Высокоскоростная передача сигналов для сопрягающих схем кмоп свси

Высокоскоростная передача сигналов для сопрягающих схем кмоп свси

Реферат

 

Изобретение относится к способу сопряжения интегральных схем (ИС) со сверхвысокой степенью интеграции (СВСИ) поблочной передачи сигналов (С). Технический результат заключается в снижении потребления энергии. В системе передающей ИС возбуждаются прямой, инверсный выходные С. Для сравнения несимметричных С одинаковой максимальной скорости нарастания, при переходе С из одного состояния в другое, переключаются колебательные опорные С синхронного напряжения и тактовых импульсов (ОССНТ) и инверсное (/ОССНТ). Каждое приемное устройство (ПР) включает в себя два компаратора (К) для ОССНТ и /ОССНТ и двоичное значение С определяет подключение к выходу ПР соответствующего К. Этот К обнаруживает, произошло ли изменение в двоичном значении С, до тех пор, пока ОССНТ и /ОССНТ не изменят свое двоичное значение. Если переход есть - К тот же, а если нет, то этот К отсоединяется. 20 н. и 84 з.п. ф-лы, 35 ил.

Предпосылки создания изобретения

Область техники, к которой относится изобретение

Данное изобретение касается в общем компьютерной передачи сигналов, более конкретно устройства и способа сопряжения интегральных схем высокоскоростной поблочной передачи сигналов данных, управления и адреса между множеством интегральных схем на шине или между двумя узлами с пониженным потреблением энергии.

Уровень техники

В полупроводниковых интегральных схемах, используемых при цифровых вычислениях и других цифровых применениях, часто используется множество взаимосоединенных схем со сверхвысокой степенью интеграции (СВСИ) для выполнения передачи двоичных данных по единым или многосегментным линиям передачи. Обычные линии передач включают в себя трассировки, которые образованы на соответственной подложке типа печатной платы. Каждую линию передачи можно проектировать, например, используя так называемые микрополосковые трассировки и трассировки полосковой линии, чтобы образовать линию передачи, имеющую волновое сопротивление приблизительно 50-70 Ом. В качестве альтернативы противоположные концы каждой линии передачи могут оканчиваться волновым сопротивлением. Выходная нагрузка на драйвере для такой линии передачи может составлять всего (25-35) Ом.

Для потребления приемлемой энергии высокочастотная передача сигналов требует сигналы небольшой амплитуды. В случае приемного устройства для легкого обнаружения размаха напряжения (например, 0,8-1,2 В) в условиях наличия помех, типа ЛСПГ (логические схемы приемопередатчика Ганнинга), ВСЛСП (высокоскоростная логическая схема приемопередатчика), ЛСПОН (логическая схема последовательной оконечной нагрузки) или ШОП (шины оперативной памяти rambus), ток также должен быть очень большим (например, порядка 50-60 миллиампер на драйвер). В типичном приемном устройстве используется компаратор с сигналом опорного напряжения (ОН), скомпонованный на полпути между входным высоким напряжением (ВхВН) и входным низким напряжением (ВхНН). Сигнал ОН представляет собой сигнал источника опорного напряжения постоянного тока высокого полного сопротивления, который свободно отслеживают источники электропитания по времени, но не может реагировать на мгновенный шум. Обычно высокое выходное напряжение (ВыхВН) и низкое выходное напряжение (ВыхНН) означают сигналы, поступающие от передающего источника, а ВхНН и ВхВК означают сигналы, поступающие на вход приемного устройства, хотя их можно рассматривать как один и тот же сигнал.

На фиг.1А представлена блок-схема, иллюстрирующая известное приемное устройство 10, использующее технологию ШОП. Система 10 включает в себя клавишную панель 100, подсоединенную через сигнальные линии 103 к внутренним входным приемным устройствам 110. К каждому внутреннему приемному устройству 110 подводят сигнал 105 ОН. Сигнал ОН генерирует источник электропитания. Обычно величина постоянного тока источника электропитания изменяется на пять процентов (5%). На фиг.1В представлена временная диаграмма 125, иллюстрирующая примерный сигнал относительно высокого опорного напряжения (ОНв) и низкого опорного напряжения (ОНн). Значения ОНв и ОНн обычно зависят от изменения напряжения источника электропитания, используемого для генерирования сигнала ОН. Для надежного обнаружения полярности сигнала требуются большой размах напряжения, то есть разница между сигналом высокого напряжения (ВхВН) и сигналом низкого напряжения (ВхНН), и устойчивые уровни сигнала выше и ниже сигнала ОН. Размах напряжения современных способов передачи несимметричных сигналов обычно составляет порядка 0,8 В.

