差动发送器、差动接收器、信号传送器和信号传送系统.pdf

根据本发明的一个实施例，可以实现能够降低功耗并且能够容易设计的信号发送器。差动发送器块输出固定到预定的逻辑信号的差动输出信号到差动接收器块，并且在空闲状态下从信号传送路径断开终端电阻器。在差动接收器块中，差动比较器输出利用来自差动发送器块的差动输出信号的符号而确定的逻辑，并且操作状态检测器基于检测到由差动比较器连续输出预定逻辑的时间达到预定时间而检测到空闲状态，并且在检测到空闲状态时控制开关从而将终端电阻器从接收侧中的信号发送器断开。

1.  一种差动发送器，包括：
发送侧信号传送器，根据输入的差动输入信号来输出差动输出信号；
一对输出端，输出来自所述发送侧信号传送器的所述差动输出信号；
一对发送侧终端电阻器，每个所述发送侧终端电阻器并联连接在所述发送侧信号传送器和所述一对输出端之间；以及
发送侧终端电阻器连接控制器，在空闲状态中将所述一对发送侧终端电阻器从所述发送侧信号传送器断开，其中在所述空闲状态中输入被固定为所述差动输入信号的逻辑数据。

2.  根据权利要求1所述的差动发送器，其中，所述发送侧信号传送器包括由一对晶体管形成的差动对用于输出所述差动输出信号，
所述一对发送侧终端电阻器中的每一个连接到形成所述差动对的一对晶体管的漏极侧中的每一个，以及
所述发送侧终端电阻器连接控制器包括开关电路和箝位电路，所述开关电路在空闲状态下将所述发送侧终端电阻器中的一个从所述发送侧信号传送器断开，而所述箝位电路箝位连接到所述发送侧终端电阻器中的另一个的所述晶体管的栅极电压，从而断开所述晶体管。

3.  一种差动接收器，包括：
一对输入端；
接收侧信号传送器，输出利用从所述一对输入端输入的差动信号的符号确定的逻辑信号；
一对接收侧终端电阻器，每个所述接收侧终端电阻器并联连接在所述一对输入端和所述接收侧信号传送器之间；
接收侧终端电阻器连接控制器，能够将所述一对接收侧终端电阻器从所述接收侧信号传送器断开；以及
操作状态检测器，在检测到由所述接收侧信号传送器连续输出预定逻辑的时间达到预定时间时检测出空闲状态，并且在检测到所述空闲状态时控制所述接收侧终端电阻器连接控制器以将所述一对接收侧终端电阻器从所述接收侧信号传送器断开。

4.  根据权利要求3所述的差动接收器，其中，所述操作状态检测器包括计时器电路，所述计时器电路计算所述预定逻辑已经持续的时间。

5.  根据权利要求3所述的差动接收器，其中，所述操作状态检测器包括边沿触发的触发器电路，所述边沿触发的触发器电路检测所述接收侧信号传送器的输出从所述预定逻辑到另一个逻辑的改变，以及
所述差动接收器控制所述接收侧终端电阻器连接控制器，从而在由所述触发器电路检测到所述改变时，将所述一对接收侧终端电阻器连接到所述接收侧信号传送器。

6.  根据权利要求4所述的差动接收器，其中，所述操作状态检测器包括边沿触发的触发器电路，所述边沿触发的触发器电路检测所述接收侧信号传送器的输出从所述预定逻辑到另一个逻辑的改变，以及
所述差动接收器控制所述接收侧终端电阻器连接控制器，从而在由所述触发器电路检测到所述改变时，将所述一对接收侧终端电阻器连接到所述接收侧信号传送器。

7.  一种信号传送器，包括差动发送器和差动接收器，其中所述差动发送器包括：
发送侧信号传送器，根据输入的差动输入信号来输出差动输出信号；
一对输出端，将来自所述发送侧信号传送器的所述差动输出信号输出到差动接收器；
一对发送侧终端电阻器，每个所述发送侧终端电阻器并联连接在所述发送侧信号传送器和所述一对输出端之间；以及
发送侧终端电阻器连接控制器，在空闲状态下将所述一对发送侧终端电阻器从所述发送侧信号传送器断开，其中在所述空闲状态中输入被固定为所述差动输入信号的逻辑数据，以及
所述差动接收器包括：
一对输入端，来自所述差动发送器的所述差动输出信号被输入到所述一对输入端；
接收侧信号传送器，输出利用从所述一对输入端输入的所述差动输出信号的符号确定的逻辑信号；
一对接收侧终端电阻器，每个所述接收侧终端电阻器并联连接在所述一对输入端和所述接收侧信号传送器之间；
接收侧终端电阻器连接控制器，能够将所述一对接收侧终端电阻器从所述接收侧信号传送器断开；以及
操作状态检测器，在检测到由所述接收侧信号传送器连续输出预定逻辑的时间达到预定时间时检测出空闲状态，并且在检测到所述空闲状态时控制所述接收侧终端电阻器连接控制器以将所述一对接收侧终端电阻器从所述接收侧信号传送器断开。

8.  一种信号传送系统，所述信号传送系统包括空闲状态检测器和多条信号传送传输线，其中
所述信号传送传输线包括差动发送器和差动接收器，以及
所述差动发送器包括：
发送侧信号传送器，根据输入的差动输入信号来输出差动输出信号；
