JP2001094413A - Signal processing cell and signal processor - Google Patents

Signal processing cell and signal processor

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JP2001094413A
JP2001094413A JP26798399A JP26798399A JP2001094413A JP 2001094413 A JP2001094413 A JP 2001094413A JP 26798399 A JP26798399 A JP 26798399A JP 26798399 A JP26798399 A JP 26798399A JP 2001094413 A JP2001094413 A JP 2001094413A
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latch
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Abstract

PROBLEM TO BE SOLVED: To provide a signal processing cell with a simple configuration that can conduct complicated processing at a high-speed and to provide a signal processor. SOLUTION: A program cell 2 processes an externally input signal A and a feedback input signal O according to a processing procedure decided by given program data and obtains an output D. The program data are so constructed as to be changeable in real time. An output latch section 84 is provided with a plurality of latch circuits LT, LT, etc., to latch a plurality of outputs D outputted from the program cell 2 in different timing. Either one of outputs D among the outputs D latched by the latch circuits LT, LT, etc., becomes the feedback input signal O to the program cell 2 via a feedback line FBL. Thus, the single program cell 2 can conduct complicated consecutive processing at a high-speed.

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】この発明は信号処理セル等に
関し、特に、信号処理セルを用いて複雑な処理を行う技
術に関する。
BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to a signal processing cell and the like, and more particularly, to a technique for performing complicated processing using a signal processing cell.

【0002】[0002]

【従来の技術】産業用機械や家電機器の制御などに、マ
イクロコンピュータが用いられる。マイクロコンピュー
タを用いれば、複雑なシーケンス制御を実現することが
できる。
2. Description of the Related Art A microcomputer is used for controlling industrial machines and home electric appliances. If a microcomputer is used, complicated sequence control can be realized.

【0003】[0003]

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、上記の
ようなマイクロコンピュータを用いた従来のシーケンス
制御には、次のような問題点があった。マイクロコンピ
ュータはノイマン型コンピュータであるため、本質的に
同時並列処理を行うことができない。従って、高速処理
には不向きである。
However, the conventional sequence control using the microcomputer as described above has the following problems. Since the microcomputer is a Neumann computer, it cannot essentially perform simultaneous parallel processing. Therefore, it is not suitable for high-speed processing.

【0004】このような問題点を解決するために多数の
CPUを用いた制御システムが考えられるが、このよう
な制御システムは高価で、かつ、信号処理も複雑とな
る。
To solve such a problem, a control system using a large number of CPUs can be considered, but such a control system is expensive and the signal processing becomes complicated.

【0005】この発明は、このような問題点を解決し、
複雑な処理を高速に行うことができる簡単な構成の信号
処理セルおよび信号処理装置を提供することを目的とす
る。
The present invention solves such a problem,
An object of the present invention is to provide a signal processing cell and a signal processing device having a simple configuration capable of performing complicated processing at high speed.

【0006】[0006]

【課題を解決するための手段、発明の作用および効果】
請求項1の信号処理セルは、組合せ回路部における処理
手順を動的にプログラム可能に構成するとともに、当該
組合せ回路部から出力された信号をラッチする出力ラッ
チ部と、出力ラッチ部にラッチされた信号を当該組合せ
回路部の彼処理信号として用いるために帰還させる帰還
部と、を設けたことを特徴とする。
Means for Solving the Problems, Functions and Effects of the Invention
The signal processing cell according to claim 1 is configured so that a processing procedure in the combinational circuit unit is dynamically programmable, and an output latch unit that latches a signal output from the combinational circuit unit and an output latch unit. And a feedback unit for feeding back the signal for use as the processed signal of the combinational circuit unit.

【0007】したがって、組合せ回路部から出力された
信号を当該組合せ回路部に帰還させつつ、組合せ回路部
における処理手順をリアルタイムで変更することによ
り、連続した複雑な処理を1つの組合せ回路部で実現す
ることができる。また、組合せ回路部に入力する彼処理
信号を多数設けることにより、同時並列処理が可能とな
る。すなわち、簡単な構成で、複雑な処理を高速に行う
ことができる。
Therefore, by continuously changing the processing procedure in the combination circuit section in real time while returning the signal output from the combination circuit section to the combination circuit section, continuous and complicated processing can be realized in one combination circuit section. can do. Also, by providing a large number of processed signals to be input to the combinational circuit, simultaneous parallel processing becomes possible. That is, complicated processing can be performed at high speed with a simple configuration.

【0008】請求項2の信号処理セルは、組合せ回路部
から異なるタイミングで出力された複数の信号をラッチ
するための複数のラッチ回路を有する出力ラッチ部を備
えたこと、を特徴とする。
According to a second aspect of the present invention, the signal processing cell includes an output latch section having a plurality of latch circuits for latching a plurality of signals output from the combinational circuit section at different timings.

【0009】したがって、ラッチされた複数の信号のう
ち所望の信号を必要に応じて出力することができる。こ
のため、任意の時点から処理を再開したり、一連の処理
のうち任意の処理にジャンプしたりすることが可能とな
る。また、組合せ回路部に入力する彼処理信号を多数設
けることにより、同時並列処理が可能となる。すなわ
ち、簡単な構成で、複雑な処理を高速に行うことができ
る。
Therefore, a desired signal among a plurality of latched signals can be output as required. Therefore, it is possible to restart the processing from an arbitrary point in time or to jump to an arbitrary processing in a series of processing. Also, by providing a large number of processed signals to be input to the combinational circuit, simultaneous parallel processing becomes possible. That is, complicated processing can be performed at high speed with a simple configuration.

【0010】請求項3の信号処理セルにおいては、複数
のラッチ回路にラッチされた複数の信号のうち選択され
た信号を当該組合せ回路部の彼処理信号として用いるた
めに帰還させる帰還部を備えたこと、を特徴とする。
In the signal processing cell according to the third aspect, a feedback unit is provided for feeding back a signal selected from the plurality of signals latched by the plurality of latch circuits so as to use the selected signal as the processed signal of the combinational circuit unit. It is characterized by the following.

【0011】したがって、ラッチされた複数の信号のう
ち所望の信号を必要に応じて組合せ回路部に帰還させる
ことができる。このため、簡単な構成で、さらに複雑な
処理を高速に行うことができる。
Therefore, a desired signal of the plurality of latched signals can be fed back to the combinational circuit unit as needed. Therefore, more complicated processing can be performed at high speed with a simple configuration.

【0012】請求項4の信号処理セルにおいては、組合
せ回路部における処理手順を動的にプログラム可能に構
成したこと、を特徴とする。
According to a fourth aspect of the present invention, in the signal processing cell, a processing procedure in the combinational circuit section is dynamically programmable.

【0013】したがって、組合せ回路部における処理手
順をリアルタイムで変更することにより、連続した複雑
な処理を1つの組合せ回路部で実現することができる。
このため、簡単な構成で、よりいっそう複雑な処理を高
速に行うことができる。
Therefore, by changing the processing procedure in the combinational circuit section in real time, continuous complicated processing can be realized in one combinational circuit section.
For this reason, even more complicated processing can be performed at high speed with a simple configuration.

【0014】請求項5の信号処理セルにおいては、出力
ラッチ部を、不揮発性記憶素子を用いて構成したこと、
を特徴とする。
According to a fifth aspect of the present invention, in the signal processing cell, the output latch section is configured using a nonvolatile memory element.
It is characterized by.

【0015】したがって、電源が遮断された状態でも、
処理結果を記憶しておくことができる。このため、何ら
かの事故により電源が遮断された場合であっても、速や
かに、電源が遮断される前の状態にデータを復帰させる
ことができる。また、信号処理セルが使用されない場合
には当該信号処理セルの電源をOFFにしておき、当該
信号処理セルが使用されるときに当該信号処理セルの電
源をONにするよう制御することで省電力化を図ること
ができる。
Therefore, even when the power is cut off,
Processing results can be stored. Therefore, even if the power is shut off due to some accident, the data can be promptly returned to the state before the power was shut down. In addition, when the signal processing cell is not used, the power of the signal processing cell is turned off, and when the signal processing cell is used, the power of the signal processing cell is controlled to be turned on to save power. Can be achieved.

【0016】請求項6の信号処理セルにおいては、組合
せ回路部を、不揮発性記憶素子を用いて構成したこと、
を特徴とする。
According to a sixth aspect of the present invention, in the signal processing cell, the combinational circuit unit is configured using a nonvolatile memory element.
It is characterized by.

【0017】したがって、電源が遮断された状態でも、
処理手順を記憶しておくことができる。このため、何ら
かの事故により電源が遮断された場合であっても、速や
かに、電源が遮断される前の処理手順に復帰することで
きる。また、信号処理セルが使用されない場合には当該
信号処理セルの電源をOFFにしておき、当該信号処理
セルが使用されるときに当該信号処理セルの電源をON
にするよう制御することで省電力化を図ることができ
る。
Therefore, even when the power is turned off,
The processing procedure can be stored. Therefore, even if the power is shut off due to some kind of accident, it is possible to quickly return to the processing procedure before the power was shut down. When the signal processing cell is not used, the power of the signal processing cell is turned off, and when the signal processing cell is used, the power of the signal processing cell is turned on.
By controlling so that power consumption can be reduced, power saving can be achieved.

【0018】請求項7の信号処理セルにおいては、不揮
発性記憶素子を、強誘電体を用いて構成したこと、を特
徴とする。したがって、処理手順情報をリアルタイムで
不揮発的に書き換えることができる信号処理セルを、簡
単な回路構成で実現することができる。
According to a seventh aspect of the present invention, in the signal processing cell, the nonvolatile memory element is formed by using a ferroelectric material. Therefore, a signal processing cell in which the processing procedure information can be rewritten in a nonvolatile manner in real time can be realized with a simple circuit configuration.

【0019】請求項8の信号処理装置は、請求項1ない
し請求項7のいずれかの信号処理セルを複数用いたこ
と、を特徴とする。したがって、たとえば、簡単な構成
で、複雑な処理を高速に行うことができるダイナミカリ
ー・プログラマブル・ゲートアレイ(DPGA)を実現
することができる。
An eighth aspect of the present invention is a signal processing apparatus using a plurality of the signal processing cells according to any one of the first to seventh aspects. Therefore, for example, a dynamically programmable gate array (DPGA) that can perform complicated processing at high speed with a simple configuration can be realized.

【0020】[0020]

【発明の実施の形態】図1は、この発明の一実施形態に
よる信号処理装置であるダイナミカリー・プログラマブ
ル・ゲートアレイ(DPGA)を構成する信号処理セル
82を示すブロック図である。信号処理セル82は、プ
ログラムセル2、出力ラッチ部84、プログラムデータ
設定部86、および、ラッチ回路選択部88を備えてい
る。
FIG. 1 is a block diagram showing a signal processing cell 82 constituting a dynamically programmable gate array (DPGA) which is a signal processing device according to an embodiment of the present invention. The signal processing cell 82 includes a program cell 2, an output latch unit 84, a program data setting unit 86, and a latch circuit selection unit 88.

