JP2853241B2 - Semiconductor integrated circuit and method for changing clock time width - Google Patents

Semiconductor integrated circuit and method for changing clock time width

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JP2853241B2 JP2049749A JP4974990A JP2853241B2 JP 2853241 B2 JP2853241 B2 JP 2853241B2 JP 2049749 A JP2049749 A JP 2049749A JP 4974990 A JP4974990 A JP 4974990A JP 2853241 B2 JP2853241 B2 JP 2853241B2
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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、半導体集積回路とそのクロックの時間幅を
変更する方法に関するものである。
Description: BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to a semiconductor integrated circuit and a method of changing a clock time width thereof.

従来の技術 従来、半導体集積回路では、電圧レベルを論理値に対
応させており、しきい値電圧を基準として低電位レベル
を論理値0、高電位レベルを論理値1を表す2値論理が
用いられている。また一般に半導体集積回路は、1つあ
るいは複数の論理値を入力とし1つの論理値を出力する
2値論理回路の組み合わせによって構成されている。論
理値が前記半導体集積回路の2値論理回路を伝搬する時
に、論理値の伝搬の同期をとるため、一定の周期を持つ
単相あるいは多相の方形波のクロックを使用していた。
2. Description of the Related Art Conventionally, in a semiconductor integrated circuit, a voltage level is made to correspond to a logical value, and a binary logic representing a logical value 0 for a low potential level and a logical value 1 for a high potential level based on a threshold voltage is used. Have been. In general, a semiconductor integrated circuit is configured by a combination of a binary logic circuit that receives one or a plurality of logical values and outputs one logical value. When a logical value propagates through a binary logic circuit of the semiconductor integrated circuit, a single-phase or multi-phase square wave clock having a fixed period is used to synchronize the propagation of the logical value.

従来例を第8図を用いて説明する。クロックφ2は一
定の周期Tを持つ単相の方形波である。210,220,230
は、クロックφ2の立ち上がりで入力された論理値を取
りこみ一時的に記憶し、論理値の値を変えることなくそ
のまま出力するラッチである。240,50は、入力された論
理値が論理値の値を変えることなくそのまま出力し、論
理値の伝搬時間がそれぞれ5*T/6,T/6の2値論理回路
である。
A conventional example will be described with reference to FIG. The clock φ2 is a single-phase square wave having a constant period T. 210,220,230
Is a latch that takes in a logical value input at the rising edge of the clock φ2, temporarily stores the logical value, and outputs the logical value as it is without changing the logical value. Numerals 240 and 50 are binary logic circuits in which the input logical values are output as they are without changing the logical values, and the propagation times of the logical values are 5 * T / 6 and T / 6, respectively.

以下この第8図の回路の動作について第9図のタイミ
ングチャートに従って説明する。第9図において、a,b,
c,dは第8図のa,b,c,d各点の論理値の変化を表わす。ク
ロックφ2が立ち上がった時刻tをt=0とする。t=
0にINから論理値1を入力する。ラッチ210はクロック
φ2が立ち上がったとき、つまり、t=0に論理値1を
取りこむ。このラッチ210の出力aは2値論理回路240に
入力される。2値論理回路240の出力bはt=5*T/6で
論理値1になり、t=Tのクロックφ2の立ち上がりで
ラッチ220に取りこまれる。このラッチ220の出力cは2
値論理回路50に入力される。2値論理回路50の出力dは
t=7*T/6で論理値1になり、t=2*Tのクロック
φ2の立ち上がりでラッチ230に取りこまれる。第9図
からもわかるように、INからOUTへの論理値1の伝搬時
間は2*Tである。
The operation of the circuit of FIG. 8 will be described below with reference to the timing chart of FIG. In FIG. 9, a, b,
c and d represent changes in the logical values at points a, b, c and d in FIG. The time t when the clock φ2 rises is set to t = 0. t =
Input logical value 1 from IN to 0. The latch 210 captures the logical value 1 when the clock φ2 rises, that is, at t = 0. The output a of the latch 210 is input to the binary logic circuit 240. The output b of the binary logic circuit 240 becomes a logic value 1 at t = 5 * T / 6, and is taken into the latch 220 at the rise of the clock φ2 at t = T. The output c of this latch 220 is 2
It is input to the value logic circuit 50. The output d of the binary logic circuit 50 becomes a logical value 1 at t = 7 * T / 6, and is taken into the latch 230 at the rise of the clock φ2 at t = 2 * T. As can be seen from FIG. 9, the propagation time of the logical value 1 from IN to OUT is 2 * T.

