JPS6027232A - 超電導カウンタ回路 - Google Patents

超電導カウンタ回路

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JPS6027232A
JPS6027232A JP13513383A JP13513383A JPS6027232A JP S6027232 A JPS6027232 A JP S6027232A JP 13513383 A JP13513383 A JP 13513383A JP 13513383 A JP13513383 A JP 13513383A JP S6027232 A JPS6027232 A JP S6027232A
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Yutaka Harada
豊 原田
Yuji Hatano
雄治 波多野
Kunio Yamashita
山下 邦男
Nobuo Kodera
川辺 潮
Ushio Kawabe
小寺 信夫
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Agency of Industrial Science and Technology
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    • H—ELECTRICITY
    • H03—ELECTRONIC CIRCUITRY
    • H03K—PULSE TECHNIQUE
    • H03K23/00—Pulse counters comprising counting chains; Frequency dividers comprising counting chains
    • H03K23/76—Pulse counters comprising counting chains; Frequency dividers comprising counting chains using magnetic cores or ferro-electric capacitors
    • H03K23/763—Pulse counters comprising counting chains; Frequency dividers comprising counting chains using magnetic cores or ferro-electric capacitors using superconductive devices

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Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 〔発明の利用分野〕 本発明は超電導素子で特にジョセフソン素子を使った論
理システムに係る。
〔従来技術〕
ジョセフソン素子は超高速でスイッチするため高速のカ
ウンタ回路を構成できる。従来技術に也るカウンタ回路
は文献(1)に記載されている。
(1)H,C,Jones ”8ELF−ACTIVA
TINGTOGGLE# IBM、TDB、Vol 2
3A9□(1981) 4346〜4347文献(1)
には交流電源駆動回路によるマスタースレーブ7リツプ
フロツプを使った1ビツトのバイナリカウンタ回路が記
載されている。一般に半導体の様な直流電源で駆動され
る回路では1ビツトのバイナリカウンタの出力を次段の
バイナリカウンタのマスタースレーブフリップフロップ
のトリガー人力に接続すれば多ピットのバイナリカウン
タを構成できる。しかし交流電源で駆動されるジョセフ
ソン回路では交流電源がクロックの役目をしているため
、多ビットのバイナリカウンタの各段に同じクロックが
供給されていることになシ、半導体の場合の様に単純に
直列接続しても正常な動作は行なわない。すなわち文献
(1)に記載されている従来技術では多ビットのバイナ
リカウンタを構成できない。
〔発明の目的〕
本発明はジョセフソン素子を使った多ビットのバイナリ
カウンタ回路を提供することにある。
〔発明の概要〕
本発明の特徴は、マスタースレーブフリップフロップを
使ったカウンタ回路の各ビットの論理の構成法にある。
よシ具体的にはデータ入力とタイミング入力端子と相補
出力端子を備えたマスタースレーブフリップフロップと
、交流電源駆動論理回路で構成され、該マスタースレー
ブ7リツプフロツプの出力信号と該交流電源駆動回路と
で論理信号を構成し、該マスタースレーブフリップフロ
ップのデータ入力信号をタイミング入力信号とすること
を特徴とする。
〔発明の実施例〕
以下本発明を実施例を使って説明する。第1a図はクロ
ッ?の役目をする正負2極性の交流電圧図と同様活性時
間と不活性時間とに分けられる。
本発明で使う論理回路の構造は文献(2〕に詳しく記載
されている。
(2)Anacber et al ”’ Josep
hsonC1rcuit ’l’echnology”
IBM R,&DVOI 24A2 (1980) 第2a図は本発明で使う2人力OR回路である。
この回路は磁束結合量子干渉回路105に電源線103
からバイアス抵抗102を介してバイアス電流を供給し
、コントロール線101のどれかに電流が流れると磁束
結合量子干渉回路が電圧状態になシ、出力104にバイ
アス電流が流れ出す構造である。第2b図に2人力OR
回路のシンボル100が示される。第3a図は本発明で
使う2人力AND回路である。この回路は2個の磁束結
合量子干渉回路105a、105bと2個のバイアス抵
抗102a、102bと、2個の抵抗106a。
106bと1個の電流注入量子干渉回路110より構成
されており、2個の磁束結合量子干渉回路105a、1
05bの両方とも電圧状態になった時のみ電流注入量子
干渉回路110が電圧状態にkる構造である。第3b図
には2人力AND回路のシンボル150が示される。信
号は第3C図に示す伝送線181で伝送され、終端は終
端抵抗180を介して接地される。終端抵抗は第3d図
に示す黒点180をシンボルとして表わす。第4a図は
本発明で使うマスタースレーブフリップフロFFのデー
タを他の回路に送シ出す役目をしている。マスターFF
は磁束結合量子干渉回路とインダクタ212で構成した
超電導ループ210よ構成る。超電導ループにはデータ
線215、抵抗213を介して信号電流が供給される。
インダクタ212には共振をおさえるためダンピング抵
