JP6210505B2 - Flip-flop circuit - Google Patents

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Description

本発明は、各種電子回路に使用されるフリップフロップ回路に関する。   The present invention relates to a flip-flop circuit used in various electronic circuits.

入力したデータを保持するフリップフロップ回路は、各種電子回路に使用されている。例えば、非同期で作動する複数の回路の間でのデータ転送時に、通信路を確立するための信号を、フリップフロップ回路で検出して保持することが行われている。このような通信路を確立する処理は、ハンドシェイクなどと称される。ハンドシェイクには、4相ハンドシェイクプロトコルと2相ハンドシェイクプロトコルが知られている。   Flip-flop circuits that hold input data are used in various electronic circuits. For example, at the time of data transfer between a plurality of circuits that operate asynchronously, a signal for establishing a communication path is detected and held by a flip-flop circuit. Processing for establishing such a communication path is called handshake or the like. As the handshake, a four-phase handshake protocol and a two-phase handshake protocol are known.

図19は、4相ハンドシェイクプロトコルの例を示す図である。
図19(a)に示すように、通信相手側から送信されたリクエスト信号(req)が特定の回路に入力すると、図19(b)に示すように、この回路が、応答信号(ack)を通信相手に出力する。
ここで、4相ハンドシェイクプロトコルの場合、リクエスト信号は、ローレベルからハイレベルに立ち上がった後、応答信号のローレベルからハイレベルへの立ち上がりを確認して、ローレベルに戻る。また、応答信号についても、リクエスト信号がローレベルに戻ったことを確認して、ローレベルに戻る。このように4相ハンドシェイクプロトコルでは、[リクエスト信号の立ち上がり]→[応答信号の立ち上がり]→[リクエスト信号の立ち下がり]→[応答信号の立ち下がり]の4つの変化がある。
なお、リクエスト信号が変化してから応答信号が変化するまでの時間は、回路内での信号の処理状況などで変化し、一定とは限らない。図19の例では、1回目のリクエスト信号の立ち上がりがあったときには、比較的短時間で応答信号が立ち上がっている。これに対して、2回目のリクエスト信号の立ち上がり時には、破線の矢印で示すように、比較的長い時間が経過した後、応答信号が立ち上がっている。
FIG. 19 is a diagram illustrating an example of a four-phase handshake protocol.
As shown in FIG. 19A, when a request signal (req) transmitted from the communication partner side is input to a specific circuit, as shown in FIG. 19B, this circuit sends a response signal (ack). Output to the communication partner.
Here, in the case of the four-phase handshake protocol, the request signal rises from the low level to the high level, and then confirms the rise of the response signal from the low level to the high level, and returns to the low level. The response signal is also returned to the low level after confirming that the request signal has returned to the low level. Thus, in the four-phase handshake protocol, there are four changes: [rising of request signal] → [rising of response signal] → [falling of request signal] → [falling of response signal].
Note that the time from when the request signal changes until the response signal changes varies depending on the signal processing status in the circuit and is not necessarily constant. In the example of FIG. 19, when the first request signal rises, the response signal rises in a relatively short time. On the other hand, when the request signal rises for the second time, the response signal rises after a relatively long time has elapsed, as indicated by the dashed arrow.

図20は、2相ハンドシェイクプロトコルの例を示す図である。
この2相ハンドシェイクプロトコルの場合にも、図20(a)に示すように、通信相手側から送信されたリクエスト信号(req)が特定の回路に入力すると、図20(b)に示すように、この回路が、応答信号(ack)を通信相手に出力する。
ここで、2相ハンドシェイクプロトコルの場合、リクエスト信号は、ローレベルからハイレベルへの変化、またはハイレベルからローレベルへの変化の、いずれかの変化でリクエストを行う。そして、応答信号についても、リクエスト信号の変化の後の1回の状態変化で応答を行う。
したがって、2相ハンドシェイクプロトコルでは、例えば[リクエスト信号立ち上がり]→[応答信号立ち上がり]の2つの変化や、[リクエスト信号立ち下がり]→[応答信号立ち下がり]の2つの変化のような、2つの変化だけである。
FIG. 20 is a diagram illustrating an example of a two-phase handshake protocol.
Also in the case of this two-phase handshake protocol, as shown in FIG. 20A, when a request signal (req) transmitted from the communication partner side is input to a specific circuit, as shown in FIG. This circuit outputs a response signal (ack) to the communication partner.
Here, in the case of the two-phase handshake protocol, the request signal makes a request with any change of the change from the low level to the high level or the change from the high level to the low level. The response signal is also responded with a single state change after the change of the request signal.
Therefore, in the two-phase handshake protocol, there are two changes such as two changes of [request signal rise] → [response signal rise] and two changes of [request signal fall] → [response signal fall]. It is only change.

従来、ハンドシェイクプロトコルとしては、4相ハンドシェイクプロトコルが一般的であり、2相ハンドシェイクプロトコルを適用した例は少なかった。
特許文献1には、複数の回路ブロックの間でハンドシェイク信号をやり取りする例についての記載がある。
Conventionally, as a handshake protocol, a four-phase handshake protocol is generally used, and there are few examples to which the two-phase handshake protocol is applied.
Patent Document 1 describes an example in which handshake signals are exchanged between a plurality of circuit blocks.

特開2008−181170号公報JP 2008-181170 A

上述したように、従来、ハンドシェイクプロトコルは、4相ハンドシェイクプロトコルが一般的であった。しかしながら、図19と図20を比較すると判るように、2相ハンドシェイクプロトコルの方がプロトコルとしては簡単であり、データ転送効率の向上などに貢献する。しかしながら、2相ハンドシェイクプロトコルを行うためには、このような処理に適したフリップフロップ回路が必要である。すなわち、信号の立ち上がりと立ち下がりのいずれの状態変化があったときにも、その状態変化を検出して保持する必要があり、そのような用途に使用するフリップフロップ回路の開発が望まれていた。   As described above, conventionally, a handshake protocol is generally a four-phase handshake protocol. However, as can be seen by comparing FIG. 19 and FIG. 20, the two-phase handshake protocol is simpler as a protocol, and contributes to the improvement of data transfer efficiency. However, in order to perform the two-phase handshake protocol, a flip-flop circuit suitable for such processing is required. In other words, it is necessary to detect and hold a change in state when either the rising or falling state of the signal occurs, and the development of a flip-flop circuit used for such applications has been desired. .

また、ハンドシェイクプロトコル回路に適用する場合とは別の、フリップフロップ回路を使用する場合の問題として、高速動作時に高速のクロックが必要になる問題がある。すなわち、フリップフロップ回路は、回路に入力した信号の変化を確実に検出するために、その信号変化に追随した周波数の高いクロックが必要であるという問題がある。クロック周波数が低いと、フリップフロップ回路に入力した信号の変化に追随できない。つまり、適正な入力検出とその保持ができなくなってしまう。   Another problem in the case of using a flip-flop circuit different from that applied to the handshake protocol circuit is that a high-speed clock is required during high-speed operation. That is, the flip-flop circuit has a problem that a high-frequency clock that follows the signal change is necessary to reliably detect the change of the signal input to the circuit. When the clock frequency is low, it is impossible to follow the change of the signal input to the flip-flop circuit. That is, it becomes impossible to detect and hold an appropriate input.

本発明は、これらの問題を解決したフリップフロップ回路を提供することを目的とする。   It is an object of the present invention to provide a flip-flop circuit that solves these problems.

本発明のフリップフロップ回路は、入力端として、第1のデータが供給される第1のデータ入力端と、第1のデータとは別のデータである第2のデータが供給される第2のデータ入力端と、第1のデータ入力端に得られる第1のデータのサンプリングタイミングを規定する第1のクロックが供給される第1のクロック入力端と、第2のデータ入力端に得られる第2のデータのサンプリングタイミングを規定する、第1のクロックとは別のクロックである第2のクロックが供給される第2のクロック入力端と、第1のクロック入力端に得られるクロックによるサンプリング動作の有効又は無効を規定する第1のクロックイネーブル信号が供給される第1のクロックイネーブル入力端と、第2のクロック入力端に得られるクロックによるサンプリング動作の有効又は無効を規定する第2のクロックイネーブル信号が供給される第2のクロックイネーブル入力端とを備える。
そして、サンプリングした信号を保持する記憶回路は、第1のクロックイネーブル入力端に得られる第1のクロックイネーブル信号が有効な状態で、第1のクロックが所定状態に変化したとき、第1のデータ入力端に得られる第1のデータをサンプリングすると共に、第2のクロックイネーブル入力端に得られる第2のクロックイネーブル信号が有効な状態で、第2のクロックが所定状態に変化したとき、第2のデータ入力端に得られる第2のデータをサンプリングする。
さらに、記憶回路が保持したデータを出力する出力端を備える。
The flip-flop circuit of the present invention has, as input terminals, a first data input terminal to which first data is supplied, and a second data to which second data that is different from the first data is supplied. A data input terminal; a first clock input terminal to which a first clock that defines a sampling timing of the first data obtained at the first data input terminal is supplied; and a first clock input terminal obtained at the second data input terminal. A second clock input terminal for supplying a second clock, which is a clock different from the first clock, defining the sampling timing of the second data, and a sampling operation by the clock obtained at the first clock input terminal A first clock enable input terminal to which a first clock enable signal defining validity or invalidity of the first clock enable signal is supplied, and a sample by a clock obtained at the second clock input terminal And a second clock enable input which the second clock enable signal for defining a valid or invalid grayed operation is supplied.
The memory circuit that holds the sampled signal has the first data when the first clock enable signal obtained at the first clock enable input terminal is valid and the first clock changes to a predetermined state. When the first data obtained at the input terminal is sampled and the second clock enable signal obtained at the second clock enable input terminal is valid and the second clock changes to a predetermined state, the second data The second data obtained at the data input terminal is sampled.
Further, an output terminal for outputting data held by the memory circuit is provided.

本発明によると、2つの入力データのサンプリングを、それぞれ別のクロック信号でサンプリングすることで出力データを得るフリップフロップ回路が得られ、2つのクロック信号や2つのクロックイネーブル信号の設定で、様々な用途に適した動作状態になる。   According to the present invention, a flip-flop circuit that obtains output data by sampling two input data with different clock signals is obtained, and various settings can be made by setting two clock signals and two clock enable signals. The operating state is suitable for the application.