【0021】図2は、プログラムセル2の回路図であ
る。プログラムセル2は、処理手順情報記憶部であるプ
ログラムラッチ部4と、組合せ回路部6とを備えてい
る。組合せ回路部6は、入力された第1彼処理信号であ
る外部入力信号Aおよび第2彼処理信号である帰還入力
信号O(ともに、2値信号)を、プログラムラッチ部4
に記憶されたプログラムデータによって決定された論理
演算構成(処理手順)にしたがって処理し、出力Dを得
る。出力Dが、プログラムセル2の出力となる。
FIG. 2 is a circuit diagram of the program cell 2. The program cell 2 includes a program latch unit 4 which is a processing procedure information storage unit, and a combination circuit unit 6. The combinational circuit unit 6 converts the input external input signal A, which is the first processed signal, and the feedback input signal O, which is the second processed signal (both binary signals), into the program latch unit 4.
The processing is performed according to the logical operation configuration (processing procedure) determined by the program data stored in. The output D is the output of the program cell 2.

【0022】組合せ回路部6における処理手順は動的に
プログラム可能に構成されている。すなわち、プログラ
ムラッチ部4に記憶されるプログラムデータは、リアル
タイムに変更できるよう構成されている。
The processing procedure in the combination circuit section 6 is dynamically programmable. That is, the program data stored in the program latch unit 4 is configured to be changed in real time.

【0023】図1に示すプログラムデータラインPDL
に与えられたプログラムデータは、プログラムデータ設
定部86を介して、プログラムセル2を構成するプログ
ラムラッチ部4(図2参照)に取り込まれる。図1に示
す出力ラッチ部84は、プログラムセル2から異なるタ
イミングで出力された複数の出力Dをラッチするための
複数のラッチ回路LT,LT,…を備えている。プログ
ラムセル2から出力された出力Dは、ラッチ回路選択部
88によって選択されたいずれかのラッチ回路LTにラ
ッチされる。
The program data line PDL shown in FIG.
Is taken into the program latch unit 4 (see FIG. 2) constituting the program cell 2 via the program data setting unit 86. The output latch section 84 shown in FIG. 1 includes a plurality of latch circuits LT, LT,... For latching a plurality of outputs D output from the program cell 2 at different timings. The output D output from the program cell 2 is latched by one of the latch circuits LT selected by the latch circuit selection unit 88.

【0024】一方、ラッチ回路LT,LT,…にラッチ
された複数の出力Dのうちいずれかの出力Dが、帰還部
である帰還ラインFBLを介して、プログラムセル2の
帰還入力信号Oとなる。どのラッチ回路LTのラッチ内
容を帰還入力信号Oとするかも、上述のラッチ回路選択
部88によって決定される。
On the other hand, one of the plurality of outputs D latched by the latch circuits LT, LT,... Becomes a feedback input signal O of the program cell 2 via a feedback line FBL which is a feedback section. . Which latch content of the latch circuit LT is used as the feedback input signal O is determined by the above-described latch circuit selection unit 88.

【0025】ラッチ回路選択部88は、ラッチアドレス
ラインLALに与えられたラッチアドレスデータにした
がって、出力ラッチ部84を構成する複数のラッチ回路
LT,LT,…のうち一つのラッチ回路LTを選択す
る。
The latch circuit selecting section 88 selects one of the plurality of latch circuits LT, LT,... Constituting the output latch section 84 in accordance with the latch address data given to the latch address line LAL. .

【0026】後述するように、各ラッチ回路LT,L
T,…および、上述のプログラムラッチ部4(図2参
照)には、強誘電体を用いた不揮発性記憶素子が用いら
れている。
As will be described later, each latch circuit LT, L
T,..., And the above-described program latch unit 4 (see FIG. 2) use a nonvolatile storage element using a ferroelectric substance.

【0027】図1には一つの信号処理セル82のみを描
いたが、この実施形態においては、DPGAは、信号処
理セル82を複数備えている(図示せず)。バンクコン
トロールラインBCLに与えられたバンクコントロール
データによって、上述のプログラムデータラインPDL
に与えられたプログラムデータをどの信号処理セル82
に与えるかが、指示される。同様に、バンクコントロー
ルデータによって、上述のラッチアドレスラインLAL
に与えられたラッチアドレスデータをどの信号処理セル
82に与えるかが、指示される。
Although only one signal processing cell 82 is shown in FIG. 1, in this embodiment, the DPGA has a plurality of signal processing cells 82 (not shown). According to the bank control data given to the bank control line BCL, the program data line PDL
Of the signal processing cell 82
Is given. Similarly, the above-mentioned latch address line LAL is controlled by the bank control data.
Is specified to which signal processing cell 82 the latch address data applied to is applied.

【0028】図2に基づいて、プログラムセル2の構造
を、やや詳しく説明する。プログラムラッチ部4は、処
理手順情報である4ビットのプログラムデータを書き換
え可能に記憶することができる。すなわち、プログラム
ラッチ部4は、プログラムデータのビット数に対応した
4つのラッチ回路F0、F1、F2、F3を備えてい
る。各ラッチ回路F0、F1、F2、F3は、強誘電体
を備えた不揮発性記憶素子、すなわち強誘電体記憶素子
により構成されている。
Referring to FIG. 2, the structure of the program cell 2 will be described in some detail. The program latch unit 4 can rewritably store 4-bit program data that is processing procedure information. That is, the program latch unit 4 includes four latch circuits F0, F1, F2, and F3 corresponding to the number of bits of the program data. Each of the latch circuits F0, F1, F2, and F3 is configured by a nonvolatile storage element having a ferroelectric, that is, a ferroelectric storage element.

【0029】組合せ回路部6は、3つのスイッチング素
子対であるトランジスタ対TP1、TP2、TP3を備
えている。
The combination circuit section 6 includes three pairs of switching elements, ie, a pair of transistors TP1, TP2 and TP3.

【0030】トランジスタ対TP1は、2つのスイッチ
ング素子であるトランジスタT1、T2を備えている。
The transistor pair TP1 includes two switching elements, transistors T1 and T2.

【0031】トランジスタT1は、金属酸化物半導体電
界効果型トランジスタ(MOSFET)であり、制御端
子であるゲート電極G1に入力されたデータに基づい
て、入力端子であるソース電極S1と出力端子であるド
レイン電極D1とを実質的に導通状態にするか非導通状
態にするかを切り換えるスイッチング素子として機能す
る。
The transistor T1 is a metal oxide semiconductor field effect transistor (MOSFET), and has a source electrode S1 as an input terminal and a drain electrode as an output terminal based on data input to a gate electrode G1 as a control terminal. It functions as a switching element for switching between making the electrode D1 substantially conductive and non-conductive.

【0032】トランジスタT2も、トランジスタT1と
同様の構成である。すなわち、トランジスタT2は、制
御端子であるゲート電極G2に入力されたデータに基づ
て、入力端子であるソース電極S2と出力端子であるド
レイン電極D2とを実質的に導通状態にするか非導通状
態にするかを切り換えるスイッチング素子として機能す
る。
The transistor T2 has the same configuration as the transistor T1. That is, the transistor T2 causes the source electrode S2 as the input terminal and the drain electrode D2 as the output terminal to be substantially conductive or non-conductive based on the data input to the gate electrode G2 as the control terminal. It functions as a switching element for switching between the states.

【0033】トランジスタT1のドレイン電極D1とト
ランジスタT2のドレイン電極D2とを結合して、共通
出力端子である共通ドレイン電極CDとしている。
The drain electrode D1 of the transistor T1 and the drain electrode D2 of the transistor T2 are connected to form a common output terminal, ie, a common drain electrode CD.

【0034】他のトランジスタ対TP2、TP3も、ト
ランジスタ対TP1と同様の構成である。
The other transistor pairs TP2 and TP3 have the same configuration as the transistor pair TP1.

【0035】図2に示すように、組合せ回路部6を構成
する3つのトランジスタ対TP1、TP2、TP3は、
回路構成上、2層に配置されている。図面の上から第1
層目には、1個のトランジスタ対TP1が配置されてい
る。第2層目には、2個のトランジスタ対TP2、TP
3が配置されている。
As shown in FIG. 2, three transistor pairs TP1, TP2, TP3 constituting the combinational circuit section 6 are
Due to the circuit configuration, they are arranged in two layers. First from the top of the drawing
In the layer, one transistor pair TP1 is arranged. In the second layer, two transistor pairs TP2 and TP
3 are arranged.

【0036】第2層に属するトランジスタ対TP2、T
P3の総計4個のソース電極S2、S1、S2、S1
は、上述のように、プログラムラッチ部4を構成する4
つのラッチ回路F0、F1、F2、F3に、それぞれ、
1対1に接続されている。
The transistor pair TP2, T belonging to the second layer
P3 total of four source electrodes S2, S1, S2, S1
Is, as described above, the 4 that constitutes the program latch unit 4.
To the three latch circuits F0, F1, F2, F3, respectively.
They are connected one-to-one.

【0037】第2層に属するトランジスタ対TP2、T
P3の総計2個の共通ドレイン電極CD、CDは、それ
ぞれ、第1層に属するトランジスタ対TP1のソース電
極S2、S1に、1対1に接続されている。
The transistor pair TP2, T belonging to the second layer
A total of two common drain electrodes CD, CD of P3 are connected one-to-one to the source electrodes S2, S1 of the transistor pair TP1 belonging to the first layer.

【0038】第1層に属するトランジスタ対TP1を構
成するトランジスタT1のゲート電極G1に、外部入力
信号Aを入力するための入力信号線L1が接続されてい
る。一方、トランジスタT2のゲート電極G2に、外部
入力信号Aの反転信号を入力するための入力信号線L1
Bが接続されている。
The input signal line L1 for inputting the external input signal A is connected to the gate electrode G1 of the transistor T1 forming the transistor pair TP1 belonging to the first layer. On the other hand, an input signal line L1 for inputting an inverted signal of the external input signal A to the gate electrode G2 of the transistor T2.
B is connected.

【0039】第2層に属するトランジスタ対TP2およ
びTP3を構成する2つのトランジスタT1、T1の各
ゲート電極G1、G1に、帰還入力信号Oを入力するた
めの入力信号線L2が接続されている。一方、2つのト
ランジスタT2、T2の各ゲート電極G2、G2に、帰
還入力信号Oの反転信号を入力するための入力信号線L
2Bが接続されている。
An input signal line L2 for inputting a feedback input signal O is connected to the respective gate electrodes G1, G1 of the two transistors T1, T1 constituting the transistor pair TP2, TP3 belonging to the second layer. On the other hand, an input signal line L for inputting an inverted signal of the feedback input signal O to each gate electrode G2, G2 of the two transistors T2, T2.
2B is connected.

【0040】したがって、入力された外部入力信号A、
帰還入力信号Oは、プログラムラッチ部4に与えられた
4ビットのプログラムデータに基づいて決定された論理
演算構成にしたがって処理され、第1層のトランジスタ
対TP1の共通ドレイン電極CDに出力される。
Therefore, the input external input signal A,
The feedback input signal O is processed according to the logical operation configuration determined based on the 4-bit program data given to the program latch unit 4, and is output to the common drain electrode CD of the first-layer transistor pair TP1.