На фиг.1С представлена блок-схема, иллюстрирующая схему известного приемного устройства 150, использующую технологию ШОП. Приемное устройство 150 осуществляет выборки уровня входного сигнала 167 и сигнала 154 ОН до тех пор, пока сигнал не достигает устойчивого уровня, и в это время проходные вентили 160 и 165 запираются. При запирании проходных вентилей 160 и 165 вентиль 172 считывания отпирается для устранения инжекции носителей заряда. На фиг.1D представлена временная диаграмма 175, иллюстрирующая работу приемного устройства 150 для примерного сигнала. Приемное устройство 150 осуществляет выборки входного опорного сигнала и входного сигнала до достижения сигналом устойчивого уровня, например, низкого логического уровня (ВхНН), и когда входной сигнал оказывается устойчивым, приемное устройство 150 считывает значение входного сигнала. Как установлено выше, для надежного обнаружения сигнала размах напряжения сигнала должен быть достаточно быстрым, чтобы обеспечить возможность всем приемным устройствам 150 осуществить выборку устойчивого сигнала с адекватным запасом для времени установления и удержания соединения. Этот размах напряжения должен происходить в течение меньше чем 30% минимального времени цикла, чтобы допускать запас для времени сдвига сигнала, установления и удержания соединения. Поскольку минимальное время цикла снижается ниже 1 наносекунды, границы для сдвига сигнала, времени установления и времени удержания соединения снижаются, с дополнительной нагрузкой на ток драйвера в режиме высокой емкостной нагрузки, работающего на высокой частоте. Применяемая ИИЭР (Институтом инженеров по электротехнике и радиоэлектронике) Р1596.3 передача сигналов с низким перепадом напряжения (ПСНПН) может преодолеть эти проблемы, используя размах напряжения 250 мВ, за счет прохождения комплиментарных сигналов. Прохождения комплиментарных сигналов неизбежно увеличивает количество выводов и размер корпуса.

Кроме того, в компьютерных системах обычно используется магистральная система, в которой несколько устройств подсоединены к шине. В большинстве из них используются синхронизирующие импульсы для проверки достоверности сигналов данных, адреса и управления. Фиг.21 иллюстрирует известную систему 2100 для ОПУЗД (оперативная память устройства записи данных), в которой используется линия 2130 синхронизирующих импульсов, имеющая два сегмента 2136 и 2138. Один сегмент 2136 проходит от одного конца шины передачи данных к оборотной точке 2137 рядом со вторым концом шины. Другой сегмент 2138 синхронизирующих импульсов проходит от оборотной точки 2137 обратно к первому концу шины передачи данных. Шина 2120 передачи сигналов переносит сигналы данных, адреса и управления. Эта топология гарантирует, что сигнал, посылаемый по шине 2120, всегда проходит одновременно и в том же самом направлении, как синхронизирующие импульсы 2132, используемые устройством для приема сигнала. Она прекрасно работает, если нагрузка от всех сигналов и синхронизирующий импульс почти идентичны, и синхронизирующие импульсы 2132 используются для выборки и приема сигнала. Однако, иногда для системы может требоваться удвоенная полоса пропускания для данных, в этом случае этот тип магистральной системы требует удвоения количества сигналов, даже если сигналы адреса и управления идентичны и могут быть совместно использованы.

В соответствии с этим имеется необходимость в драйверах малой мощности и надежных приемных устройствах для работы на высокой частоте с большим количеством несимметричных сигналов в существующей технике для недорогостоящих цифровых систем СВСИ.

Сущность изобретения

В системе по настоящему изобретению используются опорные сигналы синхронного напряжения и тактовых импульсов (ОССНТ и /ОССНТ) дифференциального источника небольшого размаха для сравнения несимметричных сигналов такого же размаха, генерируемых той же самой интегральной схемой для передачи высокочастотных сигналов. Следует понимать, что символ "/" используется для обозначения логического "НЕ". Все сигналы оканчиваются их характеристическим сопротивлением на обоих концах линий передачи. Сигналы ОССНТ и /ОССНТ переключаются из одного состояния в другое каждый раз, когда передающая интегральная схема запускает допустимые сигналы. Каждое приемное устройство сигналов включает в себя два компаратора: один для сравнения сигнала с сигналом ОССНТ, а другой для сравнения сигнала с сигналом /ОССНТ. Присутствующее двоичное значение сигнала определяет, который компаратор соединен с ОССНТ и /ОССНТ, необязательно с использованием логики "исключающее ИЛИ". До тех пор, пока сигналы ОССНТ и /ОССНТ не изменят свое двоичное значение, подсоединенный компаратор в приемном устройстве определяет, произошло ли изменение двоичного значения сигнала. Снова следует понимать, что сигналы ОССНТ и /ОССНТ изменяют свое двоичное значение каждый раз, когда сигнал может изменять свое двоичное значение. Сигналы ОССНТ и /ОССНТ предпочтительно синхронизированы с сигналом.

