JP2639316B2 - バスドライブシステム - Google Patents

バスドライブシステム

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JP2639316B2
JP2639316B2 JP5241207A JP24120793A JP2639316B2 JP 2639316 B2 JP2639316 B2 JP 2639316B2 JP 5241207 A JP5241207 A JP 5241207A JP 24120793 A JP24120793 A JP 24120793A JP 2639316 B2 JP2639316 B2 JP 2639316B2
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Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【産業上の利用分野】本発明は複数の機能ブロック間で
バスを介してデータ転送を行うバスドライブ回路を複数
具備するバスドライブシステムに関する。
【0002】
【従来の技術】図5および図6はこの種のバスドライブ
回路の従来例を示すブロック図である(特開平3−82
218号公報)。図5においては双方向性バッファの構
成が示されている。1は、PチャンネルMOSトラン
ジスタTP4(以降、トランジスタTP4と記す)とN
チャンネルMOSトランジスタTN4(以降、トランジ
スタTN4と記す)からなる入力バッファである。入力
バッファ1はバスラインBUL1に接続され、バスラ
インBUL1からの信号情報を入力する。2は、Pチ
ャンネルMOSトランジスタTP3(以降、トランジス
タTP3と記す)とNチャンネルMOSトランジスタT
N3(以降、トランジスタTN3と記す)およびコント
ロール回路2aから成る3ステートの出力バッファであ
り、バスラインBUL1に接続されている。
【0003】コントロール回路2aは、入力選択信号C
1,¬C1(以降、¬は¬に続く記号の否定あるいは¬
に続く記号がロウアクティブであることを表す)に基づ
いてバスラインBUL1を出力状態、入力状態およびハ
イインピーダンス状態にしたり、PチャンネルMOSト
ランジスタTP2(以降、トランジスタTP2と記す)
のゲートに印加する信号のレベルを制御をする。トラン
ジスタTP2は、電源VDDとバスラインBUL1との
間に接続されている。
【0004】トランジスタTP2は、入力選択信号¬C
1がH→LレベルになるとOFF→ON動作となり、プ
ルアップ抵抗として機能をする。これにより、バスライ
ンBUL1のレベルがVDDのレベルに固定される。ま
たトランジスタTP2は、信号¬C1がL→Hレベルに
なるとON→OFF動作となり、プルアップとしての機
能が解除される。これにより、バスラインBUL1のレ
ベルは、バスラインBUL1に印加される電圧レベルに
依存することとなる。
【0005】同様に図6においては、図5のTP2の代
わりにグランドVSSとバスラインBUL2間にNチャ
ンネルMOSトランジスタTN2(以降、トランジスタ
TN2と記す)が接続されている。これにより入力選択
信号¬C2がレベルになるとトランジスタTN2
はOFF→ON動作となり、プルダウン抵抗として機能
をする。これにより、バスラインBUL2のレベルがV
SSのレベルに固定される。
【0006】図8および図9はバスドライブ回路の他の
従来例を示すブロック図である(特開平1−27963
0号公報参照のこと)。図8は、出力バッファを示すブ
ロック図である。入力信号DTの論理レベルを反転させ
るインバータ1と、クロック信号CKと同期してレベル
変化する制御信号CNとインバータ1の出力信号との
NOR演算をする第1のゲート回路2と、この第1のゲ
ート回路2の出力信号とクロック信号CKとのNOR演
算をする第2のゲート回路3と、入力信号DTと制御信
号CNおよびクロック信号CKのNOR演算をする第3
のゲート回路4と、ソースが第1の電源端子(グラン
ド)に接続されドレインが出力端子Tと接続されゲー
トが第3のゲート回路4の出力信号を入力してオン・オ
フするNチャンネルMOSトランジスタQ1 と、ソース
が第2の電源端子(VCC)に接続されドレインが出力