【0041】図3は、図2に示すプログラムセル2にお
ける入力モードと出力パターンとの関係などを記載した
表である。図4A〜図4Dは、プログラムラッチ部4に
与えられたプログラムデータの内容によって変化する組
合せ回路部6の等価回路の一例を示す図面である。図
2,図3および図4A〜図4Dに基づいて、プログラム
セル2の動作を説明する。
FIG. 3 is a table describing the relationship between the input mode and the output pattern in the program cell 2 shown in FIG. 4A to 4D are diagrams illustrating an example of an equivalent circuit of the combinational circuit unit 6 that changes according to the contents of the program data given to the program latch unit 4. The operation of the program cell 2 will be described with reference to FIGS. 2, 3, and 4A to 4D.

【0042】図2に示すように、処理対象となる入力
は、外部入力信号A、帰還入力信号Oの2つである。外
部入力信号A、帰還入力信号Oはいずれも2値信号であ
るから、入力モード(外部入力信号Aおよび帰還入力信
号Oの内容の組み合わせ)は2 通り、すなわち、図3
に示すように、入力モードM0〜M3の、4通りとな
る。
As shown in FIG. 2, the input to be processed
Are the external input signal A and the feedback input signal O. Outside
Both the input signal A and the feedback input signal O are binary signals.
Input mode (external input signal A and feedback input signal
The combination of the contents of issue O) is 2 2As shown in FIG.
As shown in the figure, there are four types of input modes M0 to M3.
You.

【0043】一方、出力Dも2値信号であるから、出力
パターン(各入力モードM0〜M3に対する出力Dの内
容の組み合わせ)は2通り、すなわち、図3に示すよ
うに、出力パターンD0〜D15の、16通りとなる。
つまり、外部入力信号Aおよび帰還入力信号Oを処理し
て出力Dを得るための論理演算構成は、16通り存在す
ることになる。
On the other hand, since the output D is also a binary signal, the output pattern (the combination of the contents of the output D for each input mode M0 to M3) 2 4 types, i.e., as shown in FIG. 3, the output pattern D0~ There are 16 types of D15.
That is, there are 16 logical operation configurations for processing the external input signal A and the feedback input signal O to obtain the output D.

【0044】この実施形態においては、図3に示す出力
パターンD0〜D15に対応した4ビットのプログラム
データを図2に示すプログラムラッチ部4に与えること
により、組合せ回路部6の論理演算構成を、16通りに
変化できるようにしたのである。
In this embodiment, by providing 4-bit program data corresponding to the output patterns D0 to D15 shown in FIG. 3 to the program latch unit 4 shown in FIG. It was made possible to change in 16 ways.

【0045】図4Aは、図3に示す出力パターンD0に
対応した4ビットのプログラムデータ”0000”を図
2に示すプログラムラッチ部4に与えた場合の、組合せ
回路部6の等価回路を示す図面である。当該等価回路か
ら、組合せ回路部6が論理演算構成(論理式)”D=
0”を満足していることが分かる。
FIG. 4A shows an equivalent circuit of the combinational circuit unit 6 when 4-bit program data "0000" corresponding to the output pattern D0 shown in FIG. 3 is given to the program latch unit 4 shown in FIG. It is. From the equivalent circuit, the combinational circuit unit 6 calculates the logical operation configuration (logical expression) “D =
0 "is satisfied.

【0046】また、図4Bは、図3に示す出力パターン
D1に対応した4ビットのプログラムデータ”000
1”を図2に示すプログラムラッチ部4に与えた場合
の、組合せ回路部6の等価回路を示す図面である。当該
等価回路から、組合せ回路部6が論理演算構成”D=A
・B”を満足していることが分かる。
FIG. 4B shows 4-bit program data "000" corresponding to the output pattern D1 shown in FIG.
3 is a diagram showing an equivalent circuit of the combinational circuit unit 6 when “1” is given to the program latch unit 4 shown in FIG. 2. From the equivalent circuit, the combinational circuit unit 6 has a logical operation configuration “D = A”.
It turns out that B "is satisfied.

【0047】同様に、図4Cないし図4Dは、図3に示
す出力パターンD2ないしD3に対応した4ビットのプ
ログラムデータ”0010”ないし”0011”を図2
に示すプログラムラッチ部4に与えた場合の、組合せ回
路部6の等価回路をそれぞれ示す図面である。当該各等
価回路から、4ビットのプログラムデータを与えられた
組合せ回路部6が、図3の「論理式」欄に記載された対
応する論理演算構成をそれぞれ満足していることが分か
る。なお、出力パターンD4ないしD15に対応した4
ビットのプログラムデータ”0100”ないし”111
1”を図2に示すプログラムラッチ部4に与えた場合
の、組合せ回路部6の等価回路については、記載を省略
する。
Similarly, FIGS. 4C to 4D show 4-bit program data "0010" to "0011" corresponding to the output patterns D2 to D3 shown in FIG.
5 is a diagram showing an equivalent circuit of the combinational circuit unit 6 when the circuit is given to the program latch unit 4 shown in FIG. It can be seen from the respective equivalent circuits that the combinational circuit unit 6 given the 4-bit program data satisfies the corresponding logical operation configuration described in the “logical expression” column of FIG. In addition, 4 corresponding to the output patterns D4 to D15
Bit program data “0100” to “111”
The description of the equivalent circuit of the combinational circuit unit 6 when “1” is given to the program latch unit 4 shown in FIG. 2 is omitted.

【0048】このように、図2に示すプログラムセル2
を用いれば、4ビットのプログラムデータをプログラム
ラッチ部4に与えるだけで、組合せ回路部6の理演算構
成を任意に設定することができる。
As described above, the program cell 2 shown in FIG.
Is used, it is possible to arbitrarily set the arithmetic operation configuration of the combinational circuit unit 6 only by supplying 4-bit program data to the program latch unit 4.

【0049】4ビットのプログラムデータがセットされ
たプログラムセル2の動作を説明する。図2に示す各ゲ
ート電極G1,G2に入力された外部入力信号A,帰還
入力信号Oおよび、これらの反転信号にしたがって、各
トランジスタT1,T2・・・のソース電極S1,S2
・・・とドレイン電極D1,D2・・・とが実質的に導
通状態になったり非導通状態になったりする。
The operation of the program cell 2 in which 4-bit program data is set will be described. The source electrodes S1, S2 of the transistors T1, T2,... According to the external input signal A, the feedback input signal O input to the gate electrodes G1, G2 shown in FIG.
.. And the drain electrodes D1, D2,... Become substantially conductive or non-conductive.

【0050】第2層に属するトランジスタ対TP2,T
P3の各ソース電極S2,S1,S2,S1に与えられ
た4ビットのプログラムデータは、実質的に導通状態に
なっているトランジスタを介して、第1層の共通ドレイ
ン電極に至り、プログラムセル2の出力Dとなる。
The transistor pair TP2, T belonging to the second layer
The 4-bit program data given to each of the source electrodes S2, S1, S2, and S1 of P3 reaches the common drain electrode of the first layer via the transistor which is substantially in a conductive state, and the program cell 2 Is output D.

【0051】このように、プログラムセル2における処
理の際、外部入力信号A,帰還入力信号Oおよび、これ
らの反転信号は、ゲート電極G1またはG2を1段通過
するのみであるから、信号処理の速度が高速となる。
As described above, at the time of processing in the program cell 2, since the external input signal A, the feedback input signal O, and their inverted signal only pass through the gate electrode G1 or G2 by one stage, the signal processing is performed. Speed will be faster.

【0052】また、各トランジスタT1,T2・・・の
3つの端子のすべて、すなわち、ゲート電極、ソース電
極、ドレイン電極を、信号の入力または出力に用いてい
る。すなわち、ゲート電極を外部入力信号A,帰還入力
信号Oおよび、これらの反転信号を入力するための端子
として用い、ソース電極をプログラムデータを入力する
側の端子として用い、ドレイン電極をプログラムデータ
を出力する側の端子として用いている。
All of the three terminals of the transistors T1, T2,..., That is, the gate electrode, the source electrode, and the drain electrode are used for signal input or output. That is, the gate electrode is used as a terminal for inputting an external input signal A, a feedback input signal O, and an inverted signal thereof, the source electrode is used as a terminal for inputting program data, and the drain electrode is used for outputting program data. It is used as a terminal on the side where

【0053】したがって、少ない数(この実施形態にお
いては6個)のトランジスタで、複雑な論理処理が可能
となる。このためプログラムセルの集積度を高めること
ができる。また、信号処理の際の消費電力を少なくする
ことができる。
Therefore, complicated logic processing can be performed with a small number of transistors (six in this embodiment). Therefore, the degree of integration of the program cells can be increased. In addition, power consumption during signal processing can be reduced.

【0054】また、スイッチング素子として、金属酸化
物半導体電界効果型トランジスタ(MOSFET)を用
いているので、プログラムセルの集積度をより高めるこ
とができる。また、信号処理の際の消費電力をより少な
くすることができる。
Further, since a metal oxide semiconductor field effect transistor (MOSFET) is used as the switching element, the degree of integration of the program cells can be further increased. Further, power consumption during signal processing can be further reduced.

【0055】被処理信号として2つの信号(外部入力信
号Aおよび帰還入力信号O)を入力する場合を例に説明
したが、被処理信号はこれに限定されるものではない。
被処理信号として、たとえば、3つ以上の信号を入力す
る場合や、1つの信号のみを入力する場合にも、この発
明を適用することができる。
The case where two signals (external input signal A and feedback input signal O) are input as the processed signal has been described as an example, but the processed signal is not limited to this.
The present invention can be applied to a case where three or more signals are input as a signal to be processed or a case where only one signal is input.

【0056】図5に、3つの信号(外部入力信号A、外
部入力信号Bおよび帰還入力信号O)を入力するよう構
成したプログラムセル12の回路図を示す。プログラム
セル12は、上述のプログラムセル2(図2参照)とほ
ぼ同様の構成である。ただし、3入力に対応するため
に、一部、プログラムセル2と異なる。
FIG. 5 is a circuit diagram of a program cell 12 configured to receive three signals (external input signal A, external input signal B, and feedback input signal O). The program cell 12 has substantially the same configuration as the above-described program cell 2 (see FIG. 2). However, it is partially different from the program cell 2 in order to support three inputs.

【0057】すなわち、図5に示すように、プログラム
セル12の組合せ回路部16は、回路構成上3層に配置
された7つのトランジスタ対TP1〜TP7を備えてい
る。図面の上から第1層目には、1個のトランジスタ対
TP1が配置されている。第2層目には、2個のトラン
ジスタ対TP2、TP3が配置されている。第3層目に
は、4個のトランジスタ対TP4、TP5、TP6、T
P7が配置されている。
That is, as shown in FIG. 5, the combinational circuit section 16 of the program cell 12 includes seven transistor pairs TP1 to TP7 arranged in three layers in terms of circuit configuration. In the first layer from the top of the drawing, one transistor pair TP1 is arranged. In the second layer, two transistor pairs TP2 and TP3 are arranged. On the third layer, four transistor pairs TP4, TP5, TP6, T
P7 is arranged.

【0058】また、プログラムセル12のプログラムラ
ッチ部14は、処理手順情報である8ビットのプログラ
ムデータを書き換え可能に記憶することができる。すな
わち、プログラムラッチ部14は、プログラムデータの
ビット数に対応した8つのラッチ回路F0〜F7を備え
ている。
The program latch section 14 of the program cell 12 can rewritably store 8-bit program data as processing procedure information. That is, the program latch unit 14 includes eight latch circuits F0 to F7 corresponding to the number of bits of the program data.

