JP2000031794A - Master and slave type flip-flop circuit - Google Patents

Master and slave type flip-flop circuit

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JP2000031794A
JP2000031794A JP10198646A JP19864698A JP2000031794A JP 2000031794 A JP2000031794 A JP 2000031794A JP 10198646 A JP10198646 A JP 10198646A JP 19864698 A JP19864698 A JP 19864698A JP 2000031794 A JP2000031794 A JP 2000031794A
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JP
Japan
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input
latch
input terminal
clock signal
gate
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JP10198646A
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Japanese (ja)
Inventor
Masahisa Nemoto
正久 根本
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Oki Electric Industry Co Ltd
Original Assignee
Oki Electric Industry Co Ltd
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Abstract

PROBLEM TO BE SOLVED: To provide a master/slave type flip-flop circuit of less power consumption and element number usable by single phase clock signals by providing a master side latch and a slave side latch respectively constituted of a logical gate and a latch means. SOLUTION: This circuit is composed of the master side latch 11 for inputting data signals DA, opposite phase data signals DA/ and clock signals CK and the slave side latch 12 connected to the output side of the master side latch 11. The master side latch 11 and the slave side latch 12 are respectively provided with the logical gates 20-1, 20-2 and 20-3 and 20-4 and the latch means 30-1 and 30-2 of a reset/set type. When the clock signals CK become L, the data signals DA are fetched to the latch means 30-1 inside the master side latch 11. When the clock signals CK become H, the fetched data signals DA are transmitted to the slave side latch 12 and outputted.

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、フリップフロップ
回路(以下、「FF」という)の一つであるマスタスレ
ーブ型FF(以下、「MS−FF」という)に関するも
のである。
BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to a master-slave type FF (hereinafter, referred to as "MS-FF"), which is one of flip-flop circuits (hereinafter, referred to as "FF").

【0002】[0002]

【従来の技術】従来、この種のMS−FFに関する技術
としては、例えば、次のような文献に記載されるものが
あった。 文献:大森正道著「超高速化合物半導体デバイス」初版
(昭61−11−30)培風館、P.274−276 従来、MS−FFの構成方法には様々なものがあるが、
前記文献に示すものもその一例である。前記文献では2
分周器として使用しているため、出力が入力に戻されて
いるが、帰還をやめて単純なMS−FFとして見ると、
図10に示すような回路になる。
2. Description of the Related Art Conventionally, as a technique relating to this kind of MS-FF, for example, there is a technique described in the following literature. Literature: Masamichi Omori, "Ultra High-Speed Compound Semiconductor Devices", First Edition (Showa 61-11-30), Baifukan, P. 274-276 Conventionally, there are various methods for configuring the MS-FF.
What is shown in the above-mentioned literature is also an example. In the above document, 2
Since it is used as a frequency divider, the output is returned to the input, but when feedback is stopped and viewed as a simple MS-FF,
The circuit is as shown in FIG.

【0003】図10は、従来のMS−FFの回路図であ
る。このMS−FFは、クロック信号CK、データ信号
DA及びこの逆相データ信号DA/が入力されるマスタ
側ラッチ1と、この出力側に接続されて逆相クロック信
号CK/が入力されるスレーブ側ラッチ2とで、構成さ
れている。マスタ側ラッチ1は、データ信号DA及びク
ロック信号CKを入力する2入力NORゲート1aと、
逆相データ信号DA/及びクロック信号CKを入力する
2入力NORゲート1bと、これらのNORゲートゲー
ト1a,1bの出力端子にたすきがけ接続された2つの
2入力NORゲート1c,1dとで、構成されている。
スレーブ側ラッチ2は、マスタ側ラッチ1と同一の構成
であり、逆相クロック信号CK/及びNORゲート1c
の出力信号を入力する2入力NORゲート2aと、NO
Rゲート1dの出力信号及び逆相クロック信号CK/を
入力する2入力NORゲート2bと、これらのNORゲ
ート2a,2bの出力端子にたすきがけ接続された2つ
の2入力NORゲート2c,2dとで、構成されてい
る。NORゲート2c,2dの出力側には、出力端子Q
及び逆相出力端子Q/がそれぞれ接続されている。
FIG. 10 is a circuit diagram of a conventional MS-FF. The MS-FF includes a master-side latch 1 to which a clock signal CK, a data signal DA, and an inverted-phase data signal DA / are input, and a slave-side connected to the output side and to which an inverted-phase clock signal CK / is input. And a latch 2. The master side latch 1 includes a two-input NOR gate 1a for inputting the data signal DA and the clock signal CK,
A two-input NOR gate 1b for inputting the inverted-phase data signal DA / and the clock signal CK, and two two-input NOR gates 1c and 1d cross-connected to the output terminals of the NOR gates 1a and 1b. Have been.
The slave-side latch 2 has the same configuration as the master-side latch 1, and includes a negative-phase clock signal CK / and a NOR gate 1c.
A two-input NOR gate 2a for inputting the output signal of
A two-input NOR gate 2b for inputting the output signal of the R gate 1d and the inverted-phase clock signal CK /, and two two-input NOR gates 2c and 2d cross-connected to the output terminals of the NOR gates 2a and 2b. ,It is configured. An output terminal Q is provided on the output side of the NOR gates 2c and 2d.
And the negative-phase output terminal Q / are connected to each other.

【0004】図11は、図10のMS−FFの動作を示
すタイミングチャートである。この図11を参照しつ
つ、図10のMS−FFの動作を説明する。まず、初期
状態として、外部からクロック信号CK及びデータ信号
DAの低レベル(以下、「“L”」という)が入力され
ると共に、逆相クロック信号CK/及び逆相データ信号
DA/の高レベル(以下、「“H”」という)が入力さ
れている。この時、NORゲート1aの出力信号が
“H”に、NORゲート1bの出力信号が“L”にな
る。NORゲート1aの出力信号が“H”なので、NO
Rゲート1cの出力信号が“L”になり、NORゲート
1dは入力信号が全て“L”なので“H”になる。逆相
クロック信号CK/が“H”なので、NORゲート2a
及び2bの出力信号が“L”になり、出力端子Q及び逆
相出力端子Q/はまだ状態が定まらない不定状態であ
る。
FIG. 11 is a timing chart showing the operation of the MS-FF of FIG. The operation of the MS-FF in FIG. 10 will be described with reference to FIG. First, as an initial state, the low level (hereinafter, referred to as “L”) of the clock signal CK and the data signal DA are input from the outside, and the high level of the negative-phase clock signal CK / and the negative-phase data signal DA / (Hereinafter, referred to as “H”). At this time, the output signal of the NOR gate 1a becomes "H" and the output signal of the NOR gate 1b becomes "L". Since the output signal of the NOR gate 1a is "H", NO
The output signal of the R gate 1c becomes "L", and the NOR gate 1d becomes "H" since the input signals are all "L". Since the inverted phase clock signal CK / is "H", the NOR gate 2a
And the output signals of 2b become "L", and the output terminal Q and the negative-phase output terminal Q / are in an undefined state in which the state is not yet determined.

【0005】時刻t1において、クロック信号CK及び
データ信号DAの状態が“H”になると、NORゲート
1a及び1bの出力信号が“L”になるが、NORゲー
ト1c及び1dの出力信号は保持される。一方、クロッ
ク信号CKが変化するのと同時に、逆相クロック信号C
K/が“L”に変化すると、マスタ側ラッチ1の状態が
スレーブ側ラッチ2に取込まれ、NORゲート2aの出
力信号が“H”に変化する。NORゲート1dの出力信
号が“H”のため、NORゲート2bの出力信号は
“L”のままである。NORゲート2aの出力信号が
“H”になると、NORゲート2cの出力側の出力端子
Qは“L”に変化する。同時に、NORゲート2dは入
力信号が全て“L”になるので“H”を出力し、逆相出
力端子Q/の状態が“H”に定まる。時刻t2におい
て、クロック信号CKの状態が“L”に変化すると、マ
スタ側ラッチ1がデータ信号DAを取込み、NORゲー
ト1aの出力信号が“L”、NORゲート1bの出力信
号が“H”、NORゲート1cの出力信号が“H”、及
びNORゲート1dの出力信号が“L”に遷移する。し
かし、逆相クロック信号CK/が“H”なので、マスタ
側ラッチ1の状態がスレーブ側ラッチ2に伝わらず、出
力端子Q及び逆相出力端子Q/はそれぞれ“L”、
“H”のまま保持される。
At time t1, when the states of the clock signal CK and the data signal DA become "H", the output signals of the NOR gates 1a and 1b become "L", but the output signals of the NOR gates 1c and 1d are held. You. On the other hand, at the same time when the clock signal CK changes,
When K / changes to "L", the state of the master side latch 1 is taken into the slave side latch 2, and the output signal of the NOR gate 2a changes to "H". Since the output signal of the NOR gate 1d is "H", the output signal of the NOR gate 2b remains "L". When the output signal of the NOR gate 2a becomes "H", the output terminal Q on the output side of the NOR gate 2c changes to "L". At the same time, the NOR gate 2d outputs "H" because the input signals are all "L", and the state of the inverted-phase output terminal Q / is determined to be "H". At time t2, when the state of the clock signal CK changes to "L", the master side latch 1 takes in the data signal DA, the output signal of the NOR gate 1a is "L", the output signal of the NOR gate 1b is "H", The output signal of the NOR gate 1c changes to "H" and the output signal of the NOR gate 1d changes to "L". However, since the inverted phase clock signal CK / is “H”, the state of the master side latch 1 is not transmitted to the slave side latch 2, and the output terminal Q and the inverted phase output terminal Q / are “L”, respectively.
It is kept at “H”.

【0006】時刻t3において、クロック信号CKが
“H”に、データ信号DAが“L”に変化する。データ
信号DAが変化してもクロック信号CKが“H”のた
め、マスタ側ラッチ1には該データ信号DAが取込まれ
ないので、NORゲート1c及び1dの出力信号は
“H”、“L”のまま保持されている。スレーブ側ラッ
チ2は、逆相クロック信号CK/が“L”になったた
め、マスタ側ラッチ1の状態を取込み、出力端子Q及び
逆相出力端子Q/が“H”、“L”にそれぞれ変化す
る。以上のように、図10のMS−FFは、クロック信
号CKの状態が“L”の時、入力されるデータ信号DA
の状態を読込み、クロック信号CKが“L”から“H”
に変わるタイミングでそのデータ信号DAを出力し、そ
の状態を次にクロック信号CKが“L”から“H”に変
化する1クロックの間保持する。
At time t3, the clock signal CK changes to "H" and the data signal DA changes to "L". Even if the data signal DA changes, since the clock signal CK is "H" and the data signal DA is not taken into the master side latch 1, the output signals of the NOR gates 1c and 1d become "H" and "L". "As it is. The slave-side latch 2 captures the state of the master-side latch 1 because the negative-phase clock signal CK / becomes “L”, and the output terminal Q and the negative-phase output terminal Q / change to “H” and “L”, respectively. I do. As described above, when the state of the clock signal CK is "L", the MS-FF of FIG.
And the clock signal CK is changed from “L” to “H”.
The data signal DA is output at the timing when the clock signal CK changes to "H", and the state is held for one clock when the clock signal CK next changes from "L" to "H".

