JPH02206831A - Full adder circuit - Google Patents
Full adder circuitInfo
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- JPH02206831A JPH02206831A JP2793589A JP2793589A JPH02206831A JP H02206831 A JPH02206831 A JP H02206831A JP 2793589 A JP2793589 A JP 2793589A JP 2793589 A JP2793589 A JP 2793589A JP H02206831 A JPH02206831 A JP H02206831A
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Abstract
Description
【発明の詳細な説明】 〔産業上の利用分野〕 本発明は高速動作する全加算回路に関する。[Detailed description of the invention] [Industrial application field] The present invention relates to a full adder circuit that operates at high speed.
第8図は従来の全加算回路の一構成例を示し、昭和62
年電子通信学会総合全国大会の「レベル保証回路付差分
動作形全加算器の検討」において発表され、また特開昭
63−124133号公報にも開示されている。Figure 8 shows an example of the configuration of a conventional full adder circuit.
This invention was announced at the ``Study of differential operation type full adder with level guarantee circuit'' held at the 2011 National Conference of the Institute of Electronics and Communication Engineers, and was also disclosed in Japanese Patent Application Laid-open No. 124133/1983.
第8図において、電源電位■。を論理“1”とし、また
接地電位GMDを論理“0”とする。In FIG. 8, power supply potential ■. is set to logic "1", and ground potential GMD is set to logic "0".
図中、1〜6は信号入力端子であり、端子lには被加数
信号Aが、また端子2には被加数信号Aの相補的な信号
Wがそれぞれ入力される。In the figure, numerals 1 to 6 are signal input terminals; the terminal 1 receives the summand signal A, and the terminal 2 receives the complementary signal W of the summand signal A.
端子3には加数信号Bが、また端子4には加数信号Bの
相補的な信号丁がそれぞれ入力される。An addend signal B is input to the terminal 3, and a signal complementary to the addend signal B is input to the terminal 4.
端子5には桁上げ入力信号Cinが、また端子6には桁
上げ入力信号Cinの相補的な信号で−が入力される。A carry input signal Cin is input to the terminal 5, and a - signal complementary to the carry input signal Cin is input to the terminal 6.
21及び22は入力信号の排他的論理和(XOR)信号
及び否定排他的論理和(XNOR)信号を生成して出力
する第1及び第2の論理回路である。第1の論理回路2
1への入力信号は上述の端子!、2.3及び4からそれ
ぞれ入力される被加数信号対A、X及び加数信号対B、
πであり、出力信号は信号線201へ出力されるXNO
R信号及び信号線202へ出力されるXOR信号である
。また第2の論理回路22への入力信号は、第1の論理
回路21から信号線201.202への出力信号である
XNOR信号及びX0II信号と、端子5及び6からそ
れぞれ入力される桁上げ入力信号対Cin。21 and 22 are first and second logic circuits that generate and output exclusive OR (XOR) signals and negative exclusive OR (XNOR) signals of input signals. First logic circuit 2
The input signal to 1 is the above terminal! , 2. Addend signal pair A, X and addend signal pair B input from 3 and 4 respectively,
π, and the output signal is the XNO output to the signal line 201.
This is the R signal and the XOR signal output to the signal line 202. In addition, the input signals to the second logic circuit 22 are the XNOR signal and the X0II signal, which are output signals from the first logic circuit 21 to the signal lines 201 and 202, and the carry input input from terminals 5 and 6, respectively. Signal vs. Cin.
τnであり、出力信号は信号線203へ出力されるXO
R信号及び信号線204へ出力されるXNOR信号であ
る。τn, and the output signal is XO output to the signal line 203.
These are the R signal and the XNOR signal output to the signal line 204.
31、32及び33はレベル保証回路である。第1のレ
ベル保証回路31は第1の論理回路21から信号線20
1、202 ヘ出力されるXNOR,XOR信号ルヘル
を電源電位vccまたは接地電位G0に保証して第2の
論理回路22に与え、また第2のレベル保証回路32は
第2の論理回路22から信号線201.202へ出力さ
れるXNOR,XOR信号のレベルを電源電位VCCま
たは接地電位GNIに保証して後述する第1の反転増幅
回路81及び第2の反転増幅回路82に与える。31, 32 and 33 are level guarantee circuits. The first level guarantee circuit 31 connects the first logic circuit 21 to the signal line 20.
1, 202, the XNOR, The levels of the XNOR and XOR signals output to the lines 201 and 202 are guaranteed to be the power supply potential VCC or the ground potential GNI, and are applied to a first inverting amplifier circuit 81 and a second inverting amplifier circuit 82, which will be described later.
51及び52は伝達ゲート回路である。第1の伝達ゲー
ト回路51は、端子5から入力される桁上げ入力信号C
inを第1の論理回路21の再出力信号、即ちXNOR
信号及びX0II信号のレベルに応じて通過または遮断
させる。第2の伝達ゲート回路52は、端子6から入力
される信号すnを第1の論理回路21の再出力信号、即
ちXNOR信号及びXOI+信号のレベルに応じて通過
または遮断させる。51 and 52 are transmission gate circuits. The first transmission gate circuit 51 receives a carry input signal C input from the terminal 5.
in is the re-output signal of the first logic circuit 21, that is, XNOR
It is passed or blocked depending on the level of the signal and the X0II signal. The second transmission gate circuit 52 passes or blocks the signal sn input from the terminal 6 depending on the level of the re-output signal of the first logic circuit 21, that is, the XNOR signal and the XOI+ signal.
61は桁上げ信号抹消回路であり、第1の伝達ゲート回
路51が通過させた桁上げ入力信号Cinのレベルをg
号τまたは■のレベルに応じて制御する。Reference numeral 61 denotes a carry signal cancellation circuit, which g controls the level of the carry input signal Cin passed by the first transmission gate circuit 51.
Control is performed according to the level of the signal τ or ■.
62は桁上げ信号発生回路であり、第2の伝達ゲート回
路52が通過させた桁上げ入力信号Cinの相補的な信
号でコのレベルを信号AまたはBのレベルに応じて制御
する。A carry signal generation circuit 62 controls the level of the carry input signal Cin according to the level of the signal A or B with a signal complementary to the carry input signal Cin passed by the second transmission gate circuit 52.
この桁上げ信号抹消回路61及び桁上げ信号発生回路6
2の出力信号は前述の第3のレベル保証回路33により
電源電位VCCまたは接地電位G。に保証されて第3の
反転増幅回路83及び第4の反転増幅回路84に与えら
れる。The carry signal deletion circuit 61 and the carry signal generation circuit 6
The output signal No. 2 is set to the power supply potential VCC or the ground potential G by the third level guarantee circuit 33 described above. The signal is supplied to the third inverting amplifier circuit 83 and the fourth inverting amplifier circuit 84 with a guarantee of .
ここで、レベル保証回路31.32及び33について説
明する。第8図にも示されている如く、レベル保証回路
31(32,33)は二つのPMO5形トランジスタに
て構成され、それぞれのソースは共に電源電位VCCに
、ドレインは共に外部の端子に接続され、ゲートは他方
のドレインに相互に接続されている。Here, the level guarantee circuits 31, 32 and 33 will be explained. As shown in FIG. 8, the level guarantee circuit 31 (32, 33) is composed of two PMO5 type transistors, whose sources are both connected to the power supply potential VCC, and whose drains are both connected to external terminals. , the gate is interconnected to the drain of the other.
このようなレベル保証回路3N32.33)の動作は以
下の如(である、一方の端子の電位が接地電位G、1.
に転じるとその端子にゲートが接続されているトランジ
スタがオン状態に転じ、他方の端子に電源電位VCeが
現れる。この際、電源電位VCCが現れた端子にゲート
が接続されているトランジスタはオフ状態に転じる。即
ち、二つの端子の内の一方が接地電位GN6になれば他
方は必ず電源電位VCCとなる。The operation of such a level guarantee circuit 3N32, 33) is as follows (where the potential of one terminal is the ground potential G, 1.
, the transistor whose gate is connected to that terminal turns on, and the power supply potential VCe appears at the other terminal. At this time, the transistor whose gate is connected to the terminal where the power supply potential VCC appears turns off. That is, if one of the two terminals becomes the ground potential GN6, the other always becomes the power supply potential VCC.
