JPS60247733A - 論理演算回路 - Google Patents
論理演算回路Info
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- JPS60247733A JPS60247733A JP59105116A JP10511684A JPS60247733A JP S60247733 A JPS60247733 A JP S60247733A JP 59105116 A JP59105116 A JP 59105116A JP 10511684 A JP10511684 A JP 10511684A JP S60247733 A JPS60247733 A JP S60247733A
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- JP
- Japan
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- output
- circuit
- exclusive
- differential amplifier
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- G06—COMPUTING; CALCULATING OR COUNTING
- G06F—ELECTRIC DIGITAL DATA PROCESSING
- G06F7/00—Methods or arrangements for processing data by operating upon the order or content of the data handled
- G06F7/38—Methods or arrangements for performing computations using exclusively denominational number representation, e.g. using binary, ternary, decimal representation
- G06F7/48—Methods or arrangements for performing computations using exclusively denominational number representation, e.g. using binary, ternary, decimal representation using non-contact-making devices, e.g. tube, solid state device; using unspecified devices
- G06F7/50—Adding; Subtracting
- G06F7/501—Half or full adders, i.e. basic adder cells for one denomination
-
- G—PHYSICS
- G06—COMPUTING; CALCULATING OR COUNTING
- G06F—ELECTRIC DIGITAL DATA PROCESSING
- G06F2207/00—Indexing scheme relating to methods or arrangements for processing data by operating upon the order or content of the data handled
- G06F2207/38—Indexing scheme relating to groups G06F7/38 - G06F7/575
- G06F2207/48—Indexing scheme relating to groups G06F7/48 - G06F7/575
- G06F2207/4802—Special implementations
- G06F2207/4806—Cascode or current mode logic
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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。
め要約のデータは記録されません。
Description
【発明の詳細な説明】
〔発明の技術分野〕
この発明は、論理演算回路に関するもので、特に高速の