【0007】[0007]

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、従来の
MS−FFでは、次のような課題があった。従来のMS
−FFでは、クロック信号CK及びデータ信号DAを正
相と逆相の両相で供給する必要がある。MS−FFを集
積回路(以下、「IC」という)で構成した場合、この
ICの内部でクロック信号線やデータ線を常に両相で引
回すのは、配線領域を増やすため、大規模な回路を実現
するためには向かず、レイアウト上好ましくない。ま
た、両相信号のタイミングを合わせるために注意する必
要がある。そのため、MS−FFの内部にインバータを
追加して逆相信号を作る方法がとられることが多いが、
この場合、素子数が増えて消費電力が増えるほか、両相
信号の間にインバータ1段分のタイミングのずれが生じ
るため、その分、MS−FFのフェイズマージンを減少
させるという課題があった。本発明は、前記従来技術が
持っていた課題を解決し、単相クロック信号で使用で
き、消費電力や素子数の少ないMS−FFを提供するこ
とを目的とする。
However, the conventional MS-FF has the following problems. Conventional MS
In the FF, it is necessary to supply the clock signal CK and the data signal DA in both the normal phase and the negative phase. When the MS-FF is configured by an integrated circuit (hereinafter, referred to as an “IC”), always arranging a clock signal line and a data line in both phases inside the IC is a large-scale circuit in order to increase a wiring area. Is not suitable for realizing the above, which is not preferable in terms of layout. Care must be taken to match the timing of the two-phase signals. For this reason, a method of creating an inverted-phase signal by adding an inverter inside the MS-FF is often used.
In this case, the number of elements increases, the power consumption increases, and a timing shift of one stage of the inverter occurs between the two-phase signals, so that the phase margin of the MS-FF is reduced accordingly. SUMMARY OF THE INVENTION It is an object of the present invention to solve the problems of the prior art and to provide an MS-FF that can be used with a single-phase clock signal and has low power consumption and a small number of elements.

【0008】[0008]

【課題を解決するための手段】前記課題を解決するため
に、本発明のうちの請求項1に係る発明では、第1の電
源電位と負荷側ノードとの間に接続された負荷駆動素
子、該負荷側ノードと出力端子との間に接続され第1の
入力端子から入力される信号によりオン、オフ動作する
第1のスイッチング素子、該第1の電源電位よりも低い
第2の電源電位と該出力端子との間に接続され第2の入
力端子から入力される信号によりオン、オフ動作する第
2のスイッチング素子、及び該第2のスイッチング素子
に並列に接続された電荷放出用のインピーダンス素子を
有する基本論理ゲートと、第1と第2の入力端子間にた
すきがけ接続された2つのゲートを有し、該第1及び第
2の入力端子から入力される信号を該2つのゲートでラ
ッチして相補的な信号を第1及び第2の出力端子から出
力する基本ラッチ手段とで、構成されるマスタ側ラッチ
及びスレーブ側ラッチを備えたMS−FFであって、マ
スタ側ラッチ及びスレーブ側ラッチを次のように構成し
ている。
According to a first aspect of the present invention, there is provided a load driving element connected between a first power supply potential and a load-side node. A first switching element connected between the load-side node and an output terminal and turned on and off by a signal input from a first input terminal; a second power supply potential lower than the first power supply potential; A second switching element connected between the output terminal and an on / off operation in response to a signal input from a second input terminal; and a charge discharging impedance element connected in parallel to the second switching element. And a gate connected between the first and second input terminals, and a signal input from the first and second input terminals is latched by the two gates. And complementary And a basic latch means for outputting from the first and second output terminals, the master latch and the slave latch provided with the master latch and the slave latch as follows. Make up.

【0009】前記マスタ側ラッチは、前記基本論理ゲー
トで構成され、該第1の入力端子にデータ信号が入力さ
れ、該第2の入力端子にクロック信号が入力される第1
の論理ゲートと、前記基本論理ゲートで構成され、該第
1の入力端子に逆相データ信号が入力され、該第2の入
力端子に前記クロック信号が入力される第2の論理ゲー
トと、前記基本ラッチ手段で構成され、該第1及び第2
の入力端子が前記第1及び第2の論理ゲートの出力端子
にそれぞれ接続された第1のラッチ手段とを備えてい
る。さらに、前記スレーブ側ラッチは、前記基本論理ゲ
ートで構成され、該第1の入力端子に前記クロック信号
が入力され、該第2の入力端子が前記第1のラッチ手段
の第1の出力端子に接続された第3の論理ゲートと、前
記基本論理ゲートで構成され、該第1の入力端子に前記
クロック信号が入力され、該第2の入力端子が前記第1
のラッチ手段の第2の出力端子に接続された第4の論理
ゲートと、前記基本ラッチ手段で構成され、該第1及び
第2の入力端子が前記第3及び第4の論理ゲートの出力
端子にそれぞれ接続された第2のラッチ手段とを備えて
いる。このような構成を採用したことにより、クロック
信号が例えば“L”の間にデータ信号を取込み、この取
込んだデータ信号をクロック信号の例えば立上りエッジ
で送り出す。
The master side latch is constituted by the basic logic gate, a first input terminal receives a data signal, and a second input terminal receives a clock signal.
A second logic gate, comprising: a logic gate of the formula (1); and the basic logic gate, wherein the first input terminal receives an inverted-phase data signal, and the second input terminal receives the clock signal. The first and second latch means.
And first latch means respectively connected to the output terminals of the first and second logic gates. Further, the slave-side latch is constituted by the basic logic gate, the clock signal is input to the first input terminal, and the second input terminal is connected to a first output terminal of the first latch means. A clock signal is input to the first input terminal, and the second input terminal is connected to the first logic terminal.
A fourth logic gate connected to a second output terminal of the latch means, and the basic latch means, wherein the first and second input terminals are output terminals of the third and fourth logic gates. And second latch means respectively connected to the second and third latches. By adopting such a configuration, a data signal is fetched while the clock signal is, for example, "L", and the fetched data signal is sent out, for example, at the rising edge of the clock signal.

【0010】請求項2に係る発明では、MS−FFを、
請求項1のマスタ側ラッチとスレーブ側ラッチとを入れ
替えて構成している。このような構成を採用したことに
より、クロック信号が例えば“H”の時にデータ信号の
状態を読込み、この読込んだデータ信号をクロック信号
の例えば立下りエッジで送り出す。請求項3に係る発明
では、請求項1の基本論理ゲート及び基本ラッチ手段
と、第1の入力端子から入力される信号を、第2の入力
端子から入力される信号に応答して取込んで出力端子か
ら出力する基本ゲートとで、構成されるマスタ側ラッチ
及びスレーブ側ラッチを備えたMS−FFであって、マ
スタ側ラッチ及びスレーブ側ラッチを次のように構成し
ている。前記マスタ側ラッチは、前記基本ゲートで構成
され、該第1の入力端子にデータ信号が入力され、該第
2の入力端子にクロック信号が入力される第1のゲート
と、前記基本ゲートで構成され、該第1の入力端子に前
記クロック信号が入力され、該第2の入力端子に逆相デ
ータ信号が入力される第2のゲートと、前記基本ラッチ
手段で構成され、該第1及び第2の入力端子が前記第1
及び第2のゲートの出力端子にそれぞれ接続された第1
のラッチ手段とを備えている。さらに、前記スレーブ側
ラッチは、前記基本論理ゲートで構成され、該第1の入
力端子に前記クロック信号が入力され、該第2の入力端
子が前記第1のラッチ手段の第1の出力端子に接続され
た第3の論理ゲートと、前記基本論理ゲートで構成さ
れ、該第1の入力端子に前記クロック信号が入力され、
該第2の入力端子が前記第1のラッチ手段の第2の出力
端子に接続された第4の論理ゲートと、前記基本ラッチ
手段で構成され、該第1及び第2の入力端子が前記第3
及び第4の論理ゲートの出力端子にそれぞれ接続された
第2のラッチ手段とを備えている。このような構成を採
用したことにより、請求項1に係る発明と同様に、クロ
ック信号が例えば“L”の間にデータ信号を取込み、こ
の取込んだデータ信号をクロック信号の例えば立上りエ
ッジで送り出す。
In the invention according to claim 2, MS-FF is
The master side latch and the slave side latch of claim 1 are interchanged. By adopting such a configuration, the state of the data signal is read when the clock signal is, for example, "H", and the read data signal is transmitted at, for example, the falling edge of the clock signal. According to a third aspect of the present invention, a signal inputted from the first input terminal and the signal inputted from the second input terminal are fetched in response to the signal inputted from the second input terminal. An MS-FF including a master side latch and a slave side latch configured by a basic gate output from an output terminal, wherein the master side latch and the slave side latch are configured as follows. The master-side latch includes the basic gate, a first gate to which a data signal is input to the first input terminal, and a clock signal to the second input terminal, and the basic gate. The first input terminal receives the clock signal, and the second input terminal receives a reverse-phase data signal. The second gate includes the basic latch means. 2 input terminal is the first input terminal.
And a first gate connected to an output terminal of the second gate, respectively.
Latch means. Further, the slave-side latch is constituted by the basic logic gate, the clock signal is input to the first input terminal, and the second input terminal is connected to a first output terminal of the first latch means. A third logic gate connected thereto and the basic logic gate, wherein the clock signal is input to the first input terminal;
The second input terminal is composed of a fourth logic gate connected to a second output terminal of the first latch means, and the basic latch means, and the first and second input terminals are connected to the second input terminal. 3
And second latch means respectively connected to the output terminals of the fourth logic gate. By adopting such a configuration, similarly to the first aspect of the present invention, a data signal is fetched while the clock signal is at "L", for example, and the fetched data signal is sent out at the rising edge of the clock signal, for example. .

