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Die
Erfindung betrifft eine Schaltungs-Einrichtung, insbesondere Latch-
oder Phasen-Detektor-Einrichtung gemäß Oberbegriff des Anspruchs
1.
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Herkömmliche
Latch-Einrichtungen dienen beispielsweise dazu, in Halbleiter-Bauelementen (beispielsweise
Speicherbauelementen wie z.B. DRAMs (DRAM = Dynamic Random Access
Memory bzw. dynamischer Schreib-Lese-Speicher)) Daten zu speichern
bzw. zwischenzuspeichern, und – z.B.
synchron zu einem auf dem Halbleiter-Bauelement verwendeten Takt-Signal
(clk-Signal) – wieder
auszugeben.
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Im
Stand der Technik verwendete Latch-Einrichtungen können z.B.
aus zwei Transfer-Gates, und vier Invertern bestehen.
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Der
Eingang des ersten Transfer-Gates ist mit einer Daten-Eingabe-Leitung verbunden,
mit der die zu latchenden Daten (mittels eines entsprechenden Daten-Eingabe-Signals
(data-Signal)) in
die Latch-Einrichtung eingegeben werden. Ein erster Steuer-Anschluß des ersten
Transfer-Gates ist mit einer (ersten) Takt-Leitung verbunden, an
der das Takt-Signal (clk-Signal) anliegt, und ein weiterer – inverser – Steuer-Anschluß des ersten
Transfer-Gates mit einer (weiteren) Takt-Leitung, an der ein zum Takt-Signal
(clk-Signal) inverses Takt-Signal (bclk-Signal) anliegt.
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Der
Ausgang des ersten Transfer-Gates ist an den Eingang des ersten
Inverters angeschlossen. Der Ausgang des ersten Inverters ist mit
dem Eingang des zweiten Transfer-Gates verbunden, und mit dem Eingang
des zweiten Inverters, dessen Ausgang an den Eingang des ersten
Inverters rückgekoppelt ist.
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Der
(erste) Steuer-Anschluß des
zweiten Transfer-Gates ist – entsprechend
invers wie beim ersten Transfer-Gate – mit der o.g. weiteren, inversen Takt-Leitung
verbunden (an der – wie
oben erläutert – das inverse
Takt-Signal (bclk-Signal) anliegt), und der (weitere) – inverse – Steuer-Anschluß des zweiten
Transfer-Gates ist – ebenfalls
entsprechend invers wie beim ersten Transfer-Gate – mit der
ersten Takt-Leitung verbunden (an der – wie oben erläutert – das Takt-Signal
(clk-Signal) anliegt).
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Der
Ausgang des zweiten Transfer-Gates ist an den Eingang des dritten
Inverters angeschlossen. Der Ausgang des dritten Inverters ist mit
dem Eingang des vierten Inverters verbunden, dessen Ausgang an den
Eingang des dritten Inverters rückgekoppelt
ist, sowie mit einer Daten-Ausgabe-Leitung, mit der die in die Latch-Einrichtung
(bzw. die o.g. Daten-Eingabe-Leitung) eingegebenen Daten – in gelatchter
Form, und synchron zum Takt-Signal (clk-Signal) – wieder ausgegeben werden
(und zwar mittels eines entsprechenden Daten-Ausgabe-Signals (ldata-Signal)).
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Die
in die Latch-Einrichtung eingegebenen Daten (data-Signal) müssen – um ein
fehlerfreies Latchen der Daten sicherzustellen – bereits eine vorbestimmte
Zeit vor einer entsprechenden (z.B. positiven) Flanke des Takt-Signals
(clk-Signals) (bzw.
einer entsprechenden (z.B. negativen) Flanke des inversen Takt-Signals
(bclk-Signals)) stabil an der o.g. Daten-Eingabe-Leitung anliegen
(sog. „Set-Up"-Zeit (Tsetup)).
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Des
weiteren müssen
zum fehlerfreien Latchen der Daten diese auch bis zu einer vorbestimmten
Zeit nach der entsprechenden (positiven) Flanke des Takt-Signals
(clk-Signals) (bzw. der entsprechenden (negativen) Flanke des inversen
Takt-Signals (bclk-Signals)) stabil an der o.g. Daten-Eingabe-Leitung
anliegen (sog. „Hold"-Zeit (Thold)).
