JPH02306323A - 集積回路 - Google Patents
集積回路Info
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- JPH02306323A JPH02306323A JP2023508A JP2350890A JPH02306323A JP H02306323 A JPH02306323 A JP H02306323A JP 2023508 A JP2023508 A JP 2023508A JP 2350890 A JP2350890 A JP 2350890A JP H02306323 A JPH02306323 A JP H02306323A
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- JP
- Japan
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- clock
- output
- circuit
- driver
- control clock
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- 238000012545 processing Methods 0.000 description 18
- 238000012546 transfer Methods 0.000 description 11
- 238000000034 method Methods 0.000 description 8
- 239000000872 buffer Substances 0.000 description 7
- 230000003111 delayed effect Effects 0.000 description 5
- 238000010586 diagram Methods 0.000 description 4
- 239000003990 capacitor Substances 0.000 description 2
- 230000000630 rising effect Effects 0.000 description 2
- 239000003795 chemical substances by application Substances 0.000 description 1
- 230000000295 complement effect Effects 0.000 description 1
- 238000013481 data capture Methods 0.000 description 1
- 230000001934 delay Effects 0.000 description 1
- 238000011161 development Methods 0.000 description 1
- 230000000694 effects Effects 0.000 description 1
- 230000001360 synchronised effect Effects 0.000 description 1
Classifications
-
- H—ELECTRICITY
- H03—ELECTRONIC CIRCUITRY
- H03L—AUTOMATIC CONTROL, STARTING, SYNCHRONISATION OR STABILISATION OF GENERATORS OF ELECTRONIC OSCILLATIONS OR PULSES
- H03L7/00—Automatic control of frequency or phase; Synchronisation
Landscapes
- Logic Circuits (AREA)
- Dram (AREA)
- Semiconductor Integrated Circuits (AREA)
- Pulse Circuits (AREA)
Abstract
(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。
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〕
本発明は集積回路に関し、特にクロック信号に同期して
各種の内部回路が動作する大規模集積回路(LSI)に
関する。
各種の内部回路が動作する大規模集積回路(LSI)に
関する。
最近のプロセス技術の発達に伴いマイクロプロセッサ等
