JP4394284B2 - ブロークン・スタック優先エンコーダ - Google Patents
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Description
(技術分野)
本発明は回路に関し、より詳細には優先エンコーダ回路に関する。
【0002】
(背景技術)
優先エンコーダは、バイナリ・ワードにおけるリーディング1(「1})またはリーディングゼロ(「0」)を示す信号を提供する。通常、優先エンコーダは、バイナリ・ワードの長さ、つまりそのビット数に等しい数の出力ラインを有し、出力ライン上の電圧がバイナリ・ワードにおけるリーディング1またはリーディングゼロを示す。たとえば、8ビットのワードにおけるリーディング1を示す優先エンコーダは、8本の出力ラインを有することになり、多くとも1本の出力ラインはロジック・ハイを示す「ハイ」電圧を有し(残りはロジック・ローを示す「ロー」電圧)、「ハイ」電圧を伴う出力ラインがリーディング1のポジションを表す。
【0003】
優先エンコーダ回路内においては、ワードのビット値に応じて、各種のノードを「ロー」(グラウンド)電圧に引き込む直列接続されたトランジスタからなる1ないしは複数のグループ(またはスタック)を含むことがある。このトランジスタ・スタックは、ノードを「ロー」に放電(またはプル・ダウン)するためにノードとグラウンドの間に導通パスを構成する。それにより、これらのノードに接続されている出力回路は、そのワードにおけるリーディングゼロまたはリーディング1を示す必要な信号を提供することができる。
【0004】
ドミノ(または動的)タイプの優先エンコーダ回路においては、クロック信号のプリチャージ状態またはフェーズの間にノードが「ハイ」電圧に充電(プル・アップ)され、その後、クロック信号の評価状態またはフェーズの間に、各種のトランジスタ・スタックによってこれらのノードの一部または全部が放電される。ドミノ優先エンコーダが動作可能な速度は、各種ノードが放電可能な速度によって制限される。ある種のテクノロジの場合、トランジスタのスタックの深さ(つまり、ノードとグラウンドの間の導通パス内に直列接続されているトランジスタの数)を小さくすると、この速度が増加する(つまり放電時間が短くなる)。静的タイプの優先エンコーダ回路についても、速度を増すためにはスタックの深さを抑えることが望ましい。また、CMOS(相補形金属酸化膜半導体)テクノロジの場合には、いわゆるボディ効果からもスタックの深さを抑えることが望ましい。
【0005】
このように、優先エンコーダ回路内のトランジスタ・スタックの深さは、浅いほうが望ましい。
【0006】
(実施態様の詳細な説明)
まず用語についての定義を行う。2エレメント・ブール代数は、スイッチング回路に適している。回路内の任意のポイントについて、「ロー」は2つのブール・エレメントの一方をマップする電圧のセットを、「ハイ」は、ブール・エレメントの他方をマップする電圧のセットをそれぞれ指すものとする。ブール・エレメントをマップする個々の電圧の範囲は、使用するテクノロジに依存し、単一回路内の部品によってもそれが異なることがある。セットという用語の使用を省略するため、ここで電圧が「ロー」(「ハイ」)であると言うときには、それが「ロー」(「ハイ」)のセットに属することとする。また、回路内の任意のノードについて「ロー」電圧は「ハイ」電圧より低いものとする。
【0007】
ここに述べる特定の実施形態について言えば、電圧として定義した用語「ハイ」および「ロー」に2つの役割を持たせることにより、つまり「ハイ」および「ロー」によって2エレメントブール代数の2つのブール・エレメントも表すことによって、わずかながら表記の濫用(ただし誤用ではない)を招いている。しかし、「ハイ」または「ロー」が電圧を表すか、ブールのエレメントを表すかは文脈から明らかである。「ハイ」をバイナリ・ブール演算の「アンド(論理積)」用の識別エレメントに、「ロー」をバイナリ・ブール演算の「オア(論理和)」用の識別エレメントに結びつけることは慣例であり、ここでもこの慣例に従っている。この種の同一視は、衒学的に有用であるが、恣意的であり、電圧をブール・エレメントに結びつけるこの同一視によって本発明が限定されないことを理解されたい。
