JPS6352494B2 - - Google Patents

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Publication number
JPS6352494B2
JPS6352494B2 JP54145105A JP14510579A JPS6352494B2 JP S6352494 B2 JPS6352494 B2 JP S6352494B2 JP 54145105 A JP54145105 A JP 54145105A JP 14510579 A JP14510579 A JP 14510579A JP S6352494 B2 JPS6352494 B2 JP S6352494B2
Authority
JP
Japan
Prior art keywords
gate
flip
cnt
counter
sht
Prior art date
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Expired
Application number
JP54145105A
Other languages
English (en)
Other versions
JPS5668033A (en
Inventor
Takanori Sugihara
Makoto Yoshida
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.)
Fujitsu Ltd
Original Assignee
Fujitsu Ltd
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Filing date
Publication date
Application filed by Fujitsu Ltd filed Critical Fujitsu Ltd
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Priority to EP80303960A priority patent/EP0031638B1/en
Priority to DE8080303960T priority patent/DE3069375D1/de
Priority to US06/204,928 priority patent/US4396829A/en
Priority to IE2315/80A priority patent/IE50879B1/en
Priority to CA000364282A priority patent/CA1176319A/en
Publication of JPS5668033A publication Critical patent/JPS5668033A/ja
Publication of JPS6352494B2 publication Critical patent/JPS6352494B2/ja
Granted legal-status Critical Current

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Classifications

    • HELECTRICITY
    • H03ELECTRONIC CIRCUITRY
    • H03KPULSE TECHNIQUE
    • H03K23/00Pulse counters comprising counting chains; Frequency dividers comprising counting chains
    • H03K23/40Gating or clocking signals applied to all stages, i.e. synchronous counters
    • H03K23/50Gating or clocking signals applied to all stages, i.e. synchronous counters using bi-stable regenerative trigger circuits
    • H03K23/54Ring counters, i.e. feedback shift register counters
    • GPHYSICS
    • G11INFORMATION STORAGE
    • G11CSTATIC STORES
    • G11C19/00Digital stores in which the information is moved stepwise, e.g. shift registers

Landscapes

  • Shift Register Type Memory (AREA)
  • Logic Circuits (AREA)

