JP3467286B2 - Logical evaluation system - Google Patents

Logical evaluation system

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JP3467286B2 JP13267493A JP13267493A JP3467286B2 JP 3467286 B2 JP3467286 B2 JP 3467286B2 JP 13267493 A JP13267493 A JP 13267493A JP 13267493 A JP13267493 A JP 13267493A JP 3467286 B2 JP3467286 B2 JP 3467286B2
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    • H03K19/02Logic circuits, i.e. having at least two inputs acting on one output; Inverting circuits using specified components
    • H03K19/08Logic circuits, i.e. having at least two inputs acting on one output; Inverting circuits using specified components using semiconductor devices
    • H03K19/094Logic circuits, i.e. having at least two inputs acting on one output; Inverting circuits using specified components using semiconductor devices using field-effect transistors
    • H03K19/096Synchronous circuits, i.e. using clock signals
    • H03K19/0963Synchronous circuits, i.e. using clock signals using transistors of complementary type

Description

【発明の詳細な説明】Detailed Description of the Invention

【0001】[0001]

【産業上の利用分野】本発明は、1991年4月12日に出願
された、出願番号07/684,720、ジェフリー・イェター
(Jeffry Yetter )による「自動時間調節論理回路の機
能的に完全なファミリー(A FUNCTIONALLY COMPLETE FA
MILY OF SELF-TIMED LOGIC CIRCUITS)」の一部継続出
願である。 関連出願とのクロス−リフアレンス 1.1991年4月12日に出願された、出願番号07/684,720
の、ジェフリー・イェター(Jeffry Yetter )による
「自動時間調節論理回路の機能的に完全なファミリー
(A FUNCTIONALLY COMPLETE FAMILY OF SELF-TIMED LOG
IC CIRCUITS )」、および 2.1991年4月12日に出願された、出願番号07/684,63
7、ジェフリー・イェター(Jeffry Yetter )による
「マウストラップ論理回路用万能パイプラインラッチ
(UNIVERSAL PIPELINE LATCH FOR MOUSETRAP LOGIC CIR
CUITS )」。
FIELD OF THE INVENTION The present invention is directed to a functionally complete family of self-timed logic circuits by application number 07 / 684,720, Jeffry Yetter, filed April 12, 1991. A FUNCTIONALLY COMPLETE FA
MILY OF SELF-TIMED LOGIC CIRCUITS) ". Cross-reference with related applications 1. Application number 07 / 684,720 filed on April 12, 1991
Jeffrey Yetter's "A FUNCTIONALLY COMPLETE FAMILY OF SELF-TIMED LOG
IC CIRCUITS), ”and application number 07 / 684,63, filed April 12, 1991.
7. "UNIVERSAL PIPELINE LATCH FOR MOUSETRAP LOGIC CIR" by Jeffry Yetter
CUITS) ".

【0002】本発明は、一般にコンピュータの動的論理
に関し、更に詳細には、縦続自動時間調節動的論理ゲー
ト、たとえば、「マウストラップ」論理ゲート、を備え
た論理ブロックを時間制御する自動時間調節動的論理回
路用自動時間調節式クロックシステムに関する。
The present invention relates generally to dynamic logic in computers, and more particularly to automatic time adjustment for time controlling logic blocks with cascaded automatic timed dynamic logic gates, eg, "mouse trap" logic gates. The present invention relates to an automatically timed clock system for a dynamic logic circuit.

【0003】[0003]

【従来の技術】最近、アメリカ合衆国コロラド州フォー
トコリンズにあるヒューレット・パッカード社のジェフ
リー・イェター(Jeffry Yetter )により自動時間調節
式動的論理ゲートの機能的に完全なファミリーが開発さ
れた。これら自動時間調節式動的論理ゲートはベクトル
論理システムを実現するように構成されている。提案さ
れたベクトル論理システムでは、三つ以上の有効な論理
状態が論理を通して伝播する。更に、マウストラップ論
理ゲートによるプリチャージを使用して、論理評価の単
調な進行を実現している。
2. Description of the Related Art Recently, a functionally complete family of self-timed dynamic logic gates was developed by Jeffry Yetter of Hewlett-Packard Company of Fort Collins, Colorado, USA. These self-timed dynamic logic gates are configured to implement a vector logic system. In the proposed vector logic system, more than two valid logic states propagate through the logic. In addition, the mouse trap logic gate precharge is used to achieve a monotonic progression of logic evaluation.

【0004】単調な進行では、一方向だけの論理の遷移
を考える。たとえば、マウストラップ論理ゲートでは、
論理低から論理高への論理遷移だけを考え、論理高から
論理低への論理遷移を考えない。単調進行を実行する結
果、静的危険に関連する問題は無くなっている。
In monotonic progression, consider a logical transition in only one direction. For example, in the mousetrap logic gate,
Consider only the logic transition from logic low to logic high, not the logic transition from logic high to logic low. As a result of performing a monotonic progression, the problems associated with static hazards are gone.

【0005】更に、本発明におけるベクトル論理状態は
無効状態を考慮する物理的方法で符号化されるので、お
よび動的プリチャージ法を行っているので、一つ以上の
縦続マウストラップ論理ゲートから構成されるマウスト
ラップ論理ブロックからの出力は、「自動時間調節」さ
れることができ、すなわち、プリチャージ信号を供給す
るクロック源に関して同期して動作するよう構成するこ
とができる。換言すれば、クロックまたは他のチャージ
ング信号は単にマウストラップ論理ゲートをプリチャー
ジするのに使用されるだけであり、クロックは縦続マウ
ストラップ論理ゲートによる論理評価の進行を指令しな
い。各個々のマウストラップ論理ゲートはねずみ取り論
理ゲートと関連する対応する論理により行われる順調な
論理評価によりトリガされる。したがって、マウストラ
ップ論理ゲートを備えたベクトル論理システムを使用す
ると、二つの重要な特徴を各ベクトル出力から得ること
ができる。(1) ベクトル出力が有効であると、伝統的な
有効クロック信号の必要性が無くなる。および(2) それ
が有効であるときのベクトル出力の値。
Further, since the vector logic states in the present invention are encoded in a physical manner that takes into account invalid states, and because the dynamic precharge method is implemented, it consists of one or more cascaded mousetrap logic gates. The output from the mousetrap logic block can be "self-timed", that is, configured to operate synchronously with respect to the clock source that provides the precharge signal. In other words, the clock or other charging signal is only used to precharge the mousetrap logic gate, and the clock does not direct the progress of logic evaluation by the cascade mousetrap logic gate. Each individual mousetrap logic gate is triggered by a smooth logic evaluation performed by the corresponding logic associated with the mousetrap logic gate. Therefore, using a vector logic system with mousetrap logic gates, two important features can be obtained from each vector output. (1) When the vector output is valid, the need for a traditional valid clock signal is eliminated. And (2) the value of the vector output when it is valid.

【0006】マウストラップ論理ゲートを直列に縦続す
ると、ベクトル入力は自動時間調節してゲートを通って
進む。後続の各ゲートは、その対応するベクトル入力が
有効であることを確認すると、そのベクトル入力につい
て評価を行う。その上、縦続マウストラップ論理ゲート
はクロックにより並列にプリチャージすることができ、
次いでベクトルについて論理的評価を行うことができ
る。
When the mousetrap logic gates are cascaded in series, the vector inputs are automatically timed to advance through the gates. Each subsequent gate will evaluate its vector input once it has validated its corresponding vector input. Moreover, cascaded mousetrap logic gates can be precharged in parallel by a clock,
A logical evaluation can then be made on the vector.

【0007】[0007]

【発明が解決しようとする課題】しかし、クロックシス
テムは論理的評価が縦続ネットワ−クを通して完全に進
行するのに充分な時間が与えられるように構成されなけ
ればならない。更に、クロックシステムはすべての縦続
ゲートをプリチャージするのに充分な時間を与えるよう
に構成されなければならない。前述の要求事項の結果、
縦続ゲートのベクトル出力は他のマウストラップ論理ブ
ロックに進むことができるまでにクロックのエッジを待
たなければならないことが屡々ある。したがって、多く
の時間が浪費される。その結果、自動時間調節の属性を
備えているマウストラップ論理ゲートおよび他の動的論
理ゲートの自動時間調節的性格を最適に利用する自動時
間調節式クロックシステムおよびその方法の必要性が存
在する。
However, the clock system must be constructed so that the logical evaluation is given sufficient time to proceed completely through the cascade network. Further, the clock system must be configured to give sufficient time to precharge all the cascade gates. As a result of the above requirements,
The vector output of the cascade gate often has to wait for an edge of the clock before it can proceed to another mousetrap logic block. Therefore, a lot of time is wasted. As a result, there is a need for an automatically timed clock system and method that optimally takes advantage of the automatically timed nature of mousetrap logic gates and other dynamic logic gates that have the property of automatically timed.

【0008】本発明は、縦続自動時間調節動的論理ゲー
トから成る論理ブロックで行われる論理評価の速さを最
適にする。本発明は、「マウストラップ」論理ゲートと
して知られている自動時間調節動的論理ゲートのファミ
リーに特に適用できる。
The present invention optimizes the speed of logic evaluations performed on logic blocks consisting of cascaded self-timed dynamic logic gates. The present invention is particularly applicable to a family of self-timed dynamic logic gates known as "mouse trap" logic gates.

【0009】[0009]

【課題を解決するための手段】本発明の第1の実施例で
は、論理ブロックは、並列にプリチャージされ且つベク
トル入力について自動時間調節式論理評価を包括的に行
ってベクトル出力を得ることができる縦続自動時間調節
動的論理ブロックを備えている。評価実行検出器は論理
ブロックの出力を監視し、ベクトル出力が有効であるこ
とを確認するように構成されている。最後に、論理ブロ
ッククロック発生器はトリガ信号によりセットされ、評
価実行検出器によりリセットされる。論理ブロッククロ
ック発生器はプリチャージ信号を論理ブロックに供給
し、これによりそれぞれのプリチャージ期間を規定する
と共に、論理ブロック内の自動時間調節論理評価に対す
る評価期間を与えるようになっている。
SUMMARY OF THE INVENTION In a first embodiment of the invention, logic blocks are precharged in parallel and a comprehensive self-timed logic evaluation is performed on vector inputs to obtain vector outputs. It has a cascading automatic timed dynamic logic block. The evaluation run detector is configured to monitor the output of the logic block to ensure that the vector output is valid. Finally, the logic block clock generator is set by the trigger signal and reset by the evaluation run detector. The logic block clock generator provides a precharge signal to the logic blocks, thereby defining each precharge period and providing an evaluation period for self-timed logic evaluation within the logic block.

【0010】本発明の第2の実施例は第1の実施例と同
じ構成要素のすべてを備えているが、第2の実施例は更
に論理ブロッククロック発生器をセットするトリガ信号
をセットするプリチャ−ジ実行検出器を備えている点が
異なる。
The second embodiment of the present invention comprises all of the same components as the first embodiment, but the second embodiment further comprises a precharger which sets the trigger signal which sets the logic block clock generator. -Different in that it has a run detector.

【0011】[0011]

【作用】第1の実施例の動作は次の通りである。最初
に、プリチャ−ジを開始して縦続自動時間調節動的論理
ブロックを並列にして準備する。縦続自動時間調節動的
論理ブロックはこうしてベクトル入力に関する論理評価
を行ってベクトル出力を得ることができる。ベクトル出
力が評価実行検出器により有効であると確認されると、
縦続自動時間調節動的論理ブロックの他のプリチャージ
が直ちに開始される。
The operation of the first embodiment is as follows. First, the precharge is started to prepare the cascaded timed dynamic logic blocks in parallel. The cascaded auto-timed dynamic logic block can thus perform a logic evaluation on the vector input to obtain the vector output. Once the vector output has been validated by the evaluation run detector,
Another precharge of the cascaded auto-timed dynamic logic block is started immediately.

