JPS62145418A - Control system for standby of alu - Google Patents

Abstract

PURPOSE:To decrease power consumption by detecting a disable state of an ALU in the unit of microinstructions so as to disable a CLA driving ratio circuit in the ALU during the period. CONSTITUTION:When an instruction other than the ALU is executed, the level of the ALU is at H, and when the instruction relating to the ALU is executed, the level of the ALU is at L. When the ALU is enabled, the ALU acts like a conventional ratio circuit. When the ALU is disabled, since a gate signal of a transistor (TR) 4 goes to a high level and the ratio circuit is disabled, a current flowing from the TR 4 through k-set of TRs 1-k is nearly reduced to zero during the disabled ALU and low power consumption is realized.

Description

【発明の詳細な説明】 〔産業上の利用分野〕 本発明は、ＡＬＵ内のＣＬＡ駆動用レシし回蕗に関し、
特に低消費電力化に適するＡＬＵ内のＣＬＡ駆動用レシ
オ回路のスタンバイ回路に関する。[Detailed Description of the Invention] [Field of Industrial Application] The present invention relates to a reciprocating device for driving a CLA in an ALU,
In particular, the present invention relates to a standby circuit for a ratio circuit for driving a CLA in an ALU, which is suitable for reducing power consumption.

〔従来の技術〕[Conventional technology]

従来のＡＬＵ内のＣＬＡ駆動用レシオ回路を図面を用い
て説明する。第３図においては、ＣＬＡの概略を示し、
信号７はｅＪＬｒｒｙ伝播許可信号である。今Ｔｒ　１
　＊　２　ｅ・・・、Ｋ・・・５のに個のトランジスタ
のうち少なくとも１個のトランジスタがＯＮしていれば
、トランジスタ４からそのトランジスタを通して電流が
流れる。Ｔｒｌ、２．・・・、にのに個のトランジスタ
がすべてＯＦＦになるのは、全てのｂｉｔがｅａｒｒ７
を伝播することを許可する時、例えばＦＦ、、、ＦＨ＋
ＯＯ・ＯＨ＋ｅ！Ｌｒｒｙの時などで、その確率は非常
に小さｈので、大部分の場合、トランジスタ・・・４か
らＧＮＤに向かって電流が流れていると言うことができ
る。実際の例では、６４ｂｉｔＡＬＵ構成０ＣＬＡでは
、１０ｍＡ〜３０ｍＡも流れる可能性がある。A conventional ratio circuit for driving a CLA in an ALU will be explained with reference to the drawings. In FIG. 3, an outline of the CLA is shown,
Signal 7 is an eJLrry propagation permission signal. Now Tr 1
*2 If at least one of the transistors in e..., K...5 is ON, current flows from transistor 4 through that transistor. Trl, 2. ..., all transistors are turned off when all bits are earr7
For example, FF,...,FH+
OO・OH+e! In the case of Lrry, etc., the probability is very small h, so in most cases, it can be said that the current flows from the transistor . . . 4 toward GND. In a practical example, in a 64-bit ALU configuration 0CLA, as much as 10 mA to 30 mA may flow.

〔発明が解決しようとする問題点〕[Problem that the invention seeks to solve]

上述した従来のＡＬＵ内のＣＬＡ駆動用レシオ回路は、
本来ＡＬＵがアクティブの時のみに必要であるにもかか
わらず、インアクティブの時もほとんど常にＡ点からＧ
ＮＤに電流が流れることになる為、消費電力が犬きぐな
るという欠点がある。The ratio circuit for driving the CLA in the conventional ALU described above is as follows:
Although it is originally necessary only when the ALU is active, it almost always moves from point A to G even when it is inactive.
Since current flows through the ND, there is a drawback that the power consumption is extremely high.

〔問題点を解決するだめの手段〕[Failure to solve the problem]

本発明のＡＬＵのスタンバイ制御方式はＣＭＯＳ構成の
ＡＬＵにおいて、ＡＬＵ内に含まれるＣＬＡ１小動用レ
シオ回路とレシオ回路をｄｉｓａｂｌｅする手段とＡＬ
Ｕのｅｎａｂｌｅ、ｄｉｓａｂｌｅを検出する手段とを
有している。The ALU standby control method of the present invention is an ALU having a CMOS configuration.
It has means for detecting whether U is enabled or disabled.

〔実施例〕〔Example〕

次に、本発明の実施例について説明する。ここではまず
前半（１）においてレシオ回路をｄｉｓａｂｌｅにする
実施例を第１図を用いて、後半（２）においてＡＬＵの
ｅｎａｂｌｅを検出する実施例を図３を用いてｄ発明す
る。Next, examples of the present invention will be described. First, an example in which the ratio circuit is disabled in the first half (1) will be described using FIG. 1, and an example in which the enable of the ALU is detected in the second half (2) will be described using FIG. 3.

