JPH07235195A - Memory circuit - Google Patents
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- JPH07235195A JPH07235195A JP6027493A JP2749394A JPH07235195A JP H07235195 A JPH07235195 A JP H07235195A JP 6027493 A JP6027493 A JP 6027493A JP 2749394 A JP2749394 A JP 2749394A JP H07235195 A JPH07235195 A JP H07235195A
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Abstract
Description
【0001】[0001]
【産業上の利用分野】この発明は、アナログの多値デー
タを記憶するメモリ回路に関する。BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to a memory circuit for storing analog multi-valued data.
【0002】[0002]
【従来の技術】従来のメモリ回路は、ビット単位ではハ
イレベルとローレベルとの2状態を保持するディジタル
式であり、アナログの多値データを直接記憶することは
できない。2. Description of the Related Art A conventional memory circuit is a digital type which holds two states, a high level and a low level, in a bit unit and cannot directly store analog multi-valued data.
【0003】[0003]
【発明が解決しようとする課題】したがって、従来のメ
モリ回路をアナログコンピュータに使用してアナログデ
ータを記憶するためには、メモリの前段にA/D変換
器、後段にD/A変換器を設け、複数ビットを使用して
記憶しなければならないという問題がある。Therefore, in order to use the conventional memory circuit in an analog computer to store analog data, an A / D converter is provided at the front stage of the memory and a D / A converter is provided at the rear stage of the memory. The problem is that it must be stored using multiple bits.
【0004】[0004]
【発明の目的】この発明は、上述した従来技術の課題に
鑑みてなされたものであり、少なくとも多値のデータを
直接保持することができるメモリ回路を提供することを
目的とする。SUMMARY OF THE INVENTION The present invention has been made in view of the above problems of the prior art, and an object of the present invention is to provide a memory circuit capable of directly holding at least multivalued data.
【0005】[0005]
【課題を解決するための手段】この発明にかかるメモリ
回路は、上記の目的を達成させるため、初期入力電圧と
閾値電圧との大小関係により初期入力電圧を除去した際
の出力電圧が低電圧と高電圧とのいずれかの状態に収束
する双安定回路を複数並列に設け、双安定回路にそれぞ
れ共通のアナログ電圧を初期入力電圧として入力できる
よう接続すると共に、各双安定回路の閾値電圧が初期入
力電圧に対して相対的に異なるよう段階的に設定し、か
つ、各双安定回路の出力側にキャパシタンスを接続し、
各キャパシタンスを互いに接続して共通出力端子とした
ことを特徴とする。In order to achieve the above object, the memory circuit according to the present invention has a low output voltage when the initial input voltage is removed due to the magnitude relationship between the initial input voltage and the threshold voltage. A plurality of bistable circuits that converge to either a high voltage state are provided in parallel, and the bistable circuits are connected so that a common analog voltage can be input as the initial input voltage, and the threshold voltage of each bistable circuit is initialized. Set stepwise to be relatively different with respect to the input voltage, and connect a capacitance to the output side of each bistable circuit,
It is characterized in that the respective capacitances are connected to each other to form a common output terminal.
【0006】[0006]
【実施例】以下、この発明にかかるメモリ回路の実施例
を説明する。Embodiments of the memory circuit according to the present invention will be described below.
【0007】[0007]
【実施例1】図1は、この発明にかかるメモリ回路の実
施例1を示す回路図である。実施例1のメモリ回路は、
初期入力電圧と閾値電圧との大小関係により初期入力電
圧を除去した際の出力電圧が低電圧と高電圧とのいずれ
かの状態に収束する複数の並列に設けられた双安定回路
T1,T2,T3,…Tnと、各双安定回路の出力側に接続
されたキャパシタンスC11,C12,C13,…,C1nとを
有している。各双安定回路には、それぞれ共通のアナロ
グ電圧Xが初期入力電圧として入力できるよう接続され
ると共に、各キャパシタンスは互いに接続されて共通出
力Aとされている。First Embodiment FIG. 1 is a circuit diagram showing a first embodiment of a memory circuit according to the present invention. The memory circuit of the first embodiment is
A plurality of bistable circuits T1, T2 provided in parallel, in which the output voltage when the initial input voltage is removed is converged to either a low voltage or a high voltage depending on the magnitude relationship between the initial input voltage and the threshold voltage. , Tn and capacitances C11, C12, C13, ..., C1n connected to the output side of each bistable circuit. A common analog voltage X is connected to each bistable circuit so that a common analog voltage X can be input as an initial input voltage, and each capacitance is connected to each other to form a common output A.
【0008】各双安定回路T1,T2,T3,…Tnは、そ
れぞれの閾値電圧が初期入力電圧に対して相対的に異な
るよう段階的に設定されている。この例では、各双安定
回路自体の閾値電圧が等間隔で段階的に異なるよう設定
されている。Each of the bistable circuits T1, T2, T3, ... Tn is set stepwise so that the threshold voltage thereof is relatively different from the initial input voltage. In this example, the threshold voltage of each bistable circuit itself is set to be different stepwise at equal intervals.
【0009】図1の例では、各双安定回路の閾値を段階
的に異ならせることにより、初期入力電圧として印加さ
れるアナログ入力電圧が大きくなるにしたがい、初期入
力電圧を除去した後の収束電圧がT1から順に反転す
る。このため、各双安定回路の出力電圧を容量結合して
加算することにより、アナログ入力電圧の大きさに応じ
たn値の多値データを保持させることができる。In the example of FIG. 1, the analog input voltage applied as the initial input voltage increases as the threshold value of each bistable circuit is made to differ stepwise, so that the convergence voltage after the initial input voltage is removed. Are sequentially reversed from T1. Therefore, by capacitively coupling the output voltages of the respective bistable circuits and adding them, it is possible to hold multi-valued data of n values according to the magnitude of the analog input voltage.