発明が解決しようとする課題 しかしながら、半導体集積回路において、2値論理回
路が変更などで論理値の伝搬時間がクロックの周期より
大きくなったとき、効率よく高速にデータの伝搬が行わ
れないという問題点があった。
SUMMARY OF THE INVENTION However, in a semiconductor integrated circuit, when a binary logic circuit is changed and the propagation time of a logic value becomes longer than a clock cycle, data is not efficiently propagated at high speed. There was a point.

第8図の2値論理回路240を、入力された論理値の値
を変えることなくそのまま出力し、論理値の伝搬時間が
25*T/24である2値論理回路40に変更したとする。その
回路を第10図に示す。第10図においてクロックφ2は一
定の周期Tを持つ単相の方形波である。210,220,230
は、クロックφ2の立ち上がりで入力された論理値を取
りこみ一時的に記憶し、論理値の値を変えることなくそ
のまま出力するラッチである。40,50、入力された論理
値が論理値の値を変えることなくそのまま出力し、論理
値の伝搬時間がそれぞれ25*T/24,T/6の2値論理回路で
ある。
The binary logic circuit 240 shown in FIG. 8 is output as it is without changing the input logic value, and the propagation time of the logic value is
Assume that the binary logic circuit 40 is changed to 25 * T / 24. The circuit is shown in FIG. In FIG. 10, the clock φ2 is a single-phase square wave having a constant period T. 210,220,230
Is a latch that takes in a logical value input at the rising edge of the clock φ2, temporarily stores the logical value, and outputs the logical value as it is without changing the logical value. 40, 50, a binary logic circuit in which the input logical value is output as it is without changing the logical value, and the propagation time of the logical value is 25 * T / 24, T / 6, respectively.

以下この第10図の回路の動作について第11図のタイミ
ングチャートに従って説明する。第11図において、a,b,
c,dは第10図のa,b,c,d各点の論理値の変化を表わす。ク
ロックφ2が立ち上がった時刻tをt=0とする。t=
0にINから論理値1を入力する。ラッチ210はクロック
φ2が立ち上がったとき、つまり、t=0に論理値1を
取りこむ。このラッチ210の出力aは2値論理回路40に
入力される。2値論理回路40の出力bはt=25*T/24で
論理値1になり、t=2*Tのクロックφ2の立ち上が
りでラッチ220に取りこまれる。このラッチ220の出力c
は2値論理回路50に入力される。2値論理回路50の出力
dはt=13*T/6で論理値1になり、t=3*Tのクロ
ックφ2の立ち上がりでラッチ230に取りこまれる。第1
1図からもわかるように、INからOUTへの論理値1の伝搬
時間は3*Tである。
Hereinafter, the operation of the circuit of FIG. 10 will be described with reference to the timing chart of FIG. In FIG. 11, a, b,
c and d represent changes in the logical values at points a, b, c and d in FIG. The time t when the clock φ2 rises is set to t = 0. t =
Input logical value 1 from IN to 0. The latch 210 captures the logical value 1 when the clock φ2 rises, that is, at t = 0. The output a of the latch 210 is input to the binary logic circuit 40. The output b of the binary logic circuit 40 becomes a logical value 1 at t = 25 * T / 24, and is taken into the latch 220 at the rise of the clock φ2 at t = 2 * T. Output c of this latch 220
Is input to the binary logic circuit 50. The output d of the binary logic circuit 50 becomes a logical value 1 at t = 13 * T / 6, and is taken into the latch 230 at the rise of the clock φ2 at t = 3 * T. First
As can be seen from FIG. 1, the propagation time of the logical value 1 from IN to OUT is 3 * T.

従来、第8図、第9図からもわかるように、INからOU
Tへの論理値1の伝搬時間は2*Tであった。しかし、
第10図、第11図のように2値論理回路40の論理値の伝搬
時間25*T/24がクロックの周期Tより大きくなったため
に、INからOUTへの論理値1の伝搬時間は3*Tとな
り、論理値を効率よく高速に伝搬していない。
Conventionally, as can be seen from FIGS. 8 and 9, from IN to OU
The propagation time of a logical 1 to T was 2 * T. But,
As shown in FIGS. 10 and 11, since the propagation time 25 * T / 24 of the logic value of the binary logic circuit 40 becomes longer than the clock cycle T, the propagation time of the logic value 1 from IN to OUT is 3 * T, and the logical value is not efficiently propagated at high speed.

本発明は、かかる問題点に鑑み、半導体集積回路の論
理値を効率よく高速に伝搬することができる半導体集積
回路及びクロックの時間幅変更方法を提供することを目
的とする。
An object of the present invention is to provide a semiconductor integrated circuit and a clock time width changing method capable of efficiently and quickly transmitting a logic value of the semiconductor integrated circuit in view of the above problem.

