JP2538628B2 - Semiconductor integrated circuit - Google Patents

Semiconductor integrated circuit

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JP2538628B2 JP62333718A JP33371887A JP2538628B2 JP 2538628 B2 JP2538628 B2 JP 2538628B2 JP 62333718 A JP62333718 A JP 62333718A JP 33371887 A JP33371887 A JP 33371887A JP 2538628 B2 JP2538628 B2 JP 2538628B2
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    • H03K19/1772Logic circuits, i.e. having at least two inputs acting on one output; Inverting circuits using specified components using elementary logic circuits as components arranged in matrix form the logic functions being realised by the interconnection of rows and columns using an AND matrix followed by an OR matrix, i.e. programmable logic arrays with synchronous operation, i.e. using clock signals, e.g. of I/O or coupling register with synchronous operation of at least one of the logical matrixes

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Description

【発明の詳細な説明】 〔目 次〕 概要 産業上の利用分野 従来の技術 (第6〜8図) 発明が解決しようとする問題点 問題点を解決するための手段 作用 実施例 本発明の基本原理 (第5図) 本発明の一実施例 (第1〜4図) 発明の効果 〔概 要〕 ROM、RAM、PLA等の繰返し回路を有する半導体集積回
路に関し、 タイミング発生回路の構成を簡素化すると共に同回路
の出力負荷を軽減して応答性の向上とレイアウト面積の
削減とを図ることを目的とし、 入力データを調理演算する第1の演算アレイと、第1
の演算アレイの演算結果を所定のタイミング信号に応答
して出力する出力アレイと、前記出力アレイの出力デー
タを論理演算する第2の演算アレイとを備える半導体集
積回路において、前記第1の演算アレイ内に配置され
た、入力データ伝達信号線の略終端の電位変化に応答し
て、上記タイミング信号を発生するタイミング信号発生
回路を設けるとともに、前記出力アレイは、第1の演算
アレイからの出力が一論理レベルのときにはプリチャー
ジ動作を維持する一方、該出力が他論理レベルのときに
は前記タイミング信号に同期してディスチャージ動作を
行うことを特徴とする。
DETAILED DESCRIPTION [Table of Contents] Overview Industrial field of application Conventional technology (Figs. 6 to 8) Problems to be solved by the invention Means for solving problems Problems Working Examples Basic of the present invention Principle (FIG. 5) One embodiment of the present invention (FIGS. 1 to 4) Effect of the invention [Overview] A semiconductor integrated circuit having a repetitive circuit such as a ROM, a RAM, and a PLA. In addition to reducing the output load of the circuit to improve the responsiveness and reduce the layout area, a first operation array for cooking operation of input data, and a first operation array,
In the semiconductor integrated circuit, the output array outputs the operation result of the operation array in response to a predetermined timing signal, and the second operation array logically operates the output data of the output array. A timing signal generation circuit for generating the timing signal in response to a potential change at substantially the end of the input data transmission signal line disposed therein is provided, and the output array outputs the output from the first operation array. The precharge operation is maintained at one logic level, while the discharge operation is performed in synchronization with the timing signal when the output is at another logic level.

〔産業上の利用分野〕[Industrial applications]

本発明は、半導体集積回路に関し、特に、ダイナミッ
クロジックを用いた大規模PLA(Programmable Logic Ar
ray)等に適用して好適な最少のチップ専有面積で高速
化を図った半導体集積回路に関する。
The present invention relates to a semiconductor integrated circuit, and particularly to a large-scale PLA (Programmable Logic Ar) using dynamic logic.
The present invention relates to a semiconductor integrated circuit which is applied to a ray) and the like and has a high speed with a minimum chip occupation area.

近時、半導体集積回路はLSI(Large Scale Integrate
d circuit)からVLSI(Very LSI)に移行しつつあり、
集積密度の向上を図るためにROM(Read Only Memor
y)、RAM(Random Acssess Memory)、PLA等の繰返し回
路が使われる傾向にある。また、高速化に対する要望も
強く、昨今では数nsのオーダで論議が展開することも珍
しいことではない。
Recently, semiconductor integrated circuits have become LSI (Large Scale Integrate).
d circuit) to VLSI (Very LSI)
In order to improve the integration density, ROM (Read Only Memor
y), RAM (Random Acssess Memory), PLA and other repetitive circuits tend to be used. In addition, there is a strong demand for speeding up, and it is not unusual for discussions to develop in the order of several ns these days.

このようなVLSIでは消費電力を少なく設計して発熱量
を低下させる目的からダイナミックロジックが用いられ
ることが多く、プリチャージおよびディスチャージによ
って回路の負荷を軽減している。
In such VLSI, dynamic logic is often used for the purpose of reducing power consumption and reducing heat generation, and circuit load is reduced by precharging and discharging.

また、ランダムロジックを構成する場合であっても繰
返し回路の使用が推奨されており、大規模なランダムロ
ジックもPLAによって実現されつつある。
Moreover, even when configuring a random logic, it is recommended to use a repetitive circuit, and large-scale random logic is being realized by PLA.

〔従来の技術〕[Conventional technology]

VLSIには様々なものがあることは前述のとおりである
が、ここではダイナミック型のPLAを例にあげて説明す
る。
As described above, there are various VLSIs, but here, a dynamic PLA will be described as an example.