このようなレベル保証回路31.32及び33を論理回
路21.22等に付加しない場合、たとえば第1の論理
回路21はNMO5形トランジスタにて構成されている
ため、■?工をその闇値電位、■をソース入力電位とす
ると、ドレインの電位は
v−v7Il<VcC
にまでしか達しない。If such level guarantee circuits 31, 32 and 33 are not added to the logic circuits 21, 22, etc., for example, since the first logic circuit 21 is composed of NMO5 type transistors, ■? If Δ is the dark value potential and 2 is the source input potential, the drain potential only reaches v−v7Il<VcC.
電源電位VCCに満たない信号がトランジスタに与えら
れた場合、電源電位VCCから接地電位G0へ直接電流
が流れることがあり、消費電力の増大あるいはノイズに
対するマージンの低下を招来する。このような事態を回
避するためにレベル保証回路3032.33)が付加さ
れているのである。If a signal lower than the power supply potential VCC is applied to the transistor, a current may flow directly from the power supply potential VCC to the ground potential G0, resulting in an increase in power consumption or a decrease in margin against noise. In order to avoid such a situation, level guarantee circuits 3032, 33) are added.
第8図に示した従来の全加算回路全体の動作は以下の如
くである。The entire operation of the conventional full adder circuit shown in FIG. 8 is as follows.
端子1.2にはそれぞれ被加数信号A及びその相補的な
信号τが入力され、端子3,4にはそれぞれ加数信号B
及びその相補的な信号πが入力される。Addend signal A and its complementary signal τ are input to terminals 1 and 2, respectively, and addend signal B is input to terminals 3 and 4, respectively.
and its complementary signal π are input.
第1の論理回路21に被加数信号対^、λ及び加数信号
対B、Uが入力されることにより、被加数信号Aと加数
信号BのXNOR信号及びXOR信号がそれぞれ第1の
論理回路21から信号!201.202へ出力され、第
1のレベル保証回路31によりそれぞれのレベルが保証
される。By inputting the addend signal pair ^, λ and the addend signal pair B, U to the first logic circuit 21, the XNOR signal and the Signal from the logic circuit 21! 201 and 202, and the respective levels are guaranteed by the first level guarantee circuit 31.
第1の論理回路21から信号線201.202へ出力さ
れたXNOR信号及びXOR信号と、端子5,6に入力
された桁上げ入力信号Cinとその相補的な信号τiと
が第2の論理回路22に入力されることにより、XNO
R信号及びX0II信号がそれぞれ第2の論理回路22
カら信号g203.204へ出力され、第2のレベル保
証回路32によりそれぞれのレベルが保証される。The XNOR signal and the XOR signal output from the first logic circuit 21 to the signal lines 201 and 202, the carry input signal Cin input to the terminals 5 and 6, and its complementary signal τi are transmitted to the second logic circuit. 22, XNO
The R signal and the X0II signal are respectively sent to the second logic circuit 22.
The signals g203 and g204 are outputted from the signal g203 and g204, and the respective levels are guaranteed by the second level guarantee circuit 32.
信号線203.204へ出力されたXNOR信号及びX
OR信号はそれぞれ第1の反転増幅回路81及び第2の
反転増幅回路82に与えられ、第1の反転増幅回路81
の出力信号は和信号Sとして端子7がら、また第2の反
転増幅回路82の出力信号は和信号Sの相補的な信号丁
として端子8からそれぞれ出力される。XNOR signal and X output to signal lines 203 and 204
The OR signal is given to a first inverting amplifier circuit 81 and a second inverting amplifier circuit 82, respectively, and the first inverting amplifier circuit 81
The output signal of the second inverting amplifier circuit 82 is outputted as a sum signal S from the terminal 7, and the output signal of the second inverting amplifier circuit 82 is outputted as a signal complementary to the sum signal S from the terminal 8.
端子5,6にそれぞれ入力される桁上げ入力信号Cin
とその相補的な信号−は、第1の論理回路21から信号
vA201.202へ出力されたXNOR信号及びXO
R信号により開閉制御される第1の伝達ゲート回路51
及び第2の伝達ゲート回路52にも入力されている。な
お、伝達ゲート回路51及び52は共に同一の信号にて
開閉制御されているので、同時に開閉する。Carry input signal Cin input to terminals 5 and 6, respectively
and its complementary signal - are the XNOR signal and XO output from the first logic circuit 21 to the signal vA201.202.
First transmission gate circuit 51 whose opening/closing is controlled by the R signal
and is also input to the second transmission gate circuit 52. Note that the transmission gate circuits 51 and 52 are both controlled to open and close by the same signal, so they open and close at the same time.
伝達ゲート回路5152の開閉に従って、桁上げ入力信
号Cin及びその相補的な信号でnはそのまま信号&I
2O3及び206へ出力されるが、または遮断される。According to the opening/closing of the transmission gate circuit 5152, the carry input signal Cin and its complementary signal n remains as the signal &I.
2O3 and 206, or is blocked.
桁上げ入力信号Cin及びその相補的な信号てnが伝達
ゲート回路51.52により遮断された場合には、桁上
げ信号抹消回路61あるいは桁上げ信号発生回路62に
おいて、被加数信号対A、Xと加数信号対BJとにより
信号が発生する。信号&11205及び信号&*206
には論理値“1”または“0”を保証する第3のレベル
保証回路33と第3の反転増幅回路83及び第4の反転
増幅回路84が接続されているので、第3の反転増幅回
路83の出力信号は桁上げ出力信号COとして端子9か
ら、第4の反転増幅回路84の出力18号は桁上げ出力
信号COの相補的な信号■として端子10からそれぞれ
出力される。When the carry input signal Cin and its complementary signal Tn are cut off by the transmission gate circuits 51 and 52, the carry signal cancellation circuit 61 or the carry signal generation circuit 62 outputs the summand signal pair A, A signal is generated by X and the addend signal pair BJ. Signal &11205 and signal &*206
Since the third level guarantee circuit 33, the third inverting amplifier circuit 83, and the fourth inverting amplifier circuit 84 are connected to guarantee the logical value "1" or "0", the third inverting amplifier circuit The output signal 83 is output as a carry output signal CO from the terminal 9, and the output No. 18 of the fourth inverting amplifier circuit 84 is output from the terminal 10 as a complementary signal 2 of the carry output signal CO.
第9図(al、 (b)、 Tel及びfdlは上述の
如く構成された従来の全加算回路における信号線203
及び204と和信号S、Tの波形を示す模式図である。In FIG. 9 (al, (b), Tel and fdl are the signal lines 203 in the conventional full adder circuit configured as described above.
and 204, and a schematic diagram showing waveforms of sum signals S and T.
第9図(a)、 fbl、 (C1及びfd)において
、VCCは電源電位、Oは接地電位、VTI、VTI(
A)、 VTI(B)は反転増幅回路81〜84の闇値
電位を示す。In FIG. 9(a), fbl, (C1 and fd), VCC is the power supply potential, O is the ground potential, VTI, VTI(
A) and VTI (B) indicate the dark potentials of the inverting amplifier circuits 81 to 84.
最初に、第9図(alに示す如く、信号線203が電源
電位VCCに、信号線204が接地電位GNoにあると
する。信号線203及び204が時刻LOにおいて変化
を開始する。まず、第9図(blに示す反転増幅器の闇
値電位がV□(A)である場合について説明する。First, as shown in FIG. 9 (al), it is assumed that the signal line 203 is at the power supply potential VCC and the signal line 204 is at the ground potential GNo. The signal lines 203 and 204 start changing at time LO. The case where the dark potential of the inverting amplifier shown in FIG. 9 (bl) is V□(A) will be explained.
時刻t5において、信号vA203のレベルが反転増幅
器の闇値電位Vt+(A)を越えた時点で和信号Sのレ
ベルが変化し始め、時刻t6において信号線204のレ
ベルが反転増幅器の闇値電位vTl(A)を越えた時点
から和信号Sの相補的な信号丁のレベルが変化し始める
。At time t5, the level of the sum signal S begins to change when the level of the signal vA203 exceeds the dark potential Vt+(A) of the inverting amplifier, and at time t6 the level of the signal line 204 reaches the dark potential VTl of the inverting amplifier. From the point in time when (A) is exceeded, the level of the complementary signal line of the sum signal S begins to change.
第9図(C1に示す如き反転増幅器の閾値電位vy+が
vcc/2である場合には以下のようになる。When the threshold potential vy+ of the inverting amplifier as shown in FIG. 9 (C1) is vcc/2, the following is true.
