DE2638208A1 - Integrierte bit-slice-lsi-schaltung - Google Patents

Integrierte bit-slice-lsi-schaltung

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DE2638208A1 DE19762638208 DE2638208A DE2638208A1 DE 2638208 A1 DE2638208 A1 DE 2638208A1 DE 19762638208 DE19762638208 DE 19762638208 DE 2638208 A DE2638208 A DE 2638208A DE 2638208 A1 DE2638208 A1 DE 2638208A1
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Description

PATENTANWÄLTE F.W. HFMMERICH · GE-FD MÜLLER · D. GROSSE · F. POLLMEIER 72
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Integrierte "Bit-Slice"-LSI-Schaltung·
Diese Erfindung befaßt sich mit integrierten LST-Schaltungen. Diese Erfindung befaßt sich insbesondere aber mit integrierten "Bit-Slice"-LSI-Schaltungen, die in der Lage sind Mehrfunktionsoperationen durchzuführen,,
Zu dem Rechenwerk- und Leitwerksystem eines Mikroprozessors kann, wie dies bereits bekannt sein wird, eine Vielzahl von konventionellen Einzelchip-Halbleitervorrichtungen der "Bit-Slice"-Ausführung gehören,. Ein konventionelles Rechenwerk- und Leitwerksystem ist mit Fig, IA dargestellte Zu diesem konventionellen Rechenwerk- und Leitwerksystem gehören: η Einzelchip-Halbleitervorrichtungen 3, ein Leitwerk oder Steuerwerk 2 und eine weitere Vorrichtung 1„ Bei den Einzelchip-Halbleitervorrichtungen 3 handelt es sich beispielsweise um Register und um eine arithmetische Logikschaltvorrichtung , die als integrierte "Bit-Slice"-LSI-Schaltung ausgeführt werden können. Die weitere Vorrichtung-, die den größeren Teil des Systemes darstellen mag, vereinigt in sich Steuerungslogikschaltungen, die sich nicht als eine integrierte "Bit-Slice" Schaltung der LSI-Ausführung herstellen lassen,,
Ein anderes Rechenwerk- und Leitwerksystem, das mit Figo IB dargestellt ist, besteht aus einer integrierten LSI-Schaltung 4, zu der die Leitwerkseinheit en C1, C2,o..Cn gehören. Jede Leitwerkseinheit, beispielsweise die Leitwerkseinheit Ci,ist unterteilt in vier Leitwerkseinheiten C11, C12, C13 und Cl4.¥enn
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diese Leitwerkseinheiten auch als eine integrierte LSI-Schaltung angesehen werden können, so sind doch die Eingangsleitungen und die Ausgangsleitungen 5 erforderlich. Die Anzahl der Leitungen, damit aber auch die Anzahl der Anschlüsse oder Anschlußklemmen is"tgleich ( k χ η) . Damit aber ist die integrierte LSI-Schaltung als Einzelchip-Halbleiterschaltung nicht geeignet, weil sie nicht in eine Standardpakkung paßt oder untergebracht werden kann in einem Standardgehäuse.
Ziel dieser Erfindung ist somit die Schaffung einer einer integrierten "Bit-Slice"-LSI-Schaltung. Zu dieser "Bit-Slice"-LSI-Schaltung gehören mehrere Steuerschaltungen und Signalleitungen, die mit diesen Steuerschaltungen verbunden sind. Die integrierte "Bit-Slice"-LSI-Schaltung dieser Erfindung ist dadurch gekennzeichnet, daß es sich bei der integrierten Schaltung um eine Einzelchip-Halbleitervorrichtung handelt, bei der eine Signalleitung (L1 - Ln) auf mehrere Eingangssteuerschaltungen (C11, C12) und Ausgangssteuerschaltungen (C13, Cl4) geführt ist, und zwar über die Gatterschaltungen (Gl - Gn) und über Wählerleitungen (121, 122), die mit den vorerwähnten Gatterschaltungen in Verbindung stehen und zum Auswählen der Vernindungen zwischen der vorerwähnten Signalleitung und einer der vorerwähnten Steuerschaltungen Verwendung finden.
Diese Erfindung wird nachstehend nun anhand des in Zeichnung dargestellten Ausführungsbeispieles (der in Zeichnung dargestellten Ausführungsbeispiele) näher
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erläutert. Die Zeichnung zeigt in:-
Fig„ IA Blockdiagramme oder Blockschaltpläne vbn
1111 bisher bekannten Ausführungen der "Bit-Slice"-Halbleitervorrichtungen.
