JPH0799442A - 入力信号カウント回路 - Google Patents

入力信号カウント回路

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JPH0799442A
JPH0799442A JP5262997A JP26299793A JPH0799442A JP H0799442 A JPH0799442 A JP H0799442A JP 5262997 A JP5262997 A JP 5262997A JP 26299793 A JP26299793 A JP 26299793A JP H0799442 A JPH0799442 A JP H0799442A
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signal
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terminal
input
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JP5262997A
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Takahide Odagiri
貴秀 小田切
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Abstract

(57)【要約】 【目的】 簡単な構造をもって複数個の端子からのオン
状態、オフ状態及びその中間の状態を入力可能であり、
入力されたのオン状態の数とオフ状態の数との差をカウ
ントすることができ、かつ回路全体が大型化することの
ない入力信号カウント回路を提供する 【構成】 1つの入力端子と、オン状態、オフ状態及び
オンでもオフでもない中間状態を選択的に表す信号を入
力するための制御端子と、その制御端子からの信号がオ
ン状態、オフ状態及びそれらの中間の状態を表すときの
み各々上記入力端子からの信号を出力可能な第1〜第3
の出力端子とを有するスイッチ要素を組み合わせること
により、制御端子からのオン信号数とオフ信号数とをカ
ウントすることができ、トランジスタの数を大幅に低減
できると共に回路全体を小型化できる。

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【産業上の利用分野】本発明は、複数の端子からオン状
態、オフ状態及びそのいずれでもない中間状態を入力可
能であり、オン/オフ状態数の差をカウントする多数決
などに用いられる入力信号カウント回路に関するもので
ある。
【0002】
【従来の技術】従来、デジタル回路に於て複数の端子の
うちのいくつからオン状態、オフ状態またはオンでもオ
フでもない中間の状態を表わす信号が入力されたかを検
出する回路には、例えば入力線を4個とすると、オン
側、オフ側共に44434241(=1+4+6
+4)=15個のANDゲート(第1段)及び4個のO
Rゲート(第2段)を少なくとも必要とし、各ゲートを
NANDゲートにて構成し、各ゲートのトランジスタを
4個程度としても140個以上のトランジスタを必要と
していた。例えば、入力端子が5個になれば320個以
上、入力端子が7個になれば720個以上となる。その
ため、入力端子が多くなる程回路全体が著しく大きくな
る問題があった。加えてオン状態の数とオフ状態の数と
の差を計算するには更に多くのトランジスタを必要と
し、回路全体が大きくなる問題が一層深刻になる。
【0003】
【発明が解決しようとする課題】本発明は上記したよう
な従来技術の問題点に鑑みなされたものであり、その主
な目的は、簡単な構造を持ち複数の端子からのオン状
態、オフ状態及びその中間の状態を入力可能であり、入
力されたのオン状態の数とオフ状態の数との差をカウン
トすることができ、かつ回路全体が大型化することのな
い入力信号カウント回路を提供することにある。
【0004】
【課題を解決するための手段】上述した目的は本発明に
よれば、第1段から第N段(Nは2以上の整数)までの
各段に、オン状態、オフ状態及びオンでもオフでもない
中間状態を選択的に表す信号を入力するための2個また
は3個1組の制御端子が設けられ、前記各段の制御端子
から入力された前記オン状態の数とオフ状態の数との差