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Die „Set-Up"- und „Hold"-Zeit kann – insgesamt – in einer
Größenordnung
von ca. 50 bis 200 Pikosekunden liegen, was insbesondere bei hohen Frequenzen,
bzw. für
den – die
Leistungsfähigkeit des
Halbleiter-Bauelements insgesamt bestimmenden – jeweils „kritischen Pfad" problematisch sein.
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Die
o.g. „Set-Up"- und „Hold"-Zeit könnte verringert
werden, wenn sichergestellt wäre,
daß das Takt-
und das inverse Takt-Signal
(clk- und bclk-Signal) voll komplementär zueinander wären (und
nicht zu jeweils geringfügig
voneinander abweichenden Zeitpunkten ihren Zustand von „logisch
hoch" auf „logisch
niedrig" (negative
Flanke) und entsprechend umgekehrt von „logisch niedrig" auf „logisch
hoch" (positive
Flanke) wechseln würden).
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Dieses
Ziel ist jedoch – z.B.
aufgrund von bei der Herstellung des entsprechenden Halbleiter-Bauelements
auftretenden Prozess-Ungenauigkeiten – mit herkömmlichen Latch-Einrichtungen
nicht bzw. nur bis zu einem gewissen – unbefriedigenden – Grad erreichbar.
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In
der
DE 69124981 T2 ist
eine integrierte Halbleiterschaltung gezeigt, die aus Flipflops
aufgebaut ist, welche – entsprechend
der Zeitvorgabe eines in die Halbleiterschaltung eingegebenen Taktsignals – in die
Halbleiterschaltung eingegebene Daten erhalten, und speichern können.
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Aus
der
DE 2711909 A1 ist
eine ein RS-Flip-Flop aufweisende Vorrichtung bekannt. Die Vorrichtung
dient dazu, anzuzeigen, ob die Phasendifferenz zwischen einem ersten
und einem zweiten – in
die Vorrichtung eingegebenen – Signal
konstant ist.
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Die
Erfindung hat zur Aufgabe, eine neuartige Schaltungs-Einrichtung bereitzustellen,
insbesondere eine neuartige Latch- und eine neuartige Phasen-Detektor-Einrichtung,
insbesondere eine Latch-Einrichtung, mit der gegenüber herkömmlichen Latch-Einrichtungen
die „Set-Up"- bzw. „Hold"-Zeit verringert werden kann.
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Sie
erreicht dieses und weitere Ziele durch den Gegenstand des Anspruchs
1.
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Vorteilhafte
Weiterbildungen der Erfindung sind in den Unteransprüchen angegeben.
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Im
folgenden wird die Erfindung anhand eines Ausführungsbeispiels und der beigefügten Zeichnung
näher erläutert. In
der Zeichnung zeigt:
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1 eine schematische Darstellung
einer Schaltungs-Einrichtung
gemäß einem
Ausführungsbeispiel
der vorliegenden Erfindung;
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2a ein Signal-Timing-Diagramm
zur Veranschaulichung der zeitlichen Abfolge von Zustandswechseln
von in der Schaltungseinrichtung gemäß 1 vorkommenden Signalen für den Fall,
dass erst das Daten-Eingabe-Signal, und dann das Takt-Signal seinen
Zustand wechselt; und
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2b ein Signal-Timing-Diagramm
zur Veranschaulichung der zeitlichen Abfolge von Zustandswechseln
von in der Schaltungseinrichtung gemäß 1 vorkommenden Signalen für den Fall,
dass erst das Takt-Signal, und dann das Daten-Eingabe-Signal seinen Zustand wechselt.
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In 1 ist eine schematische
Darstellung einer Schaltungs-Einrichtung 1 gemäß einem
Ausführungsbeispiel
der vorliegenden Erfindung gezeigt.
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Die
Schaltungs-Einrichtung 1 ist in ein – z.B. auf CMOS-Technologie beruhendes – Halbleiter-Bauelement
eingebaut, beispielsweise ein Logik- und/oder Speicherbauelement
wie z.B. ein DRAM (DRAM = Dynamic Random Access Memory bzw. dynamischer
Schreib-Lese-Speicher), insbesondere ein DRAM-Speicherbauelement mit doppelter Datenrate
(DDR-DRAM).