Fig. 2 eine sich für Mehrfachbetrieb eignende
integrierte "Bit-Slice"-LSI-Schaltung dieser Erfindung.
Fig. 3 einen mehr Details aufweisenden Blockschaltplan betreffend die mit Fig. 2 wiedergegebene integrierte "Bit-Slice"-LSI-Schaltung.
Fig. 2 läßt erkennen, daß zu der integrierten "Bit-Slice "-Schaltung mehrere Schaltkreise Gl, C2,»o.0
Cn gehören, die in Form einer "Bit-Slice"-Schaltung ausgeführt sind. Diesen Schaltkreisen sind verschiedenartige Funktionen zugeordnet, beispielsweise als Steuerungsiogik-Schaltkreise oder als Steuerungs-Schaltkreise eines Rechenwerkes und eines Leitwerkes in einem Prozessor, Diese Schaltkreise, (diese werden im weiteren Verlaufe dieser Patentanmeldung als Steuerschaltungen oder Steuerungs-Schaltkreise bezeichnet), sind jeweils auf die Gatterschaltungen Gl, G2 ο.ο und Gn geführt.
Die GatterSchaltungen dekodieren die Ansteuerungssignale Sl und S2, die von den Wählerleitungen 121 und 122 aus aufgeschaltet werden, derart, daß der angesteuerte Steuerungs-Schaltkreis mit den Signalleitungen Ll, L2,... und Ln verbunden wirdo Die Anzahl der Wählerleitungen wird wie folgt festgelegt:-
2X ^m
wobei m für die Anzahl der "Bit-Slice"-Funktionen
in jedem der Steuerungs-Schaltkreise steht,,
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Bei der mit Figo 2 wiedergegebenen integrierten LSX-Schaltung sind einem jeden der Steuerkreise oder einer jeden Steuerschaltung Cl, C2,... und Cn vier Arten van "Bit-Slice"-Funktionen zugeordnet- Den Gatterschaltungen Gl, G2, .o. und Gn werden jeweils zwei Ansteuerungssignale oder ¥ählsignale Sl und S2 aufgeschaltet und dann jeweils über die Wählerleitungen weitergeleitet ο Die Steuerkreise/Steuerschaltungen Cl, C2,o.o und Cn sowie die Gatterschaltungen Gl, G2,... und Gn sind in Fig. 3 noch detaillierter dargestellt. Zum Steuerkreis Cl gehören eine erste Schaltung CIl1 und eine zweite Schaltung ClSi, die den Eingangsteuerkreis oder die Eingangssteuerungsschaltung bilden, desgleichen aber eine dritte und vierte Schaltung G13_ und ClA, die die Ausgangssteuerungsschaltung bilden.
Bei diesen Schaltungen CIl, C12, C13 und Cl4 handelt es sich um Schaltungen der "Bit-Slice"-Ausführungen, denen verschiedene Funktionen zugeordnet sind.
Die Gatterschaltung Gl besteht aus den UND-Gliedern All und A21 für die Eingangssteuerungsschaltung CIl, aus den UND-Gliedern A12 und A22 für die Eingangssteuerungs se haltung C12, aus den UUND-Gliedern A13 und A23 für die Ausgangssteuerungsschaltung C13 sowie aus den UND-Gliedern Al4 und A24 für die Ausgsgangssteuerungsschaltung Cl4.
Die Gatterschaltungen C2, C3 und Cn sind entsprechend der Gatterschaltung Gl ausgeführt.,
Die Steuerkreise oder Steuerungsschaltungen C2, 03,»« und Cn sind in der Konstruktion entsprechend ausgeführt wie der Steuerkreis oder die Steuerungsschaltung Cl, ihnen sind jedoch andere Funktionen zugeordnet.
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Von den UND-Gliedern oder UND-Schaltungen All, A12, AI3 und Al4 werden die Ansteuerungssignale Sl und S2 dekodiert, die UND-Glieder oder UND-Schaltungen A21, A22, A23 und A2^ arbeiten als Eingans-UND-Glieder und als Ausgangs-UND-Glieder. Die an den Eingangsanschlüssen der UND-Glieder dargestellten kleinen Kreise stehen für eine Negierung0
Die Wählerleitungen 121 und 122 sind auf die Eingänge oder Eingangsanschlüsse des UND-Gliedes A 11 geführt.