Description

【発明の詳細な説明】 本発明は、シフト機能およびカウント機能を備
えた論理回路に関する。
カウンタに初期値を入力して所定の計数動作後
に計数結果を取り出す場合、小規模集積回路
(SSI)のように取扱うデータのビツト数が少な
いものはカウンタに対する初期値のインプツト並
びに該カウンタからの計数値のアウトプツトをパ
ラレルに行なつており、これで格別支障はない。
ところが、大規模集積回路(LSI)になると取扱
うデータのビツト数が増大すると共にピン数の制
約があつてカウンタに対し外部からパラレルに初
期値をインプツトし、また計数値をパラレルにア
ウトプツトすることが困難になり、そこで従来は
初期値データを外部からシリアルに供給し、これ
を直並列変換レジスタで受けてパラレルに変換し
てカウンタに与え、また該カウンタの計数値を該
レジスタがパラレルに受取り、これをシリアルに
変換して出力するということが行なわれる。つま
りカウンタと同じビツト数のレジスタを設けてシ
リアルイン、カウント、シリアルアウトを行なつ
ており、このため、nビツトの計数を行なうのに
レジスタを含め全体で2n個のフリツプフロツプ
が必要となると共に、ゲートを多数必要とする。
しかしながら、各桁にレジスタ用およびカウンタ
用の2個のフリツプフロツプを設けるということ
には無駄があると思われ、そしてレジスタとカウ
ンタでは動作タイミングにずれがあつて重なるこ
とはないから1個で共用できる可能性がある。
本発明はかゝる点に着目してなされたもので、
カウンタにシフト機能を持たせる又はレジスタに
カウンタの機能を持たせることにより上述した欠
点を除去しようとするもので、シフト信号および
カウント信号で開閉されるゲートを含み、Dn=
SHT・Q(o-1)+CNT(CRY・n+・Qn)
で表わされる論理構成を有する論理ゲート群を入
力部に持つフリツプフロツプを複数個縦続接続し
てなり、前記論理ゲート群に前記シフト信号が印
加された場合にはシフトレジスタとして、また前
記カウント信号が印加された場合にはカウンタと
して動作するように構成されたことを特徴とする
が、以下図示の実施例を参照しながらこれを詳細
に説明する。
第1図は4ビツトの遅延型フリツプフロツプA
〜Dを接続してシフトレジスタの機能とカウンタ
の機能とを持つ回路(以下単にカウンタという)
の概略を示し、各フリツプフロツプA〜Dは共通
のクロツクCKで駆動され、且つ共通のクリア信
号CLRでリセツト(クリア)される。各段のフ
リツプフロツプA〜Dの各入力段にはそれぞれ第
2図〜第5図に示す論理ゲートGA〜GDが設けら
れる。尚、Sinはこのカウンタにシリアルに入力
されるシフトデータ(カウンタにプリセツトされ
る初期値)、SHTはシフトモード信号(SHT=
H(ハイ)レベルでシフト指示)、CNTはカウン
トモード信号(CNT=Hレベルでカウント指示)
であり、 SHT= ……(1) の関係にある。
第1ビツトAの論理ゲートGAは以下に示す条
件を満たすように設定される。即ち、シフト時は
シフトデータSinを入力させればよいので、 DA=SHT・Sin ……(2) とすればよい。こゝで(2)式はシフトモードなら
DAはSinとする、ということを意味する。次にカ
ウント時はこれは2進数に対する+1を繰返し行
なうことであるから、第1ビツトの素子において
は単にトグル動作をすればよく、従つて DA=CNT・A ……(3) であればよい。こゝで(3)式はカウントモードなら
DAAとする、ということを意味する。なお
はフリツプフロツプAの出力であり、Q出力
QAの否定論理である。このことは他のビツトに
ついても同様であり、それぞれQ,に各ビツト
の記B、C、Dを添字として付してある。従つて
カウント機能およびシフト機能の双方を持たせる
には(2)、(3)式より DA=SHT・Sin+CNT・A ……(4) であればよい。第2図はこれを具体化したもの
で、アンドゲートAG1が(2)式にまたアンドゲート
AG2が(3)式に対応し、そしてオアゲートOG1が(4)
式を実現する。
第2ビツトBの論理ゲートGBは、シフト時に
は前段のQ出力QAが入力DBに入ればよいので DB=SHT・QA ……(5) とする。またカウント時でQA=1の時(第1ビ
ツトAから桁上げがある場合)にはトグル動作を
すればよいので DBB ……(6) であるが、カウント時でQA=0の時(第1ビツ
トAから桁上げが無い場合)は状態不変とする必
要があり、これは論理式的には DB=QB ……(7) となる。(6)、(7)式をまとめるとこれは次の(8)式の
ように表現できる。
DB=CNT(QABA・QB) ……(8) 従つて、第2ビツトBにシフトおよびカウント
の両機能を持たせるためには、(5)、(8)式より DB=SHT・QA+CNT(QABA・QB) ……(9) となる。(9)式は(1)式を用いると次の様に簡略化さ
れる。
DB=SHT・QA+CNT(QABA・QB) =SHT・QA+・QAB+CNT・A・QB
……(10) 第3図はこれを具体化したものであり、アンド
ゲートAG1は(10)式の右辺第1項に、アンドゲート
AG2は同第2項に、アンドゲートAG3は同第3項
に対応し、さらにオアゲートOG1は第1〜第3項
の論理和をとつて(10)式を実行する。
第3ビツトC以後もキヤリイ条件が増すだけで
同様に導びき出される。即ち、第3ビツトCの論
理ゲートGCは DC=SHT・QB+CNT((QA・QBC+(A
B)QC) =SHT・QB+QA・QBC+CNT(AB)Q
C……(11) なる条件を満たすように設定される。第4図はこ
れを具体化したもので、アンドゲートAG1〜AG4
はそれぞれ(11)の右辺第1〜第4項(第3項=
CNT・A・QC、第4項=CNT・B・QC)に対
応し、オアゲートOG1はこれらの論理和をとつて