【0011】請求項4に係る発明では、MS−FFを、
請求項3のマスタ側ラッチとスレーブ側ラッチとを入れ
替えて構成している。このように構成したことにより、
請求項2に係る発明と同様に、クロック信号が例えば
“H”の時にデータ信号の状態を読込み、この読込んだ
データ信号をクロック信号の例えば立下りエッジで送り
出す。請求項5に係る発明では、請求項1の基本論理ゲ
ート及び基本ラッチ手段と、第1の入力端子から入力さ
れる信号を、第2の入力端子から入力される信号に応答
して取込んで出力端子から出力する基本ゲートとで、構
成されるマスタ側ラッチ及びスレーブ側ラッチを備えた
MS−FFであって、マスタ側ラッチ及びスレーブ側ラ
ッチを次のように構成している。前記マスタ側ラッチ
は、前記基本ゲートで構成され、該第1の入力端子にク
ロック信号が入力され、該第2の入力端子にデータ信号
が入力される第1のゲートと、前記基本論理ゲートで構
成され、該第1の入力端子に前記データ信号が入力さ
れ、該第2の入力端子に前記クロック信号が入力される
第2の論理ゲートと、前記基本ラッチ手段で構成され、
該第1及び第2の入力端子が前記第1のゲート及び第2
の論理ゲートの出力端子にそれぞれ接続された第1のラ
ッチ手段とを備えている。さらに、前記スレーブ側ラッ
チは、前記基本論理ゲートで構成され、該第1の入力端
子に前記クロック信号が入力され、該第2の入力端子が
前記第1のラッチ手段の第1の出力端子に接続された第
3の論理ゲートと、前記基本論理ゲートで構成され、該
第1の入力端子に前記クロック信号が入力され、該第2
の入力端子が前記第1のラッチ手段の第2の入力端子に
接続された第4の論理ゲートと、前記基本ラッチ手段で
構成され、該第1及び第2の入力端子が前記第3及び第
4の論理ゲートの出力端子にそれぞれ接続された第2の
ラッチ手段とを備えている。このように構成したことに
より、請求項1に係る発明と同様に、クロック信号が例
えば“L”の間にデータ信号を取込み、この取込んだデ
ータ信号をクロック信号の例えば立上りエッジで送り出
す。
In the invention according to claim 4, the MS-FF is:
The master side latch and the slave side latch of the third aspect are interchanged. With this configuration,
Similarly to the invention according to claim 2, when the clock signal is, for example, "H", the state of the data signal is read, and the read data signal is transmitted at, for example, the falling edge of the clock signal. In the invention according to claim 5, the signal inputted from the first input terminal and the signal inputted from the second input terminal are taken in in response to the signal inputted from the second input terminal. An MS-FF including a master side latch and a slave side latch configured by a basic gate output from an output terminal, wherein the master side latch and the slave side latch are configured as follows. The master side latch includes the basic gate, a first gate to which a clock signal is input to the first input terminal, and a data signal to the second input terminal, and a basic logic gate. A second logic gate, wherein the data signal is input to the first input terminal, and the clock signal is input to the second input terminal, and the basic latch means;
The first and second input terminals are connected to the first gate and the second
And first latch means respectively connected to the output terminals of the logic gates. Further, the slave-side latch is constituted by the basic logic gate, the clock signal is input to the first input terminal, and the second input terminal is connected to a first output terminal of the first latch means. The clock signal is input to the first input terminal, and the second logic gate is connected to the third logic gate and the basic logic gate.
Of the first latch means is connected to a second input terminal of the first latch means, and the basic latch means, the first and second input terminals of the third and third input terminals And second latch means respectively connected to the output terminals of the four logic gates. With this configuration, the data signal is fetched while the clock signal is "L", for example, and the fetched data signal is sent out at the rising edge of the clock signal, for example, as in the first aspect of the invention.

【0012】[0012]

【発明の実施の形態】第1の実施形態 この第1の実施形態の(1)構成、(2)動作、及び
(3)効果を説明する。 (1) 構成 図1は、本発明の第1の実施形態を示すMS−FFの回
路図である。このMS−FFは、データ信号DA、この
逆相データ信号DA/、及びクロック信号CKが入力さ
れるマスタ側ラッチ11と、このマスタ側ラッチ11の
出力側に接続されたスレーブ側ラッチ12とで、構成さ
れている。マスタ側ラッチ11は、基本論理ゲート(い
わゆる縦積ゲート)で構成された2つの第1及び第2の
論理ゲート20−1,20−2と、基本ラッチ手段で構
成されたリセット・セット(以下「RS」という)型の
第1のラッチ手段30−1とを備えている。
DESCRIPTION OF THE PREFERRED EMBODIMENTS First Embodiment (1) The configuration, (2) operation, and (3) effects of the first embodiment will be described. (1) Configuration FIG. 1 is a circuit diagram of an MS-FF according to the first embodiment of the present invention. The MS-FF includes a master latch 11 to which the data signal DA, the opposite-phase data signal DA /, and the clock signal CK are input, and a slave latch 12 connected to an output side of the master latch 11. ,It is configured. The master-side latch 11 includes two first and second logic gates 20-1 and 20-2 each configured by a basic logic gate (a so-called vertical product gate), and a reset set (hereinafter, referred to as a basic set) configured by basic latch means. (Referred to as "RS") type first latch means 30-1.

【0013】第1の論理ゲート20−1は、第1の入力
端子N21、第2の入力端子N22及び出力端子N23
を有し、これらの入出力端子間に、負荷駆動素子(例え
ば、電界効果トランジスタ、これを以下「FET」とい
う)21、第1のスイッチング素子(例えば、FET)
22、第2のスイッチング素子(例えば、FET)2
3、及び電荷放出用のインピーダンス素子(例えば、F
ET)24が接続されている。FET21のドレイン電
極は第1の電源電位(例えば、正の電源電位)VDDに
接続され、このソース電極及びゲート電極が負荷側ノー
ドN20に接続されている。負荷側ノードN20と、第
1の電源電位よりも低い第2の電源電位(例えば、グラ
ンド電位)VSSとの間には、FET22と23が縦続
接続されている。即ち、FET22のドレイン電極は負
荷側ノードN20に接続され、このゲート電極が、デー
タ信号DAが入力される第1の入力端子N21に接続さ
れている。FET22のソース電極は出力端子N23を
介してFET23のドレイン電極に接続されている。F
ET23のゲート電極は、クロック信号CKが入力され
る第2の入力端子N22に接続され、このソース電極が
グランド電位VSSに接続されている。
The first logic gate 20-1 has a first input terminal N21, a second input terminal N22 and an output terminal N23.
And a load driving element (for example, a field effect transistor, hereinafter referred to as “FET”) 21 and a first switching element (for example, FET) between these input / output terminals.
22, a second switching element (for example, FET) 2
3, and an impedance element for charge release (for example, F
ET) 24 is connected. The drain electrode of the FET 21 is connected to a first power supply potential (for example, a positive power supply potential) VDD, and the source electrode and the gate electrode are connected to the load-side node N20. FETs 22 and 23 are cascaded between the load-side node N20 and a second power supply potential (for example, ground potential) VSS lower than the first power supply potential. That is, the drain electrode of the FET 22 is connected to the load-side node N20, and the gate electrode is connected to the first input terminal N21 to which the data signal DA is input. The source electrode of the FET 22 is connected to the drain electrode of the FET 23 via the output terminal N23. F
The gate electrode of ET23 is connected to the second input terminal N22 to which the clock signal CK is input, and the source electrode is connected to the ground potential VSS.

【0014】FET23と並列に、FET24が接続さ
れている。即ち、FET24のドレイン電極は出力端子
N23に接続され、このソース電極及びゲート電極が、
グランド電位VSSに接続されている。FET24は、
FET22及び23のオン状態より高く、オフ状態より
低いインピーダンスを持つトランジスタである。本実施
形態ではこのFET24を定電流源として使用している
が、条件を満たせば抵抗等の他のインピーダンス素子で
構成してもよい。このような第1の論理ゲート20−1
の各素子の回路パラメータは、グランド側のFET23
がオフし、負荷側のFET22がオンした時のみ出力端
子N23の電位が“H”になり、他の状態では“L”に
なるように設定されている。
An FET 24 is connected in parallel with the FET 23. That is, the drain electrode of the FET 24 is connected to the output terminal N23, and the source electrode and the gate electrode
It is connected to the ground potential VSS. FET 24
It is a transistor having an impedance higher than the ON state of the FETs 22 and 23 and lower than the OFF state. In the present embodiment, the FET 24 is used as a constant current source, but may be configured with another impedance element such as a resistor if the conditions are satisfied. Such a first logic gate 20-1
The circuit parameter of each element is the FET 23 on the ground side.
Is turned off and the potential of the output terminal N23 is set to "H" only when the load-side FET 22 is turned on, and is set to "L" in other states.

【0015】第2の論理ゲート20−2は、第1の論理
ゲート20−1と同一の回路構成である。但し、この第
2の論理ゲート20−2の第1の入力端子N21に逆相
データ信号DA/が入力され、第2の入力端子N22に
クロック信号CKが入力されるようになっている。第1
及び第2の論理ゲート20−1,20−2の出力端子N
23,N23には、第1のラッチ手段30−1の第1及
び第2の入力端子N31,N32がそれぞれ接続されて
いる。第1のラッチ手段30−1は、2つの2入力NO
Rゲート31,32が第1及び第2の入力端子N31,
N32にたすきがけ接続されている。即ち、一方の2入
力NORゲート31の第1の入力側が第1の入力端子N
31に接続され、第2の入力側が他方の2入力NORゲ
ート32の出力側に接続され、該NORゲート31の出
力側が他方の2入力NORゲート32の第1の入力側に
接続されると共に第1の出力端子N33に接続されてい
る。他方の2入力NORゲート32の第2の入力側は第
2の入力端子N32に接続され、該NORゲート32の
出力側が第2の出力端子N34に接続されている。スレ
ーブ側ラッチ12は、マスタ側ラッチ11と同様に、基
本論理ゲートで構成された第3及び第4の論理ゲート2
0−3,20−4と、基本ラッチ手段で構成されたRS
型の第2のラッチ手段30−2とを備えている。
The second logic gate 20-2 has the same circuit configuration as the first logic gate 20-1. However, the opposite-phase data signal DA / is input to the first input terminal N21 of the second logic gate 20-2, and the clock signal CK is input to the second input terminal N22. First
And the output terminals N of the second logic gates 20-1 and 20-2
The first and second input terminals N31 and N32 of the first latch means 30-1 are connected to 23 and N23, respectively. The first latch means 30-1 has two 2-input NOs.
R gates 31 and 32 are connected to first and second input terminals N31 and N31, respectively.
It is cross-connected to N32. That is, the first input side of one of the two-input NOR gates 31 is connected to the first input terminal N.
31, the second input side is connected to the output side of the other two-input NOR gate 32, the output side of the NOR gate 31 is connected to the first input side of the other two-input NOR gate 32, and 1 output terminal N33. A second input side of the other two-input NOR gate 32 is connected to a second input terminal N32, and an output side of the NOR gate 32 is connected to a second output terminal N34. Similarly to the master side latch 11, the slave side latch 12 has the third and fourth logic gates 2 composed of basic logic gates.
0-3, 20-4, and RS constituted by basic latch means.
Mold second latch means 30-2.

