JPS62186613A - Cmos選択回路 - Google Patents

Cmos選択回路

Info

Publication number
JPS62186613A
JPS62186613A JP61028679A JP2867986A JPS62186613A JP S62186613 A JPS62186613 A JP S62186613A JP 61028679 A JP61028679 A JP 61028679A JP 2867986 A JP2867986 A JP 2867986A JP S62186613 A JPS62186613 A JP S62186613A
Authority
JP
Japan
Prior art keywords
output
inverter
selection circuit
switch element
line
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
JP61028679A
Other languages
English (en)
Inventor
Hirotaka Takatori
高取 浩孝
Yoshimune Hagiwara
萩原 吉宗
Yoshiki Noguchi
孝樹 野口
Hiroyuki Masuda
弘之 増田
Tomoya Takasuka
高須賀 知哉
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.)
Hitachi ULSI Engineering Corp
Hitachi Microcomputer System Ltd
Hitachi Ltd
Original Assignee
Hitachi ULSI Engineering Corp
Hitachi Ltd
Hitachi Microcomputer Engineering Ltd
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 Hitachi ULSI Engineering Corp, Hitachi Ltd, Hitachi Microcomputer Engineering Ltd filed Critical Hitachi ULSI Engineering Corp
Priority to JP61028679A priority Critical patent/JPS62186613A/ja
Publication of JPS62186613A publication Critical patent/JPS62186613A/ja
Pending legal-status Critical Current

Links

Landscapes

  • Electronic Switches (AREA)

