JP3533357B2 - 論理演算機能を備えた半導体集積回路 - Google Patents
論理演算機能を備えた半導体集積回路Info
- Publication number
- JP3533357B2 JP3533357B2 JP2000053674A JP2000053674A JP3533357B2 JP 3533357 B2 JP3533357 B2 JP 3533357B2 JP 2000053674 A JP2000053674 A JP 2000053674A JP 2000053674 A JP2000053674 A JP 2000053674A JP 3533357 B2 JP3533357 B2 JP 3533357B2
- Authority
- JP
- Japan
- Prior art keywords
- logic
- logical operation
- operation means
- output
- transistor
- Prior art date
- Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
- Expired - Fee Related
Links
- 239000004065 semiconductor Substances 0.000 title claims description 62
- 238000010586 diagram Methods 0.000 description 27
- 230000004048 modification Effects 0.000 description 6
- 238000012986 modification Methods 0.000 description 6
- 230000009977 dual effect Effects 0.000 description 2
Classifications
-
- H—ELECTRICITY
- H03—ELECTRONIC CIRCUITRY
- H03K—PULSE TECHNIQUE
- H03K19/00—Logic circuits, i.e. having at least two inputs acting on one output; Inverting circuits
- H03K19/02—Logic circuits, i.e. having at least two inputs acting on one output; Inverting circuits using specified components
- H03K19/08—Logic circuits, i.e. having at least two inputs acting on one output; Inverting circuits using specified components using semiconductor devices
- H03K19/094—Logic circuits, i.e. having at least two inputs acting on one output; Inverting circuits using specified components using semiconductor devices using field-effect transistors
- H03K19/096—Synchronous circuits, i.e. using clock signals
- H03K19/0963—Synchronous circuits, i.e. using clock signals using transistors of complementary type
-
- H—ELECTRICITY
- H03—ELECTRONIC CIRCUITRY
- H03K—PULSE TECHNIQUE
- H03K19/00—Logic circuits, i.e. having at least two inputs acting on one output; Inverting circuits
Description
半導体集積回路に関し、特に、論理演算結果を示す信号
を保持するキーパ回路を有する半導体集積回路に関す
る。
論理に応じて論理が動的に変化する、いわゆるダイナミ
ック・ノードと呼ばれるノードが存在する。この種のノ
ードには、論理が意図せずに変化しないようにキーパ回
路が接続されることが多い。
り、PMOSトランジスタQ51でキーパ回路を構成する例を
示している。図9のキーパ回路は、インバータIV51の
入出力端に接続されており、インバータIV51の出力が
ローレベルになると、インバータIV51の入力をハイレ
ベルに保持する。
回路は、インバータIV51の入力がハイレベルからロー
レベルに変化するとき、PMOSトランジスタQ51はハイレ
ベルを保持しようとするため、インバータIV51の出力
論理がローレベルになるまでに時間がかかるという問題
がある。また、PMOSトランジスタQ51のドライブ能力が
十分に大きい場合には、インバータIV51の出力論理が
ローレベルにならないおそれもある。
出力端子にPMOSトランジスタQ52,Q53からなるキーパ
回路を接続した従来例を示す回路図であり、特願平9-16
6216号の図1に開示されている回路図である。図10の
PMOSトランジスタQ52,Q53は、インバータIV52,I
V53の入出力端子間に接続され、インバータIV52,I
V53の出力がローレベルになると、PMOSトランジスタQ
52,Q53がオンしてインバータIV52,IV53の入力を
ハイレベルに保持する。
に、入力信号の論理が変化したときに、インバータIV
52,IV53の出力信号の論理が変化するまでに時間がか
かるという問題があり、PMOSトランジスタQ52,Q53の
ドライブ能力が大きすぎると、入力信号の論理が変化し
ても、インバータIV52,IV53の出力信号の論理が変
化しないおそれがある。
図である("A 1.0GHz Single-Issure64bit Power PC Int
eger Processor" J. Silberman, et. al, IBM Austin R
esearch Lab. ISSCC Session FP 15.1, Slide Suppleme
nt)。
代わりに、直列接続されたPMOSトランジスタQ54とNMOS
トランジスタQ55とをノア演算回路51,52の後段に
新たに設けている点で、図10の回路と異なる。
らなるキーパ回路を備えており、図10と同様の問題が
生じる。
演算を行った結果とナンド演算を行った結果とを出力す
るデュアルレールの回路図である。図12の回路は、並
列接続されてノア演算を行う2つのNMOSトランジスタQ
56,Q57と、直列接続されてナンド演算を行う2つのNM
OSトランジスタQ58,Q59と、トランジスタQ56,Q57
