JPS63253462A - マイクロプロセツサ集積回路 - Google Patents

マイクロプロセツサ集積回路

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JPS63253462A
JPS63253462A JP61309290A JP30929086A JPS63253462A JP S63253462 A JPS63253462 A JP S63253462A JP 61309290 A JP61309290 A JP 61309290A JP 30929086 A JP30929086 A JP 30929086A JP S63253462 A JPS63253462 A JP S63253462A
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JP
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transistor
output
input
counter
circuit
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JP61309290A
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English (en)
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ヘムラ ケイ.ヒンガル
ミカエル ジー.ムラデジャフスキー
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Fairchild Semiconductor Corp
Original Assignee
Fairchild Camera and Instrument Corp
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Publication date
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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。

Description

【発明の詳細な説明】 本発明は、高性能のマイクロプロセッサ集積回路に関す
るものである。更に詳細には、本発明は、トランジスタ
・トランジスタ論理C以下TTL又はT2Lとも呼称す
る〕と集積注入論理c以下■2Lとも呼称する)との両
方を組み込んだ一=rイクロプロセッサ集積回路に関す
るものtらる。尚一層詳細には、本発明は、TTL部分
と工2L部分との間の区分化を改善し、同一の集積回路
内に2つのタイプの論理が存在することを完全に有効と
したマイクロプロセッサ集積回路に関するものである。
従来、単一の集積回路内にT2Lと工2Lの両方の論理
を組み込んだマイクロプロセッサは公知ff16る。例
えば、米国カリフォルニア州、マウンテンビューのフェ
アチアイルド カメラ アンド インストルメント コ
ーポレーションから品番9440として市販されている
マイクロプロセッサはこれら両方のタイプの回路を組み
込んだもの1ある。この9440マイクロプロセツサの
システム構成に関する説明は米国特許第4.106.0
90号に記載されている。
本件出題人の先の出願に係る特願昭56−81925号
は、止揚米国特許に開示されたシステムの性能特性を著
しく改善することを可能にした新たなシステムを提案す
るもの1ある。本発明は、更に、この様な新たなシステ
ムを125回路と工2L回路との両方を組み込んだ集積
回路として構成し、 T2Lと工2Lとを結合した集積
回路の性能を最大限に活用することを可能とした集積回
路を提供するもの1ある。
従って1本発明の目的とするところは、単一の入力から
複数個の出力を与えるIL回路において改良した回路及
びトランジスタ構成を提供すること1ある。
本発明の別の目的とするところは、1個のT2L出力と
複数個のI2L入力との間に改良したインターフェース
を提供することtある。
本発明の更に別の目的とするところは、集積回路内部の
バス構成内における配線数を減少さセフ’Cマイクロプ
ロセッサ集積回路を提供することである。
本発明の更に別の目的とするところは、プログラマブル
・ロジック・アレイ(PLAとも呼称する)を組み込む
と共に、温度及び電力源変化の影響を受けに<<シたマ
イクロプロセッサ集積回路を提供することである。
本発明の更に別の目的とするところは、基本的にマイク
ロプロセッサのレジスタに使用すべく構成され入力と出
力との間の時間遅れを減少させたフリップフロップ回路
を提供することでおる。
本発明の更に別の目的とするところは、記憶回路を組み
込んだレジスタの各ビットに選択的に指示可能な出力を
有するレジスタ記憶回路を提供することである。
本発明の更に別の目的とするところは、マイクロプロセ
ッサ集積回路のタイミング部分に使用するマスタースレ
ーブ型フリップフロップ回路−T!あって、よシ広範囲
の温度及び電力源に対し改良された操作上の信頼性を有
し、入力側においてより大きな雑音余裕を有するフリッ
プフロップ回路を提供すること1ある。
本発明の更に別の目的とするところは、最小数のゲート
1構成したサイクルΦカウンタを有し、サイクル数が一
定であるか又は可変の多重サイクル命令を能率的に実行
することを可能としたマイクロプロセッサを提供するこ
と′t%ある。
これらの目的及びそれらと関連する目的は。
ここに開示するマイクロプロセッサ集積回路及び該マイ
クロプロセッサ集積回路内に組み込むべき種々の回路を
使用することによって達成可能−1%ある。本発明の1
特徴としては、マイクロプロセッサ集積回路が独立した
アドレスデータ・ぐス及び独立した演算論理装置(AL
Uとも呼称する)データ・ぞスを具備した中央処理装置
(CPUとも呼称する)を有し、これら両データ・ぐス
はクロックサイクルの期間中に各々同時操作が可能なも
のフある。各々のデータ・ぞスヘ及び各々のデータ・ぐ
スからアドレス及びデータ情報を入出力する様に情報バ
スが接続されている。この情報バスは双方向性入出力(
Ilo)バッファを有し1本集積回路の外部から情報を
受けたり送ったりすることを可能としている。双方向性
I10マルチプレクサが該双方向性I10バッファから
情報入力を受けかつ該双方向性110バツフアへ情報出
力を供給するように接続されている。この双方向性I1
0マルチプレクサは。
更に、前記2つのデータノスフ共用される入力マルチプ
レクサに情報を供給し、前記2つのデータ/ミスで共用
される出力マルチプレクサカラ情報を受ける様に巌続さ
れている。この双方向性I10マルチプレクサは、又、
前記共用される入力マルチプレクサとは別に独立して前
記ALUデーデーξス内のステータスレジスタへ情報を
供給するように接続されることが望ましい。上記I10
バッファも、又1本マイクロプロセッサ用の制御装置内
のPLAに情報入力を供給する様に接続されることが望
ましい。このI10バッファは1本マイクロプロセッサ
内のI2L2部要素用する為に、T2Lし4ル信号t 
I2Lレベル信号に変換し、更に本マイクロプロセッサ
内のT2L2部フ使用する為、及び1本マイクロプロセ
ッサの外部で使用する為に本マイクロプロセッサ内のI
”L回路からの工2Lレベル出カをT”Lレベル信号に
変換する。更に、I10パン7アは1本マイクロプロセ
ッサ内のT2L2部論理要素っT2L2部論理要素T2
L2部レベル及び出力を受けた夛供給したシする。
本発明の別の特徴としては、本マイクロプロセッサは、
 T2L2部とI2L2部との間の改良しタインターフ
エースを有する点である。該インターフェースはT2L
2部出力有する。複数個のI2L2部入力段が前記T2
L出カ段がらの出力を受ける様に接続されてbる。この
入力段の各々は、ベースと、所定電位に接続されたエミ
ッタと、複数個のコレクタとを具備したバイポーラトラ
ンジスタを有している。このバイポーラトランジスタの
ベースは、 T2L出カ段がら出カ信号全受ける様に接
続されている。T2L2部出方バイポーラトランジスタ
のは−スとの間の接続にはベース内に内蔵された抵抗要
素が含まれている。この抵抗要素は、所定の導電型の半
導体物質から構成された第1ベース部分及び第2ベース
部分を有すると共に、前記第1及び第24−ス部分の横
断面積と比較してよシ制限された横@■積を有し前記所
定の導電型の半導体物質から構成された第3ベース部分
を有する。この様な構成とすることにより、  I2L
2部入力何れかが各入力段に供給されるべき電流を優先
的に流すようにすることを防止することが可能である。
本発明の更に別の特徴は、本マイクロプロセッサ集積回
路のALUデーデーeス内の記憶レジスタが複数個の相
互接続されたフリップフロップ回路を有する点である。
各フリップフロップ回路は、各フリップフロップの出力
を該出力を受けるべく接続された2つの位#(ロケーシ
ョン)の内の所望の1方罠選択的に指示ないし接続させ
る出力制御回路を有している。要するに、該出力を受け
るべく接続された前記2つの位置がALUへのソース及
びデスティネーション入力端である場合には、該ALU
用のソースマルチプレクサ及びデスティネーションマル
チプレクサは各フリップフロップ回路におけるソース及
びデスティネーションマルチプレクサ部分に分割される
。記憶レジスタを汎用の左シフト右シフト用シフトレジ
スタで構成する場合には、複数個のデータ入力トランジ
スタ及び各フリップフロップ回路に対し関連した制御ト
ランジスタを設けることによって該レジスタの各フリッ
プフロップ回路へのデータ入力に類似の構成を与えるこ
とが1きる。
本発明の更に別の特徴は、高速のフィートポワードD型
フリップフロップ回路は、速度が最も重要である本マイ
クロプロセッサ集積回路の1部として使用されるフリッ
プフロップ内の装置遅れを減少させるという点である。
この回路は、第1.第2及び第3の3個のラッチを有す
る。第1ラツチに対しデータ入力があり、第1ラッチ及
び笛2ラッチGて対しクロック入力がある。第3ラツチ
の第1出力及び第2出力は、前記り型フリップ70ツブ
回路から信号及びその補数を与える。前記第1ラツチ内
において、第1トランジスタの入力端は第2トランジス
タの入力端と並列接続されており、クロック入力及びデ
ータ入力と相補的な信号を受ける。この第1トランジス
タの出力端は第3ラツチの第1出力端に接続されている
。第2ラツチ内で第3トラン・ジスタの入力端を再4ト
ランジスタの入力端に並列接続させることによって、第
3ラツチの箕2出力端に対しても同様のフィードホワー
ド構成を与えている。第3トランジスタの出力端は第3
ランチの第2出力端に接続されている。
本発明の更に別の特徴は、変化することのおる予定電位
から調整した電圧を供給すべく凝視された紙圧調整器を
設けることによって1本マイクロプロセッサ集積回路内
のPLA回路は従来のPLA回路の温度及び電源依存性
を取り除いた点である。予定電位と複数個の並列接続し
