阈值修正电路、带阈值修正功能的集成电路及电路板的制作方法

专利名称：阈值修正电路、带阈值修正功能的集成电路及电路板的制作方法
技术领域：
本发明涉及一种对阈值进行修正的技术，在对沿电路板上的信号线传播 过来的信号进行状态判别(判别该信号的电平是低电平状态还是高电平状态) 时，对作为该状态判别的基准而采用的阈值进行修正，其中所述电路板是例
如PCB (Printed Circuit Board:印刷电路板)等电路板。
背景技术：
一般，在PCB等的电路板上配置集成电路等各种元件，并在这些元件之 间配置信号线，并且经由该信号线在元件之间进行信号收发。此时，经由信 号线在元件之间进行收发的信号的电平(电位)为低电平状态(低电平)和 高电平状态(高电平)中的任意一种电位状态，因此能够在上述元件之间收
发"o"、 "r的2值信息。
在接收这种信号的一侧(例如集成电路)进行状态判别，g卩，对沿信号
线传播过来的信号的电平是低电平状态(低电平即"o")还是高电平状态(高 状态即"r)进行判别。以阈值(阈电位)作为基准来进行该状态判别。例如，
当作为信号电平而采用通常的TTL (Transistor-TransistorLogic:晶体管-晶体 管逻辑)电平时，信号的振幅电压为5V，若信号的电平(电位)在0.8V以 下则判别为低电平状态，若信号的电平(电位)在2.4V以上则判别为高电平 状态，若电平(电位)在0.8V与2.4V之间则判别为不是任何一种状态的灰 色区(grayzone) 。 B卩，在通常的TTL中，将低电平状态判别用阈值(0.8V) 以及高电平状态判别用阈值(2.4V)作为基准，分别判别低电平状态以及高 电平状态。
此外，作为使用阈值进行状态判定的技术，例如提出下述专利文献1所 公开的技术。该专利文献1公开了分别计算输入声音图案(pattern)与多个 标准图案的相似度，并将计算出的相似度与规定阈值作比较，以此来进行声 音识别。特别是，该专利文献l公开了，为了预先严格地(较小地)设定上 述阈值从而防止错误识别，当被原来的阈值拒绝(reject)过的输入声音再次被输入时，将上述阈值设定大。即，根据声音识别结果(拒绝状况)动态地 设定阈值。
专利文献1: JP特开平4-152397号公报。

发明内容
发明所要解决的问题
但是，近年来，例如在低电平(LowLevel) -TTL以及SSTL (Stub Series Terminated Logic:残余连续终结逻辑)-2中，为了在电路板上高速地传送信 号，使信号的振幅变小(振幅电压变低)，除此之外，伴随着对工序进度以 及信号传送所需的电力的降低的需求，信号的振幅电压在变小。具体而言， 在低电平-TTL中，信号的振幅电压是3.3V，若信号的电平(电位)在0.8V 以下则判别为低电平状态，若信号的电平(电位)在2.0V以上则判别为高电 平状态，若电平(电位)在0.8V与2.0V之间则判别为不是其中的一种状态 的灰色区。艮卩，将低电平状态判别用阈值(0.8V)和高电平状态判别用阈值 (2.0V)作为基准，分别进行低电平状态和高电平状态的判别。
然而，如上所述地使信号的振幅变小，虽然对实现高速传送以及低功率 有益，但是因振幅变小，导致沿信号线进行传播的信号容易受到噪声的影响， 而且在对信号进行状态判别时，判别错误的可能性增大。例如，不能忽视如 下的噪声来自靠近配置的信号线的串扰噪声(crosstalk noise)、同步开关 噪声、来自电路板之外的外来噪声、电路板因安装上的问题而引起的电源噪 声/地线噪声等。此外，如上所述，上述专利文献1所公开的技术是与声音识 别用阈值相关的技术，然而与本发明的沿电路板上的信号线进行传播的信号 的状态判别用阈值的技术无关。
本发明是鉴于这样的问题而作出的，其目的在于，能够对在电路板上的 信号线中传播的信号所掺杂的各种噪声进行监测，而且能够对考虑到该噪声 影响的信号状态判别用阈值进行自动调整，从而，即使为了实现高速传送以 及低功率而使信号的振幅变小，也不会受到各种噪声影响，而能够可靠地对 信号进行状态判别。
用于解决问题的方法
为了实现上述目的，本发明的阈值修正电路在对沿着布线在规定区域的信号线传播过来的信号进行状态判别时，对作为所述状态判别的基准的阈值 进行修正，该阈值修正电路的特征在于，具有信号生成部，其用于生成噪 声监测信号；噪声监测信号线，其布线在所述规定区域，用于输入并传播由 所述信号生成部生成的所述噪声监测信号；噪声检测部，其用于检测噪声， 所述噪声既是沿该噪声监测信号线进行传播的所述噪声监测信号中所掺杂的 噪声，又是对利用了所述阈值的所述状态判别有影响的噪声；阈值调整部， 其在该噪声检测部检测出所述噪声时调整所述阈值，使得所述状态判别不受 所述噪声的影响。
而且，本发明的带阈值修正功能的集成电路存在于电路板上，经由信号 线与该电路板上的其它集成电路进行信号的收发，并且以阈值为基准对沿所 述信号线传播过来的所述信号进行状态判别，该带阈值修正功能的集成电路 的特征在于，具有信号生成部，其用于生成噪声监测信号；噪声监测信号 输出端子，其针对在所述电路板上以从该集成电路开始并折返至该集成电路 的方式布线的噪声监测信号线，输出由所述信号生成部生成的所述噪声监测 信号；噪声监测信号输入端子，其将沿所述噪声监测信号线传播过来的所述 噪声监测信号从所述噪声监测信号线输入至该集成电路；噪声检测部，其用 于检测噪声，所述噪声既是从该噪声监测信号输入端子输入的所述噪声监测 信号中所掺杂的噪声，又是对利用了所述阈值的所述状态判别有影响的噪声； 阈值调整部，其在由该噪声检测部检测出所述噪声时调整所述阈值，使得所 述状态判别不受所述噪声的影响。
