JPS58199490A - 半導体集積回路 - Google Patents

半導体集積回路

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JPS58199490A
JPS58199490A JP57083414A JP8341482A JPS58199490A JP S58199490 A JPS58199490 A JP S58199490A JP 57083414 A JP57083414 A JP 57083414A JP 8341482 A JP8341482 A JP 8341482A JP S58199490 A JPS58199490 A JP S58199490A
Authority
JP
Japan
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bus
buses
information
signal
data
Prior art date
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Pending
Application number
JP57083414A
Other languages
English (en)
Inventor
Eisuke Ichinohe
一戸 英輔
Shigero Kuninobu
國信 茂郎
Shigeru Watari
渡里 滋
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.)
Panasonic Holdings Corp
Original Assignee
Matsushita Electric Industrial Co Ltd
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Filing date
Publication date
Application filed by Matsushita Electric Industrial Co Ltd filed Critical Matsushita Electric Industrial Co Ltd
Priority to JP57083414A priority Critical patent/JPS58199490A/ja
Publication of JPS58199490A publication Critical patent/JPS58199490A/ja
Pending legal-status Critical Current

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    • GPHYSICS
    • G11INFORMATION STORAGE
    • G11CSTATIC STORES
    • G11C7/00Arrangements for writing information into, or reading information out from, a digital store
    • G11C7/10Input/output [I/O] data interface arrangements, e.g. I/O data control circuits, I/O data buffers

Landscapes

  • Static Random-Access Memory (AREA)
  • Electronic Switches (AREA)

