JPH01105398A - 高速ディジタルic - Google Patents

高速ディジタルic

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JPH01105398A
JPH01105398A JP62263138A JP26313887A JPH01105398A JP H01105398 A JPH01105398 A JP H01105398A JP 62263138 A JP62263138 A JP 62263138A JP 26313887 A JP26313887 A JP 26313887A JP H01105398 A JPH01105398 A JP H01105398A
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吉原 邦夫
Toshiyuki Terada
俊幸 寺田
Tomoaki Takubo
知章 田窪
Shoichi Shimizu
庄一 清水
Nobuo Koide
小出 修男
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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】 [発明の目的] (産業上の利用分野) 本発明は、高速ディジタルICに係り、特にそのタイミ
ング信号を発生する回路部の構成に関する。
(従来の技術) ディジタルICにおいて、クロック信号周期の整数倍の
周期の同期信号が必要な回路にあっては、その同期信号
をつくるためのタイミング回路が必要である。
第7図はその様なディジタルICの一例で、フリップフ
ロップにより構成されたシフトレジスタを用いたマルチ
プレクサである。このシフトレジスタは、パラレルロー
ド/シリアルアウトの機能を持つので、このパラレルロ
ードの機能をシフト段数分の周期毎(この例では4クロ
ツク毎)に繰返すことにより、4人力信号Do−D3を
一出力信号にまとめる働きをする。即ち、4:1のマル
チプレクサとして機能する。4系統の入力信号を回路内
部へ取込むタイミングは、ロード信号によってとられる
。ロード信号の立上り(または立下り)時点で出力端子
にはDoの入力信号が現われ、その後のクロックにより
D I +  D2 +  D3と順次出力される。こ
の様な回路を実際のシステムに応用するには、外部から
の信号入力により、Do〜D3をそれぞれどの時刻で出
力するかを制御しなければならない。そのためには、タ
イミング回路が必要である。
第8図は、その様なロード信号の発生、制御機能を有す
るタイミング回路の一例である。この回路は、リセット
機能つきDタイプ・フリ・ツブフロップを2個用いて構
成されている。第9図はこのタイミング回路の動作波形
である。この回路では、外部からのリセット信号により
2つのフリ・ツブフロップがリセット状態(Ql、Q2
=“L”レベル)となり、直ちにロード信号を出す。リ
セ・ソトが解除されると次のクロックの立上りで通常の
内部動作に入る。即ち、−回だけのリセット信号の入力
により、このマルチプレクサのデータ信号の同期はとれ
ることになり、以後は何らかの原因でこのシーケンスが
乱れない限り再びリセ・ント信号は必要としない。
ここに例として挙げた4:1のマルチプレクサの応用例
としては、光ファイバなどを用いた高速通信システムが
ある。この様な応用においては、IGHz以上の超高速
性能が要求されており、回路にはGaAsFETや高速
Siバイポーラ素子等が用いられる。しかし、G Hz
オーダー以上の高速回路においては、配線の伝搬遅延等
の影響が太きく、上述のリセットパルス発生は低速の場
合に比べて技術的に非常に困難である。即ち数百p S
ee程度のパルス幅を持つ信号を精度よく発生し供給す
ることは、実用的ではない。第9図で外部からのリセッ
ト信号を1回だけでなく、nクロック(上の例では4ク
