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JPH11154848A - Flit-flop - Google Patents

Flit-flop

Info

Publication number
JPH11154848A
JPH11154848A JP9318674A JP31867497A JPH11154848A JP H11154848 A JPH11154848 A JP H11154848A JP 9318674 A JP9318674 A JP 9318674A JP 31867497 A JP31867497 A JP 31867497A JP H11154848 A JPH11154848 A JP H11154848A
Authority
JP
Japan
Prior art keywords
flop
flip
latch
output
hold
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.)
Pending
Application number
JP9318674A
Other languages
Japanese (ja)
Inventor
Hiroshi Asazawa
博 浅沢
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
NEC Corp
Original Assignee
NEC Corp
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by NEC Corp filed Critical NEC Corp
Priority to JP9318674A priority Critical patent/JPH11154848A/en
Publication of JPH11154848A publication Critical patent/JPH11154848A/en
Pending legal-status Critical Current

Links

Abstract

PROBLEM TO BE SOLVED: To provide a flip-flop which internally solves clock delays and prevents data-through from occurring. SOLUTION: In a flip-flop that consists of a master flip-flop (inverters 1 and 2 and switches 5 and 6), a slave flip-flop (inverters 3 and 4 and switches 7 and 8) and a latch hold designating circuit (clock buffer 9), even when a clock delays against data, data through does not occur when the latch hold designating circuit designates that a holding state with respect to respective flip-flops is longer than a latch state and that both become a holding state. Thus it is not necessary to arrange a delay element externally and to take into consideration those delay relations, resulting in facilitating of design.

Description

【発明の詳細な説明】DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION

【0001】[0001]

【発明の属する技術分野】本発明は、フリップフロップ
に関し、特に、LSIに使用して好適なフリップフロッ
プに関する。
The present invention relates to a flip-flop, and more particularly, to a flip-flop suitable for use in an LSI.

【0002】[0002]

【従来の技術】従来のこの種フリップフロップを図8に
示しており、同フリップフロップをLSIに使用する場
合の構成例を図9に示している。マスターフリップフロ
ップとスレーブフリップフロップは、それぞれ一対のイ
ンバータ91,92とインバータ93,94とをループ
状に帰還接続するとともに、各ループに外部から入力可
能とするスイッチ95,97と各ループを切断するスイ
ッチ96,98を備え、かつ、マスターフリップフロッ
プの側のループにはD入力を供給するとともに、同マス
ターフリップフロップの側のループの出力をスレーブフ
リップフロップの側のループに入力させるとともに、同
スレーブフリップフロップの側のループの出力をQ出力
として外部に出力している。
2. Description of the Related Art FIG. 8 shows a conventional flip-flop of this type, and FIG. 9 shows an example of a configuration in which the flip-flop is used for an LSI. The master flip-flop and the slave flip-flop connect the pair of inverters 91 and 92 and the inverters 93 and 94 in a feedback manner, respectively, and cut off the switches 95 and 97 that enable external input to each loop and disconnect each loop. Switches 96 and 98 are provided, and a D input is supplied to a loop on the side of the master flip-flop. An output of the loop on the side of the master flip-flop is input to a loop on the side of the slave flip-flop. The output of the loop on the flip-flop side is output to the outside as a Q output.

【0003】また、クロック入力はスルーでスイッチ9
6とスイッチ97に供給するとともにインバータ99で
反転させてスイッチ95とスイッチ98に供給してい
る。かかる構成において、クロック入力がハイであると
マスターフリップフロップのループを閉じるともに外部
入力を遮断し、スレーブフリップフロップを外部入力さ
せるとともにループを開く。従って、マスターフリップ
フロップに対してはホールド指示を与えるとともにスレ
ーブフリップフロップに対してはラッチ指示を与える。
The clock input is through and the switch 9
6 and a switch 97 and inverted by an inverter 99 and supplied to a switch 95 and a switch 98. In such a configuration, when the clock input is high, the loop of the master flip-flop is closed and the external input is shut off, and the slave flip-flop is externally input and the loop is opened. Therefore, a hold instruction is given to the master flip-flop and a latch instruction is given to the slave flip-flop.

【0004】また、クロック入力がローであるとスレー
ブフリップフロップのループを閉じるともに外部入力を
遮断し、マスターフリップフロップを外部入力させると
ともにループを開く。従って、スレーブフリップフロッ
プに対してはホールド指示を与えるとともにマスターフ
リップフロップに対してはラッチ指示を与える。
When the clock input is low, the loop of the slave flip-flop is closed and the external input is cut off, and the master flip-flop is externally input and the loop is opened. Therefore, a hold instruction is given to the slave flip-flop and a latch instruction is given to the master flip-flop.

【0005】すなわち、これらのマスターフリップフロ
ップとスレーブフリップフロップを一つのクロック信号
に基づいてラッチとホールドとを適宜反転させている。
That is, the latch and hold of these master flip-flop and slave flip-flop are appropriately inverted based on one clock signal.

【0006】ところで、シフトレジスタを想定すると、
クロックを同期させた複数個のこのようなフリップフロ
ップを直列に接続することになる。ただ、LSIのよう
に微細化による配線抵抗や配線容量の増大に伴ってクロ
ックラインの信号の遅延が無視できなくなると、クロッ
クがデータよりも遅れて入ってくることにより、データ
スルーを起こしかねない。このため、図9に示すよう
に、フリップフロップ100を直列に接続するととも
に、そのデータラインには遅延素子101をそれぞれ介
在させている。
By the way, assuming a shift register,
A plurality of such flip-flops with synchronized clocks will be connected in series. However, if the delay of the signal on the clock line cannot be ignored due to the increase in wiring resistance and wiring capacitance due to miniaturization as in LSI, the clock may enter later than the data, which may cause data through. . Therefore, as shown in FIG. 9, the flip-flops 100 are connected in series, and the delay lines 101 are interposed in the data lines.