乗算器等に使用される。
乗算器等に使用される。
全加算回路として、従来第6図に示す回路がある。この
回路は、入力端子11.12に入力信号A、Bが与えら
れ、端子13.14に前段からのキャリー人力C2でが
与えられる。和出力sH、トランジスタ33のエミッタ
から導出され、キャリー出力C8は、トランジスタ53
のエミッタから導出される。この全加算回路において、
トランジスタ17〜33で構成される回路ブロックは、
和出力S又は百を得る演算部゛であシ、トランジスタ4
1〜53で構成される回路ブロックは、キャリー出力C
8,で。を得る回路ブロックである。また、VCCは電
源電圧、vl。
回路は、入力端子11.12に入力信号A、Bが与えら
れ、端子13.14に前段からのキャリー人力C2でが
与えられる。和出力sH、トランジスタ33のエミッタ
から導出され、キャリー出力C8は、トランジスタ53
のエミッタから導出される。この全加算回路において、
トランジスタ17〜33で構成される回路ブロックは、
和出力S又は百を得る演算部゛であシ、トランジスタ4
1〜53で構成される回路ブロックは、キャリー出力C
8,で。を得る回路ブロックである。また、VCCは電
源電圧、vl。
■z r vcs l VIEはそれぞれ異なる値の基
準電圧である。
準電圧である。
次に、簡単に動作を説明する。今、入力信号A、Bが、
A=1 、B=1、キャリー人力がC=0゜て−1であ
るものとする。この場合は、トランジスタ17.1B、
20.25のコレクターエミッタ電流系路に電流が流れ
、トランジスタ32はオン、トラン・クスタ33はオフ
である。従って和出力S−〇となる。一方、キャリー演
!I(FIQでは、トランジスタ41.42.44のコ
レクタ・エミッタ電流系路に電流が流れ、トランジスタ
52はオフ、トランジスタ53はオンする。従って、キ
ャリー出力C=1となる。
A=1 、B=1、キャリー人力がC=0゜て−1であ
るものとする。この場合は、トランジスタ17.1B、
20.25のコレクターエミッタ電流系路に電流が流れ
、トランジスタ32はオン、トラン・クスタ33はオフ
である。従って和出力S−〇となる。一方、キャリー演
!I(FIQでは、トランジスタ41.42.44のコ
レクタ・エミッタ電流系路に電流が流れ、トランジスタ
52はオフ、トランジスタ53はオンする。従って、キ
ャリー出力C=1となる。
上記従来の論理演算回路によると、和出力を得るための
回路ブロックと、キャリー出力を得るだめの回路ブロッ
クとが独立した回路構成である。このため、素子数が多
く、集積回路化するには不向きであるという問題がおる
。更にまた、和出力を得るための回路ブロックと、キャ
リー出力を得るだめの回路ブロックとで別々の定電流源
(トランジスタ7F、(4)を要し、消費電力も大きい
という問題がある。
回路ブロックと、キャリー出力を得るだめの回路ブロッ
クとが独立した回路構成である。このため、素子数が多
く、集積回路化するには不向きであるという問題がおる
。更にまた、和出力を得るための回路ブロックと、キャ
リー出力を得るだめの回路ブロックとで別々の定電流源
(トランジスタ7F、(4)を要し、消費電力も大きい
という問題がある。
この発明は上記の事情に対処すべくなされたもので、素
子数が少なくて済み集積回路化に好適であり、また消費
電力も低減し得る論理演算回路を提供することを目的と
する。
子数が少なくて済み集積回路化に好適であり、また消費
電力も低減し得る論理演算回路を提供することを目的と
する。
この発明は、後述する全加算器の真理値表・とイクスク
ルーシブオア回路の出力とがある特定の関係にあること
を利用して、イクスクルーシプオア回路81、和出力用
スイッチ回路82、キャリー出力用スイッチ回路83(
第1図参照)により、上記目的を達成するものである。
ルーシブオア回路の出力とがある特定の関係にあること
を利用して、イクスクルーシプオア回路81、和出力用
スイッチ回路82、キャリー出力用スイッチ回路83(
第1図参照)により、上記目的を達成するものである。
以下この発明の実施例を図面を参照して説明する。
第1図はこの発明の基本となる実施例であシ、この論理
演算回路は、イクスクルーシプオア回路81の出力と、
第1.第2の入力信号A、Bキャリー人力C1和出力Q
s、キャリー出力Qcが特殊の関係にあることを利用し
て構成されたものである。この論理演算回路は、下記の
