JPH0529888A - Semiconductor integrated circuit - Google Patents
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- JPH0529888A JPH0529888A JP18092491A JP18092491A JPH0529888A JP H0529888 A JPH0529888 A JP H0529888A JP 18092491 A JP18092491 A JP 18092491A JP 18092491 A JP18092491 A JP 18092491A JP H0529888 A JPH0529888 A JP H0529888A
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Abstract
Description
【0001】[0001]
【産業上の利用分野】本発明は、半導体集積回路に関
し、詳しくはゲートアレイ、スタンダードセルなど自動
配置配線機能によってカスタマイズされるICにおける
順序論理回路を構成するのに最適なフリップフロップ回
路を備えた半導体集積回路に関する。BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to a semiconductor integrated circuit, and more particularly to a gate array, a standard cell and the like, which is provided with a flip-flop circuit which is most suitable for forming a sequential logic circuit in an IC customized by an automatic placement and routing function. The present invention relates to a semiconductor integrated circuit.
【0002】[0002]
【従来の技術】従来より多数のフリップフロップ回路が
組合された順序論理回路を含む半導体集積回路をゲート
アレイの手法を用いて構成することが広く行われてい
る。図5は従来のD型フリップフロップ回路の一構成例
を表わした図である。図5(A)に示すように、D入力
端子11はクロックドインバータ12の入力端子と接続
され、このクロックドインバータ12の出力端子はイン
バータ13の入力端子及びトランスファーゲート14の
一端に接続されている。トランスファーゲート14の他
端はインバータ15の出力端子と接続されている。ま
た、インバータ13の出力端子はインバータ15の入力
端子及びトランスファーゲート16の一端に接続されて
いる。トランスファーゲート16の他端はインバータ1
7の入力端子とトランスファーゲート18の一端に接続
されており、トランスファーゲート18の他端はインバ
ータ19の出力端子及びインバータ20の入力端子と接
続されている。またインバータ17の出力端子はインバ
ータ19の入力端子及びインバータ21の入力端子と接
続されている。2. Description of the Related Art Conventionally, it has been widely practiced to construct a semiconductor integrated circuit including a sequential logic circuit in which a large number of flip-flop circuits are combined by using a gate array technique. FIG. 5 is a diagram showing a configuration example of a conventional D-type flip-flop circuit. As shown in FIG. 5A, the D input terminal 11 is connected to the input terminal of the clocked inverter 12, and the output terminal of the clocked inverter 12 is connected to the input terminal of the inverter 13 and one end of the transfer gate 14. There is. The other end of the transfer gate 14 is connected to the output terminal of the inverter 15. The output terminal of the inverter 13 is connected to the input terminal of the inverter 15 and one end of the transfer gate 16. The other end of the transfer gate 16 is the inverter 1
7 is connected to one end of the transfer gate 18, and the other end of the transfer gate 18 is connected to the output terminal of the inverter 19 and the input terminal of the inverter 20. The output terminal of the inverter 17 is connected to the input terminal of the inverter 19 and the input terminal of the inverter 21.
【0003】上記のように構成された回路において互い
に位相が逆転したクロック信号φ、ψが必要となるが、
これは図5(B)のクロック処理回路に示すようにクロ
ック入力端子から入力されたクロック信号CKinがイ
ンバータ22を経由して反転されることによりクロック
信号ψが生成され、さらにインバータ23を経由するこ
とにより入力されたクロック信号CKinと同相のクロ
ック信号φが生成され、これら生成された互いに位相が
逆転した2つのクロック信号φ、ψが図5(A)に示す
回路に供給される。In the circuit configured as described above, clock signals φ and ψ whose phases are opposite to each other are required.
As shown in the clock processing circuit of FIG. 5B, the clock signal CKin input from the clock input terminal is inverted via the inverter 22 to generate the clock signal ψ, and further passes through the inverter 23. As a result, the clock signal φ having the same phase as the input clock signal CKin is generated, and the two generated clock signals φ and ψ whose phases are opposite to each other are supplied to the circuit shown in FIG.
