JPS62260418A - Flip-flop circuit - Google Patents

Flip-flop circuit

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JPS62260418A
JPS62260418A JP61103584A JP10358486A JPS62260418A JP S62260418 A JPS62260418 A JP S62260418A JP 61103584 A JP61103584 A JP 61103584A JP 10358486 A JP10358486 A JP 10358486A JP S62260418 A JPS62260418 A JP S62260418A
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data
clock
output terminal
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Hiroshi Takizawa
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Abstract

PURPOSE:To attain high-speed processing without using a highspeed clock by outputting a data output of a latch circuit in latch operation to a data output terminal by a switch circuit. CONSTITUTION:When data changes from DATA1 into DATA2 during the clock T2, the level at a data output terminal Q1 of the latch circuit 21 goes to the level of the DATA2. When the clock CK descends, the latch circuit 21 latches the DATA and the level of the data output terminal Q2 of a latch circuit 22 goes to the level of the DATA2 and the switch circuit is changed over to the position of the data output terminal Q1 of the latch circuit 21. Further, the data output terminal Q is connected to the data output terminal Q1 of the latch circuit 21 during a time T3 to keep the DATA 2. Through the repetition of the operation above, the circuit fetches the DATA at the leading/falling of the clock CK to output the data to the terminal Q.

Description

【発明の詳細な説明】 (産業上の利用分野) 本発明はロジックデータを別のロジック信号によって取
り込みを行う回路、さらに詳しくいえば外部クロック信
号によシデータ信号を取込み出力するクリップフロツブ
回路に関する。
DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION (Field of Industrial Application) The present invention relates to a circuit that captures logic data using another logic signal, and more specifically relates to a clip-flop circuit that captures and outputs a data signal using an external clock signal. .

(従来の技術) 外部のクロック用端子(以下、CK大入力略す。)信号
の立上り、立下りのいずれでも外部のクロック入力用端
子(以下、DATA入力と略す。)@号の取り込みを行
う場合、従来は第7図に示すような回路が用いられてい
た。第7図において、5゜6.7はDフリップフロップ
回路、8はEX−OR回路、HCKはDATA 、CK
よシ十分高速なりロックをそれぞれ示している。Dフリ
ツブフロ2プ回路5.6は高速クロックにより動作する
シフトレジスタであるので、CKが変化するとEX−O
R回路8よシ高速クロックHCKの一周期分の長さのパ
ルスが発生し、このパルスによってDフリップフロップ
回路7がDATAの取9込みを行い、取込まれたデータ
が外部のデータ出力用端子(以下、Q出力と略す。)へ
出力される。
(Prior art) When an external clock input terminal (hereinafter abbreviated as DATA input) @ signal is taken in at either the rising or falling edge of an external clock terminal (hereinafter abbreviated as CK large input) signal. Conventionally, a circuit as shown in FIG. 7 has been used. In Figure 7, 5°6.7 is a D flip-flop circuit, 8 is an EX-OR circuit, HCK is DATA, CK
It shows each lock is fast enough. Since the D flipflop circuit 5.6 is a shift register operated by a high-speed clock, when CK changes, EX-O
The R circuit 8 generates a pulse with a length of one cycle of the high-speed clock HCK, and this pulse causes the D flip-flop circuit 7 to take in DATA, and the taken data is sent to an external data output terminal. (hereinafter abbreviated as Q output).

(発明が解決しようとする問題点) 従来の回路は上述のように、その構成には高速のクロッ
クHCKを必要とし、またCKの変化を検出するのにH
CK (8号の周期の2倍以上の時間全必要とするため
、CK他信号周期はHCKの4倍以上必要となシ、高速
の動作ができないという欠点があった。
(Problems to be Solved by the Invention) As mentioned above, the conventional circuit requires a high-speed clock HCK for its configuration, and also requires a high-speed clock HCK to detect changes in CK.
Since the total time required is more than twice the period of CK (No. 8), the CK and other signal periods are required to be more than four times that of HCK, which has the drawback of not being able to operate at high speed.

また、CMO3を用いる場合、消費電流は動作速度にほ
ぼ比例するのでHCKで常にシフトレジスタを動作させ
ている第7図の回路は、消費電流が大きくなるという欠
点があった。
Furthermore, when CMO3 is used, the current consumption is almost proportional to the operating speed, so the circuit shown in FIG. 7, in which the shift register is always operated by HCK, has the disadvantage that the current consumption becomes large.

