JP3236235B2 - Toggle flip-flop - Google Patents

Toggle flip-flop

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JP3236235B2
JP3236235B2 JP03618997A JP3618997A JP3236235B2 JP 3236235 B2 JP3236235 B2 JP 3236235B2 JP 03618997 A JP03618997 A JP 03618997A JP 3618997 A JP3618997 A JP 3618997A JP 3236235 B2 JP3236235 B2 JP 3236235B2
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inverter
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gate
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Description

【発明の詳細な説明】DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION

【0001】[0001]

【発明の属する技術分野】本発明は、CMOS技術を用
い、クロック分周回路に用いられるトグルフリップフロ
ップに関する。
[0001] 1. Field of the Invention [0002] The present invention relates to a toggle flip-flop using a CMOS technology and used in a clock frequency dividing circuit.

【0002】[0002]

【従来の技術】図5は、従来のトグルフリップフロップ
の一構成例を示す回路図である。
2. Description of the Related Art FIG. 5 is a circuit diagram showing a configuration example of a conventional toggle flip-flop.

【0003】本従来例は図5に示すように、外部から入
力されるクロック信号CLKを反転させてA信号として
出力するインバータ121と、インバータ121から出
力された信号を反転させてB信号として出力するインバ
ータ123と、外部から入力されるリセット信号Res
etを反転させて出力するインバータ156と、インバ
ータ156から出力された信号と回路全体の出力信号と
が入力され、両者の論理積を反転させた信号を出力する
NANDゲート157と、B信号が“1”である場合に
NANDゲート157から出力された信号を通過させる
トランスファゲート141と、トランスファゲート14
1またはトランスファゲート142を通過した信号とイ
ンバータ156から出力された信号とが入力され、両者
の論理積を反転させた信号を出力するNANDゲート1
58と、NANDゲート158から出力された信号を反
転させて出力するインバータ153と、A信号が“1”
である場合に、インバータ153から出力された信号を
通過させるトランスファゲート142と、A信号が
“1”である場合にNANDゲート158から出力され
た信号を通過させるトランスファゲート143と、B信
号が“1”である場合にNANDゲート157から出力
された信号を通過させるトランスファゲート144と、
トランスファゲート143またはトランスファゲート1
44を通過した信号を反転させて回路全体の出力信号と
して出力するインバータ154とから構成されている。
In this conventional example, as shown in FIG. 5, an inverter 121 for inverting a clock signal CLK input from the outside and outputting it as an A signal, and inverting a signal output from the inverter 121 and outputting it as a B signal. And an externally input reset signal Res
an inverter 156 that inverts and outputs et, a signal output from the inverter 156 and an output signal of the entire circuit are input, a NAND gate 157 that outputs a signal obtained by inverting the logical product of the two, and a B signal is “ A transfer gate 141 for passing the signal output from the NAND gate 157 when the signal is 1 ";
1 or a signal that has passed through the transfer gate 142 and a signal output from the inverter 156, and outputs a signal obtained by inverting the logical product of the two.
58, an inverter 153 for inverting and outputting the signal output from the NAND gate 158, and the A signal being "1"
, The transfer gate 142 that allows the signal output from the inverter 153 to pass, the transfer gate 143 that allows the signal output from the NAND gate 158 to pass when the A signal is “1”, and the B signal is “ A transfer gate 144 for passing the signal output from the NAND gate 157 when the signal is 1 ";
Transfer gate 143 or transfer gate 1
And an inverter 154 that inverts the signal passed through the output 44 and outputs the inverted signal as an output signal of the entire circuit.

【0004】以下に、上記のように構成されたトグルフ
リップフロップの動作について説明する。
Hereinafter, the operation of the toggle flip-flop configured as described above will be described.

【0005】まず、外部からリセット信号Resetが
入力されると、インバータ156から信号“0”が出力
され、その信号がNANDゲート158,157のそれ
ぞれの一方の入力端子に入力される。
First, when a reset signal Reset is input from the outside, a signal "0" is output from the inverter 156, and the signal is input to one input terminal of each of the NAND gates 158 and 157.

【0006】ここで、NANDゲート158の一方の入
力端子に信号“0”が入力されている場合、他方の入力
端子に“0”及び“1”のいずれの信号が入力されて
も、NANDゲート158から出力される信号は、
“1”となる。同様に、NANDゲート157の一方の
入力端子に信号“0”が入力されている場合、他方の入
力端子に“0”及び“1”のいずれの信号が入力されて
も、NANDゲート157から出力される信号は、
“1”となる。
Here, if a signal "0" is input to one input terminal of the NAND gate 158 and the signal "0" or "1" is input to the other input terminal, the NAND gate The signal output from 158 is
It becomes “1”. Similarly, when a signal “0” is input to one input terminal of the NAND gate 157 and the signal “0” or “1” is input to the other input terminal, the output from the NAND gate 157 is output. The signal
It becomes “1”.

【0007】それにより、A信号が“1”である場合、
B信号が“1”である場合のいずれにおいても、トラン
スファゲート143またはトランスファゲート144を
通過してインバータ154に入力される信号は、“1”
となる。
Accordingly, when the A signal is "1",
In any case where the B signal is “1”, the signal input to the inverter 154 through the transfer gate 143 or the transfer gate 144 is “1”.
Becomes

【0008】インバータ154に信号“1”が入力され
ると、入力された信号が反転して、信号“0”として出
力される。
When signal "1" is input to inverter 154, the input signal is inverted and output as signal "0".

【0009】上記のようにリセット動作が行われた後、
NANDゲート157には、インバータ回路156から
出力された信号“1”と回路全体の出力信号である信号
“0”とが入力され、NANDゲート157から信号
“1”が出力される。
After the reset operation is performed as described above,
The signal “1” output from the inverter circuit 156 and the signal “0” which is the output signal of the entire circuit are input to the NAND gate 157, and the signal “1” is output from the NAND gate 157.

【0010】その後、外部から入力されるクロック信号
CLKが立ち上がると(クロック信号が“1”)、イン
バータ121から信号“0”が出力され、A信号が
“0”となるとともに、信号“0”がインバータ123
に入力され、インバータ123から信号“1”がB信号
として出力される。
Thereafter, when the clock signal CLK input from the outside rises (the clock signal is "1"), the signal "0" is output from the inverter 121, the A signal becomes "0", and the signal "0". Is the inverter 123
, And the signal “1” is output from the inverter 123 as a B signal.

【0011】A信号が“0”、B信号が“1”となるこ
とにより、トランスファゲート141,143がインア
クティブ状態となるとともに、トランスファゲート14
2,144がアクティブ状態となる。
When the signal A becomes "0" and the signal B becomes "1", the transfer gates 141 and 143 become inactive and the transfer gates 141 and 143 become inactive.
2, 144 are active.

【0012】トランスファゲート144がアクティブ状
態であることにより、NANDゲート157から出力さ
れた信号“1”がトランスファゲート144を通過し、
インバータ154に入力される。なお、トランスファゲ
ート143がインアクティブ状態であることにより、ト
ランスファゲート143を信号が通過することはなく、
インバータ154には、トランスファゲート144を通
過した信号のみが入力される。
Since transfer gate 144 is active, signal "1" output from NAND gate 157 passes through transfer gate 144,
Input to inverter 154. Since the transfer gate 143 is in the inactive state, a signal does not pass through the transfer gate 143.
Only the signal that has passed through the transfer gate 144 is input to the inverter 154.

【0013】信号“1”がインバータ154に入力され
ると、入力された信号が反転し、信号“0”が出力信号
として出力されるとともに、NANDゲート157の一
方の入力端子に入力される。
When signal "1" is input to inverter 154, the input signal is inverted, signal "0" is output as an output signal and input to one input terminal of NAND gate 157.

【0014】すると、NANDゲート157において、
インバータ154から出力された信号“0”とインバー
タ156から出力された信号“1”との論理積を反転さ
せた信号“1”が出力される。
Then, in the NAND gate 157,
A signal “1” obtained by inverting a logical product of the signal “0” output from the inverter 154 and the signal “1” output from the inverter 156 is output.

【0015】そして、再びNANDゲート157から出
力された信号“1”がトランスファゲート144を通過
し、インバータ154に入力され、同様に、インバータ
154から信号“0”が出力信号として出力される。
The signal "1" output from the NAND gate 157 again passes through the transfer gate 144 and is input to the inverter 154. Similarly, the signal "0" is output from the inverter 154 as an output signal.

【0016】その後、クロック信号が立ち下がると(ク
ロック信号が“0”)、インバータ121から信号
“1”が出力され、A信号が“1”となるとともに、信
号“1”がインバータ123に入力され、インバータ1
23から信号“0”がB信号として出力される。
Thereafter, when the clock signal falls (clock signal is "0"), signal "1" is output from inverter 121, signal A becomes "1", and signal "1" is input to inverter 123. And inverter 1
23 outputs a signal “0” as a B signal.

