JP4964566B2 - タイミングで出力データを初期強化する出力ドライバー及び出力ドライブ方法 - Google Patents

Description

本発明は、データの出力ドライバー及び出力ドライブ方法に係り、特に、データ通信の際に伝送データの減衰現象を予め補償する出力ドライバー及び出力ドライブ方法に関する。

送信装置から発生する伝送データは、伝送線路を介して受信装置に伝送される。このような伝送データのために、送信装置は、出力ドライバーを内蔵することが一般的である。伝送データは、連続的に伝送される多数のデータビットから構成される。この際、直前のデータビットと異なる論理状態を持つデータビットの場合には、立ち上がりエッジ(rising edge)または立ち下りエッジ(falling edge)で、データビットが十分ディベロップ(develop)できない現象が発生することがある。このように以前のデータビットにより、現在のデータビットが十分ディベロップできない現象をシンボル間の干渉（InterSymbol Interference、以下「ＩＳＩ」という）という。このようなＩＳＩによって、伝送データの減衰現象が発生しうる。このようなＩＳＩは、同一の論理状態を持つ様々なビットのデータビットが伝送された後、直前とは異なる論理状態のデータビットが伝送される場合にさらに大きく現われる。

現在、ＩＳＩによる伝送データの減衰現象を予め補償するための多様な形の出力ドライバーが開発されている。

図１は従来の出力ドライバーの一例を説明するための図であり、図２は図１の出力ドライバーにおける主要信号のタイミング図である。

図１の出力ドライバー１０において、ビットシフト部１１は、入力データＩＤＡＴ１を１ビット区間ずつシフトしてシフトデータＳＤＡＴ１を発生する。そして、データ加算器１３は数式１の演算を行って出力データＯＤＡＴ１を生成する。

Ｖ（ＯＤＡＴ１）＝Ｖ（ＩＤＡＴ１）−ａ＊Ｖ（ＳＤＡＴ１） ・・（数式１）
ここで、Ｖ（ＯＤＡＴ１）、Ｖ（ＩＤＡＴ１）及びＶ（ＳＤＡＴ１）はそれぞれ出力データＯＤＡＴ１、入力データＩＤＡＴ１及びシフトデータＳＤＡＴ１の電圧レベルを示す。ａは正の定数である。

すなわち、出力データＯＤＡＴ１は、図２に示すように、論理状態が遷移するたびに１ビットの全体値のスイング幅が増加する。増加したスイング幅によって、出力データＯＤＡＴ１の減衰現象が緩和される。

図３は従来の出力ドライバーの他の一例を説明するための図であり、図４は図３の出力ドライバーにおける主要信号のタイミング図である。

図３の出力ドライバー２０において、遅延部２１は入力データＩＤＡＴ２を遅延させて遅延データＤＤＡＴ２を発生する。データ加算器２３は数式２の演算を行って出力データＯＤＡＴ２を生成する。

Ｖ（ＯＤＡＴ２）＝Ｖ（ＩＤＡＴ２）−ｂ＊Ｖ（ＤＤＡＴ２） ・・（数式２）
ここで、Ｖ（ＯＤＡＴ２）、Ｖ（ＩＤＡＴ２）及びＶ（ＤＤＡＴ２）はそれぞれ出力データＯＤＡＴ２、入力データＩＤＡＴ２及び遅延データＤＤＡＴ２の電圧レベルを示す。ｂは正の定数である。

すなわち、出力データＯＤＡＴ２は、図４に示すように、論理状態が遷移するたびに、初期電圧レベルが強化される。強化された初期電圧レベルによって、出力データＯＤＡＴ２の減衰現象が緩和される。

ところが、図１及び図３に示される従来の出力ドライバーでは、入力データＩＤＡＴ１、ＩＤＡＴ２及び出力データＯＤＡＴ１、ＯＤＡＴ２は、論理「Ｈ」の電圧レベルＶｈより高い電圧レベルである高電圧であって、論理「Ｌ」の電圧レベルＶ１より低い電圧レベルである低電圧で動作することが要求される。したがって、図１及び図３の出力ドライバーでは、通常の電圧レベルより高い高電圧と低い低電圧を生成するための回路が要求されるという問題点が生ずる。

そこで、本発明はこのような問題点に鑑みてなされたもので、その目的とするところは、ドライブされる電圧レベルの強化が要求されない出力ドライバー及び出力ドライブ方法を提供することにある。