本発明の第1の実施の形態の例のフリップフロップ回路の構成図である。It is a block diagram of the flip-flop circuit of the example of the 1st Embodiment of this invention. 本発明の第1の実施の形態の例のフリップフロップ回路の真理値表を示す図である。It is a figure which shows the truth table of the flip-flop circuit of the example of the 1st Embodiment of this invention. 本発明の第1の実施の形態の例のフリップフロップ回路の動作例を示す波形図である。It is a wave form diagram which shows the operation example of the flip-flop circuit of the example of the 1st Embodiment of this invention. 本発明の第1の実施の形態の例のフリップフロップ回路の回路図である。FIG. 3 is a circuit diagram of a flip-flop circuit according to an example of the first embodiment of the present invention. 図4の回路の動作例を示す波形図である。FIG. 5 is a waveform diagram showing an operation example of the circuit of FIG. 4. 本発明の第1の実施の形態のフリップフロップ回路の適用例(例1)を示す構成図である。It is a block diagram which shows the example of application (example 1) of the flip-flop circuit of the 1st Embodiment of this invention. 図6の構成による動作例を示す波形図である。It is a wave form diagram which shows the operation example by the structure of FIG. 本発明の第1の実施の形態のフリップフロップ回路の適用例(例2)を示す構成図である。It is a block diagram which shows the application example (example 2) of the flip-flop circuit of the 1st Embodiment of this invention. 図8の構成による動作例を示す波形図である。It is a wave form diagram which shows the operation example by the structure of FIG. 本発明の第2の実施の形態の例のフリップフロップ回路の構成図である。It is a block diagram of the flip-flop circuit of the example of the 2nd Embodiment of this invention. 本発明の第2の実施の形態の例のフリップフロップ回路の動作例を示す波形図である。It is a wave form diagram which shows the operation example of the flip-flop circuit of the example of the 2nd Embodiment of this invention. 本発明の第2の実施の形態の例のフリップフロップ回路の回路図である。It is a circuit diagram of the flip-flop circuit of the example of the second embodiment of the present invention. 本発明の第3の実施の形態の例のフリップフロップ回路の構成図である。It is a block diagram of the flip-flop circuit of the example of the 3rd Embodiment of this invention. 本発明の第3の実施の形態の例のフリップフロップ回路の動作例を示す波形図である。It is a wave form diagram which shows the operation example of the flip-flop circuit of the example of the 3rd Embodiment of this invention. 本発明の第3の実施の形態の例のフリップフロップ回路の回路図である。It is a circuit diagram of the flip-flop circuit of the example of the 3rd Embodiment of this invention. 本発明の第4の実施の形態の例のフリップフロップ回路の構成図である。It is a block diagram of the flip-flop circuit of the example of the 4th Embodiment of this invention. 本発明の第4の実施の形態の例のフリップフロップ回路の回路図(その1)である。It is a circuit diagram (the 1) of the flip-flop circuit of the example of the 4th Embodiment of this invention. 本発明の第4の実施の形態の例のフリップフロップ回路の回路図(その2)である。It is a circuit diagram (the 2) of the flip-flop circuit of the example of the 4th Embodiment of this invention. 4相ハンドシェイクプロトコルを説明する波形図である。It is a wave form diagram explaining a 4 phase handshake protocol. 2相ハンドシェイクプロトコルを説明する波形図である。It is a wave form diagram explaining a two-phase handshake protocol.

[1.第1の実施の形態の例(図1〜図8)]
図1は、本発明の第1の実施の形態の例のフリップフロップ回路100を示す図である。
フリップフロップ回路100は、第1のデータ入力端101と第2のデータ入力端102を備える。第1のクロックイネーブル入力端103に得られる第1のクロックイネーブル信号CE1で有効が示されたとき、第1のデータ入力端101に得られる第1のデータD1が、第1のクロック入力端105に得られる第1のクロックCK1によりサンプリングされる。
[1. Example of First Embodiment (FIGS. 1 to 8)]
FIG. 1 is a diagram showing a flip-flop circuit 100 according to an example of the first embodiment of the present invention.
The flip-flop circuit 100 includes a first data input terminal 101 and a second data input terminal 102. When the first clock enable signal CE1 obtained at the first clock enable input terminal 103 indicates that the data is valid, the first data D1 obtained at the first data input terminal 101 becomes the first clock input terminal 105. Are sampled by the first clock CK1 obtained.

また、第2のクロックイネーブル入力端104に得られる第2のクロックイネーブル信号CE2で有効が示されたとき、第2のデータ入力端102に得られる第2のデータD2が、第2のクロック入力端106に得られる第2のクロックCK2によりサンプリングされる。   In addition, when the second clock enable signal CE2 obtained at the second clock enable input terminal 104 indicates that the second clock enable signal CE2 is valid, the second data D2 obtained at the second data input terminal 102 becomes the second clock input signal. It is sampled by the second clock CK 2 obtained at the end 106.

それぞれのクロックでサンプリングされてホールドされた信号である信号Qが、Q出力端107から出力される。また、信号Qを反転した信号(信号Qn)が、反転Q出力端108から出力される。また、リセット入力端109に得られるリセット信号RSTで、サンプリング動作がリセットされる。   A signal Q, which is a signal sampled and held by each clock, is output from the Q output terminal 107. Further, a signal (signal Qn) obtained by inverting the signal Q is output from the inverted Q output terminal 108. The sampling operation is reset by a reset signal RST obtained at the reset input terminal 109.

第1のクロックCK1で第1のデータD1をサンプリングするタイミングとしては、第1のクロックCK1がローレベルからハイレベルに変化したタイミングで、第1のデータD1がサンプリングされる。さらに、第1のクロックCK1がハイレベルからローレベルに変化したタイミングでも、第1のデータD1がサンプリングされる。
なお、図1において、第1のクロックCK1の入力端105の箇所に、三角の印△を横に2つ並べて示すのは、ローレベルからハイレベルへの変化時とハイレベルからローレベルへの変化時の両方でサンプリングされることを示す。他の図についても同様である。また、三角の印△を横に1つだけ示したときには、クロックの何れか一方の変化時(例えばローレベルからハイレベルへの変化時)だけサンプリングされることを示す。
As timing for sampling the first data D1 with the first clock CK1, the first data D1 is sampled at the timing when the first clock CK1 changes from low level to high level. Furthermore, the first data D1 is also sampled at the timing when the first clock CK1 changes from the high level to the low level.
In FIG. 1, two triangular marks Δ are shown side by side at the input end 105 of the first clock CK1 when changing from a low level to a high level and from a high level to a low level. Indicates that it will be sampled both on change. The same applies to other figures. Further, when only one triangle mark Δ is shown on the side, it indicates that sampling is performed only when one of the clocks changes (for example, when changing from a low level to a high level).

図2は、フリップフロップ回路100の真理値表である。この真理値表は、第1のデータD1、第1のクロックイネーブル信号CE1、第1のクロックCK1、第2のデータD2、第2のクロックイネーブル信号CE2、第2のクロックCK2、リセット信号RSTが各状態のときのQ出力を示す。この真理値表において、“1”はハイレベルの状態を示し、“0”はローレベルの状態を示す。また、「↑」はローレベルからハイレベルに変化したときを示し、「↓」ハイレベルからローレベルに変化したときを示す。また、「1/0」は、信号が1(ハイレベル)と0(ローレベル)のいずれでもよい場合を示す。さらに、「*」は1/0に加え、信号がどのように変化してもよい場合を示す。ここでは、説明の便宜上、真理値表の左端に示すように、各状態を状態1〜状態10と称する。   FIG. 2 is a truth table of the flip-flop circuit 100. The truth table includes the first data D1, the first clock enable signal CE1, the first clock CK1, the second data D2, the second clock enable signal CE2, the second clock CK2, and the reset signal RST. The Q output in each state is shown. In this truth table, “1” indicates a high level state, and “0” indicates a low level state. In addition, “↑” indicates a time when the level changes from a low level to a high level, and “↓” indicates a time when the level changes from a high level to a low level. “1/0” indicates that the signal may be either 1 (high level) or 0 (low level). Further, “*” indicates a case where the signal may change in addition to 1/0. Here, for convenience of explanation, as shown at the left end of the truth table, each state is referred to as state 1 to state 10.

図2の各状態について説明すると、状態1は、第1のデータD1が値“a”であり、第1のクロックイネーブル信号CE1がハイレベルのときである。この状態で、第1のクロックCK1がローレベルからハイレベルに変化したとき、第1のデータD1の値“a”がサンプリングされる。そして、Q出力として、サンプリングされた値“a”が出力される。
図2の状態2は、第1のクロックイネーブル信号CE1がハイレベルで、第1のクロックCK1がハイレベルからローレベルに変化したときである。このときにも、第1のデータD1の値“a”がサンプリングされ、Q出力として値“a”が出力される。
Each state in FIG. 2 will be described. State 1 is when the first data D1 is the value “a” and the first clock enable signal CE1 is at a high level. In this state, when the first clock CK1 changes from the low level to the high level, the value “a” of the first data D1 is sampled. Then, the sampled value “a” is output as the Q output.
State 2 in FIG. 2 is when the first clock enable signal CE1 is at a high level and the first clock CK1 changes from a high level to a low level. Also at this time, the value “a” of the first data D1 is sampled, and the value “a” is output as the Q output.

図2の状態3は、第1のクロックイネーブル信号CE1がハイレベルで、第1のクロックCK1がハイレベルまたはローレベルで変化がないときである。このときには、直前のQ出力が維持される。図2で、Q−1と示したのは、直前のQ出力が維持される状態を示す。
図2の状態4は、第1のクロックイネーブル信号CE1がローレベルになり、第2のクロックCK2の状態がハイレベルまたはローレベルで変化がないときである。このときにも、直前のQ出力が維持される。
図2の状態5は、第2のデータD2が値“b”であり、第2のクロックイネーブル信号CE2がハイレベルで、第2のクロックCK2がローレベルからハイレベルに変化したときである。このとき、第2のデータD2の値“b”がサンプリングされ、Q出力として、サンプリングされた値“b”が出力される。
図2の状態6は、第2のクロックイネーブル信号CE2がハイレベルで、第2のクロックCK2がハイレベルからローレベルに変化したときである。このときにも、第2のデータD2の値“b”がサンプリングされて、そのサンプリングされた値がQ出力となる。
State 3 in FIG. 2 is when the first clock enable signal CE1 is at a high level and the first clock CK1 is not at a high level or a low level. At this time, the previous Q output is maintained. In FIG. 2, Q −1 indicates a state in which the immediately preceding Q output is maintained.
State 4 in FIG. 2 is when the first clock enable signal CE1 becomes low level, and the state of the second clock CK2 does not change between high level and low level. Also at this time, the immediately preceding Q output is maintained.
State 5 in FIG. 2 is when the second data D2 is the value “b”, the second clock enable signal CE2 is at the high level, and the second clock CK2 is changed from the low level to the high level. At this time, the value “b” of the second data D2 is sampled, and the sampled value “b” is output as the Q output.
State 6 in FIG. 2 is when the second clock enable signal CE2 is at a high level and the second clock CK2 is changed from a high level to a low level. Also at this time, the value “b” of the second data D2 is sampled, and the sampled value becomes the Q output.

図2の状態7は、第2のクロックイネーブル信号CE2がハイレベルで、第2のクロックCK2がハイレベルまたはローレベルで変化がないときである。このときには、直前のQ出力が維持される。
図2の状態8は、第2のクロックイネーブル信号CE2がローレベルになり、第1のクロックCK1の状態がハイレベルまたはローレベルで変化がないときである。このときにも、直前のQ出力が維持される。
State 7 in FIG. 2 is when the second clock enable signal CE2 is at a high level and the second clock CK2 is at a high level or a low level and there is no change. At this time, the previous Q output is maintained.
State 8 in FIG. 2 is when the second clock enable signal CE2 becomes low level, and the state of the first clock CK1 does not change between high level and low level. Also at this time, the immediately preceding Q output is maintained.

図2の状態9は、リセット信号RSTが、ハイレベルのときである。このときには、Q出力が0にリセットされる。
図2の状態10は、クロックイネーブル信号CE1,CE2がいずれもハイレベルで、第1のクロックCK1と、第2のクロックCK2が同時に変化したときである。フリップフロップ回路100は、この状態10の変化を禁止している。
State 9 in FIG. 2 is when the reset signal RST is at a high level. At this time, the Q output is reset to zero.
State 10 in FIG. 2 is when the clock enable signals CE1 and CE2 are both at a high level and the first clock CK1 and the second clock CK2 change simultaneously. The flip-flop circuit 100 prohibits the change of the state 10.

