JPH02238548A - アービタ回路 - Google Patents
アービタ回路Info
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- JPH02238548A JPH02238548A JP1060204A JP6020489A JPH02238548A JP H02238548 A JPH02238548 A JP H02238548A JP 1060204 A JP1060204 A JP 1060204A JP 6020489 A JP6020489 A JP 6020489A JP H02238548 A JPH02238548 A JP H02238548A
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- G06F13/14—Handling requests for interconnection or transfer
- G06F13/36—Handling requests for interconnection or transfer for access to common bus or bus system
- G06F13/362—Handling requests for interconnection or transfer for access to common bus or bus system with centralised access control
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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。
め要約のデータは記録されません。
Description
【発明の詳細な説明】
[産業上の利用分野]
本発明はアービタ回路に関し、特に、メタステーブル状
態を除去したアービタ回路に関する。
態を除去したアービタ回路に関する。
[従来の技術]
互いに非同期的に動作する複数のデジタルサブシステム
(たとえば、マルチプロセッサシステム)が1つの資源
(たとえば、ディスク装置)を共有する場合、サブ・ン
ステムからの共有資源使用要求は時間的にランダ、・゜
1゛7生するので、この競合を裁定する必要がある。た
とえば、或るサブシステムから共有資源使用要求があっ
たとき、共有資源が他のサブシステムによって既に使用
中であれば、使用終了までその要求を待機させておく処
理が必要である。このような競合裁定処理を行なうのが
アービタ回路である。このようなアービタ回路は半導体
記憶装置の1つてあるDRAM (ダイナミックランダ
ムアクセスメモリ)にも用いられている。
(たとえば、マルチプロセッサシステム)が1つの資源
(たとえば、ディスク装置)を共有する場合、サブ・ン
ステムからの共有資源使用要求は時間的にランダ、・゜
1゛7生するので、この競合を裁定する必要がある。た
とえば、或るサブシステムから共有資源使用要求があっ
たとき、共有資源が他のサブシステムによって既に使用
中であれば、使用終了までその要求を待機させておく処
理が必要である。このような競合裁定処理を行なうのが
アービタ回路である。このようなアービタ回路は半導体
記憶装置の1つてあるDRAM (ダイナミックランダ
ムアクセスメモリ)にも用いられている。
第6図は、DRAMチップの構成の一例を示す概略ブロ
ック図である。図を参照して、DRAMチップ13上は
、情報を記憶するメモリ部14と、これに対する情報の
書込みおよび読出しを行なうためのメモリ制御部15と
、メモリ部14の記憶情報を保持するためのリフレッシ
ュ制御部16と、メモリ制御部15によるメモリ部14
への書込および読出動作と、リフレッシュ制御部16に
よるメモリ部14の記憶情報の保持動作とが同時に行な
われないようにするためのアービタ回路]7とを含む。
ック図である。図を参照して、DRAMチップ13上は
、情報を記憶するメモリ部14と、これに対する情報の
書込みおよび読出しを行なうためのメモリ制御部15と
、メモリ部14の記憶情報を保持するためのリフレッシ
ュ制御部16と、メモリ制御部15によるメモリ部14
への書込および読出動作と、リフレッシュ制御部16に
よるメモリ部14の記憶情報の保持動作とが同時に行な
われないようにするためのアービタ回路]7とを含む。
メモリ制御部15は、外部からメモリ部]4へのアクセ
ス要求に応じてメモリ部14に対しアクセスしたい記憶
素子のアドレスを指定する。
ス要求に応じてメモリ部14に対しアクセスしたい記憶
素子のアドレスを指定する。
これによって、メモリ部14からは指定された記憶素子
の記憶情報が読出され外部に出力されるか、あるいは、
外部より与えられたデータが指定された記憶素子に記憶
される。
の記憶情報が読出され外部に出力されるか、あるいは、
外部より与えられたデータが指定された記憶素子に記憶
される。
ところで、メモリ部14の記憶素子はMOSFET(M
OS電界効果型トランジスタ)により構成されており、
記憶情報に応じてゲートに蓄積された電荷はゲートおよ
びドレインから時間とともに放電される。つまり、DR
AMのメモリ部14の記憶情報は時間とともに消滅する
。そこで、このような記憶情報の消滅を回避するために
、メモリ部14に含まれるすべての記憶素子に定期的に
記憶情報の再書込みが行なわれる。そのための回路がリ
フレッシュ制御部16である。リフレッシ二制御部16
は、メモリ部14に対し定期的に、自動的に記憶情報の
再書込みを行なう。このように、DRAMにおいては、
メモリ部14に対する、外部からのアクセス動作とリフ
レッシュ制御部16からのリフレッシュ動作とが行なわ
れる。しかし、メモリ部14に対してこれら2つの動作
が同時に行なわれると、これらの動作が正しく行なわれ
ない。たとえば、メモリ部14に対してリフレッシュ動
作が行なわれているときに、外部からの要求によってア
クセス動作が行なわれると、正しい読出しあるいは書込
みが行なわれない。そこで、このような場合にはリフレ
ッシュ動作が完了するまでアクセス動作が行なわれない
ようにする必要がある。もちろん、逆に、先にアクセス
動作が行なわれていた場合にはそれが完了するまでリフ
レッシュ動作が行なわれないようにしなければならない
。つまり、アクセス動作とリフレッシュ動作のうちのど
ちらか一方の動作のみが承認されるようにする必要があ
る。アービタ回路17は、このような、アクセス動作の
要求とリフレッシュ動作の要求の競合裁定を行なう。外
部からメモリ部14に対するアクセス要求があるとメモ
リ制御部15は、まず、アービタ回路17に対しアクセ
ス要求信号REQAを出力する。同様に、リフレッシ二
制御部16はメモリ部14にリフレッシュ動作を行なう
場合には、まず、アービタ回路17に対しリフレッシュ
要求信号REQBを出力する。アビタ回路17はこれら
の要求信号に競合裁定を行ない、どちらか一方の要求信
号に対してのみ、これを承認する承認信号を出力し、他
方の要求信号に対してはこれを承認しない信号を出力す
る。
OS電界効果型トランジスタ)により構成されており、
記憶情報に応じてゲートに蓄積された電荷はゲートおよ
びドレインから時間とともに放電される。つまり、DR
AMのメモリ部14の記憶情報は時間とともに消滅する
。そこで、このような記憶情報の消滅を回避するために
、メモリ部14に含まれるすべての記憶素子に定期的に
記憶情報の再書込みが行なわれる。そのための回路がリ
フレッシュ制御部16である。リフレッシ二制御部16
は、メモリ部14に対し定期的に、自動的に記憶情報の
再書込みを行なう。このように、DRAMにおいては、
メモリ部14に対する、外部からのアクセス動作とリフ
レッシュ制御部16からのリフレッシュ動作とが行なわ
れる。しかし、メモリ部14に対してこれら2つの動作
が同時に行なわれると、これらの動作が正しく行なわれ
ない。たとえば、メモリ部14に対してリフレッシュ動
作が行なわれているときに、外部からの要求によってア
クセス動作が行なわれると、正しい読出しあるいは書込
みが行なわれない。そこで、このような場合にはリフレ
ッシュ動作が完了するまでアクセス動作が行なわれない
ようにする必要がある。もちろん、逆に、先にアクセス
動作が行なわれていた場合にはそれが完了するまでリフ
レッシュ動作が行なわれないようにしなければならない
。つまり、アクセス動作とリフレッシュ動作のうちのど
ちらか一方の動作のみが承認されるようにする必要があ
る。アービタ回路17は、このような、アクセス動作の
要求とリフレッシュ動作の要求の競合裁定を行なう。外
部からメモリ部14に対するアクセス要求があるとメモ
リ制御部15は、まず、アービタ回路17に対しアクセ
ス要求信号REQAを出力する。同様に、リフレッシ二
制御部16はメモリ部14にリフレッシュ動作を行なう
場合には、まず、アービタ回路17に対しリフレッシュ