Способ по настоящему изобретению включает в себя этапы получения колеблющегося опорного сигнала источника синхронного напряжения и тактовых импульсов и его дополнения (ОССНТ и /ОССНТ), и приема поступающего несимметричного сигнала. Способ сравнивает колеблющийся опорный сигнал с поступающим сигналом с помощью первого компаратора для образования первого результата и сравнивает дополнение с поступающим сигналом с помощью второго компаратора для образования второго результата. Затем, на основании предыдущего сигнала, способ выбирает один из первого результата или второго результата в качестве выходного сигнала. Этап выбора одного из результатов включает в себя сравнение выходного сигнала с опорным сигналом (ОССНТ) и с дополнением (/ОССНТ). Этап выбора далее включает в себя управление выходным сигналом от предыдущего сигнала по направлению к первому результату или второму результату, основываясь на компараторе, который подсоединен в данный момент. Если поступающий сигнал изменяется, этап выбора включает в себя сохранение подсоединения того же компаратора. Если поступающий сигнал остается тем же самым, этап выбора включает в себя отсоединение подсоединенного в данный момент компаратора и подсоединение другого компаратора. Затем способ позволяет стабилизировать схему.

Система и способ благоприятно устраняют необходимость в сигнале ОН высокого полного сопротивления для сравнения несимметричных сигналов небольшого размаха. Это снижает потребность в трех различных уровнях напряжения (высокий уровень выходного сигнала, низкий уровень выходного сигнала и уровень ОН) до двух различных уровней напряжения (высокий уровень выходного сигнала и низкий уровень выходного сигнала). Устранение ОН снижает необходимый размах напряжения и, соответственно, снижает потребление энергии. Использование приемного устройства с двумя компараторами позволяет подсоединять приемное устройство к одному и тому же компаратору, когда каждый цикл сигнал изменяется. Только один компаратор подсоединяется на основании текущего двоичного значения сигнала и ОССНТ. Система имеет индивидуально регулируемую задержку для каждого приемного устройства, чтобы подсоединять или отсоединить компаратор, вследствие чего уменьшая эффект сдвига во время передачи синхронных сигналов источника. Система может иметь множество опорных сигналов синхронного напряжения и тактовых импульсов дифференциального источника, чтобы сравнивать множественные несимметричные сигналы в одной и той же интегральной схеме, типа микропроцессора или контроллера системы, которая имеет много сигналов. Система и способ обеспечивают выгоды дифференциальной передачи сигналов в системе передачи несимметричных сигналов.

При использовании той же самой концепции система может иметь опорные сигналы двунаправленного комплиментарного источника синхронного напряжения и синхронизации для сравнивания с двунаправленными несимметричными сигналами. Система может иметь драйвер или передающее устройство для управления максимальной скоростью нарастания выходного напряжения сигнала, являющегося существенной частью общего периода сигнала, вследствие этого снижая выходной ток. Система может иметь внутренние схемы согласования полного сопротивления типа нагрузочных резисторов или канала р-типа с заземленным затвором МОП-структуры для согласования волнового сопротивления линии передачи на обоих концах прямого соединения между ЦП (центральным процессором) и сверхоперативной памятью или ЦП и контроллером системы. Система имеет двойную схему компаратора для преобразовывания несимметричной шины с двумя комплиментарными сигналами, подлежащими передаче и приему, с сопоставимой помехоустойчивостью дифференциальной шины для внутренней шины передачи данных запоминающего устройства, процессора или других интегральных схем, типа шины для передачи широкого диапазона данных. Система предпочтительно имеет переменный размер передающего устройства с медленным включением и медленным выключением, чтобы иметь аналогичные максимальные скорости нарастания выходного напряжения для всех сигналов в каждой группе сигналов ОССНТ и /ОССНТ и множества сигналов, которые передаются вместе. Кроме того, следует понимать, что управляющие сигналы и сигналы адреса можно передавать по каналам, отличающимся от каналов для сигналов данных. Это позволяет прогонять канал управления и адреса на частоте, отличающейся от частоты канала передачи данных, и позволяет к каждому из каналов прикладывать различные нагрузки.

