JPH01280839A - Semiconductor integrated circuit device - Google Patents
Semiconductor integrated circuit deviceInfo
- Publication number
- JPH01280839A JPH01280839A JP63304092A JP30409288A JPH01280839A JP H01280839 A JPH01280839 A JP H01280839A JP 63304092 A JP63304092 A JP 63304092A JP 30409288 A JP30409288 A JP 30409288A JP H01280839 A JPH01280839 A JP H01280839A
- Authority
- JP
- Japan
- Prior art keywords
- circuit
- error detection
- arithmetic
- output
- circuits
- Prior art date
- Legal status (The legal status 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 status listed.)
- Granted
Links
- 239000004065 semiconductor Substances 0.000 title claims description 25
- 238000001514 detection method Methods 0.000 claims description 160
- 238000012937 correction Methods 0.000 claims description 48
- 238000012795 verification Methods 0.000 claims description 12
- 230000000644 propagated effect Effects 0.000 claims description 5
- 230000003071 parasitic effect Effects 0.000 claims description 3
- 230000001902 propagating effect Effects 0.000 claims description 3
- 238000010586 diagram Methods 0.000 description 18
- 230000010354 integration Effects 0.000 description 9
- 230000007274 generation of a signal involved in cell-cell signaling Effects 0.000 description 8
- 238000000034 method Methods 0.000 description 6
- 238000003745 diagnosis Methods 0.000 description 5
- 230000000694 effects Effects 0.000 description 5
- 239000001679 citrus red 2 Substances 0.000 description 3
- 239000004205 dimethyl polysiloxane Substances 0.000 description 2
- 101150079361 fet5 gene Proteins 0.000 description 2
- UHZYTMXLRWXGPK-UHFFFAOYSA-N phosphorus pentachloride Chemical compound ClP(Cl)(Cl)(Cl)Cl UHZYTMXLRWXGPK-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- 239000001259 polydextrose Substances 0.000 description 2
- 239000004175 ponceau 4R Substances 0.000 description 2
- 101100081489 Drosophila melanogaster Obp83a gene Proteins 0.000 description 1
- 101000954570 Mus musculus V-type proton ATPase 16 kDa proteolipid subunit c Proteins 0.000 description 1
- 101100484217 Rattus norvegicus Slc14a1 gene Proteins 0.000 description 1
- 230000000052 comparative effect Effects 0.000 description 1
- 230000003111 delayed effect Effects 0.000 description 1
- 230000009977 dual effect Effects 0.000 description 1
- 230000007257 malfunction Effects 0.000 description 1
- 239000007787 solid Substances 0.000 description 1
- 230000003068 static effect Effects 0.000 description 1
Landscapes
- Detection And Correction Of Errors (AREA)
- Hardware Redundancy (AREA)
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。(57) [Summary] This bulletin contains application data before electronic filing, so abstract data is not recorded.
Description
【発明の詳細な説明】
〔産業上の利用分野〕
本発明は、高信頼性を槃求される論理回路を含む半25
体集積回路装置に関するもので、信頼性を損うことなく
集積度及び/又は高速性を向上させた論理回路を含む半
導体集積回路装置に関する。DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION [Field of Industrial Application] The present invention relates to a semiconductor device including a logic circuit that requires high reliability.
The present invention relates to a semiconductor integrated circuit device that includes a logic circuit with improved integration and/or high speed without impairing reliability.
論理回路の信頼性向上を図る方法としては、アイ・イー
・イー・イー、インタナショナル ソリッドステート
サーキッツ コンファレンス、ダイジェスト オブ テ
クニカル ペイバーズ。As a method to improve the reliability of logic circuits, IEE, International Solid State
Circuits Conference, Digest of Technical Pavers.
1982年、第54頁から第55頁(ISSCCDIG
EST OF TECHNICALPAPER5,
pp、54−55 ; Feb、、 1982)におい
て、データにパリティピットを付加してデータの誤りを
検出するとともに、論理回路部を二重化し、それらの出
力を比較することにより論理演算中の誤りを検出する方
法が示されている。1982, pp. 54-55 (ISSCCDIG
EST OF TECHNICAL PAPER5,
pp. 54-55; Feb., 1982), they added parity pits to data to detect data errors, and also duplicated logic circuits and compared their outputs to detect errors during logic operations. A method of detection is shown.
第2図は、この従来技術による誤り検出のOすを示した
もので、算術論理演算器(A rithmeticLo
gic Unit+以下ALUという)部を二重化する
ことにより誤りを検出する。ALUIとALU2とは論
理的に全く同じ機能を有しており、データA、Bを両者
に入力し、ALUIの演算結果を出方端子Fがら出力す
るとともに、これを比較回路CMPでALU2の演算結
果と照合することにより演算動作における誤りの有無を
調べ、その誤ε
り検出信号を端子により出力する。一方、入力データの
誤り検出に関しては、データA、Bにそれぞれ対応する
パリティビットP^、P[lを入力し、パリティチエツ
ク回路PCA、PCBで照合を行い、結果を出力端子E
^、Eaから出力する。さらにALU出力に基づいてパ
リティ生成回路PGでパリティ出力を演算し、出力端子
PFから出力する。FIG. 2 shows the error detection system according to this prior art.
Errors are detected by duplicating the gic unit (hereinafter referred to as ALU). ALUI and ALU2 have the same logical functions; data A and B are input to both, and the ALUI calculation result is output from the output terminal F, and this is sent to the comparison circuit CMP to perform the calculation of ALU2. The presence or absence of an error in the arithmetic operation is checked by comparing it with the result, and the error detection signal is outputted from the terminal. On the other hand, regarding error detection in input data, parity bits P^ and P[l corresponding to data A and B are inputted, and parity check circuits PCA and PCB perform comparison, and the results are sent to output terminal E.
^, Output from Ea. Furthermore, a parity generation circuit PG calculates a parity output based on the ALU output, and outputs it from an output terminal PF.
次に第3図は、上記従来技術をALU、レジスタ、プレ
シフタ等から成る演算部に適用した例を示したものであ
り、ALU部16の構成は、第2図のものと実質的に同
じである。図において、DL1601〜DL1602は
データラッチ。Next, FIG. 3 shows an example in which the above-mentioned conventional technology is applied to an arithmetic unit consisting of an ALU, a register, a preshifter, etc. The configuration of the ALU unit 16 is substantially the same as that in FIG. be. In the figure, DL1601 and DL1602 are data latches.
PL16はパリティラッチであり、R1501〜R15
02はレジスタ、PS1501〜PS1’502はプレ
シフタである。この例ではレジスタ出力のパリティ・チ
エツクをパリティチエツク回路PCA、PCBで行い、
その結果を端子E^、Eaからそれぞれ出力する。また
2組の二重化されたプレシフタPS1501及び
PS1502 (シフト回路5H1501とS T(1
502、及びシフト回路5H1503とS H1504
)の演算結果を比較回路CMP1601及びC:MP
1602でそれぞれ比較照合し、その結果を端子E16
01゜E1602からそれぞれ出力する。PL16 is a parity latch, R1501 to R15
02 is a register, and PS1501 to PS1'502 are preshifters. In this example, parity check of register output is performed by parity check circuits PCA and PCB.
The results are output from terminals E^ and Ea, respectively. In addition, two sets of duplicated preshifters PS1501 and PS1502 (shift circuits 5H1501 and ST(1
502, and shift circuits 5H1503 and S H1504
) comparator circuit CMP1601 and C:MP
1602 compares and collates each, and sends the result to terminal E16.
01°E1602 respectively.
以上述べた様な構成とすることにより、(1)パリティ
ピットを用いた入力データの誤り検出、(2)ALU及
びプレシフタの二重化による演算結果の誤り検出、(3
)ALUの演算結果に対するパリティビットの付加を行
うことができる。With the configuration described above, (1) error detection in input data using parity pits, (2) error detection in calculation results by duplication of ALU and preshifter, (3)
) A parity bit can be added to the ALU operation result.
第4図は二重化された回路の演算結果の比較照合回路及
び・:の比較照合回路の診断用回路の例を示[、またも
のである。図において、1.301 。FIG. 4 shows an example of a circuit for comparing and verifying calculation results of a duplicated circuit and a diagnostic circuit for comparing and verifying circuits. In the figure, 1.301.
1302は同じ機能を持つ二重化された演算回路、EO
R13は比較照合用のFOR回路、1303はFOR回
路の診断用回路、A N I) 1301 。1302 is a redundant arithmetic circuit with the same function, EO
R13 is a FOR circuit for comparison and verification, and 1303 is a diagnostic circuit for the FOR circuit.
AND]、302はAND回路である。二重化された演
算回路1301.1302は 正常に動作している場合
は同じ演算結果を出力するため、そのままでは比較照合
回路EOR13は正常に動作しているのか或いは出力が
正常値に固定されているのかを判断できない。この例で
は、AND回路AND13(0,AND1302からな
る診断用回路1303により一方の演算回路の出力を強
制的に他方の演算回路の出力とは異なる値とすることに
より比較照合回路EOR13の診断を行う構成をして誤
り検出回路内蔵論理回路1300を得ている。すなわち
、T2. T、は診断制御信号であり、通常の動作時に
はハイレベルに設定されており、0UT1301,0U
T1302がそのまま比較照合回路FOR湊i=に入力
される。論>w、 Iay算回11301,1.302
が共に正常動作している場合、0UT1301,0UT
1302は等り、l、N値となるため、比較照合回路E
OR13の出力ER13は常にローレベルとなり、比較
照合回路EOR13の正常動作と、これの故障により出
力がローレベルに固定されるような場合とを区別できな
い。論理回路の診断時にこの区別ができるようにするた
め、例えば、制御信号T2をローレベルとすると、AN
D回路ANDi301の出力はローレベルとなり、この
とき0UT1302がハイレベルとなるような入力がA
ll〜D1]、に印加されていると、比較照合回路EO
R13が正常動作している場合には出力ERI 3はハ
イレベルとなるが、若しこれが故障の場合にはローレベ
ルとなる。このように診断制御信号T2.T、の一方を
ローレベルとすることにより比較照合回路EOR13の
診断を行うことができる。AND], 302 is an AND circuit. Since the duplicated arithmetic circuits 1301 and 1302 output the same arithmetic result when operating normally, it remains to be seen whether the comparison and matching circuit EOR13 is operating normally or whether its output is fixed at a normal value. cannot be determined. In this example, the comparison and verification circuit EOR13 is diagnosed by forcing the output of one arithmetic circuit to a value different from the output of the other arithmetic circuit by a diagnostic circuit 1303 consisting of an AND circuit AND13 (0, AND1302). The logic circuit 1300 with built-in error detection circuit is obtained by configuring the logic circuit 1300 with a built-in error detection circuit.In other words, T2.
T1302 is input as is to the comparison and verification circuit FORMinatoi=. Theory>w, Iay Arithmetic 11301, 1.302
If both are operating normally, 0UT1301, 0UT
Since 1302 is equal and has l and N values, the comparison and matching circuit E
The output ER13 of the OR13 is always at a low level, and it is impossible to distinguish between the normal operation of the comparing and matching circuit EOR13 and the case where the output is fixed at a low level due to a failure of this circuit. In order to be able to make this distinction when diagnosing logic circuits, for example, if the control signal T2 is set to low level, the AN
The output of D circuit ANDi301 becomes low level, and at this time, the input that causes 0UT1302 to become high level is A.
ll~D1], the comparison and matching circuit EO
If R13 is operating normally, the output ERI 3 will be at a high level, but if it is malfunctioning, it will be at a low level. In this way, the diagnostic control signal T2. The comparison and verification circuit EOR13 can be diagnosed by setting one of the T and T to low level.
第2図〜第4図を用いて説明した様な誤り検出能力を有
する論理回路では以下に示す様な問題があった。Logic circuits having error detection capabilities as described with reference to FIGS. 2 to 4 have the following problems.
まずALU部の遅延時間に関しては、パリティ生成演算
をALU部の演算終了後にその結果を用いて行うため、
遅延時間は両演算時間の和となり、パリティビットを付
加しない場合に比べて増大するという問題があった。こ
の増加量は例えば32ビツトのALUでは全遅延時間の
約20%程度に達し、高速化を阻害する要因となってい
た。また比較照合回路の診断用回路を設けることにより
誤り検出信号の遅延時間が増加した。First, regarding the delay time of the ALU section, since the parity generation operation is performed using the result after the completion of the operation of the ALU section,
The problem is that the delay time is the sum of both calculation times, and is longer than when no parity bit is added. For example, in a 32-bit ALU, this amount of increase amounts to about 20% of the total delay time, which is a factor that hinders speeding up. Furthermore, by providing a diagnostic circuit for the comparison and verification circuit, the delay time of the error detection signal increases.
次にレイアウト面積に関しては、論理規模が大きく大面
積を占めるALUや配線本線が多いため同じく大面積を
占めるプレシフタを演算用に加えて、結果の照合用に更
に1個必要とするのに加え、レジスタ出力のパリティチ
エツク回路及びA L U出力とプレシフタ出力の比較
照合回路及び同回路の診断回路を必要とするため面積増
大を招くという問題があった。Next, regarding the layout area, since the logic scale is large and there are many ALUs and main wiring lines that occupy a large area, in addition to the preshifter that also occupies a large area for calculation, one more is required for checking the results. Since a parity check circuit for the register output, a comparison circuit for the ALU output and the preshifter output, and a diagnostic circuit for the same circuit are required, there is a problem in that the area increases.
更に従来技術において高速化を図るには、論理回路を構
成するトランジスタ等の能動素子の即動能力向上による
回路各段の遅延時間の短縮、あるいは論理の並列度向上
によるクリティカルバスの回路段数の低減等の方法があ
るが、前者は能動素子の面積を大きくする必要があり、
また後者は回路数を増やす必要があるため、いずれもレ
イアウト面積の増大を招く。従って元来二重化による誤
り検出のために大面積となっている従来技術を用いた演
算部において、高速化を図ろうとするとLSIの高集積
化の著しい妨げとなる可能性があった。Furthermore, in order to achieve higher speeds in conventional technology, it is necessary to reduce the delay time of each stage of the circuit by improving the immediate acting ability of active elements such as transistors that make up the logic circuit, or to reduce the number of circuit stages of the critical bus by improving the parallelism of logic. There are other methods, but the former requires increasing the area of the active element;
Moreover, since the latter requires an increase in the number of circuits, both of them result in an increase in layout area. Therefore, if an attempt is made to increase the speed of an arithmetic unit using the conventional technology, which originally has a large area due to error detection due to duplexing, there is a possibility that it will significantly impede higher integration of LSI.
本発明の目的は、信頼性を損うことなく集結底及び/又
は高速性を向上させた誤り検出機能をもつ論理回路を含
む半導体集積回路装置を提供することである。SUMMARY OF THE INVENTION An object of the present invention is to provide a semiconductor integrated circuit device including a logic circuit having an error detection function with improved integration and/or high speed without impairing reliability.
