JP2647460B2 - Bus precharge circuit and high-speed logic system - Google Patents

Bus precharge circuit and high-speed logic system

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JP2647460B2
JP2647460B2 JP63260566A JP26056688A JP2647460B2 JP 2647460 B2 JP2647460 B2 JP 2647460B2 JP 63260566 A JP63260566 A JP 63260566A JP 26056688 A JP26056688 A JP 26056688A JP 2647460 B2 JP2647460 B2 JP 2647460B2
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precharge circuit
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circuit
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Description

【発明の詳細な説明】 [産業上の利用分野] 本発明はバスプリチャージ回路及びこれを備える高速
論理システムに係り、特に、バス幅が大きい場合に好適
なバスプリチャージ回路及び高速論理システムに関す
る。
Description: BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to a bus precharge circuit and a high-speed logic system including the same, and more particularly, to a bus precharge circuit and a high-speed logic system suitable for a large bus width. .

[従来の技術] CMOS回路を使用した論理システムではダイナミック型
バスを多用しており、pチャネルMOSトランジスタ(以
下、pMOSという。)を用いたバスプリチャージ回路は周
知である。
[Prior Art] In a logic system using a CMOS circuit, a dynamic bus is frequently used, and a bus precharge circuit using a p-channel MOS transistor (hereinafter, referred to as a pMOS) is well known.

第10図は、従来のバスプリチャージ回路の構成図であ
る。第10図において、nビット構成のバス1の各ビット
線1-1〜1-n対応にpMOS2-1〜2-nが用意され、各pMOSのド
レインが対応するビット線に接続され、ソースは電源に
共通接続され、ゲートはクロック信号線に共通接続され
ている。例えばビット線1-1に接続されている論理回路
3は、直列接続された2つのnチャネルMOSトランジス
タ(以下、nMOSという。)4,5を備え、nMOS4のソースが
ビット線1-1に、nMOS5のドレインが基準電位(以下、ア
ース電位「GND」という。)に接続されている。そし
て、各nMOS4,5のゲートに入力するクロック信号φ,デ
ータ信号Dの各レベルに応じて、pMOS2-1により所定電
位に設定されたビット線1-1をGNDに接続して他方の所定
電位(この場合はGND電位)にスイッチさせる。
FIG. 10 is a configuration diagram of a conventional bus precharge circuit. In FIG. 10, pMOSs 2 -1 to 2 -n are prepared corresponding to the respective bit lines 1 -1 to 1 -n of the n-bit bus 1, and the drains of the respective pMOSs are connected to the corresponding bit lines, and the source is The gate is commonly connected to a power supply, and the gate is commonly connected to a clock signal line. For example, the logic circuit 3 which is connected to the bit line 1 -1, two series-connected n-channel MOS transistors (hereinafter, referred to as nMOS.) 4, 5 provided with a source to the bit line 1 -1 of nMOS 4, The drain of the nMOS 5 is connected to a reference potential (hereinafter, referred to as a ground potential “GND”). Each nMOS4,5 clock signal φ inputted to the gate of, depending on the level of the data signal D, pMOS2 -1 by the other to GND bit line 1 -1 which is set to a predetermined potential of a predetermined potential (In this case, GND potential).

第11図は、第10図に示す従来のバスプリチャージ回路
の動作を説明する波形図である。この例では、クロック
φの“0"の期間T1にバスがプリチャージされる。このプ
リチャージにおいて、pMOS2によるプリチャージ電流が
→→と大きくなるに従って、バス電位も→→
とその立ち上がりが早くなる。バス幅が大きく(構成
ビット線数が多く)なるに従ってクロックφの期間T1
短くしなければならず、これに伴ってバス電位の立ち上
げを早くしなければならない。つまり、短時間に大きな
プリチャージ電流を流す必要が生じる。
FIG. 11 is a waveform chart for explaining the operation of the conventional bus precharge circuit shown in FIG. In this example, the bus is precharged during a period T 1 of the "0" of the clock phi. In this precharge, as the precharge current by the pMOS2 increases to →→, the bus potential also changes to →→
And its rise becomes faster. Must be shortened period T 1 of the clock φ in accordance with the bus width increases (Configuration bit line number is a number) must quickly launch of bus voltage accordingly. That is, a large precharge current needs to flow in a short time.

尚、従来技術に関連するものとして、特開昭54−8955
8号がある。
Incidentally, Japanese Patent Application Laid-Open No. 54-8955
There is No. 8.

