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JP4643376B2 - Multi-value storage means, multi-value transfer gate means, multi-value synchronous latch means and multi-value synchronous signal generating means - Google Patents

Multi-value storage means, multi-value transfer gate means, multi-value synchronous latch means and multi-value synchronous signal generating means Download PDF

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JP4643376B2
JP4643376B2 JP2005195524A JP2005195524A JP4643376B2 JP 4643376 B2 JP4643376 B2 JP 4643376B2 JP 2005195524 A JP2005195524 A JP 2005195524A JP 2005195524 A JP2005195524 A JP 2005195524A JP 4643376 B2 JP4643376 B2 JP 4643376B2
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Description

第1発明は、その記憶可能な数値(又は意味まなは内容)が3通り又は3通り以上で、その数値等に応じた電圧もしくは電位を保持まなは入出力でき、別に新しく出口手段(例:出力端子)を独立して設けな多値記憶手段に関する。この為、この多値記憶手段は「入出力が共通の出入口手段(例:入出力端子)しか持たないスタティック型の多値記憶手段」の様に記憶内容の書込み入力電流の大きさはその読出し出力電流容量に影響されないし、2値コンデンサ型DRAMの様に読出し用にセンス・アンプなどの読出し手段を別に設ける必要が無い。従って、第1発明は多値メモリー・セル、多値メモリー、多進法メモリー・セル、多進法メモリー又は多安定回路として利用できるが、さらに多値トランスファー・ゲート手段を前段に接続すれば『多値同期式ラッチ手段』を構成できる。尚、多値の場合、2値と違って、2つの安定状態しか無いフリップ・フロップという呼び名はそぐわないので、以後『多値同期式ラッチ手段』と呼ぶことにする。  The first invention has three or more memorable numerical values (or meanings or contents), can hold or input / output voltage or potential according to the numerical values, etc. The present invention relates to multi-value storage means that is not provided with an output terminal independently. For this reason, this multi-value storage means reads out the magnitude of the write input current of the stored content as in “Static type multi-value storage means having only input / output means (eg, input / output terminals) having common input / output”. It is not influenced by the output current capacity, and there is no need to provide a separate reading means such as a sense amplifier for reading unlike the binary capacitor type DRAM. Therefore, the first invention can be used as a multi-value memory cell, multi-value memory, multi-adic memory cell, multi-adic memory or multi-stable circuit, but if the multi-value transfer gate means is connected to the previous stage, Multi-level synchronous latch means ”can be configured. In the case of multi-values, unlike binary, the name of flip-flop having only two stable states is not appropriate, and will be referred to as “multi-value synchronous latch means” hereinafter.

第2発明は、例えば上り階段と下り階段を組み合わせた階段波形(例:図4)等の多値同期信号波形に対応できる多値トランスファー・ゲート手段に関する。従来の矩形(くけい)波の2値同期信号ではスイッチング等のタイミングをその同期信号の立上り時と立下り時の2つしか取ることができない。一方、多値同期信号を階段波形にすると、例えば1周期中あるいは単一波形中に立上り時点と立下り時点どちらも複数に有るので、スイッチング等のタイミングを多様化できるので、スイッチング制御の幅が広がる。
第3発明は、第1発明の多値記憶手段の入口手段(例:入力端子)に多値トランスファー・ゲート手段を接続した多値同期式ラッチ手段に関する。もちろん第2発明の多値トランスファー・ゲート手段を第3発明の構成要素として利用することができる。
第4発明は、上り階段と下り階段を組み合わせた階段波形(例:図4)をディジタル的に発生する多値同期信号発生手段に関する。アナログ式に比べて電力損失が少ない。
各発明は、多値(又は多進法)論理回路、多値(又は多進法)演算回路、多値コンピューター(又は多進法コンピューター、特に4、8、『10』、16、32、64、「100」、128進法コンピュータ)、多値(又は多進法)変調通信手段、多値(又は多進法)記録手段あるいは多値(又は多進法)制御手段の構成要素として利用できる。
The second invention relates to a multi-value transfer gate means that can cope with a multi-value synchronization signal waveform such as a staircase waveform (eg, FIG. 4) combining an up-stairs and a down-stairs. In a conventional rectangular wave binary synchronization signal, only two timings such as switching can be taken at the rising edge and the falling edge of the synchronization signal. On the other hand, if the multi-level synchronization signal has a staircase waveform, for example, since there are a plurality of rising points and falling points in one cycle or in a single waveform, the timing of switching and the like can be diversified. spread.
The third invention relates to a multi-value synchronous latch means in which a multi-value transfer gate means is connected to an inlet means (eg, an input terminal) of the multi-value storage means of the first invention. Of course, the multi-value transfer gate means of the second invention can be used as a component of the third invention.
The fourth invention relates to a multi-level synchronization signal generating means for digitally generating a staircase waveform (eg, FIG. 4) combining an upstairs and a downstairs. Less power loss than analog type.
Each invention includes a multi-value (or multi-adic) logic circuit, a multi-value (or multi-adic) arithmetic circuit, a multi-value computer (or a multi-adic computer, particularly 4, 8, “10”, 16, 32, 64 , "100", 128 base computer), multi-value (or multi-base) modulation communication means, multi-value (or multi-base) recording means or multi-value (or multi-base) control means. .

