双方向伝送装置および双方向伝送方法
【課題】高速化に対応した双方向伝送系を提供する。
【解決手段】入出力回路100と、入出力回路200と、回路100および回路200を結ぶ双方向伝送路300とで構成される双方向伝送系において、伝送路300に接続される回路200の入力端には可変インピーダンス回路21が設けられる。第１の伝送情報（回路100の出力信号）は電圧信号E11として回路100から伝送路300を介して回路200へ送られ、第２の伝送情報（可変インピーダンス回路21のインピーダンス制御信号S21）は電圧信号E21として回路200から伝送路300を介して回路100へ送られる。ここで、第２の伝送情報S21が、可変インピーダンス回路21の回路インピーダンスＺの変更に対応した電圧信号E21の変化として、回路100へ伝送される。
【解決手段】入出力回路100と、入出力回路200と、回路100および回路200を結ぶ双方向伝送路300とで構成される双方向伝送系において、伝送路300に接続される回路200の入力端には可変インピーダンス回路21が設けられる。第１の伝送情報（回路100の出力信号）は電圧信号E11として回路100から伝送路300を介して回路200へ送られ、第２の伝送情報（可変インピーダンス回路21のインピーダンス制御信号S21）は電圧信号E21として回路200から伝送路300を介して回路100へ送られる。ここで、第２の伝送情報S21が、可変インピーダンス回路21の回路インピーダンスＺの変更に対応した電圧信号E21の変化として、回路100へ伝送される。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
この発明は、双方向情報伝送を行なう双方向伝送装置および双方向伝送方法に関する。特に、個別のデバイス間あるいはＬＳＩ内部等において、同じ伝送路を用いて多値のデジタル情報を双方向伝送する場合に利用される双方向伝送装置および双方向伝送方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来のデジタル信号の伝送では、伝送相手に送るべき信号をそのレベル（２値ならばＨレベルかＬレベル、多値ならばＨレベル、Ｌレベル、またはその間の中間レベル）に応じた電圧信号に変換して信号線に印加し、伝送先でこの電圧信号を検出することで行われている。この方式は、古くからデジタル信号を利用した電子回路において一般的に利用されており、現在のパソコンやデジタルＡＶ機器などにも広く使用されている。
【０００３】
ところで、このような伝送方式では、伝送路として最低でも１本の信号線が必要であり、送受間で互いの信号を双方向伝送するためには２本の信号線が必要となる。つまり、双方向伝送のためには片方向伝送の倍の信号線が必要となる。例えば、片方向で１２８本の信号線を必要とする信号の伝送では、これを双方向で実現するためには１２８×２＝２５６本の信号線を必要とする。すると、ＣＰＵバスやディスクドライブ〜本体回路基板間などのように多数の信号線を有する場合には、信号線の数が増大し、配線面積が大きくなってしまう問題がある。
【０００４】
上記問題の対応策として、双方向伝送装置が提案されている（特許文献１参照）。この文献の図２に示される双方向伝送装置２０ａは、ドライバ２１ａにより伝送相手に送信する信号をその信号のレベルに応じた電圧信号に変換して信号線３１に送出する。その際、信号線３１に流れる電流の方向を第１の電流検出回路２２ａおよび２２ｂで検出し、判定回路２４ａにおいて電流方向と伝送相手に送信した自身の信号のレベルとに基づいて伝送相手のレベルを判定する。他方の双方向伝送装置２０ｂでも同様の判定を行う。これにより、例えばデバイス間で信号をやり取りするような場合において、信号線を増やさずとも、両者間で同時期に信号を伝送することができる。
【特許文献１】特開２００２−０１６４８７
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
特許文献１では、双方向伝送により信号線数の増加を抑えることができるが、電圧および電流をモニタすることが必要なため回路構成が複雑となり、手間のかかる調整も必要となる。さらに電圧検出／電流検出の回路構成が必要なことから消費電力も大きい（バス本数が大きくなり、および／または情報伝送速度が高速化されると、消費電力の増大はより顕著になる）。
【０００６】
この発明の課題の１つは、情報伝送速度の高速化に対応した双方向伝送装置および双方向伝送方法を提供することである。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
この発明の一実施の形態に係る双方向伝送装置は、第１の入出力回路（１００）と、第２の入出力回路（２００）と、第１の入出力回路（１００）および第２の入出力回路（２００）を結ぶ双方向伝送路（３００）とで構成される。双方向伝送路（３００）に接続される第２の入出力回路（２００）の入力端には、可変インピーダンス回路（２１）が設けられている。この双方向伝送装置において、第１の伝送情報（第１の入出力回路の出力信号）は第１の電圧信号（Ｅ１１）として第１の入出力回路（１００）から双方向伝送路（３００）を介して第２の入出力回路（２００）へ送られ、第２の伝送情報（可変インピーダンス回路のインピーダンス制御信号）は第２の電圧信号（Ｅ２１）として第２の入出力回路（２００）から双方向伝送路（３００）を介して第１の入出力回路（１００）へ送られる。ここで、第２の伝送情報（Ｓ２１）が、可変インピーダンス回路（２１）の回路インピーダンスの変更に対応した第２の電圧信号（Ｅ２１）の変化として、第１の入出力回路（１００）へ伝送される。
【０００８】
上記の構成において、第１の入出力回路（１００）から第２の入出力回路（２００）へ送られる第１の電圧信号（Ｅ１１）の信号レベル（例えば図２（ａ）のＨレベル）を可変インピーダンス回路（２１）の回路インピーダンスの変更（例えば図２（ｄ）のＺの大小）に対応して変化（例えば図２（ｂ）のＨレベル７０１と７０２）させることができる。この変化は双方向伝送路（３００）上の信号レベル変化となる。すると、第２の入出力回路（２００）から第１の入出力回路（１００）へ戻される第２の電圧信号（Ｅ２１）の信号レベルも変化する。
【０００９】
これにより、第１の入出力回路（１００）から第２の入出力回路（２００）への情報伝送（第１の電圧信号のレベル変化による情報伝送：第１の入出力回路の入力信号が伝送される情報のソース）と、第２の入出力回路（２００）から第１の入出力回路（１００）への情報伝送（第２の電圧信号のレベル変化による情報伝送：可変インピーダンス回路のインピーダンス制御信号が伝送される情報のソース）とが、１つの伝送路（３００）で同時に可能となる。