〔課題を解決するための手段及び作用〕本発明の半導体
集積回路装置は、入力データを複数段の直列に接続され
た演算回路に入力し、これら演算回路を入力データが仏
殿中に所定の演算を行い出力データを得る第1の回路列
(データ演算部)と、上記入力データに対応する誤り検
出符号の入力により、上記第1の回路列内の各演算回路
における演算に対応して誤り検出符号に補正を加える誤
り検出符号補正回路を直列に接続し、上記出力データに
対応する誤り検出符号を出力する第2の回路列(誤り検
出符号補正部)と、上記第1の回路列内の演算回路の出
力とこれに対応するる誤り検出符号を用いた論理回路を
具備する。[Means and effects for solving the problem] The semiconductor integrated circuit device of the present invention inputs input data to a plurality of stages of serially connected arithmetic circuits, and processes the input data into a predetermined arithmetic operation in a Buddhist shrine. A first circuit array (data operation unit) that performs the above operations and obtains output data, and by inputting an error detection code corresponding to the input data, detects errors corresponding to calculations in each arithmetic circuit in the first circuit array. A second circuit array (error detection code correction section) which connects in series error detection code correction circuits that correct the code and outputs an error detection code corresponding to the output data; It includes a logic circuit using the output of the arithmetic circuit and a corresponding error detection code.
上記第1の回路列と第2の回路列は、データの演算と誤
り検出符号の生成を並列に行うものであり、データ演算
の終了と略同時にその演算結果に対応する誤り検出符号
出力が得られ、誤り検出符号の生成を行わない場合と同
程度にまで演算時間を短縮することができる。また誤り
検出回路は演算回路の出力とこれに対応する誤り検出符
号補正回路の出力とによりデータの演算と並行して誤り
検出(例えばパリティチエツク等)を行い、演算中の誤
りを検出するものであり、回路の二重化を行うことなし
に同程度の信頼性を得ることができる。更に、誤り検出
符号補正回路及び誤り検出回路等による面積増加量を演
算回路1個分より小さくすることができるため、演算回
路を二重化する場合に比ベレイアウト面積を同等或いは
それ以下とすることができる。The first circuit array and the second circuit array perform data calculation and error detection code generation in parallel, and the error detection code output corresponding to the calculation result is obtained almost simultaneously with the completion of data calculation. Therefore, the calculation time can be reduced to the same level as when no error detection code is generated. In addition, the error detection circuit performs error detection (for example, parity check) in parallel with data calculation using the output of the calculation circuit and the output of the corresponding error detection code correction circuit, and detects errors during calculation. It is possible to obtain the same level of reliability without duplicating the circuit. Furthermore, since the increase in area due to the error detection code correction circuit, error detection circuit, etc. can be made smaller than that of one arithmetic circuit, when duplicating the arithmetic circuit, the relative layout area can be made the same or less. can.
上記の誤り検出符号を用いた論理回路の構成は。The configuration of a logic circuit using the above error detection code is as follows.
回路規模が大きいALU部に適用するのが好適である。It is suitable to apply to an ALU section with a large circuit scale.
また、上記の誤り検出符号を用いた論理回路の構成は、
ALU部のみならず、ALU部を含む演算部全体に適用
することも可能である。本発明の半導体集積回路装置は
、入力データに対し所定の演算を行い出力データを出力
する第1の回路と、該入力データに対応する誤り検出符
号の入力に対し所定の演算を行い該出力データに対応す
る誤り検出符号を出力する第2の回路とを含む演算回路
を複数個含み、各演算回路内の上記第1の回路間を接続
した第1の回路列によりデータバスを形成し、データバ
スで相互に接続された演算回路内の上記第2の回路間を
接続した第2の回路列により誤り検出符号バスを形成し
、同一演算回路内の上記第1の回路の出力データと上記
第2の回路の出力の誤り検出符号との照合を行う誤り検
出回路を少なくとも1個含む、誤り検出符号を用いた論
理回路を具備する。すなわち、第2の回路列の誤り検出
符号出力を第1の回路列のデータ出力に随伴させる構成
とする。このように、第2の回路列の誤り検出符号出力
を第1の回路列のデータ出力に随伴させることにより、
演算結果の誤り検出回路の個数を減らすことができ、レ
イアウト面積縮小をさらに図ることができる。Furthermore, the configuration of a logic circuit using the above error detection code is as follows:
It is also possible to apply not only the ALU section but also the entire calculation section including the ALU section. A semiconductor integrated circuit device of the present invention includes a first circuit that performs a predetermined operation on input data and outputs output data, and a first circuit that performs a predetermined operation on an input of an error detection code corresponding to the input data and outputs the output data. A data bus is formed by a first circuit array that connects the first circuits in each arithmetic circuit. An error detection code bus is formed by a second circuit string connecting the second circuits in the arithmetic circuits that are interconnected by a bus, and the output data of the first circuit in the same arithmetic circuit and the second circuit are connected to each other by a bus. A logic circuit using an error detection code is provided, including at least one error detection circuit that checks the output of the second circuit with the error detection code. That is, the configuration is such that the error detection code output of the second circuit array is made to accompany the data output of the first circuit array. In this way, by making the error detection code output of the second circuit string accompany the data output of the first circuit string,
The number of error detection circuits for calculation results can be reduced, and the layout area can be further reduced.
また、本発明の半導体集積回路装置は、上記の誤り検出
符号を用いた論理回路と、同一機能を有しかつ同一信号
が入力される二重化した演算回路及び該二重化した演算
回路の出力相互を比較するψ
比較回路からなる回路の2重化による誤り検出機能内蔵
論理回路渓を具備する。すなわち、回路の特性に応じて
、誤り検出符号を用いた論理回路と回路の二重化による
誤り検出機能内蔵論理回路とを使い分け、両輪理回路を
混在させることにより、全体として高速化と高集積化を
同時に図る。この構成は、キャリー・ルックアヘッド方
式のALUに適用するのが好適である。ALU部は回路
規模が大きいため、誤り検出符号を用いた論理回路の植
成を用いる。一方、キャリー・ルックアヘッド・ジェネ
レータ部は回路規模が比較的小さいので、回路の二重化
による誤り検出機能内蔵論理回路の構成を用いる。また
、演算制御信号を生成する制御回路部も、制御信号発生
回路の二重化によって誤り検出を行う構成を用いる。The semiconductor integrated circuit device of the present invention also provides a logic circuit using the error detection code described above, a duplex arithmetic circuit having the same function and inputting the same signal, and comparing the outputs of the duplex arithmetic circuit with each other. A logic circuit with a built-in error detection function is provided by duplicating the circuit consisting of the comparator circuit. In other words, depending on the characteristics of the circuit, logic circuits using error detection codes and logic circuits with built-in error detection functions by duplicating the circuits are used, and by mixing both types of logic circuits, the overall speed and integration can be increased. At the same time. This configuration is suitable for application to a carry-lookahead type ALU. Since the ALU section has a large circuit scale, a logic circuit using an error detection code is used. On the other hand, since the carry lookahead generator section has a relatively small circuit scale, a logic circuit with a built-in error detection function configured by duplicating the circuit is used. Furthermore, the control circuit unit that generates the arithmetic control signals also uses a configuration in which error detection is performed by duplicating the control signal generation circuits.
また1回路の二重化による誤り検出機能内蔵論理回路に
対し、二重化した各演算回路へのクロック信号系を、各
演算回路内の論理回路網の出力信号を外部に取り出すス
イッチ回路へのクロック信号の給電系と、該演算回路内
の他のスイッチ回路へのクロック信号の給電系との2系
統に分割して給電することにより二重化した演算回路自
身に誤り検出回路の診断機能を持たせる。したがって、
本発明の半導体集積回路装置は、二重化した演算回路と
、該二重化演算回路の出力相互を比較する比較回路t
(!iIえ、二重化の各演算回路へのクロック信号の給
電系を、該演算回路内の論理回路網の出力信号を外部に
取り出すスイッチ回路へのクロック信号の給電系と、該
演算回路内の他のスイッチ回路へのクロック信号の給電
系との2系統に分割して給電する。誤り検出回路の診断
機能内蔵論理回路を具備する。すなわち、二重化の各演
算回路へのクロック給電系を上記のように2系統に分割
して各演算回路に供給することにより、通常の!FIJ
作時には上記2系統とも同じクロック信号を供給し、従
来例と同様に演算動作を行う一方、故障診断時には、二
重化演算回路の一方の演算回路への2系統給電に互いに
異なるクロック信号を供給し、この演算回路内の論理回
路網の出力を外部に取り出すスイッチ回路を非導通状態
にさせ、これにより、比較回路に入力される二重化演算
回路出力の一方の出力レベルをハイレベルかローレベル
かの何れかに固定することが可能で、そのため二重化の
両波算回路の出力相互は異なる信号を発生させるように
することが可能となる。すなわち、常時と診断時とでは
クロック信号を変化させるようにすることにより、演算
回路自身に比較回路診断用信号の発生機能を持たせたも
ので、これにより診断回路を不要にさせ、回路数やレイ
アウト面積の縮小、および誤り検出信号の遅延時間の短
縮を可能にする。In addition, for a logic circuit with a built-in error detection function by duplicating one circuit, the clock signal system for each duplexed arithmetic circuit is fed to the switch circuit that takes out the output signal of the logic circuit network in each arithmetic circuit to the outside. By dividing the power supply into two systems: a power supply system and a power supply system for clock signals to other switch circuits in the arithmetic circuit, the redundant arithmetic circuit itself has the diagnostic function of the error detection circuit. therefore,
The semiconductor integrated circuit device of the present invention includes a duplexed arithmetic circuit and a comparison circuit t for comparing outputs of the duplexed arithmetic circuit.
(!iI, the power supply system for the clock signal to each duplex arithmetic circuit is the power supply system for the clock signal to the switch circuit that takes out the output signal of the logic circuit network in the arithmetic circuit to the outside, and The clock signal power supply system to other switch circuits is divided into two systems.It is equipped with a logic circuit with a built-in diagnostic function for the error detection circuit.In other words, the clock power supply system to each duplexed arithmetic circuit is divided into two systems: the clock signal power supply system to other switch circuits. By dividing it into two systems and supplying it to each arithmetic circuit, the normal !FIJ
During operation, the same clock signal is supplied to the two systems and the calculation operation is performed in the same manner as in the conventional example, while during failure diagnosis, different clock signals are supplied to the two systems to power one of the duplex calculation circuits, The switch circuit that takes out the output of the logic circuit in this arithmetic circuit to the outside is made non-conductive, thereby setting the output level of one of the duplex arithmetic circuit outputs input to the comparator circuit to either high level or low level. Therefore, the outputs of both duplex wave calculation circuits can generate different signals. In other words, by changing the clock signal between normal and diagnostic times, the arithmetic circuit itself has the function of generating a comparison circuit diagnostic signal.This eliminates the need for a diagnostic circuit and reduces the number of circuits. It is possible to reduce the layout area and the delay time of the error detection signal.
この構成は、ドミノ方式のダイナミック型論理回路に適
用するのが好適である。特に、キャリー・ルックアヘッ
ド方式のALUにおけるキャリー・ルックアヘッド・ジ
ェネレータ部に適用するのが好適である。すなわち、上
述したように、ALU部には誤り検出符号を用いた論理
回路の構成を用い、キャリー・ルックアヘッド・ジェネ
レータ部は比較回路の診断機能内蔵論理回路の構成を用
い、制御回路部には従来の二重化による誤り検出機能内
蔵論理回路の構成を用いて、3種の誤り検出能力をもつ
論理回路を混在させる。This configuration is suitable for application to a domino type dynamic logic circuit. In particular, it is suitable to apply to a carry lookahead generator section in a carry lookahead type ALU. That is, as described above, the ALU section uses a logic circuit configuration using an error detection code, the carry lookahead generator section uses a logic circuit configuration with a built-in diagnostic function of a comparison circuit, and the control circuit section uses a logic circuit configuration using an error detection code. Using the configuration of a conventional logic circuit with a built-in error detection function using duplication, logic circuits having three types of error detection capabilities are mixed.
第1図は本発明の一実施例を示すブロック図である。 FIG. 1 is a block diagram showing one embodiment of the present invention.
第1図に於て、1は第1の回路列に相当するデータ演算
部、2は誤り検出部、3は第2の回路列に相当する誤り
検出符号補正部、110はデータ入力端子、111〜1
14はデータ演算回路、115はデータ出力端子、12
1〜124は誤り検出回路、130は誤り検出符号入力
端子、131〜134は誤り検出符号補正回路、135
は誤り検出符号出力端子、141〜144は制御信号入
力端子、E121〜E124は誤り検出信号出力端子で
ある。本実施例に於て、データ入力端子110から入力
された入力データ信号に対しデータ演算部1を構成する
直列に接続された演算回路111〜114を伝搬する過
程で制御信号入力端子141〜144に入力された信号
に従い、所定の演算が行われ、出力端子115から出力
される。一方、誤り検出符号補正部3内には、第1の回
路列内の演算回路111〜114にそれぞれ対応する誤
り検出符号補正回路131〜134が設けられており、
入力端子141〜144から入力される制御信号も同様
に入力されている。回路131〜134により、誤り検
出符号入力端子130から入力される誤り検出符号に対
しデータ演算に対応した補正が加えられる。更に誤り検
出部2内には、111〜114及び131〜134の回
路にそれぞれ対応する誤り検出回路121〜124が設
けられている。データ演算部]及び誤り検出符号補正部
3の各段の出力は、対応する段の誤り検出回路に入力さ
れる。これらの回路各段傳
における演算データと誤り検出符号とから誤られる誤り
検出結果は出力端子E121〜E124にそれぞれ出力
される。例えば、誤り検出符号としてパリティを用いた
場合、誤り検出符号入力端子130には入力データのパ
リティピッI・を入力し、誤り検出符号補正回路131
〜134では演算回路111〜114の各段の演算に応
じて定まるパリティを出力として得られる様に補正を行
う一方、誤り検出回路121〜124の各々では誤り検
出符号補正回路131〜134の各々で補正されたパリ
ティと演算回路111〜114の各演算出力のパリティ
とをパリティチエツクにより照合し、その結果を出力端
子E121〜E]24に出力する。これにより従来技術
における二重化と同様に演算回路出力の1ビット誤りが
検出可能となる。In FIG. 1, 1 is a data calculation section corresponding to the first circuit column, 2 is an error detection section, 3 is an error detection code correction section corresponding to the second circuit column, 110 is a data input terminal, and 111 ~1
14 is a data calculation circuit, 115 is a data output terminal, 12
1 to 124 are error detection circuits, 130 is an error detection code input terminal, 131 to 134 are error detection code correction circuits, 135
is an error detection code output terminal, 141 to 144 are control signal input terminals, and E121 to E124 are error detection signal output terminals. In this embodiment, an input data signal input from the data input terminal 110 is transmitted to the control signal input terminals 141 to 144 in the process of propagating through the serially connected arithmetic circuits 111 to 114 constituting the data calculation section 1. A predetermined calculation is performed according to the input signal, and the result is output from the output terminal 115. On the other hand, error detection code correction circuits 131 to 134 respectively corresponding to the arithmetic circuits 111 to 114 in the first circuit array are provided in the error detection code correction unit 3.