のドレイン端子とトランジスタQ58のドレイン端子とに
接続され互いにたすき掛けされたPMOSトランジスタQ6
0,Q61とを有する。
スタQ56,Q57,Q58の各ドレイン電圧の変動を防止す
るキーパ回路として作用する。
の論理が変化して、それに伴ってトランジスタQ56,Q
57,Q58の各ドレイン電圧が変化しようとしたときに、
PMOSトランジスタQ60,Q61はその変化を妨げる方向に
動作するため、出力信号の論理が変化するまでに時間が
かかるという問題があり、PMOSトランジスタQ60,Q61
のドライブ能力が高い場合には、出力論理が変化しない
おそれもある。
算を行った結果を示す信号とナンド演算を行った結果を
示す信号とを保持するラッチ負荷回路53を有する半導
体集積回路の回路図である。
とトランジスタQ57のドレイン端子との間に直列接続さ
れたトランジスタQ60,Q62と、電源端子とトランジス
タQ58のドレイン端子との間に直列接続されたトランジ
スタQ61,Q63と、トランジスタQ62,Q63のソース端
子間に接続されたトランジスタQ64とを有する。
けされ、かつ、トランジスタQ62,Q63は互いにたすき
掛けされている。
接続点CN1から入力信号のノア演算結果が出力され、
トランジスタQ61とトランジスタQ63との接続点CN2
から入力信号のナンド演算結果が出力される。接続点C
N1,CN2にはそれぞれ、プリチャージ用のトランジ
スタが接続されている。
0,Q62のドレイン電圧とトランジスタQ61,Q63のド
レイン電圧をクロック信号CLKのエッジによりラッチ
する。図13の半導体集積回路は、互いに論理が異なる
差動信号を出力する。
は、いずれか一方の論理しか利用しない場合でも、常に
差動信号を出力するため、回路規模が大きくなるという
問題がある。また、差動信号が必要な場合のみ図13の
半導体集積回路を利用するようにすると、適用範囲が狭
くなり、利用価値が低くなってしまう。
ものであり、その目的は、動作速度が速くて安定動作が
可能な半導体集積回路を提供することにある。
ために、請求項1の発明は、複数の入力信号に対してそ
れぞれ異なる論理演算を行った結果を出力する3つ以上
の第1論理演算手段を備え、前記複数の入力信号の論理
に応じて、前記3つ以上の第1論理演算手段のうちいず
れか一つのみから第1論理の信号を出力させる論理演算
機能を備えた半導体集積回路において、前記3つ以上の
第1論理演算手段のそれぞれに対応して設けられ、対応
する前記第1論理演算手段の出力電圧を第2論理に応じ
た電圧に保持可能な複数のキーパ回路を備え、前記複数
のキーパ回路のそれぞれは、対応する前記第1論理演算
手段以外の第1論理演算手段の出力が前記第1論理のと
きに、対応する前記論理演算手段の出力を強制的に前記
第2論理に設定する。
出力論理が変化する方向に、対応するキーパ回路を動作
させる。これにより、第1論理演算手段の出力論理は迅
速に変化し、動作速度が速くなる。また、キーパ回路
は、対応する第1論理演算手段以外の第1論理演算手段
の出力が第1論理になると、対応する第1論理演算手段
の出力を強制的に第2論理に設定するため、半導体集積
回路の出力論理が変動するおそれがなくなり、動作が安
定になる。
設けることで、第1論理演算手段の出力を第2論理に保
持することができる。また、複数のトランジスタを設け
ることで、対応する第1論理演算手段の出力を強制的に
第2論理に設定することができる。
ンジスタを設ける代わりに、第2論理演算手段とトラン
ジスタを設けることで、対応する第1論理演算手段の出
力を強制的に第2論理に設定することができる。
第1トランジスタとの間に第2トランジスタを接続し、
第1論理演算手段の出力が第1論理の場合のみ、第2ト
ランジスタをオンさせて、第1論理演算手段の出力を第
2トランジスタを介して半導体集積回路から出力させる
ようにしたため、動作が安定化する。
ジスタと電位設定手段を設けることで、半導体集積回路
の出力端子の論理を安定化させることができる。
てそれぞれ異なる論理演算を行った結果を出力する2つ
以上の第1論理演算手段を備え、前記複数の入力信号の
論理に応じて、前記2つ以上の第1論理演算手段のうち
少なくともいずれか一つから第1論理の信号を出力させ
る論理演算機能を備えた半導体集積回路において、前記
2つ以上の第1論理演算手段のそれぞれに対応して設け
られる複数のキーパ回路を備え、前記複数のキーパ回路
のそれぞれは、対応する前記第1論理演算手段の出力電
圧を第2論理に応じた電圧に保持可能な第1トランジス
タと、前記複数の第1論理演算手段の出力信号同士で所
定の論理演算を行う第2論理演算手段と、を有し、前記
第2論理演算手段の出力論理に基づいて前記第1トラン
ジスタのオン・オフを制御する。
出力論理に基づいて第1トランジスタのオン・オフを制
御し、第1論理演算手段の出力論理が変化する方向に、
キーパ回路を動作させるため、半導体集積回路の動作速
度が速くなる。
出力論理に応じて、第2論理演算手段の動作を切り替え
るため、第2論理演算手段の出力論理を安定化させるこ
とができる。
すき掛けされた2つのトランジスタを設けるため、第1
論理演算手段の出力論理を安定化させることができる。
してそれぞれ異なる論理演算を行った結果を出力する2
つ以上の第1論理演算手段を備え、前記複数の入力信号
の論理に応じて、前記2つ以上の第1論理演算手段のう
ち少なくともいずれか一つから第1論理の信号を出力さ
せる論理演算回路において、前記2つ以上の第1論理演
算手段のそれぞれに対応して設けられ、前記複数の第1
論理演算手段の出力信号同士で所定の論理演算を行う第
2論理演算手段と、前記2つ以上の第1論理演算手段の
それぞれに対応して設けられ、直列接続された第1およ
び第2トランジスタと、前記第1および第2トランジス
タの接続点の電圧を所定の電圧に保持可能なプリチャー
ジ手段と、を備え、前記第1および第2トランジスタ
は、前記第2論理演算手段の出力に基づいてオン・オフ
制御され、前記第2論理演算手段は、前記第1トランジ
スタがオンしたときには、対応する前記第1論理演算手
段以外の前記第1論理演算手段の出力に応じた信号を出
力し、前記第1トランジスタがオフしたときには、予め
定めた前記第1論理または前記第2論理の信号を出力す
る。
ランジスタを設けることで、第1論理演算手段の出力論
理を安定化させることができ、かつ、必要な場合のみ、
第1論理演算手段の出力を第2論理演算手段に供給する
ことができ、第2論理演算手段の動作も安定化させるこ
とができる。
ことで、複数の出力端子のうち、いずれか一つをローレ
ベルに設定することができる。
1〜第4トランジスタを設けることにより、第1論理演
算手段と第2論理演算手段の出力論理を安定化させるこ
とができる。
1論理演算手段の各出力端子間に、常にオン状態を保持
するトランジスタを接続するため、第1論理演算手段の
出力を予め定めた論理に初期設定することができる。
路について、図面を参照しながら具体的に説明する。