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Die
Schaltungs-Einrichtung 1 kann z.B. dazu verwendet werden, – entsprechend ähnlich wie
herkömmliche
Latch-Einrichtungen – Daten
in zeitlichem Bezug zu einem auf dem Halbleiter-Bauelement verwendeten Takt-Signal (clk-Signal)
zu speichern bzw. zwischenzuspeichern, und wieder auszugeben.
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Wie
aus 1 hervorgeht, weist
die Schaltungs-Einrichtung 1 im wesentlichen drei Schaltungs-Abschnitte 1a, 1b, 1c auf.
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Der
erste und dritte Schaltungs-Abschnitt 1a, 1c wird
jeweils von einem – entsprechend
verschalteten – RS-Flip-Flop 2a, 2b gebildet.
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Wie
in 1 gezeigt ist, weist
beim vorliegenden Ausführungsbeispiel
das erste RS-Flip-Flop 2a zwei NAND-Gatter 3a, 3b auf
(hier: zwei 2-NAND-Gatter 3a, 3b), und das zweite
RS-Flip-Flop 2b zwei NAND-Gatter 4a, 4b (hier:
zwei 2-NAND-Gatter 4a, 4b).
Bei alternativen, hier nicht dargestellten Ausführungsbeispielen können statt NAND-Gatterbasierten
RS-Flip-Flops 2a, 2b z.B. auch – entsprechend
invers – entsprechende NOR-Gatter-basierte
RS-Flips-Flops verwendet werden, etc. (ggf. unter alternativer Verwendung
eines zum o.g. Takt-Signal (clk-Signal) inversen Takt-Signals (bclk-Signal)).
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Gemäß 1 ist beim hier gezeigten
Ausführungsbeispiel
ein erster Eingang des ersten STAND-Gatters 3a des ersten
RS-Flips-Flops 2a mit einer
Daten-Eingabe-Leitung 5 verbunden, mit der die zu latchenden
Daten (mittels eines entsprechenden Daten-Eingabe-Signals (data-Signal))
in die Schaltungs-Einrichtung 1 eingegeben
werden.
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Ein
erster Eingang des zweiten NAND-Gatters 3b des ersten RS-Flips-Flops 2a ist – über eine Leitung 6 – mit einer
Takt-Leitung 7 verbunden, über die
das o.g. Takt-Signal (clk-Signal)
in die Schaltungs-Einrichtung 1 eingegeben wird.
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Der
Ausgang des ersten NAND-Gatters 3a des ersten RS-Flips-Flops 2a ist über eine
Leitung 8, und eine mit dieser verbundenen Leitung 9 an
einen zweiten Eingang des zweiten NAND-Gatters 3b des ersten
RS-Flips-Flops 2a rückgekoppelt
(so dass ein am Ausgang des ersten NAND-Gatters 3a des
ersten RS-Flips-Flops 2a ausgegebenes Signal (dc-Signal) dem
zweiten Eingang des zweiten NAND-Gatters 3b des ersten
RS-Flips-Flops 2a zugeführt
wird).
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Entsprechend
umgekehrt ist auch der Ausgang zweiten NAND-Gatters 3b des ersten RS-Flips-Flops 2a – über eine
Leitung 10, und eine mit dieser verbundenen Leitung 11 – an einen
zweiten Eingang des ersten NAND-Gatters 3a des ersten RS-Flips-Flops 2a rückgekoppelt
(so dass ein am Ausgang des zweiten NAND-Gatters 3b des
ersten RS-Flips-Flops 2a ausgegebenes Signal (cd-Signal) dem
zweiten Eingang des ersten NAND-Gatters 3a des ersten RS-Flips-Flops 2a zugeführt wird).
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Wie
in 1 weiter gezeigt
ist, weist die Schaltungs-Einrichtung 1 – beim o.g.
zweiten Schaltungs-Abschnitt 1b – vier weitere NAND-Gatter 12a, 12b, 12b, 12c auf
(oder alternativ z.B. – entsprechend
invers – entsprechende
NOR-Gatter), und zwar
zwei 2-NAND-Gatter 12a, 12b, und zwei 3-NAND-Gatter 12c, 12d.