要求信号REQBを出力する。アビタ回路17はこれら
の要求信号に競合裁定を行ない、どちらか一方の要求信
号に対してのみ、これを承認する承認信号を出力し、他
方の要求信号に対してはこれを承認しない信号を出力す
る。
その結果、承認を示す信号が与えられた方の制御部(メ
モリ制御部15またはリフレッシュ制御部16)がメモ
リ部14に対し所定の動作を行なう。
モリ制御部15またはリフレッシュ制御部16)がメモ
リ部14に対し所定の動作を行なう。
つまり、承認信号ACKAの電圧レベルが承認を表わす
レベルになると、メモリ部14に対して外部からのアク
セス動作か行なわれ、承認信号ACKBの電圧レベルが
承認を表わすレベルになるとメモリ部14に対して記憶
情報の再書込みが行なわれる。
レベルになると、メモリ部14に対して外部からのアク
セス動作か行なわれ、承認信号ACKBの電圧レベルが
承認を表わすレベルになるとメモリ部14に対して記憶
情報の再書込みが行なわれる。
第7図は、rlsscc85 DIGESTOF
TECHNICAL PAPERS (P,45)」
に示された従来のアービタ回路の論理回路図である。図
を参照して、このアービタ回路は2個の2人力NAND
ゲー}1aおよび1bを含む。さらにこのアービタ回路
は、要求信号REQAが入力される要求信号入力端子T
1と、要求信号REQ−Bが入力される要求信号入力端
子T2と、要求信号REQ−Aに対する承認信号ACK
−Aが導印される承認信号出力端子T3と、要?信号R
EQ−Bに対する承認信号ACK−Bが導出される承認
信号出力端子T4とを含む。NANDゲートlaの一方
の入力端1には入力端子T1が接続され、他方の入力端
2にはNANDゲー1−1bの出力端が接続される。さ
らに、NANDゲート1bの一方の入力端4には入力端
子T2か接続され、他方の入力端3にはNANDゲート
1aの出力端が接続される。さらに、NANDゲー}1
aと1bのそれぞれの出力端はそれそれ出力端子T3と
T4とに接続される。このアービタ回路の動作の説明に
先立ちNANDゲートについて説明する。一般に、n入
力1出力のNANDゲト(n≧2)はn個の入力電圧の
うち最も低い入力電圧に対してインバータ動作を行なう
。つまり、NANDゲートはANDゲートとインバータ
回路との直列接続により構成される。
TECHNICAL PAPERS (P,45)」
に示された従来のアービタ回路の論理回路図である。図
を参照して、このアービタ回路は2個の2人力NAND
ゲー}1aおよび1bを含む。さらにこのアービタ回路
は、要求信号REQAが入力される要求信号入力端子T
1と、要求信号REQ−Bが入力される要求信号入力端
子T2と、要求信号REQ−Aに対する承認信号ACK
−Aが導印される承認信号出力端子T3と、要?信号R
EQ−Bに対する承認信号ACK−Bが導出される承認
信号出力端子T4とを含む。NANDゲートlaの一方
の入力端1には入力端子T1が接続され、他方の入力端
2にはNANDゲー1−1bの出力端が接続される。さ
らに、NANDゲート1bの一方の入力端4には入力端
子T2か接続され、他方の入力端3にはNANDゲート
1aの出力端が接続される。さらに、NANDゲー}1
aと1bのそれぞれの出力端はそれそれ出力端子T3と
T4とに接続される。このアービタ回路の動作の説明に
先立ちNANDゲートについて説明する。一般に、n入
力1出力のNANDゲト(n≧2)はn個の入力電圧の
うち最も低い入力電圧に対してインバータ動作を行なう
。つまり、NANDゲートはANDゲートとインバータ
回路との直列接続により構成される。
第8図は一般的なNANDゲートの伝達特性を示す図で
ある。図において、横軸は入力電圧V,H1縦軸は出力
電圧VoU■である。図を参照して、NANDゲートの
n個の入力電圧のうちの最小の入力電圧がインバータ回
路の出力電圧レベル(“H”と“L″)が切換わる入力
電圧、すなわち、入力論理しきい値電圧よりも低ければ
、インパーク回路によって、″H”レベルの電圧が出力
される。逆に、NANDゲートに入力される電圧の最小
値が入力論理しきい値電圧よりも高ければインバータ回
路によって“L″レベルの電圧が出力される。また、n
個の入力電圧の最小値がインバータ回路の人力論理しき
い値電圧と等しくなると、インバータ回路によって“L
”レベルと“H”レベルのどちらでもない中間値と判定
され、そのときのNANDゲートの出力電圧は’L″レ
ベルでも“H” レベルでもない中間値となる(一般に
この値はインバータの電源電圧の1/2程度の値である
。)。したがって、NANDゲートの出力電圧レベル“
H″と″L”の境界値は、NANDゲートを構成するイ
ンバータ回路の出力電圧レベルの境界値であり、これを
NANDゲートの論理しきい値電圧Vth という。
ある。図において、横軸は入力電圧V,H1縦軸は出力
電圧VoU■である。図を参照して、NANDゲートの
n個の入力電圧のうちの最小の入力電圧がインバータ回
路の出力電圧レベル(“H”と“L″)が切換わる入力
電圧、すなわち、入力論理しきい値電圧よりも低ければ
、インパーク回路によって、″H”レベルの電圧が出力
される。逆に、NANDゲートに入力される電圧の最小
値が入力論理しきい値電圧よりも高ければインバータ回
路によって“L″レベルの電圧が出力される。また、n
個の入力電圧の最小値がインバータ回路の人力論理しき
い値電圧と等しくなると、インバータ回路によって“L
”レベルと“H”レベルのどちらでもない中間値と判定
され、そのときのNANDゲートの出力電圧は’L″レ
ベルでも“H” レベルでもない中間値となる(一般に
この値はインバータの電源電圧の1/2程度の値である
。)。したがって、NANDゲートの出力電圧レベル“
H″と″L”の境界値は、NANDゲートを構成するイ
ンバータ回路の出力電圧レベルの境界値であり、これを
NANDゲートの論理しきい値電圧Vth という。
以下、このアービタ回路の動作について説明する。説明
にあたっては第9図も参照する。第9図は要求信号RE
Q−AおよびREQ−Bと、これに対応する承認信号A
CK−AおよびACK−Bのタイムチャートを示す図で
ある。なお、NANDゲート1aと1bの論理しきい値
電圧は同一である。まず、要求信号REQ−AとREQ
−Bの電圧レベルがNANDゲート1aおよび1bの入
力論理しきい値電圧(出力電圧レベルの境界値に対応す
る入力電圧値)よりも低く “L”レベルである場合、
NANDゲート1aおよび1bはともにその入力の一方
に“L″レベルの電圧を受ける。
にあたっては第9図も参照する。第9図は要求信号RE
Q−AおよびREQ−Bと、これに対応する承認信号A
CK−AおよびACK−Bのタイムチャートを示す図で
ある。なお、NANDゲート1aと1bの論理しきい値
電圧は同一である。まず、要求信号REQ−AとREQ
−Bの電圧レベルがNANDゲート1aおよび1bの入
力論理しきい値電圧(出力電圧レベルの境界値に対応す
る入力電圧値)よりも低く “L”レベルである場合、
NANDゲート1aおよび1bはともにその入力の一方
に“L″レベルの電圧を受ける。
したがって、NANDゲート1aおよび1bのそれぞれ
の出力電圧、すなわち、出力端子T3およびT4の電圧
レベルは、非承認を表わす“H”レベルとなる。つまり
この場合には要求信号REQ−AとREQ−Bはどちら
も承認されない。
の出力電圧、すなわち、出力端子T3およびT4の電圧
レベルは、非承認を表わす“H”レベルとなる。つまり
この場合には要求信号REQ−AとREQ−Bはどちら
も承認されない。
次に、要求信号REQ−Aの電圧だけがNANDゲート
1aの入力論理しきい値電圧よりも高くなり“H”レベ
ルとなった場合(第9図における時間to −t +
) 、NANDゲート1aの入力端]および2の両方に
論理レベル“H”が与えられる。したがって、NAND
ゲート1aの出力、すなわち、出力端子T3には承認信
号ACK−Aとして、承認を表わす“L″レベルの電圧
が与えられる。一方、NANDゲート]bの入力端4に
は論理レベル“L”が与えられているため、その出力電
圧レベルは“H”のままである。つまり、この場合には
要求信号REQ−Aだけが承認される。
1aの入力論理しきい値電圧よりも高くなり“H”レベ
ルとなった場合(第9図における時間to −t +
) 、NANDゲート1aの入力端]および2の両方に
論理レベル“H”が与えられる。したがって、NAND
ゲート1aの出力、すなわち、出力端子T3には承認信
号ACK−Aとして、承認を表わす“L″レベルの電圧
が与えられる。一方、NANDゲート]bの入力端4に
は論理レベル“L”が与えられているため、その出力電
圧レベルは“H”のままである。つまり、この場合には
要求信号REQ−Aだけが承認される。
次に、この後要求信号REQ−Bの電圧がNANDゲー
ト1bの入力論理しきい値電圧よりも高くなり“H”レ
ベルとなった場合(第9図における時間t,〜t,,)