時刻t4において信号線203及び204のレベルが反
転増幅器の閾値電位を越えた時点で和信号Sのレベル及
びその相補的な信号百のレベルの双方が同時に変化し始
める。At time t4, when the levels of the signal lines 203 and 204 exceed the threshold potential of the inverting amplifier, both the level of the sum signal S and the level of its complementary signal 10 begin to change simultaneously.
第9図+dlに示す反転増幅器の閾値電位がVア、(B
)である場合は以下のようになる。The threshold potential of the inverting amplifier shown in FIG. 9 +dl is Va, (B
), the result is as follows.
時刻t1において信号線204のレベルが反転増幅器の
闇値電位Vr+(B)を越えた時点で和信号Sの相補的
な信号τのレベルが変化し始め、時刻t3において信号
線203のレベルが反転増幅器の闇値電位V□(B)を
越えた時点で和信号Sが変化し始める。At time t1, the level of the signal line 204 exceeds the dark potential Vr+(B) of the inverting amplifier, and the level of the complementary signal τ of the sum signal S begins to change, and at time t3, the level of the signal line 203 is inverted. The sum signal S begins to change when it exceeds the dark value potential V□(B) of the amplifier.
上述のような従来の全加算回路において、たとえば端子
7.8の相補的な和信号対S、Tの電位が変化する場合
について以下に考える。In the conventional full adder circuit as described above, the case where, for example, the potentials of the complementary sum signal pair S and T at terminals 7 and 8 change will be considered below.
反転増幅器81〜84の閾値電位はvy+であるから、
信号[203,204の電位がV?lを越えて反転増幅
器81、82が動作するまで、端子7.8の電位は変化
しない、いま、V□” V cc/2であるとすると、
第9図(elに示す如く、端子7.8の電位の変化は同
時に発生する。現実には、反転増幅器81〜84の閾値
電位をV cc/2に制御することは困難であり、プロ
セス変動に伴って、Vcc/2±αとなる。Since the threshold potential of the inverting amplifiers 81 to 84 is vy+,
Is the potential of the signal [203, 204 V? The potential at the terminal 7.8 does not change until the inverting amplifiers 81 and 82 operate beyond l. Assuming that it is now V□" V cc/2,
As shown in FIG. 9 (el), changes in the potentials of the terminals 7.8 occur simultaneously.In reality, it is difficult to control the threshold potentials of the inverting amplifiers 81 to 84 to Vcc/2, and process fluctuations Accordingly, it becomes Vcc/2±α.
第9図(alに示す如く、反転増幅器の闇値電位がVr
r(A)乃至Vア、(B)の間を変動する場合には、閾
値電位の変動により反転増幅器81〜84の動作は第9
図〜)+ (cl、 (dlにそれぞれ示す状態の間を
変動する。F!pち、閾値電位がVcc/2である場合
に比して、和信号Sはt3− t4だけ、その相補的な
信号IはL6− t4だけ遅れて変化し始める。このた
め、理想的な状態に比して動作速度が遅くなるという問
題がある。As shown in Figure 9 (al), the dark potential of the inverting amplifier is Vr
When changing between r(A) and Va,(B), the operation of the inverting amplifiers 81 to 84 is changed to the ninth
) + (cl, (dl) respectively. The signal I begins to change after a delay of L6-t4.Therefore, there is a problem that the operating speed is slower than in an ideal state.
本発明はこのような事情に鑑みてなされたものであり、
回路構成素子の閾値変動の影響を排することを可能とし
て、より高速動作可能な全加算回路の提供を目的とする
。The present invention was made in view of these circumstances, and
The present invention aims to provide a full adder circuit that can operate at higher speed by eliminating the influence of threshold fluctuations of circuit elements.
(i1題を解決するための手段〕
本発明の全加算回路は、従来は反転増幅器により最終的
な相補的和信号対及び相補的桁上げ出力信号対を得てい
た構成に代えて、センスアンプ回路を使用する構成を採
っている。また、クロック同期を得るために、クロック
に同期したイコライズ信号により制御可能な構成をも採
っている。(Means for Solving Problem i1) The full adder circuit of the present invention uses a sense amplifier instead of the conventional configuration in which the final complementary sum signal pair and complementary carry output signal pair are obtained using an inverting amplifier. In addition, in order to obtain clock synchronization, a structure that can be controlled by an equalization signal synchronized with the clock is also adopted.
本発明の全加算回路では、センスアンプ回路により相補
的出力信号の電流差あるいは電圧差を検知して加算結果
の信号を出力する。また、イコライズ信号をクロック同
期させることにより、他の回路との同期が得られる。In the full adder circuit of the present invention, a sense amplifier circuit detects a current difference or a voltage difference between complementary output signals and outputs a signal representing the addition result. Further, by synchronizing the equalize signal with the clock, synchronization with other circuits can be obtained.
以下、本発明をその実施例を示す図面に基づいて詳述す
る。DESCRIPTION OF THE PREFERRED EMBODIMENTS The present invention will be described in detail below based on drawings showing embodiments thereof.
第1図は本発明に係る全加算回路の第1の実施例の一構
成例を示す回路図である。なお、前述の第8図に示した
従来例と同一または相当部分には同一の参照符号を付与
しである。FIG. 1 is a circuit diagram showing a configuration example of a first embodiment of a full adder circuit according to the present invention. Note that the same reference numerals are given to the same or corresponding parts as in the conventional example shown in FIG. 8 described above.
第1図において、電源電位VCCを論理“1°とし、ま
た接地電位G0を論理“O”とする。In FIG. 1, the power supply potential VCC is set to logic "1°", and the ground potential G0 is set to logic "O".
図中、1〜6は信号入力端子であり、端子1には被加数
信号Aが、また端子2には被加数信号Aの相補的な信号
Xがそれぞれ入力される。In the figure, 1 to 6 are signal input terminals, terminal 1 receives the summand signal A, and terminal 2 receives the complementary signal X of the summand signal A, respectively.
端子3には加数信号Bが、また端子4には加数信号Bの
相補的な信号丁がそれぞれ人力される。Terminal 3 receives an addend signal B, and terminal 4 receives a signal complementary to the addend signal B.
端子5には桁上げ入力信号Cinが、また端子6には桁
上げ入力信号C3nの相補的な信号でトが人力される。A carry input signal Cin is input to the terminal 5, and a signal complementary to the carry input signal C3n is input to the terminal 6.
21及び22は入力信号の排他的論理和(XOR)信号
及び否定排他的論理和(χNOI+)18号を生成し出
力する第1及び第2の論理回路である。第1の論理回路
21への入力信号は上述の端子1.2.3及び4からそ
れぞれ入力される被加数信号対A、T及び加数信号対B
、Uであり、出力信号は信号線201へ出力されるXN
OR信号及び信号&*202へ出力されるXOR信号で
ある。また第2の論理回路22への入力信号は、第1の
論理回路21から信号*201.202への出力信号で
あるXNOR信号及びXOR信号と、端子5及び6から
それぞれ入力される桁上げ入力信号対Cin。21 and 22 are first and second logic circuits that generate and output an exclusive OR (XOR) signal and negative exclusive OR (χNOI+) 18 of input signals. The input signals to the first logic circuit 21 are the addend signal pairs A and T and the addend signal pair B input from the above-mentioned terminals 1.2.3 and 4, respectively.
, U, and the output signal is XN output to the signal line 201.
These are the OR signal and the XOR signal output to signal &*202. The input signals to the second logic circuit 22 are the XNOR signal and the XOR signal which are the output signals from the first logic circuit 21 to signals *201 and 202, and the carry input input from terminals 5 and 6, respectively. Signal vs. Cin.
てbであり、出力信号は信号線203へ出力されるXO
R信号及び信号線204へ出力されるXN0II信号で
ある。and the output signal is XO output to the signal line 203.
This is the R signal and the XN0II signal output to the signal line 204.
31、32及び33はレベル保証回路である。第1のレ
ベル保証回路31は第1の論理回路21から信号線20
1、202へ出力されるXNOR,XOR信号ルヘルを
電源電位VCCまたは接地電位G11mに保証して第2
の論理回路22に与え、また第2のレベル保証回路32
は第2の論理回路22から信号線201.202へ出力
されるXNOR,XOR信号のレベルを電源電位■。ま
たは接地電位GNDに保証して後述する第1のセンスア
ンプ回路41の入力端子T′&、び■に与える。なお、
第1のセンスアンプ回路41の出力端子Y及びYはそれ
ぞれ端子7及び8に接続されている。31, 32 and 33 are level guarantee circuits. The first level guarantee circuit 31 connects the first logic circuit 21 to the signal line 20.