此外，本发明的带阈值修正功能的电路板至少具有2个集成电路，所述 集成电路经由信号线进行信号的收发，并且以阈值为基准对沿所述信号线传 播过来的所述信号进行状态判别，该带阈值修正功能的电路板的特征在于， 具有信号生成部，其用于生成噪声监测信号；噪声监测信号线，其至少布 线在2个所述集成电路之间，输入并传播由所述信号生成部生成的所述噪声 监测信号；噪声检测部，其用于检测噪声，所述噪声既是沿该噪声监测信号 线进行传播的所述噪声监测信号中所掺杂的噪声，又是对利用了所述阈值的 所述状态判别有影响的噪声；阈值调整部，其在由该噪声检测部检测出所述 噪声时调整所述阈值，使得所述状态判别不受所述噪声的影响。此时，所述 信号生成部、所述噪声检测部以及所述阈值调整部至少存在于2个所述集成电路中的一个之中，并且，将所述噪声监测信号线布线为从该集成电路开始 直到其它集成电路的附近，而且从该其它集成电路的附近再折返至该集成电 路。
在上述的阈值修正电路、带阈值修正功能的集成电路以及带阈值修正功 能的电路板中，作为所述信号的状态判别而进行如下处理当所述信号的电 平在所述阈值以下时，判别所述信号的状态为低电平状态，另一方面，当所 述信号的电平超过所述阈值时，判别所述信号的状态不是低电平状态；在进 行所述状态判别时，所述信号生成部生成低电平状态的噪声监测信号作为所 述噪声监测信号，并将其输入到所述噪声监测信号线内，所述噪声检测部， 在沿所述噪声监测信号线进行传播的、应该是低电平状态的噪声监测信号中， 将该噪声监测信号的电平超过所述阈值的状态作为所述噪声来进行检测。另 外，所述噪声检测部对以下两种次数中的至少一种进行计数，即， 一种是该 噪声监测信号的电平从所述阈值以下的状态变为超过所述阈值的状态的信号 上升沿的次数，另一种是该噪声监测信号的电平从超过所述阈值的状态变为 所述阈值以下的状态的信号下降沿的次数，所述阈值调整部根据所述噪声检 测部的计数值来调整所述阈值。此时，所述阈值调整部调整所述阈值，使得 所述计数值越大则所述阈值越高。
此外，在上述的阈值修正电路、带阈值修正功能的集成电路以及带阈值 修正功能的电路板中，作为所述信号的状态判别而进行如下处理当所述信 号的电平在所述阈值以上时，判别所述信号的状态为高电平状态，另一方面， 当所述信号的电平低于所述阈值时，判别所述信号的状态不是高电平状态； 在进行所述状态判别时，所述信号生成部生成高电平状态的噪声监测信号作 为所述噪声监测信号，并将其输入到所述噪声监测信号线内，所述噪声检测 部，在沿所述噪声监测信号线进行传播的、应该是高电平状态的噪声监测信 号中，将该噪声监测信号的电平低于所述阈值的状态作为所述噪声来进行检 测。另外，所述噪声检测部对以下两种次数中的至少一种进行计数，即，一 种是该噪声监测信号的电平从所述阈值以上的状态变为低于所述阈值的状态 的信号下降沿的次数，另一种是该噪声监测信号的电平从低于所述阈值的状 态变为所述阈值以上的状态的信号上升沿的次数，所述阈值调整部根据所述 噪声检测部的计数值来调整所述阈值。此时，所述阈值调整部调整所述阈值，使得所述计数值越大则所述阈值越低。 发明的效果
这样，根据本发明的阈值修正电路、带阈值修正功能的集成电路以及带 阈值修正功能的电路板，由信号生成部生成的噪声监测信号沿布线在规定区 域(在电路板上经由信号线进行信号收发的集成电路之间的区域)的噪声监 测信号线进行传播，在噪声检测部中，在噪声监测信号线上的噪声监测信号 所掺杂的噪声中，检测出会给使用了阈值的状态判别带来影响的噪声，当通 过噪声检测部检测到噪声时，由阈值调整部调整阈值，使得状态判别不受噪 声的影响。S卩，对在电路板上的信号线中的信号所受到的各种噪声进行监测， 并且对考虑了该噪声影响的信号状态判别用阈值进行自动调整，而且，即使 为实现高速传送以及低功率而使信号的振幅变小，也能够对信号可靠地进行 状态判别，而不会受各种噪声的影响。


图1是表示作为本发明的第一实施方式的具有带阈值修正功能的集成电 路(阈值修正电路)的带阈值修正功能的电路板的结构的框图。
图2是表示作为本发明的第一实施方式的带阈值修正功能的集成电路 (阈值修正电路)的功能结构的框图。
图3是表示本实施方式的带阈值修正功能的集成电路(阈值修正电路) 中的状态判别部的具体结构例的图。
图4是表示应用了第一阈值调整方法的本实施方式的带阈值修正功能的 集成电路(阈值修正电路)的主要部分的结构图。
图5是表示应用了第二阈值调整方法的本实施方式的带阈值修正功能的 集成电路(阈值修正电路)的主要部分的结构图。
图6是为了说明本实施方式的阈值修正动作而表示掺杂了噪声的噪声监 测信号的波形例的图。
图7是为了说明本实施方式的阈值修正动作而表示掺杂噪声的噪声监测 信号的波形例的图。
图8是用于说明本实施方式的带阈值修正功能的集成电路(闽值修正电 路)的动作的流程图。附图标记的说明
1带阔值修正功能的电路板(PCB)
2带阈值修正功能的集成电路
2a信号输入端子
2b噪声监测信号输出端子
2c噪声监测信号输入端子
3集成电路(其它集成电路)
3a信号输出端子
4信号线
5噪声监测信号线
6状态判别部
61 输入电路(反相器(inverter))
62， 63 可变电阻器(Rl， R2)
63a， 63b， 63c 电阻(rl， r2， r3)
63d, 63e， 63f切换用晶体管
63g可变电阻用晶体管
10 阈值修正电路
11切换部(开关(switch))
12信号生成部
13噪声检测部(计数器)
14阈值调整部(信号分离器(demultiplexer) ， D/A转换器) 15控制部
具体实施例方式
下面，参照

本发明的实施方式。
首先，参照图1，对作为本发明的第一实施方式的具有带阈值修正功能 的集成电路2 (阈值修正电路IO)的带阈值修正功能的电路板l的结构进行 说明。