たANDゲートの出力端との間に電流源が妥絖されてい
る。これら複数個のANDゲートの出力の内で選択した
ものが少くとも1個のORゲートへの入力として与えら
れる。該少なくとも1個のORゲートの出力は入力とし
て、該少なくとも1個のORゲートの出力端とPLA回
路の出力端との間に接続された出力トランジスタへ供給
される。PLAのプログラミングは、ANDゲートとO
Rゲートとの選択した組み合わせ−r!構成される。こ
の電流源は、制御入力として電圧調整器から調整した電
圧を受けるべく接続された電流源トランジスタと、該・
電流源トラン、ジスタに接続された抵抗とを有する。
本発明の更に別の特徴は1本マイクロプロセッサ集積回
路が、マスターフリップ70ツブの1部を形成する第1
及び第2の工しト7ノジスタをクロックツぐルス源とス
レーブフリップフロップとの間に接続させたTLマスタ
ースレーブ7リツプフロツプ回路を有する点″I1%お
る。この様なl2LI−ランジスタをマスターフリップ
フロップ回路内に徳用することによって、これらトラン
ジスタのき一スと本回路のR及びS入力ダイオードとが
容量結合されてこれらのトラン・ジスタを偶発的にオン
させることを防止している。
この結合は、電源変動や高温度状態で悪化する。
従来のトランジスタの代わりにI2Lを使用することに
よって1回路の感度を減少させると共により広範囲の温
度範囲に渡って操作すること全可能とする。このマスタ
ースレーブフリップフロップ回路は1本マイクロプロセ
ッサ集積回路を操作する為のタイミング信号を与える。
本発明の更に別の特徴は1本マイクロプロセッサ集積回
路がALUデータ、eス内に改良したサイクルカウンタ
を有する点1ある。このサイクルカウンタは、リップル
ダウンカウンタとして操作すべく相互接続された複数個
のフリップフロップ回路を有する。各フリップフロップ
回路の出力端は1次のフリップフロップ回路に接続され
ていて、該次のフリップフロップ回路へ2つのクロック
入力を供給する。本マイクロプロセッサ集積回路は、A
LUデーデース内で実行される繰返し操作の為の少なく
とも1個の一定な所定値に前記カウンタをセットすべく
接続された手段と、ALUデータ・ぞス内1実行すべき
操作に依存する可変値に前記カウンタをセットする為の
別の手段とを有する。
以下、添付の図面を参考に本発明の具体的実施の態様に
付き説明する。図面、特に第1図には1本発明に基づく
マイクロプロセッサをブロック線図1示しである。該マ
イクロプロセッサはデータパスユニツ)100.制御ユ
ニット200゜タイミングユニット3001c有してい
る。情報バス102がデータパスユニット100 ト制
御ユニット200とを接続している。制御線302がタ
イミングユニット300 ’に制御ユニット200に従
続している。制御線202及び204は制御ユニット2
00とデータパスユニット100とを従続しており、そ
の詳細に付いては後述する。
データパスユニット100は2つの別々のデータパス1
04及び106ヲ有している。データノソス104は配
線108の左側にあすALUIIOを有している。従っ
て、データ・ξス104ばその中を循環する情報に付い
て演算及び関連操作を実行する。
便宜上、データパス104のことをALUデータ、。
スとも呼称する。データパス106は配線108の右側
に6C、プログラムカウンタ112及びインクリメンタ
114を有している。データパス106は、ALUデー
デーξス104によっである操作を実行中の所定のマシ
ンサイクルの期間中に次の命令のアドレス?選択するこ
とが主要な目的1ある。従って、データックス106の
ことKll上上ドレスデータ・ぞスとも呼称する。AL
Uデータ、e、c 104 ト7ドレスデータノξス1
06とを別々に設けることによって同一のマシンサイク
ルにおいてフェッチ操作及びALU操作とをオーバーラ
ツプさせて行なうことができ、従って、本マイクロプロ
セッサの操作の実行速度を上げることが1きる。
ALUデータ・ぐス104に注目すると、情報バス10
2ババス118によってバスレジスタマルチプレクサ1
16に接続されている。パスレジスタマルチプレクサ1
16はバス122によってバスレジスタ120に接続さ
れている。バスレジスタ120及ヒパスレジスタマルチ
プレクサ116はALUデーデーξス104とアドレス
データパス106とで共用されており、パスレジスタマ
ルチプレクサ116の機能はバス102上の適当な情報
信号を各データパス104及び106に送給することマ
ある。
バス124 、 126 、 128及び130はバス
レジスタ120ヲソースマルチプレクサ132及びデス
ティネーションマルチプレクサ134に接続している。
コレラのソース及びデスティネーションマルチプレクサ
132及び134は、種々の入力から夫々のバス136
及び138を通じてオペランド’t ALUlloに供
給する。バス140はALU 110の出力端142ト
シフタ148とを接続している。シフタ148の1出力
端はバス152によってステータスV、)スタ150に
接続されている。ステータスレジスタ150の別の入力
端には情報バス102からノハス154が接続されてい
る。バス156はステータスレジスタ150の出力端を
アドレスデータ・ぐス106内のバスマルチプレクサ1
58に通続している。シック148の別の出力端はバス
160によッテパスレジスタマルチプレクサ116に接
続されると共に、バス164によって5ビツトカウンタ
162s又バス168によってし・リスタフアイル16
Gに接続されている。5ビツトカウンタ162の出力端
は、バス170及び172によって。
夫々、ソースマルチプレクサ132及びデスティネーシ
ョンマルチプレクサ134にHaされている。レジスタ
ファイル166の出力端は、バス174及び176によ
って、夫々、ソースマルチプレクサ132及びデスティ
ネーションマルチプレクサ134に接続されている。
バスレジスタ120ババス178 Kよってアドレスデ
ータノξス106内のバスマルチプレクサ158に接続
されている。バスマルチプレクー!;l−158ババス
182によって3状態バツフア180 K接続され、か
つ、バス184によってインクリメンタ114に接続さ
れている。3状態バツフア180の出力端はバス186
によって情報バス102に接続されている。インクリメ
ンタ114の出力端はバス188によってプログラムカ
ウンタ112に接続されている。プログラムカウンタ1
12の出力端はバス190によってバスマルチプレクサ
158に接続されており、かつバス192によってAL
U7’−p−ezxo4内のソースマルテプレクf 1
32に接続されている。ALUIIOの出力端142は
バス194によってバスマルチプレクサ158に接続さ
れている。後述する成る種操作に使用される定数は、後
述するその目的の為に特別に設けられたロジック(論理
3回路からバス196を介してバスマルチプレクサ15
8に入力として供給される。
制御ユニット200は1本マイクロプロセッサの操・作
の為の適当な制御プログラムを内蔵するプログラマブル
・ロジック・アレイ(PLA)206を有する。PLA
206はバス208によって情報バス102に接続され
ており、かっバ、C210Kよって39ビットマイクロ
プログラムレジスタ212に接続されている。マイクロ
プログラムレジスタからの制御線204は1図示の如く
、データ・ぐスユニット100の種々の機能要素に接続
されており、バス21Of、介してレジスタ212に供
給される制御プログラム命令に応答して適当な制御信号
を供給する。バス214はレジスタ212の別の出力端
に接続されてPLA206の別の入力端を形成している
。リクエスト線216はP LA 206の付加的入力
端を形成している。命令レジスタ218はバス220に
よって情報バス102に接続されている。命令レジスタ
218からの出力端を形成している制御信号線202は
1図示の如く、データ・ξスユニット100の適当な機
能要素に接続されている。命令レジスタ218は、情報
バス102を介してレジスタ218に入れられたユーザ
プログラムからの命令に応答して配線202上に制御信
号を発生させ、情報バス102.パスレジスタマルチプ
レクサ116及びバスレジスタ120を介してALUデ
ータパス104内に導入されたデータに関し操作を実行
する。
タイミングユニット300は所要のタイミング信号を発
生し、データ・ξスユニット100や制御ユニット20
0から受けた制御信号やステータス信号(C応答して、
データノξスユニット100及び制御ユニット2000
種々の機能要素を共に機能させる。タイミングユニット
300は、タイミング・ストローブ発生器306を有し
ている。基本周波数は、水晶発振器又はその池の適当な
りロック/ぐルス源(クロック303で示しである)か
ら配線304上にクロツクノルスとして供給スる。
タイミング・ストローブ信号は1発生器306内の基本
クロック周波数を適当に周波数分割することによって発
生される。内部タイミング信号は1発生器306からバ
ス308上に供給される。
メモリ及びバス制御信号は発生器306からバス310
上に供給される。制御ユニット200及びデータ、Rス
ユニット100の機能要素からのステータス信号はバス
312から発生器306に供給される。
第1図に示した如きシステムの成る特徴は。
本発明のマイクロプロセッサに特別の効果を与えるもの
である。バス160を介してシフタ148に接続されて
いるので、バスレジスタマルチプレクサ116及びパス
レジスタ120はジャンプ操作の為のアドレス源として
機能することが1きる。パスレジスタマルチプレクサ1
16が必要1ある理由は、パスレジスタ120がALU
デーデーξス104とアドレスデータパス106の両方
の1部を構成しているから′11%ある。第1図に示す
如く。
レジスタファイル166は、4個の汎用レジスタ。
即ちアキュムレータACO乃至AC3と、2個の特別目
的レジスタ、即ちスタックポインタ(SP)とフレーム
ポインタ(FP)から構成されている。
浮動小数点操作には32ビツトの数を処理する必要があ
る。この為に、ACO及びActレジスタは1つとして
取り扱われる。1マシンサイクル〒浮動小数点操作を実
行する為に、Actレジスタは典型的なレジスタとは異
なった構造を有している。このActレジスタは汎用左
シフト右シフトレジスタ1、従来のシフトレジスタと同
様の動作を行なう。又、ACOとACIレジスタの間に
成るロジックを設ける必要がおるが。
その詳細については後述する。このACOとActレジ
スタ間の関係によ゛つて1乗算(MUL) 。
除算(DIV)、正規化(NORM)及びパラメータ二
重シフトの如き32ピツトのシフトを行なう繰返し命令
に対し、極めて早い実行時間を可能としている。AC2
とAC3レジスタは、汎用レジスタとして使用するのみ
ならず、インデックスレジスタとしても使用し、又AC
3レジスタはサブルーチン結合レジスタとしても使用さ
れる。
MUL、DIV、二重シフト及びNORM命令の如き多
重サイクルパラメータ命令は、又、カウンタ162がデ
ータ・ぐスの1部を形成しているという事によって簡単