第1発明の背景技術Background art of the first invention

特開2005−116168号公報に開示された多値記憶手段の1例を図2左半分に示す。この多値記憶手段は「図2右半分に示す多値バッファ手段の入力端子と出力端子を接続した、入出力端子が共通の多値記憶手段」である為、記憶内容の書込み時の入力電流の大きさはその読出し出力電流容量に影響される。その出力電流容量が大きいと、その入出力端子に接続されるデータ線の電荷やその接続トランジスタの駆動電流などによって記憶内容の読出し時に記憶内容の変化や誤読出しが無くて良い一方、記憶内容の書込み時の入力電流を大きくする必要が有る。その書込み入力電流を小さくするにしても、2値コンデンサ型DRAMで使うセンス・アンプ等の読出し手段を使って記憶内容が変化しない様に慎重に読出し動作を行うか、あるいは、読出し後に改めて書込み動作を行う必要が有る。この第1の解決方法に図2の様に多値記憶手段の入出力端子と多値バッファ手段の入力端子を接続して別に新しく出力端子Outを設けて、入力端子Inと出力端子Outを独立、分離させる方法が有る。しかし、この改良・多値記憶手段には『部品点数が多く、構成が複雑になる』という問題点が有る。 (第1の問題点)
そして、入力端子Inには改良前の多値記憶手段の2値NOT手段群の全入力端子と多値バッファ手段の2値NOT手段群の全入力端子が接続されることになるので、その改良・多値記憶手段には『入力静電容量もしくは入力電流が2倍になる』という問題点が有る。 (第2の問題点)
この事は『絶縁ゲート型トランジスタ(例:MOS・FET、IGBT等。)を使う多値記憶手段の場合、その前段にとって容量性負荷(その総ゲート・ソース間静電容量など)が2倍になるので、その充放電に伴う電力消費が倍増する上に、その入力信号の立上り速度、立下り速度が遅くなる』ことに結び付く。バイポーラ・トランジスタ等を使う多値記憶手段の場合も当然その2倍の総駆動電流による電力消費が倍増する。
An example of the multi-value storage means disclosed in Japanese Patent Laid-Open No. 2005-116168 is shown in the left half of FIG. Since this multi-value storage means is a "multi-value storage means in which the input and output terminals of the multi-value buffer means shown in the right half of FIG. 2 are connected and the input / output terminals are common", the input current at the time of writing the stored contents Is affected by the read output current capacity. When the output current capacity is large, there is no need to change the memory contents or read errors when reading the memory contents due to the charge of the data line connected to the input / output terminal or the drive current of the connected transistor. It is necessary to increase the input current during writing. Even if the write input current is reduced, the read operation such as the sense amplifier used in the binary capacitor type DRAM is used carefully so that the stored contents do not change, or the read operation is performed again after the read. Need to do. In this first solution, as shown in FIG. 2, the input / output terminal of the multi-value storage means and the input terminal of the multi-value buffer means are connected, and a new output terminal Out is provided. The input terminal In and the output terminal Out are independent. There is a way to separate them. However, this improved multi-value storage means has a problem that “the number of parts is large and the configuration becomes complicated”. (First problem)
The input terminal In is connected to all input terminals of the binary NOT means group of the multi-value storage means before improvement and all input terminals of the binary NOT means group of the multi-value buffer means. The multi-value storage means has a problem that “input capacitance or input current is doubled”. (Second problem)
This means that in the case of multi-value storage means using an insulated gate transistor (eg, MOS / FET, IGBT, etc.), the capacitive load (the total gate-source capacitance, etc.) is doubled for the previous stage. Therefore, the power consumption associated with the charging / discharging is doubled, and the rising speed and falling speed of the input signal are reduced. In the case of multi-value storage means using a bipolar transistor or the like, the power consumption due to the total driving current twice is naturally doubled.

そして、その第2の解決方法に「図3の回路(特開2005−80258号公報開示。)においてトランスファー・ゲート手段GA1を取り外したスタティック型3値記憶手段」の様に3値バッファ手段の入力端子と出力端子の間にトランスファー・ゲート手段GA2を接続して、書込み時にトランスファー・ゲート手段GA2をオフにして入力端子から書込み信号を入力する一方、読出し時にトランスファー・ゲート手段GA2をオンにして出力端子から読出し信号を出力する方法が有る。ただし、トランスファー・ゲート手段GA2のオン・オフを切り換える時にはその構成要素である入力側MOS・FET数個のゲート・ソース間静電容量の充電電荷によって記憶内容を保持している。
しかし、上記の「図3の回路でトランスファー・ゲート手段GA1を取り外した3値記憶手段」及び「同様に図2右半分の多値バッファ手段にトランスファー・ゲート手段を接続して正帰還したり、しなかったりする多値記憶手段」には『その多値記憶動作にトランスファー・ゲート手段を制御する同期信号(例:クロック・パルス、単一パルス等)や同期信号線が必ず必要である』という問題点が有る。 (第3の問題点)
この事は『書込みタイミングと読出しタイミングが同期信号の立上り時と立下り時に限定されることになり、書込み・読出し動作をその立上り・立下り時まで待たなければならないので、回路動作の遅れ』に繋がる。
特開2005−80258(3値記憶手段と3値同期式ラッチ手段) 特開2005−116168(本発明者の多値記憶手段) 特開2004−88763(同上) 特願2005−75909(同上) 特願2005−109163(同上)
Then, as a second solution, the input of the ternary buffer means as in “Static type ternary storage means from which the transfer gate means GA1 is removed in the circuit of FIG. 3 (disclosed in Japanese Patent Application Laid-Open No. 2005-80258)”. The transfer gate means GA2 is connected between the terminal and the output terminal, the transfer gate means GA2 is turned off at the time of writing and the write signal is inputted from the input terminal, while the transfer gate means GA2 is turned on and outputted at the time of reading. There is a method of outputting a read signal from a terminal. However, when the transfer gate means GA2 is switched on / off, the stored contents are held by the charge charges of several gate-source capacitances of the input side MOS / FETs which are constituent elements thereof.
However, the above-mentioned “ternary storage means from which the transfer gate means GA1 is removed in the circuit of FIG. 3” and “similarly, the transfer gate means is connected to the multi-value buffer means in the right half of FIG. "Multi-value storage means that do not do" says "the synchronization signal (eg, clock pulse, single pulse, etc.) and the synchronization signal line for controlling the transfer gate means is always required for the multi-value storage operation" There is a problem. (Third problem)
This means that the write and read timings are limited to the rising and falling edges of the synchronization signal, and the write and read operations must be waited until the rise and fall times. Connected.
JP-A-2005-80258 (3-value storage means and 3-value synchronous latch means) JP-A-2005-116168 (multi-value storage means of the present inventor) JP 2004-88763 (same as above) Japanese Patent Application No. 2005-75909 (same as above) Japanese Patent Application No. 2005-109163 (same as above)

第1発明の開示Disclosure of the first invention

第1発明が解決しようとする課題Problems to be solved by the first invention

従って、従来回路等には下記6つの問題点が有る。
a)部品点数が多く、構成が複雑になる。
b)入力静電容量もしくは入力電流が倍増してしまう。
c)その入力静電容量もしくは入力電流の倍増により電力消費が増えてしまう。
d)絶縁ゲート型スイッチング手段を使う多値記憶手段では入力静電容量の倍増により入力信号の立上り速度、立下り速度が遅くなってしまう。つまり、動作遅れ。
e)その多値記憶動作(書込み、読出し)に同期信号や同期信号線が必ず必要である。
f)その同期動作の為に書込みタイミングと読出しタイミングが限定され、タイミング合わせによる回路動作遅れが有る
(課 題)
そこで、第1発明は、上記課題すなわち上記a)〜f)の6つの問題点を解決できる多値記憶手段を提供することを目的としている。 (第1発明の目的)
Therefore, the conventional circuit has the following six problems.
a) The number of parts is large and the configuration is complicated.
b) Input capacitance or input current is doubled.
c) Power consumption increases due to the doubling of the input capacitance or input current.
d) In the multi-value storage means using the insulated gate type switching means, the rising speed and falling speed of the input signal become slow due to the doubling of the input capacitance. In other words, operation delay.
e) A synchronizing signal and a synchronizing signal line are always necessary for the multi-value storing operation (writing and reading).
f) Write timing and read timing are limited due to the synchronous operation, and there is a circuit operation delay due to timing adjustment.
(Task)
Therefore, the first invention aims to provide a multi-value storage means that can solve the above-mentioned problems, that is, the six problems a) to f). (Object of the first invention)

