ内からコネクタ34Aの手前に移動し、クロックの位相を前に持ってきて、書き込みと読みだしとにかかる時間を合わせている。
FIG. 36 shows an embodiment in which the retiming circuit shown in FIG. 35 is applied to the circuit of FIG. FIG. 36 shows an example in which the clock φ is output not from the memory controller but from the clock distribution circuit before the
なお、本実施例は図12に示す第2の実施例を例に示したが、他の実施例にも適用できるのはいうまでもない。また、図36では分周回路71付きPLL(Phase Locked Loop)70(A)はメモリコントローラの外にある例を示している。クロック信号発信回路360からクロック分配回路361等を経て供給されるクロック信号を分周する。このPLL70(A)はメモリコントローラの内部にあってもよいのは言うまでもない。
In addition, although the present Example showed the 2nd Example shown in FIG. 12 as an example, it cannot be overemphasized that it can apply also to another Example. FIG. 36 shows an example in which a PLL (Phase Locked Loop) 70 (A) with a
さらに、本発明の第5の実施例を図37に示す。本実施例では、2つのコネクタ列34A〜34F、34G〜34Mに渡り、伝送線路15、16がレイアウトされている。
Furthermore, FIG. 37 shows a fifth embodiment of the present invention. In this embodiment, the
上記で示してきた実施例では、「行きの配線」上で接続されるコネクタ列と、「帰りの配線」上で接続されるコネクタ列とは同じである例を示したが、本実施例では、「行きの配線」上で接続されるコネクタ列(図の例では34A〜34F)と「帰りの配線」上で接続されるコネクタ列(図の例では34G〜34M)とが異なっている。このことによって、コネクタ下にレイアウトされる伝送線路の本数は、半分(「行きの配線」と「帰りの配線」から、「行きの配線」または「帰りの配線」のいずれかの配線)になり、レイアウトが容易になったり、基板の信号配線の層数を減らすことが出来る。 In the embodiment shown above, the connector row connected on the “outbound wiring” and the connector row connected on the “return wiring” are the same example, but in this embodiment, The connector rows (34A to 34F in the example in the figure) connected on the “bound wiring” are different from the connector rows (34G to 34M in the example in the figure) connected on the “return wiring”. As a result, the number of transmission lines laid out under the connector is halved (from either “outbound wiring” or “return wiring” to “outbound wiring” or “return wiring”). The layout becomes easy and the number of signal wiring layers on the substrate can be reduced.
また、図37には、伝送線路15、16は全てのコネクタと接続された例を示したが、一部のコネクタ、例えばコネクタ1つおきに接続しても良い。
FIG. 37 shows an example in which the
当然ながら、図37以前で示してきた図においても、「行きの配線」または「帰りの配線」の何れかにコネクタが接続されているが、どちらの配線とも接続されていないコネクタがあってもよい。たとえば、配線を平行して2本レイアウトし、偶数番目のコネクタ、つまり34B、34D,・・、34Fと接続する配線と、奇数番目のコネクタ、つまり34A、34D、・・、34Eと接続する配線とに分けても良い。 Of course, in the diagrams shown before FIG. 37, the connector is connected to either “bound wiring” or “return wiring”, but there is a connector that is not connected to either wiring. Good. For example, two wirings are laid out in parallel and connected to even-numbered connectors, ie, 34B, 34D,..., 34F, and odd-numbered connectors, ie, wires connected to 34A, 34D,. It may be divided into
さらに、図37で示した実施例は図36、さらには図36のもとになった図12で示す実施例でも適用できるのは言うまでもなく、他の実施例でも適用できる。 Further, the embodiment shown in FIG. 37 can be applied to the embodiment shown in FIG. 36 and further to the embodiment shown in FIG.
次に第6の実施例について説明する。第1〜第5の実施例ではメモリコントローラ32側でメモリモジュール30読み出したデータを受け取るときは、メモリコントローラ32が出力し配線15を通して受信したクロック信号と同期して受け取っていた。第6の実施例ではメモリモジュールが出力したデータを受け取るタイミングをとるためのトリガとなる信号をデータを出すメモリモジュール側が発する構成としている。以下詳細を説明する。
Next, a sixth embodiment will be described. In the first to fifth embodiments, when the data read from the
図46に第6の実施例を示す。 FIG. 46 shows a sixth embodiment.
メモリコントローラ161にはクロック出力回路171、クロック同期型の出力回路172と入力回路181とこの入力回路181によって取り込んだ信号と同期する入力回路182がある。
The memory controller 161 includes a
出力回路172、入力回路182はデータ用の回路である。
The output circuit 172 and the
また伝送線路114〜117は、メモリコントローラをモジュール化した場合やマザーボード上のレイアウトによっては引かれる配線であって、必ずしも存在するとは限らないし、またこの配線の有無によって本発明が制限されることはない。 Further, the transmission lines 114 to 117 are wirings drawn when the memory controller is modularized or depending on the layout on the motherboard, and are not necessarily present, and the present invention is not limited by the presence or absence of the wirings. Absent.
以下の実施例では、これら4つの回路が1つの回路ブロックで構成されている例を示すが、これらの回路が複数の回路ブロックに分離されていてもよい。 In the following embodiment, an example in which these four circuits are configured by one circuit block is shown, but these circuits may be separated into a plurality of circuit blocks.
また、配線110はメモリコントローラ161から出力された信号が、コネクタ140〜145上に実装された各メモリモジュール上で取り込むために必要なクロックで、メモリコントローラ161から出力される信号のための配線である。
The wiring 110 is a clock necessary for a signal output from the memory controller 161 to be captured on each memory module mounted on the
また、配線111はメモリモジュール上のメモリから読み出されたデータをメモリコントローラで取り込むために必要なトリガ信号(リターンクロック)を伝送するための配線で、このトリガ信号は読み出したメモリから出力される。 Further, the wiring 111 is a wiring for transmitting a trigger signal (return clock) necessary for taking in the data read from the memory on the memory module by the memory controller, and this trigger signal is output from the read memory. .
このトリガ信号は、メモリコントローラから出力されるクロックとは異なり、読み出しデータ1つに対し、1パルスのみ出力される。 Unlike the clock output from the memory controller, only one pulse is output for this trigger signal for one read data.