【0004】上記のように構成されたD型フリップフロ
ップ回路のD入力端子11に例えばLレベルの信号が入
力された状態でクロックφが立ち上がるとそれまでHレ
ベルの信号を出力していたオン状態のクロックドインバ
ータ12が、出力側がハイインピーダンスに保持される
オフ状態に移行し、それと同時にそれまでオフ状態にあ
ったトランスファーゲート14がオン状態に移行してイ
ンバータ13、15及びトランスファーゲート14から
なるループにHレベルの信号をラッチし、またこれとと
もにトランスファーゲート16がオン状態に移行してイ
ンバータ17、21を経由してHレベルの信号がこのフ
リップフロップ回路の外部に出力され、またインバータ
17、19、20を経由してLレベルの信号が出力され
る。この状態でD入力端子の信号がHレベルに移行した
ものとし、その状態でクロックφが立ち下がると、トラ
ンスファーゲート18がオン状態に移行してそれまでイ
ンバータ17、19及びトランスファーゲート18から
なる2段目のループの入口にまで伝達されていたHレベ
ルの信号がこの2段目のループにラッチされ、またこれ
と同時にトランスファーゲート14、16はオフ状態、
クロックドインバータ12はオン状態となってD入力端
子11から入力されるHレベルの信号がクロックドイン
バータ12で反転されLレベルの信号となってインバー
タ13、15及びトランスファーゲート14からなる1
段目のループの入口にまで伝達される。When the clock φ rises while the L level signal is input to the D input terminal 11 of the D type flip-flop circuit configured as described above, the H level signal has been output until then. Of the clocked inverter 12 shifts to the OFF state in which the output side is held at high impedance, and at the same time, the transfer gate 14 which has been in the OFF state until then shifts to the ON state and is composed of the inverters 13, 15 and the transfer gate 14. The H level signal is latched in the loop, the transfer gate 16 is also turned on together with this, and the H level signal is output to the outside of the flip-flop circuit via the inverters 17 and 21. An L level signal is output via 19 and 20. In this state, it is assumed that the signal at the D input terminal shifts to the H level, and when the clock φ falls in that state, the transfer gate 18 shifts to the ON state and is composed of the inverters 17, 19 and the transfer gate 18 until then. The H-level signal transmitted to the entrance of the loop of the second stage is latched in the loop of the second stage, and at the same time, the transfer gates 14 and 16 are in the off state.
The clocked inverter 12 is turned on, and an H level signal input from the D input terminal 11 is inverted by the clocked inverter 12 to become an L level signal. The inverters 13 and 15 and the transfer gate 14 are provided.
It is transmitted to the entrance of the loop of the stage.
【0005】以上の動作をクロック信号CKinと同期
して繰返すことにより、D入力端子11から入力された
HレベルもしくはLレベルの信号がクロック信号CKi
nの各立上りのタイミングで出力される。図6は、図5
に示すフリップフロップ回路が多数段接続されることに
より構成された従来のシフトレジスタの一例を表わした
図である。By repeating the above operation in synchronization with the clock signal CKin, the H-level or L-level signal input from the D input terminal 11 is changed to the clock signal CKi.
It is output at each rising timing of n. 6 is shown in FIG.
FIG. 10 is a diagram showing an example of a conventional shift register configured by connecting a large number of flip-flop circuits shown in FIG.
【0006】互いに隣接する左側のフリップフロップ回
路101、102、103、…のQ出力端子101a、
102a、103a、…は遅延用のバッファ251、2
52、253、…を介して右側のフリップフロップ回路
102、103、104、…のD入力端子102b、1
03b、104bと接続されている。また図の一番左側
の初段のフリップフロップ回路101のD入力端子10
1bからはシリアルなデータが入力される。また、各フ
リップフロップ回路101、102、103、104、
…のクロック入力端子101c、102c、103c、
104c、…には図に示すように互いに同相のクロック
信号が入力される。このように構成されたシフトレジス
タにおいて、初段のフリップフロップ回路101のD入
力端子101bにシリアル信号が入力されると共に各フ
リップフロップ回路101、102、103、104、
…にクロック信号が入力されると、D入力端子101b
から入力されたシリアル信号が各クロックパルスの立上
りのタイミングで順次1つずつ右側のフリップフロップ
回路に移動される。Q output terminals 101a of the left-side flip-flop circuits 101, 102, 103, ... Adjacent to each other,
102a, 103a, ... Are buffers 251 and 2 for delaying.
, 52, 253, ... D input terminals 102b, 1 of the right flip-flop circuits 102, 103, 104 ,.
03b and 104b are connected. Further, the D input terminal 10 of the first-stage flip-flop circuit 101 on the leftmost side of the figure
Serial data is input from 1b. In addition, each flip-flop circuit 101, 102, 103, 104,
... clock input terminals 101c, 102c, 103c,
Clock signals in phase with each other are input to 104c ,. In the shift register configured as described above, a serial signal is input to the D input terminal 101b of the first-stage flip-flop circuit 101, and each flip-flop circuit 101, 102, 103, 104,
When a clock signal is input to ..., D input terminal 101b
The serial signals input from the above are sequentially moved one by one to the right flip-flop circuit at the rising timing of each clock pulse.