【0007】[0007]

【発明が解決しようとする課題】上述した従来のフリッ
プフロップにおいては、データラインに遅延素子101
を使用しなければならず、その設計が煩わしいととも
に、レイアウトの後に検証する必要が残っており、検証
でエラーとなると再度論理設計からやり直さなければな
らないなど、設計遅延を生じる危険性があるという課題
があった。
In the above-mentioned conventional flip-flop, the delay element 101 is connected to the data line.
The problem is that the design is cumbersome, and there is still a need to verify after the layout, and if there is an error in the verification, it is necessary to start over from the logical design again. was there.

【0008】本発明は、上記課題にかんがみてなされた
もので、クロックの遅れを内部的に解消してデータスル
ーを起こさないようにすることが可能なフリップフロッ
プの提供を目的とする。
SUMMARY OF THE INVENTION The present invention has been made in view of the above problems, and has as its object to provide a flip-flop capable of internally eliminating clock delay and preventing data through.

【0009】[0009]

【課題を解決するための手段】上記目的を達成するた
め、請求項1にかかる発明は、クロック入力によりラッ
チ動作とホールド動作をするマスターフリップフロップ
とスレイブフリップフロップよりなるフリップフロップ
において、クロック入力に対してその反転出力を生成し
つつ、同クロック入力を上記マスターフリップフロップ
におけるホールド指示信号と上記スレーブフリップフロ
ップにおけるラッチ指示信号として出力するとともに、
反転出力を上記マスターフリップフロップにおけるラッ
チ指示信号と上記スレーブフリップフロップにおけるホ
ールド指示信号として出力するにあたり、ホールド指示
の状態がラッチ指示の状態よりも長くするラッチホール
ド指示回路とを具備する構成としてある。
According to a first aspect of the present invention, there is provided a flip-flop comprising a master flip-flop and a slave flip-flop which perform a latch operation and a hold operation by a clock input. While generating its inverted output, the same clock input is output as a hold instruction signal in the master flip-flop and a latch instruction signal in the slave flip-flop,
When outputting the inverted output as a latch instruction signal in the master flip-flop and a hold instruction signal in the slave flip-flop, a latch / hold instruction circuit for making the state of the hold instruction longer than the state of the latch instruction is provided.

【0010】上記のように構成した請求項1にかかる発
明においては、マスターフリップフロップとスレーブフ
リップフロップとは一対のインバータをループ状に帰還
接続して構成され、ラッチホールド指示回路はクロック
入力に対してその反転出力を生成しつつ、同クロック入
力を上記マスターフリップフロップにおけるホールド指
示信号と上記スレーブフリップフロップにおけるラッチ
指示信号として出力するとともに、反転出力を上記マス
ターフリップフロップにおけるラッチ指示信号と上記ス
レーブフリップフロップにおけるホールド指示信号とし
て出力する。ただし、同ラッチホールド指示回路はホー
ルド指示の状態がラッチ指示の状態よりも長くさせる。
[0010] In the first aspect of the present invention, the master flip-flop and the slave flip-flop are configured by connecting a pair of inverters in a feedback manner in a loop, and the latch-hold instructing circuit is provided for the clock input. And outputs the same clock input as a hold instruction signal in the master flip-flop and a latch instruction signal in the slave flip-flop while generating an inverted output, and outputs an inverted output to the latch instruction signal in the master flip-flop and the slave flip-flop. Output as a hold instruction signal in the loop. However, the latch hold instruction circuit makes the hold instruction state longer than the latch instruction state.

【0011】例えば、マスターフリップフロップにおい
てホールド指示状態が長いということは、スレーブフリ
ップフロップにおいてラッチ指示状態とホールド指示状
態へ転換する期間においてもマスターフリップフロップ
はホールド指示状態が続くことを意味するからデータス
ルーは生じない。
For example, the fact that the hold instruction state is long in the master flip-flop means that the master flip-flop continues the hold instruction state even during the period of transition between the latch instruction state and the hold instruction state in the slave flip-flop. No slew occurs.

【0012】また、請求項2にかかる発明は、クロック
入力によりラッチ動作とホールド動作をするマスターフ
リップフロップとスレイブフリップフロップよりなるフ
リップフロップにおいて、クロック入力に対してその反
転出力を生成しつつ、同クロック入力を上記マスターフ
リップフロップにおけるホールド指示信号と上記スレー
ブフリップフロップにおけるラッチ指示信号として出力
するとともに、反転出力を上記マスターフリップフロッ
プにおけるラッチ指示信号と上記スレーブフリップフロ
ップにおけるホールド指示信号として出力するにあた
り、双方のフリップフロップに対してホールド指示する
状態を生成するラッチホールド指示回路とを具備する構
成としてある。
According to a second aspect of the present invention, there is provided a flip-flop comprising a master flip-flop and a slave flip-flop which perform a latching operation and a holding operation in response to a clock input, while generating an inverted output of the clock input. In outputting the clock input as the hold instruction signal in the master flip-flop and the latch instruction signal in the slave flip-flop, and outputting the inverted output as the latch instruction signal in the master flip-flop and the hold instruction signal in the slave flip-flop, And a latch / hold instructing circuit for generating a state in which a hold instruction is given to both flip-flops.

