RU2525111C1 - Device to form transfer in summator - Google Patents

Device to form transfer in summator Download PDF

Info

Publication number
RU2525111C1
RU2525111C1 RU2013112592/08A RU2013112592A RU2525111C1 RU 2525111 C1 RU2525111 C1 RU 2525111C1 RU 2013112592/08 A RU2013112592/08 A RU 2013112592/08A RU 2013112592 A RU2013112592 A RU 2013112592A RU 2525111 C1 RU2525111 C1 RU 2525111C1
Authority
RU
Russia
Prior art keywords
type
transistors
logical
transistor
clock
Prior art date
Application number
RU2013112592/08A
Other languages
Russian (ru)
Inventor
Владимир Ануфриевич Лементуев
Original Assignee
Федеральное государственное бюджетное учреждение науки Институт проблем управления им. В.А. Трапезникова Российской академии наук
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Федеральное государственное бюджетное учреждение науки Институт проблем управления им. В.А. Трапезникова Российской академии наук filed Critical Федеральное государственное бюджетное учреждение науки Институт проблем управления им. В.А. Трапезникова Российской академии наук
Priority to RU2013112592/08A priority Critical patent/RU2525111C1/en
Application granted granted Critical
Publication of RU2525111C1 publication Critical patent/RU2525111C1/en

Links

Abstract

FIELD: electricity.
SUBSTANCE: device comprises logical transistors of n-type, precharge transistors of p-type, inverting elements, each of which comprises a clock transistor of p-type, a logical transistor of p-type and a clock transistor of n-type, a power supply bus, an earth bus, logical outputs, logical inputs, straight and inverse outputs.
EFFECT: reliability improvement.
1 dwg

Description

Изобретение относится к области вычислительной техники и может быть использовано в КМДП интегральных схемах для реализации арифметических устройств.The invention relates to the field of computer technology and can be used in CMDP integrated circuits for the implementation of arithmetic devices.

Известно устройство формирования переноса в составе сумматора (Патент РФ №2239227, G06F 7/50 от 27.10.2004). Это устройство содержит в разряде два предзарядовых транзистора р-типа и 12 логических транзисторов n-типа. Недостатками устройства являются ограниченное быстродействие при необходимости перезаряда выходных емкостей через цепь из 4 последовательно соединенных транзисторов и ограниченные функциональные возможности, поскольку соседние (четные) разряды сумматра должны выполняться на транзисторах дополняющего р-типа, что также снижает быстродействие устройства.A device for the formation of transfer in the composition of the adder (RF Patent No. 2239227, G06F 7/50 from 10/27/2004). This device contains two p-type transistors and 12 n-type logic transistors in the discharge. The disadvantages of the device are the limited performance if it is necessary to recharge the output capacitance through a circuit of 4 series-connected transistors and limited functionality, since adjacent (even) discharges of the adder must be performed on complementary p-type transistors, which also reduces the speed of the device.

Наиболее близким техническим решением к предлагаемому является устройство формирования переноса на основе дифференциальной схемотехники типа «домино» (Пат. США №7428568, FIG.1, G06F 7/50, НКИ 708/702 от 23.09.2008 г.). Устройство содержит два предзарядовых транзисторов р-типа, два транзистора обратной связи р-типа, тактовый транзистор n-типа и десять логических транзисторов n-типа. Недостатком устройства является недостаточная надежность функционирования, поскольку в исходном состоянии и при неравенстве переменных до момента поступления парафазных сигналов переноса на обоих дифференциальных выходах устройства сохраняются сигналы логической 1, что ведет к неопреленности функционирования устройства для последовательно включенных каскадов (разрядов сумматора).The closest technical solution to the proposed one is a transfer forming device based on differential circuitry of the domino type (US Pat. No. 7,428,568, FIG. 1, G06F 7/50, NKI 708/702 of September 23, 2008). The device contains two p-type precharge transistors, two p-type feedback transistors, an n-type clock transistor and ten n-type logic transistors. The disadvantage of the device is the lack of reliability of operation, since in the initial state and when the variables are not equal until the arrival of the paraphase transfer signals, the logic 1 signals are stored on both differential outputs of the device, which leads to the uncertainty of the device functioning for successively connected stages (adder discharges).

