JPH06176593A - シフトレジスタ - Google Patents

シフトレジスタ

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JPH06176593A
JPH06176593A JP5226520A JP22652093A JPH06176593A JP H06176593 A JPH06176593 A JP H06176593A JP 5226520 A JP5226520 A JP 5226520A JP 22652093 A JP22652093 A JP 22652093A JP H06176593 A JPH06176593 A JP H06176593A
Authority
JP
Japan
Prior art keywords
circuit
input
flip
output
flop
Prior art date
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Pending
Application number
JP5226520A
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English (en)
Inventor
Toshinori Takano
利紀 高野
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Rohm Co Ltd
Original Assignee
Rohm Co Ltd
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Publication date
Application filed by Rohm Co Ltd filed Critical Rohm Co Ltd
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Publication of JPH06176593A publication Critical patent/JPH06176593A/ja
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Abstract

(57)【要約】 【目的】双方向で動作するフリップフロップ回路を形成
することにより、信号の入/出力側をそのときの設計事
情に応じて自由に設定でき、高密度集積化に適するシフ
トレジスタを提供することを目的とする。 【構成】スイッチとインバータの直列回路をループ状に
接続することにより、方向性のないフリップフロップの
単位回路を構成し、これら単位回路を直列に接続して入
力側となる単位回路がマスターとなり、出力側となる単
位回路がスレーブとなる、双方向で利用できるマスタ・
スレーブ形のフリップフロップ回路を形成し、この双方
向性のフリップフロップを単位としてシフトレジスタを
構成することにより、信号の入/出力側をそのときの設
計事情に応じて自由に設定でき、逆方向にシフトさせる
ために付随的に必要となるスイッチ回路等も減少させる
ことができるので、高密度集積化効果が大きい。

