DE3637158C2 - - Google Patents

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Karl-Diether Dipl.-Ing. 7101 Oedheim De Nutz
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Telefunken Electronic GmbH
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Description

Kettenförmige Logikschaltungen finden beispielsweise in Frequenzteilern oder in Schieberegistern Anwendung. Solche Schaltungen werden vorzugsweise aus sogenannten master-slave-D-Flipflops aufgebaut. Eine master-slave-Schaltung in I2L-Technik besteht im allgemeinen gemäß der Fig. 1 aus drei jeweils kreuzgekoppelten Gatterpaaren. Das erste Gatterpaar weist ein erstes Takt-Eingangsgatter (T 2) sowie ein Gatter auf, das zusammen mit (T 2) den Eingangsspeicher bildet. Das zweite Gatterpaar weist gemäß der Fig. 1 ein zweites Takt-Eingangsgatter (T 1) sowie ein Dateneingangsgatter D auf. Das dritte Gatterpaar weist gemäß der Fig. 1 ein -Ausgangsgatter ( ) sowie ein Q-Ausgangsgatter (Q) auf.
Für bestimmte Fälle wie z.B. für das Messen einer kettenförmigen Logik­ schaltung ist es erforderlich, die ganze Kette von master-slave-Schaltungen entweder zu setzen oder zurückzusetzen, um auf diese Weise einen definierten Grundzustand herzustellen. Setzen bedeutet Q = 1 und zurücksetzen bedeutet Q = 0. Um der master-slave-Schaltung einen bestimmten Ausgangszustand zu geben, sind in herkömmlicher Weise gemäß der Fig. 1 zwei Gatter (GR) und (GS) erforderlich, die bei Ausführung der Schaltung in integrierter Technik Chip-Fläche erfordern, und zwar etwa 30% der master-slave-Grund-Schaltung.
Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, ein I²L-Master-Slave-D-Flipflop anzugeben, welches in einfacher Weise aufgebaut ist und deshalb bei der Integration Chip-Fläche spart.
Diese Aufgabe wird durch ein I²L-Master-Slave-D-Flipflop mit den kennzeichnenden Merkmalen des Anspruchs 1 gelöst.
Die Erfindung wird im folgenden an einem Ausführungsbeispiel erläutert.
Die Fig. 2 zeigt die prinzipielle Anordnung der sechs Gatter eines master-slave-D-flipflops in I2L-Technik. Die Gatter sind entsprechend der Darstellung der Fig. 1 gekennzeichnet.
Jedes Gatter besteht aus zwei Halbleiterzonen vom gleichen Leitungs­ typ, die sich in einem Halbleiterbereich vom entgegengesetzten Leitungstyp befinden. Die eine Halbleiterzone (1′, T 2′, D′, T 1′, ′, Q′) hat die Funktion einer Injektorzone, während die andere Halbleiterzone (1′′, T 2′′, D′′, T 1′′, ′′, Q′′) die Basiszone des I²L-Gatters darstellt.
Wie die Fig. 2 weiter zeigt, sind nach der Erfindung zwei Ver­ sorgungsleitungen vorhanden, und zwar die Versorgungsleitung und die Versorgungsleitung . Die Versorgungsleitung ist die Reset-Ver­ sorgungsleitung und die Versorgungsleitung ist die Set-Versorgungs­ leitung. Die eine Versorgungsleitung ist mit drei bestimmten Injektor­ zonen der sechs Gatter und die andere Versorgungsleitung ist mit den restlichen drei Injektorzonen der sechs Gatter verbunden. Im Ausführungs­ beispiel der Fig. 2 sind die Injektorzonen T 2′, D′ und ′ an die - Leitung und die Injektorzonen 1′, T 1′ und Q′ an die -Leitung ange­ schlossen.
Die master-slave-Schaltung der Fig. 2 wird durch eine Stromquelle (T v ) gespeist, die zwei gleiche Ströme liefert. Die Stromquelle besteht im Ausführungsbeispiel der Fig. 2 aus einem Multikollektor- Transistor T v in Stromspiegelschaltung: Ein Kollektorausgang des Transistors T v ist mit der -Leitung und ein zweiter Kollektor des Transistors T v ist mit der -Leitung verbunden. Zwischen der - Leitung und Masse ist der Schalter SR und zwischen der -Leitung und Masse ist der Schalter SS angeordnet. Durch die beiden Schalter können die beiden Leitungen mit der Masse verbunden werden.
Wenn der master-slave-Schaltung ein Reset aufgezwungen werden soll, wird die -Leitung durch den Schalter SR gegen Masse geschaltet. Ent­ sprechendes gilt für das Aufzwingen von Set. Wird die -Leitung an Masse gelegt, so erhalten die an die -Leitung angeschlossenen Gatter keinen Versorgungsstrom. Damit werden die Ausgänge der an die -Leitung angeschlossenen Gatter hochohmig, was in der I2L-Technik einer logischen 1 entspricht. Dadurch können die jeweiligen kreuz­ gekoppelten Partnergatter durchschalten. Der eingestellte Zustand Q=0 wird auch nach wieder Auf-Schalten des Schalters SR beibehalten. Analoges gilt für den Set-Vorgang.
Fig. 3 zeigt in perspektivischer Ansicht die flächenoptimierte An­ ordnung der Injektor-Versorgungsleitungen für das Anwendungsbeispiel nach Fig. 2.
Durch die Verwendung von zwei Versorgungsleitungen, durch entsprechende Auswahl von Gattern für den Anschluß an die eine Versorgungsleitung und für den Anschluß an die andere Versorgungsleitung sowie durch ent­ sprechende Strombeaufschlagung der Versorgungsleitungen bzw. Strom­ entzug (z.B. durch Verbinden der betreffenden Versorgungsleitung mit Masse) wird erfindungsgemäß das Setzen bzw. Zurücksetzen der Gatter der Logikschaltung erreicht, ohne daß für diesen Prozeß besondere Gatter erforderlich sind. Die Einsparung wird natürlich umso größer, je mehr Kettenglieder vorhanden sind.

Claims (4)

1. I²L-Master-Slave-D-Flipflop, dadurch gekennzeichnet, daß für die Versorgung der Gatter zwei Versorgungsleitungen vorgesehen sind und daß die eine Versorgungsleitung gleichzeitig als Reset-Steuerleitung und die andere Versorgungsleitung gleichzeitig als Set-Steuerleitung verwendet wird.
2. I²L-Master-Slave-D-Flipflop nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß es drei kreuzgekoppelte Gatterpaare aufweist und daß jeweils ein Gatter von der Set-Steuerleitung und jeweils ein Gatter von der Reset-Steuerleitung versorgt wird.
3. I²L-Master-Slave-D-Flipflop nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Reset-Steuerleitung mit dem Takt-Eingangsgatter des ersten Gatterpaares, mit dem Daten-Eingangsgatter sowie mit dem Q-Ausgangsgatter verbunden ist und daß die Set-Steuerleitung mit dem Takt-Eingangsgatter des zweiten Gatterpaares, mit dem Q-Ausgangsgatter sowie mit demjenigen Gatter verbunden ist, welches mit dem Takt-Eingangsgatter des ersten Gatterpaares kreuzgekoppelt ist.
4. I²L-Master-Slave-D-Flipflop nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß als Steueranordnung jeweils ein Schalter vorgesehen ist, der die Stromzufuhr zur jeweiligen Versorgungsleitung unterbindet.
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DE3637158A1 (de) 1988-08-11

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