JPS62146008A - 選択回路 - Google Patents
選択回路Info
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- JPS62146008A JPS62146008A JP60288195A JP28819585A JPS62146008A JP S62146008 A JPS62146008 A JP S62146008A JP 60288195 A JP60288195 A JP 60288195A JP 28819585 A JP28819585 A JP 28819585A JP S62146008 A JPS62146008 A JP S62146008A
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- H03—ELECTRONIC CIRCUITRY
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- H03K17/00—Electronic switching or gating, i.e. not by contact-making and –breaking
- H03K17/51—Electronic switching or gating, i.e. not by contact-making and –breaking characterised by the components used
- H03K17/56—Electronic switching or gating, i.e. not by contact-making and –breaking characterised by the components used by the use, as active elements, of semiconductor devices
- H03K17/687—Electronic switching or gating, i.e. not by contact-making and –breaking characterised by the components used by the use, as active elements, of semiconductor devices the devices being field-effect transistors
- H03K17/693—Switching arrangements with several input- or output-terminals, e.g. multiplexers, distributors
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Abstract
め要約のデータは記録されません。
Description
号を選択する制御信号が確定していなくても、誤動作す
ることなく、高速動作が可能な選択回路に関するもので
ある。
信号により選択し、1本の出力線に送り出す選択回路(
あるいは、マルチプレクサ)は、従来より処理装置等の
種々の場所に設けられている(例えば、1963年10
月1日産報出版(株)発行、渡辺弘之著[やさしい電子
計算機(ハードウェア編)」PP、 130参照)。こ
のように2複数個の外部入力信号から1つの信号を選択
して出力する選択回路には、外部入力信号から1つを選
択するモードの他に、何も選択しない(無選択)という
モードを持っていることがある。その場合、選択回路の
出力の先にラッチ回路等の前周期のデータを保持する回
路が存在し、そのデータを出力しているような回路形態
が多数存在している。
あり、第11図は第10図において、誤動作する可能性
があるタイミングチャート、第12図は第1O図におい
て、誤動作を防止するためのタイミングチャー1−であ
る、第10図において、104は選択回路、105は選
択回路の出力5t08の先に設けられたデータ保持回路
を含む回路、106は入力信号群Cll0.C11l、
・・・・・C1nをデコードして、選択回路104
の制御信号C109をクロック信号CLKで同期して出
力するための論理回路である。
C110,C111,・・・C1nの入力時期がクロッ
ク信号CLKと同じ時期であるとき1回路遅延等の要因
によるハザードが制御信号C109に生じ、これによっ
て選択回路104は同期の初期に一時的な誤動作を起こ
す可能性がある。そのために、短期間であるが、誤った
出力20f、202が選択出力8108と、出力信号Q
■に現われることになる。この誤った出力は、制御信号
C109が安定した時点204で、正しい出力によって
通常は打ち消される。しかし、fi選択のモードを持つ
選択回路では、正しい制御モードが無選択であった場合
には、上述のような同期初期の誤出力を打ち消す出力が
ないため、誤ったデータが保持されたままとなり、前周
期の状態を回復することができな・い。
うに、論理回路106への入力信号群C110、C11
l、 ・・・、ClInをクロックCLKの同期時期
より前に入力し、論理回路106の遷移が終了してから
クロックCLKで同期し。
防止して、無選択モード時も正しい動作を確保している
。
実現するため、入力信号群C1to、C111、・・・
ClInをクロックCLKより前に確定させようとする
と、これらの入力信号群を生成する回路を高速に動作さ
せる必要があり、従ってこれらの部分の回路設計の負担
が非常に大きくなることである。また、第2は、クロッ
ク信号CLKの方を入力信号群より遅延させることで対
処しようとすると、他の回路部との信号周期の関係上、
全体のクロックもそれに合せて発生させなければならず
、クロックの遅延が不要な回路部もクロックの遅延をさ
せなければならないという不都合が生ずることである。