一对输出端，将来自所述发送侧信号传送器的差动输出信号输出到所述差动接收器；
一对发送侧终端电阻器，每个所述发送侧终端电阻器并联连接在所述发送侧信号传送器和所述一对输出端之间；以及
发送侧终端电阻器连接控制器，在空闲状态下将所述一对发送侧终端电阻器从所述发送侧信号传送器断开，其中在所述空闲状态中输入被固定为所述差动输入信号的逻辑数据，以及
所述差动接收器包括：
一对输入端，来自所述差动发送器的所述差动输出信号被输入到所述一对输入端；
接收侧信号传送器，输出利用从所述一对输入端输入的所述差动输出信号的符号确定的逻辑信号；
一对接收侧终端电阻器，每个所述接收侧终端电阻器并联连接在所述一对输入端和所述接收侧信号传送器之间；以及
开关控制器，能够将所述一对接收侧终端电阻器从所述接收侧信号传送器断开，以及所述空闲状态检测器包括：
用于空闲状态检测的信号输出电路，在从每条信号传送传输线的每个差动接收器输出的每个逻辑信号输出相同的预定逻辑的情况下，输出用于空闲状态检测的信号；以及
接收侧终端电阻器断开控制器，通过检测到由用于空闲状态检测的所述信号输出电路连续输出用于空闲状态检测的所述信号的时间达到预定时间，来检测出空闲状态，并且在检测到空闲状态时控制在每条信号传送传输线中的差动接收器的开关控制器，以将所述一对接收侧终端电阻器从所述接收侧信号传送器断开。

差动发送器、差动接收器、信号传送器和信号传送系统
技术领域
本发明涉及信号传送，并且更特别地，涉及利用差动输入/输出电路的信号传送技术。
背景技术
随着现今大规模集成电路(LSI)制造技术的发展，开发出了操作频率超过1GHz的MPU(高性能微处理器单元)。当这种MPU被应用在信息处理装置或者特别地应用在服务器/操作站中时，需要高速并且大量的数据传送。为了实现该目的，例如使用了一种应用全缓冲双重内嵌式内存模块(FB-DIMM)通过点对点(PTP)地将MPU与每个存储器模块相连接的系统。FB-DIMM除了存储器芯片以外包括AMB(高级存储器缓冲器)芯片，该AMB芯片用于在其上安装的模块之间的连接，并且该FB-DIMM应用高速串行接口标准“1.5V的FB-DIMM高速差动PTP链接”作为连接接口。
考虑到阻抗匹配通常在收发器中提供终端电阻器，以避免因在高速传送中的传送路径长度而引起的反射影响。
图7示出了里面设置有终端电阻器的差动收发器的示例。该差动收发器包括差动发送器块20、差动接收器块30和空闲状态检测器块40。
差动发送器块20包括：恒流源22；从恒流源22接收恒定电流以形成镜像电路的N沟道晶体管(此后称为N型晶体管)23a和23b；连接到电源线24以形成恒流源的P沟道晶体管(此后称为P型晶体管)25a和25b；用作逻辑输出的开关的P型晶体管26a和26b；以及连接到地线27的终端电阻器28a和28b。
P型晶体管26a和26b包括分别连接到输入端21a和21b的栅极，以及分别连接到终端电阻器28a和28b的漏极。此外，P型晶体管26a和26b的源极连接到P型晶体管25b的漏极，并且输出端29a连接在P型晶体管26a和终端电阻器28a之间，而输出端29b则连接在P型晶体管26b和终端电阻器28b之间。在LSI内部的差动逻辑信号通过输入端21a和21b输入，并且从输出端29a和29b输出电压值作为逻辑幅度，该电压值利用在P型晶体管26a和26b中流动的电流值以及终端电阻器28a和28b的电阻值来确定。
差动接收器块30包括：差动比较器33；以及连接在差动比较器33的两个输入与地线34之间的终端电阻器35a和35b。来自差动发送器块20地输出端29a和29b的差动输出被通过输入端31a和31b输入到差动比较器33，并且从输出端36输出由符号的差(difference of the symbols)确定的逻辑信号。
空闲状态检测器块40包括：一对差动比较器41a和41b；以及逻辑或非(NOR)电路42，差动比较器41a和41b的输出被输入到该逻辑或非(NOR)电路42。差动比较器41a和41b的正逻辑输入侧分别连接到输入端31a和31b，并且差动比较器41a和41b的负逻辑输入侧分别连接到参考电压输入端44，对该参考电压输入端44输入用于确定空闲状态的参考电压。
由此构造的空闲状态检测器块40将输入端31a和31b的信号电平与参考电压相比较，并且在输入端的任何信号电平低于参考电压的情况下确定在差动发送器块20和差动接收器块30之间没有执行数据发送和接收，这意味着差动收发器处于空闲状态，由此从确定端43输出表示该空闲状态的高(Hi)逻辑输出。
在里面提供有终端电阻器的差动收发器中，如果当没有数据被发送或被接收时固定在发送侧(差动发送器块20侧)中的逻辑输出，则电流因终端电阻器的存在而被恒定地消耗。根据图7中示出的差动收发器，当没有数据被发送或接收时，可以通过断开P型晶体管26a和26b并将输出设置为Hi-Z(高阻抗)状态来避免空闲状态中的功耗。