化されている。カウンタ162全データパス内に組み込
むということは、この様な繰返し操作を16回PLA2
0’6内に書き込むということと比べ、よシ能率的な乗
算及び除算を行なう為に使用することができるというこ
とを意味する。カウンタ162ヲデータパス内ニ設ける
ということは、現在のサイクルの結果のみならず前のサ
イクルの結果も演算に使用することが出来、より能率的
な乗算及び除算を行なうことが1きることを意味するも
のであって、その詳細については後述する。16ビツト
パスレジスタ120は2つの8ビツト(1バイト〕レジ
スタに分割されており、夫々別個の制御が行なわれる。
その結果、バイト命令の非常に早い実行を行なう為に交
換操作を使用することが可能である。情報バス102及
びPLA206を使用し。
更にリクエスト線216のCON  REQを使用する
ことによって、コンソール操作を行なうことが1きる様
に本システムは構成されている。従来のマイクロプロセ
ッサ1は、PLAに接続されたコンソールから制御信号
を供給する為の付加線を使用すること、又はIloない
しはメモυ命令を使用することを必要としていた。コン
ソール操作の1部にはPLA206に内蔵された小さな
プログラムを有しており、該プログラムはPLA206
の7つの内部端子を使用して本システム内のデータ・ξ
スの約90係のテストを行なう。このテスト機能は、本
システムのユーザがテストを行なう場合、及び第1図の
システムを有するマイクロプロセッサ集積回路の製造中
にテストを行なう場合の両場面で有用tある。
ソースマルチプレクサ132は、マイクロプログラムレ
ジスタ212のマイクロプログラム制御の下〒、ババス
36を介してALU 110に16ビツトのオペランド
を供給するソースレジスタを選択する。このソースレジ
スタとしては、レジスタファイル166中の任意のレジ
スタ又はアキュムレータ1も良いシ、パスレジスタ12
=O,プログラムカウンタ112,5ビツトカウンタ1
62゜又は16個のゼロであっても良い。デスティネー
ションマルチプレクサ134 モス。マイクロプログラ
ムレジスタ212によるマイクロプログラム制御の下↑
、デスティネーションレジスタを選択し、このデスティ
ネーションレジスタは別の16ビツトのオペランド’1
ALU110に供給し、ALU操作の結果のデスティネ
ーション、即ち行き先きを決定する。このデスティネー
ションレジスタも、レジスタファイル166内の任意の
レジスタ又はアキュムレータとすることが可能〒あり、
又バスレジスタ120又は5ビツトカウンタ162とす
ることも可能である。ユーナリ操作(一義的な結果を得
るのに1個のオペランドのみが必要)ある演算操作11
例えば否定。
補集合の生成、平方根、移項、逆数等)の・場合には、
デスティネーション・オペランドはゼロである。
演算論理ユニット110は2つの16ビツトオペランド
に関し9つの異なった操作を実行し。
16ビツトの結果及び4つのステータスフラッグ(キャ
リー、ゼロ、オーバーフロー及び符号)を発生させる。
このうちキャリー(CARRY) 、ゼロ(ZERO)
及び符号のステータスフラッグはシフタ148で修正さ
れる。9つの操作とは、ムーブ(move) 、補数数
?) (complement ;特に1の補数)、加
算(add) 、減算(subtract) 、インク
リメント(increment) 、 1の補数の加算
(addone’s  complement) 、否
定(negate ;特に2の補数)、アンド(and
 )及びオア(Or)であり、夫々、記号MOV、CO
MP、ADD、SOB、INC。
ADC,NEC,AND及びORで表わされる。ALU
lloの17ビツト出力(即ち、16ビツト及びキャリ
ー)はバス140を介してシフタ148に転送される。
ALUIIOの16ピツト出力は、更に。
書き込みサイクルにおけるオペランドとしてバスマルチ
プレクサ158にも送られる。
シフタ148は17ビツトの4人力対1出力のマルチプ
レクサ’11’、ALUIIOからの17ビツト出力に
関し以下の操作の内の1つを実行することが可能である
。即ち、夫等の操作とは、17ビツトをシフトさせずに
通過させること、17ビツトをキャリーによって左側に
ローティト(rotate)させること、17ビツトを
キャリーによって右側にローティトさせること、16ビ
ツトのワードの2つのバイト−を交換しキヤIJ −e
変更せずに通過させることである。禁止(インヒビット
〕されない限り、サイクルの終端において、シフタ14
8の出力はし・リスタフアイル166内のデステイネー
ションレ・シフタ及びステータスレジスタ150のキャ
リーフラッグ内にロード(load)される。
ステータスレジスタ150は4個の別々になった1ビツ
トレジスタを有しており、夫等は、キャリー、オーバー
フロー、レジスタを表示する32にないし64にのメモ
リサイズ、及びトラップ−エネーブル/ディスエーブル
・レジスタである。マイクロプロセッサにおいてトラッ
プ機能をディスエーブルすることによって、トラップ機
能無しのシステム用に書かれたプログラムを本システム
にかけることが可能となる。ステータスレジスタ150
内のこれらのフラッグの各々は、関連する命令に特定さ
れたのとは異なった影響を受ける。これらのフラッグは
ブツシュ・フラッグ(push flag : PSH
F)命令及びポツプ−7ラツグ(pop flag ;
 POPF)命令に関してのみ1つのレジスタとして扱
われる。マスターリセットによって導入されるステータ
スレジスタ150のデフォルト状態(default 
5tate)は32に/64に=32にでエネーブルト
ラップ(ETRP)= 1である。
5ビツトカウンタ162は1乗算、除算、正規化、及び
二重シフト命令の如き同一のマイクロ命令を多数回繰返
さねばならない場合の多重サイクル命令に使用される。
カウンタ162はこれらの各命令の開始時に適当なカウ
ント数と共にロードされ、その回数だけ同一のマイクロ
命令を繰返させる。乗算、除算、及び正規化等の命令の
場合には、その命令によってカウント数を16又は32
等に固定させることも可能であり、一方・ξラメータシ
フト命令等の場合には、カウント数をプログラム化ない
し制御可能とすることも可能であるレジスタファイル1
66内のカウンタ162へ連結するリンクレジスタは常
にAC2レジスタ″I%ある。・ξラメータシフトの場
合には。
5ビツトカウンタ162はAC2から入力を受け。
一方正焼化命令の場合には、カウンタ162はその内容
をレジスタAC2へ供給する。
パスレジスタマルチプレクサ1161’i 、パスレジ
スタ120内に格納されるべきデータを選択する。パス
レジスタ120用の2つのデータソースは情報パス10
2とシフタ148である。情報ハス102はデータソー
スがマイクロプロセッサの外部である場合1例えば読み
出し、フェッチ、又はI10デバイス入力サイクルの場
合に選択される。シフタ148が選択されるのは、デー
タソースがALUデーデーソス104内のレジスタの1
つである場合である。
マイクロプログラムの制御下にある場合、任意の関連サ
イクルの終端において、パスレジスタ120は、パスレ
ジスタマルチプレクサ116によって供給されたデータ
をラッチする。パスレジスタ120は、ALUデーデー
ξス104内において。
情報バス102からデータを直接格納可能な唯一のレジ
スタ〒ある。
マイクロプログラム制御下において、バスマルチプレク
サ158は、パス186を介して情報バス102に供給
されるべきデータを選択する。情報バス102に供給さ
れるべきデータのソースとしては、殆んどのフエッチサ
イクルフアドレスを供給するプログラムカウンタ112
.メモリサイクルにおいてアドレスを供給するパスレジ
スタ120.メモリ及びI10サイクルにおいてオペラ
ンドを供給するALUIIO,及びブツシュフラッグ型
命令においてデータを供給するステータスレ・シフタ1
50等がある。パスマルチプレクサ158がデータ又は
アドレスを情報バス102に供給している場合には、3
状態バツフア180はエネーブルされる。そうでない場
合には、バッファ180はディスエーブルされる。
プログラムカウンタ112は16ビツトレジスタ1あっ
て1次の命令のアドレスを保有している。カウンタ11
2はパス188ヲ介してインクリメンタ114かもアド
レスを得る。典型的なフェッチサイクルにおいて、バス
マルチプレクサ158はプログラムカウンタ112をそ
の入力として選択し、プログラムカウンタ112の内容
はバスマルチプレクサ158及び3状態バツフア18゜
を通って伝播し、メモリアドレスとして解釈される。同
時に、その同一のアドレスはインクリメンタ114によ
って1だけ増加(インクリメント〕され、サイクルの終
端において、インクリメンタ(PC+1)の出力はプロ
グラムカウンタ112の中にラッチされる。この時点に
おいて。
プログラムカウンタは再び次の命令のアドレスを保有す
る。
データ・ξスユニット100の構成部品の操作は制(卸
ユニット200によって支配されている。
PLA206はマイクロプログラムを保有してお9゜)
qイブラインないしマイクロプログラムレジスタ212
は使用中のサイクルで実行中のマイクロ命令をラッチし
、命令レジスタ218は何等かの命令中に付加的な制御
ビット1−供給する。
第1A図は、第1図に示したシステムの1部の変形例を
示している。第1図に示したシステムの内で第1A図に
示してない部分も実際には存在しており第1図に示した
如く接続されている。可能な場合には、第1A図におい
ても第1図に使用したものに対応する参照番号を使用し
である。第1A図に示した如く、情報バス102は4つ
のセグメント400 、402 、404 、及び40
6に区分されている。双方向性3状態I10バツフア4
05が情報バスセグメント400と402との間に接続
されている。更に、この双方向性I10バッファ405
はセグメント400と404との間にも接続されている
。セグメント402は、双方向性I10バッファ405
ヲ双方向性I10マルチプレクサ408に接続させてい
る。同様に、セグメント404は、双方向性I10バッ
ファ405ヲPLA206に接続している。双方向性I
10バッファ405はセグメント400を介してT2L
信号を受けたり供給したりする。バッファ405はT2
Lレベル入力信号−i I2Lレベル信号に変換し、セ
グメント402ヲ介して該信号をI10マルチプレクサ
408に供給する。バッファ405は、又。
工2Lレベル出力信号をT2Lレベル信号に変換し。
該信号全セグメント400を介して本発明のマイクロプ
ロセッサ集積回路を有するシステムで該集積回路の外部
部分に供給する。バッファ405は更に、 T2Lレベ
ル信号をセグメン!−404を介してPLA206に供
給する。I10マルチプレクサ408は、 I2Lレベ
ル入力入力上セグメント406 、 更K ハス118
 t 介り、てバスレジスタマルチプレクサ116に供
給し、又バス154ヲ介してステータスレジスタ150
に供給すると共にバス220 f、介して命令し・メン
