JPH05314785A - シフトレジスタ - Google Patents

シフトレジスタ

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JPH05314785A
JPH05314785A JP4119404A JP11940492A JPH05314785A JP H05314785 A JPH05314785 A JP H05314785A JP 4119404 A JP4119404 A JP 4119404A JP 11940492 A JP11940492 A JP 11940492A JP H05314785 A JPH05314785 A JP H05314785A
Authority
JP
Japan
Prior art keywords
flip
flop
functional block
clock signal
shift register
Prior art date
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Withdrawn
Application number
JP4119404A
Other languages
English (en)
Inventor
Takamasa Suzuki
隆昌 鈴木
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
NEC Corp
Original Assignee
NEC Corp
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Filing date
Publication date
Application filed by NEC Corp filed Critical NEC Corp
Priority to JP4119404A priority Critical patent/JPH05314785A/ja
Publication of JPH05314785A publication Critical patent/JPH05314785A/ja
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Abstract

(57)【要約】 【目的】 自動配置配線ツールにより設計されるシフト
レジスタのクロック・スキュー問題を排除する。 【構成】 本発明のシフトレジスタは、4ビット・シフ
トレジスタとして構成された例であり、機能ブロック
1、2,3および4が縦続接続されて構成され、これら
の各機能ブロックは、それぞれフリップフロップ2、
4、6および8により形成されている。外部から供給さ
れるクロック信号102は、先ず最初にシフトレジスタ
を構成する最終段の機能ブロック7を形成するフリップ
フロップ8のC端子に供給されており、次いで機能ブロ
ック7より出力されたクロック信号が、前段の機能ブロ
ック5を形成するフリップフロップ6のC端子に供給さ
れる。そして、以下同様に、各機能ブロックより出力さ
れるクロック信号が順次前段の機能ブロックに供給され
る。このようにして供給されるクロック信号に対応し
て、データ信号101の入力に対して、4ビット分シフ
トされたデータ信号103が出力される。