さらに、このトリガ信号は読み出しデータがメモリコントローラ側で取り込めるように、例えばメモリコントローラのセットアップ時間以上、データより遅れるのが望ましい。さらにメモリコントローラのホールド時間を満たすためには、トリガ信号が出てから、メモリコントローラのホールド時間より長く、メモリの出力はデータを保持しておくのが望ましい。 Further, the trigger signal is preferably delayed from the data by, for example, a setup time of the memory controller so that the read data can be captured on the memory controller side. Furthermore, in order to satisfy the hold time of the memory controller, it is desirable that the output of the memory holds data longer than the hold time of the memory controller after the trigger signal is output.
また、図46では、メモリ回路におけるクロック信号とデータ信号とをそれぞれ1本づつ着目し、その他の回路をすべて省略しているため、これらの入力回路および出力回路はそれぞれ1組のみ示しているが、その数は本発明を制限するものではないのも言うまでもない。 In FIG. 46, attention is paid to each of the clock signal and the data signal in the memory circuit one by one, and all other circuits are omitted, so only one set of these input circuits and output circuits is shown. It goes without saying that the number does not limit the present invention.
黒丸(・)で示したところでそれぞれの配線とコネクタとが接続されている。 Each wiring and connector are connected at a black circle (•).
すなわち、図46の例では、メモリコントローラから出力されたクロック信号は信号伝送線路110上をコネクタ140、142、・・、141と伝わる。データ書き込み用信号配線112も、クロック用配線と同様順序でコネクタと接続する。
That is, in the example of FIG. 46, the clock signal output from the memory controller is transmitted to the
そして、データ読み出し用配線113とメモリから出力されるトリガ信号用配線111は、データ書き込み用データとは逆の順序で、コネクタと接続する。すなわち、データ書き込み配線をメモリコントローラから、141、143、・・、140と各コネクタに接続する。
The
こうすることで、データ書き込み時の伝搬時間と読み出し時の伝搬時間との和が、メモリモジュールの位置にかかわらず、揃うことになる。 By doing so, the sum of the propagation time at the time of data writing and the propagation time at the time of reading becomes uniform regardless of the position of the memory module.
このとき、これらのクロック信号用配線、トリガ信号用配線とデータ書き込み用配線、または読み出し配線それぞれの伝搬時間を揃うように設計することが望ましい。 At this time, it is desirable to design the clock signal wiring, the trigger signal wiring and the data writing wiring, or the reading wiring to have the same propagation time.
メモリモジュールのささっていないコネクタがある場合にはメモリモジュールと同等の負荷をダミーで実装することで、実装枚数の変動による実効インピーダンスの変化を抑える方法もある。 When there is a connector where the memory module is not touched, there is a method of suppressing a change in effective impedance due to a change in the number of mounted modules by mounting a load equivalent to the memory module with a dummy.
図46では両端終端の1実施例を示したが、図47に示すように配線110、112のように、信号が片方向のみ伝搬する信号については、片側終端でもよい。これによって部品の搭載数を削減でき、消費電流を低減する事が出来る。また、配線114〜117の長さが十分に短いとき、例えばこれらの配線における伝搬時間が信号波形の立ち上がり時間または立ち下がり時間の約1/6以下の場合、抵抗150〜153を取り除くことも可能である。ただし、この場合、バス110における信号振幅が大きくなるため、出力回路から出る信号振幅そのものを低振幅化するなどの見直しをするのが望ましい。この例が図48である。 In FIG. 46, one embodiment of both-end terminations is shown. However, as shown in FIG. 47, signals that propagate only in one direction, such as wirings 110 and 112, may be terminated on one side. As a result, the number of parts mounted can be reduced, and current consumption can be reduced. Further, when the lengths of the wirings 114 to 117 are sufficiently short, for example, when the propagation time in these wirings is about 1/6 or less of the rising time or falling time of the signal waveform, the resistors 150 to 153 can be removed. It is. However, in this case, since the signal amplitude in the bus 110 increases, it is desirable to review such as reducing the signal amplitude itself output from the output circuit. This example is shown in FIG.
さらに、出願人が特願平5−334631号(特開平7−202947号)にて明らかにした小振幅回路に本回路を適用することもできる。すなわち、抵抗150〜153は分岐配線114〜117から主配線110への信号伝搬において、分岐点での反射を抑える効果がある。この抵抗値は分岐配線のインピーダンス値から主配線のインピーダンスを引いた値に設定するのがよい。ただし、メモリモジュールが主配線上に実装されることで、主配線の実効インピーダンスが低くなる場合などは、先の値にくらべ小さな値を用いるとよい。 Further, the present circuit can be applied to a small amplitude circuit that has been clarified by the applicant in Japanese Patent Application No. 5-334631 (Japanese Patent Laid-Open No. 7-202947). That is, the resistors 150 to 153 have an effect of suppressing reflection at the branch point in signal propagation from the branch wirings 114 to 117 to the main wiring 110. This resistance value is preferably set to a value obtained by subtracting the impedance of the main wiring from the impedance value of the branch wiring. However, when the effective impedance of the main wiring is lowered by mounting the memory module on the main wiring, a smaller value than the previous value may be used.
目安となるその抵抗値は先に求めた値の0.5から1.5倍程度の範囲であるのが望ましい。 The reference resistance value is desirably in the range of about 0.5 to 1.5 times the previously obtained value.
次に第7の実施例を以下に示す。なお、上述の実施例において明らかとしてきたことは、以下の実施例においても適用できるため、繰り返し記載しない。異なる点を明らかにする。 Next, a seventh embodiment will be described below. Note that what has been clarified in the above-described embodiments can be applied to the following embodiments, and thus will not be described repeatedly. Clarify the differences.
第6の実施例では、メモリコントローラ161、メモリモジュール162の入力回路と出力回路とが分離された場合の例を示したが、図49はメモリコントローラ161、メモリモジュール162に入出力回路が採用された場合の1実施例を示している。入出力回路とは例えば、図示しているメモリコントローラを用いて説明すると出力回路172の出力部と入力回路182の入力部とが回路ブロック161(例えば集積回路)内で接続され、回路ブロックの端子としては分離されず共通の1つの端子となっている回路のことである。
In the sixth embodiment, an example in which the input circuit and the output circuit of the memory controller 161 and the memory module 162 are separated has been described. However, FIG. 49 employs an input / output circuit for the memory controller 161 and the memory module 162. One embodiment is shown. For example, the input / output circuit is described using the memory controller shown in the figure. The output unit of the output circuit 172 and the input unit of the
この場合、スイッチ190が挿入され、スイッチは、データの書き込み時には回路ブロック伝送線路161側へ、データの読み出し時には伝送線路117側へと接続される。 In this case, a switch 190 is inserted, and the switch is connected to the circuit block transmission line 161 side when data is written and to the transmission line 117 side when data is read.
