数据接收装置及数据传送系统.pdf

一种数据接收装置及数据传送系统，在电流模式下的数据传送系统中实现正确的多值数据传送数据发送装置(10)得到电流源(30)发出的参照电流(Iref)后，将该参照电流以与所发送数据值相对应的规定倍数大小作为电流信号进行输出。而数据接收装置(20)得到数据发送装置(10)发出的该电流信号后产生接受信号的同时、得到电流源(30)发出的参照电流(Iref)，并生成接收信号电平判定所必需的参照信号。这样，分别生成电流信号及参照信号的原参照电流(Iref)可以用公共的电流源(30)对数据发送装置(10)及数据接收装置(2/0)进行供给。

1.  一种数据接收装置，通过得到的电流信号进行数据接收，其特征在于：
包括：
具有电阻电路，并利用使所述电流信号流过该电阻电路所产生的电压来生成接收信号的接收信号生成部；
具有电阻电路，获得成为所述电流信号的源的参照电流，并利用使以该参照电流为基础的电流流过该电阻电路所产生的电压来生成参照信号的参照信号生成部；以及
根据通过所述接收信号生成部生成的接收信号及通过所述参照信号生成部生成的参照信号，对该接收信号进行多值判定的逻辑判定部。

2.  根据权利要求1所述的数据接收装置，其特征在于：所述接收信号生成部，具有用以保持所述接收信号生成部中的所述电阻电路的中间电位不变的中间电位稳定电路。

3.  根据权利要求2所述的数据接收装置，其特征在于：所述中间电位稳定电路，根据所述中间电位的变化，对所述电阻电路的两端电压进行调整以使所述中间电位达到规定值。

4.  根据权利要求3所述的数据接收装置，其特征在于：所述接收信号生成部中具有与所述中间电位稳定电路并连，并且表现为负性输出阻值的负性电阻电路。

5.  根据权利要求1所述的数据接收装置，其特征在于：所述接收信号生成部中所述电阻电路的中间电位与所述参照信号生成部中所述电阻电路的中间电位为同一电位。

6.  一种数据传送系统，是在数据发送装置和数据接收装置之间通过电流信号进行数据传送的数据传送系统，其特征在于：
具有用以生成参照电流的电流源；
所述数据发送装置，
由所述电流源得到所述参照电流，将该参照电流相应发送数据值变为规定倍数大小，并将该规定倍数的电流作为所述电流信号输出，
所述数据接收装置包括：
具有电阻电路，得到所述数据发送装置发出的所述电流信号，并利用使所述电流信号流过该电阻电路所产生的电压来生成接收信号的接收信号生成部；
具有电阻电路，得到所述电流源发出的所述参照电流，并利用使以该参照电流为基础的电流流过该电阻电路所产生的电压来生成参照信号的参照信号生成部；以及
根据通过所述接收信号生成部生成的接收信号及通过所述参照信号生成部生成的参照信号，对该接收信号进行多值判定的逻辑判定部。

7.  根据权利要求6所述数据传送系统，其特征在于：所述电流源设置于所述数据发送装置或所述数据接收装置的任意一方。

8.  根据权利要求6所述数据传送系统，其特征在于：所述数据发送装置和所属数据接收装置通过两条线进行数据传送；
所述电流信号，通过所述2条线中任意1条从所述数据发送装置送入所述数据接收装置，并通过另1条从所述数据接收装置送回所述数据发送装置。

9.  根据权力要求6所述数据传送系统，其特征在于：所述数据传送装置中设有与所述发送数据各位相对应的多个电流开关电路；
所述多个电流开关电路，分别将与所述参照电流的规定倍数相当的电流的、对应各位具有不同大小的电流，相应该对应位的逻辑值反转极性后输出，
所述电流信号为所述多个电流开关电路各自所输出的电流之和。

