JPH07264026A - マルチプレクサ及びデマルチプレクサ - Google Patents

マルチプレクサ及びデマルチプレクサ

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JPH07264026A
JPH07264026A JP6054292A JP5429294A JPH07264026A JP H07264026 A JPH07264026 A JP H07264026A JP 6054292 A JP6054292 A JP 6054292A JP 5429294 A JP5429294 A JP 5429294A JP H07264026 A JPH07264026 A JP H07264026A
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JP
Japan
Prior art keywords
dff
selector
data signal
stages
bit
Prior art date
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Pending
Application number
JP6054292A
Other languages
English (en)
Inventor
Yoshiko Ikeda
佳子 池田
Toshiki Seshimo
敏樹 瀬下
Toshiyuki Terada
俊幸 寺田
Keiji Wakimoto
啓嗣 脇本
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.)
Toshiba Corp
Original Assignee
Toshiba Corp
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Filing date
Publication date
Application filed by Toshiba Corp filed Critical Toshiba Corp
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Publication of JPH07264026A publication Critical patent/JPH07264026A/ja
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Abstract

(57)【要約】 【目的】 本発明はビット間の性能ばらつきを緩和した
マルチプレクサ及びデマルチプレクサを提供することを
目的とする。 【構成】セレクタと、Dラッチの段数が異なる複数のD
フリップフロップ(DFF)を有し、セレクタに対し、
多重化する複数のデータ信号線がそれぞれDFFを経て
同じ方向から入力されるマルチプレクサにおいて、セレ
クタに入力される複数のデータ信号線のうち前段のDF
FのDラッチの段数が最も少ないDFFとセレクタとが
隣り合うようにレイアウトする。Dラッチの段数が異な
る複数のDフリップフロップ(DFF)を有し、前段か
ら分割されたデータ信号線が同じ方向へ出力され、それ
ぞれDFFを経るデマルチプレクサにおいて、前段から
分割されたデータ信号線を受けるDFFのうち、Dラッ
チの段数が最も少ないDFFと前段が隣り合うようにレ
イアウトする。

