JPS6150537B2 - - Google Patents

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JPS6150537B2
JPS6150537B2 JP54158231A JP15823179A JPS6150537B2 JP S6150537 B2 JPS6150537 B2 JP S6150537B2 JP 54158231 A JP54158231 A JP 54158231A JP 15823179 A JP15823179 A JP 15823179A JP S6150537 B2 JPS6150537 B2 JP S6150537B2
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JP
Japan
Prior art keywords
semiconductor chip
signal delay
power supply
supply voltage
clock pulse
Prior art date
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Expired
Application number
JP54158231A
Other languages
English (en)
Other versions
JPS5588428A (en
Inventor
Buroshu Rudorufu
Shetsutoraa Herumuuto
Shumatsuhaa Hansu
Zueruke Raineru
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.)
International Business Machines Corp
Original Assignee
International Business Machines Corp
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Filing date
Publication date
Application filed by International Business Machines Corp filed Critical International Business Machines Corp
Publication of JPS5588428A publication Critical patent/JPS5588428A/ja
Publication of JPS6150537B2 publication Critical patent/JPS6150537B2/ja
Granted legal-status Critical Current

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    • GPHYSICS
    • G05CONTROLLING; REGULATING
    • G05FSYSTEMS FOR REGULATING ELECTRIC OR MAGNETIC VARIABLES
    • G05F1/00Automatic systems in which deviations of an electric quantity from one or more predetermined values are detected at the output of the system and fed back to a device within the system to restore the detected quantity to its predetermined value or values, i.e. retroactive systems
    • G05F1/10Regulating voltage or current
    • G05F1/46Regulating voltage or current wherein the variable actually regulated by the final control device is dc
    • G05F1/462Regulating voltage or current wherein the variable actually regulated by the final control device is dc as a function of the requirements of the load, e.g. delay, temperature, specific voltage/current characteristic
    • G05F1/466Sources with reduced influence on propagation delay
    • HELECTRICITY
    • H03ELECTRONIC CIRCUITRY
    • H03KPULSE TECHNIQUE
    • H03K5/00Manipulating of pulses not covered by one of the other main groups of this subclass
    • H03K5/13Arrangements having a single output and transforming input signals into pulses delivered at desired time intervals
    • HELECTRICITY
    • H03ELECTRONIC CIRCUITRY
    • H03KPULSE TECHNIQUE
    • H03K5/00Manipulating of pulses not covered by one of the other main groups of this subclass
    • H03K2005/00013Delay, i.e. output pulse is delayed after input pulse and pulse length of output pulse is dependent on pulse length of input pulse
    • H03K2005/00078Fixed delay
    • H03K2005/00097Avoiding variations of delay using feedback, e.g. controlled by a PLL
    • HELECTRICITY
    • H03ELECTRONIC CIRCUITRY
    • H03KPULSE TECHNIQUE
    • H03K5/00Manipulating of pulses not covered by one of the other main groups of this subclass
    • H03K2005/00013Delay, i.e. output pulse is delayed after input pulse and pulse length of output pulse is dependent on pulse length of input pulse
    • H03K2005/0015Layout of the delay element
    • H03K2005/00163Layout of the delay element using bipolar transistors

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  • Physics & Mathematics (AREA)
  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Nonlinear Science (AREA)
  • Electromagnetism (AREA)
  • General Physics & Mathematics (AREA)
  • Radar, Positioning & Navigation (AREA)
  • Automation & Control Theory (AREA)
  • Pulse Circuits (AREA)
  • Logic Circuits (AREA)
  • Manipulation Of Pulses (AREA)

