JP2567530B2 - CMOS logic circuit - Google Patents
CMOS logic circuitInfo
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- Shift Register Type Memory (AREA)
Description
【0001】本発明は相補型金属酸化物半導体(CMO
S)技術を用いる大規模集積回路(LSI)及び超大規
模集積回路(VLSI)のための回路設計に関する。更
に詳述すれば、本発明はラッチとシフトレジスタとを組
合わせてこのような回路の従来の設計において固有であ
ったタイミングの拘束を除去するようになされた改善さ
れたCMOSの設計に関する。The present invention relates to a complementary metal oxide semiconductor (CMO).
S) technology for large scale integrated circuits (LSIs) and very large scale integrated circuits (VLSIs). More particularly, the present invention relates to an improved CMOS design which combines a latch and shift register to remove the timing constraints inherent in conventional designs of such circuits.
【0002】大型コンピュータシステムの中央処理装置
(CPU)は基本的にはラッチ、組合せ論理回路及びク
ロックシステムからなっている。ラッチはコンピュータ
システム中で用いられている語の大きさに対応し、しば
しばレジスタと呼ばれる群として配置される(「語」と
は所定数のビットのことである)。ラッチの群の間には
組合せ論理回路すなわちデータを記憶(ストア)しない
論理回路が設けられている。The central processing unit (CPU) of large computer systems basically consists of latches, combinatorial logic circuits and clock systems. Latches correspond to the size of words used in computer systems and are often arranged in groups called registers (a "word" is a predetermined number of bits). A combinational logic circuit, that is, a logic circuit that does not store data is provided between the groups of latches.
【0003】あるクロックサイクルの終り、そしてまた
次のクロックサイクルの始めには組合せ論理回路の出力
側のデータが一群のラッチ中に記憶される。このデータ
は一群のラッチの出力側、すなわちこの一群のラッチの
出力側に結合された組合せ論理回路の入力側に現われ
る。この論理回路はデータに関して設計された論理機能
を行いそしてクロックサイクルの終りには組合せロジッ
ク回路の出力が次群のラッチ中に記憶される。この過程
はコンピュータシステムが動作するにつれて何回も反復
される。すなわち、データは組合せ論理回路によって処
理され、記憶され、次群の組合せ論理回路に通過され、
処理され、記憶されていく。At the end of one clock cycle and also at the beginning of the next clock cycle, the data at the output of the combinational logic circuit is stored in a group of latches. This data appears at the output of a group of latches, that is, at the input of a combinational logic circuit coupled to the output of this group of latches. This logic circuit performs the designed logic function on the data and at the end of the clock cycle the output of the combinational logic circuit is stored in the next group of latches. This process is repeated many times as the computer system operates. That is, the data is processed by the combinational logic circuit, stored, and passed to the next group of combinational logic circuits,
It is processed and stored.
【0004】LSIおよびVLSI技術の出現に伴っ
て、コンピュータシステムは物理的に小型になった。し
かし多数の論理回路を小さなパッケージとして利用でき
ることにより、コンピュータの設計者がコンピュータの
設計においてシステムの信頼性および試験可能性を増大
させるような特色を含ませることが可能になった。この
ような特色はLSIおよびVLSIの利用が可能な以前
には高価すぎるものと考えられていた。With the advent of LSI and VLSI technology, computer systems have become physically smaller. However, the availability of large numbers of logic circuits in a small package has allowed computer designers to include features in their design that increase system reliability and testability. Such features were considered too expensive before LSI and VLSI were available.
【0005】今日の大型コンピュータシステムに共通す
る一つの特色は「走査可能なラッチ」である。走査可能
なラッチは適当なクロック信号を用いることにより一連
のシフトレジスタに変換できるラッチを含んでいる。こ
の走査可能なラッチは、形成されるシフトレジスタの内
容の検査のためにシフトアウトすることによって「走
査」することを可能にする。このシフトレジスタ、すな
わちラッチは新しいデータをその中にシフトすることに
よって新たな内容をロードすることもできる。One feature common to today's large computer systems is the "scannable latch." Scannable latches include latches that can be converted into a series of shift registers by using an appropriate clock signal. This scannable latch allows "scanning" by shifting out for examination of the contents of the shift register being formed. The shift register, or latch, can also be loaded with new content by shifting new data into it.
【0006】前記のラッチを設計中に組み込む場合に
は、選択された群を相互に接続してシフトレジスタを形
成することができる。任意の時点で正確なタイミング信
号がCPUの動作を停止させ、そしてラッチの内容の検
査のためにオペレータのコンピュータコンソールに対し
てシフトアウトさせることができ、または既知のデータ
群をコンピュータコンソールからラッチ中にシフトさせ
ることもできる。言うまでもないことであるが、このよ
うな能力は大型コンピュータをテストするための有力な
特色を表わす。たとえば、浮動小数点除算命令が誤った
結果を与えているものと決定されると、それに関連する
ラッチに既知の数値をシフトすることにより既知の一群
の数をロードすることができる。そしてCPUは一度に
ワンサイクルだけ計算を実施することができる。各サイ
クルの終りにおいて、ラッチの内容をシフトアウトしそ
してチェックすることができる。ラッチが正確な結果を
有しているときには、この結果をラッチにシフトバック
することができそしてCPUは次のサイクルを実行する
ことが可能になる。この過程は誤った結果が検知される
まで継続される。このようにして誤った結果に対応する
回路を容易に発見して交換することができる。これに対
して、このような試験についての特色を伴わない場合に
は、欠陥のある回路を取り除くことは大量の回路ならび
に浮動小数点分割計算に関連する多数のクロックサイク
ルのために極めて困難なものとなろう。When the latches described above are incorporated in the design, selected groups can be interconnected to form a shift register. Precise timing signals can stop the CPU from working at any time and then shift out to the operator's computer console for checking the contents of the latch, or latching a known group of data from the computer console. You can also shift to. Needless to say, such capabilities represent a powerful feature for testing large computers. For example, if a floating point divide instruction is determined to be giving an incorrect result, the latch associated with it can be loaded with a known set of numbers by shifting the known number. The CPU can then perform calculations one cycle at a time. At the end of each cycle, the contents of the latch can be shifted out and checked. When the latch has the correct result, it can shift this result back into the latch and allow the CPU to execute the next cycle. This process continues until a false result is detected. In this way, the circuit corresponding to the incorrect result can be easily found and replaced. On the other hand, without features for such testing, removing defective circuits would be extremely difficult due to the large number of circuits and the large number of clock cycles associated with floating point split computations. Become.
【0007】CMOS VLSI技術は汎用レジスタ
(GPR)を単一のチップ上で製作することを可能にす
るが、これについてはたとえば1983年2月22日付
で出願され本願と同一の譲渡人に譲渡された代理人ドッ
ケットNo.CRC−113に係る係属中の米国特許出
願No.06/466602号の「多重ポート汎用CM
OSレジスタ」を参照されたい。GPRはその名前が示
すように必要に応じてCPUの各所でデータの一時的な
記憶のために用いることのできる一般目的のレジスタで
ある。単一チップのGPRは比較的安価でありそして小
さな空間を占めるから、それは大型のコンピュータシス
テム中に容易に用いることができる。これに対してLS
IおよびVLSIの出現の以前にはGPRの特色は余り
にも高価すぎるものと考えられていた。CMOS VLSI technology makes it possible to fabricate a general purpose register (GPR) on a single chip, for example, filed February 22, 1983 and assigned to the same assignee as the present application. Agent Dockett No. Pending U.S. Patent Application No. CRC-113. 06/466602 "Multi-port general-purpose CM
See OS Register. The GPR, as its name implies, is a general purpose register that can be used for temporary storage of data at various places in the CPU as needed. Single-chip GPR is relatively inexpensive and takes up little space, so it can be easily used in large computer systems. On the other hand, LS
Prior to the advent of I and VLSI, the features of GPR were considered too expensive.
