JPH06224707A - 同期式論理回路 - Google Patents

同期式論理回路

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JPH06224707A
JPH06224707A JP1045193A JP1045193A JPH06224707A JP H06224707 A JPH06224707 A JP H06224707A JP 1045193 A JP1045193 A JP 1045193A JP 1045193 A JP1045193 A JP 1045193A JP H06224707 A JPH06224707 A JP H06224707A
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JP
Japan
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data
output
logic circuit
circuit
clock
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JP1045193A
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Inventor
Keiichi Suzuki
啓一 鈴木
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NEC Engineering Ltd
Original Assignee
NEC Engineering Ltd
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Filing date
Publication date
Application filed by NEC Engineering Ltd filed Critical NEC Engineering Ltd
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Publication of JPH06224707A publication Critical patent/JPH06224707A/ja
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Abstract

(57)【要約】 【目的】 非同期式論理回路の設計資産を活用した同期
式論理回路の提供。 【構成】 出力段F/F22の前段に、データ系F/F
20と、クロック系F/F21とが位置する非同期式論
理回路を基本構成とし、各F/F20〜22のクロック
入力端子CLK に夫々同期クロックラインを接続すると共
に、出力段F/F22の分岐出力データとデータ系F/
F20の出力データとを入力とするマルチプレクサ10
を設け、このマルチプレクサの制御端子に、クロック系
F/F21の分岐入力データとその反転出力データとの
ANDをとるAND回路11の出力信号を導いて、この
出力信号に応じて前記入力のいずれか一方を出力段F/
F22のデータ入力端子に選択出力するようにした。