【0017】A信号が“1”、B信号が“0”となるこ
とにより、トランスファゲート142,143がアクテ
ィブ状態となるとともに、トランスファゲート141,
144がインアクティブ状態となる。
When the signal A becomes "1" and the signal B becomes "0", the transfer gates 142 and 143 are activated and the transfer gates 141 and 143 are activated.
144 enters the inactive state.

【0018】ここで、クロック信号が立ち下がる前の状
態においては、インバータ156から出力された信号
“1”と、NANDゲート157から出力された信号
“1”とが、NANDゲート158に入力されており、
それにより、NANDゲート158から信号“0”が出
力され、インバータ153から信号“1”が出力されて
いる。
Here, before the clock signal falls, the signal "1" output from the inverter 156 and the signal "1" output from the NAND gate 157 are input to the NAND gate 158. Yes,
As a result, the signal “0” is output from the NAND gate 158, and the signal “1” is output from the inverter 153.

【0019】トランスファゲート143がアクティブ状
態であることにより、NANDゲート158から出力さ
れた信号“0”がトランスファゲート143を通過し、
インバータ154に入力される。なお、トランスファゲ
ート144がインアクティブ状態であるため、インバー
タ154にはトランスファゲート143を通過した信号
のみが入力される。
Since the transfer gate 143 is in the active state, the signal "0" output from the NAND gate 158 passes through the transfer gate 143,
Input to inverter 154. Since the transfer gate 144 is in an inactive state, only the signal that has passed through the transfer gate 143 is input to the inverter 154.

【0020】信号“0”がインバータ154に入力され
ると、入力された信号が反転し、信号“1”が出力信号
として出力されるとともに、NANDゲート157の一
方の入力端子に入力される。
When signal "0" is input to inverter 154, the input signal is inverted, signal "1" is output as an output signal and input to one input terminal of NAND gate 157.

【0021】また、トランスファゲート142がアクテ
ィブ状態であることにより、インバータ153から出力
されている信号“1”が、トランスファゲート142を
通過し、NANDゲート158の一方の入力端子に入力
される。
Further, since the transfer gate 142 is in the active state, the signal “1” output from the inverter 153 passes through the transfer gate 142 and is input to one input terminal of the NAND gate 158.

【0022】ここで、NANDゲート158の他方の入
力端子には、インバータ156から出力された信号
“1”が入力されており、それにより、NANDゲート
158から信号“0”が出力される。
Here, the signal "1" output from the inverter 156 is input to the other input terminal of the NAND gate 158, whereby the signal "0" is output from the NAND gate 158.

【0023】そして、トランスファゲート143がアク
ティブ状態であることにより、同様に、NANDゲート
158から出力された信号“0”がトランスファゲート
143を通過し、インバータ154に入力され、インバ
ータ154から信号“1”が出力信号として出力され
る。
Since transfer gate 143 is in the active state, signal "0" output from NAND gate 158 similarly passes through transfer gate 143, is input to inverter 154, and signal "1" is output from inverter 154. Is output as an output signal.

【0024】その後、再度クロック信号が立ち上がると
(クロック信号が“1”)、インバータ121から信号
“0”が出力され、A信号が“0”となるとともに、信
号“0”がインバータ123に入力され、インバータ1
23から信号“1”がB信号として出力される。
Thereafter, when the clock signal rises again (the clock signal is "1"), the signal "0" is output from the inverter 121, the signal A becomes "0", and the signal "0" is input to the inverter 123. And inverter 1
23 outputs a signal “1” as a B signal.

【0025】A信号が“0”、B信号が“1”となるこ
とにより、トランスファゲート142,143がインア
クティブ状態となるとともに、トランスファゲート14
1,144がアクティブ状態となる。
When the signal A becomes "0" and the signal B becomes "1", the transfer gates 142 and 143 become inactive and the transfer gates 14 and 143 become inactive.
1, 144 are activated.

【0026】また、NANDゲート157においては、
インバータ156から出力された信号“1”とインバー
タ154から出力された信号“1”とが入力されている
ため、信号“0”が出力される。
In the NAND gate 157,
Since the signal “1” output from the inverter 156 and the signal “1” output from the inverter 154 are input, a signal “0” is output.

【0027】トランスファゲート144がアクティブ状
態であることにより、NANDゲート157から出力さ
れた信号“0”がトランスファゲート144を通過し、
インバータ154に入力される。なお、トランスファゲ
ート143がインアクティブ状態であることにより、ト
ランスファゲート143を信号が通過することはなく、
インバータ154には、トランスファゲート144を通
過した信号のみが入力される。
Since transfer gate 144 is active, signal "0" output from NAND gate 157 passes through transfer gate 144,
Input to inverter 154. Since the transfer gate 143 is in the inactive state, a signal does not pass through the transfer gate 143.
Only the signal that has passed through the transfer gate 144 is input to the inverter 154.

【0028】信号“0”がインバータ154に入力され
ると、入力された信号が反転し、信号“1”が出力信号
として出力されるとともに、NANDゲート157の一
方の入力端子に入力される。
When signal "0" is input to inverter 154, the input signal is inverted, signal "1" is output as an output signal, and input to one input terminal of NAND gate 157.

【0029】すると、NANDゲート157において、
インバータ154から出力された信号“1”とインバー
タ156から出力された信号“1”との論理積を反転さ
せた信号“0”が出力される。
Then, in the NAND gate 157,
A signal “0” obtained by inverting the logical product of the signal “1” output from the inverter 154 and the signal “1” output from the inverter 156 is output.

【0030】そして、再びNANDゲート157から出
力された信号“0”がトランスファゲート144を通過
し、インバータ154に入力され、同様に、インバータ
154から信号“1”が出力信号として出力される。
The signal "0" output from the NAND gate 157 again passes through the transfer gate 144 and is input to the inverter 154. Similarly, the signal "1" is output from the inverter 154 as an output signal.

【0031】その後、再度クロック信号が立ち下がると
(クロック信号が“0”)、インバータ121から信号
“1”が出力され、A信号が“1”となるとともに、信
号“1”がインバータ123に入力され、インバータ1
23から信号“0”がB信号として出力される。
Thereafter, when the clock signal falls again (clock signal is "0"), signal "1" is output from inverter 121, signal A becomes "1", and signal "1" is sent to inverter 123. Input and inverter 1
23 outputs a signal “0” as a B signal.

【0032】その後、再度クロック信号が立ち下がると
(クロック信号が“0”)、インバータ121から信号
“1”が出力され、A信号が“1”となるとともに、信
号“1”がインバータ123に入力され、インバータ1
23から信号“0”がB信号として出力される。
Thereafter, when the clock signal falls again (clock signal is "0"), signal "1" is output from inverter 121, signal A becomes "1", and signal "1" is sent to inverter 123. Input and inverter 1
23 outputs a signal “0” as a B signal.

【0033】A信号が“1”、B信号が“0”となるこ
とにより、トランスファゲート142,143がアクテ
ィブ状態となるとともに、トランスファゲート141,
144がインアクティブ状態となる。
When the signal A becomes "1" and the signal B becomes "0", the transfer gates 142 and 143 are activated, and the transfer gates 141 and 143 are activated.
144 enters the inactive state.

【0034】ここで、クロック信号が立ち下がる前の状
態においては、インバータ156から出力された信号
“1”と、NANDゲート157から出力された信号
“0”とが、NANDゲート158に入力されており、
それにより、NANDゲート158から信号“1”が出
力され、インバータ153から信号“0”が出力されて
いる。
Here, before the clock signal falls, the signal “1” output from the inverter 156 and the signal “0” output from the NAND gate 157 are input to the NAND gate 158. Yes,
As a result, the signal “1” is output from the NAND gate 158, and the signal “0” is output from the inverter 153.

【0035】トランスファゲート143がアクティブ状
態であることにより、NANDゲート158から出力さ
れた信号“1”がトランスファゲート143を通過し、
インバータ154に入力される。なお、トランスファゲ
ート144がインアクティブ状態であるため、インバー
タ154にはトランスファゲート143を通過した信号
のみが入力される。
Since the transfer gate 143 is in the active state, the signal "1" output from the NAND gate 158 passes through the transfer gate 143,
Input to inverter 154. Since the transfer gate 144 is in an inactive state, only the signal that has passed through the transfer gate 143 is input to the inverter 154.

【0036】信号“1”がインバータ154に入力され
ると、入力された信号が反転し、信号“0”が出力信号
として出力されるとともに、NANDゲート157の一
方の入力端子に入力される。
When signal "1" is input to inverter 154, the input signal is inverted, signal "0" is output as an output signal and input to one input terminal of NAND gate 157.