【0008】GPRは以下に説明するようにラッチの内
容の経緯を記憶するために用いられる。この経緯は回路
のエラーをランダムエラーから区別しそしてその他のエ
ラー検出機能を行うために用いられる。たとえば組合せ
論理回路の出力がラッチにロードされるクロックサイク
ルの終りにおいては、いくつかの選択された群のこれら
の出力が近傍のGPR中にもロードされる。このように
してラッチの内容はサイクルごとに変化するが、GPR
はラッチの以前の内容の経緯を含んでいる。さらにエラ
ー検出論理回路を組合せ論理回路として設計することが
でき、たとえばパリティビットを群に付加することがで
き、パリティの発生およびチェック回路を組合せ論理回
路に付加することができそして冗長回路からの出力を加
え、そしてそれらの出力をそれらが同一であるかどうか
についてチェックすることができる。The GPR is used to store the history of the contents of the latch as described below. This history is used to distinguish circuit errors from random errors and to perform other error detection functions. For example, at the end of the clock cycle when the outputs of the combinatorial logic are loaded into the latches, those outputs of some selected groups are also loaded into the neighboring GPR. In this way, the contents of the latch change every cycle, but the GPR
Contains a history of the latch's previous contents. Furthermore, the error detection logic can be designed as a combinatorial logic, for example parity bits can be added to the group, parity generation and check circuits can be added to the combinatorial logic and outputs from the redundancy circuit. , And their outputs can be checked for their identity.
【0009】したがって前記の浮動小数点分割命令の例
を用いることにより、エラー検出回路が計算の第4サイ
クルの後にあるエラーを検出すると、CPUの動作が停
止されそして第4サイクル以前に記憶されていたGPR
からのデータ群が適当なラッチにロードされこの時点で
CPUを再度スタートさせることができる。このエラー
が供電システムの雑音パルスなどのような何等かのラン
ダムな欠陥機構によって生じた場合には、計算を実行す
るための第2の試みが可能である。この再度の試行の特
色は多くのエラーがランダムエラーでありそして訂正可
能なエラーであるためにシステムの信頼性を著しく向上
させる。Thus, by using the floating point split instruction example above, when the error detection circuit detects an error after the fourth cycle of computation, the CPU is deactivated and stored before the fourth cycle. GPR
The data from is loaded into the appropriate latch, at which point the CPU can be restarted. If this error is caused by some random defect mechanism, such as a noise pulse in the power supply system, a second attempt to perform the calculation is possible. This retrial feature significantly improves system reliability because many errors are random and correctable.
【0010】しかしこのエラーが回路の故障によって生
じた場合にはこのエラーは再度生じることになりそして
適当なラッチがオペレータによって操作されて故障した
回路を隔離することになる。However, if the error was caused by a circuit failure, the error would reoccur and an appropriate latch would be operated by the operator to isolate the failed circuit.
【0011】前記のエラー検出方法はコンピュータシス
テムの信頼度および試験可能性を著しく改良するもので
はあるが、不都合なことにこのようなエラーを検出する
ためにはクロックサイクルの半分だけが一般的に利用で
きるにすぎない。これは以下さらに詳細に説明するが、
基本的にはCPUの動作が停止されるときにはクロック
信号が所定の状態になければならないという事実によっ
てひき起こされる。もしこの時間(クロックがその所定
状態にあるとき)がエラーを検出するのに十分ではない
ときには、クロック期間を増大しなければならずコンピ
ュータシステムの動作の速度を低下させることになる。
したがってここで必要なのは特にエラーをクロックサイ
クル中の任意の時点で検出しそれによってコンピュータ
システムの動作速度を信頼度のために低下させないよう
にする手段である。したがって本発明の目的は動作速度
を犠牲にすることなくエラーの検出および訂正能力を与
えるコンピュータシステムを提供することにある。Although the above error detection methods significantly improve the reliability and testability of computer systems, unfortunately only half a clock cycle is typically used to detect such errors. Only available. This will be explained in more detail below,
Basically it is caused by the fact that the clock signal must be in a certain state when the operation of the CPU is stopped. If this time (when the clock is in its predetermined state) is not sufficient to detect the error, the clock period must be increased, slowing down the operation of the computer system.
Therefore, what is needed here is in particular a means for detecting an error at any time during a clock cycle so that the operating speed of a computer system is not reduced for reliability. Accordingly, it is an object of the present invention to provide a computer system that provides error detection and correction capabilities without sacrificing operating speed.
【0012】本発明のさらに別の目的はラッチが用いら
れているコンピュータシステムの動作速度についての制
限的な要素とならない走査可能なCMOSラッチを提供
することにある。さらに詳述すれば本発明の目的は全ク
ロックサイクルの間にラッチ出力をエラーに関して監視
するような走査可能なCMOSラッチを提供することに
ある。Yet another object of the present invention is to provide a scannable CMOS latch which is not a limiting factor on the operating speed of the computer system in which the latch is used. More particularly, it is an object of the present invention to provide a scannable CMOS latch that monitors the latch output for errors during the entire clock cycle.
【0013】本発明の前記ならびにそれ以外の目的は走
査可能なCMOSラッチデザイン中に組込まれている好
ましい特色の独特な組合せによって実現される。たとえ
ば本発明は同一のクロック信号およびその相補信号を用
いてラッチのマスタおよびスレーブ部分の双方の動作を
効果的に制御する。これによってこれらの双方が同一の
局部クロックドライバによって駆動されそれによりあら
ゆるクロックのスキューを除去することができる。さら
に方形波の変りにチョップされたクロック信号を用いて
エラー検出回路がそれに割当てられた作業を実行するた
めの付加的な時間を提供することができる。最後にシフ
トアウト部分については別個の段階が用いられる。これ
に対して従来技術の設計ではシフトアウト部分としてラ
ッチのスレーブ部分が用いられていたが、そうすること
によって次のシフトイン部分の電気的なロードの存在の
ためにラッチの動作速度が低下することになる。The above and other objects of the invention are realized by the unique combination of preferred features incorporated into a scannable CMOS latch design. For example, the present invention uses the same clock signal and its complement to effectively control the operation of both the master and slave portions of the latch. This allows both of them to be driven by the same local clock driver, thereby eliminating any clock skew. Additionally, a chopped clock signal in the form of a square wave can be used to provide additional time for the error detection circuit to perform its assigned task. Finally, a separate stage is used for the shift-out part. In contrast, prior art designs used the slave portion of the latch as the shift-out portion, which slows the operating speed of the latch due to the electrical load present in the next shift-in portion. It will be.
【0014】前記の特色の組合わせによって高速コンピ
ュータシステムに用いるのに適した走査可能なラッチ回
路が提供される。このような走査可能なラッチを用いる
とコンピュータシステムのサイクル時間は組合せ論理回
路の回路遅れ、配線遅れ、パッケージ遅れなどによって
決定され走査可能なラッチによっては制限されない。The combination of the above features provides a scannable latch circuit suitable for use in high speed computer systems. When such a scannable latch is used, the cycle time of the computer system is determined by the circuit delay of the combinational logic circuit, the wiring delay, the package delay, etc., and is not limited by the scannable latch.
【0015】以下は本発明を実施するために意図された
最良の形態についての説明である。この説明は本発明の
一般的な原理を説明するための目的のみのものであって
限定的な意味を有しない。本発明の実際の範囲は添付の
請求の範囲を参照して決定されるべきである。The following is a description of the best mode contemplated for carrying out the invention. This description is for the purpose of illustrating the general principles of the invention only and has no limiting meaning. The actual scope of the invention should be determined with reference to the appended claims.