【0012】第2の実施例の動作は全体として自動時間
調節され、システムクロックを含めてすべての他のクロ
ック源に対して非同期である。本発明の更に他の特徴お
よび長所は以下の図面および詳細な説明を検討すれば当
業者には明らかになるであろう。
The operation of the second embodiment is generally self-timed and asynchronous to all other clock sources, including the system clock. Still other features and advantages of the present invention will be apparent to one of ordinary skill in the art in view of the following drawings and detailed description.

【0013】[0013]

【実施例】【Example】

好適実施例の説明 目次 I 論理システム A.ベクトル論理 B.マウストラップ論理ゲート 1.構造 2.動作 3.包含的ORゲート 4.加算プリデコーダゲート 5.けた上げ伝達ゲート 6.共有ラダー論理 7.排他的ORゲート Description of the preferred embodiment table of contents I Logical system A. Vector logic B. Mousetrap logic gate 1. Construction 2. motion 3. Inclusive OR gate 4. Adder predecoder gate 5. Carry transmission gate 6. Shared ladder logic 7. Exclusive OR gate

【0014】II. 自動時間調節式クロックシステム A.第1の実施例 B.第2の実施例II. Self-timed clock system A. First embodiment B. Second embodiment

【0015】I.論理システム 本発明は、とりわけ、縦続自動時間調節動的論理ブロッ
ク、たとえば、ただしこれに限るものではないが、「マ
ウストラップ」論理ゲート、を備えているマウストラッ
プ論理ブロックを時間制御するシステムを実質的に目的
としている。マウストラップ論理ゲートは、1991年4月
12日に出願された親出願番号07/684,720、「自動時間調
節論理回路の機能的に完全なファミリー(A FUNCTIONAL
LY COMPLETE FAMILY OF SELF-TIMED LOGIC CIRCUITS
)」で中心を成す主題事項である。本発明を明瞭に理
解するため、マウストラップ論理ゲートに関して以下に
簡単に説明する。
I. Logic System The present invention provides, among other things, a system for time controlling a mousetrap logic block comprising a cascaded self-timed dynamic logic block, such as, but not limited to, a "mousetrap" logic gate. Purpose. Mouse trap logic gate, April 1991
Parent application number 07 / 684,720 filed on 12th, "A functionally complete family of self-timed logic circuits (A FUNCTIONAL
LY COMPLETE FAMILY OF SELF-TIMED LOGIC CIRCUITS
) ”Is the main subject matter. For a clear understanding of the invention, a brief discussion of mousetrap logic gates follows.

【0016】A.ベクトル論理 典型的に、コンピュータでの論理は一つの論理径路に関
して2進値で符号化されており、この径路は屡々単なる
電線であったり、または半導体の通過経路であったりす
る。定義により、高信号レベル、通常は電圧または電
流、は高論理状態(プログラムの信号では「1」)を示
す。更に、低信号レベルは低論理状態(プログラムの言
語では「1」)を示す。
A. Vector Logic Typically, computer logic is encoded in binary values for one logical path, which is often just a wire or a semiconductor path. By definition, a high signal level, usually a voltage or current, indicates a high logic state ("1" in the signal of the program). In addition, a low signal level indicates a low logic state ("1" in the programming language).

【0017】本発明はマウストラップゲートを縦続する
ことにより「ベクトル論理」を実現することを考えてい
る。ベクトル論理は三つ以上の有効論理状態をコンピュ
ータの論理ゲートを通して伝播することができる論理構
造である。一つの論理径路により定義された有効論理状
態が二つ(高、低)ある伝統的な2進論理とは異なり、
本発明のベクトル論理は各有効論理状態について二つ以
上の論理径路を設け、無効論理状態を許容している。
The present invention contemplates implementing "vector logic" by cascading mouse trap gates. Vector logic is a logical structure capable of propagating more than two valid logic states through the logic gates of a computer. Unlike traditional binary logic, where there are two (high, low) valid logic states defined by one logic path,
The vector logic of the present invention allows for invalid logic states by providing more than one logic path for each valid logic state.

【0018】たとえば、一実施例によれば、二つの有効
論理状態を必要とするベクトル論理システムにおいて、
二つの論理径路が必要である。二つの論理径路が共に論
理低、すなわち、「0,0」、であれば、定義により無
効論理状態が存在する。その上、二つの論理径路のいず
れかに排他的に存在する論理高、すなわち「1,0」ま
たは「0,1」、はベクトル論理システムの二つの有効
論理状態に対応する。最後に、二つの論理径路が共に
高、すなわち、「1,1」であるときのシナリオはベク
トル論理システムでは未規定の論理状態である。
For example, according to one embodiment, in a vector logic system that requires two valid logic states:
Two logical paths are needed. If the two logic paths are both logic low, ie , "0,0", then there is an invalid logic state by definition. Moreover, a logic high that is exclusively present in either of the two logic paths, ie, "1,0" or "0,1", corresponds to two valid logic states of the vector logic system. Finally, the scenario when both logic paths are high, ie , "1,1", is an undefined logic state in a vector logic system.

【0019】他の実施例による三つの論理状態を必要と
するベクトル論理システムでは、三つの論理径路が必要
になる。以下同様。結論として、前述の実施例によれ
ば、n個の有効論理状態および一つの無効状態がある論
理システムはn個の論理径路を備えている。
In a vector logic system that requires three logic states according to another embodiment, three logic paths are required. The same applies below. In conclusion, according to the previous embodiment, a logic system with n valid logic states and one invalid state has n logic paths.

【0020】更に、ベクトル論理状態の符号化は二つ以
上の論理径路に関する論理高により有効ベクトル論理状
態を規定することにより処理することができるが、すべ
ての径路が低論理信号を示すときは無効状態がやはり規
定される。換言すれば、ベクトル論理状態は相互に排他
的ではない。
Further, encoding of vector logic states can be handled by defining valid vector logic states by logic highs on more than one logic path, but invalid when all paths exhibit low logic signals. The state is still defined. In other words, vector logic states are not mutually exclusive.

【0021】たとえば、各有効ベクトル論理状態を規定
するために一対の論理高を使用するベクトル論理システ
ムでは、下記の論理機構を実現することができる。三つ
の論理径路を用いれば、「0,1,1」はベクトル論理
状態1を、「1,0,1」はベクトル論理状態2を、お
よび「1,1,0」はベクトル論理状態3を指すことが
できる。四つの論理径路の場合には、六つの有効ベクト
ル論理状態を指定することができる。特に、「0,0,
1,1」はベクトル論理状態1を、「0,1,0,1」
はベクトル論理状態2を、「1,0,0,1」はベクト
ル論理状態3を、「0,1,1,0」はベクトル論理状
態4を、「1,0,1,0」はベクトル論理状態5を、
および「1,1,0,0」はベクトル論理状態6を指す
ことができる。5個の論理径路を用いれば、最大10個
までの有効論理状態を指定することができる。以下同
様。
For example, in a vector logic system that uses a pair of logic highs to define each valid vector logic state, the following logic mechanism can be implemented. Using three logic paths, "0,1,1" represents vector logic state 1, "1,0,1" represents vector logic state 2 and "1,1,0" represents vector logic state 3. Can point. In the case of four logic paths, six effective vector logic states can be specified. In particular, "0,0,
"1,1" is the vector logic state 1, "0,1,0,1"
Is a vector logic state 2, "1,0,0,1" is a vector logic state 3, "0,1,1,0" is a vector logic state 4, and "1,0,1,0" is a vector Logic state 5
And “1,1,0,0” can refer to vector logic state 6. Using 5 logic paths, up to 10 valid logic states can be specified. The same applies below.

【0022】他の例として、三つの論理径路が各有効ベ
クトル論理状態を規定するベクトル論理システムを本発
明に従って得ることができる。結論として、当業者に周
知のように、上述のベクトル機構は数学の組合わせの公
式によって要約することができる。組合わせの公式は次
のとおりである。
As another example, a vector logic system in which three logic paths define each valid vector logic state can be obtained in accordance with the present invention. In conclusion, as is well known to those skilled in the art, the above-mentioned vector mechanism can be summarized by mathematical formulas. The formula of the combination is as follows.

【0023】[0023]

【数1】 [Equation 1]

【0024】ここで変数nは論理径路の数(ベクトル成
分)であり、変数mは有効ベクトル論理状態を規定する
論理径路の数(すなわち、特定のベクトル論理状態を指
定するよう論理高を示さなければならない論理径路の
数)であり、変数iは可能なベクトル論理状態の数であ
る。
Here, the variable n is the number of logical paths (vector components), and the variable m is the number of logical paths that define the effective vector logic states (ie, the logic height must be given to specify a particular vector logic state). The number of logical paths that must be present) and the variable i is the number of possible vector logic states.

【0025】B.マウストラップ論理ゲート 図1は本発明による「マウストラップ」論理ゲートのフ
ァミリーの高レベルブロック図である。マウストラップ
論理ゲートは、今後詳細に説明するが、高速でベクトル
論理を行うことができ、機能的に完全であり、自動時間
調節されており、各段を一つながりに連結したとき静的
危険から生ずる不利な論理的反作用を受けない。
B. Mouse Trap Logic Gates FIG. 1 is a high level block diagram of a family of "mouse trap" logic gates according to the present invention. The mousetrap logic gate, which we will discuss in more detail below, is capable of fast vector logic, is functionally complete, and is self-timed to avoid static hazards when connecting each stage in a chain. It is not subject to the adverse logical reaction that occurs.

【0026】図1に示すように、本発明のマウストラッ
プ論理ゲート100への各入力は、ベクトル入力I、
J、・・・、K(今後、ベクトル変数を太文字で表す)
と記してあるベクトルである。ベクトル入力I、J、・
・・、Kの数に関する制限は存在しない。
As shown in FIG. 1, each input to the mousetrap logic gate 100 of the present invention is a vector input I,
J, ..., K (future vector variables will be shown in bold)
Is the vector that is marked. Vector input I, J, ...
.., There is no limit on the number of K.

【0027】更に、ベクトル入力I、J、・・・、Kの
各々をどんな数のベクトル成分によってでも指定するこ
とができ、各ベクトル成分は図1でそれぞれI0〜I
N、J0〜JM、およびK0〜KSと記した専用論理径
路を備えている。
Further, each of the vector inputs I, J, ..., K can be specified by any number of vector components, each vector component being I0 to I in FIG.
It has dedicated logic paths labeled N, J0-JM, and K0-KS.

【0028】実質上、各ベクトル入力はベクトル論理状
態を指定する。先に記したとおり、ベクトル入力I、
J、・・・、Kのどれかに対する無効ベクトル論理状態
は、その対応するベクトル成分のすべて、それぞれ、I
0〜IN、J0〜JM、およびK0〜KS、が論理低で
あるとき規定により存在している。
In effect, each vector input specifies a vector logic state. As mentioned above, the vector input I,
An invalid vector logic state for any of J, ..., K has all its corresponding vector components, I, respectively.
Present by convention when 0-IN, J0-JM, and K0-KS are logic lows.