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【産業上の利用分野】本発明は、マルチプレクサとデマ
ルチプレクサに関するものである。
【0002】
【従来の技術】従来のマルチプレクサについて、2ビッ
トのマルチプレクサ(以下、「MUX」と記す)の場合
を例にとって説明する。図3に2ビットMUXのブロッ
ク図を示す。ここでのMUXは、マスタースレーブ型の
DFF(MS−DFF)41と3段のDFF(TS−D
FF)42及びセレクタ43(図中、44はバッファを
示す。)等から構成されたセレクタ方式である。2つの
入力データの内、一方はMS−DFF41に供給され、
他方はTS−DFF42に供給される。そして、各DF
F41,42の出力データはセレクタ43に供給され、
選択的に出力される。ここで、データを取り込むタイミ
ングチャートを図4に示す。MS−DFF41に入力さ
れたデータDaは「1/2クロック+MS−DFFの遅
延時間」分遅延され、TS−DFF42に入力されたデ
ータDbは「1クロック+TS−DFFの遅延時間」分
遅延される。Da′,Db′がMS−DFF、TS−D
FFそれぞれの出力である。セレクタ43はクロックF
ckの立上がり及び立下がりで取り込むデータDa′,
Db′を切り替え、その出力OUTは、Da,Dbが多
重化される。
【0003】このような2ビットMUXのレイアウトと
しては図5(A),(B)に示すおもに2通りがある。
タイプ1はセレクタに対して2方向からデータを入力し
左右対称にレイアウトする方法である。タイプ2はセレ
クタに対して同じ方向から2つのデータを入力をするレ
イアウト方法である。タイプ1の場合は、2本のデータ
入力信号線に均等な配線容量が付加される。ところがタ
イプ2の場合はDa′,Db′のうちどちらかが電源線
を横切るためにクロスカップ容量が付加され、配線容量
が大きくなる。よって、2ビットMUXの場合タイプ1
のレイアウトが望ましい。ところで、多ビットMUXの
レイアウトとしては、タイプ2あるいはタイプ1と2を
組み合わせる方法がある。タイプ1と2を組み合わせた
例として図6に8ビットMUXのブロック図を示す。こ
の様な多ビットMUXの場合、初段のMUXはタイプ1
のレイアウトであるが次段からタイプ2となり前述した
ような片方のデータ信号のクロスカップ容量による配線
容量の増大は避けられない。これによるデメリットとし
て、MUXのアイパターン開口率を悪くしたり、高速性
を律則するという問題がある。なお、図中55はタイプ
1のDFFで、56はタイプ2のDFFである。
【0004】従来のデマルチプレクサについて、2ビッ
トのデマルチプレクサ(以下、「DMUX」と記す)の
場合を例にとって説明する。図7に2ビットDMUXの
ブロック図を示す。ここでのDMUXは、マスタースレ
ーブ型のDFF(MS−DFF)51と三段のDFF
(TS−DFF)52等から構成される。入力データは
2分割され、一方はMS−DFF51に供給され、他方
はTS−DFF52に供給される。MS−DFF51と
TS−DFF52に与えられるクロックは位相が1/2
クロックずれているため、シリアルデータを交互に読取
る。MS−DFF51に入力されたデータは「1/2ク
ロック+MS−DFFの遅延時間」分遅延され、TS−
DFF52に入力されたデータDbは「1クロック+T
S−DFFの遅延時間」分遅延される。それぞれの出力
は、ほぼ同時にパラレルデータが出力される。
【0005】このような2ビットDMUXのレイアウト
としては図8に示すおもに2通りがある。タイプ1は前
段(ここではバッファ44)に対して2方向へデータを
出力し左右対称にレイアウトする方法である。タイプ2
は前段に対して同じ方向へデータを出力するレイアウト
方法である。前述のMUX同様、タイプ1では2本の出
力データ信号線には均等に配線容量が付加されるが、タ
イプ2ではどちらかが電源線を横切るためにクロスカッ
プ容量が付加され、配線容量が大きくなる。よって、2
ビットDMUXの場合タイプ1のレイアウトが望まし
い。ところで、多ビットDMUXのレイアウトとして
は、タイプ2あるいはタイプ1と2を組み合わせる方法
がある。タイプ1と2を組み合わせた例として図9に8
ビットDMUXのブロック図を示す。このような多ビッ
トDMUXの場合、初段のDMUX57はタイプ1のレ
イアウトであるが次段からタイプ2となり前述したよう
な片方のデータ信号のクロスカップ容量による配線容量
の増大は避けられない。これによるデメリットとして、
DMUXの特定ビットのアイパターン開口率を悪くした
り、高速性を律則するという問題がある。
【0006】
【発明が解決しようとする課題】光通信システムにおい
て、MUX/DMUXは高速性とともに多ビット化が求
められている。しかしながら多ビットのMUX/DMU
Xの場合、レイアウト上電源線を横切ることが避けられ
ずクロスカップ容量が付加するデータ信号線がある為
に、アイパターン開口率を悪くしたり、高速性を律則す
るという問題があった。
【0007】具体的な例として8ビットDMUX試作結
果を紹介する。デバイスはGaAsMESFET(Me
tal Semiconductor Field E
ffect Transistor)を用いたSCFL
(Source CoupledFET Logic)
回路で構成した。5.4GHzで動作する場合の立上が
り/立下がり時間は、配線容量の最も少ない出力が約1
00〜130psであるのに対し、配線容量の最も大き
い出力は160〜240psと、プロセスによる素子間
ばらつきより大きいビット間ばらつきがある。また、出
力遅延時間においても50〜100ps程度こうしたビ
ット間の性能ばらつきは、配線容量の違いに起因するも
のである。本発明はレイアウト配置によりこのようなビ
ット間の性能ばらつきを緩和することを目的とする。
【0008】
【課題を解決するための手段】本発明のMUXは、セレ
クタと、Dラッチの段数が異なる複数のDフリップフロ
ップ(DFF)を有し、セレクタに対し、多重化する複
