JPH1040074A - High speed comparator circuit system - Google Patents

High speed comparator circuit system

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JPH1040074A
JPH1040074A JP21508196A JP21508196A JPH1040074A JP H1040074 A JPH1040074 A JP H1040074A JP 21508196 A JP21508196 A JP 21508196A JP 21508196 A JP21508196 A JP 21508196A JP H1040074 A JPH1040074 A JP H1040074A
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JP
Japan
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transistor
output
current control
control circuit
circuit
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JP21508196A
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Japanese (ja)
Inventor
Kazuhiro Hara
和裕 原
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NEC Corp
Original Assignee
NEC Corp
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Publication date
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Abstract

PROBLEM TO BE SOLVED: To obtain a high speed comparator circuit which is small in circuit scale by simultaneously operating size comparison and equality detection for an input signal. SOLUTION: A difference between the impedance of transistors T18-T21 and that of transistors T22-T25 are amplified as a potential difference between a node S and a node U by transistors T28-T30 operating as constant current sources, and allowed to appear at an input node S of transistors T26, T27, T31, and T32 being output invertors. The gain of a CMOS invertor is made the maximum in the neighborhood of the inversion point(Vtrip) of an output voltage so that a little potential difference at the node S can be sharply amplified by the output invertors. Therefore, an output signal is changed at a high speed from the change of an input signal, and the Vtrip of the output voltages of two output invertors are made different so that the potential at the node S can be 1/2 Vdd when the input values are the same, and the outputs of the two invertors can be made different. Thus, not only size discrimination but also coincidence detection can be attained.

Description

【発明の詳細な説明】DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION

【0001】[0001]

【発明の属する技術分野】本発明は、コンパレータ回路
に関し、特に中央演算処理装置の処理能力の向上に好適
とされる高速コンパレータの回路方式に関する。
BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to a comparator circuit and, more particularly, to a circuit system of a high-speed comparator which is suitable for improving the processing performance of a central processing unit.

【0002】[0002]

【従来の技術】従来、この種の高速コンパレータ回路方
式では、コンピュータ等情報処理装置における演算処理
装置などにおいて各種入力の比較やデータ処理などのた
め、オペランドの大小・一致を高速に検出するために用
いられている。
2. Description of the Related Art Conventionally, in a high-speed comparator circuit system of this kind, in order to compare various inputs and perform data processing in an arithmetic processing unit or the like in an information processing apparatus such as a computer, it is necessary to detect large and small operands at high speed. Used.

【0003】例えば特開昭62−73330号公報に
は、2つのオペランドの一致・不一致を検出し、演算器
に必要なデータを送出して大小判定を行うことにより比
較論理演算を高速に処理するための構成が提案されてお
り、また特開平5−158657号公報には、データ比
較回路と判定回路で構成されるマグニチュードコンパレ
ータの判定回路において、大小関係検出回路の出力を入
力とする第1マルチプレクサと、一致検出回路の出力を
入力とする第2マルチプレクサと、を採用し、第1、第
2マルチプレクサの出力を入力とし、大小関係を出力す
るゲート群と、一致検出回路の高位側の出力を入力とす
るANDゲートと、一致検出回路の低位側出力を入力と
するANDゲートと、これらのANDゲートの出力を入
力とし、一致検出を出力するゲートとで判定回路と構成
し、伝搬遅延時間が少なく回路素子を少なくしたマグニ
チュードコンパレータが提案されている。
For example, Japanese Patent Application Laid-Open No. Sho 62-73330 discloses that a comparison logic operation is processed at high speed by detecting the coincidence / mismatch of two operands, sending necessary data to an arithmetic unit, and determining the magnitude. For example, Japanese Patent Application Laid-Open No. 5-158657 discloses a first multiplexer which receives an output of a magnitude relation detection circuit as an input in a magnitude comparator composed of a data comparison circuit and a decision circuit. And a second multiplexer that receives the output of the match detection circuit as an input. The gate group that receives the outputs of the first and second multiplexers as inputs and outputs a magnitude relationship, and outputs a higher-order output of the match detection circuit. An AND gate as an input, an AND gate as an input to a low-order output of the match detection circuit, and an output as an input from these AND gates, perform match detection. Constitute a determination circuit in a force to the gate, magnitude comparator propagation delay time has reduced less circuit elements is proposed.