Control signals input from input terminals 141 to 144 are also input in the same manner. The circuits 131 to 134 apply corrections corresponding to data operations to the error detection code input from the error detection code input terminal 130. Further, error detection circuits 121 to 124 corresponding to circuits 111 to 114 and 131 to 134 are provided in the error detection unit 2, respectively. The outputs of each stage of the data calculation unit] and the error detection code correction unit 3 are input to the error detection circuit of the corresponding stage. Error detection results that are erroneous from the calculation data and error detection codes in each stage of these circuits are output to output terminals E121 to E124, respectively. For example, when parity is used as an error detection code, the parity bit I of the input data is input to the error detection code input terminal 130, and the error detection code correction circuit 131
- 134 perform correction so that a parity determined according to the calculations in each stage of the arithmetic circuits 111 - 114 is obtained as an output, while in each of the error detection circuits 121 - 124 , each of the error detection code correction circuits 131 - 134 performs a correction. The corrected parity is compared with the parity of each calculation output of the calculation circuits 111 to 114 by a parity check, and the result is outputted to the output terminals E121 to E]24. This makes it possible to detect a 1-bit error in the output of the arithmetic circuit, similar to the duplication in the prior art.
また本実施例では上記の様にデータとこれに対応するパ
リティピットとを入力し、前者に対する演算と後者に対
する補正とを1)12列に行う。この結果、パリティ出
力がデータ出力とほぼ同時に得られるため演算時間が短
縮される。またパリティビットのビット数はデータのビ
ット数より少ないので(通常データ8ビツトに対しパリ
ティ−ビットが付加される)、誤り検出符号補正部3等
の、本実施例を適用するために追加する必要のある回路
の規模はデータ演算部1より小さくなり、演算部ケ二重
化する場合よりレイアウト面積を縮小できる。Further, in this embodiment, data and parity pits corresponding to the data are input as described above, and calculations for the former and corrections for the latter are performed in 1) 12 columns. As a result, the parity output can be obtained almost simultaneously with the data output, reducing calculation time. Also, since the number of parity bits is smaller than the number of data bits (normally, a parity bit is added to 8 bits of data), it is necessary to add an error detection code correction unit 3, etc. in order to apply this embodiment. The scale of the circuit is smaller than that of the data calculation unit 1, and the layout area can be reduced compared to when the calculation units are duplicated.
従って本実施例により高速化と高集積化を同時に図るこ
とができる。なお、第2図の従来例ではパリティチエツ
ク回路PCA、PCBにおいて入力でいる。Therefore, according to this embodiment, high speed and high integration can be achieved at the same time. In the conventional example shown in FIG. 2, the input signal is input to the parity check circuits PCA and PCB.
第5図はA L tJに本発明を適用した一実施例を示
すブロック図である。第5図においてA0〜A。FIG. 5 is a block diagram showing an embodiment in which the present invention is applied to A L tJ. A0 to A in FIG.
はA入力データ、B0〜B、はB入力データ、6丁はキ
ャリー人力、80〜S、は演算制御信号、F。is A input data, B0-B is B input data, 6 guns are carried manually, 80-S are calculation control signals, F.
〜F、は演算結果、COはキャリー出力、P^は六入カ
データのパリティ、PBはB入力データのパリティ、3
110〜3113はデータ演算部1の1段目の演算回路
311を構成する回路、3120〜3123はデータ演
算部1の2段目の演算回路312を構成する回路、31
30〜3133はデータ演算部1の3段目の回路313
を構成する回路、3140〜3143はデータ演算部1
の4段目の回路314を構成する回路、DECはデコー
ド回路、CGはキャリー生成回路である。次に本実施例
の動作について説明する。~F is the calculation result, CO is the carry output, P^ is the parity of the 6-input data, PB is the parity of the B input data, 3
110 to 3113 are circuits forming the first stage calculation circuit 311 of the data calculation unit 1; 3120 to 3123 are circuits forming the second stage calculation circuit 312 of the data calculation unit 1;
30 to 3133 are the third stage circuits 313 of the data calculation section 1
The circuits 3140 to 3143 that constitute the data calculation unit 1
The circuits constituting the fourth stage circuit 314, DEC is a decoding circuit, and CG is a carry generation circuit. Next, the operation of this embodiment will be explained.
第5図では、六入カデータA0〜A3、B入力データB
。−B、及びキャリー人力CIに対し演算制御信号S。In Fig. 5, six input data A0 to A3, B input data B
. -B, and the calculation control signal S for the carry human CI.
−8,により選択された算術演算または論理演算を行い
、その演算結果F。−F、とキャリー出力C○を得る。-8, performs the arithmetic operation or logical operation selected by , and the operation result F. -F, and carry output C○ is obtained.
またこの実施例では誤り検出符号としてパリティを用い
ており、A入力データのパリティP^及びB入力データ
のパリティPBがデータとともにALUに入力され、演
算結果のパリティはPFに出力される。データ演算部の
1段目の回路311はB CD (B 1nary C
oded Decimal、二進化十進)演算に対応し
た段であり、BCD演算を行う場合にB入力データのみ
に6を加算する。この演算に対応して、誤り検出符号補
正部3(以下、補正部と呼ぶ)の1段目の回路331で
はパリティPBの補正を行う。両者の出力は誤り検出回
路321に入力されてパリティチエツクが行われ、1段
目での誤り及び入力データの誤りが検出される。続いて
データ演算部1の2段目の演算回路312では、演算制
御信号S。−8,により選択された算術演算または論理
演算を行う。算術演算の場合、この段は半加算器(ハー
フアダー)として動作し、桁上げ動作は次段で行う。回
路3123は、キャリー発生信号生成回路G1、キャリ
ー伝搬信号生成回路P3、NOR回5PIN OR)か
らなり、回路3120〜3122はそれぞれ回路312
3と同じ構成をもち、HA、〜HA、はハーフアダー出
力である。一方補正部3の2段目の回路332ではパリ
ティPA及び1段目の出力PDを用いてパリティ補正を
行う。これらの出力は誤り検出回路322に入力され、
パリティチエツクが行われる。Further, in this embodiment, parity is used as an error detection code, and the parity P^ of the A input data and the parity PB of the B input data are input to the ALU together with the data, and the parity of the operation result is output to the PF. The first stage circuit 311 of the data calculation section is B CD (B 1nary C
This stage corresponds to the BCD operation, and when performing the BCD operation, 6 is added to only the B input data. Corresponding to this calculation, the first stage circuit 331 of the error detection code correction section 3 (hereinafter referred to as the correction section) corrects the parity PB. Both outputs are input to an error detection circuit 321 where a parity check is performed, and errors in the first stage and errors in the input data are detected. Subsequently, the second stage arithmetic circuit 312 of the data arithmetic unit 1 receives the arithmetic control signal S. Perform the arithmetic or logical operation selected by -8. For arithmetic operations, this stage operates as a half adder, and carry operations are performed in the next stage. The circuit 3123 consists of a carry generation signal generation circuit G1, a carry propagation signal generation circuit P3, and a NOR circuit (5PIN OR).
It has the same configuration as 3, and HA, ~HA, are half adder outputs. On the other hand, the second stage circuit 332 of the correction section 3 performs parity correction using the parity PA and the first stage output PD. These outputs are input to the error detection circuit 322,
A parity check is performed.
以下同様に3段目で算術演算の桁上げ動作、4段目では
BCD演算の場合の一6演算を行うとともに、それぞれ
のパリティ補正とパリティチエツクを行う。なお、回路
3133は排他的論理和回路EOR3、回路314は一
6回路MP、がらなり、回路3130〜3132はそれ
ぞれ回路3133と、回路3140〜3142はそれぞ
れ回路3143と同じ構成をもつ。Similarly, the third stage performs a carry operation for arithmetic operations, and the fourth stage performs 16 operations for BCD operations, as well as parity correction and parity check. Note that the circuit 3133 consists of an exclusive OR circuit EOR3, the circuit 314 consists of a 16-circuit MP, circuits 3130 to 3132 each have the same configuration as the circuit 3133, and circuits 3140 to 3142 each have the same configuration as the circuit 3143.
この実施例においては第1図の例と同様にパリティ出力
がデータ出力と略同時に得られるため演算時間が短縮さ
れる。また本実施例ではデータ演算部1が1段当り4回
路を必要とするのに対し、誤り検出部2及び補正部3は
それぞれ1回路でよいため、データ演算部1を二重化し
て比較する場合に比べ回路・故を低減でき、!ノイアウ
ト面積も縮小される。本実施例では入力データ4ビツト
に対し、1ピツ1〜のパリティピッ1へを付加したが、
パリティピッ1〜はデータの8ビツトに対して1ビツト
付加するのが一般的であり、この場合は本発明によるレ
イアウト面積の縮小効果は更に大きくなる。In this embodiment, as in the example shown in FIG. 1, the parity output is obtained substantially simultaneously with the data output, so that the calculation time is shortened. Furthermore, in this embodiment, the data calculation unit 1 requires four circuits per stage, whereas the error detection unit 2 and the correction unit 3 each require one circuit, so when comparing the data calculation unit 1 by duplicating it, Compared to , circuits and failures can be reduced! The noise-out area is also reduced. In this embodiment, parity bits 1 to 1 are added to 4 bits of input data, but
It is common for parity bits 1 to 1 to add 1 bit to 8 bits of data, and in this case, the effect of reducing the layout area by the present invention is even greater.
なお本発明は上記実施例とは異なる構成や機能を持つA
LU(例えばBCD演算機能を持たないA L U )
においても同様に実施することができる。It should be noted that the present invention has a structure and function different from those of the above embodiments.
LU (e.g. ALU without BCD calculation function)
It can also be implemented in the same way.
次に第6図は第5図の実施例のデータ演算部1゜補正部
3及び誤り検出部2それぞれの1段目を構成する回路3
11,321,331の一例を示したものである。図に
おいて、]、OOは+6回路。Next, FIG. 6 shows a circuit 3 constituting the first stage of each of the data calculation section 1, correction section 3, and error detection section 2 of the embodiment shown in FIG.
11, 321, and 331 are shown as examples. In the figure, ] and OO are +6 circuits.
PPBば+6補正回路、101〜104は出力選択回路
、B0〜B3はB入力データ、D0〜D、はデータ演算
回路311の出力データ、PDは補正回路331の出力
バリティ、DECIは演算制御信号である。PPB is a +6 correction circuit, 101 to 104 are output selection circuits, B0 to B3 are B input data, D0 to D are output data of the data calculation circuit 311, PD is the output parity of the correction circuit 331, and DECI is a calculation control signal. be.
演算回路100はB入カデータB、−B、に対して6を
加算する演算を行い、−力選択回路101〜104は制
御信号DECIに従って、制御信号DECIがu O+
+の場合は6を加算した後の値をり、−D、に、その値
に対応するパリティピットをpoに出力し、制御信号D
ECIがII I ++の場合は、加算を行わない値を
り。−B3に、その値に対応するパリティビットをPD
に出力する。The arithmetic circuit 100 performs an operation to add 6 to the B input data B, -B, and the - force selection circuits 101 to 104 select the control signal DECI from uO+ according to the control signal DECI.
In the case of +, the value after adding 6 is calculated, -D, the parity pit corresponding to that value is output to po, and the control signal D
If the ECI is II I ++, use the value without addition. - PD the parity bit corresponding to that value in B3.
Output to.
6を加算した出力データD。−D、の論理は次の様に表
わすことができる。Output data D obtained by adding 6. The logic of -D can be expressed as follows.
D3=B工+B2+B。D3=B engineering+B2+B.
D2=B、・B2十B工・B2 D1=B□ D0=B。D2=B,・B20B・B2 D1=B□ D0=B.
一方、上記演算の結果、パリティが反転するのはBよ・
B、+B1・B2・B’、=1
の場合であり、補正回路PPaでこの補正を行う。On the other hand, as a result of the above operation, the parity is inverted because of B.
B, +B1·B2·B', = 1, and this correction is performed by the correction circuit PPa.
これらの結果、演算に誤りが無ければ出力データD0〜
D、のパリティと補正回路PPBの出力バリティPDと
は等しくなり、誤1j検出回路321でこれらを照合す
ることにより1ビツトの誤りを検出できる。As a result of these, if there is no error in the calculation, the output data D0~
The parity of D is equal to the output parity PD of the correction circuit PPB, and by comparing them in the error 1j detection circuit 321, a 1-bit error can be detected.
次に第7図は第5図のデータ演算部lの2段目の回路3
12の機能の一例を示したものである。Next, FIG. 7 shows the second stage circuit 3 of the data calculation section l in FIG.
This figure shows an example of 12 functions.
同回路は演算制御信号Sfl〜s3に応じて同図に示し
た所定の演算を行う。同図で6゜(n=o〜3)は回路
3120〜3123内のキャリー発生信号生成回路G。The circuit performs predetermined calculations shown in the figure in response to calculation control signals Sfl to s3. In the figure, 6° (n=o to 3) is the carry generation signal generation circuit G in the circuits 3120 to 3123.
−G、の出力(但し第5図では3120〜3122内の
キャリー発生43号生成回路G。−62は図示されてい
ない)を表し、Po(n=0〜3)は同じく回路312
0〜31.23内のキャリー伝搬信号生成回路P0〜P
、の出力(但し第5図では3120〜3122内の回路
P0〜P2は図示されていない)を表す。またHAn(
n=o−3)は回路3120〜3122の出力を表す。-G (However, in FIG. 5, the carry generation No. 43 generation circuit G in 3120 to 3122. -62 is not shown), and Po (n=0 to 3) is the output of the circuit 312.
Carry propagation signal generation circuit P0 to P within 0 to 31.23
, (however, the circuits P0 to P2 within 3120 to 3122 are not shown in FIG. 5). Also, HAn(
n=o-3) represents the output of circuits 3120-3122.
この図に示した様に出力HAnのパリティはP^(An
のパリティ)、Pn(Bnのパリティ)、Po(Dnの
パリティ) −PAI3 (An・B、のパリティ)及
びPス:(A、・B、のパリティ)から求めることがで
きる。As shown in this figure, the parity of the output HAn is P^(An
Pn (parity of Bn), Po (parity of Dn) -PAI3 (parity of An·B), and Ps: (parity of A,·B).
第8図は、第7図に示した機能を持つ演算回路312に
対応した誤り検出符号補正間vJ332の一例である。FIG. 8 is an example of an error detection code correction interval vJ 332 corresponding to the arithmetic circuit 312 having the function shown in FIG.