、NANDゲート1bの入力端4には要求信号REQ
−Bによって“H” レベルの電圧が与えられるが、も
う一方の入力端3にはNANDゲー} 1 bの出力に
よって“L” レベルの電圧が与えられている。したが
って、NANDゲート1bの出力、すなわち、承認信号
ACK−Bの電圧は“H”レベルとなる。つまり、要求
信号REQ−Aの電圧が先に“H” レベルとなり要求
が承認されているときに、要求信号REQ−8の電圧が
“H″レベルとなり要求を行なっても、要求償号REQ
−Bは承認されない。要求信号REQ−Bが承認される
ためには、NANDゲート1bの入力端3に与えられる
信号、すなわち、承認信号ACK−Aの電圧レベルも“
H”とならねばならない。そのためには、NANDゲー
ト1aの入力信号である要求信号ACK−Aの電圧レベ
ルが″L″となればよい。つまり、要求信号REQ−A
による要求が終了すれば要求信号REQBによる要求が
承認される。また、要求信号REQ−Hの電圧レベルが
先に“H”レベルとなり要求が承認されているときに要
求償号REQ−Aの電圧レベルが“H”となり要求を行
なった場合の回路動作は上記の場合と逆である。以上よ
うに、2つの要求信号が要求を示すレベルになっても先
に要求のあった要求信号による要求が終了するまで後か
ら要求のあった要求信号は承認されず待機させられる。
ト1bの入力論理しきい値電圧よりも高くなり“H”レ
ベルとなった場合(第9図における時間t,〜t,,)
、NANDゲート1bの入力端4には要求信号REQ
−Bによって“H” レベルの電圧が与えられるが、も
う一方の入力端3にはNANDゲー} 1 bの出力に
よって“L” レベルの電圧が与えられている。したが
って、NANDゲート1bの出力、すなわち、承認信号
ACK−Bの電圧は“H”レベルとなる。つまり、要求
信号REQ−Aの電圧が先に“H” レベルとなり要求
が承認されているときに、要求信号REQ−8の電圧が
“H″レベルとなり要求を行なっても、要求償号REQ
−Bは承認されない。要求信号REQ−Bが承認される
ためには、NANDゲート1bの入力端3に与えられる
信号、すなわち、承認信号ACK−Aの電圧レベルも“
H”とならねばならない。そのためには、NANDゲー
ト1aの入力信号である要求信号ACK−Aの電圧レベ
ルが″L″となればよい。つまり、要求信号REQ−A
による要求が終了すれば要求信号REQBによる要求が
承認される。また、要求信号REQ−Hの電圧レベルが
先に“H”レベルとなり要求が承認されているときに要
求償号REQ−Aの電圧レベルが“H”となり要求を行
なった場合の回路動作は上記の場合と逆である。以上よ
うに、2つの要求信号が要求を示すレベルになっても先
に要求のあった要求信号による要求が終了するまで後か
ら要求のあった要求信号は承認されず待機させられる。
つまり、2つの要求信号に対し競合裁定がなされる。
[発明が解決しようとする課題]
従来のアービタ回路は以上のように構成されており以下
のような問題点があった。なお、以下の説明にあたって
も第4図および第9図を参照する。
のような問題点があった。なお、以下の説明にあたって
も第4図および第9図を参照する。
要求信号REQ−AとREQ−Bの電圧レベルが同時に
、NANDゲート1aおよび1bの入力論理しきい値電
圧よりも高くなり “H”レベルとなった場合(第9図
における時間t3)、NANDゲート1aと1bのそれ
ぞれの2つの入力端の両方に論理レベル“H″が与えら
れる。したがって、NANDゲート1aと1bのそれぞ
れの出力端の電圧はともにNANDゲート1aおよび1
bの論理しきい値電圧よりも低い電圧、すなわち、“L
”レベルの範囲へと降下する。一方、NANDゲート1
aはNANDゲート1bの出力を入力とし、NANDゲ
ート1bはNANDゲート1aの出力を入力とする。そ
のため、NANDゲート1aと1bのそれぞれの出力電
圧がともに“L“レヘルの範囲へと降下することは、N
ANDゲ−ト1aの一方の入力端子2の電圧が“L”レ
ベルの範囲へと降下しNANDゲート1bの一方の入力
端3の電圧も“L″レベルの範囲へと降下することを意
味する。一方、NANDゲートの特性により、その入力
の少なくとも1つが“L”レベルであればその出力は″
H″ レベルになろうとする。
、NANDゲート1aおよび1bの入力論理しきい値電
圧よりも高くなり “H”レベルとなった場合(第9図
における時間t3)、NANDゲート1aと1bのそれ
ぞれの2つの入力端の両方に論理レベル“H″が与えら
れる。したがって、NANDゲート1aと1bのそれぞ
れの出力端の電圧はともにNANDゲート1aおよび1
bの論理しきい値電圧よりも低い電圧、すなわち、“L
”レベルの範囲へと降下する。一方、NANDゲート1
aはNANDゲート1bの出力を入力とし、NANDゲ
ート1bはNANDゲート1aの出力を入力とする。そ
のため、NANDゲート1aと1bのそれぞれの出力電
圧がともに“L“レヘルの範囲へと降下することは、N
ANDゲ−ト1aの一方の入力端子2の電圧が“L”レ
ベルの範囲へと降下しNANDゲート1bの一方の入力
端3の電圧も“L″レベルの範囲へと降下することを意
味する。一方、NANDゲートの特性により、その入力
の少なくとも1つが“L”レベルであればその出力は″
H″ レベルになろうとする。
したがって、NANDゲート1aと1bのそれぞれの出
力電圧が同時に“L”レベルへと降下しようとすると、
これが互いの入力にフィードバックされNANDゲート
1aと1bのそれぞ゛れの出力電圧は逆に“H“レベル
へ上昇しようとする。このため、NANDゲート1aと
1bのそれぞれの出力電圧は″L″ レベルと”H″レ
ベルの中間の値をとる(第9図における時間ta)。こ
の出力電圧はNANDゲート1aおよび1bの入力にフ
ィードバックされる。このように2人力NANDゲート
の入力電圧のうち、低い方の入力電圧が“H“レベルで
も“L”レベルでもない値、すなわち、論理しきい値電
圧Vth となるとNANDゲートは低い方の入力電圧
に対し反転動作を行なわなくなる。この状態をメタステ
ーブル状態という。その結果、2つの要求信号REQ−
AとREQ−Bに対する競合裁定が行なわれなくなる。
力電圧が同時に“L”レベルへと降下しようとすると、
これが互いの入力にフィードバックされNANDゲート
1aと1bのそれぞ゛れの出力電圧は逆に“H“レベル
へ上昇しようとする。このため、NANDゲート1aと
1bのそれぞれの出力電圧は″L″ レベルと”H″レ
ベルの中間の値をとる(第9図における時間ta)。こ
の出力電圧はNANDゲート1aおよび1bの入力にフ
ィードバックされる。このように2人力NANDゲート
の入力電圧のうち、低い方の入力電圧が“H“レベルで
も“L”レベルでもない値、すなわち、論理しきい値電
圧Vth となるとNANDゲートは低い方の入力電圧
に対し反転動作を行なわなくなる。この状態をメタステ
ーブル状態という。その結果、2つの要求信号REQ−
AとREQ−Bに対する競合裁定が行なわれなくなる。
しかし、実際には製造上全く同一特性のNANDゲート
1aと1bとを作ることは困難であり、これら2つのN
ANDゲートの特性にはアンバランスが生じた。つまり
、実際には2つのNANDゲート1aと1bの論理しき
い値電圧の間にはわずかに差がある。このため、上記の
ようなメタステーブル状態は永久には続かずNANDゲ
ート1aか1bのどちらかの出力電圧のレベル(“H”
レベルまたは“L”レベル)が他方のNANDゲートの
論理しきい値電圧によっていずれ確定され、そのNAN
Dゲートの出力電圧のレベルが決まる。
1aと1bとを作ることは困難であり、これら2つのN
ANDゲートの特性にはアンバランスが生じた。つまり
、実際には2つのNANDゲート1aと1bの論理しき
い値電圧の間にはわずかに差がある。このため、上記の
ようなメタステーブル状態は永久には続かずNANDゲ
ート1aか1bのどちらかの出力電圧のレベル(“H”
レベルまたは“L”レベル)が他方のNANDゲートの
論理しきい値電圧によっていずれ確定され、そのNAN
Dゲートの出力電圧のレベルが決まる。
このようにして一方のNANDゲートの出力電圧のレベ
ルが決まれば、これを入力の1つに持つ他方のNAND
ゲートの出力電圧のレベルも確定される。つまり、要求
信号REQ−AかREQ−Bのどちらか一方だけが承認
されたことになり、アビタ回路はメタステーブル状態か
ら脱する。そこで、従来は、製造上必然的に生じた、あ
るいは故意に発生させた、2つのNANDゲート間の特
性のアンバランスによってアービタ回路をメタステーブ
ル状態から逸脱させた。
ルが決まれば、これを入力の1つに持つ他方のNAND
ゲートの出力電圧のレベルも確定される。つまり、要求
信号REQ−AかREQ−Bのどちらか一方だけが承認
されたことになり、アビタ回路はメタステーブル状態か
ら脱する。そこで、従来は、製造上必然的に生じた、あ