【0016】本発明を認識しかつより十分に理解するた
めに、従来技術のラッチ回路および従来技術の組合せラ
ッチ回路およびシフトレジスタ回路をまず図1および図
3について説明する。To appreciate and more fully understand the present invention, prior art latch circuits and prior art combinatorial latch circuits and shift register circuits are first described with reference to FIGS.
【0017】図1はCMOS LSIおよびVLSIチ
ップに用いられる典型的なラッチの論理回路図である。
このラッチは二つの部分すなわちマスタ部分10とスレ
ーブ部分11とからなっている。それぞれの部分はTお
よび数字たとえばT1,T2…などで示される二つの電
子的スイッチ例えば伝送ゲートならびにIおよび数字た
とえばI1,I2…などで示される二つのインバータゲ
ート例えばインバータからなっている。FIG. 1 is a logic circuit diagram of a typical latch used in CMOS LSI and VLSI chips.
The latch consists of two parts, a master part 10 and a slave part 11. Each part consists of two electronic switches, such as transmission gates, designated T and numbers such as T1, T2 ..., And two inverter gates, such as inverters designated I and numbers such as I1, I2.
【0018】伝送ゲートは小さな○印で示されている制
御入力端の信号が低いときにオンとなりそしてこの制御
入力端の信号が高いときにオフとなる回路である。伝送
ゲートがオンになるとこのゲートは閉じられたスイッチ
として機能しそして信号がそこを通過する。伝送ゲート
がオフになるとそれは開放スイッチとして機能しそして
信号はその通過を阻止される。これら図中において、信
号Cはクロック信号であり一方、信号C* はこのクロッ
ク信号の相補信号である。したがってCおよびC* は常
に反対方向の論理値を有しておりCがハイではC* がロ
ーでありそしてその逆の関係になる。インバータはその
出力側の極性が常に入力側の極性と反対になる回路であ
る。The transmission gate is a circuit indicated by a small circle, which is turned on when the signal at the control input is low and turned off when the signal at the control input is high. When the transmission gate turns on, it acts as a closed switch and the signal passes through it. When the transmission gate is turned off it acts as an open switch and the signal is blocked from passing through it. In these figures, signal C is a clock signal, while signal C * Is a complementary signal of this clock signal. Therefore C and C * Always has a logical value in the opposite direction, and when C is high, C * Is low and vice versa. An inverter is a circuit whose output side polarity is always opposite to the input side polarity.
【0019】図1のラッチは以下のようにして機能す
る。クロック信号CがハイではC* はローでありそして
伝送ゲートT1およびT4がオンとなり一方伝送ゲート
T2およびT3がオフとなる。データイン信号DIはT
1を通過し、I1によって反転され、I2によって再び
そのはじめの極性に反転されるがT2によってその通過
を阻止される。I1の出力はT3によっても阻止され
る。クロック信号が極性を反転してCがローになりC*
がハイになると伝送ゲートT1およびT4がオフになり
一方ゲートT2およびT3がオンになる。したがってT
2の出力端の信号(DIと同じ論理信号)がI1の入力
端に加えられる。このように信号はI1およびI2によ
って形成されるループを通して循環することになるので
これにより入力信号がラッチのマスタ部分10に対して
「ラッチ」される。The latch of FIG. 1 functions as follows. C * when clock signal C is high Is low and transmission gates T1 and T4 are on, while transmission gates T2 and T3 are off. Data-in signal DI is T
1 is reversed by I1, inverted by I2 to its original polarity again, but blocked by T2. The output of I1 is also blocked by T3. The clock signal reverses polarity and C goes low to C *
When goes high, transmission gates T1 and T4 are turned off while gates T2 and T3 are turned on. Therefore T
The signal at the output of 2 (the same logic signal as DI) is applied to the input of I1. In this way the signal will circulate through the loop formed by I1 and I2, thus "latching" the input signal to the master portion 10 of the latch.
【0020】これと同時に、伝送ゲートT3がオンにな
りそして入力信号DIはI1およびI3による2回の反
転後に信号Qとして出力端に生じる。クロック信号がも
う一度ハイになると、CはハイでありC* はローであ
る。そしてラッチの各伝送ゲートはそれぞれの当初の状
態に復帰する。T3はオフでありそしてT4はオンであ
るから、入力信号はここでラッチのスレーブ部分11中
にラッチされる。At the same time, the transmission gate T3 is turned on and the input signal DI appears at the output as the signal Q after being inverted twice by I1 and I3. When the clock signal goes high again, C is high and C * Is low. Each transmission gate of the latch then returns to its original state. Since T3 is off and T4 is on, the input signal is now latched into the slave portion 11 of the latch.
【0021】図2は図1のラッチのタイミング図であ
り、信号DI、クロック信号C、マスタ部分10の出力
Mおよびスレーブ部分11の出力Qを示す。入力信号は
説明のためいくつかのするどいピークをもって示されて
いる(このようなピークは一般的には論理信号の特徴で
はない)。しかしピークはデータ信号に現われる雑音又
はその他の好ましくない非連続部分を表わすことができ
そしてそれ以外に理由がなければこれらのピークは出力
Mが入力DIに接続されおよびそれが接続されない時点
を効果的に示す。回路遅延はタイミング図の理解をより
容易なものとするために図2には示されていない。FIG. 2 is a timing diagram of the latch of FIG. 1, showing the signal DI, the clock signal C, the output M of the master part 10 and the output Q of the slave part 11. The input signal is shown with some gradual peaks for purposes of illustration (such peaks are generally not a feature of logic signals). However, the peaks may represent noise or other undesired discontinuities appearing in the data signal and, unless otherwise noted, these peaks are effective at times when output M is connected to input DI and when it is not connected. Shown in. Circuit delays are not shown in FIG. 2 to make the timing diagram easier to understand.
【0022】さらに図2について説明すると、時点tp
0およびtp1の間である第1のクロックサブサイクル
の間にクロック信号Cがハイになり、T1がオンになり
そしてラッチ10のマスタ部分の出力Mが入力信号DI
に従うことが見られる。時点tp1、すなわち次のクロ
ックサブサイクルの開始時点では、入力信号DIがラッ
チのマスタ部分10にラッチされそしてT3がオンにな
るのでスレーブ部分11の出力端Qに通過する。tp1
およびtp2の間で定められるクロックサブサイクルの
間ではマスタ部分の出力MはT1がオフになっているた
めに信号DIの変化によっては影響されずそしてスレー
ブ部分11の出力Qは一定に保たれている。時点tp2
においては、マスタ部分10の内容がスレーブ部分11
中にラッチされている。tp2およびtp3の間のクロ
ックサブサイクルはtp0およびtp1の間のサブサイ
クルと同様であり、そしてマスタ部分10の出力Mは再
び入力信号DIに従う。Further referring to FIG. 2, time point tp
During the first clock sub-cycle, which is between 0 and tp1, clock signal C goes high, T1 turns on and the output M of the master portion of latch 10 becomes the input signal DI.
Seen to follow. At time tp1, the beginning of the next clock sub-cycle, the input signal DI is latched in the master part 10 of the latch and T3 is turned on so that it passes to the output Q of the slave part 11. tp1
During the clock sub-cycle defined between TP2 and tp2, the output M of the master part is unaffected by changes in the signal DI because T1 is off and the output Q of the slave part 11 remains constant. There is. Time point tp2
, The content of the master part 10 is the slave part 11
Latched in. The clock sub-cycle between tp2 and tp3 is similar to the sub-cycle between tp0 and tp1 and the output M of the master part 10 again follows the input signal DI.