本発明の目的は、上述の欠点を解決するもので、高速の
クロックを用いることなく、十分に高速で処理すること
ができ、CM OMで構成した場合には電流消費が軽減
化されるとともに、回路構成も簡単になるフリップフロ
ップ回路を提供することにある。
An object of the present invention is to solve the above-mentioned drawbacks, and is capable of processing at a sufficiently high speed without using a high-speed clock, and when configured with a CMOM, reduces current consumption, and It is an object of the present invention to provide a flip-flop circuit with a simple circuit configuration.

(問題点を解決するための手段) 前記目的を達成するために本発明によるフリップフロッ
プ回路は、外部に、データ入力用端子、クロック入力用
端子、データ出力用端子を有し、内部に、クロック入力
用端子信号によってデータ入力用端子信号を交互にラッ
チする2個のラッチ回路と、この2個のラッチ回路のデ
ータ出力を切替えてデータ出力用端子へ接続するスイッ
チ回路を有し、前記ラッチ回路の一方はクロック入力用
端子信号の立上りにより、他方は立下シによシデータ入
力用端子信号のラッチをそれぞれ行い、前記スイッチ回
路はラッチ動作を行っているラッチ回路のデータ出力を
データ出力用端子へ出力することにより、外部のクロッ
ク入力用端子から入力される信号の立上りと立下が夛の
いずれでも外部のデータ入力用端子信号を取シ込み、外
部のデータ出力用端子に出力するように構成されている
(Means for Solving the Problems) To achieve the above object, a flip-flop circuit according to the present invention has an external data input terminal, a clock input terminal, and a data output terminal, and an internal clock input terminal. The latch circuit includes two latch circuits that alternately latch data input terminal signals according to input terminal signals, and a switch circuit that switches data outputs of these two latch circuits and connects them to the data output terminal. One side latches the data input terminal signal when the clock input terminal signal rises, and the other one latches the data input terminal signal when the clock input terminal signal falls. By outputting to the external clock input terminal, it is possible to receive the external data input terminal signal and output it to the external data output terminal, regardless of whether the signal input from the external clock input terminal has many rising or falling edges. It is configured.

(実施例) 以下、図面を参照して本発明をさらに詳しく説明する。(Example) Hereinafter, the present invention will be explained in more detail with reference to the drawings.

第1図は、本発明によるフリップフロップ回路の構成を
示す回路図である。
FIG. 1 is a circuit diagram showing the configuration of a flip-flop circuit according to the present invention.

第1図において、1,2はラッチ回路、3はスイッチ回
路である。ラッチ回路1はクロック入力CIが%H1O
時スルー、クロック入力C1が立下がるとデータ入力D
1をラッチする。ラッチ回路2はクロック人力C2がt
 L Iの時スルー、クロック人力C2が立上がるとデ
ータ入力D2をラッチする。スイッチ回路SWはクロッ
クCKが亀Llの時データ出力端子Qヘラッチ回路lの
データ出力端子Q1を接続し、%HIの時ラッチ回路2
のデータ出力端子Q2を接続する。したがって、クロッ
クCKの立下シ、立上がシによってラッチ回路1,2は
交互にラッチし、スイッチ回路3はラッチ動作を行って
いるラッチ回路の出力をデータ出力端子Qへ接続する。
In FIG. 1, 1 and 2 are latch circuits, and 3 is a switch circuit. Latch circuit 1 has a clock input CI of %H1O
When clock input C1 falls, data input D
Latch 1. The latch circuit 2 has a clock C2 of t
When LI is I, it is through, and when clock input C2 rises, data input D2 is latched. The switch circuit SW connects the data output terminal Q1 of the latch circuit l when the clock CK is HI, and connects the data output terminal Q1 of the latch circuit l when the clock CK is %HI.
Connect the data output terminal Q2 of . Therefore, the latch circuits 1 and 2 alternately latch depending on the falling and rising edges of the clock CK, and the switch circuit 3 connects the output of the latch circuit performing the latching operation to the data output terminal Q.