【0004】これらの従来技術は、ディジタル論理回路
を用い、大小比較と一致を別の回路で検出している。
In these prior arts, a digital logic circuit is used, and magnitude comparison and coincidence are detected by another circuit.

【0005】また、内容アドレス式メモリ(Content Ad
dressable Memory)や連想メモリ(Associative Memor
y)の技術分野においてはさらに高速な回路が提案され
ており、例えば特開平5−151785号公報等に、入
力された検索データと記憶された各ワードメモリとの大
小関係を判定する機能を小さな回路規模で実現する内容
アドレス式メモリの構成が提案されている。
[0005] In addition, a content addressable memory (Content Ad
dressable Memory) and associative memory (Associative Memor)
In the technical field of y), even higher-speed circuits have been proposed. For example, Japanese Patent Application Laid-Open No. 5-151785 discloses a small-sized function for determining the magnitude relationship between input search data and each stored word memory. A configuration of a content addressable memory realized on a circuit scale has been proposed.

【0006】上記特開平5−151785号公報に提案
される従来の高速コンパレータ回路について、図6及び
図7を参照して説明する。図7(A)及び図7(B)
は、比較するビットデータIと比較されるビットデータ
Mとを大小比較し、それぞれM>I、M=Iのとき、
“H”レベルを出力する回路である。ここで、I′、
M′はそれぞれビットデータI、Mの反転データ(相補
型データ)を表している。図7(C)は、その真理値表
を示す。
A conventional high-speed comparator circuit proposed in the above-mentioned Japanese Patent Application Laid-Open No. 5-151785 will be described with reference to FIGS. 7 (A) and 7 (B)
Compares the bit data I to be compared with the bit data M to be compared, and when M> I and M = I, respectively,
This is a circuit that outputs an “H” level. Where I ′,
M 'represents inverted data (complementary data) of the bit data I and M, respectively. FIG. 7C shows the truth table.

【0007】図6は、4ビットデータの比較を行う回路
構成例を示す図である。図6において、f0、g0は比
較する4ビットデータのうち最上位ビット(MSB)同
士をそれぞれ比較する、図7(A)、図7(B)に示す
回路の出力信号を表し、以下最下位ビット(LBS)に
向って、f1、g1;f2、g2;f3、g3の信号名
が付されている。
FIG. 6 is a diagram showing an example of a circuit configuration for comparing 4-bit data. In FIG. 6, f0 and g0 represent output signals of the circuits shown in FIGS. 7A and 7B for comparing the most significant bits (MSBs) of the 4-bit data to be compared, respectively. Signal names f1, g1; f2, g2; f3, g3 are assigned to the bits (LBS).

【0008】次に、図6に示したコンパレータ回路の動
作を説明する。このトランスミッションゲートスイッチ
網の信号入力端子は、電源Vddと接続されており、こ
の電圧信号が2つの信号出力端子O0、O1のいずれかに
伝達される。
Next, the operation of the comparator circuit shown in FIG. 6 will be described. The signal input terminal of the transmission gate switch network is connected to a power supply Vdd, and this voltage signal is transmitted to one of two signal output terminals O 0 and O 1 .

【0009】信号入力端子INの電圧信号が信号出力端
子O0に伝達されると、f0、f1、f2、f3のいず
れかが“H”(Highレベル)であり、M>Iを示
す。
When the voltage signal at the signal input terminal IN is transmitted to the signal output terminal O 0 , one of f 0, f 1, f 2, and f 3 is “H” (High level), indicating M> I.

【0010】信号入力端子INの電圧信号が信号出力端
子O1に伝達されると、g0、g1、g2、g3のすべ
てが“H”であり、M=Iを示す。
[0010] When the voltage signal of the signal input terminal IN is transmitted to the signal output terminal O 1, it is all g0, g1, g2, g3 is "H", shows the M = I.

【0011】信号入力端子INの電圧信号が信号出力端
子どちらにも伝達されない場合、M<Iを示し02が出
力される。
When the voltage signal at the signal input terminal IN is not transmitted to either of the signal output terminals, M <I is indicated and 02 is output.

【0012】[0012]

【発明が解決しようとする課題】上記した従来技術は下
記記載の問題点を有している。
The above-described prior art has the following problems.

