JP2002367391A - Semiconductor integrated circuit - Google Patents

Semiconductor integrated circuit

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JP2002367391A
JP2002367391A JP2001174929A JP2001174929A JP2002367391A JP 2002367391 A JP2002367391 A JP 2002367391A JP 2001174929 A JP2001174929 A JP 2001174929A JP 2001174929 A JP2001174929 A JP 2001174929A JP 2002367391 A JP2002367391 A JP 2002367391A
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JP
Japan
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data
clock
buffer circuit
shift register
semiconductor integrated
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JP2001174929A
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Japanese (ja)
Inventor
Kazuhiro Kawamura
一裕 川村
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Fuji Electric Co Ltd
Original Assignee
Fuji Electric Co Ltd
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Abstract

PROBLEM TO BE SOLVED: To provide a semiconductor integrated circuit which can perform stable write-in operation even when a comparatively high frequency within the limit of specification of a setup time and a hold-time is used. SOLUTION: In a semiconductor integrated circuit having a data data buffer circuit 2 transmitting data from an input terminal, a shift register 3 writing this transmitted data Data-B, a clock buffer circuit 1A transmitting a clock signal CLK from a clock terminal CLK and writing the data Data-B in the shift register 3 synchronizing with this clock signal CLK-A, the data buffer circuit 2 is provided with a latch means 2A latching the data Data-B.

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、比較的高い周波数
で動作するシフトレジスタを有し、このシフトレジスタ
にクロック信号およびデータを入力してデータを書き込
む同期型の半導体集積回路に関する。
BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to a synchronous semiconductor integrated circuit having a shift register operating at a relatively high frequency, and inputting a clock signal and data to the shift register and writing data.

【0002】[0002]

【従来の技術】図3に従来技術によるシフトレジスタ3
にデータDataを書き込む同期型の半導体集積回路を図示
し、図4にこの半導体集積回路の動作タイミング図を図
示する。図3において、従来技術のシフトレジスタ3に
データDataを書き込む同期型の半導体集積回路は、デー
タラッチ素子G31,G32,・・からなるシフトレジスタ3
と、入力端子より入力されるデータDataを予め定められ
たタイミング遅延時間でもってシフトレジスタ3の入力
端子(G点) に伝達する図示例ではNOT 素子 G21〜G24 で
図示されるデータバッファ回路4と、入力データDataが
シフトレジスタ3の入力 G点に到達するタイミングに整
合して, 予め定められたタイミング遅延時間でもってシ
フトレジスタ3の入力端子(F点) に伝達する図示例では
NOT 素子G1〜G5で図示されるクロックバッファ回路5
と、を備えて構成される。
2. Description of the Related Art FIG.
FIG. 4 shows a synchronous semiconductor integrated circuit for writing data Data, and FIG. 4 shows an operation timing chart of the semiconductor integrated circuit. In FIG. 3, a synchronous semiconductor integrated circuit for writing data Data to a conventional shift register 3 is a shift register 3 including data latch elements G31, G32,.
And a data buffer circuit 4 illustrated by NOT elements G21 to G24 in the illustrated example for transmitting data Data input from the input terminal to the input terminal (point G) of the shift register 3 with a predetermined timing delay time. In the illustrated example, the input data is transmitted to the input terminal (point F) of the shift register 3 with a predetermined timing delay time in accordance with the timing at which the input data Data reaches the input point G of the shift register 3.
Clock buffer circuit 5 illustrated by NOT elements G1 to G5
And is provided.

【0003】かかる構成において、同期型の半導体集積
回路は、入力端子よりデータDataが入力され、データバ
ッファ回路4を伝達してシフトレジスタ3の1番目のデ
ータラッチ素子G31 に入力される。また、クロック信号
CLK は、クロックバッファ回路5を伝達してシフトレジ
スタ3の全てのデータラッチ素子G31,G32 ・・に同時に
入力される。今、シフトレジスタ3のデータラッチ素子
G31,G32 ・・がクロックの立ち上がりのタイミングでデ
ータを保持する構成のものとする。この様なシフトレジ
スタ3では、クロックの立ち上がりのタイミングで、入
力されたデータの電位をそのまま1番目のデータラッチ
素子G31 に取り込む動作を行い、ラッチ素子G31 の出力
Q1に入力されたデータ電位を保持・出力することができ
る。
In such a configuration, in a synchronous semiconductor integrated circuit, data is input from an input terminal, transmitted to a data buffer circuit 4, and input to a first data latch element G31 of a shift register 3. Also, the clock signal
CLK is transmitted to the clock buffer circuit 5 and is simultaneously input to all the data latch elements G31, G32,... Of the shift register 3. Now, the data latch element of the shift register 3
G31, G32 ... hold data at the rising edge of the clock. In such a shift register 3, the operation of taking in the potential of the input data into the first data latch element G31 as it is at the rising edge of the clock is performed, and the output of the latch element G31 is output.
The data potential input to Q1 can be held and output.