数のデータ信号線がそれぞれDFFを経て同じ方向から
入力されるマルチプレクサにおいて、セレクタに入力さ
れる複数のデータ信号線のうち前段のDFFのDラッチ
の段数が最も少いDFFとセレクタとが隣り合うように
レイアウトすることを特徴とする。
【0009】本発明のDMUXは、Dラッチの段数が異
なる複数のDフリップフロップ(DFF)を有し、前段
から分割されたデータ信号線が同じ方向へ出力され、そ
れぞれDFFを経るデマルチプレクサにおいて、前段か
ら分割されたデータ信号線を受けるDFFのうち、Dラ
ッチの段数が最も少ないDFFと前段が隣り合うように
レイアウトすることを特徴とする。
【0010】
【作用】Dラッチの段数が異なるDFFの場合、段数が
多い方が波形整形効果が強い。図10及び図11に示す
ようにMS−DFFとTS−DFFの出力波形を比較し
たシミュレーション結果を示す。図10がブロック図で
あり、図11がクロックとそれぞれの入出力波形を示
す。デバイスはGaAsMESFET(MetalSe
miconductor Field Effect
Transistor)を用いたSCFL(Sourc
e Coupled FET Logic)回路を想定
している。図11より2段のMS−DFFより3段のT
S−DFFのほうが、振幅の大きいことが分かる。この
効果を利用して、MUXにおいてはセレクタの前段のD
FFのうち段数の最も少ない、つまり波形整形効果の弱
いDFFは、出力データ信号線の配線容量を小さくする
ために電源線を横切らないようセレクタと隣り合うよう
にレイアウトする。一方段数の多いDFF、つまり波形
整形効果の強いDFFの出力データ信号線に電源線との
クロスカップ容量を負担させる。
【0011】DMUXにおいては、DFFのうち段数の
最も少ない、つまり波形整形効果の弱いDFFは、入力
データ信号線の配線容量を小さくするために電源線を横
切らないよう前段の回路と隣り合うようにレイアウトす
る。一方段数の多いDFF、つまり波形整形効果の強い
DFFの入力データ信号線に電源線とのクロスカップ容
量を負担させる。本発明によるレイアウト配置を用いる
ことにより、MUX/DMUXにおけるビット間の性能
差を緩和することができる。
【0012】
【実施例】以下に本発明の実施例を説明する。本実施例
では、GaAsMESFETを用いたSCFL回路で構
成する。なお、本発明はこれに限定されるものではなく
SiECL等の他回路にも適用することができる。
【0013】まず、本実施例に係わる8ビットマルチプ
レクサのブロック図について、図1を用いて説明する。
図1に示したように、本MUXはトリー構造であり、2
ビットMUXの3段構造で構成される。
【0014】2ビットMUXはいずれもMS−DFF、
TS−DFFとセレクタで構成され、本発明に係わるの
は、同じ方向から2本の入力データ信号線がセレクタに
入る2段目と3段目の2ビットMUXである。MS−D
FFとセレクタが隣り合うようなレイアウトで、TS−
DFFからセレクタへのデータ信号線は電源線を横切
る。波形整形効果の弱いMS−DFFの出力の配線容量
を小さく、波形整形効果の強いTS−DFFの出力に電
源線とのクロスカップ容量を負担させるレイアウトによ
り、ビット間の振幅や遅延時間等の性能ばらつきを緩和
し、最終出力のアイパターンの開口率を良好にする。
【0015】本実施例に係わる8ビットデマルチプレク
サのブロック図について、図2を用いて説明する。図2
に示したように、本DMUXはトリー構造であり、3段
構造で構成される。
【0016】2ビットDMUXはいずれも前段を2分割
したデータ信号をそれぞれMS−DFFとTS−DFF
で受ける構成で、本発明に係わるのは、前段から2分割
したデータ信号を同じ方向へ出力する2段目と3段目の
2ビットDMUXである。MS−DFFと前段のDFF
が隣り合うようなレイアウトで、前段DFFからTS−
DFFへのデータ信号線は電源線を横切る。波形整形効
果の弱いMS−DFFへの入力信号は配線容量を小さ
く、波形整形効果の強いTS−DFFへの入力信号に電
源線とのクロスカップ容量を負担させるレイアウトによ
り、ビット間の振幅や遅延時間等の性能ばらつきを緩和
し、各ビットの出力のアイパターンの開口率を均等でか
つ良好にする。
【0017】
【発明の効果】以上述べたように、本発明によればDF
Fを構成するDラッチに段数が多い程、波形整形効果が
大きいことを利用して、段数の少ないDFFの配線容量
を小さく、段数の多いDFFに電源線とのクロスカップ
容量などによる大きな配線容量を負担させることによ
り、MUX/DMUXのビット間による性能ばらつきを
緩和することができる。
【図面の簡単な説明】
【図1】 本発明の1実施例に係わる8ビットマルチプ
レクサのレイアウトを示すブロック図。
【図2】 本発明の1実施例に係わる8ビットデマルチ
プレクサのコア部のレイアウトを示すブロック図。
【図3】 従来の2ビットマルチプレクサの1例を示す
ブロック図。
【図4】 図3の2ビットマルチプレクサのタイミング
チャート。
【図5】 従来の2ビットマルチプレクサコア部のおも
なレイアウト例を示す図。
【図6】 従来の8ビットマルチプレクサコア部のレイ
アウトの1例を示す図。
【図7】 従来の2ビットデマルチプレクサの1例を示
すブロック図。
【図8】 従来の2ビットデマルチプレクサコア部のお
もなレイアウト例を示す図。
【図9】 従来の8ビットデマルチプレクサコア部のレ
イアウトの1例を示す図。
【図10】 従来の8ビットデマルチプレクサのレイア
ウトの1例を示すブロック図。
【図11】 シミュレーションによるMS−DFFとT
S−DFFの出力波形図。
【符号の説明】
10…セレクタ 11…マスター・スレーブ型DFF(MS−DFF) 12…3段のDFF(TS−DFF) 13…バッファ
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 脇本 啓嗣 神奈川県川崎市幸区小向東芝町1番地 株 式会社東芝研究開発センター内