真理値表に基づく全加算器として動作する。
演算回路は、イクスクルーシプオア回路81の出力と、
第1.第2の入力信号A、Bキャリー人力C1和出力Q
s、キャリー出力Qcが特殊の関係にあることを利用し
て構成されたものである。この論理演算回路は、下記の
真理値表に基づく全加算器として動作する。
上記の真理値表を着目すればわかるように、入力信号A
、Hの排他的論理和出力AθBが「0」となる場合は、
和出力Qsはキャリー人力Cと同じであり、A■Bが「
1」となる場合はQsはキャリー人力を反転した信号で
である。
、Hの排他的論理和出力AθBが「0」となる場合は、
和出力Qsはキャリー人力Cと同じであり、A■Bが「
1」となる場合はQsはキャリー人力を反転した信号で
である。
次に、入力信号A、Hの排他的論理和出力A■Bが「0
」となる場合は、キャリー出力Qcは入力信号Aと同じ
であシ、A■Bが「1」となる場合は、キャリー人力C
と同じである。
」となる場合は、キャリー出力Qcは入力信号Aと同じ
であシ、A■Bが「1」となる場合は、キャリー人力C
と同じである。
第1図において、イクスクルーシプオア回路8ノには、
端子68.64を介して第1.第2の入力信号A、Bが
与えられ、その排他的論理和出力A■Bは、和出力用ス
イッチ回路82のスイッチドライブ端子、キャリー出力
用スイッチ回路83のスイッチドライブ端子に与えられ
る。和出力用スイッチ回路82は、A■B=1のとき端
子82a、82c間が導通し、端子62からのキャリー
人力Cをインバータ82dで反転したものを和出力Qs
として導出する。
端子68.64を介して第1.第2の入力信号A、Bが
与えられ、その排他的論理和出力A■Bは、和出力用ス
イッチ回路82のスイッチドライブ端子、キャリー出力
用スイッチ回路83のスイッチドライブ端子に与えられ
る。和出力用スイッチ回路82は、A■B=1のとき端
子82a、82c間が導通し、端子62からのキャリー
人力Cをインバータ82dで反転したものを和出力Qs
として導出する。
またA■B=0のときは、端子82b、82c間が導通
し、キャリー人力Cと同じ信号を和出力Ql+として導
出する。次に、キャリー出力・用スイッチ回路83は、
A■B=1のとき端子83h、83cが導通し、キャリ
ー人力Cをキャリー出力Qcとして導出する。またA■
B=00ときは端子83b 、83cが導通し、入力信
号Aをキャリー出力Qeとして導出する。また和出力用
スイッチ回路82、キャリー出力用スイッチ回路83は
、イクスクルーシブオア回路81に対して、第1.第2
の電源ライン61a。
し、キャリー人力Cと同じ信号を和出力Ql+として導
出する。次に、キャリー出力・用スイッチ回路83は、
A■B=1のとき端子83h、83cが導通し、キャリ
ー人力Cをキャリー出力Qcとして導出する。またA■
B=00ときは端子83b 、83cが導通し、入力信
号Aをキャリー出力Qeとして導出する。また和出力用
スイッチ回路82、キャリー出力用スイッチ回路83は
、イクスクルーシブオア回路81に対して、第1.第2
の電源ライン61a。
61b間に積み上げるように配置されている。
上記の回路構成によって、先の真理値表を満足する全加
算器が得られる。
算器が得られる。
第2図は、イクスクルーシプオア回路81の構成例であ
シ、トランジスタQ、?、QJ、Q4゜Q7.QB、Q
llによシニ重平衡型差動増幅回路を構成している。V
、1.V、、はバイアス電源又は、入力信号B、Aの各
反転入力である。このイクスクルーシブオア回路によれ
ば、入力信号A、Hの排他的論理和出力A■Bとその反
転出力1の1を得ることができる。
シ、トランジスタQ、?、QJ、Q4゜Q7.QB、Q
llによシニ重平衡型差動増幅回路を構成している。V
、1.V、、はバイアス電源又は、入力信号B、Aの各
反転入力である。このイクスクルーシブオア回路によれ
ば、入力信号A、Hの排他的論理和出力A■Bとその反
転出力1の1を得ることができる。
第3図は、和出力用スイッチ回路82の部分を詳しく示
している。トランジスタQ12゜Q13は第1の差動増
幅回路、トランジスタQ14.Q15は第2の差動増幅
回路を構成し並列に設けられている。Vl、はバイアス
電源又はキャリー人力Cの反転した信号である。第1゜
第2の差動増幅器の各ドライブ端子には、イクスクルー
シブオア回路81からの互いに逆極性の演算出力がそれ
ぞれ与えられる。そして、キャリー人力Cは、トランジ