導体集積回路の第1の実施形態の回路図である。図1の
回路は、3つの出力端子のうち、いずれか一つのみをハ
イレベルにするものである。
演算回路(第1論理演算手段)1a,1b,1cと、こ
れら第1論理演算回路1a,1b,1cの出力論理をそ
れぞれ保持する3つのキーパ回路2a,2b,2cと、
これら第1論理演算回路1a,1b,1cの各出力端子
にそれぞれ接続された3つのインバータIVa,IV
b,IVcとを有する。
/A,Bのナンド演算を行う直列接続されたNMOSトランジ
スタQ1,Q2と、2つの入力信号A,/Bのナンド演算
を行う直列接続されたNMOSトランジスタQ3,Q4とを
有する。NMOSトランジスタ(Q1,Q2)、(Q3,Q
4)は並列接続されており、第1論理演算回路1aは、
論理和信号A(0)=/(/A+B)+/(A・B)を出力する。
NMOSトランジスタQ5,Q6を有し、2つの入力信号
A,Bのナンド演算を行い、A(1)=/(A・B)を出力す
る。第1論理演算回路1cは、直列接続されたNMOSトラ
ンジスタQ7,Q8を有し、2つの入力信号/A,/Bのナ
ンド演算を行い、A(2)=(/A+/B)を出力する。
の各出力のうち、いずれか一つのみがローレベルにな
り、他はハイレベルになる。
対応する第1論理演算回路1a,1b,1cの出力電圧
をハイレベルに保持可能なプリチャージ用のPMOSトラン
ジスタ(プリチャージ手段)Q9と、並列接続された2
つのPMOSトランジスタ(複数のトランジスタ)Q10,Q
11とを有する。
は、クロック信号CLKがローレベルのときに、対応す
る第1論理演算回路の出力をハイレベルに保持する。並
列接続された2つのPMOSトランジスタQ10,Q11のゲー
ト端子はそれぞれ、対応する第1論理演算回路以外の第
1論理演算回路の出力端子に接続されている。
ック信号CLKがローレベルになると、第1論理演算回
路1a,1b,1cの出力A(0),A(1),A(2)はとも
にハイレベルに保持される。
と、第1論理演算回路1a,1b,1cの出力のうち、
いずれか一つのみがローレベルになる。今、仮に、第1
論理演算回路1aの出力がローレベルになったとする。
対応するキーパ回路2b,2c内のPMOSトランジスタQ
10,Q11はともにオンし、第1論理演算回路1b,1c
の出力は強制的にハイレベルに保持される。また、第1
論理演算回路1aに対応するキーパ回路2a内のPMOSト
ランジスタQ10,Q11はオフし、第1論理演算回路1a
の出力は、入力信号の論理が変化しない限り、ローレベ
ルの状態を保持する。
か一つの第1論理演算回路の出力がローレベルになる
と、他の第1論理演算回路の出力を強制的にハイレベル
に設定するため、いずれか一つの出力端子のみをハイレ
ベルに設定することができる。
理演算回路1aの出力A(0)がハイレベルからローレベ
ルに変化すると、対応するPMOSトランジスタQ10,Q11
はオフするため、PMOSトランジスタQ10,Q11が第1論
理演算回路1aの出力変化を妨げることがない。したが
って、半導体集積回路の動作速度が速くなる。
の出力がローレベルになると、他の第1論理演算回路の
出力を強制的にハイレベルにするため、複数の出力端子
が同時にハイレベルになることがなく、動作が安定す
る。
演算手段の数が4つ以上になっても、並列接続されるPM
OSトランジスタQ10,Q11の数を増やすだけで対応する
ことができ、第1論理演算手段の数に関係なく、回路を
構成でき、適用範囲が広くなる。
1の実施形態の変形例であり、キーパ回路において複数
のPMOSトランジスタの代わりにNORゲートと一つのPMOS
トランジスタとを設けたものである。
の実施形態の回路図である。図2では図1と共通する構
成部分には同一符号を付しており、以下では相違点を中
心に説明する。
除して、NORゲート(第2論理演算手段)G1a,G1
b,G1cを新たに設けた点で図1の回路と異なってい
る。NORゲートG1a,G1b,G1cはそれぞれ、第
1論理演算回路1a,1b,1cのそれぞれごとに設け
られている。NORゲートG1a,G1b,G1cの入力
端子には、対応する第1論理演算回路以外の第1論理演
算回路の出力端子が接続されている。
は、対応する第1論理演算回路以外の第1論理演算回路
の出力のいずれかがハイレベルになると、ローレベルに
なる。NORゲートG1a,G1b,G1cの出力がロー
レベルになると、対応するPMOSトランジスタQ10がオン
して、対応する第1論理演算回路の出力はローレベルに
なる。
に、第1論理演算回路1a,1b,1cのいずれか一つ
の出力がローレベルになると、他の第1論理演算回路の
出力を強制的にハイレベルに設定するため、図9のよう
なキーパ回路を設けずに、第1論理演算回路1a,1
b,1cの出力論理を安定に保持することができる。し
たがって、動作速度が速くなるとともに、動作が安定に
なる。
2の実施形態の変形例であり、PMOSトランジスタQ10と
第1論理演算回路1a,1b,1cの間に、NMOSトラン
ジスタQ12を接続したものである。
の実施形態の回路図である。図3では図1と共通する構
成部分には同一符号を付しており、以下では相違点を中
心に説明する。
1のキーパ回路2a,2b,2cと比較して、PMOSトラ
ンジスタ(第1トランジスタ)Q10と第1論理演算回路
1a,1b,1cとの間にNMOSトランジスタ(第2トラ
ンジスタ)Q12を接続した点と、隣接する2つの第1論
理演算回路(1a,1b)、(1b,1c)の各出力端
子間にNMOSトランジスタ(第3トランジスタ)Q13〜Q
15を接続した点とで異なっている。対応するPMOSトラン
ジスタQ10とNMOSトランジスタQ12の各ゲート端子はと
もに、対応するNORゲートG1a,G1b,G1cの出
力端子に接続されている。
ートG1a,G1b,G1cの出力がハイレベルになる
とオンし、ローレベルになるとオフする。仮に、第1論
理演算回路1aの出力がローレベルになると、他の第1
論理演算回路1b,1cの出力はハイレベルになるた
め、NORゲートG1aの出力はハイレベルになり、イン
バータIVaの出力はハイレベルになる。このため、他
の第1論理演算回路1b,1cに対応するPMOSトランジ
スタQ10がオンして、インバータIVb,IVcの出力
はローレベルになる。
にオン状態にある。これらNMOSトランジスタQ13,Q1
4,Q15を介して、すべての第1論理演算回路1a,1
b,1cの出力端子はリング状に接続されている。ただ
し、NMOSトランジスタQ13,Q14,Q15はドライブ能力
が弱いため、第1論理演算回路1a,1b,1cの出力
端子は、ゆるやかな短絡状態にあり、ハイレベルのもの
を除いて、ローレベルに保持される。
演算回路1a,1b,1cの出力端子とインバータIV
a,IVb,IVcの入力端子との間にNMOSトランジス
タQ12を接続し、このトランジスタQ12のオン・オフを
NORゲートG1a,G1b,G1cの出力論理により切
替制御するため、第1論理演算回路1a,1b,1cの