此外，由于在空闲状态中通过发送侧和接收侧中的终端电阻器产生放电，因此输入端31a和31b的任何信号电平为低。在此情况下，接收侧(差动接收器块30侧)可能响应由实际操作中噪声影响而导致的小电位差，并且可能意外地接收所述信号。在图7中示出的差动收发器中，可以通过空闲状态检测器块40检测与正常的数据发送或数据接收状态不同的空闲状态而避免在接收侧意外接收所述信号。
图8示出了包括终端电阻器的差动收发器的发送侧的另一个示例。注意，那些与图7中示出的差动收发器的部件相同的部件由相同的标记表示，并且其中重复的描述将被省略。
如图8所示，差动发送器块50包括：开关54，该开关54能够导通或断开电源线24和形成恒流源的P型晶体管25b的栅极之间的连接；以及开关58，该开关58能够导通或断开在P型晶体管25a的栅极与P型晶体管25a和N型晶体管23b的漏极之间的连接。这两个开关通过来自控制端51的控制信号而被控制为互补地导通或断开。更具体地，当数据被发送时，开关54被断开而开关58被导通，然而在空闲状态中，开关54被导通而开关58被断开。因此，在空闲状态下，作为驱动器电流源的P型晶体管25b被断开并且在P型晶体管26a和26b中流动的电流被减小。由此，在空闲状态中终端电阻器的功耗可以被降低。
日本未审专利申请公开No.10-209830公开了一种用于通过在空闲状态下断开终端电阻器而降低功耗的技术。在图9中，为日本未审专利申请公开No.10-209830的图1的地线添加标记7，并且其技术将参考图9加以描述。
图9中示出的输入接口电路10包括：采样电路4，该采样电路4对来自输入连接点1的信号进行采样；以及终端电阻器3。此外，由采样控制信号5控制导通/断开的开关元件2被提供在采样电路4或终端电阻器3与输入连接点之间。电源电压被通过输入连接点1和开关元件2而施加到采样电路4。由于采样电路4的输入阻抗通常为大值，因此，流过输入连接点1和开关元件2的绝大多数电流i流入终端电阻器3。因此，流过输入连接点和开关元件2的电流i由终端电阻器3的电阻值来确定。采样电路4根据采样控制信号5在施加的电压上执行采样，从而检测输入连接点1的导通/断开。当输入连接点1处于导通状态时，电源电压被施加到采样电路4的输入，从而使采样电路4输出高(Hi)电平信号作为采样值6。当输入连接点处于断开状态时，电源电压未被施加到采样电路4的输入，从而使采样电路4输出低电平信号作为采样值6。当根据采样控制信号5输入采样控制信号5时，开关元件2导通，否则开关元件2断开。因此，仅当采样电路4执行采样时，开关元件2导通并且使电流流过，否则开关元件2处于断开状态且电流不流入。根据该配置，能够减少在终端电阻器3中消耗的功率。
近年来，数据的容量已经变得更大并且传送速度已经增大。因此，越来越需要降低收发器的功耗。例如，存储器模块由多条传输线(lane)相互连接从而以更高的速度传送大容量数据。在FB-DIMM的情况下，标准要求通过24条传输线将高速串行接口并行连接到相邻的模块。在具有为每条传输线中的阻抗匹配而提供的终端电阻器的传送路径中，终端电阻器的功耗随着传输线数量的增加而增大，这要求进一步降低空闲状态下的终端电阻器的功耗。
在图7示出的差动收发器中，在空闲状态下差动发送器块20的输出处于高阻状态，从而降低了终端电阻器的功耗。因此，差动发送器块20的两个输出端的信号电平在空闲状态中为低，这需要参考电压以检测空闲状态从而避免错误接收。由于需要通过全面考虑噪声裕度确定空闲状态以对应于具有小幅度的信号，因此该参考电压需要高度精确并且需要是不受电源波动或温度波动影响的恒值。因此，需要提供用于产生参考电压的专用模拟电路，该模拟电路使电路设计复杂并且增加了布局面积。
在图8示出的差动发送器块50中，在空闲状态下通过减小P型晶体管26a和26b中流动的电流来降低终端电阻器的功耗。此时，差动发送器块50处于高阻输出状态。因此，如在图7所示的差动收发器中，需要在接收侧处的用于检测空闲状态的参考电压，这同样引起了上述问题。
在图9所示的输入接口电路10中，可以降低空闲状态下的终端电阻器3处的功耗。此时，采样电路4的输入电平处于地线7的电平，这意味着不能通过采样值6来确定输入到输入接口电路10的信号的空闲状态和逻辑“0”状态。
发明内容
根据本发明的一个方面，提供一种差动发送器。该差动发送器包括：发送侧信号传送器，该发送侧信号传送器根据输入的差动输入信号来输出差动输出信号；一对输出端，该一对输出端输出来自发送侧信号传送器的差动输出信号；一对发送侧终端电阻器，每个发送侧终端电阻器并联连接在发送侧信号传送器和该对输出端之间；以及发送侧终端电阻器连接控制器，该发送侧终端电阻器连接控制器在空闲状态下将该对发送侧终端电阻器从发送侧信号传送器断开，在该空闲状态中输入被固定为差动输入信号的逻辑数据。