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【産業上の利用分野】この発明は、シフトレジスタに関
し、詳しくは双方向で動作させることができ、高密度集
積化に適するようなフリップフロップ回路を用い、入出
力方向が選択できるシフトレジスタに関する。
【0002】
【従来の技術】シフトレジスタを構成するフリップフロ
ップ回路は、その入力側と出力側が固定され、一般にセ
ット端子とリセット端子とを有していて、入力信号に応
じてHIGHレベル(以下“H”)又はLOWレベル
(以下“L”)の状態を維持するようになっている。
【0003】このようなフリップフロップ回路は、通
常、NAND回路を2つけさがけ配線して回路が組ま
れ、例えばRSフリップフロップ等が構成される。ま
た、このようなフリップフロップを基本として、論理回
路を前段に接続したJKフリップフロップとか、さらに
そのQ出力を安定させるためにJKフリップフロップを
エッジトリガしたり、JKフリップフロップを2つ従属
接続したマスタ・スレーブ形のフリップフロップ回路が
多数用いられてシフトレジスタが構成される。
【0004】一方、集積回路では、インバータをループ
状に接続した図4に見るようなマスタ・スレーブ形のフ
リップフロップ回路を直列に接続したシフトレジスタが
多く使用されている。なお、図中、CKはクロック信号
であり、*CKは、その位相が反転したクロック信号、
1は、マスター側のフリップフロップであり、2がスレ
ーブ側のフリップフロップである。
【0005】ここで、マスター側フリップフロップ1
は、2つのインバータ3a,3bとアナログスイッチで
構成される2つのトランスミッションゲート4a,4b
とにより構成され、スレーブ側フリップフロップ2は、
2つのインバータ3d,3eとアナログスイッチとして
の2つのトランスミッションゲート5a,5bとにより
構成されている。そして、これらによるフリップフロッ
プ回路がマスター,スレーブとして動作するときには、
トランスミッションゲート4a,5bとトランスミッシ
ョンゲート4b,5aとは、それぞれ逆相のタイミング
で“ON−OFF”される。なお、このフリップフロッ
プ回路は、端子11が入力側となり、端子12が出力側
となっている。
【0006】
【発明が解決しようとする課題】このようなフリップフ
ロップ回路は、入力側と出力側が固定されている。そこ
で、フリップフロップ回路を複数段接続してシフトレジ
スタを形成するときには、フリップフロップ回路の入力
側と出力側とが順次配列された方向での配線は簡単であ
るが、その逆の場合には配線量が多くなる。
【0007】すなわち、同時に集積した他の回路との関
係とか、回路設計上でフリップフロップ回路の入/出力
配列方向と逆方向でフリップフロップ回路を使用してシ
フトレジスタを構成しなければならないことが多々あ
る。このような場合には、入/出力関係が逆転するよう
に配線する敷き回し配線エリアが必要になり、フリップ
フロップ回路の出力側を手前の入力側に戻す配線が複数
段に亙って行われる。
【0008】その結果、このようなフリップフロップ回
路を用いてシフトレジスタを構成した場合には、配線関
係も複雑になり、さらにシフト動作させるためのスイッ
チ回路も多くなって、集積化した場合に配線とスイッチ
回路とのエリア占有率が増加し、本来の回路集積率が低
下してしまう。この発明の目的は、このような従来技術
の問題点を解決するものであって、双方向で動作するフ
リップフロップ回路を形成することにより、信号の入/
出力側をそのときの設計事情に応じて自由に設定でき、
高密度集積化に適するシフトレジスタを提供することを
目的とする。
【0009】
【課題を解決するための手段】このような目的を達成す
るためのこの発明のシフトレジスタの特徴は、シフトレ
ジスタを構成するフリップフロップ回路が、第1のイン
バータと、この第1のインバータの出力側に接続された
第1のスイッチ回路と、第1のインバータに接続されて
いない側の第1のスイッチ回路の端子に入力側が接続さ
れた第2のインバータと、この第2のインバータの出力
側と第1のインバータの入力側との間に接続された第2
のスイッチ回路と、第1のインバータ及び第2のインバ
ータのいずれか一方の入力側に接続された第3のスイッ
チ回路とを備えていて、第1のインバータの入力側を入
力とし前記一方の入力側に接続されてない側の第3のス
イッチ回路の端子側から出力を得るときには、第1のス
イッチ回路が導通状態に保持され、前記一方の入力側に
接続されてない側の第3のスイッチ回路の端子側を入力
とし第1のインバータの入力側から出力を得るときに
は、第2のスイッチ回路が導通状態に保持されることで
構成される。
【0010】このようなフリップフロップ回路を単位回
路として、この単位回路を2つ直列に接続した回路を1
組としてこの1組の回路を複数直列接続してなり、複数
直列接続された回路全体の入出力の方向が一方向になる
ようにそれぞれの単位回路の第1のスイッチ回路及び第
2のスイッチ回路のいずれかの導通状態が選択され、か
つ、回路全体が対称になるように回路全体の入力側およ
び出力側のいずれか一方に挿入されている第3のスイッ
チ回路に対応して回路全体の入力側および出力側のいず
れか他方に第4のスイッチ回路を設けるものである。
【0011】
【作用】このようにスイッチとインバータの直列回路を
ループ状に接続することにより、方向性のないフリップ
フロップの単位回路を構成し、これら単位回路を2つを
直列に接続すれば、入力側となる単位回路がマスターと
なり、出力側となる単位回路がスレーブとなる、双方向
で利用できるマスタ・スレーブ形のフリップフロップ回
路が形成できる。
【0012】さらに、このような双方向特性のフリップ
フロップで1組の回路をマスター・スレーブフリップフ
ロップとして動作させ、これを単位に直列接続してシフ
トレジスタを構成することにより、信号の入/出力側を
そのときの設計事情に応じて自由に設定でき、逆方向に
シフトさせるために付随的に必要となるスイッチ回路等
も減少させることができるので、高密度集積化効果が大
きい。しかも、情報表示の関係で後から情報を逆転シフ
トさせたい場合などに、制御信号だけで、シフトレジス
タの情報の流れを逆にすることも可能である。
【0013】
【実施例】図1は、この発明のシフトレジスタの一実施
例の構成要素である基本マスター・スレーブフリップフ
ロップ回路のブロック図、図2(a),(b)は、図1
のフリップフロップ回路の動作を説明するための説明
図、図3は、この発明の一実施例のシフトレジスタブロ
ック図である。図1のフリップフロップ回路10は、図
4のフリップフロップ回路に対して、トランスミッショ
ンゲートを有していないマスター側及びスレーブ側のイ
ンバータ3a,3dの出力側に直列にトランスミッショ