【0037】また、トランスファゲート142がアクテ
ィブ状態であることにより、インバータ153から出力
されている信号“0”が、トランスファゲート142を
通過し、NANDゲート158の一方の入力端子に入力
される。
Since the transfer gate 142 is in the active state, the signal "0" output from the inverter 153 passes through the transfer gate 142 and is input to one input terminal of the NAND gate 158.

【0038】ここで、NANDゲート158の他方の入
力端子には、インバータ156から出力された信号
“1”が入力されており、それにより、NANDゲート
158から信号“1”が出力される。
Here, the signal "1" output from the inverter 156 is input to the other input terminal of the NAND gate 158, whereby the signal "1" is output from the NAND gate 158.

【0039】その後、トランスファゲート143がアク
ティブ状態であることにより、同様に、NANDゲート
158から出力された信号“1”がトランスファゲート
143を通過し、インバータ154に入力され、インバ
ータ154から信号“0”が出力信号として出力され
る。
Thereafter, since transfer gate 143 is in the active state, signal "1" output from NAND gate 158 similarly passes through transfer gate 143, is input to inverter 154, and signal "0" is output from inverter 154. Is output as an output signal.

【0040】このようにして、外部から入力されるクロ
ック信号CLKが立ち下がる度に出力信号が反転し、そ
れにより、入力される信号が分周されて出力される。
As described above, the output signal is inverted each time the clock signal CLK input from the outside falls, whereby the input signal is divided and output.

【0041】図6は、図5に示したトグルフリップフロ
ップからなる分周回路の一例を示す図であり、(a)は
構成を示す図、(b)がタイミングチャートである。
FIGS. 6A and 6B are diagrams showing an example of a frequency dividing circuit comprising the toggle flip-flop shown in FIG. 5, wherein FIG. 6A is a diagram showing the configuration, and FIG. 6B is a timing chart.

【0042】図6に示すように、N段のトグルフリップ
フロップ160−1〜160−Nによってデイジーチェ
ーンを形成すれば、外部から周波数Mの信号が入力され
た場合、1つのトグルフリップフロップにおいて、入力
された信号が1/2に分周されるので、最終段のトグル
フリップフロップ160−nからは周波数M/2Nの信
号が出力される。
As shown in FIG. 6, when a daisy chain is formed by N-stage toggle flip-flops 160-1 to 160-N, when a signal of frequency M is input from outside, one toggle flip-flop can Since the input signal is frequency-divided by 、, a signal of frequency M / 2N is output from the toggle flip-flop 160-n at the last stage.

【0043】図6に示すようなトグルフリップフロップ
分周回路においては、回路構成がデイジーチェーンの様
な構造をしているため、回路に対して入力される信号が
変化した場合、状態が安定するまで(信号が伝搬しきる
まで)にかなりの時間が必要となるが、その反面、同機
能の他の方式の分周回路と比べて、回路規模が小さくな
り、また、消費電力を小さく抑えることができるという
利点があるため、時計のように比較的遅い速度で動作を
するデジタル回路において使用されている。
In the toggle flip-flop frequency dividing circuit as shown in FIG. 6, since the circuit configuration has a daisy chain structure, the state is stabilized when the signal input to the circuit changes. It takes a considerable amount of time (until the signal is completely propagated), but on the other hand, the circuit scale is smaller and the power consumption can be reduced compared to other frequency dividers of the same function. Because of the advantage of being able to do so, they are used in digital circuits that operate at relatively slow speeds, such as watches.

【0044】ここで、上述したような分周回路において
は、分周回路がN段のトグルフリップフロップから構成
されている場合、最終段のトグルフリップフロップから
1クロックの信号を出力させるためには、一段目のトグ
ルフリップフロップに2Nクロックの信号を入力する必
要があり、そのため、テストを行う上で長い時間(多く
のテストパターン数)が必要となってしまう。
Here, in the above-described frequency dividing circuit, when the frequency dividing circuit is composed of N-stage toggle flip-flops, it is necessary to output a one-clock signal from the last-stage toggle flip-flop. Therefore, it is necessary to input a signal of 2 N clocks to the first-stage toggle flip-flop, which requires a long time (a large number of test patterns) in performing the test.

【0045】これを回避するために、バイパス回路やセ
ットリセット信号を使用して最終段の出力を強制的にH
ighレベルとLowレベルにし、それにより、回路
(分周された信号を使用して動作数後段の回路)をテス
トする等の方法が用いられている。
To avoid this, the output of the final stage is forcibly set to H by using a bypass circuit or a set reset signal.
A method of setting a high level and a low level to test a circuit (a circuit at a stage after the number of operations by using a frequency-divided signal) is used.

【0046】特開平2−196520号公報において
も、セットリセット信号を使用して最終段の出力を強制
的にHighレベルとLowレベルをセットするという
提案がなされているが、この提案においては、分周回路
本体のテストを行う上では、従来通り2Nクロックのテ
ストパターンが必要となってしまう。
Japanese Patent Application Laid-Open No. 2-196520 proposes that the output of the last stage is forcibly set to the high level and the low level by using the set / reset signal. In testing the peripheral circuit body, a test pattern of 2 N clocks is required as before.

【0047】また、CMOS以外の技術においては特開
平4−334124号公報等で、トグルフリップフロッ
プの信号スルー用切り替え機能を使用し、チップの端子
を減らす事が提案されているが、CMOS技術には適応
することができない。
In a technology other than CMOS, Japanese Patent Application Laid-Open No. 4-334124 proposes using a signal through switching function of a toggle flip-flop to reduce the number of chip terminals. Cannot adapt.

【0048】[0048]

【発明が解決しようとする課題】上述したような従来の
トグルフリップフロップを用いた分周回路においては、
トグルフリップフロップ自体が、入力される信号を分周
して出力するという機能を有するため、N段のトグルフ
リップフロップからなる分周回路のN段目のトグルフリ
ップフロップおいて1個のクロックパルスを発生させる
ためには2N+1個のクロック信号を入力する必要があ
る。
SUMMARY OF THE INVENTION In a frequency divider using a conventional toggle flip-flop as described above,
Since the toggle flip-flop itself has a function of dividing the input signal and outputting the divided signal, one clock pulse is generated in the N-th toggle flip-flop of the frequency dividing circuit including the N-stage toggle flip-flop. In order to generate it, it is necessary to input 2 N + 1 clock signals.

【0049】そのため、分周回路のN段目のトグルフリ
ップフロップあるいはその途中段のトグルフリップフロ
ップを使用している回路に対してテストを行う場合や、
分周回路全体の動作を確認する場合、膨大な数のクロッ
ク信号を入力しなければならないという問題点がある。
For this reason, a test is performed on a circuit using a toggle flip-flop at the N-th stage of the frequency divider circuit or a toggle flip-flop at an intermediate stage thereof.
When confirming the operation of the entire frequency divider, there is a problem that a huge number of clock signals must be input.

【0050】本発明は、上述したような従来の技術が有
する問題点に鑑みてなされたものであって、N段のトグ
ルフリップフロップからなる分周回路において、膨大な
数のクロック信号を入力することなく、N段目のトグル
フリップフロップあるいはその途中段のトグルフリップ
フロップを使用している回路に対してテストを行うこと
ができるとともに、分周回路全体の動作を確認すること
ができるトグルフリップフロップを提供することを目的
とする。
The present invention has been made in view of the above-mentioned problems of the prior art, and an enormous number of clock signals are input to a frequency dividing circuit including N-stage toggle flip-flops. Without using the toggle flip-flop at the N-th stage or a toggle flip-flop at an intermediate stage, a test can be performed, and the operation of the entire frequency dividing circuit can be confirmed. The purpose is to provide.

【0051】[0051]

【課題を解決するための手段】上記目的を達成するため
に本発明は、外部から入力されるクロック信号を分周し
て出力する第1のゲート群を有するトグルフロップフロ
ップにおいて、外部から入力される制御信号に基づいて
第1の信号及び第2の信号を生成し出力する第1の回
路と、前記クロック信号をそのまま出力するとともに、
前記クロック信号と前記第1の信号とに基づいて第3の
信号及び第4の信号を生成し、該第3の信号及び第4の
信号を前記第1のゲート群に対して出力する第2の回路
と、該第2の回路から出力されたクロック信号及び前記
第1の回路から出力された第1及び第2の信号が入力さ
れ、前記第1及び第2の信号に基づいて、入力されたク
ロック信号を前記第1のゲート群に対して出力する第2
のゲート群とを有し、前記制御信号の論理レベルに基づ
いて前記第1の信号乃至第4の信号が各々の所定の論理
レベルとなった時、前記第1のゲート群は、前記第2の
ゲート群から出力されたクロック信号を分周せずに出力
することを特徴とする。
According to the present invention, there is provided a toggle flop having a first group of gates for dividing and outputting an externally input clock signal. A first circuit that generates and outputs a first signal and a second signal based on the control signal, and outputs the clock signal as it is,
Generating a third signal and a fourth signal based on the clock signal and the first signal, and outputting the third signal and the fourth signal to the first gate group; And the clock signal output from the second circuit and the first and second signals output from the first circuit are input, and input based on the first and second signals. A second clock signal for outputting the clock signal to the first gate group.
And a gate group based on the logic level of the control signal.
Wherein the first signal to the fourth signal have respective predetermined logics.
When the level becomes the level, the first gate group outputs the clock signal output from the second gate group without frequency division.