【0007】ここで、遅延用のバッファ251、25
2、253、…の必要性について説明する。図7はこの
遅延用のバッファ251、252、253、…の必要性
を説明するため、初段のフリップフロップ回路101及
び次段のフリップフロップ回路102の動作を表わした
タイミングチャートである。Here, the delay buffers 251, 25
The necessity of 2, 253, ... Will be described. 7 is a timing chart showing the operation of the first-stage flip-flop circuit 101 and the second-stage flip-flop circuit 102 for explaining the necessity of the delay buffers 251, 252, 253, ....
【0008】初段のフリップフロップ回路101のクロ
ック入力端子101cに入力されるクロック信号が図7
に示すCK1のように立ち上がったとする。このとき、
図5に示すフリップフロップの回路の動作のための所定
の時間t1だけ遅延して初段のフリップフロップ回路1
01のQ出力端子に図7に示すQ1の信号が出力され
る。The clock signal input to the clock input terminal 101c of the first-stage flip-flop circuit 101 is shown in FIG.
It is assumed that it has risen like CK1 shown in. At this time,
The first-stage flip-flop circuit 1 is delayed by a predetermined time t1 for the operation of the flip-flop circuit shown in FIG.
The signal of Q1 shown in FIG. 7 is output to the Q output terminal of 01.
【0009】またクロック信号を伝達するためのクロッ
クライン26(図6参照)の配線容量24のために、次
段のフリップフロップ回路102のクロック入力端子1
02cに入力されるクロック信号は図7のCK21に示
すようにCK1と比べ時間t2だけ遅れることとなる。
ここで各フリップフロップ回路101、102、10
3、104、…にデータが確実にラッチされるためには
図7のCK2に示すように、クロックパルスの立上りの
時刻よりもセットアップタイムt3以上前にそのフリッ
プフロップ回路101、102、103、104、…の
D入力端子101b、102b、103b、104b、
…にデータがセットされている必要があり、さらにクロ
ックパルスが立ち上がった時刻以降所定のホールドタイ
ムt4の間そのフリップフロップ回路101、102、
103、104、…、のD入力端子101b、102
b、103b、104b、…にデータが保持され続けて
いる必要があり、これらセットアップタイムt3、ホー
ルドタイムt4の間にD入力端子101b、102b、
103b、104b、…に入力されているデータが変化
するとそのフリップフロップ回路にデータが正しくラッ
チされない恐れがある。しかるに、もしバッファ251
がなく、Q1の出力信号が遅れることなく次段のフリッ
プフロップ回路102に入力されるとすると、図7に示
すようにCK1に対するCK2の遅れのために次段のフ
リップフロップ回路102のホールドタイムt4の間に
そのフリップフロップ回路102のD入力端子102b
から入力されるデータ(Q1)が変化してしまい、デー
タが正しくラッチされない、いわゆるデータの抜け(デ
ータスルー)が生じる恐れがある。Further, because of the wiring capacitance 24 of the clock line 26 (see FIG. 6) for transmitting the clock signal, the clock input terminal 1 of the flip-flop circuit 102 at the next stage is
The clock signal input to 02c is delayed by time t2 compared to CK1 as shown by CK21 in FIG.
Here, each flip-flop circuit 101, 102, 10
In order to surely latch the data into the flip-flop circuits 101, 102, 103, 104 before the setup time t3 before the rising time of the clock pulse, the flip-flop circuits 101, 102, 103, 104, ... , D input terminals 101b, 102b, 103b, 104b,
Data must be set in the flip-flop circuits 101 and 102 for a predetermined hold time t4 from the time when the clock pulse rises.
D input terminals 101b and 102 of 103, 104, ...
It is necessary to keep data held in b, 103b, 104b, ..., During these setup time t3 and hold time t4, D input terminals 101b, 102b ,.
If the data input to 103b, 104b, ... Changes, the data may not be correctly latched in the flip-flop circuit. However, if buffer 251
If the output signal of Q1 is input to the next-stage flip-flop circuit 102 without delay, the hold time t4 of the next-stage flip-flop circuit 102 is delayed due to the delay of CK2 with respect to CK1 as shown in FIG. Between the D input terminal 102b of the flip-flop circuit 102
The data (Q1) input from the device may change, so that the data may not be latched properly, that is, so-called data loss (data through) may occur.