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Das
am Ausgang des ersten NAND-Gatters 3a des ersten RS-Flips-Flops 2a des
ersten Schaltungs-Abschnitts 1a ausgegebene Signal (dc-Signal) wird – über die
Leitung 8 – einem
ersten Eingang des ersten NAND-Gatters 12a des zweiten
Schaltungs-Abschnitts 1b zugeführt, und das am Ausgang des
zweiten NAND-Gatters 3b des ersten RS-Flips-Flops 2a des
ersten Schaltungs-Abschnitts 1a ausgegebene Signal (cd-Signal) – über die
Leitung 10 – einem
ersten Eingang des zweiten NAND-Gatters 12b des zweiten
Schaltungs-Abschnitts 1b.
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Wie
in 1 weiter gezeigt
ist, wird ein am Ausgang des ersten NAND-Gatters 12a des
zweiten Schaltungs-Abschnitts 1b ausgegebenes Signal (on-Signal) über eine
Leitung 13 einem ersten Eingang des dritten NAND-Gatters 12c (hier:
des 3-NAND-Gatters 12c)
des zweiten Schaltungs-Abschnitts 1b zugeführt.
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Auf
entsprechende Weise wird ein am Ausgang des zweiten NAND-Gatters 12b des
zweiten Schaltungs-Abschnitts 1b ausgegebenes Signal (bon-Signal) über eine
Leitung 14 an einen ersten Eingang des vierten NAND-Gatters 12d (hier
des 3-NAND-Gatters 12d)
des zweiten Schaltungs-Abschnitts 1b weitergeleitet.
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Des
weiteren wird – über eine
mit der Takt-Leitung 7 verbundene Leitung 15,
und über
mit dieser verbundene Leitungen 16 bzw. 17 – das Takt-Signal
(clk-Signal) einem zweiten Eingang des dritten NAND-Gatters 12c des
zweiten Schaltungs-Abschnitts 1b, bzw. einem zweiten Eingang des
vierten NAND-Gatters 12d des zweiten Schaltungs-Abschnitts 1b zugeführt.
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Das
am Ausgang des dritten NAND-Gatters 12c des zweiten Schaltungs-Abschnitts 1b ausgegebene
Signal (en-Signal) wird über
eine Leitung 18, und eine mit dieser verbundenen Leitung 20 einem zweiten
Eingang des ersten NAND-Gatters 12a des zweiten Schaltungs-Abschnitts 1b zugeführt, und über eine – mit der
Leitung 18 verbundene Leitung 19 – einem
dritten Eingang des vierten NAND-Gatters 12d des zweiten
Schaltungs-Abschnitts 1b.
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Entsprechend
umgekehrt wird das am Ausgang des vierten NAND-Gatters 12d des zweiten Schaltungs-Abschnitts 1b ausgegebene
Signal (ben-Signal) über
eine Leitung 21, und eine mit dieser verbundenen Leitung 22 einem
zweiten Eingang des zweiten NAND-Gatters 12b des zweiten
Schaltungs-Abschnitts 1b zugeführt, und über eine – mit der Leitung 21 verbundene
Leitung 23 – einem
dritten Eingang des dritten NAND-Gatters 12c des zweiten Schaltungs-Abschnitts 1b.
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Wie
weiter in 1 gezeigt
ist, wird das am Ausgang des dritten NAND-Gatters 12c des
zweiten Schaltungs-Abschnitts 1b ausgegebene Signal (en-Signal) – über die
Leitung 18, und eine mit dieser verbundene Leitung 24 – einem
ersten Eingang des ersten NAND-Gatters 4a des dritten Schaltungs-Abschnitts 1c zugeführt (d.h.
dem ersten Eingang des zweiten RS-Flip-Flops 2b).
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Entsprechend
wird das am Ausgang des vierten NAND-Gatters 12d des zweiten
Schaltungs-Abschnitts 1b ausgegebene Signal (ben-Signal) – über die
Leitung 21, und eine mit dieser verbundene Leitung 25 – einem
ersten Eingang des zweiten NAND-Gatters 4b des dritten
Schaltungs-Abschnitts 1c zugeführt (d.h. dem zweiten Eingang
des zweiten RS-Flip-Flops 2b).
