JPS61112429A - Logic circuit - Google Patents

Logic circuit

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JPS61112429A
JPS61112429A JP23315284A JP23315284A JPS61112429A JP S61112429 A JPS61112429 A JP S61112429A JP 23315284 A JP23315284 A JP 23315284A JP 23315284 A JP23315284 A JP 23315284A JP S61112429 A JPS61112429 A JP S61112429A
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哲也 中川
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金子 憲二
Yoshimune Hagiwara
萩原 吉宗
Hitoshi Matsushima
整 松島
Hirotada Ueda
博唯 上田
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    • H03K19/02Logic circuits, i.e. having at least two inputs acting on one output; Inverting circuits using specified components
    • H03K19/08Logic circuits, i.e. having at least two inputs acting on one output; Inverting circuits using specified components using semiconductor devices
    • H03K19/094Logic circuits, i.e. having at least two inputs acting on one output; Inverting circuits using specified components using semiconductor devices using field-effect transistors
    • H03K19/0944Logic circuits, i.e. having at least two inputs acting on one output; Inverting circuits using specified components using semiconductor devices using field-effect transistors using MOSFET or insulated gate field-effect transistors, i.e. IGFET
    • H03K19/0948Logic circuits, i.e. having at least two inputs acting on one output; Inverting circuits using specified components using semiconductor devices using field-effect transistors using MOSFET or insulated gate field-effect transistors, i.e. IGFET using CMOS or complementary insulated gate field-effect transistors

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Abstract

PURPOSE:To realize an optional logical equation with one kind of cell and inverter by using a logical gate having four inputs and whose output shown H,L levels and high impedance depending on the combination of the inputs. CONSTITUTION:The midpoint X of CMOS FETs (M13, M14, M29, M30) and CMOS FET of the same polarity (M15, M16, M31, M32) is connected mutually. In this circuit connection tri-state (H, L levels and high impedance) is obtained by two input signals. Since an optional logic such as AND or OR is obtained depending on the combination of inputs, a full adder is constituted and the power consumption is reduced because of the adoption of CMOS.

Description

【発明の詳細な説明】 〔発明の利用分野〕 本発明は、集積回路一般に好適な高速かつ低消費電力の
論理回路に関する。
DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION [Field of Application of the Invention] The present invention relates to a high-speed, low-power consumption logic circuit suitable for integrated circuits in general.

〔発明の背景〕[Background of the invention]

最近のディジタル演算用集積回路の高速化に伴い、算術
演算回路の最も基本的な構成要素である全加算回路の高
速化が望まれている。
With the recent increase in the speed of integrated circuits for digital arithmetic operations, there is a desire to increase the speed of full adder circuits, which are the most basic components of arithmetic operation circuits.

全加算回路の高速化に適した手法として、全加算回路へ
の3つの入力A、B、Cのうち、2つの切り換えること
によって和出力S0を生成し、BとCを切り換えること
によって桁上げ出力C0を生成するというアルゴリズム
が従来から知られている。これを論理式で表わすと、次
のようになる。
As a method suitable for increasing the speed of the full adder circuit, the sum output S0 is generated by switching two of the three inputs A, B, and C to the full adder circuit, and the carry output is generated by switching B and C. Algorithms for generating C0 have been known for some time. This can be expressed as a logical formula as follows.

和出力  50=x−c+x−c 桁上げ出力  C0=X−C+X−B X:A+B このアルゴリズムを用いた回路が高速な理由について、
従来例を用いて以下に述べる。第1図(a)は全加算回
路の従来例(ICCC’82P151−P2S5)を示
す図であり、MOSトランジスタM1〜M4は、AとB
の排他的否定論理和Xを生成する部分回路を構成し、イ
ンバータN1はXの否定をとって、Xを生成している。
Sum output 50=x-c+x-c Carry output C0=X-C+X-B X:A+B Regarding the reason why the circuit using this algorithm is fast,
A conventional example will be described below. FIG. 1(a) is a diagram showing a conventional example (ICCC'82P151-P2S5) of a full adder circuit, in which MOS transistors M1 to M4 are connected to A and B.
The inverter N1 constitutes a partial circuit that generates the exclusive NOR X of

MOSトランジスタM5〜M8はXとCの排他的否定論
理和を生成する部分回路を構成し、インバータN2はそ
の否定をとることによって、XとCの排他的論理、すな
わち和出力S0を生成する6M0SトランジスタM9〜
M12は、トランスミッションゲートとして構成された
桁上げ出力を生成する部分回路である。この部分回路は
ノードL1に信号Cを通すか信号Bを通すかをX、Xを
用いて制御している。
MOS transistors M5 to M8 constitute a partial circuit that generates the exclusive NOR of X and C, and the inverter N2 is a 6M0S that generates the exclusive logic of X and C, that is, the sum output S0, by taking the NOR. Transistor M9~
M12 is a partial circuit configured as a transmission gate that generates a carry output. This partial circuit controls whether to pass the signal C or the signal B to the node L1 using X and X.