課題を解決するための手段 本発明の半導体集積回路は、クロック入力のしきい値
電圧がそれぞれ異なる第1のラッチと第2のラッチと、
前記クロックの周期より大きい伝搬時間を持ち、入力が
前記第1のラッチに、出力が前記第2のラッチに接続さ
れた2値論理回路とを備え、前記クロックの電圧が前記
第1のラッチのしきい値電圧に達してから前記クロック
の1周期後に前記第2のラッチのしきい値の電圧に達す
る時間が、前記2値論理回路の伝搬時間より大きいこと
を特徴とする。
Means for Solving the Problems A semiconductor integrated circuit according to the present invention comprises a first latch and a second latch, each having a different threshold voltage of a clock input;
A binary logic circuit having a propagation time greater than the clock period, an input connected to the first latch, and an output connected to the second latch, wherein the voltage of the clock is applied to the first latch; The time required to reach the threshold voltage of the second latch after one cycle of the clock after the threshold voltage is reached is longer than the propagation time of the binary logic circuit.

本発明のクロックの時間幅変更方法は、クロックの周
期より大きい伝搬時間を持ち、入力が第1のラッチに、
出力が第2のラッチに接続された2値論理回路を備えた
半導体集積回路のクロックの時間幅変更方法であって、 前記クロックの電圧が前記大のラッチのしきい値電圧
に達してから前記クロックの1周期後に前記第2のラッ
チのしきい値の電圧に達する時間を、前記2値論理回路
の伝搬時間より大きくするため、前記第1のラッチと前
記第2のラッチのしきい値電圧が異なるように前記第1
のラッチおよび前記第2のラッチの少なくとも一方のし
きい値電圧を変えることを特徴とする。
The clock time width changing method of the present invention has a propagation time longer than the clock period, and the input is supplied to the first latch,
A method for changing a clock time width of a semiconductor integrated circuit including a binary logic circuit having an output connected to a second latch, wherein the clock voltage reaches a threshold voltage of the large latch, The threshold voltage of the first latch and the second latch is set so that the time required to reach the threshold voltage of the second latch after one cycle of the clock is longer than the propagation time of the binary logic circuit. Is different from the first
And the threshold voltage of at least one of the second latch and the second latch is changed.

作用 本発明の半導体集積回路およびクロックの時間幅変更
方法によれば、クロックの電圧が第1のラッチのしきい
値電圧に達してからクロックの1周期後に第2のラッチ
のしきい値の電圧に達する時間を、2値論理回路の伝搬
時間より大きくするため、第1のラッチと第2のラッチ
のクロック入力のしきい値電圧が異なる構成としたの
で、半導体集積回路の論理値を効率よく高速に伝搬する
ことができる。
According to the semiconductor integrated circuit and the clock time width changing method of the present invention, the threshold voltage of the second latch is obtained one cycle after the clock voltage reaches the threshold voltage of the first latch. , The threshold voltage of the clock input of the first latch and the threshold voltage of the clock input of the second latch are different, so that the logic value of the semiconductor integrated circuit can be efficiently increased. It can propagate at high speed.

実施例 (実施例1) 本発明の半導体集積回路の一実施例について第1図、
第2図、第3図、第4図を用いて説明する。第1図は本
発明の半導体集積回路の一実施例を示す回路図、第2図
は第1図の半導体集積回路のタイミングチャート図、第
3図は本発明で用いる単相の三角波のクロックを示す
図、第4図は本発明で用いる2種類のラッチの回路図で
ある。
Embodiment (Embodiment 1) FIG. 1 shows an embodiment of a semiconductor integrated circuit according to the present invention.
This will be described with reference to FIGS. 2, 3, and 4. FIG. FIG. 1 is a circuit diagram showing an embodiment of the semiconductor integrated circuit of the present invention, FIG. 2 is a timing chart of the semiconductor integrated circuit of FIG. 1, and FIG. 3 is a clock of a single-phase triangular wave used in the present invention. FIG. 4 is a circuit diagram of two types of latches used in the present invention.

第3図には、本発明で用いるクロックφ1を示す。本
実施例では異なる電圧レベルで異なる時間幅を持つクロ
ックとして、単相の三角波を用いて説明する。クロック
φ1の周期はTで、クロックφ1の最初の立ち上がりの
時刻をt=0とすると、時刻tにおけるクロックの電圧
レベルVは、 V= 4*Vm*t (0≦t≦T/4) V=−4*Vm*t+2*Vm (T/4<t≦T/2) V=0 (T/2<t≦T) である。t=T/6でV=VT1,t=T/12でV=VT2とする。
FIG. 3 shows a clock φ1 used in the present invention. In this embodiment, a description will be given using a single-phase triangular wave as a clock having different voltage levels and different time widths. Assuming that the cycle of the clock φ1 is T and the first rising time of the clock φ1 is t = 0, the voltage level V of the clock at the time t is: V = 4 * Vm * t (0 ≦ t ≦ T / 4) V = -4 * Vm * t + 2 * Vm (T / 4 <t≤T / 2) V = 0 (T / 2 <t≤T). It is assumed that V = VT1 at t = T / 6 and V = VT2 at t = T / 12.