CLKとの間の時間差は、プロセス、素子等の遅延のバ
ラツキも見込んで十分な余裕を持たせて設計する必要の
あることである。これらの問題によって、従来の選択回
路では、高速動作を目標とした回路設計が非常に困難と
なり、設計上の障害となっている。
な場合にも必ず正しい選択信号を出力させることができ
、制御のためのデコード信号が確定するための時間を特
に設定する必要がなく、高速動作が可能な選択回路を提
供することにある。
入力信号と各入力信号を制御する信号を有し、上記n個
の入力信号のうちの1個を毎周期必ず選択するように制
御する選択回路において、外部から取り込まれるn−1
個の入力信号と、該選択回路の出力、あるいは該選択回
路の後段に接続された論理回路の前周期の出力を帰還さ
せた残り1個の入力信号の中から、毎周期1個の信号を
選択することに特徴がある。
図である。第1図において、409は(n−1)個の外
部からの入力信号群5401.5402,5403.M
・5n−1および帰還用論理回路407の出力信号Q
n++−x(またはQnn −t )を入力し、制御信
号群C410によリ上記n個の入力のうちの1つを毎周
期ごとに必す選択し、出力信号405を供給する選択回
路である。ただし、出力信号Q rra −tは、出力
信号Q1の反転信号である。411は外部から入力され
る信号群C415をデコードし、クロックCLK413
で同期して制御信号群C410を出力する論理回路であ
る。また、406は、選択回路409からの出力信号Q
m+および帰還用論理回路407への入力信号412を
出力する論理回路である。
るために必要な信号であるが、これが不要な場合もある
。また、論理回路407への入力信号1112と出力信
号Q nuとが同一の場合もあり、さらに選択回路40
9の出力405も同じ場合がある。412,405.出
力信号Qrraがすべて同一の場合には、論理回路40
6は実際には配線で通過する機能だけしか持たないこと
もある。論理回路407は、論理回路406の出力信号
412を遅延させて4選択回路409への帰還入力信号
QrrD−1(または、Qm−t)を出力する遅延回路
である。また、この論理回路407は、論理回路406
の前周期の状態を選択回路409に帰還させる他、選択
回路409で出力信号Q lro −t(または出力4
f、号Qrrn−t)が選択された時、409→406
→407→409の経路で信号のレーシングを起こさせ
ない機能も持っている。
力、あるいはその先にある論理回路406の前周期の状
態を外部信号とともに選択回路409の入力信号の1つ
として、従来の無選択モードの代りにこの前周期の状態
入力を選択するように制御することにより、実質的に無
選択モードをを解消するものである。すなわち、n個の
選択されるべき入力信号のうち、n−1個を外部からの
入力信号とし、残り1個は選択回路409の出力。
た信号とする。これらn個の入力信号は、各々選択のた
めの制御信号C410により制御される。この制御信号
C410は、n−1個の外部入力信号のいずれも選択さ
れない場合、必ず前周期状態の帰還信号を選択する。帰
還信号を選択することにより、無選択モードをなくすこ
とができ、そ九により1選択回路409の出力は毎周期
必ず出力されることになるため、たとえ同期初期に一時
的に誤った43号が選択されても、直ちに正しい選択信
号により先の誤った選択信号出力を打ち消すことができ
る。
した具体的な論理接続図である。第2図におイテ、AN
D回路AD1〜51NOR回路NR1,デコーダ501
が、第1図における論理回路411に、またトランスフ
ァーゲートTRI〜5が第1図における選択回路409
に、否定論理回路N1〜N2がf、 1図における論理
回路406に、トランスファーゲートTR6,否定論理
回路N3が第1図における論理回路407に、それぞれ
相当している。デコード回路501の出力C502〜C
505が全てtr O!+の場合には、C506が11
1 ggとなり、前周期の帰還入力が必ず選ばれるよう
になっている。
る。第3図において、時刻601でクロックCLK50
1はイネーブル状態(E)に遷移する。第12図の従来
例では、時刻601以前にクロックCL K 5 Q
lが入力され、入力信号C502〜C506も時刻60
1以前に確立していなければならなかったが1本実施例
においては、第2図に示すように、クロックCLK50
1は時刻f301の時点で入力されてもよよいことにな
る。
出力信号QrrIlには603.604で示すような不
安定な状態が現われる場合があるが、本実施例では、厄
周期ごとに必ず入力信号C502〜C506のうちの1
つが選択されるので、安定出力状態になれば必・ず正し
いテークが出力されることになる。
が602の時点でイネーブル状態となり、次周期の選択
回路入力としてフィードバックされる。
2では、出力信号Q、Tnが安定した後のどの時点でも
よく、次の周期で再びクロックCLK501がイネーブ
ル状態になる時、クロックCLK502がディスイネー
ブル状態になっていれば、レーシングを引き起こす心配
はない。
持する場合でも、選択回路でQ rrn −t(または
、Qnn −1)が選択されるため、改めて前周期と同
じ信号が出力されるので、同時期に選択回路の制御信号
群がまだ確定しておらず、誤って他の信号が一時的に選
択されても、元の状態に回復させることができる。その
結果、従来のように、同期前に制御信号のデコードを完
了させ、確定させるための時間を別に設定する必要がな
く。
にすることができ、高速な回路を実現できる。また、回
路設計上でも、入力選択信号とクロック信号の時間差を
考慮する必要がなくなるという利点がある。
場合の実施例図である。この回路においては、第2図の
1−ランスファーゲー1− T R1〜6の代りに、ト
