JPH10290143A - Low power consumption type storage circuit - Google Patents
Low power consumption type storage circuitInfo
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- JPH10290143A JPH10290143A JP9100003A JP10000397A JPH10290143A JP H10290143 A JPH10290143 A JP H10290143A JP 9100003 A JP9100003 A JP 9100003A JP 10000397 A JP10000397 A JP 10000397A JP H10290143 A JPH10290143 A JP H10290143A
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Abstract
Description
【0001】[0001]
【発明の属する技術分野】本発明は、半導体集積回路に
おける記憶回路であって、特に記憶すべきデータをクロ
ック信号で逐一記憶するフリップフロップ等の回路にお
いて、既記憶内容と、新たに記憶すべき内容が同一デー
タの時には、記憶回路内におけるクロック信号で動作す
る回路部分の動作を抑止し、記憶回路内で消費する電力
を低減する半導体集積回路内の記憶回路に関するもので
ある。BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to a storage circuit in a semiconductor integrated circuit, and more particularly to a circuit such as a flip-flop for storing data to be stored one by one with a clock signal, in which the stored content and the newly stored data are stored. The present invention relates to a storage circuit in a semiconductor integrated circuit which suppresses the operation of a circuit portion operated by a clock signal in the storage circuit when the contents are the same data, and reduces power consumption in the storage circuit.
【0002】[0002]
【従来の技術】従来の半導体集積回路における記憶回路
の例としては、昭和63年8月30日、丸善株式会社発
行の「CMOSVLSI設計の原理」の19ページに、
CMOSフリップフロップの回路例が示されている。2. Description of the Related Art As an example of a memory circuit in a conventional semiconductor integrated circuit, see page 19 of "Principles of CMOS VLSI Design" published by Maruzen Co., Ltd. on August 30, 1988.
A circuit example of a CMOS flip-flop is shown.
【0003】本フリップフロップについて、図3、表
2、図4を用いて説明する。図3はフリップフロップの
回路図を、表2は本フリップフロップの真理値表を、図
4は動作タイムチャートを示す。The present flip-flop will be described with reference to FIG. 3, Table 2, and FIG. 3 shows a circuit diagram of the flip-flop, Table 2 shows a truth table of the present flip-flop, and FIG. 4 shows an operation time chart.
【0004】図3において、本フリップフロップ回路1
は大別して3つの部分から構成されている。第1は、イ
ンバータ11,12から構成されるクロック信号の正極
性信号と負極性信号を作成する部分。第2は、インバー
タ21と、PMOSトランジスタおよびNMOSトラン
ジスタからなる相補形スイッチ回路22により、入力デ
ータ信号を記憶部へ転送するかしないかの制御を行う部
分。第3は、インバータ31,32と、相補形スイッチ
回路33でループ回路を形成した記憶部である。In FIG. 3, the present flip-flop circuit 1
Is roughly composed of three parts. The first is a portion for generating a positive signal and a negative signal of a clock signal composed of the inverters 11 and 12. The second is a part for controlling whether or not the input data signal is transferred to the storage unit by the inverter 21 and the complementary switch circuit 22 including the PMOS transistor and the NMOS transistor. Third, a storage unit in which a loop circuit is formed by the inverters 31 and 32 and the complementary switch circuit 33.
【0005】[0005]
【表2】 [Table 2]
【0006】本回路の動作は、表2、図4からあきらか
なように、クロック信号がオフ状態(Low状態)の時
は、記憶部のループ回路が形成され保持状態となり、ク
ロック信号がオン状態(High状態)の時は、入力デ
ータ信号が記憶部へ転送され、クロック信号オフ時に記
憶部のループが形成され、入力データが保持される。As is clear from Table 2 and FIG. 4, when the clock signal is in an off state (Low state), a loop circuit of the storage unit is formed and held, and the clock signal is turned on. At the time of (High state), the input data signal is transferred to the storage unit, and when the clock signal is turned off, a loop of the storage unit is formed and the input data is held.
【0007】したがって、本回路ではインバータ11、
および12は保持しているデータ、入力データの値にか
かわらずクロック入力毎にたえず動作する回路となって
いる。Therefore, in this circuit, the inverter 11,
The circuits 12 and 12 are circuits that constantly operate every clock input irrespective of the value of the held data and input data.
【0008】[0008]
【発明が解決しようとする課題】上記従来技術は、記憶
回路内のクロック信号作成部については、クロック信号
が変化する毎にかならず動作するものとなっており、ク
ロック信号作成部の消費電力を低減することについては
何ら配慮されていないものであった。In the above prior art, the clock signal generator in the storage circuit always operates every time the clock signal changes, and the power consumption of the clock signal generator is reduced. There was no regard for what to do.