端子Tに接続されゲートが第2のゲート回路3の出力
信号を入力してオン・オフするPチャンネルMOSトラ
ンジスタQ2 とを備えた構成となっている。
【0007】制御信号CNはこのバスドライブ回路の動
作、非動作を制御し、Lのとき動作状態とし、Hのとき
1 ,Q2 を共にオフ状態として非動作状態とする。ま
た、この制御信号CNはクロック信号CKと同期し、ク
ロック信号CKの立上りで変化する。
【0008】クロック信号CKはHのときQ2 を強制的
にオンとし、出力信号VoをHとする。従って、非動作
状態から動作状態へ移行する場合、クロック信号CKが
立上ると出力信号VoがHとなると共に制御信号CNが
Lとなり、クロック信号CKがLになってから入力信号
DTの伝達が行われるので、図9に示すように複数の機
能ブロック20A〜20Cの出力端にこのバスドライブ
回路10をそれぞれ接続し、これらバスドライブ回路1
0の出力端子を共通接続して次段と接続するような場合
でも、これらバスドライブ回路10の切換え時にQ1
2 が同時にオンとなることがないので、これらバスド
ライブ回路10間で貫通電流が流れることはない。
【0009】
【発明が解決しようとする課題】特開平3−82218
号公報(図5,図6)に開示されたバスライン・プルア
ップ・プルダウンの技術により貫電流は回避できる
が、図7のように複数のバッファがバスラインX3 で接
続され、ハイ・インピーダンス状態が解除された時、バ
スファイトが発生する。その際の対策がなされていな
い。出力バッファ2の出力がH、出力バッファ6の
出力がLであるとすると、トランジスタTP3がオン、
トランジスタTN7がオンであるから電源VDDから電
源VSSに矢印で示されるように貫電流が流れてしま
う。
【0010】また特開平1−279630号(図8,
9)では、クロック信号CKと制御信号CNのタイミン
グ設計が難しく、またクロック信号CKの後縁が立下が
って遅延が決まりデータ伝播時間が遅くなる。素子数も
クロックの制御のための3個のNORゲートが増加す
る。貫電流に関しては制御信号がいずれか1ケのみ選
択された時は流れないが、間違って2ケ以上選択された
場合、例えば図9においてCNA=L,CNB=L,C
NC=H,DTA=H,DTB=L,DTC=Lまたは
Hの場合、10A内のPチャンネルMOSトランジスタ
2 がオン、10B内のNチャンネルMOSトランジス
タQ1 がオンで貫電流が流れてしまう。
【0011】本発明は上記問題に鑑み、バスファイトの
発生を防止できるとともに、バスラインをハイインピー
ダンスにさせないバスドライブシステムを提供すること
を目的とする。
【0012】
【課題を解決するための手段】本発明のバスドライブシ
ステムは、出力段がPチャンネルMOSトランジスタと
NチャンネルMOSトランジスタで構成された複数のバ
スドライブ回路の出力端が共通のバスラインに接続され
ており、前記バスドライブ回路の出力端の電位で制御さ
れ、前記バスドライブ回路の出力段におけるPチャンネ
ルMOSトランジスタと直列に接続されたスイッチ回路
と、前記各バスドライブ回路の出力段におけるNチャン
ネルMOSトランジスタへの入力に対応した信号が入力
され、出力が前記バスラインに接続されたノアゲートと
を有するか、前記バスドライブ回路の出力端の電位で制
御され、前記バスドライブ回路の出力段におけるNチャ
ンネルMOSトランジスタと直列に接続されたスイッチ
回路と、前記各バスドライブ回路の出力段におけるPチ
ャンネルMOSトランジスタへの入力に対応した信号が
入力され、出力が前記バスラインに接続されたナンドゲ
ートとを有する。
【0013】
【作用】バスラインに接続されているバスドライブ回路
の出力端が全てハイインピーダンスになっても、ノアゲ
ートあるいはナンドゲートがバスラインを0あるいは1
のいずれかの論理レベルに設定する。ノアゲートあるい
はナンドゲートが設定するバスラインの論理レベルと異
なる論理レベルの出力を、いずれかのバスドライブ回路
が出力しようとすると、スイッチ回路がそれを阻止し、
バスファイトの発生を防止する。
【0014】
【実施例】次に、本発明の実施例について図面を参照し
て説明する。図1は本発明のバスドライブ回路の第1の