【0059】図6は、プログラムセル12における入力
モードと出力パターンとの関係を記載した表である。図
5に示すように、処理対象となる入力は、外部入力信号
A、外部入力信号B、帰還入力信号Oの3つであるか
ら、入力モードは2通り、すなわち、図6に示すよう
に、入力モードM0〜M7の、8通りとなる。
FIG. 6 is a table describing the relationship between the input mode and the output pattern in the program cell 12. As shown in FIG. 5, the input to be processed, the external input signal A, an external input signal B, since it is three feedback input signal O, input mode 2 triplicate, i.e., as shown in FIG. 6 , Input modes M0 to M7.

【0060】したがって、出力パターンは2通り、す
なわち、図6に示すように、出力パターンD0〜D25
5の、256通りとなる。つまり、外部入力信号A、外
部入力信号Bおよび帰還入力信号Oを処理して出力Dを
得るための論理演算構成は、256通り存在する。
[0060] Therefore, the output pattern 2 eight, i.e., as shown in FIG. 6, the output pattern D0~D25
5, 256 ways. That is, there are 256 logical operation configurations for processing the external input signal A, the external input signal B, and the feedback input signal O to obtain the output D.

【0061】つまり、プログラムセル12においては、
図6に示す出力パターンD0〜D255に対応した8ビ
ットのプログラムデータを図5に示すプログラムラッチ
部14に与えることにより、組合せ回路部16の論理演
算構成を、256通りに変化できるようにしている。
That is, in the program cell 12,
By providing 8-bit program data corresponding to the output patterns D0 to D255 shown in FIG. 6 to the program latch unit 14 shown in FIG. 5, the logical operation configuration of the combinational circuit unit 16 can be changed in 256 ways. .

【0062】プログラムセル2またはプログラムセル1
2に着目して、信号処理セル82をを一般的に記述すれ
ば次のようになる。
Program cell 2 or program cell 1
Focusing on 2, the signal processing cell 82 is generally described as follows.

【0063】すなわち、信号処理セル82は、入力され
た彼処理信号を所定の処理手順にしたがって処理して出
力する組合せ回路部、を有する信号処理セルであって、
当該組合せ回路部は、下記の(A)スイッチング素子
対、(A)制御端子に入力されたデータに基づいて入力
端子と出力端子とを実質的に導通状態にするか非導通状
態にするかを切り換えるスイッチング素子を2つ備え、
当該2つのスイッチング素子の制御端子をそれぞれ第1
および第2の制御端子とし、当該2つのスイッチング素
子の入力端子をそれぞれ第1および第2の入力端子と
し、当該2つのスイッチング素子の出力端子を結合して
共通出力端子としたスイッチング素子対、を(2
1)個(nは正の整数)備え、当該スイッチング素子対
を、第i層(i=1、2、…、n)に属するスイッチン
グ素子対の数が2(i−1)個となるよう、回路構成上
n層に配置し、第n層に属するスイッチング素子対の総
計2個の第1および第2入力端子に、対応する2
ビットのプログラム可能な処理手順情報を与え、nが2
以上の場合には、第i層(i=2、…、n)に属する各
スイッチング素子対の共通出力端子の出力を、第(i−
1)層に属するスイッチング素子対の対応する第1また
は第2入力端子に与え、第i層(i=1、2、…、n)
に属する各スイッチング素子対の第1制御端子に第i彼
処理信号を入力するとともに、第2制御端子に第i彼処
理信号を反転した信号を入力し、入力された第1ないし
第n彼処理信号を、与えられた処理手順情報に基づいて
決定された処理手順にしたがって処理して、第1層のス
イッチング素子対の共通出力端子に出力するよう構成し
たこと、を特徴とするプログラム可能な信号処理セルで
ある。
That is, the signal processing cell 82 is a signal processing cell having a combinational circuit unit for processing and outputting the input processed signal in accordance with a predetermined processing procedure.
The combinational circuit unit determines whether the input terminal and the output terminal are substantially in a conductive state or a non-conductive state based on the following (A) switching element pair and (A) data input to the control terminal. Equipped with two switching elements for switching,
The control terminals of the two switching elements are respectively connected to the first
And a second control terminal, wherein the input terminals of the two switching elements are first and second input terminals, respectively, and the output terminals of the two switching elements are combined to form a common output terminal. (2 n
1) (n is a positive integer) such that the number of switching element pairs belonging to the i-th layer (i = 1, 2,..., N) is 2 (i−1). 2 n corresponding to a total of 2 n first and second input terminals of a switching element pair belonging to the n-th layer and arranged on the n-th layer in terms of circuit configuration.
Bits of programmable procedure information, where n is 2
In the above case, the output of the common output terminal of each switching element pair belonging to the i-th layer (i = 2,.
1) applied to the corresponding first or second input terminal of the switching element pair belonging to the layer, and to the ith layer (i = 1, 2,..., N)
, The ith processing signal is input to the first control terminal of each switching element pair, and a signal obtained by inverting the ith processing signal is input to the second control terminal. A programmable signal configured to process the signal in accordance with a processing procedure determined based on the provided processing procedure information and to output the signal to a common output terminal of the first-layer switching element pair. Processing cell.

【0064】なお、上述の各実施形態においては、スイ
ッチング素子として、金属酸化物半導体電界効果型トラ
ンジスタ(MOSFET)を用いた場合を例に説明した
が、スイッチング素子は、これに限定されるものではな
い。スイッチング素子として、たとえば、他の電界効果
型トランジスタやバイポーラ型トランジスタを用いるこ
ともできる。また、リレーのようなスイッチング素子を
用いることもできる。
In each of the above embodiments, the case where a metal oxide semiconductor field effect transistor (MOSFET) is used as the switching element has been described as an example. However, the switching element is not limited to this. Absent. As the switching element, for example, another field-effect transistor or a bipolar transistor can be used. Also, a switching element such as a relay can be used.

【0065】上述の実施形態において、プログラムラッ
チ部4等を構成しているラッチ回路F0等に用いられる
強誘電体記憶素子はとくに限定されるものではないが、
たとえば、1トランジスタ1キャパシタ型の強誘電体記
憶素子や、2トランジスタ2キャパシタ型の強誘電体記
憶素子などのように、強誘電体コンデンサを用いた記憶
素子を用いることができる。
In the above embodiment, the ferroelectric memory element used for the latch circuit F0 and the like constituting the program latch section 4 and the like is not particularly limited.
For example, a storage element using a ferroelectric capacitor, such as a one-transistor one-capacitor type ferroelectric storage element or a two-transistor two-capacitor type ferroelectric storage element, can be used.

【0066】図7に、このような強誘電体コンデンサを
用いた強誘電体記憶素子22の回路構成の一部を示す。
強誘電体記憶素子22は、強誘電体(たとえば、PZT
(PbZrxTi1-x3))を用いた強誘電体コンデンサ2
4と負荷用コンデンサ26とを備えている。図8に、強
誘電体コンデンサ24に関する電圧(図7に示すプレー
トラインPLを基準電位とした場合のビットラインBL
の電位)と分極状態(図においては、”分極状態”と等
価な”電荷”で表わしている)との関係を表わす履歴曲
線(電圧・電荷特性)を示す。
FIG. 7 shows a part of the circuit configuration of the ferroelectric memory element 22 using such a ferroelectric capacitor.
The ferroelectric memory element 22 includes a ferroelectric (for example, PZT
(PbZr x Ti 1-x O 3 )) Ferroelectric Capacitor 2
4 and a load capacitor 26. FIG. 8 shows a voltage related to the ferroelectric capacitor 24 (the bit line BL when the plate line PL shown in FIG.
2 shows a hysteresis curve (voltage-charge characteristic) showing the relationship between the polarization state and the polarization state (in the figure, represented by “charge” equivalent to the “polarization state”).

【0067】図8において、残留分極Z1を生じている
状態を第1の分極状態P1(記憶データ「1」に対応)
とし、残留分極Z2を生じている状態を第2の分極状態
P2(記憶データ「0」に対応)とする。強誘電体コン
デンサ24がいずれの分極状態にあるかを調べることに
より、強誘電体コンデンサ24の記憶データを読み出す
ことができる。
In FIG. 8, a state in which remanent polarization Z1 occurs is referred to as a first polarization state P1 (corresponding to stored data "1").
The state in which the remanent polarization Z2 occurs is referred to as a second polarization state P2 (corresponding to the stored data “0”). By examining which polarization state the ferroelectric capacitor 24 is in, the data stored in the ferroelectric capacitor 24 can be read.

【0068】強誘電体コンデンサ24がいずれの分極状
態にあるかを調べるには、図7に示す負荷用コンデンサ
26を放電させた後、ビットラインBLをフローティン
グ状態とし、その後、プレートラインPLに読出用電圧
Vpを与え、このとき強誘電体コンデンサ24の両端に
生ずる電圧Vfを測定する。
In order to check the polarization state of the ferroelectric capacitor 24, the bit line BL is set to the floating state after discharging the load capacitor 26 shown in FIG. The application voltage Vp is applied, and the voltage Vf generated across the ferroelectric capacitor 24 at this time is measured.

【0069】図8に示す図式解法によれば、負荷用コン
デンサ26の静電容量を直線L1の傾きで表わした場
合、強誘電体コンデンサ24が第1の分極状態P1であ
れば、強誘電体コンデンサ24の両端に生ずる電圧Vf
はV1となり、第2の分極状態P2であれば、電圧Vf
はV2となる。したがって、基準電圧Vrefを図8のよ
うに設定しておけば、読出時における誘電体コンデンサ
24の両端に生ずる電圧Vfと基準電圧Vrefとを比較す
ることにより、強誘電体コンデンサ24がいずれの分極
状態にあるかを調べることができる。
According to the diagrammatic solution shown in FIG. 8, when the capacitance of the load capacitor 26 is represented by the slope of the straight line L1, if the ferroelectric capacitor 24 is in the first polarization state P1, the ferroelectric capacitor Voltage Vf generated across capacitor 24
Becomes V1, and if it is in the second polarization state P2, the voltage Vf
Becomes V2. Therefore, if the reference voltage Vref is set as shown in FIG. 8, by comparing the voltage Vf generated at both ends of the dielectric capacitor 24 at the time of reading with the reference voltage Vref, the polarization of the ferroelectric capacitor 24 can be determined. You can check if it is in the state.

【0070】このようにして強誘電体コンデンサ24の
分極状態を調べることにより、分極状態に対応する記憶
データを読み出すことができるのである。
By examining the polarization state of the ferroelectric capacitor 24 in this manner, the stored data corresponding to the polarization state can be read.

【0071】ラッチ回路F0等に用いられる強誘電体記
憶素子としては、上述の強誘電体コンデンサを用いた記
憶素子以外に、たとえば、強誘電体膜を用いたFET
(電界効果型トランジスタ)がある。
As a ferroelectric memory element used in the latch circuit F0 and the like, in addition to the above-described memory element using a ferroelectric capacitor, for example, an FET using a ferroelectric film is used.
(Field-effect transistors).

