JPH05110387A - Latch circuit - Google Patents

Latch circuit

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JPH05110387A
JPH05110387A JP3265807A JP26580791A JPH05110387A JP H05110387 A JPH05110387 A JP H05110387A JP 3265807 A JP3265807 A JP 3265807A JP 26580791 A JP26580791 A JP 26580791A JP H05110387 A JPH05110387 A JP H05110387A
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寿男 磯野
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Abstract

PURPOSE:To avoid a danger such as data destruction in a circuit including serial connection and parallel connection without increasing a delay time. CONSTITUTION:A delay signal generating circuit 2 receives an external control signal phi1 from an external control input terminal G to output control delay signals phi1-phi3 and switch control signals s1, s2. A control signal switch circuit 3 outputs switch output gate signals phiA, phiB from switch pairs SW1, SW2. Since the H level period of the switch output gate signal phiB includes periods before and after the H level period of the gate signal phiA, both gate signals phiA, phiB are not in L level simultaneously for a transition period from a latch period till a data-through period, either of transfer gates TGD, TGF is always cut off without fail and no data destruction due to occurrence in a level fluctuation for the transition period is not caused.

Description

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

【0001】[0001]

【産業上の利用分野】本発明はラッチ回路に関し、特に
CMOS半導体集積回路におけるラッチ回路に関する。
BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to a latch circuit, and more particularly to a latch circuit in a CMOS semiconductor integrated circuit.

【0002】[0002]

【従来の技術】CMOS半導体集積回路における従来の
ラッチ回路の一例を図5(a)に示す。データインバー
タIDおよび帰還インバータIFは外部データ入力端子
Dから入力するデータ信号を外部データ出力端子Qから
出力および保持し、データトランスファゲートTGDお
よび帰還トランスファゲートTGFはP型MOSトラン
ジスタとN型MOSトランジスタのCMOSトランジス
タにより構成される。コントロール信号発生回路5bは
外部制御信号入力端子Gからの制御信号φ1により図5
(b)に示すように互いに逆相の関係にあるコントロー
ル遅延信号φ2,φ3を生成するためのインバータI
1,I2を有する。
2. Description of the Related Art An example of a conventional latch circuit in a CMOS semiconductor integrated circuit is shown in FIG. The data inverter ID and the feedback inverter IF output and hold the data signal input from the external data input terminal D from the external data output terminal Q, and the data transfer gate TGD and the feedback transfer gate TGF are P-type MOS transistors and N-type MOS transistors. It is composed of CMOS transistors. The control signal generation circuit 5b receives the control signal φ1 from the external control signal input terminal G as shown in FIG.
As shown in (b), an inverter I for generating control delay signals .phi.2 and .phi.3 which are in opposite phase to each other.
1 and I2.

【0003】コントロール遅延信号φ2,φ3は回路的
に逆相の関係にあるものの、インバータ回路の一段分の
遅延時間Tdを有するので、ある期間内は信号φ2,φ
3が同一レベルに重なる状態がある。すなわち、遅延信
号φ2,φ3がともに“L”レベルである期間T1は両
トランスファゲートTDG,TDFのP型MOSトラン
ジスタが、また信号φ2,φ3がともに“H”レベルで
ある期間T2はN型MOSトランジスタがそれぞれ動作
しトランスファゲートTDG,TDGをオンする動作を
してしまう。従来、このような期間T1,T2を最小限
に抑えるためにコントロール信号発生回路5bのインバ
ータI1,I2のドライブ能力を上げたり、両トランス
ファゲートTGD,TGFのゲートへの寄生配線容量を
極力抑えるなどの工夫がされていた。
Although the control delay signals φ2 and φ3 are in the opposite phase relationship in terms of the circuit, they have the delay time Td of one stage of the inverter circuit, and therefore the signals φ2 and φ3 are within a certain period.
There is a state where 3 overlaps on the same level. That is, during the period T1 in which both the delay signals φ2 and φ3 are at “L” level, the P-type MOS transistors of both transfer gates TDG and TDF are used. The transistors operate to turn on the transfer gates TDG and TDG. Conventionally, in order to minimize such periods T1 and T2, the drive capability of the inverters I1 and I2 of the control signal generation circuit 5b is increased, and the parasitic wiring capacitance to the gates of both transfer gates TGD and TGF is suppressed as much as possible. Was devised.

【0004】図6(a)は図5(a)のラッチ回路を使
用した応用回路のブロック図である。信号線10はラッ
チ回路6の外部データ出力端子Qと後段のラッチ回路
7,8の外部データ入力端子Dとを接続しコントロール
信号線11はラッチ回路7,8に共通の制御信号S11
を入力する。
FIG. 6A is a block diagram of an application circuit using the latch circuit of FIG. 5A. The signal line 10 connects the external data output terminal Q of the latch circuit 6 and the external data input terminal D of the subsequent latch circuits 7 and 8, and the control signal line 11 is a control signal S11 common to the latch circuits 7 and 8.
Enter.

【0005】ここで、ラッチ回路6はラッチ状態で
“H”レベルを出力しているものとし、ラッチ回路7,
8がラッチ状態で“H”レベルを出力している状態から
データスルーの状態へ変化する期間TAを考える。図6
(b)の信号S10とS11の波形を用いて説明する。
Here, it is assumed that the latch circuit 6 outputs the "H" level in the latched state,
Consider a period TA during which the state in which 8 is in the latched state and outputs "H" level changes to the state of data through. Figure 6
This will be described using the waveforms of the signals S10 and S11 in (b).

