説明

シリアル通信回路

【課題】1組の送受信回路毎に、1本の伝送線を介して、高速に全二重通信を行うことができるシリアル通信回路を提供する。
【解決手段】本発明のシリアル通信回路は、1本の伝送線を介して接続された2つの送受信回路を備え、2つの送受信回路の間で全二重通信を行うものである。ここで、各々の送受信回路は、送信信号を伝送線上に出力するドライバと、ドライバが送信信号を伝送線上に出力するタイミングと一致するように、送信信号を遅延した遅延信号を出力するバッファと、2つの送受信回路の各々から送信信号が伝送線上に出力され、2つの送受信回路から出力された送信信号が合成された合成信号から、バッファから出力された遅延信号を減算した信号を受信信号として出力するサブトラクタとを備えている。

【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【0001】
本発明は、全二重通信を行うシリアル通信回路に関するものである。
【背景技術】
【0002】
図5は、従来の全二重通信を行うシリアル通信回路の構成を表す概略図である。同図に示すシリアル通信回路40は、2本の伝送線44a、44bを介して接続された2つの送受信回路42a、42bによって構成されている。また、送受信回路42aは、ドライバ46aと、レシーバ48aとによって構成され、送受信回路42bは、ドライバ46bと、レシーバ48bとによって構成されている。
【0003】
シリアル通信回路40において、送受信回路42aから送受信回路42bへ送信信号を送信する場合、送信信号は、ドライバ46aから伝送線44aを介してレシーバ48bに送信され、レシーバ48bで受信されて受信信号として出力される。一方、送受信回路42bから送受信回路42aへ送信信号を送信する場合、送信信号は、伝送線44bを介して、上記と同様にして伝送される。
【0004】
上記のように、従来の全二重通信を行うシリアル通信回路40では、1組2つの送受信回路42a、42b(1チャネル)毎に、送信用と受信用の、2本の伝送線44a、44bが独立に必要となる。このため、2本の伝送線44a、44bでデータの送受信を同時に行い、高速にデータの伝送が可能であるが、多チャネルで全二重通信を行う場合、伝送線の本数が多くなり、ボード設計が複雑になるという問題がある。
【0005】
また、図6は、従来の半二重通信を行うシリアル通信回路の構成を表す概略図である。同図に示すシリアル通信回路50は、1本の伝送線54を介して接続された2つの送受信回路52a、52bによって構成されている。また、送受信回路52aは、ドライバ56aと、レシーバ58aと、スイッチ60aとによって構成され、送受信回路52bは、ドライバ56bと、レシーバ58bと、スイッチ60bとによって構成されている。
【0006】
シリアル通信回路50において、送受信回路52aから送受信回路52bへ送信信号を送信する場合、スイッチ60a、60bによって、ドライバ56aとレシーバ58bとが伝送線54を介して接続され、送信信号は、同様にして伝送される。一方、送受信回路52bから送受信回路52aへ送信信号を送信する場合、ドライバ56bとレシーバ58aが伝送線54介して接続され、送信信号は、同様にして伝送される。
【0007】
上記のように、従来の半二重通信を行うシリアル通信回路50では、1組2つの送受信回路52a、52b(1チャネル)毎に、1本の伝送線54でデータの送受信が行われる。このため、多チャネルで全二重通信を行う場合でも伝送線54の本数を少なくすることができ、前述のボード設計は比較的容易であるが、データの送信時と受信時に伝送線54を時分割で使用する必要があるため、伝送効率が悪いという問題がある。
【0008】
これに対し、上記問題点の解決策の1つとして、例えば特許文献1に開示のベースバンド双方向同時伝送回路が提案されている。
【0009】
特許文献1の伝送回路は、各々の通信装置において、レシーバを構成するコンパレータで、ドライバの出力電圧と一定電圧からなる或る基準電圧Vrefとの和を抵抗分割して得られる第1の電圧と、抵抗による電圧降下を受けたドライバの出力電圧と、を比較することによって、2つの通信装置の間で、1本の伝送路を介して、双方向同時に送受信を行うことが可能なものである。
【0010】
