JPS6382514A - 絶縁ゲ−ト型論理回路 - Google Patents
絶縁ゲ−ト型論理回路Info
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- JPS6382514A JPS6382514A JP61227291A JP22729186A JPS6382514A JP S6382514 A JPS6382514 A JP S6382514A JP 61227291 A JP61227291 A JP 61227291A JP 22729186 A JP22729186 A JP 22729186A JP S6382514 A JPS6382514 A JP S6382514A
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- input
- gate
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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】
〔発明の目的〕
(産業上の利用分野)
本発明は半導体集積回路に係シ、特に片チャネル型(N
チャネル型またはPチャネル型)のトランスファゲート
の出力ノート9に論理ゲート者が接続されてなるl1!
.緑ゲート型論理回路に関する。
チャネル型またはPチャネル型)のトランスファゲート
の出力ノート9に論理ゲート者が接続されてなるl1!
.緑ゲート型論理回路に関する。
(従来の技術)
この種の論理回路としては、バレル/フタ、変形ブース
(Booth)のアルゴリズムに基づく並列乗オ器など
が挙げられ、これらに用いられているセレクタ回路はた
とえばNチャネルMOSトランジスタによるトランス7
アグートが用いられ、その出力ノードにCMOSゲート
(インバータなど)が接続されている。このような回路
接続においては、セレクタの入力信号がたとえばVDD
電源電位(ハイレベル)のときに出力ノードの電位がV
DD− VTHN ( VTI[N はNチャネルト
ランジスタのゲート閾値電圧であシ、パックゲートバイ
アス効果により、たとえばO.SVから2,OV程度ま
で実効的に増加する)のような中間電位になシ、後段の
CMOSゲートに貫通電流が流れる。このようにトラン
スファゲートの出力ノードが中間電位の状態で論理回路
がスタンバイ状態になっていると、論理回路のスタンバ
イ時の貫通電流が著しく増加する。fl:−ト,tld
32ビット(1ワード)用バレルシフタのように大規模
のセレクタを用いる場合、各セレクタに対応する後段の
C:、lO Sインバーターの数も膨大なものとなシ、
スタンバイ時の貫通電流が無視できないものとなる。ま
た、変形ブースのアルプリズムによる、たとえば32ピ
ツト用の並列乗算器においては、528個(=33X1
6)の基本セルそれぞれで前記したようなセレクタ回路
とCMOSゲートとの回路接続に起因する貫通電流が生
じるので、スタンバイ時の全体の貫通電流が大きな問題
となる。
(Booth)のアルゴリズムに基づく並列乗オ器など
が挙げられ、これらに用いられているセレクタ回路はた
とえばNチャネルMOSトランジスタによるトランス7
アグートが用いられ、その出力ノードにCMOSゲート
(インバータなど)が接続されている。このような回路
接続においては、セレクタの入力信号がたとえばVDD
電源電位(ハイレベル)のときに出力ノードの電位がV
DD− VTHN ( VTI[N はNチャネルト
ランジスタのゲート閾値電圧であシ、パックゲートバイ
アス効果により、たとえばO.SVから2,OV程度ま
で実効的に増加する)のような中間電位になシ、後段の
CMOSゲートに貫通電流が流れる。このようにトラン
スファゲートの出力ノードが中間電位の状態で論理回路
がスタンバイ状態になっていると、論理回路のスタンバ
イ時の貫通電流が著しく増加する。fl:−ト,tld
32ビット(1ワード)用バレルシフタのように大規模
のセレクタを用いる場合、各セレクタに対応する後段の
C:、lO Sインバーターの数も膨大なものとなシ、
スタンバイ時の貫通電流が無視できないものとなる。ま
た、変形ブースのアルプリズムによる、たとえば32ピ
ツト用の並列乗算器においては、528個(=33X1
6)の基本セルそれぞれで前記したようなセレクタ回路
とCMOSゲートとの回路接続に起因する貫通電流が生
じるので、スタンバイ時の全体の貫通電流が大きな問題
となる。
(発明が解決しようとする問題点)
本発明は、上記したように多数の片チャネルトランスフ
ァゲートと論理ゲートとを含む回路におけるスタンバイ
時の貫通電流が大きいという問題点を解決すべくなされ
たもので、上記スタンバイ時の貫通電流の発生を防止し
得る絶縁ゲート型論理回路を提供することを目的とする
。
ァゲートと論理ゲートとを含む回路におけるスタンバイ
時の貫通電流が大きいという問題点を解決すべくなされ
たもので、上記スタンバイ時の貫通電流の発生を防止し
得る絶縁ゲート型論理回路を提供することを目的とする
。
(発明の構成〕
(問題点を解決するための手段)
本発明の絶縁ゲート型論理回路は、それぞれ片チャネル
型MOSトランジスタからなる複数のトランスファゲー
トそれぞれの出力ノードにそれぞれ論理ゲートが接続さ
れた回路を有し、第1の電源電位と第2の電源電位との
間に接続され、スタンバイ時には前記論理ゲートがオフ
状態となるように制御する制御手段を具備することを特
徴とする。