Краткое описание чертежей

Фиг.1А представляет блок-схему, иллюстрирующую известное основанное на ШОП приемное устройство.

Фиг.1В представляет временную диаграмму, иллюстрирующую уровни сигналов показанного на фиг.1А известного приемного устройства.

Фиг.1С представляет принципиальную схему, иллюстрирующую другое известное основанное на ШОП приемное устройство.

Фиг.1D представляет временную диаграмму, иллюстрирующую работу показанного на фиг.1С известного приемного устройства.

Фиг.2А представляет изображение в перспективе блок-схемы, иллюстрирующей систему с ведущим устройством и подчиненными устройствами в соответствии с настоящим изобретением.

Фиг.2В представляет блок-схему, иллюстрирующую показанную на фиг.2А систему, имеющую линии передачи с резисторами согласования полного сопротивления на концах.

Фиг.3А представляет временную диаграмму, иллюстрирующую дифференциальные опорные сигналы ОССНТ и /ОССНТ относительно моментов считывания сигнала.

Фиг.3В представляет временную диаграмму, иллюстрирующую сигналы ОССНТ и /ОССНТ относительно несимметричного сигнала.

Фиг.4 представляет схемы высокого уровня, иллюстрирующие приемные устройства несимметричного сигнала.

Фиг.5 представляет графическую схему программы, иллюстрирующую способ передачи сигналов от передающего устройства по линии передачи к приемному устройству.

Фиг.6А представляет принципиальную схему, иллюстрирующую драйвер медленного включения и медленного выключения для всех сигналов.

Фиг.6В представляет принципиальную схему, иллюстрирующую драйверы, имеющие регулируемые скорости максимального нарастания выходного напряжения сигнала и сдвиг между сигналами.

Фиг.7А представляет принципиальную схему, иллюстрирующую показанное на фиг.4 приемное устройство несимметричного сигнала в первом варианте осуществления.

Фиг.7В представляет принципиальную схему, иллюстрирующую показанное на фиг.4 приемное устройство несимметричного сигнала во втором варианте осуществления.

Фиг.7С представляет принципиальную схему, иллюстрирующую показанное на фиг.4 приемное устройство несимметричного сигнала в третьем варианте осуществления.

Фиг.7D представляет принципиальную схему, иллюстрирующую показанное на фиг.4 приемное устройство несимметричного сигнала в четвертом варианте осуществления.

Фиг.8А представляет принципиальную схему, иллюстрирующую детали схемы показанного на фиг.4 компаратора ОССНТ-/ОССНТ.

Фиг.8В представляет принципиальную схему, иллюстрирующую детали схемы показанного на фиг.4 компаратора /ОССНТ-ОССНТ.

Фиг.9 представляет принципиальную схему, иллюстрирующую приемные устройства с индивидуально регулируемыми задержками для устранения сдвига во время передачи.

Фиг.10 иллюстрирует формы волны сигналов и сдвиг между ними.

Фиг.11 представляет изображение в перспективе монтажной схемы, показанной на фиг.2 системы.

Фиг.12А представляет блок-схему, иллюстрирующую двухточечную систему в соответствии с данным изобретением.

Фиг.12В представляет блок-схему, иллюстрирующую показанное на фиг.12А прямое соединение, имеющее устройства, содержащие канал р-типа с заземленным затвором МОП-структуры для согласования полных сопротивлений внутри интегральной схемы.

Фиг.13А представляет изображение в перспективе блок-схемы, иллюстрирующее однонаправленную систему передачи сигналов и двунаправленную систему передачи сигналов на одной интегральной схеме.

Фиг.13В представляет изображение в перспективе блок-схемы, иллюстрирующее четыре системы передачи сигналов на одной интегральной схеме.

Фиг.14А иллюстрирует фиксированное опорное напряжение согласно прототипу, значение которого находится в области среднего значения между логическим высоким уровнем напряжения и логическим низким уровнем.

Фиг.14В иллюстрирует комплиментарные опорные сигналы, которые имеют такой же размах напряжения, как любой сигнал.

Фиг.15А иллюстрирует дифференциальный усилитель, который усиливает разность между сигналом данных и опорным сигналом.

Фиг.15В представляет блок-схему, иллюстрирующую логику управления.

Фиг.16 представляет принципиальную схему, иллюстрирующую приемное устройство несимметричного сигнала с дифференциальными усилителями, стробируемыми понижением мощности или сигналом разблокирования приемного устройства для отключения мощности от приемного устройства, когда оно не используется.