【0004】図4において、横軸に時間軸をとり、縦軸
に上から順にクロック入力端子におけるクロック信号CL
K 、データ入力端子におけるデータData、シフトレジス
タ3の F点における波形CLK-F, G点における波形Data-G
およびデータラッチ素子G31の出力Q1の波形を図示す
る。クロック入力端子におけるクロック信号CLK は、ク
ロックバッファ回路5を伝達し、このクロックバッファ
回路5の遅延時間によりシフトレジスタ3の入り口 F点
に遅れて伝達される。入力データDataも、NOT 素子 G21
〜G24 で図示されるデータバッファ回路4で遅延されて
シフトレジスタ3の入力 G点に遅れて伝達される。シフ
トレジスタ3は、このシフトレジスタ3のF点に到達し
たクロック信号CLK-F の立ち上がりのタイミングで、シ
フトレジスタ3の G点に到達したデータData-Gの電位を
取り込むことができる。
In FIG. 4, a horizontal axis indicates a time axis, and a vertical axis indicates a clock signal CL at a clock input terminal in order from the top.
K, Data at the data input terminal, Waveform CLK-F at point F of shift register 3, Waveform Data-G at point G
5 shows the waveform of the output Q1 of the data latch element G31. The clock signal CLK at the clock input terminal is transmitted through the clock buffer circuit 5 and is transmitted to the point F of the shift register 3 with a delay due to the delay time of the clock buffer circuit 5. Input data Data is also NOT element G21
G24, the data is delayed by the data buffer circuit 4 and transmitted to the input G point of the shift register 3 with a delay. The shift register 3 can take in the potential of the data Data-G which has reached the point G of the shift register 3 at the timing of the rise of the clock signal CLK-F which has reached the point F of the shift register 3.

【0005】次に、本発明の同期型の半導体集積回路を
使用する立場では、入力信号Dataとクロック信号CLK の
タイミングを操作して、クロック信号CLK-F の立ち上が
りのタイミングで取り込みたいデータData-Gの固定期間
がくる様に入力信号Dataを入力する必要がある。この事
柄を仕様として規定すると、図4に図示するセットアッ
プ時間Tsとホールド時間Thとになる。これらの時間Ts,T
h はクロック周波数が高くなればなるほど、より短い時
間でデータData-Gをシフトレジスタ3に取り込める様に
設計する必要がある。
Next, from the standpoint of using the synchronous semiconductor integrated circuit of the present invention, the timing of the input signal Data and the timing of the clock signal CLK are manipulated, and the data Data-to be captured at the rising timing of the clock signal CLK-F is controlled. It is necessary to input the input signal Data so that the fixed period of G comes. When this matter is defined as a specification, a setup time Ts and a hold time Th shown in FIG. 4 are obtained. These times Ts, T
h needs to be designed so that the higher the clock frequency is, the shorter time the data Data-G can be taken into the shift register 3.

【0006】例えば、セットアップ時間Ts、ホールド時
間Thが共に5ns の仕様で構成する場合、この半導体集積
回路を使用・設計を行う立場としては、セットアップ時
間Ts、ホールド時間Thのバラツキを考慮して、例えば、
セットアップ時間Ts=(0〜5)ns, ホールド時間Th=(0〜
5)nsに変動しても、充分に、確実に動作できる様にしな
ければならない。このことはクロック信号CLK-F が F点
に到達する時間と、データData-Gが G点に到達する時間
と、を全く同じに設計することを意味する。
For example, when the setup time Ts and the hold time Th are both configured to have a specification of 5 ns, the viewpoint of using and designing this semiconductor integrated circuit is to consider the variation of the setup time Ts and the hold time Th. For example,
Setup time Ts = (0 to 5) ns, hold time Th = (0 to
5) Even if it fluctuates to ns, it must be able to operate sufficiently and reliably. This means that the time when the clock signal CLK-F reaches the point F and the time when the data Data-G reaches the point G are designed to be exactly the same.

【0007】この内容を図5で補足説明する。もし、今
データ信号Data-Gがクロック信号CLK-F よりシフトレジ
スタ3に到達する時間が5ns 以上速かった場合を想定す
る。この場合セットアップ時間Tsは5ns でも充分にデー
タData-Gをシフトレジスタ3に取り込むことができるタ
イミング関係にあるが、ホールド時間Thの方は0ns とな
り 5nsの使用では不充分ということになり、H レベルの
データ信号Data-Gをシフトレジスタ3に取り込むことが
できない。また、逆に、データ信号Data-Gがクロック信
号CLK-F より遅い場合は上述の逆の関係となる。
The contents will be supplementarily described with reference to FIG. It is assumed that the time when the data signal Data-G reaches the shift register 3 faster than the clock signal CLK-F by 5 ns or more. In this case, even if the setup time Ts is 5 ns, there is a timing relationship in which the data Data-G can be sufficiently taken into the shift register 3. However, the hold time Th is 0 ns, and the use of 5 ns is not sufficient. Cannot be taken into the shift register 3. Conversely, when the data signal Data-G is slower than the clock signal CLK-F, the above relationship is reversed.