るいは故意に発生させた、2つのNANDゲート間の特
性のアンバランスによってアービタ回路をメタステーブ
ル状態から逸脱させた。
しかし、上記のような消極的な方法では、必ずアービタ
回路にメタステーブル状態となる期間が生じる。したが
って、この期間の分だけ要求信号に対する承認信号の応
答が遅れ、結果として、アクセス速度の低下(DRAM
の場合)などが生じた。
回路にメタステーブル状態となる期間が生じる。したが
って、この期間の分だけ要求信号に対する承認信号の応
答が遅れ、結果として、アクセス速度の低下(DRAM
の場合)などが生じた。
本発明の目的は上記のような問題点を解決し、アービタ
回路がメタステーブル状態となる期間をなくし、2つの
要求信号が同時に要求を行なってもすぐに競合裁定を行
なうことのできるアービタ回路を提供することである。
回路がメタステーブル状態となる期間をなくし、2つの
要求信号が同時に要求を行なってもすぐに競合裁定を行
なうことのできるアービタ回路を提供することである。
[課題を解決するための手段コ
上記のような目的を達成するために本発明に係るアービ
タ回路は、第1の要求信号を受ける第1の論理手段と、
第2の要求信号を受ける第2の論理手段と、第1の論理
手段からの出力信号に結合される第1のバツファ手段と
、第2の論理手段からの出力信号に結合される第2のバ
ツファ手段とを含む。第1の論理手段は、さらに、第2
の論理手段からの出力信号と、第2のバッファ手段から
の出力信号とを受けるように接続される。第2の論理手
段は、さらに、第1の論理手段からの出力信号と、第1
のバッファ手段からの出力信号とを受けるように接続さ
れる。第1の論理手段は、第2の論理手段が受ける第2
の要求信号よりも早く第1の要求信号を受けたとき、受
けた第1の要求信号の承認を表わす第1の論理レベルの
第1の信号を出力する。第2の論理手段は、第1の論理
手段が受ける第1の要求信号よりも早く第2の要求信号
を受けたとき、受けた第2の要求信号の承認を表わす第
1の論理レベルの第2の信号を出力する。第2の論理手
段は、第1の論理手段からの第1の信号が出力されてい
るときに、第2の要求信号を受けても、その第2の要求
信号の承認を示す第1のレベルとは異なる第2の論理レ
ベルの信号を出力する。第1の論理手段は、第2の論理
手段からの第2の信号が出力されているときに、第1の
要求信号を受けても、その第1の要求信号の承認を示す
第1のレベルとは異なる第2の論理レベルの信号を出力
する。第1および第2の論理手段は、それぞれ、同時に
第1および第2の要求信号を受けたとき、第1および第
2の論理レベルの中間の第3のレベルの信号を出力する
。第1のバ・ソファ手段は、第3レベルの信号に応答し
て、第1レベルの信号を導出し、かつ第2のバツファ手
段は、前記第3レベルの信号に応答して、第2レベルの
信号を出力する。
タ回路は、第1の要求信号を受ける第1の論理手段と、
第2の要求信号を受ける第2の論理手段と、第1の論理
手段からの出力信号に結合される第1のバツファ手段と
、第2の論理手段からの出力信号に結合される第2のバ
ツファ手段とを含む。第1の論理手段は、さらに、第2
の論理手段からの出力信号と、第2のバッファ手段から
の出力信号とを受けるように接続される。第2の論理手
段は、さらに、第1の論理手段からの出力信号と、第1
のバッファ手段からの出力信号とを受けるように接続さ
れる。第1の論理手段は、第2の論理手段が受ける第2
の要求信号よりも早く第1の要求信号を受けたとき、受
けた第1の要求信号の承認を表わす第1の論理レベルの
第1の信号を出力する。第2の論理手段は、第1の論理
手段が受ける第1の要求信号よりも早く第2の要求信号
を受けたとき、受けた第2の要求信号の承認を表わす第
1の論理レベルの第2の信号を出力する。第2の論理手
段は、第1の論理手段からの第1の信号が出力されてい
るときに、第2の要求信号を受けても、その第2の要求
信号の承認を示す第1のレベルとは異なる第2の論理レ
ベルの信号を出力する。第1の論理手段は、第2の論理
手段からの第2の信号が出力されているときに、第1の
要求信号を受けても、その第1の要求信号の承認を示す
第1のレベルとは異なる第2の論理レベルの信号を出力
する。第1および第2の論理手段は、それぞれ、同時に
第1および第2の要求信号を受けたとき、第1および第
2の論理レベルの中間の第3のレベルの信号を出力する
。第1のバ・ソファ手段は、第3レベルの信号に応答し
て、第1レベルの信号を導出し、かつ第2のバツファ手
段は、前記第3レベルの信号に応答して、第2レベルの
信号を出力する。
[作用]
本発明に係るアービタ回路は以上のように構成されてい
るため、第1および第2の論理手段が同時に第1および
第2の要求信号を受けた場合、第1および第2の論理手
段から出力される第3のレベルの信号が第1のバツファ
手段および第2のバッファ手段によって互いに異なる第
1および第2レベルの信号に変換される。つまり、第1
のバツファ手段からのみ承認を表わす信号が出力され、
第1の要求信号だけが承認される。
るため、第1および第2の論理手段が同時に第1および
第2の要求信号を受けた場合、第1および第2の論理手
段から出力される第3のレベルの信号が第1のバツファ
手段および第2のバッファ手段によって互いに異なる第
1および第2レベルの信号に変換される。つまり、第1
のバツファ手段からのみ承認を表わす信号が出力され、
第1の要求信号だけが承認される。
[実施例]
第1図は本発明の一実施例を示す、アービタ回路の論理
回路図である。図を参照して、このアービタ回路は入力
端5,6.および7を有する3人力NANDゲート2a
と、これと同一特性の、入力端8,9,および10を有
する3人力NANDゲート2bと、バッファ回路3aお
よび3bと、要求信号REQ−Aが入力される要求信号
入力端子T1と、要求信号REQ−Bが入力される要求
信号入力端子T2と、要求信号REQ−Aに対する承認
信号ACK−Aが導出される承認信号出力端子T3と、
要求信号REQ−Bに対する承認信号ACK−Bが導出
される承認信号出力端子T4とを含む。入力端子T1と
T2はそれぞれ、NANDゲート2aの入力端5とN
A NDゲート2bの入力端10とに接続される。NA
NDゲート2aの出力端と端子T3との間にはバッファ
回路3aが設けられ、NANDゲート2bの出力端と端
子T4との間にはバッファ回路3bが設けられる。
回路図である。図を参照して、このアービタ回路は入力
端5,6.および7を有する3人力NANDゲート2a
と、これと同一特性の、入力端8,9,および10を有
する3人力NANDゲート2bと、バッファ回路3aお
よび3bと、要求信号REQ−Aが入力される要求信号
入力端子T1と、要求信号REQ−Bが入力される要求
信号入力端子T2と、要求信号REQ−Aに対する承認
信号ACK−Aが導出される承認信号出力端子T3と、
要求信号REQ−Bに対する承認信号ACK−Bが導出
される承認信号出力端子T4とを含む。入力端子T1と
T2はそれぞれ、NANDゲート2aの入力端5とN
A NDゲート2bの入力端10とに接続される。NA
NDゲート2aの出力端と端子T3との間にはバッファ
回路3aが設けられ、NANDゲート2bの出力端と端
子T4との間にはバッファ回路3bが設けられる。
さらに、NANDゲート2aの入力端6とNANDゲー
ト2bの入力端9はそれぞれ、NANDゲ?2bの出力
端とNANDゲート2aの出力端とに接続される。さら
に、NANDゲート2aの入力端7とNANDゲート2
bの入力端8はそれぞれ、バッファ回路3bの出力端と
バッファ回路3aの出力端とに接続される。バッファ回
路3aの入力論理しきい値電圧はNANDゲート2aの
論理しきい値電圧よりも低く、バッファ回路3bの入力
論理しきい値電圧はNANDゲート2bの論理しきい値
電圧よりも高い。なお、NANDゲ−12aと2bは同
一特性であるから、これらの論理しきい値電圧Vth
は等しい。
ト2bの入力端9はそれぞれ、NANDゲ?2bの出力
端とNANDゲート2aの出力端とに接続される。さら
に、NANDゲート2aの入力端7とNANDゲート2
bの入力端8はそれぞれ、バッファ回路3bの出力端と
バッファ回路3aの出力端とに接続される。バッファ回
路3aの入力論理しきい値電圧はNANDゲート2aの
論理しきい値電圧よりも低く、バッファ回路3bの入力
論理しきい値電圧はNANDゲート2bの論理しきい値
電圧よりも高い。なお、NANDゲ−12aと2bは同
一特性であるから、これらの論理しきい値電圧Vth
は等しい。
以下、この回路の動作について説明する。説明にあたっ
ては第2図も参照する。第2図はバッファ回路3aと3
bの伝達特性を示す図である。図中、曲線(a)はバッ
ファ回路3aの特性を示し、曲線(b)はバッファ回路
3bの特性を示す。図において、横軸は入力電圧VIN
%縦軸は出力電圧VOU■、V■0とVLOはそれそれ
バッファ回路3aおよび3bの出力電圧の最大値と最小