第1図において、20は第4図(a)のラッチである。
10,30は第4図(b)のラッチである。第4図に本発明
で用いる2種類のラッチ(a),(b)を示す。同図
(a)において、60はクロックφ1を入力とするCMOSの
インバータである。CMOSのインバータ60でpチャネルの
ゲート長をwp、nチャネルのゲート長をwnとすると、wp
>wnである。CMOSのインバータ60に入力されるクロック
φ1の電圧がしきい値電圧VT1を越えた時、nチャネル
トランジスタ80をオンさせる。70,90,100,110はインバ
ータである。つまり同図(a)は、CMOSのインバータ60
に入力されるクロックφ1の電圧がしきい値電圧VT1を
越えた時、INから入力された論理値を取りこみ一時的に
記憶し、論理値の値を変えることなくそのままOUTから
出力するラッチとして働く。同図(b)において、120
はクロックφ1を入力とするCMOSのインバータである。
CMOSのインバータ120でpチャネルのゲート長をwp、n
チャネルのゲート長をwnとすると、wp<wnである。CMOS
のインバータ120に入力されるクロックφ1の電圧がし
きい値電圧VT2を越えた時、nチャネルトランジスタ140
をオンさせる。130,150,160,170はインバータである。
つまり同図(b)は、CMOSのインバータ120に入力され
るクロックφ1の電圧がしきい値電圧VT2を越えた時、I
Nから入力された論理値を取りこみ一時的に記憶し、論
理値の値を変えることなくそのままOUTから出力するラ
ッチとして働く。
In FIG. 1, reference numeral 20 denotes a latch shown in FIG.
Reference numerals 10 and 30 denote latches shown in FIG. FIG. 4 shows two types of latches (a) and (b) used in the present invention. In FIG. 1A, reference numeral 60 denotes a CMOS inverter to which a clock φ1 is input. Assuming that the p-channel gate length is wp and the n-channel gate length is wn in the CMOS inverter 60, wp
> Wn. When the voltage of the clock φ1 input to the CMOS inverter 60 exceeds the threshold voltage VT1, the n-channel transistor 80 is turned on. 70, 90, 100 and 110 are inverters. That is, FIG. 1A shows a CMOS inverter 60.
When the voltage of the clock φ1 input to the terminal exceeds the threshold voltage VT1, the logic value input from IN is taken in, temporarily stored, and acts as a latch for outputting directly from OUT without changing the logic value. . In FIG.
Is a CMOS inverter to which the clock φ1 is input.
The p-channel gate length is set to wp and n by the CMOS inverter 120.
Assuming that the gate length of the channel is wn, wp <wn. CMOS
When the voltage of the clock φ1 input to the inverter 120 exceeds the threshold voltage VT2, the n-channel transistor 140
Turn on. 130, 150, 160, 170 are inverters.
That is, FIG. 9B shows that when the voltage of the clock φ1 input to the CMOS inverter 120 exceeds the threshold voltage VT2,
A logical value input from N is taken in, temporarily stored, and functions as a latch for outputting from OUT without changing the logical value.

第1図の40,50は、入力された論理値の値を変えるこ
となくそのまま出力し、論理値の伝搬時間がそれぞれ25
*T/24,T/6の2値論理回路である。
40 and 50 in FIG. 1 output the input logical value without changing it, and the propagation time of the logical value is 25
* T / 24, T / 6 binary logic circuit.

以下この第1図の回路の動作について第2図のタイミ
ングチャートに従って説明する。第2図において、a,b,
c,dは第1図のa,b,c,d各点の論理値の変化を表わす。
Hereinafter, the operation of the circuit of FIG. 1 will be described with reference to the timing chart of FIG. In FIG. 2, a, b,
c and d represent changes in the logical values at points a, b, c and d in FIG.