のLSIは高速化、高集積化がなされ30〜50MHz
の高速動作をする製品も開発されている。
のLSIは高速化、高集積化がなされ30〜50MHz
の高速動作をする製品も開発されている。
この様な高速LSIを実現する上の問題点の1つとして
、出力端子(ピン)の遅延がある。すなわち、LSI内
部のスピードは、LSIの高速化のための素子のシュリ
ンクによって、遅延に影響を与える内部キャパシタも同
様に縮小されるため、同様にスケーリングされ高速化す
る。しかし、外部とのインタフェースをとる出力端子(
ビン)は外部容量が減らないため高速化が難1〜いとい
う問題がある。
、出力端子(ピン)の遅延がある。すなわち、LSI内
部のスピードは、LSIの高速化のための素子のシュリ
ンクによって、遅延に影響を与える内部キャパシタも同
様に縮小されるため、同様にスケーリングされ高速化す
る。しかし、外部とのインタフェースをとる出力端子(
ビン)は外部容量が減らないため高速化が難1〜いとい
う問題がある。
従来この種の問題は次の2つの手法で対処されている。
第1の手法は、出力端子をドライブする出力バッファの
トランジスタのサイズを大きくすることによってドライ
ブ能力を上げ高速化する手法である。第2の手法は動作
用クロックを供給するクロックドライバのトランジスタ
サイズを太キくしドライブ能力を上げ高速化する手法で
ある。
トランジスタのサイズを大きくすることによってドライ
ブ能力を上げ高速化する手法である。第2の手法は動作
用クロックを供給するクロックドライバのトランジスタ
サイズを太キくしドライブ能力を上げ高速化する手法で
ある。
上述した第1の手法では、出力バッファのドライブ能力
を上げたために出力バッファのスイッチング時に大電流
が流れる。その結果、電源グランドにノイズを発生し却
って遅れる場合もある。
を上げたために出力バッファのスイッチング時に大電流
が流れる。その結果、電源グランドにノイズを発生し却
って遅れる場合もある。
従って、トランジスタサイズを大きくするにも限界が生
じてくる。第2の手法では、クロックドライバを大きく
することによって高速することができるが、大きくなる
に従ってドライバ自身のキャパシタが大きくなりやはり
高速化に限界が生じる。
じてくる。第2の手法では、クロックドライバを大きく
することによって高速することができるが、大きくなる
に従ってドライバ自身のキャパシタが大きくなりやはり
高速化に限界が生じる。
本発明の目的は、外部とのインターフェイスのための出
力端子で遅延をより小さくした集積回路を提供すること
にある。
力端子で遅延をより小さくした集積回路を提供すること
にある。
本発明による集積回路は、クロック信号を受ける第1の
クロックドライバと、このドライバの出力を受けるよう
い接続された第2のクロックドライバとを有し、出力端
子を駆動する出力回路に対して、上記第1のクロックド
ライバの出力を制御クロックとして供給し、上記第2の
クロックドライバの出力を内部回路の制御クロックして
内部回路に供給することを特徴とする。
クロックドライバと、このドライバの出力を受けるよう
い接続された第2のクロックドライバとを有し、出力端
子を駆動する出力回路に対して、上記第1のクロックド
ライバの出力を制御クロックとして供給し、上記第2の
クロックドライバの出力を内部回路の制御クロックして
内部回路に供給することを特徴とする。
すなわち、本発明では、内部回路用クロックよりも位相
が進んだクロック(つまり、先取りクロック)で出力回
路を制御しているので、出力端子の外部容量が大きくて
もLSI全体としてみた動作スピードは内部回路と同等
にすることができる。
が進んだクロック(つまり、先取りクロック)で出力回
路を制御しているので、出力端子の外部容量が大きくて
もLSI全体としてみた動作スピードは内部回路と同等
にすることができる。
次に、本発明について図面を参照して説明する。
第1図は本発明の一実施例によるLSI100のブロッ
ク図である。■はクロック入力端子であり、本Ls11
00へのシステムクロックCL Kが外部から入力され
る。2はシステムクロックCLKに対する入カバッファ
兼第1のクロックドライバである。このドライバ2の出
カフは第2のクロックドライバ3に供給されるとともに
出力回路4に供給される。出力回路4は、データ処理回
路として示された内部回路5からの出力すべきデータ信
号9を受け、ドライバ2からの制御クロック7に同期し
て出力端子(ビン)6を駆動し、外部に出力データ信号
り。LITを与える。クロックドライバ3の出力8は内
部回路制御用クロックとしてデータ処理回路5に供給さ