1, 202 is guaranteed to be the power supply potential VCC or ground potential G11m, and the second
to the logic circuit 22, and also to the second level guarantee circuit 32.
The level of the XNOR and XOR signals output from the second logic circuit 22 to the signal lines 201 and 202 is the power supply potential ■. Alternatively, it is guaranteed to be at the ground potential GND and is applied to input terminals T'& and (2) of a first sense amplifier circuit 41, which will be described later. In addition,
Output terminals Y and Y of the first sense amplifier circuit 41 are connected to terminals 7 and 8, respectively.
51及び52は伝達ゲート回路である。第1の伝達ゲー
ト回路51は、端子5から入力される桁上げ入力信号C
inを第1の論理回路21の再出力信号、即ちXNOR
信号及びXOR信号のレベルに応じて通過または遮断さ
せる。第2の伝達ゲート回路52は、端子6から入力さ
れる信号τiを第1の論理回路21の再出力信号、即ち
XNOR信号及びXOR信号のレベルに応じて通過また
は遮断させる。51 and 52 are transmission gate circuits. The first transmission gate circuit 51 receives a carry input signal C input from the terminal 5.
in is the re-output signal of the first logic circuit 21, that is, XNOR
It is passed or blocked depending on the level of the signal and the XOR signal. The second transmission gate circuit 52 passes or blocks the signal τi input from the terminal 6 depending on the level of the re-output signal of the first logic circuit 21, that is, the XNOR signal and the XOR signal.
61は桁上げ信号抹消回路であり、第1の伝達ゲート回
路51が通過させた桁上げ入力信号Cinのレベルを信
号Xまたは■のレベルに応じて制御する。Reference numeral 61 denotes a carry signal erasure circuit, which controls the level of the carry input signal Cin passed by the first transmission gate circuit 51 according to the level of the signal X or ■.
62は桁上げ信号発生回路であり、第2の伝達ゲート回
路52が通過させた桁上げ入力信号Cinの相補的な信
号テコのレベルを信号AまたはBのレベルに応じて制御
する。A carry signal generation circuit 62 controls the level of a complementary signal lever of the carry input signal Cin passed by the second transmission gate circuit 52 in accordance with the level of the signal A or B.
この桁上げ信号抹消回路61及び桁上げ信号発生回路6
2の出力信号は前述の第3のレベル保証回路33により
電源電位V((または接地電位G。に保証されて第1の
センスアンプ回路41の入力端子T及び1に与えられる
。なお第2のセンスアンプ回路42の出力端子Y及びY
はそれぞれ端子9及び1oに接続されている。The carry signal deletion circuit 61 and the carry signal generation circuit 6
The output signal of 2 is guaranteed to be the power supply potential V (or ground potential G) by the third level guarantee circuit 33 described above and is applied to the input terminals T and 1 of the first sense amplifier circuit 41. Output terminals Y and Y of the sense amplifier circuit 42
are connected to terminals 9 and 1o, respectively.
ここで、レベル保証回路31.32及び33について説
明する。第1図にも示されている如く、レベル保証回路
3H32,33)は二つのPMO5形トランジスタにて
構成され、それぞれのソースは共に電′a電位VCCに
、ドレインは共に外部の端子に接続され、ゲートは他方
のドレインに相互に接続されている。Here, the level guarantee circuits 31, 32 and 33 will be explained. As shown in FIG. 1, the level guarantee circuit 3H32, 33) is composed of two PMO5 type transistors, whose sources are both connected to the voltage a potential VCC, and whose drains are both connected to external terminals. , the gate is interconnected to the drain of the other.
このようなレベル保証回路3N32.33)の動作は以
下の如くである。一方の端子の電位が接地電位GNDに
転じるとその端子にゲートが接続されているトランジス
タがオン状態に転じ、他方の端子に電源電位VCCが現
れる。この際、電源電位VCCが現れた端子にゲートが
接続されているトランジスタはオフ状態に転じる。即ち
、二つの端子の内の一方が接地電位GNIlになれば他
方は必ず電源電位VCCとなる。The operation of such level guarantee circuit 3N32, 33) is as follows. When the potential of one terminal changes to the ground potential GND, the transistor whose gate is connected to that terminal turns on, and the power supply potential VCC appears at the other terminal. At this time, the transistor whose gate is connected to the terminal where the power supply potential VCC appears turns off. That is, if one of the two terminals becomes the ground potential GNIl, the other always becomes the power supply potential VCC.
このようなレベル保証回路31.32及び33を論理回
路21.22等に付加しない場合、たとえば第1の論理
回路21はNMO5形トランジスタにて構成されている
ため、vvgをその閾値電位、■をソース入力電位とす
ると、ドレインの電位は
v −vt、< vCC
にまでしか達しない。When such level guarantee circuits 31, 32 and 33 are not added to the logic circuits 21, 22, etc., for example, since the first logic circuit 21 is composed of NMO5 type transistors, vvg is its threshold potential, and ■ is Given the source input potential, the drain potential only reaches v - vt, < vCC.
電源電位VCCに満たない信号がトランジスタに与えら
れた場合、電1fli位VCCから接地電位GN11へ
直接電流が流れることがあり、消費電力の増大あるいは
ノイズに対するマージンの低下を招来する。このような
事態を回避するためにレベル保証回路3N32.33)
が付加されているのである。If a signal lower than the power supply potential VCC is applied to the transistor, a current may flow directly from the voltage level VCC to the ground potential GN11, resulting in an increase in power consumption or a decrease in margin against noise. To avoid such a situation, level guarantee circuit 3N32.33)
is added.
ここでセンスアンプ回路41.42について説明する。Here, the sense amplifier circuits 41 and 42 will be explained.
第2図はセンスアンプ回路41 (42)の構成を示す
回路図である。FIG. 2 is a circuit diagram showing the configuration of the sense amplifier circuit 41 (42).
第2図において、Q31. Q32は共にPrIO3型
トランジスタであり、Q33. Q34はNMO5型O
5ンジスタである。PMO5型トランジスタQ31及び
Q32のソースが共に電源電位VCCに接続され、PM
O5型トランジスタQ31及びQ32のゲートが共にP
MO5型トランジスタQ31のドレイン、出力端子Y及
びNMO5型トランジスタQ33のドレインに接続され
ている。また、PMOS型トランジスタQ32のドレイ
ンは出力端子Y及びNFlO5型トランジスタQ34の
ドレインに接続され、NMO3型トランジスタQ33及
びQ34のソースが共に接地電位GNDに接続されてい
る。そしてNFIO5型トランジスタQ33及びQ34
のゲートはそれぞれ入力端子I及びTに接続されている
。In FIG. 2, Q31. Both Q32 are PrIO3 type transistors, and Q33. Q34 is NMO5 type O
5 indista. The sources of PMO5 type transistors Q31 and Q32 are both connected to the power supply potential VCC, and the PM
The gates of O5 type transistors Q31 and Q32 are both P
It is connected to the drain of the MO5 type transistor Q31, the output terminal Y, and the drain of the NMO5 type transistor Q33. Further, the drain of the PMOS type transistor Q32 is connected to the output terminal Y and the drain of the NFlO5 type transistor Q34, and the sources of the NMO3 type transistors Q33 and Q34 are both connected to the ground potential GND. and NFIO5 type transistors Q33 and Q34
The gates of are connected to input terminals I and T, respectively.
このようなセンスアンプ回路4H42)の動作を第3図
の波形図を参照して説明する。なお、第3図(a)は信
号1203及び204のレベルを、同(blは第1のセ
ンスアンプ回路41の出力信号、即ち和信号対S、3の
レベルを、同tc+は前述の従来の全加算回路の和信号
対S、否のレベルをそれぞれ示している。The operation of such a sense amplifier circuit 4H42) will be explained with reference to the waveform diagram of FIG. In addition, FIG. 3(a) shows the levels of the signals 1203 and 204, bl (bl is the output signal of the first sense amplifier circuit 41, that is, the level of the sum signal pair S,3, and tc+ is the level of the above-mentioned conventional signal The levels of the sum signal pair S and S of the full adder circuit are shown, respectively.
また従来の全加算回路に使用されている反転増幅器の闇
値電位をVT+とし、最初は信号、v1203のレベル
が電源電位VCCに、信号線204のレベルが接地電位
G0にあるとする。It is also assumed that the dark value potential of the inverting amplifier used in the conventional full adder circuit is VT+, and that the level of the signal v1203 is initially at the power supply potential VCC and the level of the signal line 204 is at the ground potential G0.