をカウントするための入力信号カウント回路であって、
第1段から第N段までの間の第n段(nは1からNまで
の整数)に、1つの入力端子と、その段の制御端子から
の信号がオン状態を表すときのみ前記入力端子からの信
号を出力可能な第1の出力端子と、前記制御端子からの
信号がオフ状態を表すときのみ前記入力端子からの信号
を出力可能な第2の出力端子と、前記制御端子からの信
号が中間状態を表すときのみ前記入力端子からの信号を
出力可能な第3の出力端子とを有する1番目乃至n番目
のn個のスイッチ要素が設けられ、第1段から第N−1
段までの第n段のi(iは1から2n−1までの整数)
番目のスイッチ要素に於ける第1の出力端子が第n+1
段のi番目スイッチ要素の入力端子に、第2の出力端子
が第n+1段のi+1番目スイッチ要素の入力端子に、
第3の出力端子が第n+1段のi+2番目スイッチ要素
の入力端子に各々接続され、第N段の各スイッチ要素の
出力端子からの出力により−N乃至Nの値を得ることを
特徴とする入力信号カウント回路を提供することにより
達成される。
【0005】
【作用】このようにすれば、N個の制御端子に対するト
ランジスタの数が、3N2個に付属回路のトランジスタ
数(N×α)個を加えた数になる。例えば制御端子4組
(4段)では50個程度、5個では90個程度、7個で
は170個程度となる。
【0006】
【実施例】以下、本発明の好適実施例を添付の図につい
て詳しく説明する。
【0007】図1は、本発明が適用された4段の制御端
子の組を有する入力信号カウント回路の構成を示す回路
図である。本実施例では回路全体がCMOSプロセスに
より構成されている。各制御端子の組は、図1に於ける
下から上にそのオン状態を入力するための制御端子IY
1、IY2、IY3、IY4、オフ状態を入力するため
の制御端子IN1、IN2、IN3、IN4及びオンで
もオフでもない中間状態を入力するための制御端子IA
1、IA2、IA3、IA4が第1段から第4段に設け
られ、各段の制御端子の組を構成している。任意の第n
段の制御端子IYn、INn、IAnはどれか1つのみ
が「High(H)」状態になり、他は必ず「Low
(L)」状態となるようになっており、第n段の信号が
これらの状態により回路に伝達されるようになってい
る。
【0008】第1段のオフ状態を表す信号を入力するた
めの制御端子IN1はMOSトランジスタ(以下MOS
Tと略記する。)Q1のゲートに接続され、同様に第1
段のオフでもオンでもない中間状態を表す信号を入力す
るためのIA1はMOSTQ2に、第1段のオン状態を
表す信号を入力するためのIY1はMOSTQ3に接続
されている。このMOSTQ1、MOSTQ2及びMO
STQ3が第1段の第1のスイッチ要素をなし、各MO
STQ1、MOSTQ2及びMOSTQ3のソースはM
OSTQ49を介して基準電位Vssに接続されてい
る。また、MOSTQ1のドレインは第2段の1番目の
スイッチ要素をなすMOSTQ4、MOSTQ5、MO
STQ6のソースに、MOSTQ2のドレインは第2段
の2番目のスイッチ要素をなすMOSTQ7、MOST
Q8、MOSTQ9のソースに、MOSTQ3のドレイ
ンは第2段の3番目のスイッチ要素をなすMOSTQ1
0、MOSTQ11、MOSTQ12のソースに各々接
続されている。
【0009】第2段のオフ状態を表す信号を入力するた
めの制御端子IN2はMOSTQ4、MOSTQ7、M
OSTQ10のゲートに接続され、同様にIA2はMO
STQ5、MOSTQ8、MOSTQ11に、IY2は
MOSTQ6、MOSTQ9、MOSTQ12に接続さ
れている。また、MOSTQ4のドレインは第3段の1
番目のスイッチ要素をなすMOSTQ13、MOSTQ
14、MOSTQ15のソースに、MOSTQ5、MO
STQ7のドレインは第3段の2番目のスイッチ要素を
なすMOSTQ16、MOSTQ17、MOSTQ18
のソースに、MOSTQ6、MOSTQ8、MOSTQ
10のドレインは第3段の3番目のスイッチ要素をなす
MOSTQ19、MOSTQ20、MOSTQ21のソ
ースに、MOSTQ9、MOSTQ11のドレインは第
3段の第4のスイッチ要素をなすMOSTQ22、MO
STQ23、MOSTQ24のソースに、MOSTQ1
2のドレインは第3段の第5のスイッチ要素をなすMO
STQ25、MOSTQ26、MOSTQ27のソース
に各々接続されている。