AND−OR2段論理回路で任意の論理関数が実現できるこ
とはセルラロジック理論として良く知られており、PLA
はこの論理に基づいて構成されている。
It is well known as a cellular logic theory that an AND-OR two-stage logic circuit can realize an arbitrary logic function.
Is based on this logic.

従来のこの種のPLAとしては例えば、第6〜9図に示
すようなものがある。第6図において、1はPLAであ
り、PLA1は多数のANDゲートで構成されたANDアレイ2お
よび多数のORゲートで構成されたORアレイ3からなる。
ANDアレイ2の出力はORアレイ3に入力されており、AND
アレイ2のプリチャージおよびディスチャージはそれぞ
れクロックφ1およびクロックφ1バーに基づいて行わ
れる。一方、ORアレイ3のプリチャージおよびディスチ
ャージはクロックφ2およびクロックφ2バーに基づい
て行われており、4種類のクロックタイミングに従って
PLA1のプリチャージおよびディスチャージが行われる。
各クロックタイミングは第7図に示すようにANDアレイ
2側およびORアレイ3側では異なっており、ANDアレイ
2側の出力論理レベルが確定した後ORアレイ3側に伝達
されてORアレイ3側の出力論理レベルが確定するように
している。
As a conventional PLA of this type, for example, there is one as shown in FIGS. In FIG. 6, 1 is a PLA, and PLA1 is composed of an AND array 2 composed of many AND gates and an OR array 3 composed of many OR gates.
The output of the AND array 2 is input to the OR array 3, and AND
Array 2 is precharged and discharged based on clock φ1 and clock φ1 bar, respectively. On the other hand, precharging and discharging of the OR array 3 are performed based on the clock φ2 and the clock φ2 bar, and according to four types of clock timings.
PLA1 is precharged and discharged.
As shown in FIG. 7, each clock timing is different on the AND array 2 side and the OR array 3 side. After the output logic level on the AND array 2 side is determined, the clock timing is transmitted to the OR array 3 side and then on the OR array 3 side. The output logic level is fixed.

詳細を説明すると、第8図に示すようにANDアレイ2
とORアレイ3の間にはANDアレイ2の出力をクロックφ
2バーに従ってORアレイ3に伝達するバッファ4が設け
られており、ANDアレイ2の全ての出力はそれぞれに対
応するNANDゲート5a〜5nに入力される。各NANDゲート5a
〜5nにはORアレイ3側のディスチャージタイミングを指
定するクロックφ2バーが入力されており、ANDアレイ
2側のディスチャージが完了して出力論理レベルが確定
するとクロックφ2バーがHレベルになってANDアレイ
2側の論理演算結果がORアレイ3側に伝達される。な
お、(6a〜6n)はバッフアである。
To explain the details, as shown in FIG.
The output of AND array 2 is clocked between
A buffer 4 for transmitting to the OR array 3 is provided according to 2 bars, and all the outputs of the AND array 2 are input to the corresponding NAND gates 5a to 5n. Each NAND gate 5a
The clock φ2 bar that specifies the discharge timing on the OR array 3 side is input to ~ 5n. When the discharge on the AND array 2 side is completed and the output logic level is fixed, the clock φ2 bar becomes H level and the AND array The logical operation result on the 2 side is transmitted to the OR array 3 side. In addition, (6a ~ 6n) is a buffer.

これはORアレイ3側から見た場合、第9図に示すよう
に、クロックφ2バーがLレベルのとき、Pチャンネル
(以下、Pchという)のプリチャージトランジスタ(以
下、PCTrという)7によってOR側出力信号線8がプリチ
ャージされるが、ORアレイ3個のプリチャージが完了す
る前にANDアレイ2の論理出力レベルが確定している。
したがって、クロックφ2バーがHレベル、すなわち、
クロックφ2がLレベルとなったときにANDアレイ2側
の出力論理レベルに応じてOR側出力信号線8がDCTr9に
よりディスチャージされる。このように、ディスチャー
ジのタイミングに従ってANDアレイ2側からORアレイ3
側へ論理レベルの伝達を行っている。なお、10はバッフ
ァである。
As shown in FIG. 9, when viewed from the OR array 3 side, when the clock φ2 bar is at the L level, the P channel (hereinafter referred to as Pch) precharge transistor (hereinafter referred to as PCTr) 7 causes the OR side. Although the output signal line 8 is precharged, the logical output level of the AND array 2 is fixed before the precharge of the three OR arrays is completed.
Therefore, the clock φ2 bar is at the H level, that is,
When the clock φ2 becomes L level, the OR side output signal line 8 is discharged by the DCTr9 according to the output logic level on the AND array 2 side. In this way, according to the discharge timing, from the AND array 2 side to the OR array 3
The logic level is transmitted to the side. In addition, 10 is a buffer.

〔発明が解決しようとする問題点〕[Problems to be solved by the invention]

しかしながら、このような従来の半導体集積回路にあ
って、応答性の高速化を考慮するとディスチャージの応
答性を高める必要が生じ高速化を意図しない場合と比較
して半導体集積回路のチップ面積が拡大する傾向にあ
る。また、プリチャージおよびディスチャージのタイミ
ングも複数必要であることから高速な複数のタイミング
信号発生回路を構成する必要があり、同様にチップ面積
が拡大する要因となる。したがって、論理回路を構成す
るために必要な最少チップ面積を維持しつつ高速化を図
ることは困難であるという問題点があった。
However, in such a conventional semiconductor integrated circuit, in consideration of speeding up the response, it is necessary to improve the response of the discharge, and the chip area of the semiconductor integrated circuit is expanded as compared with the case where the speeding up is not intended. There is a tendency. Further, since a plurality of timings for precharge and discharge are also required, it is necessary to configure a plurality of high-speed timing signal generation circuits, which also causes an increase in chip area. Therefore, there is a problem in that it is difficult to increase the speed while maintaining the minimum chip area required to configure the logic circuit.