【0016】第3の論理ゲート20−3は、第1の論理
ゲート20−1と同一の回路構成であるが、この第3の
論理ゲート20−3の第1の入力端子N21にクロック
信号CKが入力され、第2の入力端子N22が第1のラ
ッチ手段30−1の出力端子N33に接続されている。
第4の論理ゲート20−4も、第1の論理ゲート20−
1と同一の回路構成であるが、この第4の論理ゲート2
0−4の第1の入力端子N21にクロック信号CKが入
力され、第2の入力端子N22が第1のラッチ手段30
−1の出力端子N34に接続されている。第2のラッチ
手段30−2は、第1のラッチ手段30−1と同一の回
路構成であるが、この第2のラッチ手段30−2の第1
の入力端子N31が第3の論理ゲート20−3の出力端
子N23に接続され、第2の入力端子N32が第4の論
理ゲート20−3の出力端子N23に接続されている。
第2のラッチ手段30−2の第1の出力端子N33は逆
相出力端子Q/に接続されると共に、第2の出力端子N
34が出力端子Qに接続されている。
The third logic gate 20-3 has the same circuit configuration as the first logic gate 20-1, except that a clock signal CK is applied to a first input terminal N21 of the third logic gate 20-3. Is input, and the second input terminal N22 is connected to the output terminal N33 of the first latch means 30-1.
The fourth logic gate 20-4 is also connected to the first logic gate 20-
1 has the same circuit configuration as that of the fourth logic gate 2
The clock signal CK is input to the first input terminal N21 of the first latch circuit 30 and the first input terminal N22 of the first latch means 30.
-1 output terminal N34. The second latch means 30-2 has the same circuit configuration as the first latch means 30-1, except that the first
Is connected to the output terminal N23 of the third logic gate 20-3, and the second input terminal N32 is connected to the output terminal N23 of the fourth logic gate 20-3.
The first output terminal N33 of the second latch means 30-2 is connected to the negative-phase output terminal Q /, and the second output terminal N
34 is connected to the output terminal Q.

【0017】(2) 動作 図2は、図1のMS−FFのタイミングチャートであ
る。この図2を参照しつつ、図1のMS−FFの動作を
説明する。まず、初期状態として、マスタ側ラッチ11
に、データ信号DAの“L”、逆相データ信号DA/の
“H”、及びクロック信号CKの“L”が入力されてい
る。この時、論理ゲート20−1のFET22及び23
は、共にオフになる。論理ゲート20−1において、F
ET22のオフ時のインピーダンスはFET24のそれ
よりも高いので、出力端子N23の電位が“L”にな
る。一方、第2の論理ゲート20−2において、FET
22がオン、FET23がオフであり、該FET22の
オン時のインピーダンスがFET24のそれよりも低い
ため、出力端子N23の電位が“H”になる。第1のラ
ッチ手段30−1において、NORゲート32の出力信
号は、入力の1つが“H”であるため“L”になる。同
時に、NORゲート31は、入力が全て“L”なので
“H”を出力する。
(2) Operation FIG. 2 is a timing chart of the MS-FF of FIG. The operation of the MS-FF of FIG. 1 will be described with reference to FIG. First, as an initial state, the master side latch 11
, The “L” of the data signal DA, the “H” of the inverted-phase data signal DA /, and the “L” of the clock signal CK are input. At this time, the FETs 22 and 23 of the logic gate 20-1
Are both turned off. In the logic gate 20-1, F
Since the off-state impedance of the ET 22 is higher than that of the FET 24, the potential of the output terminal N23 becomes "L". On the other hand, in the second logic gate 20-2, the FET
Since the FET 22 is on and the FET 23 is off and the impedance of the FET 22 at the time of on is lower than that of the FET 24, the potential of the output terminal N23 becomes "H". In the first latch means 30-1, the output signal of the NOR gate 32 becomes "L" because one of the inputs is "H". At the same time, the NOR gate 31 outputs "H" because the inputs are all "L".

【0018】この時、スレーブ側ラッチ12の状態は、
クロック信号CKが“L”のため、第3の論理ゲート2
0−3のFET22及び第4の論理ゲート20−4のF
ET22がオフ状態になっている。論理ゲート20−3
において、出力端子N23の電位は、FET22がオフ
の場合、FET23がオンであれば当然“L”になる
が、電荷放出用のFET24のインピーダンスがFET
22のオフ時のインピーダンスより低く設定されている
ため、FET23がオフの場合でも“L”になる。よっ
て、クロック信号CKが“L”の場合、論理ゲート20
−3及び20−4の出力端子N23の電位は常に“L”
になり、マスタ側ラッチ11の状態がスレーブ側ラッチ
12に伝わらないため、該スレーブ側ラッチ12内のラ
ッチ手段30−2は現状を維持する。この結果、初期状
態としては出力端子Q及び逆相出力端子Q/が不定状態
である。
At this time, the state of the slave side latch 12 is
Since the clock signal CK is “L”, the third logic gate 2
0-3 FET 22 and the fourth logic gate 20-4 F
ET22 is off. Logic gate 20-3
, The potential of the output terminal N23 is naturally “L” when the FET 22 is off and the FET 23 is on, but the impedance of the charge discharging FET 24 is
Since the impedance is set lower than the off-state impedance of the FET 22, it becomes “L” even when the FET 23 is off. Therefore, when the clock signal CK is “L”, the logic gate 20
-3 and the potential of the output terminal N23 of 20-4 are always "L".
And the state of the master side latch 11 is not transmitted to the slave side latch 12, so that the latch means 30-2 in the slave side latch 12 maintains the current state. As a result, as an initial state, the output terminal Q and the negative-phase output terminal Q / are in an undefined state.

【0019】時刻t1において、クロック信号CKが
“H”になり、同時にデータ信号DAが“H”、及び逆
相データ信号DA/が“L”に変化する。論理ゲート2
0−1及び20−2の出力端子N23の電位は、グラン
ド側のFET23がオンの時、負荷側のFET22の状
態にかかわらず“L”になるので、クロック信号CKが
“H”の間、データ信号DA及び逆相データ信号DA/
の状態によらず、マスタ側ラッチ11内のラッチ手段3
0−1の状態は保持される。この時、スレーブ側ラッチ
12では、論理ゲート20−3のFET22及び23が
共にオンし、該出力端子N23が“L”のまま、論理ゲ
ート20−4のFET22がオン、FET23がオフ
で、該出力端子N23が“H”になる。そのため、出力
端子Qは“L”に定まり、逆相出力端子Q/も“H”に
定まる。時刻t2において、クロック信号CKが“L”
になると、スレーブ側ラッチ12内のラッチ手段30−
2の出力信号は保持される一方、マスタ側ラッチ11内
のラッチ手段30−1にデータ信号DAが取込まれる。
時刻t3において、クロック信号CKが“H”になる
と、取込まれたデータ信号DAがスレーブ側ラッチ12
に伝達され、MS−FFの出力信号として送り出され
る。このように、本実施形態のMS−FFでは、クロッ
ク信号CKが“L”の間にデータ信号DAを取込み、該
クロック信号CKの立上りエッジで送り出す。
At time t1, the clock signal CK changes to "H", and at the same time, the data signal DA changes to "H" and the inverted-phase data signal DA / changes to "L". Logic gate 2
Since the potential of the output terminal N23 of 0-1 and 20-2 becomes "L" when the FET 23 on the ground side is on regardless of the state of the FET 22 on the load side, while the clock signal CK is "H", Data signal DA and inverted-phase data signal DA /
Of the latch means 3 in the master side latch 11 regardless of the state of
The state of 0-1 is maintained. At this time, in the slave side latch 12, both the FETs 22 and 23 of the logic gate 20-3 are turned on, the output terminal N23 is kept at "L", the FET 22 of the logic gate 20-4 is turned on, and the FET 23 is turned off. The output terminal N23 becomes "H". Therefore, the output terminal Q is determined to be “L”, and the antiphase output terminal Q / is also determined to be “H”. At time t2, the clock signal CK becomes “L”.
, The latch means 30- in the slave side latch 12
While the output signal of No. 2 is held, the data signal DA is taken into the latch means 30-1 in the master side latch 11.
At time t3, when the clock signal CK goes to “H”, the fetched data signal DA is
And transmitted as an output signal of the MS-FF. As described above, in the MS-FF of the present embodiment, the data signal DA is taken in while the clock signal CK is “L”, and sent out at the rising edge of the clock signal CK.

【0020】(3) 効果 図3は、GaAs MESFETを用いて第1の実施形
態の図1のMS−FFと従来の図10のMS−FFを構
成し、その動作を過渡解析シミュレーションによって比
較したシミュレーション結果を示す図である。このシミ
ュレーションに使用したデバイスのパラメータのうち、
代表的なものを以下に示す。各インバータの負荷駆動用
FET(NORゲート1a,1b,2a,2bの負荷F
ETと、各論理ゲート20−1〜20−4のFET2
1)、及び各論理ゲート20−1〜20−4の電荷放出
用FET24は、ゲート長Lg=0.5μm、閾値電圧
th=−0.75V、ゲート幅Wg=10μm当りのK
−Value=2.001mS/V、ドレイン・ソース間電
流Idss =100μA/μm(ドレイン・ソース間電圧
Vds=1.0V、ゲート・ソース間電圧Vgs=0V)、
スイッチング素子(NORゲート1a,1b,2a,2
bのスイッチングFETと、各論理ゲート20−1〜2
0−4のFET22,23は、Lg=0.5μm、Vth
=99.7mV、Wg=10μm当りのK−Value=
3.685mS/Vである。ゲート幅はNORゲート1
a,1b,2a,2bの負荷駆動用FET、及び各論理
ゲート20−1〜20−4のFET21が3μm、各論
理ゲート20−1〜20−4のFET24が0.5μ
m、各論理ゲート20−1〜20−4のFET22が2
7μm、各論理ゲート20−1〜20−4のFET23
及びNORゲート1a,1b,2a,2bのスイッチン
グFETが9μmとした。また、VDD=2Vとした。
(3) Effect FIG. 3 shows the configuration of the MS-FF of FIG. 1 of the first embodiment and the conventional MS-FF of FIG. 10 using GaAs MESFETs, and their operations were compared by transient analysis simulation. It is a figure showing a simulation result. Of the device parameters used in this simulation,
Representative ones are shown below. Load driving FET of each inverter (load F of NOR gates 1a, 1b, 2a, 2b)
ET and FET2 of each logic gate 20-1 to 20-4
1) and the FETs 24 for charge release of each of the logic gates 20-1 to 20-4 have a gate length Lg = 0.5 μm, a threshold voltage V th = −0.75 V, and a gate width Wg = K per 10 μm.
-Value = 2.001 mS / V, drain-source current Idss = 100 μA / μm (drain-source voltage Vds = 1.0 V, gate-source voltage Vgs = 0 V),
Switching elements (NOR gates 1a, 1b, 2a, 2
b switching FET and each of the logic gates 20-1 and 20-2
The FETs 22 and 23 of 0-4 have Lg = 0.5 μm and V th
= 99.7 mV, Wg = K-Value per 10 μm =
3.685 mS / V. Gate width is NOR gate 1
The load driving FETs a, 1b, 2a and 2b, the FET 21 of each logic gate 20-1 to 20-4 are 3 μm, and the FET 24 of each logic gate 20-1 to 20-4 is 0.5 μm.
m, the number of FETs 22 of each of the logic gates 20-1 to 20-4 is 2
7 μm, FET23 of each logic gate 20-1 to 20-4
The switching FETs of the NOR gates 1a, 1b, 2a, 2b were 9 μm. In addition, VDD was set to 2V.