型MOSトランジスタからなる複数のトランスファゲー
トそれぞれの出力ノードにそれぞれ論理ゲートが接続さ
れた回路を有し、第1の電源電位と第2の電源電位との
間に接続され、スタンバイ時には前記論理ゲートがオフ
状態となるように制御する制御手段を具備することを特
徴とする。
(作 用)
スタンバイ時に論理ゲートがオフ状態となるように制御
する手段を有するので、スタンバイ時に論理ゲートには
貫通電流が流れなくなシ、この論理ゲートが多数ある場
合の消費電流の低減効果は大きい。
する手段を有するので、スタンバイ時に論理ゲートには
貫通電流が流れなくなシ、この論理ゲートが多数ある場
合の消費電流の低減効果は大きい。
(実施例)
以下、図面を参照して本発明の一実施例を詳細に説明す
る。
る。
第1図は8ビツト用のバレルンフタを示しておシ、1ワ
ード(8ビツト)の入力データ■。〜■7をシフト制御
信号SHJ 、 SH,? に基いてシフトして出力
データO6〜0.として出力するものである。
ード(8ビツト)の入力データ■。〜■7をシフト制御
信号SHJ 、 SH,? に基いてシフトして出力
データO6〜0.として出力するものである。
ここで、IAは入力側のCMOSインバータ、SAはセ
レクタ・プレイ部、IBは出力側のC〜IOSインバー
タである。上記セレクタ・アレイ部SAにおいて、TA
・・・、 TB・・・ はNチャネルMOSトランジス
タからなるトランスファゲート、SN・・・は8個のセ
レクタ出力ノードである。ICはシフト制御信号SH2
をセレクタ・プレイ部SAにおける前段側のトランスフ
ァゲートTA・・・に与えるためOCMO3イ:yパー
タ、ID、はシフト制御1信号SHJが入力するCMO
Sインバータ、Glは上記インバータID、の出力が一
方の入力となる二人力の第1のノアゲート、G2は上記
ノアゲートG1の出力が一方となる二人力の第2のノア
ゲートであシ、上記ノアゲートGl 、G2の出力は前
記セレクタ・アレイ部SAにおける後段側のトランスフ
ァゲートTB・・・に制御信号として与えられる。さら
に、前記出力ノードSN・・・はそれぞれNチャネルM
OSトランジスタTN・・・を介して接地されておシ、
このトランジスタTN・・・はパレルンフタを動作可能
。
レクタ・プレイ部、IBは出力側のC〜IOSインバー
タである。上記セレクタ・アレイ部SAにおいて、TA
・・・、 TB・・・ はNチャネルMOSトランジス
タからなるトランスファゲート、SN・・・は8個のセ
レクタ出力ノードである。ICはシフト制御信号SH2
をセレクタ・プレイ部SAにおける前段側のトランスフ
ァゲートTA・・・に与えるためOCMO3イ:yパー
タ、ID、はシフト制御1信号SHJが入力するCMO
Sインバータ、Glは上記インバータID、の出力が一
方の入力となる二人力の第1のノアゲート、G2は上記
ノアゲートG1の出力が一方となる二人力の第2のノア
ゲートであシ、上記ノアゲートGl 、G2の出力は前
記セレクタ・アレイ部SAにおける後段側のトランスフ
ァゲートTB・・・に制御信号として与えられる。さら
に、前記出力ノードSN・・・はそれぞれNチャネルM
OSトランジスタTN・・・を介して接地されておシ、
このトランジスタTN・・・はパレルンフタを動作可能
。
非動作(スタンバイ)状態に制御するためのイネーブル
信号がCMOSインバータLE、により反転した信号に
よりゲート制御されており、上記イン・イータIE、の
出力は前記第1、第2のノアゲートGJ 、G2それぞ
れの他方の入力となる。
信号がCMOSインバータLE、により反転した信号に
よりゲート制御されており、上記イン・イータIE、の
出力は前記第1、第2のノアゲートGJ 、G2それぞ
れの他方の入力となる。
上記パレルン7夕はVDDとVss電源(−電源)とが
与えられて使用されるものであり、イネーブル信号入力
カハイレベルH(”1”レベル、vDD電位)のときに
はインバータIEtの出力がロウレベルL(”o”レベ
ル、v8s電位)になってトランジスタTN・・・はオ
フ状態になるので、通常の/ずレルシフト動作が行まわ
れる。ここで、シフト制御信号3H1,SH2とシフi
数との関係を第1表に示す。
与えられて使用されるものであり、イネーブル信号入力
カハイレベルH(”1”レベル、vDD電位)のときに
はインバータIEtの出力がロウレベルL(”o”レベ
ル、v8s電位)になってトランジスタTN・・・はオ
フ状態になるので、通常の/ずレルシフト動作が行まわ
れる。ここで、シフト制御信号3H1,SH2とシフi
数との関係を第1表に示す。
第 1 表
これに対して、イネーブル信号入力がLのとき(スタン
バイ時)には、イン/シータIE、の出力がHになって
トランジスタTN・・・はオン状態になり、セレクタ出
力ノードSN・・・は入力データに依存することなく強
制的に接地電位に設定される(中間電位にはならない)
ので、その出力側のイン・寸−タには貫通電流が流れな
い。なお、このとき第1のノアゲートGIの出力、第2
のノアゲートG2の出力はそれぞれしてあり、セレクタ
・アレイ部SAにおける後段側のトランスファゲートT
B・・・はオフ状態に制御されている。
バイ時)には、イン/シータIE、の出力がHになって
トランジスタTN・・・はオン状態になり、セレクタ出
力ノードSN・・・は入力データに依存することなく強
制的に接地電位に設定される(中間電位にはならない)
ので、その出力側のイン・寸−タには貫通電流が流れな
い。なお、このとき第1のノアゲートGIの出力、第2
