專利名稱：用于信號傳輸?shù)碾娐?、裝置以及方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及信號傳輸電路、信號傳輸裝置、以及信號傳輸方法，并且更加具體地涉 及傳輸差分信號的信號傳輸電路、包括信號傳輸電路的信號傳輸裝置、以及使用信號傳輸 電路的信號傳輸方法。
背景技術(shù)：
在移動終端等等的領(lǐng)域中，為了實(shí)現(xiàn)設(shè)備的小型化，存在用于盡可能多地減少必 要線的數(shù)目的需求。因此，通過使并行數(shù)據(jù)串行來減少線的數(shù)目。如果數(shù)據(jù)被串行，那么傳 輸數(shù)據(jù)的速度必須被增加。因此將使用能夠通過差分信號進(jìn)行高速通信的接口。差分信號 是由互補(bǔ)信號對組成。信號中的一個被設(shè)置為高電平，并且另一個被設(shè)置為與基準(zhǔn)電勢有 關(guān)的低電平。由于與傳輸一個信號時相比能夠加倍差分信號的信號幅度，所以在高速數(shù)字 通信中差分信號被用作傳輸信號。另一方面，高速通信中的電流消耗繼續(xù)增加。尤其在移 動終端的領(lǐng)域中，問題是要抑制功率消耗。因此，存在如下的方法，即，考慮到在具有大量的傳輸數(shù)據(jù)的模式中，使用差分信 號傳輸，同時在具有小量的傳輸數(shù)據(jù)的模式中，使用消耗少許的功率并且與一條傳輸線進(jìn) 行通信以傳輸數(shù)據(jù)的單端傳輸。參考圖9描述在提供了是單端和差分信號的兩種信號的情況下切換傳輸模式的 操作的概要。圖9示出時間Tl，在其中響應(yīng)于從兩個外部端子輸入的CMOS信號而輸出單端信 號；以及時間T3，在其中響應(yīng)于兩個輸入信號而生成差分信號。此外，通過接收到的電壓電 平切換信號，在時間T2將傳輸從單端信號傳輸切換到差分信號傳輸。將電壓電平設(shè)置為高 或者低電平值。提供在其中將兩個輸入信號設(shè)置為低電平值，并且接收差分信號的消隱時 間。在消隱時間中，在兩個輸入信號之間不存在電壓差。時間T2和消隱時間指示相同的時 段。此外，日本未經(jīng)審查的專利申請No. 2008-113196公布一種信號檢測電路，該信號 檢測電路檢測具有微小的幅度的差分信號。具體地，信號檢測電路能夠確定由數(shù)據(jù)傳輸路 徑的異常狀態(tài)生成的無信號狀態(tài)不同于在其中存在在差分信號傳輸時生成的具有微小幅 度的信號的狀態(tài)。當(dāng)信號檢測電路確定是無信號狀態(tài)時，執(zhí)行異常檢測處理。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明人已經(jīng)發(fā)現(xiàn)當(dāng)是單端和差分信號的兩種輸入信號根據(jù)接收的電壓電平切 換信號動態(tài)地切換時，產(chǎn)生下述問題。
在消隱時間中在輸入信號中沒有生成電壓差，在其中，接收到的電壓電平切換信 號指示差分模式(高電平)，并且差分信號還沒有被接收到。這是因?yàn)楫?dāng)從具有高電壓電平 的單端信號切換到具有低電壓電平的差分信號時，為了避免由電壓差引起的信號接收電路 中的故障，在消隱時間中輸入低電平信號作為輸入信號。然后，以在輸入信號中生成電壓差的假設(shè)為根據(jù)進(jìn)行操作的差分信號接收塊不能 夠檢測電壓差。因此，差分信號接收塊輸出取決于模塊的未指定的值，從而導(dǎo)致電路的故障。