根据本发明的另一个方面，提供一种差动接收器。该差动接收器包括：一对输入端；接收侧信号传送器，该接收侧信号传送器输出由从该对输入端输入的差动信号的符号确定的逻辑信号；一对接收侧终端电阻器，每个接收侧终端电阻器并联连接在该对输入端和接收侧信号传送器之间；接收侧终端电阻器连接控制器，能够将该对接收侧终端电阻器从接收侧信号传送器断开；以及操作状态检测器，在检测到由接收侧信号传送器连续输出预定逻辑的时间达到预定时间时，检测出空闲状态，并且在检测出空闲状态时控制接收侧终端电阻器连接控制器以将该对接收侧终端电阻器从接收侧信号传送器断开。
根据本发明的又一方面，提供一种包括上述差动发送器和差动接收器的信号传送器。在该信号传送器中，上述差动发送器和差动接收器被应用作为差动发送器和差动接收器。
根据本发明的又一方面，提供一种包括空闲状态检测器和多条信号传送传输线的信号传送系统。每条信号传送传输线包括差动发送器和差动接收器，并且上述差动发送器被应用作为差动发送器。该差动接收器包括：一对输入端，来自差动发送器的差动输出信号被输入到该对输入端；接收侧信号传送器，输出由从该对输入端输入的差动输出的符号所确定的逻辑信号；一对接收侧终端电阻器，每个接收侧终端电阻器并联连接在该对输入端和接收侧信号传送器之间；以及开关控制器，能够将该对接收侧终端电阻器从接收侧信号传送器断开。空闲状态检测器包括：用于空闲状态检测的信号输出电路，在从每条信号传送传输线的每个差动接收器输出的每个逻辑信号输出相同的预定逻辑的情况下，该信号输出电路输出用于空闲状态检测的信号；以及接收侧终端电阻器断开控制器，通过对由用于空闲状态检测的信号输出电路连续输出用于空闲检测的信号的时间达到预定时间的检测，来检测空闲状态，并且在检测到空闲状态时控制在每条信号传输线中的差动接收器的开关控制器将该对接收侧终端电阻器从接收侧信号传送器断开。
即使当上述方面相互结合或者每个方面均由一种方法替换时，仍可以视为本发明的方面。
根据本发明的技术，可以降低功耗，并且可以实现能够易于设计的信号传送器。
附图说明
本发明的以上和其他目的、优点和特征将从以下结合附图的一些优选实施例的描述中变得更加清楚，其中：
图1是示出了根据本发明的第一实施例的差动收发器的图示；
图2是示出了图1所示的差动收发器中的差动收发器块的输出信号的幅度电压的一个方面的图示；
图3是示出图1所示的差动收发器中呈现的五个状态的图示；
图4是示出了根据本发明的第二实施例的差动收发器的图示；
图5是示出了根据本发明的第三实施例的差动收发器的图示；
图6是示出了根据本发明的第四实施例的差动收发器系统的图示；
图7是示出了现有差动收发器(No.1)的图示；
图8是示出了现有差动收发器(No.2)的图示；以及
图9是示出了在空闲状态下断开终端电阻器的现有技术的示例的图示。
具体实施方式
本发明现在将在此处参考示例性的实施例加以描述。本领域技术人员将意识到使用本发明的教示能够实现许多可替换的实施例并且本发明不限于用于说明性目的而示出的实施例。
本发明的实施例将参考附图进行详细描述。
第一实施例
图1示出了根据本发明的第一实施例的差动收发器100。该差动收发器100包括在电流驱动器侧中的差动发送器块110，以及差动接收器块130。
差动发送器块110包括：恒流源111；N型晶体管112a和112b，从恒流源111接收恒定电流以形成镜像电路；P型晶体管114a和114b，连接到电源线113以形成恒流源；P型晶体管115a和115b，用作逻辑输出的开关；以及连接到地线117的终端电阻器118a和118b。此外，在终端电阻器118a和地线117之间提供有开关116a。开关116a的导通/断开由来自控制端103的控制信号控制。此外，在终端电阻器118b和地线117之间提供有开关116b，并且在P型晶体管115b的栅极和电源线113之间提供有开关116c。开关116c的导通/断开由来自控制端102的控制信号控制。开关116a-116c用作权利要求中的发送侧终端电阻器连接控制器，并且除了终端电阻器以外的其他元件用作权利要求中的发送侧信号传送器。
P型晶体管115a和115b包括分别连接到输入端101a和101b的栅极，以及分别连接到终端电阻器118a和118b的漏极。此外，P型晶体管115a和115b的源极被连接到P型晶体管114b的漏极，并且输出端105a连接在P型晶体管115a和终端电阻器118a之间，而输出端105b连接在P型晶体管115b和终端电阻器118b之间。在LSI内部的差动逻辑信号通过输入端101a和101b而输入，并且从输出端105a和105b输出电压值作为逻辑幅度，该电压值由流入P型晶体管115a和115b的电流值以及终端电阻器118a和118b的电阻值来确定。