【0023】図2に示すように、クロックサイクルはク
ロック信号Cの立下がり縁部の間の時間たとえばtp1
−tp3,tp3−tp5などによって定められる。マ
スタスレーブラッチはこのラッチの出力Qが全サイクル
の間を通して入力の変化に影響されずに一定であるよう
にしそしてサイクルの開始に先だって入力端が有してい
たのと同じ論理レベルを有するようにする。As shown in FIG. 2, the clock cycle is the time between the falling edges of clock signal C, eg, tp1.
-Tp3, tp3-tp5, etc. The master-slave latch ensures that the output Q of this latch is constant throughout the entire cycle, unaffected by changes in the inputs, and has the same logic level as the inputs had prior to the beginning of the cycle. To do.
【0024】図3は図1に図示のラッチを二つの伝送ゲ
ートT5およびT6を付加することによって組合せラッ
チおよびシフトレジスタ段に変換する態様を示す。この
回路の動作を制御するために3種の異なったクロック信
号A,BおよびCが用いられる。これらの各クロック信
号は周知の技術により当業者がマスタクロック信号から
得ることができる。このクロック信号をゲートするため
には図4に示す付加的な回路が必要である。FIG. 3 shows the manner in which the latch shown in FIG. 1 is converted into a combined latch and shift register stage by adding two transmission gates T5 and T6. Three different clock signals A, B and C are used to control the operation of this circuit. Each of these clock signals can be derived from the master clock signal by those skilled in the art by known techniques. To gate this clock signal, the additional circuit shown in FIG. 4 is required.
【0025】図3の回路をラッチとして使用する際に
は、クロック信号Aがローに保持されそしてクロック信
号Bがハイに保持される。2−入力NANDゲート17
(図4)はハイレベル信号Bおよびクロック信号C* に
よってエネーブル化されそして信号(BC)* およびイ
ンバータ19を介してその相補信号BCを発生する。こ
れら二つの信号はそれぞれクロック信号CおよびC* の
位相と一致している。信号Aがローであり従ってA* が
ハイであるので、伝送ゲートT5(図3参照)はオフと
なりそしてT6はオンとなりそして回路は図1について
説明したようにクロック信号Cによって制御される。When the circuit of FIG. 3 is used as a latch, clock signal A is held low and clock signal B is held high. 2-input NAND gate 17
(FIG. 4) is a high level signal B and a clock signal C * Enabled by and signal (BC) * And its complementary signal BC is generated via an inverter 19. These two signals are clock signals C and C *, respectively . It matches the phase of. Signal A is low and therefore A * Is high, the transmission gate T5 (see FIG. 3) is off and T6 is on and the circuit is controlled by the clock signal C as described for FIG.
【0026】図3の回路をシフトレジスタ段として用い
る際には、クロック信号Cがローに保持される。2−入
力NANDゲート17はハイレベル信号C* によってエ
ネーブル化される。クロック信号Bは信号(BC)* お
よびインバータ19を介してその相補信号BCを発生す
る。信号BCおよび(BC)* は信号BおよびB* とそ
れぞれ位相が一致している。When using the circuit of FIG. 3 as a shift register stage, the clock signal C is held low. The 2-input NAND gate 17 has a high level signal C *. Is enabled by. Clock signal B is signal (BC) * And its complementary signal BC is generated via an inverter 19. Signals BC and (BC) * Are signals B and B * And are in phase with each other.
【0027】図5は図3の回路がシフトレジスタ段とし
て機能する際のそのタイミング図を示す。時点tp6に
おいてT5はオンでありそしてシフトレジスタの前段か
らのシフトイン信号SIはT1によって反転される。時
点tp7で信号SIはマスタ部分によってラッチされ
る。時点tp8でT3が信号(BC)* によってオンと
なりそして信号SIはシフトアウト出力SOに現われ
る。時点tp9においてスレーブ部分は入力信号SIを
ラッチする。FIG. 5 shows a timing diagram of the circuit of FIG. 3 when it functions as a shift register stage. At time tp6 T5 is on and the shift-in signal SI from the previous stage of the shift register is inverted by T1. At time tp7 the signal SI is latched by the master part. T3 is a signal (BC) * at time tp8 Is turned on and the signal SI appears on the shift-out output SO. At time tp9, the slave part latches the input signal SI.
【0028】このようにして前記のようにこの回路をシ
フトレジスタとして用いる場合にはクロック信号Aがマ
スタ部分の動作を制御しそしてクロック信号Bがスレー
ブ部分の動作を制御する。これら二つのクロック信号A
およびBは以下に説明する「チョップ」として示されて
いる。図3の従来技術の回路は二つの固有な欠陥を有し
ている。Thus, when the circuit is used as a shift register as described above, clock signal A controls the operation of the master part and clock signal B controls the operation of the slave part. These two clock signals A
And B are shown as "chops" described below. The prior art circuit of FIG. 3 has two inherent deficiencies.
【0029】(1) 図4の回路はこの回路がラッチとし
て用いられる場合にマスタ部分を制御するクロック信号
Cとスレーブ部分を制御するクロック信号BCとの間に
スキューを生じさせる。これはT1がオンになるのと正
確には同一の時点でT3がオフにならないことを意味す
る。従って入力信号DIが瞬間的に出力側に生じそして
この出力側に接続された組合せ論理回路によって実際の
信号として解読される恐れがある。(1) The circuit of FIG. 4 causes a skew between the clock signal C controlling the master part and the clock signal BC controlling the slave part when this circuit is used as a latch. This means that T3 does not turn off at exactly the same time that T1 turns on. Therefore, the input signal DI may momentarily appear on the output side and be decoded by the combinational logic circuit connected to this output as the actual signal.
【0030】(2) シフトレジスタ出力SOおよびラッ
チ出力Qは同一の時点である。SOを次段の入力SIに
接続するために必要な配線は比較的長くなりそしてQに
接続される回路をロードダウンする。(2) The shift register output SO and the latch output Q are at the same time point. The wiring required to connect SO to the next input SI is relatively long and loads down the circuit connected to Q.
【0031】前記の従来技術の問題はいずれもクロック
信号Cを低減させることによって回避することができ
る。しかしクロック信号Cを低減させることは走査可能
なラッチが用いられている装置のサイクル時間に直接の
衝撃を与え従って装置の全体的な動作速度を低下させる
ので好ましくない。Any of the problems of the prior art described above can be avoided by reducing the clock signal C. However, reducing the clock signal C is not desirable as it directly impacts the cycle time of the device in which the scannable latch is used and thus reduces the overall operating speed of the device.
【0032】図6は図3の回路に関連する双方の欠点を
解消する本発明のCMOS論理回路の回路図を示す。図
6の回路はクロック信号A,BおよびCによって直接制
御されそして図4の回路を必要としないので図3のスキ
ューの問題が解決される。FIG. 6 shows a schematic diagram of a CMOS logic circuit of the present invention which overcomes both drawbacks associated with the circuit of FIG. Since the circuit of FIG. 6 is directly controlled by the clock signals A, B and C and does not require the circuit of FIG. 4, the skew problem of FIG. 3 is solved.
【0033】図6においてこの回路をラッチとして使用
する場合には、クロック信号AおよびBがローに保持さ
れそして伝送ゲートT5がオフにかつT6がオンにされ
る。ラッチのマスタ部分T1,I1,T2およびI2お
よびスレーブ部分T3,I3,T4およびI4は図1に
ついて説明したようにクロック信号Cの制御下で動作す
る。信号BCの代りに信号Bを用いた図5のタイミング
図は図6の回路をシフトレジスタ段として用いる際にこ
の図6にも適用される。図6の回路はこの図6の回路が
別のスレーブ部分T7,I5,T8およびI6を有して
いることを除けば図3のシフトレジスタについて説明し
たのと同様にして機能する。このようにして出力SOは
Qに対して接続された回路をロードダウンしない。When using this circuit as a latch in FIG. 6, clock signals A and B are held low and transmission gate T5 is turned off and T6 is turned on. The master parts T1, I1, T2 and I2 and the slave parts T3, I3, T4 and I4 of the latch operate under the control of the clock signal C as described with reference to FIG. The timing diagram of FIG. 5 using signal B instead of signal BC also applies to this FIG. 6 when using the circuit of FIG. 6 as a shift register stage. The circuit of FIG. 6 functions in a manner similar to that described for the shift register of FIG. 3 except that the circuit of FIG. 6 has further slave parts T7, I5, T8 and I6. In this way the output SO does not load down the circuit connected to Q.