演算回路出力のパリティを演算制御信号S0〜S 3に
応じてパリティP^+ PRI Po−及びデータA。The parity of the arithmetic circuit output is determined as parity P^+ PRI Po- and data A according to the arithmetic control signals S0 to S3.
−A、、Bo−B、から求めることができる。第8図で
601はPAR生成回路、602はPAR生成回路、6
03はパリティ選択回路、604〜610はパリティ選
択回路603の入力端子である。入力端子604にはP
1leP nQ P AB入力端子605にはP^の
P8ΦPAB、入力端子606にはP八、入力端子60
7にはP^のF’ [3、入力端子608にはPn、入
力端子609rはPAtDPo、端子610にはOがそ
れぞれ入力される。パリティ選択回路603は制御信号
S。〜S。-A, , Bo-B. In FIG. 8, 601 is a PAR generation circuit, 602 is a PAR generation circuit, and 6
03 is a parity selection circuit, and 604 to 610 are input terminals of the parity selection circuit 603. The input terminal 604 has P
1leP nQ P AB input terminal 605 has P8ΦPAB of P^, input terminal 606 has P8, input terminal 60
F'[3 of P^ is inputted to 7, Pn is inputted to the input terminal 608, PAtDPo is inputted to the input terminal 609r, and O is inputted to the terminal 610. The parity selection circuit 603 receives the control signal S. ~S.
に応じた人力を選択し、P332に出力する。Select the appropriate human power and output it to P332.
さて、第1図に示した実施例では、誤り検出口g121
〜]24が各段毎に設けられており、例えばパリティを
誤り検出符号として用いた場合には回路各段における1
ビット誤りを検出することができる・ところで第2図に
示した従来例の誤り検出能力は、二重化されたA L
U 1及びA r、 U 2を含む全回路内で1ビツト
である。従ってパリティビットを用いた本発明の実施例
で誤り検出能力を二重化と同様に回路全体で1ビツトに
設定した場合、第1図の実施例に比べ誤り検出回路を減
らすことができる。Now, in the embodiment shown in FIG.
]24 is provided for each stage. For example, when parity is used as an error detection code, 1 in each stage of the circuit is provided.
Bit errors can be detected.By the way, the error detection capability of the conventional example shown in FIG.
There is 1 bit in the entire circuit including U1, Ar, and U2. Therefore, in the embodiment of the present invention using parity bits, if the error detection capability is set to 1 bit for the entire circuit as in duplication, the number of error detection circuits can be reduced compared to the embodiment of FIG.
次に、誤り検出回路を減らした実施例について説明する
。Next, an embodiment in which the number of error detection circuits is reduced will be described.
一般に、パリティエラーを含む信号が入力された場合に
出力信号にパリティエラーが伝搬される様な回路を直列
に複数段接続した場合には、最終段の出力信号に対しパ
リティチエツクを行うことにより、その途中の回路で生
じた1ビットの誤りを検出することができる。従って誤
り検出能力を回路全体で1ビツトに設定した場合、パリ
ティチエツク回路は最終段の出力及びパリティエラーが
伝搬されない回路の入力だけに設ければよい。第9図及
び第10図はパリティエラーが伝搬されない回路とその
入力信号のパリティチエツク回路の例をそれぞれを示し
たものであり、以下これらの例を用いて説明する。Generally, when multiple stages of circuits are connected in series such that a parity error is propagated to the output signal when a signal containing a parity error is input, a parity check is performed on the output signal of the final stage. It is possible to detect a 1-bit error that occurs in a circuit midway through the process. Therefore, when the error detection capability is set to 1 bit for the entire circuit, parity check circuits need only be provided at the output of the final stage and at the input of the circuit where parity errors are not propagated. FIGS. 9 and 10 respectively show examples of a circuit in which parity errors are not propagated and a parity check circuit for its input signal, and the following description will be made using these examples.
第9図はパリティが縮退する例を示したものであり、7
01,703はデータ演算回路、702゜704はパリ
ティ補正回路、705はパリティチエツク回路、710
〜711はデータ演算回路701の入力信号、712〜
713はデータ演算回路703の入力信号、720〜7
23はデータ演算回路703の出力信号、P2O3はパ
リティ補正回路702の入力信号、P2O3はパリティ
補正回路704の出力信号、P7O5はパリティチエツ
ク回路705の出力信号である。なお、第9図のデータ
演算回路701は第1図の111〜113のいずれかの
データ演算回路に、パリティ補正回路702は、データ
演算回路701に対応する131〜133のいずれかの
誤り検出符号補正回路に、パリティチエツク回路705
は、データ演算回路701及びパリティ補正回路702
に対応する121〜123のいずれかの誤り検出回路に
、そして、データ演算回路703は、回路701の次段
のデータ演算回路に、パリティ補正回路704はデータ
演算回路703に対応する誤り検出符号補正回路に、そ
れぞれ相当する。演算回路703では入力信号712に
対し、同じ極性の信号が出力信号720として、反転信
号が出力信号721としてそれぞれ出力される。また入
力信号713に対しても同様に両極性の信号が出力信号
722,723としてそれぞれ出力される。Figure 9 shows an example where parity degenerates.
01, 703 is a data calculation circuit, 702, 704 is a parity correction circuit, 705 is a parity check circuit, 710
~711 is an input signal of the data calculation circuit 701, 712~
713 is an input signal of the data calculation circuit 703, 720-7
23 is an output signal of the data calculation circuit 703, P2O3 is an input signal of the parity correction circuit 702, P2O3 is an output signal of the parity correction circuit 704, and P7O5 is an output signal of the parity check circuit 705. Note that the data calculation circuit 701 in FIG. 9 corresponds to one of the data calculation circuits 111 to 113 in FIG. A parity check circuit 705 is included in the correction circuit.
is a data calculation circuit 701 and a parity correction circuit 702
The data calculation circuit 703 is used as the data calculation circuit at the next stage of the circuit 701, and the parity correction circuit 704 is used as the error detection code correction circuit corresponding to the data calculation circuit 703. Each corresponds to a circuit. In the arithmetic circuit 703, a signal having the same polarity as the input signal 712 is outputted as an output signal 720, and an inverted signal is outputted as an output signal 721. Furthermore, similarly to the input signal 713, bipolar signals are output as output signals 722 and 723, respectively.
このときデータ演算回路703の出力信号720〜72
3のパリティは常に偶数となり、出力バリティP704
は常に0(偶数パリティの場合)となる。この様に演算
回路703の出力バリティP704は入力データ712
〜713に拘らず偶数に縮退する。従って回路703の
入力信号712〜713にパリティエラーがあっても出
力信号720〜723には伝搬されない。このため演算
回路703の入力信号に対しパリティチエツク回路70
5を設け、701以前の演算回路における誤りの検出を
行う必要がある。At this time, the output signals 720 to 72 of the data calculation circuit 703
The parity of 3 is always even, and the output parity P704
is always 0 (in case of even parity). In this way, the output parity P704 of the arithmetic circuit 703 is determined by the input data 712.
~713, it degenerates to an even number. Therefore, even if there is a parity error in the input signals 712-713 of the circuit 703, it is not propagated to the output signals 720-723. Therefore, the parity check circuit 70
5 to detect errors in the arithmetic circuits before 701.
次に第1o図は演算回路内で発生した1ビツトの誤りが
回路の出力信号としては2ビツトの誤りとなるために通
常のパリティチエツクでは(j4りを検出できない例を
示したものである。第10図(a)、 (b)において
、801,804,805はデータ演算回路、803,
808はパリティ補正回路、802,806はパリティ
チエツク回路、804.805は801内の論理回路、
810゜811は801の入力信号、812,813は
801の出力信号、P2O3は803のパリティ入力、
P2O3は803のパリティ出力、P8O2は802の
出力信号である。なお、第10図(a)の801は第1
図の111〜114のいずれかのデータ)寅算回路に、
803は801に対応する131〜134のいずれかの
誤り検出符号補正回路に、802は801および803
に対応する121〜124のいずれかの誤り検出回路に
それぞれ相当する。Next, FIG. 1o shows an example in which a 1-bit error occurring in the arithmetic circuit becomes a 2-bit error in the output signal of the circuit, so that a normal parity check cannot detect (j4). In FIGS. 10(a) and 10(b), 801, 804, 805 are data calculation circuits, 803,
808 is a parity correction circuit, 802 and 806 are parity check circuits, 804 and 805 are logic circuits in 801,
810° 811 is the input signal of 801, 812, 813 is the output signal of 801, P2O3 is the parity input of 803,
P2O3 is the parity output of 803, and P8O2 is the output signal of 802. Note that 801 in FIG. 10(a) is the first
Data of any one of 111 to 114 in the figure) To the arithmetic circuit,
803 corresponds to one of the error detection code correction circuits 131 to 134 corresponding to 801, and 802 corresponds to 801 and 803.
These correspond to any one of the error detection circuits 121 to 124 corresponding to the error detection circuits 121 to 124, respectively.
まず、第10図(a)の回路では、論理回路804にお
いて生じた1ビツトの誤りが演算回路801の出力信号
では2ピッl−の誤りとなる場合がある。例えば入力信
号810,811が共にu l ++である場合、誤り
がない場合の出力信号は812.813共にII O#
である。ここで論理回路804において誤りが生じて同
回路の出力がu 1 ++となると、論理回路805の
出力も反転し、812.813が共に111 ++とな
る。この場合、出力の2ビツトが同時に反転するため、
出力イa号のパリティチエツクだけでは誤りを検出する
ことができない。これを検出するにはパリティチエツク
回路802を設けてパリティチエツクを行う必要がある
。このパリティチエツク回路802の入力データは、論
理回路804で誤りが生じても1ピッI−Lか変化しな
いため、パリティチエツクにより誤りを検出することが
できる。First, in the circuit of FIG. 10(a), a 1-bit error occurring in the logic circuit 804 may become a 2-bit error in the output signal of the arithmetic circuit 801. For example, if the input signals 810 and 811 are both u l ++, the output signals when there is no error are 812 and 813, both II O#
It is. Here, when an error occurs in the logic circuit 804 and the output of the same circuit becomes u 1 ++, the output of the logic circuit 805 is also inverted, and both 812 and 813 become 111 ++. In this case, two bits of the output are inverted at the same time, so
Errors cannot be detected only by checking the parity of output a. To detect this, it is necessary to provide a parity check circuit 802 to perform a parity check. Since the input data to the parity check circuit 802 does not change by 1 pin I-L even if an error occurs in the logic circuit 804, the error can be detected by parity check.
さて、第10図(a)の例は他の実施例(例えば第6図
)とは異なる構成の様に見えるが、演算回路801を8
04と805に分割するなどして書き直すと第10図(
b)に示す様に他の実施例と同じ構成であることがわか
る。すなわち演算回路804,805に対しパリティ補
正回路807゜808がそれぞれ対応している。また上
記の例の様にパリティ補正回路808でパリティを正し
く補正できない場合があるのは、パリティ補正回路80
8の補正用データを演算回路805の入力から取らずに
演算回路804の入力から取っているためであることが
わかる。Now, although the example of FIG. 10(a) looks like a different configuration from other embodiments (for example, FIG. 6), the arithmetic circuit 801 is
If you rewrite it by dividing it into 04 and 805, you will get Figure 10 (
As shown in b), it can be seen that the configuration is the same as the other embodiments. That is, parity correction circuits 807 and 808 correspond to arithmetic circuits 804 and 805, respectively. Furthermore, as in the above example, the parity correction circuit 808 may not be able to correct parity correctly.
It can be seen that this is because the correction data of No. 8 is taken from the input of the calculation circuit 804 instead of from the input of the calculation circuit 805.
以上述べた様にパリティエラーが伝搬しない回路として
は、(1)第9図の様にデータのパリティが縮退する回
路、(2)第10図の様に内部での1ビツトの誤りが回
路出力としては2ビツト以上の偶数個の誤りに変化する
回路、がある。従って、これらに該当する回路を用いた
段では、その入力データに対してパリティチエツクを行
う必要があるが、それ以外の段ではパリティチエツクを
省略可能である。As mentioned above, circuits in which parity errors do not propagate include (1) circuits in which the data parity is degenerated as shown in Figure 9, and (2) circuits in which a 1-bit error inside the circuit outputs as shown in Figure 10. For example, there is a circuit that changes to an even number of errors of 2 or more bits. Therefore, although it is necessary to perform a parity check on the input data in stages using such circuits, the parity check can be omitted in other stages.
第11図は第1図に示した実施例を基に、上記の様にし
てパリティチエツク回路を省いた実施例である。図にお
いて、OR9はオア回路。FIG. 11 is an embodiment based on the embodiment shown in FIG. 1, in which the parity check circuit is omitted as described above. In the figure, OR9 is an OR circuit.
E900はパリティエラー検出信号出力端子である。ま
た演算回路111〜114の内113だけが上記項目に
該当する(入力データのパリティチエツクが必要な)回
路とする。このような演算回路の例としては第9図に示
した演算回路703および第10図(a)に示した演算
回路801等がある。第11図の実施例において、二重
化と同様な1ビツトの検出能力とするために必要なパリ
ティチエツク回路は122,124のみである。なお、
この実施例ではこれらのパリティチエツク回路の出力は
更にOR回路○R9でまとめられて、端子E900から
出力される。本実施例に示した様な構成とすることによ
りパリティチエツク回路の個数を低減することができ、
レイアウト面積の縮小を図ることができる。E900 is a parity error detection signal output terminal. Also, it is assumed that only 113 of the arithmetic circuits 111 to 114 corresponds to the above item (requires parity check of input data). Examples of such arithmetic circuits include arithmetic circuit 703 shown in FIG. 9 and arithmetic circuit 801 shown in FIG. 10(a). In the embodiment of FIG. 11, only parity check circuits 122 and 124 are necessary to achieve the same 1-bit detection capability as duplication. In addition,
In this embodiment, the outputs of these parity check circuits are further combined by an OR circuit R9 and output from a terminal E900. By adopting the configuration shown in this embodiment, the number of parity check circuits can be reduced.
The layout area can be reduced.
第12図および第13図は、本発明をキャリー・ルック
アヘッド方式(桁上げ先見方式)のALUに適用した実
施例を示したものである。なお桁上げ先見加算回路につ
いては例えば、田丸啓吉著「論理回路の基礎」第220
頁で述べられている。まず第12図において、1901
は第5図または第11図に示した様な4ビツトALU。FIGS. 12 and 13 show an embodiment in which the present invention is applied to a carry lookahead type ALU. Regarding the carry look-ahead addition circuit, for example, see Keikichi Tamaru's "Fundamentals of Logic Circuits" No. 220.
It is stated on page. First, in Figure 12, 1901
is a 4-bit ALU as shown in FIG. 5 or FIG.