信号線203及び204が時刻toにおいて変化を始め
る。時刻【2において、入力される信号対の電位差、即
ち信号1203及び204の電位差がΔVになるとセン
スアンプ回路が動作して、第3図(blに示す如く、和
信号対S、Tが同時に変化する。Signal lines 203 and 204 start changing at time to. At time [2], when the potential difference between the input signal pair, that is, the potential difference between the signals 1203 and 204 becomes ΔV, the sense amplifier circuit operates, and the sum signal pair S and T change simultaneously, as shown in FIG. 3 (bl). do.
従来の全加算回路では、第3vIJ(Clに示す如く、
時刻t1において信号線204のレベルが反転増幅器の
閾値電位vy+を越えた時点で和信号Sの相補的な信号
丁のレベルが変化し始め、時刻t3において信号線20
3のレベルの変化が反転増幅器の闇値電位Vア、を越え
た時点で和信号Sのレベルが変化し始める。In the conventional full adder circuit, the third vIJ (as shown in Cl,
At time t1, when the level of the signal line 204 exceeds the threshold potential vy+ of the inverting amplifier, the level of the complementary signal of the sum signal S starts to change, and at time t3, the level of the signal line 204 exceeds the threshold potential vy+ of the inverting amplifier.
The level of the sum signal S begins to change at the point in time when the change in the level of the sum signal S exceeds the dark value potential Va of the inverting amplifier.
この場合、従来の全加算回路の和信号Sの相補的な信号
丁のレベルは、本発明の全加算回路の和信号の相補的な
信号丁に比して時刻t2という早い時期に変化し始める
。しかし、従来の全加算回路の和信号Sのレベル変化は
、本発明の全加算回路の和信号対S、否がレベル変化を
始める時刻t2よりは遅い時刻t3において変化し始め
る。即ち、従来の全加算回路において、信号*203及
び204のレベル変化が反転増幅器の閾値電位を越える
までは和信号対S、りのレベルは変化せず、結果的には
本発明の全加算回路の和信号対のレベル変化よりは遅く
なる。In this case, the level of the complementary signal S of the sum signal S of the conventional full adder circuit starts to change at an earlier time, t2, compared to the complementary signal S of the sum signal S of the full adder circuit of the present invention. . However, the level change of the sum signal S of the conventional full adder circuit starts to change at time t3, which is later than the time t2 when the sum signal pair S of the full adder circuit of the present invention starts to change in level. That is, in the conventional full adder circuit, the level of the sum signal pair S does not change until the level change of the signals 203 and 204 exceeds the threshold potential of the inverting amplifier, and as a result, the full adder circuit of the present invention is slower than the level change of the sum signal pair.
第1図に示した本発明の全加算回路全体の動作は以下の
如くである。The overall operation of the full adder circuit of the present invention shown in FIG. 1 is as follows.
端子1.2にはそれぞれ被加数信号A及びその相補的な
信号Xが入力され、端子3,4にはそれぞれ加数信号B
及びその相補的な信号■が入力される。The summand signal A and its complementary signal X are input to terminals 1 and 2, respectively, and the addend signal B is input to terminals 3 and 4, respectively.
and its complementary signal ■ are input.
第1の論理回路21に被加数信号対A、λ及び加数信号
対B、■が入力されることにより、被加数信号Aと加数
信号BのXN0II信号及びXOR信号がそれぞれ第1
の論理回路21から信号線201.202へ出力され、
第1のレベル保証回路31によりそれぞれのレベルが保
証される。By inputting the addend signal pair A, λ and the addend signal pair B, ■ to the first logic circuit 21, the XN0II signal and the XOR signal of the addend signal A and the addend signal B are respectively
is output from the logic circuit 21 to the signal lines 201 and 202,
Each level is guaranteed by the first level guarantee circuit 31.
第1の論理回路21から信号線201.202へ出力さ
れたXNOR信号及びXOR信号と、端子5.6に入力
された桁上げ入力信号Cinとその相補的な信号τnと
が第2の論理回路22に入力されることにより、XNO
R信号及びXOR信号がそれぞれ第2の論理回路22か
ら信号vA203.204へ出力され、第2のレベル保
証回路32によりそれぞれのレベルが保証される。The XNOR signal and the XOR signal output from the first logic circuit 21 to the signal lines 201 and 202, the carry input signal Cin input to the terminal 5.6, and its complementary signal τn are connected to the second logic circuit. 22, XNO
The R signal and the XOR signal are each output from the second logic circuit 22 to the signal vA203.204, and the second level guarantee circuit 32 guarantees their respective levels.
信号1203.204へ出力されたXNOR信号及びX
OR信号はそれぞれ第1のセンスアンプ回路41の入力
端子T及びlに与えられる。第1のセンスアンプ回路4
1の出力端子Yからは和信号Sが端子7へ、出力端子Y
からは和信号Sの相補的信号丁が端子8へそれぞれ出力
される。XNOR signal and X output to signal 1203.204
The OR signals are applied to input terminals T and l of the first sense amplifier circuit 41, respectively. First sense amplifier circuit 4
The sum signal S is sent from the output terminal Y of 1 to the terminal 7, and the sum signal S is sent to the output terminal Y.
, complementary signals of the sum signal S are output to terminals 8, respectively.
端子5.6にそれぞれ入力される桁上げ人力信号Cin
とその相補的な信号“σπは、第1の論理回路21から
信号線201.202へ出力されたXNoRli号及び
XOR信号により開閉制御される第1の伝達ゲート回路
51及び第2の伝達ゲート回路52にも入力されている
。なお、伝達ゲート回路51及び52は共に同一の信号
にて開閉制御されているので、同時に開閉する。Carry human power signal Cin input to terminals 5 and 6 respectively
and its complementary signal "σπ" are connected to the first transmission gate circuit 51 and the second transmission gate circuit whose opening and closing are controlled by the XNoRli signal and the XOR signal output from the first logic circuit 21 to the signal lines 201 and 202. The transmission gate circuits 51 and 52 are both controlled to open and close by the same signal, so they open and close at the same time.
伝達ゲート回路51.52の開閉に従って、桁上げ入力
信号Cin及びその相補的な信号で丘はそのまま信号線
205及び206へ出力されるか、または遮断される。According to the opening/closing of the transmission gate circuits 51, 52, the carry input signal Cin and its complementary signal are directly output to the signal lines 205 and 206, or are cut off.
桁上げ入力信号Cin及びその相補的なfs号邦が伝達
ゲート回路51.52により遮断された場合には、桁上
げ信号抹消回路61あるいは桁上げ信号発生回路62に
おいて、被加数信号対A、Wと加数信号対BJとにより
信号が発生する。信号線205及び信号線206には論
理値“1”を保証する第3のレベル保証回路33と第2
のセンスアンプ回路42とが接続されている。信号g2
05への出力信号は第2のセンスアンプ回路42の入力
端子■へ、信号線206への出力信号は第2のセンスア
ンプ回路42の入力端子Tへそれぞれ入力される。When the carry input signal Cin and its complementary fs signal are blocked by the transmission gate circuits 51 and 52, the carry signal cancellation circuit 61 or the carry signal generation circuit 62 outputs the summand signal pair A, A signal is generated by W and the addend signal pair BJ. The signal line 205 and the signal line 206 are connected to a third level guarantee circuit 33 that guarantees a logical value of “1” and a second
A sense amplifier circuit 42 is connected thereto. signal g2
The output signal to the signal line 206 is input to the input terminal (2) of the second sense amplifier circuit 42, and the output signal to the signal line 206 is input to the input terminal T of the second sense amplifier circuit 42.
第2のセンスアンプ回路42の出力端子Yからは桁上げ
出力信号COの相補的な信号■が端子9へ、また出力端
子Yからは桁上げ出力信号COが端子10へそれぞれ出
力される。From the output terminal Y of the second sense amplifier circuit 42, a signal (2) complementary to the carry output signal CO is outputted to the terminal 9, and from the output terminal Y, the carry output signal CO is outputted to the terminal 10.
次に本発明に係る全加算回路の第2の実施例について、
その−構成例を示す第4図の回路図を参照して説明する
。なお、上述の第1図に示した第1の実施例の構成と同
一または相当部分には同一の参照符号を付与しである。Next, regarding the second embodiment of the full adder circuit according to the present invention,
This will be explained with reference to the circuit diagram of FIG. 4 showing an example of its configuration. Note that the same reference numerals are given to the same or corresponding parts as the configuration of the first embodiment shown in FIG. 1 described above.