スタQ12.Q15の制御端子に与えられる。そしてト
ランジスタQ12.Q14のコレクタは、共通に抵抗7
4を介して電源ライン61に接続され、トランジスタQ
Z J 、 Ql 5のコレクタは、共通に抵抗75を
介して電源ライン61に接続される。これによって、抵
抗74.75の端子からはそれぞれ入力信号A、Hの和
出力Qsとその反転出力頁Sが得られる。
している。トランジスタQ12゜Q13は第1の差動増
幅回路、トランジスタQ14.Q15は第2の差動増幅
回路を構成し並列に設けられている。Vl、はバイアス
電源又はキャリー人力Cの反転した信号である。第1゜
第2の差動増幅器の各ドライブ端子には、イクスクルー
シブオア回路81からの互いに逆極性の演算出力がそれ
ぞれ与えられる。そして、キャリー人力Cは、トランジ
スタQ12.Q15の制御端子に与えられる。そしてト
ランジスタQ12.Q14のコレクタは、共通に抵抗7
4を介して電源ライン61に接続され、トランジスタQ
Z J 、 Ql 5のコレクタは、共通に抵抗75を
介して電源ライン61に接続される。これによって、抵
抗74.75の端子からはそれぞれ入力信号A、Hの和
出力Qsとその反転出力頁Sが得られる。
第4図は、キャリー出力用スイッチ83の部分を詳しく
示している。トランジスタQ16゜Ql7は第3の差動
増幅回路、トランジスタQlB、Q19は第4の差動増
幅回路を構成し、並列に設けられている。Vl4.Vl
、はバイアス電源又はそれぞれキャリー人力の反転され
たものと入力信号Aの反転されたものである。第3゜第
4の差動増幅器の各ドライブ端子には、イクスクルーシ
ブオア回路81からの互いに逆極性の演算出力がそれぞ
れ与えられている。そしてキャリー人力Cは、第3の差
動増幅回路のトランジスタQ16の制御端子に与えられ
、また入力信号Aは、第4の差動増幅回路のトランジス
タQ1Bの制御端子に与えられる。そして、トランジス
タQ16.Q1Bのコレクタは共通に抵抗76を介して
電源ライン61に接続され、トランジスタQ17.Q1
9のコレクタは共通に抵抗77を介して電源ライン6ノ
に接続される。これによって、抵抗77.76の端子か
らは、それぞれキャリー出力Qcとその反転出力すCが
得られる。
示している。トランジスタQ16゜Ql7は第3の差動
増幅回路、トランジスタQlB、Q19は第4の差動増
幅回路を構成し、並列に設けられている。Vl4.Vl
、はバイアス電源又はそれぞれキャリー人力の反転され
たものと入力信号Aの反転されたものである。第3゜第
4の差動増幅器の各ドライブ端子には、イクスクルーシ
ブオア回路81からの互いに逆極性の演算出力がそれぞ
れ与えられている。そしてキャリー人力Cは、第3の差
動増幅回路のトランジスタQ16の制御端子に与えられ
、また入力信号Aは、第4の差動増幅回路のトランジス
タQ1Bの制御端子に与えられる。そして、トランジス
タQ16.Q1Bのコレクタは共通に抵抗76を介して
電源ライン61に接続され、トランジスタQ17.Q1
9のコレクタは共通に抵抗77を介して電源ライン6ノ
に接続される。これによって、抵抗77.76の端子か
らは、それぞれキャリー出力Qcとその反転出力すCが
得られる。
第5図は、第2図乃至第4図の回路を具体的に組み合わ
せて詳細に示している。従って、各図にて同一部分には
同符号を付している。この回路構成は、イクスクルーシ
ブオア回路r対して、和出力用スイッチ回路とキャリー
出力用スイッチ回路を並列に積み重ねた構成である。つ
まシ、第1の基準電位としてのアースライン61bと第
2の基準電位としての電源ライン67L間にイクスクル
ーシブオア回路とスイッチ回路の論理演算電流路が直列
に形成される。従って、この回路の動作電流としては、
トランジスタQ1とトランジスタQ21又はQ23の2
つの素子によって制限される仕組となっている。よって
、消費電流量は、従来に比べて格段と少ない。もちろん
、゛従来に比べて素子数も少なくてよい。これは、先に
示した真理値表で説明したように、イクスクルーシブオ
ア回路の排他的論理和出力と、入力信号、キャリー人力
等の関係が特殊の関係にあることを見い出したことによ
る。
せて詳細に示している。従って、各図にて同一部分には
同符号を付している。この回路構成は、イクスクルーシ
ブオア回路r対して、和出力用スイッチ回路とキャリー
出力用スイッチ回路を並列に積み重ねた構成である。つ
まシ、第1の基準電位としてのアースライン61bと第