出力がローレベルになった場合のみ、対応するNMOSトラ
ンジスタQ12がオンしてインバータの出力をハイレベル
にすることができる。
ない限り、半導体集積回路の出力端子B(0)〜B(2)の論
理は第1論理演算回路1a,1b,1cの出力の影響を
受けないため、動作が安定になる。また、図9のような
キーパ回路が不要になるため、動作速度が速くなる。
3の実施形態の変形例であり、キーパ回路を第3の実施
形態とは異なる構成にしたものである。
の実施形態の回路図である。図4では図3と共通する構
成部分には同一符号を付しており、以下では相違点を中
心に説明する。
較して、プリチャージ用のPMOSトランジスタQ9のドレ
イン端子と接地端子間に2つのNMOSトランジスタQ16
(第3トランジスタ),Q17(電位設定手段)を直列接
続した点と、隣接する第1論理演算回路(1a,1
b)、(1b,1c)の出力端子間のNMOSトランジスタ
Q13〜Q15を省略した点とが異なっている。
LKがハイレベルの間はオンするため、NMOSトランジス
タQ16,Q17の接続点はローレベルに保持される。例え
ば、半導体集積回路の出力端子B(0)がハイレベルにな
ると、対応するNMOSトランジスタQ16がオンし、PMOSト
ランジスタQ10のドレイン端子はローレベルになる。こ
のため、出力端子B(0)はハイレベルを保持する。
は、出力端子B(0)〜B(2)のいずれかがハイレベルにな
ると、その状態を保持するように動作するため、隣接す
る第1論理演算回路(1a,1b)、(1b,1c)間
のNMOSトランジスタが不要になる。また、図4の半導体
集積回路は、図3の回路と同様に、NMOSトランジスタQ
12がオンしない限り、出力端子B(0)〜B(2)の論理は第
1論理演算回路1a,1b,1cの出力の影響を受けな
いため、動作が安定になる。また、図9のようなキーパ
回路が不要になるため、動作速度が向上する。
数の第1論理演算回路のうち、少なくともいずれか一つ
の回路がローレベル信号を出力するような半導体集積回
路にキーパ回路を付加したものである。
の実施形態の回路図である。図5の半導体集積回路は、
2つの第1論理演算回路1d,1eと、第1論理演算回
路1d,1eのそれぞれに対応するキーパ回路2d,2
eおよびインバータIVd,IVeとを備えている。
は、入力信号の論理が変化しても、すべてが同時にハイ
レベルにならないように設定されている。すなわち、図
5の第1論理演算回路1d,1eは、NORデコーダとし
て作用する。
された複数のトランジスタを有し、/(/X[0]+/x[1]+…
+/X[N-2]+/X[N-1])を演算する。また、第1論理演算
回路1eは、同じく並列接続された複数のトランジスタ
を有し、/(X[0]+/X[1]+…+/X[N-2]+/X[N-1])を演算
する。
V1と、NANDゲート(第2論理演算手段)G2と、PMOS
トランジスタ(第1トランジスタ)Q18とを有する。PM
OSトランジスタQ18は、NANDゲートG2の出力に基づい
てオン・オフ制御される。NANDゲートG2は、第1論理
演算回路1cの出力と第1論理演算回路1dの反転出力
との間でNAND演算を行った結果を出力する。
トG2の出力Cは、C=/A+Bになる。第1論理演算回
路1eに対応するNANDゲートG3の出力Dは、D=A+
/Bになる。
になると、対応するNANDゲートG2の出力はハイレベル
になり、対応するPMOSトランジスタQ18はオフする。逆
に、第1論理演算回路1dの出力がハイレベルになる
と、他の第1論理演算回路1dの出力がローレベルであ
れば、NANDゲートG2の出力はローレベルになり、対応
するPMOSトランジスタQ18がオンして第1論理演算回路
1dの出力はハイレベルに保持される。
算回路1dの出力がローレベルからハイレベルに変化す
ると、その影響で対応するPMOSトランジスタQ18はオン
する可能性があるが、その場合でも、PMOSトランジスタ
Q18は第1論理演算回路1dの出力をハイレベルに保持
するように動作するため、第1論理演算回路1dの出力
はローレベルからハイレベルに迅速に変化し、動作速度
が速くなる。
5の実施形態の変形例であり、NANDゲートの代わりにPM
OSトランジスタとNMOSトランジスタを設けたものであ
る。
の実施形態の回路図である。図6では、図5と共通する
構成部分には同一符号を付しており、以下では相違点を
中心に説明する。
ーパ回路2d,2eの構成が異なっている。図6のキー
パ回路2d,2eは、NANDゲートG2,G3の代わり
に、直列接続されたPMOSトランジスタ(第2トランジス
タ)Q19とNMOSトランジスタQ20とを有する。PMOSトラ
ンジスタQ19は、プリチャージ用のPMOSトランジスタQ
18とたすき掛けされている。NMOSトランジスタQ20のソ
ース端子は、対応する第1論理演算回路以外の第1論理
演算回路の出力端子に接続されている。
がローレベルになると、PMOSトランジスタQ19がオン
し、キーパ回路2dの出力はハイレベルになる。このと
き、プリチャージ用のPMOSトランジスタQ18とNMOSトラ
ンジスタQ20はオフする。
レベルになると、PMOSトランジスタQ19がオフするとと
もに、NMOSトランジスタQ20がオンし、対応する第1論
理演算回路1d以外の第1論理演算回路1eの出力信号
がNMOSトランジスタQ20を介してキーパ回路2dから出
力される。
に、第1論理演算回路1d,1eの出力論理が変化して
も、キーパ回路2d,2eはその変化を妨げない方向に
動作するため、動作速度が速くなる。
5の実施形態の変形例である。
の実施形態の回路図である。図7では、図5と共通する
構成部分には同一符号を付しており、以下では相違点を
中心に説明する。
成が図5の回路と異なっており、PMOSトランジスタQ18
に並列に接続されたプリチャージ用のPMOSトランジスタ
(プリチャージ手段)Q21と、PMOSトランジスタ(第1
トランジスタ)Q18に直列に接続されたNMOSトランジス
タ(第2トランジスタ)Q22とを有する。PMOSトランジ
スタQ21は、クロック信号CLKに同期して、周期的に
オン・オフし、オンすると、PMOSトランジスタQ18,Q
21の接続点は強制的にハイレベルに保持される。
なると、PMOSトランジスタQ18がオンしてNMOSトランジ
スタQ21がオフするため、これらトランジスタQ18,Q
21の接続点はハイレベルになる。このため、NANDゲート
G2は、他の第1論理演算回路1eの出力に応じた信号
を出力する。
ベルになると、PMOSトランジスタQ18がオフしてNMOSト
ランジスタQ21がオンするため、対応する第1論理演算
回路1dの出力信号は、NMOSトランジスタQ21を介して
インバータIV1に入力される。仮に、第1論理演算回
路1dの出力信号がローレベルであれば、NANDゲートG
2の出力はハイレベルになる。逆に、第1論理演算回路
1dの出力信号がハイレベルであれば、NANDゲートG2