Die Ausgangsleitung des UND-Gliedes oder der UND-Schaltung All und die Signalleitung Ll sind auf die Eingänge oder Eingangsanschlüsse des UND-Gliedes A21 geführt, dessen Ausgangsleitung wiederum auf die Eingangssteuerungsschaltung CIl geschaltet ist.
Die ¥ählerleitung 121 ist über die Negation mit dem Eingang oder Eingangsanschluß des UND-Gliedes verbunden, wohingegen die Wählerleitung 122 auf einen anderen Eingang oder auf eine anderen Eingangsanschluß des UND-Gliedes A12 geführt ist« Die Ausgangsleitung dieses UND-Gliedes A12 und die Signalleitung Ll sind schaltungsmäßig mit dem UND-Glied oder der UND-Schaltung A22 verbundene Die Ausgangsleitung dieses UND-Gliedes A22 wiederum ist auf die Steuerungsschaltung C12 geführt.
Die Wählerleitung 121 ist mit dem Eingang oder mit dem Eingangsanschluß des UND-Gliedes AI3 verbunden, während die Wählerleitung 122 über die Negationsvorrichtung auf den anderen Anschluß oder den anderen Eingang des UND-Gliedes geführt ist«, Der Ausgang dieses UND-Gliedes
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A13 ist über die Negation mit der Signalleitung Ll verbunden.
Die Wählerleitungen 121 und 122 sind über Negationen auf die Eingänge oder die Eingangsanschlüsse des UND-Gliedes Al4 geführt. Der Ausgang dieses UND-Gliedes Al4 und der Ausgang der Ausgangssteuerungsschaltung sind jeweils mit den Eingängen oder den Eingangsanschlussen des UND-Gliedes A24 verbunden, das ausgangsseitig über eine Negation wiederum auf die Signalleitung Ll geführt isto
Die Funktion und die Arbeitsweise dieser integrierten LSI-Schaltung soll nachstehend nun beschrieben und erläutert werden.
Von den Gatterschaltungen Gl, G2, ... und Gn gewählt werden entweder die Eingangssignale der Signalleitungen Ll, L2,... und Ln oder aber deren Ausgangssignale und die Verbindungen zwischen den vorgegebenen Schaltkreisen einer jeden der Steuerschaltungen Cl, C2, und Cn und den Signalleitungen Ll, L2, -. und Ln, wobei dieser AuswahlVorgang im Ansprechen auf die Auswahlsignale Sl und S2 durchgeführt wird»
Haben beispielsweise die beiden Ansteuerangssignale oder AuawahlSignale Sl und S2 den Signalwert "1", dann befindet sich das UND-Glied All im Durchlaßzustand, wobei das UND-Glied 21 das Ausgangssignal der Signalleitung L1 aufgeschaltet erhält und dieses auf die erste Eingangssteuerungsschaltung CIl, die zum Steuerkreis oder zur Steuerungsschaltung Cl gehört, schaltet ο
Die Eingangs- und AusgangsSignalleitungen L2, L3,.. und Ln stehen jeweils mit den ersten Schaltungen in
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den Steuerkreisen oder Steuerschaltungen C2, C3,.o. und Cn in Verbindung, und zwar über die Gatterschaltungen G2, G3,... und Gn jeweils in der gleichen Weise.
Hat das Ansteuerungssignal Sl den Signalwert "0", das Ansteuerungssignal S2 aber den Signalwert "1", dann werden die Signalleitungen Ll, L2 , . „ . und Ln jeweils mit den zweiten Schaltungen der Steuerkreise oder der Steuerungsschaltungen Cl, C2, ... und Cn über die Gatterschaltungen Gl, G2,.oo und Gn verbunden« Sind diese Bedingungen gegeben, dann wird das Ausgangssignal des Ausgangssteuerkreises oder der Ausgangssteuerungsschaltung C22, diese gehört zur Steuerungsschaltung C2, beispielsweise über die UND-Schaltung auf die Signalleitung L2 geschaltet»
Die Erläuterung der Schaltoperationen für den Fall, daß die Ansteuerungssignale oder Auswahlsignale die Signalwerte "10" und "00" haben, wird weggelassen, weil den Fachleuten diese SchaItoperationen leicht verstehen werdenο
Wenn auch das bevorzugte Ausführungsbeispiel des Erfindungsgegenstandes anhand einer speziellen integrierten LSI-Schaltung erklärt und erläutert worden ist, so sollte dennoch klar sein, daß im Rahmen dieser Erfindung auch andere integrierte LSI-Schaltungen zur Erzielung der gleichen Vorteile eingesetzt und verwendet werden können,, So können beispielsweise die UND-Glieder All, A12, A13 und Al4 schaltungsmäßig derart angeordnet sein, daß sie gemainsam mit einer Vielzahl von Gatterschaltungen Gl, G2, „.. und Gn arbeitenο
Es ist bereits zuvor erwähnt worden, daß die integrierte LSI-Schaltung dieser Erfindung mehrere Funktio-
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nen in sich, vereinigt, ohne daß dafür die Anzahl der Anschlüsse an der Einzelchip-Halbleitervorrichtung vergrößert werden muß, so daß dadurch die Vorrichtung in einem Standardgehäuse untergebracht werden kann.