第2図は本発明によるフリツプフロツプ回路の一実施例
を示す回路図である。図において11゜12はクロック
CK入力の反転用のインバータ回路、21.22はラッ
チ回路、31〜33はAND回路、34はOR回路、3
Sはインバータ回路である。ラッチ回路21.22とも
クロック入力C1,C2di%Hlレベルのトキスルー
で、クロック入力C1,C2の立下シでデータ入力DA
TAをラッチするように構成てれている。クロック人力
C2はインバータ回路11によって反転させられている
ので、ラッチ回路21.22はクロックCKの立下り、
立上夛によって交互にラッチを行うこととなる。スイッ
チ回路はインバータ回路11.12、AND回路31〜
34、およびOR回路34より構成されておシ、クロッ
クCKが1H1のときはラッチ回路22のデータ出力端
子Q2を、%Llのときはラッチ回路21のデータ出力
端子QlをQへつなぐ。AND回路を31゜32.33
と3個数けであるのは、AND回路が2個のときにはラ
ッチ回路のデータ出力端子Ql。
FIG. 2 is a circuit diagram showing an embodiment of a flip-flop circuit according to the present invention. In the figure, 11 and 12 are inverter circuits for inverting the clock CK input, 21 and 22 are latch circuits, 31 to 33 are AND circuits, 34 is an OR circuit, and 3
S is an inverter circuit. Both latch circuits 21 and 22 are clock input C1, C2 di% Hl level toggle through, and data input DA at the falling edge of clock input C1, C2.
It is configured to latch the TA. Since the clock C2 is inverted by the inverter circuit 11, the latch circuits 21 and 22 detect the falling edge of the clock CK,
Latching is performed alternately depending on the start-up process. The switch circuits are inverter circuits 11 and 12, AND circuits 31 and 31.
34 and an OR circuit 34, when the clock CK is 1H1, the data output terminal Q2 of the latch circuit 22 is connected to the data output terminal Q2 of the latch circuit 22, and when the clock CK is %L1, the data output terminal Q1 of the latch circuit 21 is connected to Q. AND circuit 31°32.33
The number of three terminals is the data output terminal Ql of the latch circuit when there are two AND circuits.

Q2とも1■のときスイッチからスパイクが発生する恐
れがあるためである。
This is because there is a possibility that a spike may occur from the switch when both Q2 are 1■.

第3図は各回路入出力部のタイミング改形図である。図
においてSWはラッチ回路21.22のデータ出力端子
Ql、Q2のどちらかがデータ出力端子Qにつながって
いることを示している。
FIG. 3 is a timing modification diagram of each circuit input/output section. In the figure, SW indicates that either the data output terminal Ql or Q2 of the latch circuit 21 or 22 is connected to the data output terminal Q.

Tl−T4はクロックCKの半周期毎の時間を示してい
る。時間TIではクロックCKが1Llのときデータ出
力端子Qにはラッテ回路21のデータ出力端子Qlが接
続てれている。クロックCKが立上がるとラッチ回路2
2はDATAの値DATAIをラッチし、スイッチ回路
はラッチ回路のデータ出力端子Q2をデータ出力端子Q
に接続する。そしてラッチ回路21はスルーとなり、デ
ータ出力端子QlはI)ATAIとなる。したがってク
ロックCKが−H1の間はデータ出力端子QはDATA
Iを保持する。
Tl-T4 indicates the time for each half cycle of the clock CK. At time TI, when the clock CK is 1Ll, the data output terminal Q of the latte circuit 21 is connected to the data output terminal Q. When clock CK rises, latch circuit 2
2 latches the DATA value DATAI, and the switch circuit connects the data output terminal Q2 of the latch circuit to the data output terminal Q.
Connect to. Then, the latch circuit 21 becomes through, and the data output terminal Ql becomes I)ATAI. Therefore, while the clock CK is -H1, the data output terminal Q is DATA.
Hold I.

次にクロックT2の間にDATAがDATAIからDA
TA2に変化するとラッチ回路21のデータ出力端子Q
1はDATA2になる。そしてクロックCKが立下がる
とラッチ回路21はDATA’にラッチし、ラッチ回路
22のデータ出力端子Q2はDATA2になシ、スイッ
チ回路はラッチ回路21のデータ出力端子Qlに、切替
わる。ここでラッチ回路22のデータ出力端子Q2が変
化するときとスイッチ回路が切替わる時のタイミングは
必ずしも明らかではないが、スイッチ回路が切替わる前
のラッチ回路21のデータ出力端子Q1は一般に変化し
ない、ラッチ回路22のデータ出力端子Q2はCKの立
下が9でQlと同じになるなどの理由によシスパイクは
発生しない。これはクロックCKの立上夛のときも同じ
ような理由により同様である。嘔らに時間T3の間は、
データ出力端子Qはランチ回路21のデータ出力端子Q
1に接続され、DATA2を保持する。
Next, during clock T2, DATA changes from DATAI to DA.
When it changes to TA2, the data output terminal Q of the latch circuit 21
1 becomes DATA2. When the clock CK falls, the latch circuit 21 latches DATA', the data output terminal Q2 of the latch circuit 22 is switched to DATA2, and the switch circuit is switched to the data output terminal Ql of the latch circuit 21. Here, the timing when the data output terminal Q2 of the latch circuit 22 changes and when the switch circuit changes is not necessarily clear, but the data output terminal Q1 of the latch circuit 21 before the switch circuit changes generally does not change. A spike does not occur at the data output terminal Q2 of the latch circuit 22 because the falling edge of CK is 9, which is the same as Ql. This also applies when the clock CK rises for the same reason. During time T3,
The data output terminal Q is the data output terminal Q of the launch circuit 21.
1 and holds DATA2.