（１）　　Ｌ／シを回路１ｄｉｓａｂｌｅにする実施例
（ｉ）　　ＡＬＵ＝ｌｏｗ　の時（ＡＬＵはｅｎａｂｌ
ｅ　）第１図に〆いて’ｒｒ、、、ｌはＯＮ、Ｔｒｌｌ
とＴｒ３ばＯＦ　Ｆとなる。このときの回路は、第３図
の回路と一致するので通常のレシオ回路として動作する
ことになる。(1) Example of disabling L/C circuit 1 (i) When ALU=low (ALU is enabled)
e) Concluding on Figure 1, 'rr,..., l is ON, Trll
If Tr3 becomes OFF. The circuit at this time corresponds to the circuit shown in FIG. 3, so it operates as a normal ratio circuit.

（ｉｉ）　　ＡＬＵ　＝　ｈ　ｉｇｈ　（Ｄ時（ＡＬＵ
はｄｉｓａｂｌｅ）第１図においてＴ　ｒ−１はＯＦ　
Ｆ　、　Ｔｒ−１１はＯＮする。故にＴｒ・−・１２へ
のゲート信号はＬｏｗ　となり、Ｔｒ−１２はＯＦＦす
る。さらにＴｒ・・・３はＯＮしているので、結局Ｔｒ
・・・４へのゲート信号はＨｉｇｈとなり、Ｔｒ・・・
４はＯＦＦになる。すなわちレシオ回路はｄｉｓａｄｌ
ｅとなるのでＡＬＵｄｉｓａｂｌｅ　の期間にはＴｒ・
・・４からに個のＴｒＬ２＋・・・、Ｋを通して流れる
電流はほぼ０となり、低消費電力が実現さ几る。(ii) ALU = h high (D time (ALU
is disabled) In Fig. 1, T r-1 is OF
F, Tr-11 is turned on. Therefore, the gate signal to Tr--12 becomes Low, and Tr-12 is turned off. Furthermore, since Tr...3 is ON, Tr...
...The gate signal to 4 becomes High, and Tr...
4 is turned off. In other words, the ratio circuit is disadl
e, so during the ALUdisable period, Tr.
. . 4 TrL2+ . . . , the current flowing through K becomes almost 0, and low power consumption is realized.

（２）ＡＬＵのｅｎａｂｌｅを検出する受施例図１（ａ
）は、ＡＬＵがｅｎａｂｌｅであるかｄｉｓａ−ｂｌｅ
であるかどうかをマイクロ命令のレベルで判別する例を
示している。この図の例では一つ一つのマイクロコード
の８．７．６ｂｉｔ目の計３ｂｉｔ　　のデータから、
そのマイクロ命令がＡＬＵに関連したものであるかどう
かを判定している。これを回路で示したのが図１（ｂ）
である。こｎはマイクｅｔＲＯＭ出力バスの６　、７　
、　ｇｂｉｔ線の信号をデコーダにかけ、マイクロ命令
がＡＬＵに関連したものである時には、このデコーダ出
力ＡＬＵがＬｏｗ、ＡＬＵに関連しないものである時に
はＡＬＵがＨｉ　ｇｈとなる回路である。(2) Example of detecting ALU enable in Figure 1 (a)
) indicates whether the ALU is enabled or disa-ble.
An example is shown in which it is determined at the microinstruction level whether the In the example in this figure, from a total of 3 bits of data, bits 8, 7, and 6 of each microcode,
It is determined whether the microinstruction is related to the ALU. Figure 1(b) shows this as a circuit.
It is. This is the microphone etROM output bus 6 and 7.
, the gbit line signal is applied to a decoder, and when the microinstruction is related to the ALU, the decoder output ALU is Low, and when the microinstruction is not related to the ALU, the ALU is High.

具体的には、例えば第２図（ａ）ノ［ＴＲＡＮＳ　ＡＪ
■のマイクロコードがマイクロＲＯＭの出力バスに信号
として乗っているとする。コードは６ｂｉｔ＝１．７ｂ
ｉｔ＝０．８ｂｉｔ＝０゜この時第２図（ｂ）のデコー
ダでＡＬＵに関係した命令を解読する。Ｎ１固の３ＡＮ
Ｄゲート出力は全てＬｏｗであるのでＡＬＵ＝Ｈｉ　ｇ
　ｈとなりこの宿合がＡＬＵとは無関係であることが検
出される。今度は、第２図（ａ）ノ［ＩＮＣＡｊ■の信
号がマイクｏＲＯＭの出力パスラインに乗っている場合
を考えてみる、−ｙ−）”１ｄ６ｂｉｔ＝１．７ｂｉｔ
＝０．８ｂｉｔ＝００この時はデコーダ・・・１４の３
ＡＮＤゲートの出力はＨｉｇｈであるのでＡＬＵ　＝Ｌ
ｏｗとなりこの命令がＡＬＵに関係したものであること
が検出できる。またｒＡＤＤ　Ａ＋ＢイＪ　■の命令実
行の際にはＡＬＵ＝ＬｏｗとなりＡ　Ｌ　Ｏ（７）　ｅ
ｎａｂｌｅが検出されていることがこの図より明らかに
分かる。Specifically, for example, in FIG. 2(a) [TRANS AJ
Assume that the microcode (2) is on the output bus of the microROM as a signal. The code is 6bit=1.7b
it=0.8bit=0° At this time, the decoder shown in FIG. 2(b) decodes the instructions related to the ALU. N1 hard 3AN
All D gate outputs are Low, so ALU=High
h, and it is detected that this binding is unrelated to ALU. Next, let us consider the case in which the signal from FIG.
=0.8bit=00 At this time, the decoder...14 3
Since the output of the AND gate is High, ALU = L
ow, and it can be detected that this instruction is related to the ALU. Also, when executing the instruction rADD A+B iJ ■, ALU=Low and A L O(7) e
It is clearly seen from this figure that nable is detected.