第1発明の、問題を解決するための手段Means for solving the problem of the first invention

即ち、第1発明は請求項1に記載した多値記憶手段である。その構成手段となる多値記憶手段と多値バッファ手段を組み合わせて第1発明の多値記憶手段を構成するときに、前者の入力電位判別手段と後者の入力電位判別手段を共通化して1つにまとめ、入力電位判別手段を1個節約している。  That is, the first invention is the multivalue storage means described in claim 1. When the multi-value storage means and the multi-value buffer means as the constituent means are combined to constitute the multi-value storage means of the first invention, the former input potential discrimination means and the latter input potential discrimination means are used in common. In summary, one input potential discrimination means is saved.

第1発明の効果Effects of the first invention

このことによって、入力静電容量または入力電流の倍増原因となる入力電位判別手段を1個節約したので、部品点数を少なくできて、構成を簡単化することができ、さらに「入力静電容量または入力電流の倍増」、「入力静電容量または入力電流の倍増による入力側の電力消費の増加」及び「絶縁ゲート型スイッチング手段を使う多値記憶手段の場合、入力信号の立上り速度や立下り速度の低下、動作遅れ」を抑えることができる。
しかも、その構成手段としてトランスファー・ゲート手段を必要としないので、その多値記憶動作(書込み、読出し)に同期信号や同期信号線は不要で、書込みタイミングと読出しタイミングが限定されず、各タイミング限定による回路動作遅れが無い。
This saves one input potential discriminating means that doubles the input capacitance or input current, so that the number of parts can be reduced and the configuration can be simplified. In the case of multi-value storage means using an insulated gate type switching means, the input signal rise speed or fall speed Can be suppressed.
In addition, since the transfer gate means is not required as the configuration means, no synchronization signal or synchronization signal line is required for the multi-value storage operation (write, read), the write timing and the read timing are not limited, and each timing is limited. There is no delay in circuit operation.

第2発明の背景技術Background Art of the Second Invention

これまで多値(又は多進法)回路、手段に最適な多値トランスファー・ゲート手段は無かった。例えば図3の回路(特開2005−80258号公報開示。)では矩形波(くけいは)状の同期信号(例:クロック・パルス、単一パルス等)を使って両トランスファー・ゲート手段GA1、GA2を制御している。この場合、その1周期または単一パルス期間などの間にその矩形波同期信号の立上り時点と立下り時点の2つしかタイミング時点を取ることができない。これはまだ多値(又は多進法)回路に相応(ふさわ)しい多値同期信号波形が提案されていないことに起因する。ここで本発明者は多値同期信号の1例として例えば「図4に示す上り階段と下り階段を組み合わせた階段波形」の多値同期信号(電位v0〜v5の6値)等を提案する。勿論6値に限らない。この階段波形の多値同期信号では1周期の間に立上り時点と立下り時点が多数有り、しかも、多値トランスファー・ゲート手段のターン・オン時点をどの時点(立上り時と立下り時どちらでも良い。)に設定し、そのターン・オフ時点をどの時点(立上り時と立下り時どちらでも良い。)に設定するかで、多値トランスファー・ゲート手段のスイッチング・タイミング、オン期間およびオフ期間等を多種多様化できるので、スイッチング制御の幅、延(ひ)いては論理処理・設計手法の幅の拡大や処理時間の短縮に繋がる。従って、その様な多値同期信号に対応できる多値トランスファー・ゲート手段が必要である。
特開2005−80258(3値記憶手段と3値同期式ラッチ手段)
Until now, there has been no multi-value transfer gate means that is optimal for multi-value (or multi-adic) circuits and means. For example, in the circuit of FIG. 3 (disclosed in Japanese Patent Application Laid-Open No. 2005-80258), both transfer gate means GA1, using a rectangular-wave synchronization signal (eg, clock pulse, single pulse, etc.), GA2 is controlled. In this case, only two timing points can be taken during the one period or single pulse period, that is, the rising point and the falling point of the rectangular wave synchronization signal. This is because a multi-level sync signal waveform suitable for a multi-level (or multi-ary) circuit has not yet been proposed. Here, the present inventor proposes, for example, a multilevel synchronization signal (six values of potentials v0 to v5) of “a staircase waveform combining the upstairs and the downstairs shown in FIG. 4” as an example of the multilevel synchronization signal. Of course, it is not limited to six values. In this multilevel synchronization signal having a staircase waveform, there are a number of rising and falling points in one cycle, and any time (when rising or falling) may be used as the turn-on point of the multilevel transfer gate means. )), The switching timing of the multi-value transfer gate means, the ON period, the OFF period, etc., depending on which time (either rising or falling) may be used as the turn-off time. Since it can be diversified, it leads to an increase in the width of switching control and, in turn, an increase in the width of logic processing / design methods and a reduction in processing time. Therefore, there is a need for multi-level transfer gate means that can cope with such multi-level sync signals.
JP-A-2005-80258 (3-value storage means and 3-value synchronous latch means)

第2発明の開示Disclosure of the second invention

第2発明が解決しようとする課題Problems to be solved by the second invention

従来の問題点は『本発明者が提案する新・多値同期信号(例:周期型または単一型の階段波。)に適合して、スイッチング・タイミング、オン期間、オフ期間の多種多様化が可能な多値トランスファー・ゲート手段が望まれる』ことである。 (課 題)
そこで、第2発明は『新しい多値同期信号に適合して、スイッチング・タイミング、オン期間もしくはオフ期間の多種多様化が可能な』多値トランスファー・ゲート手段を提供することを目的としている。 (第2発明の目的)
The conventional problem is that "the switching timing, on-period, and off-period are diversified in conformity with the new multi-level synchronization signal proposed by the present inventor (eg, periodic or single step wave). It is desirable to have a multi-value transfer gate means capable of. (Task)
In view of this, the second aspect of the invention is to provide multi-level transfer gate means that can be adapted to a new multi-level synchronization signal and can be diversified in switching timing, on period or off period. (Object of the second invention)