差动接收器块130包括差动比较器131、开关132a和132b、终端电阻器134a和134b以及操作状态检测器136。终端电阻器134a提供在差动比较器131的正逻辑输入侧和地线137之间。当开关132a处于导通状态时，终端电阻器134a连接到地线137，而当开关132a处于断开状态时，终端电阻器134a从地线137断开。终端电阻器134b提供在差动比较器131的负逻辑输入侧和地线137之间。当开关132b处于导通状态时，终端电阻器134b连接到地线137，而当开关132b处于断开状态时，终端电阻器134b从地线137断开。注意，开关132a和132b用作权利要求中的接收侧终端电阻器连接控制器，并且除了终端电阻器和操作状态检测器136以外的其他元件用作权利要求中的接收侧信号传送器。
通过输入端121a和121b从输出端105a和105b接收的差动信号被输入到差动比较器131，并且差动比较器131从输出端124输出由差动信号的符号确定的逻辑信号(高或低)。
操作状态检测器136根据差动比较器131的输出来检测差动收发器100的操作状态，并且基于检测结果而控制开关132a和132b的导通/断开。
现在，参考图2和3，将描述差动收发器100的每个功能块的详细操作。
差动收发器100可以呈现五个状态。图2示出了在差动收发器100的每个状态中的差动发送器块110的输出的一个方面(输出端105a和输入端121a的信号电平，以及输出端105b和输入端121b的信号电平)。图3示出了差动收发器100的每个状态的描述，以及在每个状态中开关116a和116c以及开关132a和132b的导通/断开情况。注意，开关116a的导通/断开由来自控制端103的控制信号控制，开关116c的导通/断开由来自控制端102的控制信号控制，而开关132a和132b的导通/断开由如上所述的操作状态检测器136控制。
注意，开关116b在差动收发器100的5个状态中的任意一个状态中均处于导通状态。
差动收发器100的状态1是正在执行正常的数据发送或接收的状态，并且在下文中这种状态也被称为正常状态。如图3所示，在此状态下，开关116a处于导通状态，开关116c处于断开状态，并且开关132a和132b处于导通状态。由于在发送侧中开关116a和116b处于导通状态，因此终端电阻器118a和118b被连接到地线117。由于在接收侧中开关132a和132b处于导通状态，因此终端电阻器134a和134b被连接到地线137。此外，由于开关116c处于断开状态，因此P型晶体管115b处于能够根据输入端101b而操作开关的状态。因此，数据从差动发送器块110输出并且由差动接收器块130接收。如图2所示，在此状态下，作为将被发送或接收的数据的信号幅度电压的差动发送器块110的输出处于VOL状态，该VOL状态为正常状态。
状态2是当状态从状态1转变为空闲状态时通知空闲状态的状态。如图3所示，在该状态下，开关116a处于断开状态，开关116c处于导通状态，并且开关132a和132b处于导通状态。还有在该状态下，低电平信号从输入端101a输入。
由于在发送侧中从输入端101a输入低电平信号，因此P型晶体管115a处于导通状态。此外，由于开关116a处于断开状态，因此终端电阻器118a被断开并且输出端105a的信号电平处于高电平。另一方面，由于开关116c处于导通状态，因此P型晶体管115b的栅极被箝位至电源电压，并且P型晶体管115b处于断开状态。此外，由于开关116a处于导通状态，因此输出端105b的信号电平处于低状态。注意，由于P型晶体管115b和开关116a处于关断状态，因此终端电阻器118a和118b不消耗功率。
由于在接收侧中输入端121a的信号电平处于高状态并且输入端121b的信号电平处于低状态，因此来自差动比较器131的输出被固定到高逻辑状态。此外，由于开关132a和132b处于导通状态，因此终端电阻器134a和134b被连接到地线137。因此，如图2所示，差动发送器块110的输出信号的幅度电压为2×VOL，即是正常状态的差动发送器块110的输出信号的幅度电压的两倍。
在本实施例中，在差动比较器131的输出处于高逻辑状态达到预定的时间段的情况下，操作状态检测器136检测到差动收发器100处于空闲状态。基于空闲状态的检测，操作状态检测器136控制开关132a和132b断开。因此，差动收发器100转变到状态3。