【0052】また、前記トグルフリップフロップを複数
個有してなる分周回路であって、前記複数のトグルフリ
ップフロップには、共通の制御信号が入力されることを
特徴とする。
A frequency dividing circuit having a plurality of the toggle flip-flops, wherein a common control signal is input to the plurality of toggle flip-flops.

【0053】また、前記複数のトグルフリップフロップ
は、予め決められたグループに分割され、前記グループ
毎に共通の制御信号が入力されることを特徴とする。
Further, the plurality of toggle flip-flops are divided into predetermined groups, and a common control signal is input to each of the groups.

【0054】(作用)上記のように構成された本発明に
おいては、外部から入力される制御信号に基づいて、入
力されたクロック信号が分周されて出力されたり、分周
されずにそのまま出力されたりする。
(Operation) In the present invention configured as described above, an input clock signal is divided and output based on a control signal input from the outside, or output without being divided. Or be done.

【0055】これにより、N段のトグルフリップフロッ
プからなる分周回路において、N段目のトグルフリップ
フロップあるいはその途中段のトグルフリップフロップ
を使用している回路に対してテストを行う場合や、分周
回路全体の動作を確認する場合、入力されたクロック信
号がそのまま出力されるような制御信号を入力すれば、
テストを行うために膨大な数のクロック信号を入力する
ことはない。
In this manner, in the frequency dividing circuit composed of N-stage toggle flip-flops, a test is performed on a circuit using the N-th toggle flip-flop or a toggle flip-flop in the middle thereof, When checking the operation of the entire peripheral circuit, if a control signal is input so that the input clock signal is output as it is,
There is no need to input a huge number of clock signals to perform a test.

【0056】[0056]

【発明の実施の形態】以下に、本発明の実施の形態につ
いて図面を参照して説明する。
Embodiments of the present invention will be described below with reference to the drawings.

【0057】図1は、本発明のトグルフリップフロップ
の実施の一形態の機能ブロック図である。
FIG. 1 is a functional block diagram of a toggle flip-flop according to an embodiment of the present invention.

【0058】本形態は図1に示すように、外部から入力
された制御信号TESTに基づいて第1の信号C及び第
2の信号Dを生成し、出力する第1の回路10と、外部
から入力されたクロック信号CLKをそのまま出力する
とともに、入力されたクロック信号CLKと信号Cとに
基づいて第3の信号A及び第4の信号Bを生成し、出力
する第2の回路20と、回路20から出力されたクロッ
ク信号CLK及び回路10から出力された信号C,Dが
入力され、信号C,Dに基づいて、入力されたクロック
信号CLKを出力する第2のゲート群30と、ゲート群
30から出力されたクロック信号CLK及び回路20か
ら出力された信号A,Bが入力され、信号A,Bに基づ
いて、回路20に入力されたクロック信号CLKを分周
して出力したり、ゲート群30から出力されたクロック
信号CLKをそのまま出力したりする第1のゲート群4
0とから構成されている。
In this embodiment, as shown in FIG. 1, a first circuit 10 for generating and outputting a first signal C and a second signal D based on a control signal TEST input from the outside, A second circuit 20 that outputs the input clock signal CLK as it is and generates and outputs a third signal A and a fourth signal B based on the input clock signal CLK and signal C; A second gate group 30 that receives the clock signal CLK output from the circuit 20 and the signals C and D output from the circuit 10 and outputs the input clock signal CLK based on the signals C and D; The clock signal CLK output from the circuit 30 and the signals A and B output from the circuit 20 are input, and based on the signals A and B, the frequency of the clock signal CLK input to the circuit 20 is divided and output. First gate group or outputs the clock signal CLK outputted from the over preparative group 30 4
0.

【0059】図2は、図1に示した機能を有するトグル
フリップフロップの実施の一形態を示す回路図である。
FIG. 2 is a circuit diagram showing an embodiment of the toggle flip-flop having the function shown in FIG.

【0060】本形態は図2に示すように、外部から入力
される制御信号TESTを反転させて信号Cとして出力
する第1のインバータ11と、インバータ11から出力
された信号を反転させて信号Dとして出力する第2の
ンバータ12と、外部から入力されるクロック信号CL
Kを反転させる第3のインバータ21と、インバータ2
1から出力された信号とインバータ11から出力された
信号とが入力され、両者の論理積を反転させた信号をA
信号として出力するNANDゲート22と、NANDゲ
ート22から出力された信号を反転させてB信号として
出力する第4のインバータ23と、回路全体の出力信号
を反転させて出力するインバータ51と、B信号が
“1”である場合にインバータ51から出力された信号
を通過させる第1のトランスファゲート41及び第2の
トランスファゲート44と、D信号が“1”である場合
にインバータ21から出力された信号を通過させる第6
トランスファゲート32と、トランスファゲート41
またはトランスファゲート42を通過した信号を反転さ
せて出力するインバータ52と、A信号が“1”である
場合にインバータ52から出力された信号を通過させる
第4のトランスファゲート43と、トランスファゲート
43またはトランスファゲート44を通過した信号を反
転させて回路全体の出力信号として出力するインバータ
54と、C信号が“1”である場合にインバータ52か
ら出力された信号を通過させる第5のトランスファゲー
ト31と、トランスファゲート31またはトランスファ
ゲート32を通過した信号を反転させて出力するインバ
ータ53と、A信号が“1”である場合にインバー
3から出力された信号を通過させる第3のトランスファ
ゲート42とから構成されている。
In this embodiment, as shown in FIG. 2, a first inverter 11 which inverts a control signal TEST input from the outside and outputs it as a signal C, and a signal D which is obtained by inverting a signal output from the inverter 11 a second Lee <br/> inverter 12 to output as the clock signal CL is inputted from the outside
A third inverter 21 for inverting K, and an inverter 2
1 and the signal output from the inverter 11 are input, and a signal obtained by inverting the logical product of the two is A
A NAND gate 22 that outputs a signal, a fourth inverter 23 that inverts the signal output from the NAND gate 22 and outputs the signal as a B signal, an inverter 51 that inverts and outputs an output signal of the entire circuit, and a B signal Is “1”, the first transfer gate 41 and the second transfer gate 41 that pass the signal output from the inverter 51
A transfer gate 44 and a sixth gate for passing the signal output from the inverter 21 when the D signal is "1"
Of the transfer gate 32, the transfer gate 41
Alternatively, an inverter 52 that inverts and outputs a signal that has passed through the transfer gate 42 and a signal that is output from the inverter 52 when the A signal is “1” are passed.
A fourth transfer gate 43, an inverter 54 for inverting the signal passing through the transfer gate 43 or the transfer gate 44 and outputting the inverted signal as an output signal of the entire circuit, and an output from the inverter 52 when the C signal is "1" a fifth transfer gate 31 for passing the signal, an inverter 53 for inverting a signal passing through the transfer gate 31 or transfer gate 32, inverter 5 when a signal is "1"
And a third transfer gate 42 for passing the signal output from the third transfer gate 3 .

【0061】なお、インバータ11,12から回路10
が構成されており、インバータ21,23及びNAND
ゲート22から回路20が構成されており、トランスフ
ァゲート31,32からゲート群30が構成されてお
り、トランスファゲート41〜44からゲート群40が
構成されている。
It should be noted that the circuit 10
And the inverters 21 and 23 and the NAND
The gate 20 forms the circuit 20, the transfer gates 31 and 32 form the gate group 30, and the transfer gates 41 to 44 form the gate group 40.

【0062】以下に、上記のように構成されたトグルフ
リップフロップの動作について説明する。
The operation of the toggle flip-flop configured as described above will be described below.

【0063】まず、通常モード時、すなわち、制御信号
TESTが入力されていない場合の動作について説明す
る。
First, the operation in the normal mode, that is, when the control signal TEST is not input will be described.