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Der
Ausgang des ersten NAND-Gatters 4a des dritten Schaltungs-Abschnitts 1c (bzw.
zweiten RS-Flips-Flops 2b) ist über eine Leitung 26,
und eine mit dieser verbundenen Leitung 27 an einen zweiten Eingang
des zweiten NAND-Gatters 4b des zweiten RS-Flips-Flops 2b rückgekoppelt
(so dass ein am Ausgang des ersten NAND-Gatters 4a des
zweiten RS-Flips-Flops 2b ausgegebenes (Daten-Ausgabe-)Signal
(out-Signal) dem zweiten Eingang des zweiten NAND-Gatters 4b des
zweiten RS-Flips-Flops 2b zugeführt wird).
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Entsprechend
umgekehrt ist auch der Ausgang zweiten NAND-Gatters 4b des dritten Schaltungs-Abschnitts 1c (bzw.
zweiten RS-Flips-Flops 2b) – über eine Leitung 28,
und eine mit dieser verbundenen Leitung 29 – an einen
zweiten Eingang des ersten NAND-Gatters 4a des zweiten
RS-Flips-Flops 2b rückgekoppelt
(so dass ein am Ausgang des zweiten NAND-Gatters 4b des zweiten RS-Flips-Flops 2b ausgegebenes
(Daten-Ausgabe-)Signal
(bout-Signal) dem zweiten Eingang des ersten NAND-Gatters 4a des
zweiten RS-Flips-Flops 2b zugeführt wird).
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Wie
in 1 weiter gezeigt
ist, wird das am Ausgang des ersten NAND-Gatters 4a des
zweiten RS-Flips-Flops 2b ausgegebene Daten-Ausgabe-Signal
(out-Signal) – über die
o.g. Leitung 26, und eine mit dieser verbundenen Daten-Ausgabe-Leitung 30 – an einen
(ersten) Ausgang der Schaltungs-Einrichtung 1 weitergeleitet,
und das am Ausgang des zweiten NAND-Gatters 4b des zweiten
RS-Flips-Flops 2b ausgegebene (weitere, inverse) Daten-Ausgabe-Signal
(bout-Signal) – über die
o.g. Leitung 28, und eine mit dieser verbundenen (weiteren,
inversen) Daten-Ausgabe-Leitung 31 – an einen (weiteren, inversen)
Ausgang der Schaltungs-Einrichtung 1.
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Im
folgenden wird die Funktionsweise der Schaltungs-Einrichtung 1 unter Bezugnahme
auf 1, sowie auf die
in 2a und 2b gezeigten Signal-Timing-Diagramme
näher erläutert, und
zwar i) für
den Fall, dass zunächst
das Daten-Eingabe-Signal
(data-Signal), und dann das Takt-Signal (clk-Signal) seinen Zustand wechselt (vgl. 2a), und ii) für den Fall,
dass zunächst
das Takt-Signal (clk-Signal), und dann das Daten-Eingabe-Signal
(data-Signal) seinen Zustand wechselt (vgl. 2b).
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Wechselt – bezogen
auf 2a – das an
der Daten-Eingabe-Leitung 5 anliegende,
und dem ersten Eingang des ersten NAND-Gatters 3a des ersten RS-Flip-Flops 2a zugeführte Daten-Eingabe-Signal (data-Signal)
seinen Zustand von „logisch
niedrig" auf „logisch
hoch" (bei einem
weiterhin „logisch
niedrigen" Zustand
des an der Takt-Leitung 7 anliegenden Takt-Signals (clk-Signal)),
wechselt das am Ausgang des ersten NAND-Gatters 3a des
ersten RS-Flip-Flops 2a ausgegebene Signal (dc-Signal) seinen
Zustand von „logisch
hoch" auf „logisch
niedrig" (wohingegen
das am Ausgang des zweiten NAND-Gatters 3b des ersten RS-Flip-Flops 2a ausgegebene
Signal (cd-Signal) in einem „logisch
hohen" Zustand verbleibt – unabhängig vom
Zustand des Takt-Signals (clk-Signal)).
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Als
Folge des Zustandswechsels des dc-Signals wechselt das am Ausgang
des ersten NAND-Gatters 12a des zweiten Schaltungs-Abschnitts 1b ausgegebene
Signal (on-Signal) seinen Zustand von „logisch niedrig" auf „logisch
hoch" – das bon-Signal
bleibt „logisch
niedrig".