图l是表示该电路板l的结构的框图，如该图1所示，本实施方式的电 路板(PCB) 1至少具有2个集成电路2和3，在这些集成电路2和3之间配置有信号线4。信号线4可以是总线结构，也可以是单方向信道，在此，信 号线4是从集成电路3向集成电路2传送信号的单方向信道。g卩，信号线4 的一端与集成电路3的信号输出端子3a连接，信号线4的另一端与集成电路 2的信号输入端子2a连接。由此，经由信号线4在集成电路2与3相互之间 传送信号。
而且，此时的前提是，集成电路2、 3两者的信号电平一致。作为该信号 电平，例如有TTL (Transistor-Transistor Logic晶体管-晶体管逻辑)电平、 CMOS (Complementary Metal Oxided Semiconductor:互补金属氧化物半导体) 电平、ECL (Emitter Coupled Logic:发射极耦合逻辑)电平，除此之外还能 够举出上述的低电平TTL以及SSTL-2等。而且，至少在集成电路2中，通 过后述的状态判别部6 (参照图2)，将规定的阈值作为基准来判别从集成电 路3经由信号线4传播过来的信号的状态。
此外，在本实施方式的电路板l中，在2个集成电路2与3之间的区域， 沿着信号线4的区域(规定区域)配置有噪声监测信号线5。该噪声监测信 号线5的一端与集成电路2的噪声监测信号输出端子2b连接，并且其另一端 与该集成电路2的噪声监测信号输入端子2c连接，而且，该噪声监测信号线 5的布线是从该集成电路2布设至作为通信对象(信号传送源)的集成电路3 的附近，并从其附近返回至该集成电路2。该集成电路2的后述的信号生成 部12 (参照图2)所生成的噪声监测信号通过噪声监测信号输出端子2b输入 到噪声监测信号线5内，沿噪声监测信号线5进行传播的噪声监测信号从噪 声监测信号线5通过噪声监测信号输入端子2c输入到该集成电路2内。
接着，参照图2，对作为本发明的第一实施方式的带阈值修正功能的集 成电路2 (阈值修正电路10)的功能结构进行说明。
图2是表示此功能结构的框图，如该图2所示，本实施方式的带阈值修 正功能的集成电路2除了具有省略图示的内部电路(能够发挥原来的集成电 路2的作用的电路部分)之外，还具有状态判别部6、切换部ll、信号生成 部12、噪声检测部13、阈值调整部14以及控制部15。
在此，状态判别部6作为输入部而发挥作用，而且，将规定阈值作为基 准对沿信号线4传播过来的信号的状态进行判别，其中，所述输入部用于接 收从其它集成电路3沿信号线4传播过来的信号并将此信号输入到上述内部电路中。 一般的集成电路的输入部也具有作为该状态判别部6的功能，但是 一般的集成电路将规定的阈值设定成固定值，与此不同，在本实施方式的状
态判别部6中，通过在后面参照图3至图5叙述的结构，能够改变(可变) 规定的阈值。此外，在本实施方式的状态判别部6中，经由后述的切换部11， 输入从其它集成电路3沿信号线4传播过来的信号和沿噪声监测信号线5传 播过来的噪声监测信号中的任意一种，而且，当集成电路2进行通常动作时 输入沿信号线4传播过来的信号，在后述的噪声监测期间输入沿噪声监测信 号线5传播过来的噪声监测信号。
在该状态判别部6中，将作为规定阈值的低电平状态判别用阈值或者高 电平状态判别用阈值作为基准，对信号的状态进行判别。即，本实施方式的 状态判别部6进行低电平状态判别或者高电平状态判别，其中，所述低电平 状态判别是指，当判别对象的信号的电平在低电平状态判别用阈值以下时， 判别该信号的状态为低电平状态，另一方面，当该信号的电平超过低电平状 态判别用阈值时，判别该信号的状态不是低电平状态，所述高电平状态判别 是指，当判别对象的信号的电平在高电平状态判别用阈值以上时，判别该信 号的状态为高电平状态，另一方面，当该信号的电平低于高电平状态判别用 阈值时，判别该信号的状态不是高电平状态。
更具体地说明，本实施方式的状态判别部6在进行所述低电平状态判别 时，若判别对象的信号的电平在低电平状态判别用阈值以下，则输出低电平 状态(低电平/"0")的信号，另一方面，若判别对象的信号的电平超过低电 平状态判别用阈值，则输出高电平状态(高状态/'T，)的信号。而且，本实 施方式的状态判别部6在进行所述高电平状态判别时，若判别对象的信号的 电平在高电平状态判别用阈值以上，则输出髙电平状态(高状态/"l")的信 号，另一方面，若作为判别对象的信号的电平低于高电平状态判别用阈值， 则输出低电平状态(低状态/"0")的信号。此外，针对所述低电平状态判别 以及高电平状态判别，可以只进行其中的任意一种判别，也可以两种判别都 进行。
而且，如参照图l叙述地那样，本实施方式的集成电路2具有信号输 入端子2a，其将沿信号线4传播过来的来自集成电路3的信号从信号线4向 该集成电路2输入；噪声监测信号输出端子2b，其将由后述的信号生成部12(参照图2)生成的噪声监测信号向噪声监测信号线5输出；噪声监测信号 输入端子2C，其将沿噪声监测信号线5传播过来的噪声监测信号从噪声监测
信号线5向该集成电路2输入。此外，信号输入端子2a是一般的集成电路通 常具有的信号输入端子，而噪声监测信号输出端子2b以及噪声监测信号输入 端子2c是为了实现本发明而新设置的。
切换部11被后述的控制部15控制并作为开关(switch)发挥作用，艮口， 如上所述，在集成电路2进行通常动作时，为了将沿信号线4传播过来的信 号输入到状态判别部6，使信号输入端子2a (信号线4)和状态判别部6相 连接，另一方面，在进行噪声监测时(噪声监测期间)，为了将沿噪声监测 信号线5传播过来的噪声监测信号输入到状态判别部6，使噪声监测信号输 入端子2c (噪声监测信号线5)和状态判别部6相连接。