【0008】
8ビットのワードWを(B7B6・・・B0)として表し、それにおいてBiは、ワードWのi番目(0番目から)のビットとする。B7はワードWの最上位ビット、B0はその最下位ビットである。ここでもわずかながら表記を濫用し、Biにより電圧およびブールのエレメントを表し、一般性を失うことなく、ワードWのi番目のビットが1であればBiは「ハイ」であると言い、ワードWのi番目のビットが0であればそれが「ロー」であると言うことにする。なお、ここで用いている「ワード」とコンピュータ・システムのワード長の混同に注意する必要がある。ここでの「ワード」は、単にバイナリ・タプルを指す。
【0009】
図1は、ワードW用の優先エンコーダ100の実施形態を示す。図1の出力は、セット{E0,E1,...E7}であり、それにおいてEiは、文脈に応じて電圧またはブール・エレメントのいずれかを表すことになる。図1において、i≠kのすべてのiについてEiが「ロー」であり、Ekが「ハイ」である値のセットは、ワードWのリーディングゼロがビットBkであることを示す。すべてのiについてEiが「ロー」であれば、ワードWにはリーディングゼロがないこと、つまりWのすべてのビットが1であることになる。
【0010】
図1において、A0、A1、およびA2は、文脈に応じて電圧またはブール・エレメントを表す。電圧の場合は、それぞれnMOSFET(n−酸化金属半導体電界効果トランジスタ)114、116、および118のゲート電圧を表す。ブール・エレメントとして考えた場合、次に示すブール代数式によってA0、A1、およびA2が与えられる。
A0=B0・B1
A1=B2・B3・B4
A2=B5・B6・B7
ただしこれにおいて、「・」は、論理積(ブール代数の積)を表す。図1においては、A0、A1、およびA2を提供するためにドミノ・ゲート122、124、および126が使用されているが、別のタイプの論理ゲートを使用してもよい。
【0011】
図1には、8つのノードのセットに{N0,N1,...N7}がラベル付けされている。記号Niは、ラベルのほかに、文脈に応じてノードNiの電圧またはブール値として使用される。クロック信号CLKが「ロー」(VSSまたはグラウンド)のとき、pMOSFET 102がオン、nMOSFET 103がオフになり、その結果、すべてのノードが「ハイ」(VCC)に充電(プル・アップ)される。これがプリチャージ状態(フェーズ)である。評価状態(フェーズ)は、CLKが「ハイ」になることによって特徴づけられる。評価フェーズの間、pMOSFET 102がオフ、nMOSFET 103がオンになり、それにより、Bi(i=0,1,...7)対応の値に応じてノードの一部が「ロー」にプル・ダウンされる。
【0012】
nMOSFET 104、106、108、110、および112のゲート電圧は、それぞれBi(i=1,3,4,6,および7)となり、nMOSFET 114、116、および118のゲート電圧は、それぞれAi(i=0,1,および2)となる。評価フェーズの間は、図1から、ビット値Bi(i=0,1,...7)によって表されるノードNi対応の値は、
【数17】
によって与えられ、これにおいてオーバーラインはブール代数の補数を表し、積はブール積演算を表す。
【0013】
上記の式は、トランジスタの導通パスを介してグラウンドに放電されなければ、評価フェーズの間、ノードが電荷を保持することを前提としている。この仮定は、ノードのキャパシタンスおよびCLKのスイッチング周波数に依存する。必要であれば、一部の実施形態においてはノードにハーフ−キーパを使用し、トランジスタの導通パスを介してグラウンドに放電されない場合にそれらを「ハイ」に充電された状態に維持することもできる。
【0014】