のノアゲートG2の出力はそれぞれしてあり、セレクタ
・アレイ部SAにおける後段側のトランスファゲートT
B・・・はオフ状態に制御されている。
第2図に示すバレルシフタは、第1図に示したバレルシ
フタにおけるNチャネルトランジスタTN・・・に代え
て、セレクタ出力ノードSN・・・とVDD電源ノード
との間にPチャネルMOSトランジスタTP・・・を接
続し、インバータIE、の出力をCMOSインバータI
E、によりさらに反転させて上記Pチャネルトランジス
タTP・・・の各ゲートに加えるように変更したもので
あり、その他は第1図中と同じである。このような変更
によりて、イネーブル信号入力がLのときにインバータ
tE、の出力がLになってトランジスタT P−・・は
オン状態になシ、セレクタ出力ノードSN・・・は強制
的にVDD電位に設定されるので、その出力側のインバ
ータには貫通電流が流れない。
フタにおけるNチャネルトランジスタTN・・・に代え
て、セレクタ出力ノードSN・・・とVDD電源ノード
との間にPチャネルMOSトランジスタTP・・・を接
続し、インバータIE、の出力をCMOSインバータI
E、によりさらに反転させて上記Pチャネルトランジス
タTP・・・の各ゲートに加えるように変更したもので
あり、その他は第1図中と同じである。このような変更
によりて、イネーブル信号入力がLのときにインバータ
tE、の出力がLになってトランジスタT P−・・は
オン状態になシ、セレクタ出力ノードSN・・・は強制
的にVDD電位に設定されるので、その出力側のインバ
ータには貫通電流が流れない。
第3図に示すバレルシフタは、第1図に示したバレルシ
フタにおけるトランジスタTN・・・を省略し、ノアゲ
ートG1.G2をCMOSインバータID。
フタにおけるトランジスタTN・・・を省略し、ノアゲ
ートG1.G2をCMOSインバータID。
、IDsに置き換え、入カデータエ。〜■、に接続され
たインバータに代えて二人力のナントゲートNG・・・
を接続し、このナントゲートNG・・・の各−方の入力
端に上記入力データ■。〜I、を接続し、イネーブル信
号入力を二段のCMOSインバータIE、、IE、によ
り波形整形した信号を上記ナントゲートNG・・・の各
他方の入力端に加えるように変更したものである。この
バレルシフタにおいては、イネーブル信号入力がHのと
きには通常の/髪しルシ7ト動作が得られ、イネーブル
信号入力がLのとき(スタンバイ時)にはナントゲート
NG・・・の各他方の入力レベルがL(等測的に入力デ
ータ■。〜工、がL)になシ、セレクタ出力ノードSN
・・・はva8電位に設定されるので、その出力側のイ
ンバータには貫通電流が流れない。
たインバータに代えて二人力のナントゲートNG・・・
を接続し、このナントゲートNG・・・の各−方の入力
端に上記入力データ■。〜I、を接続し、イネーブル信
号入力を二段のCMOSインバータIE、、IE、によ
り波形整形した信号を上記ナントゲートNG・・・の各
他方の入力端に加えるように変更したものである。この
バレルシフタにおいては、イネーブル信号入力がHのと
きには通常の/髪しルシ7ト動作が得られ、イネーブル
信号入力がLのとき(スタンバイ時)にはナントゲート
NG・・・の各他方の入力レベルがL(等測的に入力デ
ータ■。〜工、がL)になシ、セレクタ出力ノードSN
・・・はva8電位に設定されるので、その出力側のイ
ンバータには貫通電流が流れない。
第4図に示すバレルシフタは、第1図に示したバレルシ
フタにおけるトランジスタTN・・・を省略し、ノアゲ
ートG1.G2をCMOSインバータID。
フタにおけるトランジスタTN・・・を省略し、ノアゲ
ートG1.G2をCMOSインバータID。
、ID、に置き換え、セレクタ出力ノードSN・・・に
接続されたインバータに代えて二人力のナントゲートN
G・・・を接続し、このナンドゲー? N G−・・の
各一方の入力端に上記セレクタ出力ノードSN・・・を
接続し、イネーブル信号入力を二段のCMOSインパー
タエEl −IEtにより波形整形した信号を上記ナン
トゲートNG・・・の各他方の入力端に加えるように変
更したものである。このバレルシフタにおいては、イネ
ーブル信号入力がHのときには通常のバレルシフト動作
が得られ、イネーブル信号入力がLのとき(スタンバイ
時)にはナントゲートNG・・・の各他方の入力レベル
がL(V811電位)に設定されるので、このナントゲ
ートNG・・・には貫通電流が流れない。
接続されたインバータに代えて二人力のナントゲートN
G・・・を接続し、このナンドゲー? N G−・・の
各一方の入力端に上記セレクタ出力ノードSN・・・を
接続し、イネーブル信号入力を二段のCMOSインパー
タエEl −IEtにより波形整形した信号を上記ナン
トゲートNG・・・の各他方の入力端に加えるように変
更したものである。このバレルシフタにおいては、イネ
ーブル信号入力がHのときには通常のバレルシフト動作
が得られ、イネーブル信号入力がLのとき(スタンバイ
時)にはナントゲートNG・・・の各他方の入力レベル
がL(V811電位)に設定されるので、このナントゲ
ートNG・・・には貫通電流が流れない。
第5図に示すバレルシフタは、第1図に示したバレルシ
フタにおけるトランジスタTN・・・全省略し、セレク
タ出力ノードSN・・・に接続されているインバータI
B・・・それぞれの出、入力端間にCMOSクロックド
インバータIK・・・を接続し、このクロックドインバ
ータIK・・・のクロックとしてインバータIE、の出
力ENおよびこれをさらにCMOSインバータIE、に