【0013】(1)第1の問題点は、高速動作が困難で
あるということである。
(1) The first problem is that high-speed operation is difficult.

【0014】その理由は、f0、g0;f1、g1;f
2、g2;f3、g3などの信号がVdd−Vtn、つ
まり電源電圧からNチャネルトランジスタのスレッシュ
ホルド電圧Vtn差し引いた電圧までしか上昇しない、
ことによる。しかも、電源電圧Vddから出力端子への
経路は、Nチャネルトランジスタが直列接続されている
ため、各ノードは、Vdd−2Vtnまでしか電圧が上
昇しない。
The reason is that f0, g0; f1, g1; f
2, g2; signals such as f3 and g3 rise only to Vdd-Vtn, that is, a voltage obtained by subtracting the threshold voltage Vtn of the N-channel transistor from the power supply voltage.
It depends. Moreover, since the N-channel transistors are connected in series on the path from the power supply voltage Vdd to the output terminal, the voltage of each node rises only up to Vdd-2Vtn.

【0015】したがって、図6のトランスミッションゲ
ート網のトランジスタはドレイン・ソース電流を十分流
せないため、高速動作し難い。
Therefore, the transistor of the transmission gate network shown in FIG. 6 cannot sufficiently flow a drain-source current, so that it is difficult to operate at high speed.

【0016】(2)第2の問題点は、レイアウトエリア
が大きくなるとともに動作速度が低下するということで
ある。
(2) The second problem is that the operation speed decreases as the layout area increases.

【0017】その理由は、出力端子はボルテージディバ
イダ構成とされているため、トランジスタの数が多い場
合、出力近端の抵抗値を十分大きくせざるをえないから
である。
The reason is that the output terminal is configured as a voltage divider, so that when the number of transistors is large, the resistance value at the output near end must be sufficiently increased.

【0018】(3)第3の問題点は、ビット数が増える
と動作速度が低下する、ということである。
(3) The third problem is that the operation speed decreases as the number of bits increases.

【0019】その理由は、信号出力端子O1のノードの
容量が、トランジスタのソース容量の影響で増加するた
め、チャージ時間が大きくなるからである。
[0019] This is because the capacitance of the node of the signal output terminal O 1 is, to increase the influence of the source capacitance of the transistor, because charge time is increased.

【0020】(4)第4の問題点は、各入力にインバー
タが必要とされるため、回路規模が大きい、ということ
である。
(4) The fourth problem is that the circuit scale is large because an inverter is required for each input.

【0021】したがって、本発明は、上記問題点に鑑み
てなされたものであって、その目的は、回路規模の小さ
い高速なコンパレータ回路を提供することにある。
Therefore, the present invention has been made in view of the above problems, and an object of the present invention is to provide a high-speed comparator circuit having a small circuit scale.

【0022】[0022]

【課題を解決するための手段】前記目的を達成するた
め、本発明に係る高速コンパレータ回路方式は、入力信
号に対し、大小比較と同一検出を同時に行うように構成
されたことを特徴とする。
In order to achieve the above object, a high-speed comparator circuit system according to the present invention is characterized in that a magnitude comparison and the same detection are simultaneously performed on an input signal.

【0023】本発明においては、入力信号が作成する微
小電圧差を検出し、それを増幅して高速に出力を確定さ
せることができる。
In the present invention, a minute voltage difference generated by an input signal can be detected, amplified, and the output can be determined at high speed.

【0024】また、本発明は、トランジスタのサイズを
最適化することにより、重みの違う信号を同時に比較す
ることのできることを特徴とする。
Further, the present invention is characterized in that signals having different weights can be simultaneously compared by optimizing the size of the transistor.

【0025】さらに、本発明は、出力インバータのトラ
ンジスタのサイズを最適化することにより、複数の電圧
レベルを通常のCMOSレベルに変換することを特徴と
する。
Further, the present invention is characterized in that a plurality of voltage levels are converted to a normal CMOS level by optimizing the size of the transistor of the output inverter.

