JPS6227408B2 - - Google Patents

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JPS6227408B2
JPS6227408B2 JP55124842A JP12484280A JPS6227408B2 JP S6227408 B2 JPS6227408 B2 JP S6227408B2 JP 55124842 A JP55124842 A JP 55124842A JP 12484280 A JP12484280 A JP 12484280A JP S6227408 B2 JPS6227408 B2 JP S6227408B2
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JP
Japan
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system bus
potential
transistor
power supply
bus
Prior art date
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JP55124842A
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English (en)
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JPS5750032A (en
Inventor
Shigero Kuninobu
Eisuke Ichinohe
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Panasonic Holdings Corp
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Matsushita Electric Industrial Co Ltd
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Publication date
Application filed by Matsushita Electric Industrial Co Ltd filed Critical Matsushita Electric Industrial Co Ltd
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    • GPHYSICS
    • G06COMPUTING OR CALCULATING; COUNTING
    • G06FELECTRIC DIGITAL DATA PROCESSING
    • G06F1/00Details not covered by groups G06F3/00 - G06F13/00 and G06F21/00
    • G06F1/26Power supply means, e.g. regulation thereof
    • G06F1/32Means for saving power

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  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Theoretical Computer Science (AREA)
  • Physics & Mathematics (AREA)
  • General Engineering & Computer Science (AREA)
  • General Physics & Mathematics (AREA)
  • Microcomputers (AREA)