【0006】期間TAは図5(b)の期間T1に相当す
る時間で、その期間TAでは上述のようにラッチ回路
7,8内の2つのトランスファゲートTGD,TGFは
P型MOSトランジスタの作用で閉じた状態にある。従
って期間TAではラッチ回路6の“H”レベルの出力と
ラッチ回路7,8内の“L”レベルのインバータ出力と
がぶつかり合う形になり、信号S10は両者の出力イン
ピーダンスとトランスファーゲートのオン抵抗の分圧比
で決まる電位点Pまで急激に下がることになる。その後
データスルーに入りスイッチ回路の切り替えが完遂する
とともに再び“H”レベルに戻ってくる。
The period TA is a period corresponding to the period T1 of FIG. 5B, and in the period TA, the two transfer gates TGD and TGF in the latch circuits 7 and 8 are operated by the P-type MOS transistor as described above. It is in a closed state. Therefore, in the period TA, the "H" level output of the latch circuit 6 and the "L" level inverter outputs in the latch circuits 7 and 8 collide with each other, and the signal S10 is output impedance of both and the on resistance of the transfer gate. The potential drops sharply to the potential point P determined by the partial pressure ratio. After that, data through is entered and switching of the switch circuit is completed, and the level returns to "H" level again.

【0007】[0007]

【発明が解決しようとする課題】上述の従来のラッチ回
路は、近年の微細加工技術の向上によってスピード特性
の大幅に向上したCMOS素子を用いるようになって次
のような問題が発生するようになってきた。図6(b)
に示した信号S10の期間TAにおける一瞬のレベル変
動波形にスピード特性、言いかえると帯域幅及びゲイン
の向上したラッチ回路6内のインバータが反応してしま
い、その結果ラッチ状態が遷移してしまうのである。す
ると信号S10は図6(b)の点線のように下ったまま
になって、元に戻らなくなりラッチデータの破壊とな
る。
The conventional latch circuit described above uses a CMOS device having significantly improved speed characteristics due to recent improvements in microfabrication technology, and the following problems occur. It's coming. Figure 6 (b)
Since the inverter in the latch circuit 6 having improved speed characteristics, in other words, improved bandwidth and gain reacts to the instantaneous level fluctuation waveform in the period TA of the signal S10 shown in FIG. is there. Then, the signal S10 remains lowered as indicated by the dotted line in FIG. 6 (b) and cannot be restored to its original state, resulting in destruction of the latch data.

【0008】このような不具合を抑えるべく、従来はト
ランスファゲートをドライブするインバータのドライブ
能力を上げていたが、完全に2つのトランスファゲート
が同時に閉じる期間を無くすことはできない上、スピー
ド特性の向上したMOSトランジスタ素子に対して必ず
しも効果が上がらなくなってきた。
In order to suppress such a problem, the drive capability of the inverter for driving the transfer gate has been conventionally increased, but it is not possible to completely eliminate the period in which two transfer gates are simultaneously closed, and the speed characteristic is improved. The effect has not necessarily been improved for MOS transistor elements.

【0009】また、信号線10にバッファ回路を挿入
し、期間TAでのレベル変動がラッチ回路6に伝わらな
いようにする手段もあるが、その場合は遅延時間の増大
につながるという問題があった。
There is also a means of inserting a buffer circuit in the signal line 10 so that the level fluctuation during the period TA is not transmitted to the latch circuit 6, but in that case, there is a problem that the delay time is increased. ..

【0010】[0010]

【課題を解決するための手段】本発明のラッチ回路は、
外部制御信号入力端子から外部の制御信号を入力してカ
スケードに接続された複数のインバータを介して順次に
位相が異なる複数のコントロール遅延信号と、さらに遅
延回路およびインバータを介して一対のスイッチ制御信
号を出力する遅延信号発生回路と、二対の入力端に前記
コントロール遅延信号を、また互いに逆方向のゲート端
のそれぞれに前記スイッチ制御信号を入力するCMOS
トランジスタのトランスファゲートの二つのスイッチ対
を有し、該二つのスイッチ対から一対のスイッチ出力ゲ
ート信号を出力するコントロール信号スイッチ回路と、
データ入力端が外部データ入力端子に接続され、データ
出力端が論理回路を介して外部データ出力端子に接続さ
れ、正方向ゲート端に逆方向のコントロール遅延信号
を、また該コントロール遅延信号の低レベル期間の内側
に対応してパルス幅の短い前記スイッチ出力ゲート信号
を逆方向ゲート端に、それぞれ入力するCMOSトラン
ジスタのデータトランスファゲートと、データ入力端が
帰還論理回路を介して前記外部データ出力端子に接続さ
れ、データ出力端が前記データトランスファーゲートの
データ出力端に接続され、正方向ゲート端が前記低レベ
ル期間の前後にパルス幅の長い前記スイッチ出力ゲート
信号を入力し、また逆方向ゲート端が前記逆方向のコン
トロール遅延信号を入力するCMOSトランジスタの帰
還トランスファーゲートとを有するデータスイッチ回路
とを含んで構成されている。
The latch circuit of the present invention comprises:
An external control signal is input from an external control signal input terminal, a plurality of control delay signals having different phases sequentially through a plurality of inverters connected in cascade, and a pair of switch control signals via a delay circuit and an inverter. And a CMOS for inputting the control delay signal to two pairs of input terminals and the switch control signal to each of gate terminals in opposite directions.
A control signal switch circuit which has two switch pairs of a transfer gate of a transistor and outputs a pair of switch output gate signals from the two switch pairs;
The data input terminal is connected to the external data input terminal, the data output terminal is connected to the external data output terminal through the logic circuit, and the control delay signal in the reverse direction is applied to the positive direction gate terminal and the low level of the control delay signal. The switch output gate signal having a short pulse width corresponding to the inside of the period is input to the reverse direction gate end, the data transfer gate of the CMOS transistor to be input respectively, and the data input end to the external data output terminal via the feedback logic circuit. Connected, the data output terminal is connected to the data output terminal of the data transfer gate, the positive direction gate terminal inputs the switch output gate signal having a long pulse width before and after the low level period, and the reverse direction gate terminal Feedback transfer of CMOS transistor for inputting the control delay signal in the reverse direction It is configured to include a data switch circuit having a preparative.

