DE68929257T2

DE68929257T2 - Multipositionsverschieber

Info

Publication number: DE68929257T2
Application number: DE68929257T
Authority: DE
Inventors: Takeji Tokumaru
Original assignee: Toshiba Corp
Current assignee: Toshiba Corp
Priority date: 1988-07-15
Filing date: 1989-07-17
Publication date: 2001-03-15
Anticipated expiration: 2009-07-18
Also published as: KR900002557A; DE68929257D1; EP0350966A2; JPH0225921A; EP0350966B1; JPH0531169B2; US4962511A; KR920005355B1; EP0350966A3

Description

Die vorliegende Erfindung betrifft einen Multipositions- Verschieber (nachstehend auch als Barrel-Verschieber bezeichnet) und insbesondere einen Barrel-Verschieber, der auf einer LSI für einen Mikroprozessor angebracht werden soll, um eine effiziente Verdrahtung zu erzeugen, und der eine kompakte Zusammensetzung im Vergleich mit herkömmlichen aufweist.
Allgemein weist ein gewöhnlicher Barrel-Verschieber ein Eingangsregister auf einer unteren Ebene, ein Eingangsregister auf einer hohen Ebene, eine Barrel- Verschieber-Haupteinheit und einen Bustreiber auf. Das Niedrigpegel-Eingangsregister weist eine vorgegebene Anzahl von Niedrigpegel-Eingangsbitleitungen und eine Breite, die im wesentlichen durch eine Verdrahtungsbreite der Leitungen definiert ist, auf, und das Niedrigpegel-Eingangsregister Ebene weist die gleiche Anzahl von Hochpegel- Eingangsbitleitungen wie die Niedrigpegel- Eingangsbitleitungen und eine Breite, die im wesentlichen die gleiche wie das Niedrigpegel-Eingangsregister ist, auf. Beide Eingangsregister sind auf der Eingangsseite der Haupteinheit angeordnet und der Bustreiber ist auf der Ausgangsseite davon angeordnet.
Herkömmlicher Weise ist die Schaltungsbreite der Eingangsseite der Haupteinheit für eine Verdrahtung von beiden Eingangsregistern breiter als die Schaltungsbreite der Ausgangsseite davon für eine Verdrahtung zu dem Bustreiber, so dass die Haupteinheit und die anderen Einzelelemente, die auf jeder Seite der Haupteinheit angeordnet sind, in dem jeweiligen Schaltungsverdrahtungsgebiet durcheinander angeordnet sind und somit wird eine Verdrahtung für die gesamte Schaltung eines Barrel-Verschiebers kompliziert und ein ungenutzter Raum ergibt sich.
Um die Defekte von herkömmlichen Barrel-Verschiebern zu verdeutlichen, wird nun das Betriebsprinzip beschrieben.
Fig. 1 ist eine schematische Ansicht zum Erläutern eines Betriebs eines Barrel-Verschiebers.
In dem Linksverschiebe-Betriebsmodus werden Daten, die verschoben werden sollen, in dem Eingangsregister 1 der unteren Ebene eingestellt und sämtliche Nullen werden als Hereinschiebedaten in einem Eingangsregister der hohen Ebene eingestellt. Durch eine derartige Einstellung kann zum Beispiel ein sich ergebender Ausgang, der um 2 Bits in die linke Richtung verschoben ist, an eine Haupteinheit 3 erhalten werden, wie gezeigt.
In ähnlicher Weise ist der Rechtsschiebebetrieb des Barrel- Verschiebers in Fig. 2 gezeigt. In dem Rechtsverschiebe- Betriebsmodus werden sämtliche Nullen oder kodierten Zahlen des MSB (das höchste Bit) als Hereinschiebedaten in dem Eingangsregister 1 der unteren Ebene eingestellt und Daten, die verschoben werden sollen, werden in dem Eingangsregister 2 der oberen Ebene eingestellt. Durch eine derartige Einstellung kann zum Beispiel ein sich ergebender Ausgang, der um 2 Bits in die rechte Richtung verschoben ist, an der Haupteinheit 3 erhalten werden.
Ein herkömmlicher Barrel-Verschieber zum Bewirken eines derartigen Verschiebebetriebs ist in Fig. 3 gezeigt. In der Zeichnung sind ein Niedrigpegel-Eingangsregister 1, ein Hochpegel-Eingangsregister 2 und eine Barrel-Verschieber- Haupteinheit 3 gezeigt und ein Bezugszeichen 4 bezeichnet einen Bustreiber.
Das Niedrigpegel-Eingangsregister 1 und das Hochpegel- Eingangsregister 2 sind jeweils mit Eingangsbitleitungen LB&sub0;- LB&sub3;&sub1;, die mit einem Bus der unteren Ebene verbunden sind, und Eingangsbitleitungen HB&sub0;-HB&sub3;&sub1; der oberen Ebene, die mit einem Bus der oberen Ebene verbunden sind, versehen, und ihre Schaltungsbreite ist jeweils und im wesentlichen durch eine -Verdrahtungsbreite der jeweiligen Eingangsbitleitungen definiert.
In diesem Fall entspricht die Schaltungsbreite der Eingangsseite der Haupteinheit 3 dem Ausgang von insgesamt 62 Bits sowohl des Eingangsregisters 1 der unteren Ebene als auch des Eingangsregisters 2 der oberen Ebene. Andererseits entspricht die Breite der Ausgangsseite der Haupteinheit 3 nur einem Ausgang von 32 Bits, die um eine vorgegebene Bitanzahl verschoben worden sind.
Dementsprechend ist in dem gesamten Aufbau des herkömmlichen Barrel-Verschiebers, wie in Fig. 3 gezeigt, die Eingangsseite der Haupteinheit 3 breiter als die Ausgangsseite davon und somit wird ein spezifischer Abschnitt der Haupteinheit 3, d. h. ein Gebiet, welches mit schrägen Linien bezeichnet ist, ein ungenutzter Platz.
Wenn der verschobene Ausgang von der Haupteinheit 3 in die Niedrigpegel Ausgangsleitungen LB' oder Hochpegel- Ausgangsleitungen HP' über den Bustreiber 4 ausgegeben wird, wird unvermeidbar auf der Eingangsseite des Bustreibers 4 ein Verdrahtungsgebiet benötigt, welches mit dem Bezugszeichen "A" in der Zeichnung bezeichnet ist, wo zu verdrahtende Drähte in der Schaltung gebogen werden müssen.
Wenn, wie in Fig. 4 gezeigt, der Barrel-Verschieber so aufgebaut ist, dass die Niedrigpegel-Eingangsbitleitungen LB&sub0;-LB&sub3;&sub1; und die Hochpegel-Eingangsbitleitungen HB&sub0;-HB&sub3; alternierend an dem Niedrigpegel-Eingangsregister 1 bzw. dem Hochpegel-Eingangsregister angeordnet sind, kann die Breite des Bustreibers 4 reduziert werden und das Gebiet, wo die Drähte gebogen werden müssen, kann vermieden werden. Jedoch wird in diesem Fall, wie in Fig. 4 gezeigt, auf der Eingangsseite des Hochpegel-Eingangsregisters 2 unweigerlich ein anderes Gebiet benötigt, welches mit dem Bezugszeichen "A" bezeichnet ist, in dem zu verdrahtende Drähte in ähnlicher Weise wie bei dem Gebiet "A", das in Fig. 3 gezeigt ist, gebogen werden müssen, so dass eine effiziente Schaltungsverdrahtung sogar durch den Aufbau nicht durchgeführt werden kann. Ferner bleibt auch ein ungenutzter Platz, der mit schrägen Linien bezeichnet ist, im wesentlichen ähnlich zu dem in Fig. 3 gezeigten.
Wie voranstehend erwähnt, wird in dem herkömmlichen Barrel- Verschieber ein Gebiet bzw. eine Fläche unweigerlich benötigt, wo die Drähte gebogen werden müssen, da die Breite der Eingangsseite der Haupteinheit breiter als diejenige der Ausgangsseite davon ist.
Die EP-A-0 228 948 zeigt einen Barrel-Verschieber, bei dem jede Ausgangsleitung mit sechs Eingangsleitungen über einen einzelnen Transistor verbunden ist, anstelle einer Verwendung einer Bank von Wählern. Eine einzelne Steuerleitung kann eine Anzahl von Transistoren schalten. Eine einzelne Matrixanordnung kann verwendet werden, aber für große Busbreiten ergibt sich ein großes Feld. Ausgangsbustreiber sind aus den Proceedings IEEE ICCC 1980, Seiten 1184-1187 bekannt.