の出力は他の第1論理演算回路1eの出力信号に応じた
論理になる。
d,1eの出力間には、常にオン状態のNMOSトランジス
タQ23が接続されている。このトランジスタQ23は、ド
ライブ能力が弱いため、隣接する2つの第1論理演算回
路1d,1eの出力端子は、同電圧になる方向にゆっく
りと変化する。
実施形態の構成に、プリチャージ用のPMOSトランジスタ
Q20と、第1論理演算回路1dの出力を通過/遮断する
NMOSトランジスタQ21とを追加するため、NANDゲートG
2の出力がハイレベルのときのみ、第1論理演算回路1
dの出力をインバータIV1に供給することができ、出
力論理を安定化させることができる。
変化すると、その変化を妨げない方向にキーパ回路2
d,2eが動作するため、動作速度が速くなる。
7の実施形態の変形例であり、キーパ回路内に新たにPM
OSトランジスタとNMOSトランジスタを設けたものであ
る。
の実施形態の回路図である。図8では、図7と共通する
構成部分には同一符号を付しており、以下では相違点を
中心に説明する。
d,2eの構成が図7の回路と異なっている。図8のキ
ーパ回路2d,2eは、NANDゲートの代わりに、PMOSト
ランジスタQ18にたすき掛けされたPMOSトランジスタ
(第3トランジスタ)Q24と、NMOSトランジスタQ22に
たすき掛けされたNMOSトランジスタ(第4トランジス
タ)Q25と、PMOSトランジスタQ24に並列接続されたプ
リチャージ用のPMOSトランジスタQ26とを有する。
Q22は、キーパ回路2d,2eの出力論理に応じてオン
・オフ制御される。また、PMOSトランジスタQ24,Q26
とNMOSトランジスタQ25の各ドレイン端子は共通に接続
されている。
と、PMOSトランジスタQ18がオンしてNMOSトランジスタ
Q22はオフする。このため、PMOSトランジスタQ18のド
レイン端子がハイレベルになり、PMOSトランジスタQ24
がオフしてNMOSトランジスタQ25がオンする。
出力信号が、NMOSトランジスタQ25を介してキーパ回路
2dから出力される。
になると、PMOSトランジスタQ18はオフしてNMOSトラン
ジスタQ22はオンする。このため、PMOSトランジスタQ
24とNMOSトランジスタQ25は、第1論理演算回路1dの
出力論理に応じて、オン・オフ制御される。
は、第7の実施形態と同様に、第1論理演算回路1d,
1eの出力論理が変化しても、その論理変化を妨げない
方向に動作するため、動作速度が速くなる。
の第1論理演算回路を有する例を説明したが、第1論理
演算回路の数は4つ以上であってもよいし、2つでもよ
い。
は、2つの第1論理演算回路を有する例を説明したが、
第1論理演算回路の数は3つ以上であってもよい。
れば、いずれかの第1論理演算手段の出力論理が変化す
ると、対応するキーパ回路はその第1論理演算手段の出
力論理が変化する方向に動作するため、第1論理演算手
段の論理変化速度を速めることができる。また、キーパ
回路は、キーパ回路は、対応する第1論理演算手段以外
の第1論理演算手段の出力が第1論理になると、対応す
る第1論理演算手段の出力を強制的に第2論理に設定す
るため、半導体集積回路の出力論理の変動を抑制でき、
動作が安定になる。
の回路図。
の回路図。
の回路図。
の回路図。
の回路図。
の回路図。
の回路図。
の回路図。
した従来例を示す回路図。
路図。
Claims (14)
- 【請求項1】複数の入力信号に対してそれぞれ異なる論
理演算を行った結果を出力する3つ以上の第1論理演算
手段を備え、前記複数の入力信号の論理に応じて、前記
3つ以上の第1論理演算手段のうちいずれか一つのみか
ら第1論理の信号を出力させる論理演算機能を備えた半
導体集積回路において、 前記3つ以上の第1論理演算手段のそれぞれに対応して
設けられ、対応する前記第1論理演算手段の出力電圧を
第2論理に応じた電圧に保持可能な複数のキーパ回路を
備え、 前記複数のキーパ回路のそれぞれは、対応する前記第1
論理演算手段以外の第1論理演算手段の出力が前記第1
論理のときに、対応する前記論理演算手段の出力を強制
的に前記第2論理に設定することを特徴とする半導体集
積回路。 - 【請求項2】前記複数のキーパ回路のそれぞれは、 クロックが所定論理のときに、対応する前記第1論理演
算手段の出力電圧を前記第2論理に応じた電圧に保持可
能なプリチャージ手段と、 対応する前記第1論理演算手段以外の第1論理演算手段
の出力論理に応じてオン・オフする複数のトランジスタ
と、を有することを特徴とする請求項1に記載の半導体
集積回路。 - 【請求項3】前記複数のキーパ回路のそれぞれは、 クロックが所定論理のときに、対応する前記第1論理演
算手段の出力電圧を前記第2論理に応じた電圧に保持可
能なプリチャージ手段と、 前記第1論理演算手段のそれぞれに対応して設けられ、
対応する前記第1論理演算手段以外のすべての第1論理
演算手段の出力論理同士で所定の論理演算を行う第2論
理演算手段と、 前記第2論理演算手段の出力論理に応じてオン・オフす
るトランジスタと、を有し、 前記プリチャージ手段の出力端子と、前記トランジスタ
のドレイン端子と、対応する前記第1論理演算手段の出
力端子とは共通して接続され、この接続点から、対応す
る前記第1論理演算手段の出力論理に応じた信号を出力
することを特徴とする請求項1に記載の半導体集積回
路。 - 【請求項4】前記第1論理はローレベルで、かつ前記第
2論理はハイレベルであり、 前記第2論理演算手段は、対応する前記第1論理演算手
段以外の第1論理演算手段の出力論理同士でノア演算を
行い、 前記トランジスタは、PMOSトランジスタであり、このPM
OSトランジスタのゲート端子には対応する前記第2論理
演算手段の出力信号が入力されることを特徴とする請求
項3に記載の半導体集積回路。 - 【請求項5】前記複数のキーパ回路のそれぞれは、 クロックが所定論理のときに、対応する前記第1論理演
算手段の出力論理を前記第2論理にプリチャージするプ
リチャージ手段と、 対応する前記第1論理演算手段以外の第1論理演算手段
の出力論理に基づいて所定の論理演算を行う第2論理演
算手段と、 前記第2論理演算手段の出力論理に応じてオン・オフす
る第1トランジスタと、 対応する前記第1論理演算手段と対応する前記第1トラ
ンジスタとの間に接続され、対応する前記第2論理演算
手段の出力論理に応じてオン・オフする第2トランジス
タと、を有し、 隣接する2つの前記第1論理演算手段の出力端子間に接
続され、常にオン状態を維持する複数の第3トランジス
タをさらに備え、 前記プリチャージ手段の出力端子と、前記第1および第
2トランジスタの接続点とは互いに接続され、この接続
点から、対応する前記第1論理演算手段の出力論理に応
じた信号を出力することを特徴とする請求項1に記載の
半導体集積回路。 - 【請求項6】前記複数のキーパ回路のそれぞれは、 クロックが所定論理のときに、対応する前記第1論理演
算手段の出力電圧を前記第2論理に応じた電圧に保持可