Техническим результатом изобретения является повышение надежности.The technical result of the invention is to increase reliability.

Технический результат достигается тем, что устройство формирование переноса в сумматоре содержит десять логических транзисторов n-типа, первый и второй предзарядовые транзисторы р-типа, которые включены между шиной питания и соответственно первым и вторым логическими выводами, попарно соединены последовательно и включены между первым логическим выводом и общим выводом первый и второй, третий и четвертый, пятый и четвертый логические транзисторы n-типа, а также соединены попарно последовательно и включены между вторым логическим выводом и общим выводом шестой и седьмой, восьмой и девятый, десятый и девятый логические транзисторы n-типа, затворы логических транзисторов n-типа подключены к соответствующим логическим входам устройства, причем попарно объединены затворы первого и третьего, второго и пятого, шестого и восьмого, седьмого и десятого логических транзисторов n-типа, а также содержит первый и второй инвертирующие элементы, каждый из которых содержит тактовый и логический транзисторы р-типа и тактовый транзистор n-типа, которые включены последовательно между шиной питания и шиной земли, первый и второй логические выводы подключены к затворам логических транзисторов р-типа соответственно первого и второго инвертирующих элементов, точка соединения логического транзистора р-типа и тактового транзистора n-типа первого инвертирующего элемента подключена к прямому выходу устройства и к затвору первого предзарядового транзистора р-типа. а точка соединения логического транзистора р-типа и тактового транзистора n-типа второго инвертирующего элемента подключена к инверсному выходу устройства и к затвору второго предзарядового транзистора р-типа, затворы тактовых транзисторов n-типа и затворы тактовых транзисторов р-типа первого и второго инвертирующих элементов, а также общий вывод подключены к тактовой шине.The technical result is achieved by the fact that the transfer forming device in the adder contains ten n-type logic transistors, first and second p-type transistors, which are connected between the power bus and, accordingly, the first and second logic conclusions, are paired in series and connected between the first logic output and with a common conclusion, the first and second, third and fourth, fifth and fourth logical transistors of n-type, as well as connected in pairs in series and connected between the second logical output m and the common output of the sixth and seventh, eighth and ninth, tenth and ninth logical transistors of n-type, the gates of logical transistors of n-type are connected to the corresponding logical inputs of the device, and the gates of the first and third, second and fifth, sixth and eighth are combined in pairs, the seventh and tenth logical transistors of n-type, and also contains the first and second inverting elements, each of which contains a clock and logical transistors of p-type and a clock transistor of n-type, which are connected in series between the bus th power supply and ground bus, the first and second logic leads are connected to the gates of the p-type logic transistors of the first and second inverting elements, respectively, the connection point of the p-type logic transistor and the n-type clock transistor of the first inverting element is connected to the direct output of the device and to the gate first p-type precharge transistor. and the connection point of the p-type logic transistor and the n-type clock transistor of the second inverting element is connected to the inverse output of the device and to the gate of the second p-type pre-charge transistor, the gates of the n-type clock transistors and the gates of the r-type clock transistors of the first and second inverting elements , as well as the common output connected to the clock bus.

Существенными отличительными признаками в указанной совокупности признаков является наличие инвертирующих элементов, содержащих последовательно включенные между шиной питания и шиной земли тактовый и логический транзисторы р-типа и тактовый транзистор n-типа в их совокупности с новыми связями и известными признаками устройства.Significant distinguishing features in this set of features is the presence of inverting elements containing p-type clock and logic transistors and an n-type clock transistor in series with new connections and known features of the device, connected in series between the power bus and the ground bus.

Наличие в предлагаемом устройстве перечисленных выше существенных отличительных признаков обеспечивает решение поставленной технической задачи - повышения надежности.The presence in the proposed device of the above significant distinguishing features provides a solution to the technical problem - improving reliability.