より反転させた信号ENを供給するように変更したもの
である。このバレルシフタにおいては、イネーブル信号
入力がHのときには、クロックドインバータIK・・・
がオフになるように制御されて通常のバレルシフト動作
が得られ、イネーブル信号入力がLのときにはクロック
ドインバータIK・・・がオンになるように制御される
と共にセレクタ・アレイ部SAにおける後段側のトラン
スファゲートTB・・・がオフになシ、セレクタ出力ノ
ードSN・・・はV8B電位またはVDD電位のどちら
か一方の値に設定されるので、セレクタ出力ノードSN
・・・に接続されているインバータIHには貫通電流は
流れない。
フタにおけるトランジスタTN・・・全省略し、セレク
タ出力ノードSN・・・に接続されているインバータI
B・・・それぞれの出、入力端間にCMOSクロックド
インバータIK・・・を接続し、このクロックドインバ
ータIK・・・のクロックとしてインバータIE、の出
力ENおよびこれをさらにCMOSインバータIE、に
より反転させた信号ENを供給するように変更したもの
である。このバレルシフタにおいては、イネーブル信号
入力がHのときには、クロックドインバータIK・・・
がオフになるように制御されて通常のバレルシフト動作
が得られ、イネーブル信号入力がLのときにはクロック
ドインバータIK・・・がオンになるように制御される
と共にセレクタ・アレイ部SAにおける後段側のトラン
スファゲートTB・・・がオフになシ、セレクタ出力ノ
ードSN・・・はV8B電位またはVDD電位のどちら
か一方の値に設定されるので、セレクタ出力ノードSN
・・・に接続されているインバータIHには貫通電流は
流れない。
第6図ニ示すバレルシフタは、第1図に示したバレルシ
フタにおけるトランジスタTN・・・、出力側のインバ
ータTB・・・を省略し、ノアゲートG1゜G2をCM
OSインバータID、、ID、に置き換え、セレクタ出
力ノードSN・・・にD型フリップフロップFF・・・
(インバータIBJ、IB? とクロックドインバータ
IK、〜IK4とからなる)を接続し、クロックCK入
力とイネーブル信号入力とをアンドゲートAJに入力し
、とのアンドゲートA2の出力をCMOSインバータI
E、により反転した信号φおよびこれをさらにCMOS
インバータIEtにより反転した信号φ゛を上記7リツ
プ70ツブFF・・・におけるクロックドインバータI
K、?・・・、IKJ・・・およびIKJ・・・、IK
J・・・にクロックとして供給するように変更したもの
である。このバレルシフタにおいては、イネーブル信号
入力がHのとき、クロックCK入力に基いて得られたφ
、φ信号が7リツプ70ツブFF・・・に供給されるこ
とによって7リツプ70ツブFF・・・が動作し、通常
のバレルフット動作によるシフト出力がフリップ70ツ
ブFF・・・から得られる。この場合、フリップ70ツ
ブFF・・・において、クロックφがHのときにオン状
態になるクロックドインバータIKJ・・・、IKJ・
・・に貫通電流が流れる期間はφがHのときのみであシ
、φのH,Lの期間が1−+jイクルにおいて等しいシ
ステムであれば、貫通電流が流れる期間は半分になる。
フタにおけるトランジスタTN・・・、出力側のインバ
ータTB・・・を省略し、ノアゲートG1゜G2をCM
OSインバータID、、ID、に置き換え、セレクタ出
力ノードSN・・・にD型フリップフロップFF・・・
(インバータIBJ、IB? とクロックドインバータ
IK、〜IK4とからなる)を接続し、クロックCK入
力とイネーブル信号入力とをアンドゲートAJに入力し
、とのアンドゲートA2の出力をCMOSインバータI
E、により反転した信号φおよびこれをさらにCMOS
インバータIEtにより反転した信号φ゛を上記7リツ
プ70ツブFF・・・におけるクロックドインバータI
K、?・・・、IKJ・・・およびIKJ・・・、IK
J・・・にクロックとして供給するように変更したもの
である。このバレルシフタにおいては、イネーブル信号
入力がHのとき、クロックCK入力に基いて得られたφ
、φ信号が7リツプ70ツブFF・・・に供給されるこ
とによって7リツプ70ツブFF・・・が動作し、通常
のバレルフット動作によるシフト出力がフリップ70ツ
ブFF・・・から得られる。この場合、フリップ70ツ
ブFF・・・において、クロックφがHのときにオン状
態になるクロックドインバータIKJ・・・、IKJ・
・・に貫通電流が流れる期間はφがHのときのみであシ
、φのH,Lの期間が1−+jイクルにおいて等しいシ
ステムであれば、貫通電流が流れる期間は半分になる。
また、イネーブル信号入力がLのとき(スタンバイ時)
には、クロックCK入力がアンドゲートAJにより禁止
され、このときのクロックφ。
には、クロックCK入力がアンドゲートAJにより禁止
され、このときのクロックφ。
jによってフリップフロップFF・・・は貫通電流が流
れない状態に設定される。
れない状態に設定される。
次に、本発明を変形ブースのアルゴリズムによる並列乗
算器に適用した第7図、第8図の回路について順に説明
する。第7図において、71は二進数のオペランドであ
る被乗数データX(たとえばX0〜X31ビツト)が入
力する基本セル・アレイ、Yは二進数のオペランドであ
る乗数データであフて各ピットY。+Yl+・・・はア
ンドゲートAG・・・の各一方の入力となり、このアン
ドゲートAG・・・の各他方の入力としてイネーブル信
号入力が加えられている。72は上記アンドゲートAG