第2発明の、問題を解決するための手段Means for solving the problem of the second invention

すなわち、第2発明は請求項2に記載しな多値トランスファー・ゲート手段である。その階段波状の同期信号が「その階段波の第2電位の水平部分である期間から順々に第(N−1)電位の水平部分である期間のうちの1期間または続けて複数の期間」にほぼある時、「その同期信号電位判別手段が制御するそのオン・オフ駆動手段」がその双方向性スイッチング手段をオン駆動し、無い時オフ駆動するが、あるいは、それと正反対にオン・オフ駆動する。その「オン又はオフ」の「開始時点または終了時点」を決める為に、その同期信号の電位が「その第2電位からその第(N−1)電位のうちの第1の特定電位を基準にしたマイナス側オン・オフしきい値電位」と同じかどうか、「その第1の特定電位からその第(N−1)電位のうちの第2の特定電位を基準にしたプラス側オン・オフしきい値電位」と同じかどうか、その同期信号電位判別手段が判別する。  That is, the second invention is the multi-value transfer gate means described in claim 2. The staircase-shaped synchronization signal is “one period or a plurality of periods in succession in the period of the horizontal portion of the (N−1) -th potential sequentially from the period of the horizontal portion of the second potential of the staircase wave”. "On / off drive means controlled by the synchronization signal potential determination means" drives the bidirectional switching means on and off when there is no, or on / off drive opposite to it. To do. In order to determine the “start time or end time” of the “on or off”, the potential of the synchronization signal is “based on the first specific potential from the second potential to the (N−1) th potential. The negative side on / off threshold potential is the same as “the negative side on / off threshold potential”, and “the positive side on / off with reference to the second specific potential of the (N−1) th potential from the first specific potential”. The synchronization signal potential discriminating means discriminates whether or not it is the same as the “threshold potential”.

第2発明の効果Effects of the second invention

このことによって、その階段波状の同期信号に適合して、「その『オン又はオフ』の『開始時点または終了時点』」および「オン期間とオフ期間」の選択肢が増えるので、第2発明の多値トランスファー・ゲート手段は『新しい多値同期信号に適合して、スイッチング・タイミング、オン期間、オフ期間の多種多様化することができる。』  As a result, the “start time or end time” of “the“ on or off ”” and “on period and off period” options are increased in conformity with the staircase-shaped synchronization signal, and thus the second invention has many options. The value transfer gate means can be adapted to a new multi-level synchronization signal, and can have a wide variety of switching timings, on periods, and off periods. 』

第3発明の背景技術Background art of the third invention

当然の事ながら、第1発明の多値記憶手段を利用した多値同期式ラッチ手段は、従来無かった。その様な多値同期式ラッチ手段が有れば、第1発明の長所などを活用できる。尚、前述通り多値の場合2値と違い、2つの安定状態しか無いフリップ・フロップという呼び名はそぐわないので、『多値同期式ラッチ手段』という名前を採用している。  As a matter of course, there has never been a multi-value synchronous latch means using the multi-value storage means of the first invention. If such a multi-level synchronous latch means is provided, the advantages of the first invention can be utilized. As described above, in the case of multi-value, unlike the case of binary, the name “flip-flop having only two stable states” is not suitable, so the name “multi-value synchronous latch means” is adopted.

第3発明の開示Disclosure of the third invention

第3発明が解決しようとする課題Problems to be solved by the third invention

従って、問題点は『第1発明の多値記憶手段を利用した多値同期式ラッチ手段が望まれる』ことである。 (課 題)
そこで、第3発明は『第1発明の多値記憶手段を利用した多値同期式ラッチ手段』を提供することを目的としている。 (第3発明の目的)
Therefore, the problem is that "multi-level synchronous latch means utilizing the multi-value storage means of the first invention is desired". (Task)
In view of this, the third aspect of the present invention aims to provide a “multi-level synchronous latch unit using the multi-level storage unit of the first aspect”. (Object of the third invention)

第3発明の、問題を解決するための手段Means for solving the problem of the third invention

即ち、第3発明は請求項3に記載した多値同期式ラッチ手段である。第1発明の多値記憶手段の前段として、その多値トランスファー・ゲート手段もしくは請求項2に記載の多値トランスファー・ゲート手段が接続されている。
このことによって、その接続した多値トランスファー・ゲート手段がオンの間、その接続多値トランスファー・ゲート手段の入力信号がそのままその多値記憶手段に入力され、その入力信号の内容がその多値記憶手段に書き込まれる。しかし、その接続多値トランスファー・ゲート手段がオフの間、その入力信号の内容がどう変わろうとも、そのターン・オフ前に書き込まれた内容をその多値記憶手段は保持し続ける。
That is, the third invention is the multilevel synchronous latch means according to the third aspect. As the preceding stage of the multi-value storage means of the first invention, the multi-value transfer gate means or the multi-value transfer gate means described in claim 2 is connected.
Thus, while the connected multi-value transfer gate means is on, the input signal of the connected multi-value transfer gate means is directly input to the multi-value storage means, and the contents of the input signal are stored in the multi-value storage. Written in the means. However, while the connected multi-value transfer gate means is off, the multi-value storage means keeps the contents written before the turn-off, no matter how the contents of the input signal change.

第3発明の効果Effects of the third invention

その結果、『第3発明の多値同期式ラッチ手段は第1発明の多値記憶手段を利用した多値同期式ラッチ手段であることができる。』  As a result, “the multi-value synchronous latch means of the third invention can be a multi-value synchronous latch means using the multi-value storage means of the first invention. 』

第4発明の背景技術Background art of the fourth invention

例えば図4に示す様な、上り階段と下り階段を組み合わせた階段波形をディジタル的に(ディジタル凹路を使って)発生する多値同期信号発生手段は従来無かった。ただし、6値に限定されない。3値または3値以上である。
尚、オペ・アンプ等を使ってアナログ的に階段波を発生する従来の階段波発生回路はパルス回路分野では存るが、当然、電力損失が大きくなる。また、その電源もアナログ回路専用に電圧精度の高いものが必要である。さらに、アナログ式の階段波発生回路が例えば最低電位v0と最高電位v5を出力するには、アナログ電源電位は最低電位v0より低い電源電位と最高電位v5より高い電源電位を供給できる必要が有るので、電源電位・電圧の種類を増やさなければならず、部品点数が増え、コスト高の要因となる。
『トランジスタ回路入門講座4 パルス回路の考え方』、昭和60年2月20日に(株)オーム社が発行。p.131〜p.132記載の『ブートストラップ階段波発生回路』。雨宮好文ほか監修・著作。
For example, as shown in FIG. 4, there has conventionally not been a multi-level synchronization signal generating means for digitally generating a staircase waveform combining an upstairs and a downstairs (using a digital concave path). However, it is not limited to 6 values. It is 3 or more.
Note that a conventional staircase wave generation circuit that generates an analog staircase wave using an operational amplifier or the like exists in the pulse circuit field, but naturally power loss increases. Also, the power supply must have a high voltage accuracy dedicated to the analog circuit. Further, in order for the analog staircase wave generation circuit to output the lowest potential v0 and the highest potential v5, for example, the analog power supply potential needs to be able to supply a power supply potential lower than the lowest potential v0 and a power supply potential higher than the highest potential v5. Therefore, it is necessary to increase the types of power supply potentials and voltages, which increases the number of parts and increases costs.
"Introduction to Transistor Circuits 4 Pulse Circuit Concept" published by OHM Co., Ltd. on February 20, 1985. p. 131-p. 132. “Bootstrap staircase wave generation circuit”. Supervised and written by Yoshifumi Amemiya and others.