[発明が解決しようとする課題] 一般的にダイナミック型論理システムは複数組のダイ
ナミックバスを有し、各組のバス幅も大型化(例えば、
32ビット構成)してきている。このような大型バスをプ
リチャージする場合に上記従来技術を適用すると、短時
間にプリチャージ電流が集中し、これにより電源ノイズ
が発生してしまうという問題がある。電源ノイズを許容
レベル以下に抑えるには、プリチャージ時間を長くして
電流の変化をなだらかにする必要があるが、これはシス
テムの高速化を阻害することになる。システムの高速化
を図るには、上記電源ノイズの問題を解決する必要があ
り、この問題は、半導体素子の高性能化,高速化が進む
に従い避けて通れなくなってきている。
[Problems to be Solved by the Invention] Generally, a dynamic logic system has a plurality of sets of dynamic buses, and the bus width of each set is also increased (for example,
32 bit configuration). If the above-described conventional technique is applied to precharging such a large bus, there is a problem that the precharge current concentrates in a short time, thereby causing power supply noise. In order to keep the power supply noise below an allowable level, it is necessary to lengthen the precharge time and make the current change gradual, but this will hinder the speeding up of the system. In order to increase the speed of the system, it is necessary to solve the problem of the power supply noise, and this problem has become unavoidable as the performance and speed of the semiconductor element increase.

本発滅の目的は、バスプリチャージ時間を短縮し且つ
電源ノイズを許容レベル以下に抑えるバスプリチャージ
回路及びこれを使用した高速論理システムを提供するこ
とにある。
An object of the present invention is to provide a bus precharge circuit that reduces a bus precharge time and suppresses power supply noise to an allowable level or less, and a high-speed logic system using the same.

[課題を解決するための手段] 上記目的は、バスのプリチャージを2段構成で行うよ
うにし、まず第1プリチャージ手段でバスをプリチャー
ジし、バス電位がある電位に達したとき第2プリチャー
ジ手段を起動してバス電位を所定電位にすることで、達
成される。また、前記第1プリチャージ手段と第2プリ
チャージ手段とバス電位がある電位に達したことを検出
する手段とを備えるバスプリチャージ回路を論理システ
ムに設けることで、達成できる。
[Means for Solving the Problems] The object of the present invention is to precharge the bus in a two-stage configuration. First, the bus is precharged by the first precharge means, and when the bus potential reaches a certain potential, the second precharge is performed. This is achieved by activating the precharge means and setting the bus potential to a predetermined potential. Further, this can be achieved by providing a bus precharge circuit provided in the logic system, the bus system including the first precharge unit, the second precharge unit, and a unit for detecting that the bus potential has reached a certain potential.

[作用] 本発明のバスプリチャージ回路によってバスをプリチ
ャージする場合、第1プリチャージ手段である程度バス
電位を立ち上げてから第2プリチャージ手段及び第1プ
リチャージ手段で、あるいは第2プリチャージ手段だけ
でプリチャージ期間内にバス電位を所定電位にする。こ
れにより、プリチャージ開始直後(クロック信号直後)
に充電電流が集中することはない。従って、このバスプ
リチャージ回路を単独であるいは従来のバスプリチャー
ジ回路と共用することで、過渡的なプリチャージ電流を
分散させ、高速論理システムにおける短時間のバスプリ
チャージ時に電源ノイズを許容レベル以下に抑えること
が可能になる。
[Operation] When the bus is precharged by the bus precharge circuit of the present invention, the bus potential is raised to some extent by the first precharge means and then by the second precharge means and the first precharge means, or by the second precharge means. The bus potential is set to a predetermined potential within the precharge period by only means. As a result, immediately after the start of precharge (immediately after the clock signal)
The charging current does not concentrate on the battery. Therefore, by using this bus precharge circuit alone or in common with the conventional bus precharge circuit, the transient precharge current can be dispersed, and the power supply noise can be reduced to an allowable level or less during short-time bus precharge in a high-speed logic system. It becomes possible to suppress.

[実施例] 以下、本発明の好適な実施例を第1図〜第9図を参照
して説明する。
Embodiment A preferred embodiment of the present invention will be described below with reference to FIGS.

第1図(a)は、本発明の第1実施例に係るバスプリ
チャージ回路を備える高速論理システムの要部構成図で
ある。nビット構成のバス1の各ビット線-1〜1-n対応
に、バスプリチャージ回路6-1〜6-n及び論理回路3-1〜3
-nが接続されている。尚、7は電源端子、8はクロック
信号(φ)線である。また、各論理回路3-1〜3-nの構成
は第10図の論理回路3と同様である。
FIG. 1A is a configuration diagram of a main part of a high-speed logic system including a bus precharge circuit according to a first embodiment of the present invention. The bus precharge circuits 6 -1 to 6 -n and the logic circuits 3 -1 to 3 -3 correspond to the respective bit lines -1 to 1 -n of the n-bit bus 1.
-n is connected. Reference numeral 7 denotes a power supply terminal, and reference numeral 8 denotes a clock signal (φ) line. The configuration of each of the logic circuits 3-1 to 3- n is the same as that of the logic circuit 3 in FIG.