インバータN3はノードL1の信号の否定をとることに
よって桁上げ出力C0を生成する。
Inverter N3 generates carry output C0 by negating the signal at node L1.

第1図(b)は第1図(、)の桁上げ出力を生成する部
分回路を抜き書きした図である。
FIG. 1(b) is a diagram illustrating a partial circuit that generates the carry output shown in FIG. 1(,).

第1図(、)の全加算回路の遅延時間は、和出力80も
桁上げ出力C0もほぼ同じと考えられるので、以下第1
図(b)の桁上げ出力部分回路における遅延時間につい
て述べ、先に述べた方式が高速な理由を説明する。
Since the delay time of the full adder circuit in Figure 1 (,) is considered to be almost the same for the sum output 80 and the carry output C0, the following
The delay time in the carry output partial circuit shown in FIG. 3(b) will be described, and the reason why the above-mentioned method is high-speed will be explained.

3個の入力信号A、B、Cが同時に入力されたとすると
A、B信号がX、X信号を生成するより以前にB、C信
号が、この第1図(b)の桁上げ出力部分回路に入力さ
れる。
If three input signals A, B, and C are input at the same time, before the A and B signals generate the X and is input.

このB、C信号の入力と同時に2つの入力端子Tl、I
2における端子容量C1,C2がチャージ又はディスチ
ャージされる。
Simultaneously with the input of these B and C signals, the two input terminals Tl and I
The terminal capacitances C1 and C2 at 2 are charged or discharged.

故にB、CM号より遅れて生成されるX、X信号が第1
図(b)の入力端子I3.I4に到着した後の遅延時間
はM9とMllあるい1よMIOとM12という2個の
並列接続されたトランジスタを通して出力端子の容量C
3をチャージ又はディスチャージする時間のみとなる。
Therefore, the X and X signals generated later than the B and CM signals are the first
Input terminal I3 in figure (b). The delay time after arriving at I4 is determined by the capacitance C of the output terminal through two parallel-connected transistors M9 and Mll or 1, MIO, and M12.
It is only the time to charge or discharge 3.

MOSトランジスタ回路においては一般に、上記のよう
な場合、トランジスタを1段だけ通して。
In MOS transistor circuits, in the above case, only one stage of transistors is used.

容量をチャージ又はディスチャージするので、その遅延
時間はほぼインバータの遅延時間と同じと考えられる。
Since the capacitor is charged or discharged, the delay time is considered to be approximately the same as the delay time of the inverter.

故に、X、X信号の入力から00の出力までは、はぼイ
ンバータ2段分の遅延時間となる。
Therefore, from the input of the X and X signals to the output of 00, there is a delay time equivalent to two stages of inverters.

一方A、B信号からX、X信号を生成するのに要する遅
延時間は、排他的否定論理和1段とインバータ1段の遅
延時間の和である。
On the other hand, the delay time required to generate the X and X signals from the A and B signals is the sum of the delay time of one stage of exclusive NOR and one stage of inverter.

第1図(a)に使すれている排他的否定論理和の遅延時
間はほぼインバータ2段分と考えられるから、結局第1
図(、)に示した全加算回路全体の遅延時間はほぼイン
バータ5段分となる。
Since the delay time of the exclusive NOR used in Figure 1(a) is considered to be approximately the time of two inverter stages, the first
The delay time of the entire full adder circuit shown in the figure (,) is approximately equivalent to five stages of inverters.

よって、第1図(a)に示した従来例の遅延時間は、そ
れまでの全加算回路の遅延時間が、インバータでほぼ7
段程度であったのに比べ高速化されていることがわかる
Therefore, the delay time of the conventional example shown in FIG.
It can be seen that the speed has been increased compared to the previous one.