第4発明の開示Disclosure of the fourth invention

第4発明が解決しようとする課題Problems to be solved by the fourth invention

従って、問題点は『上り階段と下り階段を組み合わせな階段波形をディジタル的に(ディジタル回路を使って)発生する多値同期信号発生手段が望まれる』ことである。
(課 題)
そこで、第4発明は『上り階段と下り階段を組み合わせた階段波形をディジタル的に(ディジタル回路を使って)発生する多値同期信号発生手段』を提供することを目的としている。 (第4発明の目的)
Therefore, the problem is that “multi-level synchronization signal generating means that digitally generates a staircase waveform combining an upstairs and a downstairs (using a digital circuit) is desired”.
(Task)
In view of this, the fourth aspect of the present invention aims to provide "multi-level synchronization signal generating means for digitally generating a staircase waveform combining an upstairs and a downstairs (using a digital circuit)". (Object of the fourth invention)

第4発明の、問題を解決するための手段Means for Solving the Problems of the Fourth Invention

即ち、第4発明は請求項5に記載した多値同期信号発生手段である。上り階段と下り階段を組み合わせた階段波形の水平部分の総数と等しい総数の種類のカウンター信号を同じ順序で繰返し出力する2値カウンター手段を用意し、その階段波形の各水平部分と各カウンター信号を1対1ずつ対応させる。具体的には、それらのカウンター信号に従って動作するオン・オフ駆動手段を用意する。また、第1電位供給手段〜第N電位供給手段(例:電位の異なるN本の電源線)それぞれと「そこから多値同期信号を出力する出口手段(例:出力端子)」の間に「プル・アップ又はプル・ダウンするプル手段」を1つずつ接続する。さらに、そのオン・オフ駆動手段が、「その出力されるカウンター信号に対応する階段波形の水平部分の電位」にその出口手段の電位をプル・アップ又はプル・ダウンするプル手段だけをオン駆動し、残りのプル手段すべてをオフ駆動する。その結果、その順々に出力される異なるカウンター信号に従って多値同期信号の電位は階段状に上がったり下がったりする。  That is, the fourth invention is the multilevel synchronization signal generating means according to the fifth aspect. Prepare a binary counter that repeatedly outputs the same number of counter signals in the same order as the total number of horizontal parts of the staircase waveform combining the up and down staircases. One-to-one correspondence. Specifically, an on / off driving means that operates in accordance with the counter signals is prepared. Further, between each of the first potential supply means to the Nth potential supply means (for example, N power supply lines having different potentials) and “exit means (for example, output terminal) for outputting a multilevel synchronization signal therefrom” "Pull means for pulling up or pulling down" are connected one by one. Further, the on / off drive means only drives the pull means that pulls up or down the potential of the exit means to “the potential of the horizontal portion of the staircase waveform corresponding to the output counter signal”. All the remaining pull means are driven off. As a result, the potential of the multi-level synchronization signal rises or falls stepwise according to the different counter signals output in sequence.

第4発明の効果Effects of the fourth invention

このことによって、その順々に出力される異なるカウンター信号に従って出力される多値同期信号の電位は、階段状に上がったり下がったりするので、第4発明の多値同期信号発生手段は『上り階段と下り階段を組み合わせた階段波形をディジタル的に(ディジタル回路を使って)発生する』ことができる。  As a result, the potential of the multi-level synchronization signal output in accordance with the different counter signals output in sequence rises or falls in a staircase pattern. A staircase waveform combining downstairs can be generated digitally (using a digital circuit).

各発明を実施するなめの最良の形態The best mode for carrying out each invention

各発明をより詳細に説明するために以下添附図面に従ってこれらを説明する。なお、電源線V0の電位を電位v0で表わし、電源線V1の電位を電位v1で表わし、あとは同様に電源線V2から電源線V(n−1)まで電位v2〜電位v(n1−1)で表わす。また、電位v0から電位v(n−1)まで順々に電位は高くなって行く。  In order to explain each invention in more detail, these will be described with reference to the accompanying drawings. Note that the potential of the power supply line V0 is represented by the potential v0, the potential of the power supply line V1 is represented by the potential v1, and thereafter, similarly, the potential v2 to the potential v (n1-1) from the power supply line V2 to the power supply line V (n-1). ). Further, the potential increases in order from the potential v0 to the potential v (n-1).

図1に示す実施例1は5値の多値記憶手段で、前述したNは5である。図1の各構成手段などは以下の通り請求項1記載中の各構成手段などに相当する。
a)電位v0から電位v4それぞれが順々に同項記載中の第1電位〜第N電位それぞれに。
b)電源線V0〜電源線V4それぞれが順々に同項記載中の第1電位供給手段〜第N電位供給手段それぞれに。
c)入力端子1nと出力端子Outそれぞれが同項記載中の入口手段と出口手段それぞれに。
d)図1の上下方向にMOS・FET等が3列並んでいるが、「図1の左から1列目のMOS・FET列の接続体」が同項記載中の入力電位判別手段に。
e)「電源線V0〜電源線V4で、番号で隣同士となる2電源線間それぞれに1つずつ設けられな2値NOT手段4つ」が同項記載中の(N−1)個の2値NOT手段に。
f)「同じく図1中央列のMOS・FET8つとダイオード6つの接続体」が同項記載中の第1のプル手段群に。
g)「同じく図1の右から1列目のMOS・FET8つとダイオード6つの接続体」が同項記載中の第2のプル手段群に。
The embodiment 1 shown in FIG. 1 is a five-value multivalue storage means, and N described above is 5. The constituent means in FIG. 1 correspond to the constituent means in Claim 1 as follows.
a) The potential v0 to the potential v4 are sequentially changed from the first potential to the Nth potential in the same paragraph.
b) The power supply line V0 to the power supply line V4 are sequentially supplied to the first potential supply means to the Nth potential supply means in the same paragraph.
c) The input terminal 1n and the output terminal Out are respectively connected to the inlet means and the outlet means described in the same paragraph.
d) Three rows of MOS / FETs are arranged in the vertical direction in FIG. 1, but the “connected body of the first MOS / FET row from the left in FIG. 1” is the input potential discrimination means described in the same paragraph.
e) “Non-four power supply lines V0 to V4, one binary NOT means that is not provided for each of two power supply lines adjacent to each other by number” in the same paragraph. To binary NOT means.
f) “Similarly, a connection body of eight MOS • FETs and six diodes in the center row in FIG. 1” is the first pull means group in the same paragraph.
g) “Similarly, a connection body of eight MOS · FETs and six diodes in the first column from the right in FIG. 1” is the second pull means group in the same paragraph.