ZUSAMMENFASSUNG DER ERFINDUNG

Es ist deshalb eine Aufgabe der vorliegenden Erfindung, das Schaltungsgebiet eines Barrel-Verschiebers effizienter zu verwenden, indem der Aufbau des Barrel-Verschiebers verbessert wird und die Niedrigpegel-Eingangsbitleitungen und die Hochpegel-Eingangsleitungen an den jeweiligen Eingangsregistern alternierend angeordnet werden.
Gemäß der vorliegenden Erfindung ist ein Barrel-Verschieber vorgesehen, wie im Anspruch 1 aufgeführt.
Durch einen derartigen Aufbau kann eine effiziente Schaltungsverdrahtung in einem Barrel-Verschieber erzielt werden.
Diese und andere Aufgaben, Merkmale und Vorteile der vorliegenden Erfindung ergeben sich näher aus der folgenden Beschreibung einer bevorzugten Ausführungsform, im Zusammenhang mit den beiliegenden Zeichnungen. In den Zeichnungen zeigen:
Fig. 1 eine schematische Ansicht zum Erläutern eines allgemeinen Linksverschiebebetriebs eines Barrel- Verschiebers;
Fig. 2 eine schematische Ansicht zum Erläutern eines allgemeinen Rechtsverschiebebetriebs eines Barrel- Verschiebers;
Fig. 3 eine Ansicht eines Aufbaus eines herkömmlichen Barrel-Verschiebers;
Fig. 4 eine Ansicht eines Aufbaus eines anderen herkömmlichen Barrel-Verschiebers;
Fig. 5 eine grundlegende Ansicht des Aufbaus eines Barrel- Verschiebers gemäß der vorliegenden Erfindung;
Fig. 6 eine Ansicht eines Aufbaus einer Ausführungsform eines Barrel-Verschiebers gemäß der vorliegenden Erfindung; und
Fig. 7 eine Ansicht eines Aufbaus einer Schaltung pro Bit in jedem Wähler zum Bilden einer Haupteinheit eines Barrel-Verschiebers.