1902はキャリー・ルックアヘッド・ジェネレータ部
、1903.1904はキャリー・ルックアヘッド・ジ
ェネレータ部1902内のキャリー・ルックアヘッド・
ジェネレータ回路である。キャリー・ルックアヘッド・
ジェネレータ部1902においてジェネレータ回路19
03と1904は同一構成の回路であり、この二重化に
よってキャリー・ルックアヘッド・ジェネレータ部19
02内の誤り検出を行う。次に第13図は第12図の1
902内の構成を示した図であり、本図において、10
01.1002は第12図の1901にそれぞれ相当す
る4ビツトALU、CMPlooI、CMPIOII、
CG1002、CG1002は比較回路、
CG100I、CG1002はキャリー・ルックアヘッ
ド・ジェネレータ、GPlooI。1902 is a carry lookahead generator section, and 1903 and 1904 are carry lookahead sections in the carry lookahead generator section 1902.
It is a generator circuit. carrie lookahead
Generator circuit 19 in generator section 1902
03 and 1904 are circuits with the same configuration, and due to this duplication, the carry lookahead generator section 19
Error detection within 02 is performed. Next, Figure 13 is 1 of Figure 12.
902. In this figure, 10
01.1002 are 4-bit ALUs, CMPlooI, CMPIOII, respectively corresponding to 1901 in FIG.
CG1002, CG1002 are comparison circuits, CG100I, CG1002 are carry lookahead generators, GPlooI.
GPIOII、GP1002.GP1012はキャリー
・ルックアヘッド・ジェネレート/プロパゲート信号生
成回路である。第12図及び第13酢舅施例では、19
01,1001,1.002の4ビットALU内部の誤
り検出は第S図に示した実施例と同様の構成により行う
一方、キャリー・ルックアヘッド・ジェネレータ部19
02における誤り検出は回路の二重化により行う。GPIOII, GP1002. GP1012 is a carry lookahead generate/propagate signal generation circuit. In Figures 12 and 13, 19
Error detection inside the 4-bit ALU of 01, 1001, and 1.002 is performed using the same configuration as the embodiment shown in FIG.
Error detection in 02 is performed by duplicating the circuit.
すなわちGPlooIとGPIOII、GP1002と
GP1012、CG ]、 OO1とCG1002の3
組がそれぞれ二重化された回路対であり、CM P 1
001 、 CM P 1011 。That is, GPlooI and GPIOII, GP1002 and GP1012, CG], OO1 and CG1002.
Each set is a duplicated circuit pair, and CM P 1
001, CMP 1011.
CM、R1002,CG1002゜
CMP 1003 、 CMP ]○04の比較回路で
誤り検出を行う。本実施例の様な構成とするのは次の様
な理由による。CM, R1002, CG1002゜CMP 1003, CMP] Error detection is performed by the comparison circuit of ○04. The reason why the configuration of this embodiment is adopted is as follows.
(1) ALU部においては、回路規模が大きいため
、二重化による誤り検出ではレイアウト面積の増加量が
大きい反面、パリティピットを付加することにより比較
的小規模の検出回路で誤り検出を行うことができる。(1) In the ALU section, the circuit scale is large, so error detection by duplication will increase the layout area considerably, but by adding parity pits, error detection can be performed with a relatively small detection circuit. .
(2)一方、キャリー・ルックアヘッド・ジェネレータ
部は回路規模が比較的小さいため、二重化による誤り検
出の方がレイアラ1−面積の点で有利である。(2) On the other hand, since the circuit scale of the carry lookahead generator section is relatively small, error detection by duplication is more advantageous in terms of layerer 1 area.
この様に論理回路の特性に応じてパリティ等の誤り検出
符号を用いた構成の論理回路と回路の二重化による1洪
り検出を用いた構成の論理回路とを使い分け、両輪皿回
路を混在させることにより、全体として高速化と高集積
化を同時に図ることができる。In this way, depending on the characteristics of the logic circuit, a logic circuit with a configuration using an error detection code such as parity and a logic circuit with a configuration using 1-overflow detection by duplication of circuits can be used, and dual plate circuits can be mixed. As a result, overall speed and integration can be increased at the same time.
次に本発明をALU部分のみならす、ALU等を含む演
算部全体にまで適用範囲を拡大した実施例について説明
する@
第14図において、15は演算回路部、R1501,R
1502はレジスタ、
PP1501.PP1501はプレシフタ。Next, we will explain an embodiment in which the scope of application of the present invention is expanded not only to the ALU section but also to the entire arithmetic section including the ALU etc.@ In Fig. 14, 15 is the arithmetic circuit section, R1501, R
1502 is a register, PP1501. PP1501 is a pre-shifter.
DLL501〜D L 1.503はデータラッチ、P
L1501〜PS1503はパリティラッチ、5H15
01,5H1502はシフト回路、PP1501.PP
1502.PP15はパリティ予3111回路、PCl
5はパリティチエツク回路、DSEL15はデータ選択
回路、PSELl、5はパリティ選択回路、ALU15
はALUである。DLL501 to D L1.503 are data latches, P
L1501 to PS1503 are parity latches, 5H15
01,5H1502 is a shift circuit, PP1501. PP
1502. PP15 is a parity pre-3111 circuit, PCl
5 is a parity check circuit, DSEL15 is a data selection circuit, PSEL1, 5 is a parity selection circuit, ALU15
is an ALU.
ここで演算回路部15内のALU15は例えば第1図、
第5図又は第11図のデータ演算部1に、パリティ予測
回路PP15は誤り検出符号補正部3に、パリティチエ
ツク回路P C15は誤り検出回路124又は324に
それぞれ相当する。すなわち演算回路部15には演算の
対象となるデータと共にパリティピッI−を入力し、A
LU15に於けるデータ演算と並行してパリティ予測回
路PP15で演算結果に対応するパリティの予測演算を
行う。演算結果及び予測されたパリティは共に演算回路
部15から出力F、PFとしてそれぞれ出力される一方
、パリティチエツクをパリティチエツク回路PCl5で
行うことにより、同回路部の入力データの誤り及び演算
動作中の誤りを検出する。従って、演算回路部15の動
作は、上述した第1図、第5図又は第11図の実施例と
同じである。第14図の実施例では、演算回路部15の
データ入力としては、プレシフタPS1501゜PS1
502内のシフト回路S H1501。Here, the ALU 15 in the arithmetic circuit unit 15 is shown in FIG.
The parity prediction circuit PP15 corresponds to the data calculation section 1 in FIG. 5 or FIG. 11, the parity prediction circuit PP15 corresponds to the error detection code correction section 3, and the parity check circuit PC15 corresponds to the error detection circuit 124 or 324, respectively. That is, the parity bit I- is input to the arithmetic circuit unit 15 together with the data to be arithmetic, and the
In parallel with data calculation in LU15, parity prediction circuit PP15 performs parity prediction calculation corresponding to the calculation result. Both the calculation result and the predicted parity are outputted from the calculation circuit section 15 as outputs F and PF, respectively, while the parity check is performed by the parity check circuit PCl5 to prevent errors in the input data of the circuit section and errors during the calculation operation. Detect errors. Therefore, the operation of the arithmetic circuit section 15 is the same as in the embodiments shown in FIG. 1, FIG. 5, or FIG. 11 described above. In the embodiment shown in FIG. 14, the preshifter PS1501°PS1
Shift circuit S H1501 within 502.
5H1502の出力を加え、パリティピント入力として
は、プレシフタPS1501゜
PS1502内のパリティ予測回路PP1501゜PP
1502の出力を加える。本実施例に示した様な構成と
することにより、
データラッチ(DL1501 、DL1502)→シフ
ト回路(SH1501゜5I11502)→ALU (
ALU15)→データラッチ(DLl、503)→パリ
ティラッチ(PP1501 、PP1501)→プレシ
フタ内のパリティ予測回路(PP1501.PP150
2)→演算回路部内のパリティ予測回路(PP15)→
パリティラッチ(PP1501)→から成るパリティバ
スが形成される。これら2種のバス内にはデータラッチ
DL1501とパリティラッチPL1501.シフト回
路5H1501とパリティ予測回路PP1501等の対
応する回路の組があり、各組の出力のデータとパリティ
ビットを用いてパリティチエツクを行うことにより誤り
を検出することができる。(なお、ここで言及する誤り
には入力データの誤りと回路の誤動作を含むものとする
。)従って演算回路部15内に設けたパリティチエツク
回路PCl5でデータバスとパリティバスの不整合を検
出することにより全データバス内での誤りを検出でき、
従来技術では必要であったALU入力データの誤り検出
回路が不要となり、レイアウト面積の縮小、LSIチッ
プの高集積化を図ることができる。The output of 5H1502 is added, and as a parity focus input, the parity prediction circuit PP1501゜PP in the preshifter PS1501゜PS1502 is added.
Add the output of 1502. With the configuration shown in this example, data latch (DL1501, DL1502) → shift circuit (SH1501゜5I11502) → ALU (
ALU15) → Data latch (DLl, 503) → Parity latch (PP1501, PP1501) → Parity prediction circuit in preshifter (PP1501.PP150
2) → Parity prediction circuit (PP15) in the arithmetic circuit section →
A parity bus consisting of a parity latch (PP1501) is formed. These two types of buses include a data latch DL1501 and a parity latch PL1501. There is a set of corresponding circuits such as a shift circuit 5H1501 and a parity prediction circuit PP1501, and errors can be detected by performing a parity check using the output data and parity bit of each set. (Note that the errors referred to here include input data errors and circuit malfunctions.) Therefore, by detecting mismatch between the data bus and the parity bus with the parity check circuit PCl5 provided in the arithmetic circuit section 15, Errors in all data buses can be detected,
This eliminates the need for an error detection circuit for ALU input data, which was required in the prior art, and it is possible to reduce the layout area and increase the integration of the LSI chip.
第15図は第14図に示したプレシフタPS1501.
PS1502(7)−例を示したものである。図におい
て、A7〜Aoはデータ入力端子、P^はパリティ入力
端子、SHI 7はシフト回路、PP17はパリティ予
測回路、SA7〜SA0はデータ出力端子、PS^はパ
リティ出力端子、DS1700〜DS1707はデータ
セレクタ、PSEL17はパリティセレクタ、EOR1
7はE OR’(Exclusive−OR)回路であ
る。このプレシフタは8ビツトの入力データ及びパリテ
ィビットの入力に対し、データに変更を加えずにそのま
まか或いは左1ビツトシフトし、対応するパリティビッ
トと共に出力する機能を有している。ここでパリティ予
測回路PP17は入力データ及び入力バリティビットを
用いて出力データに対するパリティビットの予測を行い
、Ps^から出力する構成となっている。なお、上記以
外の機能を持つプレシフタにおいても、パリティ予測回
路を変更することにより同様にパリティビットの予測を
行い、出力することができる。FIG. 15 shows the preshifter PS1501 shown in FIG.
PS1502(7) - An example is given. In the figure, A7 to Ao are data input terminals, P^ is a parity input terminal, SHI7 is a shift circuit, PP17 is a parity prediction circuit, SA7 to SA0 are data output terminals, PS^ is a parity output terminal, and DS1700 to DS1707 are data Selector, PSEL17 is parity selector, EOR1
7 is an EOR' (Exclusive-OR) circuit. This preshifter has a function of inputting 8-bit input data and parity bits and outputting the data as is without changing the data or by shifting the data by 1 bit to the left and outputting the data together with the corresponding parity bit. Here, the parity prediction circuit PP17 uses input data and input parity bits to predict parity bits for output data, and outputs the predicted parity bits from Ps^. Note that even in a preshifter having functions other than those described above, parity bits can be similarly predicted and output by changing the parity prediction circuit.
以上述べた様に、LSIチップ上の演算部に本発明を適
用することにより、演算回路の二重化が不要となると共
に誤り検出回路の個数を低減できるので、レイアウト面
積の縮小を図ることができる。As described above, by applying the present invention to the arithmetic section on an LSI chip, duplication of arithmetic circuits becomes unnecessary and the number of error detection circuits can be reduced, so that the layout area can be reduced.
第12図及び第13図の実施例では、キャリー・ルック
アヘッド・ジェネレータ部は回路(例えば、キャリー・
ジェネレート/プロパゲート信号生成回路GP、キャリ
ー・ルックアヘッド・ジェネレータCG)を2重化し、
2重化した両回路の出力を比較照合回路で照合して誤り
検出を行なう構成となっているが、この構成では第4図
で述べたように比較照合回路の誤りを検出するための診
断回路が必要となる。しかもこの診断回路は2重化した
回路の出力の1ビツトに対して1個の診断回路が必要で
あるため、例えば32ビツトの論理回路では32個が必
要となるというように多数の診断回路が必要となる。本
発明では、二重化した各演算回路へのクロック信号の給
電系を、演算回路内の論理回路網の出力信号を外部に取
り出すスイッチ回路へのクロック信号の給電系と、該演
算回路内の他のスイッチ回路へのクロック信号の給電系
との2系統に分割して給電することにより、演算回路自
身に比較照合回路の診断機能を持たせることができ、そ
の結果、診断回路を不要にし、レイアウト面積の縮小及
び比較照合回路の高速化を更に図ることができる。In the embodiments of FIGS. 12 and 13, the carry lookahead generator section includes a circuit (e.g.
Generate/propagate signal generation circuit GP, carry lookahead generator CG) are duplicated,
The configuration is such that the outputs of both duplicated circuits are collated by a comparison and verification circuit to detect errors, but in this configuration, as described in Figure 4, a diagnostic circuit is used to detect errors in the comparison and verification circuit. Is required. Moreover, this diagnostic circuit requires one diagnostic circuit for each bit of the output of the duplicated circuit, so a large number of diagnostic circuits are required, for example, 32 diagnostic circuits are required for a 32-bit logic circuit. It becomes necessary. In the present invention, the power supply system for clock signals to each duplexed arithmetic circuit is divided into a power supply system for clock signals to a switch circuit that takes out the output signal of a logic circuit network in the arithmetic circuit to the outside, and a power supply system for clock signals to the switch circuit that takes out the output signal of the logic circuit network in the arithmetic circuit to the outside. By dividing the power supply into two systems, the power supply system for the clock signal to the switch circuit, and the power supply system for the clock signal, the arithmetic circuit itself can have the diagnostic function of the comparison and verification circuit.As a result, the diagnostic circuit is unnecessary and the layout area is reduced. It is possible to further reduce the speed of the comparison circuit and increase the speed of the comparison and verification circuit.
第16図(a)は誤り検出方法として二重化を用いた論
理回路の一実施例の構成を示したものであり、第16図
(b)はその動作波形を示したものである。第16図(
a)において、1100は誤り検出回路内蔵論理回路、
1101は演算用論理回路、1102は1101と同じ
回路構成の誤り検出用論理回路、All、Bll、C1
l。FIG. 16(a) shows the configuration of an embodiment of a logic circuit using duplication as an error detection method, and FIG. 16(b) shows its operating waveform. Figure 16 (
In a), 1100 is a logic circuit with a built-in error detection circuit;
1101 is an arithmetic logic circuit, 1102 is an error detection logic circuit with the same circuit configuration as 1101, All, Bll, C1
l.