【0008】従って、セットアップ時間Ts、ホールド時
間Thの仕様が5ns であっても、このTs,Th 時間のバラツ
キを考慮すると、クロック信号CLK-F が F点に到達する
時間と、データ信号Data-Gが G点に到達する時間と、を
全く同じに設計することが必要になる。しかし、実際上
の問題として、データバッファ回路4はシフトレジスタ
3のデータラッチ素子G31 の1個のみを駆動するだけで
あり、大きな駆動能力を必要としないが、クロックバッ
ファ回路5はビット数にもよるが多数のデータラッチ素
子G31,G32 ・・を駆動する必要があり、また、より高い
周波数で動作できる様にするためには、さらにより大き
な駆動能力を有するクロックバッファ回路5が必要とな
る。従って、データ信号Data-Gの方が負荷が軽いので伝
達時間が短くてすむ可能性が高い。しかし、異なる負荷
を想定して同じ遅延時間が得られる様にデータバッファ
回路4およびクロックバッファ回路5のバッファサイズ
を設計することは難しい。
Therefore, even if the specification of the setup time Ts and the hold time Th is 5 ns, considering the variation in the time Ts and Th, the time required for the clock signal CLK-F to reach the point F and the data signal Data- The time required for G to reach point G needs to be designed exactly the same. However, as a practical problem, the data buffer circuit 4 only drives one of the data latch elements G31 of the shift register 3 and does not require a large driving ability, but the clock buffer circuit 5 has a small number of bits. However, it is necessary to drive a large number of data latch elements G31, G32,..., And in order to operate at a higher frequency, a clock buffer circuit 5 having an even greater driving capability is required. Therefore, since the load of the data signal Data-G is lighter, the transmission time is likely to be shorter. However, it is difficult to design the buffer sizes of the data buffer circuit 4 and the clock buffer circuit 5 so as to obtain the same delay time assuming different loads.

【0009】[0009]

【発明が解決しようとする課題】従来技術で述べた様
に、入力データをクロック信号に同期してシフトレジス
タに取り込む同期型の半導体集積回路では、シフトレジ
スタの G点の入力信号Data-Gと、 F点のクロック信号CL
K-F とが予め定められたセットアップ時間Ts、ホールド
時間Thの仕様を満たす様にタイミングの調整を図る必要
がある。
As described in the prior art, in a synchronous semiconductor integrated circuit that takes input data into a shift register in synchronization with a clock signal, an input signal Data-G at point G of the shift register is used. , F point clock signal CL
It is necessary to adjust the timing so that the KF and the predetermined setup time Ts and hold time Th satisfy the specifications.

【0010】今仮に、同期型の半導体集積回路のセット
アップ時間Ts、ホールド時間Thが共に5ns とし、データ
Dataのパルス幅を10nsとすると、クロック信号CLK-F の
タイミングはデータData-Gのタイミングより5ns 遅れた
データData-Gのパルス幅の中央位置に相当する。半導体
集積回路の入力端子におけるデータDataとクロック信号
CLK のタイミングが丁度5ns ずらしたタイミングで入力
される様に設計されているものとすると、データバッフ
ァ回路とクロックバッファ回路との遅延時間を等しくす
る必要が生じ、シフトレジスタの駆動可能段数に制約を
もたらす。
Suppose now that the setup time Ts and the hold time Th of the synchronous semiconductor integrated circuit are both 5 ns,
Assuming that the pulse width of Data is 10 ns, the timing of the clock signal CLK-F corresponds to the center position of the pulse width of Data-G, which is 5 ns later than the timing of Data-G. Data Data and Clock Signal at Input Terminal of Semiconductor Integrated Circuit
If the CLK timing is designed to be input at a timing shifted by exactly 5 ns, it is necessary to make the delay time between the data buffer circuit and the clock buffer circuit equal, and there is a restriction on the number of drive stages of the shift register. Bring.

