JP2003069399A - Semiconductor integrated circuit - Google Patents

Semiconductor integrated circuit

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JP2003069399A
JP2003069399A JP2001252866A JP2001252866A JP2003069399A JP 2003069399 A JP2003069399 A JP 2003069399A JP 2001252866 A JP2001252866 A JP 2001252866A JP 2001252866 A JP2001252866 A JP 2001252866A JP 2003069399 A JP2003069399 A JP 2003069399A
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signal
circuit
integrated circuit
semiconductor integrated
selection signal
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JP2001252866A
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Japanese (ja)
Inventor
Noriaki Maeda
徳章 前田
Kiyoshi Fujimoto
潔 藤本
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Hitachi Ltd
Hitachi Solutions Technology Ltd
Original Assignee
Hitachi Ltd
Hitachi ULSI Systems Co Ltd
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Publication date
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Abstract

PROBLEM TO BE SOLVED: To provide a semiconductor integrated circuit that can prevent an excess through-current from being produced due to selection of a plurality of signal paths and decrease a delay in a selection signal so as to attain a high-speed circuit operation. SOLUTION: The semiconductor integrated circuit provided with a selector circuit 10 controlling pass transistors 11 to 14 provided to a plurality of signal paths PS1 to PS4 termination-coupled to one node n1 by selection signals A to D to selectively pass the selected signal, includes a detection circuit 40 that monitors the selection signals A to D so as to detect occurrence of a multi-hit state where two signal paths or more are closed and a selection signal revision circuit 30 that changes the selection signal so that all the signal paths are closed or only one signal path is opened on the basis of the result of detection.

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、半導体集積回路
の高速化技術に関し、並列形態の複数のパストランジス
タを有するセレクタ回路を備えた半導体集積回路に適用
して有用な技術に関する。
BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to a technique for increasing the speed of a semiconductor integrated circuit, and more particularly to a technique useful when applied to a semiconductor integrated circuit including a selector circuit having a plurality of parallel pass transistors.

【0002】[0002]

【従来の技術】高速動作が可能な多入力一出力のセレク
タ回路としてパストランジスタ(伝送スイッチトランジ
スタ)を用いたセレクタ回路がある。このようなセレク
タ回路においては、信号パスを選択する複数の選択信号
が、どのようなタイミングにおいても、1つのみがアサ
ート状態で残りがネゲート状態にならなくてはならな
い。なぜなら複数の選択信号が同時にアサート状態にな
る期間があると、その間、セレクタ回路で複数の信号パ
スが短絡してしまい、それらの間で多大な貫通電流が流
れてしまうからである。
2. Description of the Related Art There is a selector circuit using a pass transistor (transmission switch transistor) as a multi-input / single-output selector circuit capable of high-speed operation. In such a selector circuit, a plurality of selection signals for selecting a signal path must be in an asserted state and the rest in a negated state at any timing. This is because if there is a period in which a plurality of selection signals are asserted at the same time, a plurality of signal paths will be short-circuited in the selector circuit during that period, and a large through current will flow between them.

【0003】[0003]

【発明が解決しようとする課題】上記のような貫通電流
の発生を防ぐため、従来、セレクタ回路の制御端子側
に、選択信号のうち複数がアサート信号となった場合に
全てをネゲート信号にするか、或いは1つのみをアサー
ト信号にする論理回路(以下、排他論理回路と呼ぶ)を
設けて対処するのが一般的であった。この排他論理回路
は組み合わせ回路により構成された。
In order to prevent the occurrence of the shoot-through current as described above, conventionally, when a plurality of selection signals among the selection signals become assert signals, all of them are negated signals on the control terminal side of the selector circuit. Or, it is common to provide a logic circuit (hereinafter, referred to as an exclusive logic circuit) that uses only one as an assert signal. This exclusive logic circuit is composed of a combinational circuit.

【0004】しかしながら、このような排他論理回路が
あると、その分、選択信号の信号遅延が増すので、この
選択信号の信号パスがクリティカルパスになっているよ
うな集積回路の場合に、回路の動作速度を低下させてし
まうという問題が生じる。
However, if there is such an exclusive logic circuit, the signal delay of the selection signal increases by that amount. Therefore, in the case of an integrated circuit in which the signal path of this selection signal is a critical path, There is a problem that the operation speed is reduced.

【0005】また、貫通電流の発生を防ぐ方式として、
選択信号を生成する回路の出力側に、セレクタ回路の信
号パスが有効となる期間中に選択信号の出力を保持し、
且つ、セレクタ回路の遷移期間に複数ビットの選択信号
をそれぞれ同期させて次のものに切り替えるフリップフ
ロップなどの同期式ラッチ回路を設けると云った方式も
ある。
Further, as a method for preventing the generation of a through current,
On the output side of the circuit that generates the selection signal, hold the output of the selection signal during the period when the signal path of the selector circuit is valid,
In addition, there is also a method of providing a synchronous latch circuit such as a flip-flop that synchronizes a selection signal of a plurality of bits with each other during the transition period of the selector circuit and switches to the next one.