【0021】図3に示すように、第1の実施形態の図1
のMS−FFでは、クロック信号CKが“L”の間に取
込んだデータ信号DAが該クロック信号CKの立上りの
タイミングで出力されており、従来の図10のMS−F
Fと同一の動作をしていることがわかる。Nチャネル型
MOSFET(以下、「NMOS」という)あるいはG
aAsMESFETのような回路では、第1の実施形態
の回路のようにMS−FFを単相のクロック信号CKで
動作させようとした場合、通常、FF内部にインバータ
を追加して逆相クロック信号CK/を作ることになる。
この場合、インバータ1つ分の消費電力が増えるほか、
FFの出力信号を別のFFで受ける場合、スレーブ側の
クロック信号CKのタイミングがマスタ側に比べてイン
バータ1段分遅れるため、その分、次段のFFのマスタ
側ラッチが閉じるまでの伝達遅延時間の許容範囲が減る
ことになる。また、ICの中をクロック信号線を両相で
引回すのは、レイアウトのし易さ等の観点から好ましく
ない。
As shown in FIG. 3, FIG.
In the MS-FF, the data signal DA captured while the clock signal CK is "L" is output at the rising timing of the clock signal CK, and the conventional MS-FF of FIG.
It can be seen that the operation is the same as that of F. N-channel MOSFET (hereinafter referred to as "NMOS") or G
In a circuit such as aAsMESFET, when the MS-FF is to be operated with a single-phase clock signal CK as in the circuit of the first embodiment, usually, an inverter is added inside the FF and the reverse-phase clock signal CK is used. / Will be made.
In this case, the power consumption for one inverter increases,
When the output signal of the FF is received by another FF, the timing of the clock signal CK on the slave side is delayed by one stage of the inverter compared with the master side, so that the transmission delay until the latch on the master side of the next FF closes. Time tolerance will be reduced. In addition, it is not preferable to route the clock signal line in both phases in the IC from the viewpoint of easiness of layout and the like.

【0022】一方、GaAs MESFETのようなシ
ョットキーゲートデバイスでNチャネル型FETを使用
した場合、一般的に従来の図10の回路のようにNOR
ゲート1a〜2dで論理を組む。このような回路では、
NORゲート1a,…の出力信号が“L”の時はオン状
態のスイッチングFETを介して、“H”の時は次段の
入力FETのショットキー電流として常にほぼ一定の電
流が流れる。これに対し、第1の実施形態で使用してい
る論理ゲート20−1〜20−4では、負荷駆動用FE
T21側のFET22がオフの場合は電流がカットされ
るので、消費電流を小さくできる利点がある。シミュレ
ーションでは、第1の実施形態の回路と従来の回路で使
用している各ゲートの負荷駆動用FETのゲート幅を全
て同一にした場合、第1の実施形態の回路の消費電力が
42.7mW、従来のものが55.6mWであった。以
上のように、この第1の実施形態では、単相クロック信
号CKで使用できること、及び消費電力の低下が図れる
ことから、本実施形態のMS−FFが有効であると考え
られる。
On the other hand, when an N-channel type FET is used in a Schottky gate device such as a GaAs MESFET, a NOR circuit is generally used as in the conventional circuit of FIG.
Logic is formed by the gates 1a to 2d. In such a circuit,
When the output signal of each of the NOR gates 1a,... Is "L", a substantially constant current always flows as a Schottky current of the next-stage input FET when the output signal is "H". On the other hand, in the logic gates 20-1 to 20-4 used in the first embodiment, the load driving FEs are used.
When the FET 22 on the T21 side is off, the current is cut, so that there is an advantage that the current consumption can be reduced. In the simulation, when the gate widths of the load driving FETs of the gates used in the circuit of the first embodiment and the conventional circuit are all the same, the power consumption of the circuit of the first embodiment is 42.7 mW. And the conventional one was 55.6 mW. As described above, in the first embodiment, the MS-FF of the present embodiment is considered to be effective because it can be used with the single-phase clock signal CK and the power consumption can be reduced.

【0023】第2の実施形態 図4は、本発明の第2の実施形態を示すMS−FFの回
路図である。このMS−FFは、図1に示す第1の実施
形態のマスタ側ラッチ11とスレーブ側ラッチ12を入
れ替えて構成されている。即ち、本第2の実施形態のM
S−FFでは、図1のスレーブ側ラッチ12と同一構成
のマスタ側ラッチ11−1と、図1のマスタ側ラッチ1
1と同一構成のスレーブ側ラッチ12−1とで構成され
ている。例えば、マルチプレクサやデマルチプレクサ等
のような回路では、データ信号DAをクロック信号CK
の半波長分ずらして使用することが、IC内部でのタイ
ミングに余裕を持たせ、高速動作させるために有効な手
段であることがある。本第2の実施形態のMS−FFで
は、図1のスレーブ側ラッチ12とマスタ側ラッチ11
とを入れ替えて構成することにより、第1の実施形態で
クロック信号CKが“L”の時にデータ信号DAの状態
を読込み、該クロック信号CKの立上りでそのデータ信
号DAを送り出すという機能が、クロック信号CKが
“H”の時にデータ信号DAの状態を読込み、該クロッ
ク信号CKの立下りで送り出すという機能に変化する。
Second Embodiment FIG. 4 is a circuit diagram of an MS-FF showing a second embodiment of the present invention. This MS-FF is configured by replacing the master-side latch 11 and the slave-side latch 12 of the first embodiment shown in FIG. That is, M of the second embodiment
In the S-FF, a master latch 11-1 having the same configuration as the slave latch 12 in FIG.
1 and a slave latch 12-1 having the same configuration. For example, in a circuit such as a multiplexer or a demultiplexer, the data signal DA is converted to the clock signal CK.
In some cases, the use of the laser beam shifted by half a wavelength is an effective means for providing a margin in the timing inside the IC and operating at a high speed. In the MS-FF of the second embodiment, the slave latch 12 and the master latch 11 shown in FIG.
In the first embodiment, the function of reading the state of the data signal DA when the clock signal CK is “L” and sending out the data signal DA at the rising edge of the clock signal CK is a function of the clock signal CK in the first embodiment. When the signal CK is at "H", the state of the data signal DA is read and the function is changed to a function of sending out the data signal DA at the falling edge of the clock signal CK.

【0024】従来の図10のMS−FFでも、マスタ側
のクロック信号CKを逆相クロック信号CK/に、スレ
ーブ側の逆相クロック信号CK/をクロック信号CKに
することによって同様の動作を行うことができる。しか
し、クロック信号CKにインバータを挿入して逆相クロ
ック信号CK/を作る場合、該クロック信号CKの立上
りでデータ信号DAを送り出すものと、立下りでデータ
信号DAを送り出すものとの間で、どちらかがクロック
信号CKのエッジからインバータ1段の遅延分ずれるこ
とになる。これに対し、本第2の実施形態のMS−FF
では、このクロック信号CKのエッジからのずれがない
ため、該クロック信号CKの立上りエッジと立下りエッ
ジ両方のタイミングを利用したい場合に、有効な回路で
あるといえる。
In the conventional MS-FF of FIG. 10, the same operation is performed by using the clock signal CK on the master side as the inverted clock signal CK / and the inverted clock signal CK / on the slave side as the clock signal CK. be able to. However, when an inverted-phase clock signal CK / is generated by inserting an inverter into the clock signal CK, there is a difference between sending the data signal DA at the rising edge of the clock signal CK and sending the data signal DA at the falling edge. One of them is shifted from the edge of the clock signal CK by the delay of one stage of the inverter. On the other hand, the MS-FF of the second embodiment
Since there is no deviation from the edge of the clock signal CK, it can be said that the circuit is an effective circuit when it is desired to use the timing of both the rising edge and the falling edge of the clock signal CK.

【0025】第3の実施形態 この第3の実施形態の(1)構成、(2)動作、及び
(3)効果を説明する。 (1) 構成 図5は、本発明の第3の実施形態を示すMS−FFの回
路図であり、第1の実施形態を示す図1中の要素と共通
の要素には共通の符号が付されている。このMS−FF
は、図1と異なる構成のマスタ側ラッチ11Aと、図1
と同一構成のスレーブ側ラッチ12とで構成され、該ス
レーブ側ラッチ12内の第2のラッチ手段30−2の第
1の出力端子N33が出力端子Qに接続され、第2の出
力端子N34が逆相出力端子Q/に接続されている。マ
スタ側ラッチ11Aは、従来の図10に示すマスタ側ラ
ッチ1と同様に、第1の入力端子から入力される信号
を、第2の入力端子から入力される信号に応答して取込
んで出力端子から出力する基本ゲートで構成された第1
及び第2のゲート(例えば、2入力NORゲート)4
1,42と、これらの出力側に接続された図1と同様の
第1のラッチ手段30−1とで、構成されている。第1
のNORゲート41は、第1の入力端子にデータ信号D
Aが入力され、第2の入力端子にクロック信号CKが入
力され、出力端子が第1のラッチ手段30−1の第1の
入力端子N31に接続されている。第2のNORゲート
42は、第1の入力端子にクロック信号CKが入力さ
れ、第2の入力端子に逆相データ信号DA/が入力さ
れ、出力端子が第1のラッチ手段30−1の第2の入力
端子N31に接続されている。このMS−FFを構成す
る素子の回路パラメータは、第1の実施形態とほぼ同様
である。
The third embodiment of the third embodiment (1) Configuration, (2) explaining the operation, and (3) effects. (1) Configuration FIG. 5 is a circuit diagram of an MS-FF according to the third embodiment of the present invention. Elements common to those in FIG. 1 according to the first embodiment are denoted by the same reference numerals. Have been. This MS-FF
Is a master-side latch 11A having a configuration different from that of FIG.
The first output terminal N33 of the second latch means 30-2 in the slave latch 12 is connected to the output terminal Q, and the second output terminal N34 is connected to the second output terminal N34. It is connected to the negative phase output terminal Q /. Master-side latch 11A captures and outputs a signal input from a first input terminal in response to a signal input from a second input terminal, similarly to master-side latch 1 shown in FIG. The first consisting of the basic gate output from the terminal
And a second gate (for example, a two-input NOR gate) 4
1 and 42, and first latch means 30-1 similar to FIG. 1 connected to these output sides. First
NOR gate 41 has a data signal D at its first input terminal.
A is input, the clock signal CK is input to the second input terminal, and the output terminal is connected to the first input terminal N31 of the first latch means 30-1. The second NOR gate 42 has a first input terminal to which the clock signal CK is input, a second input terminal to which the inverted-phase data signal DA / is input, and an output terminal to the first latch means 30-1. 2 input terminal N31. The circuit parameters of the elements constituting the MS-FF are almost the same as in the first embodiment.