В устройстве-прототипе известные логические функции переноса при тактировании и при неравенстве переменных до момента поступления парафазных сигналов переноса реализуются при наличии на дифференциальных выходах устройства сигналов высокого уровня, что ведет к неопреленности функционирования устройства для последовательно включенных каскадов (разрядов сумматора). В заявленном устройстве те же логические функции реализуются при наличие нулевых сигналов на выходах переноса, что при непосредственном соединении устройств данного типа исключает неопределенность логического состояния и временной "дребезг" сигналов. Предзарядовые транзисторы р-типа, управляемые по затворам с парафазных выходов, обеспечивают не только наличие нулевых сигналов на выходах переноса в исходном состояннн, но и за счет обратной связи надежность сохранности нулевого сигнала на одном из выходов переноса в процессе переключения в парафазное состояние.In the prototype device, the well-known logical transfer functions during clocking and with variable inequality until the arrival of paraphase transfer signals are realized when there are high level signals on the differential outputs of the device, which leads to the uncertainty of the device functioning for sequentially connected stages (adder discharges). In the claimed device, the same logical functions are realized when there are zero signals at the transfer outputs, which, when directly connected to devices of this type, eliminates the uncertainty of the logical state and temporary “bounce” of the signals. P-type precharge transistors, controlled by gates from paraphase outputs, provide not only the presence of zero signals at the transfer outputs in the initial state, but also due to feedback, the safety of the zero signal at one of the transfer outputs during switching to the para-phase state is reliable.

На чертеже приведена принципиальная схема заявляемого устройства формирования переноса в сумматоре.The drawing shows a schematic diagram of the inventive device for forming a transfer in the adder.

Устройство содержит десять логическиех транзисторов 1-10 n-типа, первый 11 и второй 12 предзарядовые транзисторы р-типа, первй 13 и второй 14 инвертирующие элементы, каждый из которых содержит тактовый 15 и логический 16 транзисторы р-типа и тактовый транзистор 17 n-типа, которые включены последовательно между шиной питания 18 и шиной земли 19.The device contains ten logical transistors 1-10 n-type, the first 11 and second 12 pre-charge transistors of p-type, the first 13 and second 14 inverting elements, each of which contains a clock 15 and a logical 16 transistors of p-type and a clock transistor 17 n- types that are connected in series between the power bus 18 and the ground bus 19.

Первый 11 и второй 12 предзарядовые транзисторы р-типа включены между шиной питания 18 и соответственно первым 20 и вторым 21 логическим выводами. Попарно соединены последовательно и включены между первым логическим выводом 20 и общим выводом 22 первый 1 и второй 2, третий 3 и четвертый 4, пятый 5 и четвертый 4 логические транзисторы n-типа, а также соединены попарно последовательно и включены между вторым логическим выводом 21 и общим выводом 22 шестой 6 и седьмой 7, восьмой 8 и девятый 9, десятый 10 и девятый 9 логические транзисторы n-типа.The first 11 and second 12 p-type pre-charge transistors are connected between the power bus 18 and, respectively, the first 20 and second 21 logic outputs. In pairs are connected in series and connected between the first logical output 20 and the common output 22, the first 1 and second 2, the third 3 and fourth 4, the fifth 5 and fourth 4 logical transistors of n-type, and are also paired in series and connected between the second logical output 21 and general output 22 sixth 6 and seventh 7, eighth 8 and ninth 9, tenth 10 and ninth 9 are n-type logic transistors.