Фиг.17 представляет временную диаграмму, иллюстрирующую время перехода сигнала при применении, требующем быстрого изменения шины от считывания к записи или наоборот.

Фиг.18 представляет блок-схему, иллюстрирующую двухточечную систему.

Фиг.19 изображает систему, имеющую множество шин, где сигналы принимаются одновременно.

Фиг.20 представляет блок-схему, иллюстрирующую систему, имеющую три шины для получения большей полосы пропускания.

Фиг.21 иллюстрирует известную систему для ОПУЗД, в которой используется линия синхронизации, имеющая два сегмента.

Подробное описание предпочтительного варианта осуществления

Настоящее изобретение обеспечивает систему передачи сигналов и способ высокоскоростной связи на мультиплексных шинах или прямых соединениях между множеством устройств СВСИ и обеспечивает более низкое потребление энергии по сравнению с применяемым в настоящее время принципом сопряжения несимметричных сигналов. Систему передачи сигналов можно использовать для подсоединения множества запоминающих устройств с помощью мультиплексной шины к контроллеру памяти для поблочной передачи информации данных, адресов и управления. Благодаря использованию множества шин, можно собрать такие устройства, как ДОП (динамическая оперативная память), коммутационные переключатели процессоров, устройства СОП (статической оперативной памяти) широкого диапазона и системные контроллеры, чтобы получить полосы пропускания свыше 4 гигабайт в секунду. Фактически по этой шине можно посылать все сигналы, необходимые для компьютера или других цифровых систем. Специалистам в данной области техники должно быть понятно, что все устройства, подобные центральным процессорам в компьютерной системе, нуждаются в методологиях и структурах шины такой системы.

Фиг.2А представляет изображение в перспективе блок-схемы, иллюстрирующей систему 200 с ведущим устройством (передающими устройствами) 205, подсоединенным через шинную архитектуру (линии передачи) 215 к множеству подчиненных устройств (приемных устройств) 210, в соответствии с настоящим изобретением. Как показано, ведущее устройство 205 сконфигурировано таким образом, чтобы осуществлять связь, например, двадцати (20) сигналов, включая несимметричные сигналы S0-S17, опорные сигналы ОССНТ и /ОССНТ синхронного напряжения и тактовых импульсов комплиментарного источника небольшого размаха, шины электропитания (не показанные) и линии заземления (не показанные), параллельно по линиям 215 передачи к каждому подчиненному устройству 210. Следует понимать, что символ "/" используется для обозначения логического "НЕ". Сигналы S0-S17 могут быть сигналами данных, управления или адреса, либо мультиплексированными, либо немультиплексированными, в соответствии с определением протоколом. Могут иметься комплиментарные сигналы типа сигналов синхронизации или инициализации для других целей, требуемых протоколом или синхронизацией системы.

Как показано на фиг.3А, сигналы ОССНТ и /ОССНТ переключаются из одного состояния в другое каждый раз, когда ведущее устройство 205 запускает достоверные сигналы. Следует понимать, что подчиненное устройство 210 может включать в себя множество приемных устройств (405, фиг.4), где каждое приемное устройство 405 включает в себя два компаратора: один для сравнения сигнала с сигналом ОССНТ, а другой для сравнения сигнала с сигналом /ОССНТ. Присутствующее двоичное значение сигнала определяет, который компаратор подсоединен к выходному терминалу 420, необязательно с использованием логики "исключающее ИЛИ", с сигналами ОССНТ и /ОССНТ. Пока сигналы ОССНТ и /ОССНТ не изменили свое двоичное значение, разблокированный компаратор в приемном устройстве 405 определяет, произошло ли изменение двоичного значения сигнала.

Для связи между микросхемами на шине или между двумя узлами все сигналы передаются предпочтительно по существу в одно и то же время от одной и той же микросхемы к другой микросхеме или к множеству микросхем, подсоединенных к шине, и предпочтительно имеют по существу одну и ту же нагрузку, размах и максимальную скорость нарастания выходного напряжения (когда сигналы осуществляют переход). Точно также, для связи внутри микросхемы, сигналы запускаются предпочтительно по существу в одно и то же время из одной и той же области или блока к другим областям или другим блокам в одной и той же микросхеме и предпочтительно имеют по существу одну и ту же нагрузку, размах и максимальную скорость нарастания выходного напряжения (когда сигналы осуществляют переход). На фиг.19 и 20, описываемых ниже, показаны система и способ, предназначенные для гарантии, что сигнал возбуждается по существу в одно и то же время.