在状态3中，开关116a处于断开状态，开关116c处于导通状态，并且开关132a和132b处于断开状态。此外，低电平信号从输入端101a输入。由于开关132a和132b处于断开状态，因此在接收侧中的终端电阻器也被断开。因此，在状态3中，差动发送器块110的输出端105a的信号电平增加至电源电压VDD，如图2所示。注意，在该状态下，除了发送侧中的终端电阻器118a和118b之外，在接收侧中的终端电阻器134a和134b不消耗电流。
状态4是通知从状态3到正常状态或状态1的转变的状态。如图3所示，在此状态下，开关116a处于导通状态，开关116c处于断开状态，并且开关132a和132b处于断开状态。由于开关116c处于断开状态，因此P型晶体管115b处于能够根据输入端101b而执行开关操作的状态。此外，在发送侧中的终端电阻器118a和118b被连接到地线117，并且由于接收侧中的终端电阻器134a和134b被断开，因此差动发送器块110的输出信号的幅度电压为2×VOL，即是正常状态的差动发送器块110的输出信号的幅度电压的两倍。因此，差动比较器131的输出从高逻辑转变为低逻辑。
操作状态检测器136基于对差动比较器131的输出的下降的检测而控制开关132a和132b导通。因此，发送侧和接收侧的终端电阻器都被连接到地线。差动收发器100处于状态5，该状态5呈现到正常状态的恢复，并且差动发送器块110的输出信号的幅度电压处于VOL状态，即为正常状态。注意，状态5为与状态1相同的正常状态。
在本实施例的差动收发器100中，发送侧和接收侧的终端电阻器在空闲状态下被断开。因此，可以降低空闲状态下终端电阻器的功耗。
此外，由于通过将差动发送器块110的两个输出固定到高和低来通知从正常状态到空闲状态的转变，所以操作状态检测器136能够在差动比较器131的输出在预定时间段内处于高逻辑状态的条件下检测到空闲状态。因此，与图7和8中示出的现有技术不同，不需要参考电压来检测空闲状态，因此可以简化电路设计并且减小电路尺寸。
此外，在图8中示出的差动收发器中，作为驱动器电流源的P型晶体管25b在空闲状态下为断开状态，从而降低了终端电阻器的功耗。由于以模拟形式控制恒流源，一旦P型晶体管25b断开，则当状态从空闲状态转变到正常状态时需要一段时间使P型晶体管25b的栅极电压稳定，这意味着不能满足需要高速操作的系统标准。另一方面，在本实施例的差动收发器100中，无需断开形成驱动器电流源的P型晶体管114b就降低了空闲状态下的功耗。因此，可以将状态从空闲状态转变为正常状态。
在状态从空闲状态转变为正常状态后，因为由终端电阻器的连接时间而引起的传送延迟的影响，使得幅度可能不能立即稳定。然而，由于当前的接收器通常包括用于稳定地接收数据的CDR(时钟数据恢复)功能，因此如果紧接着恢复仅有训练图形或同步图形被插入作为输入信号，则可以容易地防止紧接着恢复的信号幅度的不稳定性。
在第一实施例中，驱动器电流源例如利用P型晶体管114a和114b构成，从而将终端电阻器连接到地线。然而，还可以利用N型晶体管构成驱动器电流源，以将终端电阻器连接到电源线。在此情况下，全部电源线被替换为地线并且地线被替换为电源线，并且同时，图1中的全部P型晶体管被替换为N型晶体管并且N型晶体管被替换为P型晶体管。
此外，由于输入信号(对应于来自差动收发器100中的输入端101a和101b的信号)不完全摆动到一般的差动电路中的电源电压水平，因此不可能在空闲状态下完全地断开用作输出的开关的P型晶体管115b。另一方面，在本实施例中，提供开关116c，并且开关116c在空闲状态下被导通。因此P型晶体管115b的栅极电压被箝位到电源电压，从而完全地断开P型晶体管115b，由此能够避免空闲状态下的终端电阻器118b的功耗。
第二实施例
图4示出了根据本发明的第二实施例的差动收发器200。差动收发器200特别地示出了第一实施例的差动收发器100的操作状态检测器136和开关的细节。在图4中，除了操作状态检测器136和开关外，与差动收发器100中的部件相同的部件由相同的参考标记表示，并且其中重复的描述将省略。此外，采用与图1所示出的差动收发器100一样的方式，图4所示的差动收发器200也能够呈现状态1到状态5的5个状态。
如图4所示，在差动收发器200的差动发送器块210中，N型晶体管216a被提供在终端电阻器118a和地线117之间，N型晶体管216b被提供在终端电阻器118b和地线117之间，并且P型晶体管216c被提供在P型晶体管115b和电源线113之间。
N型晶体管216a包括连接到控制端203的栅极、连接到地线117的源极以及连接到终端电阻器118a的漏极。当来自控制端203的控制信号为高时，N型晶体管216a处于导通状态，而当该控制信号为低时，N型晶体管216a处于断开状态。换句话说，N型晶体管216a对应于差动收发器100中的开关116a。在状态1(正常状态)、状态4(正常状态通知)和状态5(正常状态恢复)中，N型晶体管216a基于从控制端203输入为高的控制信号而导通，而在状态2(空闲状态通知)和状态3(具有最少功耗的空闲状态)下，N型晶体管216a基于从控制端203输入为低的控制信号而断开。