【0010】そこで遅延用バッファ251を挿入するこ
とにより、図7のQ1の破線に示すようにフリップフロ
ップ回路101のQ出力端子101aから出力される信
号を遅延させて次段のフリップフロップ回路102のD
入力端子102bに入力することによりCK1に対する
CK2の遅れに起因するデータの抜けが生じることが防
止される。ここでゲートアレイの場合、各素子のレイア
ウトを自動的に行ってしまうため、前段側のフリップフ
ロップ回路(例えばフリップフロップ回路101)のク
ロック入力端子101cと次段のフリップフロップ回路
(例えばフリップフロップ回路102)のクロック入力
端子102cとの間の距離がどれだけ離れるか設計段階
では不明であり、すなわち、図7に示す遅延時間t2が
不明であり、例えばt2’のように大きく遅延するとQ
出力信号を図7のQ1の破線に示す程度遅延させたので
はやはりデータの抜けが発生する恐れがある。このため
バッファ251、252、253、…は安全を見込んで
かなり大きな遅延時間を確保するように設計される。Therefore, by inserting the delay buffer 251, the signal output from the Q output terminal 101a of the flip-flop circuit 101 is delayed as indicated by the broken line Q1 in FIG. 7, and the flip-flop circuit 102 of the next stage is delayed. D
Inputting to the input terminal 102b prevents the loss of data due to the delay of CK2 with respect to CK1. In the case of the gate array, since the layout of each element is automatically performed, the clock input terminal 101c of the flip-flop circuit of the preceding stage (for example, the flip-flop circuit 101) and the flip-flop circuit of the next stage (for example, the flip-flop circuit) It is unknown at the design stage how far the distance between the clock input terminal 102c and the clock input terminal 102c is, that is, the delay time t2 shown in FIG. 7 is unknown.
If the output signal is delayed to the extent shown by the broken line Q1 in FIG. 7, data loss may still occur. Therefore, the buffers 251, 252, 253, ... Are designed so as to secure a considerably large delay time in consideration of safety.
【0011】図8は、図5に示すフリップフロップ回路
が多数段接続された従来のシフトレジスタの他の例を表
わした図、図9は、図8に示すシフトレジスタを構成す
る2つのフリップフロップ回路103、104の動作を
表わしたタイミングチャートである。図8において、前
述したフリップフロップ回路(図6参照)の構成要素と
対応する構成要素には、図6において付した番号と同一
の番号を付し相違点のみ説明する。FIG. 8 is a diagram showing another example of a conventional shift register in which the flip-flop circuit shown in FIG. 5 is connected in multiple stages, and FIG. 9 is two flip-flops constituting the shift register shown in FIG. 6 is a timing chart showing the operation of the circuits 103 and 104. In FIG. 8, components corresponding to those of the flip-flop circuit (see FIG. 6) described above are assigned the same numbers as the numbers assigned in FIG. 6, and only the differences will be described.
【0012】図8に示すシフトレジスタでは、前段側の
フリップフロップ回路101、102、103、…のQ
出力端子101a、102a、103a、…と次段のフ
リップフロップ回路102、103、104、…のD入
力端子102b、103b、104b、…とは直結され
ており、一方前段側ほど遅れたクロック信号が入力され
るように互いに隣接するフリップフロップ回路のクロッ
ク入力端子間にバッファ261、262、263、…が
備えられている。この場合に、フリップフロップ回路1
04のクロック入力端子104cに入力されるクロック
信号CK4(図9参照)に対するフリップフロップ回路
103のクロック入力端子103cに入力されるクロッ
ク信号CK3の遅れt5が小さすぎるとフリップフロッ
プ回路104のホールドタイムt6の間にフリップフロ
ップ回路103のQ出力信号Q3が変化してしまう恐れ
があり、したがってこの場合も図9に示すt5’のよう
に十分な遅延時間を確保する必要がある。In the shift register shown in FIG. 8, the Q of the flip-flop circuits 101, 102, 103, ...
The output terminals 101a, 102a, 103a, ... Are directly connected to the D input terminals 102b, 103b, 104b, ... of the next-stage flip-flop circuits 102, 103, 104 ,. Buffers 261, 262, 263, ... Are provided between clock input terminals of flip-flop circuits adjacent to each other so as to be input. In this case, the flip-flop circuit 1
If the delay t5 of the clock signal CK3 input to the clock input terminal 103c of the flip-flop circuit 103 with respect to the clock signal CK4 (see FIG. 9) input to the clock input terminal 104c of No. 04 is too small, the hold time t6 of the flip-flop circuit 104 is increased. There is a possibility that the Q output signal Q3 of the flip-flop circuit 103 may change during this period. Therefore, also in this case, it is necessary to secure a sufficient delay time as t5 ′ shown in FIG.