Claims (2)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】セレクタと、Dラッチの段数が異なる複数
    のDフリップフロップ(DFF)を有し、セレクタに対
    し、多重化する複数のデータ信号線がそれぞれDFFを
    経て同じ方向から入力されるマルチプレクサにおいて、
    セレクタに入力される複数のデータ信号線のうち前段の
    DFFのDラッチの段数が最も少ないDFFとセレクタ
    とが隣り合うようにレイアウトすることを特徴とするマ
    ルチプレクサ。
  2. 【請求項2】Dラッチの段数が異なる複数のDフリップ
    フロップ(DFF)を有し、前段から分割されたデータ
    信号線が同じ方向へ出力され、それぞれDFFを経るデ
    マルチプレクサにおいて、前段から分割されたデータ信
    号線を受けるDFFのうち、Dラッチの段数が最も少い
    DFFと前段が隣り合うようにレイアウトすることを特
    徴とするデマルチプレクサ。
JP6054292A 1994-03-25 1994-03-25 マルチプレクサ及びデマルチプレクサ Pending JPH07264026A (ja)

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JP6054292A JPH07264026A (ja) 1994-03-25 1994-03-25 マルチプレクサ及びデマルチプレクサ

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ID=12966501

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JP6054292A Pending JPH07264026A (ja) 1994-03-25 1994-03-25 マルチプレクサ及びデマルチプレクサ

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Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US7315188B2 (en) 2001-08-29 2008-01-01 Altera Corporation Programmable high speed interface

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