【0006】このような構成であれば、選択信号を生成
する論理回路が、複数のアサート信号を出力してしまう
といった異常なふるまいさえしなければ、セレクタ回路
で複数の信号パスが短絡してしまうことはない。さら
に、このようなフリップフロップは、集積回路のパイプ
ライン動作や回路の各段の同期を図るために信号パス上
の所要箇所に幾つか設けられるのが通常であり、それを
選択信号が生成される論理回路の後段に移動させても何
ら問題がない場合が多い。従って、このような場合にお
いては、選択信号の信号パスの遅延が上記排他論理回路
の遅延が不要な分短縮されるので、回路動作の高速化に
貢献することが出来る。
With such a configuration, unless the logic circuit for generating the selection signal behaves abnormally such as outputting a plurality of assert signals, a plurality of signal paths are short-circuited in the selector circuit. There is no such thing. Furthermore, such flip-flops are usually provided in required places on the signal path for pipeline operation of the integrated circuit and synchronization of each stage of the circuit, and a selection signal is generated for them. In many cases, there is no problem even if it is moved to the subsequent stage of the logic circuit. Therefore, in such a case, the delay of the signal path of the selection signal is shortened by the unnecessary delay of the exclusive logic circuit, which can contribute to the speedup of the circuit operation.

【0007】しかしながら、上記のように同期式ラッチ
回路を設けた場合でも、例えば、電源投入時などにはラ
ッチ回路の出力は制御されないため、そのような期間に
セレクタ回路で貫通電流が流れてしまうと云う問題があ
る。また、通常動作時であっても、例えば、回路の論理
状態によっては論理回路から選択信号として複数のアサ
ート信号が出力され、セレクタ回路で貫通電流が流れて
しまうと云う問題もある。
However, even when the synchronous latch circuit is provided as described above, the output of the latch circuit is not controlled, for example, when the power is turned on, so that a through current flows in the selector circuit during such a period. There is a problem called. Further, even during normal operation, there is a problem that a plurality of assert signals are output as selection signals from the logic circuit depending on the logic state of the circuit, and a through current flows through the selector circuit.

【0008】この発明の目的は、複数の信号パスが選択
されて過大な貫通電流が発生してしまうのを防ぎ、且
つ、選択信号の遅延を低減させて回路動作の高速化を図
ることの可能な半導体集積回路を提供することにある。
この発明の前記ならびにそのほかの目的と新規な特徴に
ついては、本明細書の記述および添附図面から明らかに
なるであろう。
An object of the present invention is to prevent an excessive shoot-through current from being generated by selecting a plurality of signal paths, and to reduce the delay of the selection signal to speed up the circuit operation. Another object is to provide a semiconductor integrated circuit.
The above and other objects and novel features of the present invention will be apparent from the description of this specification and the accompanying drawings.

【0009】[0009]

【課題を解決するための手段】本願において開示される
発明のうち代表的なものの概要を説明すれば、下記のと
おりである。すなわち、1つのノードに終端結合された
複数の信号パスのそれぞれに設けられたスイッチトラン
ジスタを選択信号により制御して信号を選択的に通過さ
せるセレクタ回路を備えた半導体集積回路において、選
択信号を監視して2以上の信号パスが開状態になるマル
チヒット状態の発生を検出する検出手段と、この検出結
果に基づき全ての信号パスを閉状態或いは1つの信号パ
スのみ開状態になるように選択信号を変更する選択信号
変更手段とを備えたものである。
The typical ones of the inventions disclosed in the present application will be outlined below. That is, a selection signal is monitored in a semiconductor integrated circuit including a selector circuit that selectively controls a switch transistor provided in each of a plurality of signal paths terminated to one node to selectively pass the signal. Detection means for detecting the occurrence of a multi-hit state in which two or more signal paths are opened, and a selection signal so that all signal paths are closed or only one signal path is opened based on the detection result. And selection signal changing means for changing.

【0010】このような手段によれば、選択信号を生成
する論理回路に排他論理回路を付加する必要がなくな
り、選択信号のパスがクリティカルパスになっているよ
うな集積回路では、排他論理回路の遅延がなくなる分、
回路動作を高速にできる。また、マルチヒット状態が発
生しても信号パスが閉じられるので、セレクタ回路で貫
通電流が長期間発生してしまうのを防止でき、消費電力
の低減を図ることが出来る。
According to such means, it is not necessary to add an exclusive logic circuit to the logic circuit for generating the selection signal, and in the integrated circuit in which the path of the selection signal is the critical path, the exclusive logic circuit As the delay disappears,
High-speed circuit operation. Further, since the signal path is closed even if a multi-hit state occurs, it is possible to prevent a shoot-through current from being generated in the selector circuit for a long period of time, and it is possible to reduce power consumption.

【0011】望ましくは、上記検出手段には、マルチヒ
ット状態の検出から所定の時間後にまだマルチヒット状
態の検出が続いていた場合に検出出力を行う遅延出力手
段が設けられていると良い。
Desirably, the detection means is provided with a delay output means for performing a detection output when the multi-hit state is still detected after a predetermined time has elapsed from the detection of the multi-hit state.

【0012】[0012]

【発明の実施の形態】以下、本発明の好適な実施例を図
面に基づいて説明する。図1は、本発明を適用して好適
なセレクタ回路とその選択信号に関わる周辺回路の実施
例を示す構成図である。同図において、10は1つのノ
ードn1に4つの信号パスPS1〜PS4の終端が接続
された4入力1出力のセレクタ回路、20は選択信号を
生成する論理回路、30は複数ビットの選択信号をそれ
ぞれ出力保持するとともに同期して切り替える4つのフ
リップフロップFFを有した同期式ラッチ部、40は選
択信号を監視してセレクタ回路10の2以上の信号パス
がオープン状態になるマルチヒット状態を検出する検出
回路である。
DETAILED DESCRIPTION OF THE PREFERRED EMBODIMENTS Preferred embodiments of the present invention will be described below with reference to the drawings. FIG. 1 is a configuration diagram showing an embodiment of a preferred selector circuit to which the present invention is applied and peripheral circuits related to the selection signal. In the figure, 10 is a 4-input 1-output selector circuit in which the ends of four signal paths PS1 to PS4 are connected to one node n1, 20 is a logic circuit for generating a selection signal, and 30 is a multi-bit selection signal. A synchronous latch unit 40 having four flip-flops FF that respectively hold outputs and switch in synchronization, monitors a selection signal and detects a multi-hit state in which two or more signal paths of the selector circuit 10 are in an open state. It is a detection circuit.