すなわち、前述のPLAを例にすると、第8図に示すよ
うにクロックφ2バーは多数のNANDゲート5a〜5nに入力
されており、クロックφ2バーのドライバ(以下、クロ
ックドライバφ2という)はすべてのNANDゲート5a〜5n
の入力容量を同時に駆動しなければならない。したがっ
て、負荷容量が増大してクロックドライバφ2を大きな
負荷電流を扱うことのできるゲート幅の大きいトランジ
スタ、すなわち面積の大きなトランジスタで構成する必
要がある。また、ORアレイ3側のディスチャージを高速
で行うにはバッファ4の出力回路面積や第9図に示すOR
側出力信号線8をディスチャージするDCTr9の面積を同
様の理由から拡大する必要がある。さらに、負荷容量が
増大した場合、わずかな配線抵抗によっても大きな時定
数が発生し、応答性が低下する。
That is, taking the above PLA as an example, as shown in FIG. 8, the clock φ2 bar is input to a large number of NAND gates 5a to 5n, and all the drivers of the clock φ2 bar (hereinafter referred to as clock driver φ2) are input. NAND gates 5a-5n
Must simultaneously drive the input capacitance of. Therefore, it is necessary to configure the clock driver φ2 with a transistor having a large gate width capable of handling a large load current, that is, a transistor having a large area due to an increase in load capacitance. Further, in order to discharge the OR array 3 side at high speed, the output circuit area of the buffer 4 and the OR shown in FIG.
For the same reason, it is necessary to increase the area of the DCTr 9 that discharges the side output signal line 8. Furthermore, when the load capacitance increases, a large time constant occurs even with a slight wiring resistance, and the responsiveness deteriorates.

このように、大規模な半導体集積回路では最少の論理
回路および最少のレイアウトパターンピッチで高速応答
性を図ることは相反する課題であった。
As described above, in a large-scale semiconductor integrated circuit, achieving high-speed response with a minimum logic circuit and a minimum layout pattern pitch has been a contradictory issue.

そこで、本発明は、タイミング発生回路の構成を簡素
化すると共に同回路の出力負荷を軽減して応答性の向上
とレイアウト面積の削減とを図ることを目的とする。
Therefore, an object of the present invention is to simplify the configuration of the timing generation circuit and reduce the output load of the circuit to improve the responsiveness and reduce the layout area.

〔問題点を解決するための手段〕[Means for solving problems]

本発明による半導体集積回路は上記目的達成のため、
入力データを論理演算する第1の演算アレイと、第1の
演算アレイの演算結果を所定のタイミング信号に応答し
て出力する出力アレイと、前記出力アレイの出力データ
を論理演算する第2の演算アレイとを備える半導体集積
回路において、前記第1の演算アレイ内に配置された、
入力データ伝達信号線の略終端の電位変化に応答して、
上記タイミング信号を発生するタイミング信号発生回路
を設けるとともに、前記出力アレイは、第1の演算アレ
イからの出力が一論理レベルのときにはプリチャージ動
作を維持する一方、該出力が他論理レベルのときには前
記タイミング信号に同期してディスチャージ動作を行う
ことを特徴とする。
The semiconductor integrated circuit according to the present invention achieves the above object,
A first operation array for logically operating input data, an output array for outputting the operation result of the first operation array in response to a predetermined timing signal, and a second operation for logically operating the output data of the output array A semiconductor integrated circuit including an array, the semiconductor integrated circuit being arranged in the first arithmetic array,
In response to the potential change at the almost end of the input data transmission signal line,
A timing signal generating circuit for generating the timing signal is provided, and the output array maintains the precharge operation when the output from the first arithmetic array is at one logic level, while the output array is at the other logic level. The discharge operation is performed in synchronization with the timing signal.

〔作 用〕[Work]

本発明では、入力データ伝達信号線の略終端の電位が
必ず第1の演算アレイの演算結果の確定後に変化し、ま
た、出力アレイのディスチャージ動作が限定的に行われ
る。
According to the present invention, the potential at the substantially terminal end of the input data transmission signal line always changes after the calculation result of the first calculation array is determined, and the discharge operation of the output array is limitedly performed.

〔実施例〕〔Example〕

以下、本発明の実施例を図面に基づいて説明する。説
明の都合上、最初に第5図を参照して本発明の基本原理
を述べる。
Embodiments of the present invention will be described below with reference to the drawings. For convenience of description, the basic principle of the present invention will be described first with reference to FIG.