【0072】図9Aに、強誘電体膜を用いたFETの一
例を示す。図9Aに示すFET32は、MFMIS(Me
tal Ferroelectric Metal Insulator Silicon)構造の
FETと呼ばれ、半導体基板34のチャネル形成領域C
Hの上に、ゲート酸化膜36、フローティングゲート3
8、強誘電体膜40、コントロールゲート42をこの順
に形成したものである。
FIG. 9A shows an example of an FET using a ferroelectric film. The FET 32 shown in FIG. 9A has the MFMIS (Me
tal Ferroelectric Metal Insulator Silicon) FET, which is a channel forming region C of the semiconductor substrate 34
H, the gate oxide film 36 and the floating gate 3
8, a ferroelectric film 40 and a control gate 42 are formed in this order.

【0073】図9Bは、図9Aに示すFET32を記号
で表した図面である。半導体基板34に形成されたソー
ス領域にはソース電極Sが接続され、ドレイン領域には
ドレイン電極Dが接続されている。コントロールゲート
42にはコントロールゲート電極CGが接続されてい
る。フローティングゲート38には何も接続されておら
ず、フローティング状態となっているFET32(Nチ
ャンネル)の基板34を接地し、コントロールゲート4
2に正の電圧+Vを与えると強誘電体膜40は分極反転
を起こす。コントロールゲート42の電圧を除去して
も、強誘電体膜40残留分極によりチャネル形成領域C
Hには負の電荷が発生する。これを「1」の状態とす
る。
FIG. 9B is a diagram in which the FET 32 shown in FIG. 9A is represented by a symbol. The source electrode S is connected to the source region formed on the semiconductor substrate 34, and the drain electrode D is connected to the drain region. The control gate 42 is connected to the control gate electrode CG. Nothing is connected to the floating gate 38, and the substrate 34 of the floating FET 32 (N-channel) is grounded, and the control gate 4
When a positive voltage + V is applied to 2, the ferroelectric film 40 causes polarization reversal. Even when the voltage of the control gate 42 is removed, the channel formation region C
H generates a negative charge. This is referred to as "1".

【0074】逆に、コントロールゲート42に負の電圧
−Vを与えると、強誘電体膜40は逆方向に分極反転を
起こす。コントロールゲート42の電圧を除去しても、
強誘電体膜40の残留分極によりチャネル形成領域CH
には正の電荷が発生する。これを「0」の状態とする。
このようにして、FET32に情報(「1」または
「0」)を書込む。
Conversely, when a negative voltage -V is applied to the control gate 42, the polarization of the ferroelectric film 40 is reversed in the reverse direction. Even if the voltage of the control gate 42 is removed,
Due to the remanent polarization of the ferroelectric film 40, the channel formation region CH
Generates a positive charge. This is set to a state of “0”.
Thus, information (“1” or “0”) is written into the FET 32.

【0075】書込んだ情報を読み出すには、コントロー
ルゲート42に読み出し電圧Vrを与える。読み出し電
圧Vrは、「1」の状態におけるFET32のしきい値
電圧Vth1と、「0」の状態におけるFET32のしき
い値電圧Vth0との間の値に設定されている。したがっ
て、コントロールゲート42に読み出し電圧Vrを与え
たとき、所定のドレイン電流が流れたか否かを検出する
ことにより、書込まれた情報が「1」であったか「0」
であったかがわかる。読み出しを行なう際、書込まれた
情報が消えることはない。
To read the written information, a read voltage Vr is applied to the control gate 42. The read voltage Vr is set to a value between the threshold voltage Vth1 of the FET 32 in the state of “1” and the threshold voltage Vth0 of the FET 32 in the state of “0”. Therefore, when the read voltage Vr is applied to the control gate 42, whether the written information is “1” or “0” is detected by detecting whether or not a predetermined drain current has flowed.
You can see if it was. When reading is performed, the written information does not disappear.

【0076】このように、強誘電体膜を用いたFET3
2を用いれば、いわゆる非破壊読み出しが可能となる。
このため、破壊読み出しの強誘電体記憶素子のように、
読み出しを行なう際、記憶内容がいったん破壊されるこ
とはない。したがって、読み出し動作時の動作速度が速
い。また、消費電力が小さい。さらに、強誘電体膜の劣
化が少ないので、記憶内容保持に関する信頼性が比較的
高いので、さらに好都合である。
As described above, the FET 3 using the ferroelectric film
If 2 is used, so-called non-destructive reading becomes possible.
For this reason, like a ferroelectric memory element for destructive reading,
When reading is performed, the stored contents are not destroyed once. Therefore, the operation speed during the read operation is high. Further, power consumption is small. Further, since the ferroelectric film is less deteriorated and the reliability of retaining the stored contents is relatively high, it is more convenient.

【0077】プログラムラッチ部4等を構成しているラ
ッチ回路F0等を、強誘電体記憶素子を用いて構成する
ことによって、電源が遮断された状態でも、処理手順を
記憶しておくことができる。このため、何らかの事故に
より電源が遮断された場合であっても、速やかに、電源
が遮断される前の処理手順に復帰することできる。ま
た、信号処理セル82が使用されない場合には当該信号
処理セル82の電源をOFFにしておき、当該信号処理
セル82が使用されるときに当該信号処理セル82の電
源をONにするよう制御することで省電力化を図ること
ができる。
By configuring the latch circuits F0 and the like constituting the program latch section 4 and the like using ferroelectric memory elements, the processing procedure can be stored even when the power is cut off. . Therefore, even if the power is shut off due to some kind of accident, it is possible to quickly return to the processing procedure before the power was shut down. When the signal processing cell 82 is not used, the power of the signal processing cell 82 is turned off, and the power of the signal processing cell 82 is controlled to be turned on when the signal processing cell 82 is used. Thus, power saving can be achieved.

【0078】また、強誘電体記憶素子を用いることによ
り、処理手順情報をリアルタイムで不揮発的に書き換え
ることができるプログラムセルを、簡単な回路構成で実
現することができる。
Further, by using a ferroelectric storage element, a program cell in which processing procedure information can be rewritten in a nonvolatile manner in real time can be realized with a simple circuit configuration.

【0079】なお、上述の各実施形態においては、プロ
グラムラッチ部4等を構成しているラッチ回路F0等に
用いられる不揮発性記憶素子として、強誘電体記憶素子
を用いた場合を例に説明したが、ラッチ回路F0等に用
いられる不揮発性記憶素子は、強誘電体記憶素子に限定
されるものではない。
In each of the above-described embodiments, the case where a ferroelectric memory element is used as a nonvolatile memory element used in the latch circuit F0 or the like constituting the program latch section 4 or the like has been described as an example. However, the nonvolatile storage element used for the latch circuit F0 and the like is not limited to the ferroelectric storage element.

【0080】また、上述の実施形態においては、プログ
ラムラッチ部4等を構成しているラッチ回路F0等を不
揮発性記憶素子を用いて構成したが、ラッチ回路F0等
を揮発性記憶素子を用いて構成してもよい。ラッチ回路
F0等に用いられる揮発性記憶素子として、たとえば、
図10に記号で示すような記憶素子62(SRAM(st
atic random access memory))を用いることもでき
る。記憶素子62は、プログラムデータをリアルタイム
で書き換えることができるため、ダイナミカリー・プロ
グラマブル・ゲートアレイ(DPGA)を構成するプロ
グラムセルとして用いることができる。ただし、電源を
切るとプログラムデータが失われてしまう。
In the above-described embodiment, the latch circuits F0 and the like constituting the program latch section 4 and the like are constituted by using the nonvolatile storage elements. However, the latch circuits F0 and the like are constituted by using the volatile storage elements. You may comprise. As a volatile storage element used for the latch circuit F0 or the like, for example,
The storage element 62 (SRAM (st
atic random access memory)). Since the storage element 62 can rewrite program data in real time, the storage element 62 can be used as a program cell configuring a dynamically programmable gate array (DPGA). However, when the power is turned off, the program data is lost.

【0081】つぎに、上述(図1参照)のラッチ回路L
Tの構成を、図11に基づいて説明する。
Next, the latch circuit L described above (see FIG. 1)
The configuration of T will be described with reference to FIG.

【0082】ラッチ回路LTは、出力Dを伝送する信号
路を構成するライン104を備えている。ライン104
の一部は、主信号路を構成するライン106および帰還
信号路を構成するライン108により構成されている。
ライン106およびライン108により、環状信号路を
構成している。
The latch circuit LT has a line 104 constituting a signal path for transmitting the output D. Line 104
Is constituted by a line 106 constituting a main signal path and a line 108 constituting a feedback signal path.
The line 106 and the line 108 form an annular signal path.

【0083】環状信号路より入力側において、ライン1
04に、ゲート制御信号であるクロックパルスCpに基
づいて継断動作を行なう入力側ゲートであるトランスミ
ッションゲートGT1が挿入されている。トランスミッ
ションゲートGT1は、クロックパルスCpが”H”の
ときにOFFになり、クロックパルスCpが”L”のと
きにONになるよう構成されている。
On the input side of the ring signal path, line 1
A transmission gate GT1, which is an input-side gate that performs a switching operation based on a clock pulse Cp, which is a gate control signal, is inserted in 04. The transmission gate GT1 is configured to be turned off when the clock pulse Cp is “H” and to be turned on when the clock pulse Cp is “L”.

【0084】ライン108には、帰還ゲートであるトラ
ンスミッションゲートGT2が挿入されている。トラン
スミッションゲートGT2は、トランスミッションゲー
トGT1と逆に、クロックパルスCpが”H”のときに
ONになり、クロックパルスCpが”L”のときにOF
Fになるよう構成されている。
A transmission gate GT2, which is a feedback gate, is inserted into the line 108. The transmission gate GT2 is turned on when the clock pulse Cp is “H”, and is turned off when the clock pulse Cp is “L”, contrary to the transmission gate GT1.
F.

【0085】このように、トランスミッションゲートG
T2を挿入して、ライン108を遮断することで、非ラ
ッチ時における消費電力を低減することができる。
As described above, the transmission gate G
By inserting T2 to cut off the line 108, power consumption during non-latching can be reduced.

【0086】ライン106には、インバータ回路INV
1が挿入されている。インバータ回路INV1は、CM
OSインバータ回路であり、PチャネルMOSFETと
NチャネルMOSFETとを直列に接続した構成を備え
ている。
The line 106 includes an inverter circuit INV
1 is inserted. The inverter circuit INV1 has a CM
An OS inverter circuit having a configuration in which a P-channel MOSFET and an N-channel MOSFET are connected in series.

【0087】このように、主信号路を構成するライン1
06に強誘電体トランジスタを設けないことで、非ラッ
チ時における信号の伝送速度を高速化することができ
る。
As described above, the line 1 constituting the main signal path
By not providing a ferroelectric transistor in 06, the signal transmission speed during non-latching can be increased.

【0088】ライン108には、強誘電体記憶部である
インバータ回路INV2が挿入されている。インバータ
回路INV2は、インバータ回路INV1と同様に、C
MOSインバータ回路であるが、構成要素であるPチャ
ネルMOSFETであるトランジスタPTとNチャネル
MOSFETであるトランジスタNTが、ともに強誘電
体トランジスタである点で、インバータ回路INV1と
異なる。
An inverter circuit INV2, which is a ferroelectric memory, is inserted into the line 108. The inverter circuit INV2 has the same configuration as the inverter circuit INV1.
Although this is a MOS inverter circuit, it differs from the inverter circuit INV1 in that the transistor PT, which is a P-channel MOSFET, and the transistor NT, which is an N-channel MOSFET, are both ferroelectric transistors.

