JPH05227040A - シリアル・パラレル変換回路 - Google Patents

シリアル・パラレル変換回路

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JPH05227040A
JPH05227040A JP4026984A JP2698492A JPH05227040A JP H05227040 A JPH05227040 A JP H05227040A JP 4026984 A JP4026984 A JP 4026984A JP 2698492 A JP2698492 A JP 2698492A JP H05227040 A JPH05227040 A JP H05227040A
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  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Theoretical Computer Science (AREA)
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Abstract

(57)【要約】 【目的】 構成するのに必要となるゲート回路の数が少
ないシリアル・パラレル変換回路を提供する。 【構成】 レジスタブロックF00〜F33は、夫々N
ANDゲートG2及びG3よりなるR−Sフリップフロ
ップと、このR−Sフリップフロップをセレクトするた
めのNANDゲートG1とで構成されている。デコーダ
G4及びG5は、カウンタK1が入力したシリアルクロ
ックの積算値に基づいてレジスタブロックF00〜F3
3の内の1つのレジスタブロックを選択して、データ入
力端子Dより入力したデータをその選択したレジスタブ
ロックにセットする。

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【産業上の利用分野】本発明は、シリアル・パラレル変
換回路に関し、特に外部よりシリアルにデータを入力し
て、入力した全データをパラレルに出力するシリアル・
パラレル変換回路に関する。
【0002】
【従来の技術】従来のシリアル・パラレル変換回路とし
ては、デジタル信号におけるシリアル信号を入力しパラ
レル信号に変換して出力する回路として、図3に示すよ
うなシフトレジスタが知られている。図3に示すように
従来のシリアル・パラレル変換回路は、nビットのシフ
トレジスタであり、n個のマスタスレーブ型Dフリップ
フロップであるフリップフロップF1〜Fnの縦続接続
回路からなり、それらフリップフロップF1〜Fnのク
ロック端子Cには共通にシリアルクロック入力端子CK
が接続されている。
【0003】マスタスレーブ型Dフリップフロップは、
クロック端子Cに供給されるクロックが“ハイ”の期間
において入力端子Dよりデータを内部に取り込み、クロ
ック端子Cに供給されるクロックが“ロー”に変化する
と入力端子Dより取り込んだデータをラッチすると共に
このデータを出力端子Qより出力する。そして、複数の
マスタスレーブ型Dフリップフロップを縦続接続した場
合は、前段のフリップフロップにおける出力端子Qより
出力されたデータをクロックが立ち下がったときに後段
のフリップフロップにおける出力端子Qより出力する。
つまり、クロックに同期して前段のフリップフロップの
出力データを後段のフリップフロップの出力にシフトさ
せる。
【0004】従って、図3に示す従来のシリアル・パラ
レル変換回路は、クロックをn個入力することにより、
端子INに与えられたデータを次々とシフトさせて出力
端子Q1〜Qnにセットすることができるので、出力端
子Q1〜Qn及び反転出力端子Q'1〜Q'nからパラレ
ルの出力信号を出力することができる。
【0005】
【発明が解決しようとする課題】しかしながら、上述し
た従来のシリアル・パラレル変換回路では、構成に必要
な素子の数が多くなってしまうという問題点がある。こ
れは、マスタスレーブ型Dフリップフロップは、2入力
NANDゲートを1個のゲート回路として6個のゲート
回路で構成されているため、例えば256ビットのシリ
アル・パラレル変換回路を構成しようとすると1536
個のゲート回路が必要となってしまう。
【0006】一方、近年においてマイクロコンピュータ
等を用いて装置内の各ICにシリアルデータを送りそれ
ら各ICの状態を設定するという方式がDDBバスをは