【0064】制御信号TESTが入力されていない(制
御信号TESTが“0”)場合、インバータ11から信
号“1”が出力され、C信号が“1”となるとともに、
信号“1”がインバータ12に入力され、インバータ1
2から信号“0”がD信号として出力される。
When the control signal TEST is not input (the control signal TEST is "0"), a signal "1" is output from the inverter 11, and the C signal becomes "1".
The signal “1” is input to the inverter 12 and the inverter 1
2 outputs a signal “0” as a D signal.

【0065】C信号が“1”、D信号が“0”となるこ
とにより、トランスファゲート31がアクティブ状態と
なるとともに、トランスファゲート32がインアクティ
ブ状態となる。
When the C signal becomes "1" and the D signal becomes "0", the transfer gate 31 becomes active and the transfer gate 32 becomes inactive.

【0066】外部から入力されるクロック信号CLKが
立ち上がると(クロック信号が“1”)、インバータ2
1から信号“0”が出力され、インバータ21から出力
された信号“0”とインバータ11から出力された信号
“1”とがNANDゲート22に入力され、NANDゲ
ート22から信号“1”がA信号として出力されるとと
もに、信号“1”がインバータ23に入力され、インバ
ータ23から信号“0”がB信号として出力される。
When the clock signal CLK input from the outside rises (the clock signal is “1”), the inverter 2
1 outputs a signal “0”, the signal “0” output from the inverter 21 and the signal “1” output from the inverter 11 are input to the NAND gate 22, and the signal “1” is output from the NAND gate 22 to A. While being output as a signal, the signal “1” is input to the inverter 23, and the signal “0” is output from the inverter 23 as a B signal.

【0067】A信号が“1”、B信号が“0”となるこ
とにより、トランスファゲート42,43がアクティブ
状態となるとともに、トランスファゲート41,44が
インアクティブ状態となる。
When the signal A becomes "1" and the signal B becomes "0", the transfer gates 42 and 43 become active and the transfer gates 41 and 44 become inactive.

【0068】ここで、初期状態として、インバータ52
から信号“1”が出力されているとすると、トランスフ
ァゲート43がアクティブ状態であることにより、イン
バータ52から出力された信号“1”がトランスファゲ
ート43を通過し、インバータ54に入力される。な
お、トランスファゲート44がインアクティブ状態であ
るため、インバータ54にはトランスファゲート43を
通過した信号のみが入力される。
Here, as an initial state, the inverter 52
, The signal “1” is output from the inverter 52, and the signal “1” output from the inverter 52 passes through the transfer gate 43 and is input to the inverter 54 because the transfer gate 43 is in the active state. Since the transfer gate 44 is in an inactive state, only the signal that has passed through the transfer gate 43 is input to the inverter 54.

【0069】信号“1”がインバータ54に入力される
と、入力された信号が反転し、信号“0”が出力信号と
して出力されるとともに、インバータ51に入力され
る。
When the signal "1" is input to the inverter 54, the input signal is inverted, and the signal "0" is output as an output signal and input to the inverter 51.

【0070】また、トランスファゲート31がアクティ
ブ状態であることにより、インバータ52から出力され
た信号“1”がトランスファゲート31を通過し、イン
バータ53に入力される。なお、トランスファゲート3
2がインアクティブ状態であるため、インバータ53に
はトランスファゲート31を通過した信号のみが入力さ
れる。
Since the transfer gate 31 is in the active state, the signal “1” output from the inverter 52 passes through the transfer gate 31 and is input to the inverter 53. The transfer gate 3
Since 2 is in the inactive state, only the signal that has passed through the transfer gate 31 is input to the inverter 53.

【0071】信号“1”がインバータ53に入力される
と、入力された信号が反転し、信号“0”がインバータ
53から出力される。
When signal "1" is input to inverter 53, the input signal is inverted, and signal "0" is output from inverter 53.

【0072】その後、トランスファゲート42がアクテ
ィブ状態であることにより、インバータ53から出力さ
れた信号“0”がトランスファゲート42を通過し、イ
ンバータ52に入力される。なお、トランスファゲート
41がインアクティブ状態であるため、インバータ52
にはトランスファゲート42を通過した信号のみが入力
される。
Thereafter, as the transfer gate 42 is in the active state, the signal “0” output from the inverter 53 passes through the transfer gate 42 and is input to the inverter 52. Since the transfer gate 41 is in the inactive state, the inverter 52
, Only the signal passing through the transfer gate 42 is input.

【0073】そして、同様にインバータ52から信号
“1”が出力される。
Then, similarly, signal "1" is output from inverter 52.

【0074】その後、クロック信号が立ち下がると(ク
ロック信号が“0”)、インバータ21から信号“1”
が出力され、インバータ21から出力された信号“1”
とインバータ11から出力された信号“1”とがNAN
Dゲート22に入力され、NANDゲート22から信号
“0”がA信号として出力されるとともに、信号“0”
がインバータ23に入力され、インバータ23から信号
“1”がB信号として出力される。
Thereafter, when the clock signal falls (when the clock signal is "0"), the signal "1" is output from the inverter 21.
Is output, and the signal “1” output from the inverter 21 is output.
And the signal “1” output from the inverter 11 is NAN
The signal is input to the D gate 22, the signal "0" is output from the NAND gate 22 as the A signal, and the signal "0" is output.
Is input to the inverter 23, and the signal "1" is output from the inverter 23 as the B signal.

【0075】A信号が“0”、B信号が“1”となるこ
とにより、トランスファゲート42,43がインアクテ
ィブ状態となるとともに、トランスファゲート41,4
4がアクティブ状態となる。
When the signal A becomes "0" and the signal B becomes "1", the transfer gates 42 and 43 become inactive and the transfer gates 41 and 4 become inactive.
4 becomes active.

【0076】また、インバータ51においては、インバ
ータ54から出力された信号“0”が入力されているた
め、信号“1”が出力される。
Further, since signal "0" output from inverter 54 is input to inverter 51, signal "1" is output.

【0077】そして、トランスファゲート44がアクテ
ィブ状態であることにより、インバータ51から出力さ
れた信号“1”がトランスファゲート44を通過し、イ
ンバータ54に入力される。なお、トランスファゲート
43がインアクティブ状態であることにより、インバー
タ54にはトランスファゲート44を通過した信号のみ
が入力される。
Since the transfer gate 44 is in the active state, the signal “1” output from the inverter 51 passes through the transfer gate 44 and is input to the inverter 54. Since the transfer gate 43 is in the inactive state, only the signal that has passed through the transfer gate 44 is input to the inverter 54.

【0078】信号“1”がインバータ54に入力される
と、入力された信号が反転し、信号“0”が出力信号と
して出力される。
When signal "1" is input to inverter 54, the input signal is inverted, and signal "0" is output as an output signal.

【0079】また、インバータ54から出力された信号
は、インバータ51に入力され、それにより、インバー
タ51から信号“1”が出力される。
The signal output from the inverter 54 is input to the inverter 51, whereby the signal “1” is output from the inverter 51.

【0080】そして、トランスファゲート41がアクテ
ィブ状態であることにより、インバータ51から出力さ
れた信号“1”がトランスファゲート41を通過し、イ
ンバータ52に入力される。なお、トランスファゲート
42がインアクティブ状態であることにより、インバー
タ52にはトランスファゲート41を通過した信号のみ
が入力される。
When the transfer gate 41 is in the active state, the signal “1” output from the inverter 51 passes through the transfer gate 41 and is input to the inverter 52. Since the transfer gate 42 is in the inactive state, only the signal that has passed through the transfer gate 41 is input to the inverter 52.

【0081】信号“1”がインバータ52に入力される
と、入力された信号が反転し、信号“0”がインバータ
52から出力される。
When signal "1" is input to inverter 52, the input signal is inverted, and signal "0" is output from inverter 52.

【0082】その後、再度クロック信号が立ち上がると
(クロック信号が“1”)、インバータ21から信号
“0”が出力され、インバータ21から出力された信号
“0”とインバータ11から出力された信号“1”とが
NANDゲート22に入力され、NANDゲート22か
ら信号“1”がA信号として出力されるとともに、信号
“1”がインバータ23に入力され、インバータ23か
ら信号“0”がB信号として出力される。
Thereafter, when the clock signal rises again (the clock signal is "1"), the signal "0" is output from the inverter 21, and the signal "0" output from the inverter 21 and the signal "0" output from the inverter 11 are output. 1 is input to the NAND gate 22, the signal "1" is output from the NAND gate 22 as the A signal, the signal "1" is input to the inverter 23, and the signal "0" is output from the inverter 23 as the B signal. Is output.

【0083】A信号が“1”、B信号が“0”となるこ
とにより、トランスファゲート42,43がアクティブ
状態となるとともに、トランスファゲート41,44が
インアクティブ状態となる。
When the signal A becomes "1" and the signal B becomes "0", the transfer gates 42 and 43 become active and the transfer gates 41 and 44 become inactive.