タ218に供給する。バスレ・ジメタマルチプレクサ1
16.ステータスレジスタ150.及び命令レジスタ2
18は第1図における如く入力情報信号に基づいて動作
する。バスマルチプレクサ158はバス410によって
I10マルチプレクサ408に接続されている。バスマ
ルチプレクサ158は工2Lレベル出カ情報信号をI1
0マルチプレクサ408に供給してセグメント402ヲ
介してI10バッファ405に転送し、そこでTLレベ
ルに変換して出力される。
この様に情報バス102ヲセグメント化、即ち部分化し
、双方向性I10バッファ及び双方向性I10マルチプ
レクサ金設゛けることにょシ、16ビツト幅のバスを情
報入力及び出力の両方に対して本集積回路チップ内寸内
部的に使用することができ、この目的の為に別々の16
ビツトバスを必要とすることがない。この様な構成とす
ることによって、以下第3図に関し詳説する如く1本集
積回路をT2L2部と工2L部分とにより明確に区分さ
せている。制御線204からのBE倍信号、工10バッ
ファ405に指向性制御を与えてお、9.BE倍信号I
10マルチプレクサ408に指向性制御を与えている。
第2図は、単一のマイクロプロセッサ集積回路500と
しての本発明の好適実施例の平面図である。この様な集
積回路は、第1図に示したシステム機能を与えるに必要
な全ての回路ヲ、1側部が約0.64cmの寸法を有す
る単一シリコンチップ内に収納している。集積回路50
0の端子IBO乃至lB15は、第1図にも示した如く
情報バス102ヲ構成している。バス制御520は、端
子W、M、01.及びO6を有する。外部リクエストバ
ス522はア−y −) (ABORT)リクエスト端
子、コンソールリクエスト端子、データチャンネルリク
エスト端子、及び割込リクエスト端子を有する。バスハ
ンドシェイク信号が、バスハンドシェイク端子群524
全構成するクロック端子CPルディーデータ端子RDY
D、バス許可端子BUS GNT 、レディーアドレス
端子RDYA1及びメモリレディ一端子MRに供給され
る。端子526は+■。ct位に接続されている。端子
528は電流源I INJに接続されている。端子53
0は接地されている。ステータス端子532は信号を受
けてラン、キャリー、及び割込操作を与える。
多重プロセサ信号端子群534は、マイクロプロセッサ
500 e多重処理モード1操作する場合に必要とされ
るバスリクエスト信号及びバスロック信号を供給する。
タイミングストローブ端子536は、同期信号SYN、
アドレスストローブ信号5TRBA、及びデータストロ
ーブ信号5TRBDを与える。
第3図は、本発明のマイクロプロセッサ集積回路500
の写真複写図である。該回路500は1側部が約0.6
4cmであるが、細部を示す為に拡大しである。図示す
る如く、情報バス102が回路500の上部右側部に垂
直に延在して設けられている。バスマルチプレクサ15
8、プログラムカウンタ112、及びインクリメンタ1
14がチップの上部右側角部近傍に配設されている。レ
ジスタファイル166がバスマルチプレクサ158、プ
ログラムカウンタ112及びインクリメンタ114の直
下に配設されている。ALU 110はし・ジスタフア
イル166の下に設けられている。タイミングユニット
300はALUIIOの下に設けである。制御ユニット
200は情報バス102の下〒上述した他の要素の左側
に設けである。PLA206は、制御ユニット200の
左側部分に設けである。
命令レジスタ218はチップ500の上部中央に設けで
ある。制御ユニット200用の種々の制御回路502は
、バスマルチプレクサ158、プログラムカウンタ11
2、インクリメンタ114、レジスタファイル166 
、 ALUIIO、及びタイミングユニット300の直
ぐ′左側に配設しである。又、マイクロプログラムレジ
スタ212は、Aレジスタ及びBレジスタに分割されて
いる。これら2つのレジスタは、マイクロプログラムレ
ジスタ212を構成し、夫々、PLA206の右側及び
左側に配設されている。
図示した如く、集積回路チップ500は、点線5041
示したT2L部分と、チップ500の残部から構成され
る工2L部分508とに分割されている。
この様に単一集積回路チップ内に2つの論理構成を結合
させて存在させることにより、T2L論理の速度及び・
qツー上の利点を享有可能であると共に、工2L論理の
集積度上の利点をも享有可能である。これら2つの論理
グループの間に独特なインターフェース回路を設けであ
るの1、チップ500内1夫等論理同志が互いに働きか
ける。このインターフェース回路構成の詳細は第4A図
乃至第4C図に示しである。T2L出力段540は配線
542ヲ介してその出力’& I2L人カ段544に供
給する。工2L段544の2つを図示しであるが、この
様な工2L入力段544は、集積回路チップ500(第
3図)内のT2L −I2Lインターフェースの幾つか
に設けられている様にT2L出力段540の出力を受け
るべく並列接続されて。
例えば、60個迄設けることが可能1ある。
T2L出力段540のトランジスタQ1はその第1エミ
ツタをベースに接続しておシ、第2エミツタを接地して
いる。トランジスタQ1のコレクタはレジスタR1によ
って+5ゼルトのV。c′l!位に接続されている。T
2L出力段540の出力線542は抵抗R2及びR3を
介してトランジスタQ2及びQ3のベースに接続されて
いる。トランジスタQ2及びQ3のエミッタは接地され
ている。トランジスタQ2及びQ3のコレクタは各々工
2Lレベル信号を与える。第4B図は集積回路500内
に設けたトラン・メンタQ2の平百図マある。N型領域
546は、トランジスタQ2のエミッタを有しており、
該トランジスタの残部を囲繞している。P型領域Q2は
トランジスタ548のベースを有しておシ、ベース接点
550によって配線542にl続されている。ベース領
域548は、図示の如く「犬の骨」形状をしてお9、部
分553及び555に比べ断面績の減少した部分552
ヲ有している。部分552は、第4A図に示す如く抵抗
R2を形成するのに十分な抵抗を与えている。「犬の骨
」構造は、抵抗R2s R3、及び点線557で示した
如く接続されたその他の同様の抵抗間の相対的差異を減
少させている。N型領域554,556、及び558は
、夫々、トランジスタQ2の第1、第2、及び第3コレ
クタを形成している。工2L入カ段544内にトランジ
スタQ2及びその他の同様なトランジスタを第4B図に
示した如く「犬の骨」構造にレイアウトすることによっ
て、トランジスタQ2.Q3及びその他の同様のトラン
ジスタのマルチコレクタから供給される出力信号レベル
の変動は最小とされている。この様に、単一のT2L出
力端から変動を最小におさえた多数の工2Lレベル信号
が得られるの1、第3図に示した程度に複雑なチップ5
00内1信号が「動揺」することを回避可能″I%める
。この様な「犬の骨」構造は、例えば、第5図のトラン
ジスタQl。
Q8.QIOl及びQ12に、又第6図のトランジスタ
Ql(特に、第6A図に示したトランジスタQ1のレイ
アウトに注意)や、第8図のトランジスタQllに用い
られている。これらのトランジスタについては、更に後
述する。
本発明の集積回路を製造するには、例えば発明者Pe1
tzerの米国特許第3.648.125号、名称二酸
化絶縁層を有する集積回路の製造方法及びその結果得ら
れる構造(Method of Fabricatin
gIntegrated C1rcuits with
 0xidized  l5olationand T
he Resulting 5tructure ) 
;発明者αBr1enの米国特許第3.962.717
号、名称:選択的保護環を有し酸化物分離された集積注
入論理(OxideIsolated  Integr
ated  Injection Logic wit
hSelective Guard Ring ) ;
発明者0’Br1enの米国特許第3.993.513
号、名称二酸化絶縁層された縦型バイポーラトランジス
タ及び相補型の酸化物分離された横型パイ?−ラトラン
ジスタを製造する結合した方法及びその結果得られる構
造((::□mbined 1vJethod  fo
r  FabricatingQxidc−Isola
ted  Vertical  BipolarTra
nsistors  and’complementa
ry’  0xide−工5olated  Late
ral  Bipolar  Transiotors
and ’phe Resulting  5truc
tures )等に記載された集積回路製造プロセスを
基本的に適用可能1ある。然しながら、同一の集積回路
500内KT2L部分504とI2L部分508とを設
ける為にはこれらのプロセスを成る程度修正する必要が
ある。特に、拡散、接点及び相互接続・eターンを画定
する為に使用されるホトマスクのセットは、T0nの基
本原則に従ってレイアウトされた集積回路のT2L部分
504に対応する第1部分と、工2L基本原則に従って
レイアウトされた集積回路のIL部分508に対応する
第2部分とを有する。又、本回路におけるT2L部分と
T2n部分に適切な拡散寸法を与える為に拡散温度及び
時間を多少f−正する必要性もアシ得る。勿論、この寸
法は成る程E T2nやT0nの基本原則によっても規
制される。
第5図は、第1図に示したレジスタファイル166内の
双方向性シフトレジスタActに使用される新規な記憶
回路600を示している。トランジスタQ1のベースは
、SSUM信号を受ける様に接続されている。トランジ
スタQ1のコレクタは、トランジスタQ2Aのベース及
びトランジスタQ14のコレクタに接続されている。
トランジスタQ2Aのマルチコレクタ、即ち複数コレク
タを有し、その内の第1マルチコレクタは、トランジス
タQ2B及びQ10の各々の第1マルチコレクタIc接
続されている。トラン・メンタQ2Aの第2マルチコレ
クタは、トランジスタQ2B及びQ10の各々の第2マ
ルチコレクタに接続されている。トランジスタQ2Aの
ベー、zは、トランジスタQ3の第3マルチコレクタに
接続されている。トランジスタQ3の第2マルチコレク
タはトランジスタQ2Bのベースに接続されており、該
ベースは更にトラン・ジヌタQ15のコレクタに接続さ
れている。トランジスタQ3の第1マルチコレクタはト
ランジスタQ2Cのベースに接続されており、該ベース
はトランジスタQ16のコレクタにも接続されている。
トランジスタQ3の第4マルチコレクタはトランジスタ
Q6の4−ヌに接続されてお9、該ベースはトランジス
タQ7の第1マルチコレクタにも接続されている。トラ
ンジスタQ2A、Q2B、及びQ′2Cの第2マルチコ
レクタは、全て、トランジスタQ4及びQ8の第1マル
チコレクタ及びトランジスタQ3のベースに接続されて
いる。トランジスタQ4の第2マルチコレクタ、及びト
ランジスタQ2A、Q2B、及びQ2Cの第1マルチコ
レクタは全てトランジスタQ5のベースに接続されてい
る。トランジスタQ4の第3マルチコレクタは、トラン
ジスタQ6の第2マルチコレクタとトランジスタQ7の