【００１０】
あるいは、上記の構成において、第１の入出力回路（１００）から双方向伝送路（３００）を介して第２の入出力回路（２００）へ送られた第１の電圧信号（Ｅ１１）が可変インピーダンス回路（２１）で反射されて第１の入出力回路（１００）へ反射信号（Ｅ２１ａまたはＥ２１ｂ）として戻ってくる場合（かなり短時間での出来事：例えば数１００ｐｓオーダ）を想定してみる。この場合、双方向伝送路（３００）の特性インピーダンスをＺＬとし、可変インピーダンス回路（２１）の回路インピーダンスをＺｏとすると、ＺｏよりＺＬが大きいか小さいかに対応して、反射信号の極性（図４（ｂ）の正側Ｅ２１ａまたは図４（ｃ）の負側Ｅ２１ｂ）が変化する。第１の入出力回路（１００）側で観測される伝送路（３００）の信号レベルはこの反射波の極性によって変わるから、この信号レベル変化に対応した論理レベルを検出（ラッチ）すれば、第２の入出力回路（２００）側の可変インピーダンス回路（２１）のインピーダンス制御信号（Ｓ２１）に対応した情報を第１の入出力回路（１００）側で受け取ることができる。
【００１１】
これにより、第１の入出力回路（１００）から第２の入出力回路（２００）への情報伝送（第１の電圧信号のレベル変化による情報伝送：第１の入出力回路の入力信号が伝送される情報のソース）と、第２の入出力回路（２００）から第１の入出力回路（１００）への情報伝送（インピーダンスミスマッチによる反射の極性に起因した第２の電圧信号のレベル変化による情報伝送：可変インピーダンス回路のインピーダンス制御信号が伝送される情報のソース）とが、１つの伝送路（３００）で同時に可能となる。
【発明の効果】
【００１２】
伝送路両端の片側に可変インピーダンス回路を付加するという比較的簡単な回路構成で双方向伝送を実現できる。可変インピーダンス回路自体は（電圧／電流モニタ回路等を別途設ける場合と比較して）極僅かしか電力を消費しない。このため、情報伝送速度の高速化につれ増大する消費電力の増加を抑えやすい。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１３】
図１は、この発明の一実施の形態に係る双方向伝送装置（双方向論理回路）の構成を説明する図である。図１の回路構成においては、双方向伝送路３００を介して、第１の入出力回路（双方向伝送系の一方）１００と第２の入出力回路（双方向伝送系の他方）２００との間で複数のデータ伝送が行われる。双方向伝送路３００は、１本以上の双方向伝送線３０１、３０２、…で構成されるもので、デジタル信号を扱うデバイス間の配線であったり、ＬＳＩの内部配線であったりする。
【００１４】
第１の入出力回路１００は、伝送線３０１、３０２、…それぞれの一方に接続される出力回路（ドライバ）１１、１３、…および入力回路（所定の論理レベルを判別するコンパレータ等）１２、１４、…で構成される。第２の入出力回路２００は、伝送線３０１、３０２、…それぞれの他方に接続される入出力回路２０１、２０２、…で構成される。各入出力回路２０１、２０２、…は、受信回路（レシーバ）２０、２２、…および可変インピーダンス回路２１、２３、…で構成される。
【００１５】
図１の構成において、双方向伝送路３００内の例えば双方向伝送線３０１に注目すると、出力回路１１からの信号Ｅ１１が双方向伝送線３０１を介して入出力回路２０１の受信回路２０に入力されることで、信号情報が伝送される。この入出力回路２０１の入力インピーダンスＺ（伝送線３０１の終端インピーダンスＺＬ相当）は可変インピーダンス回路２１により決定され、その入力インピーダンスＺは制御信号Ｓ２１で変更できるようになっている。この入力インピーダンスＺは、可変インピーダンス回路２１を制御する信号Ｓ２１の論理状態（言い換えれば第２の入出力回路２００から第１の入出力回路１００へ伝送したい信号情報）に応じて変化する。
【００１６】
図２は、この発明の一実施の形態に係る双方向伝送装置で伝送される信号波形例を説明する図である。図２の横軸は時間を示し、縦軸は信号レベルの大小またはインピーダンスの大小を示している。図２（ａ）の信号Ｅ１１の波形は、第１の入出力回路１００から第２の入出力回路２００へ送りたい信号情報を例示している。図２（ｂ）の信号Ｅ２１の波形は、第２の入出力回路２００から第１の入出力回路１００へ送りたい信号情報を例示している。図２（ｃ）の信号Ｓ２１の波形は、信号Ｓ２１の論理レベルに応じて制御される第２の入出力回路２００の入力インピーダンスＺ（または伝送路３００の終端インピーダンスＺＬ）を示している。
【００１７】
この例では、第２の入出力回路２００から第１の入出力回路１００へ送りたい信号情報（Ｓ２１）がハイレベルの時に入力インピーダンスＺが低インピーダンス、ローレベルの時にハイインピーダンスになるものとしている。この場合、図２（ｂ）の信号Ｅ２１の波形は、第２の入出力回路２００の入力インピーダンスＺが高いとレベル７０１のようにハイレベルとなり、低いとレベル７０２のようにレベル７０１に比べローレベルになる。このような信号Ｅ２１のレベルの違い（相対的に高いレベル７０１と相対的に低いレベル７０２）は、所定レベル（レベル７０１またはレベル７０２に相当）を判別するコンパレータ（ウインドウコンパレータ等）により検出できる。第１の入出力回路１００側の入力回路１２、１４、…は、このようなコンパレータを含んで構成することができる。
【００１８】
従って、第１の入出力回路１００から第２の入出力回路２００への信号伝送とその逆方向の第２の入出力回路２００から第１の入出力回路１００への信号伝送は、同じ伝送路３００を用いて同時に行うことができる。
【００１９】
図３は、この発明の一実施の形態に係る双方向伝送装置で用いられる入力インピーダンス可変回路を説明する図である。この図は、第２の入出力回路２００から第１の入出力回路１００へ伝送したい信号情報（Ｓ２１１および／またはＳ２１２：図１のＳ２１相当）の論理状態（電圧レベルの大小）に応じて内部インピーダンスが変化する電界効果トランジスタを利用した回路例を示している。
【００２０】
図３のＮ２０およびＮ２１はＮｃｈのＭＯＳトランジスタであり、双方向伝送路３００の各伝送線（例えば双方向伝送線３０１）の入出力端子にソースおよびドレインがそれぞれ接続されている。トランジスタＮ２０はゲート接地動作とされ、Ｎ２０のゲートは例えば図７のように基準電圧Vref1の回路（交流的には接地回路）に接続される。双方向伝送線３０１の入出力端子インピーダンスは、ゲート制御端子の信号Ｓ２１１の電位を変化させる事によって変更できる。すなわち、信号Ｓ２１１の電位（ＮｃｈのＭＯＳトランジスタＮ２１のゲート電圧）を高くすればＮｃｈＭＯＳトランジスタＮ２１のドレイン電流値が増加してトランジスタＮ２１にカスケード接続されているトランジスタＮ２０の電流値も増加する。このトランジスタＮ２１とＮ２０の接続点におけるインピーダンス（伝送路側からみたインピーダンス）は、Ｎ２０のソースインピーダンスにほぼ等しく、またその値は、Ｎ２０の相互コンダクタンスgmの逆数で示すことができるからＮ２０の電流が増加するとこのインピーダンスは小さくなる。逆に、信号Ｓ２１１の電位を低くすればＮｃｈＭＯＳトランジスタＮ２１およびＮ２０のドレイン電流値が減少し、トランジスタＮ２０のインピーダンスは大きくなる。