(1)式を実行する。同様にして第4ビツトDの論理
ゲートGDは DD=SHT・QC+CNT((QA・QB・QCD+(A
BC)QD) =SHT・QC+QA・QB・QCD+CNT(A
BC)QD……(12) なる条件を満たすように設定される。第5図はこ
れを具体化したもので、アンドゲートAG1〜AG5
は(12)式の右辺第1〜第5項に対応し、またオアゲ
ートOG1はこれらの論理和をとつて(12)式を実行す
る。
第6図は第1図のビツト配列に第2〜第5図の
論理ゲートを介在させた4ビツトのカウンタ/シ
フトレジスタの全体図である。信号SHTとCNT
との間にはSHT=の関係があるのでシフト
モードでHになる信号CNT/SHTをインバータ
INVに入力し、その入力をシフト信号SHT、出
力をカウント信号CNTとする。SHT=Hにする
とゲートG11,G21,G31,G41が開き、クロツク
CKと同期して入力するシリアルデータSinがアン
ドゲートG11、オアゲートG13を通つてフリツプ
フロツプAの入力端子DAに加わり、次々と読取
られる。またフリツプフロツプAの出力QAはア
ンドゲートG21およびオアゲートG24を介してフ
リツプフロツプBの入力端子DBに加わり、クロ
ツク入力でこれが該フリツプフロツプBに読込ま
れ、フリツプフロツプC,Dにおいても同様なこ
とが行なわれるので、例えば4ビツトのシリアル
データSinを入力するとそれはフリツプフロツプ
D,C,B,Aに記憶されることになる。こうし
てカウンタの初期値設定が行なわれる。次に信号
CNT/SHTをLレベルにして信号SHTをL、
信号CNTをHにすると前記のゲートG11,G21
G31,G41は閉じ、代つてアンドゲートG12,G22
G32,G33,G42,G43,G44が開き、第1、2、
3、4段フリツプフロツプA,B,C,Dの入力
ゲート群において前記(4)式の右辺第2項、(10)式、
(11)式、(12)式の各右辺第2、第3項の演算つまりカ
ウントアツプ動作が行なわれる。次に信号
CNT/SHTを再びHにするとシフトモードにな
り、次のシリアルデータSinがフリツプフロツプ
A〜Dに逐次セツトされる(次のデータが無けれ
ばSinは0又は1の連続にしておく)と共に、上
記の計数結果が端子Soutより逐次出力される。
アンドゲートAG6は各フリツプフロツプのQ出力
の論理積をとり、第1〜第4ビツトのキヤリイ出
力CRYを出じる。この出力CRYは更にカウンタ
の段数を増加させる場合等に使用される。
第7図および第8図は論理ゲートGC(他も同
様)を異なる構成としたものである。第7図は第
4図のオアゲートOG1をノアゲート(オア−イン
バータ)NORに置換えたものである。このよう
にするとノアゲートNORの出力はオアゲート
OG1の出力に対しレベルが反転するので、DC
力をCとして扱い、またQCCを逆転させ(QC
CC→QC)、さらにプリセツト端子Tpにク
リア信号CLRを導びき、逆にクリア端子TCにプ
リセツト信号PREを導びくことが必要になる。
第8図は第4図のアンドゲートAG1〜AG4をナン
ドゲートNG1〜NG4に置換え、且つ第4図のオ
アゲートCG1をアンドゲートAG7としたものであ
る。この場合もアンドゲートAG7の出力はレベル
反転するので第7図と同様に扱う。
この4ビツトカウンタ/シフトレジスタを複数
ブロツクを用いて4ビツト以上のカウンタ/シフ
トレジスタを構成することができるが、1ブロツ
クのビツト数も適宜変更できる。次に、一般化し
て任意のビツト数のカウンタ/シフトレジスタを
構成する場合を考えると、これは次の如くなる。
即ち、第nビツト目の論理ゲートGoはそのデー
タ入力Dnは下式の如くなるので、第9図の如く
構成すればよい。
Dn=SHT・Q(o-1)+CNT(CRY・o+・Qo
)……(13) 但し、CRY=Q1・Q2・…・Q(o-1) (13)式の右辺第1項は第9図のゲートG1で、
同第2項はゲートG2で(前述したようにCNTは
省略され得る)、同第3項はゲートG3でそれぞれ
実現され、且つこれらの論理和がゲートG4で実
現される。こゝで、ゲートG1〜G3が論理積機能
を有するアンドゲートもしくはナンドゲートであ
り、またゲートG4が論理和機能を有するオアゲ
ートもしくはノアゲートである点は前述した通り
である。第9図のように一般化すれば任意のビツ
ト数のカウンタ/シフトレジスタを構成できる
が、更にかかる回路を複数段接続してその整数倍
のカウンタ/シフトレジスタを実現することもで
きる。また使用するフリツプフロツプはDタイプ
のみならずJ−KFF等でもよい。
以上述べた本発明の論理回路は、カウント機能
およびシフト機能を有するので汎用性がある。即
ち、カウンタとしての独立した動作、およびシフ
トレジスタとしての独立した動作、さらにはカウ
ンタへデータをシリアルにインプツトし、また計
数後のデータをシリアルにアウトプツトする複合
的な動作をなすことができる。しかも任意のビツ
ト数で構成できる上、フリツプフロツプの数はカ
ウンタ構成上必要とされるビツト数だけで済み、
さらにはカウンタとレジスタを別体に設ける場合
よりゲート数が少なくて済むので、ゲート数の限
られたマスタースライス方式のLSIに適用する場
合に特に有効である。
【図面の簡単な説明】
第1図〜第6図は本発明の一実施例を示す図
で、第1図は4ビツトのフリツプフロツプの配列
を示す概略構成図、第2図〜第5図は各段の論理
ゲートの構成図、第6図は第1図〜第5図を総合
した4ビツトのカウンタ/シフトレジスタの構成
図、第7図および第8図は論理ゲートの異なる例
を示す構成図、第9図は論理ゲートを一般化して
示す構成図である。 図中、A〜Dはフリツプフロツプ、GA〜GD
論理ゲート、nは第nビツト目のフリツプフロツ
プ、Goはその論理ゲートである。