【0034】図7は本発明の組合せラッチ/シフトレジ
スタをCPU中に用いる態様を示す。三つの群のラッチ
20a…20n,24a…24nならびに28a…28
nが示されている。各ラッチのSO出力は次のラッチの
SI入力に対して全ての図示のラッチが単一のシフトレ
ジスタを形成するようにして接続されている。各ラッチ
の種々のクロック入力は各ラッチ群20,24および2
8について単一の入力CLKSとして示されている。FIG. 7 shows how the combination latch / shift register of the present invention may be used in a CPU. The three groups of latches 20a ... 20n, 24a ... 24n and 28a ... 28
n is indicated. The SO output of each latch is connected to the SI input of the next latch such that all illustrated latches form a single shift register. The various clock inputs for each latch are associated with each latch group 20, 24 and 2
8 is shown as a single input CLKS.
【0035】ラッチ群の間には組合せ論理回路およびエ
ラー検出論理回路を示すブロック32および33が設け
られている。ブロック32および33中にはまた汎用レ
ジスタ(GPR)が含まれておりいくつかのラッチの出
力がGPR中にも記憶されることが示されている。この
ようにして前記のようにデータは1サイクルの終りにラ
ッチ20中にラッチされ、出力端Qに表われ、組合せ論
理回路およびエラー検出論理回路32を通過し(これは
GPRを含んでいても含んでいなくてもよい)そしてク
ロックサイクルの終りに他のラッチ24中にラッチされ
る。エラーが検出されると、CPUクロックが停止され
そして以下の二つの過程のいずれか一方が行われる。Blocks 32 and 33 indicating a combinational logic circuit and an error detection logic circuit are provided between the latch groups. It is shown that blocks 32 and 33 also include a general purpose register (GPR) to store the output of some latches during GPR. Thus, as described above, data is latched in latch 20 at the end of one cycle, appears at output Q, and passes through combinational logic and error detection logic 32 (which may include GPRs). It may not be included) and is latched into another latch 24 at the end of the clock cycle. When an error is detected, the CPU clock is stopped and either one of the following two steps takes place.
【0036】(1) CPUが「バックアップ」されそし
て再スタートされることができる。これは適当なサイク
ル数以前に生じGPR中に記憶されているデータで関連
するラッチをロードすることによって行われ(これを行
う機構は図7には図示されていない)、そしてエラーを
生じさせたシーケンスを再度トライすることによって行
われる。もしもこのエラーが間断的な問題によって生じ
たものであればこの再度のトライは成功するはずであ
る。これに対してエラーがハードウェアの故障によって
生じたものであるときにはエラーは再度生じることにな
る。(1) The CPU can be "backed up" and restarted. This was done before the appropriate number of cycles by loading the associated latch with the data stored in the GPR (the mechanism for doing this is not shown in FIG. 7) and caused an error. This is done by trying the sequence again. If this error was caused by an intermittent problem, this second try should succeed. On the other hand, when the error is caused by a hardware failure, the error will occur again.
【0037】(2) ラッチ/シフトレジスタ回路をシフ
トレジスタとして用いることができそしてエラーを生じ
させたデータをコンソールCPUに対してシフトアウト
させることができる。このデータをコンソールCPUに
よって記憶しそしてラッチにシフトバックさせることが
できそしてCPUはもう一度サイクルを実行してエラー
を反復することができる。このようにしてエラーを含む
ラッチ中のデータをコンソールCPUにシフトアウトさ
せることができる。エラーを生じさせた動作の前後のデ
ータを知ることができ、ならぴにエラーが生じた際に行
われた動作を知ることができる。そしてエラーの原因を
分離する試みが可能である。(2) The latch / shift register circuit can be used as a shift register and the data that caused the error can be shifted out to the console CPU. This data can be stored by the console CPU and shifted back into the latch and the CPU can cycle once more to repeat the error. In this way, the data in the latch containing the error can be shifted out to the console CPU. The data before and after the operation that caused the error can be known, and the operation performed when the error occurred can be known. And it is possible to try to isolate the cause of the error.
【0038】図3および図6のいずれかの回路を図7の
ラッチ20,24および28として用いそしてクロック
信号C(図2)を用いてこれらのラッチを制御すると、
CPUの設計に大きな時間的な制約が課せられることに
なる。図2について説明すると、tp1およびtp2の
間のクロックサブサイクル時間は組合せ論理回路がデー
タを処理する時間にあたりそしてエラー検出回路がエラ
ーを検出している時間にあたる。時点tp1でデータが
ラッチのマスタ部分にラッチされそしてラッチの出力端
Qに生ずる。時点tp2でデータはラッチのスレーブ部
分にラッチされる。クロックサブサイクルの時点tp2
とtp3との間でエラーが検出されると、伝送ゲートT
1がオンになりそしてマスタ部分の出力Mが入力DIに
従う。クロック信号Cが停止されると、クロックはロー
レペルになりそしてスレーブ部分はその入力にある論理
レベルをラッチすることになる。このようにしてサイク
ルのはじめに存在したスレーブ部分の内容が変更され
る。Using either circuit of FIGS. 3 and 6 as latches 20, 24 and 28 of FIG. 7 and controlling these latches with clock signal C (FIG. 2),
A large time constraint is imposed on the CPU design. Referring to FIG. 2, the clock subcycle time between tp1 and tp2 is the time for the combinational logic to process the data and the time for the error detection circuit to detect an error. At time tp1, data is latched in the master portion of the latch and occurs at the output Q of the latch. At time tp2 the data is latched in the slave part of the latch. Time point tp2 of clock subcycle
And an error is detected between tp3 and tp3, the transmission gate T
1 turns on and the output M of the master part follows the input DI. When clock signal C is stopped, the clock goes low-level and the slave part will latch the logic level present at its input. In this way, the contents of the slave portion that existed at the beginning of the cycle are changed.
【0039】前記の問題を回避する一つの方法はエラー
検出論理回路がクロック信号Cがローである間にすなわ
ちtp1およびtp2の間で定められるクロックサブサ
イクル時間の間にエラーを検出できるようにクロックサ
イクルを長くとることである。しかしすでに述べたよう
にコンピュータ装置は最大の効率を得るために可能な限
り最大の速度で動作させることが望ましい。従ってサイ
クル時間は最も動作時間の遅い組合せ論理回路の群が機
能しうるような最小の時間に設計される。One way to avoid the above problem is to enable the error detection logic to detect an error while the clock signal C is low, ie during the clock subcycle time defined between tp1 and tp2. It is to take a long cycle. However, as already mentioned, it is desirable to operate the computing device at the maximum speed possible for maximum efficiency. Therefore, the cycle time is designed to be the minimum time for which the group of combinational logic circuits having the slowest operation time can function.