第1図(b)は、クロック信号φの波形図である。各
バスプリチャージ回路6-1〜6-nはクロック信号φが“0"
を示すT1期間に活性化され、対応するビット線1-1〜1-n
を後述する様にプリチャージする。各論理回路3-1〜3-n
はクロック信号φが“1"を示すT2期間に活性化され、対
応するビット線1-1〜1-nにデータ信号を出力する。デー
タ信号が“1"の場合は接続するビット線の電位を引き下
げることを意味し、“0"の場合は接続するバスビット線
の電位が変わらないことを意味する。
FIG. 1B is a waveform diagram of the clock signal φ. Each bus precharge circuit 6 -1 to 6 -n clock signal φ is "0"
It is activated period T 1 showing the corresponding bit line 1 -1 to 1 -n
Is precharged as described later. Each logic circuit 3 -1 to 3 -n
Is activated in period T 2 showing the clock signal φ is "1", and outputs the data signal to the corresponding bit line 1 -1 to 1 -n. When the data signal is "1", it means that the potential of the connected bit line is lowered, and when it is "0", it means that the potential of the connected bus bit line does not change.

第2図は、第1図(a)に示すバスプリチャージ回路
の詳細構成図である。尚、各バスプリチャージ回路6-1
〜6-nは同一構成のため、回路6-1についてのみ図示す
る。
FIG. 2 is a detailed configuration diagram of the bus precharge circuit shown in FIG. 1 (a). Each bus precharge circuit 6 -1
To 6 -n because the same configuration, illustrated only circuit 6-1.

このバスプリチャージ回路は、第1バスプリチャージ
手段を構成するpMOS10と、第2バスプリチャージ手段を
構成する2つのpMOS11,12及びnpnトランジスタ13と、バ
ス電位識別手段を構成するインバータ14とを備える。pM
OS10は、ソースが電源端子7に、ゲートがクロック信号
線8に、ドレインがバスビット線1-1に接続されてい
る。pMOS11は、ソースが電源端子7に、ゲートがクロッ
ク信号線8に、ドレインがpMOS12のソースに接続されて
いる。pMOS12のドレインおよびゲートは夫々npnトラン
ジスタ13のゲートおよびインバータ14の出力に接続さ
れ、npnトランジスタ13のコレクタ及びエミッタは夫々
電源端子7及びバスビット線1-1に接続されている。そ
して、インバータ14の入力はバスビット線1-1に接続さ
れている。尚、15はnpnトランジスタ13のベースとバス
ビット線1-1との間に設けられたベース電化ディスチャ
ージ手段であり、16はバスビット線1-1に結合された容
量負荷である。
This bus precharge circuit includes a pMOS 10 constituting a first bus precharge unit, two pMOSs 11 and 12 and an npn transistor 13 constituting a second bus precharge unit, and an inverter 14 constituting a bus potential identification unit. Prepare. pM
OS10 has a source to the power supply terminal 7, a gate clock signal line 8, and the drain is connected to the bus bit line 1 -1. The pMOS 11 has a source connected to the power supply terminal 7, a gate connected to the clock signal line 8, and a drain connected to the source of the pMOS 12. The drain and gate of pMOS12 is connected to the output of the gate and inverter 14 of each npn transistor 13, the collector and emitter of npn transistor 13 is connected to each power supply terminal 7 and the bus bit line 1 -1. The input of the inverter 14 is connected to the bus bit line 1-1 . Incidentally, 15 is a base electric discharge means provided between the base and the bus bit line 1 -1 of the npn transistor 13, 16 is a capacitive load coupled to the bus bit line 1 -1.

次に、上述したバスプリチャージ回路の動作を第3図
の波形図を参照して説明する。
Next, the operation of the above bus precharge circuit will be described with reference to the waveform diagram of FIG.