信号生成部12被后述的控制部15控制，并在噪声监测期间生成噪声监 测信号。该信号生成部12在状态判别部6进行低电平状态判别时，生成低电 平状态(低状态/"0")的噪声监测信号，并从噪声监测信号输出端子2b向噪 声监测信号线5输入该信号，另一方面，状态判别部6在进行高电平状态判 别时，生成高电平状态(高状态/'T')的噪声监测信号，并从噪声监测信号 输出端子2b向噪声监测信号线5输入该信号。在状态判别部6进行低电平状 态判别以及高电平状态判别两者时，例如后面参照图6以及图7进行叙述的 那样，信号生成部12在噪声监测期间生成以下噪声监测信号，即，所述噪声 监测信号如同时钟信号一样，以一定周期交替重复低电平状态(低状态/"0") 和高电平状态(高状态/ "1")。此外，在状态判别部6只进行低电平状态 判别以及高电平状态判别之一时，也可以生成如上所述的时钟信号并用作噪 声监测信号，在本实施方式中，对采用了与这种情况相对应的结构的例子进 行说明。
噪声检测部13受后述的控制部15控制，在噪声监测期间检测如下这样 的噪声，§卩，沿噪声监测信号线5传播并返回的噪声监测信号(从噪声监测 信号输入端子2c输入的噪声监测信号)中的噪声，也就是对于状态判别部6 利用低电平状态判别用阈值或者高电平状态判别用阈值进行低电平状态判别 或者高电平状态判别有影响的噪声。
尤其在噪声监测期间，本实施方式的噪声检测部13监测来自状态判别部结果)，并且在状态判别部6进行低电平状 态判别时，在沿噪声监测信号线5进行传播的应该是处于低电平状态的噪声 监测信号中，检测出该噪声监测信号中电平超过低电平状态判别用阈值的状 态作为噪声。若更具体地说明，在本实施方式中，噪声检测部13作为下述这 样的计数器而发挥作用，即，通过对从状态判别部6输出(根据阈值的状态 判别结果)的信号上升沿的次数和信号下降沿的次数中的至少一种进行计数， 由此对该噪声监测信号的电平从低电平状态判别用阈值以下的状态变为超过 低电平状态判别用阈值的状态的信号上升沿的次数，以及该噪声监测信号的 电平从超过低电平状态判别用阈值的状态变为在低电平状态判别用阈值以下 的状态的信号下降沿的次数中的至少一种进行计数。
而且，本实施方式的噪声检测部13，在状态判别部6进行高电平状态判 别时，在沿噪声监测信号线5进行传播的应该是高电平状态的噪声监测信号 中，检测出该噪声监测信号中电平在高电平状态判别用阈值以下的状态作为 噪声。在此情况下，噪声检测部13作为下述这样的计数器而发挥作用，艮口， 通过对从状态判别部6输出(根据阈值的状态判别结果)的信号上升沿的次 数和信号下降沿的次数中的至少一种进行计数，由此对该噪声监测信号的电 平从高电平状态判别用状态变为低于高电平状态判别用阈值的状态的信号下 降沿的次数，以及该噪声监测信号的电平从低于高电平状态判别用阈值的状 态变为在高电平状态判别用阈值以上的状态的信号上升沿的次数中的至少一 种进行计数。
基于通过该噪声检测部13的计数器功能获得的计数值来检测有无噪声 (在噪声监测信号中是否掺杂有噪声)。即，基于噪声监测期间的长度以及 信号生成部12的周期，能够预先求得在完全没有噪声的情况下由噪声检测部 13计数的理想计数值(次数)，并且，当噪声检测部13获得的实测计数值 超过理想计数值时，能够判断出在噪声监测信号中掺杂有噪声。而且，通过 观察由噪声检测部13获得的实测计数值超过理想计数值的程度(实测计数值 与理想计数值的差)，能够判断在现在的阈值设定情况下噪声监测信号受到 噪声的影响有多大。例如，在实测计数值超过理想计数值较多的情况下，能 够判断出现在的阈值设定严格，沿噪声监测信号线5 (即信号线4)传播过来 的信号处于容易被监测到噪声的状态。阈值调整部14受后述的控制部15控制，通过调整低电平状态判别用阈
值或者高电平状态判别用阈值，使得在噪声检测部13检测出噪声时，状态判 别部6所进行的状态判别不受噪声的影响，具体而言，阈值调整部14由后面 参照图4以及图5分别叙述的信号分离器或D/A转换器构成。
尤其在状态判别部6进行低电平状态判别时，本实施方式的阈值调整部 14根据噪声检测部13所计数的计数值来调整低电平状态判别用阈值，此时， 调整状态判别部6中的低电平状态判别用阈值，使得计数值越大(即，实测 计数值和理想计数值的差越大)则低电平状态判别用阈值越高。另外，在状 态判别部6进行高电平状态判别时，本实施方式的阈值调整部14根据噪声检 测部13所计数的计数值来调整所述阈值，此时，通过调整状态判别部6的高 电平状态判别用阈值，使得计数值越大(即，实测计数值和理想计数值的差 越大)则高电平状态判别用阈值越低。
此时，可以根据实测计数值(或者实测计数值和理想计数值的差)来变 更阈值的调整量(每1次的阈值的变更量)，也可以总是将阈值的调整量设 定为恒定，重复进行上述的噪声监测以及阈值调整，直到噪声检测部13检测 不到噪声为止(即实测计数值和理想计数值相一致为止)。
控制部15在启动(接通电源)电路板l (集成电路2)时，或者在接收 到定期的阈值调整指示或来自外部的不定期的阈值调整指示时，设定规定期 间的噪声监测期间，并且控制切換部ll、信号生成部12、噪声检测部13以 及阈值调整部14的动作，使得通过噪声检测部13检测不到噪声(即，使实 测计数值与理想计数值相一致)。
此外，在具有上述结构的电路板l以及集成电路2中，如图2所示，本 实施方式的阈值修正电路10由在电路板1上配置的噪声监测信号线5、位于 集成电路2内的切換部11、信号生成部12、噪声检测部13、阈值调整部14 以及控制部15构成。
接下来，参照图3，对本实施方式的带阈值修正功能的集成电路2 (阈值 修正电路10)的状态判别部6的具体结构例进行说明。
图3是表示其具体结构例的图，如该图3所示，本实施方式的状态判别 部6具有输入电路61以及可变电阻器62、 63。
输入电路61通过切換部11输入来自信号线4的信号或者来自噪声监测信号线5的噪声监测信号，并将该信号的状态判别结果输出到内部电路(未