このように第1図(、)に示した従来例の回路は動作速
度の高速化が可能であるがいくつかの難点も有している
As described above, although the conventional circuit shown in FIG. 1(, ) is capable of increasing the operating speed, it also has several drawbacks.

まず、第1に第1図(a)の全加算回路はトランスファ
ーゲートを用いているために、0M05回路ではあるが
、消費電力が大きくなるという難点があった。
First of all, since the full adder circuit shown in FIG. 1(a) uses a transfer gate, it has the drawback of increasing power consumption, although it is an 0M05 circuit.

すなわち、第1図(a)におけるトランジスタMl、M
2.M5.M6はオン状態となってもインバータNl、
N2の入力信号レベルは電源電圧よりMOSトランジス
タのしきい値電圧だけ下ったレベルとなる。
That is, the transistors Ml, M in FIG. 1(a)
2. M5. Even if M6 is in the on state, the inverter Nl,
The input signal level of N2 is a level lower than the power supply voltage by the threshold voltage of the MOS transistor.

このためにインバータNl、N2は電源から接地点への
大きな定常電流が流れてしまう。
For this reason, a large steady current flows through the inverters Nl and N2 from the power source to the ground point.

このように、0M08回路であっても大きな定常電流が
流れるということは、大規模な集積化を行なう場合に問
題となる恐れがある。
As described above, the fact that a large steady current flows even in the 0M08 circuit may pose a problem when large-scale integration is performed.

第2に、上述のトランスファーゲートの欠点を補うため
、通常はn −M OSのトランスファーゲートとp−
MOSのトランスファーゲートを並列につないだトラン
スミッションゲートを用いる方法があり、第1図(a)
の回路でも1部に用いている。
Second, to compensate for the above-mentioned drawbacks of transfer gates, it is common to use n-MOS transfer gates and p-MOS transfer gates.
There is a method using a transmission gate in which MOS transfer gates are connected in parallel, as shown in Figure 1(a).
It is also used in part of the circuit.

この場合は、前に述べたようなMoSトランジスタのし
きい値電圧の問題は生じない。
In this case, the problem of the threshold voltage of the MoS transistor as described above does not occur.

しかし、この方法では同一信号を伝える経路が2つ存在
するため、どちらか1つの経路のトランジスタが故障し
ていても初期のテストでは故障を検呂することができな
い。
However, in this method, since there are two paths for transmitting the same signal, even if a transistor in one of the paths is faulty, the failure cannot be detected in an initial test.

したがって、経年変化を伴う故障であった場合には集積
回路の信頼性に問題が生じる場合がある。
Therefore, if a failure occurs due to aging, problems may arise in the reliability of the integrated circuit.

第3にトランスファーゲートを用いた場合にはソースあ
るいはドレイン領域となる拡散層領域から配線を引き出
す必要がある。
Thirdly, when a transfer gate is used, it is necessary to draw out the wiring from the diffusion layer region which becomes the source or drain region.

このため、これらの拡散層領域の面積が大きくなって、
接合容量が増加するため、トランジスタを縦積みにした
論理ゲートに比べ速度がそれほど向上しない可能性があ
る。
Therefore, the area of these diffusion layer regions increases,
Due to the increased junction capacitance, the speed may not be much faster than logic gates with vertically stacked transistors.

〔発明の目的〕[Purpose of the invention]

本発明は、上記の点を考慮してなされたもので。 The present invention has been made in consideration of the above points.

高速かつ消費電力が小さく長期間の使用に対する信頼性
が高く、しかも複数の同一セルで構成することのできる
規則的な全加算回路及び半加算回路を提供するものであ
る。
The present invention provides regular full adder circuits and half adder circuits that are high speed, have low power consumption, are highly reliable for long-term use, and can be constructed from a plurality of identical cells.

〔発明の概要〕[Summary of the invention]

本発明は完全CuO2型の同一セル複数個とインバータ
複数個を使うことにより、高速で低消費電力の全加算回
路及び半加算回路を構成することを可能とするものであ
る。
The present invention makes it possible to construct high-speed, low power consumption full adder circuits and half adder circuits by using a plurality of identical cells of complete CuO2 type and a plurality of inverters.

本発明によれば、ALU、乗算器など全加算回路と半加
算回路の両者を用いている演算器を一種類のセルとイン
バータのみで構成することができ。
According to the present invention, an arithmetic unit such as an ALU or a multiplier that uses both a full adder circuit and a half adder circuit can be configured with only one type of cell and an inverter.