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 〔発明の利用分野〕 本発明は、CMOS選択回路に関し、特に半導体集積回
路の選択回路を複数個組合せて構成されるバレルシフタ
に好適なCMOS選択回路に関するものである。
[発明の背景] 高性能なマイクロコンピュータ(例えば、32ビツト)
を構成する場合、シフト演算やローティト演算を強化す
るためには、演算実行部にバレルシフタを導入すると効
果的である。バレルシフタとは、1サイクルでデータを
任意のビット数だけ任意の方向に同時にシフトできる機
能を有するものであるが、これは極めて多くの入力を持
つ選択回路を複数個組み合せることにより実現される。
そこで、小面積、低消費電力で、かつ回路動作の速い選
択回路が必要不可欠となっている。
従来の選択回路は、第5回に示すように、複数本の入力
alと、それらに接続される複数個のスイッチ素子2と
、それらスイッチ素子2の開閉を制御する複数の制御線
3と、選択された結果を出力する出力線4より構成され
る。なお、スイッチ素子2は、簡単のために丸印で表わ
されている。
第5図において、例えば、制御線6のみをアサートする
ことにより、スイッチ素子2が閉じ、入力信号5のみが
出力線4に現われる。バレルシフタでは、複数ビット列
の1ビツトの構成として第5図の回路が用いられる。従
って、第5図の回路で誤動作が生じると、バレルシフタ
では、ビット列の数だけ誤動作が生じることになるので
1回路の信頼性を高めることが重要となる。第5図のス
イッチ素子2としては、従来より、NチャネルMOSト
ランジスタが使用されている(例えば、特開昭60−7
2317号公報参照)。
第6図は、第5図の具体的回路構成図である。
複数本の入力線10には、それぞれNMOSトランジス
タ11が接続されている。これらの複数のスイッチ素子
であるNMOSトランジスタ11のゲートには、それぞ
れ制御線12が接続されている―さらに、各トランジス
タ11の出力は、ワイヤード0R13で結合され、これ
が選択回路の出力となるが、通常、インバータ17の素
子を出力側に接続して出力波形を整形する。ところが。
このNMO8I〜ランジスタ11を介して出力段のCM
OSインバータ17にハイレベル信号を伝える場合、自
己のゲート・ソース間電圧降下のために、NMOSトラ
ンジスタ11の出力電圧はインバータ17のPMOSト
ランジスタ14を完全にカットオフするまでに至らない
、すなわち、CMOSインバータ17を構成するPMO
SトランジスタとNMo5トランジスタの各ドレインを
出力49116に接続し、ソースを例えば5vとOvの
電源に接続して、各ゲートに入力線を接続するので、N
MOSトランジスタ11の出力電圧が5vでCMOSイ
ンバータ17に伝達されるならば、誤動作は生じない、
しかし、実際には、第3図(a −2)に示すように、
NMOSトランジスタ11のゲート・ソース間電圧降下
により出力電圧波形は5vに至らずにインバータ17に
入力するので、PMOSトランジスタ14がカットオフ
せず、かつNMOSトランジスタ15もオンすることに
より、インバータ17の電源線→接地線の系で貫通電流
が流れ放しになってしまい、出力、116にはハイレベ
ルとローレベルの中間の電位が出力されて誤動作を生じ
る。これは、インバータ17の入力信号がハイレベルか
らローレベルに変化しない限り、継続的に流れてしまい
、不要な消費電力となる。なお、第3図(a −1)は
、スイッチ素子に加えられる制御llAl2の制御信号
波形である。
〔発明の目的〕
本発明の目的は、二のような従来の問題を改善し、複数
の入力線を備えた選択回路の動作速度を低下させず、か
つ不要な消費電力をなくすことができるCMO8選択回
路を提供することにある。
〔発明の概要〕
上記目的を達成するため1本発明のCMO8選択回路は
、複数入力線の各々にスイッチ素子を設け、各スイッチ
素子の制御線の1つをアサートすることにより1つの入
力線信号を選択し、選択信号出力をCMOSインバータ
で整形して出力するCMO3選択回路において、上記ス
イッチ素子の出力側に電圧レベル補正手段を設け、該電
圧レベル補正手段を、上記スイッチ素子制御線の制御信
号より遅れたタイミングで動作させることに特徴がある
〔発明の実施例〕
以下2本発明の実施例を2図面により詳細に説明する。
第1図は1本発明の一実施例を示すCMO8選択回路の
構成図と動作波形図である。第1図において、20は入
力線、21はスイッチ素子であるNMO3トランジスタ
、22はNMOSトランジスタ21を制御するための制
御線、23は電圧をフィードバックするためのクロック
ドインバータ、24は出力線、25はクロックドインバ
ータの制御線、26はNMOSトランジスタ21の出力
をワイヤード○Rする線、27は出力波形整形用インバ
ータであり、第6図に示すCMOSインバータ17が通
常用いられる。
第1図に示すように、本実施例においては、NMo5ト
ランジスタ21を介してハイレベル信号を伝達する際の
電圧降下を補うために5インバータ23,27を用いて
フィードバンクすることにより、電圧を持ち上げ、かつ
選択回路の遅延に影響を及ぼすことなく、電圧レベルの
補正を行っている。
複数本の入力線20にそれぞれ接続されるNMOSトラ
ンジスタ21のうち、制御線22によって1つ(例えば
、スイッチ素子21)がオンすることにより、出力がワ
イヤード0R26でまとめられてインバータ27により
出力波形が整形された後、選択回路の出力が出力線24
に取り出される。
さらに、クロックドインバータ23は、インバータ27
の出力をフィードバックし、インバータ27の入力電圧
レベルを補正する。制御線25ば、クロックドインバー
タ23の動作を制御するために、第1図(b)の31に
示すように制御線22の電圧30より遅れた電圧を加え
る。
このように、NMOSトランジスタ21の制御線22の
うち、いずれか1本のみがアサートされると、ハイレベ
ル信号がNMo5トランジスタ21の出力線26に現わ
れるが、この電圧レベルは前述の理由によりインバータ
27のPMO3+−ランジスタをカットオフするまでに
は至らない。しかし、この場合でも出力線26の電圧が
インバータ27の論理しきい値電圧は越えるので、信号
は選択回路の出力線24に現われる。本実施例では、こ
の出力線24に現われた信号をクロックドインバータ2
3を介してフィードバックすることにより線2Gの電圧
を持ち上げるのである。このため、NMOSトランジス
タ21の制御線22.およびクロックドインバータ23
の制御線25の動作タイミングを、それぞれ第1図(b
)の30および31に示すように設定する。すなわち、