图示)以及噪声检测部13,输入电路61作为反相器由一对P沟道晶体管以 及N沟道晶体管构成。
可变电阻器62、 63设置在输入电路61的输入侧，该输入电路61例如为 后面参照图4及图5进行叙述的结构。在电源VCC与输入电路(反相器)61 的输入线之间安装有可变电阻器62，并且在输入电路(反相器)61的输入线 与地线(GND)之间安装有可变电阻器63。
这些可变电阻器62、 63能够设定低电平状态判别用阈值或者高电平状态 判别用阈值，从而按照来自阈值调整部14的指示分别变更设定电阻值R1、 R2，由此调整低电平状态判别用阈值或者高电平状态判别用阈值，所述低电 平状态判别用阈值或者高电平状态判别用阈值是变更状态判别部6 (输入电 路61)所进行的状态判别的基准。此外，针对可变电阻器62、 63，可以是两 个都可以处于电阻值可变的状态，也可以是其中的任意一个处于电阻值可变 的状态。
在这种状态判别部6中，若将电阻值R1变小或者将电阻值R2变大(或 者，若将电阻值R1变小，同时将电阻值R2变大)，则变更低电平状态判别 用阈值或者高电平状态判别用阈值，使其变大，与此相反，若将电阻值Rl 变大或者将电阻值R2变小(或者，若将电阻值R1变大，同时将电阻值R2 变小)，则变更低电平状态判别用阈值或者高电平状态判别用阈值，使其变
这样通过阈值调整部14变更设定可变电阻器62、 63的电阻值R1、 R2， 由此变更低电平状态判别用阈值或者高电平状态判别用阈值，通过输入电路 (反相器)61进行与该阈值相对应的状态判别。即，输入电路61进行低电 平状态判别或者高电平状态判别，其中，所述低电平状态判别是指，若输入 的信号的电平在低电平状态判别用阈值以下则输出低电平状态(低状态/"0") 的信号，另一方面，若输入的信号的电平超过低电平状态判别用阈值则输出 高电平状态(高状态/"l")的信号，所述高电平状态判别是指，若输入的信 号的电平在高电平状态判别用阈值以上则输出高电平状态(高状态/'T，)的 信号，另一方面，若输入的信号的电平低于高电平状态判别用阈值则输出低 电平状态(低状态/"0")的信号。在此，参照图4以及图5说明可变电阻器63的结构。 图4是表示应用了第1阈值调整方法的本实施方式的带阈值修正功能的 集成电路2 (阈值修正电路IO)的主要部分的结构图，如该图4所示的可变 电阻器63具有3个电阻63a、 63b、 63c，它们分别具有不同的电阻值rl、 r2、 r3;切换用晶体管63d、 63e、 63f，它们分别与这些电阻63a、 63b、 63c 串联连接。在输入电路(反相器)61的输入线与地线(GND)之间并联地安 装电阻63a、 63b、 63c。
而且，在如图4所示的例子中，阈值调整部14作为信号分离器(选择器) 具有如下的结构，即，根据噪声检测部(计数器)13的计数值(或者实测计 数值与理想计数值的差)，为了至少使用3个电阻63a、 63b、 63c中的一个， 至少对切换用晶体管63d、 63e、 63f中的一个进行通态(ON)驱动(施加栅 极电压)。此时，当状态判别部6进行低电平状态判别时，对电阻63a、 63b、 63c进行选择，使计数值越大则电阻值R2越大，从而使低电平状态判别用阈 值变大，另一方面，当状态判别部6进行高电平状态判别时，对电阻63a、 63b、 63c进行选择，使计数值越大则电阻值R2越小，从而使高电平状态判 别用阈值变小。
此外，图4仅示出了可变电阻器63的结构，但是可变电阻器62也能够 具有与图4所示的可变电阻器63相同的结构。此时，在可变电阻器62中， 当状态判别部6进行低电平状态判别时，进行电阻选择，使计数值越大则电 阻值Rl越小，从而使低电平状态判别用阈值变大，另一方面，在状态判别 部6进行高电平状态判别时，进行电阻选择，使计数值越大则电阻值R1越 大，从而使高电平状态判别用阈值变小。
图5是表示应用了第2阈值调整方法的本实施方式的带阈值修正功能的 集成电路2 (阈值修正电路IO)的主要部分的结构图，在该图5所示的例子 中，可变电阻器63具有可变电阻用晶体管63g的结构，并且在输入电路(反 相器)61的输入线与地线(GND)之间安装有该晶体管63g。
而且，在图5所示的例子中，阈值调整部14作为D/A (数字/模拟 Digital/Analog)转换器具有将数字信号(2值信号)转换为模拟信号(电压) 的结构，并且将作为数字信号发送的噪声检测部(计数器)13的计数值(或 者实测计数值和理想计数值的差)转换为与该计数值相对应的电压，通过向可变电阻用晶体管63g的栅极施加所获得的电压，来变更可变电阻用晶体管
63g的通态电阻值(R2)。此时，当状态判别部6进行低电平状态判别时， 施加所生成的栅极电压，使计数值越大则可变电阻用晶体管63g的通态电阻 值(R2)越大，从而使低电平状态判别用阈值变大，另一方面，当状态判别 部6进行高电平状态判别时，施加所生成的栅极电压，使计数值越大则可变 电阻用晶体管63g的通态电阻值(R2)越小，从而使高电平状态判别用阈值 越低。
此外，图5也仅示出了可变电阻器63的结构，但是可变电阻器62也能 够具有与图5所示的可变电阻器63相同的结构。此时，在可变电阻器62中， 当状态判别部6进行低电平状态判别时，施加所生成的栅极电压，使计数值 越大则可变电阻用晶体管的通态电阻值(RO越小，从而使低电平状态判别 用阈值变大，另一方面，当状态判别部6进行高电平状态判别时，施加所生 成的栅极电压，使计数值越大则可变电阻用晶体管的通态电阻值(Rl)变大， 从而使高电平状态判别用阈值变小。