ロツク)に1回入力することも考えられるが、この場合
には更にリセットパルス幅はクロック1周期以下に収め
なければならず、クロックとの位相合わせ等、より困難
な状況となる。この場合、回路内部でクロックの位相と
同期をとることも考えられるが、これも回路量と速度の
点で好ましくない。
上述のタイミング回路の重要な問題点として、回路の複
雑さと動作速度がある。この問題点を次に説明する。
第10図は、第8図に示したタイミング回路で使用され
るリセット機能つきフリップフロップを、G a A 
s M E S F E Tで実現した例である。
この図から明らかなように、使用素子数は非常に多い。
またリセット機能のために付加されたMESFET−Q
3 、Q5 、Ql6 、Qls等のゲート容量等によ
って、動作周波数の上限が低下する。この最高動作周波
数の低下は、超高速ディジタルICシステムにおいて、
決定的に不利となる。
(発明が解決しようとする問題点) 以上のように従来の高速ディジタルICにおけるタイミ
ング回路は、ICの超高速性能を実現する上で、種々の
問題があった。
本発明はこの様な問題を解決し、回路構成が簡単でしか
も十分な高速性能を発揮できるようにしたタイミング回
路を備えた高速ディジタルICを提供することを目的と
する。
[発明の構成コ (問題点を解決するための手段) 本発明は、高速ディジタルIC内のタイミング回路に、
内部タイミングの信号発生と外部タイミング信号の人力
とを切換える切換え回路を備えたことを特徴とする特 (作用) 本発明のように切換え回路を設けることにより、リセッ
ト機能つきのフリップフロップのような複雑な回路を用
いることなく、タイミング回路に外部からリセット信号
の供給を容易に行うことができる。そしてタイミング回
路を簡単で高性能のフリップフロップを用いて構成する
ができ、切換え回路も簡単に構成できるため、ディジタ
ルICの高速性能を十分に発揮することができる。
(実施例) 以下、本発明の詳細な説明する。
第1図は、一実施例のディジタルICにおけるタイミン
グ回路である。タイミング回路の基本は、二つのDタイ
プ・フリップフロップFF1゜FF2を縦続接続したジ
ョンソンカウンタ回路(1/4分周回路)である。この
カウンタ回路のフリップフロップFF2の出力端子から
フリップフロップFF□の入力端子への帰還路中に、切
換え回路SWが設けられている。この切換え回路SWは
、制御端子C0NTにより制御されて、後段出力を初段
に帰還するか、または帰還路を開いて外部同期入力端子
EXからの外部タイミング信号をフリップフロップFF
1に供給するかの選択を行う一種のゲート回路である。
第2図は、第1図のタイミング回路の動作を示すタイミ
ングチャートである。切換え回路SWの制御端子C0N
Tが“L”レベルのとき、タイミング回路は通常の1/
4分周回路として動作する。
即ち、外部同期入力端子EXに関係なく、自己で同期を
とり、4クロック分の周期のロード信号を内部タイミン
グ信号として発生する。ここでは内部状態は入力クロッ
ク信号の立上りで変化するものとしている。制御端子C
0NTが“H”レベルになると、後段のフリップフロ・
ツブFF2から初段のフリップフロップFF、への帰還
はなくなり、外部同期信号入力端子EXからの外部タイ
ミング信号が初段フリップフロップFF、の入力端子り
、に供給される。従って外部タイミング回路は初段のフ
リップフロップFF1によってクロック信号と同期をと
り直す動作(リタイミング)をする。フリップフロップ
FF1とFF2の出力Q0とQ2からロード信号をつく
り出すことは、変わらない。第2図から明らかなように
、外部タイミング信号としてクロックの4倍の周期の繰
返し波形を入力するだけで、最終的に必要なロード信号
が外部タイミング信号とある位相関係をもって得られる
。
この実施例の場合、外部タイミング信号は、デユーティ
比50%の最も発生が容易なパルスでよく、先に述べた
りタイミング動作により、クロック信号との位相差をそ