【0029】一般的マウストラップ論理ゲート100の
出力はやはりベクトルであり、ベクトル出力Oと記して
ある。ベクトル出力Oはベクトル成分O0〜OPから構
成されている。ベクトル成分O0〜OPは相互に排他的
であり、ベクトル入力I、J、・・・、Kの独立関数で
ある。更にベクトル成分O0〜OPにはマウストラップ
論理ゲート100 の中に専用マウストラップゲート構成要
素、それぞれ102〜106、がある。規定により本発
明では、O0〜OPの一つおよび一つに限り或る特定の
時効に論理高の状態にある。
The output of the general mousetrap logic gate 100 is also a vector, labeled vector output O. The vector output O is composed of vector components O0 to OP. The vector components O0-OP are mutually exclusive and are independent functions of the vector inputs I, J, ..., K. Further, vector components O0-OP have dedicated mousetrap gate components 102-106 within mousetrap logic gate 100, respectively. By definition, in the present invention, only one of O0-OP and one is in a logic high state for a particular aging.

【0030】その上、出力ベクトルOに関連することが
できるベクトル成分O0〜OPの数に関しては制限が無
い。ベクトル成分O0〜OPの、したがって、マウスト
ラップゲート構成要素102〜106の数はベクトル入
力に関して個別にまたは全体として行うべき論理関数、
所要ベクトル出力成分の数の他に、マウストラップ論理
ゲート100の論理目的に関するその他の考察事項によ
っても変わる。
Moreover, there is no limit as to the number of vector components O0-OP that can be associated with the output vector O. The number of vector components O0-OP, and thus the number of mousetrap gate components 102-106, is a logical function to be performed on vector inputs individually or as a whole,
Besides the number of required vector output components, it also depends on other considerations regarding the logic purpose of mousetrap logic gate 100.

【0031】1.構造 図1を参照すると、マウストラップ論理ゲート100の
各マウストラップゲートの構成要素102〜106は、
準備整備機構108、ラダー論理110、および反転バ
ッファ機構112から構成されている。準備整備機構1
18はマウストラップ論理ゲート100を準備整備し、
リセットするプリチャージ手段、すなわち付勢手段であ
る。
1. Structure Referring to FIG. 1, each mousetrap gate component 102-106 of mousetrap logic gate 100 includes:
It consists of a readiness mechanism 108, a ladder logic 110, and an inversion buffer mechanism 112. Preparation and maintenance mechanism 1
18 prepares the mousetrap logic gate 100,
It is a precharge means for resetting, that is, an urging means.

【0032】準備整備機構108は実質上スイッチとし
て働き、それにより線114のクロック信号(高または
低)により励起されると線116の論理状態を規定する電
圧V0を選択的に印加する。当業者が知っているとお
り、クロック信号に基づいて電圧を選択的に印加するど
んな形式のスイッチング素子またはバッファをも使用す
ることができる。更に、コンピュータシステムの論理
が、電圧レベルではなく電流レベルに基づいているとき
は、準備整備機構108は切換え可能な電流源とするこ
とができるが、これも当業者には周知である。準備整備
機構108として所要スイッチング機能を働かせる実施
例はすべてここに取り入れるつもりである。
The servicing mechanism 108 acts essentially as a switch, thereby selectively applying the voltage V0 defining the logic state of line 116 when excited by the clock signal (high or low) on line 114. As will be appreciated by those skilled in the art, any type of switching element or buffer that selectively applies voltage based on a clock signal can be used. Further, when the logic of the computer system is based on current levels rather than voltage levels, the servicing mechanism 108 can be a switchable current source, which is also well known to those skilled in the art. All embodiments that perform the required switching functions as the readiness mechanism 108 are intended to be incorporated here.

【0033】ラダー論理110はベクトル入力I、J、
・・・、Kについて論理機能を行う。各マウストラップ
ゲート構成要素102〜106に対応するラダー論理1
10は各マウストラップゲート構成要素102〜106
の目的によって変わり得る。好適実施例では、ラダー論
理110は実質上単純な論理ゲート、たとえば論理的O
Rゲートおよび/または論理的AND ゲート、の組合わせ
であり、これらが直列におよび/または並列に接続され
ている。ラダー論理110は本発明ではベクトル出力成
分O0〜OPの一つおよび一つに限り有効ベクトル出力
Oの或るサンプル時に論理高であるように構成されてい
ることに注目すべきである。ラダー論理110の特定の
実施例を図2〜図5の図解に関して下に説明する。
The ladder logic 110 uses vector inputs I, J,
... Performs a logical function for K. Ladder logic 1 corresponding to each mousetrap gate component 102-106
10 is each mouse trap gate constituent element 102-106
It can change depending on the purpose of. In the preferred embodiment, the ladder logic 110 is a substantially simple logic gate, such as a logical O.
A combination of R gates and / or logical AND gates, which are connected in series and / or in parallel. It should be noted that the ladder logic 110 is configured in the present invention to be a logic high at some sample of one and only one of the vector output components O0-OP. Specific embodiments of ladder logic 110 are described below with respect to the illustrations of FIGS.

【0034】ラダー論理110は、最初マウストラップ
ゲート構成要素を準備整備することにより動作する準備
整備機構と異なり、臨界的論理径路に乗っているが、デ
ータがマウストラップゲート構成要素を通って、すなわ
、臨界的論理径路を通って、実際に流れている間に一
時的に休止状態に入るので、高速で動作しなければなら
ない。更に、ラダー論理110は、実質上論理知能が設
けられている臨界的論理径路に乗っているので、所要論
理機能を行うには複数の論理ゲートが一般に必要であ
る。
The ladder logic 110 is different from the ready maintenance mechanism operating by preparing establish a first mousetrap gate components, but are on the critical logic paths, the data passes through the mousetrap gate components to Nawa
Then , since it temporarily enters a rest state while actually flowing through the critical logic path, it must operate at high speed. Moreover, since the ladder logic 110 sits on a critical logic path that is effectively provided with logic intelligence, multiple logic gates are generally required to perform the required logic functions.

【0035】やはり論理径路に乗っているのは反転バッ
ファ機構112である。反転バッファ機構112は、マ
ウストラップ論理ゲート100で完全な論理機能を行う
ために臨界的論理径路で反転機能を備えている必要があ
るから、主としてインバータとして働く。その上、反転
バッファ機構112は線114にある信号に利得を与
え、図1のマウストラップ論理ゲート構成要素102〜
106と同様のマウストラップゲート構成要素の他の可
能な各段の間を分離する。反転バッファ機構112の特
徴は入力インピーダンスが高く、出力インピーダンスが
低いことである。記述した機能を反転バッファ機構11
2のように行うバッファの実施例はすべてここに組入れ
るつもりである。
Also on the logical path is the inversion buffer mechanism 112. The inverting buffer mechanism 112 primarily acts as an inverter because it must have the inverting function in the critical logic path to perform the full logic function in the mousetrap logic gate 100. In addition, the inverting buffer mechanism 112 provides gain to the signal on line 114, and the mousetrap logic gate component 102 ...
Isolate between each of the other possible stages of the mouse trap gate component similar to 106. The feature of the inverting buffer mechanism 112 is that the input impedance is high and the output impedance is low. Inversion buffer mechanism 11
All buffer implementations such as 2 are intended to be incorporated here.

【0036】更に、注目する価値があるのは、準備整備
機構108、ラダー論理110、および反転バッファ機
構112が或る実施例ではすべて一つの集積回路(IC)、
たとえば、用途特定集積回路(ASIC)またはマイクロプロ
セッサチップ、の上に載ることができるということであ
る。
It is also worth noting that the readiness mechanism 108, the ladder logic 110, and the inverting buffer mechanism 112 are all one integrated circuit (IC) in one embodiment.
For example, it can be mounted on an application specific integrated circuit (ASIC) or microprocessor chip.

【0037】2.動作 マウストラップ論理ゲート100の動作を下に、簡単の
ためマウストラップゲート構成要素102だけに関して
高概念レベルにある状態で説明する。この説明を縮小す
ることは、各種マウストラップ構成要素102〜106
がラダー論理110、120、および130により行わ
れるそれらの対応するラダー論理機能の他は実質上冗長
であるから、充分な根拠がある。したがって、以下の説
明は残りのマウストラップゲート構成要素104および
106に同等に適用できる。
2. Operation The operation of mousetrap logic gate 100 is described below at a high conceptual level for mousetrap gate component 102 only for simplicity. To reduce this description is to use various mousetrap components 102-106.
Is sufficiently redundant, except for their corresponding ladder logic functions performed by the ladder logic 110, 120, and 130, there is good reason. Therefore, the following description is equally applicable to the remaining mousetrap gate components 104 and 106.

【0038】動作中、線114にあるクロックCKにより
励起されると、準備整備機構108はプルアップする、
すなわちラダー論理110の出力116を論理高にす
る。同時に、準備整備機構108は線114にある反転
バッファ機構112への入力を論理高にする。その結
果、線117にある対応するベクトル成分O0は、本発
明では無効状態と規定されている論理低の状態を維持す
る。前述の初期状態では、マウストラップ論理ゲート1
00は、語の伝統的な意味で、「マウストラップ」と似
ているということができ、それはセットされていてベク
トル入力I、J、・・・、Kによりトリガされるのを待
っている。
In operation, the readiness mechanism 108 pulls up when excited by the clock CK on line 114,
That is, the output 116 of the ladder logic 110 is a logic high. At the same time, the servicing mechanism 108 brings the input to the inverting buffer mechanism 112 on line 114 to a logic high. As a result, the corresponding vector component O0 on line 117 maintains a logic low state, which is defined as an invalid state in the present invention. In the above-mentioned initial state, the mouse trap logic gate 1
00 can be said to be similar to a "mouse trap" in the traditional sense of the word, it is set and waiting to be triggered by vector inputs I, J, ..., K.

【0039】マウストラップ論理ゲート100は、ラダ
ー論理110によりトリガされるまで、無効状態にある
ベクトル成分O0を有する準備整備の状態のままになっ
ている。マウストラップ論理ゲート100は、線117
にあるベクトル成分O0の正しい状態を明確に決定する
のに充分な有効ベクトル入力I、J、・・・、Kを受け
取るとトリガされる。ラダー論理110の或る構成で
は、線116に、したがって線117に出力信号を発生
するため必ずしも全部の入力を考える必要はない。出力
状態を明確に決定し、また決定のタイミングを明確にす
るのに必要なベクトル入力I、J、・・・、Kの数はラ
ダー論理110の内部の簡単な論理ゲートの内容および
構成によって規定される。
The mousetrap logic gate 100 remains in the ready state with the vector component O0 in the invalid state until triggered by the ladder logic 110. The mousetrap logic gate 100 is line 117
Triggered upon receipt of enough valid vector inputs I, J, ..., K to unambiguously determine the correct state of the vector component O0 at. In some configurations of ladder logic 110, it is not necessary to consider all inputs in order to produce an output signal on line 116, and thus line 117. The number of vector inputs I, J, ..., K required to clearly determine the output state and the timing of the decision is defined by the contents and configuration of the simple logic gates inside the ladder logic 110. To be done.

【0040】線117にベクトル成分O0が得られてか
ら、ベクトル成分O0は論理の次の段(図示せず)に送
られる。マウストラップ論理ゲート構成要素102は、
準備整備機構108によりリセットされるか、再準備さ
れるか、またはリフレッシュウされるまで、それ以上の
どんな機能をも行わない。或る意味で、マウストラップ
ゲート構成要素からマウストラツプゲート構成要素まで
の他にゲートからゲートまでのタイミングも符号化デー
タそれ自身によって決まる。換言すれば、マウストラッ
プゲート構成要素は「自動時間調節式」である。
Once the vector component O0 is available on line 117, the vector component O0 is passed to the next stage of logic (not shown). The mousetrap logic gate component 102
It does not perform any further function until it is reset, re-prepared, or refreshed by the servicing mechanism 108. In a sense, the gate-to-gate timing as well as the mousetrap gate component to the mousetrap gate component is determined by the encoded data itself. In other words, the mousetrap gate component is "self-timed."