在本实施方式的集成电路2 (阈值修正电路IO)中，如上所述，具有输 出低电平状态或者高电平状态的噪声监测信号的噪声监测信号输出端子2b， 从该噪声监测信号输出端子2b向噪声监测信号线(布线)5输出噪声监测信 号，该噪声监测信号经由噪声监测信号线5从噪声监测信号输入端子2c再次 输入到集成电路2。基于再次输入的噪声监测信号，通过噪声检测部13对配 置有噪声监测信号线5的区域的噪声状况进行监测。通过这种结构，能够对 接收到了电源系统中的噪声以及串扰噪声的信号进行监测。然后，基于所监 测的噪声状况，能够判断出在状态判别部6中应该使用的阈值的最佳电平。 然后，通过阈值调整部14来调整阈值(调整可变电阻器62、 63的电阻值)， 使得状态判别部6的阈值成为上述最佳电平。
艮P，在本实施方式中，状态判别部6—边采用预定的阈值进行状态判别 一边采用噪声监测信号对噪声进行观测，以此进行阈值调整。例如，若一边 输出低电平状态的噪声监测信号一边观测到超过低电平状态判定用阈值的信 号(例如参照图6，当状态判别部6的输出从低电平状态变成高电平状态时)， 为了能够忽略低电平状态的信号所掺杂的噪声，进行提高低电平状态判定用 阈值的调整(向上移动)。相反地，若一边输出高电平状态的噪声监测信号一边观测到低于高电平状态判定用阈值的信号(例如参照图7，当状态判别
部6的输出从高电平状态变成低电平状态时)，为了能够忽略高电平状态的
信号所掺杂的噪声，进行降低高电平状态判定用阈值的调整(向下移动)。
由此，能够正确地调节状态判别部6的输入电路(反相器)61，集成电路2 成为对外部噪声的抵抗能力强的电路。
接着，参照图6以及图7，并按照图8所示的流程图(步骤S1 S7)， 对具有上述结构的本实施方式的带阈值修正功能的集成电路2 (阈值修正电 路IO)的阈值修正动作进行说明。在此，图6以及图7是为了说明本实施方 式的阈值修正动作而表示掺杂有噪声的噪声监测信号的波形例的图。
若施加电源或者控制部15接收到定期的阈值调整指示或来自外部的不 定期的阈值调整指示(步骤S1的"是")，则通过控制部15设定规定的噪 声监测期间，对切换部11进行切换，以使噪声监测信号输入端子2c (噪声 监测信号线5)与状态判别部6相连接(步骤S2)，而且，通过信号生成部 12在上述噪声监测期间生成噪声监测信号，该噪声监测信号从噪声监测输出 端子2b输出到噪声监测信号线5 (步骤S3)。
在此，生成作为噪声监测信号的信号，所述信号与时钟信号一样，以固 定周期交替重复低电平状态(低状态/ "0")和高电平状态(高状态/"r)。 具体而言，生成从图6或者图7所示的波形中除去噪声后的波形信号，作为 噪声监测信号。此外，在图6以及图7所示的例子中，将噪声监测期间设定 为从低电平状态开始的噪声监测信号的3个周期。而且，图6示出了当状态 判别部6进行低电平状态判别时，超过低电平状态判别用阈值的噪声与噪声 监测信号的低电平状态部分相重叠时的波形，图7示出了当状态判别部6进 行高电平状态判别时，低于高电平状态判别用阈值的噪声与噪声监测信号的 高电平状态部分相重叠时的波形。
若向噪声监测信号线5输出的噪声监测信号从噪声监测信号输入端子2c (噪声监测信号线5)再次输入到集成电路2，则经由切换部ll输入到状态 判别部6，并且由状态判别部6对该噪声监测信号进行状态判别，将该状态 判别的结果输入到噪声检测部13，该噪声检测部13对作为该状态判别结果 的波形的信号上升沿的次数以及信号下降沿的次数中的至少一种进行计数 (步骤S4)。若如上所述地生成例如3个周期的噪声监测信号并输出时，噪声监测信 号没有掺杂任何噪声，则信号上升沿的次数为3次，信号下降沿的次数也为
3次。相对于此，在状态判别部6进行低电平状态判别的情况下，如图6所
示若掺杂一个超过低电平状态判别用阈值的噪声，则受到该噪声的影响，在
由噪声检测部13计数的值中信号上升沿的次数和信号下降沿的次数都是4 次。与此相同，在状态判别部6进行高电平状态判别的情况下，如图7所示 若掺杂一个低于高电平状态判别用阈值的噪声，则受到该噪声的影响，在由 噪声检测部13计数的值中信号上升沿的次数和信号下降沿的次数都是4次。 这样，根据噪声检测部13的计数结果(实测计数值)是否大于完全不掺 杂噪声时的理想计数值(在此为3)，能够判断出在噪声监测信号中是否掺 杂有对采用阈值的状态判别有影响的噪声(有无噪声)(步骤S5)。此外， 针对该步骤S5中的有没有噪声的判断，本实施方式是通过控制部15来进行 的。
然后，当实测计数值超过理想计数值时，即在存在噪声时(步骤S5的 "是")，阈值调整部14调整状态判别部6的可变电阻器62、 63的电阻值， 从而调整阈值，使得在状态判别部6进行状态判别时不会监测到如上所述的 噪声，即，状态判别不受噪声的影响(步骤S6)。
具体而言，当状态判别部6进行低电平状态判别时，如图6所示，为了 能够忽略低电平状态的信号所掺杂的噪声，调整可变电阻器62、63的电阻值， 使得将低电平状态判定用阈值仅提高规定量。而且，当状态判别部6进行高 电平状态判别时，如图7所示，为了能够忽略高电平状态的信号所掺杂的噪 声，调整可变电阻器62、 63的电阻值，使得将高电平状态判定用阈值仅降低 规定量。
然后，回到步骤S3，再次进行噪声监测(步骤S3 S5)，反复地进行 步骤S3 S5的处理，直到步骤S5判断为无噪声为止。
若步骤S5判断无噪声("否")，则由控制部15对切换部11进行切换， 使得信号输入端子2a (信号线4)与状态判别部6相连接(步骤S7)，返回 到步骤S1的处理。
这样，根据作为本发明的第一实施方式的带阈值修正功能的电路板1、 带阈值修正功能的集成电路2以及阈值修正电路10，在电路板1上的集成电路2、 3之间的区域对信号所受到的噪声进行监测，并且能够将因同步开关噪
声等的影响而产生的噪声的状况反馈至状态判别部6所采用的阈值的电平，
从而能够获得最佳的阈值电压(阈值的电平)。
