JP3386535B2 - 中央演算処理装置内汎用レジスタセット回路装置 - Google Patents
中央演算処理装置内汎用レジスタセット回路装置Info
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Description
備わる汎用レジスタ回路装置に関する。
と記す)において、1若しくは複数のデータ演算やアド
レス演算のために予め設定された値を保持し若しくは演
算結果を格納するための汎用レジスタセットが設けられ
ている場合、上記汎用レジスタセットはCPU内部にて
複数の内部バスに接続されている。例えば図8に示すよ
うな場合、4ビットで4本の汎用レジスタセット10な
いし13の各汎用レジスタセットにおける一部の入出力
端子は、符号20aないし20dを付した内部バス2
0、符号21aないし21dを付した内部バス21、符
号22aないし22dを付した内部バス22にそれぞれ
接続される。具体的には、内部バス20を介してデータ
が各汎用レジスタセット10等に供給され、各汎用レジ
スタセット10等からの出力データは各汎用レジスタセ
ット10等から内部バス21もしくは22へ送出され
る。汎用レジスタセット10等へのデータ入力において
は、各汎用レジスタセット10等を一つの単位として、
レジスタ制御信号にてデータのラッチが行われる。具体
的には、入力用レジスタ制御信号RxLT_P、RxL
T_N(xは汎用レジスタセットの番号)、例えば図8
では汎用レジスタセット10は、入力用レジスタ制御信
号R0LT_P、R0LT_Nにて、内部バス20を介し
て供給されるデータをラッチする。汎用レジスタセット
10等からのデータの出力においては、各汎用レジスタ
セット10等を一つの単位として、出力用レジスタ制御
信号にてデータの出力が行われる。具体的には、出力用
レジスタ制御信号RxB、RxC(xは汎用レジスタセ
ットの番号)、例えば図8では出力用レジスタ制御信号
R0B、R0Cにて、レジスタ10等は内部バス21又
は22へデータを送出する。
ト10等におけるビット単位の回路(以下、単位レジス
タと記す)構成としては例えば図9又は図10に示す2
つのものが挙げられる。尚、図8において単位レジスタ
に示す、「CK_P」、「CK_N」、「D」、「R
B」、「RC」、「BOUT」、「COUT」の各端子
名は、図9及び図10において対応する箇所に示され
る。又、単位レジスタは、いずれの構成においてもラッ
チ部30と出力部とから構成されている。図9及び図1
0に示すように、いずれの単位レジスタの構成でもラッ
チ部30は同じ素子にて同様に構成されており、出力部
における回路構成が図9及び図10に示すそれぞれの単
位レジスタにおいて異なる。即ち、図9に示す単位レジ
スタの出力部40の回路は、インバータ41及びトラン
スミッションゲート42にて構成され、トランスミッシ
ョンゲート42の動作制御のため上記出力用レジスタ制
御信号は一つの内部バス、例えば内部バス21に対し、
図示するように端子RB_P、RB_Nに供給される信号
RxLT_P、RxLT_N及び端子RC_P、RC_Nに
供給される信号RxB、RxCの2本が必要である。
又、図10に示す単位レジスタの出力部50の回路は、
2入力NANDゲート51及びトライステートゲート5
2にて構成され、トライステートゲート52の動作制御
のため上記出力用レジスタ制御信号は一つの内部バス、
例えば内部バス21に対し、図示するようにRB及びR
Cの1本が必要である。このように出力用レジスタ制御
信号に関しては制御信号数の少ない図10に示す回路構
成が有利である。一方、回路を形成する実際のトランジ
スタ数では図9における回路はCMOSで4トランジス
タにて構成されるが、図10に示す回路においてはCM
OSで7トランジスタにて構成されるため、トランジス
タ数の面からは図9に示す回路の方が有利である。但
し、図9及び図10に示す両回路に共通して、単位レジ
スタは内部バスに対してデータを直接送出するため、内
部バスの負荷容量の増大により、内部バスをドライブす
るために単位レジスタ単位としてトランジスタサイズを
大きくする必要があり、レジスタ数が多くなるときには
チップに占めるレジスタの面積が著しく増加するという
問題点がある。
において、図11に示すように端子CK_Pに供給する
信号RxLT_Pをハイ(H)レベルとし、出力用レジ
スタ制御信号RBをHレベルとすることで、内部の1マ
シンサイクル中に内部バス20からデータのラッチを行
い、内部バス21へデータを送出すること、即ち、同一
マシンサイクルにて同一の汎用レジスタにおけるデータ
のリード、ライト動作が可能となる。しかし、この場