値、vLIとVH I はそれぞれ、NANDゲート2
aおよび2bの出力電圧の最小値と最大値を示す。
ては第2図も参照する。第2図はバッファ回路3aと3
bの伝達特性を示す図である。図中、曲線(a)はバッ
ファ回路3aの特性を示し、曲線(b)はバッファ回路
3bの特性を示す。図において、横軸は入力電圧VIN
%縦軸は出力電圧VOU■、V■0とVLOはそれそれ
バッファ回路3aおよび3bの出力電圧の最大値と最小
値、vLIとVH I はそれぞれ、NANDゲート2
aおよび2bの出力電圧の最小値と最大値を示す。
まず、要求信号REQ−AおよびREQ−Bの電圧がと
もにNANDゲート2aおよび2bの入力論理しきい値
電圧よりも低い“L”レベルの場合、従来と同様に、N
ANDゲート2aおよび2bはともにその入力端の1つ
に“L”レベルを与えられたことになる。これによって
、NANDゲート2aと2bのそれぞれの出力端である
ノードAとBはともにNANDゲート2aおよび2bの
論理しきい値電圧Vthよりも高い“H”レベルの電圧
になる。この電圧はバッファ回路3aの入力論理しきい
値電圧Vthaとバッファ回路3bの入力論理しきい値
電圧Vthbのどちらよりも高い。したがって、この電
圧を入力されたバッファ回路3aおよび3bはともに“
H”レベルの電圧を出力する。よって、出力端子T3と
T4とにはそれぞれ承認信号ACK−AおよびACK−
Bとして非承認を示す“H“レベルの電圧が与えられる
。これによって、NANDゲート2aの入力端6と7お
よびNANDゲート2bの入力端8と9はすべて“H′
レベルの電圧(この電圧は、バッファ回路3aおよび3
bのそれぞれの入力論理しきい値電圧VthaおよびV
thbよりも高く、さらに、NANDゲート2aおよび
2bの入力論理しきい値電圧よりも高い。)が与えられ
る。
もにNANDゲート2aおよび2bの入力論理しきい値
電圧よりも低い“L”レベルの場合、従来と同様に、N
ANDゲート2aおよび2bはともにその入力端の1つ
に“L”レベルを与えられたことになる。これによって
、NANDゲート2aと2bのそれぞれの出力端である
ノードAとBはともにNANDゲート2aおよび2bの
論理しきい値電圧Vthよりも高い“H”レベルの電圧
になる。この電圧はバッファ回路3aの入力論理しきい
値電圧Vthaとバッファ回路3bの入力論理しきい値
電圧Vthbのどちらよりも高い。したがって、この電
圧を入力されたバッファ回路3aおよび3bはともに“
H”レベルの電圧を出力する。よって、出力端子T3と
T4とにはそれぞれ承認信号ACK−AおよびACK−
Bとして非承認を示す“H“レベルの電圧が与えられる
。これによって、NANDゲート2aの入力端6と7お
よびNANDゲート2bの入力端8と9はすべて“H′
レベルの電圧(この電圧は、バッファ回路3aおよび3
bのそれぞれの入力論理しきい値電圧VthaおよびV
thbよりも高く、さらに、NANDゲート2aおよび
2bの入力論理しきい値電圧よりも高い。)が与えられ
る。
続いて、要求信号REQ−Aの電圧のみがNANDゲー
ト2aの入力論理しきい値電圧よりも高くなり“要求”
を示す“H”レベルとなると、NANDゲート2aのす
べての入力端5,6,および7には“H″レベルの電圧
が与えられる。これによって、NANDゲート2aの出
力端であるノードAの電圧が、パッファ回路3aの入力
論理しきい値電圧Vthaとバッファ回路3bの入力論
理しきい値電圧Vthbよりも低く、さらに、NAND
ゲー}2aおよび2bの入力論理しきい値電圧Vthよ
りも低い“L”レベルとなる。よって、バッファ回路3
aは出力端子T3に承認信号ACK−Aとして承認を示
す“L”レベルの電圧(この電圧はバッファ回路3aの
人力論理しきい値電圧Vthaとバッファ回路3bの入
力論理しきい値電圧Vthbよりも低く、さらにNAN
Dゲート2aおよび2bの入力論理しきい値電圧よりも
低い。)を出力する。その結果、NANDゲート2bの
入力端8および9にはともにこの“L′レベルの電圧が
入力される。これは、NANDゲト2bの他の入力端1
0にとのようなレベルの電圧が与えられてもその出力電
圧は“H″レベルとなることを意味する。したがって、
この後要求信号REQ−Bの電位レベルがNANDゲー
ト2bの論理しきい値電圧Vthよりも高くなり“H”
レベルとなった場合でも、承認信号ACK−Bの電圧レ
ベルは非承認を表わす“H“レベルとなる。
ト2aの入力論理しきい値電圧よりも高くなり“要求”
を示す“H”レベルとなると、NANDゲート2aのす
べての入力端5,6,および7には“H″レベルの電圧
が与えられる。これによって、NANDゲート2aの出
力端であるノードAの電圧が、パッファ回路3aの入力
論理しきい値電圧Vthaとバッファ回路3bの入力論
理しきい値電圧Vthbよりも低く、さらに、NAND
ゲー}2aおよび2bの入力論理しきい値電圧Vthよ
りも低い“L”レベルとなる。よって、バッファ回路3
aは出力端子T3に承認信号ACK−Aとして承認を示
す“L”レベルの電圧(この電圧はバッファ回路3aの
人力論理しきい値電圧Vthaとバッファ回路3bの入
力論理しきい値電圧Vthbよりも低く、さらにNAN
Dゲート2aおよび2bの入力論理しきい値電圧よりも
低い。)を出力する。その結果、NANDゲート2bの
入力端8および9にはともにこの“L′レベルの電圧が
入力される。これは、NANDゲト2bの他の入力端1
0にとのようなレベルの電圧が与えられてもその出力電
圧は“H″レベルとなることを意味する。したがって、
この後要求信号REQ−Bの電位レベルがNANDゲー
ト2bの論理しきい値電圧Vthよりも高くなり“H”
レベルとなった場合でも、承認信号ACK−Bの電圧レ
ベルは非承認を表わす“H“レベルとなる。
要求信号REQ−Bが承認されるには、要求信号REQ
−Aに対する承認信号A C K − AとノードAの
電圧がともに“H”レベルとならねばならない。すなわ
ち、要求信号REQ−Aの電圧レベルが“L“となり要
求が終了すればよい。なお、要求信号REQ−Bの電圧
レベルが要求を表わす“H”レベルとなり、その後に要
求信号REQAの電圧レベルが要求を表わす″H”レベ
ルとなった場合の回路動作は上記の動作の逆である。
−Aに対する承認信号A C K − AとノードAの
電圧がともに“H”レベルとならねばならない。すなわ
ち、要求信号REQ−Aの電圧レベルが“L“となり要
求が終了すればよい。なお、要求信号REQ−Bの電圧
レベルが要求を表わす“H”レベルとなり、その後に要
求信号REQAの電圧レベルが要求を表わす″H”レベ
ルとなった場合の回路動作は上記の動作の逆である。
次に、要求信号REQ−AとREQ−Bとが同時に要求
を表わす“H“レベルとなった場合について説明する。
を表わす“H“レベルとなった場合について説明する。
説明にあたっては第3図も参照する。第3図はノードA
およびBと承認信号ACK−AおよびACK−Bの波形
図である。このとき、NANDゲー}1aおよび1bの
それぞれは、その入力端のすべてに“H”レベルの電圧
を与えられる。したがって、NANDゲート1aおよび
1bのそれぞれの出力、すなわち、ノードAおよびBの
電圧レベルはともにNANDゲート1aおよび1bの論
理しきい値電圧Vthよりも低い“L”レベルへと降下
する(第3図における時間t4〜ts)。ここで、バッ
ファ回路3bの入力論理しきい値電圧Vthbはノヘソ
ファ回路3aの入力論理しきい値電圧VthQおよびN
ANDゲート2aおよび2bの入力論理しきい値電圧よ
りも高い。
およびBと承認信号ACK−AおよびACK−Bの波形
図である。このとき、NANDゲー}1aおよび1bの
それぞれは、その入力端のすべてに“H”レベルの電圧
を与えられる。したがって、NANDゲート1aおよび
1bのそれぞれの出力、すなわち、ノードAおよびBの
電圧レベルはともにNANDゲート1aおよび1bの論
理しきい値電圧Vthよりも低い“L”レベルへと降下
する(第3図における時間t4〜ts)。ここで、バッ
ファ回路3bの入力論理しきい値電圧Vthbはノヘソ
ファ回路3aの入力論理しきい値電圧VthQおよびN
ANDゲート2aおよび2bの入力論理しきい値電圧よ
りも高い。
そのため、ノードAとBの電圧か同時に降下した際、こ
れらの電圧がNANDゲート2aおよび2bの論理しき
い値電圧Vth まで下がる前に、ノ−ドAの電位がバ
ッファ回路3aの入力論理しきい値電圧Vthaを越え
るよりも早くノードBの電位がバッファ回路3bの入力
論理しきい値電圧Vthbを越える(第3図における時
間t5〜t,)。これによって、バッファ回路3bの出
力電圧レベルはNANDゲート2aおよび2bの入力論
理しきい値電圧よりも低い“L” レベルとなる。
れらの電圧がNANDゲート2aおよび2bの論理しき
い値電圧Vth まで下がる前に、ノ−ドAの電位がバ
ッファ回路3aの入力論理しきい値電圧Vthaを越え