上記課題を解決するために、本発明の一側面によれば、出力データを発生する出力ドライバーを提供する。本発明の出力ドライバーは、連続する多数のビット区間の間に継続的に有効なデータビットを有する入力データに応じて選択信号を発生し、前記選択信号は所定の持続数以上のビット区間の間に同一の論理状態を持続した後に発生する前記入力データの遷移時点で活性化状態である選択信号発生部と、前記入力データを前記ビット区間より短い遅延時間だけ遅延させて基準データとして発生する基準データ発生部と、前記選択信号に基づいて、前記入力データ及び前記基準データのいずれか一つの論理状態の遷移に応答して前記出力データの論理状態を遷移するように駆動される選択部とを備える。

上記課題を解決するために、本発明の他の側面によれば、出力データを発生する出力ドライブ方法を提供する。本発明の出力ドライブ方法は、連続的な多数のデータビットを有する入力データに応じて選択信号を発生し、前記選択信号は所定の持続数以上のビット区間の間に同一の論理状態を持続した後に発生する前記入力データの遷移時点で活性化状態であるＡ）段階と、前記入力データに対して、前記ビット区間より短い遅延時間だけ遅延させて基準データとして発生するＢ）段階と、前記選択信号に基づいて、前記入力データ及び前記基準データのいずれか一つの論理状態の遷移に応答して前記出力データの論理状態を遷移させるＣ）段階とを備える。

本発明の出力ドライバー及び出力ドライブ方法によれば、出力データの論理状態の遷移を予め発生させることにより、データの初期強化といった効果が発生する。よって、本発明の出力ドライバーでは、通常の電圧レベルより高い高電圧と低い低電圧を生成するための回路が要求されない。

また、本発明の出力ドライバーでは、出力データは最終的に選択部から発生する。よって、本発明の出力ドライバーは、出力データが加算器から発生する従来の出力ドライバーと比較するとき、出力ドライバーの出力端のキャパシタンスが著しく減少するという利点を持つ。

本発明と本発明の動作上の利点及び本発明の実施によって達成される目的を十分理解するためには、本発明の好適な実施形態を例示する添付図面及び添付図面に記載の内容を参照しなければならない。各図面において、同様の構成要素には出来る限り同一の参照符号を付している。なお、本発明の要旨の説明する上で、説明の都合上、公知の機能及び構成についての詳細な記述は必要に応じて省略する。

以下、添付図面を参照して本発明の好適な実施形態を説明することにより、本発明を詳細に説明する。

図５は本発明の好適な実施形態に係る出力ドライバー１００を示す図である。図６は図５の出力ドライバー１００における主要信号のタイミング図である。図６において、参照符号ＣＬＫは、ビット区間ｐＢＩＴを表示するために使用されるクロック信号を示す。

出力ドライバー１００は、入力データＩＤＡＴに応じる出力データＯＤＡＴを駆動する。この際、入力データＩＤＡＴは、連続する多数のビット区間の間に継続的に有効なデータビットを有する。本実施形態では、１ビット区間ｐＢＩＴ当り１つのデータビットが割り当てられる。

図５を参照すると、本発明の好適な実施形態に係る出力ドライバー１００は、選択信号発生部１１０、基準データ発生部１３０、及び選択部１５０を備える。

選択信号発生部１１０は、入力データＩＤＡＴを受信し、入力データＩＤＡＴに応じて選択信号／ＴＸを発生する。この際、選択信号／ＴＸは、所定の持続数以上のビット区間の間に同一の論理状態を持続した後に発生する入力データＩＤＡＴの遷移時点で論理「Ｌ」の活性化状態である。本実施形態において、上記持続数は２である。

選択信号発生部１１０は、具体的に、ビットシフト部１１１及び論理演算手段１１３を備える。

ビットシフト部１１１は、受信される入力データＩＤＡＴを１のビット区間ｐＢＩＴだけ遅延させる。よって、ビットシフト部１１１から出力されるシフトデータＳＤＡＴは、図６に示すように、入力データＩＤＡＴに対して１ビット区間だけシフトされる。