実施例を示すブロック図である。
【0015】ドライブ回路A10は、データ信号A11およ
び制御信号A12を入力し、出力段のPチャンネルMOS
トランジスタ(以下PMOSという)a13と、Nチャン
ネルMOSトランジスタ(以下NMOSという)a14
介してバス配線X10に接続される負荷を駆動する。この
場合、電源端子VDDとPMOSa13のソース間に電流
経路を切るスイッチ回路としてPMOSa12を挿入し、
バス配線X10の信号を入力とするインバータa11でPM
OSa12を制御している。
【0016】ドライブ回路B10,C10は、ドライブ回路
10と同様な回路であり出力はバス配線X10に接続され
ている。ドライブD1,D2は、バス配線X10を入力と
している。また、NORゲートY10は、各ドライブ
10,B10,C10のNORゲートa16,b16,・・の出
力A13,B13,C13を入力としている。NANDゲート
15,NORゲートa16,インバータa17によりデータ
信号A11を制御信号A12に従って制御している。
【0017】次に図1の実施例の動作について図3に示
された真理値表を参照しつつ説明する。図3において、
ドライブC10については説明を簡単にするため省略して
ある。バス配線X10が通常のハイインピーダンス状態
時、即ち制御信号A12=0,制御信号B12=0の時、出
力A13=0,出力B13=0となり、NORゲートY10
より、バス配線X10=1となる。従ってインバータ
11,b11を介し、PMOSa12,b12はオンするがN
MOSa14,b14はオフであるため、バス配線X10は1
に保持され、フローティングにはならない。
【0018】制御信号A12,B12が両方とも選択され
(A12=1,B12=1)、データ信号A11=1,B11
0の時、いわゆる通常でのバスファイト時、ゲート出力
13=0,B13=1となり、バス配線X10=0となる。
PMOSa12,b12はオフとなり、VDD→a12→a13
→X10→b14→GNDの電流経路をPMOSa12で切る
ことになる。同様に制御信号A12=1,B12=1、デー
タ信号A11=0,B11=1の時も、VDD→b12→b13
→X10→a14→GNDの電流経路をPMOSb12がオフ
となることで切ることになる。なお、この第1の実施例
の場合、電源端子VDDとPMOSa 13 のソース間に電
流経路を切るスイッチ回路としてPMOSa 12 を挿入し
たが、PMOSa 13 のソースとバスドライブ回路の出力
端間に電流経路を切るスイッチ回路としてPMOSa 12
を挿入しても同様の効果が得られることは、縦積みのM
OSトランジスタの位置を入れ替えても同じ動作をする
ことはMOSトランジスタの特徴であることから明らか
である。
【0019】次に本発明の第2の実施例について図2お
よび図4を参照して説明する。本実施例は図1の実施例
と同じ原理に基づいて構成されている。電流経路を切る
スイッチ回路を出力段のNMOSのソースとGNDとの
間に挿入したものである。ドライブ回路A20は、データ
信号A21および制御信号A22を入力し、出力段のPMO
Sa23と、NMOSa24を介してバス配線X20に接続さ
れる負荷を駆動する。NMOSa24のソースとグランド
(GND)との間にNMOSa22をいれ、バス配線X20
の信号を入力とするインバータa21でNMOSa22を制
御している。
【0020】ドライブ回路B20,C20はドライブ回路A
20と同様な回路であり、出力はバス配線X20に接続され
ている。NANDゲートY20は各ドライブ回路A20,B
20,C20のNANDゲートa25,b25,・・のゲート出
力A23,B23,C23を入力としている。NANDゲート
25、NORゲートa26、インバータa27によりデータ
信号A21を制御信号A22に従って制御している。
【0021】次に本実施例の動作について図4の真理値
表を参照しつつ説明する。ドライブ回路C20については
説明を簡単にするために図4より省略する。バス配線X
20が通常のハイインピーダンス状態時、即ち制御信号A
22=0,B22=0の時、ゲート出力A23=1,B23=1
となりNANDゲートY20によりバス配線X20=0とな
る。従ってインバータa21,b21を介し、NMOS