Description

【発明の詳細な説明】 本発明は集積回路に関し、MOSLSI等によつて
構成されたマイクロプロセツサ(Micropro−
cessor)およびその周辺LSI等の内部システムバ
ス(System bus)に関するものであり、無駄な
電力消費を減少させることを目的とする。
すなわち、本発明は、上記システムバスが内部
レジスタからのデータもしくは外部からのデータ
等から遮断され独立した状態にあるときは、シス
テムバスに接続された制御回路により、システム
バスをハイレベルあるいはロウレベルの状態にス
タテイツクに保持されるようにしてスタテイツク
な電流通路をなくし、且つ、システムバスにデー
タが転送される場合にはデータがハイレベル、ロ
ウレベルいずれの状態においてもスタテイツクな
電流通路をなくして、集積回路の低電力化を計る
システムバスを提供するものである。
第1図はマイクロプロセツサの一例のシステム
バスに関する部分の概略構成図である。1は内部
アドレスバスあるいは内部データバスに代表され
るシステムバスでたとえば8ビツトマイクロプロ
セツサでは8本のラインよりなる。2,3はアキ
ユムレータ、スタツクポインタ、インデツクスレ
ジスタ等のレジスタもしくはプログラムカウンタ
を示し、4はALU(alithm etic logic unit)を
示す。5はシステムバス1の内容を外部バスに転
送するためのバツフア、6,6′,7は双方向バ
ス、8,9および10はALU4に対する入出力
バス、11は1とは異なる他の内部システムバス
でこれも8ビツトでは8本のラインよりなるもの
である。13は外部データバス12からのインス
トラクシヨンを保持するインストラクシヨンレジ
スタ、14は内部バス15を通してインストラク
シヨンレジスタ13の内容がデコードされバス1
8を通してコントロール信号を出力する部分であ
り、このコントロール信号はバス6〜10に関与
し、データの転送を制御する。バス18のコント
ロール信号は割り込みあるいはリスタート16が
生じた場合にも、割り込みの論理あるいはリスタ
ートの論理回路部17および14を介して出力さ
れる。
以上の動作は、基本的に、基本クロツク19を
もとに、タイミングジエネレータ20により、ラ
イン21を介してタイミングが出力され、このタ
イミングをもとに動作している。
第1図に示す構成においてシステムバス1,1
1はバス6,7,10が非導通の状態にあると
き、即ち、システムバスがレジスタ2,3あるい
はALU4等から独立しているとき、システムバ
ス1,11の各ビツトのうちのすべてもしくは大
部分がハイレベルの状態あるいはロウレベルの状
態に保持されている方が都合が良い。例えば、割
り込みあるいはリスタートが生じたときのベクタ
ーアドレス(vector adress)方式を採用すると
すると、例えばシステムバス1が内部アドレスバ
スのとき、リスタートあるいは割り込みの種類に
より、バス18を通して出力されるコントロール
信号はあらかじめシステムバス1がハイレベルあ
るいはロウレベルの状態に保持されていないと、
システムバスの各ビツトをすべて制御する必要が
あり、論理が非常に複雑になる。
一方、システムバス1が例えば“1”の状態に
保持されていると、11111110(8ビツトのとき)
を出力するためには下位の1ビツトのみ“0”に
なれば良いため、論理が簡単になる。
このような方式を実現するために、従来用いら
れている例をnチヤンネルMOS LSIについて示
すと第2図のようになる。
第2図は、第1図のシステムバス1,11の各
1ビツト部につながるレジスタ部分の構成を示す
もので、33はシステムバス1の1本のライン、
34は内部システムバス11の1本のラインを示
す。そして、トランスフアゲートとなるトランジ
スタ44,46はバス6′を構成し、トランジス
タ45,47はバス6を構成するものである。
第2図において、さらに、制御信号36〜39
は第1図において、バス18から出力される制御
信号の一部に対応し、35はプリチヤージ信号、
40〜51はnチヤンネルMOSトランジスタ、
31,32は各々レジスタ2aの入力部および出
力部、52は制御信号線36〜39を強制的に接
地レベルに落とす制御信号である。なおVDDは電
源電圧である。第2図の動作を説明する時のクロ
ツク信号を便宜上第3図に示すようにφ,φ
の2相の場合を考える。勿論、φ,φの2相
に相当するクロツクを有する3相以上の多相クロ
ツクの場合も同様に考えることが出来る。
いま、制御信号線36〜39がφと同期し
て、φのハイレベルの区間でハイレベルになり
得るとし、プリチヤージ信号35および制御信号
52がφに同期したφと等価な信号であると
すると、システムバス33,34にはφに同期
してValidな信号がのることになる。いま、第2
図に示す回路がダイナミツク動作をすると考える
とプルアツプのトランジスタ42,43は本質的
には必要ないが、スタテイツクな動作の場合には
トランジスタ42,43は本質的に必要となる。
この場合に、例えばφで制御信号線37がハイ
レベルとなり、トランジスタ45が導通してレジ
スタ2の内容がその出力部32を介してシステム
バス33に出力されるとき、その出力がロウレベ
ルの時にはφの区間で、トランジスタ43,4
5およびレジスタ2の出力のドライバートランジ
スタを通してスタテツクに電流通路が生じ、その
結果、全体のシステムとして消費電力の増大を生
じる。
本発明は上述の問題点にに鑑み、リーク電流を
除いてスタテイツクには電流通路を生じないシス
テムバス回路を提供するものであり、システムバ
スが電源又は接地電位と論理的に異なる電位のと
き電源又は接地からシステムバスへの電流路をし
や断するものである。
たとえば相補型MOS回路は周知の如く、スタ
テイツクには電流通路を生じることがないため、
nチヤンネルMOS回路等に比較して極めて消費
電力の少ない回路を提供することが可能である。
従つて、さらに本発明を、相補型MOS回路を用
いたシステムバス周辺の回路に適用すれば、スタ
テイツクな電流通路を除去でき極めて低消費電力
な集積回路を提供することができる。
第4図に本発明の回路の一実施例を示す。
なお、第4図で、第2図と同様の動作および部
分を示す部分は第2図と同じ番号を付し、重複説
明は省略する。基本クロツクも便宜上第3図に示
すようにφ,φの2相クロツクで動作するも
のとする。第2図の場合と同様に、φ,φ
2相に相当するクロツクを有する3相以上の多相
クロツクの場合も同様に考えることが出来る。
なお、トランジスタ40,41,44〜47で
構成されるトランスフアゲートはnチヤンネル
MOS型トランジスタあるいはnチヤンネルおよ
びPチヤンネルのトランジスタで構成しても良
い、レジスタ2およびインバータ60,61はラ
イン34,32から入力信号が印加され、相補型
MOSトランジスタで構成され、トランジスタ6
2,63はシステムバスを構成するライン34,
33と電源VDD間に接続され、Pチヤンネルトラ
ンジスタで構成される。
インバータ60,61およびトランジスタ6
2,63で2ケの制御回路が形成されており、第
4図の場合はシステムバス33,34をハイレベ
ルに保持する役目をする。第4図では、制御回路
が、3ケのトランジスタで簡単に構成され、6
0,61はCMOSインバータ、62,63はスイ
ツチング用PチヤンネルMOSトランジスタであ
る。
第4図の動作を以下に説明する。ライン35に
印加されるクロツクφがハイレベルにあると
き、プリチヤージ信号35により、システムバス
33,34はハイレベルの状態になる。この状態
はインバータ60,61を通つてPチヤンネルト
ランジスタ62,63のゲートにロウレベルで印
加されるため、このトランジスタによつてもシス
テムバス33,34がハイレベルになる。この状
態では、インバータ60,61およびトランジス
タ62,63により正帰還がかかるので、システ
ムバスがレジスタとは遮断状態にあるとき、ハイ
レベルに保持されることが判る。
クロツクがφのハイレベルにあるとき、例え
ば、制御信号37により、トランスフアゲート4
5を介して、レジスタ2の内容が出力部32を通
して出力される場合と考える。レジスタの内容が
ハイレベルの場合は、レジスタ2の出力部32の
ドライバートランジスタも遮断状態にあるため、
システムバス33はハイレベルに保持されたまま
であり、電源から接地への直流パスは生じない。
そして、レジスタ2の内容がロウレベルの場合
は、レジスタ2の出力部32のドライバートラン
ジスタは導通状態になる。ところがシステムバス
33がロウレベルになると、インバータ61を介
してPチヤンネルトランジスタ63のゲートにハ
イレベルの電圧がかかるために、トランジスタ6
3が遮断状態になる。従つて電源VDDからシステ
ムバス33への直流パスは生じなくなる。
以上のように、システムバスにデータが接続さ
れない場合も、データが接続された場合も、電源
からシステムバスを介して接地に流れる電流経路
は生じない。
第4図の例は、システムバスを電源VDDに接続
する場合についてのものであるが、システムバス
をたとえばローレベルの接地電位GNDに接続す
る場合いわゆるシステムバスの電位をデイスチヤ
ージにより定める場合の実施例を第5図に示す。
第5図において、第4図と同じ部分に関しては
第4図と同じ番号を附し、重複説明は省略する。
第5図で、第4図のPチヤンネルトランジスタ6
2,63をnチヤンネルトランジスタ64,65
に置き換え、トランジスタ40,41,64,6
5の一端子を電源電圧(VDD)から接地電圧
(GND)に変更すれば良い。動作はシステムバス
をハイレベルに保持する場合と同様であつて、シ
ステムバス33,34がハイレベルになれば、ト
ランジスタ64,65がオフとなり、システムバ
ス33,34とGND間の接続が遮断され、GND
へ電流が流れない。
また、第6図に示すように、第4図でスイツチ
ング用Pチヤンネルトランジスタ62,63を
CMOSインバータ66,67に変更しても、動作
上全く同様である。さらに、第7図のごとく第5
図のnチヤンネルスイツチングトランジスタ6
4,65の代わりにCMOSインバータ66,67
を用いて第7図のごとき構成とすることができ
る。
以上から判るように、本発明はシステムバスを
ハイレベルあるいはロウレベルの状態に保持する
ための回路を極めて簡単な回路構成で実現し、シ
ステムバスが電源電位又は接地電位と異なる論理
電位のときに電源又は接地とシステムバス間の電
流経路を遮断するもので、極めて低消費電力な動
作をさせることが可能となる。
【図面の簡単な説明】
第1図はマイクロプロセツサのシステムバスに
関する部分の概略回路構成図、第2図はシステム
バスに関する部分の従来の具体回路図、第3図は
基本クロツクを示す図、第4図はシステムバスに
関する部分の本発明の一実施例の回路図、第5、
第6、第7図は本発明の他の実施例の回路構成図
である。 1,11……システムバス、2……レジスタ、
33,34……システムバスのライン、44,4
5……MOSトランジスタ、60,61……
CMOSインバータ、62,63……Pチヤンネル
MOSトランジスタ、64,65……nチヤンネ
ルMOSトランジスタ、66,67……CMOSイ
ンバータ。