Dllは1101及び1102に共通の入力信号、○U
TIIOIは]101の出力信号、○UT1102は1
102の出力信号、EORIIは比較回路、ERI ]
は誤り検出信号、P1101〜P1105及びpHll
〜P1115はPMO8FET、N1101〜N110
6及びN11ll〜N 1.116はNMO3FET、
1103.1104は1101の内部のノード、111
3.1114は1102の内部のノード、CIN、TC
O。Dll is the input signal common to 1101 and 1102, ○U
TIIOI is the output signal of ]101, ○UT1102 is 1
102 output signal, EORII is a comparison circuit, ERI]
are error detection signals, P1101 to P1105 and pHll
~P1115 is PMO8FET, N1101~N110
6 and N11ll~N1.116 are NMO3FETs,
1103.1104 is an internal node of 1101, 111
3.1114 is the internal node of 1102, CIN, TC
O.
TCIはクロック信号、To、T□は診断制御信号、T
Cはクロック生成回路、ANDIIOl、。TCI is a clock signal, To, T□ are diagnostic control signals, T
C is a clock generation circuit, ANDIIIOl.
AND1102はTC内のAND回路である。なお本実
施例に示したダイナミック型論理回路に関連するものと
して特開昭62−98827がある。AND1102 is an AND circuit within the TC. It should be noted that Japanese Patent Laid-Open No. 62-98827 is related to the dynamic logic circuit shown in this embodiment.
この実施例では論理回路11o1においてAll〜Dl
lの入力信号に対してFET Nll0I〜N110
4の論理回路網により
All・C11+B11・Dll
という演算を行い、FET N1105及びバッファ
回路(FET P1105とN1106で構成される
)を介して演算結果が0UTIIOIに出力される。一
方、論理回路11o2においても同じ演算を行い、結果
は0UT1102に出力される。これらの出力を比較照
合回路EORIIで比較照合し、演算結果の誤りを検出
する構成となっている。第4図に示した従来例ではCI
N。In this embodiment, All to Dl in the logic circuit 11o1
FET Nll0I~N110 for l input signal
The logic circuit network No. 4 performs the calculation All.C11+B11.Dll, and the calculation result is output to 0UTIIOI via FET N1105 and a buffer circuit (consisting of FETs P1105 and N1106). On the other hand, the same operation is performed in the logic circuit 11o2, and the result is output to 0UT1102. These outputs are compared and verified by a comparison and verification circuit EORII to detect errors in the calculation results. In the conventional example shown in Fig. 4, CI
N.
TCO,TCIに同一のクロック信号を印加しているの
に対し、本実施例ではクロック信号CINと、診断制御
信号ToのAND演算を行った結果をクロック信号TC
Oとし、クロック信号CINと1診断制御信号T1のA
ND演算を行った結果をクロック信号TCIとするにの
実施例の回路動作を第16図(b)の動作波形を用いて
説明する。While the same clock signal is applied to TCO and TCI, in this embodiment, the result of ANDing the clock signal CIN and the diagnostic control signal To is applied to the clock signal TC.
O, clock signal CIN and A of 1 diagnostic control signal T1
The circuit operation of the embodiment for using the result of the ND operation as the clock signal TCI will be explained using the operating waveforms shown in FIG. 16(b).
第16図(b)において実線で示したのは比較回路EO
RIIの診断時の波形、破線で示したのは通常動作時の
波形である。最初に破線で示された通常動作について説
明する。この場合は診断制御信号TCO及びTCIをハ
イレベルに設定することにより、クロック信号TCO及
びTCIは従来例と同様にクロック信号CINと同相の
クロック信号となる。なお論理回路1101と1102
とは同一の構成なので以下論理回路1101の動作につ
いて説明し、論理回路11o2の説明は省略する。まず
演算に先立ってプリチャージ動作を行うために、入力信
号All〜Dllをローレベルとし、クロック信号CI
Nをローレベルとするとクロック信号TCOはローレベ
ルとなる。これによりPMOS FET5 P11
01〜P1104はオン状態、N M OS F E
T 5N1101〜N1105はオフ状態となり、ノ
ート11o3及びノード11o4に存在する寄生容量が
充電され、これらのノードの電位はハイレベルまで上昇
し、プリチャージ動作が完了する。次に演算動作を開始
するためにクロック信号CINをハイレベルとすると、
クロック信号TCOはハイレベルとなり、PMOS
FET5 PIIOI〜P1104はオフ状態となる
。ここでノード1103とグランド間が導通状態となる
様に入力信号All〜Dllの一部または全部をハイレ
ベルとすると、ノード1103に存在する寄生容量が放
電され、電位が降下するとともにNMO5FET N
1105がオン状態となってノード1104の電位も降
下し、両ノード共にローレベルとなる。ノード1104
はPMOS FETP1105.NMO3FET N
1106から成るCMOSインバータのゲートに接続さ
れているため、0UTIIOIはハイレベルに上昇する
。In FIG. 16(b), the solid line indicates the comparison circuit EO.
The waveform during RII diagnosis and the broken line indicate the waveform during normal operation. First, the normal operation indicated by the broken line will be explained. In this case, by setting the diagnostic control signals TCO and TCI to a high level, the clock signals TCO and TCI become clock signals in phase with the clock signal CIN, as in the conventional example. Note that logic circuits 1101 and 1102
Since they have the same configuration, the operation of the logic circuit 1101 will be explained below, and the explanation of the logic circuit 11o2 will be omitted. First, in order to perform a precharge operation prior to calculation, the input signals All to Dll are set to low level, and the clock signal CI
When N is set to low level, clock signal TCO becomes low level. This allows PMOS FET5 P11
01 to P1104 are on state, N M OS F E
T5N1101 to N1105 are turned off, the parasitic capacitances existing at the node 11o3 and the node 11o4 are charged, the potentials of these nodes rise to high level, and the precharge operation is completed. Next, when the clock signal CIN is set to high level to start the calculation operation,
The clock signal TCO becomes high level, and the PMOS
FET5 PIIOI to P1104 are turned off. Here, when part or all of the input signals All to Dll are set to high level so that the node 1103 and the ground are in a conductive state, the parasitic capacitance existing at the node 1103 is discharged, the potential drops, and the NMO5FET N
1105 is turned on, the potential of node 1104 also drops, and both nodes become low level. Node 1104
is PMOS FETP1105. NMO3FET N
Since it is connected to the gate of a CMOS inverter consisting of 1106, 0UTIIOI rises to a high level.
以上が通常の動作である。The above is normal operation.
次に第16図(b)において実線で示した、比較回路E
ORIIの診断時の動作について説明する。この診断動
作は診断制御信号To、Tlのいずれか一方をローレベ
ルとし、これにより診断制御信号To、Tlに対応する
出力0UT11.01゜0UT1102のいずれかを強
制的にローレベルとすることにより行う。以下の説明で
は診断制御信号TOをローレベルとした場合について述
べる。Next, the comparison circuit E shown by the solid line in FIG. 16(b)
The operation of ORII during diagnosis will be explained. This diagnostic operation is performed by setting one of the diagnostic control signals To and Tl to a low level, thereby forcibly setting one of the outputs 0UT11.01゜0UT1102 corresponding to the diagnostic control signals To and Tl to a low level. . In the following description, a case will be described in which the diagnostic control signal TO is set to a low level.
まずプリチャージ動作を通常時と同様にクロック信号C
INをローレベルに設定することにより行い、ノード1
103及びノード1104をハイレベルとする。次に演
算動作を行うためにクロック信号CINをハイレベルと
するが、この時診断制御信号TOがローレベルであると
、クロック信号TCOは通常動作時と異なりローレベル
を保つ。First, the precharge operation is performed using the clock signal C as in normal operation.
This is done by setting IN to low level, and node 1
103 and node 1104 are set to high level. Next, in order to perform an arithmetic operation, the clock signal CIN is set to a high level, but if the diagnostic control signal TO is at a low level at this time, the clock signal TCO remains at a low level, unlike during normal operation.
ここでノード1103とグランド間が導通状態となる様
な入力信号All〜Dllを印加すると、ノード110
3の電位は通常動作時と同様にローレベルに降下するが
、クロック信号TCOがローレベルであるので、NMO
3FET N1105がオン状態とはならない。このた
めノード1104はハイレベルに保たれ、出力信号0U
TIIOIの電位はローレベルとなる。この様に本実施
例では、診断制御信号To、Tlのいずれか一方をロー
レベルとすることにより、比較回路EORIIの入力の
一方をローレベルに固定でき、これを用いて比較回路E
ORIIの診断を行うことができる。なお以上の説明に
おいてT。Here, if input signals All to Dll are applied that cause conduction between the node 1103 and the ground, the node 110
3 drops to low level as in normal operation, but since the clock signal TCO is low level, NMO
3FET N1105 is not turned on. Therefore, node 1104 is kept at a high level, and the output signal 0U
The potential of TIIOI becomes low level. As described above, in this embodiment, by setting either one of the diagnostic control signals To and Tl to a low level, one of the inputs of the comparator circuit EORII can be fixed to a low level, and using this, the comparator circuit E
A diagnosis of ORII can be made. In the above explanation, T.
とT1.TCOとTCI、Pllol−P1105とP
1111〜P1115゜Nll0I〜Nl 106とN
l 111〜Nl 116.ノード1103〜1104
と1113〜1114−.0UTIIOIと○UT11
02をそれぞれ読み替えると論理回路1102に関する
説明となる。and T1. TCO and TCI, Pllol-P1105 and P
1111~P1115゜Nll0I~Nl 106 and N
l 111~Nl 116. Nodes 1103-1104
and 1113-1114-. 0UTIIIOI and ○UT11
If 02 is read separately, the explanation will be regarding the logic circuit 1102.
本実施例を第4図に示した従来例と比較すると以下の様
な特長がある。Comparing this embodiment with the conventional example shown in FIG. 4, it has the following features.
(1)従来例において比較回路EOR13の診断を行う
ために必要である診断回路1303が本発明を適用する
ことにより不要となる。これにより論理回路のレイアウ
ト面積の縮小と誤り検出信号の遅延時間の短縮を同時に
実現できる。(1) The diagnostic circuit 1303, which is necessary in the conventional example to diagnose the comparison circuit EOR13, becomes unnecessary by applying the present invention. This makes it possible to reduce the layout area of the logic circuit and the delay time of the error detection signal at the same time.
(2)通常の演算動作時には本実施例の回路は従来例の
回路と全く同じ動作を行うため、本発明を適用しても演
算時間は増加しない。(2) During normal arithmetic operation, the circuit of this embodiment performs exactly the same operation as the conventional circuit, so even if the present invention is applied, the arithmetic time does not increase.
なお第16図(a)の実施例では、クロック生成回路T
Cの遅延時間のためにクロックTCO。In the embodiment shown in FIG. 16(a), the clock generation circuit T
Clock TCO for delay time of C.
TCIの位相はクロックCIHに比へて遅れるが、前者
が入力信号All〜Dllに先行して確定していれば影
響は無く、演算時間は増加しない。さらにクロック生成
回路TCを変更することにより、クロックCINとクロ
ックTCO,TCIを同−位相とすることが可能であり
、この場合には従来例と全く同じクロックを供給するこ
とができる。Although the phase of TCI is delayed compared to clock CIH, if the former is determined before input signals All to Dll, there is no effect and the calculation time does not increase. Furthermore, by changing the clock generation circuit TC, it is possible to make the clock CIN and the clocks TCO and TCI have the same phase, and in this case, it is possible to supply exactly the same clock as in the conventional example.
なお、第16図(a)に示した実施例において、論理回
路1101は、
0UT1101=A11・C11+B11・Dllとい
う演算を行う回路となっているが、論理回路1101.
1102内のNMO3FETsN1101〜N1104
及びN11ll〜N1114から成る論理回路網部の構
成を変更することにより、上記以外の演算を行う論理回
路を実現できる。In the embodiment shown in FIG. 16(a), the logic circuit 1101 is a circuit that performs the calculation 0UT1101=A11・C11+B11・Dll, but the logic circuit 1101.
NMO3FETs in 1102 N1101 to N1104
By changing the configuration of the logic circuit network section consisting of and N11ll to N1114, a logic circuit that performs operations other than those described above can be realized.
次に第17図は第16図の誤り検出回路内蔵論理回路1
101を複数個用いた例を示したものである。同図にお
いて1201〜1204はそれぞれ第16図に1100
で示した回路構成をもつ誤り検出回路内蔵論理回路、A
1201〜Al2O4及びB1201〜B1204及び
C1201〜C1204及びD1201〜ER1204
はそれぞれ論理回路1201〜1204の誤り検出信号
、0R12はオア回路、E1200は誤り検出信号であ
る。この実施例では4個の論理回路1201〜1204
に対して1個のクロック生成回路TCを設けてクロック
信号CIN、To、Tlを供給している。また、この実
施例では各論理回路の誤り検出信号
ER1’201〜ER1204をオア回路○R12でま
とめて出力信号E1200として出力する構成となって
いる。LSI内においては1つのクロック信号に同期し
て多数の論理回路を動作させ、演算を行うのが一般的で
ある。この場合に第17図の実施例の様な構成とし、ク
ロック生成回路を複数個の論理回路に対して1個のみ同
一チップ上に設ければよいため、全体としてレイアウト
面積の縮小を図ることができる。Next, Fig. 17 shows the logic circuit 1 with built-in error detection circuit shown in Fig. 16.
This shows an example in which a plurality of 101 are used. In the figure, 1201 to 1204 are respectively 1100 in Figure 16.
A logic circuit with a built-in error detection circuit having the circuit configuration shown in
1201~Al2O4 and B1201~B1204 and C1201~C1204 and D1201~ER1204
are error detection signals of the logic circuits 1201 to 1204, 0R12 is an OR circuit, and E1200 is an error detection signal. In this embodiment, there are four logic circuits 1201 to 1204.
One clock generation circuit TC is provided for each clock to supply clock signals CIN, To, and Tl. Further, in this embodiment, the error detection signals ER1'201 to ER1204 of each logic circuit are combined by an OR circuit ○R12 and outputted as an output signal E1200. In an LSI, it is common to operate a large number of logic circuits in synchronization with one clock signal to perform calculations. In this case, a configuration like the embodiment shown in FIG. 17 is adopted, and since only one clock generation circuit for multiple logic circuits needs to be provided on the same chip, the overall layout area can be reduced. can.