【0013】上記のように構成した請求項2にかかる発
明においても、それぞれのマスターフリップフロップと
スレーブフリップフロップに対してそれぞれにおいて反
転するラッチ指示信号とホールド指示信号とをラッチホ
ールド指示回路が出力することになる。ただし、同ラッ
チホールド指示回路は、双方のフリップフロップに対し
てホールド指示する状態を生成するため、データスルー
は生じない。
[0013] In the second aspect of the present invention, the latch / hold instruction circuit outputs a latch instruction signal and a hold instruction signal that are respectively inverted for each of the master flip-flop and the slave flip-flop. Will be. However, the latch hold instruction circuit generates a state in which a hold instruction is given to both flip-flops, so that no data through occurs.

【0014】さらに、請求項3にかかる発明は、請求項
1または請求項2のいずれかに記載のフリップフロップ
において、上記ラッチホールド指示回路は、互いに反転
関係にある対となるクロック信号を二対生成するととも
に、これらが互いに一方の安定期間中に他方が二回の反
転を行うようにし、かつ、一方の対でマスターフリップ
フロップのラッチ指示とホールド指示とを行うととも
に、他方の対でスレーブフリップフロップのラッチ指示
とホールド指示とを行なう構成としてある。
Further, according to a third aspect of the present invention, in the flip-flop according to any one of the first and second aspects, the latch and hold instruction circuit includes two pairs of clock signals which are in an inverting relationship with each other. Generate one of them while the other performs two inversions during one settling period, and one pair issues a latch instruction and a hold instruction for the master flip-flop, and the other pair produces a slave flip-flop. And a latch instruction and a hold instruction for the loop.

【0015】上記のように構成した請求項3にかかる発
明においては、上記ラッチホールド指示回路が互いに反
転関係にある対となるクロック信号を二対生成する。こ
れらは互いに一方の安定期間中に他方が二回の反転を行
うため、一方の対でマスターフリップフロップのラッチ
指示とホールド指示とを行うとともに、他方の対でスレ
ーブフリップフロップのラッチ指示とホールド指示とを
行なうようにすると、それぞれに互いに重複する期間が
生じることになる。そして、両方のフリップフロップが
ともにホールド指示状態となり、ホールド指示状態がラ
ッチ指示状態よりも長くなる。
According to the third aspect of the present invention, the latch and hold instruction circuit generates two pairs of clock signals which are in a mutually inverted relationship. Since one of them inverts twice during the other's stable period, one pair issues a latch instruction and a hold instruction for the master flip-flop, and the other pair issues a latch instruction and a hold instruction for the slave flip-flop. Is performed, a period that overlaps each other occurs. Then, both flip-flops enter the hold instruction state, and the hold instruction state becomes longer than the latch instruction state.

【0016】さらに、請求項4にかかる発明は、請求項
3に記載のフリップフロップにおいて、上記ラッチホー
ルド指示回路は、インバータを四段に直列接続し、初段
の入力と最終段の出力とを一組の入力としつつアンド出
力とナンド出力としてホールド指示を長く与える上記マ
スターフリップフロップのホールド指示信号とラッチ指
示信号とするとともに、初段の出力と三段の出力とを一
組の入力としつつアンド出力とナンド出力を生成して上
記スレーブフリップフロップのラッチ指示信号とホール
ド指示信号とする構成としてある。
According to a fourth aspect of the present invention, in the flip-flop according to the third aspect, the latch and hold instruction circuit includes an inverter connected in series in four stages, and an input of a first stage and an output of a last stage are connected to each other. A hold instruction signal and a latch instruction signal of the master flip-flop that provide a long hold instruction as an AND output and a NAND output while being used as a set of inputs, and an AND output using the first stage output and the three stage output as one set of inputs And a NAND output to generate a latch instruction signal and a hold instruction signal for the slave flip-flop.

【0017】上記のように構成した請求項4にかかる発
明においては、インバータを四段に直列接続しつつ初段
の入力と最終段の出力とを一組の入力としてアンド出力
を取る系統と、初段の出力と三段の出力とを一組の入力
としてアンド出力を取る系統とがあり、前者の安定期間
内に後者が反転を二回繰り返すことが分かる。従って、
前者のアンド出力とナンド出力を利用すればホールド指
示を長く与える上記マスターフリップフロップのホール
ド指示信号とラッチ指示信号とできるし、後者のアンド
出力とナンド出力を利用すればこの間で反転を繰り返す
上記スレーブフリップフロップのラッチ指示信号とホー
ルド指示信号とできる。
In the invention according to claim 4 configured as described above, a system in which inverters are connected in series in four stages and an AND output is provided as a set of input of the first stage and output of the last stage, and There is a system that takes the AND output as a set of inputs using the output of (1) and the output of the three stages, and it can be seen that the latter repeats the inversion twice within the former stable period. Therefore,
If the former AND output and NAND output are used, a hold instruction signal and a latch instruction signal of the master flip-flop that give a longer hold instruction can be obtained, and if the latter AND output and NAND output are used, the slave repeats inversion between them. It can be a latch instruction signal and a hold instruction signal of the flip-flop.

【0018】さらに、請求項5にかかる発明は、請求項
3に記載のフリップフロップにおいて、上記ラッチホー
ルド指示回路は、遅延素子を二段に直列接続し、この直
列回路の入力と出力とを入力としつつアンド出力とナン
ド出力としてホールド指示を長く与える上記マスターフ
リップフロップのホールド指示信号とラッチ指示信号と
するとともに、初段の遅延素子の出力をスルーと反転し
て出力して上記スレーブフリップフロップのラッチ指示
信号とホールド指示信号とする構成としてある。
According to a fifth aspect of the present invention, in the flip-flop according to the third aspect, the latch and hold instruction circuit includes a delay element connected in series in two stages, and inputs and outputs the input and output of the serial circuit. The hold instruction signal and the latch instruction signal of the master flip-flop that give a long hold instruction as an AND output and a NAND output while the output of the delay element at the first stage is inverted through and output to latch the slave flip-flop. An instruction signal and a hold instruction signal are used.