【0026】(2) 動作 図6は、図5のMS−FFのタイミングチャートであ
る。この図6を参照しつつ、図5のMS−FFの動作を
説明する。まず、初期状態として、マスタ側ラッチ11
Aにデータ信号DAの“L”、逆相データ信号DA/の
“H”、及びクロック信号CKの“L”が入力されてい
る。この時、NORゲート41の出力端子の電位が
“H”、NORゲート42の出力端子の電位が“L”に
なる。ラッチ手段30−1のNORゲート31の出力端
子N33は、入力の1つが“H”であるために“L”に
なる。同様に、ラッチ手段30−1のNORゲート32
の出力端子N34は、入力が全て“L”なので“H”を
出力する。この時、スレーブ側ラッチ12の状態は、ク
ロック信号CKが“L”のために論理ゲート20−3及
び20−4のFET22がオフ状態になっており、該論
理ゲート20−3及び20−4の出力端子N23の電位
が“L”になり、マスタ側ラッチ11Aの状態がスレー
ブ側に伝わらないため、該スレーブ側ラッチ12内のラ
ッチ手段30−2は現状を維持する。初期状態として
は、出力端子Q及び逆相出力端子Q/が不定状態であ
る。
(2) Operation FIG. 6 is a timing chart of the MS-FF in FIG. The operation of the MS-FF of FIG. 5 will be described with reference to FIG. First, as an initial state, the master side latch 11
“A” is input to “A” of the data signal DA, “H” of the inverted-phase data signal DA /, and “L” of the clock signal CK. At this time, the potential of the output terminal of the NOR gate 41 becomes “H” and the potential of the output terminal of the NOR gate 42 becomes “L”. The output terminal N33 of the NOR gate 31 of the latch means 30-1 becomes "L" because one of the inputs is "H". Similarly, the NOR gate 32 of the latch means 30-1
Output terminal N34 outputs "H" because all inputs are "L". At this time, the state of the slave side latch 12 is such that the FET 22 of the logic gates 20-3 and 20-4 is in the off state because the clock signal CK is "L", and the logic gates 20-3 and 20-4 The potential of the output terminal N23 becomes "L" and the state of the master side latch 11A is not transmitted to the slave side, so that the latch means 30-2 in the slave side latch 12 maintains the current state. In the initial state, the output terminal Q and the negative-phase output terminal Q / are in an undefined state.

【0027】時刻t1において、クロック信号CKが
“H”になり、同時にデータ信号DAが“H”、及び逆
相データ信号DA/が“L”に変化する。クロック信号
CKが“H”のため、NORゲート41及び42の出力
端子が共に“L”になり、データ信号DA及び逆相デー
タ信号DA/の状態によらず、マスタ側ラッチ手段30
−1の状態は保持される。この時、スレーブ側では、論
理ゲート20−3のFET22がオン、FET23がオ
フになり、出力端子N23が“H”に変化する。また、
論理ゲート20−4のFET22及び23が共にオンの
ため、出力端子N23は“L”のままである。この結
果、出力端子Qが“L”に定まり、逆相出力端子Q/も
“H”に定まる。時刻t2において、クロック信号CK
が“L”になると、スレーブ側ラッチ12の出力が保持
されたまま、マスタ側ラッチ11Aにデータ信号DAが
取込まれる。時刻t3において、クロック信号CKが
“H”になると、取込まれたデータ信号がスレーブ側ラ
ッチ12に伝達され、MS−FFの出力として送り出さ
れる。このように、第3の実施形態のMS−FFでは、
クロック信号CKが“L”の間にデータ信号DAを取込
み、該クロック信号CKの立上りエッジで送り出す。
At time t1, the clock signal CK changes to "H", and at the same time, the data signal DA changes to "H" and the inverted-phase data signal DA / changes to "L". Since the clock signal CK is "H", the output terminals of the NOR gates 41 and 42 both become "L", and the master side latch means 30 does not depend on the state of the data signal DA and the reverse phase data signal DA /.
The state of -1 is maintained. At this time, on the slave side, the FET 22 of the logic gate 20-3 is turned on, the FET 23 is turned off, and the output terminal N23 changes to "H". Also,
Since both the FETs 22 and 23 of the logic gate 20-4 are on, the output terminal N23 remains "L". As a result, the output terminal Q is set to “L”, and the antiphase output terminal Q / is also set to “H”. At time t2, the clock signal CK
Becomes "L", the data signal DA is taken into the master latch 11A while the output of the slave latch 12 is held. At time t3, when the clock signal CK becomes “H”, the fetched data signal is transmitted to the slave side latch 12 and sent out as the output of the MS-FF. Thus, in the MS-FF of the third embodiment,
While the clock signal CK is "L", the data signal DA is taken in and sent out at the rising edge of the clock signal CK.

【0028】(3) 効果 第3の実施形態では、従来のMS−FFに比べてインバ
ータを追加しなくとも単相のクロック信号CKで動作す
るという点で有効である。しかも、スレーブ側ラッチ1
2に第1の実施形態と同様に、論理ゲート20−3,2
0−4を使用しているため、第1の実施形態ほどではな
いが、従来のものに比較して消費電力が小さくなること
が期待できる。さらに、図1の論理ゲート20−1,2
0−2は4素子で構成されるのに対し、NORゲート4
1,42は3素子で構成できるため、マスタ側ラッチ1
1AをNORゲート41,42,31,32のみで構成
することで、第1の実施形態のMS−FFよりも素子数
を減らすことができる。
(3) Effect The third embodiment is effective in that it operates with a single-phase clock signal CK without adding an inverter as compared with the conventional MS-FF. Moreover, the slave side latch 1
2 as in the first embodiment, the logic gates 20-3 and 20-3
Since 0-4 are used, the power consumption is expected to be smaller than that of the conventional one, though not as much as in the first embodiment. Further, the logic gates 20-1 and 20-2 in FIG.
0-2 is composed of four elements, whereas NOR gate 4
The master latches 1 and 42 can be composed of three elements.
By configuring 1A only with the NOR gates 41, 42, 31, 32, the number of elements can be reduced as compared with the MS-FF of the first embodiment.

【0029】第4の実施形態 この第4の実施形態の(1)構成、(2)動作、及び
(3)効果を説明する。 (1) 構成 図7は、本発明の第4の実施形態を示すMS−FFの回
路図であり、第1及び第3の実施形態を示す図1及び図
5中の要素と共通の要素には共通の符号が付されてい
る。このMS−FFは、図1及び図5とは異なる構成の
マスタ側ラッチ11Bと、図5と同一構成のスレーブ側
ラッチ12とで構成され、それぞれ単相のクロック信号
CK及びデータ信号DAのみを入力するようになってい
る。マスタ側ラッチ11Bは、図1のマスタ側ラッチ1
1において第1の論理ゲート20−1を、図5のNOR
ゲート41に置き換えた回路構成になっている。NOR
ゲート41及び第2の論理ゲート20−2は、クロック
信号CK及びデータ信号DAを入力するようになってい
る。このMS−FFを構成する各素子の回路パラメータ
は、第1の実施形態と同様である。
The fourth embodiment of the fourth embodiment (1) Configuration, (2) explaining the operation, and (3) effects. (1) Configuration FIG. 7 is a circuit diagram of an MS-FF according to a fourth embodiment of the present invention, which is common to the elements in FIGS. 1 and 5 illustrating the first and third embodiments. Are denoted by common symbols. This MS-FF includes a master-side latch 11B having a configuration different from those of FIGS. 1 and 5, and a slave-side latch 12 having the same configuration as that of FIG. 5, and receives only a single-phase clock signal CK and a data signal DA, respectively. To be entered. The master side latch 11B is the master side latch 1 of FIG.
1, the first logic gate 20-1 is connected to the NOR gate of FIG.
The circuit configuration has been replaced with a gate 41. NOR
The gate 41 and the second logic gate 20-2 receive the clock signal CK and the data signal DA. The circuit parameters of each element constituting the MS-FF are the same as in the first embodiment.

【0030】(2) 動作 図8は、図7のMS−FFのタイミングチャートであ
る。この図8を参照しつつ、図7のMS−FFの動作を
説明する。まず、初期状態として、マスタ側ラッチ11
Bにデータ信号DAの“L”、及びクロック信号CKの
“L”が入力されている。この時、NORゲート41の
入力が共に“L”なので、出力端子の電位が“H”にな
る。論理ゲート20−2のFET22及び23は共にオ
フになるため、出力端子N23の電位が“L”になる。
ラッチ回路30−1のNORゲート31の出力端子N3
3は、入力の1つが“H”であるため“L”になる。同
時に、ラッチ回路30−1のNORゲート32は、入力
が全て“L”なので出力端子N34から“H”を出力す
る。この時、スレーブ側ラッチ12の状態は、論理ゲー
ト20−3及び20−4のFET22が共にオフ状態の
ため、該論理ゲート20−3及び20−4の出力端子N
23の電位が共に“L”で、ラッチ手段30−2は現状
を維持する。初期状態としては、出力端子Q及び逆相出
力端子Q/は不定状態である。
(2) Operation FIG. 8 is a timing chart of the MS-FF in FIG. The operation of the MS-FF of FIG. 7 will be described with reference to FIG. First, as an initial state, the master side latch 11
“L” of the data signal DA and “L” of the clock signal CK are input to B. At this time, since both inputs of the NOR gate 41 are "L", the potential of the output terminal becomes "H". Since both the FETs 22 and 23 of the logic gate 20-2 are turned off, the potential of the output terminal N23 becomes "L".
Output terminal N3 of NOR gate 31 of latch circuit 30-1
3 becomes “L” because one of the inputs is “H”. At the same time, the NOR gate 32 of the latch circuit 30-1 outputs "H" from the output terminal N34 because all inputs are "L". At this time, the state of the slave-side latch 12 is such that the FETs 22 of the logic gates 20-3 and 20-4 are both in the OFF state, so that the output terminals N of the logic gates 20-3 and 20-4 are
23 are both "L", and the latch means 30-2 maintains the current state. In the initial state, the output terminal Q and the negative-phase output terminal Q / are in an undefined state.