【0084】トランスファゲート43がアクティブ状態
であることにより、インバータ52から出力されている
信号“0”がトランスファゲート43を通過し、インバ
ータ54に入力される。なお、トランスファゲート44
がインアクティブ状態であるため、インバータ54には
トランスファゲート43を通過した信号のみが入力され
る。
Since transfer gate 43 is active, signal “0” output from inverter 52 passes through transfer gate 43 and is input to inverter 54. The transfer gate 44
Are in an inactive state, only the signal that has passed through the transfer gate 43 is input to the inverter 54.

【0085】信号“0”がインバータ54に入力される
と、入力された信号が反転し、信号“1”が出力信号と
して出力されるとともに、インバータ51に入力され
る。
When signal "0" is input to inverter 54, the input signal is inverted, and signal "1" is output as an output signal and input to inverter 51.

【0086】また、トランスファゲート31がアクティ
ブ状態であることにより、インバータ52から出力され
た信号“0”がトランスファゲート31を通過し、イン
バータ53に入力される。なお、トランスファゲート3
2がインアクティブ状態であるため、インバータ53に
はトランスファゲート31を通過した信号のみが入力さ
れる。
Since the transfer gate 31 is in the active state, the signal “0” output from the inverter 52 passes through the transfer gate 31 and is input to the inverter 53. The transfer gate 3
Since 2 is in the inactive state, only the signal that has passed through the transfer gate 31 is input to the inverter 53.

【0087】信号“0”がインバータ53に入力される
と、入力された信号が反転し、信号“1”がインバータ
53から出力される。
When signal "0" is input to inverter 53, the input signal is inverted, and signal "1" is output from inverter 53.

【0088】その後、トランスファゲート42がアクテ
ィブ状態であることにより、インバータ53から出力さ
れた信号“1”がトランスファゲート42を通過し、イ
ンバータ52に入力される。なお、トランスファゲート
41がインアクティブ状態であるため、インバータ52
にはトランスファゲート42を通過した信号のみが入力
される。
After that, since the transfer gate 42 is active, the signal “1” output from the inverter 53 passes through the transfer gate 42 and is input to the inverter 52. Since the transfer gate 41 is in the inactive state, the inverter 52
, Only the signal passing through the transfer gate 42 is input.

【0089】そして、同様にインバータ52から信号
“0”が出力される。
Then, similarly, signal "0" is output from inverter 52.

【0090】その後、再度クロック信号が立ち下がると
(クロック信号が“0”)、インバータ21から信号
“1”が出力され、インバータ21から出力された信号
“1”とインバータ11から出力された信号“1”とが
NANDゲート22に入力され、NANDゲート22か
ら信号“0”がA信号として出力されるとともに、信号
“0”がインバータ23に入力され、インバータ23か
ら信号“1”がB信号として出力される。
Thereafter, when the clock signal falls again (the clock signal is "0"), the signal "1" is output from the inverter 21, and the signal "1" output from the inverter 21 and the signal output from the inverter 11 are output. "1" is input to the NAND gate 22, the signal "0" is output from the NAND gate 22 as the A signal, the signal "0" is input to the inverter 23, and the signal "1" is output from the inverter 23 to the B signal. Is output as

【0091】A信号が“0”、B信号が“1”となるこ
とにより、トランスファゲート42,43がインアクテ
ィブ状態となるとともに、トランスファゲート41,4
4がアクティブ状態となる。
When the signal A becomes "0" and the signal B becomes "1", the transfer gates 42 and 43 become inactive and the transfer gates 41 and 4 become inactive.
4 becomes active.

【0092】また、インバータ51においては、インバ
ータ54から出力された信号“1”が入力されているた
め、信号“0”が出力される。
Inverter 51 receives signal "1" output from inverter 54, and therefore outputs signal "0".

【0093】そして、トランスファゲート44がアクテ
ィブ状態であることにより、インバータ51から出力さ
れた信号“0”がトランスファゲート44を通過し、イ
ンバータ54に入力される。なお、トランスファゲート
43がインアクティブ状態であることにより、インバー
タ54にはトランスファゲート44を通過した信号のみ
が入力される。
Since the transfer gate 44 is in the active state, the signal “0” output from the inverter 51 passes through the transfer gate 44 and is input to the inverter 54. Since the transfer gate 43 is in the inactive state, only the signal that has passed through the transfer gate 44 is input to the inverter 54.

【0094】信号“0”がインバータ54に入力される
と、入力された信号が反転し、信号“1”が出力信号と
して出力される。
When signal "0" is input to inverter 54, the input signal is inverted, and signal "1" is output as an output signal.

【0095】また、インバータ54から出力された信号
は、インバータ51に入力され、それにより、同様に、
インバータ51から信号“0”が出力される。
The signal output from the inverter 54 is input to the inverter 51, and similarly,
Inverter 51 outputs signal “0”.

【0096】このようにして、外部から入力されるクロ
ック信号CLKが立ち上がる度に出力信号が反転し、そ
れにより、入力される信号が分周されて出力される。
Thus, the output signal is inverted every time the clock signal CLK input from the outside rises, whereby the input signal is divided and output.

【0097】次に、テストモード時、すなわち、制御信
号TESTが入力されている場合の動作について説明す
る。
Next, the operation in the test mode, that is, when the control signal TEST is input will be described.

【0098】制御信号TESTが入力されている(制御
信号TESTが“1”)場合、インバータ11から信号
“0”が出力され、C信号が“0”となるとともに、信
号“0”がインバータ12に入力され、インバータ12
から信号“1”がD信号として出力される。
When control signal TEST is input (control signal TEST is “1”), signal “0” is output from inverter 11, signal C becomes “0”, and signal “0” is output from inverter 12. Input to the inverter 12
Outputs a signal "1" as a D signal.

【0099】C信号が“0”、D信号が“1”となるこ
とにより、トランスファゲート31がインアクティブ状
態となるとともに、トランスファゲート32がアクティ
ブ状態となる。
When the C signal becomes "0" and the D signal becomes "1", the transfer gate 31 becomes inactive and the transfer gate 32 becomes active.

【0100】また、インバータ11から信号“0”が出
力されるため、NANDゲート22からは常に信号
“1”が出力され、それにより、A信号が“1”、B信
号が0となる。
Since signal "0" is outputted from inverter 11, signal "1" is always outputted from NAND gate 22, whereby signal A becomes "1" and signal B becomes 0.

【0101】A信号が“1”、B信号が“0”となるこ
とにより、トランスファゲート41,44がインアクテ
ィブ状態となるとともに、トランスファゲート42,4
3がアクティブ状態となる。
When the signal A becomes "1" and the signal B becomes "0", the transfer gates 41 and 44 become inactive and the transfer gates 42 and 4 become inactive.
3 becomes active.

【0102】外部から入力されるクロック信号CLKが
立ち上がると(クロック信号が“1”)、インバータ2
1から信号“0”が出力される。
When the clock signal CLK input from the outside rises (clock signal is “1”), the inverter 2
1 outputs a signal "0".

【0103】トランスファゲート32がアクティブ状態
であることにより、インバータ21から出力された信号
“0”がトランスファゲート32を通過し、インバータ
53に入力される。なお、トランスファゲート31がイ
ンアクティブ状態であるため、インバータ53にはトラ
ンスファゲート32を通過した信号のみが入力される。
Since transfer gate 32 is in the active state, signal “0” output from inverter 21 passes through transfer gate 32 and is input to inverter 53. Since the transfer gate 31 is in the inactive state, only the signal that has passed through the transfer gate 32 is input to the inverter 53.

【0104】信号“0”がインバータ53に入力される
と、入力された信号が反転し、信号“1”がインバータ
53から出力される。
When signal “0” is input to inverter 53, the input signal is inverted, and signal “1” is output from inverter 53.

【0105】そして、トランスファゲート42がアクテ
ィブ状態であることにより、インバータ53から出力さ
れた信号“1”がトランスファゲート42を通過し、イ
ンバータ52に入力される。なお、トランスファゲート
41がインアクティブ状態であるため、インバータ52
にはトランスファゲート42を通過した信号のみが入力
される。
Since the transfer gate 42 is active, the signal “1” output from the inverter 53 passes through the transfer gate 42 and is input to the inverter 52. Since the transfer gate 41 is in the inactive state, the inverter 52
, Only the signal passing through the transfer gate 42 is input.

【0106】信号“1”がインバータ52に入力される
と、入力された信号が反転し、信号“0”がインバータ
52から出力される。
When signal "1" is input to inverter 52, the input signal is inverted, and signal "0" is output from inverter 52.