本發(fā)明的第一示例性方面是信號傳輸電路，該信號傳輸電路包括差分信號生成單 元，該差分信號生成單元根據(jù)兩個輸入信號之間的電壓差生成差分信號；電壓差檢測單元， 該電壓差檢測單元檢測被輸入到差分信號生成單元的兩個輸入信號之間的電壓差；以及信 號輸出單元，該信號輸出單元在通過電壓差檢測單元沒有檢測到電壓差時輸出包括預(yù)定值 的信號，并且在通過電壓檢測單元檢測到電壓差時輸出由差分信號生成單元生成的差分信 號。本發(fā)明的第二示例性方面是信號傳輸裝置，該信號傳輸裝置包括信號傳輸電路， 該信號傳輸電路具有差分信號生成單元，該差分信號生成單元根據(jù)兩個輸入信號之間的電 壓差生成差分信號；電壓差檢測單元，該電壓差檢測單元檢測被輸入到差分信號生成單元 的兩個輸入信號之間的電壓差；以及信號輸出單元，該信號輸出單元在通過電壓差檢測單 元沒有檢測到電壓差時輸出包括預(yù)定值的信號，并且在通過電壓檢測單元檢測到電壓差時 輸出由差分信號生成單元生成的差分信號。此外，信號傳輸裝置包括單端信號生成單元， 該單端信號生成單元根據(jù)至少一個信號生成單端信號；和信號切換單元，該信號切換單元 切換到由信號傳輸電路生成的差分信號和由單端信號生成單元生成的單端信號中的一個， 并且輸出信號。本發(fā)明的第三示例性方面是信號傳輸?shù)姆椒?，該信號傳輸?shù)姆椒òǐ@得兩個 輸入信號；根據(jù)兩個輸入信號之間的電壓差生成差分信號；檢測在兩個輸入信號之間是否 存在電壓差；以及當(dāng)沒有檢測到電壓差時輸出包括預(yù)定值的信號；并且當(dāng)檢測到電壓差時 輸出差分信號。通過根據(jù)是否存在電壓差來控制輸出信號，能夠防止將由電路的故障產(chǎn)生的信號 傳播到外圍電路。本發(fā)明能夠提供能夠防止電路的故障的信號傳輸電路、信號傳輸裝置、以及信號 傳輸方法。


結(jié)合附圖，從某些示例性實(shí)施例的以下描述中，以上和其它示例性方面、優(yōu)點(diǎn)和特 征將更加明顯，其中圖1是根據(jù)第一示例性實(shí)施例的信號傳輸裝置的框圖；圖2示出根據(jù)第一示例性實(shí)施例的差分信號和單端信號的幅度；圖3是根據(jù)第一示例性實(shí)施例的差分信號輸出單元的框圖；圖4是根據(jù)第一示例性實(shí)施例的差分信號接收單元的框圖；圖5是根據(jù)第一示例性實(shí)施例的電壓差檢測電路的框圖6是根據(jù)第一示例性實(shí)施例的信號傳輸裝置中的輸入和輸出信號的波形圖；圖7是根據(jù)第二示例性實(shí)施例的差分信號接收電路的框圖；圖8是根據(jù)第二示例性實(shí)施例的電壓差檢測電路的框圖；以及圖9是根據(jù)現(xiàn)有技術(shù)的信號傳輸裝置中的輸入和輸出信號的波形圖。
具體實(shí)施例方式本領(lǐng)域的技術(shù)人員能夠根據(jù)需要組合第一和第二示例性實(shí)施例。[第一示例性實(shí)施例]在下文中，參考附圖描述本發(fā)明的示例性實(shí)施例。參考圖1描述根據(jù)本發(fā)明的第 一示例性實(shí)施例的信號傳輸裝置的構(gòu)造示例。信號傳輸裝置被提供有單端信號輸出單元1、接收信號切換單元2、開關(guān)3、以及 差分信號輸出單元4。單端信號輸出單元1接收從兩個輸入端子接收到的Data_P和Data_ N中的至少一個。至于輸入信號，等于或者大于特定值的電壓值被確定為高電平，并且小于 特定值的電壓值被確定為低電平。單端信號輸出單元1將指定的二進(jìn)制信號輸出到另一裝 置。參考圖2解釋差分信號和單端信號的幅度。相對于0V，單端信號具有1.2V的幅度值。 