JPS6079457A - バススイツチ回路 - Google Patents

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〕 本発明は論理回路に係り、特にプリチャージ方式で動作
するバスに適用するのに好適な高速のスイッチ回路方式
に関する。

〔発明の背景〕

演算器の性能を集積度によって向上させようとした場合
、第１図に示すように複数の演算器を設定し、それを同
時に動作させて並列処理を行なう。

この並列処理動作中は、演算器ＡｌＯ３はレジスタＡｌ
Ｏ４内のデータをバス１全通して、演算器Ｂ１０６ｔよ
レジスタＢ１０７内のデータ全バス３′ｆ：通して受取
り、それぞれ独自に演算を行なう。そのため、２つのバ
スｌ及び３を結ぶバススイッチ２はＯＦＦ状態としてお
く。一方、レジスタＡｌＯ４内のデータを演算器Ｂ１０
６で、るるいはレジスタＢ１０７内のデータを演算器Ａ
ｌＯ３で処理しようとする場合は、バススイッチ２をＯ
Ｎ状態とし、バス１と３を連結させてデータの通信を行
なう必要がある。このような状況は演算器ＡｌＯ３と演
算器Ｂ１０６の機能が異なる場合には多々生ずる。

性能向上のためには、バスでのデータ通信の高速化が必
要である。これを高速化するためには、データ通信を行
なう前にバスｅＨレベルにしておき、データ通信はＨレ
ベルの保持めるいはＬレベルの遷移のみで処理するプリ
チャージ方式が有効である。プリチャージ方式の概要を
第２，３図ケ用いて説明する。２１２はバス、２１１は
ブリチヤージ用Ｐチャネルトランジスタである。Ｎチャ
ネルトランジスタ２１３，２１６，２１７及びインバー
タ２１４，２１５より構成される回路は一般的な１ビッ
ト分のレジスタを表わしている。プリチャージ用Ｐチャ
ネルトランジスタ２１１のゲートに入力される制御信号
２０８がＬの期間（ｔＩＰ　＋　ｔ２ｐ　ｌ　ｔ３ｐ・
・・・・・）このトランジスタはＯＮし、バス２１２は
電源と接続されてＨレベルとなる（プリチャージ）。一
方、バス上のデータの入力制御を行なう制御信号２０９
、データ出力の制御を行なう制御信号２１０等は、それ
ら動作を行なわないような状態（第２図の場合にはＬレ
ベル）を設定する。制御信号２０８がＨレベルへと遷移
するとトランジスタ２１１はＯＦＦ状態となり、プリチ
ャージを終了する。しかし、バス２１２はフローティン
グ状態となるのでＨレベルを保持する。データの転送は
、ｔＩｔ　＊　ｔ２１・・・・・・の期間でそれぞれ行
なわれる。バス上データの入力は、制御信号２０９がＨ
レベルからＬレベルへ遷移するタイミングで取込まれる
。一方、データの出力はバスと接地との間に直列に接続
された２つのＮチャネルＭＯ８２１６，２１７にょシ行
なわれる。制御信号２１０がＨレベルとなるとトランジ
スタ２１７はＯＮ状態となシ、データ転送を開始する。

トランジスタ２１６のゲート入力がＬレベルの場合は、
バスは接地されないのでＨレベルを保持し、バスはＨレ
ベルを転送したことになる。

一方、ゲート入力がＨレベルの場合、バスは接地されＬ
レベルへと遷移し、Ｌレベルを転送する。

データ通信の速度は、このＨレベルからＬレベルへの遷
移時間で決まる。

前述のようにして構成されたプリチャージ方式のバス２
１２を複数本設定し、第１図のバス１゜３のようにバス
スイッチ２′にはさんで連結する場合、従来のバススイ
ッチとしては第４図に示す。

１つのＮチャネルトランジスタ３１８を用いていた。２
つのバス１，３を連結させる場合には、制御信号３１７
をＨレベルとしてトランジスタをＯＮさせるのである。

ところが、このバススイッチは動作時間の面で問題があ
る。第５図に示すように、バス１．３はそれぞれ容量成
分４２０，４２１ｔ−有している。

プリチャージの期間は、これら容量に電荷を蓄え、Ｈレ
ベルとする。今、バス１側の値をバス３側に転送する場
合を考える。バス上のデータ転送速度は、前述したよう
にＬレベルの転送時間で決まるためデータ出力用のトラ
ンジスタ４１６のゲート入力がＨレベルの場合を考える
。バススイッチがＯＦＦ　（制御信号４１７がＬレベル
）している場合は、バス１の容量４２０に蓄えられた電
荷をトランジスタ４１０，４１６’ｉ通してディスチャ
ージすることにより、Ｌレベルの転送は終了する。