【0011】本発明は上記の点にかんがみてなされたも
のであり、その目的は前記した課題を解決して、同期型
の半導体集積回路のセットアップ時間およびホールド時
間の仕様一杯までの比較的高い周波数でも、シフトレジ
スタに対する駆動可能段数の制約がなく、安定に入力端
子よりのデータをシフトレジスタに書き込み動作ができ
る半導体集積回路を提供することにある。
SUMMARY OF THE INVENTION The present invention has been made in view of the above problems, and has as its object to solve the above-mentioned problems and to provide a relatively high frequency up to the full specification of a setup time and a hold time of a synchronous semiconductor integrated circuit. However, it is an object of the present invention to provide a semiconductor integrated circuit capable of stably writing data from an input terminal to a shift register without being limited by the number of drivable stages for the shift register.

【0012】[0012]

【課題を解決するための手段】上記課題は本発明によれ
ば、入力端子よりのデータを伝達するデータバッファ回
路と、この伝達されたデータを書き込むシフトレジスタ
と、クロック端子よりのクロック信号を伝達しこのクロ
ック信号と同期してデータをシフトレジスタに書き込む
クロックバッファ回路と、を有する半導体集積回路にお
いて、データバッファ回路は、データをラッチするラッ
チ手段を備えるものとする。
According to the present invention, there is provided a data buffer circuit for transmitting data from an input terminal, a shift register for writing the transmitted data, and transmitting a clock signal from a clock terminal. In a semiconductor integrated circuit having a clock buffer circuit for writing data to a shift register in synchronization with the clock signal, the data buffer circuit includes latch means for latching data.

【0013】かかる構成により、入力端子より伝達され
たデータをラッチ手段でラッチすることにより、データ
信号を長くすることができ、少なくともホールド時間側
に対して余裕を与えることができる。従って、セットア
ップ時間を入力データのパルス幅内で中央値より後方に
設計値をシフトすることにより、セットアップ時間およ
びホールド時間の両者の仕様に余裕を与えることができ
る。即ち、シフトレジスタの複数のラッチ素子を同時に
駆動するクロック信号の異なる負荷によるクロックバッ
ファ回路の遅延時間のバラツキを吸収して、また、更に
仕様よりもより高いクロック周波数でも安定に入力端子
より伝達されたデータをシフトレジスタに書き込むこと
ができる。
With this configuration, the data transmitted from the input terminal is latched by the latch means, so that the data signal can be lengthened, and at least a margin can be given to the hold time side. Therefore, by shifting the design value of the setup time to the rear of the median value within the pulse width of the input data, it is possible to provide a margin for the specifications of both the setup time and the hold time. In other words, it absorbs variations in the delay time of the clock buffer circuit due to different loads of the clock signal that simultaneously drives the plurality of latch elements of the shift register, and is transmitted from the input terminal stably even at a clock frequency higher than the specification. Can be written to the shift register.

【0014】また、ラッチ手段は、クロック信号により
導通・非導通が交互に制御される第1・第2スイッチ素
子と、第1スイッチ素子の一方にデータを入力し, この
スイッチ素子の他方からの出力を入力するカスケードに
接続される第1・第2 NOT素子と、第2 NOT素子の出力
を第2スイッチ素子の他方に接続し, このスイッチ素子
の一方を第1スイッチ素子の他方の出力側に接続し,第
1スイッチ素子が導通したときデータをセットアップ
し,第2スイッチ素子が導通したときこのセットアップ
されたデータを保持し,第1 NOT素子の出力をラッチ出
力とする制御手段と、を備えることができる。
The latch means inputs data to one of the first and second switch elements, the first and second switch elements of which conduction and non-conduction are alternately controlled by a clock signal, and receives the data from the other of the switch elements. First and second NOT elements connected in cascade for inputting an output, and the output of the second NOT element is connected to the other of the second switch elements, and one of the switch elements is connected to the other output side of the first switch element. And control means for setting up data when the first switch element is turned on, holding the set up data when the second switch element is turned on, and making the output of the first NOT element a latch output. Can be prepared.

【0015】また、クロック信号を受信してラッチ手段
の第1・第2スイッチ素子の導通・非導通を交互に制御
する第1クロックバッファ回路と、クロック信号を受信
して予め定められた遅延時間で動作しラッチ手段がラッ
チしたデータをシフトレジスタに書き込み制御する第2
クロックバッファ回路と、を備えることができる。かか
る構成により、ラッチ手段の第1・第2スイッチ素子の
導通・非導通を交互に制御する第1クロックバッファ回
路と、ラッチ手段がラッチしたデータをシフトレジスタ
に書き込み制御する第2クロックバッファ回路と、を区
分することにより、第1クロックバッファ回路が駆動す
る負荷がラッチ手段のみに固定化することができ、従っ
て、第1クロックバッファ回路の遅延時間を予め定めら
れた値に設計することが可能となり、入力端子より伝達
されたデータの遅延時間と第1クロックバッファ回路の
遅延時間とのタイミング整合を図ることができる。この
結果、セットアップ時間およびホールド時間の仕様を満
足させて、安定に入力端子よりのデータをシフトレジス
タに書き込むことができる。
A first clock buffer circuit for receiving the clock signal and alternately controlling conduction / non-conduction of the first and second switch elements of the latch means; and a predetermined delay time for receiving the clock signal. And writes the data latched by the latch means into the shift register and controls the second operation.
And a clock buffer circuit. With this configuration, a first clock buffer circuit that alternately controls the conduction and non-conduction of the first and second switch elements of the latch means, and a second clock buffer circuit that writes and controls the data latched by the latch means in the shift register , The load driven by the first clock buffer circuit can be fixed only to the latch means, and therefore, the delay time of the first clock buffer circuit can be designed to a predetermined value. Thus, timing matching between the delay time of the data transmitted from the input terminal and the delay time of the first clock buffer circuit can be achieved. As a result, the data from the input terminal can be stably written into the shift register while satisfying the specifications of the setup time and the hold time.