Description

【発明の詳細な説明】 本発明は半導体チツプの異なる信号遅延を等化
するための方法及び回路に関する。
製造トレランスのため夫々の半導体チツプは
種々の信号遅延を示し、その時間差は比較的大き
い。このような半導体チツプを用いて設計され、
そして例えば並行処理するプログラム制御型デイ
ジタル・コンピユータで用いられる同期的に動作
するネツトワークでは、最大の信号遅延を示す半
導体チツプを基準としてクロツク周波数を選択し
なければならないため、種々の時間差を持つ信号
遅延は好ましくない影響を与える。パルスが夫々
のユニツトに同時に到達する必要がある場合、パ
ルスの伝搬時間の差は論理設計上問題を生じる。
本発明は複数の半導体チツプの異なる信号遅延
を等化するという問題を解決することを目的とす
るものである。
本発明によれば、各半導体チツプに信号遅延等
化回路が設けられる。半導体チツプの信号遅延
は、知られているように、半導体チツプ回路に印
加される電源電圧に強く依存する。本発明はこの
原理を利用し、信号遅延に応じて電源電圧をオ
ン・チツプ調整することによつて所望の信号遅延
を与えるように制御する。
本発明に従い、種々の半導体チツプの異なる信
号遅延を等化することによつて、一層高いクロツ
ク周波数を用いることが可能になり、従つて処理
時間を短縮できる利点が得られる。また、半導体
チツプの電流消費は事実上その信号遅延に比例す
ることが従来認められており、従つて本発明によ
れば半導体チツプの信号遅延が等化されるだけで
なく、半導体チツプの電流消費も改善できる。従
つて、電流供給装置に要求される条件が緩和さ
れ、それらのコスト及び複雑さを軽減できる利点
が得られる。
次に図面を参照して良好な実施例の説明を行な
う。第1図において、参照番号1は縦続接続され
た一連の増幅器段、好ましくはインバータ2を表
わしており、インバータの数はこの一連のインバ
ータによつて得られる総信号遅延が種々の動作を
同期させるためにコンピユータで用いられる2つ
のクロツク・パルス間の間隔にほぼ一致するよう
にされている。例えば、クロツク・パルス間隔が
10nsで、1つのインバータの信号遅延が略5nsで
あるとすれば、20個のインバータが必要になる。
最後のインバータの出力は破線で囲まれた比較器
4の入力3に接続されている。比較器4への入力
5はクロツク線6に接続され、このクロツク線6
は最初のインバータにも接続されている。比較器
4の入力5はANDゲート7に直接接続され、ま
たインバータ8を介してANDゲート9に接続さ
れる。比較器4の入力3はインバータ10を介し
てANDゲート7のもう1つの入力に接続され、
またANDゲート9のもう1つの入力に直接接続
されている。比較器4の2つの出力11,12は
3段のアツプ・ダウン・カウンタ13の2つの制
御入力Z1,Z2に接続されている。このカウン
タの入力Z2に印加されるパルスはカウント値を
増加させ、入力Z1のパルスはカウント値を減少
させる。アツプ・ダウン・カウンタ13の3つの
出力A,B,Cはデコーダ17の入力D9,D1
0,D11に接続される。デコーダ17は第3図
に示す構成を有し、カウンタ13のカウント値に
対応する数の出力を発生する。第3図において、
回路31,32,33,34,35はOR回路で
あり、回路36,37,38,39はAND回路
である。この場合、デコーダ17の夫々の出力は
第4図のように表わされる。第4図において、
“&”はAND機能を示し、“v”はOR機能を示
す。また、カウント値とデコーダ17の付勢され
る出力線との関係は第5図のようになる。
デコーダ17の出力D1〜D7はトランジスタ
T1〜T7のベースに夫々接続されている。夫々
のトランジスタT1〜T7のコレクタ抵抗R1〜
R7は電源の正極+Vに接続された抵抗分圧器R
8,R9の下側の抵抗R8と並列に接続されてい
る。分圧器のタツプDはエミツタ・フオロワとし
て用いられる制御トランジスタT8のベースに接
続されている。トランジスタT8のコレクタも電
源の正極+Vに接続されている。基準電位と制御
トランジスタT8のエミツタとの間には、インバ
ータ2を含む半導体チツプ回路に印加される電源
電圧VRが得られる。電源電圧VRはこの電圧が印
加される半導体チツプ回路の信号遅延に影響を与
える。インバータ2とは異なり、比較器4、カウ
ンタ13及びデコーダ17は電源の正極+Vに接
続される。抵抗R1〜R9は、デコーダ17の出
力の結果として導通するトランジスタT1〜T7
の数に関係なく、信号遅延の変えられるべき回路
がそれらの動作範囲内で動作するような電源電圧
RがトランジスタT8のエミツタから得られる
ように選ばれる。このことは、電源電圧VRが半
導体チツプの正しい動作に必要な最小電圧値と最
大電圧値との間の範囲からはずれないように制限
されることを意味する。
第1図の回路は次のように動作する。電源電圧
+Vの印加時にカウンタ17は例えばカウント値
4に相当する任意の適当な初期状態になる。この
ことはデコーダ17の出力線D1〜D4が正電位
になることを意味する。従つてトランジスタT1
〜T4が導通し、それらのコレクタ抵抗R1〜R
4は分圧器抵抗R8と並列に接続された状態にな
る。基準電位とエミツタ・フオロワ・トランジス
タT8のエミツタとの間には、従つて特定の電源
電圧VRが得られ、この電圧VRは電源電圧+Vに
接続された回路を除く半導体チツプ回路に印加さ
れる。
クロツク・パルスが到達するや否や、クロツ
ク・パルス間隔を基準とする半導体チツプ信号遅
延の等化が次のように開始される。線6に到達す
る最初のクロツク・パルスはANDゲート7の入
力に印加され、またインバータ8を介して、無視
しうる信号遅延で、ANDゲート9の入力へ印加
される。このクロツク・パルスは更に一連のイン
バータ2を通つて比較器4の入力3に到達する。
ここで、比較器4の入力5に直接印加される後続
クロツク・パルスがインバータ2によつて遅延さ
れた先行クロツク・パルスよりも早く到達するか
又はそれよりも遅れて到達するかが判定される。
第2A図および第2B図において、もし遅延され
たクロツク・パルス(パルスF)が後続の遅延さ
れないクロツク・パルス(パルスE)よりも遅れ
て比較器4に到達するならば、比較器4は第2B
図に示すように出力11に持続時間Δtのパルス
E&を発生する。持続時間Δtはインバータ2
によつて遅延されたクロツク・パルスFが後続の
遅延されないクロツク線・パルスEの後に比較器
に到達する遅延時間を表わす。このことは半導体
チツプの信号遅延が所望の値よりも大きいことを
意味する。比較器の出力パルスはこのときカウン
タ13のダウン・カウント入力Z1に印加され
る。従つてカウント値は1だけ減じられ、デコー
ダの3つの出力だけが高電位を示す。このとき3
つのトランジスタT1〜T3だけが導通し、3つ
の抵抗R1〜R3だけが分圧器抵抗R8と並列に
入り、従つて分圧器の下側の部分の抵抗値が増大
する。トランジスタT8のベース電位が上昇し、
従つて半導体チツプの回路を動作させるための電
源電圧VRが上昇する。電源電圧VRが増大する
と、チツプの信号遅延は減少する。電源電圧VR
が増大された後、遅延されたクロツク・パルスと
後続の遅延されないクロツク・パルスとの間の上
述の比較が繰返され、そして所望の遅延が得られ
るまで即ち遅延されたクロツク・パルスと後続の
クロツク・パルスとの間の時間差Δtがゼロに近
づくまで分圧器の下側部分の抵抗値が変えられ
る。各半導体チツプにおいて時間差Δtがゼロに
なれば、各半導体チツプの信号遅延が実質的に等
しくなる。
もし第2A図に示すように遅延されたクロツ
ク・パルスFが後続の遅延されないクロツク・パ
ルスEの前に比較器4に到達するならば、これは
半導体チツプの信号遅延が小さすぎることを表わ
し、このとき比較器の出力12にパルス&Fが
現われて、カウンタ13のアツプ・カウント入力
Z2に印加される。カウント値が1だけ増やされ
てデコーダは更にもう1つのトランジスタをオン
にスイツチし、従つて更にもう1つの抵抗が分圧
器の下側部分に並列に入れられ、結果として並列
抵抗値が減少し、トランジスタT8のベース電位
従つてそのエミツタ電圧VRが減少する。電源電
圧VRが減少すると、その電源電圧VRを受取る回
路の信号遅延が増大する。この場合も、所望の信
号遅延が得られるまで、従つて遅延されたクロツ
ク・パルスFと後続の遅延されないクロツク・パ
ルスEとの間の時間差Δtがゼロに近づくまで、
夫々のクロツク・パルスF及びEの比較が繰返さ
れる。
【図面の簡単な説明】
第1図は本発明による回路図、第2A図及び第
2B図は第1図の回路の比較動作を例示するパル
ス波形図、第3図は第1図のデコーダの詳細図、
第4図はデコーダの出力を示す論理図表、第5図
は夫々のカウント値において付勢されるデコーダ
出力線を示す図表である。 2……インバータ、4……比較器、6……クロ
ツク・パルス入力線、13……アツプ・ダウン・
カウンタ、17……デコーダ、T1〜T7……ト
ランジスタ、R1〜R7……コレクタ抵抗、R
8,R9……分圧器、T8……エミツタ・フオロ
ワ制御トランジスタ。