同図(a)は第1の基本原理を説明する図である。同
図において、11は所定導電型(図でN導電型)のトラン
スファトランジスタ(以下、TFTrという)であり、TFTr
11のゲートにはデータ信号INが入力される。TFTr11のド
レイン側にはインバータ12が接続されるとともに、Pch
のPCTr13が設けられる。TFTrる1のドレイン側のプリチ
ャージはPCTr13のゲートに入力されるクロック信号CLK2
に基づいて行われる。一方、TFTr11のソースにはクロッ
ク信号CLK1が入力されており、TFTr11は特定の条件のと
きONする。すなわち、予めPCTr13をONさせてTFTr11のド
レイン側をプリチャージしておき、データ信号INがHレ
ベルに確定した後クロック信号CLK1がLレベルになる
と、クロック信号CLK1がLレベルになっている間TFTr11
がONする。このとき、PCTr13によりプリチャージされた
電荷はクロック信号CLK1のドライバ側へ吸込まれ、TFTr
11のドレイン側がLレベルとなってインバータ12の出力
信号OUTがHレベルとなる。したがって、上記各条件が
整っていないとき、例えばデータ信号INがLレベルある
いはクロックCLK1がHレベルであるようなときはTFTr11
がONせずTETr11のドレイン側はディスチャージされな
い。したがって、データ信号INをHレベルでアクティブ
とすればアクティブなときのみTFTr11がONしてディスチ
ャージが行われてデータ信号を出力することができ、非
アクティブのときはTETr11をOFFさせることができる。
すなわち、ディスチャージのときのみクロック信号CLK1
のドライバに負荷がかかるので、データ信号INがアクテ
ィブとなる割合の少ない回路、例えばメモリセルを選択
するデコーダやPLA等同一タイミングで多数の論理演算
阻止を駆動する場合に駆動する側の負荷容量を大幅に減
少させることができる。これにより、駆動する側の回
路、すなわち同図(a)においてはクロック信号CLK1の
ドライバを高速動作を意図した大面積のTrで構成する必
要がなくなり、阻止の専有面積の減少および負荷容量の
減少に伴う遅延時定数の減少により最少の回路構成およ
びレイアウトパターンピッチを維持しつつ高速応答性が
実現できる。
FIG. 3A is a diagram explaining the first basic principle. In the figure, 11 is a transfer transistor of a predetermined conductivity type (N conductivity type in the figure) (hereinafter referred to as TFTr), and TFTr
The data signal IN is input to the gate of 11. Inverter 12 is connected to the drain side of TFTr11 and Pch
PCTr13 is provided. The precharge on the drain side of TFTr1 is the clock signal CLK2 input to the gate of PCTr13.
Is based on. On the other hand, the clock signal CLK1 is input to the source of the TFTr11, and the TFTr11 is turned on under a specific condition. That is, the PCTr13 is turned on in advance to precharge the drain side of the TFTr11, and after the data signal IN is set to the H level, when the clock signal CLK1 becomes the L level, the TFTr11 is maintained while the clock signal CLK1 is at the L level.
Turns ON. At this time, the charge precharged by the PCTr13 is sucked into the driver side of the clock signal CLK1 and the TFTr
The drain side of 11 becomes L level, and the output signal OUT of the inverter 12 becomes H level. Therefore, when the above conditions are not satisfied, for example, when the data signal IN is at L level or the clock CLK1 is at H level, TFTr11
Is not turned on and the drain side of TETr11 is not discharged. Therefore, if the data signal IN is activated at the H level, the TFTr11 can be turned on and discharged to output the data signal only when it is active, and the TETr11 can be turned off when it is inactive.
That is, the clock signal CLK1 only when discharging
Since a load is applied to the driver of, the circuit in which the ratio of the data signal IN becoming active is small, for example, the decoder that selects a memory cell, PLA, etc. Can be significantly reduced. As a result, it is not necessary to configure the driving circuit, that is, the driver of the clock signal CLK1 with a large-area transistor intended for high-speed operation in the circuit of FIG. Due to the reduction of the delay time constant, high-speed response can be realized while maintaining the minimum circuit configuration and layout pattern pitch.

第5図(b)は第2の基本回路を説明する図である。
データ信号INはNchのDCTr21のゲートに入力され、DCTr2
1の出力信号線22はNchのPCTr23によりクロック信号CLK1
に基づいてプリチャージされる。出力信号線22はTFTr24
を介して出力バッファ25に接続されており、TFTr24の出
力側にはPchのPCT26が設けられる。TFTr24のゲートには
クロック信号CLK2が入力されており、PCTr26によるプリ
チャージを予め行っておき、出力信号線22のレベルがL
レベルに確定した後クロック信号CLK2のHレベルを受け
てTFTr24がONする。
FIG. 5 (b) is a diagram for explaining the second basic circuit.
The data signal IN is input to the gate of Nch DCTr21, and DCTr2
1 output signal line 22 is clock signal CLK1 by Nch PCTr23
Is precharged based on. Output signal line 22 is TFTr24
Is connected to the output buffer 25 via, and a Pch PCT 26 is provided on the output side of the TFTr 24. The clock signal CLK2 is input to the gate of the TFTr24, the precharge by the PCTr26 is performed in advance, and the level of the output signal line 22 is L.
After the level is fixed, TFTr24 is turned on in response to the H level of the clock signal CLK2.