今、バスビット線1-1の電位が“0"レベルのときにク
ロック信号φが“1"レベルから“0"レベルに変化したと
すると、pMOS10,11がオンする。一方、インバータ14の
出力はバスビット線1-1の電位が“0"レベルなので“1"
となっている。従って、pMOS12はオフ状態であり、npn
トランジスタ13はベース電流がゼロのためオフ状態にな
っている。このため、クロック信号φが“0"レベルにス
イッチしてからバスビット線1-1がある電位Hに達する
までの時間t1は、pMOS10だけがバスビット線1-1のプリ
チャージに寄与する。バスビット線1-1の電位がある電
位Hに達すると、インバータ14の出力が反転して“0"と
なり、pMOS12がオン状態になる。これによりnpnトラン
ジスタ13がオン状態になり、電源端子7からnpnトラン
ジスタ13を通ってバスビット線1-1に大きな充電電流が
流れる。つまり、期間t2においてはpMOS10とnpnトラン
ジスタ13の両方がバスビット線1-1のプリチャージに寄
与する。
Now, when the potential of the bus bit line 1 -1 "0" clock signal φ when the level is changed to "0" level from "1" level, PMOS10,11 is turned on. On the other hand, the output of inverter 14 is the potential of the bus bit line 1 -1 "0" because the level "1"
It has become. Therefore, pMOS12 is off and npn
The transistor 13 is off because the base current is zero. Therefore, the time t 1 from when the switch to the clock signal φ is "0" level until a potential H which is a bus bit line 1 -1, only pMOS10 contributes to precharge the bus bit line 1 -1 . Upon reaching the potential H which have the potential of the bus bit line 1 -1, the output of inverter 14 is inverted to "0" and, PMOS 12 is turned on. Thus npn transistor 13 is turned on, flowing a large charging current to the bus bit line 1 -1 from the power supply terminal 7 through the npn transistor 13. In other words, both pMOS10 and npn transistor 13 during the period t 2 contributes to precharge the bus bit line 1 -1.

このように本実施例では、プリチャージ初期において
は比較的駆動電流の小さいpMOS10でプリチャージを行っ
て充電電流の集中を軽減し、バス電位がある電位H(H
の大きさはインバータ14の特性による。)に達した後は
pMOS10と駆動電流の大きいnpnトランジスタ13との両方
でプリチャージするので、クロック信号φが“0"である
時間内(プリチャージ期間)にプリチャージを完了する
ことができる。従って、高速プリチャージと電流集中排
除の両方を達成することができる。
As described above, in the present embodiment, in the initial stage of precharge, precharge is performed by the pMOS 10 having a relatively small drive current to reduce the concentration of the charge current, and the bus potential is set to a certain potential H (H
Depends on the characteristics of the inverter 14. After reaching)
Since the precharge is performed by both the pMOS 10 and the npn transistor 13 having a large drive current, the precharge can be completed within the time (precharge period) when the clock signal φ is “0”. Therefore, both high-speed precharge and current concentration elimination can be achieved.

第4図は本発明の第2実施例に係るバスプリチャージ
回路の構成図である。第1実施例では、第2プリチャー
ジ手段として駆動電流の大きいnpnトランジスタ13を使
用したが、本実施例ではこのnpnトランジスタを省略
し、pMOS12のドレインを直接バスビット線1-1に接続し
ている点が異なる。従って、バスビット線1-1の電位が
ある電位Hに達した後は、pMOS11,12を通る充電電流
と、pMOS10を通る充電電流とでプリチャージが行われ
る。
FIG. 4 is a configuration diagram of a bus precharge circuit according to a second embodiment of the present invention. In the first embodiment, instead of the large npn transistor 13 of the drive current as a second precharge means, in the present embodiment to omit this npn transistors, it is connected directly to the bus bit line 1 -1 drain of pMOS12 Are different. Thus, after reaching the potential H which have the potential of the bus bit line 1 -1, a charge current through the PMOS11,12, precharging is performed at a charging current through the PMOS 10.

タイナミック型論理システムは複数組のダイナミック
バスを備えているが、その全てのバスを本発明に係るバ
スプリチャージ回路でプリチャージする必要はない。要
は充電電流の集中を排除すればよいので、従来の単一型
プリチャージ回路と混在させて使用することもできる。
Although the dynamic logic system has a plurality of sets of dynamic buses, it is not necessary to precharge all the buses with the bus precharge circuit according to the present invention. The point is that it is only necessary to eliminate the concentration of the charging current, so that it can be used in combination with a conventional single-type precharge circuit.