合、データは図11に太線にて示すパスを通過するため
内部バス21へのデータ出力に対して図12に示すよう
に遅延Aが発生する。本発明は上述したような問題点を
解決するためになされたもので、レジスタ制御信号本数
が少なく、かつレジスタの回路構成における面積が小さ
く、かつ1マシンサイクル中におけるレジスタのデータ
のリード、ライトに対して遅延を最小とした、CPU内
汎用レジスタ回路装置を提供することを目的とする。
ードバスから供給される1ビットのデータを格納し、か
つ格納したデータを出力するn対の合計2×n(nは自
然数)本の出力端子を有する単位レジスタが、データの
格納を制御する入力制御信号を伝搬する入力制御信号線
及び格納データの出力を制御する第1出力制御信号を伝
搬する第1出力制御信号線に対して複数並列に接続され
た汎用レジスタセットと、それぞれの上記単位レジスタ
に備わる上記2×n本のそれぞれの出力端子に対して1
本ずつ接続され上記単位レジスタから格納データが送出
される、合計2×n(nは自然数)本の専用ライトバス
と、それぞれが上記専用ライトバスに接続されるn対の
合計2×n(nは自然数)本の入力端子と中央演算処理
装置内に設けられているn(nは自然数)本の内部ライ
トバスに接続されるn(nは自然数)本の出力端子とを
有する単位出力レジスタが、第2出力制御信号を伝搬す
る第2出力制御信号線に対して上記単位レジスタと同数
にて並列接続された出力レジスタセットとを備え、上記
単位レジスタは上記データをラッチするラッチ手段と該
ラッチ手段のラッチ出力端子に接続され上記出力端子を
有する出力手段とを有し、上記出力手段にはそれぞれの
上記出力端子とグランドとの間にそれぞれに直列接続さ
れ上記ラッチ手段のラッチ出力端子から供給されるデー
タ信号及び上記第1出力制御信号に基づく駆動制御にて
それぞれ上記専用ライトバスの信号レベルを決定する第
1トランジスタが備わり、上記単位出力レジスタは、上
記n対の各入力端子に対応してそれぞれ一つずつ第2ト
ランジスタを有し一方の上記第2トランジスタの一端子
が一対の入力端子の一方に接続され他方の第2トランジ
スタの一端子が上記一対の入力端子の他方に接続され上
記一方の第2トランジスタのゲートが上記他方の入力端
子に接続され上記他方の第2トランジスタのゲートが上
記一方の入力端子に接続されることを特徴とする。
セットに備わる単位レジスタの出力端子は専用ライトバ
スに接続され、出力レジスタセットに備わる各単位出力
レジスタの入力端子が上記専用ライトバスに接続され各
単位出力レジスタの出力端子がCPUに備わる内部ライ
トバスに接続されることから、上記単位レジスタのそれ
ぞれにおけるデータの出力手段のバスに対する負荷容量
は減少する。よって上記単位レジスタの上記出力手段を
構成するトランジスタサイズを小さくすることができ
る。又、それぞれの上記単位レジスタの出力手段及びそ
れぞれの上記単位出力レジスタにおいてデータを送出さ
せるための制御信号は2本でよい。このように専用ライ
トバス、汎用レジスタセット、出力レジスタセットはレ
ジスタ制御信号本数が少なく、かつレジスタの回路構成
における面積が小さくなるように作用する。尚、第1出
力制御信号が実施例における出力用レジスタ制御信号に
相当し、第2出力制御信号が実施例における出力制御信
号に相当する。又、汎用レジスタセット、専用ライトバ
ス、内部ライトバスにてそれぞれ記載する自然数nは、
皆同じ値である。
れるデータを供給する上記リードバスに接続される入力
端子と、それぞれの上記専用ライトバスに接続される上
記2×n本の出力端子とを有するバス選択手段を備える
こともできる。
は、同一サイクルにおいてデータの格納及び格納データ
の送出動作が同時に発生する場合、汎用レジスタセット
部分におけるデータの伝搬を使用せずにデータの伝送を
行うため、汎用レジスタセット部分を介してデータ伝送
する場合に比べデータ伝送速度を高速化するように作用
する。尚、自然数nは、上記専用ライトバス等における
nの値と同じ値である。
実施例について図を参照し以下に説明する。図1及び図
2に示すように本実施例におけるCPU内汎用レジスタ
回路装置は、汎用レジスタセット150と、出力レジス
タセット160と、バス選択部170とを備えている。
尚、図1及び図2は本来一図にて示されるものである
が、紙面の都合上二図に分割したもので図1及び図2に
示す※Aないし※Dにてそれぞれ接続され一図をなす。
又、バス選択部170を設けるか否かは任意である。汎
用レジスタセット150は、本実施例では4つのレジス
タセット110,120,130,140から構成さ