【0010】第3段のオフ状態を表す信号を入力するた
めの制御端子IN3はMOSTQ13、MOSTQ1
6、MOSTQ19、MOSTQ22、MOSTQ25
のゲートに接続され、同様にIA3はMOSTQ14、
MOSTQ17、MOSTQ20、MOSTQ23、M
OSTQ26に、IY3はMOSTQ15、MOSTQ
18、MOSTQ21、MOSTQ24、MOSTQ2
7に接続されている。また、MOSTQ13のドレイン
は第4段の1番目のスイッチ要素をなすMOSTQ2
8、MOSTQ29、MOSTQ30のソースに、MO
STQ14、MOSTQ16のドレインは第4段の2番
目のスイッチ要素をなすMOSTQ31、MOSTQ3
2、MOSTQ33のソースに、MOSTQ15、MO
STQ17、MOSTQ19のドレインは第4段の3番
目のスイッチ要素をなすMOSTQ34、MOSTQ3
5、MOSTQ36のソースに、MOSTQ18、MO
STQ20、MOSTQ22のドレインは第4段の第4
のスイッチ要素をなすMOSTQ37、MOSTQ3
8、MOSTQ39のソースに、MOSTQ21、MO
STQ23、MOSTQ25のドレインは第4段の第5
のスイッチ要素をなすMOSTQ40、MOSTQ4
1、MOSTQ42のソースに、MOSTQ24、MO
STQ26のドレインは第4段の第6のスイッチ要素を
なすMOSTQ43、MOSTQ44、MOSTQ45
のソースに、MOSTQ27のドレインは第4段の第7
のスイッチ要素をなすMOSTQ46、MOSTQ4
7、MOSTQ48のソースに各々接続されている。
【0011】第4段のオフ状態を表す信号を入力するた
めの制御端子IN4はMOSTQ28、MOSTQ3
1、MOSTQ34、MOSTQ37、MOSTQ4
0、MOSTQ43、MOSTQ46のゲートに接続さ
れ、同様にIA4はMOSTQ29、MOSTQ32、
MOSTQ35、MOSTQ38、MOSTQ41、M
OSTQ44、MOSTQ47に、IY4はMOSTQ
30、MOSTQ33、MOSTQ36、MOSTQ3
9、MOSTQ42、MOSTQ45、MOSTQ48
に接続されている。また、MOSTQ28のドレインは
MOSTQ50のドレインに、MOSTQ29、MOS
TQ31のドレインはMOSTQ51のドレインに、M
OSTQ30、MOSTQ32、MOSTQ34のドレ
インはMOSTQ52のドレインに、MOSTQ33、
MOSTQ35、MOSTQ37のドレインはMOST
Q53のドレインに、MOSTQ36、MOSTQ3
8、MOSTQ40のドレインはMOSTQ54のドレ
インに、MOSTQ39、MOSTQ41、MOSTQ
43のドレインはMOSTQ55のドレインに、MOS
TQ42、MOSTQ44、MOSTQ46のドレイン
は、MOSTQ56のドレインに、MOSTQ45、M
OSTQ47のドレインはMOSTQ57のドレイン
に、MOSTQ48のドレインはMOSTQ58のドレ
インに、各々接続されている。この9つのMOSTQ5
0〜Q58のドレインには出力端子O(−4)〜(+
4)も接続され、ソースは電源電位Vddに接続されて
いる。
【0012】従って、第n段には1番目〜(2n−1)
番目の(2n−1)個のスイッチ要素が設けられ、各ス
イッチ要素は図2に模式的に示すように、入力端子Aか
らの信号を第1、第2及び第3の出力端子B、C、Dに
選択的に出力可能とするスイッチをなしている。また、
第n段に於けるi番目のスイッチ要素の第1の出力端子
Bは次段の第n+1段のi番目のスイッチ要素の入力端
子Aに、第2の出力端子Cは次段の第n+1段のi+1
番目のスイッチ要素の入力端子Aに、第3の出力端子D
は次段の第n+1段のi+2番目のスイッチ要素の入力
端子Aに接続される。従って、上記第n段に於けるi番
目のスイッチ要素の第3の出力端子Dと、i+1番目の
スイッチ要素の第2の出力端子Cと、i+2番目のスイ
ッチ要素の第1出力端子Aとは共に第n+1段のi+1
番目のスイッチ要素の入力端子Aに接続されていること
となる。例えば図1の想像線で囲んだMOSTQ19、
MOSTQ20、MOSTQ21からなる第3段の3番
目のスイッチ要素を拡大した図3に示すように、その出
力端子Bは次段第4段の3番目のMOSTQ34、MO
STQ35、MOSTQ36からなるスイッチ要素の入
力端子Aに接続され、出力端子Cは次段第4段の4番目