【0026】本発明に係るコンパレータは、大小比較さ
れる一側のデータの1又は複数ビットと、前段の比較結
果信号と、をそれぞれゲート入力とし、ドレインが共通
接続され第1の電流制御回路を介して高位側電源に接続
されてなる第1のトランジスタ群と、大小比較される他
側のデータの1又は複数ビットと、前段の比較結果信号
と、をそれぞれゲート入力とし、第2の電流制御回路を
介して電源に接続されてなる第2のトランジスタ群と、
を備え、前記第1、第2のトランジスタ群はソースが共
通接続されて第3の電流制御回路を介して低位側電源に
接続され、前記第1、第2のトランジスタ群のうちいず
れか一方の群の、共通接続されたドレインノードから、
論理しきい値電圧が互いに異なる第1、第2の出力イン
バータを介して比較結果を示す信号を出力することを特
徴とする。
The comparator according to the present invention has one or more bits of data on one side to be compared in magnitude and a comparison result signal in the preceding stage as gate inputs, and has a drain connected in common and a first current control circuit. A first transistor group connected to the higher power supply via the first transistor group, one or more bits of data on the other side to be compared in magnitude, and a comparison result signal in the preceding stage, respectively, as a gate input; A second group of transistors connected to a power supply through a circuit;
Wherein the first and second transistor groups have their sources commonly connected and are connected to a lower power supply via a third current control circuit, and one of the first and second transistor groups is provided. From the group of commonly connected drain nodes,
A signal indicating a comparison result is output via first and second output inverters having different logic threshold voltages.

【0027】また、本発明に係るコンパレータは、入力
データの複数ビットをそれぞれゲート入力とし、ドレイ
ンが共通接続され第1の電流制御回路を介して高位側電
源に接続されてなる第1のトランジスタ群と、前記入力
データの複数ビットの相補データをそれぞれゲート入力
とし、第2の電流制御回路を介して電源に接続されてな
る第2のトランジスタ群と、を備え、前記第1、第2の
トランジスタ群はソースが共通接続されて第3の電流制
御回路を介して低位側電源に接続され、前記第1、第2
のトランジスタ群のうちいずれか一方の群の、共通接続
されたドレインノードを出力インバータを介して前記入
力データの多数決データを出力することを特徴とする。
In the comparator according to the present invention, the first transistor group includes a plurality of bits of input data, each having a gate input, a drain commonly connected, and a first current control circuit connected to a higher power supply. And a second transistor group having a plurality of bits of complementary data of the input data as gate inputs and connected to a power supply via a second current control circuit, wherein the first and second transistors are provided. In the group, the sources are connected in common and connected to the lower power supply via a third current control circuit, and the first and second groups are connected to each other.
The majority data of the input data is output to a commonly connected drain node of one of the transistor groups through an output inverter.

【0028】本発明の概要を以下に説明する。本発明に
おいては、トランジスタのサイズを最適化することによ
り、重みの違う信号を同時に比較することで小さな回
路、すなわち高速化することができる。入力信号が作成
する微小電圧差を検出し、それを増幅して高速に出力を
確定させる機能により、出力インバータであるCMOS
インバータの利得はVtrip付近が最大となるため、
ノードのわずかの電位差は出力インバータによって大き
く増幅される。したがって、入力信号の変化から出力信
号が高速に変化することになる。出力インバータのサイ
ズを最適化することにより、複数の電圧レベルを通常の
CMOSレベルに変換するので、大小の判定だけでなく
同一の時も検出可能となる。
The outline of the present invention will be described below. In the present invention, by optimizing the size of a transistor, a small circuit, that is, a high-speed circuit can be achieved by simultaneously comparing signals having different weights. A function of detecting a minute voltage difference generated by an input signal, amplifying the difference, and determining the output at a high speed enables a CMOS as an output inverter.
Since the gain of the inverter becomes maximum around Vtrip,
The slight potential difference at the node is greatly amplified by the output inverter. Therefore, the output signal changes at a high speed from the change of the input signal. By optimizing the size of the output inverter, a plurality of voltage levels are converted to normal CMOS levels, so that it is possible to detect not only the magnitude but also the same level.

【0029】[0029]

【発明の実施の形態】本発明の実施の形態について図面
を参照して以下に説明する。
Embodiments of the present invention will be described below with reference to the drawings.