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 2ページ 本発明はマイクロコンピュータやその周辺回路、メモリ
等半導体集積回路に関する。
従来、マイクロコンピュータ等のMO8型半導体集積回
路においては、内部データ、バスを設けて、外部データ
バスと各レジスタ簡のデータの書込み、読出し時のデー
タの転送に用いている。
第1図は内部データバスと外部データバス間の信号の伝
搬を説明する回路図で、1はクロックライン、2,7は
データバス、3はライト(書き込み)信号ライン、5,
6はアドレス信号ライン、8は外部データバスである。
第1図は1ビツトの分のつ部データバス2,7及び外部
データバス8に関し、模式的に示したものである。第1
図、でLl。
B2はデータを蓄積するレジスタで、入力りのデータは
クロックEが論理的に高レベル(以下”H”で示す)の
ときレジスタL1.L2に書き込まれ、クロックEが論
理的に低レベル(以下If L IIで示す)のときデ
ータがラッチ(保持)される。出力はQ端子である。B
1.B2は出力バッファで制御端子Cが” H”のとき
入力と同相の出力が得られ、3ベージ Cが”L”のとき出力はハイインピーダンスになる。T
1.T2.T3はMOS)ランジスタよりなるスイッチ
で、入力ゲートが°′H″のとき導通であり II 、
L IIのとき不導通である。
この第1図の例では、内部データバスがAバス2とBパ
ス7に分割されている場合である。Aバスにはアドレス
A1 で制御されるレジスタL1 がされるレジスタL
2が接続されている。Aバスを用いるときは、アドレス
A3で制御される単一のMOS)ランジスタよりなるス
イッチT3でAバスとBバス間を双方向性に接続する。
次にこの回路の動作を第2図を含めて説明する。
第2図S1.B3.B6.S7.B8は第1図の1,3
゜5.7.8のラインの信号を示す。ta−tgは各期
間を示す。クロックS1  が“′H”のとき(tb’
+td、tf)、データバス2,77はトランジスタT
4.T6によってプリチャージされる。B3は書込み信
号ライン3のライト信号であり、ライン4のリード信号
で、ライト信号3の反転信号とする。
今、レジスタL1 から、外部データバス8に出力する
例を説明する。tbのときにアドレス信号ライン5は°
′H′″になり、A3は°°H″となる。
この詩人〇も“H”である。A3を介してT3を導通状
態にする。七〇のときアドレスA2を介してT1 を導
通状態にし、レジスタL1のデータをT1 、Aバス2
のT3を介してBバス7に送る。
Bバス7上のデータは出力バッファB1 を通って外部
データバス8に出力される。この場合、スイッチT1 
を通って信号をデータバスA、Bに出力するとき、デー
タバスA、BはスイッチT3を介して直接接続されデー
タバスAの寄生容量CBの両方が寄生容量となり、それ
だけスイッチング特性を劣化させる不都合がある。これ
は、外部データバス8から、レジスタL1 にデータを
書込む時も同様に両者のデータバスA、Bの寄生容量に
よりスイッチング特性が悪くなる。又、スイッチT1等
の能力を大きくすれば、スイッチング特性は改善される
が、それだけ面積の大きなものを使用しなければならず
、その分により、LSIの面積が5ベーン 大きくなる。
本発明の目的は、マイコン等のLSI回路において、内
部データバスの寄生容量により、スイッチング特性が低
下しない半導体集積回路を提供するものである。また、
本発明はスイッチング特性が良好でかつLSIの面積が
あまり大きくならな  −い半導体集積回路を得るもの
である。
本発明は、内部データバスを複数個に分割し、分割され
たバス間を、互いに容量的に分離しかつこれらのバス間
の相互の信号伝達を可能とする多方向情報伝達手段で結
合することにより、高速な情報の伝達を可能とするもの
であり、さらに、分割さ九たバスにおいて情報を保持さ
せる書き換え可能な保持手段を設けることにより、バス
の電位が“H′″、”L”の間の中間レベルになること
を防止し、それによって生ずる不要な電力消費を減少さ
せるものである。     ″ 第3図に本発明の一実施例にかかるC MO8回路構成
の内部データバスと外部データバス”間の回路を示す。
第4図は第3図の各部の動作タイミノ6ベージ グ信号波形でS11・S12・S13・S14.S15
.S16、S1□、S18はそれぞれ第3図の各部分1
1,12.13,14,15,16,17.18の信号
を示す。なお、第3図は、第1図に示した回路とほぼ同
じ回路機能部分に対応している。
11はクロック信号ライン、12.17に分割された内
部データバス、13はライト(書込み信号ライン)、1
4はリード(読出し)信号ライン、15.16はアドレ
ス信号ライン、18は外部データバスである。また、”
111”12は第1図のLl、L2と同様のデータを蓄
積するレジスタ、■。
はインバータ、A11〜A1□はアドレス、B11゜B
12IB13tB14はバッファ回路zC811C82
は容量、Hl、H2は信号保持手段、Slはバス12か
ら17へ信号を伝達するバスドライバ、B2はバス17
からバス12へ信号を伝達するバスドライバで、バスド
ライバS1.B2はパスライン12.17を互いに容量
的に分離した構成となっている。
S14はリード信号で、期間t1b、t1o  のとき
7ページ ”H″′である。S16 はアドレス信号で、tlb。
tl。のとき選択がなされると、tloのときアドレス
A12 がアクティブになり、レジスタL11の内容が
バッファB13 を通して、データバスAI2へ出力さ
れる。同時にバスドラバS1 の制御アドレスA13R
もアクティブとなり、tICの期間にデータバスA12
からデータバスB17に信号が伝達され、更に外部デー
タバス18にバッファB11 を通じて出力される。外
部データバス18はクロック11が”L ”のときだけ
データが出力され、′°H″′のときはノ・イインピー
ダンスとなる。
次にtld、tlo のとき、ライトモードになったと
する。すなわち、ライト信号S13が“′H″″、リー
ド信号S14が”L″′となる。このとき、外部データ
バス18には、外部から信号が入力される。
その状態で、tlo の期間にバッファB12 を通っ
て、データバスB17に信号が伝達し、更に、−mされ
る。Hl、H2は保持手段であり、データバスが使用さ
れていない期間()1イインピーダンス状態)に、デー
タバスの電位レベルが、”H”、”L ”以外の中間状
態になるのを防止する。
バスドライバS1.S2のざらに詳細な説明を第6図に
よって行う。第5図のそれぞれ破線で囲まれた部分が8
1.S2を示し、工。〜I6はインバータ、T11〜T
18 はMOS)ランジスタである。
こうしたバスドライバS1.S2を構成すれば、バス1
2.17間の信号伝達を、バス12.17を互いに容量