AUSFÜHRLICHE BESCHREIBUNG DER AUSFÜHRUNGSFORM

Fig. 5 zeigt eine grundlegende Ansicht eines Aufbaus eines Barrel-Verschiebers gemäß der vorliegenden Erfindung. In der Zeichnung sind ein Niedrigpegel-Eingangsregister 10, ein Hochpegel-Eingangsregister 11, eine Barrel-Verschieber- Haupteinheit 12 mit Verschiebesteuerungs-Eingangsleitungen und einen Bustreiber 13 gezeigt.
In dem Barrel-Verschieber gemäß der vorliegenden Erfindung sind das Niedrigpegel-Eingangsregister 10 und das Hochpegel- Eingangsregister 11 parallel zueinander angeordnet, wie in der Zeichnung gezeigt, und die Niedrigpegel- Eingangsbitleitungen LB&sub0;-LB&sub3;&sub1; und die Hochpegel- Eingangsbitleitungen HB&sub0;-HB&sub3;&sub1; sind jeweils alternierend mit den Eingangsregistern 10, 11 verbunden. Bezüglich der Barrel- Verschieber-Haupteinheit 12 ist in einem Gebiet, welches mit schrägen Linien R in der Haupteinheit 12 bezeichnet ist, das Verdrahtungsgebiet eingebaut, welches mit gestrichelten Linien bezeichnet ist, wo eine Verdrahtung entsprechend zu der Bitanzahl des Eingangsregisters 11 der oberen Ebene herkömmlicher Weise vorgesehen war.
Fig. 6 zeigt einen Aufbau einer Ausführungsform eines Barrel- Verschiebers gemäß der vorliegenden Erfindung.
In der Zeichnung sind ein Niedrigpegel-Eingangsregister 10 mit 32 Bits von LR&sub0;-LR&sub3;&sub1;, ein Hochpegel-Eingangsregister 11 mit 32 Bits von HR&sub0;-HR&sub3;&sub1; gezeigt und eine Barrel-Verschieber- Haupteinheit 12 ist mit einem Wähler 20 zum Bewirken einer 16-Bit Verschiebung und zur Verbindung mit einer Eingangsleitung S16, einem Wähler 21 zum Bewirken einer 8-Bit Verschiebung und zur Verbindung mit einer Eingangsleitung S8, einem Wähler 22 zum Bewirken einer 4-Bit Verschiebung und zur Verbindung mit einer Eingangsleitung S4, einem Wähler 23 zum Bewirken einer 2-Bit Verschiebung und zur Verbindung mit einer Eingangsleitung S2 und einem Wähler 24 zum Bewirken einer 1-Bit Verschiebung und zur Verbindung mit einer Eingangsleitung S1 gebildet.
Ein Bustreiber 13 weist Bustreiber 25 mit drei Zuständen auf und wählt einen Ausgang von dem Wähler 24 der letzten Stufe an irgendeinem der Bustreiber mit drei Zuständen und nimmt eine Ausgabe an die Niedrigpegel-Eingangsbitleitungen LB'&sub0;- LB'&sub3;&sub1; oder die Hochpegel-Eingangsbitleitungen HB'&sub0;-HB'&sub3;&sub1; oder die Hochpegel-Eingangsbitleitungen HB'&sub0;-HB'&sub3;&sub1; vor.
In Fig. 6 sind die Drähte, die in dem Gebiet verdrahtet werden sollen, welches in Fig. 5 mit schrägen Linien R gezeigt··ist, mit einem Linksverschiebeeingang (mit SL bezeichnet) und einem Rechtsverschiebeeingang (mit SR bezeichnet) der jeweiligen Wähler verbunden.
Nachstehend wird ein Betrieb der voranstehend erwähnten Ausführungsform des Barrel-Verschiebers gemäß der vorliegenden Erfindung beschrieben.
In dem Linksverschiebe-Betriebsmodus werden die zu verschiebenden Daten in das Niedrigpegel-Eingangsregister 10 eingegeben, während sämtliche Nullen als Hereinschiebedaten in das Hochpegel-Eingangsregister 11 eingegeben werden. Wenn ein Ausgang gewünscht ist, der um 16 Bits verschoben ist, wird ein Eingangssignal an die Eingangsleitung S16 des Wählers 20 gegeben, so dass die sich ergebenden Daten, die um 16 Bits verschoben sind, durch den Wähler 20 an die Eingangsseite des Bustreibers 25 ausgegeben werden. Wenn danach eine Wählleitung 1 das Bustreibers 25 in einen Hochpegelmodus eingestellt wird, wird ein Ausgang der Haupteinheit 12 in die Niedrigpegel-Ausgangsbitleitungen LB'&sub0;-LB'&sub3;&sub1; ausgegeben, wohingegen