2の基準電位としての電源ライン67L間にイクスクル
ーシブオア回路とスイッチ回路の論理演算電流路が直列
に形成される。従って、この回路の動作電流としては、
トランジスタQ1とトランジスタQ21又はQ23の2
つの素子によって制限される仕組となっている。よって
、消費電流量は、従来に比べて格段と少ない。もちろん
、゛従来に比べて素子数も少なくてよい。これは、先に
示した真理値表で説明したように、イクスクルーシブオ
ア回路の排他的論理和出力と、入力信号、キャリー人力
等の関係が特殊の関係にあることを見い出したことによ
る。
今、確認のために、第5図の回路の動作を説明する。A
=l 、 13=l 、 C=0の場合、次のトランジ
スタに動作電流が流れる。トランジスタQ20.Q21
、トランジスタQ7 、 Q2 。
=l 、 13=l 、 C=0の場合、次のトランジ
スタに動作電流が流れる。トランジスタQ20.Q21
、トランジスタQ7 、 Q2 。
Q4.Q5.Ql4.従って和出力QaはOである。ま
たトランジスタQ5.Qノロの糸路にも動作電流が流れ
、トランジスタQ17はオフである。よって、キャリー
出力Qcは1であυ、真理値表を満足する。
たトランジスタQ5.Qノロの糸路にも動作電流が流れ
、トランジスタQ17はオフである。よって、キャリー
出力Qcは1であυ、真理値表を満足する。
上述したように、この発明は、イクスクルーシブオア回
路の出力を利用することによって、高速で、素子数の少
ない論理演算回路を得ることができる。また、消費電力
も少なく、集積回路に適した回路を得ることができる。
路の出力を利用することによって、高速で、素子数の少
ない論理演算回路を得ることができる。また、消費電力
も少なく、集積回路に適した回路を得ることができる。
第1図はこの発明の基本的一実施例を示すブロック図、
第2図、第3図、第4図はそれぞれ第1図のブロックを
部分的に詳しく示す回路図、第5図はこの発明の一実施
例を具体的に示す回路図、M6図は従来の全加算器を示
す回路図である。 Q1〜Q23・・・トランジスタ、8ノ・・・イクスク
ルーシプオア回路、82・・・和出力用スイッチ回路、
キャリー出力用スイッチ回路。
第2図、第3図、第4図はそれぞれ第1図のブロックを
部分的に詳しく示す回路図、第5図はこの発明の一実施
例を具体的に示す回路図、M6図は従来の全加算器を示
す回路図である。 Q1〜Q23・・・トランジスタ、8ノ・・・イクスク
ルーシプオア回路、82・・・和出力用スイッチ回路、
キャリー出力用スイッチ回路。
Claims (5)
- (1)第1.第2の入力信号の排他的論理和出力を得る
イクスクルーシブオア回路と、前記イクスクルーシブオ
ア回路からの排他的論理和出力が制御端子に与えられ、
この排他的論理和出力が「0」の場合キャリー人力の非
反転信号を導出しrlJの場合キャリー人力の反転信号
を導出しこれを和出力とする和出力用スイッチ回路と、 同じく前記イクスクルーシプオア回路の排他的論理和出
力が制御端子に与えられ、前記排他的論理和出力が「0
」の場合前記第1の信号を導出し「1」の場合前記キャ
リー人力を導出してこれをキャリー出力とするキ々リー
出力用スイッチ回路とを具備したことを・特徴とする論
理演算回路。 - (2)前記イクスクルーシブオア回路は、前記排他的論
理和出力とその反転出力を得、第1の定電流源で駆動さ
れる二重平衡型差動増幅回路で構成され、前記和出力用
スイッチ回路は、前記排他的論理和出力とその反転出力
をそれぞれ定電流源側とする1組の差動増幅回路で構成
され、よって前記イクスクルーシブオア回路と和出力用
スイッチ回路は第1.第2の電源間に積み上げられた形
で配置されたことを特徴とする特許請求の範囲第1項記
載の論理演算回路。 - (3)前記イクスクルーシブオア回路は、二重平衡型の
差動増幅回路で構成され、1段目とこれの上段の差動増
幅部にそれぞれ前記第1.第2の入力信号が与えられ、
その第1の出力として排他的論理和出力、第2の出力と
して前記排他的論理和出力を反転した出力を得る回路で
成り、 前記和出力用スイッチ回路は、第1.第2の差動増幅回
路が並列され、この第1.第2の差動増幅回路の各電流
源側のスイッチドライブ端子には、それぞれ前記イクス
クルーシプオア回路の第1.第2の出力が与えられ、前
記第1゜第2の差動増幅回路の少なくとも各一方の制御
端子に前記キャリー人力が与えられ、かつ、前記第1.