的に分離した状態で行うことができ寄生容量の増大を防
止することができる。バスA12゛からバスB1’7に
信号を伝達する場合、インバータI3でバスA12の信
号を一波形整形し、トランジスタT11〜”14  か
らなるトライステートバッファでバスB17に信号を送
る。トライステートバッファは制御アドレスA13Rの
出力がアクティブ“′・H”になることより、n−ah
)ランジスタ”14 及びP=ch’)ランジスタT1
1をオンさせ、信号を伝達させ、制御アドレスA13R
の出゛力信号がインアクティブ“L″になることにより
、出力9ページ をハイインピーダンスにする。同様にバスB17からバ
スAI2への信号の伝達はインバータI5及びトランジ
スタT15〜T18 からなるトライステートバッファ
と制御アドレスの出力信号A13wとにより制御される
。第5図の例では、制御アドレスの出力信号A13R及
びA13wは夫ヤク。ツク信号11が”L”’のとき、
バスA、B間の信号を伝達させ、それ以外のときはバス
をノ・イインピーダンス状態にする。
第6図は、□バスドライバS1.S2の他の回路例を示
す。バスB17からバスAI2への信号伝達にはアドレ
スA15W、の信号を用い、バスAからバスBへはイン
バータI7によるAI’3W  の反転出力を用い”る
。この場合アドレス信号15が印加されると、常にバス
A、B間には信号の伝達が行われる。 ゛  □ この場合、第4図のタイミング図によって説明すると、
アドレス信号15.16リ一ド信号14、ライト信号1
3は、クロック信号11が”H″′のときに変化し、一
方性部データバス18には、り10ページ ロック信号11が” L ”のとき出力する。したがっ
て、トランジスタから外部データバス18に出力する場
合、す“−ド信号S14 でルジスタから内部データバ
スに出力し、あらかじめ、バッファB11の入力迄に信
号を伝達しておけば、早い応答で動作させ得る。この場
合についてバスAI2及びバスB17の信号を第4図で
点線で示しである。このように、バスドライバS1.S
2を設けることにより、より早いシステムへの応用が可
能となる。
第5図、第6図の例でアドレス信号15が印加されなけ
れば、舅えばバスAは・・イインピーダジス状態にあり
、素子間のリーク電流等により、(I L ’ II、
“I(”以外の中間電位をとり得′る。この゛場合、C
NO8回路では、イン・く−タエ。、I4等同珈電流の
バスが生じ、消費電力が増大する欠点を生ずる。又ミパ
ス′Aから商じデータを読み出すのに、読み出す毎に寄
生容量の充放電が行なわれ、やはり余分′に電力を消費
す゛る。このような消費電力の増大を防ぐために、□第
を図に示すよ□う去保持回路H1が必要となる。例えば
、インバータ11ベー〉 エフの入力をバスAI2に接続し、出力をインバータI
8の入力へ、I8の出力をバスAに接続する。この場合
、インバータエ、のyosl−ランジスタT9.T1o
は十分小さいサイズ(qmが十分小さい)のものを用い
、バスの書き換えが容易に可能なようにすると共に、素
子のリーク電流分を補正して、バスのデータが保持でき
るようにする。
このようにして、バスのデータを保持することによって
、低消費電力化がはかれる。
第3図の例で、バス17が必らず情報の伝達通路となっ
ている場合、すなわち、バス12からデータを読み出す
ときは必らずバス17を通り、又バス12にデータを書
き込むときはバス17を介してデータが送られるような
場合、保持回路H2は省略することが可能となる。
なお第3図において、内部データバスはバスA12とバ
スB17に二分割し・た例で示したが、バスB17に対
し複数個のバス(たとえばバスA2、バスA3・・・・
・・)を接続してもよいし、又外部データバス18に対
し複数個のバス〔たとえばバスB1 、B2(図示せず
)・・・・・・〕を接続しても良い。
これらのバスの分割は、夫々のデータを格納するレジス
タのアドレスに対応して選択できる。このようなバスの
分割により、例えばバスAI2の寄生容量C81や、バ
スB17の寄生容量C82等を比較的小さな値に設定で
き、したがって、各レジスタL11.L12 等の出力
バッファを比較的小さなもので、速い応答速度が得られ
る。このように、バスを2分割すれば、出力バッファを
Hの大ぎさに、バスを4分割すれば、出力バッファはH
の大きさで、同じ応答速度が得られることになる。
なお、このように、バスを分割することにより、バスド
ライバを構成するチップ面積を必要とするが、上述した
ように、各レジスタの出力バッファ(B131B14・
・・・・・)を小さくできることにより、全チップ面積
で特に大きくなることはなく、より高速のシステムが容
易に構成できる。
以上述べてきたように、内部データバス間に、一方向性
のバスドライバを夫々正方向及び逆方向に接続すること
によって、データバス間の分割を13ページ を行なうことにより、従来より寄生容量の少ないバスへ
、各レジスタ等から信号のやりとりができるようになる
。従来LSIチップ面積が増大するため、十分な能力の
バスドライバを構成できないために、遅い応答速度しか
得られなかったのが、本発明のように、バスの寄生容量
を小さくすることにより、より少ない面積に構成された
バスドライバで、より高速の応答速度が得られる。又、
各バスに、データの保持回路を設けることにより、不要
なスイッチングによる消費電力の増大、及び中間レベル
の入力による不要な消費電力の増大が合せて防止でき、
より低消費電力化がはかれる。
又、更に、各バスのリード、ライトに対応して、あらか
じめデータを一部のバスに先読みして、応答を速めるこ
とも可能となる。
このように、本発明によれば、0MO8LSI等でより
高速、低消費電力で、比較的小さな面積のレジスタ等の
出力バッファによるチップ面の減少が可能で大規模LS
Iの実現に大きく貢献するものである。
14ベージ
【図面の簡単な説明】
第1図は従来例による内部データバスと外部データバス
間の信号の伝搬を説明する回路図、第2図は第1図の動
作を説明するタイミング信号波形図、第3図は本発明の
一実施例の内部データバスと外部データバス間の回路図
、第4図は第3図の動作を説明するタイミング信号波形
図、第5図は、第3図におけるバスドライバ回路の詳細
な回路図、第6図は第3図はバスドライバ回路の他の詳
細な回路図、第7図は第3図のデータバスの保持回路の
詳細な回路図である。 12.17・・・・・・内部データバス、18・・・・
・・外部データバス、Lll、L12・・・・・・デー
タを蓄積するレジスタ、B12〜B14・・・・・・バ
ッファ回路、Hl、H2・・・・・・信号保持手段、S
l 、B2・・・・・・バスドライバ。 代理人の氏名 弁理士 中 尾 敏 男 ほか1名;!
?!   セ 色  55  e リ C/)(1)   リ リ め θ  り味 429− ≧  史 Ga 者δ5 第5図 第6図 第7図 L       J