Чтобы способствовать чрезвычайно высоким скоростям передачи данных по этой внешней шине, циклы шины инициируются, когда сигнал ОССНТ является низким (то есть сигнал /ОССНТ высокий). Вся поблочная передача начинается во время цикла, когда ОССНТ низкий, и заканчивается, когда ОССНТ остается низким, чтобы облегчать предварительную установку приемного устройства 405 на последнее двоичное значение сигнала. Это обеспечивает возможность пакетной передачи четного количества битов. Когда сигналы должны изменить направление (вследствие мультиплексного характера сигналов), для устанавливания шины могут требоваться один или более мертвые циклы из-за задержек распространения или устанавливания сигналов ОССНТ и /ОССНТ, когда они являются двунаправленными. Описываемая ниже фиг.17 иллюстрирует двунаправленное согласование по времени для реверсирования шины, чтобы избежать потери мертвых циклов.

На фиг.2В представлена блок-схема, иллюстрирующая систему 200 (фиг.2А), имеющую линии 215 передачи с внешними резисторами 220 согласования полных сопротивлений на концах, где нагрузочные сопротивления равны их волновому сопротивлению, которое предпочтительно составляет 50-70 Ом. Напряжение оконечной нагрузки обозначено символом НОН и составляет предпочтительно порядка 1,8 В для 2,5 В рабочего напряжения (для VCC, равного 2,5 В, и VSS, равного 0 В). Номинальный размах напряжения предпочтительно установлен меньше 1 В, предпочтительно меньше 40% от номинального напряжения, и наиболее предпочтительно составляет 500 мВ. Следовательно, как показано на фиг.3А, выходное высокое напряжение (ВыхВН) составляет 1,8 В, а выходное низкое напряжение (ВыхНН) составляет 1,3 В.

Фиг.3А представляет временную диаграмму, иллюстрирующую комплиментарные опорные сигналы ОССНТ и /ОССНТ относительно моментов считывания сигнала. ОССНТ начинается при ВыхНН, а /ОССНТ начинается при ВыхВН. В первом цикле ведущее устройство 205 возбуждает все низкие существующие сигналы, включая /ОССНТ для ВыхНН, в один и тот же момент времени, а нагрузочные сопротивления 220 повышают ОССНТ до ВыхВН. Несимметричные сигналы, которые являются высокими, нагрузочными сопротивлениями удерживаются на ВыхВН. Надлежащий момент считывания, то есть момент для считывания логического уровня входного сигнала, наступает после соединения перехода ОССНТ и /ОССНТ и до времени устойчивости, то есть, когда сигнал ОССНТ или /ОССНТ достигает установившегося состояния на ВхВН или ВхНН. Сигналы ОССНТ и /ОССНТ предпочтительно имеют одинаковое время нарастания и спада, где каждое время нарастания и спада составляет приблизительно половину периода цикла любого опорного сигнала.

Фиг.3В представляет временную диаграмму, иллюстрирующую сигналы ОССНТ и /ОССНТ относительно несимметричного сигнала. Несимметричный сигнал начинается равным /ОССНТ при высоком напряжении и затем переходит вместе с /ОССНТ к низкому напряжению. Затем несимметричный сигнал остается на низком напряжении, вследствие этого становясь равным ОССНТ, и затем переходит вместе с ОССНТ к высокому напряжению. После этого несимметричный сигнал остается на высоком напряжении, вследствие этого становясь равным сигналу /ОССНТ.

Фиг.4 представляет высокий уровень, схематически иллюстрирующий подчиненное устройство 210 несимметричного сигнала, имеющее приемное устройство 405 для каждой сигнальной линии 215. Каждое приемное устройство 405 сигнала имеет два компаратора 410, один компаратор 410а для сравнения поступающего несимметричного сигнала "SNx" с ОССНТ, а другой компаратор 410b для сравнения сигнала SNx с /ОССНТ. Оба компаратора 410 имеют выходы, избирательно подсоединяемые через переключатели 415 к выходу 420. Следует понимать, что выходной сигнал (SN) на выходе 420 составляет предпочтительно сигнал полной величины (от 0 до 2,5 В).

