JP2001257566A - イネーブル付きラッチ回路 - Google Patents
イネーブル付きラッチ回路Info
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Abstract
タを保持することがなく、正しいデータを保持するよう
にすること。 【解決手段】 データを最初に保持するマスターラッチ
と、マスターラッチの保持データをクロックの半周期遅
れて保持するスレーブラッチと、前記イネーブル信号に
より入力データをマスターラッチに保持させるか、スレ
ーブラッチの保持データをマスターラッチに保持させる
かを選択するマルチプレクサとにより、あるクロック半
周期期間、イネーブル信号がタイムボローして誤データ
をマスターラッチが一瞬保持しても、前記クロック半周
期期間でイネーブル信号が正常になった時、スレーブラ
ッチが保持する正常データをマスターラッチに保持させ
ることで、マスターラッチの保持データを直ちに正常デ
ータに修復する。これにより、イネーブル信号がタイム
ボローしても誤データを保持することがなく、正しいデ
ータを保持することができる。
Description
ッチするデータの入力タイミングを制御できるイネーブ
ル付きラッチ回路に関する。
の回路図である。イネーブル信号100とクロック20
0のNANDをNAND1で取り、その出力をClkN
Nとし、前記出力をインバータ2で反転させてClkを
作成する。Clkはクロックドインバータ3に供給さ
れ、ClkNNはクロックドインバータ5に供給され
る。
は、NAND1の出力ClkNNがハイレベルで、Cl
kはローレベルであるため、クロックドインバータ3は
遮断され、データ300はインバータ4とクロックドイ
ンバータ5から成るラッチ部に入力されない。
と、Clkがハイレベルになる為、クロックドインバー
タ3が動作し、データ300がクロックドインバータ3
を通して、ラッチ部のインバータ4に入力される。その
後、イネーブル信号100がローレベルになると、クロ
ックドインバータ3が遮断し、ClkNNがハイレベル
になってクロックドインバータ5が動作し、入力データ
を保持する。保持されたデータはインバータ6、7を介
して出力される。
な従来のイネーブル付きラッチ回路では、あるクロック
半周期期間でイネーブル信号100がローレベルでなけ
ればならないのに、このクロック半周期期間の途中でハ
イレベルからローレベルになると、クロックドインバー
タ3の遮断タイミングがずれ、前記ラッチ部に誤データ
が保持されるという問題がある。
ock)半周期期間(t0、t1)の途中で、本来、こ
の半周期期間ではローレベルになっていなければならな
いイネーブル信号100が図4(B)に示すように、途
中でハイレベルからローレベルになると(イネーブル信
号100のタイムボロー)、この半周期期間の最初に、
図4(C)に示すように、一時的にClkがハイレベル
になり、本来この半周期期間では遮断していなければな
らないクロックドインバータ3が一時的に動作して、入
力すべきでないデータ300をインバータ4に入力し
て、誤データを保持してしまうという誤動作が生じる。
付きラッチ回路では、イネーブル信号100がタイムボ
ロー出来ず、イネーブル信号へと至るパスがタイミング
クリテイカルとなる。これにより、前記タイムボローが
生じないように、前段のロジックを設計しなければなら
ず、前段のロジックの高速化の障害となったり、上記の
ようなタイムボローが発生すると、前段のロジックを手
直ししなければならず、設計に手間及び時間が掛かると
いう問題があった。
るためになされたもので、その目的は、イネーブル信号
がタイムボローしても誤データを保持することがなく、
正しいデータを保持することができるイネーブル付きラ
ッチ回路を提供することである。
に、請求項1の発明の特徴は、保持するデータの入力タ
イミングをイネーブル信号によって制御するイネーブル
付きラッチ回路において、前記データを保持する第1の
データ保持手段と、前記第1のデータ保持手段に保持さ
れているデータをクロック半周期遅れて保持する第2の
データ保持手段と、前記イネーブル信号により、入力デ
ータを前記第1のデータ保持手段に保持させるか或い
は、前記第2のデータ保持手段の保持データを前記第1
のデータ保持手段に保持させるかを選択するデータ選択
手段とを具備することにある。
ーにより、イネーブル信号があるクロックの半周期期間
の途中で変化した場合も、前記データ選択手段は最初入
力データを前記第1のデータ保持手段に入力して、誤デ
ータを保持させるが、前記半周期期間の途中で、前記デ
ータ選択手段は前記第2のデータ保持手段に保持されて
いるデータを選択して前記第1のデータ保持手段に入力
するため、前記第1のデータ保持手段に保持されている
誤データが正しいデータに修復される。
タ保持手段と前記第2のデータ保持手段を前記クロック