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【産業上の利用分野】本発明はシフトレジスタに関し、
特に自動配置配線ツールを利用して形成されるシフトレ
ジスタに関する。
【0002】
【従来の技術】従来のシフトレジスタの例として、4ビ
ット・シフトレジスタのブロック図を図3に示す。図3
に示されるように、本従来例は4段の機能ブロック2
1、23、25および27が縦続接続されて構成されて
おり、各機能ブロックは、それぞれフリップフロップ2
2、24、26および28により形成されている。各フ
リップフロップのC端子にはクロック信号102が入力
されており、外部から入力されるデータ信号101は、
先ず機能ブロック21を形成するフリップフロップ22
のD端子に入力され、フリップフロップ22のQ端子よ
り出力されるデータは、次段の機能ブロック23を形成
するフリップフロップ24のD端子に入力される。以下
同様にして、機能ブロック23より出力されるデータは
機能ブロック25に入力され、機能ブロック25より出
力されるデータは機能ブロック27にが力されて、機能
ブロック27を形成するフリップフロップ28のQ端子
よりは、データ信号103が出力されている。以下、こ
の4ビット・シフトレジスタの動作について説明する。
【0003】機能ブロック21を形成するフリップフロ
ップ22においては、D端子に入力されるデータ信号1
01は、C端子に入力されるクロック信号102の1番
目のクロックを介してフリップフロップ22に記憶され
る。そして、次の2番目のクロック信号102の入力に
より、データ信号101の次のデータがフリップフロッ
プ22に記憶されて、当初の1番目のクロック信号10
2を介して記憶されたデータ信号101は、機能ブロッ
ク23を形成するフリップフロップ24のD端子に転送
されてフリップフロップ24に記憶され、データが1ビ
ット分シフトされる。
【0004】同様に、3番目のクロック信号102が入
力されると、次のデータ信号101がフリップフロップ
22に記憶され、フリップフロップ22に記憶されてい
たデータはフリップフロップ24にシフトされて記憶さ
れ、フリップフロップ24に記憶されていたデータはフ
リップフロップ26にシフトされて記憶されて、データ
は更に1ビット分シフトされる。次に、4番目のクロッ
ク信号102が入力されると、前述と同様の動作を介し
て、データは更に1ビット分シフトされ、機能ブロック
27を形成するフリップフロップ28よりは、前段のフ
リップフロップ26に記憶されていたデータが、データ
信号103として出力される。従って、データ信号10
3は、入力されるデータ信号101に対して、4ビット
分シフトされたデータ信号として出力される。以降、ク
ロック信号102が入力される度ごとに、1ビット宛の
シフト動作が行われる。
【0005】
【発明が解決しようとする課題】上述した従来のシフト
レジスタにおいては、それぞれ機能ブロック21、2
3、25および227を形成するフリップフロップ2
2、24、26および28の相互接続配線は、回路構成
を記述したデータに基づいて自動配置配線ツールにより
行われているが、この場合に、例えば、フリップフロッ
プ24に入力されるクロック信号102の配線長が長く
なると、フリップフロップ22に当該クロック信号10
2が入力されるタイミングよりも配線による遅延量が生
じ、フリップフロップ24においては、入力されるデー
タのホールド・タイムを確保することができなくなり、
シフトレジスタとしてのシフト動作が不可能な状態とな
る。即ち、当該シフトレジスタが正常動作を行うための
条件としては、各フリップフロップにおけるホールド・
タイムをTH 、前段のフリップフロップにおけるクロッ
ク入力よりデータ出力までの遅延時間をTpd、前段との
クロック配線遅延差(前段に比較して遅い方向をプラス
とする)をTD とすると、次式が成立する必要がある。
【0006】 TH >Tpd+TD ……………………………………………(1) 特に、近年においては、微細化技術の進歩によりゲート
遅延を抑制して高速化が促進される一方において、大規
模集積化の要求によりチップサイズが増大する傾向にあ
り、これにより、ブロック間配線長は長くなる状態にな
りつつある。例えば、上記(1) 式において、TH =1.
0ns、Tpd=0.7nsとすると、許容することので
きる配線遅延差TD の値は0.3ns程度であり、単位
長あたりの配線抵抗を50Ω、単位長あたりの配線容量
を0.1pF/mmとして、配線長をLmmとすると、
配線遅延量は、 〔(50/mm)・L〕・〔(0.1pF/mm)・L〕 =5L2 (ps)……(2) となり、配線遅延量が0.3nsに相当する配線長Lは
7.7mmとなって、これ以上の配線長差が生じると、
上記(1) 式の条件が満たされなくなり、各フリップフロ
ップにおいてデータのホールド・タイムを確保すること
ができない状態となる。
【0007】しかしながら、上記(1) 式における前段と
のクロック配線遅延差TD の分は、当該シフトレジスタ
の自動配置配線による配置配線結果に依存しているため
に、実際に配置配線を行ってみないと、正しい動作が得
られるか否かは事前においては判明せず、結果的に、上
記(1) 式の条件に適合し得ない状態となり、設計上、再
配置配線を実施する必要が生じて、自動配置配線工程を
再度やり直す事態となり、設計に要する期間ならびに費
用が増大するという欠点がある。
【0008】
【課題を解決するための手段】本発明のシフトレジスタ
は、少なくとも1個以上のフリップフロップを備えて形
成される機能ブロックを、複数個縦続接続して構成され
るシフトレジスタにおいて、前記各機能ブロックが、当
該機能ブロックを形成するフリップフロップに対して外
部より供給されるクロック信号を入力し、且つ当該クロ
ック信号を外部に出力するように構成されており、前記
各機能ブロックに対するクロック信号の供給が、縦続接
続されている機能ブロックの最終段の機能ブロックよ
り、順次各機能ブロックを経由して、逐次前段の機能ブ
ロックに対し供給されるように配置配線されることを特
徴としている。
【0009】なお、前記機能ブロックは、少なくとも1
個以上のフリップフロップと、外部より供給されるクロ
ック信号を外部に出力するためのバッファとを併せ備え
て形成してもよい。
【0010】
【実施例】次に、本発明について図面を参照して説明す
る。
【0011】図1は、本発明の第1の実施例を示すブロ
ック図である。本実施例は、前述の従来例の場合と同様
に、4ビット・シフトレジスタとして構成される例であ
り、図1に示されるように、機能ブロック1、2,3お
よび4が縦続接続されて構成され、これらの各機能ブロ
ックは、それぞれフリップフロップ2、4、6および8
により形成されている。データ信号101およびクロッ
ク信号102の入力に対応して、データ信号103が出
力される。以下、図1の参照して、当該4ビット・シフ
トレジスタの実施例の動作について説明する。
【0012】図1より明らかなように、データ信号10
1が機能ブロック1を形成するフリップフロップ2に入
力される接続状態は、前述の従来例の場合と同様である
が、クロック信号102の4ビット・シフトレジスタに
対する接続の仕方が従来例の場合とは異なっており、先
ず最初に、最終段の機能ブロック7を形成するフリップ
フロップ8のC端子にクロック信号102が入力され
る。以降においては、各フリップフロップのC端子間を
接続する配線を通じて、クロック信号102が、機能ブ
ロック5を形成するフリップフロップ6、機能ブラック
3を形成するフリップフロップ4および機能ブロック1
を形成するフリップフロップ2の各C端子に対して順次
供給される。これにより、クロック信号102の各フリ
ップフロップのC端子に対する入力タイミングは、各機
能ブロック間の配線長に差異が生じても、前記(1) 式に
おける前段とのクロック配線遅延差TD が必らずマイナ
スの状態に維持されるために、(1) 式の条件が常時保証
されて、この結果、シフトレジスタの動作に誤動作が生
じるということがなくなる。
【0013】次に、本発明の第2の実施例について説明
する、図2は、は本発明の第2の実施例を示すブロック
図である。本実施例は、従来例の場合と同様に、4ビッ
ト・シフトレジスタとして構成される他の例であり、図
2に示されるように、機能ブロック9、12、15およ
び18が縦続接続されて構成され、これらの各機能ブロ
ックは、それぞれフリップフロップ10およびバッファ
11、フリップフロップ13およびバッファ14、フリ
ップフロップ16およびバッファ17、そしてフリップ
フロップ19およびバッファ20により形成されてい
る。以下、図2を参照して、当該4ビット・シフトレジ
スタの第2の実施例の動作について説明する。
【0014】図2より明らかなように、本実施例と第1
の実施例との相違点は、例えば、機能ブロック18につ
いて見ると、当該機能ブロック18を形成する要素とし
て、本実施例においては、フリップフロップ19に加え
てバッファ20が付加されていることである。このこと
は、他の機能ブロック9、12および15においても同
様である。これにより、入力されるクロック信号102
は、最初に機能ブロック18を形成するフリップフロッ
プ19のC端子に入力されるとともに、バッファ20の
入力側にも入力され、このバッファ20のクロック信号
出力が、機能ブロック18より外部に出力される。この
機能ブロック18より出力されるクロック信号は、前段
の機能ブロック15に入力され、機能ブロック15を形
成するフリップフロップ16のC端子に入力される。以
下、同様にして、機能ブロック12および9に対してク
ロック信号が順次供給される。このように、各機能ブロ
ックに対して、それぞれバッファ20、17、14およ
び11を付加することにより、当該シフトレジスタを構
成する機能ブロックの段数が多い場合、および高速化を
図りたい場合等においては、必要に応じて、この第2の
実施例を有効に用いることにより、その解決策として対
処することが可能となる。
【0015】なお、上記の説明においては、各機能ブロ
ックを形成するフリップフロップが、それぞれ1個のフ
リップフロップによる場合について説明しているが、機
能ブロックが、複数のフリップフロップを含めて形成さ
れる場合においても、本発明が有効に適用されることは
云うまでもない。また、より多段の機能ブロックにより
構成されるシフトレジスタに対しても、本発明は有効に
適用される。
【0016】
【発明の効果】以上説明したように、本発明は、複数の
機能ブロックを縦続接続して構成されるシフトレジスタ
に適用されて、外部より入力されるクロック信号を、フ
リップフロップにより形成される前記機能ブロックの終
段より順次供給することにより、当該各機能ブロック間
の配線長に差異がある状態においても、各機能ブロック
を形成するフリップフロップのホールド・タイムが適正
に確保され、自動配置配線ツールによる配置配線結果
が、当該シフトレジスタの誤動作につながるという問題
を完全に排除することができるという効果がある。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明の第1の実施例を示すブロック図であ
る。
【図2】本発明の第2の実施例を示すブロック図であ
る。
【図3】従来例を示すブロック図である。
【符号の説明】
1、3、5、7、9、12、15、18、21、23、
25、27 機能ブロック 2、4、6、8、10、13、16、19、22、2
4、26、28 フリップフロップ 11、14、17、20 バッファ