れ、同回路5はクロック8に同期して所定のデータ処理
を実行し、出力すべきデータ信号9を出力回路4に供給
する。
ク図である。■はクロック入力端子であり、本Ls11
00へのシステムクロックCL Kが外部から入力され
る。2はシステムクロックCLKに対する入カバッファ
兼第1のクロックドライバである。このドライバ2の出
カフは第2のクロックドライバ3に供給されるとともに
出力回路4に供給される。出力回路4は、データ処理回
路として示された内部回路5からの出力すべきデータ信
号9を受け、ドライバ2からの制御クロック7に同期し
て出力端子(ビン)6を駆動し、外部に出力データ信号
り。LITを与える。クロックドライバ3の出力8は内
部回路制御用クロックとしてデータ処理回路5に供給さ
れ、同回路5はクロック8に同期して所定のデータ処理
を実行し、出力すべきデータ信号9を出力回路4に供給
する。
このように、クロック入力端子lに供給されるシステム
クロックCLKをもとに、出力回路4に対しては第1の
クロックドライバ2の出力を制御クロック7として供給
し、内部回路5に対しては出力回路制御クロック7を受
ける第2のクロックドライバ3の出力を制御回路8とし
て供給している。出力回路制御クロック7の位相はそれ
故第2図に示すように内部回路制御用クロック8の位相
よりも進んだものとなる。したがって、クロック8を用
いて出力回路4を制御する場合よりも速く出力回路4は
出力端子6を駆動することになり、出力端子6での外部
容量が大きくても、出力端子6の駆動はデータ処理装置
5が出力すべき信号9を有効レベルに保持している期間
のうちに完了する。これは、データ処理装置5の動作ス
ピードの高速化に合わせて出力端子6の駆動スピードも
高速化されたことになることを意味している。
クロックCLKをもとに、出力回路4に対しては第1の
クロックドライバ2の出力を制御クロック7として供給
し、内部回路5に対しては出力回路制御クロック7を受
ける第2のクロックドライバ3の出力を制御回路8とし
て供給している。出力回路制御クロック7の位相はそれ
故第2図に示すように内部回路制御用クロック8の位相
よりも進んだものとなる。したがって、クロック8を用
いて出力回路4を制御する場合よりも速く出力回路4は
出力端子6を駆動することになり、出力端子6での外部
容量が大きくても、出力端子6の駆動はデータ処理装置
5が出力すべき信号9を有効レベルに保持している期間
のうちに完了する。これは、データ処理装置5の動作ス
ピードの高速化に合わせて出力端子6の駆動スピードも
高速化されたことになることを意味している。
第3図を参照すると、出力回路4は、二つのトランスフ
ァゲート40,41、三つのインバータ42−44、出
力ドライバ45およびANDケート46を有している。
ァゲート40,41、三つのインバータ42−44、出
力ドライバ45およびANDケート46を有している。
トランスファゲート41およびインバータ42.43は
出力すべきデータのラッチ回路を構成し、トランスファ
ゲート40はデータ取り込み制御ゲートとして、そのラ
ッチ回路と出力すべきデータ信号9の入力点との間に接
続されている。トランスファゲート40.41の開閉は
ANDゲート46およびインバータ44によって互いに
補元の関係で制御される。ANDケート46の一方の入
力には第1のクロックドライバ2からのクロック信号7
が供給され、他方の入力には第1図には示していないが
、データ処理装置5が発生する信号であって出力回路4
を選択するための選択信号10が供給されている。
出力すべきデータのラッチ回路を構成し、トランスファ
ゲート40はデータ取り込み制御ゲートとして、そのラ
ッチ回路と出力すべきデータ信号9の入力点との間に接
続されている。トランスファゲート40.41の開閉は
ANDゲート46およびインバータ44によって互いに
補元の関係で制御される。ANDケート46の一方の入
力には第1のクロックドライバ2からのクロック信号7
が供給され、他方の入力には第1図には示していないが
、データ処理装置5が発生する信号であって出力回路4
を選択するための選択信号10が供給されている。
次に、第4図も参照して出力端子6へのデータ出力時の
動作を説明する。データ処理回路5は第2のクロックド
ライバ3からのクロック8を受けるが、このクロック8
をもとにこのクロック8とは位相が180°異なる第2
のクロック8′を内部で作成し、これら二つのクロック
8,8′に同期して動作している。データ処理回路5は
動作の過程で出力端子6にデータを出力する必要が生じ