数据接收装置及数据传送系统
技术领域
本发明中所涉及的是一种数据传送系统，特别属于在电流模式下进行多值数据传送的数据传送系统的构筑技术。
背景技术
目前LSI间的数据传送是如下进行的。图9所示为现有的数据传送系统的构成图。作为数据发送装置的LSI100通过对开关SW1、SW2、SW3及SW4适当控制，使电流源101或电流源102与信号传输线路L1及L2电连接，输出电流信号。另一方面、作为数据接收装置的LSI200，使获得的电流信号流过电阻元件201，这样根据电阻元件201两端产生的电压来判定接收的数据。具体来说，通过极性判断模块202，判定该电压的极性，并基于该极性来对接收数据的逻辑值进行判定。即，通过该数据传送系统，数据发送装置及数据接收装置之间，通过反转电流信号的极性使得2值数据可以被传送(例如、专利文献1参照)。
专利文献1：美国专利第5694060号说明书
为了通过所述数据传送系统进行多值数据传送，数据接收装置这边为了对接收信号进行多值判定必须设置适当的阔值，即，设定比较电平。例如、传送4值数据的情况下、如图10所示，接收信号的电平判定是根据3个的比较级别的大小关系来进行。
但是，数据接收装置这边，特别是图9所示的电阻元件201内置于LSI的情况下，由于制造时的不一致性，该电阻元件201的阻值保持在80％～120％的范围内。因此，例如，图10中第1信号的级别也具有幅度，使第1信号电平的最小值和第1比较电平非常接近。因此，当系统受到噪声等干扰的时候，接收信号的电平判定或无法实现，或出现错误，数据传送的可靠性难以得到保证。
发明内容
鉴于上述问题，本发明，在数据接收装置及数据传送系统中，能够使接收信号的电平判定不受制造不一致性等因素左右，正确地进行接收信号的级别判定，实现多值数据的高精度传送。
为解决所述课题本发明所采取的手段为，在作为可以根据得到的电流信号进行数据接收的数据接收装置中设置：具有电阻电路，并利用使所述电流信号流过该电阻电路所产生的电压来生成接收信号的接收信号生成部；具有电阻电路，获得成为所述电流信号的源的参照电流，并利用使以该参照电流为基础的电流流过该电阻电路所产生的电压来生成参照信号的参照信号生成部；以及根据通过所述接收信号生成部生成的接收信号及通过所述参照信号生成部生成的参照信号，对该接收信号进行多值判定的逻辑判定部。
这样，由于成为生成接收信号的源的参照电流和生成参照信号的源的参照电流为同一电流，所以可保持接收信号和参照信号之间的关系。因此，即使接收信号的电平发生变化，参照信号的电平也会随之发生相应的变化，而仍然可以正确地进行电平判定。
最好在所述数据发送装置中，所述接收信号生成部具有可以保持所述接收信号生成部中所述电阻电路的中间电位一定的中间电位稳定电路。
这样，可以以该中间电位为基准，在规定内的电平范围内对接收信号电平所发生的变化进行抑制，使得输入到逻辑判定部的该接收信号的输入电平范围比较简单，逻辑判定部的设计也变得比较容易。
具体来说，所述中间电位稳定电路，根据所述中间电位的变化，以所述中间电位的规定值为准，对所述电阻电路的两端电压进行调整。
另外，最好在所述接收信号生成部中，具有与所述中间电位稳定电路并联的、表现为负性输出电阻的负性电阻电路。
这样，即使插入了中间电位稳定电路，接收信号生成部的输出阻值仍为其实际阻值，即，可以对电阻电路的输出阻值的偏差进行补偿。从而，通过接收信号生成部，可以生成更高精度的接收信号。
另外，最好在所述数据接收装置中，所述接收信号生成部中所述电阻电路的中间电位和所述参照信号生成部中所述电阻电路地中间电位为同电位。
这样，在受到噪声影响而使得接收信号发生变化时，参照信号也可以随之发生变化。从而，可以更好地抗噪声进行数据接收。