のMOSTQ37、MOSTQ38、MOSTQ39か
らなるスイッチ要素の入力端子Aに接続され、出力端子
Dは次段第4段の5番目のMOSTQ40、MOSTQ
41、MOSTQ42からなるスイッチ要素の入力端子
Aに接続されている。
【0013】尚、MOSTQ50〜Q58はPchMO
ST、MOSTQ49はNchMOSTであり、MOS
TQ49〜58によりダイナミック回路が構成され、こ
のカウント回路を使用時のみオンするようになってい
る。
【0014】以下に本実施例の作動要領について説明す
る。上記したように、各制御端子IN1〜IN4、IA
1〜IA4、IY1〜IY4の入力信号のうちアクティ
ブな信号を「H」とし、例えば第1段の制御端子IN1
からの入力信号が「H」(このとき、IA1、IY1は
「L」)であれば、MOSTQ1がオンし、MOSTQ
2、MOSTQ3がオフする。すると、第2段に於ては
MOSTQ4、MOSTQ5、MOSTQ6のみが作動
可能となる。次に、例えば第2段の制御端子IA2から
の入力信号が「H」であれば、MOSTQ5のみがオン
し、MOSTQ4、MOSTQ6がオフする。すると、
第3段に於てはMOSTQ16、MOSTQ17、MO
STQ18のみが作動可能となる。続いて、例えば第3
段の制御端子IY3からの制御端子IY3からの入力信
号が「H」であれば、MOSTQ18のみがオンし、M
OSTQ16、MOSTQ17がオフする。すると、第
4段に於てはMOSTQ37、MOSTQ38、MOS
TQ39のみが作動可能となる。最後に、例えば第4段
の制御端子IY4からの入力信号が「H」であれば、M
OSTQ39のみがオンし、MOSTQ37、MOST
Q38がオフする。即ち、出力端子O(+1)からのみ
ローレベル信号が出力され、IY信号数とIN信号数の
差、即ちオン状態の数とオフ状態の数との差が+1であ
ることがわかる。
【0015】同様にして、例えば各制御端子で「H」で
ある入力信号がIY1、IA2、IY3、IN4であれ
ば、MOSTQ3、MOSTQ11、MOSTQ24、
MOSTQ43のみがオンし、各制御端子で「H」であ
る入力信号がIY1、IN2、IY3、IA4であれ
ば、MOSTQ3、MOSTQ10、MOSTQ21、
MOSTQ41のみがオンし、上記同様に出力端子O
(+1)からのみローレベル信号が出力され、IY信号
数とIN信号数の差が+1であることがわかる。
【0016】また、例えば各制御端子で「H」である入
力信号がIY1、IY2、IY3、IY4であれば、M
OSTQ3、MOSTQ12、MOSTQ27、MOS
TQ48のみがオンし、即ち出力端子O(+4)のみ導
通し、IY信号数とIN信号数の差が+4であることが
わかり、各制御端子で「H」である入力信号がIN1、
IN2、IN3、IN4であれば、MOSTQ1、MO
STQ4、MOSTQ13、MOSTQ28のみがオン
し、即ち出力端子O(−4)のみ導通し、IY信号数と
IN信号数の差が−4であることがわかる。
【0017】上記したようにO(−4)からローレベル
信号が出力されたときにはIY信号数からIN信号数を
減じた値が−4、出力端子0(−3)からローレベル信
号が出力されたときにはIY信号数からIN信号数を減
じた値が−3、出力端子O(−2)からローレベル信号
が出力されたときにはIY信号数からIN信号数を減じ
た値が−2、出力端子O(−1)からローレベル信号が
出力されたときにはIY信号数からIN信号数を減じた
値が−1、出力端子O(±0)からローレベル信号が出
力されたときにはIY信号数からIN信号数を減じた値
が0、出力端子O(+1)からローレベル信号が出力さ
れたときにはIY信号数からIN信号数を減じた値が+
1、出力端子O(+2)からローレベル信号が出力され
たときにはIY信号数からIN信号数を減じた値が+
2、出力端子O(+3)からローレベル信号が出力され
たときにはIY信号数からIN信号数を減じた値が+
3、出力端子O(+4)からローレベル信号が出力され
たときにはIY信号数からIN信号数を減じた値が+4
であることが容易にわかる。
【0018】尚、本実施例では制御端子が4組の場合を
説明したが、3個、5個或いはそれ以上の場合でもその
構成及び動作は同様であり、例えば5個の場合にはスイ
ッチ要素トランジスタが27個、ダイナミック回路用の
PchMOSTが1個、出力端子が1個増えるのみであ