被用于差分信號的互補(bǔ)信號對中的一個具有200mV的幅度值。因此，單端信號的幅度值大 于被用于差分信號的信號。接收信號切換單元2在單端信號傳輸和差分信號傳輸之間進(jìn)行切換。例如，當(dāng)存 在作為Data_P和Data_N的數(shù)量的小的傳輸數(shù)據(jù)量時，接收信號切換單元2可以切換到單 端信號傳輸。當(dāng)存在大的傳輸數(shù)據(jù)量時，接收信號切換單元2可以切換到能夠進(jìn)行高速傳 輸?shù)牟罘中盘杺鬏?。?dāng)信號接收方法被確定時，接收信號切換單元2切換開關(guān)3。為了以差 分信號傳輸接收信號，接收信號切換單元2閉合開關(guān)3，使得Data_P和Data_N被輸出到差 分信號輸出單元4。差分信號輸出單元4輸出根據(jù)兩個獲得的信號指定的二進(jìn)制信號。稍后描述差分 信號輸出單元4的構(gòu)造示例。接下來，參考圖3描述根據(jù)第一示例性實(shí)施例的差分信號輸出單元4的電路構(gòu)造 示例。差分信號輸出單元4被提供有差分信號接收電路41、電壓差檢測電路42、以及差分 信號輸出電路43。參考圖4詳細(xì)地解釋差分信號接收電路41的構(gòu)造。差分信號接收電路41被提供有晶體管411和412、恒流源413、緩沖器414和415、 以及比較器416。通過Data_P，將高壓和低壓交替地設(shè)置給晶體管411。參考特定閾值來 確定高壓和低壓。高于閾值的電壓被確定為高壓，并且低于閾值的電壓被確定為低壓。通 過Data_N，還將高壓和低壓交替地設(shè)置給晶體管412。當(dāng)將被輸入到晶體管411的Data_ P設(shè)置為高壓時，將被輸入到晶體管412的Data_N設(shè)置為低壓。當(dāng)被輸入到晶體管411的 Data_P設(shè)置為低壓時，被輸入到晶體管412的Data_N被設(shè)置為高壓。當(dāng)Data_P被設(shè)置為 高壓時，從恒流源413流動的電流流過晶體管411、緩沖器414、以及比較器416的內(nèi)部電阻 器，并且流入緩沖器415。然后，緩沖器414側(cè)上的輸入端子的電勢變得高于緩沖器415側(cè) 上的輸入端子，因此比較器416輸出具有指示高電壓的高電平值的信號。當(dāng)Data_N被設(shè)置 為高電壓時，從恒流源413流動的電流流過晶體管412、緩沖器415、以及比較器416的內(nèi)部 電阻器，并且流入緩沖器414。然后，緩沖器415側(cè)上的輸入端子的電勢變得高于緩沖器414側(cè)上的輸入端子，因此比較器416輸出被設(shè)置為指示低電壓的低電平值的信號。通過將被 設(shè)置為輸入信號的電壓切換到晶體管，比較器416將被設(shè)置為指示高電平的高電平值的信 號和被設(shè)置為指示低電平的低電壓值的信號交替地輸出到差分信號輸出電路43，并且生成 差分操作。緊跟在傳輸被從單端信號傳輸切換到差分信號傳輸之后，將Data_P和Data_N設(shè) 置為指示低電壓值的低電平值。因?yàn)椴罘中盘柦邮针娐?1以接收被設(shè)置為不同的電壓值 的信號的假設(shè)為根據(jù)進(jìn)行操作，在接收具有相同的電平電壓值的信號的情況下，差分信號 接收電路41輸出取決于模塊的未指定的值。未指定的值指示被設(shè)置為高或者低電平電壓 值的信號被不規(guī)則地切換和輸出。電壓差檢測電路42檢測被輸入到差分信號接收電路41的兩個信號之間的電壓 差，并且將電壓差輸出到差分信號輸出電路43。