【0013】セレクタ回路10は、4つの信号パスPS
1〜PS4のそれぞれにPチャネル形とNチャネル形の
伝送スイッチMOSFETからなるパストランジスタ1
1〜14が設けられ、また、出力部に出力バッファ15
が設けられている。出力バッファ15は、全ての信号パ
スPS1〜PS4が閉状態になった場合でも出力ノード
n1にフローティング状態が生じないように自己ラッチ
型になっている。
The selector circuit 10 has four signal paths PS
1 to PS4 each is a pass transistor 1 including a P-channel type and an N-channel type transmission switch MOSFET.
1 to 14 are provided, and an output buffer 15 is provided in the output section.
Is provided. The output buffer 15 is of a self-latch type so that the floating state does not occur at the output node n1 even when all the signal paths PS1 to PS4 are closed.

【0014】論理回路20は、例えばnビットの入力信
号IN[0]〜IN[n]をデコードして選択信号A0
〜D0を生成する。正常な入力信号IN[0]〜IN
[n]であれば選択信号A〜Dは1ビットのみアサート
信号、或いは全ビットがネゲート信号となるが、想定さ
れていない入力信号IN[0]〜IN[n]が入力され
た場合には、複数の選択信号A〜Dがアサート信号とな
る場合も生じる。
The logic circuit 20 decodes, for example, n-bit input signals IN [0] to IN [n] to select the selection signal A0.
Generate ~ D0. Normal input signal IN [0] to IN
If [n], only one bit of the selection signals A to D becomes an assert signal, or all bits become negate signals, but when unexpected input signals IN [0] to IN [n] are input. In some cases, a plurality of selection signals A to D become assert signals.

【0015】図2と図3には、図1の検出回路の具体的
な回路例を示す。検出回路40は、4ビットの選択信号
A〜Dのうちハイレベルのアサート信号が1ビット以下
である場合には検出出力/Mをハイレベルにし、ハイレ
ベルのアサート信号が2ビット以上の場合に検出出力/
Mをロウレベルにする回路である。具体的には、図2に
示すように、選択信号A〜Dのうち2つの信号の全組み
合せで論理和をとるAND回路42と、何れかのAND
回路42の出力がハイレベルになったことを検出するN
OR回路43および3入力のNAND回路44とから構
成される。
2 and 3 show specific circuit examples of the detection circuit of FIG. The detection circuit 40 sets the detection output / M to the high level when the high-level assert signal of the 4-bit selection signals A to D is 1 bit or less, and when the high-level assert signal is 2 bits or more. Detection output /
This is a circuit for setting M to a low level. Specifically, as shown in FIG. 2, an AND circuit 42 that takes the logical sum of all combinations of two signals of the selection signals A to D, and any AND
N for detecting that the output of the circuit 42 has become high level
It is composed of an OR circuit 43 and a 3-input NAND circuit 44.

【0016】また、検出回路40には、図2に示すよう
に、その出力部に、インバータN1,N2とNAND回
路46とからなる遅延出力回路が設けられている。NA
ND回路46の一方の入力端子には検出出力Mが直接入
力され、他方の入力端子にはインバータN1,N2を介
して入力されるようになっている。この遅延出力回路に
よれば、検出回路40においてマルチヒット状態が検出
されても、直ぐには検出出力/Mをロウレベルにせず、
インバータN1,N2の遅延を経てまだマルチヒット状
態の検出がある場合に、検出出力/Mをロウレベルにす
る。従って、サージ電圧等により誤って瞬間的にマルチ
ヒット状態の検出となった場合でも、フリップフロップ
FFへロウレベルの検出出力/Mが出力されないように
なっている。
Further, as shown in FIG. 2, the detection circuit 40 is provided with a delay output circuit including inverters N1 and N2 and a NAND circuit 46 at its output portion. NA
The detection output M is directly input to one input terminal of the ND circuit 46, and is input to the other input terminal via the inverters N1 and N2. According to this delay output circuit, even if the detection circuit 40 detects a multi-hit state, the detection output / M is not immediately set to the low level,
When the multi-hit state is still detected after the delay of the inverters N1 and N2, the detection output / M is set to the low level. Therefore, even if the multi-hit state is erroneously detected due to a surge voltage or the like, the low-level detection output / M is not output to the flip-flop FF.

【0017】また、図3に示すように、検出回路40
は、グランドGNDと出力ノードU1との間に直列に2
個、並列に6列NチャネルMOSFET QA1〜QA
12を接続し、電源電圧と出力ノードU1との間に直列
に3個、並列に4列PチャネルMOSFET QB1〜
QB12を接続し、さらに、選択信号A〜Dのうち2つ
の信号の各組み合せを各列のNチャネルMOSFET
QA1〜QA12のゲート入力とし、選択信号A〜Dの
うち3つの信号の各組み合せを各列のPチャネルMOS
FET QB1〜QB12のゲート入力として構成する
ことも出来る。そして、その出力部に図2と同様に遅延
出力回路を設ける。
Further, as shown in FIG.
Is connected in series between the ground GND and the output node U1.
6 columns N-channel MOSFETs QA1 to QA in parallel
12 are connected, three in series between the power supply voltage and the output node U1, and four columns of P-channel MOSFETs QB1 to QB1 in parallel.
QB12 is connected, and each combination of two signals of the selection signals A to D is connected to an N-channel MOSFET of each column.
QA1 to QA12 are gate inputs, and each combination of three signals among selection signals A to D is a P channel MOS of each column.
It can also be configured as the gate input of the FETs QB1 to QB12. Then, a delay output circuit is provided in the output section as in the case of FIG.