第5図は、ダイナミック型論理システムの要部構成図
である。この論理システムでは、2組のnpnビット構成
のバス1,20を備えている。バス1のプリチャージは、第
2図あるいは第4図で説明したプリチャージ回路6-1〜6
-nでプリチャージし、バス20のプリチャージは単一構成
の従来と同様のプリチャージ回路9-1〜9-nでプリチャー
ジする。第6図(a)は単一構成のプリチャージ回路の
構成図である。この単一構成のプリチャージ回路は、ク
ロック信号φが“0"になったときpMOS21がオンとなって
npnトランジスタ22をオン状態とし、これにより電源よ
り大きな充電電流がバスビット線20-iに流れ込む。これ
により、第6図(b)に示すように、プリチャージ初期
に大きな充電電流が集中することになる。しかし、バス
20を従来と同様にプリチャージしても、バス1を本発明
実施例のプリチャージ回路6-1〜6-nでプリチャージする
ので、プリチャージ電流が集中しても、そのとき発生す
る電源ノイズは許容レベル以下に抑えられ、問題はな
い。従って、この様にシステムを構成することでも、高
速化と低ノイズ化を達成できる。
FIG. 5 is a configuration diagram of a main part of the dynamic logic system. This logical system includes two sets of buses 1 and 20 each having an npn bit configuration. The precharge of the bus 1 is performed by the precharge circuits 6 -1 to 6-6 described in FIG. 2 or FIG.
-n , and the bus 20 is precharged by a single precharge circuit 9 -1 to 9 -n similar to the conventional one. FIG. 6A is a configuration diagram of a precharge circuit having a single configuration. In this single-configuration precharge circuit, when the clock signal φ becomes “0”, the pMOS 21 is turned on.
The npn transistor 22 is turned on, whereby a charging current larger than the power supply flows into the bus bit line 20- i . As a result, as shown in FIG. 6 (b), a large charging current is concentrated at the beginning of the precharge. But bus
Be precharged as in the prior art to 20, since the pre-charge bus 1 in the precharge circuit 6 -1 to 6 -n of the present invention embodiment, even if the pre-charge current is concentrated to generate the time power The noise is kept below the allowable level, and there is no problem. Therefore, high speed and low noise can be achieved by configuring the system in this manner.

第5図では、バス毎にプリチャージ特性の異なるバス
プリチャージ回路を用いたが、バスのビット線の一部と
その他とを異なる特性のプリチャージ回路を使用してプ
リチャージしても、プリチャージ電流の集中を排除で
き、高速化と低ノイズ化を図ることができる。
In FIG. 5, a bus precharge circuit having different precharge characteristics is used for each bus. However, even when a part of the bit lines of the bus and the other are precharged using precharge circuits having different characteristics, the precharge circuit can be used. Concentration of charge current can be eliminated, and high speed and low noise can be achieved.

第7図の高速論理システムでは、32ビット構成のバス
30をプリチャージする場合、奇数番目のビット線を第2
図または第4図で説明したプリチャージ回路6-Odd1〜6
-Odd31でプリチャージし、偶数番目のビット線を第6図
で説明した単一構成のプリチャージ回路9-even2〜9
-even32でプリチャージするようにしている。また、第
8図の高速論理システムでは、32ビット構成のバス30を
プリチャージする場合、1〜16番目までの上記ビットを
第2図または第4図で説明したプリチャージ回路6-1〜6
-16でプリチャージし、17〜32番目までの下位ビットは
第6図で説明した単一構成のプリチャージ回路でプリチ
ャージするようにしている。
In the high-speed logic system shown in FIG.
When precharging 30, the odd-numbered bit lines
Precharge circuit 6 -Odd1 to 6 explained in FIG. 4 or FIG.
-Odd31 , and the even-numbered bit lines have a single-structured precharge circuit 9 described in FIG. 6 -even2 to 9
I precharge with -even32 . In the high-speed logic system shown in FIG. 8, when precharging the bus 30 having a 32-bit configuration, the first to sixteenth bits are replaced by the precharge circuits 6 -1 to 6 -6 shown in FIG. 2 or FIG.
The precharge is performed at -16 , and the 17th to 32nd lower bits are precharged by the single-structure precharge circuit described with reference to FIG.

第9図は、本発明の第3実施例に係るバスプリチャー
ジ回路に論理回路を組み合わせたドミノ型論理回路の構
成図である。バスプリチャージ回路部分の構成は第4図
の第2実施例と同様なので、同一構成要素には同一符号
を付してその説明を省略し、異なる箇所のみ説明する。
尚、第9図においては、バスビット線1-1は線ではなく
内部ノード(点)1-1として表されている。
FIG. 9 is a configuration diagram of a domino logic circuit in which a logic circuit is combined with a bus precharge circuit according to a third embodiment of the present invention. Since the configuration of the bus precharge circuit is the same as that of the second embodiment shown in FIG. 4, the same components are denoted by the same reference numerals, and the description thereof will be omitted. Only different portions will be described.
In FIG. 9, the bus bit line 1-1 is not a line but an internal node (point) 1-1 .

nMOS33のゲートはクロック信号線8が接続され、ソー
スは基準電位(今の場合、GND)に接続されている。そ
して、ドレインとバスビット線1-1との間に、組み合わ
せ論理部を構成する2つの直列接続されたnMOS31,32が
接続されている。
The gate of the nMOS 33 is connected to the clock signal line 8, and the source is connected to a reference potential (in this case, GND). Then, between the drain and the bus bit line 1 -1, two series-connected nMOS31,32 constituting the combinational logic unit is connected.