信号選択線22をタイミング30でアサートし、信号が
伝わってインバータ27の出力が十分確定した後、つま
りタイミング30より1/2位相だけ遅れたタイミング
31で制御′a25を起動して、電圧レベル補正用のク
ロックドインバータ23を動作させる。
第2図(、)(b)は、第1図(a)におけるクロック
ドインバータの詳細回路図およびこれに印加するクロッ
クタイミング波形図である。第2図(a)に示すように
、クロックドインバータは、入力線45をゲートに接続
したPMOSトランジスタ41とNMOSトランジスタ
44の間に、互いに逆位相の第2図(b)に示すような
りロック信号を供給する線47,48をそれぞれゲート
に接続したPMOSトランジスタ42とNMOSトラン
ジスタ43の直列回路を挿入して、4つのトランジスタ
を直列接続し、PMOSトランジスタ42とNMOSト
ランジスタ43の両ドレインを出力線46に接続して構
成される。PMOSトランジスタ41とNMOSトラン
ジスタ44とでCMOSインバータを構成しているので
、入力線45にハイレベルより低い電圧レベルが入力す
ると、NMOSトランジスタ44はオンとなり、PMO
Sトランジスタ41もカットオフされずにオンしてしま
う。従って、クロック線47.48にローレベルとハイ
レベルがそれぞれ印加された時刻だけ、PMO8I−ラ
ンジスタ42とNMOSトランジスタ43がオンする。
第3図(b)は印加電圧位相の関係を示すタイムチャー
トであり、スイッチ素子であるNMOSトランジスタを
介してハイレベル信号を伝達する場合を示している。(
b−i)は第1図のNMOSトランジスタ21のドレイ
ン個の信号波形20aであり、(b−2)に示す選択回
路のスイッチ素子に加えられる制御信号22aによりN
MO3トランジスタ21のドレイン側電圧が、ソース側
へ伝えられる。その結果(b−6)の様に電圧が上って
ゆく。しかし、この電圧は前述した理由により完全に5
v迄上らない。そコテ、(b−4)、(b−5)に示す
ように制御信号22aより遅れたタイミングでフィード
バック用のクロックドインバータ23を動作させる制御
信号47a、48aを印加する。なお、47a、48a
はクロックドインバータの各々PMO3,NMOSトラ
ンジスタのゲートに印加する。また(b−3)に示す信
号波形24aはインバータ27の出力波形である。この
信号波形24aはクロックドインバータ23の入力波形
にも等しく制御信号47a、48aによりクロックドイ
ンバータ23の出力は(b −6)に示す信号波形26
aのように5vまで持ち上げられる。
従って第1図のワイヤード○R線26には、ハイレベル
の電圧が現われるため、インバータ27は正常動作を行
うことができる。ここで仮に(b−4)、(b−5)に
示す制御信号47a、48aのタイミングをスイッチ素
子であるNMO5トランジスタ21に加える制御信号2
2aと同じにすると(b−3)に示すインバータ27の
出力がローレベルに下りきれないうちにフィードバック
用のクロックドインバータ23が動作することになる。
この結果、第1図のワイヤードOR,Ij12Gの電圧
はスイッチ素子であるNMOSトランジスタ2工を介し
てハイレベルに上ろうとするが、フィードバック用のク
ロックドインバータ23によりローレベルに下げられよ
うとし結局選択回路の遅延に影響を及ぼしてしまう。こ
のように、本実施例においては1選択回路の遅延に影響
を及ぼすことなく、NMOSトランジスタ21を介して
ハイレベルの信号を伝達する際にも、インバータ27の
貫通電流の流れ放しを防止することができる。
第4図は、本発明の選択回路を使用した応用例として、
バレルシフタの構成図、および動作説明図である。バレ
ルシフタは1例えば、マイクロコンピュータのシフト演
算、ローティト演算の回路に使用されている。第4図(
a)において、51゜52・・・・58はそれぞれ本発
明の選択回路であって、ここでは全部で8個の選択回路
が使用され、61,62・・・・68のブロックのレジ
スタにそれぞれ接続されて、8ビツトのバレルシフタを
構成している。71〜78は1選択回路の入力線であっ
て、8個の選択回路全部に各信号が入力される。第4図
では記載が省略されているが、各選択回路にはスイッチ
素子とスイッチ素子に加えられる制御信号線、クロック
ドインバータに加えられる制御信号線が接続される0選
択さJした結果の出力信号は、各出力、1@81,82
・・・・・88を通ってビットレジスタ61〜68に戻
される。これらの出力線の信号によって、シフトされた
後のビットの値が各レジスタ61〜68に設定されるこ
とになる。
第4図(b)は、従来のシフトレジスタの動作を示すも
ので、各レジスタの値は1から2.2から3.3から4
の方向に1ビツトずつシフトされるのみである。これに
対して、バレルシフタは、第4図(c)に示すように、
複数ビットづつ、かついずれの方向にも移動が可能であ
って、各ビット値は任意に入れ替えができる。Cc、)
はその移動の一例であって、矢印に示すように、レジス
タのビット1はビット7に、ビット2はビット1に、ビ
ット3はビット8に、ビット4はビット2に、・・のよ
うに自由に入れ替えられる。従って、シフトレジスタを
使用すると、複数回かかって行われるシフトあるいはロ
ーティト演算を、1回の動作でシフトあるいはローティ
トが可能となるので、演算の高速化が図れる。
〔発明の効果〕
以上説明したように、本発明によれば、入力数の多い選
択回路において、回路動作(よ低下させることなく、か
つ不要な消費電力も使用せずに、選択することができる
ので、例えばバレルシフタ等に適用すれば効果は大であ
る。
【図面の簡単な説明】
第1図は本発明の一実施例を示すCMO8i択回路の構
成図と波形図、第2図は第1図で使用されるクロックド
インバータの構成図および動作図。 第3図は第2図のクロックドインバータの動作タイミン
グチャート、第4@はバレルシフタの構成図および動作
図、第5図、第6図は従来の選択回路の概略構成および
CMOSトランジスタによる構成図である。 1.5,10,20:信号入力線、2:スイッチ素子、
3.6:信号選択線、4,16,24:選択回路出力線
、11,2L:NMOSトランジスタ、13,26:N
MOSトランバスタの出力線、17.27:インバータ
、14 : PMOSトランバスタ、23:クロックド
インバータ、25;クロックドインバータの制御線、3
0.31:制御タイミング信号。 第     1     図 (al つ 第     2     図 7a 第    、3     し′1 第     3     図 第     4     図 第     5     図 ス 第     6     図