しかし、特許文献1の伝送回路では、基準電圧Vrefを発生する基準電源を設け、基準電圧Vrefとドライバの出力電圧との和を抵抗分割して中間電位を生成する回路の諸定数を適宜定める必要があるという問題があった。
【0011】
【特許文献1】特開昭56−98052号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【0012】
本発明の目的は、前記従来技術に基づく問題点を解消し、1組の送受信回路毎に、1本の伝送線を介して、高速に全二重通信を行うことができるシリアル通信回路を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【0013】
上記目的を達成するために、本発明は、1本の伝送線を介して接続された2つの送受信回路を備え、該2つの送受信回路の間で全二重通信を行うシリアル通信回路であって、
各々の前記送受信回路は、送信信号を前記伝送線上に出力するドライバと、該ドライバが前記送信信号を前記伝送線上に出力するタイミングと一致するように、前記送信信号を遅延した遅延信号を出力するバッファと、前記2つの送受信回路の各々から前記送信信号が前記伝送線上に出力され、前記2つの送受信回路から出力された送信信号が合成された合成信号から、前記バッファから出力された遅延信号を減算した信号を受信信号として出力するサブトラクタとを備えていることを特徴とするシリアル通信回路を提供するものである。
【0014】
ここで、各々の前記送受信回路が差動回路で構成され、前記1本の伝送線が、前記伝送線上に出力された送信信号に相当する正転信号とその反転信号とが出力される1対の伝送線で構成されていることが好ましい。
【発明の効果】
【0015】
本発明のシリアル通信回路では、1本の伝送線上に出力された合成信号から、一方の送受信回路の送信信号を減算することによって、他方の送受信回路の送信信号を検出し、これを受信信号として出力する。これにより、本発明によれば、1本の伝送線を介して、全二重の送受信を高速に行うことができる。従って、多チャネル化した場合でも、伝送線の本数を減らすことができ、ボード設計を容易にできる。
【発明を実施するための最良の形態】
【0016】
以下に、添付の図面に示す好適実施形態に基づいて、本発明のシリアル通信回路を詳細に説明する。
【0017】
図1は、本発明のシリアル通信回路の構成を表す一実施形態の概略図である。同図に示すシリアル通信回路10は、1本の伝送線14を介して接続された2つの送受信回路12a、12bによって構成されている。シリアル通信回路10は、2つの送受信回路12a、12bの間で、1本の伝送線14を介して、同時に互いの送信信号IN_A,IN_Bをシリアルに送受信する(全二重通信を行う)。
【0018】
図1中左側の送受信回路12aは、ドライバ16aと、バッファ18aと、サブトラクタ(減算器)20aとによって構成され、同右側の送受信回路12bは、ドライバ16bと、バッファ18bと、サブトラクタ20bとによって構成されている。
【0019】
ここで、送受信回路12aの送信信号IN_Aは、ドライバ16aと、バッファ18aに入力される。ドライバ16aの出力信号は、伝送線14上に信号OUTとして出力されるとともに、サブトラクタ20aの入力端子+に入力される。サブトラクタ20aの入力端子−にはバッファ18aの出力(遅延信号)が入力され、サブトラクタ20aからは、送受信回路12bからの受信信号RX_Aが出力される。
【0020】
送受信回路12bは、送受信回路12aと同様の構成である。従って、本実施形態では、両者で対応する構成要素に同一の番号を付し、送受信回路12aの各構成要素の番号の後ろにa、送受信回路12bの対応する各構成要素の番号後ろにbを付けてある。
【0021】
以下、代表的に、送受信回路12aについて説明する。
【0022】
ドライバ16aは、送信信号IN_Aを伝送線14上に出力する。伝送線14上に出力された合成信号OUTは、送受信回路12aのサブトラクタ20aの入力端子+および送受信回路12bのサブトラクタ20bの入力端子+に入力される。
【0023】
