[发明专利]适用于快速信号传输的信号传输设备

说明书

本发明涉及在诸如CPU与存储器设备或与存储器集成电路之间的(例如，在各个由CMOS元件或由CMOS元件功能块组成的数字电路之间)的信号传输技术，更具体地涉及通过一条总线快速传输信号的技术，在该总线上一条主传输线连接着多个单元。

作为在由各个半导体集成电路组成的数字电路间快速传输信号的技术，已经提出一种低振幅接口技术，用于传播具有低至1伏传输信号振幅的信号。

作为这种低振幅接口的代表性例子，已经提出一种GTL(喷射收发器逻辑)接口或者一种CTT(中心抽头终端)接口。1993年11月27日的Nikkei Electronics杂志(269页至290页)详细地讨论了这些低振幅接口。

图1表示其中一条主传输线带有多条支线的这种低振幅接口的先有技术的结构。

数字100代表一条传输线，它由终端电源60和61以及终端电阻50和51所终接。传输线100和一个驱动电路块1以及接收电路块2、3、4相连接。

传输线100具有50欧的电阻。11至14的各支线具有50欧的电阻。各个终接电阻50和51具有50欧的电阻。各个终接电源60和61的电压为0.5伏。发送或驱动电路21具有10欧的接通电阻。

当驱动电路21处于逻辑“高”输出状态时，电路21进行操作，把传输线11接到1伏的电源上(图中未示出)。当驱动电路21处于逻辑“低”输出状态时，电路21进行操作，把传输线11接地，即，0伏的电源上(图中未示)。数字32至34分别代表包含在接收电路块中的接收电路。这些接收电路把所接收信号和参考电压V_ref相比较，以确定所接收信号是低电平还是高电平。在本结构中，V_ref为0.5伏。

下一步将描述当驱动电路21从低输出切换到高输出时一个信号是怎样发送到图1中该总线上的各个点的。首先，推导出当驱动电路21处于低输出时传输线100的电势。这时该传输线A点的电压对应于0.5伏的终接电压被终端电阻50和51的组合电阻(50/2＝25欧)和发送电路21的接通电阻(10欧)分压所给出的电压。即，该电压被导出为：

0.5伏×10欧/(10欧+50欧/2)＝0.14(伏)

接着，将推导出当发送电路21从低输出切换到高输出时所出现的该传输线的电势，这样一个信号如下将发送到图1的点A。紧接着发送电路21的输出切换之后，发送电路21的1伏电源电压被发送电路的接通电阻(10欧)和传输线11的50欧电阻所分压。因此，点A处增高的电势被导出为：

1伏×50欧/(50欧+10欧)＝0.83(伏)0.14伏的初始电压和增高电压之和，即0.97伏对应于点A处的电势。

当振幅为0.83伏的波形到达分支点B时所出现电势按如下导出。如果从传输线11看传输线100，因为传输线100被分隔成两部分，左部和右部，当从传输线11看过去时的传输线100的实际阻抗变成传输线100的50欧电阻的一半，即25欧。另一方面，因为传输线11的阻抗是50欧，这种阻抗的不匹配结果会造成在点B的信号的反射。

该反射系数如下导出：

(50欧-25欧)/(50欧+25欧)＝0.33

这意味着发送到点A的0.83伏的信号振幅的三分之一，即振幅为0.28伏的信号被反射并且返回到发送电路侧。剩余振幅为0.55伏的信号作为第一发送波被发送到传输线100上。这样，发送信号的电势对应于0.55伏和初始电势(0.14伏)之和。

当具有0.28伏的振幅的返回发送电路的信号到达发送电路时，该信号被镜反射并重新到达点B。该信号的三分之二部分通过传输线100，而该信号的剩余三分之一部分返回到传输线11。根据这样的作用，该信号不断往返于传输线11。每次该信号波形到达点B，每一波形的三分之二部分被输出到传输线100。通过这种操作，初始在点A处的0.83伏振幅一点一点地分离地发送到传输线100上。

通过点B的并且发送到传输线100的0.69伏的信号到达点C。在该点处，在信号通过之前，两条传输线各自造成50欧的电阻。因此，在25欧的前向合成电阻和50欧的信号通过的传输线电阻之间的不匹配结果会造成信号的反射。

该反射系数为如下：

(50欧-25欧)/(50欧+25欧)＝0.33

通过点C的波形的电势对应于把点B处的0.55伏的信号振幅乘以透射比2/3(＝1-1/3)再加上初始电势所推导出的电势，即