第18図は本発明で用いるダイナミック型論理回路の別
の実施例を示した図である。1401は論理回路、P1
401〜P1403はPMO8FET、N1401〜N
1407はNMO5FET、0UT1401は論理回路
の出力信号である。この回路14o1はNMO5FET
sN1401〜N1404からなる論理回路網部とグラ
ンド間にNMO3FET N1405を挿入した型式の
ダイナミック型論理回路に本発明を適用したもので、第
16図(a)の論理回路1101.1102と同じ機能
を有しており、そうことなしに比較回路の診断機能を持
たせることができる。FIG. 18 is a diagram showing another embodiment of the dynamic logic circuit used in the present invention. 1401 is a logic circuit, P1
401~P1403 are PMO8FET, N1401~N
1407 is an NMO5FET, and 0UT1401 is an output signal of the logic circuit. This circuit 14o1 is NMO5FET
The present invention is applied to a type of dynamic logic circuit in which an NMO3FET N1405 is inserted between the logic circuit network section consisting of sN1401 to N1404 and the ground, and has the same functions as the logic circuits 1101 and 1102 in Fig. 16(a). Therefore, it is possible to provide the comparison circuit with a diagnostic function without any problems.
第19図は以上述べた3種の誤り検出機能をもつ論理回
路、すなわち(1)パリティ等の誤り検出符号を用いた
論理回路(例えば、第1図、第11図の実施例)(2)
回路を二重化するが誤り検出回路の診断機能を内蔵し、
回路数を低減した誤り検出回路の診断機能内蔵論理回路
(例えば、第16図、第17図の実施例)(3)単なる
回路の二重化による誤り検出回路内蔵論理回路(例えば
、第4図の論理回路)を使い分けて、これら3種の構成
の論理回路を混在させて構成したALUの一実施例を示
したものである。第19図において、CG18はキャリ
ー・ルックアヘッド・ジェネレータ、1801〜180
6はキャリー・ルックアヘッド・ジェネレータCG18
内の上記(2)の構成を適用した論理回路、EOR18
01〜EOR1803はEOR回路、○R1800はオ
ア回路、CTRLは制御回路、180は制御信号入力端
子、T、、T、は診断制御信号、1807〜1814は
制御信号発生回路、1815〜1818は診断用回路、
EOR1804〜EOR1807はEOR回路、0R1
801はオア回路、ER1800−ER1801は誤り
検出信号出力端子である。この実施例ではデータ演算部
のキャリー・ジェネレータCG18以外の部分1および
パリティ生成部3には、第11図の例と同様にパリティ
チエツクによる誤り検出機能をもつ論理回路を用いてい
る。一方キヤリ−・ルックアヘッド・ジェネレータCG
18には第16図。FIG. 19 shows a logic circuit having the three types of error detection functions described above, namely (1) a logic circuit using error detection codes such as parity (for example, the embodiments of FIGS. 1 and 11); (2)
Although the circuit is duplicated, it has a built-in error detection circuit diagnostic function.
A logic circuit with a built-in diagnostic function for an error detection circuit with a reduced number of circuits (for example, the embodiments shown in FIGS. 16 and 17) (3) A logic circuit with a built-in error detection circuit by simply duplicating the circuit (for example, the logic circuit in FIG. 4) This figure shows an example of an ALU configured by mixing logic circuits with these three types of configurations, using different types of logic circuits. In FIG. 19, CG18 is a carry lookahead generator, 1801 to 180.
6 is carry lookahead generator CG18
A logic circuit to which the configuration of (2) above is applied, EOR18
01 to EOR1803 are EOR circuits, ○R1800 is an OR circuit, CTRL is a control circuit, 180 is a control signal input terminal, T,, T are diagnostic control signals, 1807 to 1814 are control signal generation circuits, 1815 to 1818 are for diagnosis circuit,
EOR1804 to EOR1807 are EOR circuits, 0R1
801 is an OR circuit, and ER1800-ER1801 are error detection signal output terminals. In this embodiment, logic circuits having an error detection function by parity check are used in the data calculation section 1 other than the carry generator CG18 and the parity generation section 3, as in the example shown in FIG. On the other hand, carry lookahead generator CG
18 shows Fig. 16.
第17図の例と同様に、回路1801〜1806の二重
化による誤り検出を用いると共に、この部分がプリチャ
ージ回路から成ることを用いて誤り検出回路EOR18
01〜1803の診断機能を内蔵させた構成の論理回路
を用いている。また制御回路CTRLには、第4図の従
来例と同様に、回路1807〜1814の二重化による
誤り検出を用い、更に誤り検出回路FOR1804〜1
807の診断用回路1815〜1818をそれぞれ設け
ている。Similar to the example in FIG. 17, error detection is performed by duplicating the circuits 1801 to 1806, and the error detection circuit EOR18 is
A logic circuit having a built-in diagnostic function of 01 to 1803 is used. In addition, the control circuit CTRL uses error detection by duplicating circuits 1807 to 1814, as in the conventional example shown in FIG.
807 diagnostic circuits 1815 to 1818 are provided, respectively.
この様に3種の誤り検出機能をもつ論理回路の使い分け
を行うことにより、
(1)1.3から成るALU部ではパリティ生成を並行
して行うとともに、これを用いてパリティチエツクを行
うことにより、従来の二重化による構成に比ベパリティ
出力の高速化および回路規模の低減を行える。By properly using logic circuits with three types of error detection functions in this way, (1) The ALU section consisting of 1.3 generates parity in parallel, and uses this to perform parity check. , it is possible to increase the speed of the vapor output and reduce the circuit scale compared to the conventional duplex configuration.
(2) キャリー・ルックアヘッド・ジェネレータC
G18の部分では二重化による誤り検出を行っているが
、プリチャージ回路の特性を生かし、誤り検出回路の診
断機能を内蔵させることにより、回路数の縮小と誤り検
出信号の高速化を行える。(2) Carry lookahead generator C
In the G18 section, error detection is performed by duplexing, but by making use of the characteristics of the precharge circuit and incorporating the diagnostic function of the error detection circuit, it is possible to reduce the number of circuits and increase the speed of the error detection signal.
(3) 制御回路CT RLの部分は、制御信号出力
を2サイクル以上保持する必要がある等の理由でスタテ
ィック回路で構成する必要があり、また制御信号入力端
子180にパリティピットが入力されないため、誤り検
出は従来例と同様の論理回路構成になる。しかし、この
構成の論理回路を適用する箇所は最少限に抑えることが
可能であり、本実施例のALUは、ALU全体として高
速化、高集積化を図ることができる。(3) The control circuit CTRL needs to be configured as a static circuit because it is necessary to hold the control signal output for two or more cycles, and since no parity pit is input to the control signal input terminal 180, Error detection uses the same logic circuit configuration as the conventional example. However, the number of locations to which the logic circuit of this configuration is applied can be kept to a minimum, and the ALU of this embodiment can achieve higher speed and higher integration as a whole.
本発明によれば
(1)演算回路のデータ出力と略同時にパリティ出力が
得られ、例えば32ビツトのALUに適用した場合、約
20%程度の高速化を図れる。またパリティビットによ
り演算中の1ビツトの誤りを検出でき、回路の二重化を
行わずに同程度の信頼性を得ることができる。更にパリ
ティ補正回路やパリティチエツク回路等の面積を従来の
演算回路1個分より小さくできるので、回路を二重化し
た場合に比ベレイアウト面積を同等或いはそれ以下とす
ることができる。According to the present invention, (1) the parity output can be obtained almost simultaneously with the data output of the arithmetic circuit, and when applied to a 32-bit ALU, for example, the speed can be increased by about 20%. Furthermore, a 1-bit error during calculation can be detected by the parity bit, and the same level of reliability can be obtained without duplicating the circuit. Furthermore, since the area of the parity correction circuit, parity check circuit, etc. can be made smaller than that of one conventional arithmetic circuit, when the circuits are duplicated, the comparative layout area can be made equal to or less than that.
(2)更に本発明を演算部全体に拡大して適用した場合
、誤り検出に必要な回路の個数を削減できる。(2) Furthermore, when the present invention is expanded and applied to the entire calculation section, the number of circuits required for error detection can be reduced.
(3) 回路の二重化による誤り検出を併用する場合
、比較照合を行う回路を診断する機能をダイナミック型
論理回路に、その高速性を損なわずに組み込むことがで
きる。(3) When error detection by duplication of circuits is also used, a function for diagnosing a circuit that performs comparison and verification can be incorporated into a dynamic logic circuit without impairing its high speed.
以上により、誤り検出能力を持つ演算部の高速化及び高
集積化の効果がある。The above has the effect of increasing the speed and integration of the arithmetic unit having error detection capability.
第1図は本発明の一実施例を示し、誤り検出符号を用い
た論理回路のブロック図、第2図はALU部を二重化し
て誤りを検出する従来例のブロック図、第3図は1回路
の二重化による誤り検出をALU、レジスタ、プレシフ
タからなる演算部に適用した例を示すブロック図、第4
図は、誤り検出回路の診断機能をもつ論理回路の一例を
示すブロック図、第5図はALUに本発明を適用した一
実施例を示すブロック図、第6図は第5図の実施例の1
段目の回路例を示す図、第7図は第5図の実施例におけ
るデータ演算部の2段目回路の機能の説明するための図
、第8図は、第5図の実施例における誤り検出符号補正
部の2段目の回路例を示す図、第9図及び第10図はパ
リティチエツクを必要とする回路の例を示す図、第11
図は本発明の一実施例のブロック図、第12図、第13
図は本発明をキャリー・ルックアヘッド・ジェネレータ
方式のALUに適用した実施例を示す図、第14図は本
発明を演算部に適用した実施例のブロック図、第15図
は第14図の実施例で用いるプレシフタの一例を示すブ
ロック図、第16図(a)は本発明の一実施例の誤り検
出回路内蔵論理回路、第16図(b)は第16図(a)
に示した回路の動作波形の例を示す図、第17図は複数
の誤り検出回路内蔵論理回路に本発明を適用した実施例
を示す図、第18図は本発明で用いる演算回路の他の例
を示す図、第19図は本発明をキャリー・ルックアヘッ
ド・ジェネレータ方式のALUに適用した実施例を示す
図である。
第7目
P、 F ど
第4図
干ヂJ−人戸
1’、tr:Aftea八°yテへ Ft:Jツ・
・1.のノ\°yティ Pし:ρ債9ノー09ラン
FA−a:Aへ゛I^9八°クシ 履・3:A^゛5
代9ノ?タテ4第8図
乙13:八・r自jケ(回メ覧
第7ρ口
第77図
第 72 目
lゲl /ダ2 lダJ
/μ弘F PF と
第75目
フルシスタ 7’5#l)7
β)f17
第1乙区FIG. 1 shows an embodiment of the present invention, and is a block diagram of a logic circuit using an error detection code. FIG. 2 is a block diagram of a conventional example in which the ALU section is duplicated to detect errors. 4 is a block diagram showing an example in which error detection by duplication of circuits is applied to an arithmetic unit consisting of an ALU, a register, and a preshifter;
The figure is a block diagram showing an example of a logic circuit having a diagnostic function for an error detection circuit, FIG. 5 is a block diagram showing an embodiment in which the present invention is applied to an ALU, and FIG. 1
A diagram showing an example of the circuit in the second stage, FIG. 7 is a diagram for explaining the function of the second stage circuit of the data calculation section in the embodiment in FIG. 5, and FIG. 8 shows errors in the embodiment in FIG. 5. FIGS. 9 and 10 are diagrams showing examples of circuits in the second stage of the detection code correction section; FIGS. 11 and 11 are diagrams showing examples of circuits that require parity checks;
The figures are block diagrams of one embodiment of the present invention, Figures 12 and 13.
14 is a block diagram of an embodiment in which the present invention is applied to an arithmetic unit, and FIG. 15 is an implementation of the embodiment shown in FIG. 14. A block diagram showing an example of a preshifter used in the example, FIG. 16(a) is a logic circuit with a built-in error detection circuit according to an embodiment of the present invention, and FIG. 16(b) is a block diagram showing an example of the preshifter used in the example.