將電壓差檢測電路42連接為檢測已經(jīng)被輸 入到晶體管411和412的信號之間的電壓差。參考圖5詳細(xì)地解釋電壓差檢測電路42的 構(gòu)造。電壓差檢測電路42被提供有用于執(zhí)行NOT操作的NOT電路421和422，和用于執(zhí) 行異或操作的EX-OR(異或)電路423。在下文中詳細(xì)地解釋信號的流程。當(dāng)被設(shè)置為低電 平的信號分別被輸入到NOT電路421和422時，被設(shè)置為高電平值的信號被輸入到EX-OR運(yùn) 算電路423。EX-OR運(yùn)算電路423從NOT電路421和422獲得被設(shè)置為高電平值的信號，并 且然后輸出被設(shè)置為低電平值的信號。當(dāng)被設(shè)置為高電平值的信號被輸入到NOT電路421 和422時，EX-OR運(yùn)算電路423獲得被設(shè)置為低電平值的信號，并且輸出被設(shè)置為低電平值 的信號。此外，當(dāng)被設(shè)置為高電平值的信號被輸入到NOT電路421或者422，并且被設(shè)置為 低電平值的信號被輸入到另一個上時，EX-OR運(yùn)算電路423輸出被設(shè)置為高電平值的信號。差分信號輸出電路43獲得來自于差分信號接收電路41和電壓差檢測電路42的 被設(shè)置為高或者低電平值的信號。在下文中解釋緊跟在傳輸被從單端信號傳輸切換到差分 信號傳輸之后的狀態(tài)。緊跟在傳輸被從單端信號傳輸切換到差分信號傳輸之后，指示將Data_P和Data_ N設(shè)置為低電平值的信號被輸入到差分信號接收電路41和電壓差檢測電路42。然后，差分 信號接收電路41輸出未指定的值。電壓差檢測電路42將被設(shè)置為指示不存在電壓差的低 電平的信號輸出到差分信號輸出電路43。差分信號輸出電路43是由執(zhí)行AND運(yùn)算的AND 電路組成。在獲得被設(shè)置為低電平的信號的情況下，不管其它信號的值如何，差分信號輸出 電路43輸出被設(shè)置為低電平值的信號。然后，即使未指定的值被設(shè)置給從差分信號接收電路41輸出的信號，差分信號輸 出電路43也輸出被設(shè)置為低電平值的信號。 接下來，解釋如下情況，其中指示將Data_P和Data_N中的一個設(shè)置為高電平值并 且將另一個設(shè)置為低電平值的信號被輸入到差分信號接收電路41和電壓差檢測電路42。 當(dāng)高電平值被設(shè)置給Data_P，并且低電平值被設(shè)置給Data_N時，差分信號接收電路41將被 設(shè)置為高電平值的信號輸出到差分信號輸出電路43。此外，已經(jīng)獲得被設(shè)置為高和低電平 值的兩個信號的電壓差檢測電路42輸出被設(shè)置為指示在信號之間存在電壓差的高電平值 的信號。同樣已經(jīng)獲得被設(shè)置為高電平值的差分信號輸出電路43輸出被設(shè)置為高電平值 的信號。
當(dāng)?shù)碗娖街当辉O(shè)置給Data_P，并且高電平值被設(shè)置給Data_N時，差分信號接收電 路41將被設(shè)置為低電平值的信號輸出到差分信號輸出電路43。電壓差分檢測電路42輸出 被設(shè)置為指示存在電壓差的高電平值的信號。為了獲得被設(shè)置為高和低電平值的信號，差 分信號輸出電路43輸出被設(shè)置為低電平值的信號。然后，當(dāng)差分信號接收電路41獲得具有電壓差的兩個輸入信號時，差分信號輸出 電路43能夠?qū)⒅付ǖ闹翟O(shè)置給來自于差分信號接收電路41的輸出信號。