ここで、図1に示すように、送受信回路12aのドライバ16aの出力と、送受信回路12bのドライバ16bの出力とは伝送線14を介して接続されている。従って、送信信号IN_Aがドライバ16aから伝送線14上に出力されるのと同時に、送信信号IN_Bがドライバ16bから伝送線14上に出力されると、両者の送信信号IN_A,IN_Bは伝送線14上で衝突して合成され、上記の合成信号OUTとなる。
【0024】
バッファ18aは、ドライバ16aが送信信号IN_Aを伝送線14上に出力するタイミングと一致するように、送信信号IN_Aを遅延した遅延信号を出力する。すなわち、バッファ18aは、ドライバ16aから伝送線14上に出力される信号OUTの出力タイミングと、バッファ18aから出力される遅延信号の出力タイミングとを一致させるためのタイミング調整回路として使用されている。
【0025】
サブトラクタ20aは、伝送線14上で合成された合成信号OUTから、送受信回路12aのバッファ18aから出力された遅延信号を減算した信号を、送受信回路12bからの受信信号RX_Aとして出力する。
【0026】
前述の通り、2つの送受信回路12a、12bから伝送線14上に同時に送信信号IN_A,IN_Bが出力されると、両者の送信信号IN_A,IN_Bは伝送線14上で衝突して合成され、合成信号OUTの電流値(電流量)が変化する。
【0027】
この場合、合成信号OUTの電流値は、送受信回路12a、12bからともに‘1’の電流が出力されると、両者の出力する電流が合成されて、その電流値は2倍の‘2’となる。また、一方から‘1’の電流が出力され、他方から‘−1’の電流が出力されると、その電流値は‘1’+‘−1’=‘0’となる。また、両者からともに‘−1’の電流が出力されると、その電流値は2倍の‘−2’となる。
【0028】
なお、本実施形態では、合成信号OUTの電流値の変化について説明しているが、例えば抵抗素子などの電流/電圧変換回路を用いて、電流を電圧に変換することもできる。この場合も、上記記載と同様のことが成立する。
【0029】
次に、図2および図3に示すタイミングチャートを参照して、シリアル通信回路10の動作を説明する。
【0030】
図2は、図1に示すシリアル通信回路において、2つの送受信回路の送信信号の出力タイミングが同じ場合の動作を表し、図3は、2つの送受信回路の送信信号の出力タイミングが異なる場合の動作を表すタイミングチャートである。これらのタイミングチャートにおいて、信号OUTの数値‘2’、‘0’、‘−2’、それ以外の各信号の数値‘1’、‘−1’は、上記の通り、各々の信号の電流値を表す。
【0031】
以下、基本的に、送受信回路12aについて説明するが、送受信回路12bについても同様である。
【0032】
(1)送信信号IN_A,IN_Bがともに‘H(ハイレベル)’の場合
【0033】
送受信回路12aのドライバ16aからは‘1’の電流が出力され、伝送線14がチャージアップされる。送受信回路12bのドライバ16bも同様である。その結果、信号OUTの電流値は、2倍の‘2’となる。
【0034】
バッファ18aでは、ドライバ16aの場合と同様に、その遅延信号の電流値は‘1’となる(遅延信号の反転信号である−IN_Aの電流値は‘−1’となる)。
【0035】
また、サブトラクタ20aでは、伝送線14上で合成された信号OUTの電流値‘2’から、バッファ18aから出力された遅延信号の電流値‘1’が減算され、受信信号RX_Aの電流値は、‘2’−‘1’=‘1’となる。
【0036】
従って、受信信号RX_Aの電流値‘1’に基づいて、送受信回路12bから送受信回路12aに送信された信号は‘H’であることが検出される。
【0037】
(2)送信信号IN_Aが‘L(ローレベル)’で、IN_Bが‘H’の場合
【0038】
送受信回路12aのドライバ16aからは‘−1’の電流が出力され、伝送線14がディスチャージされる。一方、送受信回路12bのドライバ16bからは‘1’の電流が出力され、伝送線14はチャージアップされる。その結果、信号OUTの電流値は‘0’となる。
【0039】
バッファ18aでは、ドライバ16aの場合と同様に、その遅延信号の電流値が‘−1’となる(遅延信号の反転信号である−IN_Aの電流値は‘1’となる)。
【0040】
また、サブトラクタ20aでは、伝送線14上で合成された信号OUTの電流値‘0’から、バッファ18aから出力された遅延信号の電流値‘−1’が減算され、受信信号RX_Aの電流値は、‘0’−‘−1’=‘1’となる。