dann, wenn eine Wählleitung L&sub2; in einen Hochpegelmodus eingestellt wird, der Ausgang der Haupteinheit 12 in die Hochpegel-Ausgangsbitleitungen HB'&sub0;- HB'&sub3;&sub1; ausgegeben wird. Andererseits werden in dem Rechtsverschiebe-Betriebsmodus sämtliche Nullen als reine Schiebedaten in das Eingangsregister 10 der unteren Ebene eingegeben, während Daten, die verschoben werden sollen, in das Hochpegel-Eingangsregister 11 eingegeben werden. Wenn dann irgendwelche der Verschiebesteuerungs-Eingangsleitungen S1-S16 entsprechend zu der verschiebenden Bitanzahl erregt wird, kann eine gewünschte Rechtsverschiebung bewirkt werden. In diesem Fall ist das Betriebsprinzip der Verschiebung das gleiche wie dasjenige der voranstehend erwähnten altbekannten Barrel-Verschieber.
Fig. 7 zeigt einen Schaltungsaufbau pro Bit, der in jedem Wähler 20, 21, 22, 23 oder 24 enthalten ist, die jeweils die in Fig. 6 gezeigte Haupteinheit 12 bilden.
Die Schaltung besteht aus zwei Paaren von N-Kanaltransistoren und P-Kanaltransistoren, d. h. T&sub1;, T&sub2; und T&sub3;, T&sub4;, wie in der Zeichnung gezeigt. Wenn an eine Verschiebesteuerleitung S1 eine "1" gegeben wird, wird ein Eingangssignal 2 gewählt, während bei einer gegebenen "2" ein Eingangssignal "1" gewählt wird.
Zusammengefasst sind in dem Barrel-Verschieber gemäß der vorliegenden Erfindung das Niedrigpegel-Eingangsregister und das Hochpegel-Eingangsregister parallel zueinander angeordnet und die Hochpegel-Eingangsbitleitungen sind entsprechend zu den jeweiligen Eingangsregistern alternierend angeordnet und die Breite sowohl der Eingangs- als auch der Ausgangsseiten der Barrel-Verschieber-Haupteinheit ist so angeordnet, dass sie im wesentlichen die gleiche wie einer der Niedrigpegel- Eingangsregister und der oberen Ebene ist, und ferner ist das Verdrahtungsgebiet entsprechend zu der Bitanzahl des Hochpegel-Eingangsregisters in der Barrel-Verschieber- Haupteinheit eingebaut.
Demzufolge kann das Verdrahtungsgebiet beseitigt werden welches unvermeidbar in herkömmlichen Barrel-Verschiebern benötigt wird und in dem zu verdrahtende Drähte für eine Eingabe von den Eingangsregistern an die Haupteinheit oder eine Ausgabe von der Haupteinheit an den Bustreiber gebogen werden müssen, so dass ein Verdrahtungsgebiet des Barrel- Verschiebers verringert werden kann. Ferner ist die Breite sowohl der Eingangs- als auch der Ausgangsseiten der Haupteinheit so angeordnet, dass sie im wesentlichen die gleiche wie das Niedrigpegel-Eingangsregister und das Hochpegel-Eingangsregister ist und ferner ist das Verdrahtungsgebiet, welches unvermeidbar und zusätzlich an der Haupteinheit in herkömmlichen Barrel-Verschiebern vorgesehen war und bewirkte, dass die Breite der Eingangsseite der Haupteinheit breiter als die Breite der Ausgangsseite davon ist, in der Haupteinheit eingebaut, so dass ein Barrel-Verschieber mit einem kompakten Aufbau bereitgestellt werden kann.
Ferner kann in dem Barrel-Verschieber gemäß der vorliegenden Erfindung das Verdrahtungsgebiet, welches an der Haupteinheit in herkömmlichen Barrel-Verschiebern unvermeidbar und zusätzlich vorgesehen war, in die Haupteinheit in einer Keilform eingebaut werden.
Zusätzlich kann in dem Barrel-Verschieber gemäß der Erfindung ein Hochpegel-Eingangsregister parallel zueinander zusammengesammelt sein.
Verschiedene Modifikationen werden für Durchschnittsfachleute nach Aufnahme der Lehren der vorliegenden Offenbarung möglich, ohne von dem Umfang der Ansprüche abzuweichen.