図1において、いずれかのノードからグラウンドへのパスが、3つのトランジスタだけから構成されていることに注意されたい(nMOSFET 103は数に加えない)。任意のノードの放電時間が、そのノードをグラウンドに放電させる直列接続されたトランジスタの数に依存することから、これらのパスを可能な限り小さく維持することが望ましい。ある意味では、トランジスタのスタック104、106、108、110、および112がノードNi(i=0,2,および5)において「分断」されており(ブロークン)、トランジスタ114、116、および118の一部または全部がこれらのノードとグラウンドの間にバイパス・パスを形成させる。「ブロークン・スタック」優先エンコーダという名前はこれに由来する。
【0015】
Ei(i=0,1,...6)は、論理ゲート120を介したノード電圧を表す。ノードのブール値については、値Eiが、式
【数18】
で与えられ、ブールまたはビット入力(B7B6...B0)については、値Eiが、式
【数19】
で与えられる。上記の2つのブール式は、Bkが「ロー」であり、かつBk+1,Bk+2,...B7がすべて「ハイ」のときに限り、Ekが「ハイ」になると述べることに等しい。したがって、図1に示した実施形態は優先エンコーダであると考えることができる。
【0016】
任意のワード長N+1の、(BNBN−1...B0)によって表される任意のワードWに関する実施形態の全クラスは、次のように記述することができる。次式を満たすように、ni≧1とするK+1個の整数のセットI、つまりI={n0,n1,...nk}を選択する。
【数20】
k=0,1,...K+1について、K+2個の和Skを次のように定義する。
【数21】
ただし、Sk+1=N+1である。
【0017】
順序付き整数{0,1,...N}を、次のようにK+1個の共通のエレメントを持たない順序付き整数のセットIk(k=0,1,...K)に分割する。
Ik={Sk,(Sk+1),...(Sk+1−1)}
ただし、セットIk内のエレメントの数はnkである。Ik内のエレメントに、Ik[i]((i=0,1,...(nk−1))としてラベルを付ける。K+1個の値(ブールまたは電圧){A0,A1,...Ak}を定義し、それにおいては
【数22】
とする。ただし、Akはnk項の論理積である。
【0018】
上記の形式を使用すると、任意に選択した整数のセットIについての実施形態を次のように記述することができる。N+1個のノード{N0,N1,...NN}、直列接続されたK+1個のnMOSFETからなるバイパス・スタック、および(N−K)個のnMOSFETのブロークン・スタックがある。このブロークン・スタックは、直列接続されたnMOSFETからなるK+1組のグループGk(k=0,1,...K)を構成する。グループGkは、nk−1個の直列接続されたnMOSFETからなり、Gk[i](i=1,2,...(nk−1))とラベル付けされる。nMOSFET Gk[i]のゲート電圧はBI[k,i]であるが、それにおいては下付き文字がさらに下付き文字を含む表記を避けるために、I[k,i]=Ik[i]としている。(この最後の記述は、ワードW=(B NBN−1...B0)からビットBi(i=SN,SN−1,...S0)を除くことによってブロークン・スタック内のnMOSFETのゲート電圧となる値を持つベクトルが得られるという表現によって、おそらくはより容易に理解が得られよう。)nMOSFET Gk[i]のドレインは、ノードNI[k,i]に接続される(または定義している)。バイパス・スタック内のK+1のnMOSFETには、H[k](k=0,1,...K)としてラベル付けを行う。nMOSFET H[k]のゲート電圧はAkであり、nMOSFET H[k]のドレインはノードNI[k,0]を定義し、nMOSFET H[k]のソースは、nMOSFET Gk[nk−1]のソースに接続される。
【0019】