22,b22はオンするが、PMOSa23,b23はオフで
あるため、バス配線X20は0のままでフローティングに
ならない。制御信号A22,B22が両方とも選択され(A
22=1,B22=1)、データ信号A21=1,B21=0の
時、いわゆる通常でのバスファイト時、ゲート出力A23
=0,B23=1となり、NANDゲートY20を介しバス
配線X20は1となる。そしてNMOSa22,b22はオフ
となり、VDD→a23→X20→b24→b22→GNDの電
流経路をNMOSb22で切ることになる。同様に制御信
号A22=1,B22=1、データ信号A21=0,A11=1
の時も、VDD→b23→b13→X20→a24→a22→GN
Dの電流経路をNMOSa22がオフとなることで切るこ
とになる。なお、この第2の実施例の場合、グランド
(GND)とNMOSa 24 のソース間に電流経路を切る
スイッチ回路としてNMOSa 22 を挿入したが、NMO
Sa 24 のソースとバスドライブ回路の出力端間に電流経
路を切るスイッチ回路としてNMOSa 22 を挿入しても
同様の効果が得られることは、縦積みのMOSトランジ
スタの位置を入れ替えても同じ動作をすることはMOS
トランジスタの特徴であることから明らかである。
【0022】
【発明の効果】以上説明したように本発明は、競合した
ドライブ出力段のPMOS,NMOSがオフとなっても
NOR論理ドライブY10あるいはNAND論理ドライブ
20で1および0に固定し、フローティングを防止す
る。それによりバス配線X10,X 20を入力とするドライ
ブはゲート電位は前記により1および0であるため貫通
電流は流れない。
【0023】また2ケ以上のドライブが選択された場合
でも前記のスイッチ回路の制御により電流を切りバス配
線を介しての貫通電流は流れなくなる。
【0024】従って貫電流によるラッチアップ等の誤
動作、消費電流の増大を防ぐ効果がある。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明のバスドライブ回路の第1の実施例を示
すブロック図である。
【図2】本発明の第2の実施例を示すブロック図であ
る。
【図3】図1の実施例の動作を説明するための図であ
る。
【図4】図2の実施例の動作を説明するための図であ
る。
【図5】従来例(特開平3−82218号)におけるバ
ッファ回路を示すブロック図である。
【図6】従来例(特開平3−82218号)における他
のバッファ回路を示すブロック図である。
【図7】従来例(特開平3−82218号)のバス構成
を示すブロック図である。
【図8】従来例(特開平1−279630号)における
バッファ回路を示すブロック図である。
【図9】従来例(特開平1−279630号)のバス構
成を示すブロック図である。
【符号の説明】
10,B10,C10,A20,B20,C20 ドライブ回路 A11,B11,C11,A21,B21,C21 データ信号 A12,B12,C12,A22,B22,C22 制御信号 A13,B13,C13,A23,B23,C23 ゲート出力 D1,D2 ドライバ X10,X20 バス配線 Y10,a16,b16,a26,b26 NORゲート Y20,a15,b15,a25,b25 NANDゲート a11,b11,a17,b17,a21,b21,a27,b27
インバータ a12,b12,a13,b13,a23,b23 Pチャンネ
ルMOSトランジスタ(PMOS) a14,b14,a22,b22,a24,b24 Nチャンネ
ルMOSトランジスタ(NMOS)

Claims (4)

    (57)【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 出力段がPチャンネルMOSトランジス
    タとNチャンネルMOSトランジスタで構成された複数
    のバスドライブ回路の出力端が共通のバスラインに接続
    されたバスドライブシステムにおいて、前記バスドライブ回路の出力端の電位で制御され、前記
    バスドライブ回路の出力段におけるPチャンネルMOS
    トランジスタと直列に接続された スイッチ回路と、 前記各バスドライブ回路の出力段におけるNチャンネル