クロックφ1が立ち上がった時刻tをt=0とする。
t=0にINから論理値1を入力する。ラッチ10は、クロ
ックφ1の電圧がしきい値電圧VT2を越えた時、つま
り、t=T/12に入力された論理値1を取りこむ。このラ
ッチ10の出力aは2値論理回路40に入力される。2値論
理回路40の出力bはt=27*T/24で論理値1になる。ラ
ッチ20は、入力されるクロックφ1の電圧がしきい値電
圧VT1を越えた時、つまりt=7*T/6にラッチ20に入力
された論理値1を取りこむ。このラッチ20の出力cは2
値論理回路50に入力される。2値論理回路50の出力dは
t=4*T/3で論理値1になる。ラッチ30は、クロック
φ1の電圧がしきい値電圧VT2を越えた時、ラッチ30に
入力された論理値1を取りこむ。第2図からもわかるよ
うに、INからOUTへの論理値1の伝搬時間は25*T/12で
ある。
The time t when the clock φ1 rises is set to t = 0.
At t = 0, a logical value 1 is input from IN. The latch 10 captures the logical value 1 input when the voltage of the clock φ1 exceeds the threshold voltage VT2, that is, at t = T / 12. The output a of the latch 10 is input to the binary logic circuit 40. The output b of the binary logic circuit 40 becomes a logical value 1 at t = 27 * T / 24. The latch 20 captures the logical value 1 input to the latch 20 when the voltage of the input clock φ1 exceeds the threshold voltage VT1, that is, at t = 7 * T / 6. The output c of this latch 20 is 2
It is input to the value logic circuit 50. The output d of the binary logic circuit 50 becomes a logical value 1 at t = 4 * T / 3. When the voltage of the clock φ1 exceeds the threshold voltage VT2, the latch 30 captures the logical value 1 input to the latch 30. As can be seen from FIG. 2, the propagation time of the logical value 1 from IN to OUT is 25 * T / 12.

従来は、第10図,第11図からわかるように、2値論理
回路40の論理値の伝搬時間(25*T/24)が、クロックの
周期Tより大きい時は、INからOUTへの論理値の伝搬時
間は3*Tかかっていた。同じ伝搬時間を持つ2値論理
回路と、クロック入力のしきい値電圧が異なるラッチと
を備えた第1図に対して本発明を用いると、INからOUT
への論理値の伝搬時間は25*T/12であり、論理値を効率
よく高速に伝搬している。
Conventionally, as can be seen from FIGS. 10 and 11, when the propagation time (25 * T / 24) of the logic value of the binary logic circuit 40 is longer than the clock period T, the logic from IN to OUT The propagation time of the value took 3 * T. When the present invention is applied to FIG. 1 including a binary logic circuit having the same propagation time and a latch having a different threshold voltage of the clock input, the output from IN to OUT
The propagation time of the logical value to is 25 * T / 12, and the logical value is efficiently and quickly propagated.

また、実施例1においてクロックの例として用いた三
角波の他に、異なる電圧レベルで異なる時間幅を持つク
ロックとして、第5図(a)に示すような正弦波、ある
いは第5図(b)に示すような階段上の波形を用いるこ
とができる。また、異なる電圧レベルで異なる時間幅を
持つクロックを多層のクロックとして用いる場合も、同
様の効果があるのは明らかである。
Also, in addition to the triangular wave used as an example of the clock in the first embodiment, a sine wave as shown in FIG. 5A or a sine wave as shown in FIG. A staircase waveform as shown can be used. It is apparent that similar effects can be obtained when clocks having different voltage levels and different time widths are used as multilayer clocks.

(実施例2) 異なる電圧レベルで異なる時間幅を持つクロックを用
いた半導体集積回路において、本発明のクロックの時間
幅変更方法を示す。第6図に本発明で用いるクロックの
時間幅変更方法のフローチャートを示す。
Embodiment 2 In a semiconductor integrated circuit using clocks having different voltage levels and different time widths, a method of changing the clock time width according to the present invention will be described. FIG. 6 shows a flowchart of a clock time width changing method used in the present invention.

(ステップ1)論理シミュレータなどにより、半導体集
積回路に含まれるラッチで挟まれた2値論理回路をすべ
て抽出し、その2値論理回路の論理値の伝搬時間を求め
る。
(Step 1) Using a logic simulator or the like, all the binary logic circuits sandwiched by the latches included in the semiconductor integrated circuit are extracted, and the propagation time of the logic value of the binary logic circuit is obtained.

(ステップ2)ラッチで挟まれた2値論理回路のうち、
前段のラッチが論理値を取りこんでから後段のラッチが
論理値を取りこむまでの時間が、そのラッチの間にある
2値論理回路の伝搬時間より大きいものがあるかを判断
する。大きいものがあるならば(ステップ3)へ行く。
なければ、(ステップ4)へ行く。
(Step 2) Of the binary logic circuits sandwiched by the latches,
It is determined whether the time from when the latch at the preceding stage captures the logical value to when the latch at the subsequent stage captures the logical value is greater than the propagation time of the binary logic circuit between the latches. If there is something big, go to (Step 3).
If not, go to (Step 4).

(ステップ3)(ステップ2)で抽出したラッチで挾ま
れた2値論理回路の前段のラッチのしきい値電圧を後段
のラッチのしきい値電圧より小さくする。その後(ステ
ップ2)へ戻る。
(Step 3) The threshold voltage of the preceding latch of the binary logic circuit sandwiched by the latches extracted in (Step 2) is made smaller than the threshold voltage of the subsequent latch. Then, the process returns to (Step 2).