るよりも早くノードBの電位がバッファ回路3bの入力
論理しきい値電圧Vthbを越える(第3図における時
間t5〜t,)。これによって、バッファ回路3bの出
力電圧レベルはNANDゲート2aおよび2bの入力論
理しきい値電圧よりも低い“L” レベルとなる。
すなわち、端子T4には、要求信号REQ−Bに対する
承認信号ACQ−Bとして承認を表わす“L”レベルの
電圧が与えられる。この電圧はNANDゲート2aの入
力端7に与えられる。一方、NANDゲーh 2 aの
入力端5には“H”レベルの電圧か与えられ、入力端6
の電圧は“H″レベルでも“L“レベルでもない中間電
圧Vthへと降下しかかっている。このため、入力端7
の電圧がNANDゲート2aの入力電圧の最小値となる
。
承認信号ACQ−Bとして承認を表わす“L”レベルの
電圧が与えられる。この電圧はNANDゲート2aの入
力端7に与えられる。一方、NANDゲーh 2 aの
入力端5には“H”レベルの電圧か与えられ、入力端6
の電圧は“H″レベルでも“L“レベルでもない中間電
圧Vthへと降下しかかっている。このため、入力端7
の電圧がNANDゲート2aの入力電圧の最小値となる
。
つまり、NANDゲート2aは入力端7の電圧に対して
反転動作を行なう。したがって、NANDゲート2aの
出力電位、すなわち、ノードAの電位は、他の入力端5
および6に与えられる入力電圧レベルにかかわらず上昇
され“H″レベルとなる。この電圧はバッファ回路3a
の入力論理しきい値電圧vthoよりも高い。よって、
出力端子T3には要求信号REQ−Aに対する承認信号
XCK−Aとして非承認を表わす“H”レベルの電圧が
与えられる。つまり、要求信号REQ−Aの電圧とRE
Q−Bの電圧がともに要求を表わす“H”レベルとなっ
た場合、要求信号REQI−Bだけが即座に承認され、
要求信号REQ−Bに対する承認信号ACK−Bが出力
されるまでの時間が従来よりも短縮される。従来ならば
要求信号REQ−Aの電圧とREQ−Hの電圧が同時に
要求を表わす゛′H“レベルとなった場合、メタステー
ブル状態となり承認信号ACK−AとACK−Bとはと
もに″H″レベルても″L”レベルでもない中間電圧(
NANDゲートの論理しきい値電圧Vth)となった(
第3図の破線で示された波形図参照.,)。このような
状態から、要求信号REO−Aが承認される状態となる
には、ノードBの電圧およびバッファ回路3bの出力電
圧が“H”レベルとならねばならない。すなわち、要求
信号REQ−Bの電圧レベルは“L“となればよい。
反転動作を行なう。したがって、NANDゲート2aの
出力電位、すなわち、ノードAの電位は、他の入力端5
および6に与えられる入力電圧レベルにかかわらず上昇
され“H″レベルとなる。この電圧はバッファ回路3a
の入力論理しきい値電圧vthoよりも高い。よって、
出力端子T3には要求信号REQ−Aに対する承認信号
XCK−Aとして非承認を表わす“H”レベルの電圧が
与えられる。つまり、要求信号REQ−Aの電圧とRE
Q−Bの電圧がともに要求を表わす“H”レベルとなっ
た場合、要求信号REQI−Bだけが即座に承認され、
要求信号REQ−Bに対する承認信号ACK−Bが出力
されるまでの時間が従来よりも短縮される。従来ならば
要求信号REQ−Aの電圧とREQ−Hの電圧が同時に
要求を表わす゛′H“レベルとなった場合、メタステー
ブル状態となり承認信号ACK−AとACK−Bとはと
もに″H″レベルても″L”レベルでもない中間電圧(
NANDゲートの論理しきい値電圧Vth)となった(
第3図の破線で示された波形図参照.,)。このような
状態から、要求信号REO−Aが承認される状態となる
には、ノードBの電圧およびバッファ回路3bの出力電
圧が“H”レベルとならねばならない。すなわち、要求
信号REQ−Bの電圧レベルは“L“となればよい。
つまり、要求信号REQ−Hによる要求か終了すると要
求信号REQ−Aが自動的に承認される。
求信号REQ−Aが自動的に承認される。
このように、要求信号REQ−Aの電圧とREQ−Bの
電圧とが同時に要求を表わす“H”レベルとなった場合
には、先に要求信号REQ−Bが承認され次に要求信号
REQ−Aが承認される。なお、要求信号REQ−Aに
よる要求を優先したければ、バッファ回路3aと3bの
入力論理しきい値電圧の設定を本実施例とは逆にすれば
よい。すなわち、バッファ回路3aの入力論理しきい値
電圧VthaをNANDゲート2aの論理しきい値電圧
Vth よりも高くし、バッファ回路3bの入力論理し
きい値電圧VthbをNANDゲート2bの論理しきい
値電圧Vthよりも低くすればよい。
電圧とが同時に要求を表わす“H”レベルとなった場合
には、先に要求信号REQ−Bが承認され次に要求信号
REQ−Aが承認される。なお、要求信号REQ−Aに
よる要求を優先したければ、バッファ回路3aと3bの
入力論理しきい値電圧の設定を本実施例とは逆にすれば
よい。すなわち、バッファ回路3aの入力論理しきい値
電圧VthaをNANDゲート2aの論理しきい値電圧
Vth よりも高くし、バッファ回路3bの入力論理し
きい値電圧VthbをNANDゲート2bの論理しきい
値電圧Vthよりも低くすればよい。
第4図は、バッファ回路3aおよび3bの内部構成の一
例を示す回路図である。図を参照して、この回路は、入
力端子T5と、出力端子T6と、電圧VOOを供給する
電圧源11と、接地12と、入力端子T5と出力端子T
6との間に設けられる、インバータINVIおよびIN
V2の直列接続とを含む。インバータINVIは電圧源
11と接地12との間に設けれるPチャネルMOSトラ
ンジスタP1とNチャネルMOS}ランジスタN1との
直列接続により構成される。同様に、インバータINV
2は電圧源11と接地12との間に設けれるPチャネル
MOS}ランジスタP2とNチャネルMOSトランジス
タN2との直列接続により構成される。なお、インバー
タINV1の入力端は入力端子T5に接続され、インバ
ータINV2の出力端は出力端子T6に接続される。
例を示す回路図である。図を参照して、この回路は、入
力端子T5と、出力端子T6と、電圧VOOを供給する
電圧源11と、接地12と、入力端子T5と出力端子T
6との間に設けられる、インバータINVIおよびIN
V2の直列接続とを含む。インバータINVIは電圧源
11と接地12との間に設けれるPチャネルMOSトラ
ンジスタP1とNチャネルMOS}ランジスタN1との
直列接続により構成される。同様に、インバータINV
2は電圧源11と接地12との間に設けれるPチャネル
MOS}ランジスタP2とNチャネルMOSトランジス
タN2との直列接続により構成される。なお、インバー
タINV1の入力端は入力端子T5に接続され、インバ
ータINV2の出力端は出力端子T6に接続される。
以下、上記のような回路構成のバッファ回路のの入力論
理しきい値電圧の設定方法について説明する。まず、入
力論理しきい値電圧を電圧源11の電圧VDDの172
、すなわち、1./2Vooよりも低くなるように設定
する方法の一例について、第5図を用いて説明する。第
5図(a)はインバータINVIの伝達特性を示す図、
第5図(b)はインバータINV2の伝達特性を示す図
、第5図(c)は第4図に示される回路全体の伝達特性
を示す図である。一般に、インバータを構成するPチャ
ネルトランジスタとNチャネルトランジスタのサイズが
同一であればこれら2つのトランジスタのしきい値電圧
が等しくなるため、この2つのトランジスタから構成さ
れるインバータの入力論理しきい値電圧は電圧源の電圧
の1/2である。しかし、これら2つのトランジスタの
サイズのバランスを崩すと、インバータの入力論理しき
い値電圧は高電圧側または低電圧側にシフ1・する。そ
こで、インバータINV]−のトランジスタN1のサイ
ズをトランジスタP1のサイズよりも大きくすると、ト
ランジスタN1のしきい値電圧がトランジスタP1のそ
れよりも大きくなる。そのため、トランジスタN1およ
びP1をそれぞれONおよびOFFにする入力電圧V1
の最大値は小さくなりインバータINVIの入力論理し
きい値電圧は電源電圧VOOの1/2の電圧よりも低電
圧側にシフトする。よって、インバータINV2の伝達
特性は第5図(a)に示されるようなものになる。つま
り、出力電圧が電圧源11の電圧vDDの]/2の電圧
となるときの入力電圧の値、すなわち、入力論理しきい
値電圧■エは1/2VDDよりも小さくなる。
理しきい値電圧の設定方法について説明する。まず、入
力論理しきい値電圧を電圧源11の電圧VDDの172
、すなわち、1./2Vooよりも低くなるように設定
する方法の一例について、第5図を用いて説明する。第
5図(a)はインバータINVIの伝達特性を示す図、
第5図(b)はインバータINV2の伝達特性を示す図
、第5図(c)は第4図に示される回路全体の伝達特性
を示す図である。一般に、インバータを構成するPチャ