【0010】図1の例では、各双安定回路は自己の閾値
電圧より高くなったときにのみ収束後の出力を初期状態
に対して反転させるため、すなわち、より閾値の高い双
安定回路の出力が反転している際には、それより閾値が
低い双安定回路の出力は全て反転しているため、各双安
定回路の出力に対しては重み付けをしなくとも、多値出
力を段階的に設定することができる。そこで、この実施
例では、各双安定回路の収束電圧、そしてキャパシタン
スC11,C12,C13,…,C1nの容量はそれぞれ同一の
値に設定されている。In the example of FIG. 1, each bistable circuit inverts the output after convergence to the initial state only when it becomes higher than its own threshold voltage, that is, the output of the bistable circuit with a higher threshold value. When is inverted, all the outputs of the bistable circuit whose threshold is lower than that are inverted, so even if the output of each bistable circuit is not weighted, the multi-valued output Can be set. Therefore, in this embodiment, the convergence voltage of each bistable circuit and the capacitances of the capacitances C11, C12, C13, ..., C1n are set to the same value.
【0011】上記の構成によれば、アナログ入力電圧X
に応じ、例えば図2(a)に示したような入力電圧X、出
力電圧Aのいずれに対しても等間隔の階段状の多値出力
を得ることができる。According to the above configuration, the analog input voltage X
Accordingly, for example, as shown in FIG. 2A, it is possible to obtain stepwise multi-valued output with equal intervals for both the input voltage X and the output voltage A.
【0012】各双安定回路の出力に重み付けをするため
には、双安定回路自体の出力を段階的に設定する手段
と、出力側に設けられたキャパシタンスの容量を段階的
に設定する手段とが考えられる。いずれの手段によって
も、例えば図2(b)に示したように、入力電圧Xの一定
の変化に対して、出力電圧を級数的、あるいは指数的に
変化させることができる。In order to weight the output of each bistable circuit, there are means for gradually setting the output of the bistable circuit itself and means for gradually setting the capacitance of the capacitance provided on the output side. Conceivable. By any means, as shown in FIG. 2B, for example, the output voltage can be changed exponentially or exponentially with respect to the constant change of the input voltage X.
【0013】一方、双安定回路の閾値の差を一定とせず
に不等ピッチとした場合には、図2(c)に示すように入
力電圧Xに対して不等間隔の階段状の多値出力を得るこ
とができる。さらに、図2(b)(c)の双方を合わせたよ
うな入出力関係も、双安定回路の出力の重み付けと閾値
との設定により任意に得ることができる。On the other hand, in the case where the threshold difference of the bistable circuit is not constant and the pitches are unequal, as shown in FIG. You can get the output. Further, an input / output relationship such as that shown in both FIGS. 2B and 2C can be arbitrarily obtained by setting the weighting of the output of the bistable circuit and the threshold value.
【0014】図3は、実施例1の変形例を示したもので
あり、各双安定回路の入力側に容量が段階的に異なるキ
ャパシタンスC21,C22,C23,…,C2nが接続されて
いる。この例では、各双安定回路の閾値を全て同一に設
定すると共に、双安定回路に入力される前にアナログ入
力電圧にキャパシタンスによる重み付けをすることによ
り、双安定回路の出力反転の電圧を異ならせている。他
の構成は図1の回路と同様であり、入出力関係も同様に
任意に設定することができる。FIG. 3 shows a modification of the first embodiment. Capacitors C21, C22, C23, ..., C2n having different capacities are connected to the input side of each bistable circuit. In this example, the threshold values of the bistable circuits are all set to be the same, and the analog input voltage is weighted by capacitance before being input to the bistable circuit, so that the output inversion voltage of the bistable circuit is changed. ing. The other configuration is the same as that of the circuit of FIG. 1, and the input / output relationship can be similarly set arbitrarily.
【0015】双安定回路は、例えば図4および図5に示
される回路により構成される。これらの回路は、MOS
FETのId−Vg特性を再帰的に使用し、初期電圧に応
じた安定出力電圧を生じさせてこれを保持データとして
使用するものである。The bistable circuit is composed of the circuits shown in FIGS. 4 and 5, for example. These circuits are MOS
The Id-Vg characteristic of the FET is recursively used to generate a stable output voltage according to the initial voltage, and this is used as holding data.
【0016】図4に示される双安定回路は、一方のドレ
イン電圧が他方のゲート電圧Vg1,Vg2となるよう接続
された第1、第2MOSトランジスタTR1,TR2を備
えている。それぞれのトランジスタのドレインには、プ
ルアップ抵抗R1,R2が接続され、抵抗の他端には電圧
Vdが印加されている。また、それぞれのトランジスタ
のソースには電圧Vsが印加されている。The bistable circuit shown in FIG. 4 includes first and second MOS transistors TR1 and TR2 connected so that the drain voltage of one becomes the gate voltages Vg1 and Vg2 of the other. Pull-up resistors R1 and R2 are connected to the drains of the respective transistors, and a voltage Vd is applied to the other end of the resistors. The voltage Vs is applied to the source of each transistor.
【0017】ここで、各トランジスタTR1,TR2のド
レイン電流Id1,Id2は、各々以下のように定められ
る。Here, the drain currents Id1 and Id2 of the transistors TR1 and TR2 are determined as follows.