れ、各レジスタセット110等はそれぞれが1ビットの
データを格納する4つの単位レジスタ111ないし11
4から構成される。もちろん、レジスタセットの数、一
つのレジスタセットを構成する単位レジスタの数は上述
したものに限られるものではない。
位レジスタ111等には、データバス180aないし1
80d(総称してデータバス180と記す場合もある)
からデータが供給されるデータ入力端子Dと、各レジス
タセット110等毎に上記データをラッチするか否かを
制御する入力用レジスタ制御信号RxLT_P、RxL
T_N(xは各レジスタセットの番号:図1及び図2で
は0ないし3が相当する)が供給される入力用レジスタ
制御信号入力端子CK_P,CK_Nと、各レジスタセッ
ト110等毎にラッチしたデータを出力するか否かを制
御する出力用レジスタ制御信号RxB、RxC(xは各
レジスタセットの番号:図1及び図2では0ないし3が
相当する)が供給される出力用レジスタ制御信号入力端
子RB,RCと、ラッチしたデータを送出するデータ出
力端子BX,BY,CX,CYとの各端子が設けられ
る。尚、本実施例では、後述するように出力レジスタセ
ット160を構成する単位出力レジスタ161ないし1
64の内、一つの単位出力レジスタからデータが送出さ
れる、CPU内の内部ライトバスの本数n(nは自然
数)に対し、2倍の数の上記データ出力端子BX等が各
単位レジスタ111等に設けられる。即ち、本実施例に
おいて一つの単位出力レジスタ161に対してCPU内
の内部ライトバスは2本であるので、各単位レジスタ1
11等には、4本のデータ出力端子BX等が設けられて
いる。よって上記内部ライトバスの本数に応じて上記単
位レジスタ111等における上記データ出力端子BX等
の数は変化する。
上記入力用レジスタ制御信号RxLT_P、RxLT_N
が伝搬される入力用レジスタ制御信号線115及び上記
出力用レジスタ制御信号RxB,RxCが伝搬される出
力用レジスタ制御信号線116に対して並列接続され
る。又、レジスタセット110に備わる単位レジスタ1
11、レジスタセット120に備わる単位レジスタ11
1、レジスタセット130に備わる単位レジスタ11
1、レジスタセット140に備わる単位レジスタ111
におけるそれぞれのデータ出力端子BXは専用ライトバ
ス181BXに接続され、各レジスタセットに備わる単
位レジスタ111におけるデータ出力端子BYは専用ラ
イトバス181BYに接続され、各レジスタセットに備
わる単位レジスタ111におけるデータ出力端子CXは
専用ライトバス181CXに接続され、各レジスタセッ
トに備わる単位レジスタ111におけるデータ出力端子
CYは専用ライトバス181CYに接続される。尚、そ
の他の各レジスタセット110等に備わる単位レジスタ
112等についても上記の場合と同様に図示するよう
に、各データ出力端子BX,BY,CX,CYは、専用
ライトバス182BX等にそれぞれ接続される。
路構成を図3を参照し説明する。尚、図3に示す各端子
には図1及び図2に示され対応する各端子に付された端
子名と同一の端子名を付している。各単位レジスタ11
1等は、データをラッチするラッチ部210と出力用レ
ジスタ制御信号RxB,RxCに基づき上記ラッチ部2
10にラッチされたデータの出力制御を行う出力部22
0とから構成される。ラッチ部210は、図示するよう
に一般的に使用されるラッチ回路の構成であり、入力用
レジスタ制御信号RxLT_P、RxLT_Nによってス
イッチング動作が行われるトランスミッションゲート2
11,212、及びインバータ213,214を有す
る。一方、出力部220は以下のように構成される。例
えばデータ出力端子BXについて、データ出力端子BX
とグランドとの間には、Nチャネル型トランジスタ22
1,222が直列接続される。その他のデータ出力端子
BY,CX,CYについても同様に、Nチャネル型トラ
ンジスタ223,224、225,226、227,2
28がそれぞれ直列接続される。又、Nチャネル型トラ
ンジスタ221,223のゲートには出力用レジスタ制
御信号RxBが伝搬する出力用レジスタ制御信号線が接
続され、Nチャネル型トランジスタ225,227のゲ
ートには出力用レジスタ制御信号RxCが伝搬する出力
用レジスタ制御信号線が接続される。さらに、Nチャネ
ル型トランジスタ222,226のゲートにはインバー
タ214の出力側が接続され、Nチャネル型トランジス
タ224,228のゲートにはインバータ213の出力
側が接続される。尚、Nチャネル型トランジスタとして
は、電界効果形のものであり、MOS構造のものが好ま
しい。
レジスタセット110等を構成する単位レジスタ111