【0013】[0013]
【発明が解決しようとする課題】上記のように前段側の
Q出力信号を十分に遅延させて次段のD入力端子に入力
するか、あるいは前後側ほど十分に遅延されたクロック
信号を入力することによりデータの抜けを防止すること
ができるが、このような従来の構成では、 (1)フリップフロップ回路101、102、103、
104、…とは独立してバッファ251、252、25
3、…;261、262、263、…を備える必要があ
るが、各バッファ251、252、253、…;26
1、262、263、…を構成するのにトランジスタが
例えば2個で済むところ、トランジスタ4個ないし8個
からなる基本ユニットを1つ使用してしまうこととな
り、無駄が生じる結果となる。 (2)設計段階ではどの位の遅延が必要であるか不明で
あるため、安全のため複数個のバッファを直列に備える
ことも行われており、この場合回路規模がさらに増大し
てしまう結果となる。 (3)回路の途中に故意に遅延素子(バッファ)を備え
ているため、回路の動作が遅くなり、高速動作に適さな
い回路となってしまう。 という問題が生じていた。As described above, the Q output signal on the front stage side is sufficiently delayed and input to the D input terminal of the next stage, or the clock signal sufficiently delayed on the front and rear sides is input. Thus, data loss can be prevented. However, in such a conventional configuration, (1) the flip-flop circuits 101, 102, 103,
Buffers 251, 252, 25 independent of 104, ...
, 261, 262, 263, ..., but each buffer 251, 252, 253 ,.
.., 262, 263, ... May require only two transistors, but one basic unit composed of four to eight transistors is used, resulting in waste. (2) Since it is unclear how much delay is needed at the design stage, it is also possible to provide a plurality of buffers in series for safety, and in this case, the circuit scale will be further increased. Become. (3) Since the delay element (buffer) is intentionally provided in the middle of the circuit, the operation of the circuit becomes slow and the circuit becomes unsuitable for high speed operation. There was a problem.
【0014】本発明は、上記事情に鑑み、遅延時間をデ
ータの抜けの生じない必要最小限とし、これにより、回
路の無駄を省くと共に高速動作可能な順序論理回路を構
成するフリップフロップ回路を備えた半導体集積回路を
提供することを目的とする。In view of the above-mentioned circumstances, the present invention minimizes the delay time so as not to cause data loss, thereby eliminating waste of the circuit and providing a flip-flop circuit which constitutes a sequential logic circuit capable of high-speed operation. Another object of the present invention is to provide a semiconductor integrated circuit.
【0015】[0015]
【課題を解決するための手段】上記目的を達成するため
の本発明の半導体集積回路は、クロック信号が入力され
るクロック入力端子と、該クロック入力端子から入力さ
れたクロック信号に基づいて生成された内部ゲート開閉
用のタイミングの最も遅いクロック信号と略同一のタイ
ミングで前記クロックの入力端子から入力されたクロッ
ク信号と同相のクロック信号を出力するクロック出力用
のインバータもしくはバッファとを有するフリップフロ
ップ回路を備えたことを特徴とする半導体集積回路であ
る。A semiconductor integrated circuit of the present invention for achieving the above object is generated based on a clock input terminal to which a clock signal is input and a clock signal input from the clock input terminal. And a flip-flop circuit having a clock output inverter or buffer for outputting a clock signal in phase with the clock signal input from the clock input terminal at substantially the same timing as the latest clock signal for opening and closing the internal gate And a semiconductor integrated circuit.
【0016】[0016]
【作用】本発明の半導体集積回路はそのフリップフロッ
プ回路が、入力されたクロック信号に基づいて内部で生
成されたクロック信号のうちタイミングの最も遅いクロ
ック信号と略同一のタイミングで入力されたクロック信
号と同相のクロック信号を出力する構成としたため、こ
の出力されたクロック信号を前段のクロック入力端子に
入力するように配線することにより、データの抜けを防
止するための遅延時間が最小で済みかつデータの抜けが
確実に防止され、高速動作に適する順序論理回路が構成
される。またフリップフロップ回路外部にバッファを備
える必要がないため回路規模が削減される。さらに本発
明ではクロック出力用のインバータもしくはバッファを
介してそのフリップフロップ回路の外部に同相のクロッ
ク信号を出力するように構成したため、フリップフロッ
プ回路内部のゲートの開閉に影響を与えることなく外部
にクロック信号が取り出され、セットアップタイムやホ
ールドタイムが一定に保持されると共に高速動作にも寄
与することとなる。In the semiconductor integrated circuit of the present invention, the flip-flop circuit inputs the clock signal input at substantially the same timing as the clock signal having the latest timing among the clock signals internally generated based on the input clock signal. Since it is configured to output a clock signal in the same phase as the above, wiring to input this output clock signal to the clock input terminal of the previous stage minimizes the delay time to prevent data loss and Is reliably prevented, and a sequential logic circuit suitable for high-speed operation is constructed. In addition, since it is not necessary to provide a buffer outside the flip-flop circuit, the circuit scale can be reduced. Further, in the present invention, since the in-phase clock signal is output to the outside of the flip-flop circuit via the clock output inverter or buffer, the clock can be output to the outside without affecting the opening / closing of the gate inside the flip-flop circuit. The signal is taken out, the setup time and the hold time are held constant, and at the same time, it contributes to high-speed operation.