Как отмечалось выше, сигнал ОССНТ первоначально устанавливается на ВыхНН, а /ОССНТ и SNx первоначально устанавливаются на ВыхВН. Сигнал SN первоначально устанавливается на высокое выходное напряжение полной величины. Соответственно, компаратор 410а усиливает высокое напряжение SNx минус низкое напряжение ОССНТ, вследствие этого обеспечивая высокий выходной сигнал. Компаратор 410b усиливает высокое напряжение SNx минус высокое напряжение /ОССНТ, обеспечивая усиленный шумом неизвестный выходной сигнал. Выбором переключателя 415 управляют один или более соответствующих контроллеров, причем каждый контроллер работает в соответствии с критериями, согласно которым каждый переключатель должен быть открыт или закрыт, в данном примере посредством логических схем 425 функции "исключающее ИЛИ" (ИС ИЛИ) и входного сигнала логического элемента "исключающее ИЛИ". Более конкретно, схема 425а функции ИС ИЛИ сравнивает усиленный сигнал ОССНТ полной величины (VT) с выходным сигналом SN и генерирует управляющий сигнал для управления переключателем 415а. Схема 425b функции ИС ИЛИ сравнивает сигнал /ОССНТ полной величины (/VT) с выходным сигналом SN и генерирует управляющий сигнал для управления переключателем 415b. В этом исходном состоянии только сигналы ОССНТ и, соответственно, VT низкие, вследствие этого заставляя схему 425а ИС ИЛИ замкнуть переключатель 415а. В соответствии с этим выходной сигнал (высокий) компаратора 410а достигает выхода 420. Схема 425 ИС ИЛИ заставляет переключатель 415Ь разомкнуться, вследствие чего предотвращая поступление нежелательного выходного сигнала из компаратора 410b. Приемное устройство 405 остается устойчивым.

Следуя иллюстрируемому на фиг.3В примеру, несимметричный сигнал SNx переходит к низкому напряжению. Как всегда, сигналы ОССНТ и /ОССНТ переходят противоположно друг другу. Соответственно, как только ОССНТ и /ОССНТ достигают заранее определенной разности между ними (предпочтительно 250 мВ), происходит переход VT и /VT. Точно так же, как только ОССНТ и SNx переходят к заранее определенной разности между ними (предпочтительно 250 мВ), выходной сигнал компаратора 410а также осуществляет переход (к низкому выходному напряжению). Следует понимать, что путь от внешнего сигнала SNx до вырабатывания выходного сигнала SN и каждый путь для формирования сигнала полной величины VT и /VT включает в себя один компаратор 410 или 435 и два инвертора 430 или 440. Таким образом, каждая схема ИС ИЛИ 425 принимает новые входные сигналы, основанные на скорости сравнения компараторов 410 и 435. В этом примере, как очевидно из показанной на фиг.3В примерной временной диаграммы, ОССНТ и /ОССНТ достигают заранее определенной разности в то же самое время, когда ОССНТ и SNx достигают такой же заранее определенной разности. Соответственно, схема ИС ИЛИ 425а продолжает принимать разностные входные сигналы, вследствие этого сохраняя тот же самый переключатель 415а замкнутым и позволяя низкому выходному напряжению компаратора 410а проходить к выходу 420. Приемное устройство 405 все еще остается устойчивым.

Продолжая все еще следовать примеру фиг.3В, несимметричный сигнал SNx не переходит. Как всегда, сигналы ОССНТ и /ОССНТ переходят относительно друг друга. Соответственно, разблокированный в данный момент компаратор 410а продолжает запускать низкое выходное напряжение. Когда сигналы ОССНТ и /ОССНТ достигают заранее определенной разности относительно друг друга, но прежде, чем ОССНТ достигает такого же напряжения, как SNx (вследствие этого избегая возможности неопределенного состояния выходного сигнала), схема ИС ИЛИ 425а выключается, а схема ИС ИЛИ 425b включается. Следует понимать, что с момента времени, когда сигнал /ОССНТ начинает повышаться, компаратор 410b может запускать низкое выходное напряжение. Приемное устройство 405 все еще является устойчивым.

Каждое приемное устройство 405 может легко обнаруживать и усиливать очень маленькие сигналы порядка 100-250 мВ. Если в несимметричном сигнале SNx произошел переход, выходной сигнал SN имеет новый уровень, противоположный его предыдущему уровню сигнала. Поскольку и сигнал ОССНТ (или /ОССНТ), и несимметричные сигналы осуществили переход, к сигнальной выходной клемме все еще подсоединен тот же самый компаратор 410. Если несимметричные сигналы SNx не осуществили переход, то выходной сигнал SN не изменяется, компаратор 410, подсоединенный в начале перехода, отсоединяется от выхода после того, как приемное устройство ОССНТ и /ОССНТ усилит свое новое двоичное состояние (VT и /VT), а другой компаратор 410, который имеет противоположный сигнал /ОССНТ (или ОССНТ), подсоединяется для обеспечения выходного сигнала. Вследствие этого на выходе восстанавливается старый уровень.