る。また、本実施例では各段の制御端子を、オン状態、
オフ状態及び中間状態を表す3個の端子から構成した
が、2個の端子から構成し、各端子からの入力信号が共
に「L」である場合に残りの1つの状態を表すようにし
ても良い。
【0019】
【発明の効果】以上の説明により明らかなように、本発
明によるカウント回路によれば、3本1組のN組の制御
端子を第1段〜第N段に分け、その第n段に、1つの入
力端子と第1、第2及び第3の出力端子とを有すると共
にその段の制御端子からの信号に応じて前記入力端子か
らの信号を選択的に次段に出力可能とするための1番乃
至2n−1番目の2n−1個のスイッチ要素を設け、こ
の第n段のi番目のスイッチ要素に於ける第1の出力端
子を次段n+1段のi番目のスイッチ要素の入力端子
に、第2の出力端子を次段n+1段のi+1番目のスイ
ッチ要素の入力端子に、第3の出力端子を次段n+1段
のi+2番目のスイッチ要素の入力端子に各々接続し、
最終第N段の各スイッチ要素の出力端子からの出力によ
り−N乃至Nの値を得る構成とすることで、制御端子の
オン状態数とオフ状態数との差を容易にカウントするこ
とができ、トランジスタの数を大幅に低減できると共に
回路全体を小型化することが可能となる。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明が適用された4組の制御端子の入力信号
カウント回路の構成を示す回路図である。
【図2】図1の要部を示すモデル回路図である。
【図3】図1の要部拡大図である。
【符号の説明】
Q1〜Q48 スイッチ要素用トランジスタ Q49〜Q58 ダイナミック回路用トランジスタ IN1〜IN4 オフ状態を入力したい場合に「H」に
なる制御端子 IY1〜IY4 オン状態を入力したい場合に「H」に
なる制御端子 IA1〜IA4 オン/オフのいずれでもない中間状態
を入力したい場合に「H」になる制御端子 O(−4)〜O(+4) 出力端子
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (51)Int.Cl.6 識別記号 庁内整理番号 FI 技術表示箇所 H03K 19/20 101 9383−5J

Claims (3)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 第1段から第N段(Nは2以上の整
    数)までの各段に、オン状態、オフ状態及びオンでもオ
    フでもない中間状態を選択的に表す信号を入力するため
    の2個または3個1組の制御端子が設けられ、前記各段
    の制御端子から入力された前記オン状態の数とオフ状態
    の数との差をカウントするための入力信号カウント回路
    であって、 第1段から第N段までの間の第n段(nは1からNまで
    の整数)に、1つの入力端子と、その段の制御端子から
    の信号がオン状態を表すときのみ前記入力端子からの信
    号を出力可能な第1の出力端子と、前記制御端子からの
    信号がオフ状態を表すときのみ前記入力端子からの信号
    を出力可能な第2の出力端子と、前記制御端子からの信
    号が中間状態を表すときのみ前記入力端子からの信号を
    出力可能な第3の出力端子とを有する1番目乃至n番目
    のn個のスイッチ要素が設けられ、 第1段から第N−1段までの第n段のi(iは1から2
    n−1までの整数)番目のスイッチ要素に於ける第1の
    出力端子が第n+1段のi番目スイッチ要素の入力端子
    に、第2の出力端子が第n+1段のi+1番目スイッチ
    要素の入力端子に、第3の出力端子が第n+1段のi+
    2番目スイッチ要素の入力端子に各々接続され、 第N段の各スイッチ要素の出力端子からの出力により−
    N乃至Nの値を得ることを特徴とする入力信号カウント
    回路。
  2. 【請求項2】 前記各スイッチ要素が、3個1組のト
    ランジスタスイッチから構成されていることを特徴とす
    る請求項1に記載の入力信号カウント回路。
  3. 【請求項3】 前記各トランジスタがCMOSプロセ
    スからなるトランジスタからなることを特徴とする請求
    項2に記載の入力状態カウント回路。
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