【0016】[0016]

【発明の実施の形態】図1は本発明の1実施例による半
導体集積回路のブロック線図、図2はこの半導体集積回
路の動作タイミング図であり、図3〜図5に対応する同
一部材には同じ符号が付してある。図1において、本発
明の半導体集積回路は、入力端子よりのデータDataを伝
達するデータバッファ回路2と、この伝達されたデータ
Data-Bを書き込むシフトレジスタ3と、クロック端子よ
りのクロック信号CLK を伝達しこのクロック信号CLK-A
と同期してデータData-Bをシフトレジスタ3に書き込む
クロックバッファ回路1Aと、を有する半導体集積回路に
おいて、データバッファ回路2は、データDataをラッチ
するラッチ手段2Aを備えて構成される。
FIG. 1 is a block diagram of a semiconductor integrated circuit according to an embodiment of the present invention, and FIG. 2 is an operation timing diagram of the semiconductor integrated circuit. The same members corresponding to FIGS. Have the same reference numerals. In FIG. 1, a semiconductor integrated circuit of the present invention includes a data buffer circuit 2 for transmitting data Data from an input terminal, and a data buffer circuit 2 for transmitting the transmitted data.
The shift register 3 for writing Data-B and the clock signal CLK from the clock terminal are transmitted and the clock signal CLK-A
And a clock buffer circuit 1A that writes data Data-B to the shift register 3 in synchronization with the clock buffer circuit 1A. The data buffer circuit 2 includes latch means 2A that latches data Data.

【0017】かかる構成により、入力端子より伝達され
たデータData-Bをラッチ手段2Aでラッチすることによ
り、データData-Bの信号(パルス幅)を長くすることが
でき、少なくともホールド時間Th側に対して余裕を与え
ることができる。従って、セットアップ時間Tsを入力デ
ータDataのパルス幅内で中央値より後方に設計値をシフ
トすることにより、セットアップ時間Tsおよびホールド
時間Thの両仕様に余裕を与えることができる。従って、
シフトレジスタ3の複数のラッチ素子G31,G32,・・を同
時に駆動するクロック信号CLK-A の異なる負荷(ラッチ
素子G31,G32,・・の段数)によるクロックバッファ回路
1Aの遅延時間のバラツキを吸収して、また、更に仕様よ
りもより高いクロック周波数でも安定に入力端子より伝
達されたデータData-Bをシフトレジスタ3に書き込むこ
とができる。
According to this configuration, the data Data-B transmitted from the input terminal is latched by the latch means 2A, so that the signal (pulse width) of the data Data-B can be lengthened, and at least the hold time Th side is increased. It can give room for it. Therefore, by shifting the design value of the setup time Ts behind the median value within the pulse width of the input data Data, it is possible to provide a margin for both the setup time Ts and the hold time Th. Therefore,
A clock buffer circuit driven by different loads (the number of stages of the latch elements G31, G32,...) Of the clock signal CLK-A for simultaneously driving the plurality of latch elements G31, G32,.
The data Data-B transmitted from the input terminal can be stably written into the shift register 3 by absorbing the variation in the delay time of 1A and stably at a clock frequency higher than the specification.

【0018】[0018]