等の数に対応し、本実施例では4つの単位出力レジスタ
161ないし164から構成される。上記各単位出力レ
ジスタ161等には、データを出力するか否かを制御す
る出力制御信号RBOUT,RCOUTが伝搬する出力
制御信号線117に接続され上記出力制御信号RBOU
T,RCOUTが供給される出力制御信号入力端子R
B,RCと、上記専用ライトバス181BX,181B
Y等に接続され該専用ライトバスを介して伝搬する、上
記単位レジスタ111等の出力データが供給されるデー
タ入力端子BXI,BYI,CXI,CYIと、上記内
部ライトバスに接続されデータを送出するデータ出力端
子BOUT,COUTとが設けられる。尚、データ入力
端子BXI等と専用ライトバス181BX等との詳しい
接続関係は以下のようになる。例えば単位出力レジスタ
161について説明すると、データ入力端子BXIは専
用ライトバス181BXに接続され、データ入力端子B
YIは専用ライトバス181BYに接続され、データ入
力端子CXIは専用ライトバス181CXに接続され、
データ入力端子CYIは専用ライトバス181CYに接
続される。又、単位出力レジスタ162について説明す
ると、データ入力端子BXIは専用ライトバス182B
Xに接続され、データ入力端子BYIは専用ライトバス
182BYに接続され、データ入力端子CXIは専用ラ
イトバス182CXに接続され、データ入力端子CYI
は専用ライトバス182CYに接続される。その他の単
位出力レジスタ163,164についてもこれらと同様
に接続される。
的な回路構成を図4を参照し以下に説明する。単位出力
レジスタ161等は、Pチャネル型トランジスタ及びイ
ンバータを有する入力部230と、トランスミッション
ゲート240a,240bとを有する。尚、Pチャネル
型トランジスタとしては、電界効果形のものであり、M
OS構造のものが好ましい。入力部230は以下に示す
構成をなす。例えばデータ入力端子BXI,BYIにつ
いて説明すると、データ入力端子BXIはソース側が電
源に接続されるPチャネル型トランジスタ231のドレ
イン側及びソースが電源に説明されているPチャネル型
トランジスタ232のゲートに接続され、データ入力端
子BYIは上記Pチャネル型トランジスタ232のドレ
イン側及び上記Pチャネル型トランジスタ231のゲー
トに接続される。データ入力端子CXI,CYIについ
ても上述したデータ入力端子BXI,BYIの場合と同
様にPチャネル型トランジスタ233,234等が同様
に接続される。Pチャネル型トランジスタ231のドレ
イン側はインバータ235を介してトランスミッション
ゲート240aの入力側に接続され、Pチャネル型トラ
ンジスタ233のドレイン側はインバータ236を介し
てトランスミッションゲート240bの入力側に接続さ
れる。トランスミッションゲート240a,240b
は、トランスミッションゲートの一般的な回路構成であ
るので具体的な回路構成の説明は省略するが、トランス
ミッションゲート240aは出力制御信号RBOUTに
基づきデータ出力端子BOUTへ所定データを送出し、
トランスミッションゲート240bは出力制御信号RC
OUTに基づきデータ出力端子COUTへ所定データを
送出する。
セット110等を構成する単位レジスタ111等の数に
対応し、本実施例では4つの単位バス選択部171ない
し174から構成される。上記各単位バス選択部171
等には、専用ライトバス181BX,181BY等に接
続されデータを上記専用ライトバス181BX等へ送出
するデータ出力端子BX,BY,CX,CYと、上記汎
用レジスタセット150の各単位レジスタ111等から
専用ライトバス181BX等へ格納データを送出せず、
上記単位バス選択部171等から専用ライトバス181
BX等へデータを送出する場合の制御信号であるバス選
択部制御信号ATOB、ATOCが伝搬するバス選択部
制制御信号線118に接続され上記バス選択部制御信号
ATOB、ATOCが供給されるバス選択部制御信号入
力端子ATB,ATCと、データバス180a等からデ
ータが供給されるデータ入力端子Dとが設けられる。
ス181BX等との詳しい接続関係は以下のようにな
る。例えば単位バス選択部171について説明すると、
データ出力端子BXは専用ライトバス181BXに接続
され、データ出力端子BYは専用ライトバス181BY
に接続され、データ出力端子CXは専用ライトバス18
1CXに接続され、データ入力端子CYは専用ライトバ
ス181CYに接続される。又、単位バス選択部172
について説明すると、データ出力端子BXは専用ライト
バス182BXに接続され、データ出力端子BYは専用