ンゲート6,7を挿入して方向性のない2つのフリップ
フロップ9a,9bを構成し、これらを直列に接続した
ものである。なお、トランスミッションゲート8は、前
段或いは次段側に接続されたフリップフロップに属する
ものであり、前段或いは次段側がないときには、入/出
力が対称となるようにこのトランスミッションゲート8
がいずれか一方に挿入される。また、端子13と端子1
4とは相互に入/出力端子の一方となる。
【0014】このフリップフロップ回路10において、
端子13側を入力とし、端子14側を出力としてフリッ
プフロップ回路10を使用する場合には、フリップフロ
ップ9aがマスター側となり、フリップフロップ9bが
スレーブ側となる。そこで、トランスミッションゲート
6,7を“ON”状態に設定するように配線しておけ
ば、図4のフリップフロップ回路と同一構成となり、そ
の動作も従来のものと変わらない。なお、トランスミッ
ションゲート8が次段のものであれば、これは、次段に
おけるトランスミッションゲート4aに対応するもので
ある。また、これが最終段であれば、これは“ON”状
態に設定される。
【0015】一方、端子14側を入力とし、端子13側
を出力としてフリップフロップ回路10を使用する場合
には、マスター側とスレーブ側とが入れ替わり、フリッ
プフロップ9bがマスター側でフリップフロップ9aが
スレーブ側となり、入/出力関係が先のものと逆転す
る。この場合には、従来のトランスミッションゲート4
bと5bとを“ON”状態に設定しておき、新たに挿入
したトランスミッションゲート6を図4のトランスミッ
ションゲート5b側の“ONーOFF”タイミングで動
作するようにクロック信号CKを受ける配線をし、トラ
ンスミッションゲート7を図4のトランスミッションゲ
ート4b側の“ONーOFF”タイミング動作するよう
にクロック信号*CKを受ける配線をすればよい。
【0016】なお、このとき、トランスミッションゲー
ト8は、図4のトランスミッションゲート4aに対応す
るものとなり、前記トランスミッションゲート6と同様
のクロック信号CKを受ける。そこで、このトランスミ
ッションゲート8が前段のものであれば、そのまま使用
すればよい。一方、トランスミッションゲート4aに対
応するものが最終段のものであれば、それを“ON”状
態に設定しておくことになる。
【0017】次に、入/出力を逆転した場合の動作につ
いて、トランスミッションゲートをスイッチに置き換え
て、図2(a),(b)に従って説明する。まず、CK
が“H”のときには、図2(a)に見るよに、トランス
ミッションゲート8,6,4aとが“ON”状態とな
り、トランスミッションゲート5a,7が“OFF”状
態となって、入力信号を反転した信号がフリップフロッ
プ9bのインバータ3eの出力に現れる。一方、フリッ
プフロップ9aは、ループを形成して1つ前の情報をラ
ッチしていて、それが次段のフリップフロップにトラン
スミッションゲート4aを介して伝えられる。
【0018】CKが“L”のときには、図2(b)に見
るよに、トランスミッションゲート7,5aとが“O
N”状態となり、トランスミッションゲート8,6,4
aが“OFF”状態となって、入力信号を反転した信号
がフリップフロップ9bのインバータ3eからフリップ
フロップ9aのインバータ3bに伝送される。ここで、
フリップフロップ9bがループを形成してこの入力情報
をラッチする。このように、図4のフリップフロップ回
路と入/出力の方向が逆転した状態で動作する。
【0019】図3は、図1に示すフリップフロップ回路
10を用いて構成したこの発明のシフトレジスタ15で
ある。図に示されるように、このシフトレジスタ15で
は、トランスミッションゲートに対するクロック信号の
選択の仕方と特定のトランスミッションゲートを“O
N”状態とすることで、方向性が設定される。このブロ
ック図では、その前の状態を示していて、端子13,1
4に対応する入力側あるいは出力側がQ/D或いはD/
Qとして表され、設計上で選択できるようになってい
る。
【0020】このような双方向性を有するシフトレジス
タにあっては、特に、CMOS等でIC化される場合が
多く、インバータとアナログスイッチとを隣接して多く
配置でき、隣接するインバータとアナログスイッチへの
配線距離が短くなる。したがって、表示回路とか、撮像
回路等のようにX,Y方向にシフトする情報が必要でか
つシフト段数が非常に多く、フリップフロップ回路を数
十乃至百単位のものを必要とするときには、特に、その
効果が大きい。しかも、このような表示回路とか、撮像
回路回路等を設計する場合のレイアウト段階では、フリ
ップフロップが双方向性を有することにより柔軟な対応
ができ、かつ高密度実装ができる。
【0021】以上は、配線について入/出力方向を選択
するする場合について説明しているが、これは、クロッ
ク信号CK及びクロック信号*CKのいずれか一方を切
換えて受けられるようにあらかじめ切換スイッチ回路を
付加して、後から方向切換を行うようにすることもでき
る。
【0022】実施例では、双方向性を持たせるために入
/出力の両方の端子にトランスミッションゲートを対称
に設けているが、前段又は次段と接続されて使用される
場合には、これは、前段又は次段のものが利用できるの
で、必ずしも一方のトランスミッションゲートを設ける
必要はない。また、トランスミッションゲートは、いわ
ゆるスイッチ回路であればよい。
【0023】
【発明の効果】以上の説明から理解できるように、この
発明にあっては、スイッチとインバータの直列回路をル
ープ状に接続することにより、方向性のないフリップフ
ロップの単位回路を構成し、これら単位回路を直列に接
続して入力側となる単位回路がマスターとなり、出力側
となる単位回路がスレーブとなる、双方向で利用できる
マスタ・スレーブ形のフリップフロップ回路を形成し、
この双方向性のフリップフロップを単位としてシフトレ
ジスタを構成しているので、信号の入/出力側をそのと
きの設計事情に応じて自由に設定できる。また、逆方向
にシフトさせるために付随的に必要となるスイッチ回路
等も減少させることができるので、高密度集積化効果が
大きい。
【図面の簡単な説明】
【図1】図1は、この発明のシフトレジスタの一実施例
の構成要素である基本マスター・スレーブフリップフロ
ップ回路のブロック図である。
【図2】図2(a),(b)は、図1のフリップフロッ
プ回路の動作を説明するための説明図である。
【図3】図3は、この発明の一実施例のシフトレジスタ
ブロック図である。
【図4】図4は、従来のシフトレジスタを構成するフリ
ップフロップ回路のブロック図である。
【符号の説明】
1,2,9a,9b…フリップフロップ、3a,3b,
3c,3d…インバータ、4a,4b,5a,6a,
7,8…トランスミ ッションゲート、10…フリップ
フロップ回路、 11,12,13,14…端子。