この第4図にその回路構成を示す第2の実施例が第1図
にその回路構成を示した第1の実施例と異なる点は、端
子11から負論理のイコライズ信号1が入力され、この
イコライズ信号■が桁上げ信号抹消回路611桁上げ信
号発生回路62及び第1のセンスアンプ回路41.第2
のセンスアンプ回路42に与えられ、更に第2の論理回
路22と第2のレベル保証回路32との間、及び桁上げ
信号抹消回路61に備えられたイコライズトランジスタ
Q53のゲート桁上げ信号発生回路62に備えられたイ
コライズトランジスタQ54のゲートと第3のレベル保
証回路33との間にイコライズトランジスタQ51及び
C52がそれぞれ介装されていて、そのゲートに接続さ
れている点である。The second embodiment whose circuit configuration is shown in FIG. 4 differs from the first embodiment whose circuit structure is shown in FIG. The equalize signal ■ is transmitted to the carry signal erasure circuit 611, the carry signal generation circuit 62, and the first sense amplifier circuit 41. Second
The gate carry signal generation circuit 62 of the equalize transistor Q53 is provided to the sense amplifier circuit 42 and is further provided between the second logic circuit 22 and the second level guarantee circuit 32 and in the carry signal deletion circuit 61. Equalize transistors Q51 and C52 are interposed between the gate of equalize transistor Q54 provided in the third level guarantee circuit 33 and the third level guarantee circuit 33, respectively, and are connected to the gates thereof.
第5図はこの第2の実施例に使用されているイネーブル
付きセンスアンプ回路41.42の回路構成を示す回路
図である。FIG. 5 is a circuit diagram showing the circuit configuration of the sense amplifier circuits 41 and 42 with enable used in this second embodiment.
第5図に示されたイネーブル付きセンスアンプ回路41
.42はカレントミラー型に構成されている。Sense amplifier circuit 41 with enable shown in FIG.
.. 42 is configured as a current mirror type.
このセンスアンプ回路41.42の構成が第2図に示し
たセンスアンプ回路41.42と異なる点は、両NMO
5型トランジスタQ33. C34のソースが直接接地
電位G1に接続されるのではなく 、NMO5型トラン
ジスタQ41を介して接地電位G、に接続されている点
である。具体的には、両NMO5型トランジスタQ33
. C34のソースはNMO5型トランジスタQ41
のドレインに接続され、このN?lO5型トランジスタ
Q41のソースが接地電位G、IDに接続され、そのゲ
ートにイネーブル端子Eを介してイコライズ信号■がイ
ネーブル信号として与えられている。The configuration of the sense amplifier circuits 41 and 42 differs from the sense amplifier circuits 41 and 42 shown in FIG.
Type 5 transistor Q33. The point is that the source of C34 is not directly connected to the ground potential G1, but is connected to the ground potential G via the NMO5 type transistor Q41. Specifically, both NMO5 type transistors Q33
.. The source of C34 is NMO5 type transistor Q41
connected to the drain of this N? The source of the 105 type transistor Q41 is connected to the ground potential G and ID, and the equalize signal 2 is applied to its gate via the enable terminal E as an enable signal.
このようなセンスアンプ回路41.42は以下のように
動作する。Such sense amplifier circuits 41 and 42 operate as follows.
イネーブル端子Eに与えられているイコライズ信号1が
@0”である場合、即ちディスエーブル状態である場合
は、IIIMO3型トランジスタQ41がオフ状態にな
るため、このセンスアンプ回路4H42)は動作しない
。When the equalize signal 1 applied to the enable terminal E is @0'', that is, when it is in the disabled state, the IIIMO3 type transistor Q41 is turned off, so this sense amplifier circuit 4H42) does not operate.
イネーブル端子已に与えられているイコライズ信号■が
“1”である場合、即ちイネーブル状態である場合は、
NMO3型トランジスタQ41がオン状態になるため、
このセンスアンプ回路41 (42)は動作する。When the equalize signal ■ applied to the enable terminal is “1”, that is, when it is in the enable state,
Since the NMO3 type transistor Q41 is turned on,
This sense amplifier circuit 41 (42) operates.
第6図(al〜(幻は第4図に示した全加算回路の第2
の実施例の動作タイミングを示すタイミングチャートで
ある。Figure 6 (al ~ (phantom is the second part of the full adder circuit shown in Figure 4)
3 is a timing chart showing the operation timing of the embodiment.
第6図(a) 〜(glにおイテ、vc、は”tfit
位を、■はイコライズ信号、Vえ。はイコライズされた
電位を示している。また、第6図(alはイコライズ信
号1を、第6図fblは入力信号を、第6図(C1〜(
nはそれぞれ信号線203,204,205.206を
、第6図(gl ハ出力信号S、COの波形をそれぞれ
示している。なお、(bl〜(glについては@1”ま
たは1o”のいずれがの電位であればよいことを示して
いる。但し、信号線201と202の電位、同203と
204(7)電位、同205と206の電位とはそれぞ
れ相補的である。Figure 6 (a) - (Ite to gl, vc, is "tfit"
■ is the equalize signal, V is. indicates the equalized potential. In addition, FIG. 6 (al is the equalized signal 1, FIG. 6 fbl is the input signal, FIG. 6 (C1 to (
n indicates the signal lines 203, 204, 205, and 206, respectively, and FIG. However, the potentials of the signal lines 201 and 202, the potentials of the signal lines 203 and 204(7), and the potentials of the signal lines 205 and 206 are complementary to each other.
第6図(Mlに示す如く、イコライズ期間中、即ちイコ
ライズ信号1が“0″である期間中は、この全加算回路
には、第6図山]に示す如く、データ入力は行われない
。この際、信号線201と202、同203と204、
同205と206とは、第6図fc1. (d+、 (
81及び(flに示す如くそれぞれイコライズトランジ
スタQ51及びQ52により等電位v2゜にイコライズ
されている。During the equalization period, that is, during the period when the equalize signal 1 is "0" as shown in FIG. 6 (M1), no data is input to this full adder circuit, as shown in FIG. At this time, signal lines 201 and 202, signal lines 203 and 204,
205 and 206 are shown in Fig. 6 fc1. (d+, (
81 and (fl), they are equalized to an equal potential v2° by equalizing transistors Q51 and Q52, respectively.
第1のセンスアンプ回路41はディスエーブル状態であ
り、このため第1のセンスアンプ回路41の出力端子は
共にハイインピーダンスとなる。より具体的には、l1
MO5型トランジスタQ41がオフ状態にあるので、電
源電位VCCから接地電位G1への電流が遮断されてハ
イインピーダンス状態になる。The first sense amplifier circuit 41 is in a disabled state, and therefore both output terminals of the first sense amplifier circuit 41 become high impedance. More specifically, l1
Since the MO5 type transistor Q41 is in the off state, current from the power supply potential VCC to the ground potential G1 is cut off, resulting in a high impedance state.
また、桁上げ信号抹消回路61及び桁上げ信号発生回路
62は、イコライズ期間中はイコライズトランジスタQ
53及びQ54がオフしているので動作しない。Further, the carry signal erasure circuit 61 and the carry signal generation circuit 62 are connected to the equalization transistor Q during the equalization period.
Since 53 and Q54 are off, it does not operate.
イコライズ期間が終了してイコライズ信号几が“1″に
なると、第6図世)に示す如く、この全加算回路にはデ
ータ入力が行われ、各信号線201,202゜203.
204,205.206の電位が、第6図(C1〜ff
lに示す如く、電源電位VCCあるいは接地電位G、力
方向変化し始める。この際同時に第1のセンスアンプ回
路41はイネーブル状態となるので、信号線203と2
04及び信号線205と206とのそれぞれの電位差が
ΔVになると、第1のセンスアンプ回路41の出力信号
の電位が電源電位■。あるいは接地電位GN6となる。When the equalization period ends and the equalization signal becomes "1", data is input to this full adder circuit as shown in FIG.
The potentials of 204, 205, and 206 are as shown in Fig. 6 (C1 to ff
As shown in 1, the power supply potential VCC or the ground potential G begins to change in the direction of force. At this time, since the first sense amplifier circuit 41 is enabled, the signal lines 203 and 2
04 and the signal lines 205 and 206 become ΔV, the potential of the output signal of the first sense amplifier circuit 41 becomes the power supply potential ■. Alternatively, it becomes the ground potential GN6.