艮P，对电路板1上的信号线4的信号所受到的各种噪声(串扰噪声、同 步开关噪声(Simultaneous Switching Noise)、外来噪声，电源噪声/地线噪 声等)进行监测，并对考虑到所述噪声影响的信号状态判别用阈值进行自动 调整，从而，即使为了实现高速传送以及低功率而使信号的振幅变小，也能 够可靠地进行信号状态判别，而不会受到各种噪声的影响。
此外，本发明不仅限于上述实施方式，在不脱离本发明宗旨的范围内能 够进行各种各样的变形。
例如，在上述实施方式中，集成电路2具有阈值修正功能，但是其它集 成电路3也可以具有同样的阈值修正功能，在该集成电路3中也可以进行与 集成电路2同样的阈值修正。另外，不是在集成电路2上而是在电路板1上 设置一组阈值修正电路10，从而能够通过该阈值修正电路10对电路板1上 的集成电路的阈值一起进行修正。
产业上的可利用性
如上所述，根据本发明，对沿电路板上的信号线进行传播的信号所受到 的各种噪声进行监测，并对考虑了该噪声影响的信号状态判别用阈值进行自 动调整，即使为了实现高速传送以及低功率而使信号的振幅变小，也能够对 信号进行可靠的状态判别，不会受到各种噪声的影响。
从而，本发明适合应用于在PCB等电路板上的信号的状态判别，而且其 可利用性特别高。
权利要求
1. 一种阈值修正电路，在对沿着布线在规定区域的信号线传播过来的信号进行状态判别时，对作为所述状态判别的基准的阈值进行修正，该阈值修正电路的特征在于，具有信号生成部，其用于生成噪声监测信号；噪声监测信号线，其布线在所述规定区域，用于输入并传播由所述信号生成部生成的所述噪声监测信号；噪声检测部，其用于检测噪声，所述噪声既是沿该噪声监测信号线进行传播的所述噪声监测信号中所掺杂的噪声，又是对利用了所述阈值的所述状态判别有影响的噪声；阈值调整部，其在该噪声检测部检测出所述噪声时调整所述阈值，使得所述状态判别不受所述噪声的影响。
2. 如权利要求l所述的阈值修正电路，其特征在于，作为所述信号的状态判别而进行如下处理当所述信号的电平在所述阈 值以下时，判别所述信号的状态为低电平状态，另一方面，当所述信号的电 平超过所述阈值时，判别所述信号的状态不是低电平状态；在进行所述状态判别时，所述信号生成部生成低电平状态的噪声监测信号作为所述噪声监测信 号，并将其输入到所述噪声监测信号线内，所述噪声检测部，在沿所述噪声监测信号线进行传播的、应该是低电平 状态的噪声监测信号中，将该噪声监测信号的电平超过所述阈值的状态作为 所述噪声来进行检测。
3. 如权利要求2所述的阈值修正电路，其特征在于，所述噪声检测部对以下两种次数中的至少一种进行计数，S卩， 一种是该 噪声监测信号的电平从所述阈值以下的状态变为超过所述阈值的状态的信号 上升沿的次数，另一种是该噪声监测信号的电平从超过所述阈值的状态变为 所述阈值以下的状态的信号下降沿的次数，所述阈值调整部根据所述噪声检测部的计数值来调整所述阈值。
4. 如权利要求3所述的阈值修正电路，其特征在于， 所述阈值调整部调整所述阈值，使得所述计数值越大则所述阈值越高。
5. 如权利要求l所述的阈值修正电路，其特征在于，作为所述信号的状态判别而进行如下处理当所述信号的电平在所述阈 值以上时，判别所述信号的状态为高电平状态，另一方面，当所述信号的电 平低于所述阈值时，判别为所述信号的状态不是高电平状态；在进行所述状态判别时，所述信号生成部生成高电平状态的噪声监测信号作为所述噪声监测信 号，并将其输入到所述噪声监测信号线内，所述噪声检测部，在沿所述噪声监测信号线进行传播的、应该是高电平 状态的噪声监测信号中，将该噪声监测信号的电平低于所述阈值的状态作为 所述噪声来进行检测。
6. 如权利要求5所述的阈值修正电路，其特征在于， 所述噪声检测部对以下两种次数中的至少一种进行计数，g卩， 一种是该噪声监测信号的电平从所述阈值以上的状态变为低于所述阈值的状态的信号 下降沿的次数，另一种是该噪声监测信号的电平从低于所述阈值的状态变为 所述阈值以上的状态的信号上升沿的次数，所述阈值调整部根据所述噪声检测部的计数值来调整所述阈值。
7. 如权利要求6所述的阈值修正电路，其特征在于， 所述阈值调整部调整所述阈值，使得所述计数值越大则所述阈值越低。
8. —种带阈值修正功能的集成电路，其存在于电路板上，经由信号线与 该电路板上的其它集成电路进行信号的收发，并且以阈值为基准对沿所述信 号线传播过来的所述信号进行状态判别，该带阈值修正功能的集成电路的特 征在于，具有信号生成部，其用于生成噪声监测信号；噪声监测信号输出端子，其针对在所述电路板上以从该集成电路开始并 折返至该集成电路的方式布线的噪声监测信号线，输出由所述信号生成部生 成的所述噪声监测信号；噪声监测信号输入端子，其将沿所述噪声监测信号线传播过来的所述噪 声监测信号从所述噪声监测信号线输入至该集成电路；噪声检测部，其用于检测噪声，所述噪声既是从该噪声监测信号输入端 子输入的所述噪声监测信号中所掺杂的噪声，又是对利用了所述阈值的所述状态判别有影响的噪声；阈值调整部，其在由该噪声检测部检测出所述噪声时调整所述阈值，使 得所述状态判别不受所述噪声的影响。
9. 如权利要求8所述的带阈值修正功能的集成电路，其特征在于， 在该集成电路中，作为所述信号的状态判别而进行如下处理当所述信号的电平在所述阈值以下时，判别所述信号的状态为低电平状态，另一方面，当所述信号的电平超过所述阈值时，判别所述信号的状态不是低电平状态； 在进行所述状态判别时，所述信号生成部生成低电平状态的噪声监测信号作为所述噪声监测信 号，并将其输入到所述噪声监测信号线内，所述噪声检测部，在沿所述噪声监测信号线进行传播的、应该是低电平 状态的噪声监测信号中，将该噪声监测信号的电平在超过所述阈值状态作为 所述噪声来进行检测。