【0030】図1は、本発明の実施の形態の構成を示す
ブロック図である。図1を参照すると、本発明の実施の
形態は、カスケード接続した多ビットワードのコンパレ
ータとして構成されている。コンパレータ回路(CM
P)1は、比較するビットワードA1、B1と前段の比
較出力結果であるA>B信号、A<B信号を入力とし、
比較結果信号P、Qを出力する。この比較結果信号P、
Qは、デコードされ、次のコンパレータ回路(CMP)
の入力として使用される。それぞれの信号は、Highレ
ベルの時アサートされているものとする。
FIG. 1 is a block diagram showing the configuration of the embodiment of the present invention. Referring to FIG. 1, an embodiment of the present invention is configured as a cascaded multi-bit word comparator. Comparator circuit (CM
P) 1 receives as input the bit words A1 and B1 to be compared and the A> B signal and A <B signal which are the comparison output results of the previous stage
It outputs comparison result signals P and Q. This comparison result signal P,
Q is decoded and the next comparator circuit (CMP)
Used as input. Assume that each signal is asserted at the time of the High level.

【0031】コンパレータ回路1に入力するビットワー
ドが、4ビットの場合の真理値表を図3に示す。
FIG. 3 shows a truth table when the number of bit words input to the comparator circuit 1 is 4 bits.

【0032】図2に、本発明の実施の形態におけるコン
パレータ回路1の具体的回路構成を示す一実施例を示
す。
FIG. 2 shows an example showing a specific circuit configuration of the comparator circuit 1 according to the embodiment of the present invention.

【0033】図2を参照して、NchトランジスタT2
8、PchトランジスタT29、T30は、電流供給回
路である。NchトランジスタT18〜T25は、入力
信号による負荷回路である。NchトランジスタT26
とPchトランジスタT31はインバータを構成し、特
にPchトランジスタとNchトランジスタのサイズの
適正化を行うことにより、出力電圧の反転ポイント(V
trip)を1/2Vddより高く設定する。すなわ
ち、インバータの場合、入力電圧がVtrip以下であ
ればHighレベルを出力し、Vtrip以上であればLo
wレベルを出力する。
Referring to FIG. 2, Nch transistor T2
8. Pch transistors T29 and T30 are current supply circuits. The Nch transistors T18 to T25 are load circuits based on input signals. Nch transistor T26
And the Pch transistor T31 constitute an inverter. In particular, by optimizing the sizes of the Pch transistor and the Nch transistor, the point of inversion of the output voltage (V
(trip) is set higher than 1/2 Vdd. That is, in the case of an inverter, a High level is output if the input voltage is equal to or lower than Vtrip, and Lo is set if the input voltage is equal to or higher than Vtrip.
Output w level.

【0034】逆にNchトランジスタT27とPchト
ランジスタT32は、出力電圧の反転ポイント(Vtr
ip)を1/2Vddより低く設定する。
Conversely, the Nch transistor T27 and the Pch transistor T32 are connected to the output voltage inversion point (Vtr
ip) is set lower than 1/2 Vdd.

【0035】レイアウトする場合は、下記のトランジス
タ群のプロセスばらつきの影響を最小にするように留意
する。
When laying out, care should be taken to minimize the influence of the following process variations of the transistor group.

【0036】(1)トランジスタT30、T18−21
と、トランジスタT29、T22−25。
(1) Transistors T30, T18-21
And transistors T29 and T22-25.

【0037】(2)トランジスタT31、T26とトラ
ンジスタT32、T27。
(2) Transistors T31 and T26 and transistors T32 and T27.

【0038】本発明の実施の形態の動作について図1を
参照して詳細に説明する。
The operation of the embodiment of the present invention will be described in detail with reference to FIG.

【0039】図1に示すコンパレータ回路(CMP)1
において、入力されるビットワードと前段の比較出力結
果が、図3の真理値表のように出力されるため、全く同
様の回路構成をカスケード接続することで、所望の多ビ
ットコンパレータを構成できる。
The comparator circuit (CMP) 1 shown in FIG.
Since the input bit word and the comparison output result of the previous stage are output as shown in the truth table of FIG. 3, a desired multi-bit comparator can be configured by cascading completely the same circuit configuration.