ただし、上記の図1中央列において電源線V1に接続された「ダイオードとNMOS・FETの直列回路」と「PMOS・FETとダイオードの直列回路」は、よく見ると、電源線V1・入力端子In間で並列接続されており、この並列回路が実質的に双方向性のプル手段として機能する。このため、本発明者はこの並列回路を1つのプル手段と見なしている。同様に、電源線V2〜電源線V3それぞれにも同じ様な双方向性のプル手段が1つずつ接続されている。さらに同様に、上記の図1の右から1列目においても電源線V1に接続された「ダイオードとNMOS・FETの直列回路」と「PMOS・FETとダイオードの直列回路」も、よく見ると、電源線V1・出力端子Out間で並列接続されており、この並列回路が実質的に双方向性のプル手段として機能する。このため、本発明者はこの並列回路も1つのプル手段と見なしている。同様に、電源線V2〜電源線V3それぞれにも同じ様な双方向性のプル手段が1つずつ接続されている。  However, the “diode / NMOS / FET series circuit” and the “PMOS / FET / diode series circuit” connected to the power supply line V1 in the central row in FIG. Are connected in parallel, and this parallel circuit functions as a substantially bidirectional pulling means. For this reason, the inventor regards this parallel circuit as one pulling means. Similarly, the same bidirectional pull means is connected to each of the power supply lines V2 to V3. Similarly, in the first column from the right in FIG. 1, “diode / NMOS / FET series circuit” and “PMOS / FET / diode series circuit” connected to the power source line V1 The power supply line V1 and the output terminal Out are connected in parallel, and this parallel circuit substantially functions as a bidirectional pull means. For this reason, the inventor regards this parallel circuit as one pull means. Similarly, the same bidirectional pull means is connected to each of the power supply lines V2 to V3.

前述の通り図1の上下方向にMOS・FET等が3列並んでいるが、右から1列目のMOS・FET8つとダイオード6つを取り外すと、図1の回路は「入出力共通の入出力端子(=入力端子In)を持つ従来の多値記憶手段(対比:図2左半分の回路)」になる。また、中央列のMOS・FET8つとダイオード6つを取り外すと、図1の回路は多値バッファ手段(対比:図2右半分の回路)になる。さらに、この多値バッファ手段の入力端子(=入力端子In)と出力端子(=出力端子Out)を接続すると、その多値バッファ手段はその従来の多値記憶手段と同じになる。従って、図1の実施例は、言い換えると、その従来の多値記憶手段とその多値バッファ手段を組み合わせる際に、両方の入力電位判別手段(図1左側の2値NOT手段4つの接続体)を共通化して1つにまとめ、入力電位判別手段を1個節約した多値記憶手段である。  As described above, three rows of MOS / FETs are arranged in the vertical direction in FIG. 1, but when eight MOS / FETs and six diodes in the first row from the right are removed, the circuit of FIG. Conventional multi-value storage means having a terminal (= input terminal In) (contrast: circuit in the left half of FIG. 2) ”. Further, when eight MOS · FETs and six diodes in the center column are removed, the circuit of FIG. 1 becomes multi-value buffer means (contrast: circuit on the right half of FIG. 2). Further, when the input terminal (= input terminal In) and the output terminal (= output terminal Out) of the multi-value buffer means are connected, the multi-value buffer means becomes the same as the conventional multi-value storage means. Therefore, in the embodiment of FIG. 1, in other words, when the conventional multi-value storage means and the multi-value buffer means are combined, both of the input potential discrimination means (four binary NOT means on the left side of FIG. 1 are connected). Are multi-value storage means that saves one input potential determination means.

その結果、入力端子Inから出力端子Outを分離、独立させるときに下記の効果が生じた。
a)入力電位判別手段を1個節約できたので、『部品点数が少なく、構成が簡単。』
b)入力電位判別手段1個の節約により『入力静電容量と入力電流(総ゲート・ソース間静電容量の充放電電流)は倍増せず、そのままである。』
c)『入力静電容量や入力電流の倍増による電力消費の増加が無い。』
d)入力静電容量が倍増せず、そのままなので、『入力信号の立上り速度、立下り速度が遅くならない。つまり、動作遅れが無い。』
e)第1発明の段階ではまだ多値トランスファー・ゲート手段を使用していないので、『その多値記憶動作(書込み、読出し)に同期信号や同期信号線は必要無い。』
f)その多値記憶動作に同期信号は不要だから『その同期動作の為に書込みタイミングや読出しタイミングは限定されず、タイミング合わせによる回路動作遅れが無い。』
As a result, the following effects were produced when the output terminal Out was separated and independent from the input terminal In.
a) Since one input potential discriminating means can be saved, “the number of parts is small and the configuration is simple. 』
b) By saving one input potential discriminating means, “the input capacitance and the input current (the charge / discharge current of the total gate-source capacitance) are not doubled and remain as they are. 』
c) “There is no increase in power consumption due to doubling of input capacitance and input current. 』
d) Since the input capacitance does not double and remains as it is, “the rising speed and falling speed of the input signal do not slow down. That is, there is no operation delay. 』
e) Since the multi-value transfer gate means is not yet used in the stage of the first invention, “there is no need for a sync signal or sync signal line for the multi-value storage operation (write, read). 』
f) Since no synchronization signal is required for the multi-value storage operation, “the timing for writing and reading is not limited for the synchronization operation, and there is no circuit operation delay due to timing adjustment. 』