【実施例】本発明による実施例を図1を用いて説明す
る。図1において、ラッチ手段2Aは、クロック信号CLK
により導通・非導通が交互に制御される第1・第2スイ
ッチ素子G21,G22 と、第1スイッチ素子G21 の一方(Da
ta側)にデータDataを入力し, このスイッチ素子G21 の
他方(後述の第1NOT 素子G23 側)からの出力を入力す
るカスケードに接続される第1・第2 NOT素子G23,G24
と、第2 NOT素子G24の出力(D点)を第2スイッチ素子G
22 の他方(第2NOT 素子G24 側)に接続し,このスイッ
チ素子G22 の一方を第1スイッチ素子G21 の他方(第1
NOT 素子G23側)の出力側に接続し,第1スイッチ素子G
21 が導通したときデータDataをセットアップし,第2
スイッチ素子G22 が導通したときこのセットアップされ
たデータDataを保持し,第1 NOT素子G23 の出力をラッ
チ出力とする制御手段と、を備えて構成される。
An embodiment according to the present invention will be described with reference to FIG. In FIG. 1, a latch means 2A is provided with a clock signal CLK.
The first and second switch elements G21 and G22 whose conduction and non-conduction are alternately controlled by the first switch element G21 and one of the first switch elements G21 (Da
The first and second NOT elements G23, G24 connected to a cascade that inputs data Data to the ta side) and inputs an output from the other one of the switch elements G21 (a first NOT element G23 side described later).
And the output (point D) of the second NOT element G24 to the second switch element G
22 is connected to the other (second NOT element G24 side), and one of the switch elements G22 is connected to the other of the first switch element G21 (first
NOT element G23) and connected to the output side of the first switch element G
Data is set up when 21 conducts, and the second
Control means for holding the set-up data Data when the switch element G22 is turned on, and using the output of the first NOT element G23 as a latch output.

【0019】かかる構成により、クロック端子からのク
ロック信号CLK の H,Lレベルの状態により、クロックバ
ッファ回路1Bの NOT素子G6が Hレベルで,NOT素子G7(C
点) がLレベルのとき、第1スイッチ素子G21 は導通状
態にあり, 第2スイッチ素子G22 は非導通状態にある。
この状態では、入力端子に入力されたデータDataは、第
1スイッチ素子G21 を通過して一方は NOT素子G23,G25
経由でシフトレジスタ3の入力 B点に伝達される。ま
た、他方はNOT 素子G23,G24 経由で第2スイッチ素子G2
2 の他方(D点) に到達する。
With such a configuration, the NOT element G6 of the clock buffer circuit 1B is at the H level and the NOT element G7 (C
Is at L level, the first switch element G21 is in a conductive state, and the second switch element G22 is in a non-conductive state.
In this state, the data Data input to the input terminal passes through the first switch element G21 and one of the NOT elements G23, G25
It is transmitted to the input point B of the shift register 3 via The other is connected to the second switch element G2 via NOT elements G23 and G24.
The other of 2 (point D) is reached.

【0020】次に、1クロック分経過すると、クロック
バッファ回路1Bの NOT素子G6が Lレベルで,NOT素子G7が
Hレベルのとき、第1スイッチ素子G21 は非導通状態に
変わり第2スイッチ素子G22 は導通状態に変化する。こ
の状態では、先に入力端子に入力されたデータDataの
H,Lレベルの状態が第2スイッチ素子G22 を介してNOT素
子G23,G24 の正帰還ループを構成して、入力されたデー
タDataの H,Lレベルを保持することができる。NOT 素子
G25 は入力端子に入力されるデータDataの H,Lレベルと
シフトレジスタ3への入力信号の極性を一致させるもの
である。
Next, when one clock has elapsed, the NOT element G6 of the clock buffer circuit 1B is at the L level and the NOT element G7 is
At the H level, the first switch element G21 changes to a non-conductive state, and the second switch element G22 changes to a conductive state. In this state, the data of the data
The H and L level states form a positive feedback loop of the NOT elements G23 and G24 via the second switch element G22, so that the H and L levels of the input data Data can be held. NOT element
G25 matches the H and L levels of data Data input to the input terminal with the polarity of the input signal to the shift register 3.

【0021】また、クロック信号CLK を受信してラッチ
手段2Aの第1・第2スイッチ素子G21,G22 の導通・非導
通を交互に制御する第1クロックバッファ回路1Bと、ク
ロック信号CLK を受信して予め定められた遅延時間で動
作しラッチ手段2AがラッチしたデータData-Bをシフトレ
ジスタ3に書き込み制御する第2クロックバッファ回路
1Aと、を備えて構成することができる。
The first clock buffer circuit 1B which receives the clock signal CLK and alternately controls the conduction and non-conduction of the first and second switch elements G21 and G22 of the latch means 2A, and receives the clock signal CLK. Clock buffer circuit which operates with a predetermined delay time and writes and controls the data Data-B latched by the latch means 2A into the shift register 3.
1A.