【0011】また本発明のラッチ回路は、外部制御信号
入力端子から外部の制御信号を入力してカスケードに接
続された複数のインバータを介して順次に位相が異なる
複数のコントロール遅延信号と、さらに遅延回路および
インバータを介して一対のスイッチ制御信号を出力する
遅延信号発生回路と、四対の入力端および互いに逆方向
のゲート端のそれぞれに前記コントロール遅延信号を入
力するCMOSトランジスタのトランスファゲートの四
つのスイッチ対を有し、該四つのスイッチ対から出力ゲ
ート信号を出力するコントロール信号スイッチ回路と、
データ入力端が外部データ入力端子に接続され、データ
出力端が論理回路を介して外部データ出力端子に接続さ
れ、逆方向ゲート端に正方向パルスの短かい前記スイッ
チ出力ゲート信号を入力するデータトランスファゲート
と、データ入力端が帰還論理回路を介して前記外部デー
タ出力端子に接続され、データ出力端が前記データトラ
ンスファーゲートのデータ出力端に接続され、正方向ゲ
ート端に正方向パルス幅の長い前記スイッチ出力ゲート
信号を入力するCMOSトランジスタの帰還トランスフ
ァゲートとを有するデータスイッチ回路とを含んで構成
されている。
Further, the latch circuit of the present invention receives the external control signal from the external control signal input terminal, and outputs a plurality of control delay signals having different phases sequentially through a plurality of inverters connected in cascade, and further delays the control delay signals. Four delay signal generation circuits for outputting a pair of switch control signals via a circuit and an inverter, and four transfer gates of a CMOS transistor for inputting the control delay signal to each of four pairs of input terminals and gate terminals in opposite directions. A control signal switch circuit having a switch pair and outputting an output gate signal from the four switch pairs;
A data transfer in which a data input terminal is connected to an external data input terminal, a data output terminal is connected to an external data output terminal through a logic circuit, and a switch gate signal having a short forward pulse is input to a reverse gate terminal. A gate and a data input terminal are connected to the external data output terminal via a feedback logic circuit, a data output terminal is connected to a data output terminal of the data transfer gate, and a positive direction pulse end has a long positive pulse width. And a data switch circuit having a feedback transfer gate of a CMOS transistor for inputting a switch output gate signal.

【0012】[0012]

【実施例】次に図面を参照して本発明の実施例について
説明する。図1は本発明の第1の実施例を示す回路図で
ある。本実施例のラッチ回路は、図5(a)に示した従
来のデータスイッチ回路4とは同一で、その各ゲート信
号を出力するコントロール信号発生回路5bが遅延信号
発生回路2とコントロール信号スイッチ回路3を有する
コントロール信号発生回路5に置換されたものである。
Embodiments of the present invention will now be described with reference to the drawings. FIG. 1 is a circuit diagram showing a first embodiment of the present invention. The latch circuit of this embodiment is the same as the conventional data switch circuit 4 shown in FIG. 5A, and a control signal generation circuit 5b for outputting each gate signal thereof has a delay signal generation circuit 2 and a control signal switch circuit. 3 is replaced with the control signal generating circuit 5 having the number 3.

【0013】遅延信号発生回路2は、外部制御信号入力
端子Gから外部の制御信号φ1を入力してカスケードに
接続されたインバータI1,I2を介して順次に位相が
異なるコントロール遅延信号φ1〜φ3とさらに遅延回
路DLおよびインバータI4,I5を介して一対のスイ
ッチ制御信号s1,s2を出力する。
The delay signal generating circuit 2 receives the external control signal φ1 from the external control signal input terminal G and outputs the control delay signals φ1 to φ3 having different phases sequentially through the inverters I1 and I2 connected in cascade. Further, a pair of switch control signals s1 and s2 are output via the delay circuit DL and the inverters I4 and I5.

【0014】コントロール信号スイッチ回路3は、二対
の入力端N1,N2にコントロール遅延信号φ1,φ3
を、また互いに逆方向のPゲートPG、NゲートNGの
それぞれにスイッチ制御信号s1,s2を入力するCM
OSトランジスタのトランスファゲートTg1,Tg2
とTg3,Tg4の二つのスイッチ対SW1,SW2を
有し、これらスイッチ対SW1,SW2からスイッチ出
力ゲート信号φA,φBを出力する。
The control signal switch circuit 3 has control delay signals φ1 and φ3 at two pairs of input terminals N1 and N2.
And the CM for inputting the switch control signals s1 and s2 to the P gate PG and the N gate NG in the opposite directions, respectively.
Transfer gates Tg1 and Tg2 of the OS transistor
And Tg3 and Tg4 have two switch pairs SW1 and SW2, and switch output gate signals φA and φB are output from these switch pairs SW1 and SW2.