【0041】本発明によるマウストラップ論理ゲートは
反転および非反転の機能を直接行う。したがって、従来
の動的論理ゲートとは対照式に、マウストラップ論理ゲ
ートは、論理の反転を必要とする乗算および加算を極め
て高速で行うことができる。
The mousetrap logic gate according to the present invention directly performs the inverting and non-inverting functions. Therefore, in contrast to conventional dynamic logic gates, mousetrap logic gates can perform multiplications and additions that require inversion of logic at extremely high speeds.

【0042】最後に、マウストラップ論理ゲート100
の族は電気的に直列に、すなわち縦続接続して全体とし
て論理機能を行う組合わせ論理ゲートを得ることができ
ることに注意すべきである。したがって、準備整備機
構、ラダー論理、および反転バッファ機構から成るマウ
ストラップゲート構成要素はマウストラップ論理ゲート
の最も小さい下位部分として概念化することができる。
その上、各種マウストラップゲート構成要素は直列にお
よび/または並列に接続して多数の論理ゲートを得るこ
とができる。
Finally, mousetrap logic gate 100
It should be noted that the family of can be electrically connected in series, i.e. cascaded, to obtain a combinatorial logic gate that performs the logic function as a whole. Therefore, the mousetrap gate component consisting of the readiness mechanism, ladder logic, and the inversion buffer mechanism can be conceptualized as the smallest sub-portion of the mousetrap logic gate.
Moreover, various mousetrap gate components can be connected in series and / or in parallel to obtain multiple logic gates.

【0043】しかし、マウストラップ論理ゲートを長い
連鎖として(おそらくは、三つまたは四つ以上のマウス
トラップゲート構成要素を直列にして)共に連結する
と、連鎖のプリチャージには不都合に長い時間が必要に
なる。その理由はマウストラップゲート構成要素は、そ
の入力が引下げられるまでその出力を低(無効)に引下
げることができないということである。その結果マウス
トラップゲート構成要素は連鎖の最初から最後まで順序
にチャージすることになり、連鎖全体のプリチャージが
不都合に遅くなる。したがって、連鎖のマウストラップ
ゲート構成要素を、順次にではなく、並列にプリチャー
ジさせる方法が必要である。
However, if the mousetrap logic gates are linked together as a long chain (probably with three or more mousetrap gate components in series), precharging the chain requires an undesirably long time. Become. The reason is that the mousetrap gate component cannot pull its output low (disable) until its input is pulled low. As a result, the mousetrap gate components will charge in sequence from beginning to end of the chain, undesirably slowing the precharge of the entire chain. Therefore, there is a need for a method of precharging the mousetrap gate components of a chain in parallel rather than sequentially.

【0044】並列プリチャージは幾つかの異なる方法で
行うことができる。好適な方法はクロックトリガされる
nチャンネルMOSFETを設けて図1のラダー論理110、
120、および130をマウストラップゲート構成要素
のプリチャージ中使用不能にすることである。換言すれ
ば、プッシュプルの状況を実現する。マウストラップゲ
ート構成要素の準備整備機構が反転バッファ機構への入
力を高に引上げ(プリチャージし)、一方挿入されたn
チャンネルMOSFETはラダー論理を低に引下げる。
Parallel precharge can be done in several different ways. The preferred method is to provide a clock-triggered n-channel MOSFET to provide the ladder logic 110 of FIG.
Disable 120, and 130 during precharge of the mousetrap gate component. In other words, the push-pull situation is realized. The mousetrap gate component prep mechanism raises (precharges) the input to the inverting buffer mechanism high while n is inserted.
The channel MOSFET pulls the ladder logic low.

【0045】nチャンネルMOSFETはマウストラップゲー
ト構成要素の動作をわずかに遅くすることに注目すべき
である。しかし、nチャンネルMOSFETは各マウストラッ
プゲート構成要素について実施する必要がないことを強
調すべきである。それはマウストラップゲート構成要素
二つおきまたは三つおきに直列に挿入するだけでよい。
その上、乗算のような一定の論理回路では、論理動作を
並列にして必要なnチャンネルMOSFETの数を減らすよう
に利用できる。
It should be noted that the n-channel MOSFET slows the operation of the mousetrap gate component slightly. However, it should be emphasized that an n-channel MOSFET need not be implemented for each mousetrap gate component. It need only be inserted in series every two or three mousetrap gate components.
Moreover, in certain logic circuits, such as multiplication, logic operations can be used in parallel to reduce the number of n-channel MOSFETs required.

【0046】並列プリチャージを行う前述の実施例には
長所がある。それに必要な余分な電力消費はほとんど無
い。その上、必要なら、簡単のためすべてのマウストラ
ップゲート構成要素に一様に適用することができる。
The above-described embodiment of performing parallel precharge has advantages. It requires almost no extra power consumption. Moreover, if desired, it can be applied uniformly to all mousetrap gate components for simplicity.

【0047】直列に連結したマウストラップゲート構成
要素の並列プリチャージを行う他の好適な方法はマウス
トラップANDゲートを臨界的論理径路に周期的に挿入
することである。マウストラップANDゲートは(1) 前
にあるマウストラップゲート構成要素からの出力ベクト
ル成分および(2) プリチャージクロックを入力される。
マウストラップANDゲートの出力は直列になっている
次のマウストラップゲート構成要素に入力される。
Another preferred method for parallel precharging mousetrap gate components connected in series is to periodically insert a mousetrap AND gate into the critical logic path. The mousetrap AND gate receives (1) the output vector component from the previous mousetrap gate component and (2) the precharge clock.
The output of the mousetrap AND gate is input to the next mousetrap gate component in series.

【0048】3.包含的ORゲート 図2は、図1の本発明による2入力ORマウストラップ
論理ゲート200の一例の低レベルブロック図を示す。
ORマウストラップ論理ゲート200は二つの論理状態
および一つの無効論理状態があるベクトル論理システム
に使用することができる。
3. Inclusive OR Gate FIG. 2 shows a low level block diagram of an example of a two input OR mousetrap logic gate 200 according to the present invention of FIG.
The OR mousetrap logic gate 200 can be used in a vector logic system with two logic states and one invalid logic state.

【0049】図示のように、ORマウストラップ論理ゲ
ート200には二つのマウストラップゲート構成要素2
02および204がある。マウストラップゲート構成要
素202は準備整備機構208、ラダー論理210、お
よび反転バッファ機構212から構成されている。マウ
ストラップゲート構成要素204は準備整備機構21
8、ラダー論理220、および反転バッファ機構222
から構成されている。図1に関しての他に続く他の図に
関しても、参照数字が似ていることに注目する。
As shown, OR mousetrap logic gate 200 has two mousetrap gate components 2
There are 02 and 204. The mousetrap gate component 202 comprises a readiness mechanism 208, ladder logic 210, and an inversion buffer mechanism 212. The mouse trap gate component 204 is the preparatory maintenance mechanism 21.
8, ladder logic 220, and inversion buffer mechanism 222
It consists of Note that the reference numerals are similar for the other figures that follow in addition to FIG.

【0050】ORマウストラップ論理ゲート200およ
び特に、準備整備機構208および218はそれぞれの
線214および224のクロックNCK(「N」は論理
低において活性であることを示す)の命令により整備さ
れる。本発明の好適実施例では、準備整備機構208お
よび218は、図2に示すように、pチャンネル金属酸
化物半導体電界効果トランジスタ(MOSFET)であり、これ
は当業者には周知であり、市場で入手できる。nチャン
ネルMOSFETはpチャンネルMOSFETの代わりに使用するこ
とができるが、クロックは明らかに全く正反対である。
The OR mousetrap logic gate 200 and, in particular, the servicing mechanisms 208 and 218 are serviced by the instruction of the clock NCK ("N" is active at logic low) on lines 214 and 224, respectively. In the preferred embodiment of the present invention, the servicing mechanisms 208 and 218 are p-channel metal oxide semiconductor field effect transistors (MOSFETs), as shown in FIG. 2, which are well known to those skilled in the art and are commercially available. Available. The n-channel MOSFET can be used instead of the p-channel MOSFET, but the clock is clearly the exact opposite.

【0051】図2に関して、準備整備機構208および
218から成るMOSFETは実質上スイッチとして働き、そ
れぞれの線214および224の低クロックNCK信号に
より励起されると、それぞれの線216および226に
電圧V0を印加する。当業者には更に知られているよう
に、電圧に関するどんな形式のスイッチング要素をも使
用することができる。
With reference to FIG. 2, the MOSFETs comprising servicing mechanisms 208 and 218 act essentially as switches and, when excited by the low clock NCK signal on respective lines 214 and 224, apply a voltage V0 to respective lines 216 and 226. Apply. Any type of voltage related switching element can be used, as will be further known to those skilled in the art.

【0052】他に、好適実施例では、ラダー論理210
および220による簡単な論理が、図示のように、nチ
ャンネルMOSFETで実現されている。nチャンネルMOSFET
を使用する理論的根拠は次のとおりである。nチャンネ
ルMOSFETは同等のpチャンネルMOSFETより駆動能力、空
間所要条件、および負荷仕様がすぐれている。典型的な
nチャンネルMOSFETは一般に同様の仕様を有する同等の
pチャンネルMOSFETより約50%速く切換えることがで
きる。
In addition, in the preferred embodiment, ladder logic 210
The simple logic by 220 and 220 is implemented in an n-channel MOSFET as shown. n-channel MOSFET
The rationale for using is as follows. N-channel MOSFETs have better drive capability, space requirements, and load specifications than comparable p-channel MOSFETs. A typical n-channel MOSFET can generally switch about 50% faster than an equivalent p-channel MOSFET with similar specifications.

【0053】更に、好適実施例では、反転バッファ機構
212および222は、図2に示すように、静的CMOSFE
T インバータであり、これは当業者には周知であり、市
場から入手できる。CMOSFET インバータは幾つかの理由
で利用されている。先に述べたように、機能的に完全に
するためには反転を臨界理論径路で行わなければならな
い。臨界理論径路で行わなければならない反転は、pチ
ャンネルMOSFETプルアップ215およびnチャンネルMO
SFETプルダウン219の両者から成る従来のMOSFETイン
バータの構成(利得)を賢明に操作することによって行
うことができる。換言すれば、既知の単調進行の存在の
ため、MOSFETゲートの幅の比は、一方向の切り換え「
なわち、高(1) から低(0) へまたは低(0) から高(1)
へ」を、他の方向を犠牲にして助長するよう構成するこ
とができる。
Further, in the preferred embodiment, the inverting buffer mechanisms 212 and 222 are static CMOS FEs, as shown in FIG.
A T inverter, which is well known to those skilled in the art and is commercially available. CMOSFET inverters are used for several reasons. As mentioned above, inversion must be carried out in the critical theoretical path in order to be functionally complete. The inversion that must be done in the critical theoretical path is the p-channel MOSFET pull-up 215 and the n-channel MO.
This can be done by judiciously operating the configuration (gain) of a conventional MOSFET inverter consisting of both SFET pulldowns 219. In other words, due to the presence of the known monotonic progression, the ratio of the widths of the MOSFET gates is unidirectional .
That is , high (1) to low (0) or low (0) to high (1)
The "he" can be configured to facilitate at the expense of other directions.