第7図fa+、 (b)はそれぞれ信号線203及び2
04と、第1のセンスアンプ回路41の出力信号である
和信号対S、りの信号波形を示す波形図である。Fig. 7 fa+, (b) shows signal lines 203 and 2, respectively.
04 and the sum signal pair S, which is the output signal of the first sense amplifier circuit 41. FIG.
第7図において、(a)に示す如く、最初は信号線20
3及び204の電位はイコライズ電位V!aにあるとす
る。信号線203及び204の電位が時刻tOにおいて
変化し始め、時刻t7において信号線203と204と
の間の電位差がΔ■に達すると、第7図fblに示す如
く、第1のセンスアンプ回路41が動作して和信号対S
1丁がハイインピーダンス状態から同時に変化を開始す
る。即ち、時刻t7と10との間の時間差の僅かな遅れ
のみにて和信号対S、Tの電位変化が始まる。In FIG. 7, as shown in (a), at first the signal line 20
The potentials of 3 and 204 are equalized potentials V! Suppose it is at a. When the potentials of the signal lines 203 and 204 begin to change at time tO, and the potential difference between the signal lines 203 and 204 reaches Δ■ at time t7, the first sense amplifier circuit 41 as shown in FIG. works and the sum signal pair S
One device starts changing from a high impedance state at the same time. That is, the potential change of the sum signal pair S, T starts with only a slight delay of the time difference between times t7 and t10.
従って、イコライズ信号1を本発明の全加算回路が組込
まれている装置のクロックに同期させれば、本発明の全
加算回路を全体と同期して動作させることが可能になる
。Therefore, by synchronizing the equalization signal 1 with the clock of the device in which the full adder circuit of the present invention is incorporated, it becomes possible to operate the full adder circuit of the present invention in synchronization with the entire device.
なお、上記第1及び第2の両実施例においては、XOR
信号及びXNOR信号を発生するための第1の論理回路
21及び第2の論理回路22を第1図及び第4図に示す
如(構成しであるが、他の構成を採ることも勿論可能で
ある。Note that in both the first and second embodiments, XOR
The first logic circuit 21 and the second logic circuit 22 for generating the signal and the XNOR signal are configured as shown in FIGS. 1 and 4, but other configurations are of course possible. be.
また、桁上げ信号抹消回路61及び桁上げ信号発生回路
62においては“0”レベルをアクティブとしているが
、″l#レベルをアクティブとすることも勿論可能であ
り、同様にレベル保証回路3L32.33は上記両実施
例では“1”レベルを保証するように構成しているが、
“0ルベルを保証するように、あるいは両レベルを保証
するように構成してもよいことは勿論である。In addition, in the carry signal erasure circuit 61 and the carry signal generation circuit 62, the "0" level is set as active, but it is of course possible to set the "l# level as active, and similarly, the level guarantee circuit 3L32.33 is configured to guarantee the “1” level in both of the above embodiments, but
``Of course, it may be configured to guarantee 0 level or to guarantee both levels.
更に、センスアンプ回路41.42は、上記両実施例に
おいてはカレントミラー型に構成しているが、他の構成
を採ることも勿論可能である。Further, although the sense amplifier circuits 41 and 42 are configured as a current mirror type in both of the above embodiments, it is of course possible to adopt other configurations.
以上に詳述した如く、本発明の全加算回路によれば、回
路構成素子の閾値電位の変軸を排除することが可能にな
るので、より高速で動作可能な全加算回路が実現される
。また、イコライズ信号により制御することにより、他
の回路とのクロック同期をとることが可能になる。As described in detail above, according to the full adder circuit of the present invention, it is possible to eliminate the variable axes of the threshold potentials of the circuit constituent elements, thereby realizing a full adder circuit that can operate at higher speed. Further, by controlling with an equalize signal, clock synchronization with other circuits can be achieved.
第1図は本発明の全加算回路の第1の実施例の一構成例
を示す回路図、第2図はそのセンスアンプ回路の構成を
示す回路図、第3図はその動作状態を表すタイミングチ
ャート、第4図は本発明の全加算回路の第2の実施例の
一構成例を示す回路図、第5図はそのセンスアンプ回路
の構成を示す回路図、第6図及び第7図はその動作状態
を示すタイミングチャート、第8図は従来の全加算回路
の一構成例を示す回路図、第9図はその動作状態を示す
タイミングチャートである。
21.22・・・論理回路 31 、32.33・・
・レベル保証回路 41.42・・・センスアンプ回路
51.52・・・伝達ゲート回路 61・・・桁上
げ信号抹消回路 62・・・桁上げ信号発生回路 Q
51.Q52.Q53.Q54・・・イコライズトラン
ジスタ
なお、各図中同一符号は同−又は相当部分を示す。
代
理
人
大
岩
増
雄
図
図
図
第
図
弔
図FIG. 1 is a circuit diagram showing a configuration example of the first embodiment of the full adder circuit of the present invention, FIG. 2 is a circuit diagram showing the configuration of its sense amplifier circuit, and FIG. 3 is a timing diagram showing its operating state. 4 is a circuit diagram showing a configuration example of the second embodiment of the full adder circuit of the present invention, FIG. 5 is a circuit diagram showing the configuration of the sense amplifier circuit, and FIGS. 6 and 7 are FIG. 8 is a circuit diagram showing an example of the configuration of a conventional full adder circuit, and FIG. 9 is a timing chart showing its operating state. 21.22...Logic circuit 31, 32.33...
・Level guarantee circuit 41.42...Sense amplifier circuit 51.52...Transmission gate circuit 61...Carry signal deletion circuit 62...Carry signal generation circuit Q
51. Q52. Q53. Q54...Equalizing transistor Note that the same reference numerals in each figure indicate the same or corresponding parts. Funeral map of agent Masuo Oiwa
Claims (3)
相補的な桁上げ入力信号対を入力とし、加算結果を示す
第1の相補的な信号対及び桁上げの発生の有無を示す第
2の相補的な信号対を出力する全加算回路において、 前記第1の相補的な信号対の電位差または 電流差により相補的な和信号対を出力する第1のセンス
アンプ回路と、 前記第2の相補的な信号対の電位差または 電流差により相補的な桁上げ出力信号対を出力する第2
のセンスアンプ回路と を備えたことを特徴とする全加算回路。(1) A complementary addend signal pair, a complementary addend signal pair, and a complementary carry input signal pair are input, and a first complementary signal pair indicating the addition result and the occurrence of a carry are input. A full adder circuit that outputs a second complementary pair of signals indicating presence or absence, the first sense amplifier circuit outputting a pair of complementary sum signals based on a potential difference or current difference between the first complementary signal pair; , a second pair of complementary carry output signals outputting a pair of complementary carry output signals according to a potential difference or a current difference between the second pair of complementary signals;
A full adder circuit characterized by comprising a sense amplifier circuit.