の反転クロックにより導通、遮断するパスゲートで接続
することにある。
個のクロックドインバータから成るマルチプレクサ回路
で、前記第1、第2のデータ保持手段はそれぞれインバ
ータとクロックドインバータから成るデータ記憶回路で
構成され、これら回路は前記クロックとその反転クロッ
クにより動作が制御される。
に基づいて説明する。図1は、本発明のイネーブル付き
ラッチ回路の一実施形態に係る構成を示した回路図であ
る。イネーブル付きラッチ回路は、入力データ300
か、或いはスレーブラッチ50の保持データ301のい
ずれかを選択して入力するマルチプレクサ30、入力デ
ータ300を保持するマスターラッチ40、マスターラ
ッチ40の保持データを半周期遅れて保持するスレーブ
ラッチ50から主に成っている。
タ12、14から成り、マスターラッチ40はインバー
タ16とクロックドインバータ17から成り、スレーブ
ラッチ50はインバータ19とクロックドインバータ2
0から成っている。
路の他に、クロック200の反転クロックClkNNを
作るインバータ11と、イネーブル信号100の反転信
号を作るインバータ13、データ300の入力遮断を行
うクロックドインバータ15、マスターラッチ40とス
レーブラッチ50を接続するパスゲート18、保持デー
タ出力用のインバータ21を有している。
本例のイネーブル信号100はマルチプレクサ30の選
択制御に用いられている。即ち、イネーブル信号100
がハイレベルの時、クロックドインバータ12が動作
し、イネーブル信号100の反転信号が制御端子に入力
されるクロックドインバータ14は遮断する。これによ
り、マルチプレクサ30は入力データ300を選択入力
し、クロックドインバータ15に入力する。この時、ク
ロック200がハイレベルであると、クロックドインバ
ータ15が動作して、データ300をマスターラッチ4
0のインバータ16に入力する。
クロックドインバータ15が遮断し、この時、ClkN
Nがハイレベルになってクロックドインバータ17が動
作し、マスターラッチ40にて前記入力データが保持さ
れる。又、この時、パスゲート18が導通するため、マ
スターラッチ40に保持されたデータがスレーブラッチ
50のインバータ19に入力され、その後クロック20
0がハイレベルになると、クロックドインバータ20が
動作して前記データがスレーブラッチ50に保持され
る。従って、マスターラッチ40に保持されたデータと
同一データがスレーブラッチ50に保持される。
ルになると、クロックドインバータ12が遮断し、クロ
ックドインバータ14が動作するため、クロックドイン
バータ15にはスレーブラッチ50に保持されたデータ
が入力される。以降、スレーブラッチ50に保持された
データがマスターラッチ40に保持されるという循環を
繰り返して、同一データが保持され続ける。
ローが生じた場合の動作について図2のタイムチャート
を参照して説明する。イネーブル信号100が、本来、
図2に示したクロック半周期期間(t0、t1)では既
にローレベルになっていなければならないのに、このク
ロック半周期期間の途中で、図2(B)に示すようにロ
ーレベルになると、この半周期期間の最初に、クロック
ドインバータ12が導通して、本来選択してはならない
図2(C)に示すようなデータ300(b)をクロック
ドインバータ15に入力してしまう。
5はClkがハイレベルであるため、入力されたデータ
300(b)をマスターラッチ40に入力してしまう
が、この時、ClkNNはローレベルであるため、パス
ゲート18は遮断しており、入力されたデータ300
(b)はスレーブラッチ50には入力されず、スレーブ
ラッチ50は本来保持すべきデータ301(a)を保持
している。
期期間の途中でローレベルになると、クロックドインバ
ータ12が遮断して、クロックドインバータ14が動作
するため、図2(D)に示すようにスレーブラッチ50
に保持されているデータ301(a)がクロックドイン
バータ14、15を通してマスターラッチ40に入力さ
れる。
と、ClkNNがハイレベルとなって、クロックドイン
バータ17が動作し、データ301(a)がマスターラ
ッチ40に保持される。以降は、前述した正常動作時と
同様である。
0がタイムボローしても、一瞬取り込んだ誤データを修
復してスレーブラッチ50に保持されている正常データ
をマスターラッチ40に保持させるため、イネーブル信
号100のタイムボローを許しても、ラッチの誤動作を
無くすことができる。
ローが可能になり、クリティカルパスを削滅することが
でき、その分、前段のロジックの設計を容易にすること
ができると共に、ロジックの高速化を容易に実現するこ
とができる。
来のものに代える際に、周辺回路の変更無しで置き換え
が可能であり、RTL修正/論理合成などを行なう必要
がないため、容易に、タイムボローを許可できる効果を
得ることができ、変更設計の期間を短縮化することがで
きる。
スタンダードセルにすれば、同様の構成をロジック変更