【００２１】
このように、信号Ｓ２１１の電位（ＮｃｈのＭＯＳトランジスタＮ２１のゲート電圧）によって、トランジスタＮ２１のソース端子インピーダンス、すなわち双方向伝送線３０１の入出力端子インピーダンス（伝送線３０１の終端インピーダンス相当）を変化させる事ができる。あるいは、これと同様な事をトランジスタＮ２１のバックゲートに与えられる制御信号Ｓ２１２の電位を変化させる事でも実現できる。なお、ＭＯＳトランジスタＮ２１のドレイン電流はゲート電圧（Ｓ２１１）とバックゲート電圧（Ｓ２１２）との電位差でもコントロールできるから、双方向伝送線３０１の入出力端子インピーダンス（図１では可変インピーダンス回路２１の内部インピーダンスＺ）は、信号Ｓ２１１および／またはＳ２１２の論理レベルの組み合わせにより変更することもできる。
【００２２】
図４は、この発明の一実施の形態に係る双方向伝送装置のステップ応答例を説明する図である（インピーダンスミスマッチの状況により反射波が変化する例）。図４（ａ）のステップ信号Ｅ１１は、図１の出力回路１１から双方向伝送線３０１に加えられた信号に対応するが、図４での信号Ｅ１１は、非常に高速な立ち上がり（例えば立ち上がり時間が数１００ｐｓオーダ）を有するものとする。図１の構成において、双方向伝送路３００の各伝送線（例えば双方向伝送線３０１）の特性インピーダンスがＺｏ、入出力回路２０１の入力インピーダンスがＺＬの場合、入出力回路２０１の入力点における信号の反射係数Γは、一般に次式で示すことができる。
【００２３】
Γ＝（ＺＬ−Ｚｏ）／（ＺＬ＋Ｚｏ） 式（１）
ＺＬ＞Ｚｏの場合、ステップ信号Ｅ１１の反射信号は図４（ｂ）の反射信号Ｅ２１ａのように正側に生じる。その逆のＺＬ＜Ｚｏの場合は、図４（ｃ）の反射信号Ｅ２１ｂのように負側に生じる。つまり、高速伝送（例えば立ち上がり時間が数１００ｐｓオーダの高速信号）に対しても、可変インピーダンス制御信号Ｓ２１の論理レベルに対応した反射信号の極性を利用することで、双方向の情報伝送が可能となる。この場合、伝送される信号Ｅ１１とその反射信号Ｅ２１ａまたはＥ２１ｂが伝送路３００上で同時に存在するときは、第１の入出力回路１００側の受信点での波形は、伝送信号Ｅ１１と反射信号Ｅ２１ａまたはＥ２１ｂとの合成（和）となる。この場合、反射の極性により合成信号レベルが変化するので、その変化後のレベルをウインドウコンパレータ等で識別すれば、第２の入出力回路２００から第１の入出力回路１００への伝送情報を検知できる。
【００２４】
なお、図４（ａ）に示すようなステップ信号の代わりに所定周期のクロックを使用すれば、そのクロックに同期した反射信号（入出力回路２００側の可変インピーダンス制御信号の論理状態）に対応した伝送情報を入出力回路１００側で検知できる。
【００２５】
また、式（１）において、Γ＝０となるようにインピーダンスを調整する（インピーダンスマッチング状態）ことにより、反射波の極性として＋、−、±０という３値（多値）を利用することも可能である。
【００２６】
図５は、この発明の他の実施の形態に係る双方向伝送装置の構成を説明する図である（反射波をラッチする構成例）。この例は、伝送される信号Ｅ１１とその反射信号（図４のＥ２１ａまたはＥ２１ｂ）が伝送路３００（例えば伝送線３０１）上で同時に存在しない場合に、第２の入出力回路２００から第１の入出力回路１００へ伝送された情報を検知することに使用できる。
【００２７】
出力回路１１に送信情報Ａが入力されると、この情報Ａに対応したステップ信号Ｅ１１（図４（ａ））が高速電子スイッチ１１２を介して伝送線３０１に送出される。このステップ信号Ｅ１１の立ち上がりは微分回路１１１により抽出され、信号Ｅ１１の立ち上がりタイミング（ｔ１０）でラッチ１１０がクリアされる。
【００２８】
出力回路１１からの送出信号の論理レベル（情報Ａ）は受信回路２０で受信され、受信情報Ａとなる。この情報Ａの伝送と同時に、可変インピーダンス回路２１へ送信情報Ｂが入力されていると、この情報Ｂに対応した極性の反射が起き、伝送線３０１から戻ってきた反射信号（図４のＥ２１ａまたはＥ２１ｂ）が高速電子スイッチ１１２を介してラッチ回路１１０に入力される。伝送線３０１の物理的・電気的な設計が決まったあとは、ステップ信号が送出されてからその反射信号が戻ってくるまでの時間は（ある程度のばらつきを考慮した上での設計中心として、あるいは複数の試作品の実測平均から）事前に把握できる。そのため、ステップ信号が送出（ｔ１０）されてからその反射信号のレベルをラッチするタイミング（ｔ１５）を事前に決めておくことができるので、そのタイミング（ｔ１５）で反射信号（図４のＥ２１ａまたはＥ２１ｂ）の信号レベルをラッチできる。ラッチしたあとはスイッチ１１２の選択状態は出力回路１１側に戻る（ｔ１６）が、ラッチされた情報はラッチ回路１１０内に残る。こうして、第２の入出力回路２００から伝送された情報Ｂを第１の入出力回路１００で取り出すことができる。
【００２９】
図６は、この発明の一実施の形態に係る双方向伝送装置で用いられる入力インピーダンス可変回路の他例１を説明する図である。この例は、図３の回路をより具体化した例で、後述する図７〜図８の回路の基本形となる。図６の回路例において、ＰｃｈＭＯＳトランジスタＰ１およびＰ２はカレントミラーを形成している。ＮｃｈＭＯＳトランジスタＮ２およびＮ３には同じゲート電圧（Vsig）が与えられており、伝送路３００からのVinまたは伝送路３００へのVout（Vin/out）による電流±I1がゼロの場合、１：１のカレントミラー動作によりI2とI3は等しくなる。この関係（I2＝I3）は、Vsigを変化させてトランジスタＮ２およびＮ３の電流を増加させても変わらない。
【００３０】
電流I2が増加すると、ゲート〜ドレインが接続されているトランジスタＰ１のインピーダンスは、ほぼ1/gmで変化する（I2が大きくなるとトランジスタＰ１のgmが大きくなるので1/gmの大きさは小さくなる）。従い、ゲート電圧Vsigの大小（制御信号Ｓ２１の論理レベルに対応）に応じて、Vin/outのノードにおけるインピーダンスを変化させることができる。
【００３１】