ベースとの共通接続点に接続されている。トランジスタ
Q5のコレクタは、トランジスタQ8の第2コレクタと
トランジスタQ4のベースとの共通接続点に接続されて
いる。トランジスタQ7の第1マルチコレクタは、トラ
ンジスタQ3の第4マルチコレクタとトランジスタQ6
のベースとの共通接続点に接続されている。トランジス
タQ7の第2マルチコレクタは、トランジスタQIOの
コレクタとトランジスタQ9のベースとの共通接続点に
接続されている。トランジスタQ7の第3マルチコレク
タハ、トランジスタQ12のコレクタとトランジスタQ
llのベースとの共通接続点に通続されている。トラン
ジスタQ13の第1マルチコレクタは、第5図に示した
トランジスタQ2Bに対応するレジスタActのビット
o位置におけるトランジスタのベースに接続されている
。トランジスタQ13の第2マルチコレクタは、第5図
に示したトランジスタQ2Cに対応するレジスタACI
のビット2位置におけるトランジスタのベースに接続さ
れている。第5図中、幾つかのトランジスタのベースに
接続された接続線601の各々は、注入電流源に接続さ
れており、この様な注入電流源としては、第4A図に示
した抵抗電流源や、従来公知なタイプのPNP電流源が
ある。
配線602を介してクロック信号LAC1がビット60
0におけるトランジスタQ8のベースに与えられる。配
線604は、トラン・シフタQ14のベースを入力マル
チプレクサ(不図示)に接続しておシ、該入力マルチプ
レクサは配線604ヲ介してS S SAC1制御信号
を供給する。配線606は、トランジスタQ15のは−
スに接続されており、ビット600に供給されるべきデ
ータの1つのタイプを表わすDSLF制御信号を供給す
る。
配線608は、トランジスタQ16の5−スに接続され
ており、DSRT制御信号を供給する。配線610は、
トランジスタQ2Cのベースを図示したトラン・ジヌタ
Q13に対応するレジスタActのビットO位置におけ
るトランジスタの第2コレクタに接続させている。配線
612及び614は、トランジスタQIO及びQ12の
ベースをデュアルセレクト信号ESACI及びEDAC
1の信号源に夫々接続させている。配線616及び61
8は、図示したAC1ビット600からのデュアルポー
トのマルチプレクサされる出力端を形成している。
これらの配線はアキュムレータ間においても共有され、
別個のマルチプレクサ群を使用する代わりに出力リード
線の数を2つに迄減少させている。配線620は、トラ
ンジスタQ2Bのベースをし・シフタActのビット2
位置におけるトランジスタQ13のコレクタに接続させ
ている。トランジスタQ1乃至Q16のエミッタは全て
接地されている。トラン・シフタQ1は、配線621を
介してSSUM入力に対するインバータを形成している
。トランジスタQ2A乃至Q2C及びQ14乃至Q16
は、ビット600に対する入力データマルチプレクサ6
22を形成している。トランジスタQ3乃至Q8は、米
国カリフォルニア州マウンテンビューのフェアチアイル
ド カメラ アンド インストルメント コーポレーシ
ョンからも購入可能であシ市販されている74LS74
型フリップフロップ集積回路に用いられているものに対
応し、フェアチアイルドから1978年に出版された一
TTLデータブック(TTL Data13ook)’
に記載されているDフリップフロップ回路を形成してい
る。トランジスタQ9乃至Q12はビット600に対す
る出力マルチプレクサ623を形成している。1個の入
力情報源のみを有する第5図の回路は、し・リスタフア
イル166(第1図)内のACO,AC2,AC3、ス
タックポインタ及びフレームポインタレジスタにも使用
されている。
第5A図は1組の波形線図を示しており、第5図に示し
たビット600の動作を理解する上で有用である。LA
C1波形630は、トランジスタQ3乃至Q8から成る
Dフリップフロップへのクロックパルス入力を示してい
る。内部的には、このフリップフロップは74L874
mフリップフロップと同じ動作を行うが、その動作に付
いてはこれ以上詳説しない。入力及び出力マルチプレク
サ622及び623が存在するのフ、ビット600内に
格納された信号の信号源及びそれら信号のデスティネー
ション(行き先き)はActレジスタの動作の必要に応
じて可変である。
5SSACI信号、DSLF信号、DSRT信号は夫々
配線604.606、及び608t−介して供給される
信号1波形632で表わしである。これらの信号は、ビ
ット600の入力データマルチプレクサ622へのデー
タ入力を制御する為の制御信号である。
各場合に、活性状態においては選択された制御線は低状
態にあり1選択されない制御線は両方共裏状態にある。
波形634は、波形632で表わされた制御信号の倒れ
かが入力データマルチプレクサ622に供給されたかに
よって、配線621゜620又は610ヲ介してのデー
タ入力を表わす。
これらのデータ入力とは、シフトされた和(SSUM)
、Actレジスタのビット2位置におけるトランジスタ
Q13に対応するトランジスタからの出力、又はACI
レジスタのビットO位置における対応するトランジスタ
のデータ出力である。波形636及び638は、夫々、
DフリップフロップのトランジスタQ6のコレクタにお
けるQ出力及びトランジスタQ7のコレクタにおけるQ
出力を表わしている。波形640は、Dフリップフロッ
プのQ出力が第1図に示したソースマルチプレクサ13
2か又はデスティネーションマルチプレクサ134のど
ちらに供給されるかによって、配線612上のソース出
力制御信号ESACIか又は配線614上のデスティネ
ーション出力制御信号EDACIかを表わす。波形64
2は、ソース出力かデスティネーション出力のどチラか
が選択されることによって、トラン・シフタQ9か又は
Qllかのコレクタにおける出力を表わす。
第6図は、PLA206の出力側に使用される高速フィ
ードホワードDmフリップフロップの回路図″r!ある
。この回路700は、制御論理502及びAレジフタ2
12(第3図〕内のD型フリップフロップにも使用され
ている。トランジスタQ1は、そのベースがクロックタ
イミングストローブ発生器300からLltRクロック
信号を受ける様に接続されている。トランジスタQ1の
第1マルチコレクタは、トランジスタQ4及びQ9のベ
ースに接続されている。第2マルチコレクタは、トラン
ジスタQ3及びQ8のベースに接続されている。フリッ
プ70ツブ700 OD入力端は、トランジスタQ2の
ベースに接続されている。フリップフロップ700が集
積回路500内のどこに使用されるかによって、D入力
は信号DCON、5CON、5L89.INC,MAR
μRR/W、 02.01.00の内から適宜選択され
る。
トランジスタQ2の第1マルチコレクタは、トランジス
タQ3及びQ8のベースに接続されている。トランジス
タQ4の第1マルチコレクタは、トランジスタQ3及び
Q8のベースに接続されている。トランジスタQ4の第
2マルチコレクタ及びトランジスタQ2の第2マルチコ
レクタは、トランジスタQ5のベースに接続されている
。トランジスタQ5のコレクタはトランジスタQ4のベ
ースに接続されている。トランジスタQ6のベースは、
トランジスタQ7及びQ8の第1マルチコレクタから入
力を受けるべく接続されている。トランジスタQ6の第
1マルチコレクタはトランジスタQ7のベースに接続さ
れている。トランジスタQ9の第2マルチコレクタは、
トランジスタQ7のベースに接続されている。トラン・
ジヌタQ6の第2マルチコレクタは、トランジスタQ9
の第1マルチコレクタと共にフリップフロップ700の
Q出力端を形成している。トランジスタQ7の第2マル
チコレクタは、トランジスタQ8の第2マルチコレクタ
と共に、Dフリップフロップ700のQ出力端を形成し
ている。トランジスタロ1乃至Q7のエミッタは、配線
702で接続されている。
トランジスタQ8及びQ9のエミッタも接地されている
。トラン・ジスタロ2乃至Q8のベースは各々番号70
31示した如く注入電流源に接続されている。
この回路においては、トランジスタQ3と並列接続して
トランジスタQ8t−設けることによシ、Dフリップフ
ロップ700のQ出力はフィードホワードされ、かつト
ランジスタQ1の(−スにおけるクロック信号のQ出力
端への転送を高値から低値への信号遷移に関し2つの装
置遅れ(即チ、トランジスタQ1及びQ8)に減少させ
ている。トラン−)ヌタQ8t−設けない場合には、4
つの装置遅れがあることになる。Q出力端に関しても、
トランジスタQ4と並列拶続してトランジスタQ9を設
けることによって同様の速度上の効果が得られる。
集積回路500内のどこにフリップフロップ回路700
 を使用するかによって、Q出力とQ出力とは、夫々μ
RDCONとμRDcON信号、μR3cONとμR3
C0N信号、μR8L89とμR3L89信号、μRO
OとμROO信号とを表わす。
第6A図は、集積回路500内のD型フリップフロップ
回路700のレイアラトラ示す平面図1ある。トランジ
スタロ1乃至Q9の各々を表示しである。トランジスタ
Q2とQ4の第2マルチコレクタは夫等の第1マルチコ
レクタの大きさの2倍の大きさ1あシ、トランジスタQ
1及びQ5のコレクタ704は、例えば、トランジスタ
Q3のコレクタの大きさの2倍の大きさであることに注
意すべきI?ある。更に、トランジスタQ6乃至Q9の
第2マルチコレクタ706は、夫等の第1マルチコレク
タの大きさの6倍の大きさ′1?ある。
2倍の大きさのコレクタを設けておる箇所は、1個のデ
バイスないしトランジスタが他の2個以上のデバイスを
駆動する箇所である。6倍の大きさのコレクタはバス型
の構造を駆動する為″t*6る。同様のレイアウトを本
発明におけるその他のI2L回路にも用いている。
第6B図に示した波形線図は、高速フィードホワードD
型フリップフロップ回路700の動作を更に理解する為
に有用である。波形710はこのフリップフロップ回路
内のトランジスタQ1のベースに印加されるルμRクロ
ック信号を表わしている。波形712はこのフリップフ
ロップへのデータ人力1トランジスタQ2のベースに供
給される。波形714及び716は、夫々、フリップフ
ロップ700のQ出力及びQ出力を表わしている。図示
した如く、波形710の高値から低値への遷移718で
データ波形712のサンプリングを開始する。この時に
Q出カフ14は低値1デ一タ人カフ12は高値’ts6
るので、低値から高値への遷移720は3装置遅れ後に
Q出力波形714上に現われる。同様に、Q出力波形7
16は、波形710の高値から低値への遷移718よシ
も2装置遅れ後に高値から低値への遷移722ヲ有する
クロック波形710の次の高値から低値への遷移724
はデータの別のサンプリングを開始させる。
この時点で、データ波形712は低値〒6D、Q出力波
形714における高値から低値への遷移726が2装置
遅れ後に発生する。Q出力波形716内の低値から高値
への遷移728は、クロック波形710の高値から低値
への遷移724後3装置遅れで発生する。フィードホワ
ードデバイスQ8及びQ9を設けない場合には、波形7