一方面，为解决所述课题本发明所采取的手段包括，在作为在数据发送装置和数据接收装置之间用电流信号进行数据传送的数据传送系统中，具有用以生成参照电流的电流源；所述数据发送装置，由所述电流源得到所述参照电流，将该参照电流相应发送数据值变为规定倍数大小，并将该规定倍数的电流作为所述电流信号输出，所述数据接收装置包括：具有电阻电路，得到所述数据发送装置发出的所述电流信号，并利用使所述电流信号流过该电阻电路所产生的电压来生成接收信号的接收信号生成部；具有电阻电路，得到所述电流源发出的所述参照电流，并利用使以该参照电流为基础的电流流过该电阻电路所产生的电压来生成参照信号的参照信号生成部；以及根据通过所述接收信号生成部生成的接收信号及通过所述参照信号生成部生成的参照信号，对该接收信号进行多值判定的逻辑判定部。
这样，被送入数据发送装置中的电流信号的源的参照电流和被送入数据接收装置电流信号的源的参照电流，是由一个公共的电流源来生成的。这样，接收信号和参照信号之间的关系得以保持。从而，接收信号的电平即使发生变化，参照信号的电平也会随之变化，使得仍然可以对接收信号的电平进行正确的判定。
另外，最好所述数据发送装置和所述数据接收装置，通过2条线进行数据传送，所述电流信号可以通过所述任意1条线从所述数据发送装置发送到所述数据接收装置，并通过另一条线从数据接收装置送回数据发送装置。
这样，数据接收装置旁边不必设置用以吸收电流信号的缓存器。从而，使得数据接收装置的功耗和电路规模可以进一步缩小。
因此，具体来说，所述数据传送系统中，所述数据发送装置中设有与所述发送数据各位相对应的多个电流开关电路，所述多个电流开关电路分别根据对应位将所述参照电流以规定倍数大小转换为大小不同的电流，并将该电流根据与该对应位所对应逻辑值的极性反转后进行输出，所述电流信号为所述多个电流开关电路各自输出电流的和。
根据上述的本发明，在电流模式的数据传输系统中，可以实现不受制造不一致性等因素的影响，高精度的多值数据传输。
附图说明
图1.本发明第1种实施方式中的数据传送系统构成图。
图2.图1中的电流源电路图。
图3.图1中电流倍增电路的电路图。
图4.图1中发送电路的电路图。
图5.图1中接收电路的电路图。
图6.图5中逻辑判定部的电路图。
图7.本发明第2种实施方式中的数据传送系统构成图。
图8.本发明应用举例示意图。
图9.现有的数据传送系统结构图。
图10.多值数据传送中接收信号电平和阔值电平的关系示意图。
图中：10数据传送装置；13电流开关电路；20数据发送装置；22接收信号生成部；222电阻电路；225中间电位稳定电路；228负性电阻电路；23参照信号生成部；232电阻电路；24逻辑判定部；30电流源。
具体实施方式
以下，参照附图说明本发明的实施方式。
(第一种实施方式)
图1所示为本发明第1种实施方式中的数据传送系统的构成图。本实施方式中的数据传送系统由数据发送装置10和数据接收装置20组成，多值数据以电流信号的方式由数据发送装置10通过信号传输线路L1及L2进行输出，并由数据接收装置20接收多值数据。数据发送装置10及数据接收装置20，均可由单芯片LSI构成。另外，本实施方式中的数据传送系统设有能够生成基准电流Iref的电流源30。并且，电流源30设置在数据接收装置20上。
图2所示为电流源30的具体电路构成图。电流源30得到基准电压Vref后，输出基准电流Iref。电流源30中的电阻元件31(阻值为R)的一端与运算放大器32的非反向输入端相连，另一端接地。在运算放大器32的反向输入端加上基准电压Vref后，通过一般所说的虚短路使得电阻元件31的一端的电压也为Vref。这样，与电阻元件31串联连接的PMOS晶体管33中，就流过由Vref/R所决定的电流。电流源30中，PMOS晶体管33、34及35的栅极相互连接，根据运算放大器32的输出发生偏置。因而，在PMOS晶体管33～35的元件特性相同时，PMOS晶体管34、35中也会流过与PMOS晶体管33中的电流相同的电流，并分别作为基准电流的Iref输出。