以上の動作の繰返しにより第2図の回路はクロックCK
の立上りと立下がりでDATAt−取込みそのデータを
Qに出力する。
By repeating the above operations, the circuit in Fig. 2 receives the clock CK.
At the rising and falling edges of , DATAt- is taken in and the data is output to Q.

第2図におけるラッチ回路にset、resetをもつ
ラッチ回路を用いれば、Set、Re5et端子を持つ
クリップフロップ回路を作ることができる。
If a latch circuit having set and reset is used as the latch circuit shown in FIG. 2, a clip-flop circuit having Set and Re5et terminals can be created.

第4図はその場合の回路例を示す図である。FIG. 4 is a diagram showing an example of a circuit in that case.

Set、Re5et端子を有することを除けば動作は第
2図と全く同様である。
The operation is exactly the same as that shown in FIG. 2 except that it has Set and Re5et terminals.

第6図は本発明によるフリップフロップ回路を分周回路
に用いた場合と、通常の7リツプ70ツブを用いた場合
の分周回路とを示す実験回路である。51が一般的なり
リップ70ツブを用いた3分周回路、S2が本発明によ
るフリップフロップを用いて51と同様な回路構成をも
たせた回路でクロックCLKのデユーティが50%の場
合は1.5分周回路となる。分周回路52中の61.6
2は本発明によるフリップフロップ回路、分周回路Sl
中の71.72は一般的4クリップフロップ回路、73
〜76はラッチ回路である。フリップフロップ回路61
.62はクロックの反転回路11.7Bを共有している
FIG. 6 is an experimental circuit showing a frequency dividing circuit in which a flip-flop circuit according to the present invention is used as a frequency dividing circuit and a frequency dividing circuit in which a normal 7-lip 70-tube circuit is used. 51 is a general divide-by-3 circuit using a 70-rip circuit, S2 is a circuit similar to 51 using a flip-flop according to the present invention, and when the duty of the clock CLK is 50%, it is 1.5. It becomes a frequency dividing circuit. 61.6 in frequency divider circuit 52
2 is a flip-flop circuit and frequency divider circuit Sl according to the present invention.
71.72 is a general 4 clip-flop circuit, 73
76 are latch circuits. flip-flop circuit 61
.. 62 shares the clock inversion circuit 11.7B.

第6図は第5図の回路におけるクロックCLKに対する
0UTI 、0UT2の出力を示しである。
FIG. 6 shows the outputs of 0UTI and 0UT2 with respect to the clock CLK in the circuit of FIG.

ナオ、0UTI 、0UT2の位相ハ必ずI、486図
と同じではない。第5図の回路を4000シリーズのC
MO3で組んだ実験回路では分周回路51がほぼ4MH
zまで動作したのに対し、分周回路S2ばほぼ2MHz
まで動作した。したがって、一般のフリップフロップ回
路に対して約半分の動作速度となったが入力データのサ
ンプル速度ではほぼ同一となる。
The phases of Nao, 0UTI, and 0UT2 are not necessarily the same as those in Figure I and 486. The circuit shown in Figure 5 is a 4000 series C
In the experimental circuit built with MO3, the frequency divider circuit 51 is approximately 4MH
While the frequency divider circuit S2 operated up to 2MHz
It worked until. Therefore, although the operating speed is about half that of a general flip-flop circuit, the sampling speed of input data is almost the same.