【0107】そして、トランスファゲート43がアクテ
ィブ状態であることにより、インバータ53から出力さ
れた信号“0”がトランスファゲート43を通過し、イ
ンバータ54に入力される。なお、トランスファゲート
44がインアクティブ状態であるため、インバータ54
にはトランスファゲート43を通過した信号のみが入力
される。
Since the transfer gate 43 is active, the signal “0” output from the inverter 53 passes through the transfer gate 43 and is input to the inverter 54. Since the transfer gate 44 is in an inactive state, the inverter 54
, Only the signal that has passed through the transfer gate 43 is input.

【0108】信号“0”がインバータ54に入力される
と、入力された信号が反転し、信号“1”が出力信号と
して出力される。
When signal "0" is input to inverter 54, the input signal is inverted, and signal "1" is output as an output signal.

【0109】その後、外部から入力されるクロック信号
CLKが立ち下がると(クロック信号が“0”)、イン
バータ21から信号“1”が出力される。
Thereafter, when the clock signal CLK input from the outside falls (the clock signal is "0"), the signal "1" is output from the inverter 21.

【0110】トランスファゲート32がアクティブ状態
であることにより、インバータ21から出力された信号
“1”がトランスファゲート32を通過し、インバータ
53に入力される。なお、トランスファゲート31がイ
ンアクティブ状態であるため、インバータ53にはトラ
ンスファゲート32を通過した信号のみが入力される。
Since the transfer gate 32 is active, the signal “1” output from the inverter 21 passes through the transfer gate 32 and is input to the inverter 53. Since the transfer gate 31 is in the inactive state, only the signal that has passed through the transfer gate 32 is input to the inverter 53.

【0111】信号“1”がインバータ53に入力される
と、入力された信号が反転し、信号“0”がインバータ
53から出力される。
When signal "1" is input to inverter 53, the input signal is inverted, and signal "0" is output from inverter 53.

【0112】そして、トランスファゲート42がアクテ
ィブ状態であることにより、インバータ53から出力さ
れた信号“0”がトランスファゲート42を通過し、イ
ンバータ52に入力される。なお、トランスファゲート
41がインアクティブ状態であるため、インバータ52
にはトランスファゲート42を通過した信号のみが入力
される。
Since the transfer gate 42 is in the active state, the signal “0” output from the inverter 53 passes through the transfer gate 42 and is input to the inverter 52. Since the transfer gate 41 is in the inactive state, the inverter 52
, Only the signal passing through the transfer gate 42 is input.

【0113】信号“0”がインバータ52に入力される
と、入力された信号が反転し、信号“1”がインバータ
52から出力される。
When signal "0" is input to inverter 52, the input signal is inverted, and signal "1" is output from inverter 52.

【0114】そして、トランスファゲート43がアクテ
ィブ状態であることにより、インバータ53から出力さ
れた信号“1”がトランスファゲート43を通過し、イ
ンバータ54に入力される。なお、トランスファゲート
44がインアクティブ状態であるため、インバータ54
にはトランスファゲート43を通過した信号のみが入力
される。
Since the transfer gate 43 is active, the signal “1” output from the inverter 53 passes through the transfer gate 43 and is input to the inverter 54. Since the transfer gate 44 is in an inactive state, the inverter 54
, Only the signal that has passed through the transfer gate 43 is input.

【0115】信号“1”がインバータ54に入力される
と、入力された信号が反転し、信号“0”が出力信号と
して出力される。
When signal "1" is input to inverter 54, the input signal is inverted and signal "0" is output as an output signal.

【0116】このようにして、テストモード時において
は、入力されるクロック信号が分周されずにそのまま出
力される。
As described above, in the test mode, the input clock signal is output without being divided.

【0117】図3は、図2に示したトグルフリップフロ
ップからなる分周回路の実施の一形態を示す図であり、
(a)は構成を示す図、(b)がタイミングチャートで
ある。
FIG. 3 is a diagram showing an embodiment of a frequency dividing circuit comprising the toggle flip-flop shown in FIG.
(A) is a diagram showing a configuration, and (b) is a timing chart.

【0118】図3に示すように本形態においては、分周
回路を構成しているN段のトグルフリップフロップ60
−1〜60−Nのそれぞれに、図2に示した制御信号T
ESTが共通に入力される端子が設けられている。
As shown in FIG. 3, in the present embodiment, an N-stage toggle flip-flop 60 constituting a frequency dividing circuit is provided.
-1 to 60-N are respectively provided with the control signal T shown in FIG.
A terminal to which EST is commonly input is provided.

【0119】上記のように構成された分周回路において
は、分周回路のN段目のトグルフリップフロップあるい
はその途中段のトグルフリップフロップを使用している
回路に対してテストを行う場合や、分周回路全体の動作
を確認する場合、制御信号TESTにハイレベル信号を
入力することにより、入力されるクロック信号のタイミ
ングに基づいてテストを行うことができ、また、通常動
作を行う場合は、制御信号TESTにローレベル信号を
入力することにより、入力されるクロック信号を分周し
て出力することができる。
In the frequency dividing circuit configured as described above, a test is performed on a circuit using a toggle flip-flop at the N-th stage of the frequency dividing circuit or a toggle flip-flop at an intermediate stage. When confirming the operation of the entire frequency dividing circuit, by inputting a high-level signal to the control signal TEST, a test can be performed based on the timing of the input clock signal. By inputting a low level signal to the control signal TEST, the input clock signal can be divided and output.

【0120】また、N段目のトグルフリップフロップに
おいて、入力されるクロック信号をそのまま使用する場
合は、テストを行う場合と同様に、制御信号TESTに
ハイレベル信号を入力すれば、入力されるクロック信号
を分周させずに、N段目のトグルフリップフロップに伝
搬させることができる。
When the input clock signal is used as it is in the toggle flip-flop of the N-th stage, the input clock signal can be input by inputting a high-level signal to the control signal TEST as in the case of performing the test. The signal can be propagated to the N-th toggle flip-flop without dividing the frequency.

【0121】図4は、図2に示したトグルフリップフロ
ップからなる分周回路の実施の他の形態を示す図であ
り、(a)は構成を示す図、(b)がタイミングチャー
トである。
FIGS. 4A and 4B are diagrams showing another embodiment of the frequency dividing circuit comprising the toggle flip-flop shown in FIG. 2, wherein FIG. 4A is a diagram showing the configuration and FIG. 4B is a timing chart.

【0122】図4に示すように、分周回路を構成してい
る6段のトグルフリップフロップ61−1〜61−6の
それぞれに制御信号TESTを印加するための配線を3
本設け、それらをトグルフリップフロップ60−1〜6
0ー6と2段おきに接続し、3種類のテストグループに
分けてもよい。なお、グループ数においては、分周段数
にはよらず常に3種類でよい。
As shown in FIG. 4, three lines for applying the control signal TEST to each of the six stages of toggle flip-flops 61-1 to 61-6 forming the frequency dividing circuit are provided.
And the flip-flops 60-1 to 60-6
0-6 may be connected every other stage and divided into three types of test groups. The number of groups may always be three, regardless of the number of frequency division stages.

【0123】この3本の配線に制御信号TESTテスト
信号のハイレベルを順番に入力すれば、一つ一つのトグ
ルフリップフロップの動作を確認しながらデータを転送
することができるとともに、動作確認に必要となるパタ
ーン数が、使用しているトグルフリップフロップと同数
で済む。
By sequentially inputting the high level of the control signal TEST test signal to these three wirings, it is possible to transfer data while confirming the operation of each toggle flip-flop and to confirm the operation. Is the same as the number of used toggle flip-flops.

【0124】[0124]

【発明の効果】以上説明したように本発明においては、
外部から入力される制御信号に基づいて、入力されたク
ロック信号が分周されて出力されたり、分周されずにそ
のまま出力されたりする構成としたため、N段のトグル
フリップフロップからなる分周回路において、膨大な数
のクロック信号を入力することなく、N段目のトグルフ
リップフロップあるいはその途中段のトグルフリップフ
ロップを使用している回路に対してテストを行うことが
できるとともに、分周回路全体の動作を確認することが
できる。
As described above, in the present invention,
Since the input clock signal is divided and output based on a control signal input from the outside, or is output as it is without being divided, a frequency dividing circuit including N-stage toggle flip-flops In this case, it is possible to perform a test on a circuit using a toggle flip-flop at the N-th stage or a toggle flip-flop at an intermediate stage without inputting an enormous number of clock signals. Operation can be confirmed.

【図面の簡単な説明】[Brief description of the drawings]

【図1】本発明のトグルフリップフロップの実施の一形
態の機能ブロック図である。
FIG. 1 is a functional block diagram of a toggle flip-flop according to an embodiment of the present invention.