Claims (2)

    【特許請求の範囲】
  1. (1)情報蓄積手段と、前記情報蓄積手段との間に情報
    の読み出し、書き込みができる第1の情報伝達手段と、
    前記第1の情報伝達手段と情報伝達がおこなえる第2の
    情報伝達手段と、前記第1の情報伝達手段から第2の情
    報伝達手段へ情報を伝達させる第1の制御手段と、前記
    第2の情報伝達手段から第1の情報伝達手段へ情報を伝
    達させる第2の制御手段と、前記第1の情報伝達手段の
    情報を保持する書き換え可能な保持手段とを含み、前記
    第1.第2の制御手段は前記第1の情報伝達手段と第2
    の情報伝達手段とを容量的に分離してなる半導体集積回
    路。
  2. (2)第1の制御手段と第2の制御手段を相捕゛的に動
    作させることを特徴とする特許請求の範囲第1項に記載
    の半導体集積回路。
JP57083414A 1982-05-17 1982-05-17 半導体集積回路 Pending JPS58199490A (ja)

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JP57083414A JPS58199490A (ja) 1982-05-17 1982-05-17 半導体集積回路

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JP57083414A JPS58199490A (ja) 1982-05-17 1982-05-17 半導体集積回路

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ID=13801771

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Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US6765843B2 (en) 2002-08-19 2004-07-20 Fujitsu Limited Semiconductor memory device with efficient buffer control for data buses
US7167409B2 (en) 2004-12-13 2007-01-23 Fujitsu Limited Semiconductor memory device

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