ここで、本基本回路はPCTr23によるプリチャージに特
徴があり、これを詳細に説明する。いま、クロック信号
CLK1がHレベルになるとPCTr23はONするが、このとき出
力信号線22は完全に電源電圧Vccまでプリチャージされ
ない。例えば、電源電圧Vccを5Vとすると、出力信号線2
2は約3V程度までしかプリチャージされない。この減少
をベックゲート効果と呼ぶ。バックゲート効果はPchのT
rでも発生し、この場合Hレベル(例えば5V)のPchのト
ランジスタでLレベル(例えば0V)にディスチャージす
ることを意図しても完全に0Vにはならず約2V程度の電位
が残る。したがって、NchのTrはLレベルの伝達は完全
に行うことができ、PchのTrはHレベルの伝達を完全に
行うができることになる。ところで、本基本回路ではこ
のバックゲート効果を積極的に利用しており、PCTr23に
よるプリチャージ電圧が3V程度であることからデータ信
号INがHレベルになってDCTr21がONした場合、出力信号
線22の電位が0Vになるまでに要する時間を短くすること
ができる。すなわち、出力信号線22の電位が5Vである場
合よりも3V程度と低めに設定した場合の方が0Vにディス
チャージするまでの時間が短縮でき、DCTr21の高速応答
性を実現できることを意味する。
Here, this basic circuit is characterized by precharging by the PCTr23, which will be described in detail. Clock signal now
When CLK1 goes high, PCTr23 turns on, but at this time the output signal line 22 is not completely precharged to the power supply voltage Vcc. For example, if the power supply voltage Vcc is 5V, the output signal line 2
2 is only precharged up to about 3V. This decrease is called the Beckgate effect. Back gate effect is Pch T
It also occurs at r, and in this case, even if it is intended to discharge to an L level (for example, 0V) by a Pch transistor of H level (for example, 5V), it does not completely become 0V and a potential of about 2V remains. Therefore, the Nch Tr can completely transmit the L level, and the Pch Tr can perfectly transmit the H level. By the way, in this basic circuit, the back gate effect is positively used. Since the precharge voltage by the PCTr23 is about 3V, when the data signal IN becomes H level and the DCTr21 is turned ON, the output signal line 22 It is possible to shorten the time required until the potential of becomes 0V. That is, it means that when the potential of the output signal line 22 is set to a low value of about 3V, the time taken to discharge to 0V can be shortened and the high-speed response of the DCTr 21 can be realized, when the potential is set to about 3V.

第1〜4図は上記第1および第2の基本回路をPLAに
適用した場合の一実施例を示す図である。
FIGS. 1 to 4 are diagrams showing an embodiment in which the first and second basic circuits described above are applied to a PLA.

まず、構成を説明する。第3図において、31はPLAで
あり、PLA31は多数のANDゲートからなるANDアレイ(発
明の要旨に記載の第1の演算アレイに相当)32および多
数のORゲートからなるORアレイ(発明の要旨に記載の第
2の演算アレイに相当)33を有する。PLA31のデータ信
号INは入力バッファ34を経てANDアレイ32に入力され、
さらにANDアレイ32とORアレイ33の間に設けられた中間
バッファ(発明の要旨に記載の出力アレイに相当)35を
介してORアレイ33に入力される。なお、36は出力バッフ
ァである。ANDアレイ32にはANDアレイ32と同じANDゲー
トからなるダミーAND回路(発明の要旨に記載のタイミ
ング信号発生回路に相当)37が設けられ、ANDアレイ32
と同一のタイミング信号φによりプリチャージおよびデ
ィスチャージが行われる。すなわち、ダミーAND回路37
は第4図に示すようにANDアレイ32と同様に構成されて
おり、レイアウト上は入力バッファ34から最も離れた位
置に形成される。ダミーAND回路37の出力は中間バッフ
ァ35に入力されており、中間バッファ35はANDアレイ32
の出力が確定するとダミーAND回路37の出力信号に従っ
てデータをORアレイ33へ伝達する。
First, the configuration will be described. In FIG. 3, 31 is a PLA, and PLA 31 is an AND array consisting of many AND gates (corresponding to the first operation array described in the gist of the invention) 32 and an OR array consisting of many OR gates (the gist of the invention). (Corresponding to the second operation array described in 1). The data signal IN of PLA31 is input to the AND array 32 via the input buffer 34,
Further, it is input to the OR array 33 via an intermediate buffer (corresponding to the output array described in the gist of the invention) 35 provided between the AND array 32 and the OR array 33. Incidentally, 36 is an output buffer. The AND array 32 is provided with a dummy AND circuit (corresponding to the timing signal generating circuit described in the gist of the invention) 37 including the same AND gate as the AND array 32.
Precharging and discharging are performed by the same timing signal φ as in the above. That is, the dummy AND circuit 37
4 has the same structure as the AND array 32 as shown in FIG. 4, and is formed at a position farthest from the input buffer 34 in layout. The output of the dummy AND circuit 37 is input to the intermediate buffer 35, and the intermediate buffer 35 is connected to the AND array 32.
When the output of is determined, the data is transmitted to the OR array 33 according to the output signal of the dummy AND circuit 37.

第1図は第3図に示したブロック構成図に基づく回路
図であり、説明の都合上ANDアレイ32およびORアレイ33
の詳細は省略する。
FIG. 1 is a circuit diagram based on the block configuration diagram shown in FIG. 3, and for convenience of explanation, an AND array 32 and an OR array 33.
Is omitted.