【0089】トランジスタNTおよびトランジスタPT
は、いわゆるMFMIS構造の強誘電体トランジスタで
あり、上述のFET32(図9A、B参照)と同様の構
成である。
Transistor NT and Transistor PT
Is a ferroelectric transistor having a so-called MFMIS structure, and has a configuration similar to that of the above-described FET 32 (see FIGS. 9A and 9B).

【0090】コントロールゲート電極CG(インバータ
回路INV2の入力側)は、図11に示すインバータ回
路INV1の出力側に接続され、ドレイン電極D(イン
バータ回路INV2の出力側)は、トランスミッション
ゲートGT2に接続され、ソース電極Sは接地されてい
る。
The control gate electrode CG (the input side of the inverter circuit INV2) is connected to the output side of the inverter circuit INV1 shown in FIG. 11, and the drain electrode D (the output side of the inverter circuit INV2) is connected to the transmission gate GT2. , Source electrode S is grounded.

【0091】トランジスタNTとトランジスタPTと
は、一方が「Nチャネル型」のMOSFETであり、他
方が「Pチャネル型」のMOSFETである点を除き、
同様の構成である。すなわち、トランジスタPTも、M
FMIS構造の強誘電体トランジスタである。
The transistor NT and the transistor PT are one except that one is an “N-channel type” MOSFET and the other is a “P-channel type” MOSFET.
It has a similar configuration. That is, the transistor PT also has M
This is a ferroelectric transistor having an FMIS structure.

【0092】図1に示すプログラムセル2からの出力D
は、ラッチ回路選択部88によってONとなったラッチ
回路選択用のトランジスタSTを介して、選択されたラ
ッチ回路LTに与えられる。ラッチ回路LTに与えられ
た出力Dは、図11に示すトランスミッションゲートG
T1を介して入力され、インバータ回路INV1で反転
された後、インバータ回路INV2で再反転され(すな
わち、元に戻され)、ふたたび、インバータ回路INV
1に入力される。つまり、インバータ回路INV2を有
する帰還回路を用いて、データ保持の安定化を図ってい
る。
Output D from program cell 2 shown in FIG.
Is supplied to the selected latch circuit LT via the latch circuit selecting transistor ST turned ON by the latch circuit selecting unit 88. The output D given to the latch circuit LT is the transmission gate G shown in FIG.
After being input via T1 and inverted by the inverter circuit INV1, it is again inverted (ie, restored) by the inverter circuit INV2, and is again returned to the inverter circuit INV.
1 is input. That is, the data holding is stabilized using the feedback circuit having the inverter circuit INV2.

【0093】インバータ回路INV1の出力すなわちラ
ッチ回路LTの出力は、図1に示すトランジスタSTお
よび帰還ラインFBLを介して、帰還入力信号Oとし
て、プログラムセル2に入力される。すなわち、ラッチ
回路選択部88によってONとなったラッチ回路選択用
のトランジスタSTを介して、選択されたラッチ回路L
Tの出力が、帰還入力信号Oとして、プログラムセル2
に入力される。
The output of the inverter circuit INV1, that is, the output of the latch circuit LT is input to the program cell 2 as the feedback input signal O via the transistor ST and the feedback line FBL shown in FIG. That is, the selected latch circuit L via the latch circuit selecting transistor ST turned on by the latch circuit selection unit 88.
The output of T is used as the feedback input signal O as the program cell 2
Is input to

【0094】上述のように、図11のラッチ回路LT
は、強誘電体トランジスタNT,PTを備えている。し
たがって、電源が遮断された状態でも、処理結果を記憶
しておくことができる。このため、何らかの事故により
電源が遮断された場合であっても、速やかに、電源が遮
断される前の状態にデータを復帰させることができる。
また、信号処理セル82が使用されない場合には当該信
号処理セル82の電源をOFFにしておき、当該信号処
理セル82が使用されるときに当該信号処理セル82の
電源をONにするよう制御することで省電力化を図るこ
とができる。
As described above, the latch circuit LT shown in FIG.
Has ferroelectric transistors NT and PT. Therefore, the processing result can be stored even when the power is turned off. Therefore, even if the power is shut off due to some accident, the data can be promptly returned to the state before the power was shut down.
When the signal processing cell 82 is not used, the power of the signal processing cell 82 is turned off, and the power of the signal processing cell 82 is controlled to be turned on when the signal processing cell 82 is used. Thus, power saving can be achieved.

【0095】また、強誘電体トランジスタを用いること
により、リアルタイムで不揮発的にデータをラッチでき
るラッチ回路を、簡単な回路構成で実現することができ
る。
Further, by using a ferroelectric transistor, a latch circuit capable of latching data in a nonvolatile manner in real time can be realized with a simple circuit configuration.

【0096】なお、ラッチ回路LTの構造は、図11に
示す構造に限定されるものではない。たとえば、図11
とは逆に、インバータ回路INV1を構成する2つのト
ランジスタを強誘電体トランジスタとすることができ
る。また、インバータ回路INV1およびインバータ回
路INV2を構成する4つのトランジスタすべてを強誘
電体トランジスタとすることもできる。また、該4つの
トランジスタのうち一つのトランジスタのみを強誘電体
トランジスタとしてもよい。さらに、ラッチ回路LTを
強誘電体コンデンサ(図7参照)を用いて構成すること
もできる。
The structure of latch circuit LT is not limited to the structure shown in FIG. For example, FIG.
Conversely, two transistors forming the inverter circuit INV1 can be ferroelectric transistors. Further, all of the four transistors forming the inverter circuits INV1 and INV2 may be ferroelectric transistors. Further, only one of the four transistors may be a ferroelectric transistor. Furthermore, the latch circuit LT can be configured using a ferroelectric capacitor (see FIG. 7).

【0097】なお、ラッチ回路LTに用いられる不揮発
性記憶素子として、強誘電体記憶素子を用いた場合を例
に説明したが、ラッチ回路LTに用いられる不揮発性記
憶素子は、強誘電体記憶素子に限定されるものではな
い。
Although the case where a ferroelectric memory element is used as the nonvolatile memory element used in the latch circuit LT has been described as an example, the nonvolatile memory element used in the latch circuit LT is a ferroelectric memory element. However, the present invention is not limited to this.

【0098】また、ラッチ回路LTを不揮発性記憶素子
を用いて構成したが、ラッチ回路LTを、たとえば図1
2に示すSRAM(static random access memory)型
の揮発性記憶素子を用いて構成してもよい。ただし、こ
の場合は、電源を切るとラッチデータが失われてしま
う。
Although the latch circuit LT is configured using a non-volatile memory element, the latch circuit LT is, for example, shown in FIG.
2 may be used for the SRAM (static random access memory) type volatile storage element. However, in this case, when the power is turned off, the latch data is lost.

【0099】つぎに、図6および図13〜図15に基づ
いて、信号処理セル82の動作を説明する。図13は、
信号処理セル82の動作を説明するために、図1に示す
信号処理セル82の一部を簡略化して表したブロック図
である。ただし、プログラムセル2の代わりに、図5に
示すプログラムセル12を用いている。また、説明の便
宜上、出力ラッチ部84は一つのラッチ回路LTのみで
構成されているものとしている。
Next, the operation of the signal processing cell 82 will be described with reference to FIG. 6 and FIGS. FIG.
FIG. 2 is a simplified block diagram showing a part of the signal processing cell 82 shown in FIG. 1 to explain the operation of the signal processing cell 82. However, the program cell 12 shown in FIG. 5 is used instead of the program cell 2. Further, for convenience of explanation, it is assumed that the output latch section 84 includes only one latch circuit LT.

【0100】図14は、図6の出力パターンD0に対応
した8ビットのプログラムデータを図5に示すプログラ
ムラッチ部14に与えた場合における、信号処理セル8
2の状態遷移図である。
FIG. 14 shows a signal processing cell 8 when 8-bit program data corresponding to the output pattern D0 of FIG. 6 is given to the program latch section 14 shown in FIG.
2 is a state transition diagram of FIG.

【0101】図6に示すように、たとえば、外部入力信
号A、Bおよび帰還入力信号Oがすべて「0」である場
合(入力モードM0の場合)は、これらの入力を処理し
た結果の出力Dは「0」となる。したがって、再び、帰
還入力信号Oが「0」となる。すなわち、入力モードは
M0のままである(図14参照)。
As shown in FIG. 6, for example, when external input signals A and B and feedback input signal O are all "0" (in the case of input mode M0), output D resulting from processing these inputs is output. Becomes “0”. Therefore, the feedback input signal O becomes "0" again. That is, the input mode remains M0 (see FIG. 14).

【0102】一方、外部入力信号A、Bが「0」で、帰
還入力信号Oが「1」である場合(入力モードM1の場
合)は、これらの入力を処理した結果の出力Dは「0」
となる。したがって、帰還入力信号Oは「0」になる。
すなわち、入力モードは、M1からM0に移行する(図
14参照)。
On the other hand, when the external input signals A and B are "0" and the feedback input signal O is "1" (in the case of the input mode M1), the output D obtained by processing these inputs is "0". "
Becomes Therefore, the feedback input signal O becomes “0”.
That is, the input mode shifts from M1 to M0 (see FIG. 14).

【0103】同様に、最初の状態が入力モードM2,M
4,M6である場合には、入力処理後も、これらの状態
は維持される(図14参照)。また、最初の状態が入力
モードM3,M5,M7である場合には、入力処理後
に、これらの状態は、それぞれ、入力モードM2,M
4,M6に移行する(図14参照)。
Similarly, the initial state is the input mode M2, M
4, M6, these states are maintained even after the input processing (see FIG. 14). If the first state is the input mode M3, M5, M7, after the input processing, these states are changed to the input modes M2, M5 respectively.
4 and M6 (see FIG. 14).

【0104】図15は、図6の出力パターンD1に対応
した8ビットのプログラムデータを図5に示すプログラ
ムラッチ部14に与えた場合における、信号処理セル8
2の状態遷移図である。
FIG. 15 shows a signal processing cell 8 when 8-bit program data corresponding to the output pattern D1 of FIG. 6 is supplied to the program latch section 14 shown in FIG.
2 is a state transition diagram of FIG.

【0105】図14と図15とを比較すると、最初の状
態が入力モードM7である場合、次にどう変化するか
が、両者で異なることがわかる。
A comparison between FIG. 14 and FIG. 15 shows that when the initial state is the input mode M7, how the state changes next differs between the two.

【0106】図示しないが、図6の出力パターンD2〜
D255に対応した8ビットのプログラムデータを図5
に示すプログラムラッチ部14に与えた場合における、
信号処理セル82の状態遷移図も、それぞれ存在する。
Although not shown, the output patterns D2 to D2 in FIG.
FIG. 5 shows 8-bit program data corresponding to D255.
In the case where it is given to the program latch unit 14 shown in FIG.
There are state transition diagrams of the signal processing cells 82, respectively.