【0017】[0017]
【実施例】以下、本発明の実施例について説明する。図
1は、本発明の一実施例に係るフリップフロップ回路中
のクロック処理回路を表わした回路図であり、前述した
従来のフリップフロップ回路における図5(B)に相当
するものである。この図において、図5(B)に示すク
ロック処理回路の各要素と対応する要素には図5(B)
に付した番号と同一の番号、記号を付して示す。EXAMPLES Examples of the present invention will be described below. FIG. 1 is a circuit diagram showing a clock processing circuit in a flip-flop circuit according to an embodiment of the present invention, and corresponds to FIG. 5B in the conventional flip-flop circuit described above. In this figure, elements corresponding to the elements of the clock processing circuit shown in FIG. 5B are shown in FIG.
The numbers and symbols are the same as the numbers given to.
【0018】図1に示すクロック処理回路では、2つの
インバータ22、23の中間をインバータ27の入力端
子と接続し、入力されたクロック信号CKinと同相の
クロック信号CKoutをインバータ27の出力端子か
らこのフリップフロップ回路の外部に取り出すことがで
きるように構成されている。この場合、このフリップフ
ロップ回路の内部の各ゲート(図5(A)参照)を開閉
するための最もタイミングの遅いクロック信号(ここで
はクロック信号φ)とほとんど一致したタイミングでク
ロック信号CKoutが生成される。In the clock processing circuit shown in FIG. 1, the middle of the two inverters 22 and 23 is connected to the input terminal of the inverter 27, and the clock signal CKout having the same phase as the input clock signal CKin is output from the output terminal of the inverter 27. It is configured so that it can be taken out of the flip-flop circuit. In this case, the clock signal CKout is generated at a timing that almost coincides with the clock signal (here, clock signal φ) having the latest timing for opening and closing each gate (see FIG. 5A) inside the flip-flop circuit. It
【0019】図2は、本発明の一実施例に係るフリップ
フロップ回路、すなわち図5(A)に示す回路と図1に
示すクロック処理回路とを備えたフリップフロップ回路
を用いて構成されたシフトレジスタを表わした図であ
る。この図において前述した従来のシフトレジスタ(図
6、図8参照)の構成要素と対応する構成要素には、図
6、図8に付した番号と同一の番号を付し、相違点につ
いてのみ説明する。FIG. 2 is a shift circuit constructed by using a flip-flop circuit according to one embodiment of the present invention, that is, a flip-flop circuit including the circuit shown in FIG. 5A and the clock processing circuit shown in FIG. It is a figure showing a register. In this figure, the components corresponding to the components of the conventional shift register (see FIGS. 6 and 8) described above are denoted by the same numbers as those given in FIGS. 6 and 8, and only the differences will be described. To do.
【0020】また図3、図4は図2に示すシフトレジス
タ中のフリップフロップ回路103、104の、それぞ
れタイミングチャート及び動作説明図である。図2に示
すシフトレジスタ回路ではフリップフロップ回路10
1、102、103、104、…の外部にはバッファは
備えられておらず、図に示すように後段側のフリップフ
ロップ回路102、103、104、…のクロック出力
端子102d、103d、104d、…と前段側のフリ
ップフロップ回路101、102、103、…のクロッ
ク入力端子101c、102c、103c、…が順次接
続されている。3 and 4 are timing charts and operation explanatory diagrams of the flip-flop circuits 103 and 104 in the shift register shown in FIG. 2, respectively. In the shift register circuit shown in FIG. 2, the flip-flop circuit 10
No buffer is provided outside 1, 102, 103, 104, ..., As shown in the figure, clock output terminals 102d, 103d, 104d, ... Of flip-flop circuits 102, 103, 104 ,. , And the clock input terminals 101c, 102c, 103c, ... Of the flip-flop circuits 101, 102, 103 ,.