回到图1，数据发送装置10中设有：与偏置电流传输线路L3相连的、将基准电流Iref倍增(α倍)的电流倍增电路11；和将多值数据作为电流信号进行输出的输出电路12。
图3所示为电流倍增电路11的具体的电路构成图。电流倍增电路11由NMOS晶体管111及112构成的电流镜电路113和PMOS晶体管114及115构成的电流镜电路组成，能够输出相当于基准电流Irefα倍的电流Io。
图4所示为发送电路12的具体电路构成图。发送电路12配备有与发送数据各位相对应的多个电流开关电路13，得到由电流倍增电路11生成的电流Io后，将电流Io转换为与发送数据值所对应的规定倍数大小，并将其通过信号传输线路L1和L2进行输出。本实施方式中，发送数据用2位(B0和B1)进行说明。
电流开关电路13中设有作为电流源的PMOS晶体管131及NMOS晶体管132，和开关SW1、SW2、SW3和SW4，根据发送数据相应位的逻辑值，对开关SW1～SW4进行适当的控制，以切换输出电流的方向。各电流开关电路13的输出电流之和输出到信号传输线路L1和L2。
这里，例如，设B1位对应的电流开关电路13_B1的电流源的电流值为2Io/3，B2位对应的电流开关电路13_B0的电流源的电流值为Io/3。这时，发送数据(B1、B0)为(“0”、“0”)时，电流开关电路13_B1输出的电流为2Io/3，电流开关电路13_B0的输出为Io/3，发送电路12输出电流为Io。以下同样的，发送数据(B1、B0)为(“0”、“1”)时，电流开关电路13_B1输出电流为2Io/3，电流开关电路13_B0输出为-Io/3，发送电路12输出电流为Io/3。发送数据(B1、B0)为(“1”、“0”)时，电流开关电路13_B1的输出电流为-2Io/3，电流开关电路13_B0的输出为Io/3，发送电路12的输出电流为-Io/3。发送数据(B1、B0)为(“1”、“1”)时，电流开关电路13_B1的输出电流为-2Io/3，电流开关电路13_B0的输出为-Io/3，发送电路的输出电流为-Io。这样，多值数据(此时为4值)便能够作为电流信号进行输出。
回到图1，数据接收装置20包括接收电路21。图5所示为接收电路21的具体构成图。接收电路21包括：用得到的电流信号生成接收信号Srcv1及Srcv2的接收信号生成部22；接收到电流源30发出的基准电流IRef后，生成为进行接收数据的多值判定的比较电平、即参照信号Sref1及Sref2的参照信号生成部23；以及进行接收数据的多值判定的逻辑判定部24。
接收信号生成部22设有串联连接电阻元件220及221的电阻电路222。电阻电路222电连接在信号传输线路L1和L2之间。因而，通过信号传输线路L1或L2而送入输入端IN1或IN2的电流信号，流过电阻电路222，并从输入端IN2或IN1通过信号传输线路L2或L1送回到数据发送装置10。电流信号流过电阻电路222的时候，电阻电路222的两端产生电压。该电压分别为接受信号Srcv1及Srcv2。
另外，接收信号生成部22设有：具有2个PMOS晶体管223及224，可以输入电阻电路222中电阻元件220和电阻元件221的连接点电位(中间电位)，用以控制电阻电路222的两端电位的中间电位稳定电路225；具有2个NMOS晶体管226及227，与中间电位稳定电路并联的负性电阻电路228；以及为这些中间电位稳定电路225及负性电阻电路228提供电流的电流源229。