【0022】かかる構成により、ラッチ手段2Aの第1・
第2スイッチ素子G21,G22 の導通・非導通を交互に制御
する第1クロックバッファ回路1Bと、ラッチ手段2Aがラ
ッチしたデータData-Bをシフトレジスタ3に書き込み制
御する第2クロックバッファ回路1Aと、を区分すること
により、第1クロックバッファ回路1Bが駆動する負荷が
ラッチ手段2Aのみに固定化することができ、従って、第
1クロックバッファ回路1Bの遅延時間を予め定められた
値に設計することが可能となり、入力端子より伝達され
たデータDataの遅延時間と第1クロックバッファ回路1B
の遅延時間とのタイミングの整合を図ることことができ
る。この結果、ラッチ手段2Aにおけるセットアップ時間
Tsおよびホールド時間Thの仕様を満足させて、安定に入
力端子よりのデータDataをシフトレジスタ3に書き込む
ことができる。(具体例の説明)即ち、図3の従来技術
におけるデータバッファ回路4に本発明ではラッチ回路
2Aを設ける。このラッチ回路2Aのラッチ信号はクロック
信号CLK から第1クロックバッファ回路1B(NOT素子G6,G
7)を介して入力する。このラッチ回路2Aは1組のみであ
るので、第1クロックバッファ回路1Bの駆動負荷容量は
小さくて良く、また C点までの伝達時間もかなり短いも
ので構成することができる。
With such a configuration, the first of the latch means 2A
A first clock buffer circuit 1B for alternately controlling the conduction and non-conduction of the second switch elements G21 and G22, and a second clock buffer circuit 1A for controlling the writing of data Data-B latched by the latch means 2A into the shift register 3. , The load driven by the first clock buffer circuit 1B can be fixed only to the latch means 2A, and therefore, the delay time of the first clock buffer circuit 1B is designed to a predetermined value. The delay time of the data transmitted from the input terminal and the first clock buffer circuit 1B
, And the delay time can be matched. As a result, the setup time in the latch means 2A
By satisfying the specifications of Ts and hold time Th, data Data from the input terminal can be stably written into the shift register 3. (Explanation of Specific Example) That is, in the present invention, the latch circuit is used in the data buffer circuit 4 in the prior art shown in FIG.
2A is provided. The latch signal of the latch circuit 2A is obtained by converting the clock signal CLK into the first clock buffer circuit 1B (NOT elements G6, G
7) Enter through. Since there is only one set of the latch circuits 2A, the driving load capacity of the first clock buffer circuit 1B may be small, and the transmission time to the point C can be made very short.

【0023】また、データ信号Data-Bも, D点までの伝
達時間は従来技術の B点までの伝達時間に比べて短いも
のとすることができる。従って、図2に図示される様
に、 C点、D 点における信号波形は入力信号波形Data,C
LKに対して、遅延時間をそう意識した設計を行わなくて
も無視することができるくらいの小さな遅延時間で構成
することができる。
The transmission time of the data signal Data-B to the point D can be shorter than the transmission time to the point B in the conventional technique. Therefore, as shown in FIG. 2, the signal waveforms at points C and D are the input signal waveforms Data, C
The LK can be configured with a small delay time that can be ignored even if the delay time is not so designed.

【0024】従って、セットアップ時間Tsが5ns もあれ
ば、ラッチ回路2Aの出力は確実にデータ信号Dataの電位
を取り込み・出力することができ、この信号Data-Bは B
点まで伝達することができる。従って、クロック信号CL
K-A が A点に達する時間よりもデータData-Bが B点に達
する時間を短くしたほうが良い。次に、ホールド時間Th
は、ラッチ回路2Aが保持できるだけの時間があれば良
く、この値は5ns あれば充分である。ラッチ回路2Aでデ
ータData-Bを保持したあとは、このラッチ回路2Aがクロ
ック信号CLK-A が立ち下がるまで、このデータData-Bを
保持してくれるので、シフトレジスタ3自体は、ホール
ド時間Thを気にすることなくデータData-Bをシフトレジ
スタ3内に取り込むことができる。
Therefore, if the setup time Ts is as long as 5 ns, the output of the latch circuit 2A can surely capture and output the potential of the data signal Data.
Can communicate to the point. Therefore, the clock signal CL
It is better to make the time for data Data-B to reach point B shorter than the time for KA to reach point A. Next, the hold time Th
Need only be long enough to be held by the latch circuit 2A, and this value of 5 ns is sufficient. After the latch circuit 2A holds the data Data-B, the latch circuit 2A holds the data Data-B until the clock signal CLK-A falls, so that the shift register 3 itself has the hold time Th. Can be taken into the shift register 3 without worrying about

【0025】[0025]

【発明の効果】本発明によれば、データ入力信号が B点
に伝達する時間が、クロック信号が A点に伝達する時間
に対して5ns より遅くならない様にする(セットアップ
時間への考慮)設計上の配慮は必要であるが、ホールド
時間への細かい考慮は必要なくなり、バラツキを考慮し
ても、データとクロックを同期して安定にシフトレジス
タにデータを書き込み動作する半導体集積回路を提供す
ることができる。
According to the present invention, a design is made so that the time required for the data input signal to be transmitted to the point B is not slower than 5 ns with respect to the time required for the clock signal to be transmitted to the point A (consideration of the setup time). Although the above considerations are necessary, it is no longer necessary to consider the hold time in detail, and a semiconductor integrated circuit that synchronizes data and clock and writes data to a shift register stably even when variations are considered. Can be.