論理演算手段１１３は、入力データＩＤＡＴとシフトデータＳＤＡＴとを論理演算して選択信号／ＴＸを発生する。好ましくは、論理演算手段１１３は、入力データＩＤＡＴとシフトデータＳＤＡＴに対して排他的論理和演算を行う排他的論理和演算手段である。すなわち、入力データＩＤＡＴとシフトデータＳＤＡＴとが同一の論理状態を持つ区間で、選択信号／ＴＸは論理「Ｌ」となる。そして、入力データＩＤＡＴとシフトデータＳＤＡＴとが相異なる論理状態を持つ区間で、選択信号／ＴＸは論理「Ｈ」となる。

この際、選択信号／ＴＸの論理状態の遷移は、入力データＩＤＡＴまたはシフトデータＳＤＡＴの遷移に対して、非常に短い区間（図６のｐｄ）であるが、遅延する。

結果的に、入力データＩＤＡＴが２以上のビット区間の間に同一の論理状態を持続した後に遷移する時点（図６のｔ１、ｔ２参照）で、選択信号／ＴＸは「Ｌ」の活性化状態である。これに対し、入力データＩＤＡＴの論理状態が１ビット区間後にさらに遷移する時点（図６のｔ３、ｔ４、ｔ５）では、選択信号／ＴＸは「Ｈ」の非活性化状態である。

引き続き図５を参照すると、基準データ発生部１３０は、入力データＩＤＡＴを所定の遅延時間（図６のｔｄ参照）だけ遅延させて基準データＲＤＡＴを生成する。この際、遅延時間ｔｄはビット区間ｐＢＩＴより短い。

選択部１５０は、選択信号／ＴＸに基づいて、入力データＩＤＡＴ及び基準データＲＤＡＴのいずれか一つの論理状態の遷移に応答して遷移する出力データＯＤＡＴを発生する。

本実施形態では、選択信号／ＴＸが「Ｌ」の場合には、出力データＯＤＡＴの論理状態の遷移は、入力データＩＤＡＴの遷移による。すなわち、入力データＩＤＡＴの論理状態の「Ｈ」への遷移に応答して、出力データＯＤＡＴの論理状態も「Ｈ」に遷移する（図６のｔ６、ｔ７参照）。そして、入力データＩＤＡＴの論理状態の「Ｌ」への遷移に応答して、出力データＯＤＡＴの論理状態も「Ｌ」に遷移する（図６のｔ８参照）。

また、選択信号／ＴＸが「Ｈ」の場合には、出力データＯＤＡＴの論理状態の遷移は、基準データＲＤＡＴの遷移による。すなわち、基準データＲＤＡＴの論理状態の「Ｈ」への遷移に応答して、出力データＯＤＡＴの論理状態も「Ｈ」に遷移する（図６のｔ９参照）。そして、基準データＲＤＡＴの論理状態の「Ｌ」への遷移に応答して、出力データＯＤＡＴの論理状態も「Ｌ」に遷移する（図６のｔ１０、ｔ１１参照）。

結果的に、入力データＩＤＡＴが上記持続数（本実施形態では２である）のビット区間以上同一の論理状態を持続した後に遷移する場合、出力データＯＤＡＴは入力データＩＤＡＴに応じて論理状態が遷移する。再び記述すると、出力データＯＤＡＴは、図６に示すように、基準データＲＤＡＴより上記遅延時間ｔｄだけ先立って論理状態が遷移する。これにより、出力データＯＤＡＴから発生しうるデータの減衰現象は緩和できる。

これに対し、入力データＩＤＡＴが１ビット区間ごとに論理状態を遷移させる場合には、出力データＯＤＡＴは、基準データＲＤＡＴに応じて論理状態が遷移する。すなわち、出力データＯＤＡＴは予め遷移しない。これは、伝送されるデータの論理状態が毎ビットごとに遷移する場合、伝送データの減衰現象が相対的に微弱であることを考慮したことである。このような場合、毎ビットごとに遷移するデータのために確保される区間を１ビット区間として十分に割り当てることができる。

図７は本発明の好適な実施形態に係る出力ドライバーの効果を説明するための図である。図７に示すように、本発明の好適な実施形態に係る出力ドライバーにおける出力データＯＤＡＴは、論理状態が基準データＲＤＡＴではなく入力データＩＤＡＴに応答して予め論理状態が遷移する。その結果、本発明の好適な実施形態に係る出力データＯＤＡＴのアイウィンドウ(eye window)は、初期強化を行わない場合と比較して著しく増加する。

本発明は図示された一実施形態を参考として説明したが、これらの実施形態は例示的なものに過ぎないことは言うまでもない。当業者であれば、これらから種々の変形及び均等な他の実施が可能であることを理解できるであろう。