【0018】[0018]
【数1】 Id1=(k1/2)(W/L)(Vg1−VSL1)2{1+λ1(Vg2−Vd)} (1) Id1=(k2/2)(W/L)(Vg2−VSL2)2{1+λ2(Vg1−Vd)} (2) Vg2=Vd−Id1R1 (3) Vg1=Vd−Id2R2 (4) k1=μ1Cox1 (5) k2=μ2Cox2 (6) ただし、 W:チャンネル幅 L:チャンネル長さ VSL1,VSL2:TR1,TR2の閾値電圧 λ1,λ2:TR1,TR2の出力抵抗を代表する指標 μ1,μ2:TR1,TR2のチャンネル領域での移動度 Cox1,Cox2:TR1,TR2の単位面積当りのゲート酸
化膜容量## EQU1 ## Id1 = (k1 / 2) (W / L) (Vg1-VSL1) 2 {1 + λ1 (Vg2-Vd)} (1) Id1 = (k2 / 2) (W / L) (Vg2-VSL2) 2 {1 + λ2 (Vg1-Vd)} (2) Vg2 = Vd-Id1R1 (3) Vg1 = Vd-Id2R2 (4) k1 = μ1Cox1 (5) k2 = μ2Cox2 (6) However, W: channel width L: channel length VSL1, VSL2: TR1 and TR2 threshold voltage λ1, λ2: TR1 and TR2 representative indices of output resistance μ1, μ2: TR1 and TR2 mobility in the channel region Cox1, Cox2: per unit area of TR1 and TR2 Gate oxide film capacity
【0019】ここでトランジスタTR1のゲートに入力
電圧を与え、そのドレインから出力電圧を得る構成と
し、一旦トランジスタTR1のゲートに入力電圧の初期
値Vinを与え、その後その入力電圧Vinを除去したとす
ると、出力電圧Vg2は初期電圧Vinに対応して高低いず
れかの収束値に収束する。If the input voltage is applied to the gate of the transistor TR1 and the output voltage is obtained from the drain of the transistor TR1, the initial value Vin of the input voltage is once applied to the gate of the transistor TR1 and then the input voltage Vin is removed. The output voltage Vg2 converges to either a high or low convergence value corresponding to the initial voltage Vin.
【0020】図5は、図4の双安定回路の変形例を示す
もので、図4の回路との相違はプルダウン抵抗R1,R2
をトランジスタTR1,TR2のソース側に接続した点で
ある。この構成では、式(3)(4)は以下の式(7)(8)の
ように変形される。FIG. 5 shows a modified example of the bistable circuit shown in FIG. 4. The difference from the circuit shown in FIG. 4 is pull-down resistors R1 and R2.
Is connected to the source side of the transistors TR1 and TR2. In this configuration, the equations (3) and (4) are transformed into the following equations (7) and (8).
【0021】[0021]
【数2】 Vg2=Id1R1 (7) Vg1=Id2R2 (8)## EQU00002 ## Vg2 = Id1R1 (7) Vg1 = Id2R2 (8)
【0022】[0022]
【実施例2】図6は、実施例2にかかるメモリ回路を示
す回路図である。実施例2では、双安定回路として、2
つのインバータの入出力を各々接続して構成されるたす
きがけインバータ回路を用いている。Second Embodiment FIG. 6 is a circuit diagram showing a memory circuit according to a second embodiment. In the second embodiment, as a bistable circuit, 2
It uses a plow-pitch inverter circuit configured by connecting the input and output of each inverter.
【0023】すなわち、実施例2のメモリ回路は、2つ
のインバータINV1,INV2により構成される3つの
たすきがけインバータ回路(双安定回路)T1,T2,T3
を並列に設け、それぞれのたすきがけインバータ回路の
一方のインバータINV2の出力を入力端子X,Y,Z
とし、他方のインバータINV2の出力をキャパシタン
スC1,C2,C3により容量結合し、共通出力端子Aと
して構成されている。That is, the memory circuit according to the second embodiment has three cross-cutting inverter circuits (bistable circuits) T1, T2, T3 composed of two inverters INV1, INV2.
Are provided in parallel, and the output of one inverter INV2 of each crossing inverter circuit is input terminals X, Y, Z.
Then, the output of the other inverter INV2 is capacitively coupled by the capacitances C1, C2, and C3 to form a common output terminal A.
【0024】各たすきがけインバータ回路の閾値は、段
階的に異なるよう設定されており、かつ、キャパシタン
スC1,C2,C3は、各たすきかけ回路T1,T2,T3の
出力を単純加算するために同一容量に設定されている。
なお、メモリ回路として使用する場合には、入力端子
X,Y,Zを接続して共通の入力端子とする。The thresholds of the respective inverter circuits are set to be different stepwise, and the capacitances C1, C2 and C3 are the same so as to simply add the outputs of the respective counter circuits T1, T2 and T3. It is set to capacity.
When used as a memory circuit, the input terminals X, Y and Z are connected to form a common input terminal.
【0025】1つのたすきかけインバータ回路に注目す
ると、各インバータINV1,INV2は、一方の出力V
1がHであれば、他方の出力V2はLとなるため、2つの
安定点を持っている。図7は、各たすきがけインバータ
回路の入出力特性を示しており、E(=E0−|V1−V2
|,E0:基準電圧)と入力電圧V1との関係を示す。図
6の回路では、入力に対する反転出力が各たすきかけイ
ンバータ回路の出力となっているため、特性は二次の項
の係数がマイナスとなる二次関数で表すことができる。Focusing on one inverter circuit, each inverter INV1, INV2 has one output V
If 1 is H, the other output V2 is L, so it has two stable points. FIG. 7 shows the input / output characteristics of each TASKIGAKE inverter circuit, and E (= E0− | V1−V2
|, E0: reference voltage) and the input voltage V1. In the circuit of FIG. 6, the inverted output with respect to the input is the output of each crossing inverter circuit, so the characteristic can be expressed by a quadratic function in which the coefficient of the quadratic term is negative.
【0026】各たすきがけインバータ回路は、図7中の
矢印で示したように、入力側電圧V1と出力側電圧V2と
の電位差が大きくなる方向へ収束して安定する。したが
って、各たすきがけインバータ回路は2値のメモリとし
て機能する。安定の方向は、特性曲線の頂点を閾値とし
て、入力電圧に応じて決定される。As shown by the arrows in FIG. 7, each crossing inverter circuit converges and stabilizes in the direction in which the potential difference between the input side voltage V1 and the output side voltage V2 increases. Therefore, each crossing inverter circuit functions as a binary memory. The direction of stability is determined according to the input voltage, with the apex of the characteristic curve as the threshold value.