N型晶体管216b对应于差动收发器100中的开关116b。N型晶体管216b的栅极连接到电源线113，N型晶体管216b的源极连接到地线117，并且N型晶体管216b的漏极连接到终端电阻器118b。因此，N型晶体管216b总是处于导通状态。
P型晶体管216c包括连接到控制端203的栅极、连接到电源线的源极以及连接到P型晶体管115b的栅极的漏极。当来自控制端203的控制信号为高时，P型晶体管216c处于断开状态，而当该控制信号为低时，P型晶体管216c处于导通状态。因此，P型晶体管216c与N型晶体管216a互补地导通或断开，并且对应于差动收发器100中的开关116c。
根据这样的结构，差动发送器块210实现与差动收发器100中的差动发送器块110相同的功能。此外，由于用作开关的N型晶体管216a和P型晶体管216c能够共用一个控制端203，因此电路结构能够被简化。
在差动接收器块230中，N型晶体管232a和232b以及操作状态检测器236的每一个分别对应于差动接收器块130中的开关132a和132b以及操作状态检测器136。
操作状态检测器236包括触发器电路(下文中称为D-FF)237和高电平检测器238。
高电平检测器238在差动比较器131的输出在预定的时间段中处于高逻辑状态的条件下检测到差动收发器200处于空闲状态，并且输出复位脉冲到D-FF237。高电平检测器238能够例如由计时器电路构成，该计时器电路计算由差动比较器131连续输出高逻辑的时间。
D-FF237是边沿触发的触发器电路，当差动比较器131的输出从高逻辑降至低逻辑时，该D-FF237输出高逻辑。如上所述，差动比较器131的输出从高逻辑降至低逻辑的时刻对应于状态4(正常状态通知)。此外，当从高电平检测器238接收到复位脉冲时，D-FF237输出低逻辑。
总之，操作状态检测器236在差动比较器131的输出在预定的时间段中处于高逻辑状态的条件下基于检测到空闲状态而输出低逻辑，以及基于检测到差动比较器131的输出的下降，也就是检测到从空闲状态到正常状态的恢复，而输出高逻辑。
N型晶体管232a和232b的导通/断开由操作状态检测器236的输出来控制。N型晶体管232a包括连接到操作状态检测器236的输出的栅极、连接到地线137的源极以及连接到终端电阻器134a的漏极。N型晶体管232b包括连接到操作状态检测器236的输出的栅极、连接到地线137的源极以及连接到终端电阻器134b的漏极。当从操作状态检测器236输出高逻辑时，N型晶体管232a和232b处于导通状态，从而将连接到N型晶体管232a和232b的每一个的终端电阻器连接到地线137。另一方面，当从操作状态检测器236输出低逻辑时，N型晶体管232a和232b处于断开状态，从而将连接到N型晶体管232a和232b的每一个的终端电阻器断开。
如上所述，操作状态检测器236以及N型晶体管232a和232b分别执行与差动收发器100中的差动接收器块130的操作状态检测器136以及开关132a和132b相同的功能。因此，差动接收器块230实现与差动接收器块130相同的功能。
根据本发明实施例的差动收发器200，可以获得与图1中所示的差动收发器100相同的作用。
第三实施例
图5是根据本发明的第三实施例的差动收发器300。在差动收发器300中，基于晶体管的导通电阻由栅极宽度和栅极长度的设计而确定的事实，将终端电阻器和连接到该终端电阻器的开关相对于图4中示出的差动收发器200集成。除了这一点，其他功能部件与图4中示出的差动收发器200中的功能部件相同。因此，关于差动收发器300仅仅描述发送侧和接收侧中的终端电阻器以及连接到该终端电阻器的开关。
在差动收发器300的差动发送器块310中，N型晶体管318a对应于差动收发器200的差动发送器块210中的终端电阻器118a和N型晶体管216a，并且N型晶体管318b对应于差动收发器200的差动发送器块210中的终端电阻器118b和N型晶体管216b。电压控制器319根据来自控制端203的控制信号而以模拟形式提供电压到N型晶体管318a和318b的栅极。更特别地，当来自控制端203的控制信号为高时，即为状态1(正常状态)、状态4(正常状态通知)和状态5(正常状态恢复)时，电压控制器319提供电压从而使N型晶体管318a和318b处于导通状态。因此，N型晶体管318a和318b的导通电阻用作终端电阻器。另一方面，当来自控制端203的控制信号为低时，即为状态2(空闲状态通知)和状态3(具有最少功耗的空闲状态)，电压控制器319提供电压从而使N型晶体管318a和318b的栅极电压处于地电平。因此，N型晶体管318a和318b被断开，并且终端电阻器被断开。