【0040】図8および図9はクロック信号を「チョッ
プ」できる態様を示しかつこのようなチョッピングの利
点を示す。図8は信号CLKを2−入力NANDゲート
40の一方の入力端および複数のインバータ42〜45
を通して他方の入力端に加える態様を示している。図9
は図8の回路のタイミング図である。信号DCLKはイ
ンバータ42〜45によってtp10およびtp11の
間の時間に等しい量で遅延されている。tp11および
tp12の間の時間中、CLKおよびDCLKの双方は
ハイでありそしてNANDゲート40の出力はローであ
る。この出力はインバータ41によって反転されてクロ
ック信号CCを生じる(簡単のために図9中にはNAN
Dゲート40およびインバータ41による回路遅延は示
していない)。8 and 9 show how the clock signal can be "chopped" and the advantages of such chopping. In FIG. 8, the signal CLK is applied to one input terminal of a 2-input NAND gate 40 and a plurality of inverters 42 to 45.
Shows a mode of adding to the other input terminal through. FIG.
FIG. 9 is a timing diagram of the circuit of FIG. Signal DCLK is delayed by inverters 42-45 by an amount equal to the time between tp10 and tp11. During the time between tp11 and tp12, both CLK and DCLK are high and the output of NAND gate 40 is low. This output is inverted by inverter 41 to produce clock signal CC (for simplicity, NAN is shown in FIG. 9).
Circuit delay due to D-gate 40 and inverter 41 is not shown).
【0041】図1の方形波Cの代りにチョップされたク
ロック信号CCを用いると、クロック信号がローである
時間の長さが延長される。すなわち方形波Cはサイクル
の50%にわたってローであるが、チョップされたクロ
ック信号CCはこの具体例ではサイクルの90%にわた
ってローである。本明細書中で説明する走査可能なラッ
チ回路の動作に関係して用いられる信号である図5のチ
ョップされたクロック信号AおよびBは図8中に示され
たのと同様にしてクロック信号CLK(又はその他のマ
スタクロック信号)から発生させることができる点に注
意すべきである。Using a chopped clock signal CC instead of the square wave C of FIG. 1 extends the length of time that the clock signal is low. That is, the square wave C is low for 50% of the cycle, while the chopped clock signal CC is low for 90% of the cycle in this example. The chopped clock signals A and B of FIG. 5 which are the signals used in connection with the operation of the scannable latch circuit described herein are clock signal CLK in the same manner as shown in FIG. Note that it can be generated from (or any other master clock signal).
【0042】チョップされた信号CCを用いてラッチ入
力におけるデータがマスタ部分にラッチされそしてまた
出力端に生じる際にチョップサイクルがtp12で開始
される(図9参照)。このようにしてエラー検出論理回
路はクロック信号CCがローである間にtp12および
tp13の間の時間を有し任意のエラーを検出する。時
点tp13において入力はラッチのスレーブ部分にラッ
チされそして次のサイクルがtp14で開始される。前
記から明らかなように、チョップされたクロック信号C
Cはエラー検出論理回路がエラーを検出することを許容
される時間を著しく延長する。A chop cycle is initiated at tp12 when the data at the latch input is latched into the master portion using the chopped signal CC and also at the output (see FIG. 9). In this way the error detection logic has a time between tp12 and tp13 while the clock signal CC is low and detects any errors. At time tp13 the input is latched in the slave part of the latch and the next cycle begins at tp14. As can be seen from the above, the chopped clock signal C
C significantly extends the time allowed for the error detection logic to detect an error.
【0043】図6のラッチの改善された変形例の論理回
路図が図10に示されておりそして対応するタイミング
図が図11に示されている。この回路をラッチとして用
いる場合には、要素T20,I20,T21およびI2
1がマスタ部分を形成しそして要素T22,I22,T
23およびI23がスレーブ部分を形成する。この動作
モードの間(回路がラッチとして使用されている際)で
は、クロック信号AおよびBはローであり、伝送ゲート
T24およびT26はオフでありそして伝送ゲートT2
5およびT27はオンである。伝送ゲートのクロック信
号Cの極性は図1,図3および図6の前記ラッチの具体
例について示されたものと逆である点に注意すべきであ
る。A logic schematic of an improved version of the latch of FIG. 6 is shown in FIG. 10 and the corresponding timing diagram is shown in FIG. When using this circuit as a latch, the elements T20, I20, T21 and I2
1 forms the master part and the elements T22, I22, T
23 and I23 form the slave part. During this mode of operation (when the circuit is used as a latch), clock signals A and B are low, transmission gates T24 and T26 are off and transmission gate T2.
5 and T27 are on. It should be noted that the polarity of the transmission gate clock signal C is opposite to that shown for the latch embodiment of FIGS. 1, 3 and 6.
【0044】図11に示すタイミング図においては、時
点tp15以前にはクロック信号Cがローでありそして
T20がオンになっていることが示されている。このよ
うにして、I20によって反転された入力信号DIはオ
フになったT22の入力端に存在する。tp15の時点
ではクロック信号がハイになる。従ってT20はオフに
なりそしてT21がオンになって信号DIをラッチのマ
スタ部分にラッチする。T22もtp15においてオン
になりそして入力信号DIが出力端Qに生じる。時点t
p16において、クロック信号CがローになってT22
をオフにそしてT23をオンにし入力信号をラッチのス
レーブ部分にラッチする。The timing diagram shown in FIG. 11 shows that before time tp15 the clock signal C is low and T20 is on. In this way, the input signal DI inverted by I20 is present at the turned off input of T22. At tp15, the clock signal goes high. Thus T20 is turned off and T21 is turned on to latch the signal DI into the master portion of the latch. T22 also turns on at tp15 and the input signal DI appears at the output Q. Time t
At p16, the clock signal C goes low and T22
Off and T23 on to latch the input signal into the slave portion of the latch.
【0045】図示のようにクロックサイクルはtp15
とtp17との間の時間である。tp15とtp16と
の間の時間はそれがエラー検出論理回路を機能させるの
に要する時間に比較して短い。従ってこの時間の間には
どのような場合にもエラーを検出することはできなかっ
た。このようにtp15およびtp16の間のクロック
サイクルのこの部分はなんら重要なものではない。これ
に対してtp16とtp17との間でエラーが検出され
ると、クロック信号はローでありそして入力をラッチの
マスタ部分にラッチせずに停止させることができる。こ
のようにこの回路はエラー検出信号を動作させるために
有用な完全なサイクルを与える。As shown, the clock cycle is tp15.
And the time between tp17. The time between tp15 and tp16 is short compared to the time it takes for the error detection logic to function. Therefore, no error could be detected in any case during this time. Thus this part of the clock cycle between tp15 and tp16 is of no significance. On the other hand, if an error is detected between tp16 and tp17, the clock signal is low and the input can be stopped without latching in the master portion of the latch. This circuit thus provides a complete cycle useful for operating the error detection signal.
【0046】図10の回路をシフトレジスタ段として用
いる場合には、クロック信号Cがローに保持される。伝
送ゲートT22がオフになりそしてT20がオンにな
る。図6の具体例ではラッチのマスタ部分はそれがクロ
ックが停止された際にシフトされるデータを保持したの
でシフトレジスタ段のマスタ部分としても機能した。こ
れに対して図10の改良された回路においては、クロッ
クが停止されるとシフトされるデータはラッチのスレー
ブ部分に保持される。このようにラッチのスレーブ部分
はシフトレジスタ段のマスタ部分となりそして要素T2
4,I24,T25およびI25はシフトレジスタのス
レーブ部分である。When the circuit of FIG. 10 is used as a shift register stage, the clock signal C is held low. Transmission gate T22 turns off and T20 turns on. In the example of FIG. 6, the master portion of the latch also functioned as the master portion of the shift register stage because it held the data that was shifted when the clock was stopped. In contrast, in the improved circuit of FIG. 10, the data shifted when the clock is stopped is held in the slave portion of the latch. Thus the slave part of the latch becomes the master part of the shift register stage and element T2
4, I24, T25 and I25 are the slave parts of the shift register.