在中间电位稳定电路225中，PMOS晶体管223及224的栅极间相互连接，电阻电路222的中间电位施加于该栅极上。另外，PMOS晶体管223及224的源极由规定电位供给，漏极分别与电阻电路222的两端相连接。根据这样的构成，中间电位上升时，PMOS晶体管223及224的电流效率便上升，漏极的电位随之下降。另一方面，中间电位下降时，PMOS晶体管223及224的电流效率下降，漏极的电位上升。换言之，中间电位稳定电路225在电阻电路222两端施加与电阻电路222的中间电位的变化方向相反的变化电位。这样，使得电阻电路222的中间电位，即，两端电压的平均值稳定。
设中间电位稳定电路225中的PMOS晶体管223及224的电流效率为gm，则中间电位稳定电路225的输出电阻约为1/gm。即，从输入端IN1及IN2看进去的接收信号生成部22的输出阻值，成为电阻电路222与中间电位稳定电路225的并联，而偏离了电阻电路222真正的电阻值。因而，为了抵消中间电位稳定电路225的阻值设置了负性电阻电路228。
负性电阻电路228中，NMOS晶体管226的栅极和NMOS晶体管227的漏极相连，NMOS晶体管227的栅极和NMOS晶体管226的漏极相连。这样，从输入端IN1及IN2看进去的负性电阻电路228的阻值为-1/gm，通过NMOS晶体管226及227的元件特性进行调整，使中间电位稳定电路225的输出阻值相互抵消。从而，使得从输入端IN1及IN2看进去的接收信号生成部22的输出阻值与电阻电路222的输出阻值相等。
一方面，参照信号生成部23设有具有串联电阻元件230及231的电阻电路232。参照信号生成部23内部生成参照电流Irefβ倍大小的电流，并将该电流送入电阻电路232中。这时电阻电路232两端产生的电压分别为参照信号Sref1及Sref2。
逻辑判定部24输入接收信号Srcv1和Srcv2以及参照信号Sref1和Sref2后进行接收数据的多值判定。图6为逻辑判定部24的具体电路构成图。逻辑判定部24中设有3个差动比较器241、242和243。差动比较器241～243都将接收信号Srcv1和Srcv2的差动电压作为第1输入。
差动比较器241将参照信号Sref1和Sref2的差动电压作为第2输入。此外，该差动电压与图10所示第一比较电平相当。
差动比较器242将参照信号Srcv2和Srcv1的差动电压，即和第1输入极性相反的差动电压作为第2输入。此外，该差动电压与图10所示第二比较电平相当，该电平为“0”。
差动比较器243将参照信号Sref2及Sref1的差动电压，即和差动比较器241的第2输入极性相反的差动电压作为第2输入。此外，该差动电压与图10所示第三电平相当。
在逻辑判定部24中，将差动比较器242的反向输出通过反相器244进行反转后，作为接收数据的高位B1。接收数据的低位B0将差动比较器241及243的反向输出分别通过三态输出信号反转电路(以下简称三态电路)245及246进行反转。三态电路245和246受到差动比较器242的非反向输出及反向输出的控制。当高位位B1为“1”时，三态电路246的输出为高阻状态，三态电路245的输出为低位位B0。相反，高位位B1为“0”时，三态电路245的输出为高阻状态，三态电路246的输出为低位位B0。
根据以上的构成，数据发送装置10可以将参照电流Iref转换为α倍大小即αIref，并以输出数据值所对应的规定倍数(αIref、αIref/3、-αIref/3以及-αIref共4种)进行输出。这里，数据发送装置20中，若设接收信号生成部22中的电阻电路222的电阻值以Rin表示时，则接收信号Srcv1和Srcv2的差动电压，成为接收的电流信号、例如αIref上乘以电阻值Rin的值——RinαIref。而，参照信号生成部23也基于β倍的参照电流Iref即βIref生成参照信号Sref1和Sref2，当设电阻电路232的电阻值为Rref时，则参照信号Sref1和Sref2的差动电压为RrefβIref。从而，接收信号的电平和比较电平之比的精度为αRin/βRref。