【0018】図4には、図1のフリップフロップ回路の
一例の回路図を示す。フリップフロップFFは、論理回
路20から出力される選択信号A0〜D0を一旦ラッチ
してクロック信号Φに同期して出力する機能とともに、
検出回路40の検出出力/Mに基づいて強制的に出力を
ロウレベルに変更する選択信号変更手段を含むものであ
る。特に制限されるものではないが、このフリップフロ
ップFFは、入力バッファ31、スレーブラッチ32、
マスターラッチ33、それらの間で信号を通過・遮断さ
せるトランスファーMOSFET34,35、並びに、
出力バッファと選択信号変更手段とを兼ね合わせたNA
ND回路36等から構成される。
FIG. 4 shows a circuit diagram of an example of the flip-flop circuit shown in FIG. The flip-flop FF has a function of temporarily latching the selection signals A0 to D0 output from the logic circuit 20 and outputting them in synchronization with the clock signal Φ.
The selection signal changing means for forcibly changing the output to the low level based on the detection output / M of the detection circuit 40 is included. Although not particularly limited, the flip-flop FF includes an input buffer 31, a slave latch 32,
Master latch 33, transfer MOSFETs 34 and 35 for passing and blocking signals between them, and
NA combining output buffer and selection signal changing means
It is composed of the ND circuit 36 and the like.

【0019】上記NAND回路36により、検出回路4
0の検出出力/Mがハイレベルのときには、フリップフ
ロップFFにラッチされた信号がクロック信号Φに同期
して出力されるが、検出回路40の検出出力/Mがロウ
レベルのときには、ラッチ信号に関係なく出力はローレ
ベルに固定される。
By the NAND circuit 36, the detection circuit 4
When the detection output / M of 0 is high level, the signal latched in the flip-flop FF is output in synchronization with the clock signal Φ, but when the detection output / M of the detection circuit 40 is low level, it is related to the latch signal. Output is fixed at low level.

【0020】なお、上記構成のフリップフロップFFか
ら選択信号変更手段を削除した構成は、NAND回路3
6をインバータバッファに変更した回路構成となる。従
って、上記フリップフロップFFと選択信号変更手段を
削除したものとでは信号遅延の長さは変わらない。
The NAND circuit 3 has a configuration in which the selection signal changing means is removed from the flip-flop FF having the above configuration.
The circuit configuration is changed from 6 to an inverter buffer. Therefore, the length of the signal delay does not change between the flip-flop FF and the one obtained by removing the selection signal changing means.

【0021】上記のようなセレクタ回路10およびその
選択信号A〜Dに関係する周辺回路によれば、選択信号
A〜Dのうち複数が例えばハイレベルのようなアサート
状態となることでセレクタ回路10がマルチヒット状態
になった場合に、検出回路40がこの状態を検出し、そ
の検出出力/Mにより選択信号A〜Dを全てローレベル
のようなネゲート状態にする。従って、電源投入時や誤
った入力信号IN[0]〜IN[n]によりセレクタ回
路10の複数の信号パスがオープンになってしまう場合
でも、直ぐに信号パスが閉じられて貫通電流が流れるの
を防止できる。
According to the selector circuit 10 and the peripheral circuits related to the selection signals A to D as described above, the selector circuit 10 is activated when a plurality of the selection signals A to D are in an asserted state such as a high level. Is in a multi-hit state, the detection circuit 40 detects this state, and the detection output / M brings all the selection signals A to D into a negated state such as a low level. Therefore, even when a plurality of signal paths of the selector circuit 10 are opened when the power is turned on or due to incorrect input signals IN [0] to IN [n], the signal paths are immediately closed and a through current flows. It can be prevented.

【0022】また、選択信号A〜Dを同期させて切り換
える同期式ラッチ部30は、回路のパイプライン動作や
同期動作のために不可欠なものである場合、選択信号A
〜Dを生成する信号パスの遅延は、従来の排他論理回路
を挿入する場合に比べて、この排他論理回路が不要にな
る分、短縮される。従って、この信号パスがクリティカ
ルパスとなるような回路の場合に、回路動作の高速化に
貢献することが出来る。
Further, when the synchronous latch section 30 for switching the selection signals A to D in synchronism with each other is indispensable for the pipeline operation and the synchronous operation of the circuit, the selection signal A is selected.
The delay of the signal path for generating .about.D is shortened as compared with the case of inserting the conventional exclusive logic circuit, because the exclusive logic circuit is unnecessary. Therefore, in the case of a circuit in which this signal path becomes a critical path, it is possible to contribute to speeding up of circuit operation.

【0023】図5は、セレクタ回路とその周辺回路の第
2実施例を示す構成図である。この第2実施例では、4
入力1出力のセレクタ回路60の周辺回路である同期型
ラッチ回路としてプリチャージ型アンプ81とセルフラ
ッチ回路85を用いた例である。
FIG. 5 is a block diagram showing a second embodiment of the selector circuit and its peripheral circuits. In this second embodiment, 4
This is an example in which a precharge amplifier 81 and a self-latch circuit 85 are used as a synchronous latch circuit which is a peripheral circuit of the selector circuit 60 having one input and one output.