Vin/outに信号（第１の入出力回路１００から送られてくる信号）が入って±I1の電流変化が生じた場合は、その変化分はI2の変化すなわちI3の変化になるが、トランジスタＮ３の電流はVsigによって決定されているため、±I1の電流変化は図中OUTの変化分となって出力される。
【００３２】
図７は、この発明の一実施の形態に係る双方向伝送装置で用いられる入力インピーダンス可変回路の他例２を説明する図である。この例は、図６の回路構成に、基準電圧Vref1でゲート接地されたＮｃｈＭＯＳトランジスタＮ１を追加したものである。ＮｃｈＭＯＳトランジスタＮ１を追加したことにより、Vin/out端子（すなわち接続された各伝送路３００）の直流電位を基準電圧Vref1により調整することができる。そのため、トランジスタＰ１、Ｎ２を所望の動作点で動作させることができる。この場合のVin/out端子でのインピーダンスは、トランジスタＮ１のソースインピーダンスとなる。
【００３３】
図８は、この発明の一実施の形態に係る双方向伝送装置で用いられる入力インピーダンス可変回路の他例３を説明する図である。この例は、図７の回路構成において、ＮｃｈＭＯＳトランジスタＮ２およびＮ３のゲートをある基準電圧Vref2に接続し、伝送したい信号情報としてのVsigをトランジスタＮ２およびＮ３それぞれのバックゲートに接続している。この構成の利点は、一般にバックゲート電位の変化に対するドレイン電流の感度はゲート電位の変化に対するものに比べて低い（つまりバックゲートはVsigの設定レベルに過敏でない）ため、Vsigの生成に有利であること、また、第１の入出力回路１００（図示回路左方向）から論理信号を受信する単方向としてのみ使用するモード（双方向ではなく）の場合には、Vsigはどの様な電位に固定してよいなどがあげられる。
【００３４】
＜実施の形態の効果＞
伝送路両端の片側（伝送路の片方）に可変インピーダンス回路を付加することで双方向伝送を実現できるので、比較的簡単な回路構成で済む。また、可変インピーダンス回路自体は殆ど電力を消費しないし、調整の手間もない。すなわち、この発明の実施により、簡素化した回路でより低消費電力かつ調整が簡便な双方向伝送装置を実現できる。また、高速信号に対しても反射波を利用することで低消費電力かつより高速な双方向伝送装置を実現することが可能となる。
【００３５】
なお、この発明は前述した実施の形態に限定されるものではなく、現在または将来の実施段階では、その時点で利用可能な技術に基づき、その要旨を逸脱しない範囲で種々に変形することが可能である。また、各実施形態は可能な限り適宜組み合わせて実施してもよく、その場合組み合わせた効果が得られる。さらに、上記実施形態には種々の段階の発明が含まれており、開示される複数の構成要件における適当な組み合わせにより種々の発明が抽出され得る。例えば、実施形態に示される全構成要件からいくつかの構成要件が削除されても、この構成要件が削除された構成が発明として抽出され得る。
【図面の簡単な説明】
【００３６】
【図１】この発明の一実施の形態に係る双方向伝送装置の構成を説明する図。
【図２】この発明の一実施の形態に係る双方向伝送装置で伝送される信号波形例を説明する図。
【図３】この発明の一実施の形態に係る双方向伝送装置で用いられる入力インピーダンス可変回路を説明する図。
【図４】この発明の一実施の形態に係る双方向伝送装置のステップ応答例を説明する図（インピーダンスにより反射波が変化）。
【図５】この発明の他の実施の形態に係る双方向伝送装置の構成を説明する図（反射波をラッチする構成例）。
【図６】この発明の一実施の形態に係る双方向伝送装置で用いられる入力インピーダンス可変回路の他例１を説明する図。
【図７】この発明の一実施の形態に係る双方向伝送装置で用いられる入力インピーダンス可変回路の他例２を説明する図。
【図８】この発明の一実施の形態に係る双方向伝送装置で用いられる入力インピーダンス可変回路の他例３を説明する図。
【符号の説明】
【００３７】
１００…第１の入出力回路（双方向伝送系の一方）；２００…第２の入出力回路（双方向伝送系の他方）；３００…双方向伝送路；３０１、３０２…双方向伝送線；２０１、２０２…入出力回路；１１、１３…出力回路／ドライバ（第１の情報送信回路）；１２、１４…入力回路／コンパレータ（第１の情報受信回路）；２０、２２…受信回路／レシーバ（第２の情報受信回路）；２１、２３…可変インピーダンス回路（第２の情報送信回路）；１１０…ラッチ回路；１１１…微分回路；１１２…スイッチ回路；１１０〜１１２…反射信号検出回路。
【技術分野】
【０００１】
この発明は、双方向情報伝送を行なう双方向伝送装置および双方向伝送方法に関する。特に、個別のデバイス間あるいはＬＳＩ内部等において、同じ伝送路を用いて多値のデジタル情報を双方向伝送する場合に利用される双方向伝送装置および双方向伝送方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来のデジタル信号の伝送では、伝送相手に送るべき信号をそのレベル（２値ならばＨレベルかＬレベル、多値ならばＨレベル、Ｌレベル、またはその間の中間レベル）に応じた電圧信号に変換して信号線に印加し、伝送先でこの電圧信号を検出することで行われている。この方式は、古くからデジタル信号を利用した電子回路において一般的に利用されており、現在のパソコンやデジタルＡＶ機器などにも広く使用されている。
【０００３】
ところで、このような伝送方式では、伝送路として最低でも１本の信号線が必要であり、送受間で互いの信号を双方向伝送するためには２本の信号線が必要となる。つまり、双方向伝送のためには片方向伝送の倍の信号線が必要となる。例えば、片方向で１２８本の信号線を必要とする信号の伝送では、これを双方向で実現するためには１２８×２＝２５６本の信号線を必要とする。すると、ＣＰＵバスやディスクドライブ〜本体回路基板間などのように多数の信号線を有する場合には、信号線の数が増大し、配線面積が大きくなってしまう問題がある。
【０００４】
上記問題の対応策として、双方向伝送装置が提案されている（特許文献１参照）。この文献の図２に示される双方向伝送装置２０ａは、ドライバ２１ａにより伝送相手に送信する信号をその信号のレベルに応じた電圧信号に変換して信号線３１に送出する。その際、信号線３１に流れる電流の方向を第１の電流検出回路２２ａおよび２２ｂで検出し、判定回路２４ａにおいて電流方向と伝送相手に送信した自身の信号のレベルとに基づいて伝送相手のレベルを判定する。他方の双方向伝送装置２０ｂでも同様の判定を行う。これにより、例えばデバイス間で信号をやり取りするような場合において、信号線を増やさずとも、両者間で同時期に信号を伝送することができる。
【特許文献１】特開２００２−０１６４８７
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