Claims (2)

    【特許請求の範囲】
  1. (1)複数入力線の各々にスイッチ素子を設け、各スイ
    ッチ素子の制御線の1つをアサートすることにより1つ
    の入力線信号を選択し、選択信号出力をCMOSインバ
    ータで整形して出力するCMOS選択回路において、上
    記スイッチ素子の出力側に電圧レベル補正手段を設け、
    該電圧レベル補正手段を、上記スイッチ素子制御線の制
    御信号より遅れたタイミングで動作させることを特徴と
    するCMOS選択回路。
  2. (2)上記電圧レベル補正手段は、互いに逆極性のクロ
    ックをゲートに接続した逆極性MOSトランジスタおよ
    び入力信号線をゲートに接続した逆極性MOSトランジ
    スタの直列回路で構成されるクロックドインバータであ
    ることを特徴とする特許請求の範囲第1項記載のCMO
    S選択回路。
JP61028679A 1986-02-12 1986-02-12 Cmos選択回路 Pending JPS62186613A (ja)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP61028679A JPS62186613A (ja) 1986-02-12 1986-02-12 Cmos選択回路

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP61028679A JPS62186613A (ja) 1986-02-12 1986-02-12 Cmos選択回路

Publications (1)

Publication Number Publication Date
JPS62186613A true JPS62186613A (ja) 1987-08-15

Family

ID=12255181

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
JP61028679A Pending JPS62186613A (ja) 1986-02-12 1986-02-12 Cmos選択回路

Country Status (1)

Country Link
JP (1) JPS62186613A (ja)

Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPH02185113A (ja) * 1989-01-12 1990-07-19 Nec Corp 信号選択回路
US6172532B1 (en) 1994-04-20 2001-01-09 Hitachi, Ltd. Gate circuit and semiconductor circuit to process low amplitude signals, memory, processor and information processing system manufactured by use of them

Cited By (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPH02185113A (ja) * 1989-01-12 1990-07-19 Nec Corp 信号選択回路
US6172532B1 (en) 1994-04-20 2001-01-09 Hitachi, Ltd. Gate circuit and semiconductor circuit to process low amplitude signals, memory, processor and information processing system manufactured by use of them
US6462580B2 (en) 1994-04-20 2002-10-08 Hitachi, Ltd. Gate circuit and semiconductor circuit to process low amplitude signals, memory, processor and information processing system manufactured by use of them
US6657459B2 (en) 1994-04-20 2003-12-02 Hitachi, Ltd. Gate circuit and semiconductor circuit to process low amplitude signals, memory, processor and information processing system manufactured by use of them

Similar Documents

Publication Publication Date Title
US7248076B2 (en) Dual-voltage three-state buffer circuit with simplified tri-state level shifter
US4595845A (en) Non-overlapping clock CMOS circuit with two threshold voltages
US5227674A (en) Semiconductor integrated circuit device
US6429683B1 (en) Low-power CMOS digital voltage level shifter
US6333645B1 (en) Clocked logic gate circuit
JPH10190416A (ja) フリップフロップ回路
US7482840B2 (en) Semiconductor integrated circuit
JPH0225537B2 (ja)
JP3511355B2 (ja) 出力回路
JPS62186613A (ja) Cmos選択回路
JPH09116405A (ja) マルチプレクサ
JPH09238068A (ja) 単一スルーレート抵抗を持った出力ドライバ回路
JP3120492B2 (ja) 半導体集積回路
JPH0766669B2 (ja) デコーダバッファ回路
JP3533357B2 (ja) 論理演算機能を備えた半導体集積回路
US5719505A (en) Reduced power PLA
JPH03222518A (ja) 集積回路装置
JP3173489B2 (ja) 半導体集積回路
JP4173608B2 (ja) 入出力制御回路およびマイクロコンピュータ
US6434071B1 (en) Circuit and method of selectively activating feedback devices for local bit lines in a memory
KR100278992B1 (ko) 전가산기
JPS59224914A (ja) デ−タラツチ回路
US6107819A (en) Universal non volatile logic gate
JPH04307809A (ja) Rsフリップフロップ
JP3249285B2 (ja) シリアル入出力回路