【0019】上記のように構成した請求項5にかかる発
明においても、遅延素子を二段に直列接続してその入力
と出力とをアンド出力する系統と、初段の遅延素子の出
力をとる系統とでは、前者の安定期間中に後者が反転を
二回繰り返すことが分かるから、前者でアンド出力とナ
ンド出力を得てホールド指示を長く与える上記マスター
フリップフロップのホールド指示信号とラッチ指示信号
とできるし、後者をスルーと反転して出力して上記スレ
ーブフリップフロップのラッチ指示信号とホールド指示
信号とできる。
In the invention according to claim 5, the delay element is connected in series in two stages and the input and output of the delay element are AND-outputted, and the delay element is output in the first stage. Then, since it is known that the latter repeats inversion twice during the former stable period, the former can obtain an AND output and a NAND output to provide a longer hold instruction, so that the hold instruction signal and the latch instruction signal of the master flip-flop can be obtained. The latter can be inverted as a through signal and output to provide a latch instruction signal and a hold instruction signal for the slave flip-flop.

【0020】さらに、請求項6にかかる発明は、請求項
3に記載のフリップフロップにおいて、上記ラッチホー
ルド指示回路は、二つのノア素子をたすき掛け接続する
とともにそれぞれの残りの入力に対して一方にはクロッ
ク入力を供給するとともに他方にはインバータを介して
同クロック入力を供給し、それぞれの出力と反転出力と
を利用して一方の組は上記マスターフリップフロップに
対してホールド状態の長いホールド指示信号とラッチ指
示信号として出力するとともに、他方の組を上記スレー
ブフリップフロップに対してラッチ指示信号とホールド
指示信号として出力する構成としてある。
Further, according to a sixth aspect of the present invention, in the flip-flop according to the third aspect, the latch and hold instruction circuit cross-connects two NOR elements and connects one of the remaining inputs to one of the remaining inputs. Supplies a clock input and supplies the same clock input via an inverter to the other, and uses one of the outputs and the inverted output to use one of the sets to hold the master flip-flop with a long hold instruction signal in a hold state. And a latch instruction signal, and the other set is output to the slave flip-flop as a latch instruction signal and a hold instruction signal.

【0021】上記のように構成した請求項6にかかる発
明においても、二つのノア素子をたすき掛け接続すると
ともにそれぞれの残りの入力に対して一方にはクロック
入力を供給するとともに他方にはインバータを介して同
クロック入力を供給することにより、それぞれが反転を
繰り返しながらも一方の安定期間中に他方が反転を二回
繰り返す関係が成立するため、それぞれの出力と反転出
力とを利用して一方の組は上記マスターフリップフロッ
プに対してホールド状態の長いホールド指示信号とラッ
チ指示信号として出力できるし、他方の組を上記スレー
ブフリップフロップに対してラッチ指示信号とホールド
指示信号として出力できる。
Also in the invention according to claim 6, the two NOR elements are cross-connected, a clock input is supplied to one of the remaining inputs, and an inverter is supplied to the other. By supplying the same clock input via the above, a relationship is established in which the other repeats the inversion twice during the stable period while the respective inversions are repeated. One set can output a long hold instruction signal and a latch instruction signal in a long hold state to the master flip-flop, and the other set can output a latch instruction signal and a hold instruction signal to the slave flip-flop.

【0022】[0022]

【発明の実施の形態】以下、図面にもとづいて本発明の
実施形態を説明する。図1は、本発明の一実施形態にか
かるフリップフロップをブロック図により示している。
Embodiments of the present invention will be described below with reference to the drawings. FIG. 1 is a block diagram showing a flip-flop according to an embodiment of the present invention.

【0023】同図において、マスターフリップフロップ
とスレーブフリップフロップは、それぞれ一対のインバ
ータ1,2とインバータ3,4とをループ状に帰還接続
するとともに、各ループに外部から入力可能とするスイ
ッチ5,7と各ループを切断するスイッチ6,8を備
え、かつ、マスターフリップフロップの側のループには
D入力を供給するとともに、同マスターフリップフロッ
プの側のループの出力をスレーブフリップフロップの側
のループに入力させるとともに、同スレーブフリップフ
ロップの側のループの出力をQ出力として外部に出力し
ている。
In the figure, a master flip-flop and a slave flip-flop respectively connect a pair of inverters 1 and 2 and inverters 3 and 4 in a feedback manner in a loop form, and have switches 5 and 5 which enable external input to each loop. 7 and switches 6 and 8 for disconnecting each loop, and supplies a D input to the loop on the master flip-flop side and outputs the output of the loop on the master flip-flop side to the loop on the slave flip-flop side. And outputs the output of the loop on the slave flip-flop side as a Q output to the outside.