このドミノ型論理回路は、クロック信号φが“1"レベ
ルのとき、つまり第1図(b)の期間T2において、pMOS
10,11がオフでnMOS33がオンとなる。この状態時に、nMO
S31,32のゲート入力A,Bによって論理動作が行われる。
今、A,Bが共に“1"レベルの場合、nMOS31,32,33は全て
オンとなってバスビット線1-1は“0"レベルにスイッチ
する。これにより、インバータ14の出力は“1"レベルに
なる。A,Bの少なくとも1方が“0"レベルの場合は、バ
スビット線1-1と基準電位との間に誘電パスは形成され
ず、バスビット線1-1はプリチャージされた状態である
“1"レベルのままであり、インバータ14の出力も“0"レ
ベルのままである。尚、プリチャージ時の動作は第2図
や第4図の実施例と同様である。
The domino logic circuit, when the clock signal φ is "1" level, in the period T 2 of the words first view (b), pMOS
10 and 11 are off and nMOS 33 is on. In this state, nMO
The logic operation is performed by the gate inputs A and B of S31 and S32.
Now, A, if B a are "1" level, NMOS31,32,33 all bus bit line 1 -1 in the ON to switch to the "0" level. As a result, the output of the inverter 14 becomes "1" level. When at least one of A and B is at "0" level, no dielectric path is formed between bus bit line 1-1 and the reference potential, and bus bit line 1-1 is in a precharged state. The output remains at “1” level, and the output of the inverter 14 also remains at “0” level. The operation at the time of precharging is the same as that of the embodiment shown in FIGS.

[発明の効果] 本発明のプリチャージ回路によれば、プリチャージ開
始初期に電流が集中するのを回避できる。従って、この
プリチャージ回路を論理システムに組み込むことで、シ
ステムの高速化と低ノイズ化を共に図ることができる。
[Effects of the Invention] According to the precharge circuit of the present invention, it is possible to avoid the current from being concentrated at the beginning of the precharge. Therefore, by incorporating this precharge circuit into a logic system, both high-speed and low-noise operation of the system can be achieved.

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

第1図(a)は本発明の第1実施例に係るバスプリチャ
ージ回路を組み込んだ高速論理システムの要部構成図、
同図(b)はクロック信号の波形図、第2図は第1図に
示すバスプリチャージ回路の詳細構成図、第3図は第2
図のバスプリチャージ回路の動作を説明する波形図、第
4図は本発明の第2実施例に係るバスプリチャージ回路
の構成図、第5図は本発明に係るバスプリチャージ回路
を組み込んだダイナミック型高速論理システムの要部構
成図、第6図(a)は単一構成のバスプリチャージ回路
の構成図、同図(b)は単一構成プリチャージ回路の動
作を説明する波形図、第7図及び第8図は本発明に係る
バスプリチャージ回路のバスへの接続構成を説明する高
速論理システムの要部構成図、第9図は本発明の実施例
に係るバスプリチャージ回路と論理回路とを組み合わせ
たドミノ型論理回路の構成図、第10図は従来のバスプリ
チャージ回路を組み込んだ論理システムの要部構成図、
第11図は従来のバスプリチャージ回路の動作を説明する
波形図である。 1,20,30……バス、1-i,20-i,30-i……バスビット線、6
-i……バスプリチャージ回路、7……電源端子、8……
クロック信号線、10,11,12……pMOS、13……npnトラン
ジスタ、14……インバータ、31,32,33……nMOS。
FIG. 1A is a configuration diagram of a main part of a high-speed logic system incorporating a bus precharge circuit according to a first embodiment of the present invention;
FIG. 2B is a waveform diagram of the clock signal, FIG. 2 is a detailed configuration diagram of the bus precharge circuit shown in FIG. 1, and FIG.
FIG. 4 is a waveform diagram for explaining the operation of the bus precharge circuit shown in FIG. 4, FIG. 4 is a configuration diagram of the bus precharge circuit according to the second embodiment of the present invention, and FIG. 5 incorporates the bus precharge circuit according to the present invention. 6 (a) is a configuration diagram of a single-configuration bus precharge circuit, FIG. 6 (b) is a waveform diagram illustrating the operation of the single-configuration precharge circuit, FIG. 7 and FIG. 8 are main part configuration diagrams of a high-speed logic system for explaining a connection configuration of a bus precharge circuit according to the present invention to a bus. FIG. 9 is a diagram showing a bus precharge circuit and a bus precharge circuit according to an embodiment of the present invention. FIG. 10 is a configuration diagram of a domino type logic circuit combined with a logic circuit, FIG. 10 is a configuration diagram of a main part of a logic system incorporating a conventional bus precharge circuit,
FIG. 11 is a waveform diagram illustrating the operation of the conventional bus precharge circuit. 1,20,30… bus, 1 -i , 20 -i , 30 -i … bus bit line, 6
-i ... bus precharge circuit, 7 ... power supply terminal, 8 ...
Clock signal lines, 10, 11, 12 ... pMOS, 13 ... npn transistors, 14 ... inverters, 31, 32, 33 ... nMOS.