同図において、入力バッファ34は単一の論理演算層か
らなるバッファ41を多数有し、1つのバッファ41はTFTr
42、PCTr43、インバータ44および出力バッファ45からな
る。入力バッファ34の各出力はANDアレイ32を経てダミ
ーAND回路37に入力され、入力バッファ34、中間バッフ
ァ35およびダミーAND回路37ではタイミング信号φに基
づきプリチャージ、ディスチャージが行われる。ANDア
レイ32の入力信号線(発明の要旨に記載の入力データ伝
達信号線に相当)46および47にはそれぞれに対応する出
力信号線48、49をディスチャージするDCTr50、51が配設
され、出力信号線48、49にはそれぞれPCTr52が配設され
る。入力信号線46、47はダミーAND回路37のDCTr54、55
のゲートに入力され、DCTr54、55はPCTr53によりプリチ
ャージされたダミーAND回路37の出力信号線56をディス
チャージする。ダミーANDアレイ37の出力はインバータ5
7、58を介して中間バッファ35に入力されており、中間
バッファ35はインバータ58の出力に従ってANDアレイ32
の出力をORアレイ33に伝達する。ここで、中間バッファ
35には前記第1の基本回路が適用されるとともに、ORア
レイ33側には前記第2の基本回路が適用されており、第
4図(a)、(b)に示す構成と同一構成部材には同一
符号を付しその説明を省略する。中間バッファ35の出力
はORアレイ33の入力信号線59、60に入力されており、PC
Tr23のゲートは入力信号線61に接続される。入力信号線
61にはインバータ58の出力がインバータ62、63を介して
入力され、PCTr23が出力信号線22をプリチャージする。
ORアレイ33の出力信号線22は出力バッファ36に接続され
ており、出力バッファ36のTFTr24はそのゲートがVccに
接続されて出力信号線22の論理レベルに応じてONする。
このとき、出力バッファ25はORアレイ33の出力を反転し
て外部に出力する。
In the figure, the input buffer 34 has a large number of buffers 41 composed of a single logical operation layer, and one buffer 41 is a TFTr.
42, PCTr43, inverter 44 and output buffer 45. Each output of the input buffer 34 is input to the dummy AND circuit 37 via the AND array 32, and the input buffer 34, the intermediate buffer 35 and the dummy AND circuit 37 are precharged and discharged based on the timing signal φ. Input signal lines (corresponding to the input data transmission signal lines described in the gist of the invention) 46 and 47 of the AND array 32 are provided with DCTrs 50 and 51 for discharging corresponding output signal lines 48 and 49, respectively. A PCTr 52 is arranged on each of the lines 48 and 49. The input signal lines 46 and 47 are DCTr54 and 55 of the dummy AND circuit 37.
The DCTr54 and 55 are discharged to the output signal line 56 of the dummy AND circuit 37 precharged by the PCTr53. The output of the dummy AND array 37 is the inverter 5
It is input to the intermediate buffer 35 via 7, 58. The intermediate buffer 35 follows the output of the inverter 58 and the AND array 32.
Is transmitted to the OR array 33. Where the intermediate buffer
The first basic circuit is applied to 35, and the second basic circuit is applied to the OR array 33 side, and the same components as those shown in FIGS. 4 (a) and 4 (b) are used. Are denoted by the same reference numerals and description thereof will be omitted. The output of the intermediate buffer 35 is input to the input signal lines 59 and 60 of the OR array 33,
The gate of Tr23 is connected to the input signal line 61. Input signal line
The output of the inverter 58 is input to the inverter 61 via the inverters 62 and 63, and the PCTr 23 precharges the output signal line 22.
The output signal line 22 of the OR array 33 is connected to the output buffer 36, and the TFTr 24 of the output buffer 36 has its gate connected to Vcc and turns on according to the logic level of the output signal line 22.
At this time, the output buffer 25 inverts the output of the OR array 33 and outputs it to the outside.

以上のような構成において、タイミング信号φおよび
データ信号INが第2図に示すように与えられたときの各
部の動作を説明する。なお、各部の信号名は説明の都合
上、各部材番号にSの符号を付して対応させてある。
The operation of each part when the timing signal φ and the data signal IN are applied as shown in FIG. For convenience of explanation, the signal names of the respective parts are made to correspond by attaching the symbol S to each member number.