【0031】時刻t1において、クロック信号CKが
“H”になり、同時にデータ信号DAが“H”に変化す
る。クロック信号CKが“H”の間、NORゲート41
の出力端子と論理ゲート20−2の出力端子N23の電
位が共に“L”であり、マスタ側ラッチ手段30−1の
状態は保持される。この時、スレーブ側では、論理ゲー
ト20−3のFET22がオン、FET23がオフにな
り、出力端子N23の電位は“H”になる。また、論理
ゲート20−4のFET22及び23は共にオンなの
で、出力端子N23の電位は“L”になり、出力端子Q
が“L”に、逆相出力端子Q/が“H”に定まる。時刻
t2において、クロック信号CKが“L”になると、ス
レーブ側ラッチ12の出力状態が保持されたまま、マス
タ側ラッチ11Bにデータ信号DAが取込まれる。時刻
t3において、クロック信号CKが“H”になると、取
込まれたデータ信号DAがスレーブ側ラッチ12に伝達
され、MS−FFの出力として送り出される。このよう
に、第4の実施形態のMS−FFでは、クロック信号C
Kが“L”の間にデータ信号DAを取込み、該クロック
信号CKの立上りエッジで送り出す。
At time t1, the clock signal CK changes to "H", and at the same time, the data signal DA changes to "H". While the clock signal CK is “H”, the NOR gate 41
And the potential of the output terminal N23 of the logic gate 20-2 are both "L", and the state of the master-side latch means 30-1 is maintained. At this time, on the slave side, the FET 22 of the logic gate 20-3 is turned on, the FET 23 is turned off, and the potential of the output terminal N23 becomes "H". Since both the FETs 22 and 23 of the logic gate 20-4 are on, the potential of the output terminal N23 becomes "L" and the output terminal Q
Is set to “L”, and the inverted-phase output terminal Q / is set to “H”. At time t2, when the clock signal CK becomes “L”, the data signal DA is taken into the master side latch 11B while the output state of the slave side latch 12 is maintained. At time t3, when the clock signal CK becomes “H”, the fetched data signal DA is transmitted to the slave side latch 12 and sent out as an output of the MS-FF. Thus, in the MS-FF of the fourth embodiment, the clock signal C
While K is "L", it takes in data signal DA and sends it out at the rising edge of clock signal CK.

【0032】(3) 効果 第1及び第3の実施形態では、クロック信号CKのみが
単相であったが、この第4の実施形態のMS−FFで
は、データ信号DAの入力も単相入力でよい。第1の実
施形態の効果のところでも述べたように、クロック信号
線を両相のままIC内を引回すのでなければ、NMOS
やGaAs MESFET等のようなデバイスを使用す
る回路では、逆相信号を作るために、一般的にインバー
タを入れることになる。データ信号DAを分岐して一方
をそのままマスタ側ラッチ11Bに入力し、他方をイン
バータを介して逆相データ信号DA/の形で入力する場
合、両方の信号の伝達時間はインバータ1段の遅延分差
が生じ、その分、フェイズマージンを減少させる。これ
に対し、第4の実施形態のMS−FFでは、単相のデー
タ信号DAで動作するため、データ信号DAと逆相デー
タ信号DA/がマスタ側ラッチへ入力される時の到達時
間の差を気にする必要がないという利点がある。その
上、2次的な効果として、第1及び第3の実施形態と同
様に、論理ゲート20−2,20−3,20−4の使用
による消費電力の低減も期待できる。
(3) Effect In the first and third embodiments, only the clock signal CK has a single phase. However, in the MS-FF of the fourth embodiment, the input of the data signal DA is also a single-phase input. Is fine. As described in the effect of the first embodiment, if the clock signal line is not routed inside the IC while keeping both phases, the NMOS
In a circuit using a device such as a GaAs MESFET or the like, an inverter is generally inserted in order to generate a negative-phase signal. When the data signal DA is branched and one is input to the master side latch 11B as it is and the other is input via the inverter in the form of the inverted data signal DA /, the transmission time of both signals is the delay of one stage of the inverter. There is a difference, which reduces the phase margin. On the other hand, since the MS-FF of the fourth embodiment operates with the single-phase data signal DA, the difference between the arrival times when the data signal DA and the negative-phase data signal DA / are input to the master-side latch. There is an advantage that you do not need to worry about. In addition, as a secondary effect, a reduction in power consumption due to the use of the logic gates 20-2, 20-3, and 20-4 can be expected as in the first and third embodiments.

【0033】第5の実施形態 図9は、本発明の第5の実施形態を示すMS−FFの回
路図であり、第3の実施形態を示す図5中の要素と共通
の要素には共通の符号が付されている。このMS−FF
では、図5のスレーブ側ラッチ12とマスタ側ラッチ1
1Aを入れ替え、図5のスレーブ側ラッチ12と同一構
成のマスタ側ラッチ11−2と、図5のマスタ側ラッチ
11Aと同一構成のスレーブ側ラッチ12−2とで構成
されている。このMS−FFでは、第2の実施形態を示
す図4と同様に、クロック信号CKが“H”の時にデー
タ信号DAの状態を読込み、該クロック信号CKの立下
りで送り出すという機能を有し、第2の実施形態とほぼ
同様の作用、効果が得られる。
Fifth Embodiment FIG. 9 is a circuit diagram of an MS-FF showing a fifth embodiment of the present invention, and is common to elements shown in FIG. 5 showing a third embodiment. Are given. This MS-FF
Now, the slave latch 12 and the master latch 1 shown in FIG.
1A is replaced with a master latch 11-2 having the same configuration as the slave latch 12 in FIG. 5 and a slave latch 12-2 having the same configuration as the master latch 11A in FIG. This MS-FF has a function of reading the state of the data signal DA when the clock signal CK is "H" and sending it out at the falling edge of the clock signal CK, as in FIG. 4 showing the second embodiment. The same operation and effect as those of the second embodiment can be obtained.

【0034】なお、本発明は上記実施形態に限定され
ず、種々の変形が可能である。この変形例としては、例
えば、次の(a),(b)のようなものがある。 (a) ラッチ手段30−1,30−2は、2つのNO
Rゲート31,32で構成したが、NANDゲート等の
他のゲートで構成することも可能である。 (b) データ信号DAを取込むNORゲート41,4
2は、NANDゲート等の他のゲートで構成してもよ
い。
It should be noted that the present invention is not limited to the above embodiment, and various modifications are possible. For example, there are the following modifications (a) and (b). (A) The latch means 30-1 and 30-2 are provided with two NOs.
Although the gates are constituted by the R gates 31 and 32, they may be constituted by other gates such as a NAND gate. (B) NOR gates 41 and 4 for taking in data signal DA
2 may be constituted by another gate such as a NAND gate.

【0035】[0035]

【発明の効果】以上詳細に説明したように、本発明のう
ちの請求項1に係る発明によれば、マスタ側ラッチを第
1、第2の論理ゲート及び第1のラッチ手段で構成し、
スレーブ側ラッチを第3、第4の論理ゲート及び第2の
ラッチ手段で構成したので、単相のクロック信号で使用
でき、さらに、論理ゲート内の第1のスイッチング素子
がオフの場合は電流がカットされるので、消費電力を低
減できる。請求項2の発明によれば、請求項1のマスタ
側ラッチとスレーブ側ラッチとを入れ替えて構成したの
で、クロック信号のエッジからのずれがなく、例えば、
該クロック信号の立上りエッジと立下りエッジ両方のタ
イミングを利用したい場合に有効な回路となる。請求項
3の発明によれば、マスタ側ラッチを第1、第2のゲー
ト及び第1のラッチ手段で構成し、スレーブ側ラッチを
第3、第4の論理ゲート及び第2のラッチ手段で構成し
たので、単相のクロック信号で使用できる。さらに、ス
レーブ側ラッチに、請求項1の発明と同様に論理ゲート
を使用しているので、従来のものに比べて消費電力を少
なくできる。しかも、論理ゲートは4素子で構成される
のに対し、第1、第2のゲートは例えば3素子で構成で
きるため、請求項1の発明よりも素子数を減らすことが
できる。請求項4の発明によれば、請求項3のマスタ側
ラッチとスレーブ側ラッチとを入れ替えて構成したの
で、請求項2に係る発明とほぼ同様の効果が得られる。
請求項5の発明によれば、マスタ側ラッチを第1のゲー
ト、第2の論理ゲート及び第1のラッチ手段で構成し、
スレーブ側ラッチを第3、第4の論理ゲート及び第2の
ラッチ手段で構成したので、単相のクロック信号及びデ
ータ信号で使用できる。しかも、論理ゲートを使用して
いるので、消費電力も低減できる。
As described above in detail, according to the first aspect of the present invention, the master side latch is constituted by the first and second logic gates and the first latch means,
Since the slave-side latch is constituted by the third and fourth logic gates and the second latch means, it can be used with a single-phase clock signal. Further, when the first switching element in the logic gate is off, the current is reduced Since it is cut, power consumption can be reduced. According to the second aspect of the present invention, since the master side latch and the slave side latch of the first aspect are interchanged, there is no deviation from the edge of the clock signal.
This is an effective circuit when it is desired to use both the rising edge and the falling edge of the clock signal. According to the third aspect of the present invention, the master side latch is constituted by the first and second gates and the first latch means, and the slave side latch is constituted by the third and fourth logic gates and the second latch means. Therefore, it can be used with a single-phase clock signal. Further, since a logic gate is used for the slave side latch as in the first aspect of the invention, power consumption can be reduced as compared with the conventional one. Moreover, while the logic gate is composed of four elements, the first and second gates can be composed of, for example, three elements, so that the number of elements can be reduced as compared with the first aspect of the present invention. According to the fourth aspect of the present invention, since the master side latch and the slave side latch of the third aspect are interchanged, substantially the same effects as those of the second aspect can be obtained.
According to the fifth aspect of the present invention, the master side latch is constituted by the first gate, the second logic gate and the first latch means,
Since the slave-side latch is constituted by the third and fourth logic gates and the second latch means, it can be used with a single-phase clock signal and data signal. In addition, since the logic gate is used, power consumption can be reduced.

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

【図1】本発明の第1の実施形態を示すMS−FF(マ
スタスレーブ型フリップフロップ回路)の回路図であ
る。
FIG. 1 is a circuit diagram of an MS-FF (master-slave flip-flop circuit) according to a first embodiment of the present invention.

【図2】図1のタイミングチャートである。FIG. 2 is a timing chart of FIG.

【図3】図1及び図10のシミュレーション結果を示す
図である。
FIG. 3 is a diagram showing simulation results of FIGS. 1 and 10;

【図4】本発明の第2の実施形態を示すMS−FFの回
路図である。
FIG. 4 is a circuit diagram of an MS-FF showing a second embodiment of the present invention.

【図5】本発明の第3の実施形態を示すMS−FFの回
路図である。
FIG. 5 is a circuit diagram of an MS-FF according to a third embodiment of the present invention.

【図6】図5のタイミングチャートである。FIG. 6 is a timing chart of FIG.

【図7】本発明の第4の実施形態を示すMS−FFの回
路図である。
FIG. 7 is a circuit diagram of an MS-FF showing a fourth embodiment of the present invention.