【0107】このように、プログラムセル12の出力D
をラッチ回路LTにラッチするとともに、所定タイミン
グでこれを帰還入力信号Oとしてプログラムセル12に
帰還させることで、連続した複数の処理を1つのプログ
ラムセル12で実現することが可能となる。この場合、
任意の8ビットのプログラムデータを図5に示すプログ
ラムラッチ部14に与えることで、所望の連続した複数
の処理を実現することができる。
As described above, the output D of the program cell 12 is
Is latched in the latch circuit LT, and is fed back to the program cell 12 at a predetermined timing as the feedback input signal O, whereby a plurality of continuous processes can be realized by one program cell 12. in this case,
By providing arbitrary 8-bit program data to the program latch unit 14 shown in FIG. 5, a plurality of desired continuous processes can be realized.

【0108】さらに、この実施形態においては、プログ
ラムラッチ部14に与えるプログラムデータをリアルタ
イムに変更できるようにしている。したがって、連続し
た、より複雑な処理を1つのプログラムセル12で実現
することができる。また、プログラムセル12に入力す
る彼処理信号を多数設けることにより、同時並列処理が
可能となる。すなわち、簡単な構成で、複雑な処理を高
速に行うことができる。
Further, in this embodiment, the program data given to the program latch section 14 can be changed in real time. Therefore, continuous and more complicated processing can be realized by one program cell 12. Further, by providing a large number of processing signals to be input to the program cell 12, simultaneous parallel processing becomes possible. That is, complicated processing can be performed at high speed with a simple configuration.

【0109】また、上述のように、この実施形態におい
ては、実際には、図1に示すように、プログラムセル1
2から異なるタイミングで出力された複数の出力Dを複
数のラッチ回路LT,LT,…にラッチしておき、必要
に応じて、所望のタイミングにおける出力を任意のラッ
チ回路LTから取り出して、帰還入力信号Oとしてプロ
グラムセル12に帰還させることができる。
Further, as described above, in this embodiment, as shown in FIG.
Are latched in a plurality of latch circuits LT, LT,..., And if necessary, an output at a desired timing is taken out from an arbitrary latch circuit LT, and a feedback input is performed. The signal O can be fed back to the program cell 12.

【0110】このため、任意の時点から処理を再開した
り、一連の処理のうち任意の処理にジャンプしたりする
ことが可能となる。また、プログラムラッチ部14に与
えるプログラムデータ、および、帰還入力信号Oを取り
出すラッチ回路LTを、リアルタイムに変更することが
できるので、簡単な構成で、いっそう複雑な連続した処
理を行うことができる。
Therefore, it is possible to restart the processing from an arbitrary point in time or to jump to an arbitrary processing in a series of processing. Further, the program data to be supplied to the program latch unit 14 and the latch circuit LT for extracting the feedback input signal O can be changed in real time, so that a more complicated and continuous process can be performed with a simple configuration.

【0111】さらに、この実施形態におけるDPGA
は、上述(図1参照)のように、複数の信号処理セル8
2、82、…を備えており、バンクコントロールライン
BCLに与えられたバンクコントロールデータによっ
て、プログラムデータラインPDLに与えられたプログ
ラムデータをどの信号処理セル82に与えるかが、指示
される。同様に、バンクコントロールデータによって、
上述のラッチアドレスラインLALに与えられたラッチ
アドレスデータをどの信号処理セル82に与えるかが、
指示される。
Further, the DPGA in this embodiment
As described above (see FIG. 1), the plurality of signal processing cells 8
., And which signal processing cell 82 is to be given the program data given to the program data line PDL by the bank control data given to the bank control line BCL. Similarly, by bank control data,
To which signal processing cell 82 the latch address data given to the latch address line LAL is given,
Be instructed.

【0112】したがって、複数の信号処理セル82、8
2、…をリアルタイムで切り換えて複数の信号処理セル
82、82、…に処理を行わせることで、簡単な構成に
もかかわらず、極めて複雑な連続した処理を実行するこ
とが可能となる。
Therefore, a plurality of signal processing cells 82, 8
By performing the processing in a plurality of signal processing cells 82, 82,... In real time by switching between 2,..., It is possible to execute extremely complicated continuous processing despite the simple configuration.

【0113】上述の実施形態においては、信号処理セル
として、2入力1出力のプログラムセル2または3入力
1出力のプログラムセル12を備えた信号処理セル82
を例に説明したが、この発明にかかる信号処理セルはこ
れらに限定されるものではない。たとえば、3入力2出
力のプログラムセルを備えた信号処理セルにも、この発
明を適用することができる。
In the above-described embodiment, the signal processing cell 82 having the two-input one-output program cell 2 or the three-input one-output program cell 12 as the signal processing cell.
However, the signal processing cell according to the present invention is not limited to these. For example, the present invention can be applied to a signal processing cell including a 3-input / 2-output program cell.

【0114】図16に、このような信号処理セルの一部
を簡略化して表したブロック図を示す。図16に示す信
号処理セルは、3入力2出力のプログラムセル92と2
つのデータをラッチすることができるラッチ回路94と
を備えている。
FIG. 16 is a simplified block diagram showing a part of such a signal processing cell. The signal processing cell shown in FIG. 16 has three input and two output program cells 92 and 2
And a latch circuit 94 that can latch two data.

【0115】プログラムセル92は、与えられた16ビ
ットのプログラムデータにしたがって、外部入力信号
A、帰還入力信号O1,O2を処理し、出力D1,D2
を得る。出力D1,D2は、ラッチ回路94にラッチさ
れ、所定のタイミングで、帰還入力信号O1,O2とし
て、処理ラインFBL1、FBL2を介して、プログラ
ムセル92に入力される。
The program cell 92 processes the external input signal A and the feedback input signals O1 and O2 according to the applied 16-bit program data, and outputs the outputs D1 and D2.
Get. The outputs D1 and D2 are latched by the latch circuit 94 and input to the program cell 92 at predetermined timings as the feedback input signals O1 and O2 via the processing lines FBL1 and FBL2.

【0116】図16のプログラムセル92およびラッチ
回路94は、たとえば、図13に示すプログラムセル1
2およびラッチ回路LTをそれぞれ2つ用いて、図17
のように結線することによって実現することができる。
Program cell 92 and latch circuit 94 in FIG. 16 correspond to, for example, program cell 1 shown in FIG.
17 and two latch circuits LT, respectively.
It can be realized by connecting as follows.

【0117】図18は、プログラムセル92における入
力モードと出力パターンとの関係を記載した表である。
図16に示すように、処理対象となる入力は、外部入力
信号A、帰還入力信号O1、帰還入力信号O2の3つで
あるから、入力モードは2通り、すなわち、図18に
示すように、入力モードM0〜M7の、8通りとなる。
FIG. 18 is a table showing the relationship between the input mode and the output pattern in the program cell 92.
As shown in FIG. 16, the input to be processed, the external input signal A, the feedback input signal O1, 3 one because it of the feedback input signal O2, input mode 2 triplicate, i.e., as shown in FIG. 18 , Input modes M0 to M7.

【0118】したがって、出力D1,D2の出力パター
ンはそれぞれ2通り、すなわち、図18に示すよう
に、出力D1の出力パターンは、出力パターンD1,0〜
D1,255の256通りとなり、出力D2の出力パターン
は、出力パターンD2,0〜D2,255の256通りとなる。
つまり、外部入力信号A、帰還入力信号O1、帰還入力
信号O2を処理して出力D1,D2を得るための論理演
算構成は、256×256通り、すなわち216通り存
在する。
[0118] Thus, each of the two eight output pattern of the output D1, D2, i.e., as shown in FIG. 18, the output pattern of the output D1 is output pattern D1,0~
There are 256 patterns of D1,255, and the output pattern of the output D2 is 256 patterns of output patterns D2,0 to D2,255.
In other words, the external input signal A, the feedback input signal O1, logical operation configuration for processing the feedback input signal O2 obtain an output D1, D2 is, 256 × 256 ways, i.e. there are two 16.

【0119】つまり、プログラムセル92においては、
図18に示す出力パターンD1,0〜D1,255および出力パ
ターンD2,0〜D2,255の組合せに対応した16ビットの
プログラムデータをプログラムラッチ部(図5、プログ
ラムラッチ部14参照)に与えることにより、組合せ回
路部(図5、組合せ回路部16参照)の論理演算構成
を、216通りに変化できるようにしている。
That is, in the program cell 92,
Providing 16-bit program data corresponding to a combination of the output patterns D1,0 to D1,255 and the output patterns D2,0 to D2,255 shown in FIG. 18 to the program latch unit (see the program latch unit 14 in FIG. 5). Thus, the logical operation configuration of the combinational circuit section (see FIG. 5, combinational circuit section 16) can be changed in 216 ways.

【0120】つぎに、図16〜図19に基づいて、図1
6に示す信号処理セルの動作を説明する。図19は、図
16に示す信号処理セルの状態遷移図の一例(図18の
出力パターンD1,163および出力パターンD2,64に対応
した16ビットのプログラムデータをプログラムセルの
プログラムラッチ部に与えた場合における、当該信号処
理セルの状態遷移図)である。
Next, based on FIGS. 16 to 19, FIG.
The operation of the signal processing cell shown in FIG. FIG. 19 shows an example of a state transition diagram of the signal processing cell shown in FIG. 16 (16-bit program data corresponding to the output patterns D1,163 and D2,64 in FIG. 18 is given to the program latch unit of the program cell). FIG. 7 is a state transition diagram of the signal processing cell in the case).

【0121】上述の例では、図18に示すように、たと
えば、外部入力信号A、帰還入力信号O1,O2がすべ
て「0」である場合(入力モードM0の場合)は、これ
らの入力を処理した結果の出力D1、D2は、それぞれ
「1」、「0」となる。したがって、帰還入力信号O
1,O2は、それぞれ「1」、「0」となる。すなわ
ち、入力モードはM2に移行する(図19参照)。
In the above example, as shown in FIG. 18, when the external input signal A and the feedback input signals O1 and O2 are all "0" (in the case of the input mode M0), these inputs are processed. Outputs D1 and D2 of the result are “1” and “0”, respectively. Therefore, the feedback input signal O
1 and O2 are “1” and “0”, respectively. That is, the input mode shifts to M2 (see FIG. 19).

【0122】一方、外部入力信号A、帰還入力信号O1
がともに「0」で、帰還入力信号O2が「1」である場
合(入力モードM1の場合)は、これらの入力を処理し
た結果の出力D1、D2は、それぞれ「0」、「1」と
なる。したがって、帰還入力信号O1,O2は、それぞ
れ「0」、「1」となる。すなわち、入力モードはM1
のままである(図19参照)。
On the other hand, the external input signal A and the feedback input signal O1
Are both "0" and the feedback input signal O2 is "1" (in the case of the input mode M1), the outputs D1 and D2 obtained by processing these inputs are "0" and "1", respectively. Become. Therefore, the feedback input signals O1 and O2 are "0" and "1", respectively. That is, the input mode is M1
(See FIG. 19).