尚、全MOS・FETはノーマリィ・オフ型つまりエンハンスメント・モードFETである。また、各PMOS・FETのバックゲートはそのソース又は「そのソース電位より電位の高い電源線」に接続される一方、各NMOS・FETのバックゲートはそのソース又は「そのソース電位より電位の低い電源線」に接続される。また、各ダイオードは「電位的に上下関係にあるCMOSメモリー同士が各電源(図示せず。各2電源線間に在る。)を短絡する」のを阻止するが、各ダイオードの代わりにPN接合や、各種ダイオード手段、例えば「そのコレクタとベースを直結したバイポーラ・トランジスタ」、「そのドレインとソースを直結した接合型FET」、「そのドレインとゲートを直結したバイポーラ・モードのSIT又はGTBT」、「そのゲート、バック・ゲート及びソースを接続したノーマリィ・オフ型MOS・FET」、「そのゲートとバック・ゲート、ソースとドレインをそれぞれ接続したノーマリィ・オフ型またはオン型MOS・FET」又は「そのドレイン・バックゲート間、そのソース・バックゲート間それぞれが導通しない様にそのバックゲート電位を保ち、そのドレインとゲートを接続したノーマリィ・オフ型MOS・FET」を1つずつ使用できる。さらに、オン駆動電圧極性が各MOS・FETと同じなら、それぞれの代わりにノーマリィ・オフの電圧駆動型スイッチング手段(例:IGBT等)を1つずつ使用できるし、オン駆動電圧極性が各1方向性可制御スイッチング手段(MOS・FETとダイオードの各直列回路のこと。)と同じなら、それぞれの代わりに1方向性IGBT等を1つずつ使用できる。  All MOS FETs are normally-off type, ie, enhancement mode FETs. The back gate of each PMOS • FET is connected to its source or “power supply line having a potential higher than its source potential”, while the back gate of each NMOS • FET is connected to its source or “power supply having a potential lower than its source potential”. Connected to the "line". In addition, each diode prevents the CMOS memories that are vertically related to each other from short-circuiting each power supply (not shown; between two power supply lines). Junction and various diode means such as “bipolar transistor with its collector and base directly connected”, “junction FET with its drain and source directly connected”, “bipolar mode SIT or GTBT with its drain and gate directly connected” "Normally-off type MOS FET with its gate, back gate and source connected", "Normally off type or on-type MOS FET with its gate and back gate, source and drain connected" or " Make sure that the back and back gates and the back and back gates do not conduct. Over the door to keep the potential, the drain and gate Nomaryi-off type MOS · FET connected the "can be used one at a time. Furthermore, if the on-drive voltage polarity is the same as that of each MOS • FET, a normally-off voltage-driven switching means (eg, IGBT) can be used one by one, and the on-drive voltage polarity is in each direction. If it is the same as the controllable switching means (each series circuit of MOS • FET and diode), one-way IGBT etc. can be used one by one instead.

図5に示す実施例2(第1発明)では各1方向性可制御スイッチング手段として「通常スイッチング動作のMOS・FETとダイオードの様な1方向性スイッチング作用(逆阻止作用)のMOS・FETの直列回路」を1つずつ使っている。そのバックゲートとソースを接続した各MOS・FETがそのダイオードの様な1方向性スイッチング作用を担い、そのソースとドレインはその印加電圧方向によって互いの機能が入れ換わるが、そのドレイン・バックゲート間PN接合を内蔵ダイオードとして機能させても良い。但し、その各直列回路のオン電圧をできるだけ小さくする為、その1方向性スイッチング作用のMOS・FETのソース・ゲート間にその通常スイッチング動作のMOS・FETが接続されている。尚、図5中で接続が図示されていない各バックゲートに関しては各PMOS・FETのバックゲートはそのソース又は電源線V3に接続される一方、各NMOS・FETのバックゲートはそのソース又は電源線V0に接続される。また、そのバックゲートとソースを接続した各MOS・FETのバックゲートに関して、各PMOS・FETのバックゲートをソースから電源線V3に接続し直しても構わないし、各NMOS・FETのバックゲートをソースから電源線V0に接続し直しても構わない。これらバックゲートの接続と接続変更は後述の実施例3、4についても言える。  In the second embodiment shown in FIG. 5 (first invention), each of the unidirectional controllable switching means includes “a normal switching operation MOS-FET and a diode-like unidirectional switching action (reverse blocking action) MOS-FET. One series circuit is used at a time. Each MOS-FET that connects the back gate and source is responsible for a unidirectional switching action like the diode, and the source and drain have their functions switched depending on the applied voltage direction. The PN junction may function as a built-in diode. However, in order to reduce the ON voltage of each series circuit as much as possible, the MOS / FET of the normal switching operation is connected between the source and gate of the MOS / FET of the unidirectional switching action. For each back gate whose connection is not shown in FIG. 5, the back gate of each PMOS • FET is connected to its source or power line V3, while the back gate of each NMOS • FET is its source or power line. Connected to V0. Further, regarding the back gate of each MOS • FET that connects the back gate and the source, the back gate of each PMOS • FET may be reconnected from the source to the power supply line V3, or the back gate of each NMOS • FET may be connected to the source. May be reconnected to the power supply line V0. These back gate connections and connection changes can also be applied to Examples 3 and 4 described later.

図6に示す実施例3(第1発明)では1方向性スイッチング作用のMOS・FETは通常スイッチング動作のMOS・FETのソース側に接続されているが、後者のオフ駆動時に前者はオン駆動されて双方向にオンだから、前者は後者のオフ駆動を妨げない。  In the third embodiment shown in FIG. 6 (first invention), the MOS / FET having a unidirectional switching action is connected to the source side of the MOS / FET having a normal switching operation, but the former is turned on when the latter is turned off. Since both are on in both directions, the former does not prevent the latter off driving.

図7に示す実施例4(第1発明)では「通常スイッチング動作のMOS・FETと1方向性スイッチング作用(逆阻止作用)のMOS・FETの各直列回路」のオン電圧を更に小さくする為、各1方向性スイッチング作用のMOS・FETを積極的にオン・オフ駆動している。具体的には「図7の左から1列目の2値NOT手段3つの接続体」が逆阻止用MOS・FETを通常動作のMOS・FETと共にオン・オフ駆動する。  In Example 4 (first invention) shown in FIG. 7, in order to further reduce the ON voltage of “each series circuit of MOS • FET of normal switching operation and MOS • FET of unidirectional switching action (reverse blocking action)” Each MOS / FET having a unidirectional switching action is actively turned on / off. Specifically, the “three connected NOT NOT elements in the first column from the left in FIG. 7” drives the reverse blocking MOS • FET on and off together with the normal operation MOS • FET.