【0024】プリチャージ型アンプ81は、増幅部であ
るNチャネルMOSFET(以下、単にNMOSと称す
る)Q4,Q5およびPチャネルMOSFET(以下、
単にPMOSと称する)Q6,Q7と、イネーブル信号
AMPENによりバイアス電流を供給してアンプを起動
するNMOS Q1と、両相の出力端子をプリチャージ
するPMOS Q2,Q3,Q8等から構成される。そ
して、イネーブル信号AMPENがネゲート状態のとき
に両相の出力S,/Sがハイレベルにプリチャージさ
れ、イネーブル信号AMPENがアサート状態になる
と、入力信号A0に応じて出力信号S,/Sの一方がロ
ウレベルに変化するようになっている。イネーブル信号
AMPENはクロック信号に同期して変化する。
The precharge type amplifier 81 includes N channel MOSFETs (hereinafter simply referred to as NMOS) Q4 and Q5 and P channel MOSFETs (hereinafter
Q6 and Q7 (referred to simply as PMOS), an NMOS Q1 that supplies a bias current by an enable signal AMPEN to activate an amplifier, and PMOSs Q2, Q3 and Q8 that precharge output terminals of both phases. Then, when the enable signal AMPEN is in the negated state, the outputs S and / S of both phases are precharged to a high level, and when the enable signal AMPEN is in the asserted state, one of the output signals S and / S is output according to the input signal A0. Changes to low level. The enable signal AMPEN changes in synchronization with the clock signal.

【0025】セルフラッチ回路85は、インバータN
5,N6およびMOS Q11〜Q14からなるゲート
部と、インバータN7,N8からなるラッチ部と、選択
信号変換手段として機能するスイッチMOS Q16,
Q17と、出力バッファN9,N10とから構成され
る。そして、入力信号S,/Sがともにハイレベルのと
きにはゲート部が閉じてその出力ノードをフローティン
グ状態にし、入力信号S,/Sの何れかがロウレベルに
なるとゲート部が開いてラッチ部に入力信号S,/Sに
応じた信号を出力する。
The self-latch circuit 85 includes an inverter N
5, N6 and MOS Q11 to Q14, a gate section composed of inverters N7 and N8, and a switch MOS Q16 functioning as selection signal converting means.
It is composed of Q17 and output buffers N9 and N10. When both the input signals S and / S are high level, the gate section is closed and its output node is in a floating state, and when either of the input signals S and / S becomes low level, the gate section is opened and the input signal is input to the latch section. A signal corresponding to S, / S is output.

【0026】これらの構成により、4ビット分のプリチ
ャージ型アンプ81のイネーブル信号AMPENが一斉
にアサート状態になることで、セルフラッチ回路85か
らの出力が一斉に次の選択信号に変化し、次にイネーブ
ル信号AMPEがアサート状態になるまでこの選択信号
が出力保持される。
With these configurations, the enable signals AMPEN of the precharge type amplifier 81 for 4 bits are simultaneously asserted, so that the outputs from the self-latch circuit 85 are simultaneously changed to the next selection signals. This selection signal is output and held until the enable signal AMPE is asserted.

【0027】上記スイッチMOS Q16,Q17は、
検出回路90からの検出出力M,/Mによりラッチ部の
正相と逆相の信号がラッチされるノードにハイレベルと
ロウレベルの信号を強制的に印加するものである。
The switch MOSs Q16 and Q17 are
The detection outputs M and / M from the detection circuit 90 forcibly apply high-level and low-level signals to the nodes of the latch section where the positive and negative phase signals are latched.

【0028】また、図5の検出回路90は、負相の選択
信号/A〜/Dの内2個以上の信号がロウレベルでマル
チヒット状態になっているときに出力ノードU2に電源
電位を接続するPMOS QF1〜QF8と、3個以上
の信号がハイレベルでマルチヒット状態が生じていない
ときに出力ノードU2にグランド電位を接続するNMO
S QG1〜G8とから構成され、バッファN30〜N
33を介して負相の選択信号/A〜/Dを入力してマル
チヒット状態を検出する。また、その出力部には、NA
ND回路46とインバータN21〜N24とからなる遅
延出力回路が設けられる。
Further, the detection circuit 90 of FIG. 5 connects the power supply potential to the output node U2 when two or more of the negative-phase selection signals / A to / D are in the multi-hit state at the low level. PMOS QF1 to QF8 and an NMO that connects the ground potential to the output node U2 when three or more signals are at a high level and a multi-hit state does not occur.
SQG1 to G8 and buffers N30 to N
The negative phase selection signals / A to / D are input via 33 to detect the multi-hit state. In addition, the output section has an NA
A delay output circuit including an ND circuit 46 and inverters N21 to N24 is provided.

【0029】図6には、図5のセルフラッチ部のその他
の例の回路図を示す。上記のセルフラッチ部85は、図
6のように変更可能である。すなわち、ラッチ部を2つ
のNAND回路G1,G2により構成し、一方のNAN
D回路G2に検出回路90の検出出力/Mを入力する。
これにより、検出出力/Mがハイレベルのときには前段
からの信号に応じてラッチ信号を変化させるが、マルチ
ヒット状態で検出信号/Mがロウレベルになるとラッチ
信号が強制的に固定される。
FIG. 6 shows a circuit diagram of another example of the self-latch portion of FIG. The self-latch portion 85 can be changed as shown in FIG. That is, the latch unit is composed of two NAND circuits G1 and G2, and one NAN
The detection output / M of the detection circuit 90 is input to the D circuit G2.
As a result, when the detection output / M is at the high level, the latch signal is changed according to the signal from the previous stage, but when the detection signal / M becomes the low level in the multi-hit state, the latch signal is forcibly fixed.