ネルトランジスタとNチャネルトランジスタのサイズが
同一であればこれら2つのトランジスタのしきい値電圧
が等しくなるため、この2つのトランジスタから構成さ
れるインバータの入力論理しきい値電圧は電圧源の電圧
の1/2である。しかし、これら2つのトランジスタの
サイズのバランスを崩すと、インバータの入力論理しき
い値電圧は高電圧側または低電圧側にシフ1・する。そ
こで、インバータINV]−のトランジスタN1のサイ
ズをトランジスタP1のサイズよりも大きくすると、ト
ランジスタN1のしきい値電圧がトランジスタP1のそ
れよりも大きくなる。そのため、トランジスタN1およ
びP1をそれぞれONおよびOFFにする入力電圧V1
の最大値は小さくなりインバータINVIの入力論理し
きい値電圧は電源電圧VOOの1/2の電圧よりも低電
圧側にシフトする。よって、インバータINV2の伝達
特性は第5図(a)に示されるようなものになる。つま
り、出力電圧が電圧源11の電圧vDDの]/2の電圧
となるときの入力電圧の値、すなわち、入力論理しきい
値電圧■エは1/2VDDよりも小さくなる。
一方、トランジスタP2とトランジスタN2のサイズを
等しくし、インバータI NV2の入力論理しきい値電
圧を1/2Vooに設定する。すると、縦軸をインバー
タINV2の入力電圧v2、横軸をインバータTNV2
の出力電圧v3としてインバータINV2の伝達特性を
表わすと、第5図(b)のようになる。したがって、第
5図(a)および(b)より、入力電圧■1と出力電圧
v3との関係、すなわち、第4図のような構成のバツフ
ァ回路の伝達特性が得られる(第5図(C))。
等しくし、インバータI NV2の入力論理しきい値電
圧を1/2Vooに設定する。すると、縦軸をインバー
タINV2の入力電圧v2、横軸をインバータTNV2
の出力電圧v3としてインバータINV2の伝達特性を
表わすと、第5図(b)のようになる。したがって、第
5図(a)および(b)より、入力電圧■1と出力電圧
v3との関係、すなわち、第4図のような構成のバツフ
ァ回路の伝達特性が得られる(第5図(C))。
つまり、バッファ回路としての入力論理しきい値電圧は
インバータINVIの入力論理しきい値電圧V丁となる
(VT <1−/2Voo)。このように、インバータ
INVIを構成するNチャネルトランジスタN1のサイ
ズをPチャネルトランジス夕P1のサイズよりも大きく
すれば入力論理しきい値電圧の低いバッファ回路が得ら
れる。同様に、インバータINVIを構成するPチャネ
ルトランジスタP1のサイズをインバータINVIを構
成するNチャネルトランジスタN1のサイズよりも大き
くすれば、人力論理しきい値電圧の高いバッファ回路が
得られる。
インバータINVIの入力論理しきい値電圧V丁となる
(VT <1−/2Voo)。このように、インバータ
INVIを構成するNチャネルトランジスタN1のサイ
ズをPチャネルトランジス夕P1のサイズよりも大きく
すれば入力論理しきい値電圧の低いバッファ回路が得ら
れる。同様に、インバータINVIを構成するPチャネ
ルトランジスタP1のサイズをインバータINVIを構
成するNチャネルトランジスタN1のサイズよりも大き
くすれば、人力論理しきい値電圧の高いバッファ回路が
得られる。
本実施例のアービタ回路においてはNANDゲートを用
いたが、これに代わってNORゲートが用いられてもよ
い。その場合には、承認・非承認に対応する承認信号の
論理レベルが本実施例とは逆になるが得られる効果は本
実施例の場合と同様である。
いたが、これに代わってNORゲートが用いられてもよ
い。その場合には、承認・非承認に対応する承認信号の
論理レベルが本実施例とは逆になるが得られる効果は本
実施例の場合と同様である。
[発明の効果]
以上のように本発明に係るアービタ回路によれば、2つ
の要求信号の電圧か同時に“要求”を表わす論理レベル
となった場合でも、回路全体がメタステーブル状態とな
り2つの要求信号に対し競合裁定が行なえなくなる期間
が生じない。したがって、要求信号の入力に対し即座に
承認信号が出力される。その結果、2つの要求信号のレ
ベル変化のタイミングにかかわらず、従来よりも確実で
速い競合裁定を行なうことが可能となる。
の要求信号の電圧か同時に“要求”を表わす論理レベル
となった場合でも、回路全体がメタステーブル状態とな
り2つの要求信号に対し競合裁定が行なえなくなる期間
が生じない。したがって、要求信号の入力に対し即座に
承認信号が出力される。その結果、2つの要求信号のレ
ベル変化のタイミングにかかわらず、従来よりも確実で
速い競合裁定を行なうことが可能となる。
第1図は本発明の一実施例を示す論理回路図、第2図は
第1図におけるバッファ回路の伝達特性を示す図、第3
図は第1図の回路動作を説明するための波形図、第4図
は第1図におけるバッファ回路の一例を示す回路図、第
5図は第4図に示されるバッファ回路の入力論理しきい
値の設定方法を説明するための図、第6図はアービタ回
路の使用例を示すDRAMの概略ブロック図、第7図は
従来のアービタ回路の一例を示す論理回路図、第8図は
NANDゲートの伝達特性を示す図、第9図は第7図で
示されるアービタ回路の要求信号および承認信号のタイ
ムチャートを示す図である。 図において、T1およびT2は要求信号入力端子、T3
およびT4は承認信号出力端子、T5は入力端子、T6
は出力端子、]aおよび1bは2人力NANDゲート、
2aおよび2bは3人力NANDゲート、3aおよび3
bはバッファ回路、P1およびP2はPチャネルMOS
トランジスタ、N1およびN2はNチャネルMOS}ラ
ンジスタ、INV1およびINV2はインバータ、11
は電圧源、12は接地である。 なお、図中、同一符号は同一または相当部分を示す。
第1図におけるバッファ回路の伝達特性を示す図、第3
図は第1図の回路動作を説明するための波形図、第4図
は第1図におけるバッファ回路の一例を示す回路図、第
5図は第4図に示されるバッファ回路の入力論理しきい
値の設定方法を説明するための図、第6図はアービタ回
路の使用例を示すDRAMの概略ブロック図、第7図は
従来のアービタ回路の一例を示す論理回路図、第8図は
NANDゲートの伝達特性を示す図、第9図は第7図で
示されるアービタ回路の要求信号および承認信号のタイ
ムチャートを示す図である。 図において、T1およびT2は要求信号入力端子、T3
およびT4は承認信号出力端子、T5は入力端子、T6
は出力端子、]aおよび1bは2人力NANDゲート、
2aおよび2bは3人力NANDゲート、3aおよび3
bはバッファ回路、P1およびP2はPチャネルMOS
トランジスタ、N1およびN2はNチャネルMOS}ラ
ンジスタ、INV1およびINV2はインバータ、11
は電圧源、12は接地である。 なお、図中、同一符号は同一または相当部分を示す。
Claims (1)
- 【特許請求の範囲】 第1の要求信号を受ける第1の論理手段と、第2の要求
信号を受ける第2の論理手段と、前記第1の論理手段か
らの出力信号に結合される第1のバッファ手段と、 前記第2の論理手段からの出力信号に結合される第2の
バッファ手段とを備え、 前記第1の論理手段は、さらに、前記第2の論理手段か
らの出力信号と、前記第2のバッファ手段からの出力信
号とを受けるように接続され、前記第2の論理手段は、
さらに、前記第1の論理手段からの出力信号と、前記第
1のバッファ手段からの出力信号とを受けるように接続
され、前記第1の論理手段は、前記第2の論理手段が受
ける第2の要求信号よりも早く第1の要求信号を受けた
とき、前記受けた第1の要求信号の承認を表わす第1の
論理レベルの第1の信号を出力し、前記第2の論理手段
は、前記第1の論理手段が受ける第1の要求信号よりも
早く第2の要求信号を受けたとき、前記受けた第2の要
求信号の承認を表わす第1の論理レベルの第2の信号を
出力し、前記第2の論理手段は、前記第1の論理手段か
ら前記第1の信号が出力されているときに、前記第2の
要求信号を受けても、その第2の要求信号の承認を示す
第1のレベルとは異なる第2の論理レベルの信号を出力
し、 前記第1の論理手段は、前記第2の論理手段から前記第
2の信号が出力されているときに、前記第1の要求信号
を受けても、その第1の要求信号の承認を示す第1のレ
ベルとは異なる第2の論理レベルの信号を出力し、 前記第1および第2の論理手段は、それぞれ、同時に前
記第1および第2の要求信号を受けたとき、前記第1お
よび第2の論理レベルの中間の第3のレベルの信号を出
力し、 前記第1のバッファ手段は、前記第3のレベルの信号に
応答して、前記第1のレベルの信号を導出し、 前記第2のバッファ手段は、前記第3のレベルの信号に
応答して、前記第2のレベルの信号を出力する、アービ
タ回路。
Priority Applications (2)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP1060204A JP2569790B2 (ja) | 1989-03-13 | 1989-03-13 | アービタ回路 |