まず、タイミング信号φがLレベルの機関はPCTr43が
ONしてS46、S47がLレベルとなっており、同様にPCTr5
2、53がONしてS48、S49、S56(S56は発明の要旨に記載
の所定のタイミング信号に相当)がHレベルとなってい
る。いま、データ信号INがLレベルであるとすると、タ
イミング信号φの立上りを受けてS46はHレベルとなる
が、S47はLレベルのままであることからS49もHレベル
を維持している。S46がHレベルになるとDCTr50およびD
CTr54がディスチャージを行いS48およびS56がLレベル
になる。このとき、DCTr250とDCTr54は距離を離して形
成しているので、入力信号線46の配線抵抗の影響からDC
Tr54の動作はDCTr50の動作よりも若干遅れたものにな
る。したがって、タイミング信号φがLレベルになった
ときにも同様の遅れが発生する。すなわち、ダミーAND
回路37を入力バッファ34から最も速いANDアレイ32の延
長上に形成したことにより、出力信号線56の信号に意図
的な遅れを発生させてORアレイ33側のディスチャージタ
イミングとしている。また、ダミーAND回路37はANDアレ
イ32と同じ構成であることからANDアレイ32と同様な繰
返し回路として作ることができる。以上のことから、従
来のように複数のタイミング発生回路を設けるために回
路構成が複雑となることがない。加えて、ダミーAND回
路37の付加は出力信号線56のみであることからダミーAN
D回路37を構成するDCTr54、55等を必要最少限のレイア
ウトパターンで実現することができる。
First, PCTr43 is the engine whose timing signal φ is L level.
S 46, S 47 and ON are at the L level, as well PCTr5
2, 53 are turned on, and S 48 , S 49 , and S 56 (S 56 corresponds to a predetermined timing signal described in the gist of the invention) are at H level. Now, assuming that the data signal IN is at the L level, S 46 becomes the H level in response to the rise of the timing signal φ, but since S 47 remains at the L level, S 49 also maintains the H level. There is. When S 46 becomes the H level DCTr50 and D
CTr54 is S 48 and S 56 performs the discharge becomes L level. At this time, since the DCTr250 and the DCTr54 are formed apart from each other, the DC resistance is affected by the wiring resistance of the input signal line 46.
The operation of Tr54 is slightly later than the operation of DCTr50. Therefore, a similar delay occurs when the timing signal φ becomes L level. That is, dummy AND
Since the circuit 37 is formed on the extension of the fastest AND array 32 from the input buffer 34, an intentional delay is generated in the signal of the output signal line 56 to provide the discharge timing on the OR array 33 side. Further, since the dummy AND circuit 37 has the same configuration as the AND array 32, it can be formed as a repeating circuit similar to the AND array 32. From the above, the circuit configuration does not become complicated because a plurality of timing generation circuits are provided unlike the conventional case. In addition, since the dummy AND circuit 37 is added only to the output signal line 56, the dummy AN
It is possible to realize the DCTrs 54, 55, etc. that form the D circuit 37 with the minimum necessary layout pattern.

S56がLレベルになるとインバータ57、58および62、6
3を経てS61がLレベルとなる。このとき、ANDアレイ32
の出力はS56のレベルが確定する前に確定しており、す
でに中間バッファ35入力されている。中間バッファ35に
入力されるS48、S49のうちS49がHレベル(アクティ
ブ)であるので出力信号線49に連なるTFTr11がS56の立
上りを受けてONし、PCTr13によるプリチャージ電荷をイ
ンバータ58が吸込む。一方、S46はLレベルになってお
り、出力信号線48に連なるTFTr11はONしない。すなわ
ち、前述の第1の基本回路と同様であり、中間バッファ
35の入力がアクティブ(例えば、Hレベル)のときのみ
TFTr11がONしてディスチャージが行われる。したがっ
て、アクティブとなる信号入力が少ないほどインバータ
58の負荷容量を減少させることができ、インバータ58を
最少のレイアウトパターンで実現しつつディスチャージ
の応答性を向上させることができる。
When S 56 goes to L level, inverters 57, 58 and 62, 6
After going through 3, S 61 goes to L level. At this time, AND array 32
The output of is determined before the level of S 56 is determined, and is already input to the intermediate buffer 35. Of S 48 and S 49 input to the intermediate buffer 35, S 49 is at the H level (active), so that TFTr11 connected to the output signal line 49 is turned ON upon the rising of S 56 , and the precharge charge by the PCTr 13 is converted to the inverter. 58 sucks. On the other hand, S 46 is at the L level, TFTr11 no ON leading to an output signal line 48. That is, it is similar to the first basic circuit described above, and the intermediate buffer
Only when 35 inputs are active (for example, H level)
TFTr11 is turned on and discharging is performed. Therefore, the fewer active signal inputs the inverter
The load capacitance of 58 can be reduced, and the responsiveness of discharge can be improved while realizing the inverter 58 with the minimum layout pattern.

S60がHレベルになるとDCTr21bがONし、PCTr23による
プリチャージ電圧をディスチャージする。このとき、PC
Tr23のバックゲート効果により出力信号線22bは電源電
圧より低めにプリチャージされており、DCTr21bにより0
Vまでディスチャージするのに要する時間を短縮するこ
とができる。すなわち、前述の第2の基本回路と同様で
あり、PCTr23によるプリチャージを意図的に電源電圧よ
りも低い値にしているので、DCTr21bによるディスチャ
ージの応答性を高めることができる。
DCTr21b is ON when S 60 becomes H level, discharges the precharge voltage by PCTr23. At this time, PC
Due to the back gate effect of Tr23, the output signal line 22b is precharged at a voltage lower than the power supply voltage.
The time required to discharge to V can be shortened. That is, as in the case of the second basic circuit described above, the precharge by the PCTr23 is intentionally set to a value lower than the power supply voltage, and therefore the responsiveness of the discharge by the DCTr21b can be improved.

S22bがLレベルになるとデータ出力OUTbはHレベルと
なる。
Data output OUTb when S 22b becomes L level to H level.