接下來，參考圖6解釋根據(jù)本發(fā)明的第一示例性實(shí)施例的信號傳輸電路的波形 圖。時間Tl指示單端信號接收時間，時間T2指示消隱時間，并且時間T3指示差分信號接 收時間。當(dāng)在時間Tl期間接收到的電壓電平切換信號選擇單端信號傳輸時，低電平值被 設(shè)置給接收到的電壓電平切換信號。在時間T2和T3期間，接收到的電壓電平切換信號切 換到差分信號傳輸，因此高電平值被設(shè)置給接收到的電壓電平切換信號。在時間Tl期間，電壓差檢測電路輸出信號處于單端信號傳輸中，并且在差分信號 中不存在檢測到的電壓差。因此在時間Tl期間，低電平值被設(shè)置給電壓差檢測電路輸出信 號。在作為消隱時間并且將兩個輸入信號設(shè)置為低電平值的時間T2期間，未檢測到電壓 差。然后，將電壓差檢測電路輸出信號設(shè)置為低電平值。在時間T3時間，將兩個輸入信號 中的一個設(shè)置為高電平值，并且將另一個信號設(shè)置為低電平值。因此檢測到電壓差，并且將 電壓差檢測電路輸出信號設(shè)置為高電平值。在時間Tl期間，差分信號輸出電路輸出信號處于單端信號傳輸中，因此沒有值被 設(shè)置。在時間T2的消隱時間期間，在輸入信號中不存在生成的電壓差，因此將差分信號輸 出電路輸出信號設(shè)置為是預(yù)定值的低電平值。在時間T3期間，將差分信號輸出電路輸出信 號設(shè)置為從差分信號接收電路41輸出的值。如上所解釋，根據(jù)本發(fā)明的第一示例性實(shí)施例的信號傳輸電路檢測在從單端信號 轉(zhuǎn)換到差分信號模式之后在輸入信號中是否存在電壓差。當(dāng)不能夠獲得大于預(yù)定值的電壓 差時，輸出定值，以不將從差分信號接收電路輸出的未指定的值傳播到外圍電路。這能夠防 止外圍電路中的故障。[第二示例性實(shí)施例]圖7示出根據(jù)本發(fā)明的第二示例性實(shí)施例的差分信號輸出單元4的電路構(gòu)造示 例。在圖7的電路構(gòu)造示例中，電壓差檢測電路50被連接至差分信號接收電路41的前級， 從而檢測還沒有被輸入到差分信號接收電路41的輸入信號Data_P和Data_N中的電壓差。 其它的構(gòu)造與圖4的相同。接下來，參考圖8解釋電壓差檢查電路50的電路構(gòu)造示例。以與圖7的差分信號 接收電路41相類似的方式，電壓差檢測電路50被提供有晶體管501和502、恒流源503、緩 沖器504和505、以及EX-OR運(yùn)算電路506。將信號從被提供在電壓差檢測電路50內(nèi)的晶體管501和502提供給緩沖器504 和505。與圖5 —樣，當(dāng)在Data_P和Data_N之間存在電壓差時，EX-OR運(yùn)算電路506將被 設(shè)置為高電平值的信號輸出到差分信號輸出電路43。當(dāng)在Data_P*Data_N之間不存在電 壓差時，EX-OR運(yùn)算電路506將被設(shè)置為低電平值的信號輸出到差分信號輸出電路43。此構(gòu)造使電壓差檢測電路50能夠通過獨(dú)立于差分信號接收電路41的電路來檢測
7差分信號中的電壓差。本發(fā)明不限于上述示例性實(shí)施例，而是可以在本發(fā)明的范圍內(nèi)進(jìn)行修改。雖然已經(jīng)按照若干示例性實(shí)施例描述了本發(fā)明，但是本領(lǐng)域的技術(shù)人員將理解本 發(fā)明可以在權(quán)利要求的精神和范圍內(nèi)進(jìn)行各種修改的實(shí)踐，并且本發(fā)明并不限于上述的示 例。此外，權(quán)利要求的范圍不受到上述的示例性實(shí)施例的限制。此外，應(yīng)當(dāng)注意的是，申請人意在涵蓋所有權(quán)利要求要素的等同形式，即使在后期 的審查過程中對權(quán)利要求進(jìn)行過修改亦是如此。