【図2】図1に示した機能を有するトグルフリップフロ
ップの実施の一形態を示す回路図である。
FIG. 2 is a circuit diagram showing one embodiment of a toggle flip-flop having the function shown in FIG.

【図3】図2に示したトグルフリップフロップからなる
分周回路の実施の一形態を示す図であり、(a)は構成
を示す図、(b)がタイミングチャートである。
3A and 3B are diagrams showing an embodiment of a frequency dividing circuit including the toggle flip-flop shown in FIG. 2, wherein FIG. 3A is a diagram showing a configuration and FIG. 3B is a timing chart.

【図4】図2に示したトグルフリップフロップからなる
分周回路の実施の他の形態を示す図であり、(a)は構
成を示す図、(b)がタイミングチャートである。
4A and 4B are diagrams showing another embodiment of the frequency dividing circuit including the toggle flip-flop shown in FIG. 2, wherein FIG. 4A is a diagram showing a configuration and FIG. 4B is a timing chart.

【図5】従来のトグルフリップフロップの一構成例を示
す回路図である。
FIG. 5 is a circuit diagram showing a configuration example of a conventional toggle flip-flop.

【図6】図5に示したトグルフリップフロップからなる
分周回路の一例を示す図であり、(a)は構成を示す
図、(b)がタイミングチャートである。
6A and 6B are diagrams illustrating an example of a frequency dividing circuit including the toggle flip-flop illustrated in FIG. 5, in which FIG. 6A is a diagram illustrating a configuration, and FIG. 6B is a timing chart.

【符号の説明】[Explanation of symbols]

10,20 回路 11,12,21,23,51〜54 インバータ 22 NANDゲート 30,40 ゲート群 31,32,41〜44 トランスファゲート 60−1〜60−n,61−1〜61−6 トグルフ
リップフロップ CLK クロック信号 TEST 制御信号
10, 20 circuit 11, 12, 21, 23, 51 to 54 inverter 22 NAND gate 30, 40 gate group 31, 32, 41 to 44 transfer gate 60-1 to 60-n, 61-1 to 61-6 toggle flip-flop Step CLK Clock signal TEST Control signal

フロントページの続き (58)調査した分野(Int.Cl.7,DB名) H03K 21/00 H03K 23/00 H03K 3/00 Continuation of the front page (58) Field surveyed (Int. Cl. 7 , DB name) H03K 21/00 H03K 23/00 H03K 3/00

Claims (5)

(57)【特許請求の範囲】(57) [Claims] 【請求項1】外部から入力されるクロック信号を分周し
て出力する第1のゲート群を有するトグルフロップフロ
ップにおいて、 外部から入力される制御信号に基づいて第1の信号及び
第2の信号を生成し出力する第1の回路と、 前記クロック信号をそのまま出力するとともに、前記ク
ロック信号と前記第1の信号とに基づいて第3の信号及
び第4の信号を生成し、該第3の信号及び第4の信号を
前記第1のゲート群に対して出力する第2の回路と、 該第2の回路から出力されたクロック信号及び前記第1
の回路から出力された第1及び第2の信号が入力され、
前記第1及び第2の信号に基づいて、入力されたクロッ
ク信号を前記第1のゲート群に対して出力する第2のゲ
ート群とを有し、前記制御信号の論理レベルに基づいて前記第1の信号乃
至第4の信号が各々の所定の論理レベルとなった時、前
記第1のゲート群は、 前記第2のゲート群から出力され
たクロック信号を分周せずに出力することを特徴とする
トグルフリップフロップ。
1. A toggle flop having a first gate group for dividing and outputting a clock signal input from the outside, wherein the first signal and the second signal are based on a control signal input from the outside. a first circuit for generating and outputting, while it outputs the clock signal to generate a third signal and a fourth signal based on said clock signal and said first signal, third A second circuit for outputting a second signal and a fourth signal to the first gate group, and a clock signal output from the second circuit and the first signal.
The first and second signals output from the circuit are input,
A second gate group that outputs an input clock signal to the first gate group based on the first and second signals, and the second gate group based on a logic level of the control signal. 1 signal
When the fourth signal reaches the predetermined logic level,
The toggle flip-flop , wherein the first group of gates outputs the clock signal output from the second group of gates without dividing the clock signal.
【請求項2】請求項1に記載のトグルフリップフロップ
において、 前記第1の信号は、前記制御信号を反転した信号であ
り、 前記第2の信号は、前記第1の信号を反転した信号であ
り、 前記第3の信号は、前記クロック信号を反転した信号と
前記第1の信号との論理積を反転した信号であり、 前記第4の信号は、前記第3の信号を反転した信号であ
ることを特徴とするトグルフリップフロップ。
2. The toggle flip-flop according to claim 1, wherein the first signal is a signal obtained by inverting the control signal, and the second signal is a signal obtained by inverting the first signal. The third signal is a signal obtained by inverting the logical product of the signal obtained by inverting the clock signal and the first signal, and the fourth signal is a signal obtained by inverting the third signal. A toggle flip-flop, comprising:
【請求項3】請求項1または請求項2に記載のトグルフ
リップフロップにおいて、 前記第1の回路は、 前記制御信号を反転させて前記第1の信号として出力す
る第1のインバータと、 該第1のインバータから出力された信号を反転させて前
記第2の信号として出力する第2のインバータとを有
し、 前記第2の回路は、 前記クロック信号を反転させる第3のインバータと、 該第3のインバータから出力された信号と前記第1のイ
ンバータから出力された信号とが入力され、両者の論理
積を反転させた信号を前記第3の信号として出力するN
ANDゲートと、 該NANDゲートから出力された信号を反転させて前記
第4の信号として出力する第4のインバータとを有し、 前記第1のゲート群は、 前記第4の信号が“1”である場合に、回路全体の出力
を反転した信号を通過させる第1及び第2のトランスフ
ァゲートと、 前記第3の信号が“1”である場合に、前記第2のゲー
ト群から出力され、反転した信号を通過させる第3のト
ランスファゲートと、 前記第3の信号が“1”である場合に、前記第1または
第3のトランスファゲートを通過し、反転した信号を通
過させる第4のトランスファゲートと 前記第2または第4のトランスファゲートを通過した信
号を反転して前記回路全体の出力とするインバータ とを
有し、 前記第2のゲート群は、 前記第1の信号が“1”である場合に、前記第1または
第3のトランスファゲートを通過し、反転した信号を通
過させる第5のトランスファゲートと、 前記第2の信号が“1”である場合に、前記第3のイン
バータから出力された信号を通過させる第6のトランス
ファゲートとを有することを特徴とするトグルフリップ
フロップ。
3. A toggle according to claim 1 or claim 2.
In the flip-flop, the first circuit inverts the control signal and outputs the inverted signal as the first signal
A first inverter, and inverting a signal output from the first inverter to
And a second inverter that outputs the second signal.
The second circuit includes a third inverter for inverting the clock signal, a signal output from the third inverter, and the first inverter.
The signal output from the inverter is input and the logic
N which outputs a signal whose product is inverted as the third signal
An AND gate, and inverting a signal output from the NAND gate,
And a fourth inverter that outputs a fourth signal, wherein the first gate group outputs the entire circuit when the fourth signal is “1”.
And second transfer for passing a signal obtained by inverting
And the second gate when the third signal is “1”.
The third to output the inverted signal and output the inverted signal
A transfer gate, and when the third signal is "1", the first or the first signal
Passes through the third transfer gate and passes the inverted signal
With the fourth transfer gate, The signal passing through the second or fourth transfer gate
Inverter that inverts the signal to output the entire circuit And
The second group of gates, when the first signal is “1”,
Passes through the third transfer gate and passes the inverted signal
A fifth transfer gate to pass through, and the third input when the second signal is "1".
Sixth transformer for passing the signal output from the barter
And a toggle flip having a fagate.
Flop.
【請求項4】請求項1乃至3のいずれか1項に記載のト
グルフリップフロップを複数個有してなる分周回路であ
って、 前記複数のトグルフリップフロップには、共通の制御信
号が入力されることを特徴とする分周回路。
4. A frequency divider comprising a plurality of toggle flip-flops according to claim 1, wherein a common control signal is input to said plurality of toggle flip-flops. A frequency dividing circuit.
【請求項5】請求項1乃至3のいずれか1項に記載のト
グルフリップフロップを複数個有してなる分周回路であ
って、 前記複数のトグルフリップフロップは、予め決められた
グループに分割され、前記グループ毎に共通の制御信号
が入力されることを特徴とする分周回路。
5. A frequency divider comprising a plurality of toggle flip-flops according to claim 1, wherein said plurality of toggle flip-flops are divided into predetermined groups. And a common control signal is input to each of the groups.
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