抗211が並列に接続されている。超電導ループ210
の永久電流がデータに相当し、磁束結合量子干渉回路1
05のコントロール線101に電流を流してこのデータ
をリセットする。スレーブフリップフロップ220はい
わゆるSe l f Q a tAND (以下5GA
)回路である。SGA回路はマスターFFの相補出力を
出力端子221.222に出力する。第4b図はMSF
Fのシンボル200を示す。
以下に本発明の第1の実施例を説明する。まず第1表に
16進バイナリカウンタの状態を示す。
第1表 第1の第1の実施例は状態が1″の時にのみデータ’t
MsFFにセットする形のバイナリカウンタである。す
なわち1ビツトは前の1ビツト目の状態が6ONの時に
マスターFF全セットする。
2ビット目、3ビット目、4ビツト目の”1”!にセッ
トする条件はそれぞれ第5a図、第5b図。
第6b図のカルノー図に示される。すなわち各ピットの
61″をセットする条件D2.D3.D4は D2:XX01+XX10 D3.=X10X+XlX0+X011D 4 = 1
0XX+lX0X+I XXO+D111×無関係 である。第6図に本発明による16進バイナリカウンタ
の回路例である。この回路例は4個のMSFB’200
a、200b、200c、200dと10個の2人力O
R回路100a、100b。
100c、100d、100e、100f。
100g、10011,100に、100Lと8個の2
人力AND回路150b、150c、150d。
150f、150g5GA回路はマスターFFのに16
進バイナリカウンタの状態金示す。第1の実施例は状態
が”1”の時にのみデータをM8FIi’にセットする
形のバイナリカウンタである。すなわち1ピツトは前の
1ビツト目の状態が@0#の時にマスターFF全セット
する。2ビツト、3ビット目、4ビツト目の′1#をセ
ットする条件は第1b表のカルノー図に示されるすなわ
ち各ビット伽′″1″をセットする条件D2.D3.D
4はD2=XXO1+xxiO D3=X10X+XlX0+X011 D4= 10XX+lX0X+lXX0+D111×・
・・無関係 である。第5図は本発明による16進バイナリカウンタ
の回路例である。この回路例は4個のMSFF200 
a、200 b、200c、200dと10個の2人力
OR回路100a、100b。
100c、100d、100e、100f。
1oog、10oh、100に、100Lと8個の2人
力AND回路150 b、 150c、 150d。
150f、150g、150h、150に、150Lよ
シ構成されている。この回路では各MSFF200a、
200b、200c、200dの相補出力の論理和信号
全2人力OR回路xooa。
100b、100c、10Qdで作シ、それを各科のM
 S F Fのタイミング入力としている。そのためこ
のバイナリカウンタでは交流電圧の活性時間の初期にマ
スターFFはリセットされる。その後組合せ論理回路に
より第1b表の条件に従ってデータがマスターFFにセ
ットされる。この回路構成であれば第1表の状態をくり
かえす16進パイナリカワンタの動作をさせることがで
きる。
第 2 表 ット目、3ビット目、4ビット目の11”をセットする
条件は D2=XXOO+XX11 D3=XIX1+X11X→−xoo。
D4=IXX1+IXIX+11XX+000である。
16進減算力ワンタの回路構成は第8図に示される。こ
の回路は4個のMSFF200a。
200b、200c、200dと10個の2人力OR回
路100a、100b、100c、100d。
100e、100f、100g、100h、100K1
00Lと8個の2人力AND回路150b。
150e、150d、150f、150g、150h1
50に、150Lよυ構成される。回路動作は第5図に
示す16進バイナリカウンタと同様である。
次に10進カウンタを実現した本発明の第3の実施例を
説明する。第31表に10進カウンタの状態會示す。
第 3 表 1O進カウンタは状態がooooがら始め1ooiFF
を″1″にセットする。2ビット目、3ビット目、4ビ
ツト目の″’i’2セットする条件は第9a図、第9b
図、第9c図に示すカルノー図に示される。すなわち各
ビットの@i″’iセットする条件D2.D3.D4は D2=OXO1+XXQI D3= X10X+XlX0+X011D4= lXX
0+X111 である。この条件で動作する回路を第5図、第6図と同
様に構成できることは明らかである。
ンタの状態で、状態が@0”→″′IN又は″1#→″
0”に変化する時にのみタイミング信号が発生する様に
すれば16進バイナリカウンタ回路を構成できる。
第 4 表 すなわち1ビツト目は常に状態が変わるのでタイミング
とデータは ’l’1=XXXl+XXX0 1) 1 = T @Q1 とすれば艮い。2ビツト目のタイミングは1ビツト目が
′1”の時に発生し、その時データを反転させればよい
から ’l’2=XXXI D2=T−0,2 となる。1司様に3ビット目、4ビツト目のタイミング
とデータは各々 T3=XX11 p 4. : T 3・Q3 T4=X111 p 4 =’ra・Q4 の2人力OR回路100a、100b、100e。
5個の2人力AND回路150P、150Q、。
ることは明らかである。
〔発明の効果〕
本発明によれば超高速で動作するジョセ7ンン素子を使
った多段のバイナリカウンタを構成でき、計算機システ
ムの制御系の高速化に効果がある。
【図面の簡単な説明】
第1a図、第1b図は交流電源波形、第2a図。 4b図は同じ<M87リツプ70ツブ回路、第5a図、
第5b図、第5C図は本発明の第1の実施θ 例による16進バイナリカウンタの状態図、第\の実施
例による16進減算カウンタの状態図、第8図は本発明
の第2の実施例の16進減算カウンタ回路図、第9a図
、第9b図、第9c図は本発明の第3の実施例による1
0進カウンタの状態、第10図は16進バイナリカウン
タ他の実施例の回路図である。 105・・・磁束結合量子干渉回路、110・・・電流
性−フリップフロップ回路。 特許出願人 工業技術院長 川 1)裕 部 第1み図 ′″IFJ−1b 図 ゛ / 第 ? 入 口 T311 第3b図 1θ3 第3C口 第3a図 ° 第 5 人 図 Zb;t D3=XlOX+X1xDtX011 %4b図 D4=+axx+ +xoxす1xメo+b% 6 図 χ ’? 0−121 Zbit oz=oxonxx+。 3b;[ ¥J?C図 bit D4)IXXD +XIII 第 1ρ 日