じめ広く用いられている。このようなシリアルデータを
受ける側では、必要分だけシリアルデータを受け取り、
かつ内部回路をパラレルに制御するためにシリアル・パ
ラレル変換回路が必要であり、上述のシフトレジスタが
用いられている。従って、従来のシリアル・パラレル変
換回路を用いた上述のような方式の装置では、構成に必
要な素子の数が多くなってしまい、装置の外形の大型化
及び消費電力の増大を招いてしまうという問題点があ
る。
【0007】本発明はかかる問題点に鑑みてなされたも
のであって、構成するのに必要となるゲート回路の数を
少なくすることができるシリアル・パラレル変換回路を
提供することを目的とする。
【0008】
【課題を解決するための手段】本発明に係るシリアル・
パラレル変換回路は、データを保持しかつ出力する機能
を有するフリップフロップ回路及びこのフリップフロッ
プ回路を選択するための2つの選択信号を入力して前記
フリップフロップ回路を選択するゲート回路を夫々有す
る複数のレジスタブロックと、アドレスデータを入力し
てこのアドレスデータに応じて前記複数のレジスタブロ
ックの内の所定のレジスタブロックをマトリクス的に選
択するアドレスデコーダとを有することを特徴とする。
【0009】
【作用】本発明に係るシリアル・パラレル変換回路にお
いては、複数のレジスタブロックは、2個のゲートで構
成することができるフリップフロップ回路と、1個のゲ
ートで構成することができるフリップフロップ回路選択
用のゲート回路とで夫々構成され、アドレスデコーダ
は、入力したアドレスデータに基づいて、マトリクス状
に接続された複数のレジスタブロックの内から1つのレ
ジスタブロックを選択して、入力したシリアルデータを
その選択したレジスタブロックにセットすることができ
る。これにより、本発明に係るシリアル・パラレル変換
回路は、入力したシリアルデータを複数のレジスタブロ
ックで保持してこの保持したデータを複数のレジスタブ
ロックからパラレルに出力することができて、構成する
のに必要となるゲート回路の数を少なくすることができ
る。
【0010】
【実施例】次に、本発明の実施例について添付の図面を
参照して説明する。
【0011】図1(a)は、本発明の第1の実施例に係
るシリアル・パラレル変換回路に用いるR−Sレジスタ
を示す回路図である。図1(a)に示すようにNAND
ゲートG1の一方の入力端子にはセット信号入力端子S
0が接続され、NANDゲートG1の他方の入力端子に
はセット信号入力端子S1が接続され、NANDゲート
G1の出力端子にはNANDゲートG2の一方の入力端
子が接続されている。NANDゲートG2の他方の入力
端子にはNANDゲートG3の出力端子と共に反転出力
端子Q'が接続され、NANDゲートG2の出力端子に
はNANDゲートG3の一方の入力端子と共に出力端子
Qが接続されている。NANDゲートG3の他方の入力
端子には負論理のリセット端子R'が接続されている。
【0012】ここで、図1(a)に示すR−Sレジスタ
は、NANDゲートG2及びG3が一般的なR−Sフリ
ップフロップを構成しており、このR−Sフリップフロ
ップのセット信号入力側にNANDゲートG1が設けら
れており、セット信号入力端子S0及びS1から入力す
るセット信号によってR−Sフリップフロップをセレク
トする。
【0013】図1(b)は、本発明の第1の実施例に係
るシリアル・パラレル変換回路を示す回路図である。図
1(b)に示すシリアル・パラレル変換回路は、16段
のシリアル・パラレル変換回路となっており、レジスタ
ブロックF00〜F33の16個のレジスタブロック
は、図1(a)に示すR−Sレジスタで夫々構成されて
いて、その各レジスタブロックの出力端子Q及び反転出
力端子Q'から本シリアル・パラレル変換回路の各出力
が得られる。また、本第1の実施例に係るシリアル・パ
ラレル変換回路は、シリアルクロック入力端子CKより
シリアルクロックを入力し、データ入力端子Dよりシリ
アルデータを入力し、リセット入力端子R'よりリセッ
ト信号を入力する。更に、本第1の実施例に係るシリア
ル・パラレル変換回路は、シリアルクロック及びリセッ
ト信号を入力しそのシリアルクロックを積算して出力す
るカウンタK1と、デコーダG4及びG5よりなるアド
レスデコーダを有している。
【0014】次に、上述の如く構成された本第1の実施
例に係るシリアル・パラレル変換回路の動作について説
明する。先ず、初期設定として、“ロー”レベルのリセ