特許文献１では、双方向伝送により信号線数の増加を抑えることができるが、電圧および電流をモニタすることが必要なため回路構成が複雑となり、手間のかかる調整も必要となる。さらに電圧検出／電流検出の回路構成が必要なことから消費電力も大きい（バス本数が大きくなり、および／または情報伝送速度が高速化されると、消費電力の増大はより顕著になる）。
【０００６】
この発明の課題の１つは、情報伝送速度の高速化に対応した双方向伝送装置および双方向伝送方法を提供することである。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
この発明の一実施の形態に係る双方向伝送装置は、第１の入出力回路（１００）と、第２の入出力回路（２００）と、第１の入出力回路（１００）および第２の入出力回路（２００）を結ぶ双方向伝送路（３００）とで構成される。双方向伝送路（３００）に接続される第２の入出力回路（２００）の入力端には、可変インピーダンス回路（２１）が設けられている。この双方向伝送装置において、第１の伝送情報（第１の入出力回路の出力信号）は第１の電圧信号（Ｅ１１）として第１の入出力回路（１００）から双方向伝送路（３００）を介して第２の入出力回路（２００）へ送られ、第２の伝送情報（可変インピーダンス回路のインピーダンス制御信号）は第２の電圧信号（Ｅ２１）として第２の入出力回路（２００）から双方向伝送路（３００）を介して第１の入出力回路（１００）へ送られる。ここで、第２の伝送情報（Ｓ２１）が、可変インピーダンス回路（２１）の回路インピーダンスの変更に対応した第２の電圧信号（Ｅ２１）の変化として、第１の入出力回路（１００）へ伝送される。
【０００８】
上記の構成において、第１の入出力回路（１００）から第２の入出力回路（２００）へ送られる第１の電圧信号（Ｅ１１）の信号レベル（例えば図２（ａ）のＨレベル）を可変インピーダンス回路（２１）の回路インピーダンスの変更（例えば図２（ｄ）のＺの大小）に対応して変化（例えば図２（ｂ）のＨレベル７０１と７０２）させることができる。この変化は双方向伝送路（３００）上の信号レベル変化となる。すると、第２の入出力回路（２００）から第１の入出力回路（１００）へ戻される第２の電圧信号（Ｅ２１）の信号レベルも変化する。
【０００９】
これにより、第１の入出力回路（１００）から第２の入出力回路（２００）への情報伝送（第１の電圧信号のレベル変化による情報伝送：第１の入出力回路の入力信号が伝送される情報のソース）と、第２の入出力回路（２００）から第１の入出力回路（１００）への情報伝送（第２の電圧信号のレベル変化による情報伝送：可変インピーダンス回路のインピーダンス制御信号が伝送される情報のソース）とが、１つの伝送路（３００）で同時に可能となる。
【００１０】
あるいは、上記の構成において、第１の入出力回路（１００）から双方向伝送路（３００）を介して第２の入出力回路（２００）へ送られた第１の電圧信号（Ｅ１１）が可変インピーダンス回路（２１）で反射されて第１の入出力回路（１００）へ反射信号（Ｅ２１ａまたはＥ２１ｂ）として戻ってくる場合（かなり短時間での出来事：例えば数１００ｐｓオーダ）を想定してみる。この場合、双方向伝送路（３００）の特性インピーダンスをＺＬとし、可変インピーダンス回路（２１）の回路インピーダンスをＺｏとすると、ＺｏよりＺＬが大きいか小さいかに対応して、反射信号の極性（図４（ｂ）の正側Ｅ２１ａまたは図４（ｃ）の負側Ｅ２１ｂ）が変化する。第１の入出力回路（１００）側で観測される伝送路（３００）の信号レベルはこの反射波の極性によって変わるから、この信号レベル変化に対応した論理レベルを検出（ラッチ）すれば、第２の入出力回路（２００）側の可変インピーダンス回路（２１）のインピーダンス制御信号（Ｓ２１）に対応した情報を第１の入出力回路（１００）側で受け取ることができる。
【００１１】
これにより、第１の入出力回路（１００）から第２の入出力回路（２００）への情報伝送（第１の電圧信号のレベル変化による情報伝送：第１の入出力回路の入力信号が伝送される情報のソース）と、第２の入出力回路（２００）から第１の入出力回路（１００）への情報伝送（インピーダンスミスマッチによる反射の極性に起因した第２の電圧信号のレベル変化による情報伝送：可変インピーダンス回路のインピーダンス制御信号が伝送される情報のソース）とが、１つの伝送路（３００）で同時に可能となる。
【発明の効果】
【００１２】
伝送路両端の片側に可変インピーダンス回路を付加するという比較的簡単な回路構成で双方向伝送を実現できる。可変インピーダンス回路自体は（電圧／電流モニタ回路等を別途設ける場合と比較して）極僅かしか電力を消費しない。このため、情報伝送速度の高速化につれ増大する消費電力の増加を抑えやすい。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１３】
図１は、この発明の一実施の形態に係る双方向伝送装置（双方向論理回路）の構成を説明する図である。図１の回路構成においては、双方向伝送路３００を介して、第１の入出力回路（双方向伝送系の一方）１００と第２の入出力回路（双方向伝送系の他方）２００との間で複数のデータ伝送が行われる。双方向伝送路３００は、１本以上の双方向伝送線３０１、３０２、…で構成されるもので、デジタル信号を扱うデバイス間の配線であったり、ＬＳＩの内部配線であったりする。
【００１４】
第１の入出力回路１００は、伝送線３０１、３０２、…それぞれの一方に接続される出力回路（ドライバ）１１、１３、…および入力回路（所定の論理レベルを判別するコンパレータ等）１２、１４、…で構成される。第２の入出力回路２００は、伝送線３０１、３０２、…それぞれの他方に接続される入出力回路２０１、２０２、…で構成される。各入出力回路２０１、２０２、…は、受信回路（レシーバ）２０、２２、…および可変インピーダンス回路２１、２３、…で構成される。
【００１５】
図１の構成において、双方向伝送路３００内の例えば双方向伝送線３０１に注目すると、出力回路１１からの信号Ｅ１１が双方向伝送線３０１を介して入出力回路２０１の受信回路２０に入力されることで、信号情報が伝送される。この入出力回路２０１の入力インピーダンスＺ（伝送線３０１の終端インピーダンスＺＬ相当）は可変インピーダンス回路２１により決定され、その入力インピーダンスＺは制御信号Ｓ２１で変更できるようになっている。この入力インピーダンスＺは、可変インピーダンス回路２１を制御する信号Ｓ２１の論理状態（言い換えれば第２の入出力回路２００から第１の入出力回路１００へ伝送したい信号情報）に応じて変化する。
【００１６】