在差动接收器块330中，N型晶体管334a对应于差动收发器200的差动接收器块230中的终端电阻器134a和N型晶体管232a，并且N型晶体管334b对应于差动收发器200的差动接收器块230中的终端电阻器134b和N型晶体管232b。电压控制器335以模拟形式根据操作状态检测器236的输出而施加电压到N型晶体管334a和N型晶体管334b的栅极。更特别地，当操作状态检测器236的输出为高时，电压控制器335施加电压从而使N型晶体管334a和334b导通。因此，N型晶体管334a和334b的导通电阻用作终端电阻器。另一方面，当操作状态检测器236的输出为低时，电压控制器335施加电压从而使N型晶体管334a和334b的栅极电压处于地电平。因此，N型晶体管334a和334b被断开，并且终端电阻器被断开。
根据本发明的第三实施例的差动收发器300，可以获得与差动收发器100和差动收发器200相同的作用。
第四实施例
图6示出了根据本发明的第四实施例的差动收发器系统400。差动收发器系统400包括多条传输线，并且每条传输线包括一个差动收发器。差动收发器系统400除了多个差动收发器440A-440N之外还包括空闲状态检测器450，该空闲状态检测器450检测差动收发器系统400是否处于空闲状态。
由于差动收发器440A-440N都具有相同的结构，因此，此处仅描述差动收发器440A。
差动收发器440A包括差动发送器块410A和差动接收器块430A。差动发送器块410A可以是以上第一至第三实施例的差动收发器中的任何差动发送器块。在图6中，示例性地显示了与第一实施例的差动收发器100中的差动发送器块110相同的结构。在差动发送器块410A中，终端电阻器在状态1(正常状态)、状态4(正常状态通知)和状态5(正常状态恢复)中被连接，并且从两个输出端将LSI中的差动逻辑信号输出到差动接收器块430A。差动发送器块410A的终端电阻器在状态2(空闲状态通知)中被断开。此时，在一个输出端中的信号电平为2*VOL，并且另一输出端的信号电平为地电压电平。此外，在状态3(具有最少功耗的空闲状态)中，差动发送器块410A的终端电阻器也被断开并且在状态2中是地电压电平的输出端的信号电平仍保持为地电压电平。然而，通过断开差动接收器块430A的终端电阻器，该另一输出端的信号电平为电源电压VDD，这将在下面描述。
在差动接收器块430A中，开关控制电路436A被提供来代替在以上第一至第三实施例的差动收发器中的差动接收器块的操作状态检测器。差动接收器块430A的其他结构与第一至第三实施例中的差动接收器块相同。
开关控制电路436A起到与第一至第三实施例的差动接收器块的操作状态检测器相同的功能。更特别地，差动接收器块430A的开关被控制，从而使终端电阻器在状态1(正常状态)、状态4(正常状态通知)和状态5(正常状态恢复)中被连接，并且使得终端电阻器在状态2(空闲状态通知)下被断开。此外，差动接收器块430A的开关被控制，从而使终端电阻器在状态3(具有最少功耗的空闲状态)中也被断开。为了起到这种功能，开关控制电路436A控制开关，从而基于检测到状态4下来自差动比较器的输出信号从高逻辑下降到低逻辑而连接终端电阻器，并且控制开关从而基于接收到指示已经从空闲状态检测器450检测到空闲状态(状态2)的信号而断开终端电阻器。
如上所述，在FB-DIMM中，高速串行接口被并行连接，并且存储器模块之间的数据传送利用24条传输线的收发器形成。在这种具有多条传输线的系统中，空闲状态的检测能够从系统的更高阶(higher-order)协议状态执行。
在本实施例中，空闲状态检测器450检测差动收发器系统400的空闲状态，并且包括逻辑AND(与)电路452和高电平检测器454。逻辑AND电路452用作权利要求中用于空闲状态检测的信号输出电路，并且高电平检测器454用作权利要求中的接收侧终端电阻器断开控制器。
每个差动收发器的每个输出，也就是每个差动收发器中的差动接收器块的输出，被输入到逻辑AND电路452，其中，仅在全部差动接收器块的输出均处于高逻辑状态时才输出高逻辑。
高电平检测器454设置由逻辑AND电路452连续输出高逻辑的时间段达到预定时间段的状态为空闲状态，并且基于检测到空闲状态，高电平检测器454输出信号，该信号指示终端电阻器到每个差动接收器块中的开关控制电路的断开。
如上所述，本发明的技术也能够被应用到包括多条传输线的差动收发器系统，并且由此可以带来上述每个实施例的更进一步的效果。
显然本发明不限于以上实施例，而是能够在不背离本发明的范围和精神的情况下被修改和改变。