Claims (1)

  1. 【特許請求の範囲】 1 シフト信号およびカウント信号で開閉される
    ゲートを含み、 Dn =SHT・Q(o-1)+CNT(CRY・n+・Qn) ただし {Dnはn段目のフリツプフロツプの入力でn段
    目の論理ゲート群の出力、SHTはシフト信号、
    CNTはカウント信号でCNT=、Qnはn段
    目のフリツプフロツプのQ出力、nはn段目の
    フリツプフロツプの出力、Q(o-1)は(n−1)
    段目のフリツプフロツプのQ出力で、1段目の論
    理ゲート群の場合はシリアル入力データSin、
    CRY=Q1・Q2・……・Q(o-1)} で表わされる論理構成を有する論理ゲート群を入
    力部に持つフリツプフロツプを複数個縦続接続し
    てなり、前記論理ゲート群に前記シフト信号が印
    加された場合にはシフトレジスタとして、また前
    記カウント信号が印加された場合にはカウンタと
    して動作するように構成されたことを特徴とする
    論理回路。
JP14510579A 1979-11-09 1979-11-09 Logic circuit Granted JPS5668033A (en)

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JP14510579A JPS5668033A (en) 1979-11-09 1979-11-09 Logic circuit
EP80303960A EP0031638B1 (en) 1979-11-09 1980-11-06 A logic circuit
DE8080303960T DE3069375D1 (en) 1979-11-09 1980-11-06 A logic circuit
US06/204,928 US4396829A (en) 1979-11-09 1980-11-07 Logic circuit
IE2315/80A IE50879B1 (en) 1979-11-09 1980-11-07 A logic circuit
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ID=15377484

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EP (1) EP0031638B1 (ja)
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DE (1) DE3069375D1 (ja)
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EP0031638A3 (en) 1981-10-21
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