【0015】データスイッチ回路4は、データ入力端が
外部データ入力端子Dに接続され、データ出力端NOが
データインバータIDを介して外部データ出力端子Qに
接続され、図2に示すようにPゲートPGに逆方向のコ
ントロール遅延信号φ2を、またその信号φ2の“L”
レベル期間T4の内側に対応してパルス幅の短い方のス
イッチ出力ゲート信号φAをNゲートNGにそれぞれ入
力するCMOSトランジスタのデータトランスファゲー
トTGDと、データ入力端が期間インバータIFを介し
て外部データ出力端子Qに接続され、データ出力端がデ
ータ出力端NOに接続され、PゲートPGがパルス幅の
長い期間(T2〜T6)のスイッチ出力ゲート信号φB
を入力し、またNゲートNGが逆方向のコントロール遅
延信号φ2を入力する帰還トランスファゲートTGFと
を有する。
In the data switch circuit 4, the data input terminal is connected to the external data input terminal D, the data output terminal NO is connected to the external data output terminal Q via the data inverter ID, and the P gate is shown in FIG. Control delay signal φ2 in the opposite direction to PG and “L” of that signal φ2
The data transfer gate TGD of the CMOS transistor for inputting the switch output gate signal φA having the shorter pulse width to the N gate NG corresponding to the inside of the level period T4, and the data input end outputs the external data via the period inverter IF. The switch output gate signal φB is connected to the terminal Q, the data output terminal is connected to the data output terminal NO, and the P gate PG has a long pulse width (T2 to T6).
And a feedback transfer gate TGF to which the N gate NG inputs the control delay signal φ2 in the reverse direction.

【0016】次に図2の各信号のタイミング図を用いて
回路の動作を説明する。まず、コントロール遅延信号φ
1,φ3が“L”レベル、遅延信号φ2が“H”レベル
である期間T1においては、スイッチ制御信号s1,s
2はそれぞれ“H”レベルおよび“L”レベルなので、
コントロール信号スイッチ回路3のトランスファゲート
Tg2,Tg4はオンし、トランスファゲートTg1,
Tg3はオフする。
Next, the operation of the circuit will be described with reference to the timing chart of each signal in FIG. First, the control delay signal φ
1 and φ3 are at “L” level and the delay signal φ2 is at “H” level during the period T1, the switch control signals s1 and s
2 is "H" level and "L" level respectively,
The transfer gates Tg2, Tg4 of the control signal switch circuit 3 are turned on, and the transfer gates Tg1, Tg1,
Tg3 turns off.

【0017】よって信号φ1はデータスイッチ回路4の
帰還トランスファゲートTGFのPゲートPGに、また
遅延信号φ3はデータトランスファゲートTGD5のN
ゲートNGに入力される。従ってスイッチ出力ゲート信
号φA,φBは“L”レベルでかつ遅延信号φ2は
“H”レベルなのでトランスファゲートTGDはオフ
し、トランスファゲートTGFはオンして外部データ入
力端子Dからのデータ信号はラッチされる。
Therefore, the signal φ1 is applied to the P gate PG of the feedback transfer gate TGF of the data switch circuit 4, and the delayed signal φ3 is applied to the N gate of the data transfer gate TGD5.
It is input to the gate NG. Therefore, since the switch output gate signals φA and φB are at “L” level and the delay signal φ2 is at “H” level, the transfer gate TGD is turned off, the transfer gate TGF is turned on, and the data signal from the external data input terminal D is latched. It

【0018】次に期間T2はそのラッチ状態から期間T
4のデータスルー状態へ遷移すべくコントロール遅延信
号φ1が立上った時点t1直後であり、この期間におい
ては信号φ2はインバータI1による遅延のためまだ
“H”レベルの状態にあり、遅延信号φ3も遅延信号φ
2が“H”レベルなので“L”レベルのままである。
Next, the period T2 is the period T from the latched state.
Immediately after the time t1 when the control delay signal φ1 rises to transition to the data through state of No. 4, the signal φ2 is still at the “H” level due to the delay due to the inverter I1 during this period, and the delay signal φ3 Delay signal φ
Since 2 is at "H" level, it remains at "L" level.

【0019】一方、トランスファゲートTGDのNゲー
トNGへのコントロール遅延信号φ3の入力およびトラ
ンスファゲートTGFのPゲートPGへの信号φ1の入
力は期間T1のままなので、出力ゲート信号φBは信号
φ1の立上り時点t1と同時に立上り、出力ゲート信号
φAは“L”レベルとなる。ここでコントロール遅延信
号φ2は“H”レベルなので、帰還トランスファーゲー
トTGFのCMOSトランジスタのN型MOSトランジ
スタ以外はカットオフしている。
On the other hand, since the input of the control delay signal φ3 to the N gate NG of the transfer gate TGD and the input of the signal φ1 to the P gate PG of the transfer gate TGF remain for the period T1, the output gate signal φB rises to the signal φ1. At the same time as the time point t1, it rises and the output gate signal .phi.A becomes "L" level. Here, since the control delay signal φ2 is at the “H” level, the feedback transfer gate TGF is cut off except for the N-type MOS transistor of the CMOS transistor.