Первый 20 и второй 21 логические выводы подключены к затворам логического транзистора 16 р-типа соответственно первого 13 и второго 14 инвертирующего элемента. Точка соединения логического транзистора 16 р-типа и тактового транзистора 17 n-типа первого инвертирующего элемента 13 подключена к прямому выходу 23 устройства и к затвору первого предзарядового транзистор 11 р-типа. Точка соединения логического транзистора 16 р-типа и тактового транзистора 17 n-типа второго инвертирующего элемента 14 подключена к инверсному выходу 24 устройства и к затвору второго предзарядового транзистора 12 р-типа. Затворы тактовых транзисторов 17 n-типа, затворы тактовых транзисторов 15 р-типа первого 13 и второго 14 инвертирующих элементов, а также общий вывод 22 подключены к тактовой шине 25. Затворы логических транзисторов 1-10 n-типа подключены к логическим входам 26-31 устройства, причем попарно объединены затворы первого 1 и третьего 3, второго 2 и пятого 5, шестого 6 и восьмого 8, седьмого 7 и десятого 10 логических транзисторов n-типа.The first 20 and second 21 logic outputs are connected to the gates of the p-type logic transistor 16, respectively, of the first 13 and second 14 of the inverting element. The connection point of the p-type logical transistor 16 and the n-type clock transistor 17 of the first inverting element 13 is connected to the direct output of the device 23 and to the gate of the first p-type trans-charge transistor 11. The connection point of the p-type logic transistor 16 and the n-type clock transistor 17 of the second inverting element 14 is connected to the inverse output 24 of the device and to the gate of the second p-type trans-charge transistor 12. The gates of the clock transistors 17 are n-type, the gates of the clock transistors 15 are p-type of the first 13 and the second 14 inverting elements, as well as the common terminal 22 are connected to the clock bus 25. The gates of the logic transistors 1-10 of the n-type are connected to the logical inputs 26-31 devices, and the gates of the first 1 and third 3, second 2 and fifth 5, sixth 6 and eighth 8, seventh 7 and tenth 10 logic transistors of n-type are combined in pairs.

Устройство работает следующим образом. В исходном состоянии - на первом полутакте, при единичном сигнале на тактовой шине 25 тактовые транзисторы р-типа 15 закрыты, а тактовые транзисторы 17 n-типа открыты в первом 13 и втором 14 инвертирующих элементах. Выходы 23 и 24 устройства находятся в нулевом состоянии, предзарядовые транзисторы 11 и 12 р-типа открыты и узловые емкости логических выходов 20 и 21 заряжаются до напряжения шины питания.The device operates as follows. In the initial state, on the first half-cycle, with a single signal on the clock bus 25, the p-type 15 transistors are closed, and the n-type clock transistors 17 are open in the first 13 and second 14 inverting elements. The outputs 23 and 24 of the device are in the zero state, the pre-charge transistors 11 and 12 of the p-type are open and the node capacitances of the logic outputs 20 and 21 are charged to the voltage of the power bus.

На логический вход 26 подан сигнал переменной А, а на логический вход 27 подан сигнал переменной В, на логический вход 28 - сигнал переменной (переноса) С, на логический вход 29 подан сигнал переменной Ā, на логический вход 30 - сигнал переменной B ¯

Figure 00000001
, а на логический вход 31 - сигнал переменной C ¯
Figure 00000002
.The signal of variable A is sent to logic input 26, and the signal of variable B is sent to logic input 27, the signal of variable (transfer) C is sent to logical input 28, the signal of variable Ā is sent to logic input 29, and the signal of variable 30 is B ¯
Figure 00000001
, and to the logic input 31 - signal variable C ¯
Figure 00000002
.

Рабочий полутакт начинается с подачи на тактовую шину 25 нулевого сигнала, при этом тактовые транзисторы 15 р-типа инвертирующих элементов 13,14 открываются, а тактовые транзисторы 17 n-типа закрываются. При равенстве переменных А=В=1 проводящей является цепь первого 1 и второго 2 логических транзисторов n-типа. При С=1 дополнительно проводят цепи, состоящие из логических транзисторов 3-4 и 4-5 n-типа. Напряжение на узловой емкости первого логического вывода 20 падает, тактовый транзистор 15 р-типа первого инвертирующего элемента 13 открывается, напряжение на прямом выходе 23 устройства растет, а первый предзарядовый транзистор 11 р-типа закрывается. При неравенстве переменных А и В и при переносе С=1 проводящей является цепь транзистора 4 и одного из последовательно с ним включенного 3 или 5 логического транзистора n-типа. При этом на прямом выходе 23 устройства формируеся сигнал логической 1, что соответствует результату переноса, равного 1. Цепи, содержащие логические транзисторы 6-10, при этом выключены и на инверсном выходе 24 устройства сохраняется нулевой сигнал, т.е. C ¯ = 0