【0123】最初の状態が入力モードM2〜M7である
場合に、どのように状態が遷移していくかも、図19に
示す。図示しないが、図18に示す出力パターンの他の
組合せに対応した16ビットのプログラムデータをプロ
グラムセル92に与えた場合における、該信号処理セル
の状態遷移図も、それぞれ存在する。
FIG. 19 also shows how the states change when the first state is the input mode M2 to M7. Although not shown, there are state transition diagrams of the signal processing cells when 16-bit program data corresponding to another combination of the output patterns shown in FIG.

【0124】このように、3入力2出力のプログラムセ
ルを備えた信号処理セルにこの発明を適用することによ
り、さらに複雑な連続した複数の処理を実現することが
できる。さらに、3入力2出力以外の多出力のプログラ
ムセル、たとえば、5入力3出力のプログラムセルなど
にも、この発明を適用することができる。
As described above, by applying the present invention to a signal processing cell having a 3-input / 2-output program cell, a plurality of more complicated and continuous processes can be realized. Further, the present invention can be applied to a multi-output program cell other than three-input two-output, for example, a five-input three-output program cell.

【0125】なお、上述の各実施形態においては、複数
のラッチ回路を有する出力ラッチ部を備えるよう構成し
たが、一つのラッチ回路を有する出力ラッチ部を備える
よう構成することもできる。
In each of the above embodiments, the output latch section having a plurality of latch circuits is provided. However, the output latch section having one latch circuit may be provided.

【0126】また、上述の各実施形態においては、ラッ
チ回路にラッチされた信号を組合せ回路部の彼処理信号
として用いるために帰還させるよう構成したが、ラッチ
された信号を帰還させないよう構成することもできる。
In each of the above embodiments, the signal latched by the latch circuit is fed back to be used as the processed signal of the combinational circuit unit. However, the latched signal is not fed back. Can also.

【0127】また、上述の各実施形態においては、組合
せ回路部における処理手順を動的にプログラム可能に構
成したが、組合せ回路部における処理手順を動的にプロ
グラム不能に構成することもできる。
Further, in each of the above embodiments, the processing procedure in the combinational circuit section is configured to be dynamically programmable, but the processing procedure in the combinational circuit section may be configured to be not dynamically programmable.

【0128】なお、この発明は、ダイナミカリー・プロ
グラマブル・ゲートアレイ(DPGA)のみならず、コ
ンピュータなど信号処理装置一般に適用することができ
る。さらに、この発明は、少なくとも一つの信号処理セ
ルを含む半導体装置全般に適用することができる。
The present invention can be applied not only to a dynamically programmable gate array (DPGA) but also to a general signal processing device such as a computer. Further, the present invention can be applied to general semiconductor devices including at least one signal processing cell.

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

【図1】この発明の一実施形態による信号処理装置であ
るダイナミカリー・プログラマブル・ゲートアレイ(D
PGA)を構成する信号処理セル82を示すブロック図
である。
FIG. 1 is a diagram illustrating a signal processing device according to an embodiment of the present invention;
FIG. 3 is a block diagram showing a signal processing cell 82 constituting PGA).

【図2】信号処理セル82に用いられるプログラムセル
の一例を示す回路図である。
FIG. 2 is a circuit diagram showing an example of a program cell used for a signal processing cell 82.

【図3】図2に示すプログラムセル2における入力モー
ドと出力パターンとの関係などを記載した表である。
FIG. 3 is a table describing a relationship between an input mode and an output pattern in the program cell 2 shown in FIG. 2;

【図4】図4A〜Dは、プログラムラッチ部4に与えら
れたプログラムデータの内容によって変化する組合せ回
路部6の等価回路を示す図面である。
FIGS. 4A to 4D are diagrams showing equivalent circuits of the combinational circuit unit 6 which change according to the contents of program data given to the program latch unit 4. FIGS.

【図5】信号処理セル82に用いられるプログラムセル
の他の例を示す回路図である。
FIG. 5 is a circuit diagram showing another example of a program cell used for the signal processing cell 82.

【図6】図5に示すプログラムセル12における入力モ
ードと出力パターンとの関係を記載した表である。
FIG. 6 is a table describing a relationship between an input mode and an output pattern in the program cell 12 shown in FIG.

【図7】強誘電体コンデンサを用いた強誘電体記憶素子
22の回路構成の一部を示す図面である。
FIG. 7 is a diagram showing a part of a circuit configuration of a ferroelectric memory element 22 using a ferroelectric capacitor.

【図8】強誘電体コンデンサ24に関する電圧と分極状
態との関係を表わす履歴曲線(電圧・電荷特性)を示す
図面である。
FIG. 8 is a drawing showing a hysteresis curve (voltage / charge characteristic) representing a relationship between a voltage and a polarization state regarding the ferroelectric capacitor 24.

【図9】図9Aは、強誘電体膜を用いたFETの一例を
示す図面である。図9Bは、図9Aに示すFET32を
記号で表した図面である。
FIG. 9A is a drawing showing an example of an FET using a ferroelectric film. FIG. 9B is a diagram in which the FET 32 shown in FIG. 9A is represented by a symbol.

【図10】ラッチ回路F0等に用いられる揮発性記憶素
子の一例を記号で表した図面である。
FIG. 10 is a diagram showing an example of a volatile storage element used in the latch circuit F0 and the like by symbols.

【図11】図1に示すラッチ回路LTの構成の一例を示
す回路図である。
FIG. 11 is a circuit diagram showing an example of a configuration of a latch circuit LT shown in FIG. 1;

【図12】図1に示すラッチ回路LTの構成の他の例を
示す回路図である。
FIG. 12 is a circuit diagram showing another example of the configuration of the latch circuit LT shown in FIG. 1;

【図13】信号処理セル82の動作を説明するために、
図1に示す信号処理セル82の一部を簡略化して表した
ブロック図である。
FIG. 13 illustrates the operation of the signal processing cell 82;
FIG. 2 is a simplified block diagram showing a part of a signal processing cell 82 shown in FIG.

【図14】図6の出力パターンD0に対応した8ビット
のプログラムデータをプログラムラッチ部14に与えた
場合における、信号処理セル82の状態遷移図である。
FIG. 14 is a state transition diagram of the signal processing cell 82 when 8-bit program data corresponding to the output pattern D0 of FIG. 6 is given to the program latch unit 14.

【図15】図6の出力パターンD1に対応した8ビット
のプログラムデータをプログラムラッチ部14に与えた
場合における、信号処理セル82の状態遷移図である。
FIG. 15 is a state transition diagram of the signal processing cell 82 when 8-bit program data corresponding to the output pattern D1 of FIG. 6 is given to the program latch unit 14.

【図16】この発明の一実施形態による信号処理装置で
あるダイナミカリー・プログラマブル・ゲートアレイ
(DPGA)を構成する信号処理セルの他の例の一部を
簡略化して表したブロック図である。
FIG. 16 is a simplified block diagram showing a part of another example of a signal processing cell included in a dynamically programmable gate array (DPGA) which is a signal processing device according to an embodiment of the present invention.

【図17】図16のプログラムセル92およびラッチ回
路94の具体的な構成例を示す図面である。
17 is a diagram showing a specific configuration example of a program cell 92 and a latch circuit 94 in FIG.

【図18】プログラムセル92における入力モードと出
力パターンとの関係を記載した表である。
18 is a table describing a relationship between an input mode and an output pattern in a program cell 92. FIG.

【図19】図16に示す信号処理セルの状態遷移図の一
例を示す図面である。
19 is a drawing illustrating an example of a state transition diagram of the signal processing cell illustrated in FIG. 16;

【符号の説明】[Explanation of symbols]

2・・・・・・・プログラムセル 84・・・・・・出力ラッチ部 A・・・・・・・外部入力信号 D・・・・・・・出力 FBL・・・・・帰還ライン LT・・・・・・ラッチ回路 O・・・・・・・帰還入力信号 2 Program cell 84 Output latch unit A External input signal D Output FBL Feedback line LT ·········· Latch circuit O ········· Feedback input signal

Claims (8)

【特許請求の範囲】[Claims] 【請求項1】入力された彼処理信号を所定の処理手順に
したがって処理して出力する組合せ回路部、を有する信
号処理セルにおいて、 当該組合せ回路部における処理手順を動的にプログラム
可能に構成するとともに、 当該組合せ回路部から出力された信号をラッチする出力
ラッチ部と、 出力ラッチ部にラッチされた信号を当該組合せ回路部の
彼処理信号として用いるために帰還させる帰還部と、 を設けたこと、 を特徴とする信号処理セル。
1. A signal processing cell having a combinational circuit unit for processing and outputting an input processed signal in accordance with a predetermined processing procedure, wherein the processing procedure in the combinational circuit unit is dynamically programmable. And an output latch unit for latching a signal output from the combinational circuit unit, and a feedback unit for feeding back the signal latched by the output latch unit for use as a processed signal of the combinational circuit unit. A signal processing cell, characterized in that:
【請求項2】入力された彼処理信号を所定の処理手順に
したがって処理して出力する組合せ回路部、を有する信
号処理セルにおいて、 組合せ回路部から異なるタイミングで出力された複数の
信号をラッチするための複数のラッチ回路を有する出力
ラッチ部を備えたこと、 を特徴とする信号処理セル。
2. A signal processing cell having a combinational circuit unit for processing and outputting an input processed signal in accordance with a predetermined processing procedure, wherein a plurality of signals output at different timings from the combinational circuit unit are latched. A signal processing cell, comprising: an output latch unit having a plurality of latch circuits.
【請求項3】請求項2の信号処理セルにおいて、 前記複数のラッチ回路にラッチされた複数の信号のうち
選択された信号を当該組合せ回路部の彼処理信号として
用いるために帰還させる帰還部を備えたこと、 を特徴とするもの。
3. The signal processing cell according to claim 2, further comprising: a feedback unit that feeds back a signal selected from the plurality of signals latched by the plurality of latch circuits so as to use the selected signal as a processed signal of the combinational circuit unit. That has been provided.
【請求項4】請求項2ないし3のいずれかの信号処理セ
ルにおいて、 前記組合せ回路部における処理手順を動的にプログラム
可能に構成したこと、 を特徴とするもの。
4. The signal processing cell according to claim 2, wherein a processing procedure in said combinational circuit unit is dynamically programmable.
【請求項5】請求項1ないし4のいずれかの信号処理セ
ルにおいて、 前記出力ラッチ部を、不揮発性記憶素子を用いて構成し
たこと、 を特徴とするもの。
5. The signal processing cell according to claim 1, wherein the output latch unit is configured using a nonvolatile memory element.
【請求項6】請求項1または4の信号処理セルにおい
て、 前記組合せ回路部を、不揮発性記憶素子を用いて構成し
たこと、 を特徴とするもの。
6. The signal processing cell according to claim 1, wherein the combinational circuit unit is configured using a nonvolatile memory element.
【請求項7】請求項5ないし6のいずれかの信号処理セ
ルにおいて、 前記不揮発性記憶素子を、強誘電体を用いて構成したこ
と、 を特徴とするもの。
7. The signal processing cell according to claim 5, wherein the nonvolatile memory element is formed using a ferroelectric material.
【請求項8】請求項1ないし請求項7のいずれかの信号
処理セルを複数用いたこと、 を特徴とする信号処理装置。
8. A signal processing device comprising a plurality of the signal processing cells according to claim 1.
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