【0030】上記の第2実施例の回路構成であっても、
第1実施例のセレクタ回路およびその選択信号に関わる
周辺回路と同様に効果が奏される。
Even with the circuit configuration of the second embodiment,
The same effects as the selector circuit of the first embodiment and the peripheral circuits related to the selection signal thereof can be obtained.

【0031】図7は、本発明のセレクタ回路が設けられ
る半導体集積回路を示すブロック図である。上述のセレ
クタ回路およびその選択信号に関わる周辺回路は、高速
動作が要求される図7の半導体集積回路100に適用す
ると効果的である。この半導体集積回路100は、マル
チメディアデータなどのリアルタイム信号処理が可能な
DSP(Digital Signal Processor)を搭載したワンチ
ップマイクロコンピュータである。
FIG. 7 is a block diagram showing a semiconductor integrated circuit provided with the selector circuit of the present invention. The above-mentioned selector circuit and the peripheral circuits related to the selection signal are effective when applied to the semiconductor integrated circuit 100 of FIG. 7 which requires high-speed operation. The semiconductor integrated circuit 100 is a one-chip microcomputer equipped with a DSP (Digital Signal Processor) capable of processing real-time signals such as multimedia data.

【0032】図7において、110はワンチップマイコ
ンのコア部、111は中央演算処理装置、112は例え
ば32ビット×32ビットの乗算器、113はソフトウ
ェアにより処理内容がプログラミング可能で且つリアル
タイムで信号処理を行うDSPユニット、114はプロ
セッサバスL1とXバスLxとYバスLyを介して接続
されるXY−RAM(Random Access Memory)マクロ、
115はこのXY−RAMマクロ114のメモリ管理を
行うメモリコントローラ、116はキャッシュ制御を行
うキャッシュメモリコントローラ(CCN)、117は
高速メモリによりメモリのアドレス変換データが格納さ
れるTLB(アドレス変換バッファ)、118はキャッ
シュメモリマクロ、119は比較的低速で容量の大きな
DRAM(Dynamic RAM)マクロ、120はこのDRA
Mマクロのメモリコントローラである。
In FIG. 7, 110 is a core part of a one-chip microcomputer, 111 is a central processing unit, 112 is a 32-bit × 32-bit multiplier, 113 is a programmable processing content by software, and signal processing is performed in real time. A DSP unit 114 for performing the above; 114 is an XY-RAM (Random Access Memory) macro connected through a processor bus L1, an X bus Lx, and a Y bus Ly;
Reference numeral 115 is a memory controller that manages the memory of the XY-RAM macro 114, 116 is a cache memory controller (CCN) that performs cache control, 117 is a TLB (address translation buffer) that stores the address translation data of the memory by a high-speed memory, 118 is a cache memory macro, 119 is a relatively slow and large capacity DRAM (Dynamic RAM) macro, and 120 is this DRA.
It is an M macro memory controller.

【0033】また、121は第1周辺バスL2と第2周
辺バスL3と外部バスL4との制御を行うバスステート
コントローラ(BSC)、122は周辺モジュールから
直接的にDRAMマクロ119等にアクセスさせるDM
AC(Direct Memory AccessController)、123はP
LL回路を内蔵したクロックパルスジェネレータ(CP
G)、124は周辺モジュールや外部からの割込みの制
御を行う割込みコントローラ(INTC)、130,1
31は例えば外部とのデータの受け渡しを行うシリアル
インターフェースやその他の外部インターフェース等々
を有する周辺モジュールである。
Further, 121 is a bus state controller (BSC) for controlling the first peripheral bus L2, the second peripheral bus L3 and the external bus L4, and 122 is a DM for directly accessing the DRAM macro 119 or the like from the peripheral module.
AC (Direct Memory Access Controller), 123 is P
Clock pulse generator with built-in LL circuit (CP
G), 124 is an interrupt controller (INTC) for controlling interrupts from peripheral modules and the outside, 130, 1
A peripheral module 31 has, for example, a serial interface for exchanging data with the outside and other external interfaces.

【0034】そして、このような構成の半導体集積回路
100が外部バスL4を介して外部メモリ200やAS
IC(Application Specific Integrated Circuit)2
10などと接続される。
Then, the semiconductor integrated circuit 100 having such a configuration is connected to the external memory 200 and the AS via the external bus L4.
IC (Application Specific Integrated Circuit) 2
10 and the like are connected.

【0035】このような半導体集積回路100におい
て、図1や図5に示したセレクタ回路やその周辺回路
は、TLBマクロ117並びにキャッシュマクロ118
に設けられている。具体的には、アドレスアレイやデー
タアレイが複数個設けられたマルチウェイ方式のキャッ
シュ構造において各ウェイから入出力されるデータを所
定のウェイについて選択したり、或いは、キャッシュヒ
ットの場合とミスヒットの場合とで入出力データのパス
を切り替えたりするのに、上記のセレクタ回路が用いら
れている。
In such a semiconductor integrated circuit 100, the selector circuit and its peripheral circuits shown in FIGS. 1 and 5 are the TLB macro 117 and the cache macro 118.
It is provided in. Specifically, in a multi-way cache structure in which a plurality of address arrays and data arrays are provided, data input / output from each way is selected for a predetermined way, or a cache hit and a miss hit occur. The above selector circuit is used to switch the path of input / output data depending on the case.