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Aufgrund
des zunächst
noch „logisch
niedrigen" Zustands
des am zweiten Eingang des dritten NAND-Gatters 12c des
zweiten Schaltungs-Abschnitts 1b anliegenden Takt-Signals
(clk-Signal) bleibt
das am Ausgang des dritten NAND-Gatters 12c des zweiten
Schaltungs-Abschnitts 1b ausgegebene Signal (en-Signal) zunächst noch „logisch hoch".
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Ändert dann – z.B. eine
Zeitdauer von Δt1 nach dem Daten-Eingabe-Signal (data-Signal) – das am
zweiten Eingang des dritten NAND-Gatters 12c des zweiten
Schaltungs-Abschnitts 1b anliegende Takt-Signal (clk-Signal)
seinen Zustand von „logisch niedrig" auf „logisch
hoch", wechselt
das am Ausgang des dritten NAND-Gatters 12c des zweiten Schaltungs-Abschnitts 1b ausgegebene
Signal (en-Signal) seinen Zustand von „logisch hoch" auf „logisch
niedrig" (das am
dritten Eingang des dritten NAND-Gatters 12c des zweiten
Schaltungs- Abschnitts 1b anliegende
Signal (ben-Signal) verbleibt fortdauernd in einem „logisch
hohen" Zustand).
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Der
Wechsel des – dem
ersten Eingang des ersten NAND-Gatters 4a des zweiten RS-Flip-Flops 2b zugeführten – Signals
(en-Signal) von „logisch hoch" auf „logisch
niedrig" führt dazu,
dass das am Ausgang des ersten NAND-Gatters 4a des zweiten RS-Flip-Flops 2b – und damit
am (ersten) Ausgang der Schaltungs-Einrichtung 1 – ausgegebene
Daten-Ausgabe-Signal (out-Signal) von einem „logisch niedrigen" auf einen „logisch
hohen" Zustand überwechselt.
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Mit
Hilfe der o.g. an den Ausgängen
der 3-NAND-Gatter 12c, 12d des zweiten Schaltungs-Abschnitts 1b ausgegebenen,
und an das erste und zweite 2-NAND-Gatter 12a, 12b des
zweiten Schaltungs-Abschnitts rückgekoppelten
Signale (en-Signal, bzw. ben-Signal) wird des erste bzw. zweite
2-NAND-Gatter 12a, 12b entsprechend gesperrt bzw.
deaktiviert (und erst später
wieder aktiviert bzw. freigegeben), wodurch sichergestellt wird, dass
das Daten-Ausgabe-Signal (out-Signal)
seinen „logisch
hohen" Zustand zumindest
bis zur nächsten, negativen
Flanke des Takt-Signals (clk-Signals) beibehält.
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In 2b ist ein Signal-Timing-Diagramm zur
Veranschaulichung der zeitlichen Abfolge von Zustandswechseln von
in der Schaltungs-Einrichtung 1 gemäß 1 vorkommenden Signalen für den Fall gezeigt,
dass zunächst
das Takt-Signal (clk-Signal), und dann das Daten-Eingabe-Signal
(data-Signal) seinen Zustand wechselt.
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Wechselt
gemäß 2b das – wie oben erläutert an
der Takt-Leitung 7 anliegende,
und dem ersten Eingang des zweiten NAND-Gatters 3b des ersten
RS-Flip-Flops 2a zugeführte – Takt-Signal (clk-Signal)
seinen Zustand von „logisch
niedrig" auf „logisch
hoch" (bei einem
weiterhin „logisch
niedrigen" Zustand
des an der Daten-Eingabe-Leitung 5 anliegenden Daten- Eingabe-Signals (data-Signal)), wechselt
das am Ausgang des zweiten NAND-Gatters 3b des ersten RS-Flip-Flops 2a ausgegebene
Signal (cd-Signal) seinen Zustand von „logisch hoch" auf „logisch
niedrig" (wohingegen
das am Ausgang des ersten NAND-Gatters 3a des ersten RS-Flip-Flops 2a ausgegebene
Signal (dc-Signal) in einem „logisch
hohen" Zustand verbleibt – unabhängig vom
Zustand des Takt-Signals (clk-Signal)).
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Als
Folge des Zustandswechsels des cd-Signals wechselt das am Ausgang
des zweiten NAND-Gatters 12b des zweiten Schaltungs-Abschnitts 1b ausgegebene
Signal (bon-Signal) seinen Zustand von „logisch niedrig" auf „logisch
hoch" – das on-Signal
bleibt „logisch
niedrig".