【0009】本発明は、きわめて簡単な回路を記憶回路
に付加するのみで、記憶回路が現在保持している内容
と、次に取込むべきデータが同一の場合には、記憶回路
内のクロック信号作成部の動作を抑止し、クロック作成
部で消費する電力を低減する記憶回路を提供することを
目的とする。According to the present invention, when a very simple circuit is added to a memory circuit, and the content currently held by the memory circuit is the same as data to be fetched next, a clock signal in the memory circuit is used. It is an object of the present invention to provide a storage circuit that suppresses the operation of the creation unit and reduces power consumed by the clock creation unit.
【0010】[0010]
【課題を解決するための手段】上記目的を達成するため
に、本発明に係る方式によれば、現在保持している記憶
内容と、新たに取込むべき入力データの内容を比較する
回路を具備し、さらに前記比較結果によりクロック信号
を記憶回路に伝播させるか否かの制御データを設け、現
在保持している記憶内容と、新たに取込むべき入力デー
タの内容が異なっている場合(不一致の場合)にのみク
ロック信号作成回路を動作させるものとする。In order to achieve the above object, according to the method of the present invention, there is provided a circuit for comparing the currently stored contents with the contents of input data to be newly acquired. Further, control data for determining whether or not the clock signal is propagated to the storage circuit is provided according to the comparison result. If the storage content currently held is different from the content of the input data to be newly acquired (a mismatch Only when the clock signal generation circuit operates.
【0011】比較回路は、現在保持しているデータと、
新たに取込むべきデータの比較を行う回路であり一般に
排他的論理和ゲート(EOR)で実現可能である。この
比較回路の出力は、前記データが不一致の時、論理値
‘1’を出力する。[0011] The comparison circuit comprises:
This is a circuit for comparing data to be newly taken in and can be generally realized by an exclusive OR gate (EOR). The output of this comparison circuit outputs a logical value "1" when the data does not match.
【0012】一方クロック入力信号は、前記比較回路の
出力結果で制御され、比較結果が論理値‘1’の時のみ
記憶回路へのクロック入力を有効とする様に働く。一般
にこの制御回路は論理積ゲート(AND)で達成され
る。On the other hand, the clock input signal is controlled by the output result of the comparison circuit, and works so as to validate the clock input to the storage circuit only when the comparison result is a logical value "1". Generally, this control circuit is achieved by an AND gate.
【0013】[0013]
【発明の実施の形態】以下本発明の実施例を図1、表
1、図2により説明する。DESCRIPTION OF THE PREFERRED EMBODIMENTS An embodiment of the present invention will be described below with reference to FIG. 1, Table 1 and FIG.
【0014】図1は本発明の一実施例の回路図であり、
フリップフロップ回路1と、排他的論理和ゲート(以下
EORと略す)4と、論理積ゲート(以下ANDと略
す)5とから構成されている。FIG. 1 is a circuit diagram of an embodiment of the present invention.
It comprises a flip-flop circuit 1, an exclusive OR gate (hereinafter abbreviated as EOR) 4, and an AND gate (hereinafter abbreviated as AND) 5.
【0015】フリップフロップ回路1は、従来技術で説
明した図3と同一である。EORゲート4は、現在保持
しているデータ‘Q’と、新たに取込むべきデータ
‘D’を入力とし、両データの比較結果(DEOR)を
出力する。EORゲート4の出力は、クロック入力(C
K)とANDゲート5で論理積がとられ、フリップフロ
ップ回路1のクロック入力(CKA)となる。The flip-flop circuit 1 is the same as that shown in FIG. The EOR gate 4 receives the currently held data 'Q' and the data 'D' to be newly acquired, and outputs a comparison result (DEOR) of the two data. The output of the EOR gate 4 is the clock input (C
K) is ANDed with the AND gate 5, and becomes the clock input (CKA) of the flip-flop circuit 1.
【0016】本回路における動作を表1、および図2を
用いて説明する。尚、フリップフロップ1内の動作につ
いては従来技術の項で説明したのでここでは省略する。The operation of this circuit will be described with reference to Table 1 and FIG. Note that the operation in the flip-flop 1 has been described in the section of the prior art and will not be described here.
【0017】[0017]
【表1】 [Table 1]
【0018】現在保持している情報(Qn−1 )がLo
wであり、新たに取込むべきデータ‘D’が同じくLo
wの時、EORゲート4の出力(DEOR)は論理値
‘0’となる。この時クロック(CK)が論理値‘1’
(High)となってもANDゲート5は成立せずAN
Dゲート5の出力(CKA)は論理値‘0’のままであ
り、フリップフロップ回路1内のクロック生成部のイン
バータ11、12は動作せず、フリップフロップ回路1
の出力QはLowのまま保持する。The information (Qn- 1 ) currently held is Lo.
w, and the data “D” to be newly acquired is also Lo.