ると、第4図のように2相目のクロック8′の立上りに
同期して出力すべきデータ信号9を出力回路4に供給す
るとともに出力回路選択信号10を発生する。出力すべ
きデータ信号9は次の2相目のクロック8′の立上りま
で有効な値に保持され、選択信号10は同党−Fりで停
止される。ANDゲート46は選択信号IOと第1クロ
ツクトライバ2からのクロック信号7を受けているので
、第4図のようにクロック信号7に同期してその出力I
nハイレベルとする。この結果、トランスフアゲ−1−
40,41はそれぞれオン、オフとなり、出力すべきデ
ータ信号9はトランスフアゲ−)・40、インバータ4
2.43を介して出力ドライバ45に転送される。なお
、信号11のハイ1ノベルへの反転タイミングに対し出
力端子6のレベル変化開始タイミングが遅れているのは
ケート40、インバータ42,43、ドライバ45の遅
延のためである。出力ドライバ45は信号9の値に応じ
て出力端子6を駆動する。出力端子6の負荷容量は比較
的大きいため、出力端子6のデータ信り9にもとづいて
レベル変化スピードは第4図のように比較的遅い。しか
しながら、出力ドライバ45は先取りクロック7に同期
I−て出力端子6を駆動し始めていたため、第4図に示
すようにデータ処理回路5を高速化して出力すべきデー
タ信号9が有効値に保持されている期間のをさらに短か
くしても、出力端子6の駆動同期間内に完了する。一方
、従来のように第2りOツクドライバ3からのクロック
信号8を出力回路制御クロックとして用いると、AND
ゲート46の出力11は第4図の点線のようにクロック
8に同期してノ・イレベルとなる。このため、ドライバ
45による出力端子6の駆動開始が遅れる。その結果、
データ処理回路5の動作速度な上げてデータ信号9が有
効値に保持されている期間を短がくすると、出力回路4
による出力端子6の駆動が同期間内に完了しなくなる。
動作を説明する。データ処理回路5は第2のクロックド
ライバ3からのクロック8を受けるが、このクロック8
をもとにこのクロック8とは位相が180°異なる第2
のクロック8′を内部で作成し、これら二つのクロック
8,8′に同期して動作している。データ処理回路5は
動作の過程で出力端子6にデータを出力する必要が生じ
ると、第4図のように2相目のクロック8′の立上りに
同期して出力すべきデータ信号9を出力回路4に供給す
るとともに出力回路選択信号10を発生する。出力すべ
きデータ信号9は次の2相目のクロック8′の立上りま
で有効な値に保持され、選択信号10は同党−Fりで停
止される。ANDゲート46は選択信号IOと第1クロ
ツクトライバ2からのクロック信号7を受けているので
、第4図のようにクロック信号7に同期してその出力I
nハイレベルとする。この結果、トランスフアゲ−1−
40,41はそれぞれオン、オフとなり、出力すべきデ
ータ信号9はトランスフアゲ−)・40、インバータ4
2.43を介して出力ドライバ45に転送される。なお
、信号11のハイ1ノベルへの反転タイミングに対し出
力端子6のレベル変化開始タイミングが遅れているのは
ケート40、インバータ42,43、ドライバ45の遅
延のためである。出力ドライバ45は信号9の値に応じ
て出力端子6を駆動する。出力端子6の負荷容量は比較
的大きいため、出力端子6のデータ信り9にもとづいて
レベル変化スピードは第4図のように比較的遅い。しか
しながら、出力ドライバ45は先取りクロック7に同期
I−て出力端子6を駆動し始めていたため、第4図に示
すようにデータ処理回路5を高速化して出力すべきデー
タ信号9が有効値に保持されている期間のをさらに短か
くしても、出力端子6の駆動同期間内に完了する。一方
、従来のように第2りOツクドライバ3からのクロック
信号8を出力回路制御クロックとして用いると、AND
ゲート46の出力11は第4図の点線のようにクロック
8に同期してノ・イレベルとなる。このため、ドライバ
45による出力端子6の駆動開始が遅れる。その結果、
データ処理回路5の動作速度な上げてデータ信号9が有
効値に保持されている期間を短がくすると、出力回路4
による出力端子6の駆動が同期間内に完了しなくなる。
すなわち、データ処理回路5の高速化が制限される。か
く1−で、本発明に従って先取りクロック7で出力回路
4を制御することにより、出力端子6の負荷容量に制限
を受けずLSI100の高速化が実現される。
く1−で、本発明に従って先取りクロック7で出力回路
4を制御することにより、出力端子6の負荷容量に制限
を受けずLSI100の高速化が実現される。