ライトバス182BYに接続され、データ出力端子CX
は専用ライトバス182CXに接続され、データ出力端
子CYは専用ライトバス182CYに接続される。その
他の単位バス選択部173,174についてもこれらと
同様に接続される。
な回路構成を図5を参照し以下に説明する。例えばデー
タ出力端子BXについて、データ出力端子BXとグラン
ドとの間には、Nチャネル型トランジスタ252,25
3が直列接続される。その他のデータ出力端子BY,C
X,CYについても同様に、Nチャネル型トランジスタ
254,255、256,257、258,259がそ
れぞれ直列接続される。このように配置されるNチャネ
ル型トランジスタ253,257のゲートにはデータ入
力端子Dが接続され、Nチャネル型トランジスタ25
5,259のゲートにはデータ入力端子Dがインバータ
251を介して接続される。さらに、Nチャネル型トラ
ンジスタ252,254のゲートにはバス選択部制御信
号ATOBが供給されるバス選択部制御信号入力端子A
TBが接続され、Nチャネル型トランジスタ256,2
58のゲートにはバス選択部制御信号ATOCが供給さ
れるバス選択部制御信号入力端子ATCが接続される。
タ回路装置の動作について以下に説明する。最初に各レ
ジスタセット110等へデータを格納する場合をレジス
タセット110を例に説明する。入力用レジスタ制御信
号R0LT_PをHレベルに設定し、入力用レジスタ制
御信号R0LT_NをLレベルに設定する。これにより
図3に示すトランスミッションゲート211がオン状態
となり、データバス180に接続されているデータ入力
端子Dを介してデータがレジスタセット110の各単位
レジスタ111等にロードされる。そして、入力用レジ
スタ制御信号R0LT_PをLレベルに設定し、入力用
レジスタ制御信号R0LT_NをHレベルに設定するこ
とでレジスタセット110の各単位レジスタ111等に
データバス180を伝搬するデータを保持する。
ライトバス181BX,181BY、182BX,18
2BY、183BX,183BY、184BX,184
BY(以下、これらの専用ライトバスを総称してB専用
ライトバスと称する場合もある)、又は専用ライトバス
181CX,181CY、182CX,182CY、1
83CX,183CY、184CX,184CY(以
下、これらの専用ライトバスを総称してC専用ライトバ
スと称する場合もある)へ格納データを送出する場合を
レジスタセット130を例に説明する。尚、この格納デ
ータを送出する場合においては以下の2種類の制御動作
となる。
と、格納データの送出とが同時に発生しない場合につい
て説明する。バス選択部制御信号ATOB,ATOC
は、それぞれともにLレベルに設定される。又、レジス
タセット110等に供給される出力用レジスタ制御信号
R0B,R1B,R2B,R3Bの内の一つ、又は出力
用レジスタ制御信号R0C,R1C,R2C,R3Cの
内の一つをHレベルに設定する。さらに、出力レジスタ
セット160に供給される出力制御信号RBOUT,R
COUTをHレベルに設定する。
に格納データの送出動作を説明する。バス選択部制御信
号ATOCをLレベルに設定する。こうすることで、図
5からも分かるように、バス選択部170の各単位バス
選択部171等におけるNチャネル型トランジスタ25
6,258はオフ状態となる。即ち、C専用ライトバス
がハイインピーダンス状態となり、バス選択部170の
各単位バス選択部171等からC専用ライトバスにはデ
ータが送出されることはない。出力レジスタセット16
0に供給される出力制御信号RCOUTをHレベルに設
定する。さらに、レジスタセット130を選択するた
め、出力用レジスタ制御信号R0C,R1CをLレベル
に設定し、出力用レジスタ制御信号R2CをHレベルに
設定する。このように各制御信号の信号レベルを設定す
ることで、レジスタセット130からC専用ライトバス
へ格納データが送出され、この送出データは出力レジス
タセット160における各単位出力レジスタ161等の
データ入力端子CXI,CYIに供給され、各単位出力
レジスタ161等のデータ出力端子COUTから送出さ
れる。
と、格納データの送出とが同時に発生する場合について
説明する。バス選択部制御信号ATOB,ATOCのい
ずれかをHレベルに設定する。又、レジスタセット11
0等に供給される出力用レジスタ制御信号R0B,R1
B,R2B,R3B,R0C,R1C,R2C,R3C
のすべてをLレベルに設定する。さらに、出力レジスタ
セット160に供給される出力制御信号RBOUT,R
COUTのいずれかをHレベルに設定する。
の格納及び格納データの送出動作を具体的に説明する。