【0020】次に期間T3は、信号φ1の立上り時点t
1を受けて信号φ2がインバータの遅延時間Td後の時
点t2で立下った直後で、この期間T2においては、信
号φ3はインバータI2による遅延のためまだ“L”レ
ベルの状態にある。一方、データスイッチ回路4への信
号φ3,φ1の入力は変わらないので、スイッチ出力ゲ
ート信号φBは“H”レベル、ゲート信号φAは“L”
レベルとなる。ここでコントロール遅延信号φ2は
“L”レベルなので、トランスファゲートTGD,TG
FのCMOSトランジスタのP型MOSトランジスタ以
外はカットオフしている。
Next, in the period T3, the rising time t of the signal φ1
Immediately after receiving the 1 and the signal φ2 falls at the time point t2 after the delay time Td of the inverter, the signal φ3 is still at the “L” level during the period T2 due to the delay due to the inverter I2. On the other hand, since the inputs of the signals φ3 and φ1 to the data switch circuit 4 are not changed, the switch output gate signal φB is “H” level and the gate signal φA is “L”.
It becomes a level. Since the control delay signal φ2 is at "L" level here, the transfer gates TGD, TG
The F-type CMOS transistors other than the P-type MOS transistors are cut off.

【0021】そして、信号φ2の立下りを受けて遅延信
号φ3が時点t3で立上る期間T4においては、信号φ
1は“H”レベル、信号φ2は“L”レベルの状態にあ
る。一方、データスイッチ回路4へ入力する信号φ3お
よびφ1のレベルは変わらないので、ゲート信号φBお
よび時点t3で立上るゲート信号φAも共に“H”レベ
ルであり、信号φ2は“L”レベルなのでデータトラン
スファゲートTGDはオンし帰還トランスファゲートT
GFはオフしてこの期間T4はデータスルー状態とな
る。
Then, during the period T4 in which the delay signal φ3 rises at the time t3 in response to the fall of the signal φ2, the signal φ
1 is at "H" level, and the signal φ2 is at "L" level. On the other hand, since the levels of the signals φ3 and φ1 input to the data switch circuit 4 do not change, the gate signal φB and the gate signal φA rising at the time point t3 are both at the “H” level, and the signal φ2 is at the “L” level. The transfer gate TGD turns on and the feedback transfer gate T
The GF is turned off, and the data through state is set in this period T4.

【0022】そして、この期間T4の間に、コントロー
ル遅延信号φ3の立上り時点t3を受けて遅延回路DL
とインバータI4の遅延量Tdiだけ遅れた時点t5の
スイッチ制御信号s1の立下りと、その信号s1の立下
りを受けてインバータI5の遅延量だけ遅れた時点t6
のスイッチ制御信号s2の立上りによって、トランスフ
ァゲートTg1,Tg3はオンしトランスファゲートT
g2,Tg4はオフする。この時、スイッチ制御信号s
1,s2が共に“L”レベルとなる期間時点t5〜t6
間に生じてトランスファゲートTg1〜Tg4は全てオ
ンするが、出力ゲート信号φAとφBは等電位なので、
トランスファゲートTGD,TGFへの影響はまったく
ない。
During this period T4, the delay circuit DL receives the rising time t3 of the control delay signal φ3.
And the fall of the switch control signal s1 at time t5 delayed by the delay amount Tdi of the inverter I4, and the time t6 delayed by the delay amount of the inverter I5 in response to the fall of the signal s1.
The transfer gates Tg1 and Tg3 are turned on by the rise of the switch control signal s2 of
g2 and Tg4 are turned off. At this time, the switch control signal s
Periods t5 to t6 when both 1 and s2 are at "L" level
All of the transfer gates Tg1 to Tg4 are turned on in the meantime, but since the output gate signals φA and φB have the same potential,
There is no effect on the transfer gates TGD and TGF.

【0023】次に期間T5は、データスルー状態からラ
ッチ状態へ遷移するべく遅延信号φ1が立下がった時点
t7の直後であり、それがゲート信号φAの立下りとな
るので出力ゲート信号φAは“L”レベル、ゲート信号
φBは“H”レベルで、かつコントロール遅延信号φ2
が“L”レベルなのでトランスファーゲートTGD,T
GFのCMOSトランジスタの中で、データトランスフ
ァゲートTGDのP型MOSトランジスタ以外はカット
オフしている。
Next, the period T5 is immediately after the time t7 when the delay signal φ1 falls to transition from the data through state to the latch state, which is the trailing edge of the gate signal φA, so that the output gate signal φA is " L "level, gate signal φB is at" H "level, and control delay signal φ2
Is at "L" level, transfer gates TGD, T
Of the CMOS transistors of GF, all but the P-type MOS transistor of the data transfer gate TGD are cut off.

【0024】次に期間T6は遅延信号φ1の立下り時点
t7を受けて遅延信号φ2が時点t8で立上った直後
で、従ってゲート信号φAは“L”レベル、ゲート信号
φBは“H”レベルで、かつ信号φ2は“H”レベルな
ので、トランスファゲートTGD,TGFのCMOSト
ランジスタの中で帰還トランスファゲートTGFのN型
MOSトランジスタ以外はカットオフしている。
Next, in the period T6, immediately after the falling time t7 of the delay signal φ1 and the delay signal φ2 rising at the time t8, the gate signal φA is at the "L" level and the gate signal φB is at the "H" level. At the level and since the signal φ2 is at the "H" level, all the CMOS transistors of the transfer gates TGD and TGF are cut off except the N-type MOS transistor of the feedback transfer gate TGF.