【0047】信号BCを有しない図5のタイミング図は
シフトレジスタモードで動作する際の図10の回路にも
適用される。クロック信号AがハイになってT24をオ
ンにしそしてシフトレジスタ段のマスタ部分(ラッチの
スレーブ部分)中に保持されているデータを出力端SO
に移送する。クロック信号AがローになるとT24がオ
フになりT25がオンになりそしてデータはシフトレジ
スタ段のスレーブ部分にラッチされる。さらにクロック
信号Bがハイになり伝送ゲートT26がオンになりそし
てシフトレジスタの前段の出力からの入力信号SIがシ
フトレジスタ段のマスタ部分の入力端に加えられる。ク
ロック信号Bがローになると伝送ゲートT26がオフに
なり、T27がオンになり、そして入力信号SIがシフ
トレジスタ段のマスタ部分中にラッチされる。The timing diagram of FIG. 5 without the signal BC also applies to the circuit of FIG. 10 when operating in shift register mode. The clock signal A goes high, turning on T24 and transferring the data held in the master part of the shift register stage (slave part of the latch) to the output SO
Transfer to When clock signal A goes low, T24 turns off and T25 turns on and the data is latched in the slave portion of the shift register stage. Further, the clock signal B goes high, the transmission gate T26 is turned on, and the input signal SI from the output of the previous stage of the shift register is applied to the input of the master part of the shift register stage. When clock signal B goes low, transmission gate T26 turns off, T27 turns on, and input signal SI is latched into the master portion of the shift register stage.
【0048】図10の改善された回路は従来技術のラッ
チ/シフトレジスタ回路に存在していた双方の問題を解
決する。クロックサイクルの100%がエラー検出論理
回路に効果的に利用されそしてラッチの出力は次のシフ
トレジスタ段の入力によってロードダウンされることが
ない。この改良によってクロックサイクルをシステムの
全遅延時間がエラーが検出された際にクロック信号がハ
イレベルからローレベルに移行する恐れなしに可能にな
るのと同程度に短くすることができる。The improved circuit of FIG. 10 solves both problems existing in prior art latch / shift register circuits. 100% of the clock cycles are effectively utilized by the error detection logic and the output of the latch is not loaded down by the input of the next shift register stage. This improvement allows the clock cycle to be as short as the total delay time of the system is possible without the risk of the clock signal going from high to low when an error is detected.
【図1】典型的なCMOSラッチ回路の回路図。FIG. 1 is a circuit diagram of a typical CMOS latch circuit.
【図2】図1のCMOSラッチ回路のタイミング図。FIG. 2 is a timing diagram of the CMOS latch circuit of FIG.
【図3】組合せCMOSラッチ/シフトレジスタ回路の
論理回路図。FIG. 3 is a logic circuit diagram of a combined CMOS latch / shift register circuit.
【図4】図3のラッチ/シフトレジスタ回路に必要なク
ロックドゲート回路の回路図。FIG. 4 is a circuit diagram of a clocked gate circuit required for the latch / shift register circuit of FIG.
【図5】図3及び図4の回路のタイミング図。FIG. 5 is a timing diagram of the circuits of FIGS. 3 and 4.
【図6】本発明の組合せCMOSラッチ/シフトレジス
タ回路の論理回路図。FIG. 6 is a logic circuit diagram of a combined CMOS latch / shift register circuit of the present invention.
【図7】最新型のコンピュータシステムの構造における
組合せCMOSラッチ/シフトレジスタ回路の使用状態
を示す回路図。FIG. 7 is a circuit diagram showing a usage state of a combination CMOS latch / shift register circuit in the structure of the latest computer system.
【図8】この発明で使用されるクロックチョップ回路の
論理回路図。FIG. 8 is a logic circuit diagram of a clock chop circuit used in the present invention.
【図9】図8のクロックチョップ回路のタイミング図。9 is a timing diagram of the clock chop circuit of FIG.
【図10】本発明の他の組合せCMOSラッチ/シフト
レジスタ回路の論理回路図。FIG. 10 is a logic circuit diagram of another combination CMOS latch / shift register circuit of the present invention.
【図11】図10の組合せCMOSラッチ/シフトレジ
スタ回路のタイミング図。FIG. 11 is a timing diagram of the combined CMOS latch / shift register circuit of FIG.
10…マスタ部分、11…スレーブ部分、17…2−入
力NANDゲート、19…インバータ、20,24,2
8…ラッチ群、32,33…エラー検出論理回路、40
…2−入力NANDゲート、41,42,43,44,
45…インバータ、T1,T2,T3,T4,T5,T
6,T7,T8,T20,T21,T22,T23,T
24,T25,T26,T27…伝送ゲート(電子的ス
イッチ装置)、I1,I2,I3,I4,I5,I6,
I20,I21,I22,I23,I24,I25…イ
ンバータ(インバータゲート)。10 ... Master part, 11 ... Slave part, 17 ... 2-input NAND gate, 19 ... Inverter, 20, 24, 2
8 ... Latch group, 32, 33 ... Error detection logic circuit, 40
... 2-input NAND gates, 41, 42, 43, 44,
45 ... Inverter, T1, T2, T3, T4, T5, T
6, T7, T8, T20, T21, T22, T23, T
24, T25, T26, T27 ... Transmission gate (electronic switching device), I1, I2, I3, I4, I5, I6
I20, I21, I22, I23, I24, I25 ... Inverter (inverter gate).
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (56)参考文献 特開 昭57−106218(JP,A) 特開 平5−267999(JP,A) 実開 昭57−4100(JP,U) 特公 昭52−28614(JP,B1) ─────────────────────────────────────────────────── ─── Continuation of the front page (56) References JP-A-57-106218 (JP, A) JP-A-5-267999 (JP, A) Actual development S57-4100 (JP, U) JP-B 52- 28614 (JP, B1)
Claims (2)
クロック信号が印加される第1の伝送ゲートと、入力端
が前記第1の伝送ゲートの他端に接続された第1のイン
バータゲートと、入力端が前記第1のインバータゲート
の出力端に接続された第2のインバータゲートと、一端
が前記第2のインバータゲートの出力端に接続され第2
のクロック信号が印加される第2の伝送ゲートと、一端
が前記第2の伝送ゲートの他端に接続され他端が前記第
1のインバータゲートの入力端に接続され第1のクロッ
ク信号が印加される第3の伝送ゲートとからなる第1の
ラッチ回路と、 一端が前記第1のラッチ回路の第1のインバータゲート
の出力端に接続され第1のクロック信号が印加される第
4の伝送ゲートと、入力端が前記第4の伝送ゲートの他
端に接続された第3のインバータゲートと、入力端が前
記第3のインバータゲートの出力端に接続された第4の
インバータゲートと、一端が前記第4のインバータゲー
トの出力端に接続され他端が前記第3のインバータゲー
トの入力端に接続され第1のクロック信号が印加される
第5の伝送ゲートとからなる第2のラッチ回路と、 一端が前記第1のラッチ回路の第1のインバータゲート
の出力端に接続され第3のクロック信号が印加される第
6の伝送ゲートと、入力端が前記第6の伝送ゲートの他
端に接続された第5のインバータゲートと、入力端が前
記第5のインバータゲートの出力端に接続された第6の
インバータゲートと、一端が前記第6のインバータゲー
トの出力端に接続され他端が前記第5のインバータゲー
トの入力端に接続され第3のクロック信号が印加される
第7の伝送ゲートとからなる第3のラッチ回路と、 一端がシフトデータ入力信号に接続され他端が前記第1
のラッチ回路内の第2および第3の伝送ゲートの共通接
続点に接続され第2のクロック信号が印加される第8の
伝送ゲートとを具備し、 第1の動作モードにおいて、前記第1および第2のラッ
チ回路がそれぞれマスタおよびスレーブラッチ回路とし
て動作し、前記第2のラッチ回路よりデータ入力信号に
基づくデータ出力ビット信号を出力し、第2の動作モー
ドにおいて、前記第1のラッチ回路と前記第3のラッチ
回路とがシフトレジスタ回路として動作し、前記第3の
ラッチ回路よりシフトデータ入力信号に基づく出力信号
を出力するように構成したことを特徴とするCMOS論
理回路。1. A first transmission gate to which a data input signal is input and a first clock signal is applied to one end, and a first inverter gate whose input end is connected to the other end of the first transmission gate. A second inverter gate having an input end connected to the output end of the first inverter gate, and one end connected to an output end of the second inverter gate to a second end