これによって、先に示した第1の実施例と同等の効果を入出力回路を持ったシステムに適用することが出来る。図50は図47と同様、図49の回路を片側終端した場合の1例、図51は図48と同様、挿入抵抗を削除した例である。 As a result, the same effect as that of the first embodiment can be applied to a system having an input / output circuit. FIG. 50 shows an example in which the circuit of FIG. 49 is terminated on one side, as in FIG. 47, and FIG. 51 shows an example in which the insertion resistance is deleted, as in FIG.
図53、54で示す回路図は、メモリモジュール内のメモリ1チップに注目して示した図で、図53は図46で示した実施例に適用されるモジュールの回路図で、入力回路181はクロック入力用、出力回路171はリターンクロックとなるトリガ信号を出力する回路、出力回路172は読み出しデータを出力する回路、入力回路182は書き込みデータを入力するための回路である。図54はデータ信号を入出力回路によって出力、入力する場合の回路例である。
The circuit diagrams shown in FIGS. 53 and 54 are diagrams focusing on the
なお、クロック信号を入力する入力回路181は一般に1チップについて1つあって、この回路で入力したクロックで、書き込みデータや制御信号、アドレス信号を取り込む。 Note that there is generally one input circuit 181 for inputting a clock signal for one chip, and write data, control signals, and address signals are taken in by the clock input by this circuit.
図52に示した別の実施例は、「行きの配線」と「帰りの配線」とを別のコネクタ列に通した例である。こうすることで、「行きの配線」と「帰りの配線」とを基板配線上、同一層でレイアウトする事が出来、基板層数を増やすことなく、本発明を実現することができる。 Another embodiment shown in FIG. 52 is an example in which “bound wiring” and “return wiring” are passed through different connector rows. By doing so, the “outbound wiring” and the “return wiring” can be laid out in the same layer on the substrate wiring, and the present invention can be realized without increasing the number of substrate layers.
図55に示した回路図は本発明におけるメモリコントローラのクロック信号およびデータ信号の出力回路、入力回路を詳細に示した回路である。 The circuit diagram shown in FIG. 55 is a circuit showing in detail the output circuit and input circuit of the clock signal and data signal of the memory controller in the present invention.
フリップフロップ191D,191Sは内部クロックに同期して動作し、フリップフロップ191Lには入力回路181で受信したメモリからのトリガ信号に同期して動作する。 The flip-flops 191D and 191S operate in synchronization with the internal clock, and the flip-flop 191L operates in synchronization with the trigger signal from the memory received by the input circuit 181.
これによって、メモリコントローラから出力される書き込みデータは、チップ内部のクロックと同期して出力され、メモリから読み出したデータはトリガ信号によってセットアップおよびホールド時間を確保したまま受信をし、次段のフリップフロップによって内部のクロックにリタイミングされる(位相を内部のクロックに合わせる)。 As a result, the write data output from the memory controller is output in synchronization with the clock inside the chip, and the data read from the memory is received with the setup and hold times secured by the trigger signal, and the flip-flop at the next stage is received. Is retimed to the internal clock (the phase is adjusted to the internal clock).
こうすることで、メモリコントローラからプロセッサバスへの信号のやりとりを内部クロックと位相を合わせて行うことが出来る。 By doing this, it is possible to exchange signals from the memory controller to the processor bus in phase with the internal clock.
なお、本実施例では、リタイミングのために使用したフリップフロップ191Sは1段の例を示したが、段数は1段に制限されることは当然なく、さらにこの場合、フリップフロップに入力されるクロックの位相は内部クロックとトリガ信号それぞれの位相の間をとったり、さらには内部クロックの逓倍クロックを用いて、複数段で行うことによっても実現できる。 In the present embodiment, the flip-flop 191S used for the retiming is an example of one stage, but the number of stages is naturally not limited to one, and in this case, it is input to the flip-flop. The phase of the clock can be realized by taking a phase between the internal clock and the trigger signal, or by using multiple clocks of the internal clock.
次に、本発明におけるクロック信号の伝送の改良について述べる。前述の実施例において、クロック信号はデータ信号と同様の負荷のもとで、動作することになる。しかし、例えば、100HMzのデータ転送を行うためには、クロックの周期は10ns(周波数は100MHz)、データの周期は20ns(周期は50MHz)とデータ信号に比べ、クロック信号は倍の周波数で動かさなければならない。そこで、より本発明でクロックを安定して供給する方法を以下に示す。 Next, improvement of clock signal transmission in the present invention will be described. In the above embodiment, the clock signal operates under the same load as the data signal. However, for example, in order to perform data transfer at 100 HMz, the clock cycle must be 10 ns (frequency is 100 MHz) and the data cycle is 20 ns (cycle is 50 MHz). I must. Therefore, a method for supplying a clock stably in the present invention will be described below.
まず、クロックの周波数(周期)をデータなどの信号と同じにする。そして、モジュール内、またはメモリLSI内でこの入力されたクロックの2逓倍のクロックを生成し、この生成されたクロックに同期して、SDRAMの信号の取り込み、出力を制御する。 First, the frequency (cycle) of the clock is made the same as that of a signal such as data. Then, a double clock of the input clock is generated in the module or in the memory LSI, and the signal acquisition and output of the SDRAM are controlled in synchronization with the generated clock.
同様の機能はメモリコントローラ側にも持たせる。 Similar functions are also provided on the memory controller side.
また、2逓倍の方法であるが、dutyを50%前後に安定させるには、PLLを用いて1度、4倍し、そのあと2分周して2倍に戻すのがよい。一般には、Nを自然数として、2(N+1)逓倍し、N+1分周をすればよい。 In addition, although it is a method of doubling, in order to stabilize the duty to around 50%, it is better to multiply by 4 once using a PLL, and then divide by 2 and return to 2 times. In general, N is a natural number, multiplied by 2 (N + 1), and divided by N + 1.
これらのことを示したのが、図28から図34である。 These are shown in FIGS. 28 to 34.