【0024】クロック入力はクロックバッファ9に入力
され、それぞれ独立した二つのクロックe,gを形成す
るとともに、これらにインバータ9a,9bを接続して
互いに極性が反対となるクロックf,hを形成し、スイ
ッチ5〜8に供給している。なお、クロックeはスレー
ブフリップフロップのホールド指示信号としてスイッチ
8に供給され、その反転出力であるクロックfはスレー
ブフリップフロップのラッチ指示信号としてスイッチ8
に供給され、また、クロックgはマスターフリップフロ
ップのラッチ指示信号としてスイッチ5に供給され、そ
の反転出力であるクロックhはマスターフリップフロッ
プのホールド指示信号としてスイッチ6に供給されてい
る。
The clock input is input to a clock buffer 9 to form two independent clocks e and g, and to connect inverters 9a and 9b to these to form clocks f and h having opposite polarities. , Switches 5 to 8. The clock e is supplied to the switch 8 as a hold instruction signal for the slave flip-flop, and the inverted clock f is supplied to the switch 8 as a latch instruction signal for the slave flip-flop.
The clock g is supplied to the switch 5 as a latch instruction signal of the master flip-flop, and a clock h, which is an inverted output thereof, is supplied to the switch 6 as a hold instruction signal of the master flip-flop.

【0025】図2は、クロックバッファ9の一構成例を
示している。このクロックバッファ9の場合、各インバ
ータ11〜14を直列に接続するとともに初段のインバ
ータ11に外部からのクロック入力を供給し、かつ、こ
のクロック入力と最終段のインバータ14の出力とをア
ンド回路15に供給してその出力をクロックeとしてい
る。なお、図面上にはインバータ9aにて反転される出
力の意味でナンド回路の出力fを示している。また、初
段のインバータ11の反転出力と三段のインバータ13
の反転出力とをアンド回路16に供給してその出力をク
ロックgとしており、この例でも図面上にはインバータ
9bにて反転される出力の意味でナンド回路の出力hを
示している。
FIG. 2 shows an example of the configuration of the clock buffer 9. In the case of the clock buffer 9, the inverters 11 to 14 are connected in series, an external clock input is supplied to the first-stage inverter 11, and the clock input and the output of the last-stage inverter 14 are connected to an AND circuit 15 And its output is used as a clock e. The output f of the NAND circuit is shown in the drawing to mean the output inverted by the inverter 9a. Also, the inverted output of the first-stage inverter 11 and the three-stage inverter 13
Is output to the AND circuit 16 and the output is used as the clock g. In this example, the output h of the NAND circuit is shown in the drawing in the sense of the output inverted by the inverter 9b.

【0026】図3はこのクロックバッファ9におけるタ
イミングチャートを示しており、インバータ11の反転
出力をポイントa、インバータ12の反転出力をポイン
トb、インバータ13の反転出力をポイントc、インバ
ータ14の反転出力をポイントdとして表示している。
FIG. 3 shows a timing chart of the clock buffer 9, wherein the inverted output of the inverter 11 is point a, the inverted output of the inverter 12 is point b, the inverted output of the inverter 13 is point c, and the inverted output of the inverter 14 is shown. Is displayed as point d.

【0027】同図に示すように、4段階に反転させた遅
延させたクロックdともとのクロックxとをアンドとす
ることにより、もとのクロックxにおけるハイレベルの
期間を短くしたクロックeが得られる。また、順次遅延
される初段のインバータ11の出力のクロックaと三段
目のインバータ13の出力のクロックcとをアンドとす
ることによりもとのクロックxに対して反転しつつもと
のクロックxの立ち上がりとアンド回路15の出力のク
ロックeの立ち上がりとの間で極性反転するクロックg
が得られる。
As shown in the figure, by making the delayed clock d inverted in four stages and the original clock x AND, the clock e having a shorter high-level period in the original clock x can be obtained. can get. In addition, the clock a of the output of the first-stage inverter 11 and the clock c of the output of the third-stage inverter 13 which are sequentially delayed are ANDed, so that the original clock x is inverted with respect to the original clock x. G whose polarity is inverted between the rising edge of the clock e and the rising edge of the clock e output from the AND circuit 15
Is obtained.

【0028】これらのクロックeとクロックgは、互い
に一方の安定期間中に他方が二回の反転を行うようにな
るとともに、それぞれインバータ9a,9bで互いに反
転関係にあるクロックf,hとが生成されたことにな
り、マスターフリップフロップのラッチ指示とホールド
指示とを行うとともに、スレーブフリップフロップのラ
ッチ指示とホールド指示とを行なうことになる。すなわ
ち、ホールド指示期間の方がラッチ指示期間よりも長く
なり、かつ、ホールド状態が重複するのでデータスルー
が生じない。
The clocks e and g are mutually inverted twice during the stable period of one of the clocks e and the clocks f and h are inverted by the inverters 9a and 9b, respectively. As a result, a latch instruction and a hold instruction for the master flip-flop are issued, and a latch instruction and a hold instruction for the slave flip-flop are issued. That is, the hold instruction period is longer than the latch instruction period, and the hold states overlap, so that data through does not occur.

【0029】次に、図4は、クロックバッファ9の他の
構成例を示している。このクロックバッファ9の場合、
二つの遅延素子21,22を直列に接続するとともに前
段の遅延素子21に外部からのクロック入力を供給し、
かつ、このクロック入力と後段の遅延素子22の出力と
をアンド回路23に供給してその出力をクロックeとし
ている。なお、図面上にはインバータ9aにて反転され
る出力の意味でナンド回路の出力fを示している。ま
た、前段の遅延素子21の出力をインバータ24にて反
転させてクロックgとしている。そして、この例でも図
面上にはインバータ9bにて反転される出力の意味でナ
ンド回路の出力hを示している。
Next, FIG. 4 shows another example of the configuration of the clock buffer 9. In the case of this clock buffer 9,
The two delay elements 21 and 22 are connected in series, and an external clock input is supplied to the delay element 21 at the preceding stage.
The clock input and the output of the delay element 22 at the subsequent stage are supplied to the AND circuit 23, and the output is used as the clock e. The output f of the NAND circuit is shown in the drawing to mean the output inverted by the inverter 9a. Further, the output of the delay element 21 in the preceding stage is inverted by the inverter 24 to obtain the clock g. Also in this example, the output h of the NAND circuit is shown in the drawing in the sense of the output inverted by the inverter 9b.