設計工数、レイアウト工数を大幅に低減することが可能
である6 〔発明の実施例〕 以下、本発明を実施例に従って説明する。第2図(a)
は本発明の第1の実施例である。
It is possible to significantly reduce design man-hours and layout man-hours.6 [Embodiments of the Invention] The present invention will be described below according to embodiments. Figure 2(a)
is the first embodiment of the present invention.

第2図(、)は全加算回路の構成を示しており。Figure 2 (,) shows the configuration of the full adder circuit.

A、B、Cが3つの入力、Soが和出力、C0が桁上げ
出力である。
A, B, and C are the three inputs, So is the sum output, and C0 is the carry output.

又、X、XはそれぞれA、Hの排他的論理和、排他的否
定論理和である6 第2図(a)の回路図かられかるように、本発明の全加
算回路は4つの同一セルから構成されており、規則的な
回路構成となっている。
Also, X and X are the exclusive OR and exclusive NOR of A and H, respectively.6 As can be seen from the circuit diagram in Figure 2(a), the full adder circuit of the present invention consists of four identical cells. It has a regular circuit configuration.

そして、4つのセルはそれぞれX、X、C0゜Soを生
成する。
The four cells generate X, X, and C0°So, respectively.

本発明の第2図(a)の回路の4つのセルには、共通し
た信号の入力法を採用している。
A common signal input method is adopted for the four cells of the circuit of FIG. 2(a) of the present invention.

これを明確にするために、入力信号を一般化した基本セ
ルを第2図(b)にぬき出して示す。
In order to clarify this, a basic cell in which the input signal is generalized is extracted and shown in FIG. 2(b).

この基本セルは、4つの入力P、P、R,Sを持ち、論
理関数P−R+P−3を実現している。
This basic cell has four inputs P, P, R, and S, and implements the logic function P-R+P-3.

この基本セルにおいて、P=A、R=B、S=Bとおく
とAとBの排他的論理和Xを得ることができ、p=A、
R=B、S=BとおくとAとBの排他的否定論理和Xを
得ることが可能となる。
In this basic cell, if we set P=A, R=B, and S=B, we can obtain the exclusive OR X of A and B, and p=A,
By setting R=B and S=B, it becomes possible to obtain the exclusive NOR X of A and B.

又、入力をP=X、R=C,S=Cとおくと、和出力S
0を得ることができ、P=X、R=C。
Also, if the inputs are set as P=X, R=C, and S=C, the sum output S
0 can be obtained, P=X, R=C.

S=Bとおくと桁上げ出力C0を得ることができる。By setting S=B, a carry output C0 can be obtained.

このように本発明では、1つの基本セルだけで、入力信
号を変えることによって、全加算回路に必要な所望の出
力を全て得ることが可能となる。
As described above, in the present invention, by changing the input signal with only one basic cell, it is possible to obtain all the desired outputs necessary for the full adder circuit.

このことは、一般の集積回路のみならず、近年需要が増
大しているゲートアレイ等の集積回路において、本発明
が非常に有効であることを意味している。
This means that the present invention is very effective not only in general integrated circuits but also in integrated circuits such as gate arrays, the demand of which has been increasing in recent years.

さて次に第2図(a)の実施例の動作を考える。Now, consider the operation of the embodiment shown in FIG. 2(a).

本回路は、入力信号A、BによってX、Xを作りそのX
、Xを用いてCとCを切り換えることによって和出力S
0を生成し、BとCを切り換えることによって桁上げ出
力C0を生成している。
This circuit generates X and X using input signals A and B, and
, by switching between C and C using
By generating 0 and switching between B and C, a carry output C0 is generated.

本回路ではSoとC0の遅延時間は同じと考えられるの
で、以下C0の遅延時間のみを考えることにして第3図
に00生成部分回路の詳細を示す。
In this circuit, the delay times of So and C0 are considered to be the same, so only the delay time of C0 will be considered below, and the details of the 00 generation partial circuit are shown in FIG.

今、3つの入力信号A、B、Cが同時に到着したと考え
るとX、X信号は入力信号A、Bが、X。
Now, assuming that three input signals A, B, and C arrive at the same time, the X and X signals are the same as the input signals A, B, and X.

X生成部分回路を1段通過してから出力される。It is output after passing through one stage of the X generation subcircuit.