【0041】
従って、受信信号RX_Aの電流値‘1’に基づいて、送受信回路12bから送受信回路12aに送信された信号は‘H’であることが検出される。
【0042】
(3)送信信号IN_A,IN_Bがともに‘L’の場合
【0043】
送受信回路12aのドライバ16aからは‘−1’の電流が出力され、伝送線14がディスチャージされる。送受信回路12bのドライバ16bも同様である。その結果、信号OUTの電流値は2倍の‘−2’となる。
【0044】
バッファ18aでは、ドライバ16aの場合と同様に、その遅延信号の電流値が‘−1’となる(遅延信号の反転信号である−IN_Aの電流値は‘1’となる)。
【0045】
また、サブトラクタ20aでは、伝送線14上で合成された信号OUTの電流値‘−2’から、バッファ18aから出力された遅延信号の電流値‘−1’が減算され、受信信号RX_Aの電流値は、‘−2’−‘−1’=‘−1’となる。
【0046】
従って、受信信号RX_Aの電流値‘−1’に基づいて、送受信回路12bから送受信回路12aに送信された信号は‘L’であることが検出される。
【0047】
(4)送信信号IN_Aが‘H’で、IN_Bが‘L’の場合
【0048】
送受信回路12aのドライバ16aからは‘1’の電流が出力され、伝送線14がチャージアップされる。一方、送受信回路12bのドライバ16bからは‘−1’の電流が出力され、伝送線14はディスチャージされる。その結果、信号OUTの電流値は‘0’となる。
【0049】
バッファ18aでは、ドライバ16aの場合と同様に、その遅延信号の電流値が‘1’となる(遅延信号の反転信号である−IN_Aの電流値は‘−1’となる)。
【0050】
また、サブトラクタ20aでは、伝送線14上で合成された信号OUTの電流値‘0’から、バッファ18aから出力された遅延信号の電流値‘1’が減算され、受信信号RX_Aの電流値は、‘0’−‘1’=‘−1’となる。
【0051】
従って、受信信号RX_Aの電流値‘−1’に基づいて、送受信回路12bから送受信回路12aに送信された信号は‘L’であることが検出される。
【0052】
なお、上記動作は、図2に示すように、2つの送受信回路12a、12bの送信信号IN_A,IN_Bの出力タイミングが同じ場合に限らず、図3に示すように、2つの送受信回路12a、12bの送信信号IN_A,IN_Bの出力タイミングが異なる場合も同様である。
【0053】
次に、送受信回路12a、12bについて、代表的に、送受信回路12aの具体例を挙げて説明する。
【0054】
図4は、図1に示す送受信回路の構成を表す回路図である。同図は、図1に示す送受信回路12aを、送信信号IN_Aに相当する正転信号IN_APとその反転信号IN_ANに応じて動作する差動回路によって構成したものである。この場合、図1に示す1本の伝送線14は、信号OUTに相当する正転信号OUTPとその反転信号OUTNとが出力される1対の伝送線14a、14bによって構成される。
【0055】
なお、例えば図5に示す従来の全二重通信を行うシリアル通信回路40を差動回路によって構成した場合、2つの送受信回路42a、42bの間を接続する伝送線44a、44bは、それぞれその正転信号と反転信号とからなる2対の伝送線によって構成される。
【0056】
図4に示す送受信回路12aにおいて、ドライバ16aは、2つの抵抗素子22a、22bと、2つのNMOS(N型MOSトランジスタ)24a、24bと、NMOS26とによって構成されている。
【0057】
2つの抵抗素子22a、22bは、それぞれ電源と伝送線14b、14aとの間に接続されている。2つのNMOS24a、24bは、それぞれ伝送線14b、14aとNMOS26のドレインとの間に接続され、そのゲートには、それぞれ信号IN_AP,IN_ANが入力されている。NMOS26は、定電流源であって、NMOS24a、24bのソースとグランドとの間に接続されている。
【0058】
ドライバ16aでは、信号IN_AP,IN_ANの状態(‘H’または‘L’)に応じて、2つのNMOS24a、24bのうちの一方がオン状態となり、他方がオフ状態となる。例えば、信号IN_APが‘H’、すなわち、信号IN_ANが‘L’である場合、NMOS24a、24bのうち、NMOS24aがオン状態となり、NMOS24bはオフ状態となる。