Claims (1)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】第1のインバータと、この第1のインバー
    タの出力側に接続された第1のスイッチ回路と、第1の
    インバータに接続されていない側の第1のスイッチ回路
    の端子に入力側が接続された第2のインバータと、この
    第2のインバータの出力側と第1のインバータの入力側
    との間に接続された第2のスイッチ回路と、第1のイン
    バータ及び第2のインバータのいずれか一方の入力側に
    接続された第3のスイッチ回路とを備え、第1のインバ
    ータの入力側を入力とし前記一方の入力側に接続されて
    ない側の第3のスイッチ回路の端子側から出力を得ると
    きには、第1のスイッチ回路が導通状態に保持され、前
    記一方の入力側に接続されてない側の第3のスイッチ回
    路の端子側を入力とし第1のインバータの入力側から出
    力を得るときには、第2のスイッチ回路が導通状態に保
    持される回路をフリップフロップ回路を単位回路とし、
    この単位回路を2つ直列に接続した回路を1組としてこ
    の1組の回路を複数直列接続してなり、複数直列接続さ
    れた回路全体の入出力の方向が一方向になるようにそれ
    ぞれの前記単位回路の第1のスイッチ回路及び第2のス
    イッチ回路のいずれかの導通状態が選択され、かつ、前
    記回路全体が対称になるように前記回路全体の入力側お
    よび出力側のいずれか一方に挿入されている第3のスイ
    ッチ回路に対応して前記回路全体の入力側および出力側
    のいずれか他方に第4のスイッチ回路が設けられている
    ことを特徴とするシフトレジスタ。
JP5226520A 1993-08-19 1993-08-19 シフトレジスタ Pending JPH06176593A (ja)

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Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2008251061A (ja) * 2007-03-29 2008-10-16 Fuji Electric Device Technology Co Ltd シフトレジスタ
US8207951B2 (en) 2007-08-08 2012-06-26 Rohm Co., Ltd. Matrix array drive device, display and image sensor

Citations (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPS629597A (ja) * 1985-07-05 1987-01-17 Citizen Watch Co Ltd 双方向シフトレジスタ−

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JPS629597A (ja) * 1985-07-05 1987-01-17 Citizen Watch Co Ltd 双方向シフトレジスタ−

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JP2008251061A (ja) * 2007-03-29 2008-10-16 Fuji Electric Device Technology Co Ltd シフトレジスタ
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