Claims (1)

    【特許請求の範囲】
  1. 1 複数の半導体チツプの信号遅延を等化するた
    め前記半導体チツプの各々に設けられた回路であ
    つて、縦続接続された所定数の増幅器段と、前記
    増幅器段によつて与えられる信号遅延を基準時間
    と比較する手段と、前記比較の差に基づいてカウ
    ント値を増減するアツプ・ダウン・カウンタ手段
    と、前記アツプ・ダウン・カウンタ手段のカウン
    ト値をデコードする手段と、前記増幅器段を含む
    半導体チツプ回路に電源電圧を供給するための手
    段と、前記デコード手段の出力に応答し、前記比
    較の差を所定値にするように前記電源電圧供給手
    段を制御するための手段とを有する、半導体チツ
    プのための信号遅延等化回路。
JP15823179A 1978-12-22 1979-12-07 Signal delay equalizer circuit for semiconductor chip Granted JPS5588428A (en)

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
DE19782855724 DE2855724A1 (de) 1978-12-22 1978-12-22 Verfahren und vorrichtung zur angleichung der unterschiedlichen signalverzoegerungszeiten von halbleiterchips

Publications (2)

Publication Number Publication Date
JPS5588428A JPS5588428A (en) 1980-07-04
JPS6150537B2 true JPS6150537B2 (ja) 1986-11-05

Family

ID=6058143

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Application Number Title Priority Date Filing Date
JP15823179A Granted JPS5588428A (en) 1978-12-22 1979-12-07 Signal delay equalizer circuit for semiconductor chip

Country Status (4)

Country Link
US (1) US4287437A (ja)
EP (1) EP0012839B1 (ja)
JP (1) JPS5588428A (ja)
DE (2) DE2855724A1 (ja)

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