因电阻电路222和232都设置在数据接收装置20中，即在同一个LSI中，Rin与Rref之比的精度非常高(误差为1％左右)。另一方面，α由图3所示构成电流镜电路113的NMOS晶体管111和NMOS晶体管112的长宽比(栅宽/栅长)，及构成电流镜电路116的PMOS晶体管114和PMOS晶体管115的长宽比所决定。一般来说，因LSI的加工精度非常高，所以α的精度也非常高。同样，β由图5所示NMOS晶体管211和NMOS晶体管233的长宽比决定，其精度也非常高。因而，α和β的比的精度也非常高。因此，在本实施方式中的数据传送系统中，接收信号电平和比较电平之比的精度αRin/βRref极高。
以上，根据本实施方式，接收信号电平和比较电平之比的精度可以达到非常高的水平。即，即使由于数据接收装置20的制造不一致性等因素导致的接收信号电平的不一致，但因该不一致性同样决定着比较电平，所以仍旧可以正确地进行接收信号的多值判定。
并且，如图5所示，电阻电路222中电阻元件220和221的连接点与电阻电路232中电阻元件230和231的连接点相互连接。即，电阻电路222的中间电位和电阻电路232的中间电位的电位相同。从而，即使因受噪声等影响而导致接收信号的电平发生变化，由于参照信号的电平也随之一起变化，仍旧可以正确地对接收信号进行多值判定。
此外，电阻电路222的中间电位和电阻电路232的中间电位不必为同电位。
另外，电流源30中的各PMOS晶体管33～35的元件特性不必相同。即，分别送入数据发送装置10和数据接收装置20的基准电流Iref不必相同。即使分别将大小不同的基准电流送入数据发送装置10和数据接收装置20中，只要该基准电流都是由公共的电流源30所生成，同样可以获得所述的效果。
另外，接收信号生成部22中，可以省略负性电阻电路。同时，也可以省略中间电位稳定电路225和电流源229。这时，电阻电路222可由单一的电阻元素构成。并且，电阻电路232也同样可以由单一电阻元件构成。
另外，虽然数据发送装置10输出的电流信号可以通过信号传输线路L1和L2的其中一个送入数据接收装置20，再通过另一个被送回数据发送装置10，但本发明并不限定于此。例如，在数据接收装置20中设置缓存器，通过吸收电流信号，可以只通过一条线进行数据传送。因此，即使如此构成也不会对所述效果有任何影响。
另外，本实施方式中，传送的数据为4值(2位)，但本发明并未做此限定。借助本发明，可以对8值(3位)或8值以上的多值数据进行正确的传送。
(第2种实施方式)
图7所示为本发明的第2种实施方式下的数据传送系统构成图。本实施方式下的数据传送系统与第1种实施方式下的数据传送系统的区别在于，电源30是设置于数据发送装置10而不是数据接收装置20上。此外其主要结构与第1种实施方式下的实施方式相同，故不再赘述。
根据本实施方式，电流源30虽然设置于数据发送装置10中，但仍然可以获得与第1种实施方式相同的效果。即，本发明中的数据传送系统中，电流源30可以被设置在任意地方。电流源30也可以被设置在数据发送装置10和数据接收装置20以外的地方。
另外，在所述第1种和第2种的实施方式中，本发明并未限定必须以PMOS和NMOS晶体管来构成数据发送装置10和数据接收装置20。用所述以外种类的晶体管来构成数据发送装置10和数据接收装置20可以获得所述相同的效果。
产业上的利用可能性
根据以上的说明，本发明中的数据传送系统，对利用电流信号正确地进行多值数据传送，特别是对于电流模式下，近距离LSI间必须进行收发的系统十分有效。例如，如图8所示，通常对于液晶屏40来说用以驱动液晶屏40的源驱动器LSI50需要多个。通常，源驱动器LSI50需要沿液晶屏40下边进行组装。此时如图8所示，从左侧进行数据传送时，装于右侧的LSI50需要对装于其左侧的LSI50所发送的数据进行接收。因此，在这样的液晶屏系统中，本发明中的数据传送系统特别有效。