【0021】このように構成されたシフトレジスタの場
合、図3、図4に示すように、フリップフロップ回路1
04のクロック入力端子104cに入力されたクロック
信号CK4が立ち上がり(ステップ(a)(図4))、
フリップフロップ回路103のQ出力端子から出力され
ている信号Q3を取り込み(ステップ(b))、必ずこ
の取り込みが終了した後にフリップフロップ回路103
のQ出力端子103aから出力される信号Q3が変化す
るようにフリップフロップ回路103のクロック入力端
子103cから入力されるクロック信号CK3が立ち上
がり(ステップ(C))、このクロック信号CK3が立
ち上がった後所定時間経過後にフリップフロップ回路1
03のQ出力端子103aから出力される信号Q3が変
化する(ステップ(d))。このように、図1に示すよ
うにクロック信号φと同じタイミングのクロック信号C
Kout 、即ち各フリップフロップ回路の内部で、該各フ
リップフロップ回路に入力されたクロック信号に対し、
データの抜けが生じない最小限の時間だけ遅延された、
入力されたクロック信号と同相のクロック信号CKout
を生成して出力しこのクロック信号CKout を前段のク
ロック入力端子に入力するように構成したことにより、
最小限の遅延時間で、しかも外部にバッファを備えるこ
ともなく、データの抜けが防止される。In the case of the shift register configured as described above, as shown in FIGS. 3 and 4, the flip-flop circuit 1
04, the clock signal CK4 input to the clock input terminal 104c rises (step (a) (FIG. 4)),
The signal Q3 output from the Q output terminal of the flip-flop circuit 103 is fetched (step (b)), and the flip-flop circuit 103 is always required after this fetching is completed.
The clock signal CK3 input from the clock input terminal 103c of the flip-flop circuit 103 rises (step (C)) so that the signal Q3 output from the Q output terminal 103a of the same changes. Flip-flop circuit 1 after a lapse of time
The signal Q3 output from the Q output terminal 103a of No. 03 changes (step (d)). Thus, as shown in FIG. 1, the clock signal C having the same timing as the clock signal φ
Kout, that is, inside each flip-flop circuit, with respect to the clock signal input to each flip-flop circuit,
Delayed by the minimum amount of time that data loss will not occur,
Clock signal CKout in phase with the input clock signal
Is generated and output, and the clock signal CKout is input to the clock input terminal of the previous stage,
Data loss is prevented with a minimum delay time and without providing an external buffer.
【0022】また遅延時間が最小限で済むこと、及び安
全を十分に見込んで大きな遅延時間を有するバッファを
備える必要がないことから、高速動作に適した順序論理
回路が実現され、またバッファのために余分な基本ユニ
ットを用いる必要がないことから回路規模を小さくする
ことが可能となる。尚図1に示すクロック処理回路では
クロック出力のためにインバータ27が用いられている
が、クロック処理回路の構成によってはインバータでは
なく、バッファであってもよいことはもちろんである。Further, since the delay time is minimized and it is not necessary to provide a buffer having a large delay time in consideration of safety, a sequential logic circuit suitable for high speed operation is realized and, because of the buffer, Since it is not necessary to use an extra basic unit, the circuit scale can be reduced. Although the inverter 27 is used for clock output in the clock processing circuit shown in FIG. 1, it may be a buffer instead of the inverter depending on the configuration of the clock processing circuit.
【0023】また、上記実施例はシフトレジスタを例と
して本発明の実施例について説明したが、本発明はシフ
トレジスタを構成する場合に限られるものではなく、フ
リップフロップ回路を用いて順序論理回路を構成する場
合に広く適用できるものである。In the above embodiment, the shift register is taken as an example to describe the embodiment of the present invention. However, the present invention is not limited to the case of forming a shift register, and a sequential logic circuit is formed by using a flip-flop circuit. It can be widely applied when it is constructed.
【0024】[0024]
【発明の効果】以上説明したように、本発明の半導体集
積回路は、この半導体集積回路を構成するフリップフロ
ップ回路が、このフリップフロップ回路に入力されたク
ロック信号に基づいて生成された内部ゲート開閉用のタ
イミングの最も遅いクロック信号と略同一のタイミング
でクロック入力端子から入力されたクロック信号と同相
のクロック信号を出力するクロック出力用のインバータ
もしくはバッファを有するものであるため、データの抜
けを必要最小限の遅延時間で確実に防止できるととも
に、従来と比べ回路規模が小さく、かつ高速動作が可能
な順序論理回路を備えた半導体集積回路が実現される。As described above, according to the semiconductor integrated circuit of the present invention, the flip-flop circuit constituting this semiconductor integrated circuit is opened / closed by the internal gate which is generated based on the clock signal input to the flip-flop circuit. Since there is an inverter or buffer for clock output that outputs a clock signal in phase with the clock signal input from the clock input terminal at approximately the same timing as the clock signal with the latest timing for A semiconductor integrated circuit having a sequential logic circuit that can be reliably prevented with a minimum delay time, has a smaller circuit scale than the conventional one, and can operate at high speed is realized.