Figure 00000003
.The working half-cycle begins with the supply of a zero signal to the clock bus 25, while the clock transistors 15 of the p-type inverting elements 13,14 open, and the clock transistors 17 of the n-type are closed. If the variables are equal, A = B = 1, the circuit of the first 1 and second 2 logical n-type transistors is conductive. When C = 1, an additional circuit is carried out consisting of logical transistors 3-4 and 4-5 n-type. The voltage at the node capacitance of the first logic output 20 drops, the p-type clock transistor 15 of the first inverting element 13 opens, the voltage at the device’s direct output 23 rises, and the first p-type transistor 11 closes. With the inequality of variables A and B and with the transfer of C = 1, the circuit of the transistor 4 and one of the 3 or 5 logical n-type transistors connected in series with it is conductive. At the same time, at the direct output 23 of the device, forming a logical 1 signal, which corresponds to a transfer result of 1. Circuits containing logic transistors 6-10 are turned off and a zero signal is stored at the inverse output 24 of the device, i.e. C ¯ = 0
Figure 00000003
.

Аналогично функционируют цепи логических транзисторов 6-10 n-типа при сответствующих инверсных значениях переменных А и В и при переносе С=0. В этом случае на инверсном выходе 24 устройства формируется сигнал логической 1, а на прямом выходе 23 устройства - сигнал логического 0.The circuits of n-type logic transistors 6-10 function similarly with the corresponding inverse values of the variables A and B and with the transfer C = 0. In this case, a logical 1 signal is generated at the inverted output 24 of the device, and a logical 0 signal at the direct output 23 of the device.

Claims (1)

Устройство формирования переноса в сумматоре, содержащее десять логических транзисторов n-типа, первый и второй предзарядовые транзисторы р-типа, которые включены между шиной питания и соответственно первым и вторым логическими выводами, попарно соединены последовательно и включены между первым логическим выводом и общим выводом первый и второй, третий и четвертый, пятый и четвертый логические транзисторы n-типа, а также соединены попарно последовательно и включены между вторым логическим выводом и общим выводом шестой и седьмой, восьмой и девятый, десятый и девятый логические транзисторы n-типа, затворы логических транзисторов n-типа подключены к соответствующим логическим входам устройства, причем попарно объединены затворы первого и третьего, второго и пятого, шестого и восьмого, седьмого и десятого логических транзисторов n-типа, отличающееся тем, что устройство содержит первый и второй инвертирующие элементы, каждый из которых содержит тактовый и логический транзисторы р-типа и тактовый транзистор n-типа, которые включены последовательно между шиной питания и шиной земли, первый и второй логические выводы подключены к затворам логических транзисторов р-типа соответственно первого и второго инвертирующих элементов, точка соединения логического транзистора р-типа и тактового транзистора n-типа первого инвертирующего элемента подключена к прямому выходу устройства и к затвору первого предзарядового транзистора р-типа, а точка соединения логического транзистора р-типа и тактового транзистора n-типа второго инвертирующего элемента подключена к инверсному выходу устройства и к затвору второго предзарядового транзистора р-типа, затворы тактовых транзисторов n-типа и затворы тактовых транзисторов р-типа первого и второго инвертирующих элементов, а также общий вывод подключены к тактовой шине. A transfer forming device in an adder containing ten n-type logic transistors, first and second p-type transistor transistors that are connected between the power bus and, respectively, the first and second logic terminals, are paired in series and connected between the first logical terminal and the common terminal first and the second, third and fourth, fifth and fourth logical transistors of n-type, are also connected in pairs in series and are connected between the second logical output and the common output of the sixth and seventh, eighth the ninth and ninth, tenth and ninth logical transistors of n-type, the gates of logical transistors of n-type are connected to the corresponding logical inputs of the device, and the gates of the first and third, second and fifth, sixth and eighth, seventh and tenth logical transistors of n-type are combined in pairs characterized in that the device comprises first and second inverting elements, each of which contains p-type clock and logic transistors and an n-type clock transistor, which are connected in series between the power bus and the bus th ground, the first and second logical conclusions are connected to the gates of the p-type logical transistors of the first and second inverting elements, respectively, the connection point of the p-type logical transistor and the n-type clock transistor of the first inverting element is connected to the direct output of the device and to the gate of the first pre-charge transistor p-type, and the connection point of the p-type logic transistor and the n-type clock transistor of the second inverting element is connected to the inverse output of the device and to the gate of the second charge p-type transistor, the gates of clock n-type transistors and the gates of transistors clock p-type first and second inverting element, and the total output connected to the clock bus.
RU2013112592/08A 2013-03-21 2013-03-21 Device to form transfer in summator RU2525111C1 (en)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
RU2013112592/08A RU2525111C1 (en) 2013-03-21 2013-03-21 Device to form transfer in summator