で実現した場合の様に、配線長やラッチ間のホールド違
反を考慮する必要がなく、ロジックの設計を極めて容易
に行うことができる。
ネーブル付きラッチ回路によれば、イネーブル信号がタ
イムボローしても誤データを保持することがなく、正し
いデータを保持することができるため、前段のロジック
設計を容易にすると共に、前段のロジックを容易に高速
化できる。
態に係る構成を示した回路図である。
ローが生じた時の動作を説明するタイムチャートであ
る。
した回路図である。
ローが生じた時の動作を説明するタイムチャートであ
る。
Claims (3)
- 【請求項1】 保持するデータの入力タイミングをイネ
ーブル信号によって制御するイネーブル付きラッチ回路
において、 前記データを保持する第1のデータ保持手段と、 前記第1のデータ保持手段に保持されているデータをク
ロック半周期遅れて保持する第2のデータ保持手段と、 前記イネーブル信号により、入力データを前記第1のデ
ータ保持手段に保持させるか或いは、前記第2のデータ
保持手段の保持データを前記第1のデータ保持手段に保
持させるかを選択するデータ選択手段と、 を具備することを特徴とするイネーブル付きラッチ回
路。 - 【請求項2】 前記第1のデータ保持手段と前記第2の
データ保持手段を前記クロックの反転クロックにより導
通、遮断するパスゲートで接続することを特徴とする請
求項1記載のイネーブル付きラッチ回路。 - 【請求項3】 前記データ選択手段は2個のクロックド
インバータから成るマルチプレクサ回路で、前記第1、
第2のデータ保持手段はそれぞれインバータとクロック
ドインバータから成るデータ記憶回路で構成され、これ
ら回路は前記クロックとその反転クロックにより動作が
制御されることを特徴とする請求項1又は2記載のイネ
ーブル付きラッチ回路。
Priority Applications (1)
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---|---|---|---|
JP2000065379A JP3651659B2 (ja) | 2000-03-09 | 2000-03-09 | イネーブル付きラッチ回路 |
Applications Claiming Priority (1)
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Publications (2)
Publication Number | Publication Date |
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JP3651659B2 JP3651659B2 (ja) | 2005-05-25 |
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---|---|---|---|
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Country | Link |
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JP (1) | JP3651659B2 (ja) |
Cited By (3)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JP2007288788A (ja) * | 2006-04-18 | 2007-11-01 | Agere Systems Inc | 減少された挿入遅延を持つプログラマブル遅延回路 |
JP2008535300A (ja) * | 2005-03-24 | 2008-08-28 | エイアールエム リミテッド | 演算およびスリープ・モード中のデータ格納回路並びに方法 |
US7616040B2 (en) | 2006-12-08 | 2009-11-10 | Sony Corporation | Flip-flop and semiconductor integrated circuit |
Families Citing this family (1)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
US9473117B2 (en) | 2015-02-13 | 2016-10-18 | Samsung Electronics Co., Ltd. | Multi-bit flip-flops and scan chain circuits |
-
2000
- 2000-03-09 JP JP2000065379A patent/JP3651659B2/ja not_active Expired - Fee Related
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