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Aufgrund
des zunächst
noch „logisch
niedrigen" Zustands
des an der Daten-Eingabe-Leitung 5 anliegenden Daten-Eingabe-Signals (data-Signal) bleibt
das am Ausgang des vierten NAND-Gatters 12d des
zweiten Schaltungs-Abschnitts 1b ausgegebene Signal (ben-Signal)
zunächst
noch „logisch hoch".
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Ändert dann – z.B. eine
Zeitdauer von Δt2 nach dem Takt-Signal (clk-Signal) – das Daten-Eingabe-Signal
(data-Signal) seinen Zustand von „logisch niedrig" auf „logisch
hoch", wechselt
das am Ausgang des vierten NAND-Gatters 12d des zweiten Schaltungs-Abschnitts 1b ausgegebene
Signal (ben-Signal)
seinen Zustand von „logisch
hoch" auf „logisch
niedrig".
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Der
Wechsel dieses – dem
ersten Eingang des zweiten NAND-Gatters 4b des
zweiten RS-Flip-Flops 2b zugeführten – Signals (ben-Signal) von „logisch
hoch" auf „logisch
niedrig" führt dazu, dass
das am Ausgang des zweiten NAND-Gatters 4b des zweiten
RS-Flip-Flops 2b – und
damit am (inversen) Ausgang der Schaltungs-Einrichtung 1 – ausgegebene
(inverse) Daten-Ausgabe-Signal
(bout-Signal) von einem „logisch
niedrigen" auf einen „logisch hohen" Zustand überwechselt.
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Mit
Hilfe der o.g. an den Ausgängen
der 3-NAND-Gatter 12c, 12d des zweiten Schaltungs-Abschnitts 1b ausgegebenen,
und an das erste und zweite 2-NAND-Gatter 12a, 12b rückgekoppelten
Signale (en-Signal, bzw. ben-Signal) wird des erste bzw. zweite
2-NAND-Gatter 12a, 12b des zweiten Schaltungs-Abschnitts 1b entsprechend
gesperrt bzw. deaktiviert (und erst später wieder aktiviert bzw. freigegeben),
wodurch sichergestellt wird, dass das Daten-Ausgabe-Signal (bout-Signal) seinen „logisch hohen" Zustand zumindest
bis zur nächsten,
negativen Flanke des Takt-Signals (clk-Signals) beibehält.
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Bei
der in 1 gezeigten Schaltungs-Einrichtung 1 dient
der erste Schaltungs-Abschnitt 1a (hier: das RS-Flip-Flop 2a)
im Wesentlichen dazu, festzustellen, welches der beiden der Schaltungs-Einrichtung 1 zugeführten Eingangs-Signale – das dem
ersten NAND-Gatter 3a zugeführte Daten-Eingabe-Signal (data-Signal),
oder das dem zweiten NAND-Gatter 3b zugeführte Takt-Signal (clk-Signal) – zuerst
seinen Zustand wechselt („Evaluierung").
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Dies
geschieht dadurch, dass – entsprechend
wie oben beschrieben – der
Ausgang desjenigen NAND-Gatters 3a, 3b, dem dasjenige
Eingangs-Signal (Daten-Eingabe-Signal (data-Signal), oder Takt-Signal (clk-Signal))
zugeführt
wird, das als erstes seinen Zustand wechselt (hier: von „logisch niedrig" auf „logisch
hoch"), auf einen „logisch
niedrigen" Zustand
wechselt (dc-Signal bzw. cd-Signal), wodurch verhindert wird, dass
der jeweils komplementäre
Ausgang (cd-Signal
bzw. dc-Signal) ebenfalls auf einen „logisch niedrigen" Zustand wechseln kann.
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Da
nur einer der beiden Ausgänge
des ersten Schaltungs-Abschnitts 1a (d.h.
der Ausgang des ersten NAND-Gatters 3a, oder der Ausgang
des zweiten NAND-Gatters 3b) sich in einem „logisch niedrigen" Zustand befinden
kann, kann – solange das Takt-Signal
(clk-Signal) „logisch
niedrig" ist – jeweils
nur entweder der Ausgang des ersten NAND-Gatters 12a des
zweiten Schaltungs-Abschnitts 1b (d.h. das on-Signal),
oder der Ausgang des zweiten NAND-Gatters 12b des zweiten
Schaltungs-Abschnitts 1b (d.h.
das bon-Signal) „logisch hoch" sein.