Claims

1. Barrel-Verschieber, umfassend:

(a) eine Barrel-Verschieber-Haupteinheit (12) mit einer vorgegebenen Anzahl von Niedrigpegel- Eingangsbitleitungen (LB&sub0;-LB&sub3;&sub1;) und einer vorgegebenen Anzahl von Hochpegel- Eingangsbitleitungen (HB&sub0;-HB&sub3;&sub1;) zum Erhalten eines verschobenen Ergebnisses aus ersten und zweiten Daten, die verschoben werden sollen, wobei Verdrahtungsgebiete, in denen Drähte für die ersten und zweiten Daten, die verschoben werden sollen, verdrahtet sind, in der Barrel-Verschieber- Haupteinheit (12) eingebaut sind;

(b) wobei die Niedrigpegel-Eingangsbitleitungen (LB&sub0;- LB&sub3;&sub1;) und die Hochpegel-Eingangsbitleitungen (HB&sub0;- HB&sub3;&sub1;) alternierend angeordnet sind;

(c) ein Niedrigpegel-Eingangsregister (10) mit der vorgegebenen Anzahl von Niedrigpegel- Eingangsbitleitungen (LB&sub0;-LB&sub3;&sub1;) zum Einstellen der ersten Daten, die verschoben werden sollen;

(d) ein Hochpegel-Eingangsregister (11) mit der vorgegebenen Anzahl von Hochpegel- Eingangsbitleitungen (HB&sub0;-HB&sub3;&sub1;) zum Einstellen der zweiten Daten, die verschoben werden sollen;

(e) wobei das Niedrigpegel-Eingangsregister (10) und das Hochpegel-Eingangsregister (11) parallel und entlang zueinander so angeordnet sind, dass sich die zugehörigen Niedrigpegel-Eingangsbitleitungen (LB&sub0;-LB&sub3;&sub1;) und die Hochpegel-Eingangsbitleitungen (HB&sub0;-HB&sub3;&sub1;) in einem vorgegebenen Abstand in einem Bereich zwischen der Haupteinheit und den Registern abwechseln; und

(f) wobei eine Breite einer Eingangsseite der Barrel- Verschieber-Haupteinheit (12) so angeordnet ist, dass sie im wesentlichen die gleiche wie die Breite des Niedrigpegel-Eingangsregisters (10) oder des Hochpegel-Eingangsregisters (11) ist.

2. Barrel-Verschieber nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Barrel-Verschieber-Haupteinheit (12) eine Vielzahl von sequentiellen Stufen (20, 21, 22, 23, 24) umfasst, wobei die jeweiligen Stufen so ausgelegt sind, dass eine Größe der Verschiebung, die von einer Stufe ausgeführt wird, größer als diejenige der Verschiebung ist, die von einer anderen Stufe unmittelbar nach der einen Stufe ausgeführt wird.

3. Barrel-Verschieber nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass ein Bus-Treiber (13) zum Zuführen des verschobenen Ergebnisses von der Barrel-Verschieber-Haupteinheit (12) an einen Bus vorgesehen ist.