14及び716は前述した如く更に装置遅れがあるので
全体として右側にシフトされることになる。
第7図は、チップのPLA206及び種々のその他の部
分の入力バッファ800ヲ示している。前の場合と異な
9、回路800はTL技術を用いて構成しである。ダイ
オードD1は、端子802からトラン・シフタQ5のに
一スヘ入力を供給すべく接続されている。トランジスタ
Q5への別の入力は抵抗R1を介してそのベースに供給
される。トランジスタQ5の第1エミツタはそのベース
に接続されている。トランジスタQ5の第2エミツタは
トランジスタQ6のベースに接続されておシ、かつ抵抗
R2を介して接地されている。トランジスタQ5の出力
はそのコレクタカラトランジスタQ4のベースに供給さ
れる。
トランジスタQ4のベースへの別の入力は端子808か
ら抵抗R3t−介して供給される。トランジスタQ6の
第1エミツタはそのベースに接続されている。抵抗R4
は接地とトランジスタQ6の第2エミツタとの間に接続
されている。
トランジスタQ6のコレクタは、抵抗R5e介して端子
809に接続される一方、トラン・シフタQ7のベース
に接続されている。抵抗R4は接地トランジスタQ1の
ベースとの間に接続されている。トランジスタQ1の第
1エミツタはそのベースに接続されてお9、その第2エ
ミツタは仮地接続されている。トランジスタQ1のコレ
クタはPLA206へTBBX信号を供給すべく接続さ
れている。ダイオードD2はトランジスタQ1のコレク
タをトランジスタQ3のエミッタに接続している。トラ
ンジスタQ3のエミッタは抵抗R6i介してベースに接
続されている。
トランジスタQ4のエミッタも又トランジスタQ3のベ
ースに接続されている。トラン・シフタQ3及びQ4の
コレクタは端子810に接続されている。トランジスタ
Q7の第1エミツタはそのベースに接続されている。抵
抗R7は接地とトランジスタQ7の第2エミツタとの間
に接続されている。トランジスタQ7のコレクタはトラ
ンジスタQ8のベースに接続されている。端子812は
、抵抗R11’i介してトランジスタQ8のベースに接
続されている。トランジスタQ8のエミッタはトランジ
スタQ9のベースに接続されている。トランジスタQ9
のエミッタは、抵抗R8i介してベースに接続されてい
る。
トランジスタQ8及びQ9のコレクタは共に端子814
に接続されている。トランジスタQ7の第2エミツタは
トランジスタQ2のベースに接続されている。トランジ
スタQ2の第1エミツタはそのベースに接続されておシ
、第2エミツタは接地されている。トラン・シフタQ2
のコレクタは配線816に接続されておシ、該配線81
6はTBBX入力をPLA206に供給する。配線81
6は、ダイオードD3及び抵抗R9t−介して端子81
8に接続されている。ダイオードD4及び抵抗R9e介
してBE倍信号端子818に供給される。抵抗R9,ダ
イオードD5及び抵抗RIOは接地と端子818との間
に接続されている。トランジスタQIOのベースは抵抗
RIOとダイオードD5との間に接続されている。トラ
ンジスタQIOの第1エミツタはそのベースに接続され
ている。トランジスタQIOの第2エミツタは接地され
ている。トランジスタQIOのコレクタは、制御論理5
02、バスマルチプレクサ158、及びデータ入力端の
各々の内の工2L回路要素にIBX信号を供給する。
第7A図の波形線図は、第7図の回路の動作を理解する
のに有用フある。波形830は該回路の端子802にお
ける入力を表わしている。波形832はこの回路からP
LA206に供給されるTBBX出力を表わしておシ、
該波形832は端子802で2装置遅れ後に入力830
をトラックする。
波形834は回路800のPLA206へのTBBX出
力を表わしている。波形834は3装置遅れをもって波
形830 k逆極性tトラックする。波形836はBE
倍信号表わしておシ、該信号は低値状態で活性−c6る
。波形838は回路800からのIBX出力信号を表わ
しておシ、第8図の回路900に供給される。
第8図は、TTL出力バツファセル9000回路を示し
ている。IBX信号は配線902ヲ介してトランジスタ
Qllのベースに供給される。端子904は抵抗R12
’i介してトランジスタQllのベースに接地されてい
る。トランジスタQllのエミッタは接地されている。
トランジスタQllのコレクタはトランジスタQ16の
ベースに接続されている。端子906は抵抗R13を介
してトランジスタQ16のベースに舐続されている。ト
ラン・シフタQ16の第1エミツタはそのベースに接続
されておシ、第2エミツタは接地されている。トランジ
スタQ16のコレクタはトランジスタQ12のベ−7に
接続されている。配線908はダイオードD7を介して
トランジスタQ12のベースにBE倍信号供給する。端
子910は抵抗R14t−介してトランジスタQL2の
ベースに接続されている。トランジスタQ12の第1エ
ミツタはそのベースに接続されておフ、第2エミツタは
トランジスタQ15のベースに接続されている。トラン
ジスタQ12の第2エミツタは抵抗R15を介して接地
接続されている。トラン・シフタQ12のコレクターは
トランジスタQ13のベースに接続されている。トラン
ジスタQ13のベース及びトランジスタQ12のコレク
タはダイオードD8e介してBE信号?受けるべく接続
されており、かつ抵抗R16によって端子912に接続
されている。トランジスタQ13の第1エミツタはその
ベースに接続されている。トランジスタQ13の第2エ
ミツタはトランジスタQ14のベースに接続されると共
に、抵抗R17を介して接地接続されている。トランジ
スタQ13のコレクタ及びトランジスタQ14のコレク
タは共に接続され、抵抗R18を介して端子914に接
続されている。トランジスタQ14のエミッタはトラン
ジスタQ15のコレクタに接続されている。トランジス
タQ15の第1エミツタはそのベースに接続されており
、第2エミツタは接地されている。
端子916は回路900からの出力として与えられたI
BM信号を供給する。
第8A図に示した波形線図は出力セル900の動作を理
解する上1有用−11%ある。波形950は入力IBX
信号である。波形952はIBX出力信号フ、IBX入
力波珍950 @逆極性1トラックしており、BE波形
954が低値状態にある場合にはIBX出力952は3
状態にある。
第9図は、PLA206に使用するPI、A回路1、0
00 ’i示している。第7図に示した端子818はダ
イオードD1を介してトランジスタQ1のベースに入力
を供給する。トランジスタQ1のベースへの入力は更に
トラン・シフタQ2のエミッタから抵抗R4を介して供
給される。トランX)ヌタQ2のベース及びトランジス
タQ3のベースはトランジスタQ4のコレクタに接続さ
れている。トランジスタQ4のエミッタは接地されてい
る。トランジスタQ4のベースは抵抗R3″fc介して
接地接続されておシ、抵抗R2及びダイオ−)”D2.
D3.D4を介してトランジスタQ2のベースに接続さ
れている。抵抗R1は、トラン・シフタQ2及びQ3の
コレクタと夫等のベースとの間に接続されている。トラ
ンジスタQ1の第1エミツタは抵抗R5によってトラン
ジスタQ5のベースに接続されている。トランジスタQ
5のエミッタの1方はそのベースに接続されており、他
方のエミッタは接地されている。トランジスタQ1の第
1エミツタは抵抗R5及びR6を介して接地接続されて
いる。
PLA回路t、oooの部分1,002は電圧調整器と
して゛動作する。部分1.004は電流源として動作す
る。抵抗R4乃至R4Nは高温度抵抗係数を有し、電圧
調整器部分1.002は出力線1.0051の電圧を調
整し、抵抗で何が起こっているかをトラックし、ダイオ
ードD1″′r!の電圧降下を制御する。ダイオードD
I 、D5及びDXばANDゲートを形成し、同様なA
NDゲートを1、006−II’示しである。PLA内
に、これらのANDゲートヲ形成する為のデバイスの選
択はPLAプログラムに依存する。トランジスタQ1及
びQINの第1エミツタは互いに接続されてORゲート
を形成している。PLAプログラムに応じてこの様な接
続は選択的になされ得る。トランジスタQ5のコレクタ
は、PLA回路からの出力をマイクロプログラムレジス
タA又はB(第3図中の212)に供給する。
第10図は、第1図に示したクロックタイミング・スト
ローブ発生器300及びマイクロプロゲラムレ・ジメタ
212内に使用されるマスタースレーブフリップフロッ
プ回路t、tooを示している。端子1,101におけ
るR入力はダイオードD31’i−してトランジスタQ
1のベースに供給される。端子1,103における同様
のS入力はダイオードD4t−介してトランジスタQ2
のベース疋供給される。CLK入力が端子1,102に
供給されてトランジスタQ1及びQ2のエミッタに供給
される。トランジスタQ1のコレクタはダイオードD1
9’i介してトランジスタQ17のベースに出力を与え
る。トランジスタQ1のコレクタはダイオードD8及び
抵抗R1によってVCC端子1,104に接続されてい
る。ダイオードD6は抵抗R1を介してトランジスタQ
2のベースf Vcc端子1,104に接続している。
同様に、トランジスタQ2のコレクタはダイオードD2
0を介してトランジスタQ18のベースに入力を供給す
る。トランジスタQ2のコレクタはダイオードD7及び
抵抗R2を介してV。0端子に接続されている。ダイオ
ードD5は抵抗R2を介してトランジスタQ1のペース
ヲVCc端子1.104に接続している。トランジスタ
Q17の第1エミツタはそのベースに接続され、その第
2エミツタはトランジスタQllのベースに接続され、
更に、抵抗R3を介して接地接続されている。トランジ
スタQ17のコレクタはトランジスタQ15のベースに
接続されている。トランジスタQllの第1エミツタは
そのベースに接続されている。トランジスタQllの第
2エミツタは接地されている。トランジスタQllのコ
レクタは本回路のQ出力端子1,106に接続されてお
り、ダイオードD13’を介してトランジスタQ15の
エミッタに接続されると共に、ダイオードD21’i介
してトランジスタQ18のベースに接続されている。ト
ランジスタQ15のコレクタはV。C端子1,108に
接続されている。
抵抗R4は、VCC端子1.108 t−トランジスタ
Q15のベースにかつトランジスタQ17のコレクタに
接続させている。抵抗R5はV。C端子をトランジスタ
Q17のベースに接続している。
ダイオードD21及びD22はスレーブフリップフロッ
プを形成する為のフィードバック路を与えている。
トランジスタQ18の第1エミツタはそのベースに接続
されている。トランジスタQ18の第2エミツタはトラ
ンジスタQ12のベースに接続され、又抵抗R6を介し
て接地接続されている。トランジスタQ18のコレクタ
はトランジスタQ16のベースに接続されている。トラ
ンジスタQ12の第1エミツタはそのベースに接続され
ている。トランジスタQ12の第2エミツタは接地され
ている。トランジスタQ12のコレクタはフリップフロ