【0054】特に、本発明が考えている特定のCMOSFET
インバータでは、構成要素のpチャンネルMOSFET215
のゲート幅は構成要素のnチャンネルMOSFET219のゲ
ート幅より広くなっている。したがって、CMOSFET イン
バータの出力は論理低(0;マウストラップの準備整備
状態)から論理高(1;マウストラップの未整備状態)
へ非常に速く切換える。論理高から論理低へのCMOSFET
インバータの出力切換えの速さは、マウストラップゲー
ト200がこの期間中にプリチャージされるので、重要
ではない。したがって、マウストラップ論理ゲート20
0は一方向にすぐれた性能および大きさ仕様を示すよう
に構成することができ、これによりデータ転送の速さが
著しく大きくなり、マウストラップ論理ゲート200の
大きさ仕様が小さくなる。
In particular, the particular CMOSFETs contemplated by the present invention
In the inverter, the component p-channel MOSFET 215
Is wider than the gate width of the component n-channel MOSFET 219. Therefore, the output of the CMOSFET inverter is from logic low (0; mouse trap ready state) to logic high (1; mouse trap unmaintained state).
Switch very quickly to. Logic High to Logic Low CMOSFET
The speed of inverter output switching is not critical, as the mousetrap gate 200 is precharged during this period. Therefore, the mousetrap logic gate 20
0 can be configured to exhibit excellent performance and size specifications in one direction, which significantly increases the speed of data transfer and reduces the size specification of mousetrap logic gate 200.

【0055】動作に関しては、ORマウストラップ論理
ゲート200の真理値表を下の表Aに示す。
In operation, the truth table for OR mousetrap logic gate 200 is shown in Table A below.

【0056】表A a b o AH AL BH BL OH OL inv inv inv 0 0 0 0 0 0 inv 0 inv 0 0 0 1 0 0 0 inv inv 0 1 0 0 0 0 1 x 1 1 0 x x 1 0 x 1 1 x x 1 0 1 0 Table A a b o AH AL BH BL OH OL inv inv inv 0 0 0 0 0 0 0 inv 0 inv 0 0 0 1 0 0 0 inv inv 0 1 0 0 0 0 0 1 x 1 1 0 x x x 1 0 x 1 1 x x x 1 0 1 0

【0057】上の表Aで、「x」は無関係すなわち「ド
ントケア」の状況を示し、「inv 」は無効論理状態を示
し、「1」は高論理状態を示し、「0」は低論理状態を
示す。
In Table A above, "x" indicates an irrelevant or "don't care" situation, "inv" indicates an invalid logic state, "1" indicates a high logic state, and "0" is a low logic state. Indicates.

【0058】表Aに示し、且つ図2に図示したように、
ベクトル入力aおよびベクトル入力bはORマウストラ
ップ論理ゲート200により動作してベクトル出力oを
得る。説明の目的で、ベクトル入力a、ベクトル入力
b、およびベクトル出力oはそれぞれ図1のベクトル入
力I、ベクトル入力J、およびベクトル出力oに対応す
ることに注目する価値がある。
As shown in Table A and illustrated in FIG.
Vector input a and vector input b are operated by OR mousetrap logic gate 200 to obtain vector output o. For purposes of explanation, it is worth noting that vector input a, vector input b, and vector output o correspond to vector input I, vector input J, and vector output o of FIG. 1, respectively.

【0059】ベクトル入力aは二つのベクトル成分AHお
よびALにより規定されるベクトル論理状態を指定する。
ベクトル入力bは他の二つのベクトル成分BHおよびBLに
より規定されるベクトル論理状態を指定する。ベクトル
出力oは二つのベクトル成分OHおよびOLにより規定され
るベクトル論理状態を指定するもので、これはベクトル
入力aおよびbの包含的分離( OR機能) を記述する。
ベクトル記法では、図示のように、a=<AH、AL>、b
=<BH、BL>、およびo=<OH、OL>=a+bである。
Vector input a specifies a vector logic state defined by two vector components AH and AL.
Vector input b specifies the vector logic state defined by the other two vector components BH and BL. The vector output o specifies the vector logic state defined by the two vector components OH and OL, which describes the inclusive separation (OR function) of the vector inputs a and b.
In vector notation, as shown in the figure, a = <AH, AL>, b
= <BH, BL>, and o = <OH, OL> = a + b.

【0060】4.加算プリデコーダゲート 図3は、図1の本発明による2入力加算プリデコーダマ
ウストラップ論理ゲート300の低レベルブロック図を
示す。当業者には周知であるが、プリデコーダは算術機
能、特に加算、を行う算術論理ユニット(ALU) に主とし
て使用される論理である。一般に、プリデコーダは並列
処理を助け、けた上げビット径路を制御しやすくする。
4. Additive Predecoder Gate FIG. 3 illustrates a low level block diagram of the 2-input adder predecoder mousetrap logic gate 300 of FIG. 1 in accordance with the present invention. As is well known to those skilled in the art, a predecoder is the logic primarily used in arithmetic logic units (ALUs) that perform arithmetic functions, especially additions. In general, the predecoder helps parallel processing and helps control the carry bit path.

【0061】図示のとおり、プリデコーダ300は三つ
のマウストラップゲート構成要素305〜306を備え
ている。それぞれ、三つのマウストラップゲート構成要
素302〜306は次のものから構成されている。(1)
準備整備機構308、ラダー論理310、およびバッフ
ァ312、(2) 準備整備機構308、ラダー論理32
0、およびバッファ322;および(3) 準備整備機構3
28、ラダー論理330、およびバッファ332。加算
プリデコーダ論理ゲート300の動作を記述する真理値
表を下の表Bに示す。
As shown, the predecoder 300 comprises three mousetrap gate components 305-306. Each of the three mousetrap gate components 302-306 is comprised of: (1)
Preparation and maintenance mechanism 308, ladder logic 310, and buffer 312, (2) Preparation and maintenance mechanism 308, ladder logic 32
0, and buffer 322; and (3) preparatory maintenance mechanism 3
28, ladder logic 330, and buffer 332. A truth table describing the operation of add predecoder logic gate 300 is shown in Table B below.

【0062】表B a b o AH AL BH BL P K G inv x inv 0 0 x x 0 0 0 x inv inv x x 0 0 0 0 0 0 0 kill 0 1 0 1 0 1 0 0 1 prop 0 1 1 0 1 0 0 1 0 prop 1 0 0 1 1 0 0 1 1 gen 1 0 1 0 0 0 1 Table B a b o AH AL BH BL P KG inv x inv 0 0 x x 0 0 0 0 x inv inv x x 0 0 0 0 0 0 0 0 0 kill 0 1 0 1 0 1 1 0 0 1 prop 0 1 1 0 1 0 0 1 1 0 prop 1 0 0 1 1 1 0 0 1 1 1 gen 1 0 1 1 0 0 0 1

【0063】図2のORマウストラップ論理ゲート20
0と同様に、ベクトル入力aは二つのベクトル成分ALお
よびALにより規定されるベクトル論理状態を指定する。
ベクトル入力bは他の二つのベクトル成分BHおよびBLに
より規定されるベクトル論理状態を指定する。しかし、
図2のマウストラップ論理ゲートと対照的に、ベクトル
出力oは下に詳細に説明する三つのベクトル成分P、
K、およびGにより規定されるベクトル論理状態を指定
する。ベクトル記法では、図示のように、a=<AH、AL
>、b=<BH、BL>、およびo=<P、K、G>であ
る。
The OR mousetrap logic gate 20 of FIG.
Like 0, the vector input a specifies a vector logic state defined by two vector components AL and AL.
Vector input b specifies the vector logic state defined by the other two vector components BH and BL. But,
In contrast to the mousetrap logic gate of FIG. 2, the vector output o has three vector components P, described in detail below.
Specifies the vector logic state defined by K and G. In vector notation, as shown in the figure, a = < AH, AL
>, B = <BH, BL>, and o = <P, K, G>.

【0064】伝統的なプリデコーダは通常、出力が二つ
の論理状態の一つだけを示すように構成されている。多
数の実施例において、伝統的プリデコーダはけた上げを
「伝播(propated)」すべき(「P」で示してある)か、
またはけた上げビットを「止める(killed)」べき
(「K」で示してある)かのいずれかを示す。他の実施
例では、プリデコーダはけた上げを「伝播」すべきかま
たはけた上げビットを「発生(genated) 」すべき
(「G」で示してある)かのいずれかを示す。
Traditional predecoders are usually arranged so that the output exhibits only one of two logic states. In many embodiments, should the traditional pre-decoder "propagate" the carry (indicated by "P")?
Or indicates that the carry bit should be "killed" (indicated by "K"). In other embodiments, the predecoder indicates whether the carry should be "propagated" or the carry bit should be "generated" (denoted by "G").

【0065】本発明では、表Bに記したように、ベクト
ル出力oは四つの論理状態、無効状態および三つの有効
状態、すなわち、止める、伝播する、および発生する、
のいずれかを示すことができる。
In the present invention, the vector output o, as noted in Table B, has four logic states, an invalid state and three valid states: stop, propagate and occur.
Can be any of the following:

【0066】更に、加算プリデコーダ論理ゲート300
はプリデコーダ機能全体の一部として排他的OR機能を
行わなければならない。伝統的に、動的論理ゲートは、
静的危険から論理エラーが生ずるため、排他的OR機能
を行うことができなかった。静的危険は伝播遅延のため
組合わせ論理構成で生ずる。本発明のマウストラップ論
理ゲートは、自動時間調節式であるため、静的危険によ
る悪影響を受けることはない。ラダー論理の出力を明確
に規定するのに必要なすべてのベクトル入力が表Bに示
すように有効である場合の他は有効ベクトル出力成分は
存在しない。
Further, the addition predecoder logic gate 300
Must perform an exclusive OR function as part of the overall predecoder function. Traditionally, dynamic logic gates are
The EXCLUSIVE-OR function could not be performed because of the logic error resulting from the static hazard. Static hazards arise in combinatorial logic configurations due to propagation delays. Since the mousetrap logic gate of the present invention is self-timed, it is not adversely affected by static hazards. There are no valid vector output components except when all the vector inputs needed to explicitly define the output of the ladder logic are valid as shown in Table B.

【0067】5.けた上げ伝播ゲート 図4は、本発明によるけた上げ伝播ゲート400の低レ
ベルブロック図を示す。当業者には周知であるが、けた
上げ伝播論理ゲートは屡々、ALU 内のけた上げビット径
路を制御するために、先に説明したように、加算プリデ
コーダ論理ゲートと直列に使用される。特に、けた上げ
伝播ゲート400は好適実施例の加算プリデコーダ論理
ゲート300と直列に働いて高性能のけた上げビット径
路となる。
5. Carry Propagate Gate FIG. 4 shows a low level block diagram of a carry propagate gate 400 according to the present invention. As is well known to those skilled in the art, a carry propagate logic gate is often used in series with an add predecoder logic gate, as described above, to control the carry bit path in the ALU. In particular, the carry propagate gate 400 works in series with the add predecoder logic gate 300 of the preferred embodiment to provide a high performance carry bit path.

【0068】けた上げ伝播ゲート400は二つのマウス
トラップゲート構成要素402および404を備えてい
る。マウストラップゲート構成要素402は準備整備機
構408、ラダー論理410、および反転バッファ機構
412から構成されている。マウストラップゲート構成
要素404は準備整備機構418、ラダー論理420、
および反転バッファ機構422から構成されている。
The carry propagation gate 400 comprises two mousetrap gate components 402 and 404. The mousetrap gate component 402 comprises a readiness mechanism 408, ladder logic 410, and an inversion buffer mechanism 412. The mousetrap gate component 404 includes a preparatory mechanism 418, ladder logic 420,
And an inversion buffer mechanism 422.

【0069】けた上げ伝播ゲート400の機能を更に明
瞭にするため、けた上げ伝播ゲート400の真理値表を
下の表Cに示す。
To further clarify the function of the carry propagation gate 400, a truth table for the carry propagation gate 400 is shown in Table C below.