能なプリチャージ手段と、 前記第1論理演算手段の出力論理に応じてオン・オフす
る第1トランジスタと、 対応する前記第1論理演算手段以外の第1論理演算手段
の出力論理に基づいて所定の論理演算を行う第2論理演
算手段と、 対応する前記第1論理演算手段と対応する前記第1トラ
ンジスタとの間に接続され、対応する前記第2論理演算
手段の出力信号に応じてオン・オフする第2トランジス
タと、 対応する前記第1論理演算手段の出力論理に応じた信号
に基づいてオン・オフする第3トランジスタと、 クロックが所定論理のときに、前記第3トランジスタの
ソース電圧を前記第1論理に対応する電圧に設定する電
位設定手段と、を有し、 前記プリチャージ手段の出力端子と、前記第1、第2お
よび第3トランジスタのドレイン端子とは互いに接続さ
れ、この接続点から、対応する前記論理演算手段の出力
信号に応じた信号を出力することを特徴とする請求項1
に記載の半導体集積回路。 - 【請求項7】前記第1論理はローレベルで、かつ前記第
2論理はハイレベルであり、 前記第2論理演算手段は、対応する前記第1論理演算手
段以外の第1論理演算手段の出力同士でノア演算を行
い、 前記第1トランジスタはPMOSトランジスタで、かつ前記
第2トランジスタはNMOSトランジスタであり、これらト
ランジスタのゲート端子に前記第2論理演算手段の出力
信号が入力されることを特徴とする請求項5または6に
記載の半導体集積回路。 - 【請求項8】複数の入力信号に対してそれぞれ異なる論
理演算を行った結果を出力する2つ以上の第1論理演算
手段を備え、前記複数の入力信号の論理に応じて、前記
2つ以上の第1論理演算手段のうち少なくともいずれか
一つから第1論理の信号を出力させる論理演算機能を備
えた半導体集積回路において、 前記2つ以上の第1論理演算手段のそれぞれに対応して
設けられる複数のキーパ回路を備え、 前記複数のキーパ回路のそれぞれは、 対応する前記第1論理演算手段の出力電圧を第2論理に
応じた電圧に保持可能な第1トランジスタと、 前記複数の第1論理演算手段の出力信号同士で所定の論
理演算を行う第2論理演算手段と、を有し、 前記第2論理演算手段の出力論理に基づいて前記第1ト
ランジスタのオン・オフを制御することを特徴とする半
導体集積回路。 - 【請求項9】前記第2論理演算手段は、対応する前記第
1論理演算手段の出力論理が前記第1論理の場合には、
対応する前記第1論理演算手段以外の第1論理演算手段
の出力信号に基づいてナンド演算を行い、かつ、対応す
る前記第1論理演算手段の出力論理が前記第2論理の場
合には、予め定めた前記第1論理または前記第2論理の
信号を出力することを特徴とする請求項8に記載の半導
体集積回路。 - 【請求項10】前記複数のキーパ回路のそれぞれは、 前記第1トランジスタとたすき掛けされ前記第2論理演
算手段に前記第2論理に応じた電圧を供給可能な第2ト
ランジスタを有し、 前記第2トランジスタは、対応する前記第1論理演算手
段の出力が前記第1論理のときにオンして対応する前記
第2論理演算手段の出力電圧を前記第2論理に応じた電
圧に設定し、 前記第1トランジスタは、前記第2論理演算手段の出力
論理が前記第1論理のときにオンして対応する前記第1
論理演算手段の出力電圧を前記第2論理に応じた電圧に
保持することを特徴とする請求項8に記載の半導体集積
回路。 - 【請求項11】複数の入力信号に対してそれぞれ異なる
論理演算を行った結果を出力する2つ以上の第1論理演
算手段を備え、前記複数の入力信号の論理に応じて、前
記2つ以上の第1論理演算手段のうち少なくともいずれ
か一つから第1論理の信号を出力させる論理演算回路に
おいて、 前記2つ以上の第1論理演算手段のそれぞれに対応して
設けられ、前記複数の第1論理演算手段の出力信号同士
で所定の論理演算を行う第2論理演算手段と、前記2つ
以上の第1論理演算手段のそれぞれに対応して設けら
れ、直列接続された第1および第2トランジスタと、 前記第1および第2トランジスタの接続点の電圧を所定
の電圧に保持可能なプリチャージ手段と、を備え、 前記第1および第2トランジスタは、前記第2論理演算
手段の出力に基づいてオン・オフ制御され、 前記第2論理演算手段は、前記第1トランジスタがオン
したときには、対応する前記第1論理演算手段以外の前
記第1論理演算手段の出力に応じた信号を出力し、前記
第1トランジスタがオフしたときには、予め定めた前記
第1論理または前記第2論理の信号を出力することを特
徴とする半導体集積回路。 - 【請求項12】前記第2論理演算手段は、対応する前記
第1および第2トランジスタの接続点の電圧に応じた信
号と、それ以外の前記第1および第2トランジスタの接
続点の電圧に応じた信号との間でナンド演算を行うこと
を特徴とする請求項11に記載の半導体集積回路。 - 【請求項13】前記第2論理演算手段は、直列接続され
た第3および第4トランジスタを有し、 前記第3および第4トランジスタは、対応する前記第1
および第2トランジスタの接続点の電圧によりオン・オ
フ制御され、 前記第3および第4トランジスタは、導電型が互いに異
なっており、前記第3トランジスタがオンすると、前記
第2論理演算手段は予め定めた前記第1論理または前記
第2論理の信号を出力し、前記第4トランジスタがオン
すると、前記第2論理演算手段は対応する前記第1論理
演算手段以外の第1論理演算手段の出力信号に応じた信
号を出力することを特徴とする請求項11に記載の半導
体集積回路。 - 【請求項14】隣接する2つの前記第1論理演算手段の
各出力端子の間に接続され、常にオン状態を保持するト
ランジスタを備えることを特徴とする請求項11〜13
のいずれかに記載の半導体集積回路。
Priority Applications (5)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP2000053674A JP3533357B2 (ja) | 2000-02-29 | 2000-02-29 | 論理演算機能を備えた半導体集積回路 |
EP01104472A EP1130780B1 (en) | 2000-02-29 | 2001-02-28 | Semiconductor integrated circuit having logical operation function |
US09/797,137 US6437603B2 (en) | 2000-02-29 | 2001-02-28 | Semiconductor integrated circuit having logical operation function |
DE60129264T DE60129264T2 (de) | 2000-02-29 | 2001-02-28 | Integrierte logische Halbleiterschaltung |