【0036】このように、高速動作が要求されるTLB
マクロ117やキャッシュマクロ118のセレクタに図
5のセレクタを適用した場合と、従来の排他論理回路を
挿入した場合とでシミュレーション比較をした結果、デ
バイスのスピードワーストの条件、温度125℃、電源
電圧1.26V、動作周波数266MHzにおいては、
1サイクルの動作速度で0.4ns高速化が見込まれ
た。これは、1サイクル3.75nsに対して10%以
上の高速化となるものである。
As described above, the TLB which is required to operate at high speed
As a result of simulation comparison between the case where the selector of FIG. 5 is applied to the selector of the macro 117 or the cache macro 118 and the case where the conventional exclusive logic circuit is inserted, as a result, the condition of the speed worst of the device, the temperature of 125 ° C., the power supply voltage of 1 At .26 V and operating frequency of 266 MHz,
It is expected that the operating speed of one cycle will be 0.4 ns faster. This is a speedup of 10% or more for one cycle of 3.75 ns.

【0037】また、仮にマルチヒット状態が毎サイクル
発生した場合に、どの程度の貫通電流が流れるかシミュ
レーション試験をした結果、デバイスのパワーワースト
の条件、温度−40℃、電源電圧1.632V、動作周
波数266MHzにおいては、0.5mA程度の電流が
増加するにとどまり、LSIを破壊するレベルにならな
いことが判った。
Further, if a multi-hit state occurs every cycle, a simulation test is performed to find out how much through current flows. As a result, the device power worst condition, temperature −40 ° C., power supply voltage 1.632 V, operation It has been found that at a frequency of 266 MHz, the current increases by about 0.5 mA and does not reach the level of destroying the LSI.

【0038】以上本発明者によってなされた発明を実施
例に基づき具体的に説明したが、本発明は上記実施例に
限定されるものではなく、その要旨を逸脱しない範囲で
種々変更可能であることはいうまでもない。例えば、セ
レクタ回路の出力バッファ(15)はあっても無くても
良いし、同期式ラッチ回路や検出回路の構成も、実施例
で示した他に、様々な変形例があり得る。
Although the invention made by the present inventor has been specifically described based on the embodiments, the invention is not limited to the above embodiments, and various modifications can be made without departing from the scope of the invention. Needless to say. For example, the output buffer (15) of the selector circuit may or may not be present, and the configurations of the synchronous latch circuit and the detection circuit may have various modifications other than those shown in the embodiments.

【0039】以上の説明では主として本発明者によって
なされた発明をその背景となった利用分野であるワンチ
ップマイクロコンピュータについて説明したがこの発明
はそれに限定されるものでなく、セレクタ回路が設けら
れ高速動作が要求される半導体集積回路に広く利用する
ことができる。
In the above description, the invention made by the present inventor was mainly described as a one-chip microcomputer which is a field of application which is the background of the invention. However, the present invention is not limited to this, and a selector circuit is provided and a high-speed operation is performed. It can be widely used in semiconductor integrated circuits that require operations.

【0040】[0040]

【発明の効果】本願において開示される発明のうち代表
的なものによって得られる効果を簡単に説明すれば下記
のとおりである。すなわち、本発明に従うと、セレクタ
回路で間違って複数の信号パスが短絡して過大な貫通電
流が流れてしまうことが防止されるとともに、選択信号
のパスにの排他論理回路を挿入していた従来の回路に比
べて、選択信号の信号遅延を短縮することが出来る。従
って、選択信号の信号パスがクリティカルパスとなるよ
うな回路の場合に、回路動作の高速化に貢献することが
出来るという効果がある。
The effects obtained by the representative one of the inventions disclosed in the present application will be briefly described as follows. That is, according to the present invention, it is possible to prevent the selector circuit from mistakenly short-circuiting a plurality of signal paths to cause an excessive shoot-through current and to insert an exclusive logic circuit in the path of the selection signal. The signal delay of the selection signal can be shortened as compared with the circuit of FIG. Therefore, in the case of a circuit in which the signal path of the selection signal becomes a critical path, there is an effect that it can contribute to speeding up of the circuit operation.

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

【図1】本発明を適用して好適なセレクタ回路とその選
択信号に関わる周辺回路の実施例を示す構成図である。
FIG. 1 is a configuration diagram showing an embodiment of a preferred selector circuit to which the present invention is applied and peripheral circuits related to a selection signal thereof.

【図2】図1の検出回路の第1例を示す回路図である。FIG. 2 is a circuit diagram showing a first example of the detection circuit of FIG.

【図3】図1の検出回路の第2例を示す回路図である。FIG. 3 is a circuit diagram showing a second example of the detection circuit of FIG.

【図4】図1のフリップフロップ回路の一例を示す回路
図である。
FIG. 4 is a circuit diagram showing an example of a flip-flop circuit in FIG.

【図5】セレクタ回路とその周辺回路の第2実施例を示
す構成図である。
FIG. 5 is a configuration diagram showing a second embodiment of a selector circuit and its peripheral circuits.

【図6】セルフラッチ部のその他の例を示す回路図であ
る。
FIG. 6 is a circuit diagram showing another example of the self-latch unit.

【図7】本発明のセレクタ回路が設けられた半導体集積
回路を示すブロック図である。
FIG. 7 is a block diagram showing a semiconductor integrated circuit provided with a selector circuit of the present invention.