第5図に本発明の他の実施例によるLSI200を示す
。第1図と同一構成部は同一番号で示してその説明を省
略する。本実施例では、第3のクロックドライバ50が
設けられており、第2のクロックドライバ20からのク
ロック信号8を受けている。このドライバ50の出力ク
ロック51は、入力端子55に外部から供給されるデー
タ信号DINを取り込むための入力回路52に制御クロ
ックとして供給される。入力回路52の出力53はデー
タ処理回路5に転送される。
。第1図と同一構成部は同一番号で示してその説明を省
略する。本実施例では、第3のクロックドライバ50が
設けられており、第2のクロックドライバ20からのク
ロック信号8を受けている。このドライバ50の出力ク
ロック51は、入力端子55に外部から供給されるデー
タ信号DINを取り込むための入力回路52に制御クロ
ックとして供給される。入力回路52の出力53はデー
タ処理回路5に転送される。
入力回路52は、第6図に示すJ:うに、入力バッファ
520、二つのl・ランスフアゲ−1−521。
520、二つのl・ランスフアゲ−1−521。
522、三つのインバータ52 :l−525、および
ANDゲート526を有し、図示のように接続されてい
る。ANDゲート526には第3のクロックドライバ5
0からのクロック51とデータ処理回路5から発生され
る入力回路選択信号527が供給される。
ANDゲート526を有し、図示のように接続されてい
る。ANDゲート526には第3のクロックドライバ5
0からのクロック51とデータ処理回路5から発生され
る入力回路選択信号527が供給される。
入力回路制御用クロック51は第3のクロックドライバ
50が発生するから、その位相は第7図のようにデータ
処理回路50制御用クロツク8よりも遅れたものとなる
。今、データ処理回路5がその処理の過程で入力端子5
5−・のデータDINを取り込む必要が生じたとき、前
述の2層目クロック8′に同期して選択信号527を発
生する。ANDゲート527はその出力528は入力回
路制御用クロック51に同期1−てハイレベルにする。
50が発生するから、その位相は第7図のようにデータ
処理回路50制御用クロツク8よりも遅れたものとなる
。今、データ処理回路5がその処理の過程で入力端子5
5−・のデータDINを取り込む必要が生じたとき、前
述の2層目クロック8′に同期して選択信号527を発
生する。ANDゲート527はその出力528は入力回
路制御用クロック51に同期1−てハイレベルにする。
この結果、トランスファゲート521が開く、入力デー
タDINは端子55、入力バッファ520、インバータ
523,524に転送される。かくして、入力回路52
の出力53は、入力データDINに応じてこの値が変化
する。なお、ANDゲート526の出力528のハイレ
ベルの変化タイミングに対して出力53の変化タイミン
グが遅れているのはトランスファゲート521、インバ
ータ523.524の遅延のためである。クロック51
のロウレベルの変化によりトランスファゲート521は
閉じ、インバータ523,524およびトランスファゲ
ート522でなるラッチ回路は取り込んだ入力データの
値を保持し、有効値として回路5に転送する。ここで、
第2のクロックドライバ20からのクロック8を制御ク
ロックとしてANDゲート526に供給すると、AND
ゲート526の出力528および出力53の有効タイミ
ングは第7図の点線のようになる。すなわち、本実施例
の方が入力回路52の出力53が有効値となるタイミン
グはα時間だけ遅れることになる。
タDINは端子55、入力バッファ520、インバータ
523,524に転送される。かくして、入力回路52
の出力53は、入力データDINに応じてこの値が変化
する。なお、ANDゲート526の出力528のハイレ
ベルの変化タイミングに対して出力53の変化タイミン
グが遅れているのはトランスファゲート521、インバ
ータ523.524の遅延のためである。クロック51
のロウレベルの変化によりトランスファゲート521は
閉じ、インバータ523,524およびトランスファゲ
ート522でなるラッチ回路は取り込んだ入力データの
値を保持し、有効値として回路5に転送する。ここで、
第2のクロックドライバ20からのクロック8を制御ク
ロックとしてANDゲート526に供給すると、AND
ゲート526の出力528および出力53の有効タイミ
ングは第7図の点線のようになる。すなわち、本実施例
の方が入力回路52の出力53が有効値となるタイミン
グはα時間だけ遅れることになる。