【図1】本発明の一実施例に係るフリップフロップ回路
中のクロック処理回路を表わした回路図である。FIG. 1 is a circuit diagram showing a clock processing circuit in a flip-flop circuit according to an embodiment of the present invention.
【図2】本発明の一実施例に係るフリップフロップ回路
を用いた構成されたシフトレジスタを表わした図であ
る。FIG. 2 is a diagram showing a shift register configured using a flip-flop circuit according to an embodiment of the present invention.
【図3】図2に示すシフトレジスタ中の2つのフリップ
フロップ回路の動作を表わしたタイミングチャートであ
る。FIG. 3 is a timing chart showing the operation of two flip-flop circuits in the shift register shown in FIG.
【図4】図2に示すシフトレジスタ中の2つのフリップ
フロップ回路の動作説明図である。FIG. 4 is an operation explanatory diagram of two flip-flop circuits in the shift register shown in FIG.
【図5】従来のD型フリップフロップ回路の一構成例を
表わした図である。FIG. 5 is a diagram showing a configuration example of a conventional D-type flip-flop circuit.
【図6】図5に示すフリップフロップ回路が多数段接続
された、従来のシフトレジスタの一例を表わした図であ
る。FIG. 6 is a diagram showing an example of a conventional shift register in which the flip-flop circuits shown in FIG. 5 are connected in multiple stages.
【図7】図6に示すシフトレジスタのうちの2つのフリ
ップフロップ回路の動作を表わしたタイミングチャート
である。7 is a timing chart showing the operation of two flip-flop circuits in the shift register shown in FIG.
【図8】図5に示すフリップフロップ回路が多数段接続
された、従来のシフトレジスタの他の例を表わした図で
ある。FIG. 8 is a diagram showing another example of a conventional shift register in which the flip-flop circuits shown in FIG. 5 are connected in multiple stages.
【図9】図8に示すシフトレジスタのうちの2つのフリ
ップフロップ回路の動作を表わしたタイミングチャート
である。9 is a timing chart showing the operation of two flip-flop circuits in the shift register shown in FIG.
11 D入力端子 12 クロックドインバータ 13,15,17,19,20,21,22,23,2
7 インバータ 14,16,18 トランスファーゲート 101,102,103,104, フリップフロップ
回路 101a,102a,103a,104a Q出力端
子 101b,102b,103b,104b D入力端
子 101c,102c,103c,104c クロック
入力端子 102d,103d,104d クロック出力端子11 D Input Terminal 12 Clocked Inverter 13, 15, 17, 19, 20, 21, 21, 23, 2
7 inverters 14, 16, 18 transfer gates 101, 102, 103, 104, flip-flop circuits 101a, 102a, 103a, 104a Q output terminals 101b, 102b, 103b, 104b D input terminals 101c, 102c, 103c, 104c clock input terminals 102d, 103d, 104d clock output terminals
Claims (1)
端子と、該クロック入力端子から入力されたクロック信
号に基づいて生成された内部ゲート開閉用のタイミング
の最も遅いクロック信号と略同一のタイミングで前記ク
ロックの入力端子から入力されたクロック信号と同相の
クロック信号を出力するクロック出力用のインバータも
しくはバッファとを有するフリップフロップ回路を備え
たことを特徴とする半導体集積回路。Claim: What is claimed is: 1. A clock input terminal to which a clock signal is input, and a clock signal having the latest timing for opening and closing an internal gate, which is generated based on the clock signal input from the clock input terminal. A semiconductor integrated circuit comprising a flip-flop circuit having a clock output inverter or a buffer for outputting a clock signal in phase with a clock signal input from the clock input terminal at substantially the same timing.
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP18092491A JPH0529888A (en) | 1991-07-22 | 1991-07-22 | Semiconductor integrated circuit |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP18092491A JPH0529888A (en) | 1991-07-22 | 1991-07-22 | Semiconductor integrated circuit |
Publications (1)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
JPH0529888A true JPH0529888A (en) | 1993-02-05 |
Family
ID=16091663
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
JP18092491A Withdrawn JPH0529888A (en) | 1991-07-22 | 1991-07-22 | Semiconductor integrated circuit |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
JP (1) | JPH0529888A (en) |
Cited By (1)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
US5999029A (en) * | 1996-06-28 | 1999-12-07 | Lsi Logic Corporation | Meta-hardened flip-flop |
-
1991
- 1991-07-22 JP JP18092491A patent/JPH0529888A/en not_active Withdrawn
Cited By (1)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
US5999029A (en) * | 1996-06-28 | 1999-12-07 | Lsi Logic Corporation | Meta-hardened flip-flop |
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---|---|---|---|
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Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A300 Effective date: 19981008 |