【0040】次に、図2を参照して、コンパレータ回路
1が、図3の真理値表のように動作することを説明す
る。W/L比は、トランジスタのチャネル幅とチャネル
長の比を示す。通常の場合、スピードの点からチャネル
長は当該プロセスの最短とすることが多いが、トランジ
スタT28〜T30などの自己バイアス回路は、プロセ
スの変動や短チャネル効果を受けにくくするため、チャ
ネル長を大きくすることもある。図2に示したW/L比
等のデバイスパラメータはあくまで一例であり、プロセ
スによって最適化する必要がある。
Next, the operation of the comparator circuit 1 as shown in the truth table of FIG. 3 will be described with reference to FIG. The W / L ratio indicates the ratio between the channel width and the channel length of a transistor. In a normal case, the channel length is often set to be the shortest in the process in terms of speed. However, a self-bias circuit such as the transistors T28 to T30 increases the channel length in order to make the process less susceptible to process variations and short channel effects. Sometimes. The device parameters such as the W / L ratio shown in FIG. 2 are merely examples, and need to be optimized by a process.

【0041】トランジスタT18〜25、T28〜30
は、ソースが共通接続され、電流源トランジスタT28
を介して低電位電源に接続されており、差動増幅器のよ
うに動作する。トランジスタT18〜21と、トランジ
スタT22〜25のインピーダンスの差が、定電流源と
して動作するトランジスタT28〜T30によって、節
点Sと節点Uの電位差として増幅され、出力インバータ
であるトランジスタT26、T27、T31、32の入
力ノードSに現れる。
Transistors T18-25, T28-30
Has a source connected in common and a current source transistor T28
And operates like a differential amplifier. The difference in impedance between the transistors T18 to T21 and the transistors T22 to T25 is amplified by the transistors T28 to T30 operating as constant current sources as the potential difference between the node S and the node U, and the output inverters T26, T27, T31, Appears at 32 input nodes S.

【0042】CMOSインバータの利得は、出力電圧の
反転ポイント(Vtrip)付近で最大となるため、ノ
ードSのわずかの電位差は出力インバータによって大き
く増幅される。したがって、入力信号の変化から出力信
号が高速に変化することになる。
Since the gain of the CMOS inverter becomes maximum near the inversion point (Vtrip) of the output voltage, a slight potential difference at the node S is greatly amplified by the output inverter. Therefore, the output signal changes at a high speed from the change of the input signal.

【0043】2つの出力インバータの出力電圧の反転ポ
イント(Vtrip)が互いに異なるので、入力値が同
じ場合に、ノードSの電位が1/2Vddとなるため、
2つのインバータの出力が異なり、大小の判定だけでな
く、同一の時も検出可能となる。
Since the inversion points (Vtrip) of the output voltages of the two output inverters are different from each other, the potential of the node S becomes 1/2 Vdd when the input values are the same.
The outputs of the two inverters are different, and it is possible to detect not only the magnitude, but also the same time.

【0044】次に、本発明の別の実施例について、図4
を参照して説明する。
Next, another embodiment of the present invention will be described with reference to FIG.
This will be described with reference to FIG.

【0045】図4は、5ビット入力信号の多数決をとる
回路構成を示したものである。入力信号B0〜B4とそ
の反転入力B0′〜B4′を使用し、B0〜B4のうち
多数となる入力を出力インバータの出力端子Pより出力
する。なお、図4において、トランジスタT33〜T4
7のW/L比の一例をそれぞれ示す。図5に、真理値表
を示す。
FIG. 4 shows a circuit configuration for taking a majority decision of a 5-bit input signal. Using input signals B0 to B4 and their inverted inputs B0 'to B4', a large number of inputs among B0 to B4 are output from output terminal P of the output inverter. In FIG. 4, the transistors T33 to T4
An example of the W / L ratio of 7 is shown. FIG. 5 shows a truth table.

【0046】本発明の適用範囲としては、上記実施例以
外にも、高速差動論理による信号レベルの修正に適用す
ることができる。すなわち、差動信号を用い、その振幅
レベルが小さくても、これを高速に検出し、出力インバ
ータによって電源電圧Vddフルスイングに修復するこ
とができる。これによって、非常に高速動作することの
できる回路を通常の外部回路と接続、あるいはノイズ的
に分離することができるので、高速回路の適用を拡大で
きるという効果がある。
As an application range of the present invention, in addition to the above-described embodiment, the present invention can be applied to correction of a signal level by high-speed differential logic. That is, even if the differential signal is used and its amplitude level is small, it can be detected at high speed and restored to the power supply voltage Vdd full swing by the output inverter. As a result, a circuit that can operate at a very high speed can be connected to a normal external circuit or separated in terms of noise, so that the application of the high-speed circuit can be expanded.