図28では、クロック2φを分周回路71付きPLL(Phase Locked Loop)70を用いて0.5倍の周波数のクロックφを作り、そのクロックを出力回路11を用いて、メモリコントローラ32より、出力する。されに、もとのクロック2 図29は、分周回路71付きPLL(Phase Locked Loop)70が出力回路11の先にある場合の一実施例を示している。この方法によって、分周回路71付きPLL(Phase Locked Loop)70を持たないメモリコントローラ32にも本発明を適用できる。
In FIG. 28, the clock 2φ is generated by using a PLL (Phase Locked Loop) 70 with a
図30では、受信回路13で受けたクロックφ'を分周回路71付きPLL(Phase Locked Loop)70を用いて2倍の周波数のクロック2φ'を作り、そのクロック2φ'を用いて、受信回路14で受信した信号をフリップフロップ25でラッチする。ここで、ラッチするクロックは2φ'であって、メモリコントローラ内部に供給されているクロック2φではない。2φと2φ'とは周波数は等しいが、2φ'は、メモリコントローラから出て再び戻って来たクロック、φ'から生成されたクロックであって、一般に位相が違う。
In FIG. 30, the clock φ ′ received by the receiving
図31は、分周回路71付きPLL(Phase Locked Loop)70が受信回路13の手前にある場合の一実施例を示している。この方法によって、分周回路71付きPLL(Phase Locked Loop)70を持たないメモリコントローラにも本発明を適用できる。
FIG. 31 shows an embodiment in which a PLL (Phase Locked Loop) 70 with a
図32はクロック出力回路と入出力回路の一実施例を示している。内部クロック2φの半分の周波数のクロックφを分周回路71付きPLL(Phase Locked Loop)70によって作り出し、そのクロックを出力回路11によって、メモリコントローラより出力する。また、メモリコントローラへもどって来たクロックφ'を入力回路13で受け、分周回路71付きPLL(Phase Locked Loop)70によって2倍の周波数のクロック2φ'を作る。出力回路12より出力されるデータはクロック2φと同期して出力され、受信回路14によって受信されるデータはクロック2φ'に同期して受信される。
FIG. 32 shows an embodiment of a clock output circuit and an input / output circuit. A clock φ having a frequency half that of the internal clock 2φ is generated by a PLL (Phase Locked Loop) 70 with a
図33は図31と同様、分周回路71付きPLL(Phase Locked Loop)70が出力回路11の先、入力回路13の手前にそれぞれある場合の一実施例である。
FIG. 33 shows an embodiment in which a PLL (Phase Locked Loop) 70 with a
図34はメモリモジュールに、分周回路71付きPLL(Phase Locked Loop)70を用いた場合の一実施例を示す。メモリバス上を伝わってきたφ'を同期型メモリ31、例えばSDRAMのクロックピンに供給するには、メモリコントローラ側で周波数を半分にしたクロックをもとに戻すため、分周回路71付きPLL(Phase Locked Loop)70を用いて、周波数を2倍にし、クロック2φ'を作り、それをメモリ31に供給する。
FIG. 34 shows an embodiment in which a PLL (Phase Locked Loop) 70 with a
図32、図33で示した例では、受信回路と出力回路の両方を持ったI/O回路タイプのメモリコントローラの例を示したが、図38および図39では、受信回路と出力回路とが別々の端子をもったI/O分離型のメモリコントローラに適用される。図38と図39との違いは、図32、図33との違い同様、PLL回路がメモリコントローラの内部にある場合と外部にある場合の違いである。 In the example shown in FIGS. 32 and 33, an example of an I / O circuit type memory controller having both a receiving circuit and an output circuit is shown. However, in FIGS. 38 and 39, the receiving circuit and the output circuit are different. The present invention is applied to an I / O separation type memory controller having separate terminals. The difference between FIG. 38 and FIG. 39 is the difference between the case where the PLL circuit is inside the memory controller and the case where it is outside, like the difference between FIG. 32 and FIG.
さらに、I/O分離型のメモリモジュールに対しては図40に示すメモリモジュールが提供される。これはI/O回路タイプの図34に対するI/O分離型の応用例である。 Further, a memory module shown in FIG. 40 is provided for the I / O separation type memory module. This is an application example of the I / O separation type with respect to FIG. 34 of the I / O circuit type.
また、本発明は、レジスタタイプのバッファを持ったメモリモジュール(図42)、単なるバッファ(中間バッファとして使用し、ラッチはしないタイプのバッファで、スルータイプ、バスドライバともいう)を持ったメモリモジュール(図43)にも適用できる。 In addition, the present invention provides a memory module having a register type buffer (FIG. 42) and a memory module having a simple buffer (a buffer that is used as an intermediate buffer and does not latch, also referred to as a through type or a bus driver). (FIG. 43).
また、いままで明らかにしてきた本発明の実施例に対し、メモリモジュール側にも抵抗を挿入した場合も本発明は当然、有効である。この抵抗によって、小振幅化をはかるのはもちろん、インピーダンス整合をとることができ、反射ノイズを防止できる。 Further, the present invention is naturally effective even when a resistor is inserted on the memory module side as compared with the embodiments of the present invention that have been clarified so far. With this resistor, not only the amplitude can be reduced, but also impedance matching can be achieved and reflection noise can be prevented.
図41は図40に抵抗を追加した一実施例、図44、45はそれぞれ図42、43に抵抗を追加した一実施例である。 41 shows an embodiment in which a resistor is added to FIG. 40, and FIGS. 44 and 45 show an embodiment in which a resistor is added to FIGS. 42 and 43, respectively.
図13〜図14は、本発明の1実施例が実現されたボードの状態を示す。図13はメモリコントローラ32がマザーボードに直接実装され、メモリIC(SDRAM)31がドーターボードに実装されたメモリモジュール30がコネクタ34を介してマザーボードに実装されている状態を示す。
13 to 14 show the state of a board on which one embodiment of the present invention is realized. FIG. 13 shows a state in which the
図14は、メモリコントローラ32をドーターボードに実装してモジュール化した例である。また、図15、図16はメモリIC31をコネクタを介さずに直接マザーボードに実装した例を示す。
FIG. 14 shows an example in which the
上述してきたいくつかの実施例は、キャッシュメモリとプロッセサとの接続にも使用出来る。 さらに、図17に示すように、ワークステーションやパソコンでは、プロセッサバス、メモリバス、周辺バスなど、さまざまなバスがある。本発明ではメモリモジュールとメモリモジュールとの接続を例にとって示したが、本発明はメモリバスに限らず、その他のバスにおいても、またはコネクタの使用の有無、モジュール化の有無に関係なく有効であることはいうまでもない。さらに、ボード実装でなくとも、複数のLSIを1つのパッケージ内に納めるマルチモジュールにも適用できる。 Some of the embodiments described above can also be used to connect a cache memory and a processor. Furthermore, as shown in FIG. 17, a workstation or a personal computer has various buses such as a processor bus, a memory bus, and a peripheral bus. In the present invention, the connection between the memory module and the memory module has been shown as an example. However, the present invention is not limited to the memory bus, and is effective in other buses, regardless of whether a connector is used and whether it is modularized. Needless to say. Further, the present invention can be applied to a multi-module in which a plurality of LSIs are housed in one package, instead of being mounted on a board.