・・・の出力を後述するようにデコードして得た選択制
御信号を前記基本セル・プレイ71に供給する乗数デコ
ーダ(Yデコーダ)である。なお、基本セル・アレイ7
1の中味は:く知られており、乗数デコーダ72との間
でたとえば第9図に示すように回路接続が行なわれてい
る。
算器に適用した第7図、第8図の回路について順に説明
する。第7図において、71は二進数のオペランドであ
る被乗数データX(たとえばX0〜X31ビツト)が入
力する基本セル・アレイ、Yは二進数のオペランドであ
る乗数データであフて各ピットY。+Yl+・・・はア
ンドゲートAG・・・の各一方の入力となり、このアン
ドゲートAG・・・の各他方の入力としてイネーブル信
号入力が加えられている。72は上記アンドゲートAG
・・・の出力を後述するようにデコードして得た選択制
御信号を前記基本セル・プレイ71に供給する乗数デコ
ーダ(Yデコーダ)である。なお、基本セル・アレイ7
1の中味は:く知られており、乗数デコーダ72との間
でたとえば第9図に示すように回路接続が行なわれてい
る。
°第9図において、20・・・は二次元的に配列された
基本セル、21〜26はオペランドである二進数の被乗
数データXの各デジットの正転信号およびその相補信号
(反転信号)・・・(Xsゆ1 + Xl”l ) t
(Xi、X口H(Xl−1+摺)・・・が与えられるデ
ータ線、27は乗数データYのうち連続する3個のデジ
ットづつをそれぞれ後述するよう々論理式に基いてデコ
ードして選択制御信号を生成し、これを5本の選択制御
信号線211.29・・・に出力する乗数デコーダであ
る。
基本セル、21〜26はオペランドである二進数の被乗
数データXの各デジットの正転信号およびその相補信号
(反転信号)・・・(Xsゆ1 + Xl”l ) t
(Xi、X口H(Xl−1+摺)・・・が与えられるデ
ータ線、27は乗数データYのうち連続する3個のデジ
ットづつをそれぞれ後述するよう々論理式に基いてデコ
ードして選択制御信号を生成し、これを5本の選択制御
信号線211.29・・・に出力する乗数デコーダであ
る。
第10図は、第9図の並列乗算器のうち代表的に1個の
基本セル20と、このセルに対応するビット位置の連続
する2デジット分のデータ線23〜26および選択制御
信号線28.〜28.を取り出して詳細に示している。
基本セル20と、このセルに対応するビット位置の連続
する2デジット分のデータ線23〜26および選択制御
信号線28.〜28.を取り出して詳細に示している。
即ち、基本セル2Qにおいて、41〜45はそれぞれN
チャネルMOSトランジスタから々るトランスミツ7ヨ
ンゲート(以下、TGと略記する)でちり、その各ゲー
トは対応して入力湖子45〜50を介して5本の選択制
御信号線のうちの各1本28.〜28.に接続されてい
る。そして、TG41〜44の各ソースは対応して入力
端子51〜54を介して前記データ線23〜26に接続
され、TG45のソースは@Olルベル(接地電位)に
固定され、TG45のドレインおよびTG41〜44の
各ドレインは共通接続されておシ、この共通接続点Nは
全加算器lOの被加数入力端Xlnに接続されている。
チャネルMOSトランジスタから々るトランスミツ7ヨ
ンゲート(以下、TGと略記する)でちり、その各ゲー
トは対応して入力湖子45〜50を介して5本の選択制
御信号線のうちの各1本28.〜28.に接続されてい
る。そして、TG41〜44の各ソースは対応して入力
端子51〜54を介して前記データ線23〜26に接続
され、TG45のソースは@Olルベル(接地電位)に
固定され、TG45のドレインおよびTG41〜44の
各ドレインは共通接続されておシ、この共通接続点Nは
全加算器lOの被加数入力端Xlnに接続されている。
この全加算器10の加数入力端Sinには、前段の同一
桁に対応する基本セルにおける全加算器の和出力が入力
端子1ノを介して入力する。同じく、上記全加算器10
のキャリ入力端Cjnには、前段の1桁下位に対応する
基本セルにおける全加算器のキャリ出力が入力端子12
を介して入力する。なお、前段が存在しない初段の基本
セルの場合には、前段からの入力を固定の′0”レベル
とする。13および14は上記全加算器10の和出力端
S。utおよびキャリ出力端C3utに接続式れた出力
端子である。
桁に対応する基本セルにおける全加算器の和出力が入力
端子1ノを介して入力する。同じく、上記全加算器10
のキャリ入力端Cjnには、前段の1桁下位に対応する
基本セルにおける全加算器のキャリ出力が入力端子12
を介して入力する。なお、前段が存在しない初段の基本
セルの場合には、前段からの入力を固定の′0”レベル
とする。13および14は上記全加算器10の和出力端
S。utおよびキャリ出力端C3utに接続式れた出力
端子である。
一方、前記選択制御信号ね281〜28.には、前記デ
コーダ27から各対応して選択制御信号5(X) 、
5(−X) 、 S(2X) 、 S (−2X) 、
5(Z)が与えられる。これらの選択制御信号は、乗
数データYのうち連続する3個のデジットYzt◆2
# Y21G s Y2iが以下の論理式に基いてデコ
ードされたものでちゃ、それぞれ′1”レベルがアクテ
ィグである。
コーダ27から各対応して選択制御信号5(X) 、
5(−X) 、 S(2X) 、 S (−2X) 、
5(Z)が与えられる。これらの選択制御信号は、乗
数データYのうち連続する3個のデジットYzt◆2
# Y21G s Y2iが以下の論理式に基いてデコ
ードされたものでちゃ、それぞれ′1”レベルがアクテ