バス選択部制御信号ATOBをHレベルに設定する。こ
うすることで、図5からも分かるように、バス選択部1
70の各単位バス選択部171等におけるNチャネル型
トランジスタ252,254はオン状態となる。よっ
て、データバス180を伝搬しバス選択部170の各単
位バス選択部171等に供給されたデータがB専用ライ
トバスに送出されることになる。
れる出力制御信号RCOUTをHレベルに設定する。さ
らに出力用レジスタ制御信号R0C,R1C,R2C,
R3CをすべてLレベルに設定する。このように各制御
信号の信号レベルを設定することで、いずれのレジスタ
セットからも格納データは送出されず、その代わりにバ
ス選択部170からデータが送出されることになる。一
方、このときレジスタセット130には、上述したデー
タ格納時の動作に従い、データバス180を介してデー
タを格納することができる。
ータの格納及び格納データの送出動作が同時に発生する
場合において、データの送出動作におけるデータ伝送の
遅延状態を図6に示す。尚、図6において、図3から図
5に示す各種制御信号に対応する制御信号は同じ名称に
て該当する箇所に記載している。このように同一サイク
ルにおいてデータの格納及び格納データの送出動作が同
時に発生する場合、レジスタセット部分におけるデータ
の伝搬を使用せず、バス選択部170を介してデータの
伝送を行うため、レジスタセット部分を介してデータ伝
送する場合に比べデータ伝送速度を高速化することがで
きる。
U内汎用レジスタ回路装置によれば以下の効果を奏す
る。レジスタセット110等の構成について図3に示す
ように、出力部220の回路構成について例えばNチャ
ネル型トランジスタを直列接続したことで回路規模を縮
小することができる。即ち、レジスタセット110等の
単位レジスタ111等を構成するトランジスタ数は、1
6個である。一方、従来のレジスタセットの出力部にお
ける回路構成で構成トランジスタ数が比較的少ない図9
に示すタイプの場合もトランジスタ数は16個であり、
トランジスタ数の面では本実施例と図9に示すタイプの
従来例とは差異がない。しかし、従来の図9に示すタイ
プの場合、出力部の回路構成は、インバータ、トランス
ミッションゲートを構成する必要性からP+フィール
ド,N+フィールドが必要であり、実際の回路パターン
は図13の(b)に示すように回路面積の大きいもので
あった。これに対し本実施例の場合には、出力部の回路
構成は例えばNチャネル型MOSトランジスタのみでよ
く、実際の回路パターンは図7に示すように従来のもの
に比べ回路面積が著しく小さくてすむ。尚、図13の
(b)に記載した「A」ないし「E」の記号は、図13
の(a)に記載した「A」ないし「E」の記号を付した
箇所に対応している。又、図13の(c)は図13の
(b)に記載の凡例を示す。同様に、図7の(b)に記
載した「A」ないし「E」の記号は、図7の(a)に記
載した「A」ないし「E」の記号を付した箇所に対応し
ている。又、図13の(c)に記載の凡例は図7の
(b)にも対応する。
ジスタ回路装置では、通常のCPU内部ライトバスとは
別に設けたB専用ライトバス及びC専用ライトバスでレ
ジスタセット110等を接続することで、レジスタセッ
ト110等の各単位レジスタ111等の出力部における
バス負荷容量を特に軽減することができ、上記出力部を
構成するトランジスタのサイズを小さくすることができ
る。よって、上述した実際の回路パターンが小さくなる
効果との相乗効果にて、より回路規模を小さくすること
ができる。
ることで、CPU内汎用レジスタ回路装置の動作速度を
向上させることができる。さらに、レジスタセット11
0等を構成する単位レジスタ111等において、入力制
御信号はRxLT_NとRxLT_Pの2種類であり、出
力制御信号はRxBとRxCとの2種類であり、合計4
種類である。このように本実施例のCPU内汎用レジス
タ回路装置によれば、単位レジスタを構成するトランジ
スタ数及び入出力制御信号数をともに少なくすることが
でき、かつ回路規模が小さく、かつ動作速度を速くする
ことができる。
における出力部220及び単位出力レジスタ161等を
構成するトランジスタはNチャネル型であり、一方、単
位バス選択部171等における入力部230を構成する
トランジスタはPチャネル型としたがこれに限るもので
はなく、単位レジスタ111等における出力部220及
び単位出力レジスタ161等を構成するトランジスタを
Pチャネル型とし、単位バス選択部171等における入
力部230を構成するトランジスタをNチャネル型とし
てもよい。
用レジスタセットに備わる単位レジスタの出力端子は専