【0030】図5はこのクロックバッファ9におけるタ
イミングチャートを示しており、遅延素子21の出力を
ポイントb、遅延素子22の出力をポイントdとして表
示している。
FIG. 5 is a timing chart of the clock buffer 9, in which the output of the delay element 21 is indicated as point b and the output of the delay element 22 is indicated as point d.

【0031】同図に示すように、二段階に遅延させたク
ロックdともとのクロックxとをアンドとすることによ
り、もとのクロックxにおけるハイレベルの期間を短く
したクロックeが得られる。また、二つの遅延素子2
1,22の間の出力をインバータ24で反転させること
により、もとのクロックxに対して反転しつつもとのク
ロックxの立ち上がりとアンド回路15の出力のクロッ
クeの立ち上がりとの間で極性反転するクロックgが得
られる。
As shown in the figure, by setting the clock d delayed in two stages and the original clock x to AND, a clock e having a shorter high-level period in the original clock x can be obtained. Also, two delay elements 2
By inverting the output between 1 and 22 by the inverter 24, the polarity between the rising of the original clock x and the rising of the clock e of the output of the AND circuit 15 while being inverted with respect to the original clock x. An inverted clock g is obtained.

【0032】すなわち、タイミング的には図2に示す例
と全く同一のクロックeとクロックgとが得られる。従
って、これらのクロックeとクロックgは、互いに一方
の安定期間中に他方が二回の反転を行うようになるとと
もに、それぞれインバータ9a,9bで互いに反転関係
にあるクロックf,hとが生成されたことになり、マス
ターフリップフロップのラッチ指示とホールド指示とを
行うとともに、スレーブフリップフロップのラッチ指示
とホールド指示とを行なうことになる。すなわち、ホー
ルド指示期間の方がラッチ指示期間よりも長くなり、か
つ、ホールド状態が重複するのでデータスルーが生じな
い。
That is, the clock e and the clock g, which are exactly the same as the example shown in FIG. 2, can be obtained. Therefore, the clock e and the clock g are inverted twice each other during the stable period of one of the clocks e and the clocks f and h, which are mutually inverted by the inverters 9a and 9b, respectively. In other words, the latch instruction and the hold instruction for the master flip-flop are issued, and the latch instruction and the hold instruction for the slave flip-flop are issued. That is, the hold instruction period is longer than the latch instruction period, and the hold states overlap, so that data through does not occur.

【0033】また、図6は、クロックバッファ9のさら
なる他の構成例を示している。このクロックバッファ9
の場合、二つのノア素子31,32の一方の入力として
他方のノア素子31,32の出力を遅延素子33,34
を介して供給するたすき掛けの接続としつつ、一方のノ
ア素子31の他方の入力にはクロックxを供給するとと
もに他方のノア素子32の他方の入力にはインバータ3
5を介してクロックxを供給している。なお、この場合
も図面上にはインバータ9a,9bにて反転される出力
の意味でオア回路の出力f,hを示している。
FIG. 6 shows still another configuration example of the clock buffer 9. This clock buffer 9
In the case of, the outputs of the other NOR elements 31 and 32 are used as one inputs of the two NOR elements 31 and 32 and the delay elements 33 and 34
The clock x is supplied to the other input of one of the NOR elements 31 while the inverter 3 is connected to the other input of the other of the NOR elements 32.
5 is supplied with a clock x. Also in this case, the outputs f and h of the OR circuit are shown in the drawing in the sense of the outputs inverted by the inverters 9a and 9b.

【0034】図7はこのクロックバッファ9におけるタ
イミングチャートを示しており、インバータ35の反転
出力をポイントaとし、遅延素子33の出力をポイント
d、遅延素子34の出力をポイントcとして表示してい
る。同図に示すように、タイミング的には図2に示す例
と全く同一のクロックeとクロックgとが得られる。従
って、これらのクロックeとクロックgは、互いに一方
の安定期間中に他方が二回の反転を行うようになるとと
もに、それぞれインバータ9a,9bで互いに反転関係
にあるクロックf,hとが生成されたことになり、マス
ターフリップフロップのラッチ指示とホールド指示とを
行うとともに、スレーブフリップフロップのラッチ指示
とホールド指示とを行なうことになる。すなわち、ホー
ルド指示期間の方がラッチ指示期間よりも長くなり、か
つ、ホールド状態が重複するのでデータスルーが生じな
い。
FIG. 7 is a timing chart of the clock buffer 9, in which the inverted output of the inverter 35 is indicated by point a, the output of the delay element 33 is indicated by point d, and the output of the delay element 34 is indicated by point c. . As shown in the figure, clocks e and g, which are exactly the same as the example shown in FIG. 2 in terms of timing, are obtained. Therefore, the clock e and the clock g are inverted twice each other during the stable period of one of the clocks e and the clocks f and h, which are mutually inverted by the inverters 9a and 9b, respectively. In other words, the latch instruction and the hold instruction for the master flip-flop are issued, and the latch instruction and the hold instruction for the slave flip-flop are issued. That is, the hold instruction period is longer than the latch instruction period, and the hold states overlap, so that data through does not occur.