【0027】そして、このようなたすきがけインバータ
回路を複数並列に設け、各たすきがけインバータ回路内
の入出力電圧特性(回路の閾値)を適宜異ならせることに
より、それぞれの出力の組合せで多値のメモリ回路を構
成することができる。A plurality of such crossing inverter circuits are provided in parallel and the input / output voltage characteristics (threshold value of the circuit) in each crossing inverter circuit are appropriately made different, so that multi-valued output combinations are obtained. A memory circuit can be configured.
【0028】例えば、入出力電圧特性を図8に示すよう
に、各たすきがけインバータ回路の出力側の電圧XOU
T,YOUT,ZOUTがそれぞれ上の回路の高電位側の安定
点を中間点(回路の閾値)とするような特性分布を持たせ
れば、これらを結合加算して出力とすることにより、入
力電圧の状態に応じて4階調の電圧を保持させることが
できる。For example, as shown in FIG. 8 for the input / output voltage characteristics, the voltage XOU at the output side of each crossing inverter circuit is shown.
If T, YOUT, and ZOUT have characteristic distributions such that the stable point on the high potential side of the circuit above is the intermediate point (threshold value of the circuit), these are combined and added to produce the output voltage. It is possible to hold four gradation voltages depending on the state.
【0029】入力電圧VINと出力電圧VOUTとの関係
は、キャパシタンスによる係数を1と考えると、以下の
表1のとおりとなる。この場合には4値の多値メモリと
して機能する。また、出力電圧の段階は、キャパシタン
スの容量を適宜変更することにより、任意に設定するこ
とができる。The relationship between the input voltage VIN and the output voltage VOUT is as shown in Table 1 below when the coefficient due to capacitance is taken to be 1. In this case, it functions as a 4-valued multi-valued memory. Moreover, the stage of the output voltage can be arbitrarily set by appropriately changing the capacitance of the capacitance.
【0030】[0030]
【表1】 入力電圧 VIN 出力電圧 VOUT V1〜Va V1+V1+V1 Va〜V2 V2+V1+V1 V2〜V3 V2+V3+V1 V3〜V4 V2+V3+V4 ただし、Va=(V2−V1)/2とする[Table 1] Input voltage VIN Output voltage VOUT V1 to Va V1 + V1 + V1 Va to V2 V2 + V1 + V1 V2 to V3 V2 + V3 + V1 V3 to V4 V2 + V3 + V4 where Va = (V2-V1) / 2
【0031】図9は、図6の回路とは反対に各たすきが
けインバータ回路T1,T2,T3の入力に対して非反転
出力をキャパシタンスに接続している。このような接続
によると、各たすきがけインバータ回路のE−V特性が
図7に示したものとは反転し、二次の係数が正となる二
次関数で表されることとなる。In contrast to the circuit of FIG. 6, FIG. 9 connects the non-inverting output to the capacitance for the input of each crossing inverter circuit T1, T2, T3. According to such a connection, the EV characteristic of each crossing inverter circuit is inverted from that shown in FIG. 7, and is expressed by a quadratic function having a positive quadratic coefficient.
【0032】なお、図6の回路は、上記の用途としての
みでなく、3ビットのバッファ付D/A変換器としても
利用することができる。この場合には、各たすきがけイ
ンバータ回路の特性を全て同一とし、キャパシタンスの
容量比を例えば1:2:4に設定する。これにより、各
端子へのディジタル入力に応じて以下の表2に示すよう
なアナログ出力を得ることができ、かつ、この出力は入
力が断たれた後にも保持される。表中の入力信号は0が
ハイレベル、1がローレベルである。また、出力信号
は、各たすきがけインバータ回路の出力がローレベルの
ときに値0、ハイレベルのときには値1に各キャパシタ
ンスの容量による係数を掛けた値で示している。The circuit of FIG. 6 can be used not only as the above-mentioned application but also as a 3-bit buffered D / A converter. In this case, the characteristics of each inverter circuit are set to be the same, and the capacitance ratio of capacitance is set to 1: 2: 4, for example. As a result, an analog output as shown in Table 2 below can be obtained according to the digital input to each terminal, and this output is held even after the input is cut off. In the input signals in the table, 0 is high level and 1 is low level. Further, the output signal is shown as a value obtained by multiplying the value 0 when the output of each pegging inverter circuit is low level and the value 1 when the output is high level by a coefficient by the capacitance of each capacitance.
【0033】[0033]
【表2】 入力信号 出力信号 X Y Z 0 0 0 0+0+0=0 1 0 0 1+0+0=1 0 1 0 0+2+0=2 1 1 0 1+2+0=3 0 0 1 0+0+4=4 1 0 1 1+0+4=5 0 1 1 0+2+4=6 1 1 1 1+2+4=7[Table 2] Input signal Output signal XYZ 0 0 0 0 + 0 + 0 = 0 1 1 0 0 1 + 0 + 0 = 1 0 1 1 0 0 + 2 + 0 = 2 1 1 1 0 1 + 2 + 0 = 3 0 0 1 0 + 0 + 4 = 4 1 0 1 1 1 + 0 + 4 0 + 2 + 4 = 6 1 1 1 1 + 2 + 4 = 7
【0034】[0034]
【実施例3】図10は、この発明にかかるメモリ回路の
実施例3を示す、この例では、双安定回路としてフリッ
プフロップ回路を用いている。Third Embodiment FIG. 10 shows a third embodiment of the memory circuit according to the present invention. In this example, a flip-flop circuit is used as a bistable circuit.
【0035】すなわち、図10のメモリ回路は、複数の
閾値が段階的に異なるフリップフロップ回路F0,F1,
F2,…,Fnを並列に設け、各フリップフロップ回路の
出力Y0,Y1,Y2,…,Ynに閾値の段階に応じた重み
付けをするキャパシタンスC10,C11,C12,…,C1n
を接続し、これらのキャパシタンスを互いに接続して出
力としている。That is, the memory circuit of FIG. 10 has flip-flop circuits F0, F1,
, Fn are provided in parallel and capacitances C10, C11, C12, ..., C1n for weighting the outputs Y0, Y1, Y2, ..., Yn of the respective flip-flop circuits according to the threshold level.
Are connected, and these capacitances are connected to each other to form an output.