At the time of w, the output (DEOR) of the EOR gate 4 becomes a logical value “0”. At this time, the clock (CK) has the logical value “1”.
(High), the AND gate 5 does not hold and the AN
The output (CKA) of the D gate 5 remains at the logical value “0”, the inverters 11 and 12 of the clock generation unit in the flip-flop circuit 1 do not operate, and the flip-flop circuit 1
Is kept Low.
【0019】次に前記状態から、データ入力DがHig
hとなると、EORゲート4の出力(DEOR)は論理
値‘1’(High)となり、クロック(CK)が論理
値‘1’となるとANDゲート5が成立し、ANDゲー
ト5の出力(CKA)にクロック(CK)が伝播する。
これにより、フリップフロップ回路1は、データ入力
‘D’のHighレベルを取込み、かつQへ伝播させ
る。その後クロック(CK)の立下りにより、データ入
力‘D’のHighレベルが記憶保持される。Next, from the above-mentioned state, the data input D becomes High.
At time h, the output (DEOR) of the EOR gate 4 becomes a logical value “1” (High), and when the clock (CK) becomes a logical value “1”, the AND gate 5 is established, and the output (CKA) of the AND gate 5 is established. (CK) propagates through the clock.
As a result, the flip-flop circuit 1 takes in the High level of the data input 'D' and propagates it to Q. Thereafter, the falling of the clock (CK) stores and holds the High level of the data input 'D'.
【0020】次に前記状態から、データ入力‘D’はH
ighのままで、クロック(CK)が論理値‘1’とな
っても、現在保持している内容と、データ入力‘D’の
内容が同一に付、EORゲート4の出力は論理値‘0’
のままであり、ANDゲート5の出力(CKA)はクロ
ック入力(CK)を伝播させず、したがってインバータ
11,12は動作しなく、フリップフロップ回路1は、
Highレベルを保持したままとなる。Next, from the above state, the data input 'D' becomes H
Even if the clock (CK) becomes the logical value “1” while the signal remains at the high level, the content currently held and the content of the data input “D” are the same, and the output of the EOR gate 4 becomes the logical value “0”. '
And the output (CKA) of the AND gate 5 does not propagate the clock input (CK), so that the inverters 11 and 12 do not operate, and the flip-flop circuit 1
The High level is maintained.
【0021】次に前記状態から、データ入力‘D’がL
owになると、EORゲート4の出力(DEOR)は論
理値‘1’となり、クロック(CK)が論理値‘1’と
なるとANDゲート5が成立し、ANDゲート5の出力
(CKA)にクロック(CK)が伝播する。これにより
フリップフロップ回路1は、データ入力‘D’のLow
レベルを取込み、かつQへ伝播させる。その後クロック
(CK)の立下りによりデータ入力‘D’のLowレベ
ルが記憶保持される。Next, from the above-mentioned state, the data input 'D' becomes L
When it becomes ow, the output (DEOR) of the EOR gate 4 becomes a logical value “1”, and when the clock (CK) becomes a logical value “1”, the AND gate 5 is established, and the clock (CKA) is output to the output (CKA) of the AND gate 5 CK) propagates. As a result, the flip-flop circuit 1 outputs the low level of the data input 'D'.
Capture level and propagate to Q. After that, the low level of the data input 'D' is stored and held by the falling edge of the clock (CK).
【0022】以上説明した様に、本発明の記憶回路で
は、現在保持している内容と、新たな入力データが異な
る場合のみクロック作成用インバータゲート11,12
が動作し、現在保持している内容と、新たな入力データ
が同じ場合には、クロック(CK)が変化しても、その
変化はインバータゲート11,12に伝播しない構造と
なっている。As described above, in the storage circuit of the present invention, the clock generation inverter gates 11 and 12 are used only when the content currently held is different from new input data.
Operates, and when the content currently held and the new input data are the same, even if the clock (CK) changes, the change is not propagated to the inverter gates 11 and 12.