ット信号をリセット入力端子R'に与えてレジスタブロ
ックF00〜F33及びカウンタK1をリセットし、次
にリセット入力端子R'を“ハイ”レベルにしてリセッ
トを解除しておく。そして、シリアルクロックがシリア
ルクロック入力端子CKより入力されると、これに応じ
てカウンタK1は、そのシリアルクロックを積算して2
進数の換算値としこの2進数の換算値における上位2ビ
ットをデコーダG4に、下位2ビットをデコーダG5に
夫々出力する。デコーダG4及びG5は、カウンタK1
より出力された2進数の換算値に基づいてレジスタブロ
ックF00〜F33の内から1個のレジスタブロックを
選択してデータをセットする。
【0015】例えば、シリアルクロックが5パルス入力
されると、カウンタK1の積算値は“6”となり、その
カウンタK1の出力端子A及びCが“ハイ”になる。こ
れにより、デコーダG4は、“2”が入力されたことに
なるので、デコーダG4の出力端子の内で出力端子Y2
のみが“ハイ”になる。一方、デコーダG5は、“1”
が入力されたことになるので、データ入力端子Dが“ハ
イ”であるならデコーダG5の出力端子の内で出力端子
Y1のみが“ハイ”になる。こうして、デコーダG4及
びG5の出力により、レジスタブロックF00〜F33
の内でレジスタブロックF12のデータ入力端子S0及
びS1のみが共に“ハイ”になるため、レジスタブロッ
クF12のみがデータをセットされる。ここで、データ
入力端子Dが“ロー”である場合は、デコーダG5の出
力はレジスタブロックF00〜F33の内でどのレジス
タブロックも選択しないので、レジスタブロックF12
もデータがセットされることはない。
【0016】このように、本第1の実施例に係るシリア
ル・パラレル変換回路は、入力したシリアルクロックの
順にかつデータの値に応じてレジスタブロックF00〜
F33をセットするか又はリセットのままにしておき、
そのレジスタブロックF00〜F33の出力端子Q及び
Q'よりデータを一括してパラレルに出力することがで
きる。従って、本第1の実施例に係るシリアル・パラレ
ル変換回路は、各レジスタブロックが3個のNANDゲ
ートのみで構成することができるため、従来のシリアル
・パラレル変換回路より構成するのに必要となるゲート
回路の数を少なくすることができる。
【0017】次に、本発明の第2の実施例について添付
の図面を参照して説明する。図2(a)は、本第2の実
施例に係るシリアル・パラレル変換回路に用いるR−S
レジスタを示す回路図であり、図2(b)は、本第2の
実施例に係るシリアル・パラレル変換回路を示す回路図
である。図2(a)及び(b)において、上述の図1
(a)及び(b)で示す第1の実施例と同機能の構成要
素については、同一符号を付して説明を省略する。
【0018】図2(a)に示すR−Sレジスタにおい
て、図1(a)の示すR−Sレジスタと異なる構成部分
は、リセット入力端子R'がなくなり、かわりにデータ
入力端子Dと3入力NANDゲートG6とインバータG
6とが追加された部分である。これにより、図2(a)
に示すR−Sレジスタは、セット信号入力端子S0及び
S1が共に“ハイ”にされてこのR−Sレジスタが選択
されると、データ入力端子Dに印加するデータによりセ
ットすることもリセットすることも可能となる。
【0019】図2(b)は、図2(a)に示すR−Sレ
ジスタをレジスタブロックF40〜F73の各レジスタ
ブロックとして用いた本第2の実施例に係るシリアル・
パラレル変換回路であり、本シリアル・パラレル変換回
路のデータ入力端子Dは、レジスタブロックF40〜F
73の各データ入力端子Dに接続されおり、カウンタK
1のリセット入力端子R'には本シリアル・パラレル変
換回路のリセット入力端子R'が接続されていて、他の
構成は図1(b)に示す第1の実施例に係るシリアル・
パラレル変換回路と同様である。
【0020】本第2の実施例に係るシリアル・パラレル
変換回路の動作は、第1の実施例の動作と同様な動作を
するが、各レジスタブロックのリセット入力端子R'が
データ入力端子Dに接続されているので、任意のレジス
タブロックのみをセット及びリセットすることができ
る。また、カウンタK1をプリセッタブルなタイプにす
ること等により、必要なデータのみを必要なレジスタブ
ロックのみに取り込んだり、必要なデータをオーバレイ
してあたかもソフトウェアレジスタのように用いること
ができる。第1の実施例に係るシリアル・パラレル変換
回路では、各レジスタブロックF00〜F33のリセッ