ィグである。
S (X)−Y2t+z・(Y21◆l■Y21 )S
(−X)=Y2t◆2・(Y21÷l■Y21)S(2
X)=Yzt◆2@Y21◆1’Y21S(−2X)=
Y2i◆2@Y21◆l@Y21S(Z)=Yzt◆2
’Y21◆1@Y2t+Yzi+z°Y21◆l@Y2
1ここで、GE’ s・、+はそれぞれ排他的論理和、
論理積、論理和記号であシ、上式から分るように5本の
選択制御信号線28.〜28.のうちの1本だけがアク
ティブになる。
(−X)=Y2t◆2・(Y21÷l■Y21)S(2
X)=Yzt◆2@Y21◆1’Y21S(−2X)=
Y2i◆2@Y21◆l@Y21S(Z)=Yzt◆2
’Y21◆1@Y2t+Yzi+z°Y21◆l@Y2
1ここで、GE’ s・、+はそれぞれ排他的論理和、
論理積、論理和記号であシ、上式から分るように5本の
選択制御信号線28.〜28.のうちの1本だけがアク
ティブになる。
次に、上記基本セル20の動作を説明する。5個のTG
42〜45は5人力1出力のセレクタ回路を形成してお
シ、選択制御信号28.〜28.に応じていずれか1個
が選択されてオンになシ、これによってXt yXl
txl−1*X1−1t @o”レベル゛固定信号のい
ずれかが共通接続点Nを経て全加算器10の被加数入力
となる。したがって、たとえばYzi+2 =r @1
”j*Y21+x=r”o”j 、Y2t=r加”」の
組合せ「’100”」 をデコードしたときには選択制
御信号5(−2X)が正”(アクティブ)となシ、’I
’G44がオンになってXl−1が被加数入力となる。
42〜45は5人力1出力のセレクタ回路を形成してお
シ、選択制御信号28.〜28.に応じていずれか1個
が選択されてオンになシ、これによってXt yXl
txl−1*X1−1t @o”レベル゛固定信号のい
ずれかが共通接続点Nを経て全加算器10の被加数入力
となる。したがって、たとえばYzi+2 =r @1
”j*Y21+x=r”o”j 、Y2t=r加”」の
組合せ「’100”」 をデコードしたときには選択制
御信号5(−2X)が正”(アクティブ)となシ、’I
’G44がオンになってXl−1が被加数入力となる。
即ち、被乗数データが1ビット分だけ上位桁ヘシフトさ
れることになる。以下、同様に、前記乗数データのデジ
ットの組合せのデコード結果に応じて被加数入力が選択
制御されるものであり、第9図(示すような基本セル2
0・・・の二次元配列によって所要の並列乗算動作が行
表われる。
れることになる。以下、同様に、前記乗数データのデジ
ットの組合せのデコード結果に応じて被加数入力が選択
制御されるものであり、第9図(示すような基本セル2
0・・・の二次元配列によって所要の並列乗算動作が行
表われる。
上記した並列乗算器においては、基本セル20・・・の
被加数入力の制御論理回路部(5人力1出力セレクタ回
路)は僅かに5個のMOSトランジスタで構成されてい
る。したがって、基本セル20・・・のサイズの小型化
、消費電力の低減化が可能となシ、並列乗算器全体とし
てもチップサイズの小型化、消費電力の低減化を実現可
能となる。また、上記被加数入力の制御論理回路部では
被加数入力は単に1個のゲートを通過するだけであって
、全加算器への被加数入力の速度が向上し、全体のサイ
ズの小型化によって基本セル間配線長も短かくなるので
、動作の高速化が可能になる。
被加数入力の制御論理回路部(5人力1出力セレクタ回
路)は僅かに5個のMOSトランジスタで構成されてい
る。したがって、基本セル20・・・のサイズの小型化
、消費電力の低減化が可能となシ、並列乗算器全体とし
てもチップサイズの小型化、消費電力の低減化を実現可
能となる。また、上記被加数入力の制御論理回路部では
被加数入力は単に1個のゲートを通過するだけであって
、全加算器への被加数入力の速度が向上し、全体のサイ
ズの小型化によって基本セル間配線長も短かくなるので
、動作の高速化が可能になる。
前記第7図の並列乗算器においては、イネーブル信号入
力がHのときには通常通シ並列乗算動作が行なわれる。
力がHのときには通常通シ並列乗算動作が行なわれる。
これに対して、スタンバイ時にはイネーブル信号入力が
Lになシ、乗数デコーダ72のY入力が強制的にLに設
定制御される。これによって、全ての選択制御信号5(
Z) (第10図参照)がアクティブとなシ、各基本セ
ル2o内の接続点Nの電位がVlllルベルに補償てれ
るので、その後段に接続されている論理ゲート(全加算
器10における被加数入力端Xinに接続きれているゲ
ート)には貫通、電流は流れない。
Lになシ、乗数デコーダ72のY入力が強制的にLに設
定制御される。これによって、全ての選択制御信号5(
Z) (第10図参照)がアクティブとなシ、各基本セ
ル2o内の接続点Nの電位がVlllルベルに補償てれ
るので、その後段に接続されている論理ゲート(全加算
器10における被加数入力端Xinに接続きれているゲ
ート)には貫通、電流は流れない。
また、第8図の並列乗算器は、前記第7図の並列乗算器
に比べて、アンドゲートAG・・・が省略され、リセッ
ト機能付き乗数(Y)レジスタ81および被乗数(X)
レジスタ82を具備している点が異なり、その他は同じ
である。この並列乗算器においては、スタンバイ時にリ
セット入力がHになって乗数デコーダ8ノのY入力が強
制的にLに設定制御され、その他の動作は前記第7図の
並列乗算器の動作と同じである。
に比べて、アンドゲートAG・・・が省略され、リセッ
ト機能付き乗数(Y)レジスタ81および被乗数(X)