図3は、フリップフロップ回路100に信号が入力したときの一例を示す波形図である。図3の例は、クロックイネーブル信号CE1,CE2はいずれもハイレベルであり、リセット信号RSTはローレベルの状態である。
図3(a)に示す第1のデータD1が、図3(b)に示す第1のクロックCK1の変化タイミングでサンプリングされる。このサンプリングされた信号が、出力Q(図3(e))及び反転出力Qn(図3(f))に反映される。
また、図3(c)に示す第2のデータD2が、図3(d)に示す第2のクロックCK2の変化タイミングでサンプリングされる。このサンプリングされた信号が、出力Q(図3(e))及び反転出力Qn(図3(f))に反映される。
図3の例では、前半に第1のクロックCK1が変化し、後半に第2のクロックCK2が変化しているため、出力Q及び反転出力Qとして、前半で第1のデータD1に対応した変化が表れ、後半で第2のデータD2に対応した変化が表れるようになる。
FIG. 3 is a waveform diagram illustrating an example when a signal is input to the flip-flop circuit 100. In the example of FIG. 3, the clock enable signals CE1 and CE2 are both at a high level, and the reset signal RST is at a low level.
The first data D1 shown in FIG. 3A is sampled at the change timing of the first clock CK1 shown in FIG. This sampled signal is reflected in the output Q (FIG. 3E) and the inverted output Qn (FIG. 3F).
Also, the second data D2 shown in FIG. 3C is sampled at the change timing of the second clock CK2 shown in FIG. This sampled signal is reflected in the output Q (FIG. 3E) and the inverted output Qn (FIG. 3F).
In the example of FIG. 3, the first clock CK1 is changed to the first half, the second clock CK2 in the second half is changed, as an output Q and an inverted output Q n, corresponding to the first data D1 in the first half A change appears, and a change corresponding to the second data D2 appears in the second half.

図4は、フリップフロップ回路100の回路図の例である。
第1のデータD1が得られる入力端101は、トランジスタM101のソース・ドレイン間とトランジスタM102のソース・ドレイン間の並列回路を介して、インバータ回路111の入力に接続される。また、第1のデータD1が得られる入力端101は、トランジスタM103のソース・ドレイン間とトランジスタM104のソース・ドレイン間の並列回路を介して、インバータ回路111の入力に接続される。さらに、第1のデータD1が得られる入力端101は、トランジスタM112のゲートとトランジスタM116のゲートに接続される。
なお、図中で、ゲート部分に丸印を付けたトランジスタはP型トランジスタであり、ゲート部分に丸印がないトランジスタはN型トランジスタである。他の実施の形態の例の回路図についても、P型トランジスタとN型トランジスタを同様に区別して示す。
FIG. 4 is an example of a circuit diagram of the flip-flop circuit 100.
The input terminal 101 from which the first data D1 is obtained is connected to the input of the inverter circuit 111 through a parallel circuit between the source and drain of the transistor M101 and between the source and drain of the transistor M102. The input terminal 101 from which the first data D1 is obtained is connected to the input of the inverter circuit 111 via a parallel circuit between the source and drain of the transistor M103 and between the source and drain of the transistor M104. Further, the input terminal 101 from which the first data D1 is obtained is connected to the gate of the transistor M112 and the gate of the transistor M116.
In the figure, a transistor whose gate portion is circled is a P-type transistor, and a transistor whose gate portion is not circled is an N-type transistor. Also in the circuit diagrams of examples of other embodiments, P-type transistors and N-type transistors are similarly distinguished and shown.

第2のデータD2が得られる入力端102は、トランジスタM105のソース・ドレイン間とトランジスタM106のソース・ドレイン間の並列回路を介して、インバータ回路111の入力に接続される。また、第2のデータD2が得られる入力端102は、トランジスタM107のソース・ドレイン間とトランジスタM108のソース・ドレイン間の並列回路を介して、インバータ回路111の入力に接続される。さらに、第2のデータD2が得られる入力端102は、トランジスタM115のゲートとトランジスタM119のゲートに接続される。   The input terminal 102 from which the second data D2 is obtained is connected to the input of the inverter circuit 111 through a parallel circuit between the source and drain of the transistor M105 and between the source and drain of the transistor M106. The input terminal 102 from which the second data D2 is obtained is connected to the input of the inverter circuit 111 via a parallel circuit between the source and drain of the transistor M107 and between the source and drain of the transistor M108. Further, the input terminal 102 from which the second data D2 is obtained is connected to the gate of the transistor M115 and the gate of the transistor M119.

インバータ回路111の出力は、NORゲート回路112を介してインバータ回路111の入力に戻す構成としてある。NORゲート回路112には、インバータ回路111の出力の他に、リセット信号RSTの入力端109に得られる信号が供給される。
このインバータ回路111とNORゲート回路112とによるループ回路で、サンプリングされた信号を保持する記憶回路が構成される。この記憶回路は、リセット信号RSTがローレベルであるとき、インバータ回路111とNORゲート回路112とで反転を繰り返すことで、信号が保持される。そして、リセット信号RSTがハイレベルのときには、NORゲート回路112の出力が強制的にローレベルにリセットされる。
The output of the inverter circuit 111 is returned to the input of the inverter circuit 111 via the NOR gate circuit 112. In addition to the output of the inverter circuit 111, the NOR gate circuit 112 is supplied with a signal obtained at the input terminal 109 of the reset signal RST.
A loop circuit including the inverter circuit 111 and the NOR gate circuit 112 constitutes a memory circuit that holds a sampled signal. In this memory circuit, when the reset signal RST is at a low level, the signal is held by repeating inversion between the inverter circuit 111 and the NOR gate circuit 112. When the reset signal RST is at a high level, the output of the NOR gate circuit 112 is forcibly reset to a low level.

そして、インバータ回路111の出力が、インバータ回路151を介してQ出力端107に供給される。さらに、インバータ回路151の出力が、別のインバータ回路152を介して反転Q出力端108に供給される。   The output of the inverter circuit 111 is supplied to the Q output terminal 107 via the inverter circuit 151. Further, the output of the inverter circuit 151 is supplied to the inverted Q output terminal 108 via another inverter circuit 152.

第1のクロックCK1の入力端105には、インバータ回路121,122,123と遅延回路124とインバータ回路125,126とを順に接続した直列回路が接続される。そして、インバータ回路122の出力CK1iPとインバータ回路126の出力CK1oPとが、NANDゲート回路127に供給される。第1のクロックイネーブル入力端103に得られる第1のクロックイネーブル信号CE1についても、NANDゲート回路127に供給される。
そして、NANDゲート回路127の出力W1PBが、トランジスタM103及びトランジスタM111のゲートに供給される。また、NANDゲート回路127の出力W1PBをインバータ回路128で反転した信号W1Pが、トランジスタM104及びトランジスタM117のゲートに供給される。
A series circuit in which inverter circuits 121, 122, 123, a delay circuit 124, and inverter circuits 125, 126 are connected in order is connected to the input terminal 105 of the first clock CK1. Then, the output CK1iP of the inverter circuit 122 and the output CK1oP of the inverter circuit 126 are supplied to the NAND gate circuit 127. The first clock enable signal CE1 obtained at the first clock enable input terminal 103 is also supplied to the NAND gate circuit 127.
The output W1PB of the NAND gate circuit 127 is supplied to the gates of the transistors M103 and M111. Further, a signal W1P obtained by inverting the output W1PB of the NAND gate circuit 127 by the inverter circuit 128 is supplied to the gates of the transistor M104 and the transistor M117.

さらに、インバータ回路121の出力CK1iNとインバータ回路125の出力CK1oNとが、NANDゲート回路129に供給される。第1のクロックイネーブル入力端103に得られる第1のクロックイネーブル信号CE1についても、NANDゲート回路129に供給される。
そして、NANDゲート回路129の出力W1NBが、トランジスタM101及びトランジスタM110のゲートに供給される。また、NANDゲート回路129の出力をインバータ回路130で反転した信号W1Nが、トランジスタM102及びトランジスタM118のゲートに供給される。
Further, the output CK1iN of the inverter circuit 121 and the output CK1oN of the inverter circuit 125 are supplied to the NAND gate circuit 129. The first clock enable signal CE1 obtained at the first clock enable input terminal 103 is also supplied to the NAND gate circuit 129.
The output W1NB of the NAND gate circuit 129 is supplied to the gates of the transistors M101 and M110. A signal W1N obtained by inverting the output of the NAND gate circuit 129 by the inverter circuit 130 is supplied to the gates of the transistors M102 and M118.

第2のクロックCK2の入力端106には、インバータ回路131,132,133と遅延回路134とインバータ回路135,136とを順に接続した直列回路が接続される。そして、インバータ回路132の出力CK2iPとインバータ回路136の出力CK2oPとが、NANDゲート回路137に供給される。第2のクロックイネーブル入力端104に得られる第2のクロックイネーブル信号CE2についても、NANDゲート回路137に供給される。
そして、NANDゲート回路137の出力W2PBが、トランジスタM107及びトランジスタM114のゲートに供給される。また、NANDゲート回路137の出力をインバータ回路138で反転した信号W2Pが、トランジスタM108及びトランジスタM120のゲートに供給される。
A series circuit in which inverter circuits 131, 132, 133, a delay circuit 134, and inverter circuits 135, 136 are sequentially connected is connected to the input terminal 106 of the second clock CK2. Then, the output CK2iP of the inverter circuit 132 and the output CK2oP of the inverter circuit 136 are supplied to the NAND gate circuit 137. The second clock enable signal CE2 obtained at the second clock enable input terminal 104 is also supplied to the NAND gate circuit 137.
The output W2PB of the NAND gate circuit 137 is supplied to the gates of the transistors M107 and M114. A signal W2P obtained by inverting the output of the NAND gate circuit 137 by the inverter circuit 138 is supplied to the gates of the transistors M108 and M120.

さらに、インバータ回路131の出力CK2iNとインバータ回路135の出力CK2oNとが、NANDゲート回路139に供給される。第2のクロックイネーブル入力端104に得られる第2のクロックイネーブル信号CE2についても、NANDゲート回路139に供給される。
そして、NANDゲート回路139の出力W2NBが、トランジスタM105及びトランジスタM113のゲートに供給される。また、NANDゲート回路139の出力をインバータ回路140で反転した信号W2Nが、トランジスタM106及びトランジスタM121のゲートに供給される。
Further, the output CK2iN of the inverter circuit 131 and the output CK2oN of the inverter circuit 135 are supplied to the NAND gate circuit 139. The second clock enable signal CE2 obtained at the second clock enable input terminal 104 is also supplied to the NAND gate circuit 139.
Then, the output W2NB of the NAND gate circuit 139 is supplied to the gates of the transistors M105 and M113. A signal W2N obtained by inverting the output of the NAND gate circuit 139 by the inverter circuit 140 is supplied to the gates of the transistors M106 and M121.

電源電位と接地電位部との間には、トランジスタM110,M112,M116,M117のソース・ドレイン間が順に接続される。トランジスタM110には、並列にトランジスタM111が接続される。トランジスタM117には、並列にトランジスタM118が接続される。トランジスタM112とトランジスタM116の接続点は、インバータ回路111の出力部に接続される。   Between the power supply potential and the ground potential portion, the sources and drains of the transistors M110, M112, M116, and M117 are sequentially connected. A transistor M111 is connected in parallel to the transistor M110. A transistor M118 is connected in parallel to the transistor M117. A connection point between the transistor M112 and the transistor M116 is connected to an output portion of the inverter circuit 111.