Gegenüber der Anzahl der erforderlichen Anschlüsse bei der mit Figo IB dargestellten integrierten "Bit-Slice "-LSI-Schaltung, die mit dem Wert (4 χ η) angegeben ist, hat die integrierte LSI-Schaltung dieser Erfindung (n + 2 ) Anschlüsse. Anders ausgedrückt: die integrierten "Bit-Slice"-LSI-Schaltungen dieser Erfindung weisen einen großen Vorteil auf, und zwar im Hinblick auf deren Verwendung und auch im Hinblick auf deren Fabrikation und deren Kosten.
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Claims (1)

  1. PATENTANWÄLTE F.W. HFMMER)CH · GhPD MÜLLER - D. GROSSE · F. POLLMEIER 72
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    Patentansprüche;-
    1./ Integrierte Mehr funkt ionen- "Bit -Slice "-LSI-Sclialtung mit mehreren Steuerungsschaltungen und Signalleitungen, die mit diesen Steuerungsschaltungen in Verbindung stehen^
    dadurch gekennzeichnet, daß es sich bei dieser integrierten Schaltung um eine Einzelchip-Halbleitervorrichtung handelt; daß eine Signalleitung (Ll - Ln) verbunden ist mit mehreren Eingangssteuerungsschaltungen (Cll, CI2) und mehreren Ausgangssteuerungsschaltungen (C13, Cl4), und zwar über die Gatterschaltungen (Gl - Gn) und über die Ansteuerungs-oder Wählerleitungen, die auf die vorerwähnten Gatterschaltungen geführt sind und Verwendung finden zum Auswählen und Ansteuern der Verbindung zwischen einer der Signalleitungen und einer, der vorerwähnten Steuerungssehaltungen.
    2. Integrierte Mehrfunktionen-"Bit-Slice"-LSI-Schaltung nach Anspruch 1,
    dadurch gekennzeichnet, zu den vorerwähnten Steuerungsschaltungen Steuerungs -Logikschaltungen gehören.
    Integrierte Mehrfunktionen-"Bit-Slice"-LSI-Schaltung nach Anspruch 1,
    dadurch gekennzeichnet, daß zu den vorerwähnten Steuerungsschaltungen eine arithmetische Logikeinheit/Rechenwerk gehört.
    ho Integrierte Mehrfunktionen-"Bit-Slice"-LSI-Schaltung nach Anspruch 1,
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    daß zu den vorerwähnten Steuerungsschaltungen Register gehören,
    Integrierte Mehrfunktionen-"Bit-Slice"-LSI-Schaltung nach irgendeinem der vorerwähnten Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die angeführten Gatterschaltungen aus Dekodierungsgattern besteht (All, A12, A13, Al4) und aus den Eingangsgatterη sowie aus den Ausgangsgattern (A21, A22, A23 und A2h); daß die Eingangsgatter und die Ausgangsgatter jeweils auf die Eingangssteuerungsschaltungen und auf die Ausgangs-Steuerungsschaltungen geführt sind; daß schließlich die Ausgänge oder Ausgangsanschlüsse der Dekodierungsgatter mit den Eingängen oder Eingangsanschlüssen der Eingangsgatter und der Ausgangsgatter in Verbindung stehen.
    6. Integrierte Mehrfunktionen-"BI-Slice"-LSI-Schaltung nach Anspruch 5»
    dadurch gekennzeichnet, daß die vorerwähnten Dekodierungsgatter (A11,A12, AI3, Al4) gemein verwendet werden mit mehreren Gruppen von Eingangsgattern und Ausgangsgatterne
    - Ende -
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    Leerseite
DE19762638208 1975-08-28 1976-08-25 Integrierte bit-slice-lsi-schaltung Granted DE2638208A1 (de)

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