用ライトバスに接続され、出力レジスタセットに備わる
各単位出力レジスタの入力端子が上記専用ライトバスに
接続され各単位出力レジスタの出力端子がCPUに備わ
る内部ライトバスに接続されることから、上記単位レジ
スタのそれぞれにおけるデータの出力手段のバスに対す
る負荷容量は減少する。よって上記単位レジスタの上記
出力手段を構成するトランジスタサイズを小さくするこ
とができる。又、それぞれの上記単位レジスタの出力手
段及びそれぞれの上記単位出力レジスタにおいてデータ
を送出させるための制御信号は2本である。
サイクルにおいてデータの格納及び格納データの送出動
作が同時に発生する場合、汎用レジスタセット部分にお
けるデータの伝搬を使用せずにデータの伝送を行うよう
にバス選択手段を設けたことより、汎用レジスタセット
部分を介してデータ伝送する場合に比べデータ伝送速度
を高速化することができる。
おける構成を示すブロック図である。
おける構成を示すブロック図である。
る単位レジスタの一構成例を示す回路図である。
位出力レジスタの一構成例を示す回路図である。
択部の一構成例を示す回路図である。
態を示す図である。
び単位バス選択部における構成を示す回路図であり、
(b)は(a)に示す回路のパターンを示す図である。
示すブロック図である。
ジスタの構成を示す回路図である。
レジスタの他の構成を示す回路図である。
伝送経路を示す図である。
を示す図である。
における構成を示す回路図であり、(b)は(a)に示
す回路のパターンを示す図であり、(c)は(b)に示
す図の凡例を示す図である。
用ライトバス、 160…出力レジスタセット、 161ないし164…単位出力レジスタ、 120…ラッチ部、 220…出力部、 221ないし228…Nチャネル型トランジスタ、 230…入力部、 231ないし234…Pチャネル型トランジスタ、 240a,240b…トランスミッションゲート、 170…バス選択部、 171ないし174…単位バス選択部、 252ないし259…Nチャネル型トランジスタ、
Claims (4)
- 【請求項1】 リードバスから供給される1ビットのデ
ータを格納し、かつ格納したデータを出力するn対の合
計2×n(nは自然数)本の出力端子を有する単位レジ
スタが、データの格納を制御する入力制御信号を伝搬す
る入力制御信号線及び格納データの出力を制御する第1
出力制御信号を伝搬する第1出力制御信号線に対して複
数並列に接続された汎用レジスタセットと、 それぞれの上記単位レジスタに備わる上記2×n本のそ
れぞれの出力端子に対して1本ずつ接続され上記単位レ
ジスタから格納データが送出される、合計2×n(nは
自然数)本の専用ライトバスと、 それぞれが上記専用ライトバスに接続されるn対の合計
2×n(nは自然数)本の入力端子と中央演算処理装置
内に設けられているn(nは自然数)本の内部ライトバ
スに接続されるn(nは自然数)本の出力端子とを有す
る単位出力レジスタが、第2出力制御信号を伝搬する第
2出力制御信号線に対して上記単位レジスタと同数にて
並列接続された出力レジスタセットとを備え、 上記単位レジスタは上記データをラッチするラッチ手段
と該ラッチ手段のラッチ出力端子に接続され上記出力端
子を有する出力手段とを有し、上記出力手段にはそれぞ
れの上記出力端子とグランドとの間にそれぞれに直列接
続され上記ラッチ手段のラッチ出力端子から供給される
データ信号及び上記第1出力制御信号に基づく駆動制御
にてそれぞれ上記専用ライトバスの信号レベルを決定す
る第1トランジスタが備わり、 上記単位出力レジスタは、上記n対の各入力端子に対応
してそれぞれ一つずつ第2トランジスタを有し一方の上
記第2トランジスタの一端子が一対の入力端子の一方に
接続され他方の第2トランジスタの一端子が上記一対の
入力端子の他方に接続され上記一方の第2トランジスタ
のゲートが上記他方の入力端子に接続され上記他方の第
2トランジスタのゲートが上記一方の入力端子に接続さ
れることを特徴とする中央演算処理装置内汎用レジスタ
セット回路装置。 - 【請求項2】 上記第1トランジスタはNチャネル型電
界効果トランジスタであり、上記第2トランジスタはP
チャネル型電界効果トランジスタであり、上記第2トラ
ンジスタのソースは電源に接続され上記第2トランジス
タの上記一端子はドレインである、請求項1記載の中央
演算処理装置内汎用レジスタセット回路装置。 - 【請求項3】 上記単位レジスタに格納されるデータを
供給する上記リードバスに接続される入力端子と、それ
ぞれの上記専用ライトバスに接続される上記2×n本の
出力端子とを有するバス選択手段を備えた、請求項1又
は2記載の中央演算処理装置内汎用レジスタセット回路