    MOSトランジスタへの入力に対応した信号が入力さ
    れ、出力が前記バスラインに接続されたノアゲートとを
    有することを特徴とするバスドライブシステム。
  2. 【請求項2】 出力段がPチャンネルMOSトランジス
    タとNチャンネルMOSトランジスタで構成された複数
    のバスドライブ回路の出力端が共通のバスラインに接続
    されたバスドライブシステムにおいて、前記バスドライブ回路の出力端の電位で制御され、前記
    バスドライブ回路の出力段におけるNチャンネルMOS
    トランジスタと直列に接続された スイッチ回路と、 前記各バスドライブ回路の出力段におけるPチャンネル
    MOSトランジスタへの入力に対応した信号が入力さ
    れ、出力が前記バスラインに接続されたナンドゲートと
    を有することを特徴とするバスドライブシステム。
  3. 【請求項3】 第1の電源と出力端との間に接続された
    PチャンネルMOSトランジスタと、第2の電源と出力
    端との間に接続されたNチャンネルMOSトランジスタ
    とからなる出力段を有し、データ信号と制御信号とを入
    力するバスドライブ回路が、複数個それぞれの出力端を
    介して同一のバスラインに接続されているバスドライブ
    システムにおいて、 前記各バスドライブ回路にそれぞれ配設され、入力する
    制御信号がアクティブのときは、データ信号の論理レベ
    ルを反転して第1のゲート駆動信号として出力段のNチ
    ャンネルMOSトランジスタのゲートに印加し、入力す
    る制御信号がインアクティブのときは、第1のゲート駆
    動信号を論理レベル0にする第1のゲート回路と、 前記各バスドライブ回路にそれぞれ配設され、入力する
    制御信号がアクティブのときは、データ信号の論理レベ
    ルを反転して第2のゲート駆動信号として出力段のPチ
    ャンネルMOSトランジスタのゲートに印加し、入力す
    る制御信号がインアクティブのときは、第2のゲート駆
    動信号を論理レベル1にする第2のゲート回路と、 前記各バスドライブ回路にそれぞれ配設され、出力端が
    論理レベル0のとき前記バスドライブ回路の出力端と第
    1の電源とを切り離すスイッチ回路と、 前記各バスドライブ回路の出力する第1のゲート駆動信
    号のノアをとり、その結果を前記バスラインに出力する
    ノアゲートとを有することを特徴とするバスドライブシ
    ステム。
  4. 【請求項4】 第1の電源と出力端との間に接続された
    PチャンネルMOSトランジスタと、第2の電源と出力
    端との間に接続されたNチャンネルMOSトランジスタ
    とからなる出力段を有し、データ信号と制御信号とを入
    力するバスドライブ回路が、複数個それぞれの出力端を
    介して同一のバスラインに接続されているバスドライブ
    システムにおいて、 前記各バスドライブ回路にそれぞれ配設され、入力する
    制御信号がアクティブのときは、データ信号の論理レベ
    ルを反転して第1のゲート駆動信号として出力段のNチ
    ャンネルMOSトランジスタのゲートに印加し、入力す
    る制御信号がインアクティブのときは、第1のゲート駆
    動信号を論理レベル0にする第1のゲート回路と、 前記各バスドライブ回路にそれぞれ配設され、入力する
    制御信号がアクティブのときは、データ信号の論理レベ
    ルを反転して第2のゲート駆動信号として出力段のPチ
    ャンネルMOSトランジスタのゲートに印加し、入力す
    る制御信号がインアクティブのときは、第2のゲート駆
    動信号を論理レベル1にする第2のゲート回路と、 前記各バスドライブ回路にそれぞれ配設され、出力端が
    論理レベル1のとき前記バスドライブ回路の出力端と第
    2の電源とを切り離すスイッチ回路と、 前記各バスドライブ回路の出力する第2のゲート駆動信
    号のナンドをとり、その結果を前記バスラインに出力す
    るナンドゲートとを有することを特徴とするバスドライ
    ブシステム。
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