【図8】図7のタイミングチャートである。FIG. 8 is a timing chart of FIG.

【図9】本発明の第5の実施形態を示すMS−FFの回
路図である。
FIG. 9 is a circuit diagram of an MS-FF showing a fifth embodiment of the present invention.

【図10】従来のMS−FFの回路図である。FIG. 10 is a circuit diagram of a conventional MS-FF.

【図11】図10のタイミングチャートである。FIG. 11 is a timing chart of FIG.

【符号の説明】[Explanation of symbols]

11,11−1,11−2,11A,11B マスタ
側ラッチ 12,12−1,12−2 スレーブ側ラッチ 20−1〜20−4 論理ゲート 21〜24 FET 30−1,30−2 ラッチ手段 31,32,41,42 NORゲート
11, 11-1, 11-2, 11A, 11B Master side latch 12, 12-1, 12-2 Slave side latch 20-1 to 20-4 Logic gate 21 to 24 FET 30-1, 30-2 Latching means 31, 32, 41, 42 NOR gate

Claims (5)

【特許請求の範囲】[Claims] 【請求項1】 第1の電源電位と負荷側ノードとの間に
接続された負荷駆動素子、該負荷側ノードと出力端子と
の間に接続され第1の入力端子から入力される信号によ
りオン、オフ動作する第1のスイッチング素子、該第1
の電源電位よりも低い第2の電源電位と該出力端子との
間に接続され第2の入力端子から入力される信号により
オン、オフ動作する第2のスイッチング素子、及び該第
2のスイッチング素子に並列に接続された電荷放出用の
インピーダンス素子を有する基本論理ゲートと、 第1と第2の入力端子間にたすきがけ接続された2つの
ゲートを有し、該第1及び第2の入力端子から入力され
る信号を該2つのゲートでラッチして相補的な信号を第
1及び第2の出力端子から出力する基本ラッチ手段と
で、 構成されるマスタ側ラッチ及びスレーブ側ラッチを備え
たマスタスレーブ型フリップフロップ回路であって、 前記マスタ側ラッチは、 前記基本論理ゲートで構成され、該第1の入力端子にデ
ータ信号が入力され、該第2の入力端子にクロック信号
が入力される第1の論理ゲートと、 前記基本論理ゲートで構成され、該第1の入力端子に逆
相データ信号が入力され、該第2の入力端子に前記クロ
ック信号が入力される第2の論理ゲートと、 前記基本ラッチ手段で構成され、該第1及び第2の入力
端子が前記第1及び第2の論理ゲートの出力端子にそれ
ぞれ接続された第1のラッチ手段とを備え、 前記スレーブ側ラッチは、 前記基本論理ゲートで構成され、該第1の入力端子に前
記クロック信号が入力され、該第2の入力端子が前記第
1のラッチ手段の第1の出力端子に接続された第3の論
理ゲートと、 前記基本論理ゲートで構成され、該第1の入力端子に前
記クロック信号が入力され、該第2の入力端子が前記第
1のラッチ手段の第2の出力端子に接続された第4の論
理ゲートと、 前記基本ラッチ手段で構成され、該第1及び第2の入力
端子が前記第3及び第4の論理ゲートの出力端子にそれ
ぞれ接続された第2のラッチ手段とを備えたことを特徴
とするマスタスレーブ型フリップフロップ回路。
1. A load driving element connected between a first power supply potential and a load-side node, and turned on by a signal connected between the load-side node and an output terminal and input from a first input terminal. , A first switching element that is turned off,
A second switching element connected between a second power supply potential lower than the power supply potential and the output terminal and turned on and off by a signal input from a second input terminal; and the second switching element A basic logic gate having a charge discharging impedance element connected in parallel to the first and second input terminals; and a first and second input terminal having two gates cross-connected between first and second input terminals. And a basic latch means for latching a signal inputted from the two gates with the two gates and outputting a complementary signal from the first and second output terminals. A slave flip-flop circuit, wherein the master-side latch includes the basic logic gate, a data signal is input to the first input terminal, and a clock signal is input to the second input terminal. And a first logic gate to which a clock signal is inputted to the first input terminal and the clock signal is inputted to the second input terminal. 2 logic gates, and first latch means comprising the basic latch means, wherein the first and second input terminals are respectively connected to the output terminals of the first and second logic gates, The slave side latch includes the basic logic gate, the clock signal is input to the first input terminal, and the second input terminal is connected to a first output terminal of the first latch means. A third logic gate, and the basic logic gate, wherein the clock signal is input to the first input terminal, and the second input terminal is connected to a second output terminal of the first latch means. A fourth logic gate connected; A second latch means comprising basic latch means, wherein the first and second input terminals are respectively connected to the output terminals of the third and fourth logic gates. Slave flip-flop circuit.
【請求項2】 請求項1のマスタ側ラッチとスレーブ側
ラッチとを入れ替えて構成したことを特徴とするマスタ
スレーブ型フリップフロップ回路。
2. A master-slave flip-flop circuit, wherein the master-side latch and the slave-side latch of claim 1 are interchanged.
【請求項3】 請求項1の基本論理ゲート及び基本ラッ
チ手段と、 第1の入力端子から入力される信号を、第2の入力端子
から入力される信号に応答して取込んで出力端子から出
力する基本ゲートとで、 構成されるマスタ側ラッチ及びスレーブ側ラッチを備え
たマスタスレーブ型フリップフロップ回路であって、 前記マスタ側ラッチは、 前記基本ゲートで構成され、該第1の入力端子にデータ
信号が入力され、該第2の入力端子にクロック信号が入
力される第1のゲートと、 前記基本ゲートで構成され、該第1の入力端子に前記ク
ロック信号が入力され、該第2の入力端子に逆相データ
信号が入力される第2のゲートと、 前記基本ラッチ手段で構成され、該第1及び第2の入力
端子が前記第1及び第2のゲートの出力端子にそれぞれ
接続された第1のラッチ手段とを備え、 前記スレーブ側ラッチは、 前記基本論理ゲートで構成され、該第1の入力端子に前
記クロック信号が入力され、該第2の入力端子が前記第
1のラッチ手段の第1の出力端子に接続された第3の論
理ゲートと、 前記基本論理ゲートで構成され、該第1の入力端子に前
記クロック信号が入力され、該第2の入力端子が前記第
1のラッチ手段の第2の出力端子に接続された第4の論
理ゲートと、 前記基本ラッチ手段で構成され、該第1及び第2の入力
端子が前記第3及び第4の論理ゲートの出力端子にそれ
ぞれ接続された第2のラッチ手段とを備えたことを特徴
とするマスタスレーブ型フリップフロップ回路。
3. A basic logic gate and basic latch means according to claim 1, wherein a signal inputted from a first input terminal is taken in response to a signal inputted from a second input terminal, and said signal is taken from an output terminal. A master-slave flip-flop circuit comprising a master-side latch and a slave-side latch, the master-side latch comprising the basic gate, and a first input terminal connected to the first input terminal. A first gate to which a data signal is input and a clock signal to be input to the second input terminal; and the basic gate, wherein the clock signal is input to the first input terminal, A second gate to which an inverted-phase data signal is input to an input terminal; and the basic latch means, wherein the first and second input terminals are connected to output terminals of the first and second gates, respectively. The slave-side latch comprises the basic logic gate, the clock signal is input to the first input terminal, and the second input terminal is connected to the first input terminal. A third logic gate connected to a first output terminal of the latch means; and the basic logic gate. The clock signal is input to the first input terminal, and the second input terminal is connected to the second input terminal. A fourth logic gate connected to a second output terminal of the first latch means; and the basic latch means, wherein the first and second input terminals are outputs of the third and fourth logic gates. A master-slave flip-flop circuit comprising: a second latch means connected to each of the terminals.
【請求項4】 請求項3のマスタ側ラッチとスレーブ側
ラッチとを入れ替えて構成したことを特徴とするマスタ
スレーブ型フリップフロップ回路。
4. A master-slave flip-flop circuit, wherein the master-side latch and the slave-side latch of claim 3 are interchanged.
【請求項5】 請求項1の基本論理ゲート及び基本ラッ
チ手段と、 第1の入力端子から入力される信号を、第2の入力端子
から入力される信号に応答して取込んで出力端子から出
力する基本ゲートとで、 構成されるマスタ側ラッチ及びスレーブ側ラッチを備え
たマスタスレーブ型フリップフロップ回路であって、 前記マスタ側ラッチは、 前記基本ゲートで構成され、該第1の入力端子にクロッ
ク信号が入力され、該第2の入力端子にデータ信号が入
力される第1のゲートと、 前記基本論理ゲートで構成され、該第1の入力端子に前
記データ信号が入力され、該第2の入力端子に前記クロ
ック信号が入力される第2の論理ゲートと、 前記基本ラッチ手段で構成され、該第1及び第2の入力
端子が前記第1のゲート及び第2の論理ゲートの出力端
子にそれぞれ接続された第1のラッチ手段とを備え、 前記スレーブ側ラッチは、 前記基本論理ゲートで構成され、該第1の入力端子に前
記クロック信号が入力され、該第2の入力端子が前記第
1のラッチ手段の第1の出力端子に接続された第3の論
理ゲートと、 前記基本論理ゲートで構成され、該第1の入力端子に前
記クロック信号が入力され、該第2の入力端子が前記第
1のラッチ手段の第2の入力端子に接続された第4の論
理ゲートと、 前記基本ラッチ手段で構成され、該第1及び第2の入力
端子が前記第3及び第4の論理ゲートの出力端子にそれ
ぞれ接続された第2のラッチ手段とを備えたことを特徴
とするマスタスレーブ型フリップフロップ回路。
5. A basic logic gate and basic latch means according to claim 1, wherein a signal inputted from a first input terminal is taken in response to a signal inputted from a second input terminal, and said signal is taken from an output terminal. A master-slave flip-flop circuit comprising a master-side latch and a slave-side latch, the master-side latch comprising the basic gate, and a first input terminal connected to the first input terminal. A first gate to which a clock signal is input and a data signal to be input to the second input terminal; and a basic logic gate, wherein the data signal is input to the first input terminal, A second logic gate for inputting the clock signal to an input terminal thereof, and the basic latch means, wherein the first and second input terminals are outputs of the first gate and the second logic gate. First latch means connected to the respective terminals, wherein the slave-side latch is configured by the basic logic gate, the clock signal is input to the first input terminal, and the second input terminal is A third logic gate connected to a first output terminal of the first latch means; and a basic logic gate, wherein the clock signal is input to the first input terminal, and the second input A fourth logic gate whose terminal is connected to a second input terminal of the first latch means; and the basic latch means, wherein the first and second input terminals are the third and fourth input terminals. A master-slave flip-flop circuit comprising: a second latch means connected to an output terminal of the logic gate.
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