ライステート出力を持つインバータCG1〜8を用いて
いる。
バータCG1〜8の論理記号が意味する回路を示す図で
あり、第8図は第7図の回路の真理値テーブルの図であ
る。第8図における「z」は、出力がハイ・インピーダ
ンス状態であることを意味している。第7図に示すよう
に、このインバータはクロックCLKが入力するCMO
SトランジスタTR13,14の外鍔に、それぞれ入力
信号INに結合されたCMOSトランジスタTR12,
15が接続された構成を有している。クロックCLKが
tt 1 e+のとき、トランジスタTR13゜14が
オンするため、入力INが1′″のとき、トランジスタ
TR15がオンして出力OUTはGNDレベルとなり、
また入力INが110 Hlのとき、!・ランジスタT
R12がオンして出力OUTはVcCレベルとなる。
であって、第4図の回路と機能は同一であるが5構成要
素を変更したものである。すなわち、トライステート出
力を有するインバータCG1〜8の代りに、トランスフ
ァーゲートTR7〜11およびANDゲートAD16〜
19とNORゲートNR4〜7の組合せによるブリップ
フロップを使用している。
構成図であって、第4図において、トライステート出力
を持つインバータCG6の機能をトライステート出力を
持つインバータCG13に持たせて、素子の数を低減さ
せている。
グチャートである。第4@においては、トライステート
出力を持つインバータCG6がクロックCLKの反転周
期に出力Q1r11をフィードバックさせて、Qrrn
をスタティックに保持しているが、第6図においては、
第9図に示すように、クロックCLK701の反転同期
以前に、1002の時点で、出力Qrr11が素子CG
15.Nilを通過して素子CG13の入力Q xrn
−1に到達していれば、クロックCLK701の反転
周期の期間にCG13をオンさせることにより、Qm+
がスタティックに保持される。なお、第5図の回路につ
いても、第4図、第6図の関係と同じような変更ができ
ることは勿論である。
ナミック回路では不安が残る場合や、動作の途中で一時
的にクロック信号が停止するような機能を持つ回路内に
も使用できる。例えば、プロセッサが基本クロックごと
に信号を選択する際に1次のクロック時は前と同じ信号
のままに保持することがある場合等には、本実施例の選
択回路を有効に利用できる。
て、第2のクロック信号により出力信号Qmを遅延させ
てフィードバックする例について述べたが、このような
第2のクロック信号を用いなくても、出力Qrrnが安
定してからフィードバックできれば、どのような回路構
成でもよい。例えば、インバータの従層接続、抵抗と容
量の絹合せによる遅延回路等を用いることもできる。ま
た、第2のクロック信号を用いて遅延回路を構成する場
合でも、選択回路の同期に用いられている第1のクロッ
ク信号の反転信号を第2のクロック信号として泪いるこ
とも可能である。
信号に、前周期の状態の帰還信号を加えることにより、
無選択モードをなくしたので、どの場合にも必ず正しい
選択信号が出力され、制御のためのデコード信号が確定
するための時間を設定する必要がなく、制御信号デコー
ド回路の入力時点と出力の同期時点を同時にすることが
できるので、高速動作が可能である。
2図は第1図をダイナミック回路で構成した場合の実施
例を示す選択回路の図、第3図は第2図の動作タイムチ
ャート、第4図、第5図および第6図はいずれもスタテ
ィック回路で構成した場合の実施例を示す選択回路の図
、第7図は第4図、第6図のトライステート出力を持つ
インバータCG1〜17の論理記号が表わす回路図、第
8図は第7図の真理値を示す図、第9図は第4図。 第5図および第6図の動作タイミングチャート。 第10図は従来の選択回路と周辺回路の構成図、第11
図、第12図は第10図で誤動作する可能性がある場合
と、誤動作を防止する場合のタイミングチャートである
。 409.104:選択回路、406:出力信号保持論理
回路、407:帰還用論理回路、106゜411:デコ
ーダ、 5101〜103.Sn、5401〜403.
S1□−□、5501〜504゜5701〜712:選
択回路への入力信号、C1109、C410,C502
〜506.C702〜706.C708〜712.C7
14〜717:選択回路の制御入力信号、Qm+:出力
信号、CLK、CLK413〜414.CLK501,
502、CLK701〜704:クロック信号。 特許出願人 株式会社日立製作所(ほか2名)第
1 シ1 (シ。 第 10 図1 第 2 図 次αμsξ℃選穴01 第 3 図 第4図 第 5 図 (’11ぐ[有] Q□ 第6図 第 7 図 第 8 図 第 9 図 IC0I ICX)2 1α川用α2第11
図 第 12 因 、IC2面 52圓 手続補正書(自発) 4□61工12□25ヨ
Claims (3)
- (1)n個の入力信号と各入力信号を制御する信号を有
し、上記n個の入力信号のうちの1個を毎周期必ず選択
するように制御する選択回路において、外部から取り込
まれるn−1個の入力信号と、該選択回路の出力、ある
いは該選択回路の後段に接続された論理回路の前周期の
出力を帰還させた残り1個の入力信号の中から、毎周期
1個の信号を選択することを特徴とする選択回路。 - (2)上記前周期の出力を帰還させた入力信号は、各入
力信号を制御する全ての信号が“0”の場合に、必ず選
ばれることを特徴とする特許請求の範囲第1項記載の選
択回路。 - (3)上記前周期の出力を帰還させた入力信号は、該選
択回路の出力信号が安定した後の任意の時点でイネーブ
ルされることを特徴とする特許請求の範囲第1項または
第2項記載の選択回路。
Priority Applications (2)
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