(ステップ4)終了する。(Step 4) The process ends.

そこで、本発明の一実施例について、第7図を用いて
説明する。第7図(a)で、180aは第4図(a)のラッ
チである。190,200は第4図(b)のラッチである。40,
50は、入力された論理値の値を変えることなくそのまま
出力し、論理値の伝搬時間がそれぞれ25*T/24,T/6の2
値論理回路である。
Therefore, an embodiment of the present invention will be described with reference to FIG. In FIG. 7A, reference numeral 180a is the latch of FIG. 4A. 190 and 200 are latches shown in FIG. 4 (b). 40,
50 is output as it is without changing the input logical value, and the logical value propagation time is 25 * T / 24, T / 6, respectively.
It is a value logic circuit.

以下このクロックの時間幅変更方法について第6図の
フローチャートに従って説明する。
The method of changing the clock time width will be described below with reference to the flowchart of FIG.

(ステップ1)論理シミュレータなどにより、第7図
(a)に示すラッチ180aとラッチ190で挟まれた2値論
理回路40と、ラッチ190とラッチ200で挟まれた2値論理
回路50を抽出し、論理値の伝搬時間がそれぞれ25*T/2
4、T/6であることが求まる。
(Step 1) The binary logic circuit 40 sandwiched between the latches 180a and 190 and the binary logic circuit 50 sandwiched between the latches 190 and 200 shown in FIG. , The propagation time of the logical value is 25 * T / 2
4. It should be T / 6.

(ステップ2)クロックφ1が立ち上がった時刻t=0
とすると、(ステップ1)で抽出した2値論理回路40の
前段のラッチ180aは、クロックφ1の電圧がしきい値電
圧VT1を越えた時、つまり、t=T/6に入力された論理値
を取りこむ。後段のラッチ190はクロックφ1の電圧が
しきい値電圧VT1を越えた時、つまり、t=7*T/6に入
力された論理値を取りこむ。2値論理回路40の前段のラ
ッチ180aが論理値を取りこんでから後段のラッチ190が
論理値を取りこむまでの時間はTである。同様に、(ス
テップ1)で抽出した2値論理回路50の前段のラッチ19
0はクロックφ1の電圧がしきい値電圧VT1を越えた時、
つまり、t=7*T/6に入力された論理値を取りこむ。
後段のラッチ200はクロックφ1の電圧がしきい値電圧V
T1を越えた時、つまり、t=13*T/6に入力された論理
値を取りこむ。2値論理回路50の前段のラッチ190が論
理値を取りこんでから後段のラッチ200が論理値を取り
こむまでの時間はTである。(ステップ1)で抽出した
2値論理回路のうち40は、前段のラッチ180aが論理値を
取りこんでから後段のラッチ190が論理値を取りこむま
での時間がTであり、そのラッチの間にある2値論理回
路40の伝搬時間25*T/24より大きい。(ステップ3)
へ。
(Step 2) Time t = 0 when clock φ1 rises
Then, the latch 180a at the preceding stage of the binary logic circuit 40 extracted in (Step 1) is configured to operate when the voltage of the clock φ1 exceeds the threshold voltage VT1, that is, the logical value input at t = T / 6. Ingest. The latch 190 at the subsequent stage captures the logical value input when the voltage of the clock φ1 exceeds the threshold voltage VT1, that is, at t = 7 * T / 6. The time from when the latch 180a at the preceding stage of the binary logic circuit 40 captures the logical value to when the latch 190 at the subsequent stage captures the logical value is T. Similarly, the latch 19 in the preceding stage of the binary logic circuit 50 extracted in (Step 1)
0 means that when the voltage of clock φ1 exceeds the threshold voltage VT1,
That is, the logical value input at t = 7 * T / 6 is taken.
The latch 200 in the subsequent stage has the voltage of the clock φ 1
When T1 is exceeded, that is, the logical value input at t = 13 * T / 6 is taken. The time from when the latch 190 at the preceding stage of the binary logic circuit 50 captures the logical value to when the latch 200 at the subsequent stage captures the logical value is T. 40 of the binary logic circuits extracted in (Step 1) are T between the time when the latch 180a of the preceding stage captures the logical value and the time when the latch 190 of the subsequent stage captures the logical value is between the latches. The propagation time of the binary logic circuit 40 is larger than 25 * T / 24. (Step 3)
What.