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 野尻 辰夫 茨城県日立市久慈町4026番地 株式会社 日立製作所日立研究所内 (72)発明者 多田 久 茨城県日立市幸町3丁目1番1号 株式 会社日立製作所日立工場内 (72)発明者 中野 哲夫 東京都青梅市今井2326番地 株式会社日 立製作所デバイス開発センタ内 (56)参考文献 特開 昭61−126683(JP,A) 特開 昭63−39196(JP,A) 特開 昭61−34619(JP,A) 特開 昭58−33739(JP,A) 特開 昭62−53517(JP,A) 特開 昭58−211226(JP,A) ──────────────────────────────────────────────────続 き Continuing from the front page (72) Inventor Tatsuo Nojiri 4026 Kuji-cho, Hitachi City, Ibaraki Prefecture Inside the Hitachi Research Laboratory, Hitachi, Ltd. (72) Inventor Hisashi Tada 3-1-1 Sachimachi, Hitachi City, Ibaraki Co., Ltd. Hitachi, Ltd. Hitachi Plant (72) Inventor Tetsuo Nakano 2326 Imai, Ome-shi, Tokyo Inside Device Development Center, Hitachi, Ltd. (56) References JP-A-61-126683 (JP, A) JP-A-63-39196 (JP, A) JP-A-61-34619 (JP, A) JP-A-58-33739 (JP, A) JP-A-62-53517 (JP, A) JP-A-58-211226 (JP, A)

Claims (10)