よって、X、X信号が出力される前にすでに00生成部
分回路の入力信号B及びCは状態を確定している。
Therefore, the states of the input signals B and C of the 00 generation partial circuit have already been determined before the X and X signals are output.

この場合、B、C信号をC0生成セルの出力端子から遠
い方のトランジスタのゲートに入力しておけば、端子容
量C4〜C7はX、X信号が入力される前にチャージ又
はディスチャージされている。したがって、X、X信号
の入力から出力までの遅延時間は、はぼインバータ1段
分ですむ。
In this case, if the B and C signals are input to the gate of the transistor farthest from the output terminal of the C0 generation cell, the terminal capacitances C4 to C7 will be charged or discharged before the X and X signals are input. . Therefore, the delay time from the input to the output of the X and X signals is only one stage of inverter.

又、A、B信号の入力からX、Xの出力までの遅延時間
は、はぼインバータ3段分である。
Further, the delay time from the input of the A and B signals to the output of X and X is equivalent to approximately three stages of inverters.

以上のことより本発明の全加算回路全体としてはほぼイ
ンバータ4段分の遅延時間となり、第1図(a)で示し
た従来例よりも高速に動作することが可能である。
From the above, the entire adder circuit of the present invention has a delay time approximately equivalent to four stages of inverters, and can operate faster than the conventional example shown in FIG. 1(a).

又、第2図(a)に示した全加算回路は、完全CMOS
型であるので、第1図(a)の従来例とは異なり、出力
端子のレベルが常に電源電位あるいは接地電位となり貫
通電流が流れないため、消費電力が非常に小さいという
利点を有している。
Moreover, the full adder circuit shown in FIG. 2(a) is a complete CMOS
Unlike the conventional example shown in Figure 1(a), this type has the advantage that power consumption is extremely low because the level of the output terminal is always at the power supply potential or ground potential and no through current flows. .

そして、同一信号を伝える経路がただ一つしか存在しな
いため初期のテストにおいて故障個所を容易に検出でき
、信頼性の高い集積回路を実現することが可能となる。
Since there is only one path for transmitting the same signal, it is possible to easily detect failure points during initial testing, making it possible to realize highly reliable integrated circuits.

第4図は本発明の第2の実施例である。FIG. 4 shows a second embodiment of the invention.

本実施例では第2図(a)の全加算回路中のX生成部分
回路をインバータN8でおきかえたものである。この場
合、全加算回路全体の動作速度がインバータ1段分遅く
なるが、素子数を6素子低減できるという利点を有して
いる。
In this embodiment, the X generation partial circuit in the full adder circuit of FIG. 2(a) is replaced with an inverter N8. In this case, although the operating speed of the entire full adder circuit is delayed by one inverter stage, it has the advantage that the number of elements can be reduced by six.

第5図は本発明の第3の実施例である。FIG. 5 shows a third embodiment of the invention.

本実施例は半加算回路を示しており、第5図の回路図か
られかるように、この半算加回路は2つの同一セルで構
成され、そのセルは第2図(a)の全加算回路で用いら
れているものと同じである。
This embodiment shows a half-adder circuit, and as can be seen from the circuit diagram in FIG. It is the same as that used in circuits.

=A、R=B、S=Bとし、又、P=1.P=B。=A, R=B, S=B, and P=1. P=B.

R=A、S=1とすることによって、半加算回路に必要
な和出力と桁上げ出力を得ている。
By setting R=A and S=1, the sum output and carry output necessary for the half adder circuit are obtained.

このように本発明では、全く同一の基本回路セルを用い
て、全加算回路と半加算回路を実現できるという利点を
有している。
As described above, the present invention has the advantage that a full adder circuit and a half adder circuit can be realized using exactly the same basic circuit cell.

第6図は本発明の第4の実施例である。FIG. 6 shows a fourth embodiment of the present invention.

本実施例は並列乗算器の部分積加算回路を示しており、
ここでは説明のため3×3の乗算器とした。
This example shows a partial product addition circuit of parallel multipliers,
Here, for the sake of explanation, a 3×3 multiplier is used.

第6図のFAI 〜FA3は、第2図(、)の全加算回
路を示し、HAI〜HA3は、第5図の半加算回路を示
している。
FAI to FA3 in FIG. 6 indicate the full adder circuits in FIG. 2(,), and HAI to HA3 indicate the half adder circuits in FIG. 5.