また、電源電位と接地電位部との間には、トランジスタM113,M115,M119,M120のソース・ドレイン間が順に接続される。トランジスタM113には、並列にトランジスタM114が接続される。トランジスタM120には、並列にトランジスタM121が接続される。トランジスタM115とトランジスタM119の接続点は、インバータ回路111の出力部に接続される。   Further, the source and drain of the transistors M113, M115, M119, and M120 are sequentially connected between the power supply potential and the ground potential portion. A transistor M114 is connected in parallel to the transistor M113. A transistor M121 is connected in parallel to the transistor M120. A connection point between the transistor M115 and the transistor M119 is connected to an output portion of the inverter circuit 111.

この図4に示す回路構成とすることで、図3に示す動作を行うフリップフロップ回路100が得られる。この場合、図4の回路では、サンプリングされた信号を保持する記憶回路として、インバータ回路111とNORゲート回路112とをループ状に接続した回路としたことで、消費電力の小さな記憶回路が得られる。NORゲート回路112はインバータ回路として使用されるものであり、2つのインバータ回路によるラッチで信号を保持する構成である。ここで、図4に示す回路としたことで、そのラッチを構成する2つのインバータ回路の入力側と出力側で同時に書き込み動作が行われるため、2つのインバータ回路で効率よくデータを書き換えることができる。具体的には、信号を書き換える際には、記憶回路を構成するインバータ回路111とNORゲート回路112の内で、インバータ回路111の入力については、トランジスタM101〜M108による回路で書き換えが実行される。また、NORゲート回路112の入力については、トランジスタM110〜M121による回路で、逆の値に書き換えが実行される。したがって、書き換え時にインバータ回路111とNORゲート回路112とで衝突が起こることがなく、書き換え時に一時的に記憶回路のループを切り離すなどの処理が必要ない。これにより低消費電力で良好に動作する効果を有する。
なお、ループ状の記憶回路は、インバータ回路111とNORゲート回路112で構成したが、リセット信号RSTが供給されない場合には、2つのインバータ回路でループ状の記憶回路が構成される。
With the circuit configuration shown in FIG. 4, the flip-flop circuit 100 that performs the operation shown in FIG. 3 is obtained. In this case, in the circuit of FIG. 4, a memory circuit with low power consumption can be obtained by using a circuit in which the inverter circuit 111 and the NOR gate circuit 112 are connected in a loop as the memory circuit that holds the sampled signal. . The NOR gate circuit 112 is used as an inverter circuit, and is configured to hold a signal by a latch formed by two inverter circuits. Here, since the circuit shown in FIG. 4 is used, the write operation is simultaneously performed on the input side and the output side of the two inverter circuits constituting the latch, so that the data can be efficiently rewritten by the two inverter circuits. . Specifically, when the signal is rewritten, among the inverter circuit 111 and the NOR gate circuit 112 constituting the memory circuit, the input of the inverter circuit 111 is rewritten by a circuit using transistors M101 to M108. Further, the input of the NOR gate circuit 112 is rewritten to the opposite value by the circuit of the transistors M110 to M121. Therefore, there is no collision between the inverter circuit 111 and the NOR gate circuit 112 at the time of rewriting, and processing such as temporarily disconnecting the loop of the memory circuit is not necessary at the time of rewriting. This has the effect of operating well with low power consumption.
Note that the loop-shaped memory circuit is configured by the inverter circuit 111 and the NOR gate circuit 112, but when the reset signal RST is not supplied, the loop-shaped memory circuit is configured by two inverter circuits.

図5は、図4の回路の各部の波形の例を示す図である。
図5(a)に示すように、第1のクロック入力端105に第1のクロックCK1が入力したとき、インバータ回路121の出力信号CK1iNは、図5(b)に示すように、信号の変化タイミングが立ち上がった状態で反転した信号になる。
さらに、インバータ回路122の出力信号CK1iPは、図5(c)に示すように、信号CK1iNが遅れて反転した信号になる。
FIG. 5 is a diagram illustrating an example of the waveform of each part of the circuit of FIG.
As shown in FIG. 5A, when the first clock CK1 is input to the first clock input terminal 105, the output signal CK1iN of the inverter circuit 121 changes as shown in FIG. 5B. The signal is inverted when the timing rises.
Further, the output signal CK1iP of the inverter circuit 122 becomes a signal obtained by inverting and delaying the signal CK1iN as shown in FIG.

さらに、図5(d)に示すように、インバータ回路123と遅延回路124とインバータ回路125を通過した信号CK1oNが得られ、さらに、図5(e)に示すように、その信号CK1oNをインバータ回路126で反転させることで、信号CK1oPが得られる。
そして、信号CK1iP(図5(c))の立ち上がりと、信号CK1oP(図5(e))の立ち下がりで規定される信号W1PB(図5(g))が、NANDゲート回路127の出力に得られる。さらに、この信号W1PBをインバータ回路128で反転させた信号W1P(図5(f))が得られる。
Further, as shown in FIG. 5D, a signal CK1oN that has passed through the inverter circuit 123, the delay circuit 124, and the inverter circuit 125 is obtained. Further, as shown in FIG. 5E, the signal CK1oN is converted into an inverter circuit. By inverting at 126, the signal CK1oP is obtained.
Then, the signal W1PB (FIG. 5G) defined by the rising edge of the signal CK1iP (FIG. 5C) and the falling edge of the signal CK1oP (FIG. 5E) is obtained at the output of the NAND gate circuit 127. It is done. Further, a signal W1P (FIG. 5 (f)) obtained by inverting the signal W1PB by the inverter circuit 128 is obtained.

また、信号CK1iN(図5(b))の立ち上がりと、信号CK1oN(図5(d))の立ち下がりで規定される信号W1NB(図5(i))が、NANDゲート回路129の出力に得られる。さらに、この信号W1NBをインバータ回路130で反転させた信号W1N(図5(h))が得られる。
そして、第1のデータ入力端101に得られる第1のデータD1が、これらの信号によってサンプリングされ、サンプリングされた値がホールドされる。
Further, the signal W1NB (FIG. 5 (i)) defined by the rising edge of the signal CK1iN (FIG. 5 (b)) and the falling edge of the signal CK1oN (FIG. 5 (d)) is obtained at the output of the NAND gate circuit 129. It is done. Further, a signal W1N (FIG. 5 (h)) obtained by inverting the signal W1NB by the inverter circuit 130 is obtained.
Then, the first data D1 obtained at the first data input terminal 101 is sampled by these signals, and the sampled value is held.

第2のクロックCK2が入力した場合にも同様の信号が生成される。各信号の生成状態は図5に示した第1のクロックCK1の場合と同様であり、ここでは省略する。そして、第2のデータ入力端102に得られる第2のデータD2が、これらの第2のクロックCK2に基づいて生成された信号によってサンプリング動作とホールド動作とが行われる。   A similar signal is also generated when the second clock CK2 is input. The generation state of each signal is the same as in the case of the first clock CK1 shown in FIG. The second data D2 obtained at the second data input terminal 102 is sampled and held by a signal generated based on the second clock CK2.

次に、フリップフロップ回路100の使用例を説明する。
図6及び図7は、他の回路から送信されるデータを受信する受信回路に適用した例である。この例では、伝送データとして、図7(a)に示すように、最初にヘッダ区間[header]が伝送され、続いてデータ本体の区間[data]が伝送され、最後にテイル区間[tail]が伝送される。
このとき、送信の要求を行うリクエスト信号oreq(図7(b))と、その信号に対する応答信号iack(図7(c))は、2相ハンドシェイクプロトコルで送受信が行われるとする。2相ハンドシェイクプロトコルは、[リクエスト信号変化]→[応答信号変化]でハンドシェイクが行われるものである。
Next, a usage example of the flip-flop circuit 100 will be described.
6 and 7 are examples applied to a receiving circuit that receives data transmitted from other circuits. In this example, as shown in FIG. 7A, a header section [header] is transmitted first, followed by a data body section [data], and finally a tail section [tail] as transmission data. Is transmitted.
At this time, it is assumed that a request signal oreq (FIG. 7 (b)) for requesting transmission and a response signal iack (FIG. 7 (c)) for the signal are transmitted and received by a two-phase handshake protocol. In the two-phase handshake protocol, handshaking is performed by [request signal change] → [response signal change].

図6のフリップフロップ回路100は、この2相ハンドシェイクプロトコルで応答を行う場合の受信回路に適用したものである。この例では、2つのクロック入力端105,106に、応答信号iack(図7(c))を供給する。
すなわち、図6に示すように、フリップフロップ回路100の2つのクロック入力端105,106に、共通の応答信号iackが供給される。そして、第1のクロックイネーブル入力端103に、図7(d)に示すヘッダ区間を示す信号が供給される。また、第2のクロックイネーブル入力端104に、図7(e)に示すテイル区間を示す信号が供給される。
The flip-flop circuit 100 in FIG. 6 is applied to a receiving circuit in the case of performing a response using this two-phase handshake protocol. In this example, the response signal iack (FIG. 7C) is supplied to the two clock input terminals 105 and 106.
That is, as shown in FIG. 6, the common response signal iack is supplied to the two clock input terminals 105 and 106 of the flip-flop circuit 100. Then, a signal indicating the header section shown in FIG. 7D is supplied to the first clock enable input terminal 103. Further, a signal indicating a tail section shown in FIG. 7E is supplied to the second clock enable input terminal 104.

このような信号がフリップフロップ回路100に供給されることで、反転Q出力端108に得られる信号は、図7(f)に示すように、ヘッダ区間で応答信号iackが変化したタイミングで立ち下がり、テイル区間で応答信号iackが変化したタイミングで立ち上がるゲート信号となる。このゲート信号で、受信したデータを取り出す処理などが実行される。このように、本例のフリップフロップ回路100を使用することで、2相ハンドシェイクプロトコルで通信を行う回路を、簡単な構成で実現することができる。   By supplying such a signal to the flip-flop circuit 100, the signal obtained at the inverted Q output terminal 108 falls at the timing when the response signal iack changes in the header section as shown in FIG. The gate signal rises at the timing when the response signal iack changes in the tail section. With this gate signal, processing for extracting the received data is executed. Thus, by using the flip-flop circuit 100 of this example, a circuit that performs communication using the two-phase handshake protocol can be realized with a simple configuration.

次に、フリップフロップ回路100の別の使用例を、図8及び図9を参照して説明する。この例は、クロック信号を分配して高速動作を行う場合の例である。
この例では、図8に示すように、第1のデータ入力端101に供給する第1のデータD1と第2のデータ入力端102に供給する第2のデータD2とを、同じデータとする。そして、第1のクロック入力端105と第2のクロック入力端106に供給するクロックを、同じクロック周波数の信号とする。但し、第1のクロックCK1と第2のクロックCK2は、位相が90°異なる信号とする。
Next, another usage example of the flip-flop circuit 100 will be described with reference to FIGS. In this example, a clock signal is distributed and high speed operation is performed.
In this example, as shown in FIG. 8, the first data D1 supplied to the first data input terminal 101 and the second data D2 supplied to the second data input terminal 102 are the same data. The clocks supplied to the first clock input terminal 105 and the second clock input terminal 106 are signals having the same clock frequency. However, the first clock CK1 and the second clock CK2 are signals having a phase difference of 90 °.