以上の説明をタイミングチャートを用いて表わすと第４
図のようになる。すなわちＡＬＵ以外の命令が実行され
る時にはＡＬＵがＨｉｇｈ、ＡＬＵ関係命令の時にはＬ
ｏｗ　となることが分かる。If the above explanation is expressed using a timing chart, the fourth
It will look like the figure. In other words, ALU is High when an instruction other than ALU is executed, and Low when it is an ALU related instruction.
It can be seen that ow.

〔発明の効果〕〔Effect of the invention〕

以上、説明したように本発明はマイクロ命令単位でＡＬ
Ｕのｄｉｓａｂｌｅを検出してその間、Ａｉ、Ｕ内のＣ
ＬＡ、駆動用レシオ回路をｄｉｓａｂｌｅすることによ
り消費電力を小さくできる効果がある。このことは回路
における発熱をおさえさらには、パッケージ等の小型化
に貢献できる。As explained above, the present invention provides AL
Detects disable of U and during that time, Ai, C in U
Disabling the LA and drive ratio circuit has the effect of reducing power consumption. This can suppress heat generation in the circuit and further contribute to miniaturization of packages and the like.

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

第１図は、今回の発明のレシオ回路をｄｉｓａｂｌｅに
する部分回路図である。第３ｉｙｌは、従来のＡＬＵ内
のＣＬＡ・駆動用レシオ回路図である。ＡＬＵがＬｏｗ
の時には第１図と第３図とは一致するがＡＬＵがＨｉ　
ｇ　ｈＯ時にはＴｒ・・・４がＯＦＦとなりレシオ回路
はｄｆｓａｂｌｅとなる。第２図（ａ）　、　（ｂ）は
今回の発明の内のＡＬＵ　ｅｎａｂｌｅを検出する部分
を’ｊｆ単な例を用いて説明したものである。第４図は
μ−命令の流れとタイミングチャートの対応を示した図
である。 １．２，３，４−・・・・Ｐｔｙｐｅ　ＭＯＳトランジ
スタ、１１゜１２　、５−−−　・−ｎ＋ｙｐｅ　ＭＯ
Ｓ　　トランジスタ、６，１３・・・・・・インバータ
ー、７・・・・・・ｃａｒｒｙ伝播許可信号、８．９・
・・・・・ｅａｒｒ７信号、１０　・・−・−ｃａｒｒ
ｙラインドライブ信号、１４．１５・・・・・・ＡＬＵ
関連命令デコーダ、１６・・・・・・ＡＬＵ信号。FIG. 1 is a partial circuit diagram in which the ratio circuit of the present invention is disabled. The third iyl is a CLA/driving ratio circuit diagram in a conventional ALU. ALU is low
When , Figures 1 and 3 match, but the ALU is Hi.
At the time of ghO, Tr...4 is turned off and the ratio circuit becomes dfsable. FIGS. 2(a) and 2(b) illustrate the part of the present invention that detects ALU enable using a simple example. FIG. 4 is a diagram showing the correspondence between the flow of μ-instructions and timing charts. 1.2,3,4-...Ptype MOS transistor, 11゜12,5--- ・-n+type MO
S Transistor, 6, 13... Inverter, 7... Carry propagation permission signal, 8.9.
...earr7 signal, 10 ...--carr
y line drive signal, 14.15...ALU
Related instruction decoder, 16...ALU signal.

Claims (1)

【特許請求の範囲】[Claims] ＣＭＯＳ構成のＡＬＵにおいてＡＬＵ内に含まれるＣＬ
Ａ（Ｃａｒｒｙ　Ｌｏｏｋ　Ａｈｅａｄ）駆動用レシオ
回路と該レシオ回路をｄｉｓａｂｌｅする手段とＡＬＵ
のｅｎａｂｌｅ、ｄｉｓａｂｌｅを検出する手段とを有
し、ＡＬＵのスタンバイ状態を制御できることを特徴と
するＡＬＵのスタンバイ制御方式。CL included in ALU in CMOS configuration ALU
A (Carry Look Ahead) drive ratio circuit, means for disabling the ratio circuit, and ALU
1. A standby control method for an ALU, comprising means for detecting whether the ALU is enabled or disabled, and is capable of controlling the standby state of the ALU.