図２は、この発明の一実施の形態に係る双方向伝送装置で伝送される信号波形例を説明する図である。図２の横軸は時間を示し、縦軸は信号レベルの大小またはインピーダンスの大小を示している。図２（ａ）の信号Ｅ１１の波形は、第１の入出力回路１００から第２の入出力回路２００へ送りたい信号情報を例示している。図２（ｂ）の信号Ｅ２１の波形は、第２の入出力回路２００から第１の入出力回路１００へ送りたい信号情報を例示している。図２（ｃ）の信号Ｓ２１の波形は、信号Ｓ２１の論理レベルに応じて制御される第２の入出力回路２００の入力インピーダンスＺ（または伝送路３００の終端インピーダンスＺＬ）を示している。
【００１７】
この例では、第２の入出力回路２００から第１の入出力回路１００へ送りたい信号情報（Ｓ２１）がハイレベルの時に入力インピーダンスＺが低インピーダンス、ローレベルの時にハイインピーダンスになるものとしている。この場合、図２（ｂ）の信号Ｅ２１の波形は、第２の入出力回路２００の入力インピーダンスＺが高いとレベル７０１のようにハイレベルとなり、低いとレベル７０２のようにレベル７０１に比べローレベルになる。このような信号Ｅ２１のレベルの違い（相対的に高いレベル７０１と相対的に低いレベル７０２）は、所定レベル（レベル７０１またはレベル７０２に相当）を判別するコンパレータ（ウインドウコンパレータ等）により検出できる。第１の入出力回路１００側の入力回路１２、１４、…は、このようなコンパレータを含んで構成することができる。
【００１８】
従って、第１の入出力回路１００から第２の入出力回路２００への信号伝送とその逆方向の第２の入出力回路２００から第１の入出力回路１００への信号伝送は、同じ伝送路３００を用いて同時に行うことができる。
【００１９】
図３は、この発明の一実施の形態に係る双方向伝送装置で用いられる入力インピーダンス可変回路を説明する図である。この図は、第２の入出力回路２００から第１の入出力回路１００へ伝送したい信号情報（Ｓ２１１および／またはＳ２１２：図１のＳ２１相当）の論理状態（電圧レベルの大小）に応じて内部インピーダンスが変化する電界効果トランジスタを利用した回路例を示している。
【００２０】
図３のＮ２０およびＮ２１はＮｃｈのＭＯＳトランジスタであり、双方向伝送路３００の各伝送線（例えば双方向伝送線３０１）の入出力端子にソースおよびドレインがそれぞれ接続されている。トランジスタＮ２０はゲート接地動作とされ、Ｎ２０のゲートは例えば図７のように基準電圧Vref1の回路（交流的には接地回路）に接続される。双方向伝送線３０１の入出力端子インピーダンスは、ゲート制御端子の信号Ｓ２１１の電位を変化させる事によって変更できる。すなわち、信号Ｓ２１１の電位（ＮｃｈのＭＯＳトランジスタＮ２１のゲート電圧）を高くすればＮｃｈＭＯＳトランジスタＮ２１のドレイン電流値が増加してトランジスタＮ２１にカスケード接続されているトランジスタＮ２０の電流値も増加する。このトランジスタＮ２１とＮ２０の接続点におけるインピーダンス（伝送路側からみたインピーダンス）は、Ｎ２０のソースインピーダンスにほぼ等しく、またその値は、Ｎ２０の相互コンダクタンスgmの逆数で示すことができるからＮ２０の電流が増加するとこのインピーダンスは小さくなる。逆に、信号Ｓ２１１の電位を低くすればＮｃｈＭＯＳトランジスタＮ２１およびＮ２０のドレイン電流値が減少し、トランジスタＮ２０のインピーダンスは大きくなる。
【００２１】
このように、信号Ｓ２１１の電位（ＮｃｈのＭＯＳトランジスタＮ２１のゲート電圧）によって、トランジスタＮ２１のソース端子インピーダンス、すなわち双方向伝送線３０１の入出力端子インピーダンス（伝送線３０１の終端インピーダンス相当）を変化させる事ができる。あるいは、これと同様な事をトランジスタＮ２１のバックゲートに与えられる制御信号Ｓ２１２の電位を変化させる事でも実現できる。なお、ＭＯＳトランジスタＮ２１のドレイン電流はゲート電圧（Ｓ２１１）とバックゲート電圧（Ｓ２１２）との電位差でもコントロールできるから、双方向伝送線３０１の入出力端子インピーダンス（図１では可変インピーダンス回路２１の内部インピーダンスＺ）は、信号Ｓ２１１および／またはＳ２１２の論理レベルの組み合わせにより変更することもできる。
【００２２】
図４は、この発明の一実施の形態に係る双方向伝送装置のステップ応答例を説明する図である（インピーダンスミスマッチの状況により反射波が変化する例）。図４（ａ）のステップ信号Ｅ１１は、図１の出力回路１１から双方向伝送線３０１に加えられた信号に対応するが、図４での信号Ｅ１１は、非常に高速な立ち上がり（例えば立ち上がり時間が数１００ｐｓオーダ）を有するものとする。図１の構成において、双方向伝送路３００の各伝送線（例えば双方向伝送線３０１）の特性インピーダンスがＺｏ、入出力回路２０１の入力インピーダンスがＺＬの場合、入出力回路２０１の入力点における信号の反射係数Γは、一般に次式で示すことができる。
【００２３】
Γ＝（ＺＬ−Ｚｏ）／（ＺＬ＋Ｚｏ） 式（１）
ＺＬ＞Ｚｏの場合、ステップ信号Ｅ１１の反射信号は図４（ｂ）の反射信号Ｅ２１ａのように正側に生じる。その逆のＺＬ＜Ｚｏの場合は、図４（ｃ）の反射信号Ｅ２１ｂのように負側に生じる。つまり、高速伝送（例えば立ち上がり時間が数１００ｐｓオーダの高速信号）に対しても、可変インピーダンス制御信号Ｓ２１の論理レベルに対応した反射信号の極性を利用することで、双方向の情報伝送が可能となる。この場合、伝送される信号Ｅ１１とその反射信号Ｅ２１ａまたはＥ２１ｂが伝送路３００上で同時に存在するときは、第１の入出力回路１００側の受信点での波形は、伝送信号Ｅ１１と反射信号Ｅ２１ａまたはＥ２１ｂとの合成（和）となる。この場合、反射の極性により合成信号レベルが変化するので、その変化後のレベルをウインドウコンパレータ等で識別すれば、第２の入出力回路２００から第１の入出力回路１００への伝送情報を検知できる。
【００２４】
なお、図４（ａ）に示すようなステップ信号の代わりに所定周期のクロックを使用すれば、そのクロックに同期した反射信号（入出力回路２００側の可変インピーダンス制御信号の論理状態）に対応した伝送情報を入出力回路１００側で検知できる。
【００２５】
また、式（１）において、Γ＝０となるようにインピーダンスを調整する（インピーダンスマッチング状態）ことにより、反射波の極性として＋、−、±０という３値（多値）を利用することも可能である。
【００２６】
図５は、この発明の他の実施の形態に係る双方向伝送装置の構成を説明する図である（反射波をラッチする構成例）。この例は、伝送される信号Ｅ１１とその反射信号（図４のＥ２１ａまたはＥ２１ｂ）が伝送路３００（例えば伝送線３０１）上で同時に存在しない場合に、第２の入出力回路２００から第１の入出力回路１００へ伝送された情報を検知することに使用できる。
【００２７】