【0070】表C I CIN COUT P K G CINH CINL COUTH COUTL inv x inv 0 0 0 x x 0 0 x inv inv x x x 0 0 0 0 kill x 0 0 1 0 x x 0 1 prop 0 0 1 0 0 0 1 0 1 prop 1 1 1 0 0 1 0 1 0 gen x 1 0 0 1 x x 1 0 Table C I CIN COUT P K G CINH CINL COUTH COUTL inv x inv 0 0 0 x x x 0 0 x x inv inv x x x x 0 0 0 0 kill x 0 0 0 1 0 x x 0 0 1 prop 0 0 1 0 0 0 1 0 1 prop 1 1 1 1 0 0 1 1 0 1 0 gen x 1 0 0 0 1 x x x 1 0

【0071】6.共有ラダー論理 図5はマウストラップ論理ゲートの一実施例の高レベル
ブロック図を示すものであり、この実施例ではマウスト
ラップゲート構成要素の或る数のラダー論理510〜
520が単一マウストラップ論理ゲート500Aに組合
わせられている。マウストラップ論理ゲート500Aに
は複数のベクトルI、J、・・・K、および/またはそ
れらの部分が入力される。代わって、マウストラップ論
理ゲート500Aは複数のベクトル出力成分<O1〜On>
を出力するが、これらはベクトルおよび/または部分ベ
クトルを規定することができる。
6. Shared Ladder Logic FIG. 5 shows a high-level block diagram of one embodiment of a mousetrap logic gate, in this embodiment a number n of ladder logic 510 to mousetrap gate components.
520 is associated with a single mousetrap logic gate 500A. A plurality of vectors I, J, ... K, and / or parts thereof are input to the mousetrap logic gate 500A. Instead, the mouse trap logic gate 500A has a plurality of vector output components <O1 to On>.
, Which may define vectors and / or subvectors.

【0072】実質的に、ベクトル出力成分<On>を発
生した論理機能はベクトル出力成分<O1>から<On
−1>までを得るすべての論理機能の部分集合である。
更に詳細に述べれば、ベクトル出力成分<O1>はラダ
ー論理510、520により決まり、一方ベクトル出力
成分<On>はラダー論理520だけで決まる。図5か
ら明らかなように、この構成はハードウェアおよびコス
トを節約する。一層多くの出力が少ないラダー論理で得
られる。
Practically, the logical function that generated the vector output component <On> is the vector output components <O1> to <On>.
It is a subset of all logical functions that get up to -1>.
More specifically, the vector output component <O1> is determined by the ladder logic 510, 520, while the vector output component <On> is determined by the ladder logic 520 alone. As is apparent from FIG. 5, this configuration saves hardware and cost. More outputs can be obtained with less ladder logic.

【0073】7.排他的ORゲート 図5の特定の一例を図6に示してある。図6は3入力排
他的OR(XOR) マウストラップ論理ゲート500Bの低
レベルブロック図を示す。排他的ORマウストラップ論
理ゲート500Bは全加算器また半加算器のいずれかで
高速総和計算に使用することができ、静的危険から悪影
響を受けることはない。総和計算論理ゲートは当業者に
は周知である。このゲートは加算器および乗算器の論理
回路に特に有用である。
7. Exclusive OR Gate A specific example of FIG. 5 is shown in FIG. FIG. 6 shows a low level block diagram of a 3-input exclusive-OR (XOR) mousetrap logic gate 500B. The exclusive-OR mousetrap logic gate 500B can be used for fast sum calculations in either full adders or half adders and is not adversely affected by static hazards. Summing logic gates are well known to those skilled in the art. This gate is particularly useful in adder and multiplier logic circuits.

【0074】排他的ORマウストラップ論理ゲ−ト50
0Aは二つのマウストラップゲート構成要素を備えてお
り、それぞれの準備整備機構538および548の他に
反転バッファ機構532および542をも備えている。
しかし、仮想線ブロック550で示したように、二つの
マウストラップゲート構成要素の各々に関連するラダー
論理はハードウェアでは完全には分離していなくて、論
理的意味で相互に排他的のままになっている。したがっ
て、一般的提案として、マウストラップ論理ゲートの各
マウストラップゲート構成要素のラダー論理は同じ形式
のゲート、すなわち、nチャンネルMOSFET、を使用して
いるので、時々それらの論理機能は同じハードウェアを
共有することができ、それにより全ゲートの数が少なく
なり、使用コンピュータの物的資産が減少する。
Exclusive OR Mouse Trap Logic Gate 50
The 0A includes two mousetrap gate components and also includes reversal buffer mechanisms 532 and 542 in addition to their respective servicing mechanisms 538 and 548.
However, as indicated by virtual line block 550, the ladder logic associated with each of the two mousetrap gate components is not completely separate in hardware and remains mutually exclusive in a logical sense. Has become. Therefore, as a general proposition, the ladder logic of each mousetrap gate component of the mousetrap logic gate uses the same type of gate, ie, an n-channel MOSFET, so that sometimes their logic functions require the same hardware. They can be shared, which reduces the total number of gates and reduces the physical assets of the computer used.

【0075】排他的ORマウストラップ論理ゲート50
0Bの動作を示す真理値表を下の表Dに示す。
Exclusive OR Mouse Trap Logic Gate 50
A truth table showing the operation of OB is shown in Table D below.

【0076】表D a b c s AH AL BH BL CH CL SH SL inv x x inv 0 0 x x x x 0 0 x inv x inv x x 0 0 x x 0 0 x x inv inv x x x x 0 0 0 0 0 0 0 0 0 1 0 1 0 1 0 1 0 0 1 1 0 1 0 1 1 0 1 0 0 1 0 1 0 1 1 0 0 1 1 0 0 1 1 0 0 1 1 0 1 0 0 1 1 0 0 1 1 0 0 1 0 1 1 0 1 0 1 0 1 0 0 1 1 0 0 1 1 1 0 0 1 0 1 0 0 1 0 1 1 1 1 1 1 0 1 0 1 0 1 0 Table D a b c s AH AL BH BL CH CL SH SL inv x x inv 0 0 x x x x x 0 0 x inv x inv x x 0 0 0 x x 0 0 0 x x x inv inv x x x x x 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 1 1 0 1 0 1 0 1 1 0 0 1 1 1 0 1 1 0 1 1 0 1 1 0 0 1 1 0 1 1 0 1 1 0 0 1 1 0 0 1 1 1 0 0 0 1 1 0 1 1 0 1 1 0 0 1 1 1 0 0 1 1 1 1 0 1 1 0 1 1 0 1 0 0 0 1 1 1 0 0 1 1 1 1 0 0 1 1 0 1 1 0 0 1 0 1 1 1 1 1 1 1 1 0 1 1 0 1 0 1 0

【0077】表Dに示し且つ図6に図示したように、ベ
クトル入力aは二つのベクトル成分AHおよびALにより規
定されるベクトル論理状態を指定する。ベクトル入力b
は他の二つのベクトル成分BHおよびBLにより規定される
ベクトル論理状態を指定する。ベクトル入力cは二つの
ベクトル成分CHおよびCLにより規定されるベクトル論理
状態を指定する。更に、ベクトル出力sは二つの出力SH
およびSLにより規定されるベクトル論理状態を指定す
る。ベクトル記法では、図示したように、a=<AH、AL
>、b=<BH、BL>、c=<CH、CL>、およびs=<S
H、SL>である。
As shown in Table D and illustrated in FIG. 6, vector input a specifies a vector logic state defined by two vector components AH and AL. Vector input b
Specifies the vector logic state defined by the other two vector components BH and BL. Vector input c specifies the vector logic state defined by the two vector components CH and CL. Furthermore, the vector output s has two outputs SH
And specify the vector logic state defined by SL. In vector notation, as shown in the figure, a = < AH, AL
>, B = <BH, BL>, c = <CH, CL>, and s = <S
H, SL>.

【0078】図5の他の特定の例を図7に示す。図7は
2入力排他的OR(XOR) 論理ゲートと組合わせた3入力
排他的OR(XOR) 論理ゲート500Cの低レベルブロッ
ク図を示す。ベクトル入力はa=<AH、AL>、b=<B
H、BL>、およびc=<CH、CL>である。更に、ベクト
ル出力は、ベクトル出力成分<O0、O1>により規定
されるベクトルaおよびbのXOR 論理関数の他に、ベク
トル出力成分<On−1、On>により規定されるベク
トルa、b、およびcのXOR 論理関数である。ベクトル
出力成分<O0、O1>はラダー論理560〜590に
より決まるが、ベクトル出力成分<On−1、On>は
ラダー論理580、590だけで決まる。図7は複数の
ベクトル入力および複数のベクトル出力を備えているマ
ウストラップ論理を示しているということに注目する価
値がある。
Another specific example of FIG. 5 is shown in FIG. FIG. 7 shows a low level block diagram of a 3-input exclusive-OR (XOR) logic gate 500C in combination with a 2-input exclusive-OR (XOR) logic gate. Vector input is a = <AH, AL>, b = <B
H, BL>, and c = <CH, CL>. In addition to the XOR logical function of the vectors a and b defined by the vector output components <O0, O1>, the vector output includes the vectors a, b defined by the vector output components <On-1, On>, and It is an XOR logic function of c. The vector output components <O0, O1> are determined by the ladder logics 560 to 590, but the vector output components <On-1, On> are determined only by the ladder logics 580, 590. It is worth noting that FIG. 7 shows mousetrap logic with multiple vector inputs and multiple vector outputs.

【0079】II本発明の自動時間調節式クロックシス
テム A.第1の実施例 図8は本発明の第1の実施例を示す。図8に示すよう
に、第1の実施例は自動時間調節動的論理ブロック60
2、評価実行検出器604、論理ブロッククロック発生
器606、および自由選択のエッジ検出器608から構
成されている。本発明は自動時間調節動的論理ブロック
602の自動時間調節の性質を更に完全に利用するよう
に自動時間調節式クロックシステム600を実施する。
本質的に、評価実行検出器604は、他のクロックのエ
ッジを待つ必要なしに他のプリチャージ期間を直ちに開
始するために、自動時間調節動的論理ブロック602に
より行われる論理評価の完了を検出する。このようにし
てプリチャージ期間は自動時間調節動的論理ブロック6
02に自動時間調節的に与えられる。
II. The self-timed clock system of the present invention A. First Embodiment FIG. 8 shows a first embodiment of the present invention. As shown in FIG. 8, the first embodiment is an automatic timed dynamic logic block 60.
2, an evaluation execution detector 604, a logic block clock generator 606, and an optional edge detector 608. The present invention implements an automatic timed clock system 600 to more fully utilize the automatic timed nature of the automatic timed dynamic logic block 602.
In essence, the evaluation execution detector 604 detects the completion of the logic evaluation performed by the self-timed dynamic logic block 602 to immediately start another precharge period without having to wait for another clock edge. To do. In this way, the precharge period is automatically adjusted by the dynamic logic block 6
02 automatically timed.

【0080】自動時間調節動的論理ブロック602は或
る数の縦続された自動時間調節論理ゲート、たとえば、
マウストラップ論理ゲート100を備えている。その
上、自動時間調節動的論理ブロック602は或る数の縦
続論理分枝を備えることができる。換言すれば、或る数
のベクトル入力610を自動時間調節動的論理ブロック
602で動作させて或る数のベクトル出力612を得る
ことができる。
The auto-timed dynamic logic block 602 includes a number of cascaded auto-timed logic gates, eg,
A mouse trap logic gate 100 is provided. Moreover, the self-timed dynamic logic block 602 can comprise a number of cascaded logic branches. In other words, a number of vector inputs 610 can be operated on the self-timed dynamic logic block 602 to obtain a number of vector outputs 612.