ただし、見やすくするために全加算回路と半加算回路の
内部は概念的に表わしである。
However, for ease of viewing, the internal parts of the full adder circuit and half adder circuit are shown conceptually.

FAI〜FA3.HAI〜HA3の内部の矩形01〜G
18は第3図の基本セルを表わしている。
FAI~FA3. Rectangle 01-G inside HAI-HA3
18 represents the basic cell of FIG.

第6図中のW1〜W6はそれぞれ、HAI。W1 to W6 in FIG. 6 are HAI, respectively.

FAI、HA2.HA3.FA2.FA3の和出力であ
り、W7〜W12はそれぞれ、HAI。
FAI, HA2. HA3. FA2. It is the sum output of FA3, and W7 to W12 are each HAI.

FAI、HA2.HA3.FA2.FA3の桁上げ出力
である。
FAI, HA2. HA3. FA2. This is the carry output of FA3.

又、W2.W3.W7〜WllはHA2.HA3、及び
FAI〜FA3の入力信号ともなっている。
Also, W2. W3. W7 to Wll are HA2. It also serves as an input signal for HA3 and FAI to FA3.

HAI〜HA3及びFAI〜FA3への他の入力信号は
第6図には示していない部分積生成回路によって供給さ
れる。
Other input signals to HAI-HA3 and FAI-FA3 are provided by partial product generation circuits not shown in FIG.

部分積生成回路は、AND回路なので第3図の基本セル
を用いて容易に実現できる。
Since the partial product generating circuit is an AND circuit, it can be easily realized using the basic cell shown in FIG.

以上のことから、本発明を用いて並列乗算器を構成する
場合、同一基本セルとインバータのみを規則的に並べれ
ばよいことがわかる。
From the above, it can be seen that when constructing a parallel multiplier using the present invention, it is sufficient to regularly arrange only the same basic cells and inverters.

故に、設計工数及びレイアウト工数を大幅に低減するこ
とが可能である。
Therefore, it is possible to significantly reduce design man-hours and layout man-hours.

又、並列乗算器は、素子数が多いため、本発明の特徴の
一つである低消費電力の効果が大きい。
Further, since the parallel multiplier has a large number of elements, it has a large effect of reducing power consumption, which is one of the features of the present invention.

〔発明の効果〕〔Effect of the invention〕

以上説明してきたように、本発明によれば従来例に比し
、高速かつ低消費電力の全加算回路及び半加算回路を実
現することが可能となる。
As described above, according to the present invention, it is possible to realize full adder circuits and half adder circuits that are faster and consume less power than conventional examples.

しかも、本発明によれば複数の同一基本セルを用いて全
加算回路と半加算回路を実現できるので。
Moreover, according to the present invention, a full adder circuit and a half adder circuit can be realized using a plurality of the same basic cells.

全加算回路及び半加算回路を基本要素として構成される
任意の演算回路を規則的に実現できる事を意味し、今後
の高速ディジタル演算集積回路の高集積化において、設
計工数、レイアウト工数を大幅に減らすことができると
いう大きな効果がある。
This means that it is possible to regularly realize arbitrary arithmetic circuits consisting of full-adder circuits and half-adder circuits as basic elements, which will greatly reduce the design and layout man-hours in the future of highly integrated high-speed digital arithmetic integrated circuits. It has the great effect of reducing

又、本発明はCMOSゲートアレイを用いて高速の乗算
器やALUなどを実現する必要のある場合それを容易に
可能にする手段を与えるという利点を有している。
The present invention also has the advantage of providing a means for easily realizing high-speed multipliers, ALUs, etc., if necessary, using a CMOS gate array.