【0025】最後に期間T7はラッチ状態となり、コン
トロール遅延信号φ3の立下り時点t9に同期してスイ
ッチ出力ゲート信号φBも立下がる。従ってゲート信号
φA,φBは“L”レベル、遅延信号φ2は“H”レベ
ルなのでデータトランスファゲートTGDはオフ、帰還
トランスファゲートTGFはオンである。
Finally, during the period T7, the latch state is set, and the switch output gate signal φB also falls in synchronization with the falling time t9 of the control delay signal φ3. Therefore, since the gate signals φA and φB are at “L” level and the delay signal φ2 is at “H” level, the data transfer gate TGD is off and the feedback transfer gate TGF is on.

【0026】これらのタイミングによって図2に示すよ
うにスイッチ出力ゲート信号φBの“H”レベル期間
(T2〜T6)はゲート信号φAの“H”レベル期間T
4の前後を含んでいるので、ラッチ期間T1からデータ
スルー期間T4までの間の遷移期間T2,T3およびT
5,T6で両ゲート信号φA,φBが同時に“L”レベ
ルに重ならない。
At these timings, as shown in FIG. 2, the "H" level period (T2 to T6) of the switch output gate signal φB is "H" level period T of the gate signal φA.
4 before and after 4, the transition periods T2, T3 and T from the latch period T1 to the data through period T4 are included.
At 5 and T6, both gate signals φA and φB do not simultaneously overlap with the “L” level.

【0027】従ってこのような期間T1から期間T7の
動作によってデータスイッチ回路4のトランスファゲー
トTGD,TGFはラッチ状態からデータスルー状態、
あるいはデータスルー状態からラッチ状態への遷移時に
どちらか一方は必ずCMOSトランジスタのP型MOS
トランジスタ,N型MOSトランジスタともにカットオ
フしているため、前述された従来のラッチ回路がデータ
スルーに変化する期間TAにレベル変動が生じてデータ
破壊を起すという問題は起さない。しかも制御入力端子
Gからのコントロール信号φ1と遅延信号φ3はコント
ロール信号スイッチ回路3のみを通って両トランスファ
ゲートTGD,TGFのゲートPG,NGに接続されて
いるので遅延時間の増加は寄生容量によるものだけにな
り、セットアップタイムおよびホールドタイムは従来の
回路とほとんど変わらない。
Therefore, the transfer gates TGD and TGF of the data switch circuit 4 are changed from the latched state to the data through state by the operation from the period T1 to the period T7.
Alternatively, at the time of transition from the data through state to the latch state, one of them must be a P-type MOS transistor of a CMOS transistor.
Since both the transistor and the N-type MOS transistor are cut off, there is no problem that the above-mentioned conventional latch circuit causes a level change in the period TA during which the data is changed to the data through to cause data destruction. Moreover, since the control signal φ1 and the delay signal φ3 from the control input terminal G pass through only the control signal switch circuit 3 and are connected to the gates PG and NG of both transfer gates TGD and TGF, the increase of the delay time is due to the parasitic capacitance. The setup time and hold time are almost the same as the conventional circuit.

【0028】図3は本発明の第2の実施例の回路図であ
る。本実施例のラッチ回路の遅延信号発生回路2aは、
外部制御信号入力端子Gから外部の制御信号φ1を入力
してカスケードに接続されたインバータI1〜I3を介
して順次に位相が異なるコントロール遅延信号φ1〜φ
4とさらに遅延回路DLおよびインバータI4,I5を
介して一対のスイッチ制御信号s1,s2を出力する。
FIG. 3 is a circuit diagram of the second embodiment of the present invention. The delay signal generation circuit 2a of the latch circuit of this embodiment is
An external control signal φ1 is input from an external control signal input terminal G, and control delay signals φ1 to φ sequentially differ in phase via inverters I1 to I3 connected in a cascade.
4 and the delay circuit DL and the inverters I4 and I5 to output a pair of switch control signals s1 and s2.

【0029】コントロール信号スイッチ回路3aは、四
対の入力端N1〜N4およびPゲートPN,NゲートN
Gのそれぞれにコントロール遅延信号φ1〜φ4および
スイッチ制御信号s1,s2を入力するCMOSトラン
ジスタのトランスファゲートTg1,Tg2〜Tg7,
Tg8の四つのスイッチ対SW1〜SW4を有し、それ
らのスイッチ対から出力ゲート信号φA〜φDを出力す
る。また、データスイッチ回路4は図1に示した第1の
実施例の回路と同一構成である。
The control signal switch circuit 3a includes four pairs of input terminals N1 to N4 and P gates PN and N gates N.
Transfer gates Tg1, Tg2 to Tg7 of CMOS transistors, which input the control delay signals φ1 to φ4 and the switch control signals s1 and s2 to G, respectively.
It has four switch pairs SW1 to SW4 of Tg8, and outputs the output gate signals φA to φD from these switch pairs. The data switch circuit 4 has the same structure as the circuit of the first embodiment shown in FIG.