第2の差動増幅回路を構成する複数のトランジスタのう
ち、ベース入力が共通しないトランジスタの出力端子同
士を共通にしてこれよシ和出力を得る回路であることを
特徴とする特許請求の範囲第2項記載の論理演算回路。 - (4) 前記イクスクルーシブオア回路は、前記排他的
論理和出力とその反転出力を得、第1の定電流源で駆動
される二重平衡型差動増幅回路で構成され、前記キャリ
ー出力用スイッチ回路は、前記排他的論理和出力とその
反転出力をそれぞれ定電流源側とする1組の差動増幅回
路で構成され、よって前記イクスクルーシブオア回路と
キャリー出力用スイッチ回路は第1.第2の電源間に積
み上げた形で配置されたことを特徴とする特許請求の範
囲第1項記載の論理演算回路。 - (5)前記イクスクルーシブオア回路は、二重平衡型の
差動増幅回路で構成され、1段目とこれの上段の差動増
幅部にそれぞれ前記第1.第2の入力信号が与えられ、
その第1の出力として排他的論理和出力、第2の出力と
して前記排他的論理和出力を反転した出力を得る回路で
成シ、 前記キャリー出力用スイッチ回路は、第3゜第4の差動
増幅回路が並列され、この第3.第4の差動増幅回路の
各電流源側のスイッチドライブ端子には、それぞれ前記
イクスクルーシブオア回路の第1.第2の出力が与えら
れ、前記第3.第4の差動増幅回路の少なくとも各一方
の制御端子にはそれぞれ前記第1の入力信号とキャリー
人力が与えられ、かつ前記第3の差動増幅回路の前記第
1の入力信号が与えられる側のトランジスタ出力端子と
、前記第4の差動増幅回路の前記キャリー人力が与えら
れるトランジスタと相補関係のトランジスタ出力端子と
を共通にしてとれよシキャリー出力を得る回路であるこ
とを特徴とする特許請求の範囲第4項記載の論理演算回
路。
Priority Applications (3)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP59105116A JPS60247733A (ja) | 1984-05-24 | 1984-05-24 | 論理演算回路 |
US06/734,078 US4718035A (en) | 1984-05-24 | 1985-05-15 | Logic operation circuit having an exclusive-OR circuit |
EP85106409A EP0173799A3 (en) | 1984-05-24 | 1985-05-24 | Full adder circuit with sum and carry selection functions |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP59105116A JPS60247733A (ja) | 1984-05-24 | 1984-05-24 | 論理演算回路 |
Publications (1)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
JPS60247733A true JPS60247733A (ja) | 1985-12-07 |
Family
ID=14398852
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
JP59105116A Pending JPS60247733A (ja) | 1984-05-24 | 1984-05-24 | 論理演算回路 |
Country Status (3)
Country | Link |
---|---|
US (1) | US4718035A (ja) |
EP (1) | EP0173799A3 (ja) |
JP (1) | JPS60247733A (ja) |
Families Citing this family (13)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JPS60247734A (ja) * | 1984-05-24 | 1985-12-07 | Toshiba Corp | 論理演算回路 |
US4718034A (en) * | 1984-11-08 | 1988-01-05 | Data General Corporation | Carry-save propagate adder |
US4831578A (en) * | 1985-11-25 | 1989-05-16 | Harris Semiconductor (Patents) Inc. | Binary adder |
JP2607538B2 (ja) * | 1987-08-28 | 1997-05-07 | 株式会社日立製作所 | 加算回路 |
US4918640A (en) * | 1988-02-05 | 1990-04-17 | Siemens Aktiengesellschaft | Adder cell having a sum part and a carry part |
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