出力回路１１に送信情報Ａが入力されると、この情報Ａに対応したステップ信号Ｅ１１（図４（ａ））が高速電子スイッチ１１２を介して伝送線３０１に送出される。このステップ信号Ｅ１１の立ち上がりは微分回路１１１により抽出され、信号Ｅ１１の立ち上がりタイミング（ｔ１０）でラッチ１１０がクリアされる。
【００２８】
出力回路１１からの送出信号の論理レベル（情報Ａ）は受信回路２０で受信され、受信情報Ａとなる。この情報Ａの伝送と同時に、可変インピーダンス回路２１へ送信情報Ｂが入力されていると、この情報Ｂに対応した極性の反射が起き、伝送線３０１から戻ってきた反射信号（図４のＥ２１ａまたはＥ２１ｂ）が高速電子スイッチ１１２を介してラッチ回路１１０に入力される。伝送線３０１の物理的・電気的な設計が決まったあとは、ステップ信号が送出されてからその反射信号が戻ってくるまでの時間は（ある程度のばらつきを考慮した上での設計中心として、あるいは複数の試作品の実測平均から）事前に把握できる。そのため、ステップ信号が送出（ｔ１０）されてからその反射信号のレベルをラッチするタイミング（ｔ１５）を事前に決めておくことができるので、そのタイミング（ｔ１５）で反射信号（図４のＥ２１ａまたはＥ２１ｂ）の信号レベルをラッチできる。ラッチしたあとはスイッチ１１２の選択状態は出力回路１１側に戻る（ｔ１６）が、ラッチされた情報はラッチ回路１１０内に残る。こうして、第２の入出力回路２００から伝送された情報Ｂを第１の入出力回路１００で取り出すことができる。
【００２９】
図６は、この発明の一実施の形態に係る双方向伝送装置で用いられる入力インピーダンス可変回路の他例１を説明する図である。この例は、図３の回路をより具体化した例で、後述する図７〜図８の回路の基本形となる。図６の回路例において、ＰｃｈＭＯＳトランジスタＰ１およびＰ２はカレントミラーを形成している。ＮｃｈＭＯＳトランジスタＮ２およびＮ３には同じゲート電圧（Vsig）が与えられており、伝送路３００からのVinまたは伝送路３００へのVout（Vin/out）による電流±I1がゼロの場合、１：１のカレントミラー動作によりI2とI3は等しくなる。この関係（I2＝I3）は、Vsigを変化させてトランジスタＮ２およびＮ３の電流を増加させても変わらない。
【００３０】
電流I2が増加すると、ゲート〜ドレインが接続されているトランジスタＰ１のインピーダンスは、ほぼ1/gmで変化する（I2が大きくなるとトランジスタＰ１のgmが大きくなるので1/gmの大きさは小さくなる）。従い、ゲート電圧Vsigの大小（制御信号Ｓ２１の論理レベルに対応）に応じて、Vin/outのノードにおけるインピーダンスを変化させることができる。
【００３１】
Vin/outに信号（第１の入出力回路１００から送られてくる信号）が入って±I1の電流変化が生じた場合は、その変化分はI2の変化すなわちI3の変化になるが、トランジスタＮ３の電流はVsigによって決定されているため、±I1の電流変化は図中OUTの変化分となって出力される。
【００３２】
図７は、この発明の一実施の形態に係る双方向伝送装置で用いられる入力インピーダンス可変回路の他例２を説明する図である。この例は、図６の回路構成に、基準電圧Vref1でゲート接地されたＮｃｈＭＯＳトランジスタＮ１を追加したものである。ＮｃｈＭＯＳトランジスタＮ１を追加したことにより、Vin/out端子（すなわち接続された各伝送路３００）の直流電位を基準電圧Vref1により調整することができる。そのため、トランジスタＰ１、Ｎ２を所望の動作点で動作させることができる。この場合のVin/out端子でのインピーダンスは、トランジスタＮ１のソースインピーダンスとなる。
【００３３】
図８は、この発明の一実施の形態に係る双方向伝送装置で用いられる入力インピーダンス可変回路の他例３を説明する図である。この例は、図７の回路構成において、ＮｃｈＭＯＳトランジスタＮ２およびＮ３のゲートをある基準電圧Vref2に接続し、伝送したい信号情報としてのVsigをトランジスタＮ２およびＮ３それぞれのバックゲートに接続している。この構成の利点は、一般にバックゲート電位の変化に対するドレイン電流の感度はゲート電位の変化に対するものに比べて低い（つまりバックゲートはVsigの設定レベルに過敏でない）ため、Vsigの生成に有利であること、また、第１の入出力回路１００（図示回路左方向）から論理信号を受信する単方向としてのみ使用するモード（双方向ではなく）の場合には、Vsigはどの様な電位に固定してよいなどがあげられる。
【００３４】
＜実施の形態の効果＞
伝送路両端の片側（伝送路の片方）に可変インピーダンス回路を付加することで双方向伝送を実現できるので、比較的簡単な回路構成で済む。また、可変インピーダンス回路自体は殆ど電力を消費しないし、調整の手間もない。すなわち、この発明の実施により、簡素化した回路でより低消費電力かつ調整が簡便な双方向伝送装置を実現できる。また、高速信号に対しても反射波を利用することで低消費電力かつより高速な双方向伝送装置を実現することが可能となる。
【００３５】
なお、この発明は前述した実施の形態に限定されるものではなく、現在または将来の実施段階では、その時点で利用可能な技術に基づき、その要旨を逸脱しない範囲で種々に変形することが可能である。また、各実施形態は可能な限り適宜組み合わせて実施してもよく、その場合組み合わせた効果が得られる。さらに、上記実施形態には種々の段階の発明が含まれており、開示される複数の構成要件における適当な組み合わせにより種々の発明が抽出され得る。例えば、実施形態に示される全構成要件からいくつかの構成要件が削除されても、この構成要件が削除された構成が発明として抽出され得る。
【図面の簡単な説明】
【００３６】
【図１】この発明の一実施の形態に係る双方向伝送装置の構成を説明する図。
【図２】この発明の一実施の形態に係る双方向伝送装置で伝送される信号波形例を説明する図。
【図３】この発明の一実施の形態に係る双方向伝送装置で用いられる入力インピーダンス可変回路を説明する図。
【図４】この発明の一実施の形態に係る双方向伝送装置のステップ応答例を説明する図（インピーダンスにより反射波が変化）。
【図５】この発明の他の実施の形態に係る双方向伝送装置の構成を説明する図（反射波をラッチする構成例）。
【図６】この発明の一実施の形態に係る双方向伝送装置で用いられる入力インピーダンス可変回路の他例１を説明する図。
【図７】この発明の一実施の形態に係る双方向伝送装置で用いられる入力インピーダンス可変回路の他例２を説明する図。
【図８】この発明の一実施の形態に係る双方向伝送装置で用いられる入力インピーダンス可変回路の他例３を説明する図。
【符号の説明】
【００３７】