ここで、例えば図9(a)に示すように、第1のデータ入力端101と第2のデータ入力端102に共通のデータDが供給されるとする。
このとき、データDのサンプリングが、図9(b)に示す第1のクロックCK1の変化タイミングと、図9(c)に示す第2のクロックCK2の変化タイミングとで実行され、図9(d)に示すようにQ出力が得られる。
この図9(d)に示す出力は、2つのクロックCK1,CK2でサンプリングされた信号であるので、それぞれのクロックの2倍の周波数でサンプリングされたことになる。したがって、低周波数のクロックを分配して2つのクロックCK1,CK2を生成させることで、本来のクロック周波数を超える高い周波数で入力データをサンプリングすることができ、低周波数クロックによる高速動作が行える。このようなクロック周波数の低周波数化により、回路設計が容易になる効果がある。
Here, for example, as shown in FIG. 9A, it is assumed that common data D is supplied to the first data input terminal 101 and the second data input terminal 102.
At this time, sampling of the data D is executed at the change timing of the first clock CK1 shown in FIG. 9B and the change timing of the second clock CK2 shown in FIG. 9C. Q output is obtained as shown in FIG.
Since the output shown in FIG. 9D is a signal sampled by two clocks CK1 and CK2, it is sampled at a frequency twice that of each clock. Therefore, by distributing the low-frequency clock and generating the two clocks CK1 and CK2, input data can be sampled at a high frequency exceeding the original clock frequency, and high-speed operation using the low-frequency clock can be performed. Such a reduction in clock frequency has the effect of facilitating circuit design.

[2.第2の実施の形態の例(図10〜図12)]
図10は、本発明の第2の実施の形態の例のフリップフロップ回路200を示す図である。
フリップフロップ回路200は、第1のデータ入力端201と第2のデータ入力端202を備える。第1のクロックイネーブル入力端203に得られる第1のクロックイネーブル信号CE1で有効が示されたとき、第1のデータ入力端201に得られる第1のデータD1が、第1のクロック入力端205に得られる第1のクロックCK1によりサンプリングされる。ここで、第1のクロックCK1によるサンプリングは、第1のクロックCK1がローレベルからハイレベルに立ち上がったタイミングで行われる。第1のクロックCK1がハイレベルからローレベルに変化したタイミングでは、データのサンプリングが行われない。
[2. Example of Second Embodiment (FIGS. 10 to 12)]
FIG. 10 is a diagram illustrating a flip-flop circuit 200 according to the second embodiment of the present invention.
The flip-flop circuit 200 includes a first data input terminal 201 and a second data input terminal 202. When the first clock enable signal CE1 obtained at the first clock enable input terminal 203 indicates validity, the first data D1 obtained at the first data input terminal 201 is converted into the first clock input terminal 205. Are sampled by the first clock CK1 obtained. Here, the sampling by the first clock CK1 is performed at the timing when the first clock CK1 rises from the low level to the high level. Data sampling is not performed at the timing when the first clock CK1 changes from the high level to the low level.

また、第2のクロックイネーブル入力端204に得られる第2のクロックイネーブル信号CE2で有効が示されたとき、第2のデータ入力端202に得られる第2のデータD2が、第2のクロック入力端206に得られる第2のクロックCK2によりサンプリングされる。ここで、第2のクロックCK2によるサンプリングは、第2のクロックCK2がローレベルからハイレベルに立ち上がったタイミングと、第2のクロックCK2がハイレベルからローレベルに変化したタイミングの双方で実行される。   In addition, when the second clock enable signal CE2 obtained at the second clock enable input terminal 204 indicates that the second clock enable signal CE2 is valid, the second data D2 obtained at the second data input terminal 202 becomes the second clock input signal. It is sampled by the second clock CK 2 obtained at the end 206. Here, the sampling by the second clock CK2 is executed both at the timing when the second clock CK2 rises from the low level to the high level and at the timing when the second clock CK2 changes from the high level to the low level. .

そして、それぞれのクロックでサンプリングされてホールドされた信号である信号Qが、Q出力端207から出力される。また、信号Qを反転した信号(信号Qn)が、反転Q出力端208から出力される。また、リセット入力端209に得られるリセット信号RSTで、サンプリング動作がリセットされる。   A signal Q, which is a signal sampled and held by each clock, is output from the Q output terminal 207. Further, a signal (signal Qn) obtained by inverting the signal Q is output from the inverted Q output terminal 208. Further, the sampling operation is reset by a reset signal RST obtained at the reset input terminal 209.

図11は、図10に示すフリップフロップ回路200の動作例を示す波形図である。
図11(a)は第1のデータD1を示し、図11(c)は第2のデータD2を示す。第1のデータD1は、図11(b)に示す第1のクロックCK1がローレベルからハイレベルに立ち上がるタイミングでサンプリングされる。第2のデータD2は、図11(d)に示す第2のクロックCK2がローレベルからハイレベルに立ち上がるタイミングと、ハイレベルからローレベルに変化するタイミングでサンプリングされる。
図11(e)に示すQ出力及び図11(f)に示す反転Q出力は、2つのクロックCK1,CK2でサンプリングされた結果がホールドされた信号である。
FIG. 11 is a waveform diagram showing an operation example of the flip-flop circuit 200 shown in FIG.
FIG. 11A shows the first data D1, and FIG. 11C shows the second data D2. The first data D1 is sampled at the timing when the first clock CK1 shown in FIG. 11B rises from the low level to the high level. The second data D2 is sampled at the timing when the second clock CK2 shown in FIG. 11D rises from the low level to the high level and at the timing when the second clock CK2 changes from the high level to the low level.
The Q output shown in FIG. 11 (e) and the inverted Q output shown in FIG. 11 (f) are signals obtained by holding the results sampled by the two clocks CK1 and CK2.

このように、図10に示すフリップフロップ回路200によると、2つのクロックの内の第1のクロックCK1は信号の立ち上がりだけでサンプリングが行われ、第2のクロックCK2は信号の立ち上がりと立ち下がりの双方でサンプリングが行われるようになる。したがって、第1のクロックCK1でサンプリングされる第1のデータD1と、第2のクロックCK2でサンプリングされる第2のデータD2とで異なるサンプリング状態を設定でき、それぞれのデータに適したサンプリングを行うフリップフロップ回路が得られる。   As described above, according to the flip-flop circuit 200 shown in FIG. 10, the first clock CK1 of the two clocks is sampled only at the rise of the signal, and the second clock CK2 has the rise and fall of the signal. Sampling is performed on both sides. Therefore, different sampling states can be set for the first data D1 sampled by the first clock CK1 and the second data D2 sampled by the second clock CK2, and sampling suitable for each data is performed. A flip-flop circuit is obtained.

図12は、フリップフロップ回路200の回路図の例である。
第1のデータD1が得られる入力端201が、トランジスタM201のソース・ドレイン間とトランジスタM202のソース・ドレイン間の並列回路を介して、インバータ回路211の入力に接続される。また、第1のデータD1が得られる入力端201が、トランジスタM208のゲートとトランジスタM212のゲートとに接続される。
FIG. 12 is an example of a circuit diagram of the flip-flop circuit 200.
The input terminal 201 from which the first data D1 is obtained is connected to the input of the inverter circuit 211 via a parallel circuit between the source and drain of the transistor M201 and between the source and drain of the transistor M202. Further, the input terminal 201 from which the first data D1 is obtained is connected to the gate of the transistor M208 and the gate of the transistor M212.

第2のデータD2が得られる入力端202が、トランジスタM203のソース・ドレイン間とトランジスタM204のソース・ドレイン間の並列回路を介して、インバータ回路211の入力に接続される。また、第2のデータD2が得られる入力端202が、トランジスタM211のゲートとトランジスタM214のゲートとに接続される。   The input terminal 202 from which the second data D2 is obtained is connected to the input of the inverter circuit 211 via a parallel circuit between the source and drain of the transistor M203 and between the source and drain of the transistor M204. The input terminal 202 from which the second data D2 is obtained is connected to the gate of the transistor M211 and the gate of the transistor M214.

インバータ回路211の出力は、NORゲート回路212を介してインバータ回路211の入力に戻す構成としてある。NORゲート回路212には、インバータ回路211の出力の他に、リセット信号RSTの入力端209に得られる信号が供給される。
このインバータ回路211とNORゲート回路212とによるループ回路で、サンプリングされた信号を保持する記憶回路が構成される。この記憶回路は、リセット信号RSTがローレベルであるとき、インバータ回路211とNORゲート回路112とで反転を繰り返すことで、信号が保持される。そして、リセット信号RSTがハイレベルのときには、NORゲート回路212の出力が強制的にローレベルにリセットされる。
The output of the inverter circuit 211 is returned to the input of the inverter circuit 211 via the NOR gate circuit 212. In addition to the output of the inverter circuit 211, the NOR gate circuit 212 is supplied with a signal obtained at the input terminal 209 of the reset signal RST.
A loop circuit including the inverter circuit 211 and the NOR gate circuit 212 constitutes a memory circuit that holds the sampled signal. In this memory circuit, when the reset signal RST is at a low level, the signal is held by repeating inversion between the inverter circuit 211 and the NOR gate circuit 112. When the reset signal RST is at a high level, the output of the NOR gate circuit 212 is forcibly reset to a low level.

そして、インバータ回路211の出力が、インバータ回路251を介してQ出力端207に供給される。さらに、インバータ回路251の出力が、別のインバータ回路252を介して反転Q出力端208に供給される。   Then, the output of the inverter circuit 211 is supplied to the Q output terminal 207 via the inverter circuit 251. Further, the output of the inverter circuit 251 is supplied to the inverted Q output terminal 208 via another inverter circuit 252.

第1のクロックCK1の入力端205には、インバータ回路221,222,223と遅延回路224とインバータ回路225,226とを順に接続した直列回路が接続される。そして、インバータ回路222の出力とインバータ回路226の出力とが、NANDゲート回路227に供給される。第1のクロックイネーブル入力端203に得られる第1のクロックイネーブル信号CE1についても、NANDゲート回路227に供給される。
そして、NANDゲート回路227の出力が、トランジスタM201及びトランジスタM207のゲートに供給される。また、NANDゲート回路227の出力が、インバータ回路228を介してトランジスタM202及びトランジスタM213のゲートに供給される。
A series circuit in which inverter circuits 221, 222, and 223, a delay circuit 224, and inverter circuits 225 and 226 are sequentially connected is connected to the input terminal 205 of the first clock CK1. Then, the output of the inverter circuit 222 and the output of the inverter circuit 226 are supplied to the NAND gate circuit 227. The first clock enable signal CE1 obtained at the first clock enable input terminal 203 is also supplied to the NAND gate circuit 227.
Then, the output of the NAND gate circuit 227 is supplied to the gates of the transistors M201 and M207. The output of the NAND gate circuit 227 is supplied to the gates of the transistors M202 and M213 via the inverter circuit 228.