レジスタ82を具備している点が異なり、その他は同じ
である。この並列乗算器においては、スタンバイ時にリ
セット入力がHになって乗数デコーダ8ノのY入力が強
制的にLに設定制御され、その他の動作は前記第7図の
並列乗算器の動作と同じである。
なお、並列乗算器の他の実施例として、スタンバイ時に
被乗数データXをLとする手段を設け、全ての選択制御
信号5(X) (第10図参照)をアクティブにする手
段を設けてもよい。
被乗数データXをLとする手段を設け、全ての選択制御
信号5(X) (第10図参照)をアクティブにする手
段を設けてもよい。
上述したように本発明の絶縁ゲート型論理回路によれば
、複数の片チャネルMOSトランスファゲートそれぞれ
の出力ノードに論理ゲートが接続された回路を含んでい
ても、所定の期間は上記論理ゲートがオフ状態になるよ
うに制御するようにし九ので、上記論理ゲートに貫通電
流は流れず、論理回路の消費電流を著しく小さくするこ
とができ、半導体集積回路に形成されたバレルシフタと
か変形ブースのアルゴリズムによる並列乗算器などに適
用して効果的である。
、複数の片チャネルMOSトランスファゲートそれぞれ
の出力ノードに論理ゲートが接続された回路を含んでい
ても、所定の期間は上記論理ゲートがオフ状態になるよ
うに制御するようにし九ので、上記論理ゲートに貫通電
流は流れず、論理回路の消費電流を著しく小さくするこ
とができ、半導体集積回路に形成されたバレルシフタと
か変形ブースのアルゴリズムによる並列乗算器などに適
用して効果的である。
【図面の簡単な説明】
第1図は本発明のMO3論理回路の一実施例に係るバレ
ルシフタを示す回路図、第2図乃至第6図はそれぞれ他
の実施例に係るバレルクツ夕を示す回路図、第7図およ
び第8図は同じく他の実施例に係る変形ブースのアルゴ
リズムによる並列乗算器を示す構成説明図、第9図は第
7図の並列乗算器における基本セル・アレイ部および乗
数デコーダを取り出して示すブロック図、第10図は第
9図中の基本セルの一例を示す回路図である。 Tf341〜45 ・・・トランスファゲート、SN、
N・・・セレクタ出力ノード、IB、 IB 、 、
IB、 、 ID、〜ID、。 IE、、IE、 ・・・インバータ、TN、TP・・
・MOSトランジスタ、NG・・・ナン)’ゲート、A
J、AG・・・アンドゲート、IK、 IKl−IK4
・・・クロックドインバータ、FF・・・D型フリップ
70ツブ、10・・・全加算器、21〜26・・・デー
タ線、70・・・基本セル、71・・・乗数デコーダ、
8ノ・・・乗数レジスタ。 出願人代理人 弁理士 鈴 江 武 彦SH2SHl
イオーフ゛ンレ第1図 SH25H1イノバー5 第2図 第3図 SH2SHl イネ−7ンb 第6図 X□−X3+ 第7図 第8図
ルシフタを示す回路図、第2図乃至第6図はそれぞれ他
の実施例に係るバレルクツ夕を示す回路図、第7図およ
び第8図は同じく他の実施例に係る変形ブースのアルゴ
リズムによる並列乗算器を示す構成説明図、第9図は第
7図の並列乗算器における基本セル・アレイ部および乗
数デコーダを取り出して示すブロック図、第10図は第
9図中の基本セルの一例を示す回路図である。 Tf341〜45 ・・・トランスファゲート、SN、
N・・・セレクタ出力ノード、IB、 IB 、 、
IB、 、 ID、〜ID、。 IE、、IE、 ・・・インバータ、TN、TP・・
・MOSトランジスタ、NG・・・ナン)’ゲート、A
J、AG・・・アンドゲート、IK、 IKl−IK4
・・・クロックドインバータ、FF・・・D型フリップ
70ツブ、10・・・全加算器、21〜26・・・デー
タ線、70・・・基本セル、71・・・乗数デコーダ、
8ノ・・・乗数レジスタ。 出願人代理人 弁理士 鈴 江 武 彦SH2SHl
イオーフ゛ンレ第1図 SH25H1イノバー5 第2図 第3図 SH2SHl イネ−7ンb 第6図 X□−X3+ 第7図 第8図
Claims (10)
- (1)それぞれ片チャネル型MOSトランジスタからな
る複数のトランスファゲートそれぞれの出力ノードにそ
れぞれ論理ゲートが接続された回路を有し、第1の電源
電位と第2の電源電位との間に接続された絶縁ゲート型
論理回路において、スタンバイ時には前記論理ゲートが
オフ状態となるように制御する制御手段を具備すること
を特徴とする絶縁ゲート型論理回路。 - (2)前記トランスファゲートがセレクタとして機能す
るバレルシフタにおいて、スタンバイ時にセレクタ出力
ノードをバレルシフタの入力データに依存せず第1の電
源電位あるいは第2の電源電位に設定制御する出力ノー
ド電位設定手段を具備することを特徴とする前記特許請
求の範囲第1項記載の絶縁ゲート型論理回路。 - (3)前記出力ノード電位設定手段は、セレクタ出力ノ
ードと第1の電源電位ノードあるいは第2の電源電位ノ
ードとの間にMOSトランジスタを接続し、このMOS
トランジスタおよびセレクタ用トランスファゲートをイ
ネーブル信号によりスイッチ制御する手段であることを
特徴とする前記特許請求の範囲第2項記載の絶縁ゲート
型論理回路。 - (4)前記トランスファゲートがセレクタとして機能す
るバレルシフタにおいて、スタンバイ時のバレルシフタ
の入力データをハイレベルあるいはロウレベルにする手
段を具備することを特徴とする前記特許請求の範囲第1
項記載の絶縁ゲート型論理回路。 - (5)前記トランスファゲートがセレクタとして機能す
るバレルシフタにおいて、前記論理ゲートとしてセレク