(57)【特許請求の範囲】(57) [Claims] 【請求項1】プリチャージ期間内にバス電位を所定電位
に設定するバスプリチャージ回路において、プリチャー
ジ期間開始に応じて動作を開始しバスをプリチャージす
る第1プリチャージ手段と、バス電位を識別するバス電
位識別手段と、プリチャージ期間内に前記バス電位識別
手段がバス電位の所定電位より低いある電位到達を検出
したときプリチャージ期間の残りの期間動作してバスを
プリチャージする第2プリチャージ手段とを備えること
を特徴とするバスプリチャージ回路。
In a bus precharge circuit for setting a bus potential to a predetermined potential during a precharge period, a first precharge means for starting operation and precharging the bus in response to the start of the precharge period, A bus potential identifying means for identifying, and a second means for operating the remaining period of the precharge period to precharge the bus when the bus potential identifying means detects a certain potential lower than a predetermined potential of the bus potential during the precharge period; A bus precharge circuit comprising: a precharge unit.
【請求項2】請求項1において、第1プリチャージ手段
と第2プリチャージ手段とはプリチャージ性能が異なる
ことを特徴とするバスプリチャージ回路。
2. The bus precharge circuit according to claim 1, wherein the first precharge means and the second precharge means have different precharge performances.
【請求項3】請求項2において、第2プリチャージ手段
のプリチャージ性能の方が第1プリチャージ手段のプリ
チャージ性能より高いことを特徴とするバスプリチャー
ジ回路。
3. The bus precharge circuit according to claim 2, wherein the precharge performance of the second precharge means is higher than the precharge performance of the first precharge means.
【請求項4】バスプリチャージ回路とバスプリチャージ
回路によってプリチャージされる複数組のバスを備える
高速論理システムにおいて、少なくとも1組のバスをプ
リチャージする請求項1乃至請求項3のいずれかに記載
のバスプリチャージ回路を備えることを特徴とする高速
論理システム。
4. A high-speed logic system comprising a bus precharge circuit and a plurality of sets of buses precharged by the bus precharge circuit, wherein at least one set of buses is precharged. A high-speed logic system comprising the bus precharge circuit described above.
【請求項5】バスプリチャージ回路とバスプリチャージ
回路によってプリチャージされるバスを備える高速論理
システムにおいて、バスを構成する1部のビット線をプ
リチャージする請求項1乃至請求項3のいずれかに記載
のバスプリチャージ回路を備えることを特徴とする高速
論理システム。
5. A high-speed logic system comprising a bus precharge circuit and a bus precharged by the bus precharge circuit, wherein a part of a bit line constituting the bus is precharged. A high-speed logic system comprising the bus precharge circuit according to item 1.
【請求項6】請求項5において、請求項1乃至請求項3
のいずれかに記載のバスプリチャージ回路は、バスの奇
数ビットあるいは偶数ビットのいずれかをプリチャージ
することを特徴とする高速論理システム。
6. The method according to claim 5, wherein:
The bus precharge circuit according to any one of the above, precharges either an odd bit or an even bit of the bus.
【請求項7】請求項5において、請求項1乃至請求項3
のいずれかに記載のバスプリチャージ回路は、バスの上
位ビットあるいは下位ビットのいずれかをプリチャージ
することを特徴とする高速論理システム。
7. The method according to claim 5, wherein:
Wherein the bus precharge circuit precharges either the upper bit or the lower bit of the bus.
【請求項8】請求項1において、第1プリチャージ手段
は第1のpチャネルMOSトランジスタで成りそのソー
ス,ドレイン,ゲートは夫々電源,バス,クロック信号
線に接続され、第2プリチャージ手段は第2,第3のpチ
ャネルMOSトランジスタ及びnpnトランジスタで成り、第
2のpチャネルMOSトランジスタのソース,ゲート,ド
レインは夫々電源,クロック信号線,第3pチャネルMOS
トランジスタのソースに接続され、第3pチャネルMOSト
ランジスタのゲート,ソースは夫々バス電位識別手段の
出力,npnトランジスタのゲートに接続され、npnトラン
ジスタのコレクタ,エミッタは夫々電源,バスに接続さ
れていることを特徴とするバスプリチャージ回路。
8. The first precharge means according to claim 1, wherein the first precharge means comprises a first p-channel MOS transistor, the source, drain and gate of which are connected to a power supply, a bus and a clock signal line, respectively. The source, gate and drain of the second p-channel MOS transistor are a power source, a clock signal line, and a third p-channel MOS transistor, respectively.
Connected to the source of the transistor, the gate and the source of the third p-channel MOS transistor are connected to the output of the bus potential identifying means, the gate of the npn transistor, and the collector and the emitter of the npn transistor are connected to the power supply and the bus, respectively A bus precharge circuit.
【請求項9】請求項1において、第1プリチャージ手段
は第1のpチャネルMOSトランジスタで成りそのソー
ス,ドレイン,ゲートは夫々電源,バス,クロック信号
線に接続され、第2プリチャージ手段は第2,第3のpチ
ャネルMOSトランジスタで成り、第2pチャネルMOSトラン
ジスタのソース,ゲート,ドレインは夫々電源,クロッ
ク信号線,第3pチャネルMOSトランジスタのソースに接
続され、第3pチャネルMOSトランジスタのゲート,ドレ
インは夫々バス電位識別手段の出力,バスに接続されて
いることを特徴とするバスプリチャージ回路。
9. The first precharge means according to claim 1, wherein said first precharge means comprises a first p-channel MOS transistor, and its source, drain and gate are connected to a power supply, a bus and a clock signal line, respectively. The source, gate, and drain of the second p-channel MOS transistor are connected to a power source, a clock signal line, and the source of the third p-channel MOS transistor, respectively. And a drain connected to the output of the bus potential identification means and the bus, respectively.
【請求項10】請求項8または請求項9に記載のバスプ
リチャージ回路を備える高速論理システムにおいて、前
記バスプリチャージ回路にバスビット線を介して接続さ
れるnチャネルMOSトランジスタの組み合わせで成る論
理回路と、該論理回路にドレインが接続されソースが基
準電位に接続されゲートにクロック信号線が接続される
nチャネルMOSトランジスタとを備える高速論理システ
ム。
10. A high-speed logic system comprising a bus precharge circuit according to claim 8 or 9, wherein a logic comprising a combination of n-channel MOS transistors connected to said bus precharge circuit via a bus bit line. A high-speed logic system comprising: a circuit; and an n-channel MOS transistor having a drain connected to the logic circuit, a source connected to a reference potential, and a gate connected to a clock signal line.
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