(ステップ3)(ステップ2)で抽出したラッチで挟ま
れた2値論理回路40の前段のラッチ180aのしきい値電圧
を後段のラッチ190のしきい値電圧VT1より小さいVT2に
する。つまり第7図(b)に示すラッチ180aをラッチ18
0bに変更する。その後(ステップ2)へ行く。
(Step 3) The threshold voltage of the latch 180a at the preceding stage of the binary logic circuit 40 sandwiched by the latches extracted at (Step 2) is set to VT2 smaller than the threshold voltage VT1 of the latch 190 at the subsequent stage. That is, the latch 180a shown in FIG.
Change to 0b. Then go to (Step 2).

(ステップ2)クロックφ1が立ち上がった時刻tをt
=0とすると、2値論理回路40の前段のラッチ180bはク
ロックφ1の電圧がしきい値電圧VT2を越えた時、つま
り、t=T/12に入力された論理値を取りこむ。後段のラ
ッチ190はクロックφ1の電圧がしきい値電圧VT1を越え
た時、つまり、t=7*T/6に入力された論理値を取り
こむ。2値論理回路40の前段のラッチ180bが論理値を取
りこんでから後段のラッチ190が論理値を取りこむまで
の時間は13*T/12であり、そのラッチの間にある2値論
理回路40の伝搬時間25*T/24より小さい。(ステップ
4)へ。
(Step 2) The time t when the clock φ1 rises is t
Assuming that = 0, the latch 180b at the preceding stage of the binary logic circuit 40 takes in the logic value input when the voltage of the clock φ1 exceeds the threshold voltage VT2, that is, at t = T / 12. The latch 190 at the subsequent stage captures the logical value input when the voltage of the clock φ1 exceeds the threshold voltage VT1, that is, at t = 7 * T / 6. The time from when the latch 180b at the preceding stage of the binary logic circuit 40 captures the logical value to when the latch 190 at the subsequent stage captures the logical value is 13 * T / 12, and the time of the binary logic circuit 40 between the latches is 13 * T / 12. Propagation time less than 25 * T / 24. Go to (Step 4).

(ステップ4)終了する。(Step 4) The process ends.

以上のように異なる電圧レベルで異なる時間幅を持つ
クロックを備える半導体集積回路において、クロックの
周期より大きい伝搬時間を持つ2値論理回路の前段のラ
ッチのしきい値電圧を、後段のラッチのしきい値電圧よ
り小さくすることによりクロックの時間幅を変更するこ
とができ、従来3*TかかっていたINからOUTへの論理
値の伝搬時間を25*T/12にし論理値を効率よく高速に伝
搬することができる。
As described above, in a semiconductor integrated circuit having clocks with different voltage levels and different time widths, the threshold voltage of the preceding latch of the binary logic circuit having a propagation time longer than the clock cycle is set to the threshold voltage of the subsequent latch. The time width of the clock can be changed by making it smaller than the threshold voltage. The propagation time of the logical value from IN to OUT, which was 3 * T conventionally, is changed to 25 * T / 12, and the logical value is efficiently and quickly increased. Can propagate.

なお、本実施例ではクロックの周期より大きい伝搬時
間を持つ2値論理回路の前段のラッチのしきい値電圧を
後段のラッチのしきい値電圧より小さくしたが、後段の
ラッチのしきい値電圧を前段のラッチのしきい値電圧よ
り大きくしてもクロックの時間幅を変更でき同様の効果
を有する。
In this embodiment, the threshold voltage of the preceding latch of the binary logic circuit having a propagation time longer than the clock cycle is set smaller than the threshold voltage of the subsequent latch. Is larger than the threshold voltage of the preceding latch, the time width of the clock can be changed, and the same effect can be obtained.

発明の効果 以上説明したように、本発明の半導体集積回路および
クロックの時間幅変更方法によれば、クロックの電圧が
第1のラッチのしきい値電圧に達してからクロックの1
周期後に第2のラッチのしきい値の電圧に達する時間
を、2値論理回路の伝搬時間より大きくするため、第1
のラッチと第2のラッチのクロック入力のしきい値電圧
が異なる構成としたので、半導体集積回路の論理値を効
率よく高速に伝搬することができ、その実用的効果は極
めて大きいものである。
Effect of the Invention As described above, according to the semiconductor integrated circuit and the clock time width changing method of the present invention, after the clock voltage reaches the threshold voltage of the first latch, the clock 1
To make the time to reach the threshold voltage of the second latch after the period longer than the propagation time of the binary logic circuit,
Since the threshold voltage of the clock input of the second latch is different from that of the second latch, the logical value of the semiconductor integrated circuit can be efficiently and quickly propagated, and the practical effect is extremely large.