【0047】また、本発明は、ダイナミック論理からス
タティック論理に変換する回路にも適用でき、上記と同
様の効果がある。
The present invention can be applied to a circuit for converting a dynamic logic to a static logic, and has the same effects as described above.

【0048】[0048]

【発明の効果】以上説明したように、本発明によれば下
記記載の効果を奏する。
As described above, according to the present invention, the following effects can be obtained.

【0049】(1)第1の効果は、コンパレータ回路の
回路規模を縮小することができるということである。
(1) The first effect is that the circuit scale of the comparator circuit can be reduced.

【0050】その理由は、図2の回路を図6の回路と比
較すると、各ビットごとの比較論理が不要となるため、
トランジスタ数が縮減されることがわかる。
The reason is that, when the circuit of FIG. 2 is compared with the circuit of FIG. 6, the comparison logic for each bit becomes unnecessary,
It can be seen that the number of transistors is reduced.

【0051】(2)第2の効果は、動作スピードを向上
させる、ということである。
(2) The second effect is that the operation speed is improved.

【0052】その理由は、本発明のコンパレータは入力
信号の微小なレベル差を検出でき、かつ出力インバータ
の高利得の領域で動作させることができるからである。
The reason is that the comparator of the present invention can detect a minute level difference of the input signal and can operate in a high gain region of the output inverter.

【図面の簡単な説明】[Brief description of the drawings]

【図1】本発明の実施の形態の構成を示すブロック図
で、多ビットコンパレータを構成する際の接続方法を示
す図である。
FIG. 1 is a block diagram illustrating a configuration of an embodiment of the present invention, illustrating a connection method when configuring a multi-bit comparator.

【図2】本発明の一実施例に係るコンパレータの回路構
成を示す図である。
FIG. 2 is a diagram showing a circuit configuration of a comparator according to one embodiment of the present invention.

【図3】本発明の一実施例に係るコンパレータの回路の
真理値表を示す図である。
FIG. 3 is a diagram showing a truth table of a circuit of a comparator according to one embodiment of the present invention.

【図4】本発明の別の実施例に係る多数決回路の回路構
成を示す図である。
FIG. 4 is a diagram showing a circuit configuration of a majority decision circuit according to another embodiment of the present invention.

【図5】本発明の別の実施例に係る多数決回路の真理値
表を示す図である。
FIG. 5 is a diagram showing a truth table of a majority circuit according to another embodiment of the present invention.

【図6】従来例のコンパレータ回路の構成を示す図であ
る。
FIG. 6 is a diagram showing a configuration of a conventional comparator circuit.

【図7】従来例のコンパレータ回路の構成と真理値表を
示す図である。
FIG. 7 is a diagram illustrating a configuration and a truth table of a conventional comparator circuit.

【符号の説明】[Explanation of symbols]

1 コンパレータ回路 2 アンド論理ゲート T6−T17 Nチャネルトランジスタ T18−T28 Nチャネルトランジスタ T29−T32 Pチャネルトランジスタ T33−T43、T46 Nチャネルトランジスタ T44−T45、T47 Pチャネルトランジスタ R 負荷抵抗 1 Comparator circuit 2 AND logic gate T6-T17 N-channel transistor T18-T28 N-channel transistor T29-T32 P-channel transistor T33-T43, T46 N-channel transistor T44-T45, T47 P-channel transistor R Load resistance

Claims (7)