装置。 - 【請求項4】 上記バス選択手段には、それぞれの上記
バス選択手段の出力端子とグランドとの間にそれぞれに
直列接続され上記リードバスにおけるデータ及びバス選
択制御信号に基づき駆動制御されそれぞれの上記専用ラ
イトバスにおける信号レベルを決定する第3トランジス
タを備えた、請求項3記載の中央演算処理装置内汎用レ
ジスタセット回路装置。
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---|---|---|---|
JP29641293A JP3386535B2 (ja) | 1993-11-26 | 1993-11-26 | 中央演算処理装置内汎用レジスタセット回路装置 |
US08/344,365 US5606709A (en) | 1993-11-26 | 1994-11-23 | Register group circuit for data processing system |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP29641293A JP3386535B2 (ja) | 1993-11-26 | 1993-11-26 | 中央演算処理装置内汎用レジスタセット回路装置 |
Publications (2)
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JPH07152534A JPH07152534A (ja) | 1995-06-16 |
JP3386535B2 true JP3386535B2 (ja) | 2003-03-17 |
Family
ID=17833216
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
JP29641293A Expired - Lifetime JP3386535B2 (ja) | 1993-11-26 | 1993-11-26 | 中央演算処理装置内汎用レジスタセット回路装置 |
Country Status (2)
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---|---|
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US6301629B1 (en) * | 1998-03-03 | 2001-10-09 | Alliance Semiconductor Corporation | High speed/low speed interface with prediction cache |
JP2003190367A (ja) * | 2001-12-21 | 2003-07-08 | Konami Co Ltd | 虚像、実映像重畳表示装置及び映像表示制御方法、ならびに映像表示制御用プログラム |
JP4146654B2 (ja) * | 2002-02-28 | 2008-09-10 | 株式会社リコー | 画像処理回路、複合画像処理回路、および、画像形成装置 |
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US5341506A (en) * | 1984-12-10 | 1994-08-23 | Nec Corporation | Data flow processor with a full-to-half word convertor |
US4725987A (en) * | 1985-10-23 | 1988-02-16 | Eastman Kodak Company | Architecture for a fast frame store using dynamic RAMS |
JP2615088B2 (ja) * | 1987-11-06 | 1997-05-28 | 株式会社日立製作所 | 半導体記憶装置 |
-
1993
- 1993-11-26 JP JP29641293A patent/JP3386535B2/ja not_active Expired - Lifetime
-
1994
- 1994-11-23 US US08/344,365 patent/US5606709A/en not_active Expired - Lifetime
Also Published As
Publication number | Publication date |
---|---|
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