例えば、本明細書では、上記持続数が２の場合の実施形態を図示、記述した。ところが、上記ビットシフト部でシフトされるビット区間の数及び／論理演算手段の構成を変形することにより、上記持続数は１または３以上の数に変更できる。

したがって、本発明の技術的範囲は、特許請求の範囲の記載に基づいて定められなければならない。

本発明は、半導体装置に適用可能である。

従来の出力ドライバーの一例を説明するための図である。 図１の出力ドライバーにおける主要信号のタイミング図である。 従来の出力ドライバーの他の一例を説明するための図である。 図３の出力ドライバーにおける主要信号のタイミング図である。 本発明の好適な実施形態に係る出力ドライバーを示す図である。 図５の出力ドライバーにおける主要信号のタイミング図である。 本発明の好適な実施形態に係る出力ドライバーの効果を説明するための図である。

符号の説明

ＩＤＡＴ 入力データ
ＤＤＡＴ 基準データ
ＳＤＡＴ シフトデータ
ＯＤＡＴ 出力データ
／ＴＸ 選択信号

Claims (10)

1. 出力データを発生する出力ドライバーであって、
   連続する多数のビット区間の間に継続的に有効なデータビットを有する入力データに応じて選択信号を発生し、前記選択信号はビット区間の間に同一の論理状態を持続した後に発生する前記入力データの遷移時点で活性化状態である選択信号発生部と、
   前記入力データを前記ビット区間より短い遅延時間だけ遅延させて基準データとして発生する基準データ発生部と、
   前記選択信号に基づいて、前記入力データ及び前記基準データのいずれか一つの論理状態の遷移に応答して前記出力データの論理状態を遷移させるように駆動される選択部とを備える
   ことを特徴とする出力ドライバー。
2. 前記選択部は、
   非活性化された前記選択信号によって、前記入力データの論理状態の遷移に応じて前記出力データの論理状態を遷移させるように駆動される
   ことを特徴とする請求項１に記載の出力ドライバー。
3. 前記選択部は、
   活性化された前記選択信号によって、前記基準データの論理状態の遷移に応じて前記出力データの論理状態を遷移させるように駆動される
   ことを特徴とする請求項１に記載の出力ドライバー。
4. 前記選択信号発生部は、
   前記入力データを１のビット区間だけシフトさせてシフトデータを発生するビットシフト部と、
   前記選択信号を発生するために、前記入力データと前記シフトデータとの論理演算を行う論理演算手段とを備える
   ことを特徴とする請求項１に記載の出力ドライバー。
5. 前記論理演算手段は、
   前記入力データと前記シフトデータに対して排他的論理和演算を行う排他的論理和演算手段を含む
   ことを特徴とする請求項４に記載の出力ドライバー。
6. 出力データを発生する出力ドライブ方法であって、
   連続的な多数のデータビットを有する入力データに応じて選択信号を発生し、前記選択信号はビット区間の間に同一の論理状態を持続した後に発生する前記入力データの遷移時点で活性化状態であるＡ）段階と、
   前記入力データに対して、前記ビット区間より短い遅延時間だけ遅延させて基準データとして発生するＢ）段階と、
   前記選択信号に基づいて、前記入力データ及び前記基準データのいずれか一つの論理状態の遷移に応答して前記出力データの論理状態を遷移させるＣ）段階とを備える
   ことを特徴とする出力ドライブ方法。
7. 前記Ｃ）段階は、
   非活性化された前記選択信号によって、前記入力データの論理状態の遷移に応じて前記出力データの論理状態を遷移させるように駆動される工程を含む
   ことを特徴とする請求項６に記載の出力ドライブ方法。
8. 前記Ｃ）段階は、
   活性化された前記選択信号によって、前記基準データの論理状態の遷移に応じて前記出力データの論理状態を遷移させるように駆動される工程を含む
   ことを特徴とする請求項６に記載の出力ドライブ方法。
9. 前記Ａ）段階は、
   前記入力データを１のビット区間だけシフトさせてシフトデータを発生する工程と、
   前記選択信号を発生するために、前記入力データと前記シフトデータとの論理演算を行う工程とを備える
   ことを特徴とする請求項６に記載の出力ドライブ方法。
10. 前記論理演算する工程は、
    前記入力データと前記シフトデータに対して排他的論理和演算を行う
    ことを特徴とする請求項９に記載の出力ドライブ方法。

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