選択した整数のセットIに関する上記の実施形態の説明を続けるが、pMOSFETが各ノードに接続され、ゲートがクロック信号CLKによってコントロールされ、さらに、nMOSFETがGk[nk−1]のソースに接続され、ゲートがクロック信号CLKによってコントロールされる。N個の出力回路Ci(i=0,1,...(N−1))があり、それぞれが出力電圧Ei(i=0,1,...(N−1))を有する。各出力回路Ciは、それぞれCi[0]およびCi[1]とラベル付けされた、それぞれ電圧Ci[0]およびCi[1]を有する入力を有する。(ここでも表記に2とおりの意味を持たせている。)任意の出力回路Ci(i=0,1,...(N−1))について見ると、その出力電圧は、
【数23】
により与えられ、入力Ci[0]はノードNiに接続され、入力Ci[1]はノードNi+1に接続される。この実施形態は、ノードNNの出力電圧として定義される出力電圧ENを有する。
【0020】
ブールまたはビット入力(B7B6...B0)については、値Eiが、式
【数24】
で与えられる。上記の2つのブール式は、Bkが「ロー」であり、かつBk+1,Bk+2,...BNがすべて「ハイ」のときに限り、Ekが「ハイ」になると述べることに等しい。したがって、上記の形式は優先エンコーダであることがわかる。
【0021】
最適整数セットは、コスト関数を最小にする整数のセットとして定義することができる。1つの特定のコスト関数は、Aiに関する各式における項の数を含めた、各ノードをグラウンドに接続するトランジスタの最大スタックの深さである。簡略化のためクロックが印加されるトランジスタは、スタックの深さに加えていない。Aiに関するブール式における項の数をコスト関数に含めることは、これらの電圧が、適切な項Biに印加される論理積を実行するドミノ論理ゲートによって得られ、これらの項の数が、Aiを得るために使用されるこの種のドミノ論理ゲートのスタックの深さを表すことになる場合に正当化される。
【0022】
この種のコスト関数C(I)は、次のようにして得られる。ノード{NI[k,i],i=1,2,...(nk−1);k=0,1,...K}のスタックの深さは(nk−i+K−k)である。またノード{NI[k,0],k=0,1,...K}のスタックの深さは(K+1−k)である。しかしながら、ノード{NI[k,0],k=0,1,...K}のスタックの最大の深さがK+1、つまりバイパス・スタック内のnMOSFETの総数であることは明らかである。Aiに関するブール式内の項の数は、niである。したがって、コスト関数を次のように記述することができる。
【数25】
つまり、Nが与えられたとき、特定の最適整数セットは、ni≧1とするI={n0,n1,...nk}であり、それにおいて
【数26】
であり、その結果、
【数27】
を得る。上記の整数セットはいわゆる「ミニマックス」解である。ワード長8(つまりN=7)の場合は、上記のコスト評価基準または関数に関するミニマックス整数セットが単一であり、図1に示した実施形態の整数セットに等しいI={2,3,3}となることが検証できる。
【0023】
別のコスト関数を選択することもできる。たとえば、スタックの深さが比較的小さい回路によって電圧Aiが得られる場合、次に示すコスト関数が有効になると見られる。
C(I)=max[(K+1),{(nk−i+K−k),i=1,2,...(nk−1);k=0,1,...K}]
このほかのコスト関数は、最大のスタックの深さではなく、平均のスタックの深さをベースにしていることがある。平均は、一部のノードが残りのノードより放電しやすいというアプリオリな情報がある場合に、重み付け係数に従ってスタックの深さに重み付けしてもよい。ミニマックス・アプローチは、より保守的なアプローチであり、多くのコスト関数が使用可能なことは明らかである。
【0024】
ここで、すべてのi=1,2,...Kについてni=1となるように整数セットを選択すると、K=Nとなり、結果として得られる優先エンコーダは、スタックが1つだけ(Aiを得るためのスタックを除いて、ブロークン・スタックなしの1つのバイパス・スタックだけ)存在するケースまで後退し、ノードN0のスタックの深さはN+1となることに注意が必要である。つまり、ブロークン・スタックを存在させるためには、ni>1となる整数セット内に少なくとも1つの整数niが存在する必要がある。
【0025】