KR10-2001-0010375A KR100392037B1 (ko) | 2000-02-29 | 2001-02-28 | 논리 연산 기능을 포함한 반도체 집적 회로 |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP2000053674A JP3533357B2 (ja) | 2000-02-29 | 2000-02-29 | 論理演算機能を備えた半導体集積回路 |
Publications (2)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
JP2001244808A JP2001244808A (ja) | 2001-09-07 |
JP3533357B2 true JP3533357B2 (ja) | 2004-05-31 |
Family
ID=18575024
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
JP2000053674A Expired - Fee Related JP3533357B2 (ja) | 2000-02-29 | 2000-02-29 | 論理演算機能を備えた半導体集積回路 |
Country Status (5)
Country | Link |
---|---|
US (1) | US6437603B2 (ja) |
EP (1) | EP1130780B1 (ja) |
JP (1) | JP3533357B2 (ja) |
KR (1) | KR100392037B1 (ja) |
DE (1) | DE60129264T2 (ja) |
Families Citing this family (5)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JP2003188714A (ja) * | 2001-12-20 | 2003-07-04 | Ntt Electornics Corp | 多入力論理ゲート |
US7064584B2 (en) | 2003-04-28 | 2006-06-20 | Via Technologies, Inc. | P-domino output latch with accelerated evaluate path |
US7034578B2 (en) | 2003-04-28 | 2006-04-25 | Via Technologies, Inc. | N-domino output latch with accelerated evaluate path |
US7170328B2 (en) * | 2004-11-05 | 2007-01-30 | International Business Machines Corporation | Scannable latch |
KR102596875B1 (ko) * | 2016-11-23 | 2023-11-01 | 삼성전자주식회사 | 플립 플롭 |
Family Cites Families (10)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JP2546228B2 (ja) | 1985-12-20 | 1996-10-23 | 株式会社日立製作所 | 選択回路 |
US4800300A (en) * | 1987-11-02 | 1989-01-24 | Advanced Micro Devices, Inc. | High-performance, CMOS latch for improved reliability |
JPH0884066A (ja) * | 1994-09-13 | 1996-03-26 | Hitachi Ltd | ダイナミック論理回路 |
JP2001507887A (ja) * | 1996-12-27 | 2001-06-12 | インテル・コーポレーション | 最初と最後のステージにクロックを有し、最後のステージにラッチを有する単相ドミノ時間借用論理回路 |
JP3763936B2 (ja) | 1997-06-23 | 2006-04-05 | 株式会社東芝 | アドレスデコード回路 |
JPH11154857A (ja) * | 1997-11-19 | 1999-06-08 | Denso Corp | 演算回路 |
US5959916A (en) * | 1998-02-06 | 1999-09-28 | International Business Machines Corporation | Write driver and bit line precharge apparatus and method |
US6107834A (en) * | 1998-10-30 | 2000-08-22 | Intel Corporation | Charge sharing protection for domino circuits |
US6292029B1 (en) * | 1999-12-23 | 2001-09-18 | Intel Corporation | Method and apparatus for reducing soft errors in dynamic circuits |
US6282140B1 (en) * | 2000-06-08 | 2001-08-28 | Systems Integration Inc. | Multiplexor having a single event upset (SEU) immune data keeper circuit |
-
2000
- 2000-02-29 JP JP2000053674A patent/JP3533357B2/ja not_active Expired - Fee Related
-
2001
- 2001-02-28 DE DE60129264T patent/DE60129264T2/de not_active Expired - Lifetime
- 2001-02-28 EP EP01104472A patent/EP1130780B1/en not_active Expired - Lifetime
- 2001-02-28 KR KR10-2001-0010375A patent/KR100392037B1/ko not_active IP Right Cessation
- 2001-02-28 US US09/797,137 patent/US6437603B2/en not_active Expired - Fee Related
Also Published As
Publication number | Publication date |
---|---|
EP1130780A2 (en) | 2001-09-05 |
KR100392037B1 (ko) | 2003-07-23 |
US6437603B2 (en) | 2002-08-20 |
EP1130780A3 (en) | 2003-08-13 |