11、11A、12、26・・出力回路、13、14、27・・受信回路
24、25・・フリップフロップ
25A・・Dタイプラッチ回路、25B・・フリップフロップ回路
15〜17、15A〜15D、23、35、37・・伝送線路
21、22・・回路ブロック
30・・メモリモジュール、31・・メモリLSI、32・・メモリコントローラ
33・・マザーボード、34・・コネクタ、36・・モジュールの接点部
38・・伝送線路とコネクタの接点を表すマーク
40〜45・・終端抵抗(終端電源も含む)
46〜49・・マッチング抵抗
60・・抵抗
61・・バッファ回路
70・・PLL回路 71・・分周回路
90・・スイッチ回路
11, 11A, 12, 26,... Output circuit, 13, 14, 27, .. receiving
46 to 49 ··· matching
Claims (20)
前記第1の信号を受信する第2の受信回路と前記第2の信号を出力する第2の出力回路を備えた複数の第2の回路ブロックと、
前記第1の回路ブロックと前記第2の回路ブロックを接続する配線を有する信号伝送装置において、
前記第1の回路ブロックは、第3の信号を出力する第3の出力回路と、
該第3の信号を受信する第3の受信回路とを有し、
前記第2の回路ブロックは、前記第3の信号を受信する第4の受信回路を有し、
前記配線は、前記第1の信号を伝搬する第1の配線と、前記第2の信号を伝搬する第2の配線と、前記第3の信号を伝搬する第3の配線を含み、
前記第1の配線と前記第2の配線と前記第3の配線を、それぞれ第1の回路ブロックから最遠の第2の回路以遠の位置で折り返してレイアウトし、
前記第1の回路ブロックから折り返しの位置までの間で前記第1の配線と第3の配線と接続し、前記第2の配線と前記折り返しの位置より先で接続する第2の回路ブロックと、
前記第1の回路ブロックから折り返しの位置から先で前記第1の配線と第3の配線と接続し、前記第2の配線と前記第1の回路ブロックと前記折り返しの位置の間で接続する第2の回路ブロックが交互に配置され、
前記第2の受信回路は、前記第4の受信回路が受信する前記第3の信号に同期して前記第1の信号をラッチし、
前記第1の受信回路は、前記第3の受信回路が受信する前記第3の信号に同期して前記第2の信号をラッチし、
前記第2の出力回路は、前記第4の受信回路が受信する前記第3の信号に同期して前記第2の信号を出力することを特徴とする信号伝送装置。 A first circuit block comprising a first output circuit for outputting a first signal and a first receiving circuit for receiving a second signal;
A plurality of second circuit blocks including a second receiving circuit for receiving the first signal and a second output circuit for outputting the second signal;
In the signal transmission device having a wiring connecting the first circuit block and the second circuit block,
The first circuit block includes a third output circuit that outputs a third signal;
A third receiving circuit for receiving the third signal,
The second circuit block includes a fourth receiving circuit that receives the third signal,
The wiring includes a first wiring that propagates the first signal, a second wiring that propagates the second signal, and a third wiring that propagates the third signal,
The first wiring, the second wiring, and the third wiring are respectively folded back at a position farther than the second circuit farthest from the first circuit block, and laid out,
A second circuit block connected to the first wiring and the third wiring between the first circuit block and the folded position, and connected to the second wiring before the folded position;
The first wiring and the third wiring are connected to the first circuit block from the folded position, and the second wiring, the first circuit block, and the folded position are connected to each other. 2 circuit blocks are arranged alternately,
The second receiving circuit latches the first signal in synchronization with the third signal received by the fourth receiving circuit;
The first receiving circuit latches the second signal in synchronization with the third signal received by the third receiving circuit;
The second output circuit outputs the second signal in synchronization with the third signal received by the fourth receiving circuit.
前記第1、第2及び第3の配線は終端抵抗を備えることを特徴とする信号伝送装置。 The signal transmission device according to claim 1,
The signal transmission device according to claim 1, wherein the first, second, and third wirings include termination resistors.
前記第1の出力回路と前記第1の配線との間に前記第1の信号を伝えるための第1の分岐配線を、前記第2の受信回路と前記第2の配線との間に前記第2の信号を伝えるための第2の分岐配線を、前記第3の出力回路と前記第3の配線との間に前記第3の信号を伝えるための第3の分岐配線を、前記第3の受信回路と前記第3の配線との間に前記第3の信号を伝えるための第4の配線をそれぞれ備え、
前記第1の分岐配線は第1の抵抗素子を有し、
前記第2の分岐配線は第2の抵抗素子を有し、
前記第3の分岐配線は第3の抵抗素子を有し、
前記第4の分岐配線は第4の抵抗素子を有することを特徴とする信号伝送装置。 In the signal transmission device according to claim 1 or 2,
A first branch wiring for transmitting the first signal between the first output circuit and the first wiring is provided between the second receiving circuit and the second wiring. A second branch wiring for transmitting the second signal, and a third branch wiring for transmitting the third signal between the third output circuit and the third wiring. A fourth wiring for transmitting the third signal between the receiving circuit and the third wiring;
The first branch wiring has a first resistance element;
The second branch wiring has a second resistance element;
The third branch wiring has a third resistance element,
The signal transmission device, wherein the fourth branch wiring has a fourth resistance element.