Second transmission gate to which the first clock signal is applied, and one end is connected to the other end of the second transmission gate and the other end is connected to the input end of the first inverter gate, and the first clock signal is applied. A first latch circuit comprising a third transmission gate, and a fourth transmission circuit having one end connected to the output terminal of the first inverter gate of the first latch circuit and having the first clock signal applied thereto. A gate, a third inverter gate whose input end is connected to the other end of the fourth transmission gate, a fourth inverter gate whose input end is connected to the output end of the third inverter gate, and one end Is connected to the output end of the fourth inverter gate, the other end is connected to the input end of the third inverter gate, and a fifth transmission gate to which the first clock signal is applied is applied to the second latch circuit. And one end A sixth transmission gate connected to the output terminal of the first inverter gate of the first latch circuit and to which a third clock signal is applied, and an input terminal connected to the other end of the sixth transmission gate. A fifth inverter gate, a sixth inverter gate whose input end is connected to the output end of the fifth inverter gate, one end connected to the output end of the sixth inverter gate, and the other end of the fifth inverter gate. A third latch circuit comprising a seventh transmission gate connected to the input terminal of the inverter gate of the second transmission circuit and having a third clock signal applied thereto; one end connected to the shift data input signal;
An eighth transmission gate to which a second clock signal is applied and which is connected to a common connection point of the second and third transmission gates in the latch circuit of FIG. The second latch circuit operates as a master latch circuit and a slave latch circuit, respectively, outputs a data output bit signal based on a data input signal from the second latch circuit, and outputs the data output bit signal based on the data input signal. A CMOS logic circuit configured to operate as a shift register circuit together with the third latch circuit, and to output an output signal based on a shift data input signal from the third latch circuit.
クロック信号が印加される第1の伝送ゲートと、入力端
が前記第1の伝送ゲートの他端に接続された第1のイン
バータゲートと、入力端が前記第1のインバータゲート
の出力端に接続された第2のインバータゲートと、一端
が前記第2のインバータゲートの出力端に接続され他端
が前記第1のインバータゲートの入力端に接続され第1
のクロック信号が印加される第2の伝送ゲートとからな
る第1のラッチ回路と、 一端が前記第1のラッチ回路の第1のインバータゲート
の出力端に接続され第1のクロック信号が印加される第
3の伝送ゲートと、入力端が前記第3の伝送ゲートの他
端に接続された第3のインバータゲートと、入力端が前
記第3のインバータゲートの出力端に接続された第4の
インバータゲートと、一端が前記第4のインバータゲー
トの出力端に接続され第2のクロック信号が印加される
第4の伝送ゲートと、一端が前記第4の伝送ゲートの他
端に接続され他端が前記第3のインバータゲートの入力
端に接続され第1のクロック信号が印加される第5の伝
送ゲートとからなる第2のラッチ回路と、 一端が前記第2のラッチ回路の第4のインバータゲート
の出力端に接続され第3のクロック信号が印加される第
6の伝送ゲートと、入力端が前記第6の伝送ゲートの他
端に接続された第5のインバータゲートと、入力端が前
記第5のインバータゲートの出力端に接続された第6の
インバータゲートと、一端が前記第6のインバータゲー
トの出力端に接続され他端が前記第5のインバータゲー
トの入力端に接続され第3のクロック信号が印加される
第7の伝送ゲートとからなる第3のラッチ回路と、 一端がシフトデータ入力信号に接続され他端が前記第2
のラッチ回路内の第4および第5の伝送ゲートの共通接
続点に接続され第2のクロック信号が印加される第8の
伝送ゲートとを具備し、 第1の動作モードにおいて、前記第1および第2のラッ
チ回路がそれぞれマスタおよびスレーブラッチ回路とし
て動作し、前記第2のラッチ回路よりデータ入力信号に
基づくデータ出力ビット信号を出力し、第2の動作モー
ドにおいて、前記第2のラッチ回路と前記第3のラッチ
回路とがシフトレジスタ回路として動作し、前記第3の
ラッチ回路よりシフトデータ入力信号に基づく出力信号
を出力するように構成したことを特徴とするCMOS論
理回路。2. A first transmission gate to which a data input signal is input and a first clock signal is applied to one end, and a first inverter gate whose input end is connected to the other end of the first transmission gate. A second inverter gate whose input end is connected to the output end of the first inverter gate, and one end of which is connected to the output end of the second inverter gate and the other end of which is the input of the first inverter gate. First connected to the end
A first latch circuit composed of a second transmission gate to which the first clock signal is applied, and one end of which is connected to an output terminal of the first inverter gate of the first latch circuit to which the first clock signal is applied. A third transmission gate, an input end connected to the other end of the third transmission gate, and a fourth input gate connected to the output end of the third inverter gate. An inverter gate, a fourth transmission gate having one end connected to the output end of the fourth inverter gate and receiving a second clock signal, and one end connected to the other end of the fourth transmission gate and the other end Is connected to the input terminal of the third inverter gate and includes a fifth transmission gate to which the first clock signal is applied, and a fourth inverter of the second latch circuit having one end. Gate exit A sixth transmission gate connected to the end to which the third clock signal is applied, a fifth inverter gate whose input end is connected to the other end of the sixth transmission gate, and an input end to the fifth A sixth inverter gate connected to the output end of the inverter gate, and a third clock signal having one end connected to the output end of the sixth inverter gate and the other end connected to the input end of the fifth inverter gate And a third latch circuit including a seventh transmission gate to which is applied, one end of which is connected to the shift data input signal and the other end of which is the second
An eighth transmission gate connected to a common connection point of the fourth and fifth transmission gates in the latch circuit to which a second clock signal is applied, the first and second transmission gates in the first operation mode. The second latch circuit operates as a master latch circuit and a slave latch circuit, outputs a data output bit signal based on a data input signal from the second latch circuit, and outputs the data output bit signal based on the data input signal. A CMOS logic circuit configured to operate as a shift register circuit together with the third latch circuit, and to output an output signal based on a shift data input signal from the third latch circuit.
Priority Applications (1)
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---|---|---|---|
JP3190250A JP2567530B2 (en) | 1991-07-30 | 1991-07-30 | CMOS logic circuit |
Applications Claiming Priority (1)
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---|---|---|---|
JP3190250A JP2567530B2 (en) | 1991-07-30 | 1991-07-30 | CMOS logic circuit |
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---|---|
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ID=16255012
Family Applications (1)
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---|---|---|---|
JP3190250A Expired - Lifetime JP2567530B2 (en) | 1991-07-30 | 1991-07-30 | CMOS logic circuit |
Country Status (1)
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JPS6131437Y2 (en) * | 1980-06-09 | 1986-09-12 | ||
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JP2567531B2 (en) * | 1991-07-30 | 1996-12-25 | ストーリッジ・テクノロジー・パートナーズ | Scannable latch circuit |
-
1991
- 1991-07-30 JP JP3190250A patent/JP2567530B2/en not_active Expired - Lifetime
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Publication number | Publication date |
---|---|
JPH05267998A (en) | 1993-10-15 |
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