| US07/491,014 US4998027A (en) | 1989-03-13 | 1990-03-09 | Arbiter circuit |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP1060204A JP2569790B2 (ja) | 1989-03-13 | 1989-03-13 | アービタ回路 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH02238548A true JPH02238548A (ja) | 1990-09-20 |
| JP2569790B2 JP2569790B2 (ja) | 1997-01-08 |
Family
ID=13135387
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP1060204A Expired - Fee Related JP2569790B2 (ja) | 1989-03-13 | 1989-03-13 | アービタ回路 |
Country Status (2)
| Country | Link |
|---|---|
| US (1) | US4998027A (ja) |
| JP (1) | JP2569790B2 (ja) |
Families Citing this family (16)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| FR2634915B1 (fr) * | 1988-07-29 | 1990-10-19 | Somfy | Installation de commande de plusieurs recepteurs electriques susceptibles d'occuper au moins deux etats |
| EP0403269B1 (en) * | 1989-06-14 | 1995-11-08 | Matsushita Electric Industrial Co., Ltd. | Arbiter Circuit |
| US5148112A (en) * | 1991-06-28 | 1992-09-15 | Digital Equipment Corporation | Efficient arbiter |
| US5539337A (en) * | 1994-12-30 | 1996-07-23 | Intel Corporation | Clock noise filter for integrated circuits |
| US5614846A (en) * | 1995-10-26 | 1997-03-25 | International Business Machines Corporation | Latch circuit with state-walk logic |
| US6661860B1 (en) | 2000-01-04 | 2003-12-09 | Massachusetts Institute Of Technology | Multiple arbiter jitter estimation system and related techniques |
| US6617900B1 (en) * | 2000-01-31 | 2003-09-09 | Hewlett-Packard Development Company, L.P. | Arbitrator with no metastable voltage levels on output |
| JP2002092738A (ja) * | 2000-09-19 | 2002-03-29 | Matsushita Electric Ind Co Ltd | キャッシュドロア制御装置及びキャッシュドロア制御方法 |
| US6690203B2 (en) * | 2000-12-29 | 2004-02-10 | California Institute Of Technology | Method and apparatus for a failure-free synchronizer |
| US6952748B1 (en) | 2001-01-02 | 2005-10-04 | Advanced Micro Devices, Inc. | Voltage request arbiter |
| US6826642B1 (en) * | 2001-06-07 | 2004-11-30 | Cypress Semiconductor Corp. | Method and apparatus for the use of discriminators for priority arbitration |
| US6512397B1 (en) * | 2001-08-20 | 2003-01-28 | International Business Machines Corporation | Circuit structures and methods for high-speed low-power select arbitration |
| US6820151B2 (en) * | 2001-10-15 | 2004-11-16 | Advanced Micro Devices, Inc. | Starvation avoidance mechanism for an I/O node of a computer system |
| US7225283B1 (en) * | 2003-12-23 | 2007-05-29 | Cypress Semiconductor Corporation | Asynchronous arbiter with bounded resolution time and predictable output state |
| US7383370B1 (en) | 2005-03-31 | 2008-06-03 | Cypress Semiconductor Corporation | Arbiter circuit and signal arbitration method |
| US8327158B2 (en) * | 2006-11-01 | 2012-12-04 | Texas Instruments Incorporated | Hardware voting mechanism for arbitrating scaling of shared voltage domain, integrated circuits, processes and systems |
Family Cites Families (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US4484273A (en) * | 1982-09-03 | 1984-11-20 | Sequoia Systems, Inc. | Modular computer system |
| CA1275310C (en) * | 1985-11-26 | 1990-10-16 | Katuhisa Kubota | Master slave latch circuit |
| FR2627917A1 (fr) * | 1988-02-26 | 1989-09-01 | Radiotechnique Compelec | Element de memoire du type maitre-esclave et bascule pour diviseur de frequence par 2 comportant de tels elements de memoire |
-
1989
- 1989-03-13 JP JP1060204A patent/JP2569790B2/ja not_active Expired - Fee Related
-
1990
- 1990-03-09 US US07/491,014 patent/US4998027A/en not_active Expired - Lifetime
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| US4998027A (en) | 1991-03-05 |
| JP2569790B2 (ja) | 1997-01-08 |
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Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| LAPS | Cancellation because of no payment of annual fees |