【0036】各フリップフロップ回路の閾値は、最も下
位の閾値を基準20として順に21,22,…,2nとな
り、キャパシタンスC10,C11,C12,…,C1nの容量
も、C10を基準20として順に21,22,…,2nとなる
よう設定されている。The threshold value of each flip-flop circuit becomes 2 1 , 2 2 , ..., 2 n in order with the lowest threshold value as the reference 2 0 , and the capacitance of the capacitances C10, C11, C12, ..., C1 n is also based on C10. It is set that 2 0 is 2 1 , 2 2 , ..., 2 n in order.
【0037】また、各フリップフロップ回路の入力側に
は、共通のアナログ入力電圧Xと、より重み付けが大き
いフリップフロップ回路の反転出力Y'0,Y'1,Y'2,
…,Y'nとをフリップフロップ回路の閾値と同様の重み
付けがなされた容量のキャパシタンスを介して容量結合
して接続されている。On the input side of each flip-flop circuit, a common analog input voltage X and inverted outputs Y'0, Y'1, Y'2,
, Y'n are capacitively coupled and connected via a weighted capacitance similar to the threshold value of the flip-flop circuit.
【0038】例えばフリップフロップ回路F0の入力側
に設けられたキャパシタンスの容量は、アナログ入力電
圧Xが入力されるキャパシタンスの容量を基準20とし
て、1段階上の閾値を持つフリップフロップ回路F1の
反転出力Y'1が入力されるキャパシタンスの容量は
21、2段階上の閾値を持つフリップフロップ回路F2の
反転出力Y'2が入力されるキャパシタンスの容量は
22、n段階上の閾値を持つフリップフロップ回路Fnの
反転出力Y'nが入力されるキャパシタンスの容量は2n
となっている。[0038] For example the capacity of the capacitance which is provided to the input side of the flip-flop circuit F0, based 2 0 the volume of capacitance analog input voltage X is input, the inversion of the flip-flop circuit F1 with the threshold of one level The capacitance of the capacitance to which the output Y′1 is input is 2 1 , and the capacitance of the capacitance to which the inverted output Y′2 of the flip-flop circuit F2 is input is 2 2 , which has the threshold of n stages. The capacitance of the capacitance to which the inverted output Y'n of the flip-flop circuit Fn is input is 2 n
Has become.
【0039】なお、ここで反転出力とは、非反転出力を
Vout、基準電圧をVddとしたときに、(Vdd−Vout)を
意味する。したがって、反転出力を統合する際にはオフ
セットとして入るVddを除去する必要がある。このた
め、図10の回路では、各入力に−Vddを下記の容量C
vddを持つキャパシタンスを介して入力させることによ
り、オフセットによる影響を除去している。容量は、i
番目のフリップフロップ回路に対する値である。The inverted output means (Vdd-Vout) when the non-inverted output is Vout and the reference voltage is Vdd. Therefore, when integrating the inverted outputs, it is necessary to remove Vdd that enters as an offset. Therefore, in the circuit of FIG. 10, -Vdd is applied to each input by the capacitance C below.
The effect of offset is eliminated by inputting through the capacitance with vdd. The capacity is i
This is the value for the th flip-flop circuit.
【0040】[0040]
【数3】 [Equation 3]
【0041】上記のような閾値、容量の設定により、各
フリップフロップ回路の出力は、その個数nに対してn
ビット二値データの各ビットとしての意味を持つことと
なる。アナログ入力電圧Xに応じた各フリップフロップ
回路の出力は、以下の表1のとおりである。By setting the threshold value and the capacitance as described above, the output of each flip-flop circuit is n with respect to the number n.
It has a meaning as each bit of bit binary data. The output of each flip-flop circuit according to the analog input voltage X is as shown in Table 1 below.
【0042】[0042]
【表3】 X 0 1 2 3 4 5 6 7 8 9 … Y0 0 1 0 1 0 1 0 1 0 1 … Y1 0 0 1 1 0 0 1 1 0 0 … Y2 0 0 0 0 1 1 1 1 0 0 … Y3 0 0 0 0 0 0 0 0 1 1 …[Table 3] X 0 1 2 3 4 5 6 7 8 9 ... Y0 0 1 0 1 1 0 1 0 1 1 0 1 ... Y1 0 0 1 1 1 0 0 0 1 1 0 0 ... Y2 0 0 0 0 0 1 1 1 1 1 0 ... Y3 0 0 0 0 0 0 0 0 0 1 1 ...
【0043】図11は、上記実施例3の第1の変形例で
あり、各フリップフロップ回路と回路の出力側に接続さ
れた各重み付けキャパシタンスとの間に分岐点に、フリ
ップフロップ回路の出力をキャパシタンスC10,C11,
C12,…,C1nとディジタル出力部Bとの間で選択的に
接続するスイッチSW0,SW1,SW2,…,SWnが設
けられている。FIG. 11 shows a first modification of the third embodiment, in which the output of the flip-flop circuit is provided at a branch point between each flip-flop circuit and each weighting capacitance connected to the output side of the circuit. Capacitance C10, C11,
, C1n and switches SW0, SW1, SW2, ..., SWn that are selectively connected between the digital output section B and C12.
【0044】これらのスイッチは、アナログ/ディジタ
ル選択出力信号S1により同時に切り替えられるアナロ
グスイッチ、あるいはディジタルスイッチであり、キャ
パシタンス側に接続されている際にはアナログ出力が得
られ、ディジタル出力部B側に接続されている場合には
nビットのディジタルデータがパラレル出力される。These switches are analog switches or digital switches which are simultaneously switched by the analog / digital selection output signal S1. When they are connected to the capacitance side, analog output is obtained and the digital output section B side is provided. When connected, n-bit digital data is output in parallel.