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

【図1】本発明の1実施例による半導体集積回路のブロ
ック線図
FIG. 1 is a block diagram of a semiconductor integrated circuit according to one embodiment of the present invention.

【図2】半導体集積回路の動作タイミング図FIG. 2 is an operation timing chart of a semiconductor integrated circuit;

【図3】従来技術による半導体集積回路のブロック線図FIG. 3 is a block diagram of a conventional semiconductor integrated circuit.

【図4】半導体集積回路の動作タイミング図FIG. 4 is an operation timing chart of the semiconductor integrated circuit;

【図5】タイミング図の補足説明図FIG. 5 is a supplementary explanatory diagram of a timing chart.

【符号の説明】[Explanation of symbols]

1A 第1クロックバッファ回路 1B 第2クロックバッファ回路 2、4 データバッファ回路 2A ラッチ手段 3 シフトレジスタ CLK,CLK-A クロック信号 Data,Data-B データ A〜F 波形観測点 G1〜G7,G23〜G25 NOT 素子 G21,G22 スイッチ素子 G31,G32 ・・ ラッチ素子 Ts セットアップ時間 Th ホールド時間 1A First clock buffer circuit 1B Second clock buffer circuit 2, 4 Data buffer circuit 2A Latch means 3 Shift register CLK, CLK-A Clock signal Data, Data-B Data A to F Waveform observation points G1 to G7, G23 to G25 NOT element G21, G22 Switch element G31, G32 Latch element Ts setup time Th hold time

Claims (3)

【特許請求の範囲】[Claims] 【請求項1】入力端子よりのデータを伝達するデータバ
ッファ回路と、この伝達されたデータを書き込むシフト
レジスタと、クロック端子よりのクロック信号を伝達し
このクロック信号と同期して前記データをシフトレジス
タに書き込むクロックバッファ回路と、を有する半導体
集積回路において、 データバッファ回路は、前記データをラッチするラッチ
手段を備える、 ことを特徴とする半導体集積回路。
1. A data buffer circuit for transmitting data from an input terminal, a shift register for writing the transmitted data, and a clock signal from a clock terminal for transmitting the data in synchronization with the clock signal. And a clock buffer circuit for writing the data into the semiconductor integrated circuit, wherein the data buffer circuit includes latch means for latching the data.
【請求項2】請求項1に記載の半導体集積回路におい
て、 ラッチ手段は、クロック信号により導通・非導通が交互
に制御される第1・第2スイッチ素子と、第1スイッチ
素子の一方にデータを入力し, このスイッチ素子の他方
からの出力を入力するカスケードに接続される第1・第
2 NOT素子と、第2 NOT素子の出力を第2スイッチ素子
の他方に接続し, このスイッチ素子の一方を前記第1ス
イッチ素子の他方の出力側に接続し,第1スイッチ素子
が導通したときデータをセットアップし,第2スイッチ
素子が導通したときこのセットアップされたデータを保
持し,第1 NOT素子の出力をラッチ出力とする制御手段
と、を備える、 ことを特徴とする半導体集積回路。
2. The semiconductor integrated circuit according to claim 1, wherein said latch means includes first and second switch elements whose conduction and non-conduction are alternately controlled by a clock signal, and data to one of said first switch elements. And the first and second NOT elements connected in cascade to input the output from the other switch element and the output of the second NOT element are connected to the other of the second switch elements. One is connected to the other output side of the first switch element, data is set up when the first switch element is turned on, and the set up data is held when the second switch element is turned on. Control means for setting the output of the semiconductor integrated circuit as a latch output.
【請求項3】請求項1または請求項2に記載の半導体集
積回路において、 クロック信号を受信してラッチ手段の第1・第2スイッ
チ素子の導通・非導通を交互に制御する第1クロックバ
ッファ回路と、クロック信号を受信して予め定められた
遅延時間で動作し前記ラッチ手段がラッチしたデータを
シフトレジスタに書き込み制御する第2クロックバッフ
ァ回路と、を備える、 ことを特徴とする半導体集積回路。
3. The semiconductor integrated circuit according to claim 1, wherein said first clock buffer receives a clock signal and alternately controls conduction / non-conduction of said first and second switch elements of said latch means. A semiconductor integrated circuit, comprising: a circuit; and a second clock buffer circuit that receives a clock signal, operates with a predetermined delay time, and writes and latches data latched by the latch means into a shift register. .
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Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US6870416B2 (en) 2002-11-20 2005-03-22 Hynix Semiconductor Inc. Semiconductor device with clock enable buffer to produce stable internal clock signal

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