DE60129264T2 (de) | 2008-03-13 |
DE60129264D1 (de) | 2007-08-23 |
JP2001244808A (ja) | 2001-09-07 |
KR20010085717A (ko) | 2001-09-07 |
US20020003438A1 (en) | 2002-01-10 |
EP1130780B1 (en) | 2007-07-11 |
Similar Documents
Publication | Publication Date | Title |
---|---|---|
US7268588B2 (en) | Cascadable level shifter cell | |
US5258666A (en) | CMOS clocked logic decoder | |
US5583456A (en) | Differentially coupled AND/NAND and XOR/XNOR circuitry | |
JPH11273384A (ja) | 半導体装置 | |
US20080054982A1 (en) | Low power level shifter and method thereof | |
JPH03231515A (ja) | プログラマブル論理装置 | |
US5227674A (en) | Semiconductor integrated circuit device | |
US6333645B1 (en) | Clocked logic gate circuit | |
US4314166A (en) | Fast level shift circuits | |
US5294847A (en) | Latching sense amplifier | |
US20070080714A1 (en) | Flip-flop circuit | |
US6975151B2 (en) | Latch circuit having reduced input/output load memory and semiconductor chip | |
JP3533357B2 (ja) | 論理演算機能を備えた半導体集積回路 | |
US20040104756A1 (en) | Voltage level shifter circuit having high speed and low switching power | |
EP0293923B1 (en) | Latch circuit constructed with mos transistors and shift register using the latch circuits | |
US5332936A (en) | Composite logic circuit | |
KR100647418B1 (ko) | 분리 소자로 사용 가능한 레벨 변환기 출력 버퍼 회로 | |
US6509772B1 (en) | Flip-flop circuit with transmission-gate sampling | |
US6300801B1 (en) | Or gate circuit and state machine using the same | |
KR20000074505A (ko) | 로직 인터페이스 회로 및 이를 이용한 반도체 메모리 장치 | |
US5592103A (en) | System for fast switching of time critical input signals | |
JPH04259995A (ja) | 書き込み電圧発生回路 | |
US5513141A (en) | Single port register | |
KR100278992B1 (ko) | 전가산기 | |
US20090167358A1 (en) | Fully interruptible domino latch |
Legal Events
Date | Code | Title | Description |
---|---|---|---|
A977 | Report on retrieval |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A971007 Effective date: 20040202 |
|
TRDD | Decision of grant or rejection written | ||
A01 | Written decision to grant a patent or to grant a registration (utility model) |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A01 Effective date: 20040224 |
|
A61 | First payment of annual fees (during grant procedure) |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A61 Effective date: 20040308 |
|
FPAY | Renewal fee payment (event date is renewal date of database) |
Free format text: PAYMENT UNTIL: 20080312 Year of fee payment: 4 |
|
FPAY | Renewal fee payment (event date is renewal date of database) |
Free format text: PAYMENT UNTIL: 20090312 Year of fee payment: 5 |
|
FPAY | Renewal fee payment (event date is renewal date of database) |
Free format text: PAYMENT UNTIL: 20100312 Year of fee payment: 6 |
|
FPAY | Renewal fee payment (event date is renewal date of database) |
Free format text: PAYMENT UNTIL: 20100312 Year of fee payment: 6 |
|
FPAY | Renewal fee payment (event date is renewal date of database) |
Free format text: PAYMENT UNTIL: 20110312 Year of fee payment: 7 |
|
LAPS | Cancellation because of no payment of annual fees |