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【産業上の利用分野】本発明は、論理回路に関し、特
に、同期式論理回路に関する。
【0002】
【従来の技術】デジタル回路等に用いられる論理回路
に、同期式のものと非同期式のものとがある。同期式論
理回路は、全ての能動部品の動作が共通クロックで同期
がとられ、その1周期内で論理の変化が確実に行われる
特長を有する。そのため、レーシング等のタイミングの
問題(ハザード等)が発生せず、論理シミュレーション
や故障シミュレーション、遅延シミュレーション等の各
種シミュレーション、論理合成等も容易に実現できる。
【0003】これに対し、非同期式論理回路は、能動部
品に独自のクロックタイミングで動作するものを含むも
ので、データ処理が速く、また、回路量が少なくて済む
特長を有する。そのため、高速化を要する回路や簡易回
路、あるいは他の回路との関係で、インターフェースを
非同期にせざるを得ない場合に用いられる。
【0004】但し、通常は、同期式論理回路と非同期式
論理回路とを混在させ、夫々の特長点を使い分けている
場合が多い。
【0005】図2は一般的な非同期式回路の基本構成図
であり、能動部品として三個のフリップフロップ(以下
F/F)20〜22を用いた例が示されている。第一の
F/F(データ系F/F、以下同じ)20及び第二のF
/F(クロック系F/F、以下同じ)21のクロック端
子CLK には同期クロックが共通に入力されているが、第
三のF/F22(出力段F/F、以下同じ)にあって
は、データ入力端子に第一のF/F20の出力データ、
クロック端子CLK に第二のF/F21の出力データが入
力されており、例えば第二のF/F21の出力の立ち上
がりエッジで第一のF/F20出力データを取り込んで
いる。
【0006】
【発明が解決しようとする課題】ところで、近年のよう
にデジタル回路の規模が大きくなり、使用クロックの速
度も高速化してくると、従来の非同期式論理回路では、
回路設計が難しく、製造する上でも多大な人手工数が必
要になる問題が生じてきた。例えば、製造後の論理検証
では、人手により所定のテストパターンを作成し、個々
の部品について独自のタイミングでエラーが発生しない
かどうかをチェックする作業が必要となる。
【0007】このチェック作業もまた人手で行ってお
り、コストが飛躍的に上昇してしまう。また、能動回路
が多くなると、各回路で独自の時間間隔で持つため、微
妙なタイミング差によりレーシング等のハザードが発生
し易くなり、例えばCAD(COMPYUTED AIDED DESIGN)
による各種のシミュレーションでも人手作業が多くなる
問題があった。
【0008】一方、その解決策として同期式論理回路へ
の全面的変更も考えられるが、そうすると、従来の設計
資産を無駄にすることになるので、設計者側としては容
易に踏み切れないでいるのが現状であった。
【0009】また、同期式論理回路と非同期式論理回路
とを混在させてCADによる各種のシミュレーションを
行う場合があるが、その自動化を進めることができなか
った。
【0010】本発明は、かかる背景の下になされたもの
で、その目的とするところは、従来の設計資産を積極的
に活用して成る同期式論理回路を提供することにある。
【0011】
【課題を解決するための手段】本発明では、従来の非同
期式回路の構成に僅かの部品を付加するだけで同期式論
理回路を実現する。
【0012】具体的には、出力段F/Fの前段に、デー
タ系F/Fと、クロック系F/Fとが位置する非同期式
論理回路を基本構成とし、各F/Fのクロック入力端子
に夫々同期クロックラインを接続すると共に、前記出力
段F/Fの分岐出力データと前記データ系F/Fの出力
データとを入力とするマルチプレクサを設け、このマル
チプレクサの制御端子に、前記クロック系F/Fの分岐
入力データとその反転出力データとのAND条件又はN
OR条件を判断するAND回路又はNOR回路の出力信
号を導いて、この出力信号に応じて前記入力のいずれか
一方を前記出力段F/Fのデータ入力端子に選択出力す
るようにした。
【0013】
【作用】立ち上がり状態が発生するとAND回路の出力
信号は論理’1’となり、例えば前段のデータ系F/F
の出力データがマルチプレクサから出力段F/Fのデー
タ入力端子に選択出力される。他方、AND回路の出力
信号が論理’0’になると、出力段F/Fの分岐出力デ
ータが当該F/Fのデータ入力端子に選択出力される。
そして同期クロックの立ち上がりエッジのタイミングで
出力段F/F内にこれらデータが取り込まれる。
【0014】NOR回路を用いた場合も基本的には上記
同様に動作するが、この場合は、同期クロックの立ち下
がりエッジのタイミングでデータが取り込まれる。
【0015】
【実施例】以下、図面を参照して本発明の実施例を説明
する。
【0016】図1は本発明の一実施例に係る同期式論理
回路の基本構成図であり、図2に示した非同期式論理回
路の構成部品をそのまま使用した例である。図1中、従
来の非同期式論理回路と同一部品については同一符号を
付してある。
【0017】図1を参照すると、本実施例の同期式論理
回路は、第一〜第三のF/F20〜22のクロック端子
CLK に同期クロックを共通に入力すると共に、第三のF
/F22のデータ入力端子にその出力データを選択出力
する二入力のマルチプレクサ10を設けている。このマ
ルチプレクサ10の各入力端子には、第一のF/F20
の出力データと、第三のF/F22の出力データとが導
かれており、更に、その制御端子には、第二のF/F2
1の反転出力と該F/F21の入力データとのANDを
とるAND回路11の出力信号が導かれている。この回
路構成では、同期クロックの立ち上がりエッジがきた時
点でマルチプレクサ10の出力データが第三のF/F2
2内に取り込まれる。
【0018】本実施例の同期式論理回路では、マルチプ
レクサ10で第一のF/F20の出力データと第三のF
/F22の出力データのいずれか一方を第三のF/F2
2のデータ入力端子に選択出力する。例えば、制御信号
であるAND回路11の出力が論理’0’のときに第三
のF/F22の出力データ、AND回路11の出力が論
理’1’のときに第一のF/F20の出力データを夫々
選択出力するように予め回路を設計しておく。
【0019】いま、図2の構成における立ち上がり状態
相当が発生し、AND回路11の出力信号が論理’1’
のときに、同期クロックの立ち上がりエッジが入力され
ると、第三のF/F22内に第一のF/F20の出力デ
ータが取り込まれる。また、その後に第二のF/F21
の入力データ及びその反転出力データが立ち上がり状態
の条件にならなければ、マルチプレクサ10は第三のF
/F22の出力データを選択出力し、同期クロックの立
ち上がりエッジでこれを第三のF/F22に取り込む。
この状態では、第三のF/F22が自己のデータを保持
しており、換言すればデータ値が変わらないことを意味
する。
【0020】このように、本実施例では、非同期式論理
回路の基本構成を全くそのまま用いるので、従来の設計
資産を殆ど変えることなく同期式論理回路に移行するこ
とができ、全く新たに同期式論理回路を設計した場合に
比べて大幅な設計工数削減とバグの増加を抑制すること
ができる。この手法は、非同期式論理回路の一部変更だ
けでなく、全面的に同期式論理回路へ移行せざるを得な
い場合等にも有効な手段となり得る。
【0021】なお、本実施例では、単純なF/F20〜
22を基本構成とする論理回路を例に揚げたが、ビット
方向に複数のF/Fが連なった場合やデータの流れ方向
にF/Fが多段に組合わされた場合でも同様な考えによ
り実現することができる。
【0022】また、以上は同期クロックの立ち上がりエ
ッジでデータを取り込む例であるが、立ち下がりエッジ
でデータを取り込む場合は、AND回路11をNOR回
路に置き換えれば良い。
【0023】
【発明の効果】以上説明したように、本発明では、出力
段F/Fの前段に、データ系F/Fとクロック系F/F
とが位置する非同期式論理回路をそのまま用い、各F/
Fのクロック入力端子に夫々同期クロックラインを接続
すると共に、出力段F/Fの分岐出力データとデータ系
F/Fの出力データとを入力とするマルチプレクサを設
け、このマルチプレクサの制御端子に、クロック系F/
Fの分岐入力データとその反転出力データとのAND出
力又はNOR出力を導いて前記入力のいずれか一方を出
力段F/Fのデータ入力端子に選択出力するようにした
ので、非同期式論理回路の設計資産を損なうことなく同
期式論理回路に移行することができる。これにより用途
に応じた回路の一部設計変更又は全面設計変更が容易と
なり、コストの低減を図ることができる。
【0024】また、将来の性能向上により同期クロック
の速度が高速になっても容易に対応することができ、C
ADによる各種シミュレーションの自動化も可能とな
る。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明の一実施例に係る同期式論理回路の基本
構成図。
【図2】従来の非同期式論理回路の基本構成図。
【符号の説明】
10・・・マルチプレクサ 11・・・AND回路 20・・・第一のF/F(データ系F/F) 21・・・第二のF/F(クロック系F/F) 22・・・第三のF/F(出力段F/F)