ップ1.ZooのQ出力端子1,110に接続されてい
る。トランジスタQ12のコレクタはダイオードD14
i介してトランジスタQ16のエミッタに接続されてお
9、かつダイオードD22を介してトランジスタQ17
のベースに接続されている。トランジスタQ16のコレ
クタはV。0端子1,108に接続されている。抵抗R
7はV。。端子1.108をトランジスタQ16のベー
スに接続している。抵抗R8はV。C端子1,108を
トランジスタQ18のベースに接続している。
第1OA図の波形線図は、第10図のマスタースレーブ
フリップフロップ回路100の動作を理解する上で有用
″1%ある。波形1,120及び1.122は、夫々、
フリップフロップ回路1.100へのR入力及びS入力
である。波形1,124は本フリップフロップ回路の端
子1,102におけるクロック入力である。波形1,1
26及び1,128は、夫々、本フリップフロップ回路
の端子1.110及び1,106におけるQ出力及びQ
出力である。
S入力が低値の場合にQ出力は高値になり、R入力が低
値の場合にQ出力が高値になる。
第11A図及び第11B図は、集積回路チップ500(
第3図)の形に構成されたカウンタ162(第1図)を
示している。カウンタ162は、圧端でトリガーされリ
ップルダウンカウンタとして相互に接続された5つのT
型フリップフロップ回路1,200 、1,202 、
1,204.1,206 。
1.208.及び最大桁ビットとして使用されるラッチ
1,210を有する。T型フリップフロップ1.200
乃至1,208の各々は、夫々の関連した論理回路1,
212.1,214.1,216.1,218゜1、2
20を有している。論理回路1,212乃至1、220
の各々はNANDゲー) 1.222を有しており、N
ANDゲー) 1.222の出力端はそれに関連したフ
リップフロップ回“路1.200乃至1、208のセッ
ト端子に接続されている。NANDゲー) 1.222
の1人力はインバータ1.224の出力で与えられる。
他の入力はインバータ1、226の出カフ与えられる。
ORゲート1,228の出力端はそれに関連したフリッ
プフロップ1.200乃至1.208のリセット端子に
接続されている。ORゲー) 1.228への1人力は
インバータ1.230の出力1与えらへ第2の入力はイ
ンバータ1.232の出力を与えられ、又第3の入力は
NANDゲー) 1.234の出力!与えられる。イン
バータ1.226及び1.236はNANDゲー) 1
.234へ入力を供給する。インバータ1.236の入
力端はインバータ1.224の出力を受ける様に接続さ
れている。インバータ1.224の入力端はSSUM1
5信号を受ける様に接続されている。インバータ1.2
26の入力端はLDCS信号を受ける様に接続されてい
る。インバータ1.230の入力端は、LDC32信号
を受ける様に接続されておシ、インバータ1.232の
入力端はLDC16信号を受ける様に接続されている。
論理回路1.214乃至1、220内の対応するインバ
ータは同様に接続されているが、論理回路1,214内
のインバータ1、224はSSUM14信号を受ける様
に接続されており、論理回路1.216内のインバータ
1.224はSSUM13信号を受ける様に接続されて
おり、論理回路1.218内のインバータ1.224は
SSUM12信号を受ける様に接続されており、論理回
路1、220内のインバータ1.224はSSUMII
信号を受ける様に接続されている。又、論理回路1、2
20内のNANDゲート1.222の出力はORゲー)
 1.240の1人力を形成している。ORゲー)1,
240へのもう1つの入力端はインバータ1、242の
出力を受けるべく接続されており、該インバータ1.2
42の入力端はLDC16信号を受けるべく接続されて
いる。ORゲー) 1.240の出力端はフリップ70
ツブ1.208のセット端子に接続されている。フリッ
プフロップ1.200の端子T工及びT2はインバータ
1.244の出力を受けるべく接続されており、該イン
バータ1、244への入力はCNCLK信号フある。フ
リップフロップ1.200のQ出力端はフリップフロッ
プ1、202へ入力T1及びT2を供給する。フリップ
フロップ1.200のQ出力端はインバータ1、246
への入力を与える。インバータ1.246の出力端はN
ANDゲー) 1.248の1入力端に接続されている
。NANDゲー) 1.248へのもう1つの入力はイ
ンバータ1,250の出力1与えられ、該インバータ1
.250はECNDCN上受ける様に接続されている。
NANDゲー) 1.248の出力はD15信号1ある
。インバータ1.246の出力は又インバータ1.25
5への入力として供給される。
インバータ1.255の出力端はインバータ1.259
の入力端に接続されている。フリップフロップ1、20
2のQ出力は、フリップフロップ1.204への入゛力
T1及びT2として供給される。フリップフロップ1.
202のQ出力はインバータ1.254への入力として
供給される。フリップフロップ1、202のQ出力は又
NANDゲート1.252への入力として供給される。
インバータ1.254の出力はNA NDゲー)1.2
56への1人力を形成する。
NANDゲー) 1.256へのもう1つの入力は、イ
ンバータ1.258の出力1与えられ、該インバータ1
.258の入力端はECNDCN上受ける様に接続され
ている。フリップフロップ1.204のQ出力端は7リ
ツプフロツプ1..206−<入力T1及びT2t−与
える。フリップフロップ1.204のQ出力はインバー
タ1.260に供給され、又1人力としてNANDゲー
ト1.252へ供給される。インバータ1、260の出
力はNANDゲート1.262への1人力を形成する。
NANDゲー) 1.262へのもう1つの入力はイン
バータ1.264の出力で与えられ、該インバータ1.
264はECNDCN上受ける様に痒続されている。イ
ンバータ1.262の出力はD13信号である。インバ
ータ1.206のQ出力はフリップフロップ1.208
へT工入力及び12人力を与える。フリップフロップ1
.206のQ出力は、インバータ1.266へ入力を与
え、第3の入力としてNANDゲート1,252に供給
される。インバータ1.266の出力はNANDゲー)
1,268への1人力を与える。NANDゲー) 1.
268へのもう1つの入力はインバータ1.270の出
カフ与えられ、該インバータ1.270の入力はECN
DGi号でるる。
NANDゲー)1,268の出力はD12信号−’i!
、lる。
フリップフロップ1.208のQ出力はインバータ1.
272へ入力を与えると共に、NANDゲート1、25
2へもう1つの入力を与える。インバータ1、272の
出力はNANDゲート1.274への1人力を形成する
。NANDゲー) 1.274へのもう1つの入力はイ
ンバータ1,276の出力1与えられ、該インバータ1
.276の入力はECND信号?6る。
NANDゲート1,274の出力はDll信号フある。
第12図は、Tフリップフロップ1.200乃至1、2
08の詳細を示した論理回路図−r!ある。これらのフ
リップフロップは圧端でトリガーされる。
T1人力及び12人力は、夫々、NANDゲート1、2
80及び1.282に供給される。NANDゲート1、
280への別の入力はORゲート1.284の出力で与
えられる。NANDゲー)1,280の第3の入力端は
フリップフロップのリセット端子に接続されている。O
Rゲー)1,284への1人力はNANDゲート1,2
80の出力で与えられる。第2の入力はフリップフロッ
プのセット端子から与えられる。第3の入力はORゲー
)1,286の出力1与えられる。ORゲー)1,28
6への1人力はフリップフロップのリセット端子1与え
られる。第2の入力はフリップフロップのQ出力1与え
られ、第3の入力はNANDゲート1.282の出力で
与えられる。NANDゲート1,280の出力はNAN
Dゲー)1,282への第2の入力を与える。
NANDゲー)1,282へのもう1つの入力はORゲ
ート1.286の出力で与えられる。NANDゲー)1
,280の出力はORゲー) 1.288への1人力を
与える。ORゲー)1,288への第2の入力はフリッ
プフロップのセット端子を与えられる。
第3の入力はフリップフロップの互出力で与えられる。
ORゲー)1,288の出力はフリップフロップのQ出
力で6.6、該Q出力は入力としてORゲート1,29
0に供給される。ORゲート1.290への第2の入力
けNANDゲー)1,282の出力で与えられ、ORゲ
ー) 1.290への第3の入力はフリップフロップの
リセット端子から与えられる。ORゲート1.290の
出力はフリップフロップのQ出力である。
第11A図及び第11B図に示した如く、ラッチ1.2
10はインバータ1.292及び1.294を有する。
インバータ1.292の入力端はLDC32信号を受け
る様に接続されている。インバータ1、292の出力は
ORゲート1.296の1人力を形成する。インバータ
1.294の入力端はインバータ1.244の出力を受
ける様に接続されている。
インバータ1.294の出力はORゲート1.298へ
の1人力を形成する。ORゲー) 1.298の出力は
前記ラッチのQ出カー’I’、ORゲー)1,296へ
の第2の入力を形成する。ORゲー) 1.296の出
力は前記ラッチのQ出カーT!6す、第2の入力として
ORゲー)1,298へ供給される。ORゲート1.2
98の出力はNANDゲート1.300への1人力とし
て供給される。NANDゲー)1,300への第2の入
力はインバータ1,302の出力で与えられ、該インバ
ータの入力端はECND信号を受けるべく接続されてい
る。NANDゲート1.300の出力はインバータ1.
304への入力を与える。
インバータL、 304の出力はバス172、デスティ
ネーション−マルチプレクサ134、及ヒハス138ヲ
介してALUIIOに供給される。(第1図参照) LDC32信号はカウンタ162ヲ値32□。にプリセ
ットさせる機能を有する。LDC16信号はカウンタ1
62t−値161oにプリセットさせる機能を有する。
LDC8信号はカウンタ162f、バス164ヲ介して
供給される所望の値にロードさせる。(第1図〕インバ
ータ1.246 、1.254 、 1.266 。
1.272. 1,250. 1,258. 1,26
4. 1,270゜1. 276  、   NAND
 ゲー )  1. 248  、  1. 256 
 。
1、262 、 1.268 、及び1.274 、イ
ンバータ1、302 、 NANDゲート1,300.
及びインバータ1.304 ハ、 ALUI 10に供
給する為にカウンタ162の最終符号を拡張した内容を
デスティネーション・パス172上に読み込ませる機能
を行なう。
ゲー) 1.252は、カウンタ162のooooo又
は00001のどちらかの状態を検知するものであシ、
インバータ1,253の入力端に接続されている。
インバータ1.253の出力端はNANDゲート1.2
61の1入力端に接続されている。NANDゲート1.