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Nachdem
der Zustand des Takt-Signals (clk-Signal) von „logisch niedrig" auf „logisch
hoch" gewechselt
hat, verhält
sich der zweite Schaltungs-Abschnitt 1b (bzw. genauer:
dessen 3-NAND-Gatter 12c, 12d) entsprechend ähnlich,
wie der erste Schaltungs-Abschnitt 1a (bzw. das von den 2-NAND-Gattern 3a, 3b gebildete
erste RS-Flip-Flop 2a): Der Ausgang desjenigen 3-NAND-Gatters 12c, 12db,
dem dasjenige Eingangs-Signal (on-Signal, oder bon-Signal) zugeführt wird,
das als erstes seinen Zustand wechselt, wechselt entsprechend seinen
Zustand derart, dass verhindert wird, dass der jeweils komplementäre Ausgang
ebenfalls seinen Zustand entsprechend wechseln kann (d.h. es findet dann – entsprechend ähnlich wie
beim ersten Schaltungs-Abschnitt 1a – eine „Evaluierung" statt, welches der
beiden den 3-NAND-Gattern 12c, 12d zugeführten Signale
(on-Signal, oder bon-Signal) zuerst seinen Zustand wechselt).
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Die
Schaltungs-Einrichtung 1 kann – entsprechend den Ausführungen
oben, und ähnlich
wie eine herkömmliche
Latch-Einrichtung – dazu verwendet
werden, die – mit
Hilfe des Daten-Eingabe-Signals (data-Signal) – in die Schaltungs-Einrichtung 1 eingegebenen
Daten synchron bzw. in zeitlichem Bezug zu dem auf dem Halbleiter-Bauelement
verwendeten-Takt-Signal
(clk-Signal) zu speichern bzw. zwischenzuspeichern, und wieder auszugeben.
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Dabei
sind die – für ein fehlerfreies
Arbeiten der Schaltungs-Einrichtung 1 einzuhaltenden – „Set-Up"- bzw. „Hold"-Zeiten (bzw, diesen
Zeiten entsprechende Zeiten) bei der in 1 gezeigten Schaltungs-Einrichtung 1 wesentlich
kleiner, als bei herkömmlichen
Latch-Einrichtungen (z.B. kleiner als 50 oder 40, insbesondere kleiner
als 30 Pikosekunden), und im wesentlichen von der Schalt-Auflösungs-Zeit des ersten RS-Flip-Flpps 2a abhängig (die
z.B. 10 – 20
Pikosekunden betragen kann).
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Außer als
Latch-Einrichtung (bzw. zusätzlich hierzu)
kann die in 1 gezeigte
Schaltungs-Einrichtung 1 z.B. auch als Phasen-Detektor-Einrichtung verwendet
werden, insbesondere zur Ermittlung, ob ein erstes – dem o.g.
Daten-Eingabe-Signal (data-Signal) entsprechendes, und an der Leitung 5 eingegebenes – Signal
phasenmäßig einem
zweiten – dem o.g.
Takt-Signal entsprechenden, an der Leitung 7 eingegebenen – Signal
vorauseilt, oder hinterherläuft (wobei
die Leitung 5 dann die Funktion einer ersten Signal-Eingangs-Leitung,
und die Leitung 7 die Funktion einer weitere Signal-Eingangs-Leitung übernimmt).
-
- 1
- Schaltungs-Einrichtung
- 1a
- Schaltungs-Abschnitt
- 1b
- Schaltungs-Abschnitt
- 1c
- Schaltungs-Abschnitt
- 2a
- RS-Flip-Flop
- 2b
- RS-Flip-Flop
- 3a
- NAND-Gatter
- 3b
- NAND-Gatter
- 4a
- NAND-Gatter
- 4b
- NAND-Gatter
- 5
- Daten-Eingabe-Leitung
- 6
- Leitung
- 7
- Takt-Leitung
- 8
- Leitung
- 9
- Leitung
- 10
- Leitung
- 11
- Leitung
- 12a
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