【0059】
この場合、オン状態のNMOS24a側では、定電流源であるNMOS26によって決定される一定電流が、電源から、抵抗素子22a、NMOS24a、26を介してグランドに‘−1’の電流が流れ、伝送線OUTNがディスチャージされる。一方、オフ状態のNMOS24b側では、電源から、抵抗素子22bを介して伝送線14a上に‘1’の電流が流れ、伝送線14aがチャージアップされる。
【0060】
続いて、バッファ18aは、信号OUTP,OUTNが、信号IN2_AP,IN2_ANとなる点を除いて、その構成も動作もドライバ16aと全く同じものである。すなわち、バッファ18aから出力される信号IN2_AP,IN2_ANは、ドライバ16aから信号線14a、14b上に出力される信号OUTP,OUTNと同一の信号であり、同一のタイミングで出力される。
【0061】
なお、伝送線14a、14b上の信号OUTP,OUTNは、前述の通り、送受信回路12aのドライバ16aの出力信号と、送受信回路12bのドライバ16bの出力信号との合成信号である。従って、バッファ18aの出力信号IN2_AP,IN2_ANは、正確には、ドライバ16bからの出力信号がないと仮定した場合のドライバ16aだけの出力信号と同一の信号である。
【0062】
バッファ18aは、基本的に、ドライバ16aと全く同じ構成、同じサイズのものを使用する。しかし、現実には、出力負荷等の違いによって、両者の出力信号の出力タイミングが完全に同一とはならない場合もある。その場合、両者の出力タイミングを合わせるために、バッファ18aを構成する抵抗素子22a、22bの抵抗値、NMOS24a、24bおよびNMOS26のトランジスタサイズ等を適宜変更しても良い。
【0063】
続いて、サブトラクタ20aは、第1の減算回路28aと、第2の減算回路28bとによって構成されている。
【0064】
第1の減算回路28aは、2つの抵抗素子30a、30bと、2つのNMOS32a、32bと、NMOS34とによって構成されている。第1の減算回路28aは、信号IN_AP,IN_ANの代わりに、信号OUTP,OUTNが使用され、信号OUTP,OUTNの代わりに、受信信号RX_AP,RX_ANが使用されている点を除いて、その構成も動作もドライバ16aと同じものである。
【0065】
第2の減算回路28bは、2つの抵抗素子30a、30bと、2つのNMOS36a、36bと、NMOS38とによって構成されている。同様に、第2の減算回路28bの構成は、送信信号IN_AP,IN_ANの代わりに、信号IN2_AN,IN2_APが使用され、信号OUTP,OUTNの代わりに、受信信号RX_AP,RX_ANが使用されている点を除いて、その構成も動作もドライバ16aと全く同じものである。
【0066】
ここで、2つの抵抗素子30a、30bは、電流/電圧変換回路であって、第1の減算回路28aと第2の減算回路28bとで共用されている。また、定電流源のNMOS34,38は、1:2の割合で一定電流を流すものを使用する。
【0067】
第1の減算回路28aでは、信号OUTP,OUTNの状態(電流/電圧変換後の‘H’または‘L’)に応じて、2つのNMOS32a、32bのうちの一方がオン状態となり、他方がオフ状態となる。例えば、信号OUTPが‘H’で、信号OUTNが‘L’の場合、NMOS32a、23bのうち、NMOS32aはオン状態、NMOS32bはオフ状態となる。
【0068】
この場合、オン状態のNMOS32a側では、定電流源のNMOS34によって決定される一定電流Iが、電源から、抵抗素子30a、NMOS32a、34を介してグランドに流れ、出力線RX_ANがディスチャージされる。一方、オフ状態のNMOS32b側では、電源から、抵抗素子30bを介して出力線RX_AP上に電流が流れ、出力線RX_APがチャージアップされる。
【0069】
同様に、第2の減算回路28bでは、信号IN2_AP,IN2_ANの状態(電流/電圧変換後の‘H’または‘L’)に応じて、2つのNMOS36a、36bのうちの一方がオン状態となり、他方がオフ状態となる。例えば、信号IN2_APが‘H’で、信号IN2_ANが‘L’の場合、NMOS36a、36bのうち、NMOS36bはオン状態、NMOS36aはオフ状態となる。