【0045】フリップフロップの出力そのものは、0,
1のディジタル出力であるため、それぞれ容量の異なる
キャパシタンスを介して容量結合すれば2n段階の多値
データとなるし、キャパシタンスへの入力前に分岐して
パラレルで出力すれば、nビットのディジタルデータと
して利用することもできる。The output itself of the flip-flop is 0,
Since it is 1 digital output, if it is capacitively coupled through capacitances having different capacitances, it becomes multi-valued data of 2 n steps, and if it is branched and output in parallel before inputting to the capacitance, it is an n-bit digital output. It can also be used as data.
【0046】図12は、図11に示されたメモリ回路を
基本素子として用いたメモリICの構成を示すブロック
図である。複数のメモリ回路M1,M2,,Mnが並列に
設けられると共に、アナログ入力電圧Xは書込みアドレ
ス指定用のスイッチSW11,SW12,…,SW1nを介し
て各メモリ回路に選択的に入力され、保持された信号は
読出しアドレス指定用のSW21,SW22,…,SW2nを
介して選択的に出力される。FIG. 12 is a block diagram showing a structure of a memory IC using the memory circuit shown in FIG. 11 as a basic element. A plurality of memory circuits M1, M2, Mn are provided in parallel, and the analog input voltage X is selectively input to and held in each memory circuit via the write addressing switches SW11, SW12, ..., SW1n. , SW2n for designating the read address are selectively output.
【0047】アドレス指定には従来のメモリ回路と同様
のディジタル信号が用いられ、それぞれ書込み用、読出
し用のデコーダD1,D2を介して指定されたアドレスの
スイッチが選択される。書込まれて保持される信号は多
値情報であるが、出力情報は選択信号に応じてディジタ
ル、多値のいずれの形式でも取り出すことができる。A digital signal similar to that of the conventional memory circuit is used for addressing, and the switch of the specified address is selected via the decoders D1 and D2 for writing and reading, respectively. The signal written and held is multi-valued information, but the output information can be taken out in either digital or multi-valued format according to the selection signal.
【0048】図13は、図12の回路の端子を示す。入
力側は、アナログ入力端子X、書込みアドレス指定端子
WAd0〜WAd9、読出しアドレス指定端子RAd0〜RA
d9、アナログディジタル選択端子Sが設けられており、
出力側は、多値信号出力端子Um0〜Um3、ディジタル信
号出力端子Ud0〜Ud15が設けられている。多値信号出
力については、出力時間がディジタル信号と比較して長
い可能性があるため、一度に4アドレス分を出力できる
よう4本の出力端子が設けられている。FIG. 13 shows the terminals of the circuit of FIG. On the input side, analog input terminal X, write address designation terminals WAd0 to WAd9, read address designation terminals RAd0 to RA
d9, an analog digital selection terminal S is provided,
On the output side, multi-level signal output terminals Um0 to Um3 and digital signal output terminals Ud0 to Ud15 are provided. Since the output time of a multi-valued signal may be longer than that of a digital signal, four output terminals are provided so that four addresses can be output at one time.
【0049】実施例3の構成によれば、SRAM相当の
回路規模で多値データを保持するメモリを提供できる。
保持されるデータの精度は、基本回路であるメモリ回路
の規模を大きくすればそれに比例して向上させることが
でき、かつ、要求される出力データの精度が回路規模に
対して低い場合には、上位ビットあるいは下位ビット相
当分を使用しなければ、その分の速度を向上させること
ができる。また、SRAMの特徴として読出しと書込み
とを同時に実行することができる。According to the configuration of the third embodiment, it is possible to provide a memory that holds multi-valued data with a circuit scale equivalent to SRAM.
If the scale of the memory circuit, which is the basic circuit, is increased, the precision of the held data can be improved in proportion to it, and if the precision of the required output data is low with respect to the circuit scale, If the high-order bit or the low-order bit equivalent is not used, the speed can be improved by that amount. Further, as a characteristic of SRAM, reading and writing can be executed simultaneously.
【0050】[0050]
【発明の効果】以上説明したように、この発明によれ
ば、複数の双安定回路を並列に設けてキャパシタンスを
介して接続することにより、共通の入力端子に入力され
るアナログ電圧をアナログのまま多値のデータとして保
持することができる。As described above, according to the present invention, by providing a plurality of bistable circuits in parallel and connecting them via a capacitance, the analog voltage input to the common input terminal remains analog. It can be stored as multi-valued data.
【図1】 実施例1のメモリ回路を示す回路図である。FIG. 1 is a circuit diagram showing a memory circuit according to a first embodiment.
【図2】 実施例1のメモリ回路の入出力関係を示すグ
ラフである。FIG. 2 is a graph showing the input / output relationship of the memory circuit of the first embodiment.
【図3】 実施例1の変形例を示すメモリ回路の回路図
である。FIG. 3 is a circuit diagram of a memory circuit showing a modified example of the first embodiment.
【図4】 実施例1の双安定回路の具体例を示す回路図
である。FIG. 4 is a circuit diagram showing a specific example of a bistable circuit according to the first embodiment.
【図5】 実施例1の双安定回路の他の具体例を示す回
路図である。FIG. 5 is a circuit diagram showing another specific example of the bistable circuit according to the first embodiment.
【図6】 実施例2のメモリ回路の構成を示す回路図で
ある。FIG. 6 is a circuit diagram showing a configuration of a memory circuit according to a second embodiment.
【図7】 たすきがけインバータ回路の特性を示すグラ
フである。FIG. 7 is a graph showing characteristics of a plow-off inverter circuit.
【図8】 3つのたすきがけインバータ回路の設定例を
示すグラフである。FIG. 8 is a graph showing a setting example of three plucking inverter circuits.
【図9】 実施例2の変形例を示すメモリ回路回路図で
ある。FIG. 9 is a memory circuit circuit diagram showing a modification of the second embodiment.
【図10】 実施例3のメモリ回路を示す回路図であ
る。FIG. 10 is a circuit diagram showing a memory circuit according to a third embodiment.
【図11】 実施例3の変形例を示すメモリ回路の回路
図である。FIG. 11 is a circuit diagram of a memory circuit showing a modification of the third embodiment.