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

第1図は、本発明の詳細説明のためにとりあげた従来例
を示す回路図、第2図(a)は第1の実施例の回路図、
第2図(b)は第1の実施例の構成要素である基本セル
回路図、第3図は第1の実施例の部分回路図、第4図は
第2の実施例の回路図、第5図は第3の実施例の回路図
、第6図は第4の実施例の回路ブロック図を示す図であ
る。 Ml、M2.MS、MS、M9.MLO,M29〜M4
4.M49〜MS 2.MS 1−MS 8・・・NM
O5)−ランジスタ、M3.M4.M7.MS。 Ml 1.Ml 2.Ml 3〜M28.M45〜M4
8゜M53〜M60・・・PMOSトランジスタ、N1
〜NIO・・・インバータ、C1〜C7・・・容量、H
AI〜HA3・・・半加算回路、FAI〜FA3・・・
全加算回路、Gl〜G18・・・基本回路セル、vco
・・・電冨 1 図(良) 葛 Z 図 体) 冨 2 図(b) 冨 3 凹 ■4図 罵 5 図
FIG. 1 is a circuit diagram showing a conventional example taken up for detailed explanation of the present invention, FIG. 2(a) is a circuit diagram of a first embodiment,
FIG. 2(b) is a basic cell circuit diagram that is a component of the first embodiment, FIG. 3 is a partial circuit diagram of the first embodiment, and FIG. 4 is a circuit diagram of the second embodiment. FIG. 5 is a circuit diagram of the third embodiment, and FIG. 6 is a circuit block diagram of the fourth embodiment. Ml, M2. MS, MS, M9. MLO, M29~M4
4. M49~MS 2. MS 1-MS 8...NM
O5) - transistor, M3. M4. M7. M.S. Ml 1. Ml 2. Ml 3-M28. M45~M4
8゜M53~M60...PMOS transistor, N1
~NIO...Inverter, C1-C7...Capacity, H
AI~HA3...half adder circuit, FAI~FA3...
Full adder circuit, Gl to G18...basic circuit cell, vco
... Dentomi 1 figure (good) Kuzu Z figure body) Tomi 2 figure (b) Tomi 3 concave ■4 figure 5 figure

Claims (1)