【0070】
この場合、オン状態のNMOS36b側では、定電流源のNMOS38によって決定される一定電流0.5*Iが、電源から、抵抗素子30b、NMOS36b、38を介してグランドに流れ、出力線RX_APがディスチャージされる。一方、オフ状態のNMOS36a側では、電源から、抵抗素子30aを介して出力線RX_AN上に電流が流れ、出力線RX_ANがチャージアップされる。
【0071】
なお、送受信回路12bについても、送受信回路12aと同様である。
【0072】
次に、図2および図3のタイミングチャートを参照して、図4に示す送受信回路12a、12bを用いるシリアル通信回路10の動作を説明する。以下、代表的に、送受信回路12aについて説明するが、送受信回路12bについても同様である。
【0073】
(1)送信信号IN_A,IN_Bがともに‘H’の場合
【0074】
ドライバ16aでは、信号IN_APが‘H’、信号IN_ANが‘L’となり、NMOS24aがオン状態、NMOS24bがオフ状態となる。従って、伝送線14aが、抵抗素子22bを介してチャージアップされ、伝送線14bが、NMOS24a、26を介してディスチャージされる。ドライバ16bも同様に動作する。その結果、信号OUTPは‘H’となり、信号OUTNは‘L’となる。
【0075】
バッファ18aでは、ドライバ16aの場合と同様に、信号IN2_APの出力線がチャージアップされ、信号IN2_ANの出力線がディスチャージされる。その結果、信号IN2_APは‘H’となり、信号IN2_ANは‘L’となる。
【0076】
従って、サブトラクタ20aの第1の減算回路28aでは、NMOS32aがオン状態、NMOS32bがオフ状態となる。第2の減算回路28bでは、NMOS36aがオフ状態、NMOS36bがオン状態となる。
【0077】
その結果、受信信号RX_APの出力線には、電源から、抵抗素子30b、NMOS36b、38を介してグランドに一定電流0.5*Iが流れ、受信信号RX_ANの出力線には、電源から、抵抗素子30a、NMOS32a、34を介してグランドに一定電流Iが流れる。これらの一定電流は、抵抗素子30a、30bによって電圧に変換され、受信信号RX_APが‘H’、受信信号RX_ANは‘L’となる。
【0078】
従って、受信信号RX_AP,RX_ANの状態に基づいて、送受信回路12bから送受信回路12aに送信された信号は‘H’であることが検出される。
【0079】
(2)送信信号IN_Aが‘L’で、送信信号IN_Bが‘H’の場合
【0080】
同様にして、ドライバ16aでは、NMOS24aがオフ状態、NMOS24bがオン状態となり、伝送線14aはディスチャージされ、伝送線14bはチャージアップされる。一方、ドライバ16bでは、NMOS24aがオン状態、NMOS24bがオフ状態となり、伝送線14aはチャージアップされ、伝送線14bはディスチャージされる。その結果、信号OUTP,OUTNは、ドライバ16aとドライバ16bのチャージが釣り合うので、共に中間状態(同電位)となる。
【0081】
バッファ18aでは、ドライバ16aの場合と同様に、信号IN2_APの出力線がディスチャージされ、信号IN2_ANの出力線がチャージアップされる。その結果、信号IN2_APは‘L’となり、信号IN2_ANは‘H’となる。
【0082】
従って、サブトラクタ20aの第1の減算回路28aでは、NMOS32a、32bはともに0.5*Iの電流が流れる。また、第2の減算回路28bでは、NMOS36aがオン状態、NMOS36bがオフ状態となる。
【0083】
その結果、受信信号RX_APの出力線は、電源から、抵抗素子30bを介してチャージアップされ、受信信号RX_APは‘H’となる。一方、受信信号RX_ANの出力線には、電源から、抵抗素子30a、NMOS36a、38を介してグランドに一定電流0.5*Iが流れ、受信信号RX_ANの出力線は、NMOS36a、38を介してディスチャージされ、受信信号RX_ANは、‘L’となる。
【0084】
従って、受信信号RX_AP,RX_ANの状態に基づいて、送受信回路12bから送受信回路12aに送信された信号は‘H’であることが検出される。