【0030】データスイッチ回路4のデータトランスフ
ァゲートTGDのPゲートPG,NゲートNGにはそれ
ぞれ図4に示すスイッチ出力ゲート信号φC,φAが、
また帰還トランスファゲートTGFのPゲートPG,ゲ
ートNGにはスイッチ出力ゲート信号φB,φDが印加
される。ここでスイッチ出力ゲート信号φAは第1の実
施例の動作と同様に十分に遅延されたスイッチ制御信号
s1,s2に駆動されるSW1〜SW2の切換により、
コントロール遅延信号φ3の立ち上り時点t3とコント
ロール遅延信号φ1の立下り時点φ7を有し、“H”レ
ベルが期間T5よりもやや進んだ位相でパルス幅(T4
+T5)の短い波形である。
The switch output gate signals φC and φA shown in FIG. 4 are supplied to the P gate PG and N gate NG of the data transfer gate TGD of the data switch circuit 4, respectively.
The switch output gate signals φB and φD are applied to the P gate PG and the gate NG of the feedback transfer gate TGF. Here, the switch output gate signal φA is switched by SW1 to SW2 driven by the switch control signals s1 and s2 which are sufficiently delayed as in the operation of the first embodiment.
There is a rising time point t3 of the control delay signal φ3 and a falling time point φ7 of the control delay signal φ1, and the pulse width (T4) is at a phase where the “H” level is slightly ahead of the period T5.
+ T5) is a short waveform.

【0031】スイッチ出力ゲート信号φBの立ち上りと
立ち下りは逆にそれぞれ遅延信号φ1とφ3に同期する
ので、期間(T4+T5)の前に(T2+T3)、後に
(T6+T7)を加えたパルス幅(T2〜T7)の長い
波形となる。
Since the rising and falling edges of the switch output gate signal φB are synchronized with the delay signals φ1 and φ3, respectively, the pulse width (T2 + T3) before (T2 + T3) and (T6 + T7) after the period (T4 + T5) is added. It becomes a long waveform of T7).

【0032】同様にして信号φA,φBとは逆方向のス
イッチ出力ゲート信号φCとφDは、遅延信号φ3とφ
4からそれぞれ短いパルス幅(T5+T6),長いパル
ス幅(T3〜T8)を有しているので、第1の実施例と
同様な効果が得られる。
Similarly, the switch output gate signals φC and φD in the opposite directions to the signals φA and φB are delayed signals φ3 and φ.
4 has a short pulse width (T5 + T6) and a long pulse width (T3 to T8), the same effect as that of the first embodiment can be obtained.

【0033】[0033]

【発明の効果】以上説明したように、本発明のラッチ回
路はシリアル接続やパラレル接続を含んだ回路における
データ破壊という危険を取り除き、かつラッチ回路のデ
ィレイタイム,セットアップタイム,ホールドタイムと
いった諸特性も従来のラッチ回路と同等である。
As described above, the latch circuit of the present invention eliminates the risk of data destruction in a circuit including serial connection and parallel connection, and has various characteristics such as delay time, setup time, and hold time of the latch circuit. It is equivalent to a conventional latch circuit.

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

【図1】本発明の第1の実施例の回路図である。FIG. 1 is a circuit diagram of a first embodiment of the present invention.

【図2】図1の回路の動作を説明するための各信号のタ
イミング図である。
FIG. 2 is a timing chart of each signal for explaining the operation of the circuit of FIG.

【図3】本発明の第2の実施例の回路図である。FIG. 3 is a circuit diagram of a second embodiment of the present invention.

【図4】図3の回路の動作を説明するための各信号のタ
イミング図である。
FIG. 4 is a timing diagram of signals for explaining the operation of the circuit of FIG.

【図5】(a),(b)はそれぞれ従来のラッチ回路の
一例の回路図およびその動作を説明するための各信号の
タイミング図である。
5A and 5B are a circuit diagram of an example of a conventional latch circuit and a timing diagram of respective signals for explaining the operation thereof.

【図6】(a),(b)はそれぞれ図5のラッチ回路を
使用した回路の一例のブロック図およびその動作を説明
するための各信号の波形図である。
6A and 6B are a block diagram of an example of a circuit using the latch circuit of FIG. 5 and a waveform diagram of each signal for explaining the operation thereof.

【符号の説明】[Explanation of symbols]

1,1a ラッチ回路 2,2a 遅延信号発生回路 3,3a コントロール信号スイッチ回路 4 データスイッチ回路 5,5a コントロール信号発生回路 D 外部データ入力端子 DL 遅延回路 G 外部制御信号入力端子 ID データインバータ IF 帰還インバータ I1〜I5 インバータ NG Nゲート Q 外部データ出力端子 PG Pゲート TGD データトランスファゲート TGF 帰還トランスファゲート Tg1〜Tg8 トランスファゲート φA〜φD スイッチ出力ゲート信号 φ1〜φ4 コントロール遅延信号 s1,s2 スイッチ制御信号 1, 1a Latch circuit 2, 2a Delay signal generation circuit 3, 3a Control signal switch circuit 4 Data switch circuit 5, 5a Control signal generation circuit D External data input terminal DL Delay circuit G External control signal input terminal ID Data inverter IF Feedback inverter I1 to I5 Inverter NG N gate Q External data output terminal PG P gate TGD Data transfer gate TGF Feedback transfer gate Tg1 to Tg8 Transfer gate φA to φD Switch output gate signal φ1 to φ4 Control delay signal s1, s2 Switch control signal

Claims (2)