れ程微妙に設定する必要もない。例えばデユーティ比1
0%以下という幅の狭いパルス列をつくり出して、これ
を正確に伝送することは回路の周波数特性上難しい。こ
れに対してデユーティ比50%のパルス列でよいことは
、信号入力法として有利である。
第3図は、第1図の要部構成を具体化した例である。G
 a A s M E S F E Tを用いてフリッ
ププロップFF1.FF2およびこれらと同様の構成の
切換え回路SW部を構成している。A、Aを帰還端子、
B、百を外部同期信号入力端子とし、C2τを制御端子
として、第1図に示したタイミング回路が構成される。
第4図は、本発明の他の実施例のタイミング回路である
。この実施例では、切換え回路SWを、初段のフリップ
フロップFF、に実質的に組込まれるゲート回路構成と
している。この構成が有利になるのは、GaAsFET
によるSCFL(旦ource Couplcd  F
 E T  L ogic)やノくイポーラ素子による
ECLを用いた場合である。
第5図は、この第4図の回路を G a A s M E S F E Tにより実現し
た具体例である。差動回路を縦積みしたマスタースレー
ブ・フリップフロップを基本とし、切換え回路は、初段
のフリップフロップFF、内に組込まれている。
即ち、マスター・フリップフロ・ツブと対をなす。
MESFET−01,Q2からなるトランスファゲート
用差動回路に対して並列に設けられたME S F E
T−Q3 、 Q4からなる第1の差動回路と、この差
動回路と上記トランスファゲート用−1〇  − 差動回路を切換えるME S F ET−Q7 、 Q
sからなる第2の差動回路とが付加されて、切換え回路
SWが構成されている。A、Aが帰還端子、B。
百が外部同期信号入力端子となり、C1でが制御端子と
なる。
このような構成により、先の実施例で説明したと同様の
ような内部タイミング信号の発生と外部タイミング信号
の入力の切換えが行われる。特にこの実施例では切換え
回路部分がフリップフロップ内に一体的に組込まれたこ
とから、全体として素子数が少なくなり、またその結果
としてゲート容量等の影響が少なくなって高速性能を十
分に発揮することができる。
第6図は、第4図のタイミング回路を適用したディジタ
ルICの一例としての4ビツト・マルチプレクサを示す
ブロック図である。図のINH端子が第4図の制御端子
C0NTに対応し、1/4CK端子が外部同期信号入力
端子EXに対応する。
本発明は上記実施例に限られない。実施例では、G a
 A s M E S F E Tを回路素子として用
いた場合を説明したが、HEMTやHBTなどの化合物
半導体を用いた他の高速素子を用いた場合、或いはSt
バイポーラトランジスタによるECLやCMLなどを用
いた場合にも本発明は有効である。
また実施例では、具体的応用回路としてマルチプレクサ
を挙げたが、同様なタイミング同期を必要とする各種デ
ィジタルICに適用することができる。
[発明の効果コ 以上述べたように本発明によれば、簡単な回路構成で内
部同期信号の発生と外部同期信号の入力の両方を可能と
したタイミング回路を備えて、高速性能を発揮できるよ
うにしたディジタルICを得ることができる。
【図面の簡単な説明】
第1図は、本発明の一実施例のタイミング回路を示す図
、第2図はその動作を説明するための信号波形図、第3
図は第1図の要部の具体構成例を示す図、第4図は他の
実施例のタイミング回路を示す図、第5図はその要部の
具体構成例を示す図、第6図は本発明のタイミング回路
を用いた4ビツト・マルチプレクサを示す図、第7図は
従来の4ビツト・マルチプレクサを示す図、第8図はそ
のタイミング回路を示す図、第9図はその動作を説明す
るための信号波形図、第10図は第7図におけるリセッ
ト機能つきフリップフロップの具体例を示す図である。 FF1.FF2・・・Dタイプ−フリップフロップ、S
W・・・切換え回路。 出願人代理人 弁理士 鈴江武彦