【0085】
(3)送信信号IN_A,IN_Bがともに‘L’の場合
【0086】
ドライバ16aでは、NMOS24aがオフ状態、NMOS24bがオン状態となる。従って、伝送線14aがディスチャージされ、伝送線14bがチャージアップされる。送受信回路12bのドライバ16bも同様である。その結果、信号OUTPは‘L’となり、信号OUTNは‘H’となる。
【0087】
バッファ18aでは、ドライバ16aの場合と同様に、信号IN2_APの出力線がディスチャージされ、信号IN2_ANの出力線がチャージアップされる。その結果、信号IN2_APは‘L’となり、信号IN2_ANは‘H’となる。
【0088】
また、サブトラクタ20aの第1の減算回路28aでは、NMOS32aがオフ状態、NMOS32bがオン状態となる。第2の減算回路28bでは、NMOS36aがオン状態、NMOS36bがオフ状態となる。
【0089】
その結果、受信信号RX_APの出力線には、電源から、抵抗素子30b、NMOS32b、34を介してグランドに一定電流Iが流れ、受信信号RX_ANの出力線には、電源から、抵抗素子30a、NMOS36a、38を介してグランドに一定電流0.5*Iが流れる。これらの一定電流は、抵抗素子30b、30aによって電圧に変換され、受信信号RX_APが‘L’、受信信号RX_ANは‘H’となる。
【0090】
従って、受信信号RX_AP,RX_ANの状態に基づいて、送受信回路12bから送受信回路12aに送信された信号は‘L’であることが検出される。
【0091】
(4)送信信号IN_Aが‘H’で、送信信号IN_Bが‘L’の場合
【0092】
ドライバ16aでは、NMOS24aがオン状態、NMOS24bがオフ状態となり、伝送線14aはチャージアップされ、伝送線14bはディスチャージされる。一方、ドライバ16bでは、NMOS24aがオフ状態、NMOS24bがオン状態となり、伝送線14aはディスチャージされ、伝送線14bはチャージアップされる。その結果、信号OUTP,OUTNは、ドライバ16aとドライバ16bのチャージが釣り合うので、共に中間電位となる。
【0093】
バッファ18aでは、ドライバ16aの場合と同様に、信号IN2_APの出力線がチャージアップされ、信号IN2_ANの出力線がディスチャージされる。その結果、信号IN2_APは‘H’となり、信号IN2_ANは‘L’となる。
【0094】
そして、サブトラクタ20aの第1の減算回路28aでは、NMOS32a、32bはとも0.5*Iの電流が流れる。また、第2の減算回路28bでは、NMOS36aがオフ状態、NMOS36bがオン状態となる。
【0095】
その結果、受信信号RX_APの出力線には、電源から、抵抗素子30b、NMOS36b、38を介してグランドに一定電流0.5*Iが流れ、受信信号RX_APの出力線は、NMOS36b、38を介してディスチャージされ、受信信号RX_APは‘L’となる。一方、受信信号RX_ANの出力線は、電源から、抵抗素子30aを介してチャージアップされ、受信信号RX_ANは、‘H’となる。
【0096】
従って、受信信号RX_AP,RX_ANの状態に基づいて、送受信回路12bから送受信回路12aに送信された信号は‘L’であることが検出される。
【0097】
上記のように、シリアル通信回路10では、2つの送受信回路12a、12bの送信信号IN_A,IN_Bの出力タイミングに関わらず、伝送線14上の信号OUTから、2つの送受信回路12a、12bのうちの一方の送信信号IN_AもしくはIN_Bを減算することによって、他方の送受信回路12b、12aの送信信号IN_B,IN_Aを検出し、これを受信信号RX_A,RX_Bとして出力する。
【0098】
これにより、シリアル通信回路10では、1本の伝送線14を介して、全二重の送受信を高速に行うことができる。従って、多チャネル化した場合でも、伝送線14の本数を減らすことができ、ボード設計が容易になるという利点がある。
【0099】
なお、本発明は、図示例の送受信回路に限定されず、同様の機能を果たす各種構成の送受信回路を使用することが可能である。また、送受信回路を構成するドライバ、バッファ、サブトラクタの具体的な構成も何ら限定されず、同じく同様の機能を果たす各種構成の回路を使用することができる。また、送受信回路を差動回路で構成することも必須ではなく、シングルエンド回路で構成しても良い。