【符号の説明】[Explanation of symbols]

10 セレクタ回路 11〜14 パストランジスタ 20 論理回路 30 同期式ラッチ部 36 NAND回路(選択信号変更手段) 40 検出回路 46 NAND回路(遅延出力手段) N1,N2 インバータ(遅延出力手段) FF フリップフロップ 81 プリチャージアンプ 85 セルフラッチ回路 90 検出回路 Q16,Q17 スイッチMOS(選択信号変更手
段) 100 ワンチップマイクロコンピュータ 117 TLBマクロ 118 キャッシュマクロ
10 Selector Circuits 11 to 14 Pass Transistor 20 Logic Circuit 30 Synchronous Latch Unit 36 NAND Circuit (Selection Signal Changing Means) 40 Detection Circuit 46 NAND Circuit (Delay Output Means) N1, N2 Inverter (Delay Output Means) FF Flip-Flop 81 Pre Charge amplifier 85 Self-latch circuit 90 Detection circuit Q16, Q17 Switch MOS (selection signal changing means) 100 One-chip microcomputer 117 TLB macro 118 Cache macro

フロントページの続き (72)発明者 前田 徳章 東京都小平市上水本町5丁目22番1号 株 式会社日立超エル・エス・アイ・システム ズ内 (72)発明者 藤本 潔 東京都小平市上水本町五丁目20番1号 株 式会社日立製作所半導体グループ内 Fターム(参考) 5J055 AX02 AX27 BX03 CX00 DX01 EY21 EZ07 EZ12 EZ13 EZ25 EZ31 EZ39 GX01 Continued front page    (72) Inventor Noriaki Maeda             5-22-1 Kamimizuhonmachi, Kodaira-shi, Tokyo Stock             Ceremony Company Hitachi Cho-LS System             Within (72) Inventor Kiyoshi Fujimoto             5-20-1 Kamimizuhonmachi, Kodaira-shi, Tokyo Stock             Ceremony Company within Hitachi Semiconductor Group F term (reference) 5J055 AX02 AX27 BX03 CX00 DX01                       EY21 EZ07 EZ12 EZ13 EZ25                       EZ31 EZ39 GX01

Claims (5)

【特許請求の範囲】[Claims] 【請求項1】 1つのノードに終端結合された複数の信
号パスのそれぞれに設けられたスイッチトランジスタを
選択信号により制御することで信号を選択的に通過させ
るセレクタ回路を備えた半導体集積回路において、 上記選択信号を監視して2以上の信号パスが開状態にな
るマルチヒット状態の発生を検出する検出手段と、 上記検出手段の検出結果に基づき全ての信号パスを閉状
態或いは1つの信号パスのみ開状態になるように上記選
択信号を変更する選択信号変更手段とを備えていること
を特徴とする半導体集積回路。
1. A semiconductor integrated circuit having a selector circuit which selectively passes a signal by controlling a switch transistor provided in each of a plurality of signal paths terminated to one node by a selection signal, Detection means for detecting the occurrence of a multi-hit state in which two or more signal paths are opened by monitoring the selection signal, and all signal paths are closed or only one signal path is detected based on the detection result of the detection means. A semiconductor integrated circuit comprising: a selection signal changing means for changing the selection signal so as to be in an open state.
【請求項2】 上記検出手段には、上記マルチヒット状
態の検出後すぐに検出出力を行わず、所定の遅延の後に
マルチヒット状態の検出が続いていた場合に検出出力を
行う遅延出力手段が設けられていることを特徴とする請
求項1記載の半導体集積回路。
2. The detection means includes a delay output means which does not perform detection output immediately after the detection of the multi-hit state, but performs detection output when the multi-hit state continues to be detected after a predetermined delay. The semiconductor integrated circuit according to claim 1, wherein the semiconductor integrated circuit is provided.
【請求項3】 上記選択信号変更手段は、上記検出回路
の検出出力を入力して該検出信号が上記マルチヒット状
態の発生を示すものである場合に選択信号の信号線にハ
イレベル又はロウレベルの電位を接続するスイッチトラ
ンジスタを有することを特徴とする請求項1又は2に記
載の半導体集積回路。
3. The selection signal changing means inputs the detection output of the detection circuit, and when the detection signal indicates the occurrence of the multi-hit state, a high level or a low level is applied to the signal line of the selection signal. The semiconductor integrated circuit according to claim 1, further comprising a switch transistor for connecting a potential.
【請求項4】 上記セレクタ回路の選択信号を生成する
論理回路の出力側には、複数ビットの選択信号を所定期
間出力保持するとともに該選択信号を同期させて変化さ
せる同期式ラッチ回路が設けられていることを特徴とす
る請求項1〜3の何れかに記載の半導体集積回路。
4. A synchronous latch circuit is provided on the output side of the logic circuit for generating the selection signal of the selector circuit, which outputs and holds the selection signal of a plurality of bits for a predetermined period and changes the selection signal in synchronization. 4. The semiconductor integrated circuit according to claim 1, wherein the semiconductor integrated circuit is a semiconductor integrated circuit.
【請求項5】 上記選択信号の信号パスが集積回路のク
リティカルパスに設けられていることを特徴とする請求
項1〜4の何れかに記載の半導体集積回路。
5. The semiconductor integrated circuit according to claim 1, wherein a signal path of the selection signal is provided in a critical path of the integrated circuit.
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WO2009133658A1 (en) * 2008-04-30 2009-11-05 パナソニック株式会社 Multiple signal switching circuit, current switching cell circuit, latch circuit, current addition type dac, semiconductor integrated circuit, video device, and communication device
JP2019080120A (en) * 2017-10-20 2019-05-23 新日本無線株式会社 High-frequency switch device

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