【図12】 実施例3のメモリ回路を基本素子として用
いたメモリのブロック図である。FIG. 12 is a block diagram of a memory using the memory circuit of Example 3 as a basic element.
【図13】 図12のメモリの端子の構成を示す説明図
である。13 is an explanatory diagram showing a configuration of terminals of the memory of FIG.
T1,T2,T3,Tn 双安定回路 C11,C12,C13,C1n キャパシタンス T1, T2, T3, Tn Bistable circuit C11, C12, C13, C1n capacitance
Claims (18)
より初期入力電圧を除去した際の出力電圧が低電圧と高
電圧とのいずれかの状態に収束する双安定回路を複数並
列に設け、該双安定回路にそれぞれ共通のアナログ電圧
を前記初期入力電圧として入力できるよう接続すると共
に、前記各双安定回路の閾値電圧が初期入力電圧に対し
て相対的に異なるよう段階的に設定し、かつ、前記各双
安定回路の出力側にキャパシタンスを接続し、各キャパ
シタンスを互いに接続して共通出力端子としたことを特
徴とするメモリ回路。1. A plurality of bistable circuits are provided in parallel so that the output voltage when the initial input voltage is removed is converged to either a low voltage or a high voltage depending on the magnitude relationship between the initial input voltage and the threshold voltage. A common analog voltage is connected to each of the bistable circuits so as to be input as the initial input voltage, and the threshold voltage of each bistable circuit is set stepwise so as to be relatively different from the initial input voltage, and A memory circuit, wherein a capacitance is connected to an output side of each of the bistable circuits, and the capacitances are connected to each other to form a common output terminal.
くとも初期状態から反転した際の電圧の値は、前記閾値
電圧と初期入力電圧との相対関係に応じて段階的に異な
るよう設定され、前記各キャパシタンスの容量は、同一
に設定されていることを特徴とする請求項1に記載のメ
モリ回路。2. The value of the voltage of at least the converged voltage of each bistable circuit when inverted from the initial state is set to be different stepwise according to the relative relationship between the threshold voltage and the initial input voltage, The memory circuit according to claim 1, wherein the capacitances of the respective capacitances are set to be the same.
り、前記キャパシタンスの容量は、前記閾値電圧と初期
入力電圧との相対関係に応じて段階的に重み付けされる
よう設定されていることを特徴とする請求項1に記載の
メモリ回路。3. The convergence voltage of each bistable circuit is the same, and the capacitance of the capacitance is set to be weighted stepwise according to the relative relationship between the threshold voltage and the initial input voltage. The memory circuit according to claim 1, wherein:
入出力を各々接続して構成されるたすきがけインバータ
回路であることを特徴とする請求項1に記載のメモリ回
路。4. The memory circuit according to claim 1, wherein the bistable circuit is a stacking inverter circuit configured by connecting the input and output of two inverters, respectively.
プ抵抗が接続されると共に、一方のドレインを他方のゲ
ートに接続した第1、第2のMOS電界効果トランジス
タを有し、第1のMOS電界効果トランジスタのゲー
ト、ドレインをそれぞれ入力、出力とすることを特徴と
する請求項1に記載のメモリ回路。5. The bistable circuit includes first and second MOS field effect transistors each having a drain connected to a pull-up resistor and one drain connected to the other gate. The memory circuit according to claim 1, wherein a gate and a drain of the field effect transistor are used as an input and an output, respectively.
抵抗が接続されると共に、一方のソースを他方のゲート
に接続した第1、第2のMOS電界効果トランジスタを
有し、第1のMOS電界効果トランジスタのゲート、ソ
ースをそれぞれ入力、出力とすることを特徴とする請求
項1に記載のメモリ回路。6. The bistable circuit has first and second MOS field effect transistors each having a source connected to a pull-down resistor and one source connected to the other gate. 2. The memory circuit according to claim 1, wherein the gate and the source of the effect transistor are input and output, respectively.
電圧が段階的に異なるよう設定されていることを特徴と
する請求項1に記載のメモリ回路。7. The memory circuit according to claim 1, wherein each bistable circuit is set such that a threshold voltage of each circuit itself is different stepwise.
電圧に対応する電圧が各閾値電圧より高くなったときに
のみ出力を反転させることを特徴とする請求項1に記載
のメモリ回路。8. The memory circuit according to claim 1, wherein each bistable circuit inverts an output only when a voltage corresponding to the analog input voltage becomes higher than a threshold voltage.
路であることを特徴とする請求項3に記載のメモリ回
路。9. The memory circuit according to claim 3, wherein the bistable circuit is a flip-flop circuit.
けが大きい全ての双安定回路の反転出力とをその重み付
けに応じた容量のキャパシタンスを介して容量結合して
前記各双安定回路に入力し、前記双安定回路の出力に、
その個数nに対してnビット二値データの各ビットとし
ての意味を持たせたことを特徴とする請求項10に記載
のメモリ回路。10. The analog input voltage and the inverting outputs of all the bistable circuits with higher weighting are capacitively coupled via a capacitance having a capacitance corresponding to the weighting and input to each of the bistable circuits. At the output of the bistable circuit,
11. The memory circuit according to claim 10, wherein the number n has a meaning as each bit of n-bit binary data.
により初期入力電圧を除去した際の出力電圧が低電圧と
高電圧とのいずれかの状態に収束する双安定回路を複数
並列に設け、該双安定回路にそれぞれ共通のアナログ電
圧を前記初期入力電圧として入力できるよう接続し、前
記各双安定回路の収束電圧を共通にすると共に、閾値電
圧を段階的に異なるよう設定し、かつ、前記各双安定回
路の出力側に、前記閾値電圧と初期入力電圧との相対関
係に応じた段階的に異なる容量を有するキャパシタンス
を接続して重み付けをし、各キャパシタンスを接続して
共通出力端子としたことを特徴とするメモリ回路。11. A plurality of bistable circuits are provided in parallel so that the output voltage when the initial input voltage is removed is converged to either a low voltage or a high voltage depending on the magnitude relationship between the initial input voltage and the threshold voltage. A common analog voltage is connected to each of the bistable circuits so as to be input as the initial input voltage, the convergence voltage of each of the bistable circuits is made common, and the threshold voltage is set to be different stepwise, and On the output side of each bistable circuit, a capacitance having a stepwise different capacitance according to the relative relationship between the threshold voltage and the initial input voltage is connected and weighted, and each capacitance is connected to form a common output terminal. A memory circuit characterized by the above.