(発明の効果) 以上、詳しく説明したように本発明によるフリップフロ
ップ回路は、従来の回路と比較して高速クロックを必要
としない、処理速度が高速クロックの影響をうけず部品
の動作速度によるので十分高速である、CM OSの場
合は低消費電流となる、回路が簡単であるという槙々の
利点を有する。また、AND、OR,一般的なフリップ
フロップと同様に回路部品として利用できるため大規模
なロジック回路の設計の自由度が増すという効果がるる
(Effects of the Invention) As described above in detail, the flip-flop circuit according to the present invention does not require a high-speed clock compared to conventional circuits, and the processing speed is not affected by the high-speed clock but depends on the operating speed of the components. It has many advantages such as being sufficiently fast, having low current consumption in the case of CMOS, and having a simple circuit. Furthermore, since it can be used as a circuit component in the same way as AND, OR, and general flip-flops, it has the effect of increasing the degree of freedom in designing large-scale logic circuits.

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

第1図は本発明によるフリップフロップのブロック図、
第2図は本発明によるフリップフロップ回路の実施例を
示す回路図、第3図は第2図の動作を説明するためのタ
イミングチャート、第4図はSet、Re5et入力を
持ったノリツブフロップ回路の回路図、第5図は本発明
によるフリップフロツプ用の実験回路図、第6図は第5
図の動作を説明するためのタイミングチャート、第7図
は従来のフリップフロッグ回路の回路図である。 1.21・・ラッチ回路 3・9・・・スイッチ回路 5.6.7・・−一般的なフリップ20ツブ8−−−−
 @EX−OR回路 11.12・・・インバータ回路 21.22・・φラッチ回路 31〜33・・・AND回路 34・・・φOR回路 3511 @ @ 11インバ一タ回路SW命Φ・第2
図Qにつながっている信号名51・・争3分周回路 52・・−1,5分周回路 61.62・−e本発明によるクリップフロップ回路 71.72Φ・・一般的なりリップフロップ73〜76
・・Qランチ回路 25図 16図 LIT 2
FIG. 1 is a block diagram of a flip-flop according to the present invention;
FIG. 2 is a circuit diagram showing an embodiment of a flip-flop circuit according to the present invention, FIG. 3 is a timing chart for explaining the operation of FIG. 2, and FIG. 4 is a Noritsu flop circuit with Set and Re5et inputs. 5 is an experimental circuit diagram for a flip-flop according to the present invention, and FIG.
A timing chart for explaining the operation shown in FIG. 7 is a circuit diagram of a conventional flip-flop circuit. 1.21... Latch circuit 3, 9... Switch circuit 5.6.7... - General flip 20 knob 8 ----
@EX-OR circuit 11.12...Inverter circuit 21.22...φ latch circuit 31-33...AND circuit 34...φOR circuit 3511 @ @ 11 Inverter circuit SW order Φ・2nd
Names of signals connected to figure Q 51...3 frequency divider circuit 52...-1,5 frequency divider circuit 61.62...-e Clip-flop circuit according to the present invention 71.72Φ...General flip-flop 73~ 76
...Q launch circuit 25 Figure 16 Figure LIT 2

Claims (1)

【特許請求の範囲】[Claims] 外部に、データ入力用端子、クロック入力用端子、デー
タ出力用端子を有し、内部に、クロック入力用端子信号
によつてデータ入力用端子信号を交互にラッチする2個
の、ラッチ回路と、この2個のラッチ回路のデータ出力
を切替えてデータ出力用端子へ持続するスイッチ回路と
を有し、前記ラッチ回路の一方はクロック入力用端子信
号の立上りにより、他方は立下りによりデータ入力用端
子信号のラッチをそれぞれ行い、前記スイッチ回路はラ
ッチ動作を行つているラッチ回路のデータ出力をデータ
出力用端子へ出力することにより外部のクロック入力用
端子から入力される信号の立上りと立下がりのいずれで
も外部のデータ入力用端子信号を取り込み外部のデータ
出力用端子に出力することを特徴とするフリップフロッ
プ回路。
Two latch circuits having an external data input terminal, a clock input terminal, and a data output terminal, and internally latching the data input terminal signal alternately using the clock input terminal signal; It has a switch circuit that switches the data output of these two latch circuits and maintains it to the data output terminal, one of the latch circuits is connected to the data input terminal by the rising edge of the clock input terminal signal, and the other is connected to the data input terminal by the falling edge of the clock input terminal signal. Each signal is latched, and the switch circuit outputs the data output of the latch circuit performing the latching operation to the data output terminal, thereby controlling whether the signal input from the external clock input terminal rises or falls. However, a flip-flop circuit is characterized in that it takes in an external data input terminal signal and outputs it to an external data output terminal.
JP61103584A 1986-05-06 1986-05-06 Flip-flop circuit Granted JPS62260418A (en)

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