FIG. 17 is a diagram showing an example of the operation waveform of the circuit shown in FIG. FIG. 19 is a diagram showing an embodiment in which the present invention is applied to a carry lookahead generator type ALU. 7th P, F Do Fig. 4 Hoshiji J-Hito 1', tr: Aftea 8°yte Ft: Jtsu・
・1. No\^yti P: ρ bond 9 no 09 run FA-a: A to゛I^98°kushi ・3: A^゛5
9th generation? vertical 4 figure 8
/ μ HiroF PF and 75th Full Sister 7'5 #l) 7 β) f17 1st Otsu Ward
Claims (1)
入力し、該演算回路を上記入力データが伝搬中に所定の
演算を行い出力データを得る第1の回路列と、上記入力
データに対応する誤り検出符号の入力により、該第1の
回路列内の各演算回路における演算に対応して誤り検出
符号に補正を加える誤り検出符号補正回路を直列に接続
し、該出力データに対応する誤り検出符号を出力する第
2の回路列と、該第1の回路列内の演算回路の出力とこ
れに対応する該第2の回路列内の誤り検出符号補正回路
の出力との照合を行う少なくとも1個の誤り検出回路と
からなり、演算と並行して誤り検出符号の生成と演算の
誤り検出を行う第1の論理回路を具備することを特徴と
する、半導体集積回路装置。 2、上記の誤り検出回路を、上記第1の回路列の出力と
、上記第1の回路列内のパリテイエラーが伝搬されない
演算回路の入力とに少なくとも設けたことを特徴とする
、請求項1に記載の半導体集積回路装置。 3、同一機能を有しかつ同一の信号が入力される二重化
した演算回路と、該二重化した演算回路の出力相互を比
較する比較回路とからなる第2の論理回路を具備するこ
とを特徴とする、請求項1又は2に記載の半導体集積回
路装置。 4、上記二重化した演算回路の各々は、入力信号を受け
て論理演算を行う論理回路網と、該論理回路網の相互接
続点における寄生容量をプリチャージする第1のスイッ
チ回路と、該論理回路網の出力信号を取り出す第2のス
イッチ回路とからなり、上記第1のスイッチ回路へのク
ロック信号の給電系と上記第2のスイッチ回路へのクロ
ック信号の供電系との2系統に分割して給電するクロッ
ク信号給電系を具備することを特徴とする、請求項3に
記載の半導体集積回路装置。 5、上記第1の論理回路によって構成された演算部から
なるALUを具備することを特徴とする請求項1乃至4
のいずれかに記載の半導体集積回路装置。 6、上記第1の論理回路によって構成された演算部と、
上記第2の論理回路によって構成されたキャリー・ルッ
クアヘッド・ジェネレータ部とからなるALUを具備す
ることを特徴とする、請求項3に記載の半導体集積回路
装置。 7、上記第1の論理回路によって構成された演算部と、
上記第2の論理回路及び上記クロック信号給電系によっ
て構成されたキャリー・ルックアヘッド・ジェネレータ
部とからなるALUを具備することを特徴とする、請求
項4に記載の半導体集積回路装置。 8、同一の機能を有しかつ同一の信号が入力される二重
化した演算回路と、該二重化 した演算回路の出力相互を比較する比較回路と、該2重
化した演算回路内の論理回路網の出力信号をそれぞれ取
り出すスイッチ回路へのクロック信号の給電系及び該2
重化した演算回路内の他のスイッチ回路へのクロック信
号の給電系の2系統に分割して給電するクロック信号給
電系とを有し、故障診断時、上記比較回路の故障診断を
行う様にした第1の論理回路を具備することを特徴とす
る半導体集積回路装置。 9、入力データを複数段の直列に接続された演算回路に
入力し、該演算回路を上記入力データが伝播中に所定の
演算を行い出力データを得る第1の回路列と、上記入力
データに対応する誤り検出符号の入力により、上記第1
の回路列内の各演算回路における演算に対応して誤り検
出符号に補正を加える誤り検出符号補正回路を直列に接
続し、上記出力データに対応する誤り検出符号を出力す
る第2の回路列と、上記第1の回路列内の演算回路の出
力とこれに対応する上記第2の回路列内の誤り検出符号
補正回路の出力との照合を行う少なくとも1個の誤り検
出回路とを備え、演算と並行して誤り検出符号の生成と
演算の誤り検出を行う第2の論理回路を具備することを
特徴とする、請求項8に記載の半導体集積回路装置。 10、上記第1の論理回路によつて構成されたキャリー
・ルックアヘッド・ジェネレータ部と、上記第2の論理
回路によって構成された演算部とからなるALUを具備
することを特徴とする、請求項9に記載の半導体集積回
路装置。 11、上記、各演算回路へのクロック信号の給電は、少
なくとも1個の入力信号を受けて論理演算を行い両端間
を導通状態または非導通状態とする論理回路網の一端を
第1の電源に接続し、第2の電源に第1のスイッチ回路
の一端を接続し、該論理回路網の他端と該第1のスイッ
チ回路の他端とを接続して第1のノードとし、該第1の
ノードに更に該第1のノードの信号を取り出す第2のス
イッチ回路の一端を接続し、該第2のスイッチ回路の他
端を第2のノードとし、該第2のノードと該第2の電源
間に第3のスイッチ回路を挿入し、かつ該第2のノード
にバッファ回路を接続し、該バッファ回路を介して該第
2のノードの信号を外部に出力する演算回路における第
1のスイッチ回路と第3のスイッチ回路に第1のクロッ
ク信号を給電し、第2のスイッチ回路に第2のクロック
信号を給電するものであることを特徴とする、請求項8
に記載の半導体集積回路装置。 12、上記第1、第2及び第3のスイッチ回路と、上記
論理回路網と、上記バッファ回路をMOSFETを用い
て構成することを特徴とする、請求項11に記載の半導
体集積回路装置。 13、上記2系統のクロック信号は、論理回路に入力さ
れる原クロック信号と、クロック生成を制御する制御信
号との入力によりクロック生成を行うクロック生成回路
の出力から得るものであることを特徴とする、請求項8
に記載の半導体集積回路装置。 14、上記クロック生成回路を、該クロック生成回路の
出力信号が入力される論理回路と同一チップ上に設けた
ことを特徴とする、請求項13に記載の半導体集積回路
装置。 15、入力データに対し所定の演算を行い出力データを
出力する第1の回路と、該入力データに対応する誤り検
出符号の入力に対し所定の演算を行い該出力データに対
応する誤り検出符号を出力する第2の回路とを含む演算
回路を複数個含み、各演算回路内の上記第1の回路間を
接続した第1の回路列によりデータバスを形成し、該デ
ータバスで相互に接続された演算回路内の上記第2の回
路間を接続した第2の回路列により誤り検出符号バスを
形成し、同一演算回路内の上記第1の回路の出力データ
と上記第2の回路の出力の誤り検出符号との照合を行う
誤り検出回路を少なくとも1個含む論理回路を具備する
ことを特徴とする半導体集積回路装置。 16、上記論理回路によって構成されたALUを具備す
ることを特徴とする、請求項15に記載の半導体集積回
路装置。 17、上記演算回路としてラッチ回路、シフト回路及び
加減算回路の少なくとも一部を含むことを特徴とする、
請求項15又は16に記載の半導体集積回路装置。[Claims] 1. A first circuit array that inputs input data to a plurality of stages of serially connected arithmetic circuits, performs predetermined arithmetic operations while the input data is propagating through the arithmetic circuits, and obtains output data. and an error detection code correction circuit that corrects the error detection code in response to the operation in each arithmetic circuit in the first circuit array by inputting the error detection code corresponding to the input data, is connected in series, a second circuit string that outputs an error detection code corresponding to the output data; and an output of the arithmetic circuit in the first circuit string and a corresponding error detection code correction circuit in the second circuit string. A semiconductor integrated circuit comprising at least one error detection circuit that performs comparison with an output, and a first logic circuit that generates an error detection code and detects errors in the operation in parallel with the operation. circuit device. 2. Claim characterized in that the above error detection circuit is provided at least at the output of the first circuit array and at the input of an arithmetic circuit to which parity errors in the first circuit array are not propagated. 1. The semiconductor integrated circuit device according to 1. 3. It is characterized by comprising a second logic circuit consisting of a duplexed arithmetic circuit having the same function and into which the same signal is input, and a comparison circuit that compares the outputs of the duplexed arithmetic circuit with each other. A semiconductor integrated circuit device according to claim 1 or 2. 4. Each of the duplexed arithmetic circuits includes a logic circuit network that receives an input signal and performs a logic operation, a first switch circuit that precharges parasitic capacitance at an interconnection point of the logic network, and the logic circuit. and a second switch circuit that takes out the output signal of the network, and is divided into two systems: a power supply system for clock signals to the first switch circuit and a power supply system for clock signals to the second switch circuit. 4. The semiconductor integrated circuit device according to claim 3, further comprising a clock signal power supply system for supplying power. 5. Claims 1 to 4, further comprising an ALU consisting of an arithmetic unit constituted by the first logic circuit.
The semiconductor integrated circuit device according to any one of the above. 6. an arithmetic unit configured by the first logic circuit;
4. The semiconductor integrated circuit device according to claim 3, further comprising an ALU including a carry lookahead generator section configured by the second logic circuit. 7. an arithmetic unit configured by the first logic circuit;
5. The semiconductor integrated circuit device according to claim 4, further comprising an ALU comprising the second logic circuit and a carry lookahead generator section configured by the clock signal power supply system. 8. A duplex arithmetic circuit having the same function and inputting the same signal, a comparison circuit that compares the outputs of the duplex arithmetic circuit, and a logic circuit network within the duplex arithmetic circuit. Clock signal power supply system to the switch circuits that take out the output signals, and 2.
It has a clock signal power supply system that divides the clock signal into two systems to supply power to the other switch circuits in the duplicated arithmetic circuit, and when diagnosing a failure, it diagnoses the failure of the comparison circuit. 1. A semiconductor integrated circuit device comprising a first logic circuit. 9. Input data to a plurality of stages of serially connected arithmetic circuits, and perform predetermined arithmetic operations on the arithmetic circuits while the input data is propagating to obtain output data; By inputting the corresponding error detection code, the first
a second circuit string, which connects in series error detection code correction circuits that correct the error detection code in response to calculations in each arithmetic circuit in the circuit string, and outputs an error detection code corresponding to the output data; , at least one error detection circuit that compares the output of the arithmetic circuit in the first circuit array with the output of the corresponding error detection code correction circuit in the second circuit array; 9. The semiconductor integrated circuit device according to claim 8, further comprising a second logic circuit that generates an error detection code and detects errors in calculations in parallel with the second logic circuit. 10. Claim 10, characterized by comprising an ALU consisting of a carry lookahead generator section constituted by the first logic circuit and an arithmetic unit constituted by the second logic circuit. 9. The semiconductor integrated circuit device according to 9. 11. As described above, the clock signal is supplied to each arithmetic circuit by connecting one end of the logic circuit network, which receives at least one input signal, performs a logical operation, and brings the terminals into a conductive state or a non-conductive state, to the first power supply. one end of the first switch circuit is connected to a second power supply, the other end of the logic circuit network and the other end of the first switch circuit are connected to form a first node, Further, one end of a second switch circuit for taking out the signal of the first node is connected to the node, the other end of the second switch circuit is set as a second node, and the second node and the second A first switch in an arithmetic circuit that inserts a third switch circuit between power supplies, connects a buffer circuit to the second node, and outputs a signal of the second node to the outside via the buffer circuit. Claim 8, characterized in that the first clock signal is supplied to the circuit and the third switch circuit, and the second clock signal is supplied to the second switch circuit.
The semiconductor integrated circuit device described in . 12. The semiconductor integrated circuit device according to claim 11, wherein the first, second, and third switch circuits, the logic circuit network, and the buffer circuit are constructed using MOSFETs. 13. The above two systems of clock signals are obtained from the output of a clock generation circuit that generates clocks by inputting an original clock signal input to a logic circuit and a control signal for controlling clock generation. Claim 8
The semiconductor integrated circuit device described in . 14. The semiconductor integrated circuit device according to claim 13, wherein the clock generation circuit is provided on the same chip as a logic circuit to which the output signal of the clock generation circuit is input. 15. A first circuit that performs a predetermined operation on input data and outputs output data, and a first circuit that performs a predetermined operation on the input of an error detection code corresponding to the input data and outputs an error detection code corresponding to the output data. A data bus is formed by a first circuit array including a plurality of arithmetic circuits including a second output circuit, and the first circuits in each arithmetic circuit are connected to each other by the data bus. An error detection code bus is formed by a second circuit array connecting the second circuits in the same arithmetic circuit, and the output data of the first circuit and the output of the second circuit in the same arithmetic circuit are A semiconductor integrated circuit device comprising a logic circuit including at least one error detection circuit that performs verification with an error detection code. 16. The semiconductor integrated circuit device according to claim 15, further comprising an ALU configured by the logic circuit. 17, characterized in that the arithmetic circuit includes at least a part of a latch circuit, a shift circuit, and an addition/subtraction circuit;
The semiconductor integrated circuit device according to claim 15 or 16.
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP63304092A JP3135543B2 (en) | 1987-12-04 | 1988-12-02 | Semiconductor integrated circuit device |
Applications Claiming Priority (5)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP30558287 | 1987-12-04 | ||
JP62-305582 | 1988-01-14 | ||
JP63-4927 | 1988-01-14 | ||
JP492788 | 1988-01-14 | ||
JP63304092A JP3135543B2 (en) | 1987-12-04 | 1988-12-02 | Semiconductor integrated circuit device |
Publications (2)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
JPH01280839A true JPH01280839A (en) | 1989-11-13 |
JP3135543B2 JP3135543B2 (en) | 2001-02-19 |
Family
ID=27276518
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
JP63304092A Expired - Fee Related JP3135543B2 (en) | 1987-12-04 | 1988-12-02 | Semiconductor integrated circuit device |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
JP (1) | JP3135543B2 (en) |
Cited By (3)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JP2006523868A (en) * | 2003-04-17 | 2006-10-19 | ローベルト ボッシュ ゲゼルシャフト ミット ベシュレンクテル ハフツング | Program-controlled unit and method |
WO2018163371A1 (en) * | 2017-03-09 | 2018-09-13 | パイオニア株式会社 | Information processing device, information processing method, computer program, and recording medium |
JP2020061124A (en) * | 2018-10-05 | 2020-04-16 | 富士通株式会社 | Parallel processing device and arithmetic processing method |
Citations (2)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JPS5829054A (en) * | 1981-08-14 | 1983-02-21 | Hitachi Ltd | Logical operation parity forecasting circuit |
JPS61221931A (en) * | 1985-03-28 | 1986-10-02 | Nec Corp | Arithmetic element |
-
1988
- 1988-12-02 JP JP63304092A patent/JP3135543B2/en not_active Expired - Fee Related
Patent Citations (2)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JPS5829054A (en) * | 1981-08-14 | 1983-02-21 | Hitachi Ltd | Logical operation parity forecasting circuit |
JPS61221931A (en) * | 1985-03-28 | 1986-10-02 | Nec Corp | Arithmetic element |
Cited By (5)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JP2006523868A (en) * | 2003-04-17 | 2006-10-19 | ローベルト ボッシュ ゲゼルシャフト ミット ベシュレンクテル ハフツング | Program-controlled unit and method |
WO2018163371A1 (en) * | 2017-03-09 | 2018-09-13 | パイオニア株式会社 | Information processing device, information processing method, computer program, and recording medium |
JPWO2018163371A1 (en) * | 2017-03-09 | 2020-01-09 | パイオニア株式会社 | Information processing apparatus and method, computer program, and recording medium |
US11080119B2 (en) | 2017-03-09 | 2021-08-03 | Pioneer Corporation | Information processing with failure detection, apparatus and method |
JP2020061124A (en) * | 2018-10-05 | 2020-04-16 | 富士通株式会社 | Parallel processing device and arithmetic processing method |
Also Published As
Publication number | Publication date |
---|---|
JP3135543B2 (en) | 2001-02-19 |
Similar Documents
Publication | Publication Date | Title |
---|---|---|
US5043990A (en) | Semiconductor integrated circuit device | |
JP2835619B2 (en) | Integrated circuit module | |
JP4601737B2 (en) | Memory embedded logic LSI | |
US3757308A (en) | Data processor | |
US5031180A (en) | Triple redundant fault-tolerant register | |
EP0287302B1 (en) | Cross-coupled checking circuit | |
US6535902B2 (en) | Multiplier circuit for reducing the number of necessary elements without sacrificing high speed capability | |
JPH0223889B2 (en) | ||
EP0304948B1 (en) | Data processor including testing structure for barrel shifter | |
Akbar et al. | Self-repairing hybrid adder with hot-standby topology using fault-localization | |
JPH01280839A (en) | Semiconductor integrated circuit device | |
US4924423A (en) | High speed parity prediction for binary adders using irregular grouping scheme | |
US7170328B2 (en) | Scannable latch | |
Hamdi et al. | A tool for automatic generation of self-checking data paths | |
Raghavendra Kumar et al. | Optimized fault-tolerant adder design using error analysis | |
Mukherjee et al. | Design of a fault-tolerant conditional sum adder | |
US6347327B1 (en) | Method and apparatus for N-nary incrementor | |
US4253182A (en) | Optimization of error detection and correction circuit | |
US5926519A (en) | Semiconductor integrated circuit including dynamic registers | |
Rani et al. | A Novel Approach to Design Low Power and High Speed Self-Repairing Full Adder Circuit | |
LIKITHA et al. | DESIGN AND IMPLEMENTATION OF SELFREPAIRING CARRYLOOKAHEAD ADDER | |
JP2001249169A (en) | Test mode setting circuit | |
Rani et al. | A Novel Approach to Design Low Power Self-Repairing Full Adder Circuit | |
JPH01147731A (en) | Information processing circuit | |
Athanas et al. | Computer Engineering |
Legal Events
Date | Code | Title | Description |
---|---|---|---|
LAPS | Cancellation because of no payment of annual fees |