の入出力を各々接続して構成されるたすきがけインバー
タ回路であることを特徴とする請求項12に記載のメモ
リ回路。12. The memory circuit according to claim 12, wherein the bistable circuit is a stacking inverter circuit configured by connecting the input and output of two inverters, respectively.
ップ抵抗が接続されると共に、一方のドレインを他方の
ゲートに接続した第1、第2のMOS電界効果トランジ
スタを有し、第1のMOS電界効果トランジスタのゲー
ト、ドレインをそれぞれ入力、出力とすることを特徴と
する請求項12に記載のメモリ回路。13. The bistable circuit includes first and second MOS field effect transistors each having a drain connected to a pull-up resistor and one drain connected to the other gate. 13. The memory circuit according to claim 12, wherein the gate and the drain of the field effect transistor are used as an input and an output, respectively.
ン抵抗が接続されると共に、一方のソースを他方のゲー
トに接続した第1、第2のMOS電界効果トランジスタ
を有し、第1のMOS電界効果トランジスタのゲート、
ソースをそれぞれ入力、出力とすることを特徴とする請
求項12に記載のメモリ回路。14. The bistable circuit has first and second MOS field effect transistors each having a source connected to a pull-down resistor and one source connected to the other gate. The gate of the effect transistor,
13. The memory circuit according to claim 12, wherein the sources are input and output, respectively.
して構成されるたすきがけインバータ回路を複数並列に
設け、それぞれのたすきがけインバータ回路の一方のイ
ンバータの出力を共通の入力端子とし、他方のインバー
タの出力をそれぞれキャパシタンスを介して接続して共
通出力端子とすると共に、各たすきがけインバータ回路
の閾値を段階的に異ならせて設定したことを特徴とする
メモリ回路。15. A plurality of plucking inverter circuits configured by connecting inputs and outputs of two inverters are provided in parallel, and the output of one inverter of each plucking inverter circuit is used as a common input terminal, and the other is provided. A memory circuit characterized in that the outputs of the inverters are connected to each other via a capacitance to form a common output terminal, and the thresholds of the respective inverter circuits are set to be different stepwise.
フロップ回路を並列に設け、各フリップフロップ回路の
出力側に前記閾値の段階に応じた重み付けをするキャパ
シタンスを接続し、該複数のキャパシタンスを互いに接
続して出力とすると共に、前記各フリップフロップ回路
の入力側に、共通のアナログ入力電圧と、より重み付け
が大きいフリップフロップ回路の反転出力とを該フリッ
プフロップ回路の閾値と同様の重み付けがなされた容量
のキャパシタンスを介して容量結合して接続し、前記各
フリップフロップ回路の出力にその個数nに対してnビ
ット二値データの各ビットとしての意味を持たせたこと
を特徴とするメモリ回路。16. A flip-flop circuit having a plurality of stepwise different thresholds is provided in parallel, and a capacitance for weighting according to the step of the threshold is connected to the output side of each flip-flop circuit, and the plurality of capacitances are mutually connected. The analog input voltage common to the input side of each flip-flop circuit and the inverted output of the flip-flop circuit having a larger weight are weighted in the same manner as the threshold value of the flip-flop circuit while being connected and output. A memory circuit, which is capacitively coupled and connected via a capacitance of a capacitance, and the output of each flip-flop circuit has a meaning as each bit of n-bit binary data with respect to the number n thereof.
の出力側に接続された各重み付けキャパシタンスとの間
に分岐点を設け、各分岐点からの出力をnビットのディ
ジタルデータとしてパラレルに出力する出力部を設けた
ことを特徴とする請求項17に記載のメモリ回路。17. An output for providing a branch point between each flip-flop circuit and each weighting capacitance connected to the output side of the circuit, and outputting the output from each branch point in parallel as n-bit digital data. 18. The memory circuit according to claim 17, further comprising a section.
プ回路の出力を前記キャパシタンスと前記出力部との間
で選択的に接続するスイッチが設けられていることを特
徴とする請求項17に記載のメモリ回路。18. The switch according to claim 17, wherein the branch point is provided with a switch that selectively connects the output of the flip-flop circuit between the capacitance and the output section. Memory circuit.
Priority Applications (2)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP6027493A JPH07235195A (en) | 1993-06-22 | 1994-01-31 | Memory circuit |
US08/558,418 US5631941A (en) | 1993-06-15 | 1995-11-16 | Register circuit |
Applications Claiming Priority (5)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP17471293 | 1993-06-22 | ||
JP5-351854 | 1993-12-28 | ||
JP5-174712 | 1993-12-28 | ||
JP35185493 | 1993-12-28 | ||
JP6027493A JPH07235195A (en) | 1993-06-22 | 1994-01-31 | Memory circuit |
Publications (1)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
JPH07235195A true JPH07235195A (en) | 1995-09-05 |
Family
ID=27285817
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
JP6027493A Pending JPH07235195A (en) | 1993-06-15 | 1994-01-31 | Memory circuit |
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Country | Link |
---|---|
JP (1) | JPH07235195A (en) |
Cited By (1)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
EP0851430A2 (en) * | 1996-12-25 | 1998-07-01 | SHARP Corporation | Semiconductor storage device |
-
1994
- 1994-01-31 JP JP6027493A patent/JPH07235195A/en active Pending
Cited By (2)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
EP0851430A2 (en) * | 1996-12-25 | 1998-07-01 | SHARP Corporation | Semiconductor storage device |
EP0851430A3 (en) * | 1996-12-25 | 1999-05-26 | Sharp Kabushiki Kaisha | Semiconductor storage device |
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