【特許請求の範囲】[Claims] 【請求項1】 外部制御信号入力端子から外部の制御信
号を入力してカスケードに接続された複数のインバータ
を介して順次に位相が異なる複数のコントロール遅延信
号と、さらに遅延回路およびインバータを介して一対の
スイッチ制御信号を出力する遅延信号発生回路と、 二対の入力端に前記コントロール遅延信号を、また互い
に逆方向のゲート端のそれぞれに前記スイッチ制御信号
を入力するCMOSトランジスタのトランスファゲート
の二つのスイッチ対を有し、該二つのスイッチ対から一
対のスイッチ出力ゲート信号を出力するコントロール信
号スイッチ回路と、 データ入力端が外部データ入力端子に接続され、データ
出力端が論理回路を介して外部データ出力端子に接続さ
れ、正方向ゲート端に逆方向のコントロール遅延信号
を、また該コントロール遅延信号の低レベル期間の内側
に対応してパルス幅の短い前記スイッチ出力ゲート信号
を逆方向ゲート端に、それぞれ入力するCMOSトラン
ジスタのデータトランスファゲートと、データ入力端が
帰還論理回路を介して前記外部データ出力端子に接続さ
れ、データ出力端が前記データトランスファーゲートの
データ出力端に接続され、正方向ゲート端が前記低レベ
ル期間の前後にパルス幅の長い前記スイッチ出力ゲート
信号を入力し、また逆方向ゲート端が前記逆方向のコン
トロール遅延信号を入力するCMOSトランジスタの帰
還トランスファーゲートとを有するデータスイッチ回路
と、 を含むことを特徴とするラッチ回路。
1. A plurality of control delay signals having different phases sequentially input from an external control signal input terminal through a plurality of inverters connected in cascade by inputting an external control signal, and further via a delay circuit and an inverter. A delay signal generating circuit that outputs a pair of switch control signals and a transfer gate of a CMOS transistor that inputs the control delay signal to two pairs of input terminals and the switch control signal to each of gate terminals in opposite directions. A control signal switch circuit that has two switch pairs and outputs a pair of switch output gate signals from the two switch pairs; a data input terminal is connected to an external data input terminal; and a data output terminal is externally connected via a logic circuit. It is connected to the data output terminal and the control delay signal of the reverse direction is connected to the positive direction gate end. The switch output gate signal having a short pulse width corresponding to the inside of the low level period of the control delay signal is input to the reverse direction gate end of the data transfer gate of the CMOS transistor and the data input end of the feedback logic circuit. Via the external data output terminal, the data output terminal is connected to the data output terminal of the data transfer gate, and the positive direction gate terminal receives the switch output gate signal having a long pulse width before and after the low level period. And a reverse direction gate terminal having a feedback transfer gate of a CMOS transistor for inputting the reverse direction control delay signal, and a latch circuit.
【請求項2】 外部制御信号入力端子から外部の制御信
号を入力してカスケードに接続された複数のインバータ
を介して順次に位相が異なる複数のコントロール遅延信
号と、さらに遅延回路およびインバータを介して一対の
スイッチ制御信号を出力する遅延信号発生回路と、 四対の入力端および互いに逆方向のゲート端のそれぞれ
に前記コントロール遅延信号を入力するCMOSトラン
ジスタのトランスファゲートの四つのスイッチ対を有
し、該四つのスイッチ対から出力ゲート信号を出力する
コントロール信号スイッチ回路と、 データ入力端が外部データ入力端子に接続され、データ
出力端が論理回路を介して外部データ出力端子に接続さ
れ、逆方向ゲート端に正方向パルスの短い前記スイッチ
出力ゲート信号を入力するデータトランスファゲート
と、データ入力端帰還論理回路を介して前記外部データ
出力端子に接続され、データ出力端が前記データトラン
スファーゲートのデータ出力端に接続され、正方向ゲー
ト端に正方向パルス幅の長い前記スイッチ出力ゲート信
号を入力するCMOSトランジスタの帰還トランスファ
ゲートとを有するデータスイッチ回路と、 を含むことを特徴とするラッチ回路。
2. A plurality of control delay signals having different phases sequentially input from an external control signal input terminal through a plurality of inverters connected in cascade by inputting an external control signal, and further via a delay circuit and an inverter. A delay signal generating circuit that outputs a pair of switch control signals; and four switch pairs of transfer gates of a CMOS transistor that inputs the control delay signal to each of four pairs of input terminals and gate terminals in opposite directions, A control signal switch circuit that outputs an output gate signal from the four switch pairs, a data input terminal connected to an external data input terminal, a data output terminal connected to an external data output terminal through a logic circuit, and a reverse gate Data transfer for inputting the switch output gate signal with a short positive direction pulse to the end The gate and the data input terminal are connected to the external data output terminal through a feedback logic circuit, the data output terminal is connected to the data output terminal of the data transfer gate, and the switch having a long positive pulse width is connected to the positive direction gate terminal. A data switch circuit having a feedback transfer gate of a CMOS transistor for inputting an output gate signal, and a latch circuit.
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* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US5684422A (en) * 1995-01-25 1997-11-04 Advanced Micro Devices, Inc. Pipelined microprocessor including a high speed single-clock latch circuit
US5831462A (en) * 1995-03-08 1998-11-03 Advanced Micro Devices, Inc. Conditional latching mechanism and pipelined microprocessor employing the same
US6002285A (en) * 1996-05-28 1999-12-14 International Business Machines Corporation Circuitry and method for latching information

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