換言すれば、入力データDINをLSI200に供給す
る外部装置のデータセットアツプ時間がα時間遅れても
LSI200は取り込むべきデータD!、を確実に取り
込むことができる。データセットアツプ時間がα時間改
善できる。かくして、データ処理回路5の高速化がデー
タセットアツプ時間の遅れによって制限させることが改
善できる。
る外部装置のデータセットアツプ時間がα時間遅れても
LSI200は取り込むべきデータD!、を確実に取り
込むことができる。データセットアツプ時間がα時間改
善できる。かくして、データ処理回路5の高速化がデー
タセットアツプ時間の遅れによって制限させることが改
善できる。
以上のとおり、本発明は出力回路制御クロックを内部回
路制御クロックに対し先取りしているので、出力端子へ
のデータ出力の遅延が小さくなり、結果的にLSI全体
の動作スピードを高速化することが可能となる。
路制御クロックに対し先取りしているので、出力端子へ
のデータ出力の遅延が小さくなり、結果的にLSI全体
の動作スピードを高速化することが可能となる。
第1図は本発明の一実施例を示すブロック図、第2図は
第1図で示した二つのクロック7.80位相関係を示す
タイミングチャート、第3図は第1図の出力回路の回路
図、第4図はデータ出力時のタイミングチャート、第5
図は本発明の他の実施例を示すブロック図、第6図は第
5図の入力回路の回路図、第7図はデータ入力時のタイ
ミングチャートである。 代理人 弁理士 内 原 音 第4肥 第6間 第7履
第1図で示した二つのクロック7.80位相関係を示す
タイミングチャート、第3図は第1図の出力回路の回路
図、第4図はデータ出力時のタイミングチャート、第5
図は本発明の他の実施例を示すブロック図、第6図は第
5図の入力回路の回路図、第7図はデータ入力時のタイ
ミングチャートである。 代理人 弁理士 内 原 音 第4肥 第6間 第7履
Claims (1)
- クロック信号を受ける第1のクロックドライバと、この
クロックドライバの出力を受けるよう接続された第2の
クロックドライバとを有し、出力端子を駆動する出力回
路に対し前記第1のクロックドライバの出力を制御用ク
ロックとして供給し、前記第2のクロックドライバの出
力を内部回路に制御用クロックとして供給したことを特
徴とする集積回路。
Applications Claiming Priority (2)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP1-24855 | 1989-02-03 | ||
| JP2485589 | 1989-02-03 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH02306323A true JPH02306323A (ja) | 1990-12-19 |
| JP2684806B2 JP2684806B2 (ja) | 1997-12-03 |
Family
ID=12149830
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP2023508A Expired - Fee Related JP2684806B2 (ja) | 1989-02-03 | 1990-01-31 | 集積回路 |
Country Status (2)
| Country | Link |
|---|---|
| US (1) | US5111063A (ja) |
| JP (1) | JP2684806B2 (ja) |
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
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| JPH0798616A (ja) * | 1993-09-24 | 1995-04-11 | Nec Corp | クロック信号分配回路 |
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| US5796673A (en) * | 1994-10-06 | 1998-08-18 | Mosaid Technologies Incorporated | Delay locked loop implementation in a synchronous dynamic random access memory |
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