第2のクロックCK2の入力端206には、インバータ回路231,232,233と遅延回路234とインバータ回路235,236とを順に接続した直列回路が接続される。そして、インバータ回路232の出力とインバータ回路236の出力とが、NANDゲート回路237に供給される。第2のクロックイネーブル入力端204に得られる第2のクロックイネーブル信号CE2についても、NANDゲート回路237に供給される。
そして、NANDゲート回路237の出力が、トランジスタM205及びトランジスタM210のゲートに供給される。また、NANDゲート回路237の出力が、インバータ回路238を介してトランジスタM206及びトランジスタM215のゲートに供給される。
A series circuit in which inverter circuits 231, 232, 233, a delay circuit 234, and inverter circuits 235, 236 are sequentially connected is connected to the input terminal 206 of the second clock CK2. Then, the output of the inverter circuit 232 and the output of the inverter circuit 236 are supplied to the NAND gate circuit 237. The second clock enable signal CE2 obtained at the second clock enable input terminal 204 is also supplied to the NAND gate circuit 237.
The output of the NAND gate circuit 237 is supplied to the gates of the transistors M205 and M210. The output of the NAND gate circuit 237 is supplied to the gates of the transistors M206 and M215 via the inverter circuit 238.

さらに、インバータ回路231の出力とインバータ回路235の出力とが、NANDゲート回路239に供給される。第2のクロックイネーブル入力端204に得られる第2のクロックイネーブル信号CE2についても、NANDゲート回路239に供給される。
そして、NANDゲート回路239の出力が、トランジスタM203及びトランジスタM209のゲートに供給される。また、NANDゲート回路239の出力が、インバータ回路240を介してトランジスタM204及びトランジスタM216のゲートに供給される。
Further, the output of the inverter circuit 231 and the output of the inverter circuit 235 are supplied to the NAND gate circuit 239. The second clock enable signal CE2 obtained at the second clock enable input terminal 204 is also supplied to the NAND gate circuit 239.
The output of the NAND gate circuit 239 is supplied to the gates of the transistor M203 and the transistor M209. Further, the output of the NAND gate circuit 239 is supplied to the gates of the transistors M204 and M216 via the inverter circuit 240.

また、電源電位と接地電位部との間には、トランジスタM207,M208,M212,M213のソース・ドレイン間が順に接続される。トランジスタM208とトランジスタM212の接続点は、インバータ回路211の出力部に接続される。   Further, the source and drain of the transistors M207, M208, M212, and M213 are sequentially connected between the power supply potential and the ground potential portion. A connection point between the transistor M208 and the transistor M212 is connected to an output portion of the inverter circuit 211.

さらに、電源電位と接地電位部との間には、トランジスタM209,M211,M214,M215のソース・ドレイン間が順に接続される。トランジスタM209には、並列にトランジスタM210が接続される。トランジスタM215には、並列にトランジスタM216が接続される。トランジスタM211とトランジスタM214の接続点は、インバータ回路211の出力部に接続される。   Further, the sources and drains of the transistors M209, M211, M214, and M215 are sequentially connected between the power supply potential and the ground potential portion. A transistor M210 is connected in parallel to the transistor M209. A transistor M216 is connected in parallel to the transistor M215. A connection point between the transistor M211 and the transistor M214 is connected to an output portion of the inverter circuit 211.

この図12に示す回路構成とすることで、図11に示す動作を行うフリップフロップ回路200が得られる。この図12に示す回路の場合にも、第1の実施の形態で説明した図4の回路と同様に、記憶回路を構成するループ回路(インバータ回路211,NORゲート回路212)の入力側と出力側で同時に書き込み動作が行われるため、低消費電力で効率よくデータを書き換えることができる。   With the circuit configuration shown in FIG. 12, the flip-flop circuit 200 that performs the operation shown in FIG. 11 is obtained. Also in the case of the circuit shown in FIG. 12, similarly to the circuit of FIG. 4 described in the first embodiment, the input side and output of the loop circuit (inverter circuit 211, NOR gate circuit 212) constituting the memory circuit. Since the write operation is performed at the same time, data can be rewritten efficiently with low power consumption.

[3.第3の実施の形態の例(図13〜図15)]
図13は、本発明の第3の実施の形態の例のフリップフロップ回路300を示す図である。
フリップフロップ回路300は、第1のデータ入力端301と第2のデータ入力端302を備える。第1のクロックイネーブル入力端303に得られる第1のクロックイネーブル信号CE1で有効が示されたとき、第1のデータ入力端301に得られる第1のデータD1が、第1のクロック入力端305に得られる第1のクロックCK1によりサンプリングされる。ここで、第1のクロックCK1によるサンプリングは、第1のクロックCK1がローレベルからハイレベルに立ち上がったタイミングで行われる。第1のクロックCK1がハイレベルからローレベルに変化したタイミングでは、データのサンプリングが行われない。
[3. Example of Third Embodiment (FIGS. 13 to 15)]
FIG. 13 is a diagram illustrating a flip-flop circuit 300 according to the example of the third embodiment of the present invention.
The flip-flop circuit 300 includes a first data input terminal 301 and a second data input terminal 302. When the validity is indicated by the first clock enable signal CE1 obtained at the first clock enable input terminal 303, the first data D1 obtained at the first data input terminal 301 becomes the first clock input terminal 305. Are sampled by the first clock CK1 obtained. Here, the sampling by the first clock CK1 is performed at the timing when the first clock CK1 rises from the low level to the high level. Data sampling is not performed at the timing when the first clock CK1 changes from the high level to the low level.

また、第2のクロックイネーブル入力端304に得られる第2のクロックイネーブル信号CE2で有効が示されたとき、第2のデータ入力端302に得られる第2のデータD2が、第2のクロック入力端306に得られる第2のクロックCK2によりサンプリングされる。第2のクロックCK2によるサンプリングについても、第2のクロックCK2がローレベルからハイレベルに立ち上がったタイミングで行われる。第2のクロックCK2がハイレベルからローレベルに変化したタイミングでは、データのサンプリングが行われない。   When the second clock enable signal CE2 obtained at the second clock enable input terminal 304 indicates that the second clock enable signal CE2 is valid, the second data D2 obtained at the second data input terminal 302 becomes the second clock input signal. It is sampled by the second clock CK 2 obtained at the end 306. Sampling by the second clock CK2 is also performed at the timing when the second clock CK2 rises from a low level to a high level. Data sampling is not performed at the timing when the second clock CK2 changes from the high level to the low level.

そして、それぞれのクロックでサンプリングされてホールドされた信号である信号Qが、Q出力端307から出力される。また、信号Qを反転した信号(信号Qn)が、反転Q出力端308から出力される。また、リセット入力端309に得られるリセット信号RSTで、サンプリング動作がリセットされる。   A signal Q, which is a signal sampled and held by each clock, is output from the Q output terminal 307. Further, a signal (signal Qn) obtained by inverting the signal Q is output from the inverted Q output terminal 308. Also, the sampling operation is reset by a reset signal RST obtained at the reset input terminal 309.

図14は、図13に示すフリップフロップ回路300の動作例を示す波形図である。
図14(a)は第1のデータD1を示し、図14(c)は第2のデータD2を示す。第1のデータD1は、図14(b)に示す第1のクロックCK1がローレベルからハイレベルに立ち上がるタイミングでサンプリングされる。第2のデータD2は、図14(d)に示す第2のクロックCK2がローレベルからハイレベルに立ち上がるタイミングでサンプリングされる。
図14(e)に示すQ出力及び図14(f)に示す反転Q出力は、2つのクロックCK1,CK2でサンプリングされた結果がホールドされた信号である。
FIG. 14 is a waveform diagram showing an operation example of the flip-flop circuit 300 shown in FIG.
FIG. 14A shows the first data D1, and FIG. 14C shows the second data D2. The first data D1 is sampled at the timing when the first clock CK1 shown in FIG. 14B rises from the low level to the high level. The second data D2 is sampled at the timing when the second clock CK2 shown in FIG. 14 (d) rises from the low level to the high level.
The Q output shown in FIG. 14 (e) and the inverted Q output shown in FIG. 14 (f) are signals in which the results sampled by the two clocks CK1 and CK2 are held.

このように、図13に示すフリップフロップ回路300によると、2つのクロックのそれぞれの立ち上がりだけでサンプリングが行われるようになり、2つのデータD1,D2を適切にサンプリングしたフリップフロップ回路が得られる。   In this way, according to the flip-flop circuit 300 shown in FIG. 13, sampling is performed only at the rising edge of each of the two clocks, and a flip-flop circuit that appropriately samples the two data D1 and D2 is obtained.

図15は、フリップフロップ回路300の回路図の例である。
第1のデータD1が得られる入力端301が、トランジスタM301のソース・ドレイン間とトランジスタM302のソース・ドレイン間の並列回路を介して、インバータ回路311の入力に接続される。また、第1のデータD1が得られる入力端301が、トランジスタM310のゲートとトランジスタM311のゲートとに接続される。
FIG. 15 is an example of a circuit diagram of the flip-flop circuit 300.
The input terminal 301 from which the first data D1 is obtained is connected to the input of the inverter circuit 311 through a parallel circuit between the source and drain of the transistor M301 and between the source and drain of the transistor M302. An input terminal 301 from which the first data D1 is obtained is connected to the gate of the transistor M310 and the gate of the transistor M311.

第2のデータD2が得られる入力端302が、トランジスタM303のソース・ドレイン間とトランジスタM304のソース・ドレイン間の並列回路を介して、インバータ回路311の入力に接続される。また、第2のデータD2が得られる入力端302が、トランジスタM306のゲートとトランジスタM307のゲートとに接続される。   The input terminal 302 from which the second data D2 is obtained is connected to the input of the inverter circuit 311 via a parallel circuit between the source and drain of the transistor M303 and between the source and drain of the transistor M304. The input terminal 302 from which the second data D2 is obtained is connected to the gate of the transistor M306 and the gate of the transistor M307.

インバータ回路311の出力は、NORゲート回路312を介してインバータ回路311の入力に戻す構成としてある。NORゲート回路312には、インバータ回路311の出力の他に、リセット信号RSTの入力端309に得られる信号が供給される。
このインバータ回路311とNORゲート回路312とによるループ回路で、サンプリングされた信号を保持する記憶回路が構成される。この記憶回路は、リセット信号RSTがローレベルであるとき、インバータ回路311とNORゲート回路312とで反転を繰り返すことで、信号が保持される。そして、リセット信号RSTがハイレベルのときには、NORゲート回路312の出力が強制的にローレベルにリセットされる。
The output of the inverter circuit 311 is returned to the input of the inverter circuit 311 via the NOR gate circuit 312. In addition to the output of the inverter circuit 311, the NOR gate circuit 312 is supplied with a signal obtained at the input terminal 309 of the reset signal RST.
A loop circuit including the inverter circuit 311 and the NOR gate circuit 312 constitutes a memory circuit that holds a sampled signal. In this memory circuit, when the reset signal RST is at a low level, the signal is held by repeating inversion between the inverter circuit 311 and the NOR gate circuit 312. When the reset signal RST is at a high level, the output of the NOR gate circuit 312 is forcibly reset to a low level.

そして、インバータ回路311の出力が、インバータ回路341を介してQ出力端307に供給される。さらに、インバータ回路341の出力が、別のインバータ回路342を介して反転Q出力端308に供給される。   Then, the output of the inverter circuit 311 is supplied to the Q output terminal 307 via the inverter circuit 341. Further, the output of the inverter circuit 341 is supplied to the inverted Q output terminal 308 via another inverter circuit 342.