入力して第1の排他的論理和信号と第1の否定排他的論
理和信号とを出力する第1の論理回路と、 該第1の論理回路から出力される前記第1 の排他的論理和信号と前記第1の否定排他的論理和信号
との信号対に第1または第2の電位を保証する第1のレ
ベル保証回路と、 前記第1の排他的論理和信号と前記第1の 否定排他的論理和信号及び相補的な桁上げ入力信号対を
入力して第2の排他的論理和信号と前記第2の否定排他
的論理和信号を出力する第2の論理回路と、 該第2の論理回路から出力される前記第2 の排他的論理和信号と前記第2の否定排他的論理和信号
との信号対に前記第1または前記第2の電位を保証する
と共に、前記第2の排他的論理和信号と前記第2の否定
排他的論理和信号とを相補的な和信号対として出力する
第2のレベル保証回路と、 前記第1の排他的論理和信号と前記第1の 否定排他的論理和信号の内の少なくとも一つを用いて、
入力される前記相補的な桁上げ入力信号対をそれぞれ通
過あるいは遮断せしめる第1及び第2のゲート回路と、 前記第1のゲート回路が遮断状態の時に前 記加数信号対及び前記被加数信号対により桁上げ発生信
号を発生する桁上げ信号発生回路と、 前記第2のゲート回路が遮断状態の時に前 記加数信号対及び前記被加数信号対により桁上げ抹消信
号を発生する桁上げ信号抹消回路と、 前記桁上げ信号発生回路及び桁上げ信号抹 消回路から出力される各信号に前記第1または前記第2
の電位を保証すると共に、前記第1及び前記第2のゲー
ト回路の出力を相補的な桁上げ出力信号対として出力す
る第3のレベル保証回路と を備えた全加算回路において、 前記第2のレベル保証回路から出力される 前記第2の排他的論理和信号と前記第2の否定排他的論
理和信号との電位差または電流差により相補的な和信号
対を出力する第1のセンスアンプ回路と、 前記第3のレベル保証回路から出力される 前記第1及び前記第2のゲート回路の出力の電位差また
は電流差により相補的な桁上げ出力信号対を出力する第
2のセンスアンプ回路と を備えたことを特徴とする全加算回路。(2) A first logic circuit that inputs a complementary addend signal pair and a complementary summand signal pair and outputs a first exclusive OR signal and a first negative exclusive OR signal. and a first guaranteeing a first or second potential for a signal pair of the first exclusive OR signal and the first negative exclusive OR signal output from the first logic circuit. a level guarantee circuit; inputting the first exclusive OR signal, the first negative exclusive OR signal, and a pair of complementary carry input signals to generate a second exclusive OR signal and the second exclusive OR signal; a second logic circuit that outputs a negative exclusive OR signal; and a signal of the second exclusive OR signal and the second negative exclusive OR signal output from the second logic circuit. a second exclusive OR signal that guarantees the first or second potential for the pair, and outputs the second exclusive OR signal and the second negative exclusive OR signal as a complementary sum signal pair; using a level guarantee circuit and at least one of the first exclusive OR signal and the first negative exclusive OR signal,
first and second gate circuits that respectively pass or block the input pair of complementary carry input signals; and when the first gate circuit is in a blocking state, the pair of addend signals and the summand signal a carry signal generation circuit that generates a carry generation signal based on the pair; and a carry signal generation circuit that generates a carry deletion signal based on the addend signal pair and the summand signal pair when the second gate circuit is in a cutoff state. an erasing circuit; and each signal output from the carry signal generating circuit and the carry signal erasing circuit has the first or second
and a third level guarantee circuit that guarantees the potential of the second gate circuit and outputs the outputs of the first and second gate circuits as a pair of complementary carry output signals, a first sense amplifier circuit that outputs a complementary sum signal pair based on a potential difference or current difference between the second exclusive OR signal and the second negative exclusive OR signal output from the level guarantee circuit; and a second sense amplifier circuit that outputs a pair of complementary carry output signals based on a potential difference or current difference between the outputs of the first and second gate circuits output from the third level guarantee circuit. A full adder circuit characterized by:
入力して第1の排他的論理和信号と第1の否定排他的論
理和信号とを出力する第1の論理回路と、 該第1の論理回路から出力される前記第1 の排他的論理和信号と前記第1の否定排他的論理和信号
との信号対に第1または第2の電位を保証する第1のレ
ベル保証回路と、 前記第1の排他的論理和信号と前記第1の 否定排他的論理和信号及び相補的な桁上げ入力信号対を
入力して第2の排他的論理和信号と前記第2の否定排他
的論理和信号を出力する第2の論理回路と、 該第2の論理回路から出力される前記第2 の排他的論理和信号と前記第2の否定排他的論理和信号
との信号対に前記第1または前記第2の電位を保証する
と共に、前記第2の排他的論理和信号と前記第2の否定
排他的論理和信号とを相補的な和信号対として出力する
第2のレベル保証回路と、 前記第1の排他的論理和信号と前記第1の 否定排他的論理和信号の内の少なくとも一つを用いて、
入力される前記相補的な桁上げ入力信号対をそれぞれ通
過あるいは遮断せしめる第1及び第2のゲート回路と、 前記第1のゲート回路が遮断状態の時に前 記加数信号対及び前記被加数信号対により桁上げ発生信
号を発生する桁上げ信号発生回路と、 前記第2のゲート回路が遮断状態の時に前 記加数信号対及び前記被加数信号対により桁上げ抹消信
号を発生する桁上げ信号抹消回路と、 前記桁上げ信号発生回路及び桁上げ信号抹 消回路から出力される各信号に前記第1または前記第2
の電位を保証すると共に、前記第1及び前記第2のゲー
ト回路の出力を相補的な桁上げ出力信号対として出力す
る第3のレベル保証回路と を備えた全加算回路において、 所定の期間において、前記第2の排他的論 理和信号と前記第2の否定排他的論理和信号との電位を
一致させるイコライズ手段と、 前記所定の期間において、前記桁上げ信号 発生回路及び桁上げ信号抹消回路の動作を禁じる手段と
、 前記所定の期間外において、前記第2のレ ベル保証回路から出力される前記第2の排他的論理和信
号と前記第2の否定排他的論理和信号との電位差または
電流差により相補的な和信号対を出力し、前記所定の期
間中は動作しない第1のセンスアンプ回路と、 前記所定の期間外において、前記第3のレ ベル保証回路から出力される前記第1及び前記第2のゲ
ート回路の出力の電位差または電流差により相補的な桁
上げ出力信号対を出力し、前記所定の期間中は動作しな
い第2のセンスアンプ回路と を備えたことを特徴とする全加算回路。(3) A first logic circuit that inputs a complementary addend signal pair and a complementary summand signal pair and outputs a first exclusive OR signal and a first negative exclusive OR signal. and a first guaranteeing a first or second potential for a signal pair of the first exclusive OR signal and the first negative exclusive OR signal output from the first logic circuit. a level guarantee circuit; inputting the first exclusive OR signal, the first negative exclusive OR signal, and a pair of complementary carry input signals to generate a second exclusive OR signal and the second exclusive OR signal; a second logic circuit that outputs a negative exclusive OR signal; and a signal of the second exclusive OR signal and the second negative exclusive OR signal output from the second logic circuit. a second exclusive OR signal that guarantees the first or second potential for the pair, and outputs the second exclusive OR signal and the second negative exclusive OR signal as a complementary sum signal pair; using a level guarantee circuit and at least one of the first exclusive OR signal and the first negative exclusive OR signal,
first and second gate circuits that respectively pass or block the input pair of complementary carry input signals; and when the first gate circuit is in a blocking state, the pair of addend signals and the summand signal a carry signal generation circuit that generates a carry generation signal based on the pair; and a carry signal generation circuit that generates a carry deletion signal based on the addend signal pair and the summand signal pair when the second gate circuit is in a cutoff state. an erasing circuit; and each signal output from the carry signal generating circuit and the carry signal erasing circuit has the first or second
and a third level guarantee circuit that guarantees the potential of the first and second gate circuits and outputs the outputs of the first and second gate circuits as a pair of complementary carry output signals, , equalizing means for matching the potentials of the second exclusive OR signal and the second negative exclusive OR signal; means for inhibiting operation; and a potential difference or current difference between the second exclusive OR signal and the second negative exclusive OR signal output from the second level guarantee circuit outside the predetermined period. a first sense amplifier circuit that outputs a pair of complementary sum signals and does not operate during the predetermined period; and a second sense amplifier circuit that outputs a pair of complementary carry output signals based on the potential difference or current difference between the outputs of the second gate circuit and does not operate during the predetermined period. circuit.
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP2793589A JPH02206831A (en) | 1989-02-07 | 1989-02-07 | Full adder circuit |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP2793589A JPH02206831A (en) | 1989-02-07 | 1989-02-07 | Full adder circuit |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH02206831A true JPH02206831A (en) | 1990-08-16 |
Family
ID=12234753
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP2793589A Pending JPH02206831A (en) | 1989-02-07 | 1989-02-07 | Full adder circuit |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH02206831A (en) |
Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| EP0646860A1 (en) * | 1993-10-04 | 1995-04-05 | Kabushiki Kaisha Toshiba | Full adder circuit |
| JPH07200257A (en) * | 1993-12-28 | 1995-08-04 | Nec Corp | Nmos path transistor circuit and adder |
-
1989
- 1989-02-07 JP JP2793589A patent/JPH02206831A/en active Pending
Cited By (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| EP0646860A1 (en) * | 1993-10-04 | 1995-04-05 | Kabushiki Kaisha Toshiba | Full adder circuit |
| US5596520A (en) * | 1993-10-04 | 1997-01-21 | Kabushiki Kaisha Toshiba | CMOS full adder circuit with pair of carry signal lines |
| JPH07200257A (en) * | 1993-12-28 | 1995-08-04 | Nec Corp | Nmos path transistor circuit and adder |
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