10. 如权利要求9所述的带阈值修正功能的集成电路，其特征在于， 所述噪声检测部对以下两种次数中的至少一种进行计数，S卩， 一种是该噪声监测信号的电平从所述阈值以下的状态变为超过所述阈值的状态的信号 上升沿的次数，另一种是该噪声监测信号的电平从超过所述阈值的状态变为 所述阈值以下的状态的信号下降沿的次数，所述阈值调整部根据所述噪声检测部的计数值来调整所述阈值。
11. 如权利要求10所述的带阈值修正功能的集成电路，其特征在于， 所述阈值调整部调整所述阈值，使得所述计数值越大则所述阈值越高。
12. 如权利要求8所述的带阈值修正功能的集成电路，其特征在于， 在该集成电路中，作为所述信号的状态判别而进行如下处理当所述信号的电平在所述阈值以上时，判别所述信号的状态为高电平状态，另一方面， 当所述信号的电平低于所述阈值时，判别所述信号的状态不是高电平状态； 在进行所述状态判别时，所述信号生成部生成高电平状态的噪声监测信号作为所述噪声监测信 号，并将其输入到所述噪声监测信号线内，所述噪声检测部，在沿所述噪声监测信号线进行传播的、应该是高电平 状态的噪声监测信号中，将该噪声监测信号的电平低于所述阈值的状态作为所述噪声来进行检测。
13. 如权利要求12所述的带阈值修正功能的集成电路，其特征在于， 所述噪声检测部对以下两种次数中的至少一种进行计数，S卩， 一种是该噪声监测信号的电平从所述阈值以上的状态变为低于所述阈值的状态的信号 下降沿的次数，另一种是该噪声监测信号的电平从低于所述阈值的状态变为 所述阈值以上的状态的信号上升沿的次数，所述阈值调整部根据所述噪声检测部的计数值来调整所述阈值。
14. 如权利要求13所述的带阈值修正功能的集成电路，其特征在于， 所述阈值调整部调整所述阈值，使得所述计数值越大则所述阈值越低。
15. —种带阈值修正功能的电路板，至少具有2个集成电路，所述集成 电路经由信号线进行信号的收发，并且以阈值为基准对沿所述信号线传播过 来的所述信号进行状态判别，该带阈值修正功能的电路板的特征在于，具有信号生成部，其用于生成噪声监测信号；噪声监测信号线，其至少布线在2个所述集成电路之间，输入并传播由 所述信号生成部生成的所述噪声监测信号；噪声检测部，其用于检测噪声，所述噪声既是沿该噪声监测信号线进行 传播的所述噪声监测信号中所掺杂的噪声，又是对利用了所述阈值的所述状 态判别有影响的噪声；阈值调整部，其在由该噪声检测部检测出所述噪声时调整所述阈值，使 得所述状态判别不受所述噪声的影响。
16. 如权利要求15所述的带阈值修正功能的电路板，其特征在于， 所述信号生成部、所述噪声检测部以及所述阈值调整部至少存在于2个所述集成电路中的一个之中，并且，将所述噪声监测信号线布线为从该集成电路开始直到其它集成电 路的附近，而且从该其它集成电路的附近再折返至该集成电路。
17. 如权利要求15或权利要求16所述的带阈值修正功能的电路板，其 特征在于，作为所述信号的状态判别而进行如下处理当所述信号的电平在所述阈 值以下时，判别所述信号的状态为低电平状态，另一方面，当所述信号的电 平超过所述阈值时，判别所述信号的状态不是低电平状态；在进行所述状态判别时，所述信号生成部生成低电平状态的噪声监测信号作为所述噪声监测信 号，并将其输入到所述噪声监测信号线内，所述噪声检测部，在沿所述噪声监测信号线进行传播的、应该是低电平 状态的噪声监测信号中，将该噪声监测信号的电平超过所述阈值的状态作为 所述噪声来进行检测。
18. 如权利要求17所述的带阈值修正功能的电路板，其特征在于， 所述噪声检测部对以下两种次数中的至少一种进行计数，S卩， 一种是该噪声监测信号的电平从所述阈值以下的状态变为超过所述阈值的状态的信号 上升沿的次数，另一种是该噪声监测信号的电平从超过所述阈值的状态变为 所述阈值以下的状态的信号下降沿的次数，所述阈值调整部根据所述噪声检测部的计数值来调整所述阈值。
19. 如权利要求15或权利要求16所述的带阈值修正功能的电路板，其 特征在于，作为所述信号的状态判别而进行如下处理当所述信号的电平在所述阈 值以上时，判别所述信号的状态为高电平状态，另一方面，当所述信号的电 平低于所述阈值时，判别所述信号的状态不是高电平状态；在进行所述状态判别时，所述信号生成部生成高电平状态的噪声监测信号作为所述噪声监测信 号，并将其输入到所述噪声监测信号线内，所述噪声检测部，在沿所述噪声监测信号线进行传播的、应该是高电平 状态的噪声监测信号中，将该噪声监测信号的电平低于所述阈值的状态作为 所述噪声来进行检测。
20. 如权利要求19所述的带阈值修正功能的电路板，其特征在于， 所述噪声检测部对以下两种次数中的至少一种进行计数，B卩， 一种是该噪声监测信号的电平从所述阈值以上的状态变为低于所述阈值的状态的信号 下降沿的次数，另一种是该噪声监测信号的电平从低于所述阈值的状态变为 所述阈值以上的状态的信号上升沿的次数，所述阈值调整部根据所述噪声检测部的计数值来调整所述阈值。
全文摘要
本发明能够对电路板上的信号线中的信号所掺杂的各种噪声进行监测，并能够对考虑到该噪声影响的信号状态判别用阈值进行自动调整，即使为了实现高速传送以及低功率而使信号的振幅变小，也能够对信号进行可靠的状态判别，而不会受到各种噪声的影响，为此，本发明具有信号生成部(12)，其生成噪声监测信号；噪声监测信号线(5)，其输入并传播所述噪声监测信号；噪声检测部(13)，其监测噪声，该噪声既是沿噪声监测信号线(5)进行传播的所述噪声监测信号中所掺杂的噪声，又是对利用阈值的信号状态判别有影响的噪声；阈值调整部(14)，其在该噪声检测部(13)监测到所述噪声时调整所述阈值，使得信号状态判别不受所述噪声的影响。
文档编号H03K5/08GK101416389SQ20068005407
公开日2009年4月22日 申请日期2006年3月31日 优先权日2006年3月31日
发明者松井范幸 申请人:富士通株式会社