Claims (1)

  1. 【特許請求の範囲】 1、 ジョセフソン素子で構成され、データ入力とタイ
    ミング入力端子と相補出力端子を備えたマスタースレー
    ブフリップフロップと、交流電源駆動論理回路で構成さ
    れ、該マスタースレーブフリップ70ツブの出力信号と
    該交流電源駆動回路とで論理信号を構成し、該マスター
    スレーブフリップフロップのデータ入力信号をタイミン
    グ入力信号とすることを特徴とする超電導カウンタ回路
    。 2、特許請求第1項の超電導カウンタ回路において、マ
    スタースレーブフリップフロップの相補出力の論理和を
    該マスタースレーブフリップフロップのタイミング入力
    信号とし、該超電導カウンタ回路の状態が′″1”にな
    るべき時だけ信号を発生する論理信号を該交流電源駆動
    回路で構成し、その論理信号を該マスタースレーブフリ
    ップフロップのデータ入力信号とすることを特徴とする
    超電導カウンタ回路。 3、特許請求第1項の超電導カウンタ回路において、状
    態の変わる時だけ信号を発生する論理信号を該交流電源
    駆動回路で構成して該マスタースレーブフリップフロッ
    プのタイミング入力信号とし、該タイミング信号と該マ
    スタースレーブフリップフロップの否定出力との論理積
    を該マスタースレーブフリップフロップのデータ入力信
    号とすることを特徴とする超電導カウンタ回路。
JP13513383A 1983-07-26 1983-07-26 超電導カウンタ回路 Granted JPS6027232A (ja)

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JPH0438166B2 JPH0438166B2 (ja) 1992-06-23

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