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

第1図は本発明の半導体集積回路の一実施例を示す回路
図、第2図は第1図の半導体集積回路のタイミングチャ
ート図、第3図は本発明で用いる単相の三角波のクロッ
クを示す図、第4図は本発明で用いる2種類のラッチの
回路図、第5図は本発明で用いる他のクロックを示す
図、第6図は本発明のクロックの時間幅変更方法を示す
フローチャート図、第7図は本発明の半導体集積回路の
回路図、第8図は従来の半導体集積回路の回路図、第9
図は第8図の半導体集積回路のタイミングチャート図、
第10図は従来の半導体集積回路の回路図、第11図は第10
図の半導体集積回路のタイミングチャート図である。 10,30,180b,190,200……クロックφ1の電圧がVT2を越
えたとき論理値を記憶するラッチ、20,180a……クロッ
クφ1の電圧がVT1を越えたとき論理値を記憶するラッ
チ、40……入力された論理値の値を変えることなくその
まま出力し、論理値の伝搬時間がそれぞれ25*T/24の2
値論理回路、50……入力された論理値の値を変えること
なくそのまま出力し、論理値の伝搬時間がそれぞれ1*
T/6の2値論理回路、60……クロックφ1入力のしきい
値電圧T1のインバータ、120……クロックφ1入力のし
きい値電圧VT2のインバータ。
FIG. 1 is a circuit diagram showing an embodiment of the semiconductor integrated circuit of the present invention, FIG. 2 is a timing chart of the semiconductor integrated circuit of FIG. 1, and FIG. 3 is a clock of a single-phase triangular wave used in the present invention. FIG. 4, FIG. 4 is a circuit diagram of two types of latches used in the present invention, FIG. 5 is a diagram showing another clock used in the present invention, and FIG. 6 is a flowchart showing a method of changing the time width of the clock of the present invention. FIG. 7 is a circuit diagram of a semiconductor integrated circuit according to the present invention. FIG. 8 is a circuit diagram of a conventional semiconductor integrated circuit.
The figure is a timing chart of the semiconductor integrated circuit of FIG.
FIG. 10 is a circuit diagram of a conventional semiconductor integrated circuit, and FIG.
FIG. 4 is a timing chart of the semiconductor integrated circuit shown in FIG. 10, 30, 180b, 190, 200... Latch for storing a logical value when the voltage of clock φ1 exceeds VT2, 20, 180a..., Latch for storing a logical value when the voltage of clock φ1 exceeds VT1, 40. Output without changing the value of the logic value, and the propagation time of the logic value is 25 * T / 24
Value logic circuit, 50 ... Output without changing the value of the input logical value, and the propagation time of the logical value is 1 * each.
T / 6 binary logic circuit, 60... Clock φ1 input threshold voltage T1 inverter, 120... Clock φ1 input threshold voltage VT2 inverter.

Claims (2)

(57)【特許請求の範囲】(57) [Claims] 【請求項1】クロック入力のしきい値電圧がそれぞれ異
なる第1のラッチと第2のラッチと、前記クロックの周
期より大きい伝搬時間を持ち、入力が前記第1のラッチ
に、出力が前記第2のラッチに接続された2値論理回路
とを備え、 前記クロックの電圧が前記第1のラッチのしきい値電圧
に達してから前記クロックの1周期後に前記第2のラッ
チのしきい値の電圧に達する時間が、前記2値論理回路
の伝搬時間より大きいことを特徴とする半導体集積回
路。
1. A first latch and a second latch, each having a different threshold voltage of a clock input, having a propagation time longer than the clock cycle, wherein an input is applied to the first latch, and an output is applied to the first latch. A second logic circuit connected to two latches, the threshold value of the second latch being set one cycle after the clock has reached the threshold voltage of the first latch. A semiconductor integrated circuit, wherein a time to reach a voltage is longer than a propagation time of the binary logic circuit.
【請求項2】クロックの周期より大きい伝搬時間を持
ち、入力が第1のラッチに、出力が第2のラッチに接続
された2値論理回路を備えた半導体集積回路のクロック
の時間幅変更方法であって、 前記クロックの電圧が前記第1のラッチのしきい値電圧
に達してから前記クロックの1周期後に前記第2のラッ
チのしきい値の電圧に達する時間を、前記2値論理回路
の伝搬時間より大きくするため、前記第1のラッチと前
記第2のラッチのしきい値電圧が異なるように前記第1
のラッチおよび前記第2のラッチの少なくとも一方のし
きい値電圧を変えることを特徴とするクロックの時間幅
変更方法。
2. A method of changing a clock time width of a semiconductor integrated circuit having a binary logic circuit having a propagation time longer than a clock cycle and having an input connected to a first latch and an output connected to a second latch. A time period from when the voltage of the clock reaches the threshold voltage of the first latch to when the voltage of the clock reaches the threshold voltage of the second latch after one cycle of the clock is determined by the binary logic circuit. , So that the threshold voltages of the first latch and the second latch are different from each other.
Changing the threshold voltage of at least one of the first latch and the second latch.
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