前記第1の抵抗素子の抵抗値は、前記第1の分岐配線のインピーダンスの値から前記第1の配線のインピーダンスの半分の値を引いた値の半分から2倍の範囲にあり、また前記第2の抵抗素子の抵抗値は、前記第2の分岐配線のインピーダンスの値から前記第2の配線のインピーダンスの半分の値を引いた値の半分から2倍の範囲にあり、前記第3の抵抗素子の抵抗値が、前記第3の分岐配線のインピーダンスの値から前記第3の配線のインピーダンスの半分の値を引いた値の半分から2倍の範囲にあり、さらに前記第4の抵抗素子の抵抗値が、前記第4の分岐配線のインピーダンスの値から前記第3の配線のインピーダンスの半分の値を引いた値の半分から2倍の範囲にあることを特徴とした信号伝送装置。 The signal transmission device according to claim 3, wherein
The resistance value of the first resistance element is in the range of half to twice the value obtained by subtracting half of the impedance of the first wiring from the impedance value of the first branch wiring, and The resistance value of the second resistance element is in the range of half to twice the value obtained by subtracting half of the impedance of the second wiring from the impedance value of the second branch wiring, and the third resistance The resistance value of the element is in the range of half to twice the value obtained by subtracting half the impedance value of the third wiring line from the impedance value of the third branch wiring line. The signal transmission device according to claim 1, wherein a resistance value is in a range of half to twice a value obtained by subtracting a value of half of the impedance of the third wiring from a value of impedance of the fourth branch wiring.
前記第1のデータ信号を受信する第2の受信回路と前記第2のデータ信号を出力する第2の送信回路を含む第2の送受信回路を有する第2の回路ブロックと、
前記第1の回路ブロックと前記第2の回路ブロックとを接続する配線を有する信号伝送装置において、
前記第1の回路ブロックは、第3のクロック信号を出力する第3の出力回路と
第4のクロック信号を受信する第3の受信回路を含む第3の送受信回路と、
前記第4のクロック信号を出力する第4の送信回路とを備え、
前記第2の回路ブロックは、前記第3のクロック信号及び第4のクロック信号を受信する第4の受信回路を備え、
前記配線は、前記第1の送受信回路と前記第2の送受信回路間で前記第1、第2のデータ信号を伝送する第1の配線と、前記第3の送受信回路と前記第4の受信回路の間と前記第4の送信回路と前記第4の受信回路との間で前記第3、第4のクロック信号を伝送する第2の配線を含み、
該第1、第2の配線は前記第1の回路ブロックから最遠の第2の回路ブロック以遠の位置で折り返してレイアウトされ、
前記第1の送受信回路から前記第1の配線の折り返し位置までの間に前記第1の配線と接続し、前記第2の配線と前記第3の送受信回路から前記第2の配線の折り返し位置までの間に接続する第2の回路ブロックと、
前記第1の配線の折り返しから先で前記第1の配線と接続し、前記第2の配線と前記第2の配線の折り返し位置から先に接続する第2の回路ブロックを接続する第2の回路ブロックを交互に配置し、
前記第2の受信回路は、前記第3のクロック信号に同期して前記第1のデータ信号をラッチし、前記第2の出力回路は前記第4のクロック信号に同期して前記第2のデータ信号を出力し、
前記第1の受信回路は、前記第4のクロック信号に同期して前記第2のデータ信号をラッチすることを特徴とする信号伝送装置。 A first circuit block having a first transmission / reception circuit including a first transmission circuit for outputting a first data signal and a first reception circuit for receiving a second data signal;
A second circuit block having a second transmission / reception circuit including a second reception circuit for receiving the first data signal and a second transmission circuit for outputting the second data signal;
In the signal transmission device having a wiring connecting the first circuit block and the second circuit block,
The first circuit block includes a third transmission / reception circuit including a third output circuit that outputs a third clock signal and a third reception circuit that receives a fourth clock signal;
A fourth transmission circuit for outputting the fourth clock signal;
The second circuit block includes a fourth receiving circuit that receives the third clock signal and the fourth clock signal,
The wiring includes a first wiring for transmitting the first and second data signals between the first transmission / reception circuit and the second transmission / reception circuit, the third transmission / reception circuit, and the fourth reception circuit. And a second wiring for transmitting the third and fourth clock signals between the fourth transmission circuit and the fourth reception circuit,
The first and second wirings are folded and laid out at a position farther than the second circuit block farthest from the first circuit block,
Connected to the first wiring from the first transmission / reception circuit to the folding position of the first wiring, and from the second wiring and the third transmission / reception circuit to the folding position of the second wiring. A second circuit block connected between
A second circuit that connects to the first wiring first from the turn of the first wiring and connects the second circuit and the second circuit block that connects first from the turn-up position of the second wiring. Place the blocks alternately,
The second receiving circuit latches the first data signal in synchronization with the third clock signal, and the second output circuit synchronizes with the fourth clock signal. Output signal,
The signal transmission device, wherein the first receiving circuit latches the second data signal in synchronization with the fourth clock signal.
前記第1、第2の配線は、終端抵抗を備えることを特徴とする信号伝送装置。 The signal transmission device according to claim 5, wherein
The signal transmission device according to claim 1, wherein the first and second wirings include termination resistors.
前記第1の送受信回路と前記第1の配線との間に第1、第2の信号を伝えるための第3の配線があり、前記第3の送受信回路と前記第2の配線との間に第3、第4の信号を伝えるための第4の配線があり、前記第4の出力回路と前記第2の配線との間に第4の信号を伝えるための第5の配線を備え、
前記第3の配線は第1の抵抗素子を有し、
前記第4の配線は第2の抵抗素子を有し、
前記第5の配線は第3の抵抗素子を有することを特徴とする信号伝送装置。 The signal transmission device according to claim 5 or 6,
There is a third wiring for transmitting the first and second signals between the first transmission / reception circuit and the first wiring, and between the third transmission / reception circuit and the second wiring. There is a fourth wiring for transmitting the third and fourth signals, and a fifth wiring for transmitting the fourth signal is provided between the fourth output circuit and the second wiring.
The third wiring has a first resistance element;
The fourth wiring has a second resistance element,
The signal transmission device, wherein the fifth wiring includes a third resistance element.