第1のクロックCK1の入力端305には、インバータ回路321,322,323と遅延回路324とインバータ回路325,326とを順に接続した直列回路が接続される。そして、インバータ回路322の出力とインバータ回路326の出力とが、NANDゲート回路327に供給される。第1のクロックイネーブル入力端303に得られる第1のクロックイネーブル信号CE1についても、NANDゲート回路327に供給される。
そして、NANDゲート回路327の出力が、トランジスタM301及びトランジスタM309のゲートに供給される。また、NANDゲート回路327の出力が、インバータ回路328を介してトランジスタM302及びトランジスタM312のゲートに供給される。
A series circuit in which inverter circuits 321, 322, 323, a delay circuit 324, and inverter circuits 325, 326 are sequentially connected is connected to the input terminal 305 of the first clock CK1. Then, the output of the inverter circuit 322 and the output of the inverter circuit 326 are supplied to the NAND gate circuit 327. The first clock enable signal CE1 obtained at the first clock enable input terminal 303 is also supplied to the NAND gate circuit 327.
The output of the NAND gate circuit 327 is supplied to the gates of the transistors M301 and M309. The output of the NAND gate circuit 327 is supplied to the gates of the transistors M302 and M312 via the inverter circuit 328.

第2のクロックCK2の入力端306が、インバータ回路331,332,333と遅延回路334とインバータ回路335,336とを順に接続した直列回路が接続される。そして、インバータ回路332の出力とインバータ回路336の出力とが、NANDゲート回路337に供給される。第2のクロックイネーブル入力端304に得られる第2のクロックイネーブル信号CE2についても、NANDゲート回路337に供給される。
そして、NANDゲート回路337の出力が、トランジスタM303及びトランジスタM305のゲートに供給される。また、NANDゲート回路337の出力が、インバータ回路338を介してトランジスタM304及びトランジスタM308のゲートに供給される。
The input terminal 306 of the second clock CK2 is connected to a series circuit in which inverter circuits 331, 332, 333, a delay circuit 334, and inverter circuits 335, 336 are connected in order. Then, the output of the inverter circuit 332 and the output of the inverter circuit 336 are supplied to the NAND gate circuit 337. The second clock enable signal CE2 obtained at the second clock enable input terminal 304 is also supplied to the NAND gate circuit 337.
The output of the NAND gate circuit 337 is supplied to the gates of the transistors M303 and M305. The output of the NAND gate circuit 337 is supplied to the gates of the transistors M304 and M308 through the inverter circuit 338.

また、電源電位と接地電位部との間には、トランジスタM305,M306,M307,M308のソース・ドレイン間が順に接続される。トランジスタM306とトランジスタM307の接続点は、インバータ回路311の出力部に接続される。   Further, the source and drain of the transistors M305, M306, M307, and M308 are sequentially connected between the power supply potential and the ground potential portion. A connection point between the transistor M306 and the transistor M307 is connected to the output portion of the inverter circuit 311.

さらに、電源電位と接地電位部との間には、トランジスタM309,M310,M311,M312のソース・ドレイン間が順に接続される。トランジスタM310とトランジスタM311の接続点は、インバータ回路311の出力部に接続される。   Further, the sources and drains of the transistors M309, M310, M311, and M312 are sequentially connected between the power supply potential and the ground potential portion. A connection point between the transistor M310 and the transistor M311 is connected to an output portion of the inverter circuit 311.

この図15に示す回路構成とすることで、図14に示す動作を行うフリップフロップ回路300が得られる。この図14に示す回路の場合にも、第1の実施の形態で説明した図4の回路と同様に、記憶回路を構成するループ回路(インバータ回路311,NORゲート回路312)の入力側と出力側で同時に書き込み動作が行われるため、効率よく低消費電力でデータを書き換えることができる。   With the circuit configuration shown in FIG. 15, the flip-flop circuit 300 that performs the operation shown in FIG. 14 is obtained. In the case of the circuit shown in FIG. 14 as well, the input side and the output of the loop circuit (inverter circuit 311, NOR gate circuit 312) constituting the memory circuit, similarly to the circuit of FIG. 4 described in the first embodiment. Since the write operation is performed at the same time, data can be rewritten efficiently and with low power consumption.

[4.第4の実施の形態の例(図16〜図18)]
図16は、本発明の第4の実施の形態の例のフリップフロップ回路400を示す図である。
フリップフロップ回路400は、4つのクロック入力端401〜404と、Q出力端405と反転Q出力端406とリセット入力端407を備える。
この例では、4つのクロックCK1,CK2,CK3,CK4の4つのクロックのいずれか1つの信号が、ローレベルからハイレベルに変化するとき、ならびにハイレベルからローレベルに変化するときに、Q出力及び反転Q出力が変化する回路である。4つのクロックCK1,CK2,CK3,CK4は、同時に変化しない限り、いずれが変化しても出力を変化させる。
[4. Example of Fourth Embodiment (FIGS. 16 to 18)]
FIG. 16 is a diagram illustrating a flip-flop circuit 400 according to an example of the fourth embodiment of the present invention.
The flip-flop circuit 400 includes four clock input terminals 401 to 404, a Q output terminal 405, an inverted Q output terminal 406, and a reset input terminal 407.
In this example, when one of the four clocks CK1, CK2, CK3, and CK4 changes from a low level to a high level and changes from a high level to a low level, the Q output And an inverted Q output. The four clocks CK1, CK2, CK3, and CK4 change the output regardless of which of them changes unless they change simultaneously.

図17及び図18は、フリップフロップ回路400の回路図の例である。
図17は、それぞれのクロックCK1,CK2,CK3,CK4を処理する回路を示す図である。すなわち、第1のクロックCK1が、インバータ回路411a,412a,413aと遅延回路414aとインバータ回路415a,416aとを順に接続した直列回路に供給される。そして、インバータ回路412aの出力CK1iPとインバータ回路416aの出力CK1oPとが、NANDゲート回路421aに供給される。このNANDゲート回路421aの出力信号W1PBが、インバータ回路422aに供給される。インバータ回路422aが出力する信号が、信号W1Pとなる。
17 and 18 are examples of circuit diagrams of the flip-flop circuit 400. FIG.
FIG. 17 is a diagram illustrating a circuit that processes the clocks CK1, CK2, CK3, and CK4. That is, the first clock CK1 is supplied to a series circuit in which inverter circuits 411a, 412a, and 413a, a delay circuit 414a, and inverter circuits 415a and 416a are connected in order. Then, the output CK1iP of the inverter circuit 412a and the output CK1oP of the inverter circuit 416a are supplied to the NAND gate circuit 421a. The output signal W1PB of the NAND gate circuit 421a is supplied to the inverter circuit 422a. The signal output from the inverter circuit 422a is the signal W1P.

また、インバータ回路411aの出力CK1iNとインバータ回路415aの出力CK1oNとが、NANDゲート回路431aに供給される。このNANDゲート回路431aの出力信号W1NBが、インバータ回路432aに供給される。インバータ回路432aが出力する信号が、信号W1Nとなる。   Further, the output CK1iN of the inverter circuit 411a and the output CK1oN of the inverter circuit 415a are supplied to the NAND gate circuit 431a. The output signal W1NB of the NAND gate circuit 431a is supplied to the inverter circuit 432a. The signal output from the inverter circuit 432a is the signal W1N.

第2のクロックCK2,第3のクロックCK3,第4のクロックCK4が処理される回路は、第1のクロックCK1が処理される回路と同じ構成である。なお、図17では、第nのクロック(nは2,3,4のいずれか)を処理する回路を、符号の末尾にnを付して示す。図17及び図18では、第1のクロックCK1を処理する回路と、第nのクロックを処理する回路の2つの系を示すが、実際には4つのクロックに対応して4つの系を備える。   The circuit that processes the second clock CK2, the third clock CK3, and the fourth clock CK4 has the same configuration as the circuit that processes the first clock CK1. In FIG. 17, a circuit for processing the n-th clock (n is any one of 2, 3 and 4) is shown with n added to the end of the reference numeral. 17 and 18 show two systems of a circuit that processes the first clock CK1 and a circuit that processes the n-th clock, but actually includes four systems corresponding to the four clocks.

図18は、これらのクロックが処理された信号が供給される回路の例を示す。この図18についても、4つのクロックごとに用意される回路については、第1のクロックCK1に基づいた信号を処理する系の回路(符号の末尾にaを付けた回路)と、第nのクロックCKnに基づいた信号を処理する系の回路(符号の末尾にnを付けた回路)とを示し、一部を省略する。   FIG. 18 shows an example of a circuit to which a signal obtained by processing these clocks is supplied. In FIG. 18 as well, a circuit prepared for each of the four clocks is a system circuit (a circuit with “a” at the end of the symbol) for processing a signal based on the first clock CK1, and an nth clock. A circuit of a system for processing a signal based on CKn (a circuit with n added to the end of the reference numeral) is shown, and a part thereof is omitted.

図18の回路を説明すると、第1のクロックCK1に基づいて生成された信号W1NBが、トランジスタM401aのゲートとトランジスタM412aのゲートに供給される。また、第1のクロックCK1に基づいて生成された信号W1PBが、トランジスタM403aのゲートとトランジスタM411aのゲートに供給される。
また、第1のクロックCK1に基づいて生成された信号W1Nが、トランジスタM402aのゲートとトランジスタM416aのゲートに供給される。また、第1のクロックCK1に基づいて生成された信号W1Pが、トランジスタM404aのゲートとトランジスタM415aのゲートに供給される。
In the circuit of FIG. 18, the signal W1NB generated based on the first clock CK1 is supplied to the gate of the transistor M401a and the gate of the transistor M412a. In addition, the signal W1PB generated based on the first clock CK1 is supplied to the gate of the transistor M403a and the gate of the transistor M411a.
In addition, the signal W1N generated based on the first clock CK1 is supplied to the gate of the transistor M402a and the gate of the transistor M416a. In addition, the signal W1P generated based on the first clock CK1 is supplied to the gate of the transistor M404a and the gate of the transistor M415a.

同様に、第nのクロック(nは2,3,4のいずれか)CKnに基づいて生成された信号WnNBが、トランジスタM401nのゲートとトランジスタM412nのゲートに供給される。また、第nのクロックCKnに基づいて生成された信号WnPBが、トランジスタM403nのゲートとトランジスタM411nのゲートに供給される。
また、第nのクロックCKnに基づいて生成された信号WnNが、トランジスタM402nのゲートとトランジスタM416nのゲートに供給される。また、第nのクロックCKnに基づいて生成された信号WnPが、トランジスタM404nのゲートとトランジスタM415nのゲートに供給される。
Similarly, a signal WnNB generated based on the nth clock (n is one of 2, 3 and 4) CKn is supplied to the gate of the transistor M401n and the gate of the transistor M412n. A signal WnPB generated based on the nth clock CKn is supplied to the gate of the transistor M403n and the gate of the transistor M411n.
A signal WnN generated based on the nth clock CKn is supplied to the gate of the transistor M402n and the gate of the transistor M416n. A signal WnP generated based on the nth clock CKn is supplied to the gate of the transistor M404n and the gate of the transistor M415n.