ところが、バススイッチがＯＮ（制御信号４１７がＨレ
ベル）している場合には、バス３の容量４２１に蓄えら
れた電荷もディスチャージする必要がある。ところが、
この電荷のディスチャージは、トランジスタ４１８，４
１０，４１６を通して行なわれる。トランジスタはＯＮ
状態になった場合でもにΩ単位の抵抗を有するため、そ
の時定数により、バス３のＬレベルへの遷移は多くの時
間を有してしまい、データ転送を高速化できないという
欠点があった。

〔発明の目的〕

本発明の目的は、プリチャージ方式を導入したバス間を
結ぶ畠速なバススイッチ回路を提供することにある。

〔発明の概要〕

２つのバス間を結ぶバスト２ンジスタがＯＮしている期
間のみ、そのバス相互間で正帰還がかかるように制御す
る回路を挿入することによシ、高速化を可能とした。

〔発明の実施例〕 以下、本発明の一実施例を第６図によシ説明する。

プリチャージ方式のバス１．３’ｉＮチヤネルのパスト
ランジスタ５１７で連結させた栴造は従来と同じである
。この回路に、Ｎチャネルトランジスタ５２２〜５２５
及び、インバータ５２６゜５２７全付加し、パストラン
ジスタ５１８がＯＮした期間のみバス相互間で正帰還を
かける。

まず、パストランジスタ５１８が０ＦＦ（制御信号５１
７がＬレベル）した場合を考える。この時は、トランジ
スタ５１８，５２２，５２４がＯＦＦしているため、バ
ス１と３は分離されてｈる。

一方、パストランジスタ５１８がＯＮした場合、バス１
と３は連結芒れる。バス上でＨレベル’を転送する場合
は、トランジスタ５１８，５２２゜５２４はＯＮするが
、トランジスタ５２３，５２５のケートにババス上の１
［ｉ（Ｈレベル）カインハータ５２６．５２７で反転さ
れ入力される。したがってトランジスタ５２３，５２５
はＯＦＦとなるのでバスｔ、Ｉ１．Ｈレベル’に保持す
る。一方、Ｌレベルを転送する場合には、バス相互間で
正帰還がかかる。今、バス１がＨレベルからＬレベルに
遷移し始めた場合を考える。インバータ５２７の論理し
きい値までバス１の値が低くならないうちは、バス３上
の電荷はパストランジスタ５１８全通し、従来と同様に
ディスチャージされる。バス１の値が、インバータ５２
７の論理しきい値となると、Ｎチャネルトランジスタ５
２５のゲート人力ｕＨレベルとなり、バス３上の′電荷
は、トランジスタ５２４．５２５を通してディスチャー
ジされる。

さらに、バス３の値がインバータ５２６の論理しきい値
となると、トランジスタ５２３もＯＮして、バス１上の
電荷をトランジスタ５２２，５２３の系でもディスチャ
ージする。このようにして、バススイッチがＯＮし、バ
スが連結された状態であっても、データ転送を高速に処
理することが可能である。

〔発明の効果〕

本発明によれば、プリチャージ方式のバスにおいて、バ
ススイッチを介してのデータ転送時にバス相互間で正帰
還をかけることかできるので、データ転送の＾連化の効
果がある。

【図面の簡単な説明】

第１図は演算回路の講成例を示す図、第２図はプリチャ
ージ方式のバス構成例を示す図、第３図は七のタイミン
グチャート、第４図は従来のバススイッチを示す図、第
５図はその等価回路構成図、第６図は本発明のバススイ
ッチ回路図である。 ２・・・バススイッチ、５２２〜５２５・・・トランジ
ス第　１　図 第　２　口 １　（２） 第　５　口 第　６　図

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. １、　プリチャージ方式の２本のバスの接続を行うバス
   スイッチ回路において、制御信号により該バスの接続を
   行う第１のスイッチ手段と、該バスの夫々に設けられ該
   バスと接地との間に直列に接続された第２．第３のスイ
   ッチ手段とを設け、該第２のスイッチ手段は該制御信号
   によりオンオフ動作し、該第３のスイッチ手段は他方の
   側のバスの信号によυオンオフ動作することを特徴とす
   るバススイッチ回路。