ここで説明したいくつかの優先エンコーダは、大きなワード長を取り扱うための単一の優先エンコーダに結合してもよい。たとえば、64ビット・ワードの場合は、ここで説明したN=7用の4つの優先エンコーダを使用して、並列に、64ビット・ワードの8つの8ビット・ブロックをエンコードすることができる。N=7の優先エンコーダからの出力に基づき、比較的簡単な論理ゲートを使用して、64ビット・ワードのリーディング1またはゼロを示すことができる。
【0026】
上記の実施形態には、各種の変更が可能である。たとえば、別のドミノ論理ゲートにおいて、そのドミノ論理ゲートと優先エンコーダの間にインバータを使用し、それからゲート電圧を獲得して、プリチャージ・フェーズの間にすべてのゲート電圧が「ロー」になるようにすれば、クロックが印加されるnMOSFETが不要になる。その場合、ブロークン・スタック内の最終トランジスタのソースをグラウンドに接続する。これに対して、電圧Aiがドミノ論理ゲートを介して得られない場合には、バイパス・スタック内の最終トランジスタのソースに、クロックが印加されるnMOSFETが必要になる。
【0027】
上記の実施形態は、各種のノードが、直列接続されたトランジスタのスタックによる潜在的な放電(プル・ダウン)の前に「ハイ」にプリチャージ(プル・アップ)されるという点において、ドミノ(または動的)タイプとされる点を理解する必要がある。しかしながら別の実施形態として、静的タイプ(デュアル−レール)の回路を含めることができる。
【0028】
静的なケースにおいては、クロックが印加されるトランジスタが不要であり、関連ノードごとに1ないしは複数のpMOSFETが並列に接続されて、pMOSFETがオンになるとそのノードが「ハイ」にプル・アップされる。動的なケースにおいては、すべての関連ノードがプリチャージ・フェーズの間に「ハイ」にプル・アップされ、評価フェーズの間に関連ノードのサブセットが「ロー」にプル・ダウンされたのに対して、静的なケースにおいては、すべての関連ノードが、各種のnMOSFETおよびpMOSFETの現在のゲート電圧に応じて、(セトリング(settling)または遅延時間の後に)「ハイ」または「ロー」のいずれかになる。煩わしい用語を回避するために、スタックがノード電圧を「ハイ」から「ロー」にするとき、またはそのノードがすでに「ロー」であればそれを「ロー」に維持するとき、nMOSFETのスタックがノードを「ロー」にプル・ダウンするという表現を用いる。pMOSFETがノードを「ハイ」にプル・アップ(または維持)する場合にも類似の表現を適用する。
【0029】
静的な実施形態は、次のようにして動的な実施形態を修正することによって容易に得ることができる。クロックが印加されるすべてのpMOSFETおよびクロックが印加されるすべてのnMOSFETを取り除き、クロックが印加されるnMOSFETに接続されていたトランジスタのソースをグラウンドに接続する。深さnのトランジスタ・スタックに接続される各Niにn個のpMOSFETを追加し、それぞれのドレインをNiに接続し、それぞれのソースを「ハイ」電圧ソースに接続し、それにおいて追加されるpMOSFETに属する各pMOSFETのゲートは、Niに関するトランジスタ・スタック内のnMOSFETのゲートの1つだけに接続する。
【0030】
図1に示した動的な優先エンコーダに対応する静的な優先エンコーダの一例を図2に示すが、それにおいて図1および図2のそれぞれの対応するエレメントには同一のラベルを付している。図2は、nMOSFET 112のソースがグラウンドに接続され、クロックが印加されるすべてのトランジスタが除去され、前述したようにプル・アップpMOSFETが追加されていることを除けば図1に類似である。
【0031】
ここで、別の実施形態が、CMOS以外のテクノロジを含み得ることにも注意されたい。たとえば、別のタイプのIGFET(絶縁ゲート電界効果トランジスタ)またはFET(電界効果トランジスタ)を上記のnMOSFETおよびpMOSFETに代えて使用することができる。より一般的に述べれば、バイポーラ・トランジスタ等の別のタイプのトランジスタをnMOSFETおよびpMOSFETに代えて使用することも考えられる。