【0081】図9は評価実行検出器604の低レベルブ
ロック図を示す。図9に示すように、それぞれのベクト
ル出力I、J、Kのベクトル出力成分I0〜IN、J0
〜JM、K0〜KSの各々は、たとえば、それぞれのO
R論理ゲート702、704、706で動作する。OR
論理ゲート702〜706の各々の出力はそれぞれのベ
クトル出力が自動時間調節動的論理ブロック602から
受け取られてしまっているか否か、または換言すれば、
自動時間調節動的論理ブロック602がそれぞれのベク
トル出力I、J、Kのその論理評価をそれが有効である
ように完了してしまっているか否か、を示す。その上、
論理的AND 動作が、すべてのベクトルが自動時間調節動
的論理ブロック602により完全に評価されてしまって
いるか否かを反映する評価実行検出器出力616を得る
ため、AND 論理ゲート718によりORゲート出力71
2〜716について行われる。
FIG. 9 shows a low level block diagram of the evaluation run detector 604. As shown in FIG. 9, vector output components I0 to IN, J0 of the respective vector outputs I, J, K
-JM, K0-KS, for example, each O
It operates with R logic gates 702, 704, and 706. OR
The output of each of the logic gates 702-706 is whether or not the respective vector output has been received from the self-timed dynamic logic block 602, or in other words,
Indicates whether the self-timed dynamic logic block 602 has completed its logic evaluation of each vector output I, J, K so that it is valid. Moreover,
The logical AND operation produces an evaluation execution detector output 616 which reflects whether all vectors have been fully evaluated by the self-timed dynamic logic block 602, so that the AND gate 718 produces an OR gate output. 71
2 to 716.

【0082】評価実行検出器604の入力において考察
しなければならないベクトル出力成分I0〜IN、J0
〜JM、K0〜KSの数を極力少なくするために、単に
代表的な部分集合だけを評価実行検出器604のORゲ
ート702〜706に入力することができる。代表的部
分集合はすべての出力が評価され終わっており且つ有効
であるということを保証するベクトル成分径路を備えて
いるべきである。したがって、ORゲート702〜70
6が必要とする消費時間および物的資産を最少限にする
ことができる。
Vector output components I0-IN, J0 which must be considered at the input of the evaluation run detector 604.
In order to minimize the number of ~ JM, K0 ~ KS, only representative subsets can be input to the OR gates 702-706 of the evaluation execution detector 604. The representative subset should have a vector component path that ensures that all outputs have been evaluated and are valid. Therefore, OR gates 702-70
6 can minimize the consumption time and physical assets.

【0083】図8に戻ると、論理ブロッククロック発生
器606を好適実施例では、トリガ信号614を受ける
セット(S)入力、評価実行検出器出力616を受ける
リセット(R)入力、および自動時間調節動的論理ブロ
ック602に伝えられる発生器出力(Q)を有する、伝
統的なフリップフロック記憶装置とすることができる。
論理ブロッククロック発生器606は、必要なら、自動
時間調節動的論理ブロック602に反転出力(−Q;図
示せず)を供給することもできる。
Returning to FIG. 8, logic block clock generator 606, in the preferred embodiment, has a set (S) input that receives trigger signal 614, a reset (R) input that receives evaluation run detector output 616, and an automatic time adjustment. It can be a traditional flip-flop memory device with the generator output (Q) being passed to the dynamic logic block 602.
Logic block clock generator 606 can also provide an inverted output (-Q; not shown) to self-timed dynamic logic block 602 if desired.

【0084】図8の随意選択のエッジ検出器608は論
理ブロッククロック発生器606に対するトリガ信号6
14を発生する。本質的に、エッジ検出器608は好適
実施例では、入力される周期的タイミング信号620に
より立上りエッジか立下りエッジかが検出されると論理
ブロッククロック発生器606にセット信号614を供
給する簡単な状態機械である。周期的タイミング信号6
20は或る任意の周期信号である。好適実施例では、周
期的タイミング信号はシステムクロックであり、その結
果、ベクトル出力612はシステムクロックと同期して
いる。しかし、他の多数の形式の周期的タイミング信号
は、システムクロックに同期していないものでさえ、本
発明の第2の実施例に関して更に説明するように、利用
することができる。最後に、エッジ検出器608および
それに関連する周期的タイミング信号620は単なる随
意選択のものであること、およびトリガ信号614を発
生するには他の機構を利用することができることを強調
すべきである。
The optional edge detector 608 of FIG. 8 is a trigger signal 6 for the logic block clock generator 606.
14 is generated. In essence, the edge detector 608, in the preferred embodiment, provides a set signal 614 to the logic block clock generator 606 when a rising edge or falling edge is detected by the incoming periodic timing signal 620. It is a state machine. Periodic timing signal 6
20 is a certain arbitrary periodic signal. In the preferred embodiment, the periodic timing signal is the system clock so that vector output 612 is synchronous with the system clock. However, many other types of periodic timing signals, even those that are not synchronized to the system clock, can be utilized, as will be further described with respect to the second embodiment of the present invention. Finally, it should be emphasized that the edge detector 608 and its associated periodic timing signal 620 are merely optional and that other mechanisms may be utilized to generate the trigger signal 614. .

【0085】図8に示す第1の実施例の動作を次に図1
0に示すタイミング図800を使用して説明することに
する。図10を参照して、デューティサイクルが約50
%の周期的タイミング信号620が一例として図示され
ている。参照矢801(ステップ1)で示したように、
周期的タイミング信号620の立上りエッジによりエッ
ジ検出器608は論理高を示すトリガ信号614を発生
する。この論理高により論理ブロッククロック発生器6
06は、参照矢802(ステップ2)で示したように、
論理高の論理ブロッククロック信号618を自動時間調
節動的論理ブロック602に供給する。その上、論理ブ
ロッククロック信号618の論理高への遷移により、参
照矢803(ステップ3)で示したように、エッジ検出
器608からトリガ信号614が取り除かれる。
The operation of the first embodiment shown in FIG. 8 will now be described with reference to FIG.
The timing diagram 800 shown in FIG. Referring to FIG. 10, the duty cycle is about 50.
% Periodic timing signal 620 is shown as an example. As indicated by reference arrow 801 (step 1),
The rising edge of periodic timing signal 620 causes edge detector 608 to generate a trigger signal 614 indicating a logic high. This logic high causes the logic block clock generator 6
06, as indicated by the reference arrow 802 (step 2),
A logic high logic block clock signal 618 is provided to the self-timed dynamic logic block 602. Moreover, the transition of the logic block clock signal 618 to a logic high removes the trigger signal 614 from the edge detector 608, as indicated by reference arrow 803 (step 3).

【0086】次に、自動時間調節動的論理ブロック60
2はベクトル出力612を得るようにベクトル入力61
0を論理的に評価することができる。自動時間調節動的
論理ブロック602がベクトル入力610に関するその
論理的評価を終了すると、評価実行検出器604は図1
0に矢804(ステップ4)で示したように、論理ブロ
ッククロック発生器606に論理高を供給する。その結
果、論理ブロッククロック信号618が取り除かれる。
Next, the automatic time adjustment dynamic logic block 60.
2 has a vector input 61 to obtain a vector output 612
0 can be evaluated logically. When the self-timed dynamic logic block 602 finishes its logical evaluation of the vector input 610, the evaluation execution detector 604 is shown in FIG.
A logic high is provided to the logic block clock generator 606, as indicated by arrow 804 (step 4) at zero. As a result, the logical block clock signal 618 is removed.

【0087】最後に、論理ブロッククロック信号618
が論理低(プリチャージ)に遷移した後に、評価実行検
出器が参照矢(ステップ5)で示したようにクリアされ
る。評価実行検出器604のクリアは自動時間調節動的
論理ブロック602でのプリチャージによりベクトル出
力612のすべてが論理低、または無効状態にされるこ
とによる。
Finally, the logic block clock signal 618
After transitioning to a logic low (precharge), the evaluate execution detector is cleared as indicated by the reference arrow (step 5). The clearing of the evaluation run detector 604 is due to the precharge in the self-timed dynamic logic block 602 causing all of the vector outputs 612 to be logic low or disabled.

【0088】第1の実施例においてシステムクロックを
使用する結果、自動時間調節動的論理ブロック602は
システムブロックと同期して且つシステムクロックの周
波数の2倍の周波数で動作することができる。しかし、
自動時間調節動的論理ブロック602は、本発明の第2
の実施例に関して下に説明するように、システムクロッ
クに対して非同期で且つはるかに大きい速さで動作する
ことができる。
As a result of using the system clock in the first embodiment, the self-timed dynamic logic block 602 can operate synchronously with the system block and at twice the frequency of the system clock. But,
The self-timed dynamic logic block 602 is the second part of the present invention.
As described below with respect to the embodiment of FIG. 1, it can operate asynchronously to the system clock and much faster.

【0089】B.第2の実施例 図11は本発明の第2の実施例を示している。第2の実
施例では、プリチャージ実行検出器904が、第1の実
施例に関して説明したように、論理ブロッククロック発
生器606をセットするトリガ信号620を発生するよ
うに作られている。本質的に、プリチャージ実行検出器
904は自動時間調節動的論理ブロック602が、備え
ている自動時間調節動的論理ゲートのその並列プリチャ
ージを完了したことを検出する。プリチャージ後、評価
期間を自動時間調節動的論理ブロック602で直ちに開
始することができる。したがって、第2の実施例は、評
価期間およびプリチャージ期間が共に自動時間調節事象
である完全自動時間調節式クロックシステムを準備して
いる。
B. Second Embodiment FIG. 11 shows a second embodiment of the present invention. In the second embodiment, the precharge execution detector 904 is made to generate a trigger signal 620 which sets the logic block clock generator 606, as described with respect to the first embodiment. In essence, the precharge execution detector 904 detects that the self-timed dynamic logic block 602 has completed its parallel precharge of the self-timed dynamic logic gates it comprises. After precharging, the evaluation period can begin immediately with the self-timed dynamic logic block 602. Therefore, the second embodiment provides a fully self-timed clock system in which both the evaluation period and the precharge period are self-timed events.

【0090】プリチャージ実行検出器904は、図9に
関して図示し説明したように評価実行検出器の構造に本
質的に類似している。しかし、自動時間調節動的論理ブ
ロック602のプリチャージは並列に行われることに注
目すべきである。プリチャージ実行検出器904の入力
で考察しなければならないベクトル成分I0〜IN、J
0〜JM、K0〜KSの数を極力少なくするために、単
なる代表的部分集合だけをプリチャージ実行検出器90
4のORゲート702〜706に入力することができ
る。代表的部分集合はプリチャージする時間の最大量を
消費するベクトル成分径路を備えているべきである。そ
の結果、ORゲート702〜706が必要とする消費時
間および資産を極少にすることができる。
Precharge execution detector 904 is essentially similar in structure to the evaluation execution detector as shown and described with respect to FIG. However, it should be noted that the precharging of the self-timed dynamic logic block 602 is done in parallel. Vector components I0 to IN, J which must be considered at the input of the precharge execution detector 904.
In order to reduce the number of 0 to JM and K0 to KS as much as possible, only the typical subset is precharged by the precharge execution detector 90.
4 OR gates 702-706. The representative subset should have a vector component path that consumes the maximum amount of time to precharge. As a result, the consumption time and assets required by the OR gates 702 to 706 can be minimized.