１００…第１の入出力回路（双方向伝送系の一方）；２００…第２の入出力回路（双方向伝送系の他方）；３００…双方向伝送路；３０１、３０２…双方向伝送線；２０１、２０２…入出力回路；１１、１３…出力回路／ドライバ（第１の情報送信回路）；１２、１４…入力回路／コンパレータ（第１の情報受信回路）；２０、２２…受信回路／レシーバ（第２の情報受信回路）；２１、２３…可変インピーダンス回路（第２の情報送信回路）；１１０…ラッチ回路；１１１…微分回路；１１２…スイッチ回路；１１０〜１１２…反射信号検出回路。
【特許請求の範囲】
【請求項１】
第１の入出力回路と、第２の入出力回路と、前記第１の入出力回路および前記第２の入出力回路を結ぶ双方向伝送路とで構成される双方向伝送装置において、
前記双方向伝送路に接続される前記第２の入出力回路の入力端に可変インピーダンス回路を設け、
第１の伝送情報は第１の電圧信号として前記第１の入出力回路から前記双方向伝送路を介して前記第２の入出力回路へ送られ、
第２の伝送情報は第２の電圧信号として前記第２の入出力回路から前記双方向伝送路を介して前記第１の入出力回路へ送られ、
前記第２の伝送情報が、前記可変インピーダンス回路の回路インピーダンスの変更に対応した前記第２の電圧信号の変化として前記第１の入出力回路へ伝送されるように構成された双方向伝送装置。
【請求項２】
前記第２の入出力回路が、前記回路インピーダンスの変更により生じた前記第２の電圧信号のレベル変化を検出する回路を含む請求項１に記載の装置。
【請求項３】
前記第１の入出力回路から前記双方向伝送路を介して前記第２の入出力回路へ送られた前記第１の電圧信号が前記可変インピーダンス回路で反射されて前記第１の入出力回路へ反射信号として戻ってくる場合において、
前記双方向伝送路の特性インピーダンスをＺＬとし、前記可変インピーダンス回路の回路インピーダンスをＺｏとしたときに、ＺｏよりＺＬが大きいか小さいかに対応して変化する前記反射信号を検出する反射信号検出回路を含む請求項１に記載の装置。
【請求項４】
前記可変インピーダンス回路が、ゲート電圧および／またはバックゲート電圧に対応して内部インピーダンスが変化するトランジスタ回路を用いて構成される請求項１ないし請求項３のいずれか１項に記載の装置。
【請求項５】
前記トランジスタは前記バックゲート電圧に応じて変化する閾値を持ち、前記ゲート電圧がこの閾値より大きいか小さいかが前記第２の伝送情報に対応するように構成される請求項４に記載の装置。
【請求項６】
双方向伝送系の一方と、双方向伝送系の他方と、前記双方向伝送系の一方および前記双方向伝送系の他方を結ぶ双方向伝送路とで構成される双方向伝送系で用いられる方法おいて、
第１の伝送情報は第１の電圧信号として前記双方向伝送系の一方から前記双方向伝送路を介して前記双方向伝送系の他方へ送られ、
第２の伝送情報は第２の電圧信号として前記双方向伝送系の他方から前記双方向伝送路を介して前記双方向伝送系の一方へ送られ、
前記第２の伝送情報が、前記双方向伝送路に接続される前記双方向伝送系の他方の入力端における回路インピーダンスの変更に対応した前記第２の電圧信号の変化として、前記双方向伝送系の一方へ伝送されるように構成された双方向伝送方法。
【請求項１】
第１の入出力回路と、第２の入出力回路と、前記第１の入出力回路および前記第２の入出力回路を結ぶ双方向伝送路とで構成される双方向伝送装置において、
前記双方向伝送路に接続される前記第２の入出力回路の入力端に可変インピーダンス回路を設け、
第１の伝送情報は第１の電圧信号として前記第１の入出力回路から前記双方向伝送路を介して前記第２の入出力回路へ送られ、
第２の伝送情報は第２の電圧信号として前記第２の入出力回路から前記双方向伝送路を介して前記第１の入出力回路へ送られ、
前記第２の伝送情報が、前記可変インピーダンス回路の回路インピーダンスの変更に対応した前記第２の電圧信号の変化として前記第１の入出力回路へ伝送されるように構成された双方向伝送装置。
【請求項２】
前記第２の入出力回路が、前記回路インピーダンスの変更により生じた前記第２の電圧信号のレベル変化を検出する回路を含む請求項１に記載の装置。
【請求項３】
前記第１の入出力回路から前記双方向伝送路を介して前記第２の入出力回路へ送られた前記第１の電圧信号が前記可変インピーダンス回路で反射されて前記第１の入出力回路へ反射信号として戻ってくる場合において、
前記双方向伝送路の特性インピーダンスをＺＬとし、前記可変インピーダンス回路の回路インピーダンスをＺｏとしたときに、ＺｏよりＺＬが大きいか小さいかに対応して変化する前記反射信号を検出する反射信号検出回路を含む請求項１に記載の装置。
【請求項４】
前記可変インピーダンス回路が、ゲート電圧および／またはバックゲート電圧に対応して内部インピーダンスが変化するトランジスタ回路を用いて構成される請求項１ないし請求項３のいずれか１項に記載の装置。
【請求項５】
前記トランジスタは前記バックゲート電圧に応じて変化する閾値を持ち、前記ゲート電圧がこの閾値より大きいか小さいかが前記第２の伝送情報に対応するように構成される請求項４に記載の装置。
【請求項６】
双方向伝送系の一方と、双方向伝送系の他方と、前記双方向伝送系の一方および前記双方向伝送系の他方を結ぶ双方向伝送路とで構成される双方向伝送系で用いられる方法おいて、
第１の伝送情報は第１の電圧信号として前記双方向伝送系の一方から前記双方向伝送路を介して前記双方向伝送系の他方へ送られ、
第２の伝送情報は第２の電圧信号として前記双方向伝送系の他方から前記双方向伝送路を介して前記双方向伝送系の一方へ送られ、
前記第２の伝送情報が、前記双方向伝送路に接続される前記双方向伝送系の他方の入力端における回路インピーダンスの変更に対応した前記第２の電圧信号の変化として、前記双方向伝送系の一方へ伝送されるように構成された双方向伝送方法。
【図１】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【図８】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【図８】
【公開番号】特開２００７−１７４１９７（Ｐ２００７−１７４１９７Ａ）
【公開日】平成１９年７月５日（２００７．７．５）
【国際特許分類】
【出願番号】特願２００５−３６８１０４（Ｐ２００５−３６８１０４）
【出願日】平成１７年１２月２１日（２００５．１２．２１）
【出願人】（０００００３０７８）株式会社東芝 (54,554)
【Ｆターム（参考）】
【公開日】平成１９年７月５日（２００７．７．５）
【国際特許分類】
【出願日】平成１７年１２月２１日（２００５．１２．２１）
【出願人】（０００００３０７８）株式会社東芝 (54,554)
【Ｆターム（参考）】
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