Claims (1)

  1. 【特許請求の範囲】 1 集積回路内の内部システムバスに接続された
    プリチヤージ用トランジスタと、上記システムバ
    スと電源或いは上記システムバスと接地間に接続
    されたスイツチング用トランジスタと、上記シス
    テムバスから信号が印加され、上記信号の値に従
    つて上記スイツチング用トランジスタを開閉させ
    る制御部と、上記システムバスから或いは上記シ
    ステムバスへ信号の送受をするための制御用トラ
    ンジスタと、上記プリチヤージ用トランジスタお
    よび制御用トランジスタのタイミング生成用基本
    クロツクを具備し、上記基本クロツクによりプリ
    チヤージの期間は、上記プリチヤージ用トランジ
    スタにより、システムバスの電位を電源電位或い
    は接地電位に保持し、上記プリチヤージの期間以
    外で、上記制御用トランジスタがアクテイブにな
    り、上記システムバスへの信号の電位が、上記電
    源電位或いは、接地電位と論理的に同じ電位のと
    き、上記スイツチング用トランジスタおよび上記
    制御部により、上記システムバスの信号の電位を
    保持し、上記システムバスへの信号の電位が、上
    記電源電位或いは接地電位と論理的に異なる電位
    のとき、上記スイツチング用トランジスタをイン
    アクテイブにして、上記電源電位或いは接地電位
    から上記システムバスへの電流路をしや断してな
    ることを特徴とする集積回路。 2 制御部がインバータよりなることを特徴とす
    る特許請求の範囲第1項に記載の集積回路。
JP55124842A 1980-09-09 1980-09-09 Integrated circuit Granted JPS5750032A (en)

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JP55124842A JPS5750032A (en) 1980-09-09 1980-09-09 Integrated circuit

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JP55124842A JPS5750032A (en) 1980-09-09 1980-09-09 Integrated circuit

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JPS5750032A JPS5750032A (en) 1982-03-24
JPS6227408B2 true JPS6227408B2 (ja) 1987-06-15

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Families Citing this family (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPS5919434A (ja) * 1982-07-23 1984-01-31 Hitachi Ltd レベル保証回路
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GB1502270A (en) * 1974-10-30 1978-03-01 Hitachi Ltd Word line driver circuit in memory circuit

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JPS5750032A (en) 1982-03-24

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