【0091】本発明の第1および第2の実施例の前述の
説明は図解および説明の目的で提示したものである。本
発明を徹底的に示したり、開示した精密な形態に限定し
たりするつもりはなく、しかも明らかに多数の修正およ
び変形が上述の教示に照らして可能である。
The foregoing description of the first and second embodiments of the present invention has been presented for purposes of illustration and description. It is not intended to be exhaustive or to limit the invention to the precise form disclosed, and obviously numerous modifications and variations are possible in light of the above teaching.

【0092】[0092]

【発明の効果】以上詳細に説明したように、本発明によ
れば、トリガ信号でセットされて論理ブロッククロック
発生器から出力される論理ブロッククロック信号により
並列にプリチャ−ジされる自動時間調節動的論理ブロッ
クがベクトル入力について自動時間調節論理評価を包括
的に行ってベクトル出力を出力し、このベクトル出力を
評価実行検出器で他のクロックのエッジを待つことなく
監視して、ベクトル出力が有効であることを確認する
と、論理ブロッククロック発生器をリセットするように
して自動時間調節動的論理ブロックのプリチャ−ジ期間
を規制するように構成したので、自動時間調節動的論理
ブロックを有する論理ブロックで行われる論理評価の速
さを最適にすることができる効果を奏する。
As described in detail above, according to the present invention, the automatic time adjustment operation pre-charged in parallel by the logical block clock signal set by the trigger signal and output from the logical block clock generator. Dynamic logic block performs a comprehensive timed logic evaluation of the vector input and outputs the vector output, which is monitored by the evaluation execution detector without waiting for other clock edges to make the vector output valid. Then, the logic block clock generator is reset so that the precharge period of the automatic timed dynamic logic block is regulated. There is an effect that the speed of the logical evaluation performed in 1 can be optimized.

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

【図1】本発明により電送できる「マウストラップ」論
理ゲ−トと称される動的論理ゲ−トのファミリーの高レ
ベルブロック図を示す。
FIG. 1 shows a high level block diagram of a family of dynamic logic gates referred to as "mouse trap" logic gates that can be transmitted according to the present invention.

【図2】図1による2入力包含的ORマウストラップ論
理ゲ−トの低レベルブロック図を示す。
2 shows a low-level block diagram of a 2-input inclusive OR mousetrap logic gate according to FIG.

【図3】図1による2入力加算プリデコ−ダマウストラ
ップ論理ゲ−トの低レベルブロック図を示す。
FIG. 3 shows a low-level block diagram of the two-input add predecoder damus trap logic gate according to FIG.

【図4】図1によるけた上げ伝播マウストラップ論理ゲ
−トおよび図3の加算プリデコ−ダに直列にして使用す
る低レベルブロック図を示す。
4 shows a low level block diagram for use in series with the carry propagate mousetrap logic gate according to FIG. 1 and the add predecoder of FIG.

【図5】分割ラダ−論理を有するマウストラップ論理ゲ
−トの高レベルブロック図を示す。
FIG. 5 shows a high level block diagram of a mousetrap logic gate with split ladder logic.

【図6】図5による3入力排他的ORマウストラップ論
理ゲ−トの低レベルブロック図を示す。
FIG. 6 shows a low level block diagram of a 3-input exclusive-OR mousetrap logic gate according to FIG.

【図7】図5による組み合わせ2入力/3入力排他的O
Rマウストラップ論理ゲ−トの低レベルブロック図を示
す。
FIG. 7 is a combination 2-input / 3-input exclusive O according to FIG.
FIG. 3 shows a low level block diagram of the R Mousetrap Logic Gate.

【図8】本発明の第1実施例の高レベルブロック図を示
す。
FIG. 8 shows a high level block diagram of a first embodiment of the present invention.

【図9】図8の評価実行検出器の高レベルブロック図を
示す。
9 shows a high-level block diagram of the evaluation run detector of FIG.

【図10】図8の第1実施例のタイミング図を示す。10 shows a timing diagram of the first embodiment of FIG.

【図11】本発明の第2実施例の高レベルブロック図を
示す。
FIG. 11 shows a high level block diagram of a second embodiment of the present invention.

【符号の説明】[Explanation of symbols]

100,200 マウストラップ論理ゲ
−ト 102,104,106 402,404 マウストラ
ップゲ−ト構成要素 300 加算プリデコ−ダマウ
ストラップ論理ゲ−ト 302,304,306 加算マウストラップゲ
−ト構成要素 400 けた上げ伝搬ゲ−ト 500A マウストラップ論理ゲ
−ト構成要素 500B,500C 3入力排他的OR論理
ゲ−ト 600 自動時間調節式クロッ
クシステム 602 自動時間調節動的論理
ブロック 604 評価実行検出器 606 論理ブロッククロック
発生器 608 エッジ検出器 904 プリチャ−ジ実行検出
100,200 mousetrap gate 102,104,106 402,404 mousetrap gate component 300 additive predecoder mousetrap logic gate 302,304,306 additive mousetrap gate component 400 digits Up Propagation Gate 500A Mouse Trap Logic Gate Components 500B, 500C 3 Input Exclusive OR Logic Gate 600 Automatic Timed Clock System 602 Automatic Timed Dynamic Logic Block 604 Evaluation Execution Detector 606 Logic Block Clock Generator 608 Edge detector 904 Precharge execution detector

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 グレン・ディー・コロン−ボネット アメリカ合衆国コロラド州フォートコリ ンズ オックスフォード・レーン 745 (72)発明者 ロバート・ジェイ・マーティン アメリカ合衆国コロラド州ティムナス フォース・アヴェニュー 5300 (56)参考文献 特開 平5−233214(JP,A) 特開 平3−139916(JP,A) 特表 平1−501749(JP,A) (58)調査した分野(Int.Cl.7,DB名) H03K 19/096 G06F 7/00 ─────────────────────────────────────────────────── ─── Continued Front Page (72) Inventor Glen Dee Colon-Bonnet Fort Collins, Colorado, United States Oxford Lane 745 (72) Inventor Robert Jay Martin Timnas, Colorado, USA 5300 (56) References Japanese Patent Laid-Open No. 5-233214 (JP, A) Japanese Patent Laid-Open No. 3-139916 (JP, A) Special Table 1-501749 (JP, A) (58) Fields investigated (Int.Cl. 7 , DB name) ) H03K 19/096 G06F 7/00

Claims (3)

(57)【特許請求の範囲】(57) [Claims] 【請求項1】 縦続接続された、自動時間調整された動
的論理ゲートの論理評価の速度を上げるためのシステム
であって、ゲート並列にプリチャージされ、ベクトル入
力に対して自動時間調節された論理評価を集合的に実行
してベクトル出力を出すことができる縦続接続された動
的論理ゲートを有する論理ブロックと、 前記論理ブロックの出力をモニタし、前記ベクトル出力
が有効であるときを判断するよう構成された評価実行検
出器と、 トリガ信号によって第1の論理レベルにセットされ、前
記評価実行検出器によって第2の論理レベルにリセット
されるクロック信号を出力するための論理ブロッククロ
ック発生器と、を備え、 前記論理ブロッククロック発生器は、前記クロック信号
を前記論理ブロックに提供するよう適合され、前記クロ
ック信号の第の論理レベルは、それぞれのプリチャー
ジ期間を規定し、前記クロック信号の第の論理レベル
は、前記論理ブロックにおける前記自動時間調節された
論理評価のためのそれぞれの評価期間を規定するよう構
成されたシステム。
1. Automatically timed movement in cascade.
System for speeding up logic evaluation of dynamic logic gates
A is, are pre-charged to the gate parallel, a logic block having a cascaded dynamic logic gates may issue a collectively executed by vector output logic evaluation adjusted automatically time for vector input An evaluation run detector configured to monitor the output of the logic block and determine when the vector output is valid; a first signal set by a trigger signal to a first logic level; A logic block clock generator for outputting a clock signal that is reset to two logic levels, the logic block clock generator being adapted to provide the clock signal to the logic block, the clock signal of the second logic level, define respective precharge period, the first logic level of the clock signal , The respective system configured to define the evaluation period for the logic evaluation, adjusted the automatic time in the logic block.
【請求項2】プリチャージ期間および評価期間を持つ自
動時間調節された動的論理ブロックの論理評価の速度を
上げるためのシステムであって、 入力および出力を有し、プリチャージ期間中にプリチャ
ージされる縦続接続された動的論理ゲートを備え、評価
期間に前記入力に対して自動時間調節された論理評価を
実行して前記出力を出す論理ブロックと、 前記出力に接続され、該出力を感知することによって前
記論理ブロックが前記論理評価を完了したときを判断
し、前記評価期間を終了させるための評価実行検出器
と、前記論理ブロックおよび前記評価実行検出器に接続さ
れ、周期的タイミング信号を受け取る機能、前記評価期
間を終了させる機能、前記論理ブロックが前記論理評価
を完了した後、前記論理ブロックにプリチャージを加え
ることによって前記プリチャージ期間を開始させる機
能、前記プリチャージの適用を停止することにより前記
プリチャージ期間を終了させる機能、および前記周期的
タイミング信号の論理状態の変化ごとに前記評価期間を
開始させる機能を有する手段と、 を備えるシステム。
2. A system for speeding up logic evaluation of a self-timed dynamic logic block having a precharge period and an evaluation period, the system having inputs and outputs and precharging during the precharge period. A logic block having a cascaded dynamic logic gate for performing an automatic timed logic evaluation of the input during the evaluation period to output the output; and a logic block connected to the output for sensing the output. Is connected to the evaluation execution detector for determining when the logic block has completed the logic evaluation and ending the evaluation period, and the logic block and the evaluation execution detector.
Function for receiving a periodic timing signal, the evaluation period
The function of terminating the interval, the logical block being the logical evaluation
And then add a precharge to the logic block.
By starting the precharge period
No. by stopping the application of the precharge
A function to end the precharge period and the periodic
The evaluation period is set for each change in the logic state of the timing signal.
A means having the function of initiating .
【請求項3】プリチャージ期間および評価期間をもつ自
動時間調節された動的論理ブロックを、システムクロッ
クとの同期動作を維持しながらシステムクロックの2倍
のレートで使用するシステムであって、 入力および出力を有し、プリチャージ期間中にプリチャ
ージされる縦続接続された動的論理ゲートを備え、評価
期間に前記入力に対して自動時間調節された論理評価を
実行して前記出力を出す論理ブロックと、 前記出力に接続され、該出力を感知することによって前
記論理ブロックが前記論理評価を完了したときを判断
し、前記評価期間を終了させるための評価実行検出器
と、 前記論理ブロックおよび前記評価実行検出器に接続さ
れ、システムクロックを受け取る機能、前記評価期間を
終了させる機能、前記論理ブロックが前記論理評価を完
了した後、前記論理ブロックにプリチャージを加えるこ
とによって前記プリチャージ期間を開始させる機能、前
記プリチャージの適用を停止することにより前記プリチ
ャージ期間を終了させる機能、および前記システムクロ
ックの論理状態の変化ごとに前記評価期間を開始させる
機能を有する手段と、 を備えるシステム。
3. A system for using an automatically timed dynamic logic block having a precharge period and an evaluation period at a rate twice as high as the system clock while maintaining a synchronous operation with the system clock. And a output, and comprising a cascaded dynamic logic gate that is precharged during a precharge period and that performs an automatic timed logic evaluation on the input during the evaluation period to output the output. A block, an evaluation execution detector connected to the output for determining when the logic block has completed the logic evaluation by sensing the output, and ending the evaluation period; the logic block and the logic block; A function of receiving a system clock connected to an evaluation execution detector, a function of ending the evaluation period; A function of starting the precharge period by applying a precharge to the logic block after the charge is completed, a function of ending the precharge period by stopping the application of the precharge, and a logic of the system clock. A unit having a function of starting the evaluation period each time the state changes.
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