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
RU2013112592/08A RU2525111C1 (en) 2013-03-21 2013-03-21 Device to form transfer in summator

Publications (1)

Publication Number Publication Date
RU2525111C1 true RU2525111C1 (en) 2014-08-10

Family

ID=51355226

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
RU2013112592/08A RU2525111C1 (en) 2013-03-21 2013-03-21 Device to form transfer in summator

Country Status (1)

Country Link
RU (1) RU2525111C1 (en)

Citations (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
SU1287147A1 (en) * 1985-09-04 1987-01-30 Организация П/Я В-8466 Carry generation unit of adder
SU1312567A1 (en) * 1985-12-12 1987-05-23 Организация П/Я В-8466 Carry information unit for adder
US6571269B1 (en) * 1999-12-30 2003-05-27 Intel Corporation Noise-tolerant digital adder circuit and method
RU2239227C1 (en) * 2003-04-11 2004-10-27 Институт проблем управления им. В.А. Трапезникова РАН Multidigit adder on short-channel mis transistors
US7428568B2 (en) * 2001-09-21 2008-09-23 Intel Corporation Symmetric cascaded domino carry generate circuit

Patent Citations (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
SU1287147A1 (en) * 1985-09-04 1987-01-30 Организация П/Я В-8466 Carry generation unit of adder
SU1312567A1 (en) * 1985-12-12 1987-05-23 Организация П/Я В-8466 Carry information unit for adder
US6571269B1 (en) * 1999-12-30 2003-05-27 Intel Corporation Noise-tolerant digital adder circuit and method
US7428568B2 (en) * 2001-09-21 2008-09-23 Intel Corporation Symmetric cascaded domino carry generate circuit
RU2239227C1 (en) * 2003-04-11 2004-10-27 Институт проблем управления им. В.А. Трапезникова РАН Multidigit adder on short-channel mis transistors

Similar Documents

Publication Publication Date Title
US3975671A (en) Capacitive voltage converter employing CMOS switches
CN203151371U (en) Negative charge pump circuit
Reddy Power comparison of CMOS and adiabatic full adder circuit
US6633992B1 (en) Generalized pre-charge clock circuit for pulsed domino gates
KR20100120265A (en) Charge pump circuit and method
RU2319299C1 (en) Multi-input logical "and" element on cmos transistors
US4472645A (en) Clock circuit for generating non-overlapping pulses
US8736351B2 (en) Negative charge pump
KR20010024289A (en) Zero power power-on-reset circuit
US11152941B2 (en) High-voltage voltage level converter
RU2525111C1 (en) Device to form transfer in summator
RU2679186C1 (en) Voltage level converter
JPH02119427A (en) Output buffer circuit
US20060038625A1 (en) Oscillator circuit for EEPROM high voltage generator
RU2712422C1 (en) High-voltage voltage level converter
CN208272943U (en) A kind of electrification reset circuit, chip and intelligent door lock
RU2613853C2 (en) Multi-input logic element "i"
US10483954B2 (en) Clock generation circuit and charge pumping system
US8502592B2 (en) Level shift circuit
CN106533428A (en) High speed domino-based flip flop
CN108075654A (en) The supply voltage amplifier of New Charge pump configuration
RU2515702C1 (en) Clocked and-or gate
RU2632567C1 (en) Voltage level converter
RU2542660C1 (en) Paraphase logical element
RU2382490C1 (en) Clocked paraphase logical element

Legal Events

Date Code Title Description
MM4A The patent is invalid due to non-payment of fees

Effective date: 20180322