Следует понимать, что приемное устройство 405 можно выполнить, не используя схемы ИС ИЛИ и что соответствующие критерии переключения также могут меняться соответствующим образом. Его можно выполнить, используя известную полярность сигналов ОССНТ и /ОССНТ в начальном цикле и всех несимметричных сигналов, начинающихся на высоком уровне. Сигналы ОССНТ и /ОССНТ осуществляют переход в каждом цикле. Таким образом, их полярность в каждом цикле можно определять путем исследования синхронизирующего импульса системы в синхронной системе и определения начала цикла в четных циклах синхронизирующих импульсов (то есть в четном цикле синхронизирующих импульсов сигнал ОССНТ низкий, а /ОССНТ высокий). После этого контролируется только выходной сигнал "SN", чтобы подсоединять и отсоединять компараторы 410, основываясь на том, изменяет ли состояние выходной сигнал SN каждый цикл или нет. Если выходной сигнал SN изменяет состояние, оставляется только подсоединенный компаратор. Если выходной сигнал SN не изменяется, подсоединенный компаратор отсоединяется и подсоединяется другой компаратор, и т.д.

Кроме того, следует также понимать, что воплощающая изобретение система позволяет подавать все сигналы к источникам с низким полным сопротивлением, позволяет все сигналы представить через напряжение и шумовые условия, фактически отличающейся помехоустойчивости, и позволяет снизить размах напряжения по сравнению с другими технологиями передачи несимметричных сигналов типа ШОП, ВСЛСП или ЛСПГ. Небольшой размах в 0,5 В, выполняемый в этом примерном варианте осуществления, допускает очень высокие скорости передачи сигнала со значительно меньшим потреблением электроэнергии по сравнению с другими существующими технологиями передачи несимметричных сигналов. Далее следует понимать, что каждое приемное устройство 405 усиливает несимметричные сигналы SNx во время перехода сигналов без необходимости использования обычных синхронизирующих импульсов или других синхронизирующих сигналов, за исключением сигналов ОССНТ, /ОССНТ и их усиленных версий VT и /VT.

Фиг.5 представляет графическую схему программы, иллюстрирующую способ 500 передачи сигналов от ведущего устройства 205 по линии передачи 215 в приемное устройство 405. Способ 500 начинается с того, что ведущее устройство 205 на этапе 505 устанавливает сигнал ОССНТ на значение ВыхНН, а все несимметричные сигналы (/ОССНТ и SNx) на ВыхВН, и на этапе 510 устанавливает все несимметричные выходные сигналы (SN) приемного устройства на высоту полной величины. Приемное устройство 405 на этапе 515 подсоединяет компаратор 410а, который сравнивает сигнал ОССНТ с каждым несимметричным сигналом SNx, к выходу 420 приемного устройства 405. Приемное устройство 405 на этапе 517 позволяет всем сигналам устанавливаться в линиях передачи. Этапы 505-517 относятся к инициализации системы.

На этапе 520 ведущее устройство 205 одновременно приводит сигналы ОССНТ и /ОССНТ в их противоположные состояния и все несимметричные сигналы SNx к их требуемым уровням. На этапе 530 приемное устройство 405 сравнивает несимметричный сигнал SNx с сигналами ОССНТ и /ОССНТ в соответственных компараторах 410. На этапе 540 приемное устройство 405 определяет, осуществил ли переход несимметричный сигнал. Если осуществил, то приемное устройство 405 на этапе 545 передает результат на выход 420 и сохраняет тот же самый компаратор 410 подсоединенным к клемме 420. Если нет, то приемное устройство 405 на этапе 550 отсоединяет прежний компаратор 410, подсоединяет другой компаратор 410 к выходу 420 и сохраняет тот же самый выходной сигнал (SN). На этапе 555 передающее устройство 405 определяет, продолжается ли пакет сигналов. Если продолжается, то способ 500 возвращается к этапу 520. В противном случае способ 500 заканчивается.

Фиг.6А представляет принципиальную схему, иллюстрирующую медленное включение и медленное выключение ведущего устройства 205 для несимметричного сигнала в первом варианте осуществления, называемом передающим устройством 600. Передающее устройство 600 включает в себя понижающее устройство 605 n-канальной МОП-структуры, подсоединенное к линии 610 передачи для точной подстройки размаха выходного сигнала на 500 мВ ниже НОН. Понижающе