そして、インバータ回路445の出力信号が、トランジスタM401aのソース・ドレイン間とトランジスタM402aのソース・ドレイン間の並列回路を介して、インバータ回路441の入力に供給される。同様に、インバータ回路445の出力信号が、トランジスタM403aのソース・ドレイン間とトランジスタM404aのソース・ドレイン間の並列回路を介して、インバータ回路441の入力に供給される。
同様に、インバータ回路445の出力信号が、トランジスタM401nのソース・ドレイン間とトランジスタM402nのソース・ドレイン間の並列回路を介して、インバータ回路441の入力に供給される。同様に、インバータ回路445の出力信号が、トランジスタM403nのソース・ドレイン間とトランジスタM404nのソース・ドレイン間の並列回路を介して、インバータ回路441の入力に供給される。
The output signal of the inverter circuit 445 is supplied to the input of the inverter circuit 441 through a parallel circuit between the source and drain of the transistor M401a and between the source and drain of the transistor M402a. Similarly, the output signal of the inverter circuit 445 is supplied to the input of the inverter circuit 441 through a parallel circuit between the source and drain of the transistor M403a and between the source and drain of the transistor M404a.
Similarly, the output signal of the inverter circuit 445 is supplied to the input of the inverter circuit 441 through a parallel circuit between the source and drain of the transistor M401n and between the source and drain of the transistor M402n. Similarly, the output signal of the inverter circuit 445 is supplied to the input of the inverter circuit 441 through a parallel circuit between the source and drain of the transistor M403n and between the source and drain of the transistor M404n.

インバータ回路441の出力は、NORゲート回路442を介してインバータ回路441の入力に戻す構成としてある。NORゲート回路442には、インバータ回路441の出力の他に、リセット信号RSTの入力端407に得られる信号が供給される。
このインバータ回路441とNORゲート回路442とによるループ回路で、信号を保持する記憶回路が構成される。この記憶回路は、リセット信号RSTがローレベルであるとき、インバータ回路441とNORゲート回路442とで反転を繰り返すことで、信号が保持される。そして、リセット信号RSTがハイレベルのときには、NORゲート回路442の出力が強制的にローレベルにリセットされる。
The output of the inverter circuit 441 is returned to the input of the inverter circuit 441 through the NOR gate circuit 442. In addition to the output of the inverter circuit 441, the NOR gate circuit 442 is supplied with a signal obtained at the input terminal 407 of the reset signal RST.
A loop circuit including the inverter circuit 441 and the NOR gate circuit 442 constitutes a memory circuit that holds a signal. In this memory circuit, when the reset signal RST is at a low level, the signal is held by repeating inversion between the inverter circuit 441 and the NOR gate circuit 442. When the reset signal RST is at a high level, the output of the NOR gate circuit 442 is forcibly reset to a low level.

そして、インバータ回路441の出力が、インバータ回路443を介してQ出力端405に供給される。さらに、インバータ回路443の出力が、別のインバータ回路444を介して反転Q出力端406に供給される。
また、インバータ回路443の出力が、インバータ回路445に供給される。
Then, the output of the inverter circuit 441 is supplied to the Q output terminal 405 via the inverter circuit 443. Further, the output of the inverter circuit 443 is supplied to the inverted Q output terminal 406 via another inverter circuit 444.
Further, the output of the inverter circuit 443 is supplied to the inverter circuit 445.

電源電位と接地電位部との間には、トランジスタM411a,M413,M414,M415aのソース・ドレイン間が順に接続される。トランジスタM413とトランジスタM414との接続点は、インバータ回路441の出力部に接続される。
トランジスタM411aには、並列にトランジスタM412aが接続される。さらに、トランジスタM411aには、第1のクロックCK1以外の系の信号により制御されるトランジスタM411n,M412nが並列に接続される。
Between the power supply potential and the ground potential portion, the sources and drains of the transistors M411a, M413, M414, and M415a are sequentially connected. A connection point between the transistor M413 and the transistor M414 is connected to the output portion of the inverter circuit 441.
The transistor M412a is connected in parallel to the transistor M411a. Furthermore, transistors M411n and M412n controlled by a system signal other than the first clock CK1 are connected in parallel to the transistor M411a.

トランジスタM415aには、並列にトランジスタM416aが接続される。さらに、トランジスタM415aには、第1のクロックCK1以外の系の信号により制御されるトランジスタM415n,M416nが並列に接続される。
また、インバータ回路445の出力信号が、トランジスタM413のゲートとトランジスタM414のゲートに供給される。
A transistor M416a is connected in parallel to the transistor M415a. Further, transistors M415n and M416n controlled by a system signal other than the first clock CK1 are connected in parallel to the transistor M415a.
The output signal of the inverter circuit 445 is supplied to the gate of the transistor M413 and the gate of the transistor M414.

この図17及び図18に示す回路構成とすることで、図16に示すフリップフロップ回路400が得られる。この図17及び図18に示す回路の場合にも、第1の実施の形態で説明した図4の回路と同様に、その記憶回路を構成するループの入力側と出力側で同時に書き込み動作が行われるため、低消費電力で効率よくデータを書き換えることができる。   With the circuit configuration shown in FIGS. 17 and 18, the flip-flop circuit 400 shown in FIG. 16 is obtained. In the case of the circuits shown in FIGS. 17 and 18, similarly to the circuit of FIG. 4 described in the first embodiment, the write operation is simultaneously performed on the input side and the output side of the loop constituting the memory circuit. Therefore, data can be rewritten efficiently with low power consumption.

なお、ここまで説明した各実施の形態の例で説明した具体的な回路構成は、好適な一例を示したものであり、その他の回路構成で同様の処理を行うようにしてもよい。
また、図6や図8で説明したフリップフロップ回路の適用例は、それぞれ一例を示したものであり、本発明のフリップフロップ回路をその他の回路に適用してもよい。
Note that the specific circuit configuration described in each of the embodiments described so far is a preferable example, and the same processing may be performed with other circuit configurations.
In addition, the application examples of the flip-flop circuit described with reference to FIGS. 6 and 8 are examples, and the flip-flop circuit of the present invention may be applied to other circuits.

100,200,300,400…フリップフロップ回路、101,201,301…第1のデータ入力端、102,202,302…第2のデータ入力端、103,203,303…第1のクロックイネーブル入力端、104,204,304…第2のクロックイネーブル入力端、105,205,305…第1のクロック入力端、106,206,306…第2のクロック入力端、107,207,307…Q出力端、108,208,308…反転Q出力端、109,209,309…リセット入力端、401…第1のクロック入力端、402…第2のクロック入力端、403…第3のクロック入力端、404…第4のクロック入力端、405…Q出力端、406…反転Q出力端、407…リセット入力端   100, 200, 300, 400 ... flip-flop circuit, 101, 201, 301 ... first data input terminal, 102, 202, 302 ... second data input terminal, 103, 203, 303 ... first clock enable input End, 104, 204, 304 ... second clock enable input end, 105, 205, 305 ... first clock input end, 106, 206, 306 ... second clock input end, 107, 207, 307 ... Q output End, 108, 208, 308 ... inverted Q output end, 109, 209, 309 ... reset input end, 401 ... first clock input end, 402 ... second clock input end, 403 ... third clock input end, 404 ... fourth clock input terminal, 405 ... Q output terminal, 406 ... inverted Q output terminal, 407 ... reset input terminal

Claims (5)

第1のデータが供給される第1のデータ入力端と、
前記第1のデータとは別のデータである第2のデータが供給される第2のデータ入力端と、
前記第1のデータ入力端に得られる第1のデータのサンプリングタイミングを規定する第1のクロックが供給される第1のクロック入力端と、
前記第2のデータ入力端に得られる第2のデータのサンプリングタイミングを規定する、前記第1のクロックとは別のクロックである第2のクロックが供給される第2のクロック入力端と、
前記第1のクロック入力端に得られる第1のクロックによるサンプリング動作の有効又は無効を規定する第1のクロックイネーブル信号が供給される第1のクロックイネーブル入力端と、
前記第2のクロック入力端に得られる第2のクロックによるサンプリング動作の有効又は無効を規定する第2のクロックイネーブル信号が供給される第2のクロックイネーブル入力端と、
前記第1のクロックイネーブル入力端に得られる第1のクロックイネーブル信号が有効な状態で、前記第1のクロックが所定状態に変化したとき、前記第1のデータ入力端に得られる第1のデータをサンプリングすると共に、前記第2のクロックイネーブル入力端に得られる第2のクロックイネーブル信号が有効な状態で、前記第2のクロックが所定状態に変化したとき、前記第2のデータ入力端に得られる第2のデータをサンプリングし、サンプリングしたデータを保持する記憶回路と、
前記記憶回路が保持したデータを出力する出力端とを備えた
フリップフロップ回路。
A first data input to which first data is supplied;
A second data input terminal to which second data that is different from the first data is supplied;
A first clock input terminal to which a first clock defining a sampling timing of the first data obtained at the first data input terminal is supplied;
A second clock input terminal to which a second clock that is a clock different from the first clock, which defines a sampling timing of the second data obtained at the second data input terminal, is supplied;
A first clock enable input terminal to which a first clock enable signal for specifying validity or invalidity of the sampling operation by the first clock obtained at the first clock input terminal is supplied;
A second clock enable input terminal to which a second clock enable signal for specifying validity or invalidity of the sampling operation by the second clock obtained at the second clock input terminal is supplied;
The first data obtained at the first data input terminal when the first clock enable signal obtained at the first clock enable input terminal is valid and the first clock changes to a predetermined state. When the second clock enable signal obtained at the second clock enable input terminal is valid and the second clock changes to a predetermined state, the second data enable input terminal obtains the second clock enable input terminal. A storage circuit that samples the second data and holds the sampled data;
A flip-flop circuit comprising: an output terminal for outputting data held by the memory circuit.
前記記憶回路は、前記第1のクロックがローレベルからハイレベルに変化したタイミングで前記第1のデータをサンプリングすると共に、前記第2のクロックがローレベルからハイレベルに変化したタイミングで前記第2のデータをサンプリングする
請求項1に記載のフリップフロップ回路。
The memory circuit samples the first data at a timing when the first clock changes from a low level to a high level, and at the timing when the second clock changes from a low level to a high level. The flip-flop circuit according to claim 1, wherein the data is sampled.
前記記憶回路は、さらに、前記第1のクロックがハイレベルからローレベルに変化したタイミングで前記第1のデータをサンプリングすると共に、前記第2のクロックがハイレベルからローレベルに変化したタイミングで前記第2のデータをサンプリングする
請求項2に記載のフリップフロップ回路。
The memory circuit further samples the first data at a timing when the first clock changes from a high level to a low level, and at a timing when the second clock changes from a high level to a low level. The flip-flop circuit according to claim 2, wherein the second data is sampled.
前記記憶回路は、さらに、前記第2のクロックがハイレベルからローレベルに変化したタイミングで前記第2のデータをサンプリングする
請求項2に記載のフリップフロップ回路。
3. The flip-flop circuit according to claim 2, wherein the storage circuit further samples the second data at a timing when the second clock changes from a high level to a low level.
前記第1のクロックイネーブル信号として、受信データのヘッダ期間を示す信号とし、前記第2のクロックイネーブル信号として、受信データのテイル期間を示す信号とし、
前記第1のクロック入力端と前記第2のクロック入力端に、共通のクロックを供給するようにして、前記記憶回路が受信データのヘッダ期間とテイル期間のサンプリングを行うようにした
請求項3に記載のフリップフロップ回路。
As the first clock enable signal, a signal indicating a header period of received data, and as the second clock enable signal, a signal indicating a tail period of received data,
The common clock is supplied to the first clock input terminal and the second clock input terminal so that the storage circuit performs sampling of a header period and a tail period of received data. The flip-flop circuit described.
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