【0035】このように、マスターフリップフロップ
(インバータ1,2、スイッチ5,6)とスレーブフリ
ップフロップ(インバータ3,4、スイッチ7,8)と
これらに対するラッチホールド指示回路(クロックバッ
ファ9)とから構成されるフリップフロップにおいて、
ラッチホールド指示回路がそれぞれのフリップフロップ
に対するホールドの状態がラッチの状態よりも長くした
り、双方がホールドの状態となるように指示することに
より、データに対してクロックが遅れるような場合であ
ってもデータスルーを生じないため、外部に遅延素子を
配置したりしなくても良いし、それらの遅延関係を考慮
しなくても良くなるので設計が容易となる。
As described above, the master flip-flop (inverters 1 and 2 and switches 5 and 6), the slave flip-flops (inverters 3 and 4 and switches 7 and 8) and the latch / hold instruction circuit (clock buffer 9) for them are provided. In the configured flip-flop,
When the latch hold instruction circuit makes the hold state of each flip-flop longer than the latch state, or instructs both to be in the hold state, the clock is delayed with respect to the data. Also, since data through does not occur, there is no need to arrange a delay element externally, and it is not necessary to consider the delay relationship between them, so that the design becomes easy.

【0036】以上はインバータ4段を遅延素子として用
いた場合について説明したが、インバータ6段以上の場
合も上記と同様の動作をすることは自明である。また、
以上は4組のインバータとスイッチよりなるフリップフ
ロップを用いた場合について説明したが、NANDやN
OR回路等で構成されるその他のマスタースレイブフリ
ップフロップについても有効であることは言うまでもな
い。
The case where four stages of inverters are used as delay elements has been described above. However, it is obvious that the same operation as described above is performed when there are six stages of inverters or more. Also,
The case where a flip-flop including four sets of inverters and switches is used has been described above.
It is needless to say that other master-slave flip-flops including an OR circuit are also effective.

【0037】[0037]

【発明の効果】以上説明したように本発明は、データス
ルーを起こさないようにマスターフリップフロップとス
レーブフリップフロップとを反転制御させることが可能
なフリップフロップを提供することができる。
As described above, the present invention can provide a flip-flop capable of inverting a master flip-flop and a slave flip-flop so as not to cause data through.

【0038】さらに、請求項3にかかる発明によれば、
クロックのタイミングを変えることによって実現可能と
なる。さらに、請求項4〜請求項6にかかる発明によれ
ば、簡易な構成で所用のタイミングのクロック信号を生
成することができる。
Further, according to the invention of claim 3,
This can be realized by changing the timing of the clock. Further, according to the invention according to claims 4 to 6, a clock signal having a required timing can be generated with a simple configuration.

【図面の簡単な説明】[Brief description of the drawings]

【図1】本発明の一実施形態にかかるフリップフロップ
のブロック図である。
FIG. 1 is a block diagram of a flip-flop according to an embodiment of the present invention.

【図2】同フリップフロップにおけるクロックバッファ
のブロック図である。
FIG. 2 is a block diagram of a clock buffer in the flip-flop.

【図3】同クロックバッファにおけるタイミングチャー
トである。
FIG. 3 is a timing chart in the clock buffer.

【図4】同フリップフロップにおけるクロックバッファ
のブロック図である。
FIG. 4 is a block diagram of a clock buffer in the flip-flop.

【図5】同クロックバッファにおけるタイミングチャー
トである。
FIG. 5 is a timing chart in the clock buffer.

【図6】同フリップフロップにおけるクロックバッファ
のブロック図である。
FIG. 6 is a block diagram of a clock buffer in the flip-flop.

【図7】同クロックバッファにおけるタイミングチャー
トである。
FIG. 7 is a timing chart in the clock buffer.

【図8】従来のフリップフロップブロック図である。FIG. 8 is a block diagram of a conventional flip-flop.

【図9】従来のフリップフロップを使用したシフトレジ
スタのブロック図である。
FIG. 9 is a block diagram of a shift register using a conventional flip-flop.

【符号の説明】[Explanation of symbols]

1〜4 インバータ 5〜8 スイッチ 9a,9b インバータ 11〜14 インバータ 15,16 アンド回路 21,22 遅延素子 23 アンド回路 24 インバータ 31,32 ノア素子 33,34 遅延素子 35 インバータ 9 クロックバッファ 91〜94 インバータ 95〜98 スイッチ 99 インバータ 100 フリップフロップ 101 遅延素子 1-4 Inverter 5-8 Switch 9a, 9b Inverter 11-14 Inverter 15, 16 AND circuit 21, 22 Delay element 23 AND circuit 24 Inverter 31, 32 NOR element 33, 34 Delay element 35 Inverter 9 Clock buffer 91-94 Inverter 95 to 98 switch 99 inverter 100 flip-flop 101 delay element

Claims (6)