權(quán)利要求
一種信號傳輸電路，包括差分信號生成單元，所述差分信號生成單元根據(jù)兩個輸入信號之間的電壓差生成差分信號；電壓差檢測單元，所述電壓差檢測單元檢測所述兩個輸入信號之間的電壓差，所述兩個輸入信號被輸入到所述差分信號生成單元；以及信號輸出單元，當(dāng)通過所述電壓差檢測單元沒有檢測到電壓差時，所述信號輸出單元輸出具有預(yù)定值的信號，并且當(dāng)通過所述電壓檢測單元檢測到電壓差時，所述信號輸出單元輸出由所述差分信號生成單元生成的差分信號。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的信號傳輸電路，其中，當(dāng)沒有檢測到所述兩個輸入信號之間 的電壓差時，所述信號輸出單元將包括未指定的值的差分信號轉(zhuǎn)換為包括預(yù)定值的信號， 并且輸出所述信號，所述差分信號是從所述差分信號生成單元獲得的。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的信號傳輸電路，進(jìn)一步包括接收信號切換單元，所述接收信 號切換單元切換到單端信號傳輸模式和差分信號傳輸模式中的一個，并且接收所述兩個輸 入信號；其中，當(dāng)所述接收信號切換單元切換到所述差分信號傳輸模式時，所述差分信號生成 單元根據(jù)所述兩個輸入信號之間的電壓差生成差分信號。
4.一種信號傳輸裝置，包括差分信號生成單元，所述差分信號生成單元根據(jù)兩個輸入信號之間的電壓差生成差分 信號；電壓差檢測單元，所述電壓差檢測單元檢測所述兩個輸入信號之間的電壓差，所述兩 個輸入信號被輸入到所述差分信號生成單元；信號輸出單元，當(dāng)通過所述電壓差檢測單元沒有檢測到電壓差時，所述信號輸出單元 輸出包括預(yù)定值的信號，并且當(dāng)通過所述電壓檢測單元檢測到電壓差時，所述信號輸出單 元輸出由所述差分信號生成單元生成的差分信號；單端信號生成單元，所述單端信號生成單元根據(jù)至少一個信號生成單端信號；以及信號切換單元，所述信號切換單元切換到由所述差分信號生成單元生成的差分信號和 由所述單端信號生成單元生成的單端信號中的一個，并且輸出信號。
5.一種信號傳輸?shù)姆椒?，包括獲得兩個輸入信號；根據(jù)所述兩個輸入信號之間的電壓差生成差分信號；檢測在所述兩個輸入信號之間是否存在電壓差；以及當(dāng)沒有檢測到所述電壓差時輸出包括預(yù)定值的信號，并且當(dāng)檢測到所述電壓差時輸出 所述差分信號。
全文摘要
本發(fā)明涉及用于信號傳輸?shù)碾娐?、裝置、以及方法。根據(jù)本發(fā)明的信號傳輸電路包括差分信號生成單元，該差分信號生成單元根據(jù)兩個輸入信號之間的電壓差生成差分信號；電壓差檢測單元，該電壓差檢測單元檢測被輸入到差分信號生成單元的兩個輸入信號之間的電壓差；以及信號輸出單元，如果通過電壓差檢測單元沒有檢測到電壓差，那么所述信號輸出單元輸出包括預(yù)定值的信號，并且如果通過電壓檢測單元檢測到電壓差，那么所述信號輸出單元輸出由差分信號生成單元生成的差分信號。
文檔編號H03K19/0175GK101944900SQ201010213038
公開日2011年1月12日 申請日期2010年6月22日 優(yōu)先權(quán)日2009年7月6日
發(fā)明者佐伯穣, 平松昭宏 申請人:瑞薩電子株式會社