【特許請求の範囲】[Claims] 【請求項1】入力信号に対し、大小比較と同一検出を同
時に行うように構成されたことを特徴とする高速コンパ
レータ回路方式。
2. A high-speed comparator circuit system according to claim 1, wherein a magnitude comparison and an identical detection are simultaneously performed on an input signal.
【請求項2】入力信号が作成する微小電圧差を検出し、
それを増幅して高速に出力を確定させることができるこ
とを特徴とする高速コンパレータ回路方式。
And detecting a small voltage difference generated by the input signal.
A high-speed comparator circuit system characterized by being able to amplify it and determine the output at high speed.
【請求項3】トランジスタのサイズを最適化することに
より、重みの違う信号を同時に比較することのできるこ
とを特徴とする高速コンパレータ回路方式。
3. A high-speed comparator circuit system wherein signals having different weights can be simultaneously compared by optimizing the size of the transistor.
【請求項4】出力インバータのトランジスタのサイズを
最適化することにより、複数の電圧レベルを通常のCM
OSレベルに変換することを特徴とする高速コンパレー
タ回路方式。
4. A method of optimizing the size of a transistor of an output inverter to reduce a plurality of voltage levels to a normal CM.
A high-speed comparator circuit method characterized by conversion to an OS level.
【請求項5】大小比較される一側のデータの1又は複数
ビットと、前段の比較結果信号と、をそれぞれゲート入
力とし、ドレインが共通接続され第1の電流制御回路を
介して高位側電源に接続されてなる第1のトランジスタ
群と、 大小比較される他側のデータの1又は複数ビットと、前
段の比較結果信号と、をそれぞれゲート入力とし、第2
の電流制御回路を介して電源に接続されてなる第2のト
ランジスタ群と、 を備え、前記第1、第2のトランジスタ群はソースが共
通接続されて第3の電流制御回路を介して低位側電源に
接続され、 前記第1、第2のトランジスタ群のうちいずれか一方の
群の、共通接続されたドレインノードから、論理しきい
値電圧が互いに異なる第1、第2の出力インバータを介
して比較結果を示す信号を出力することを特徴とするコ
ンパレータ。
5. A high-potential power supply via a first current control circuit having one or more bits of one-side data to be compared in magnitude and a comparison result signal in a preceding stage as gate inputs, and having a drain connected in common and a first current control circuit. A first transistor group connected to the first input terminal, one or more bits of data on the other side to be compared in magnitude, and a comparison result signal in the preceding stage as gate inputs, respectively.
A second transistor group connected to a power supply through a current control circuit of the first and second transistors, wherein the first and second transistor groups have a common source connected to a lower side through a third current control circuit. Connected to a power supply, from a commonly connected drain node of one of the first and second transistor groups via first and second output inverters having different logic threshold voltages from each other A comparator which outputs a signal indicating a comparison result.
【請求項6】入力データの複数ビットをそれぞれゲート
入力とし、ドレインが共通接続され第1の電流制御回路
を介して高位側電源に接続されてなる第1のトランジス
タ群と、 前記入力データの複数ビットの相補データをそれぞれゲ
ート入力とし、第2の電流制御回路を介して電源に接続
されてなる第2のトランジスタ群と、 を備え、前記第1、第2のトランジスタ群はソースが共
通接続されて第3の電流制御回路を介して低位側電源に
接続され、 前記第1、第2のトランジスタ群のうちいずれか一方の
群の、共通接続されたドレインノードを出力インバータ
を介して前記入力データの多数決データを出力すること
を特徴とするコンパレータ。
6. A first transistor group having a plurality of bits of input data as gate inputs, a drain connected in common, and connected to a higher power supply via a first current control circuit; And a second transistor group connected to a power supply via a second current control circuit, each of the first and second transistor groups having a source connected in common. Connected to a lower power supply via a third current control circuit, and connected to a common connected drain node of one of the first and second transistor groups via an output inverter. A comparator which outputs majority data of the comparator.
【請求項7】前記第1のトランジスタの共通接続された
ドレインノードが前記第3の電流制御回路を構成する定
電流源トランジスタのゲートに接続されると共に、前記
第1、第2の電流制御回路を構成するトランジスタのゲ
ートに接続されてなることを特徴とする請求項5又は6
記載のコンパレータ。
7. A drain node commonly connected to said first transistor is connected to a gate of a constant current source transistor constituting said third current control circuit, and said first and second current control circuits are connected to each other. 7. The semiconductor device according to claim 5, wherein the transistor is connected to a gate of the transistor.
The described comparator.
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Cited By (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2001230665A (en) * 2000-02-16 2001-08-24 Univ Tohoku Cmos majority circuit
KR20040038126A (en) * 2002-10-31 2004-05-08 삼성전자주식회사 Data comparator for decreasing current consumption
JP2005129218A (en) * 2003-10-21 2005-05-19 Stmicroelectronics Inc Magnitude content addressable memory

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