Claims (2)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 出力段フリップフロップの前段に、デー
    タ系フリップフロップと、クロック系フリップフロップ
    とが位置する論理回路において、 各フリップフロップのクロック入力端子に夫々同期クロ
    ックラインを接続すると共に、前記出力段フリップフロ
    ップの分岐出力データと前記データ系フリップフロップ
    の出力データとを入力とするマルチプレクサを設け、こ
    のマルチプレクサの制御端子に、前記クロック系フリッ
    プフロップの分岐入力データとその反転出力データとの
    論理積条件を判断するAND回路の出力信号を導いて、
    この出力信号に応じて前記入力のいずれか一方を前記出
    力段フリップフロップのデータ入力端子に選択出力する
    ことを特徴とする同期式論理回路。
  2. 【請求項2】 請求項1記載の同期式論理回路におい
    て、前記AND回路に代えて各データの反転論理和条件
    を判断するNOR回路を設けたことを特徴とする同期式
    論理回路。
JP1045193A 1993-01-26 1993-01-26 同期式論理回路 Pending JPH06224707A (ja)

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JP1045193A JPH06224707A (ja) 1993-01-26 1993-01-26 同期式論理回路

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JP1045193A JPH06224707A (ja) 1993-01-26 1993-01-26 同期式論理回路

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JPH06224707A true JPH06224707A (ja) 1994-08-12

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ID=11750512

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Application Number Title Priority Date Filing Date
JP1045193A Pending JPH06224707A (ja) 1993-01-26 1993-01-26 同期式論理回路

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Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
KR100630676B1 (ko) * 2001-03-19 2006-10-02 삼성전자주식회사 반도체 장치의 플립플롭

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* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
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Effective date: 20010327