【0023】尚本実施例では、クロックの入力を制御す
るANDゲート5をフリップフロップ回路1と別個に設
ける回路を示したが、フリップフロップ回路1内のクロ
ック生成用インバータゲート11をNANDゲートにす
ることにより、クロック信号の遅延量を低減し、かつ使
用するトランジスタ量も少なくする回路も提供可能であ
る。この実施例を図5に示す。この図5に示す回路で
も、図1に示す回路と同一の機能を有するものであるこ
とは本技術分野を担当する者にはあきらかである。尚、
図5におけるデータ入力‘D’はまずインバータゲート
で受け、その後、ENORゲートおよび相補形スイッチ
回路に接続する回路としているが、これはデータ入力
‘D’のソースゲート(図示せず)と、本記憶回路間の
遅延量を少なくなる様に配慮したものである。In this embodiment, the circuit in which the AND gate 5 for controlling the input of the clock is provided separately from the flip-flop circuit 1 is shown. However, the clock generation inverter gate 11 in the flip-flop circuit 1 is replaced by a NAND gate. Thus, it is possible to provide a circuit that reduces the amount of delay of a clock signal and also reduces the number of transistors used. This embodiment is shown in FIG. It is clear to those skilled in the art that the circuit shown in FIG. 5 has the same function as the circuit shown in FIG. still,
The data input 'D' in FIG. 5 is first received by an inverter gate, and then connected to an ENOR gate and a complementary switch circuit. The circuit is connected to the source gate (not shown) of the data input 'D' This is to reduce the amount of delay between storage circuits.
【0024】[0024]
【発明の効果】本発明によれば、簡単な回路を付加する
のみで、記憶回路(フリップフロップ)内のクロック信
号生成部の動作を、現在保持しているデータと、新たに
取込むべきデータが異なっている時のみ動作させ、現在
保持しているデータと、新たに取込むべきデータが同一
(新旧のデータが同じに取込み動作は不要)の時は動作
を抑止するという構成にした事により、記憶回路内のク
ロック信号生成部でのダイナミック電力消費を低減でき
るという効果がある。According to the present invention, the operation of the clock signal generation unit in the storage circuit (flip-flop) can be determined by simply adding a simple circuit to the data currently held and the data to be newly captured. Is operated only when the data is different, and when the data currently held and the data to be newly acquired are the same (new and old data are the same, the acquisition operation is unnecessary), the operation is suppressed. This has the effect of reducing dynamic power consumption in the clock signal generator in the storage circuit.
【0025】一般に、クロック信号は毎サイクル定常的
に動作するが、データ信号の変化確立は小さいためクロ
ック信号生成部での電力消費低減効果は大きなものとな
る。In general, a clock signal operates steadily every cycle. However, since the change of the data signal is small, the effect of reducing the power consumption in the clock signal generation unit is large.
【図1】本発明の一実施例を示す回路図である。FIG. 1 is a circuit diagram showing one embodiment of the present invention.
【図2】本発明の一実施例である図1の回路における動
作を示すタイムチャート図である。FIG. 2 is a time chart showing an operation in the circuit of FIG. 1 which is one embodiment of the present invention.
【図3】従来技術の例を示す回路図である。FIG. 3 is a circuit diagram showing an example of the related art.
【図4】従来技術の回路における動作を示すタイムチャ
ート図である。FIG. 4 is a time chart illustrating an operation in a circuit of the related art.
【図5】本発明の他の実施例を示す回路図である。FIG. 5 is a circuit diagram showing another embodiment of the present invention.
1…フリップフロップ回路、11,12,21,31,
32…インバータゲート、22,23…相補形スイッチ
回路、 4…排他的論理和ゲート、5…論理積ゲ
ート。1 ... Flip-flop circuit, 11, 12, 21, 31,
32 ... Inverter gate, 22, 23 ... Complementary switch circuit, 4 ... Exclusive OR gate, 5 ... AND gate
Claims (1)
よりデータを取込み、保持する記憶回路であって、現在
保持しているデータと、新たに取込むべきデータの比較
回路と、前記比較結果によりクロック信号の有効、無効
を制御する回路を具備し、前記比較結果が一致した場合
には、クロック信号を無効とし、前記比較結果が不一致
の場合のみ、クロック信号を有効とすることを特徴とす
る記憶回路。1. A storage circuit in a semiconductor integrated circuit for taking in and holding data in response to a clock signal, a comparison circuit of currently held data and data to be newly taken in, and a clock signal based on the comparison result. A storage circuit comprising a circuit for controlling validity and invalidity of a clock signal, wherein when the comparison result matches, the clock signal is invalidated, and only when the comparison result does not match, the clock signal is validated. .
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP9100003A JPH10290143A (en) | 1997-04-17 | 1997-04-17 | Low power consumption type storage circuit |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP9100003A JPH10290143A (en) | 1997-04-17 | 1997-04-17 | Low power consumption type storage circuit |
Publications (1)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
JPH10290143A true JPH10290143A (en) | 1998-10-27 |
Family
ID=14262413
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
JP9100003A Pending JPH10290143A (en) | 1997-04-17 | 1997-04-17 | Low power consumption type storage circuit |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
JP (1) | JPH10290143A (en) |
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- 1997-04-17 JP JP9100003A patent/JPH10290143A/en active Pending
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