【特許請求の範囲】[Claims] 【請求項1】 クロック入力によりラッチ動作とホール
ド動作をするマスターフリップフロップとスレイブフリ
ップフロップよりなるフリップフロップにおいて、 クロック入力に対してその反転出力を生成しつつ、同ク
ロック入力を上記マスターフリップフロップにおけるホ
ールド指示信号と上記スレーブフリップフロップにおけ
るラッチ指示信号として出力するとともに、反転出力を
上記マスターフリップフロップにおけるラッチ指示信号
と上記スレーブフリップフロップにおけるホールド指示
信号として出力するにあたり、ホールド指示の状態がラ
ッチ指示の状態よりも長くするラッチホールド指示回路
とを具備することを特徴とするフリップフロップ。
1. A flip-flop comprising a master flip-flop and a slave flip-flop, which perform a latch operation and a hold operation in response to a clock input, while generating an inverted output of the clock input and applying the clock input to the master flip-flop. In outputting the hold instruction signal and the latch instruction signal in the slave flip-flop, and outputting the inverted output as the latch instruction signal in the master flip-flop and the hold instruction signal in the slave flip-flop, the state of the hold instruction is changed to the latch instruction. And a latch hold instruction circuit for making the state longer than the state.
【請求項2】 クロック入力によりラッチ動作とホール
ド動作をするマスターフリップフロップとスレイブフリ
ップフロップよりなるフリップフロップにおいて、 クロック入力に対してその反転出力を生成しつつ、同ク
ロック入力を上記マスターフリップフロップにおけるホ
ールド指示信号と上記スレーブフリップフロップにおけ
るラッチ指示信号として出力するとともに、反転出力を
上記マスターフリップフロップにおけるラッチ指示信号
と上記スレーブフリップフロップにおけるホールド指示
信号として出力するにあたり、双方のフリップフロップ
に対してホールド指示する状態を生成するラッチホール
ド指示回路とを具備することを特徴とするフリップフロ
ップ。
2. A flip-flop comprising a master flip-flop and a slave flip-flop which performs a latch operation and a hold operation in response to a clock input, while generating an inverted output of the clock input while applying the same clock input to the master flip-flop. In outputting the hold instruction signal and the latch instruction signal in the slave flip-flop, and outputting the inverted output as the latch instruction signal in the master flip-flop and the hold instruction signal in the slave flip-flop, the flip-flop circuit holds both flip-flops. A flip-flop comprising: a latch-hold instruction circuit for generating an instruction state.
【請求項3】 上記請求項1または請求項2のいずれか
に記載のフリップフロップにおいて、 上記ラッチホールド指示回路は、互いに反転関係にある
対となるクロック信号を二対生成するとともに、これら
が互いに一方の安定期間中に他方が二回の反転を行うよ
うにし、かつ、一方の対でマスターフリップフロップの
ラッチ指示とホールド指示とを行うとともに、他方の対
でスレーブフリップフロップのラッチ指示とホールド指
示とを行なうことを特徴とするフリップフロップ。
3. The flip-flop according to claim 1, wherein the latch / hold instructing circuit generates two pairs of clock signals that are in an inverting relationship with each other, and these two pairs of clock signals are mutually connected. During one stabilization period, the other performs two inversions, and one pair issues a latch instruction and a hold instruction for the master flip-flop, and the other pair performs a latch instruction and a hold instruction for the slave flip-flop. And a flip-flop.
【請求項4】 上記請求項3に記載のフリップフロップ
において、上記ラッチホールド指示回路は、インバータ
を四段に直列接続し、初段の入力と最終段の出力とを一
組の入力としつつアンド出力とナンド出力としてホール
ド指示を長く与える上記マスターフリップフロップのホ
ールド指示信号とラッチ指示信号とするとともに、初段
の出力と三段の出力とを一組の入力としつつアンド出力
とナンド出力を生成して上記スレーブフリップフロップ
のラッチ指示信号とホールド指示信号とすることを特徴
とするフリップフロップ。
4. The flip-flop according to claim 3, wherein the latch and hold instruction circuit includes inverters connected in series in four stages, and performs AND output while using a first stage input and a last stage output as a set of inputs. And a hold instruction signal and a latch instruction signal of the master flip-flop that gives a long hold instruction as a NAND output, and an AND output and a NAND output are generated while using the output of the first stage and the output of the three stages as a set of inputs. A flip-flop comprising a latch instruction signal and a hold instruction signal for the slave flip-flop.
【請求項5】 上記請求項3に記載のフリップフロップ
において、上記ラッチホールド指示回路は、遅延素子を
二段に直列接続し、この直列回路の入力と出力とを入力
としつつアンド出力とナンド出力としてホールド指示を
長く与える上記マスターフリップフロップのホールド指
示信号とラッチ指示信号とするとともに、初段の遅延素
子の出力をスルーと反転して出力して上記スレーブフリ
ップフロップのラッチ指示信号とホールド指示信号とす
ることを特徴とするフリップフロップ。
5. The flip-flop according to claim 3, wherein said latch and hold instruction circuit includes a delay element connected in series in two stages, and an AND output and a NAND output while receiving an input and an output of the series circuit as inputs. As the hold instruction signal and the latch instruction signal of the master flip-flop giving the hold instruction for a long time, the output of the first-stage delay element is inverted and output to output the latch instruction signal and the hold instruction signal of the slave flip-flop. A flip-flop characterized by:
【請求項6】 上記請求項3に記載のフリップフロップ
において、上記ラッチホールド指示回路は、遅延素子を
介してあるいは直接二つのノア素子をたすき掛け接続す
るとともにそれぞれの残りの入力に対して一方にはクロ
ック入力を供給するとともに他方にはインバータを介し
て同クロック入力を供給し、それぞれの出力と反転出力
とを利用して一方の組は上記マスターフリップフロップ
に対してホールド状態の長いホールド指示信号とラッチ
指示信号として出力するとともに、他方の組を上記スレ
ーブフリップフロップに対してラッチ指示信号とホール
ド指示信号として出力することを特徴とするフリップフ
ロップ。
6. The flip-flop according to claim 3, wherein the latch and hold instruction circuit cross-connects two NOR elements via a delay element or directly and connects one of the remaining NOR elements to one of the remaining inputs. Supplies a clock input and supplies the same clock input via an inverter to the other, and uses one of the outputs and the inverted output to use one of the sets to hold the master flip-flop with a long hold instruction signal in a hold state. And a latch instruction signal, and the other set is output to the slave flip-flop as a latch instruction signal and a hold instruction signal.
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Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2019186854A (en) * 2018-04-16 2019-10-24 ラピスセミコンダクタ株式会社 Semiconductor integrated circuit

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