一方、データ信号INがHレベルになると、タイミング
信号φの立上りでS48がLレベルとなるが、S48はHレベ
ルのままである。S47のHレベルを受けてDCTr51がON
し、出力信号線49に連なるTFTr11がOFF状態を維持する
ことからS60はLレベルのままであるS49のLレベルが確
定するとS56およびS61がLレベルとなる。このとき、S
48がHレベルであることからS56の立上りを受けてS59
Hレベルとなる。したがって、S22aはLレベル、データ
出力OUTaはHレベルとなる。
On the other hand, when the data signal IN becomes the H level, the S 48 becomes L-level at the rising edge of the timing signal phi, S 48 remains at H level. DCTr51 is ON in response to the H level of the S 47
Then, since the TFTr 11 connected to the output signal line 49 maintains the OFF state, the S 60 remains at the L level When the L level of S 49 is determined, S 56 and S 61 become the L level. At this time, S
Since 48 is at H level, S 59 goes to H level in response to the rise of S 56 . Therefore, S 22a becomes L level and the data output OUTa becomes H level.

なお、以上の実施例では本発明をPLAに適用した場合
を説明したが、ROMやRAM等の複数の繰返し回路網が有す
る半導体集積回路にも適用することができ、同様の効果
を得ることができる。
In the above embodiments, the case where the present invention is applied to the PLA has been described, but the present invention can be applied to a semiconductor integrated circuit having a plurality of repetitive circuit networks such as ROM and RAM, and similar effects can be obtained. it can.

〔効果〕〔effect〕

本発明によれば、入力データ伝達信号線の略終端の電
位が必ず第1の演算アレイの演算結果の確定後に変化す
るため、簡素な構成のタイミング発生回路で適切なタイ
ミング信号を発生でき、第2の演算アレイに対して最適
なタイミングで第1の演算アレイの演算結果を与えるこ
とができる。
According to the present invention, since the potential at the substantially terminal end of the input data transmission signal line always changes after the calculation result of the first calculation array is determined, an appropriate timing signal can be generated by the timing generation circuit having a simple structure. The operation result of the first operation array can be given to the two operation arrays at the optimum timing.

また、出力アレイのディスチャージ動作が第1の演算
アレイの演算結果に応じて限定的に行われるため、タイ
ミング信号の負荷を軽減できる。
Further, since the discharge operation of the output array is limitedly performed according to the calculation result of the first calculation array, the load of the timing signal can be reduced.

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

第1〜4図は本発明に係る半導体集積回路の一実施例を
示す図であり、 第1図はその要部を示す回路図、 第2図はその動作を説明するタイミングチャート、 第3図はその全体構成図、 第4図はその要部を示す構成図、 第5図は本発明に係る半導体集積回路の基本原理を説明
する構成図、 第6〜9図は従来の半導体集積回路の一例を示す図であ
り、 第6図はその全体構成図、 第7図はそのクロックタイミングを示すタイミングチャ
ート、 第8図はその中間バッファを示す構成図、 第9図はそのORアレイの要部を示す回路図である。 32……ANDアレイ(第1の演算アレイ)、 33……ORアレイ(第2の演算アレイ)、 35……中間バッファ(出力アレイ)、 37……ダミーAND回路(タイミング信号発生回路)、 46……入力信号線(入力データ伝達信号線)、 47……入力信号線(入力データ伝達信号線)。
1 to 4 are diagrams showing an embodiment of a semiconductor integrated circuit according to the present invention, FIG. 1 is a circuit diagram showing a main part thereof, FIG. 2 is a timing chart explaining its operation, and FIG. Is an overall configuration diagram thereof, FIG. 4 is a configuration diagram showing a main part thereof, FIG. 5 is a configuration diagram illustrating the basic principle of a semiconductor integrated circuit according to the present invention, and FIGS. 6-9 are conventional semiconductor integrated circuits. FIG. 6 is a diagram showing an example, FIG. 6 is an overall configuration diagram thereof, FIG. 7 is a timing chart showing its clock timing, FIG. 8 is a configuration diagram showing its intermediate buffer, and FIG. 9 is a main part of its OR array. It is a circuit diagram showing. 32 ... AND array (first operation array), 33 ... OR array (second operation array), 35 ... Intermediate buffer (output array), 37 ... Dummy AND circuit (timing signal generation circuit), 46 …… Input signal line (input data transmission signal line), 47 …… input signal line (input data transmission signal line).

Claims (1)

(57)【特許請求の範囲】(57) [Claims] 【請求項1】入力データ論理演算する第1の演算アレイ
と、 第1の演算アレイの演算結果を所定のタイミング信号に
応答して出力する出力アレイと、 前記出力アレイの出力データを論理演算する第2の演算
アレイとを備える半導体集積回路において、 前記第1の演算アレイ内に配置された、入力データ伝達
信号線の略終端の電位変化に応答して、上記タイミング
信号を発生するタイミング信号発生回路を設けるととも
に、 前記出力アレイは、第1の演算アレイからの出力が一論
理レベルのときにはプリチャージ動作を維持する一方、
該出力が他論理レベルのときには前記タイミング信号に
同期してディスチャージ動作を行うことを特徴とする半
導体集積回路。
1. A first arithmetic array for logically operating input data, an output array for outputting the arithmetic result of the first arithmetic array in response to a predetermined timing signal, and a logical operation for output data of the output array. A semiconductor integrated circuit including a second operation array, wherein the timing signal generation circuit generates the timing signal in response to a potential change at a substantially terminal end of an input data transmission signal line arranged in the first operation array. While providing a circuit, the output array maintains a precharge operation when the output from the first operation array is at one logic level,
A semiconductor integrated circuit, wherein the discharge operation is performed in synchronization with the timing signal when the output is at another logic level.
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