前記第1の抵抗素子の抵抗値が、前記第3の配線のインピーダンスの値から前記第1の配線のインピーダンスの半分の値を引いた値の半分から2倍の範囲にあり、前記第2の抵抗素子の抵抗値が、第4の配線のインピーダンスの値から第2の配線のインピーダンスの半分の値を引いた値の半分から2倍の範囲にあり、第3の抵抗素子の抵抗値が、第5の配線のインピーダンスの値から前記第2の配線のインピーダンスの半分の値を引いた値の半分から2倍の範囲にあることを特徴とする信号伝送装置。 The signal transmission device according to claim 7, wherein
A resistance value of the first resistance element is in a range of half to twice a value obtained by subtracting a half value of the impedance of the first wiring from a value of the impedance of the third wiring; The resistance value of the resistance element is in the range of half to twice the value obtained by subtracting half the impedance value of the second wiring from the impedance value of the fourth wiring, and the resistance value of the third resistance element is A signal transmission device having a value in a range of half to twice a value obtained by subtracting a value of half of the impedance of the second wiring from a value of impedance of the fifth wiring.
前記第1の信号を受信する第3の受信回路と前記第2の信号を受信する第4の受信回路と第3の信号を出力する第3の出力回路を有する複数の第2の回路ブロックを有し、
前記第1の信号を伝送するための第1の配線と前記第2の信号および第3の信号を伝送するための第2の配線をそれぞれ、第1の回路ブロックから最遠の第2の回路の位置、または前記位置よりさらに遠い位置で折り返して、再び第1の回路ブロックに戻るようにレイアウトし、
前記第1の送信回路から前記第1の配線の折り返し位置までの間に前記第1の配線と接続し、前記第2の配線と前記第1の送受信回路から前記第2の配線の折り返し位置までの間に接続する第2の回路ブロックと、
前記第1の配線の折り返しから先で前記第1の配線と接続し、前記第2の配線と前記第2の配線の折り返し位置から先に接続する第2の回路ブロックを交互に配置し、
前記第2の信号が前記第1の信号と同じ向き伝わり、また前記第3の信号が前記第1の信号と逆向きに伝わるように、前記第2の配線と前記第1の入出力回路の間にスイッチ機能を持ったスイッチ回路が挿入され、
前記第3の出力回路は第1の信号に同期して第3の信号を出力し、
前記第1の入出力回路は第1の信号に同期して第3の信号をラッチすることを特徴とした信号伝送装置。 A first output circuit that outputs a first signal; a first reception circuit that receives the first signal; and a first input / output circuit that outputs a second signal and receives a third signal. A first circuit block;
A plurality of second circuit blocks having a third receiving circuit for receiving the first signal, a fourth receiving circuit for receiving the second signal, and a third output circuit for outputting the third signal; Have
The first wiring for transmitting the first signal and the second wiring for transmitting the second signal and the third signal are each a second circuit farthest from the first circuit block. , Or at a position further away from the position, and laid out so as to return to the first circuit block again,
Connected to the first wiring from the first transmission circuit to the folded position of the first wiring, and from the second wiring and the first transmission / reception circuit to the folded position of the second wiring A second circuit block connected between
The second circuit block is connected alternately to the first wiring after the first wiring is folded, and the second wiring is connected to the second wiring and the second wiring block is connected first from the folding position of the second wiring.
The second wiring and the first input / output circuit are connected so that the second signal is transmitted in the same direction as the first signal, and the third signal is transmitted in the opposite direction to the first signal. A switch circuit with a switch function is inserted between
The third output circuit outputs a third signal in synchronization with the first signal;
The signal transmission device according to claim 1, wherein the first input / output circuit latches the third signal in synchronization with the first signal.
前記第1の配線または前記第2の配線が片側終端または両側終端したことを特徴とした信号伝送装置。 The signal transmission device according to claim 9, wherein
The signal transmission device according to claim 1, wherein the first wiring or the second wiring is terminated on one side or both sides.
前記第1の出力回路と前記第1の信号配線との間に第1の信号を伝えるための第3の配線があり、前記スイッチ回路と前記第2の信号配線との間に第2の信号を伝えるための第4の配線があり、さらに前記スイッチ回路と前記第2の信号配線との間に第3の信号を伝えるための第5の配線があることを特徴とした信号伝送装置。 In the signal transmission device according to claim 9 or 10,
There is a third wiring for transmitting a first signal between the first output circuit and the first signal wiring, and a second signal is provided between the switch circuit and the second signal wiring. And a fourth wiring for transmitting a third signal, and a fifth wiring for transmitting a third signal between the switch circuit and the second signal wiring.
前記第3の配線は第1の抵抗を有し、
前記第4の配線は第2の抵抗を有し、
前記第5の配線は第3の抵抗を有することを特徴とした信号伝送装置。 The signal transmission device according to claim 11, wherein
The third wiring has a first resistance;
The fourth wiring has a second resistance;
The signal transmission device according to claim 5, wherein the fifth wiring has a third resistor.
第1の抵抗の抵抗値が、第3の配線のインピーダンスの値から第1の配線のインピーダンスの半分の値を引いた値の半分から2倍の範囲にあり、またを第2の抵抗の抵抗値が、第4の配線のインピーダンスの値から第1の配線のインピーダンスの半分の値を引いた値の半分から2倍の範囲にあり、第3の抵抗の抵抗値が、第5の配線のインピーダンスの値から第2の配線のインピーダンスの半分の値を引いた値の半分から2倍の範囲にあることを特徴とした信号伝送装置。 The signal transmission device according to claim 12, wherein
The resistance value of the first resistor is in the range of half to twice the value obtained by subtracting half of the impedance of the first wiring from the impedance value of the third wiring, and the resistance of the second resistance The value is in the range of half to twice the value of the impedance of the fourth wiring minus the value of half of the impedance of the first wiring, and the resistance value of the third resistor is the value of the fifth wiring A signal transmission device characterized by being in a range of half to twice of a value obtained by subtracting half of the impedance of the second wiring from the value of impedance.
第1の受信回路で受けた信号を2逓倍した信号に同期して第1の入出力回路が第3の信号を受信することを特徴とした信号伝送装置。 The signal transmission device according to claim 12, wherein
A signal transmission apparatus, wherein the first input / output circuit receives the third signal in synchronization with a signal obtained by multiplying the signal received by the first receiving circuit by two.
第1の入出力回路が受信した第3の信号の位相を前記第1の信号で同期して制御出来る信号へと変換するための位相調整回路を持つことを特徴とした信号伝送装置。 The signal transmission device according to claim 14, wherein
A signal transmission device comprising a phase adjustment circuit for converting a phase of a third signal received by a first input / output circuit into a signal that can be controlled in synchronization with the first signal.