ト入力端子R'には共通にシリアル・パラレル変換回路
のリセット入力端子Rが接続されているので、レジスタ
ブロックF00〜F33は一斉にリセットをかけること
はでるが個々のレジスタブロックのみをリセットするこ
とはできない。
【0021】従って、本第2の実施例に係るシリアル・
パラレル変換回路は、構成するのに必要となるゲート回
路の数を少なくすることができて、かつ、任意のレジス
タブロックのみをセット及びリセットすることができ
る。
【0022】なお、上述の第1及び第2の実施例では、
シリアル・パラレル変換回路を構成するレジスタブロッ
クとしてR−Sレジスタを用いているが、Tフリッピフ
ロップ,Dラッチ及びJKフリッピフロップ等をレジス
タブロックとして用いることができ、また、各レジスタ
ブロックのアドレスデコーダとしてNANDゲート及び
NORゲート等を用いることもできる。また、上述の第
1及び第2の実施例では、4×4=16個のレジスタブ
ロックを有しているが、同様の方法で8×8=64個,
8×16=128個及び16×16=256個のレジス
タブロック等を用いて設計してもよい。
【0023】
【発明の効果】以上説明したように本発明に係るシリア
ル・パラレル変換回路によれば、1つのデータを保持し
出力するレジスタブロックを3個のゲートで構成できる
ので、ゲート回路の数が少ないシリアル・パラレル変換
回路とすることができて、ペレットサイズ及び消費電力
の削減ができる。例えば、本発明に係るシリアル・パラ
レル変換回路は、カウンタを24個のゲート,デコーダ
を12個のゲート,レジスタブロックを3×16=48
個のゲートで構成すると、合計で84個のゲートが必要
となるが、従来のシリアル・パラレル変換回路では、レ
ジスタブロックだけで6×16=96個のゲートが必要
となる。
【0024】特に、自らがシリアルクロックを発生する
機能を有するICにおいては、本発明に係るシリアル・
パラレル変換回路のカウンタ部はそのシリアルクロック
を発生する部分と兼用することができるので、この分が
実質的に更に削減できる。
【0025】本発明に係るシリアル・パラレル変換回路
は、構成要素のR−Sフリップフロップを実際に必要な
分、例えば50個のみを配置することもでき、このよう
にすると更にゲートの数を削減することができる。これ
は、特にレジスタブロックの数が多くなるほど効果が大
きくなり、例えば、レジスタブロックが256段の場合
は、従来は上述のとうり256×6=1536個のゲー
トが必要であるが、本発明に係るシリアル・パラレル変
換回路によれば、R−Sフリップフロップ分の768ゲ
ートとカウンタ及びデコーダ分の124ゲートとの合計
892個のゲートで構成することができて、従来のシリ
アル・パラレル変換回路の58%のゲート数で構成する
ことができる。
【図面の簡単な説明】
【図1】(a)は、本発明の第1の実施例に係るシリア
ル・パラレル変換回路に用いるR−Sレジスタを示す回
路図、(b)は、本発明の第1の実施例に係るシリアル
・パラレル変換回路を示す回路図である。
【図2】(a)は、本発明の第2の実施例に係るシリア
ル・パラレル変換回路に用いるR−Sレジスタを示す回
路図、(b)は、本発明の第2の実施例に係るシリアル
・パラレル変換回路を示す回路図である。
【図3】従来のシリアル・パラレル変換回路の一例を示
す回路図である。
【符号の説明】
F00,F01,F02,F03,F10,F11,F
12,F13,F20,F21,F22,F23,F3
0,F31,F32,F33;レジスタブロック G1,G2,G3 ;NANDゲート G4,G5 ;デコーダ K1 ;カウンタ

Claims (1)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 データを保持しかつ出力する機能を有す
    るフリップフロップ回路及びこのフリップフロップ回路
    を選択するための2つの選択信号を入力して前記フリッ
    プフロップ回路を選択するゲート回路を夫々有する複数
    のレジスタブロックと、アドレスデータを入力してこの
    アドレスデータに応じて前記複数のレジスタブロックの
    内の所定のレジスタブロックをマトリクス的に選択する
    アドレスデコーダとを有することを特徴とするシリアル
    ・パラレル変換回路。
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