【0032】
別の実施形態においては、出力Eiの補数が求められて、「ロー」の出力信号がリーディングゼロ・ビットを表す情報を提供する。また、任意のリーディングゼロ優先エンコーダは、ワードWの補数を求めることによって、リーディング1優先エンコーダに容易に変換することができる。したがって、優先エンコーダという用語は、ワードのリーディング1またはリーディングゼロのいずれかを示す出力信号を提供する回路を包含する。
【0033】
このように、特許請求の範囲に示した本発明の範囲から逸脱することなく、ここに説明した実施形態に対して多くの修正を行うことが可能である。
【図面の簡単な説明】
【図1】 動的タイプのブロークン・スタック優先エンコーダの実施形態を示す。
【図2】 静的タイプのブロークン・スタック優先エンコーダの実施形態を示す。
Claims (28)
- 第1、第2および第3のnMOSFETを含むバイパス・スタック;
第1、第2および第3のグループを構成するnMOSFETのブロークン・スタック;
を含む優先エンコーダであって:
前記第1のグループは、前記バイパス・スタック内の前記第1のnMOSFETのソースに結合されるソースを有するnMOSFETを含み;
前記第2のグループは、互いに直列に結合される第1および第2のnMOSFETを含み、それにおいて前記第2のグループの前記第2のnMOSFETは、前記バイパス・スタック内の前記第2のnMOSFETのソースに結合されるソースを有し;かつ、
前記第3のグループは、互いに直列に結合される第1および第2のnMOSFETを含み、それにおいて前記第3のグループの前記第2のnMOSFETは、前記バイパス・スタック内の前記第3のnMOSFETのソースに結合されるソースを有することを特徴とする優先エンコーダ。 - さらに:
前記第1のグループ内の前記nMOSFETのゲート電圧がB1を示し;
前記第2のグループ内の前記第1のnMOSFETのゲート電圧がB3であり;
前記第2のグループ内の前記第2のnMOSFETのゲート電圧がB4であり;
前記第3のグループ内の前記第1のnMOSFETのゲート電圧がB6であり;
前記第3のグループ内の前記第2のnMOSFETのゲート電圧がB7であり;
前記バイパス・スタック内の前記第1のnMOSFETのゲート電圧が、論理積を「・」で表したブール式B0・B1であり;
前記バイパス・スタック内の前記第2のnMOSFETのゲート電圧がブール式B2・B3・B4であり;かつ、
前記バイパス・スタック内の前記第3のnMOSFETのゲート電圧がブール式B5・B6・B7であるとき;
バイナリ・ワード(B7B6...B0)のリーディングゼロを示す少なくとも1つの電圧を提供する出力回路を備えることを特徴とする前記請求項1記載の優先エンコーダ。 - さらに:
前記第1のグループ内の前記nMOSFETのゲート電圧がB1であり;
前記第2のグループ内の前記第1のnMOSFETのゲート電圧がB3であり;
前記第2のグループ内の前記第2のnMOSFETのゲート電圧がB4であり;
前記第3のグループ内の前記第1のnMOSFETのゲート電圧がB6であり;
前記第3のグループ内の前記第2のnMOSFETのゲート電圧がB7であり;
前記バイパス・スタック内の前記第1のnMOSFETのゲート電圧が、論理積を「・」で表したブール式B0・B1であり;
前記バイパス・スタック内の前記第2のnMOSFETのゲート電圧がブール式B2・B3・B4であり;かつ、
前記バイパス・スタック内の前記第3のnMOSFETのゲート電圧がブール式B5・B6・B7を示すとき;
バイナリ・ワード(B7B6...B0)のリーディング1を示す少なくとも1つの電圧を提供する出力回路を備えることを特徴とする前記請求項1記載の優先エンコーダ。 - さらに:
クロック信号が第1の状態にあるとき、すべての前記nMOSFETのドレインを「ハイ」に充電する、クロックが印加される少なくとも1つのトランジスタを備え、前記クロック信号が前記第1の状態の補数となる第2の状態にあるとき、前記nMOSFETのそれぞれのゲートへ提供されるゲート電圧に基づいて、前記nMOSFETのドレインの少なくとも幾つかが「ロー」に放電されることを特徴とする前記請求項1記載の優先エンコーダ。 - さらに:
前記クロック信号が前記第2の状態にあり;
前記第1のグループ内の前記nMOSFETのゲート電圧がB1であり;
前記第2のグループ内の前記第1のnMOSFETのゲート電圧がB3であり;
前記第2のグループ内の前記第2のnMOSFETのゲート電圧がB4であり;
前記第3のグループ内の前記第1のnMOSFETのゲート電圧がB6であり;
前記第3のグループ内の前記第2のnMOSFETのゲート電圧がB7であり;
前記バイパス・スタック内の前記第1のnMOSFETのゲート電圧が、論理積を「・」で表したブール式B0・B1であり;
前記バイパス・スタック内の前記第2のnMOSFETのゲート電圧がブール式B2・B3・B4であり;かつ、
前記バイパス・スタック内の前記第3のnMOSFETのゲート電圧がブール式B5・B6・B7を示すとき;
バイナリ・ワード(B7B6...B0)のリーディングゼロを示す少なくとも1つの電圧を提供する出力回路を備えることを特徴とする前記請求項4記載の優先エンコーダ。 - さらに:
前記クロック信号が前記第2の状態にあり;
前記第1のグループ内の前記nMOSFETのゲート電圧がB1であり;
前記第2のグループ内の前記第1のnMOSFETのゲート電圧がB3であり;
前記第2のグループ内の前記第2のnMOSFETのゲート電圧がB4であり;
前記第3のグループ内の前記第1のnMOSFETのゲート電圧がB6であり;
前記第3のグループ内の前記第2のnMOSFETのゲート電圧がB7であり;
前記バイパス・スタック内の前記第1のnMOSFETのゲート電圧が、論理積を「・」で表したブール式B0・B1であり;
前記バイパス・スタック内の前記第2のnMOSFETのゲート電圧がブール式B2・B3・B4であり;かつ、
前記バイパス・スタック内の前記第3のnMOSFETのゲート電圧がブール式B5・B6・B7を示すとき;
バイナリ・ワード(B7B6...B0)のリーディング1を示す少なくとも1つの電圧を提供する出力回路を備えることを特徴とする前記請求項4記載の優先エンコーダ。 - N+1個のノードのセット{N0,N1,...NN};
直列接続されたK+1個のIGFET H[k](k=0,1,...K)のバイパス・スタック;および、
(N−K)のIGFETのブロークン・スタックであって、直列接続されたIGFETのK+1のグループGk(k=0,1,...K)を構成し、各Gkはnk−1の直列接続されたIGFET Gk[i](i=1,2,...(nk−1))を含むものとするブロークン・スタック;を含む優先エンコーダにおいて:
整数のセットI={n0,n1,...nk}およびKが:
ni≧1
を満たし;
各k=0,1,...K;i=1,2,...(nk−1)について、IGFET Gk[i]のドレインは、順序付きのnk個の整数のセット
Ik={Sk,(Sk+1),...(Sk+1−1)}
のi番目の要素(左から右にゼロからカウントを開始する)をIk[i]とし、I[k,i]=Ik[i]とするとき、ノードNI[k,i]に接続され、それにおいて、Sk(k=0,1,...K+1)は、
各k=0,1,...Kについて、IGFET H[k]のドレインは、ノードNI[k,0]に、IGFET H[k]のソースは、IGFET Gk[nk−1]のソースにそれぞれ接続されることを特徴とする優先エンコーダ。 - 前記整数のセットIは、コスト関数を最小にすることを特徴とする前記請求項7記載の優先エンコーダ。
- 前記整数のセットIは、コスト関数を最小にすることを特徴とする前記請求項12記載の優先エンコーダ。
- N+1個のノードのセット{N0,N1,...NN};
K+1個のトランジスタH[k](k=0,1,...K);および、
K+1のトランジスタのグループGk(k=0,1,...K)であって、それぞれがnk−1のトランジスタGk[i](i=1,2,...(nk−1))を含むグループGk;を含む優先エンコーダにおいて:
整数のセットI={n0,n1,...nk}およびKが:
ni≧1
を満たし;
各k=0,1,...K;i=1,2,...(nk−1)について、トランジスタGk[i]は、順序付きのnk個の整数のセット
Ik={Sk,(Sk+1),...(Sk+1−1)}
のi番目の要素(左から右にゼロからカウントを開始する)をIk[i]とし、I[k,i]=Ik[i]とするとき、ノードNI[k,i]に結合されて、トランジスタ{Gk[j],j=i,(i+1),...(nk−1)}および{H[j],j=(k+1),(k+2),...K}がオンのとき、ノードNI[k,i]を「ロー」にプル・ダウンし、
それにおいて、Sk(k=0,1,...K+1)は、
各k=0,1,...Kについて、トランジスタH[k]は、ノードNI[k,0]に結合されて、トランジスタ{H[j],j=k,(k+1),...K}がオンのとき、ノードNI[k,0]を「ロー」にプル・ダウンすることを特徴とする優先エンコーダ。 - 前記整数のセットIは、コスト関数を最小にすることを特徴とする前記請求項15記載の優先エンコーダ。
- 前記整数のセットIは、コスト関数を最小にすることを特徴とする前記請求項18記載の優先エンコーダ。
- さらに:
クロック信号が第1の状態にあるとき、セット{N0,N1,...NN}内のすべてのノードをプル・アップする、クロックが印加される少なくとも1つのトランジスタを備え、それにおいて、前記トランジスタH[k](k=0,1,...K)およびGk[i](i=1,...(nk−1),k=0,1,...K)は、前記クロック信号が前記第1の状態の補となる第2の状態にあるとき、トランジスタH[k](k=0,1,...K)およびGk[i](i=1,...(nk−1),k=0,1,...K)のいずれがオンであるかに基づいて、前記ノードのサブセットを「ロー」にプル・ダウンすべく前記ノードに結合されることを特徴とする前記請求項15記載の優先エンコーダ。 - さらに:
各i=0,1,...Nについて、ノードNiに結合され、前記トランジスタH[k](k=0,1,...K)およびGk[i](i=1,...(nk−1),k=0,1,...K)がノードNiを「ロー」にプル・ダウンしない場合に限り、ノードNiを「ハイ」にプル・アップする少なくとも1つのトランジスタを備えることを特徴とする前記請求項15記載の優先エンコーダ。 - バイナリ・ワード(B7B6...B0)のリーディングゼロまたは1を示す少なくとも1つの電圧を提供する優先エンコーダであって:
前記バイナリ・ワード(B7B6...B0)の少なくとも1つのサブセットに印加される第1の論理積演算を示す少なくとも1つの電圧を提供するトランジスタのバイパス・スタック;および、
前記バイナリ・ワードのビット値の少なくとも1つの第2のサブセットに印加される第2の論理積演算を示す、少なくとも1つの電圧を提供するトランジスタのブロークン・スタック;
を含むことを特徴とする優先エンコーダ。 - 第1、第2および第3のnMOSFETを含むバイパス・スタック;
第1、第2および第3のグループを構成するnMOSFETのブロークン・スタック;
を含む優先エンコーダにおいて:
前記第1のグループは、前記バイパス・スタック内の前記第1のnMOSFETのソースに接続されるソースを有するnMOSFETを含み;
前記第2のグループは、互いに直列接続される第1および第2のnMOSFETを含み、それにおいて前記第2のグループの前記第2のnMOSFETは、前記バイパス・スタック内の前記第2のnMOSFETのソースに接続されるソースを有し;かつ、
前記第3のグループは、互いに直列接続される第1および第2のnMOSFETを含み、それにおいて前記第3のグループの前記第2のnMOSFETは、前記バイパス・スタック内の前記第3のnMOSFETのソースに接続されるソースを有することを特徴とする優先エンコーダ。
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