タ出力ノードの電位とイネーブル信号との論理積をとる
回路を設けてなることを特徴とする前記特許請求の範囲
第1項記載の絶縁ゲート型論理回路。 - (6)前記トランスファゲートがセレクタとして機能す
るバレルシフタにおいて、前記論理ゲートとしてインバ
ータの出、入力端間にクロックドゲートが接続された回
路を設け、上記クロックドゲートおよびセレクタ用トラ
ンスファゲートをイネーブル信号により制御するように
してなることを特徴とする前記特許請求の範囲第1項記
載の絶縁ゲート型論理回路。 - (7)前記トランスファゲートがセレクタとして機能す
るバレルシフタにおいて、前記論理ゲートとしてD型フ
リップフロップを設け、このフリップフロップのクロッ
ク入力をイネーブル信号により制御するようにしてなる
ことを特徴とする前記特許請求の範囲第1項記載の絶縁
ゲート型論理回路。 - (8)前記トランスファゲートが基本セル内の全加算器
の被加数入力を選択するセレクタとして機能する変形ブ
ースのアルゴリズムによる並列乗算器において、スタン
バイ時にセレクタ出力ノードを第1の電源電位あるいは
第2の電源電位に制御する出力ノード電位制御手段を具
備することを特徴とする前記特許請求の範囲第1項記載
の絶縁ゲート型論理回路。 - (9)前記出力ノード電位制御手段は、複数のセレクタ
のうち入力が第1の電源電位あるいは第2の電源電位に
固定された1個のセレクタを選択する制御信号を発生さ
せるようにしてなることを特徴とする前記特許請求の範
囲第8項記載の絶縁ゲート型論理回路。 - (10)前記並列乗算器は、被乗数データおよび乗数デ
ータに基いて二次元的に配列される複数個の基本セルと
、この各基本セルにそれぞれ対応する被乗数データのデ
ジットデータを供給する複数本のデータ線と、前記乗数
データを所定の論理式に基いてデコードし、各基本セル
に択一的に選択制御信号を供給する乗数デコーダとを具
備し、前記基本セルは前記選択制御信号に応じて前記複
数本のデータ線よりそれぞれ与えられるデータ入力およ
び“1”レベルあるいは“0”レベルに固定された1個
の入力のうち択一的に選択して全加算器の被加数入力と
するセレクタを有し、このセレクタは前記複数のデータ
入力および“1”レベルあるいは“0”レベルに固定さ
れた1個の入力が各対応して入力端に導かれ、それぞれ
の出力端が共通に接続された複数の片チャネル型トラン
スファゲートを有することを特徴とする前記特許請求の
範囲第8項記載の絶縁ゲート型論理回路。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP61227291A JP2537211B2 (ja) | 1986-09-26 | 1986-09-26 | 絶縁ゲ−ト型論理回路 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP61227291A JP2537211B2 (ja) | 1986-09-26 | 1986-09-26 | 絶縁ゲ−ト型論理回路 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPS6382514A true JPS6382514A (ja) | 1988-04-13 |
| JP2537211B2 JP2537211B2 (ja) | 1996-09-25 |
Family
ID=16858509
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP61227291A Expired - Fee Related JP2537211B2 (ja) | 1986-09-26 | 1986-09-26 | 絶縁ゲ−ト型論理回路 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP2537211B2 (ja) |
Citations (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS50103965A (ja) * | 1974-01-14 | 1975-08-16 | ||
| JPS59215124A (ja) * | 1983-05-23 | 1984-12-05 | Hitachi Ltd | Cmos選択回路 |
-
1986
- 1986-09-26 JP JP61227291A patent/JP2537211B2/ja not_active Expired - Fee Related
Patent Citations (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS50103965A (ja) * | 1974-01-14 | 1975-08-16 | ||
| JPS59215124A (ja) * | 1983-05-23 | 1984-12-05 | Hitachi Ltd | Cmos選択回路 |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JP2537211B2 (ja) | 1996-09-25 |
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Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| LAPS | Cancellation because of no payment of annual fees |