Claims (5)

    【特許請求の範囲】
  1. (1)基準クロックに同期したタイミング信号を発生す
    るタイミング回路を備えた高速ディジタルICにおいて
    、前記タイミング回路は、内部タイミング信号の発生と
    外部タイミング信号の入力を切換える切換え回路を有す
    ることを特徴とする高速ディジタルIC。
  2. (2)前記タイミング回路は、複数段のフリップフロッ
    プを縦続接続して構成された分周回路であり、前記切換
    え回路は、分周回路の帰還路中に設けられて後段出力信
    号の帰還と外部タイミング信号の入力を切換えるゲート
    回路である特許請求の範囲第1項記載の高速ディジタル
    IC。
  3. (3)前記タイミング回路は、差動回路を縦積みとした
    マスタースレーブ・フリップフロップにより構成され、
    前記切換え回路は、マスター・フリップフロップと対を
    なすトランスファゲート用差動回路に対して並列に設け
    られた第1の差動回路と、この第1の差動回路と前記ト
    ランスファゲート用差動回路を切換える第2の差動回路
    とから構成されている特許請求の範囲第1項記載の高速
    ディジタルIC。
  4. (4)ディジタルICがGaAs・ICである特許請求
    の範囲第1項記載の高速ディジタルIC。
  5. (5)ディジタルICがGaAsFETを用いたSCF
    L回路により構成されている特許請求の範囲第1項記載
    の高速ディジタルIC。
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Families Citing this family (12)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
NL8800872A (nl) * 1988-04-06 1989-11-01 Philips Nv Geintegreerde schakeling.
JP2504568B2 (ja) * 1989-06-20 1996-06-05 富士通株式会社 信号生成回路
JPH0771055B2 (ja) * 1990-08-20 1995-07-31 株式会社東芝 高速度信号多重化装置
JP2853894B2 (ja) * 1990-08-24 1999-02-03 三菱電機株式会社 分周回路及びパルス信号作成回路
JP2766941B2 (ja) * 1990-09-28 1998-06-18 株式会社日立製作所 クロック生成装置とデータ送受信装置及びその方法
GB9111179D0 (en) * 1991-05-23 1991-07-17 Motorola Gmbh An implementation of the ieee 1149.1 boundary-scan architecture
US5384494A (en) * 1993-04-13 1995-01-24 Hughes Aircraft Company Programmable hold-off for integrated circuit I/O pins
CA2127192C (en) * 1993-07-01 1999-09-07 Alan Brent Hussey Shaping ate bursts, particularly in gallium arsenide
US5487092A (en) * 1994-12-22 1996-01-23 International Business Machines Corporation System for high-speed synchronization across clock domains
SE503290C2 (sv) * 1995-03-31 1996-05-13 Ericsson Telefon Ab L M Anordning och förfarande för att inbördes synkronisera applikationsspecifika integrerade kretsar (ASIC)
US6166574A (en) * 1999-02-17 2000-12-26 Silicon Storage Technology, Inc. Circuit for turning on and off a clock without a glitch
US6489811B2 (en) * 2001-03-08 2002-12-03 Hiband Semiconductor, Inc. Logic gate with symmetrical propagation delay from any input to any output and a controlled output pulse width

Citations (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPS60146542A (ja) * 1984-01-10 1985-08-02 Mitsubishi Electric Corp 送信同期回路
JPS6215915A (ja) * 1985-07-15 1987-01-24 Matsushita Electric Ind Co Ltd GaAs集積回路
JPS6297200A (ja) * 1985-10-23 1987-05-06 Nec Corp 制御メモリ

Family Cites Families (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPS5017958A (ja) * 1973-06-19 1975-02-25
US4041403A (en) * 1975-07-28 1977-08-09 Bell Telephone Laboratories, Incorporated Divide-by-N/2 frequency division arrangement
US4031476A (en) * 1976-05-12 1977-06-21 Rca Corporation Non-integer frequency divider having controllable error
US4035663A (en) * 1976-09-01 1977-07-12 Rockwell International Corporation Two phase clock synchronizing method and apparatus
JPS60154709A (ja) * 1984-01-25 1985-08-14 Toshiba Corp クロツク信号発生回路

Patent Citations (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPS60146542A (ja) * 1984-01-10 1985-08-02 Mitsubishi Electric Corp 送信同期回路
JPS6215915A (ja) * 1985-07-15 1987-01-24 Matsushita Electric Ind Co Ltd GaAs集積回路
JPS6297200A (ja) * 1985-10-23 1987-05-06 Nec Corp 制御メモリ

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Publication number Publication date
DE3853980T2 (de) 1996-05-02
US4926451A (en) 1990-05-15
JP2845438B2 (ja) 1999-01-13
EP0313337A2 (en) 1989-04-26
EP0313337B1 (en) 1995-06-14
EP0313337A3 (en) 1990-03-28
DE3853980D1 (de) 1995-07-20

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