【特許請求の範囲】 1、4つの入力端子を持ち、第1、第4の入力端子がと
もにローレベルかあるいは第2、第3の入力端子がとも
にローレベルの時、出力端子がハイレベルとなり、第1
、第3の入力端子がともにハイレベルかあるいは第2、
第4の入力端子がともにハイレベルの時、出力端子がロ
ーレベルとなり、上記以外の入力の時、出力端子がハイ
インピーダンスとなる論理ゲート複数個とインバータ複
数個とを具備し、任意の論理式を実現することを特徴と
した論理回路。 2、特許請求の範囲第1項記載の論理回路において、該
論理ゲートとして、第1の電源電圧端子と出力端子との
間に2個直列接続された第1、第2のトランジスタ対を
2組有し、第1の組のトランジスタを各々1、2とし、
第2の組のトランジスタを各々3、4とし、第2の電源
電圧端子と出力端子との間に2個直列接続された第3、
第4のトランジスタ対を2組有し、第3の組のトランジ
スタを各々5、6とし、第4の組のトランジスタを各各
7、8とし、トランジスタ1、6の制御端子に第1の信
号を加え、トランジスタ3、8の制御端子に第2の信号
を加え、トランジスタ2、7の制御端子に第3の信号を
加え、トランジスタ4、5の制御端子に第3の信号の反
転信号である第4の信号を加える論理ゲートを用いるこ
とを特徴とする論理回路。 3、特許請求の範囲第2項記載の論理回路において、4
つの該論理ゲートと3つのインバータで構成され、第1
の入力信号を第1のインバータの入力端子と第1の論理
ゲートの第1の入力端子及び第2の論理ゲートの第2の
入力端子に入力し、第2の入力信号を第2のインバータ
の入力端子と第1の論理ゲートの第3の入力端子及び第
2の論理ゲートの第3の入力端子に入力し、第3の入力
信号を第3のインバータの入力端子と第3の論理ゲート
の第3の入力端子に入力し、上記第1のインバータの出
力信号を上記第1の論理ゲートの第2の入力端子と上記
第2の論理ゲートの第1の入力端子に入力し、上記第2
のインバータの出力信号を上記第1の論理ゲートの第4
の入力端子と上記第2の論理ゲートの第4の入力端子及
び上記第4の論理ゲートの第4の入力端子に入力し、上
記第3のインバータの出力信号を上記第3の論理ゲート
の第4の入力端子と上記第4の論理ゲートの第3の入力
端子に入力し、上記第1の論理ゲートの出力信号を上記
第3の論理ゲートの第1の入力端子と上記第4の論理ゲ
ートの第1の入力端子に入力し、上記第2の論理ゲート
の出力信号を上記第3の論理ゲートの第2の入力端子と
上記第4の論理ゲートの第2の入力端子に入力し、上記
第3の論理ゲートの出力端子から和出力を得、上記第4
の論理ゲートの出力端子から桁上げ出力を得る全加算回
路を構成することを特徴とする論理回路。 4、特許請求の範囲第2項記載の論理回路において、2
つの該論理ゲートと2つのインバータで構成され、第1
の入力信号を第1のインバータの入力端子と第1の論理
ゲートの第1の入力端子に入力し、第2の入力信号を第
2のインバータの入力端子と上記第1の論理ゲートの第
3の入力端子に入力し、上記第1のインバータの出力信
号を上記第1の論理ゲートの第2の入力端子と第2の論
理ゲートの第2の入力端子に入力し、上記第2のインバ
ータの出力信号を上記第1の論理ゲートの第4の入力端
子と上記第2の論理ゲートの第3の入力端子に入力し、
第1の電源電圧を上記第2の論理ゲートの第1、第4の
入力端子に入力し、上記第1の論理ゲートの出力端子か
ら和出力を得、上記第2の論理ゲートの出力端子から桁
上げ出力を得る半加算回路を構成することを特徴とする
論理回路。
[Claims] It has one and four input terminals, and when the first and fourth input terminals are both low level or the second and third input terminals are both low level, the output terminal becomes high level. , 1st
, the third input terminals are both high level, or the second,
When both of the fourth input terminals are at a high level, the output terminal becomes a low level, and when inputs other than the above, the output terminal becomes a high impedance. A logic circuit characterized by realizing the following. 2. In the logic circuit according to claim 1, the logic gate includes two pairs of first and second transistors connected in series between the first power supply voltage terminal and the output terminal. and the first set of transistors are 1 and 2, respectively;
The second set of transistors is 3 and 4, respectively, and two third transistors are connected in series between the second power supply voltage terminal and the output terminal.
There are two pairs of fourth transistors, the third pair of transistors are 5 and 6, respectively, the fourth pair of transistors are 7 and 8, respectively, and the first signal is applied to the control terminals of transistors 1 and 6. , a second signal is applied to the control terminals of transistors 3 and 8, a third signal is applied to the control terminals of transistors 2 and 7, and an inverted signal of the third signal is applied to the control terminals of transistors 4 and 5. A logic circuit characterized by using a logic gate that adds a fourth signal. 3. In the logic circuit according to claim 2, 4.
Consisting of two logic gates and three inverters, the first
input the input signal to the input terminal of the first inverter, the first input terminal of the first logic gate, and the second input terminal of the second logic gate, and input the second input signal to the input terminal of the second inverter. The input terminal and the third input terminal of the first logic gate and the third input terminal of the second logic gate are inputted, and the third input signal is inputted to the input terminal of the third inverter and the third input terminal of the third logic gate. inputting the output signal of the first inverter to the second input terminal of the first logic gate and the first input terminal of the second logic gate;
The output signal of the inverter is input to the fourth logic gate of the first logic gate.
and the fourth input terminal of the second logic gate, and the output signal of the third inverter is input to the fourth input terminal of the second logic gate, and the output signal of the third inverter is input to the fourth input terminal of the second logic gate. 4 input terminal and the third input terminal of the fourth logic gate, and the output signal of the first logic gate is input to the first input terminal of the third logic gate and the third input terminal of the fourth logic gate. inputting the output signal of the second logic gate to the second input terminal of the third logic gate and the second input terminal of the fourth logic gate; A sum output is obtained from the output terminal of the third logic gate, and the fourth
A logic circuit comprising a full adder circuit that obtains a carry output from an output terminal of a logic gate. 4. In the logic circuit according to claim 2, 2.
Consisting of two logic gates and two inverters, the first
An input signal is input to the input terminal of the first inverter and the first input terminal of the first logic gate, and a second input signal is input to the input terminal of the second inverter and the third input terminal of the first logic gate. The output signal of the first inverter is inputted to the second input terminal of the first logic gate and the second input terminal of the second logic gate, and the output signal of the first inverter is inputted to the second input terminal of the first logic gate. inputting an output signal to a fourth input terminal of the first logic gate and a third input terminal of the second logic gate;
A first power supply voltage is input to the first and fourth input terminals of the second logic gate, a sum output is obtained from the output terminal of the first logic gate, and a sum output is obtained from the output terminal of the second logic gate. A logic circuit comprising a half-adder circuit that obtains a carry output.
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Citations (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
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JPS5013068A (en) * 1973-06-04 1975-02-10

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JPS5013068A (en) * 1973-06-04 1975-02-10

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