Claims (2)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 少なくとも1個以上のフリップフロップ
    を備えて形成される機能ブロックを、複数個縦続接続し
    て構成されるシフトレジスタにおいて、 前記各機能ブロックが、当該機能ブロックを形成するフ
    リップフロップに対して外部より供給されるクロック信
    号を入力し、且つ当該クロック信号を外部に出力するよ
    うに構成されており、前記各機能ブロックに対するクロ
    ック信号の供給が、縦続接続されている機能ブロックの
    最終段の機能ブロックより、順次各機能ブロックを経由
    して、逐次前段の機能ブロックに対し供給されるように
    配置配線されることを特徴とするシフトレジスタ。
  2. 【請求項2】 前記機能ブロックが、少なくとも1個以
    上のフリップフロップと、外部より供給されるクロック
    信号を外部に出力するためのバッファとを併せ備えて形
    成される請求項1記載のシフトレジスタ。
JP4119404A 1992-05-13 1992-05-13 シフトレジスタ Withdrawn JPH05314785A (ja)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP4119404A JPH05314785A (ja) 1992-05-13 1992-05-13 シフトレジスタ

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JP4119404A JPH05314785A (ja) 1992-05-13 1992-05-13 シフトレジスタ

Publications (1)

Publication Number Publication Date
JPH05314785A true JPH05314785A (ja) 1993-11-26

Family

ID=14760647

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
JP4119404A Withdrawn JPH05314785A (ja) 1992-05-13 1992-05-13 シフトレジスタ

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JP (1) JPH05314785A (ja)

Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US6058156A (en) * 1997-05-29 2000-05-02 Nec Corporation Shift register device and method of driving the same
US7495476B2 (en) 2004-09-15 2009-02-24 Kabushiki Kaisha Toshiba Logic circuit, system for reducing a clock skew, and method for reducing a clock skew

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Legal Events

Date Code Title Description
A300 Withdrawal of application because of no request for examination

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A300

Effective date: 19990803