261のもう1つの入力端はインバータ1、259の出
力端に接続されている。NANDゲー)1,261の出
力は、カウンタ162が状態00001にあることを示
すONE信号を有する。インバータ1.253はAND
ゲート1.257の1入力端に接続されている。AND
ゲー)1,257へのもう1つの入力はインバータ1,
255からくる。ANDゲート1、257の出力は、カ
ウンタが状態oooooにあることを示すCZERO信
号である。
種々の命令の繰返しサイクルが本マイクロプロセッサに
よって実行されている間に行なわれるべき操作数はゼロ
乃至311oの間の正数としてカウンタ162に供給さ
れる。従って、カウンタはゼロに向かって順次計数を行
ない、自動的に所要数のステップを実行する。カウンタ
162は完全同期型並列式カウンタとして構成すること
も可能であるが、図示した如く本実施例では直列式リッ
プルカウンタとして構成しである。リップルカウンタは
、同期型カウンタと比ベゲートの必要数が約半分フある
の1.同期型カウンタよシも有利!ある。本実施例フは
、各フリップフロップ内のトランジスタ1.288のQ
出力端をクロック入力端、即ち次段のトランジスタ1、
280及び1.282に相互接続させることによってリ
ップルカウンタにおける直列式の場合の遅れを最小とし
ている。このことは、カスケード段構成とした場合には
、段当り2つのゲート遅れが存在するだけ一’c6るこ
とを意味する。
第11図及び第12図に示した構成では、カウンタの2
状態、即ち00001及びoooooを個別的にデコー
ドすれば良い。カウンタが2、。(00010)から1
 (00001)へ順次計数する場合に、カウンタの最
小2桁のビットのみが変化するだけ11%あるから、カ
ウンタの出力端に正しい信号が現われる迄に4つのゲー
ト遅れがあるだけでおる。1からOへの遷移1はカウン
タの最小桁ピットのみが変化するだけ1あるから、遅れ
の数は2であり、同期型構成と比べ少なくなっている。
カウンタ162は、正規化命令の実行に除しては33個
の個別的状態を取り得ることが可能フなければならない
。既に正規化されている場合にはACO又はActレジ
スシフの32ビツトの数を正規化する為に0シフトをと
9、カウンタ162は32□0と等値の!まである。一
方、数を正規化する為に1から31シフトを取ることが
1き、この場合にはカウンタは32□0から1ヘカウン
トダウンする。数が最初0の場合は、32シフトに達し
た後にはカウンタがOになるのでプロセスは終了する。
又、25=32−1?iるから、33個の個別的状態を
表わす為には最小6段必要″1%ある。カウンタ162
の第6段はラッチ1、210−1%構成され、該ラッチ
は、カウンタが初期値の32□0状態にされるとセット
され、カウンタに何等かのカウント信号が印加されると
クリアされる。このことは、前記ラッチの状態を使って
状態32□。と0とを区別していることを意味する。こ
の様な構成とすることによって、前段5段における直列
遅れを省き、6段目にTフリップフロップを付加するよ
りもゲート数を減少させることが可能フある。
カウンタ162は特定された操作に対し以下の如く動作
される。符号付き及び符号無しの乗算命令に対しては、
総計16□。サイクル必要である。カウンタは16□0
〒プリセツトされ、カウントダウンされて、カウンタが
0に達すると命令は終了される。符号付き乗算の場合に
は、カウンタが1に達するとデコードが行なわれ、最終
サイクルが修正される。符号付き及び符号無し除算命令
に対しては、16サイクル必要1ある。カウンタホ16
□0でプリセットされ、カウントダウンされて、カウン
タが0に達すると命令は終了される。正規化命令は、0
サイクルと31、。サイクルとの間の可変数を必要とす
る。カウンタは32□。でプリセットされ、カウントダ
ウンされて、外部条件又はカウンタがOに達した場合に
終了される。シフト数が1と31□0との間にある場合
には、シフト数の2の補数が読み戻される。この数が初
期的に正規化される場合にはOが読み戻される。カウン
タが0に達すると−3210が読み戻される。パラメー
タシフト命令の場合には、0サイクルから31□。
サイクル迄の可変数が必要1ある。カウンタは可変数に
セットされ、カウントダウンされ、カウンタが0に達す
ると命令は終了される。
第3図に示した如く、集積回路として実施化される場合
には、本発明のマイクロプロセッサ集積回路は、従来の
マイクロプロセッサ集積回路と比較し速度及び性能上の
著しい利点を与えるものである。本発明の性能上の利点
は次表に要約してあシ、その表では本発明の性能特性を
各々製品型式番号で表示した如く市販されている従来の
マイクロプロセッサ集積回路5種類のものと比較してい
る。表から明らかな如く、本発明は掲記した従来のマイ
クロプロセッサ集積回路の同れのものよりも全ての共通
に使用された操作分野だおいて著しい速度上の利点を有
するもの1ある。その結果、本発明の集積回路は、%に
高性能が要求される環境におけるマイクロプロセッサの
利用を著しく増加たらしめることを可能にするものであ
る。
以上、当業者等に明らかな如く、本発明の目的を達成可
能なマイクロプロセッサ集積回路の実施例に付き詳細に
説明した。本マイクロプロセッサ内に用いられるT2L
と工2Lとのインターフェース回路及び構成はマイクロ
プロセッサ内のT”L回路とI2L回路との間の一層効
果的な区分化を容易たらしめるもの−r!する。上述し
た情報バス構成を用いることによって、マイクロプロセ
ッサの内部パス構成内の配線数が減少される。本マイク
ロプロセッサのPLAは、従来のPLAと比較して信頼
性を保持しつつ一層高範囲の温度範囲で動作可能である
。本マイクロプロセッサのレジスタ内に用いたフリップ
フロップ回路は時間遅れを減少させており、速度が重要
1−する適用場面において効果的であり、又従来技術と
比べてよシ能率的に入力及び出力をマルチプレクサ操作
する。本発明のサイクルカウンタは、最小数の回路要素
tもって一層効果的に繰9返し命令を実行することを可
能たらしめるものl?ある。本発明のマスタースレーブ
・フリツブフロップ回路は、従来のタイミング回路のノ
イズに対する敏感性を除去しており、特にこのことは高
温度の場合に言えることである。
以上、本発明の具体的実施の態様に付き詳説したが、本
発明はこれら具体的実施例に限定されるべきものではな
く、特許請求の範囲の記載に基づく技術的範囲を逸脱す
ることなしに種々の変形が可能″I%あることは勿論1
ある。
【図面の簡単な説明】
第1図は本発明に基づくマイクロプロセッサシステムの
ブロック線図、第1A図は誹1図に示したブロック線図
の1部の変形例を示したブロック線図、第2図は外部接
続ピンのレイアウトを示した本発明のマイクロプロセッ
サ集積回路の平面図、第3図は本発明のマイクロプロセ
ッサ集積回路の内部詳細を示した構成図、第4A図は本
発明のマイクロプロセッサ集積回路に使用したT2Lと
I2Lとのインターフェース回路の回路図、第4B図は
第4A図に示した回路の1部の集積回路レイアウトを示
した平面図、第4C図は第4B図中4−4線に沿った断
面図、第5図は本発明のマイクロプロセッサ集積回路の
し、シフタの内の1つに使用したフリップフロップ回路
の回路図、第5A図は第5図の回路の動作を理解する上
1有用な波形線図、第6図は本発明のマイクロプロセッ
サ集積回路に使用した高速フリップフロップ回路の回路
図、第6A図は第6図の回路に対応した集積回路レイア
ウトの平面図、第6B図は第6図及び第6A図に示した
回路の動作を理解する上マ有用な波形線図、 第7図及
び第8図は夫々第1A図に示したブロック線図の1部の
回路図、第7A図及び第8A図は夫々第1図及び第8図
に示した回路の動作を理解する上マ有用な波形線図、第
9図は本発明のマイクロプロセッサに用いたPLA回路
の回路図、第10図は本発明のマイクロプロセッサ集積
回路に用いたマスタースレーブ・フリップフロップ回路
の回路図、第10A図は第10図の回路の動作を理解す
る上1有用な波形線図、第11図は第11A図と第11
B図との関係を示す説明図、第11A図及び第11B図
は本発明のマイクロプロセッサ集積回路に用いたサイク
ルカウンタを部分的にブロック1文部分的に論理記号で
示した各回路図、第12rgJは第11A図及び1ll
B図に示したサイクルカウンタの1部の論理回路図、で
ある。 (符号の説明) 100:データノソスユニット   102:fi報バ
バス110演算論理ユニット(ALU) 112 ニブ
ログラムカウンタ114:インクリメンタ     1
16:バスレジスタマルチプレクサ120:バスレジス
タ      132:ソー7・マルチプレクサ134
ニア’ステイネ−ジョン・マルチプレクサ148ニジフ
タ        150:ステータスレジスタ158
:バスマルチプレクサ   162 : 5ビットカウ
ンタ166:レジスタファイル    180:3状態
バッファ200:制御ユニット     206:PL
A300:タイミングユニット 特許出願人   フェアチアイルド カメラ アンドイ
ンストルメント  コ−2レーション図面の浄書(内容
に変更なし) FIG、4B SaR FIG、6 FIG、6A すl       Jul)        IIJ6
FIG、IO C\

Claims (1)

  1. 【特許請求の範囲】 1、演算論理ユニット及び前記演算論理ユニット用のデ
    ータパス内のサイクルカウンタを有するマイクロプロセ
    ッサ集積回路において、前記カウンタはリップルダウン
    カウンタとして動作すべく順次に相互接続された複数個
    のフリップフロップ回路を有し、前記フリップフロップ
    回路の連続したものの内各一対の最初のものの出力端子
    を前記対の他方のものの2つの入力端子に接続し夫等に
    2つのクロック入力信号を供給することを特徴とする回
    路。 2、上記第1項において、前記カウンタを、少なくとも
    1つの一定な所定値に設定させる手段を設けたことを特
    徴とする回路。 3、上記第1項又は第2項において、前記カウンタを、
    前記マイクロプロセッサ集積回路によって操作可能な動
    作に応じ可変値に設定可能な手段を設けたことを特徴と
    する回路。 4、上記第1項乃至第3項の何れか1項に おいて、前記カウンタの内容を前記演算論理ユニットへ
    供給する手段を設けたことを特徴とする回路。 5、上記第1項乃至第4項の何れか1項に おいて、前記カウンタが前記複数個のフリップフロップ
    回路内に記憶可能な最大値にセットされるとセットされ
    、次いで最初のカウント信号が前記カウンタに供給され
    るとクリアされるラッチを設けたことを特徴とする回路
JP61309290A 1980-07-11 1986-12-27 マイクロプロセツサ集積回路 Pending JPS63253462A (ja)

Applications Claiming Priority (4)

Application Number Priority Date Filing Date Title
US16760780A 1980-07-11 1980-07-11
US06/167,614 US4396980A (en) 1980-07-11 1980-07-11 Combined integrated injection logic and transistor-transistor logic microprocessor integrated circuit design
US167607 1980-07-11
US167614 1988-03-14

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JP61309290A Pending JPS63253462A (ja) 1980-07-11 1986-12-27 マイクロプロセツサ集積回路

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DE (1) DE3125592A1 (ja)
GB (1) GB2080583B (ja)

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GB2080583B (en) 1985-01-09
GB2080583A (en) 1982-02-03
DE3125592A1 (de) 1982-05-27

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