前記第1の信号を受信する第3の受信回路と前記第2の信号を受信するための第4の受信回路と第3の信号を出力する第3の出力回路と前記第4の信号を出力する第4の出力回路を有する複数の第2の回路ブロックを持ち、
前記第1の信号と前記第2の信号と前記第3の信号そして前記第4の信号を、前記第1の回路ブロックと前記第2の回路ブロック間に伝送させる第1の配線と第2の配線と第3の配線および第4の配線をそれぞれ有し、
前記第1、第2、第3、第4の配線をそれぞれ第1の回路ブロックから最遠の第2の回路ブロックの位置、または前記位置よりさらに遠い折り返し位置で折り返してレイアウトし、
前記第1の回路ブロックから第1の配線の折り返し位置までの配線上と第2の配線の折り返し位置までの配線上に前記第2の回路ブロックのいずれかを接続し、第3の配線の折り返し位置から先の配線上と第4の配線の折り返し位置から先の配線上に接続する第2の回路ブロックと、
前記第1の配線の折り返し位置から先の配線上と前記第2の配線の折り返し位置から先の配線上に接続し、記第1の回路ブロックから前記第3の配線の折り返し位置までの配線上と前記第1の回路ブロックから前記第4の配線の折り返し位置までの配線上に接続する第2の回路ブロックを交互に配置し、
前記第4の受信回路が第1の信号に同期して第2の信号をラッチし、
前記第4の送信回路が第1の信号に同期して第4の信号を出力し、
前記第2の受信回路が第3の信号に同期して第4の信号をラッチすることを特徴とした信号伝送装置。 A first output circuit that outputs a first signal; a second output circuit that outputs a second signal; a first reception circuit that receives a third signal; and a second output circuit that receives a fourth signal. A first circuit block having two receiving circuits;
A third receiving circuit for receiving the first signal; a fourth receiving circuit for receiving the second signal; a third output circuit for outputting a third signal; and outputting the fourth signal. A plurality of second circuit blocks having a fourth output circuit,
A first wiring for transmitting the first signal, the second signal, the third signal, and the fourth signal between the first circuit block and the second circuit block; Each having a wiring, a third wiring, and a fourth wiring;
The first, second, third, and fourth wirings are respectively folded at the position of the second circuit block farthest from the first circuit block, or at a folding position farther than the position, and laid out,
Any one of the second circuit blocks is connected on the wiring from the first circuit block to the folding position of the first wiring and on the wiring to the folding position of the second wiring, and the third wiring is folded. A second circuit block connected on the previous wiring from the position and on the previous wiring from the folding position of the fourth wiring;
On the wiring from the folding position of the first wiring to the previous wiring and from the folding position of the second wiring to the previous wiring, on the wiring from the first circuit block to the folding position of the third wiring And second circuit blocks that are connected to the wiring from the first circuit block to the turn-around position of the fourth wiring,
The fourth receiving circuit latches the second signal in synchronization with the first signal;
The fourth transmission circuit outputs a fourth signal in synchronization with the first signal;
The signal transmission device, wherein the second receiving circuit latches the fourth signal in synchronization with the third signal.
前記第1、第2、第3及び第4の配線は終端抵抗を備えることを特徴とする信号伝送装置。 The signal transmission device according to claim 15 or 16,
The signal transmission device, wherein the first, second, third, and fourth wirings have termination resistors.
前記第1の出力回路と前記第1の配線との間に第1の信号を伝えるための第1の分岐配線を、前記第2の出力回路と前記第2の配線との間に第2の信号を伝えるための第2の分岐配線を、前記第1の受信回路と前記第3の配線との間に第3の信号を伝えるための第3の分岐配線を、前記第2の受信回路と前記第4の配線との間に第4の信号を伝えるための第4の分岐配線をそれぞれ備え、
前記第1の分岐配線は第1の抵抗を備え、
前記第2の分岐配線は第2の抵抗を備え、
前記第3の分岐配線は第3の抵抗を備え、
前記第4の分岐配線は第4の抵抗を備えることを特徴とする信号伝送装置。 The signal transmission device according to any one of claims 15 to 17,
A first branch wiring for transmitting a first signal between the first output circuit and the first wiring; a second branch wiring between the second output circuit and the second wiring; A second branch wiring for transmitting a signal, a third branch wiring for transmitting a third signal between the first receiving circuit and the third wiring, and the second receiving circuit. A fourth branch wiring for transmitting a fourth signal between the fourth wiring and the fourth wiring;
The first branch wiring includes a first resistor,
The second branch wiring includes a second resistor,
The third branch line includes a third resistor;
The signal transmission device, wherein the fourth branch line includes a fourth resistor.
前記第1の抵抗素子の抵抗値は、前記第1の分岐配線のインピーダンスの値から前記第1の配線のインピーダンスの半分の値を引いた値の半分から2倍の範囲にあり、また前記第2の抵抗素子の抵抗値は、前記第2の分岐配線のインピーダンスの値から前記第2の配線のインピーダンスの半分の値を引いた値の半分から2倍の範囲にあり、前記第3の抵抗素子の抵抗値が、前記第3の分岐配線のインピーダンスの値から前記第3の配線のインピーダンスの半分の値を引いた値の半分から2倍の範囲にあり、さらに前記第4の抵抗素子の抵抗値が、前記第4の分岐配線のインピーダンスの値から前記第3の配線のインピーダンスの半分の値を引いた値の半分から2倍の範囲にあることを特徴とした信号伝送装置。 The signal transmission device according to claim 18, wherein
The resistance value of the first resistance element is in the range of half to twice the value obtained by subtracting half of the impedance of the first wiring from the impedance value of the first branch wiring, and The resistance value of the second resistance element is in the range of half to twice the value obtained by subtracting half of the impedance of the second wiring from the impedance value of the second branch wiring, and the third resistance The resistance value of the element is in the range of half to twice the value obtained by subtracting half the impedance value of the third wiring line from the impedance value of the third branch wiring line. The signal transmission device according to claim 1, wherein a resistance value is in a range of half to twice a value obtained by subtracting a value of half of the impedance of the third wiring from a value of impedance of the fourth branch wiring.
前記第1の回路ブロックはメモリコントローラであり、
前記第2の回路ブロックはメモリモジュールであることを特徴とする信号伝送装置。
The signal transmission device according to any one of claims 1, 5, 9, and 15,
The first circuit block is a memory controller;
The signal transmission device, wherein the second circuit block is a memory module.
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