【0100】
また、本発明は、例えばバッファの代わりにインバータを使用し、送信信号を遅延して遅延信号を反転出力し、サブトラクタの代わりにアダー(加算器)を使用し、合成信号OUTと反転出力された遅延信号とを加算する構成としても良い。本発明では、便宜上、バッファとサブトラクタという表現を使用しているが、インバータとアダーの組合せは、実質的に、バッファとサブトラクタの組合せの中に含まれるものとする。
【0101】
本発明は、基本的に以上のようなものである。
以上、本発明のシリアル通信回路について詳細に説明したが、本発明は上記実施形態に限定されず、本発明の主旨を逸脱しない範囲において、種々の改良や変更をしてもよいのはもちろんである。
【図面の簡単な説明】
【0102】
【図1】本発明のシリアル通信回路の構成を表す一実施形態の概略図である。
【図2】図1に示すシリアル通信回路において、2つの送受信回路の送信信号の出力タイミングが同じ場合の動作を表すタイミングチャートである。
【図3】図1に示すシリアル通信回路において、2つの送受信回路の送信信号の出力タイミングが異なる場合の動作を表すタイミングチャートである。
【図4】図1に示す送受信回路の構成を表す回路図である。
【図5】従来の全二重通信を行うシリアル通信回路の構成を表す概略図である。
【図6】従来の半二重通信を行うシリアル通信回路の構成を表す概略図である。
【符号の説明】
【0103】
10、40、50 シリアル通信回路
14、44a、44b、54 伝送線
12a、12b、42a、42b、52a、52b 送受信回路
16a、16b、46a、46b、56a、56b ドライバ
18a、18b バッファ
20a、20b サブトラクタ
22a、22b、30a、30b 抵抗素子
24a、24b、26、32a、32b、34、36a、36b、38 NMOS
28a 第1の減算回路
28b 第2の減算回路
48a、48b、58a、58b レシーバ
60a、60b スイッチ

【特許請求の範囲】
【請求項1】
1本の伝送線を介して接続された2つの送受信回路を備え、該2つの送受信回路の間で全二重通信を行うシリアル通信回路であって、
各々の前記送受信回路は、送信信号を前記伝送線上に出力するドライバと、該ドライバが前記送信信号を前記伝送線上に出力するタイミングと一致するように、前記送信信号を遅延した遅延信号を出力するバッファと、前記2つの送受信回路の各々から前記送信信号が前記伝送線上に出力され、前記2つの送受信回路から出力された送信信号が合成された合成信号から、前記バッファから出力された遅延信号を減算した信号を受信信号として出力するサブトラクタとを備えていることを特徴とするシリアル通信回路。
【請求項2】
各々の前記送受信回路が差動回路で構成され、前記1本の伝送線が、前記伝送線上に出力された送信信号に相当する正転信号とその反転信号とが出力される1対の伝送線で構成されていることを特徴とする請求項1に記載のシリアル通信回路。

【図1】
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【図2】
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【図3】
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【図4】
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【図5】
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【図6】
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【公開番号】特開2007−281570(P2007−281570A)
【公開日】平成19年10月25日(2007.10.25)
【国際特許分類】
【出願番号】特願2006−101710(P2006−101710)
【出願日】平成18年4月3日(2006.4.3)
【出願人】(501285133)川崎マイクロエレクトロニクス株式会社 (449)
【Fターム(参考)】