図8に示す実施例5(第1発明)は「図7の実施例4において4値記憶から6値記憶に変更し、機能のだぶった複数のMOS・FETを取り外し、部品点数の削減と構成の簡単化を実現した6値記憶手段」である。図7の実施例4では「逆阻止用MOS・FETと通常スイッチング動作のMOS・FETの直列回路」は双方向性スイッチング手段として機能するので、電源線V1、V2それぞれに「同じ機能を果たす両MOS・FETの直列回路」が2つずつ接続されていることになり、同じ構成がだぶっている。
尚、図8の左から1列目の2値NOT手段5つの各MOS・FETのバックゲートに関して各PMOS・FETのバックゲートはそのソース又は「そのソース電位より電位の高い電源線」に接続される一方、各NMOS・FETのバックゲートはそのソース又は「そのソース電位より電位の低い電源線」に接続される。また、他の「バックゲートとソースを接続した各MOS・FET」のバックゲートに関してはPMOS・FETのバックゲートをソースから電源線V5に接続し直しても構わないし、NMOS・FETのバックゲートをソースから電源線V0に接続し直しても構わない。これらバックゲートの接続と接続変更は前述の実施例4についても同様に言うことができる。
The fifth embodiment shown in FIG. 8 (first invention) is “change from the four-value storage to the six-value storage in the fourth embodiment of FIG. 6-value storage means that achieves simplification of the above. " In the fourth embodiment shown in FIG. 7, the “series circuit of reverse blocking MOS • FET and normal switching MOS • FET” functions as bidirectional switching means. Therefore, the power supply lines V1 and V2 have “both performing the same function”. Two "MOS / FET series circuits" are connected to each other, and the same configuration is full.
Note that the back gate of each of the five MOS • FETs in the binary NOT means 5 in the first column from the left in FIG. 8 is connected to the source or “power supply line having a potential higher than the source potential”. On the other hand, the back gate of each NMOS • FET is connected to its source or “power supply line having a potential lower than its source potential”. As for the back gates of other “each MOS • FETs that connect the back gate and the source”, the back gate of the PMOS • FET may be reconnected from the source to the power supply line V5, or the back gate of the NMOS • FET may be connected. The source may be reconnected to the power supply line V0. The connection and connection change of these back gates can be similarly applied to the above-described fourth embodiment.

図9に示す実施例6(第2発明)は請求項2記載の多値トランスファー・ゲート手段に対応し、mは5>m>0の条件を満たす所定の整数である。また、請求項2記載中の第1、第2の特定電位は同電位(=電源線Vmの電位vm)で、「電源線Vmに接地のMOS・FET3つと抵抗1つの接続体」が請求項2記載中の同期信号電位判別手段に相当する。さらに、「入力端子Inと出力端子Outの間に並列接続されたPMOS・FETとNMOS・FET」が請求項2記載中の双方向性スイッチング手段に相当し、「あと残りのMOS・FET、ダイオード及び抵抗の接続体」が請求項2記載中のオン・オフ駆動手段に相当する。同期信号用入力端子SSinには例えば「後述する図14、15両図に示す多値同期信号発生手段の同期信号用出力端子SSout」から例えば「図4に示す多値同期信号」が入力される。  The sixth embodiment (second invention) shown in FIG. 9 corresponds to the multi-value transfer gate means described in claim 2, and m is a predetermined integer satisfying the condition of 5> m> 0. Further, the first and second specific potentials in claim 2 are the same potential (= potential vm of power supply line Vm), and “connected body of three MOS • FETs grounded to power supply line Vm and one resistor” is claimed. This corresponds to the synchronization signal potential determination means in 2. Further, “PMOS • FET and NMOS • FET connected in parallel between the input terminal In and the output terminal Out” corresponds to the bidirectional switching means according to claim 2, and “the remaining MOS • FET, diode And the resistor connection body ”correspond to the on / off driving means in claim 2. For example, “multilevel synchronization signal shown in FIG. 4” is input from the synchronization signal input terminal SSin from, for example, “synchronization signal output terminal SSout of the multilevel synchronization signal generating means shown in both FIGS. .

図9の実施例6の多値トランスファー・ゲート手段では多値同期信号の電位が「電位vmを基準にしたプラス側オン・オフしきい値電位とマイナス側オン・オフしきい値電位」の間に在ると上記の同期信号電位判別手段が判別するとき、「この判別出力信号に従って動作する上記のオン・オフ駆動手段」が上記の双方向性スイッチング手段をオン駆動する。しかし、その間に無いとその同期信号電位判別手段が判別するとき、そのオン・オフ駆動手段はその双方向性スイッチング手段をオフ駆動する。
なお、そのプラス側オン・オフしきい値電位は電位vmと「電源線Vmにゲート接地したPMOS・FETのオン・オフしきい値電圧」で決まる一方、そのマイナス側オン・オフしきい値電位は電位vmと「電源線Vmにソース接地したPMOS・FETのオン・オフしきい値電圧」で決まる。また、「入力端子Inと出力端子Outの間に並列接続されなPMOS・FETとNMOS・FET」の両ゲート信号を互いに入れ換えると、多値同期信号の電位が上記両しきい値電位の間に在る時その双方向性スイッチング手段をオフ駆動され、その間に無い時オン駆動され、そのオン駆動とオフ駆動が正反対に入れ換わる。この「両ゲート信号を互いに入れ換えると、そのオン駆動とオフ駆動が正反対に入れ換わる」ことは後述する実施例7〜9(図10〜12)や図13の両多値トランスファー・ゲート手段でも同様に当てはまる。さらに、階段波の多値同期信号には上り階段と下り階段が有るので、その1周期中もしくは単一パルス中にオン期間が2回有ることになる。
In the multilevel transfer gate means of the sixth embodiment of FIG. 9, the potential of the multilevel synchronization signal is between “a positive on / off threshold potential and a negative on / off threshold potential based on the potential vm”. When the above-mentioned synchronization signal potential determining means determines that it is in the position, "the above-mentioned on / off driving means operating according to this discrimination output signal" drives the above-mentioned bidirectional switching means on. However, when the synchronization signal potential determining means determines that there is no interval, the on / off driving means drives the bidirectional switching means off.
The positive side on / off threshold potential is determined by the potential vm and the “on / off threshold voltage of the PMOS FET whose gate is grounded to the power supply line Vm”. Is determined by the potential vm and the “on / off threshold voltage of the PMOS FET whose source is grounded to the power supply line Vm”. In addition, when the gate signals of “PMOS • FET and NMOS • FET that are not connected in parallel between the input terminal In and the output terminal Out” are interchanged with each other, the potential of the multilevel synchronization signal is between the above threshold potentials. When it is present, the bidirectional switching means is driven off, and when it is not between, it is turned on, and the on driving and off driving are switched in opposite directions. The fact that “when both gate signals are switched with each other, the on drive and the off drive are switched in the opposite direction” is the same in the seventh to ninth embodiments (FIGS. 10 to 12) and the multi-value transfer gate means of FIG. Is true. Furthermore, since the multilevel synchronization signal of the staircase wave has an up step and a down step, there are two ON periods in one cycle or a single pulse.

図10に示す実施例7(第2発明)の多値トランスファー・ゲート手段では図9の実施例6と違う同期信号電位判別手段が使われており、「電源線Vkと電源線Vmの間に接続されたMOS・FET3つと抵抗1つの接続体」が請求項2記載中の同期信号電位判別手段に相当する。k=m+2である時その同期信号電位判別手段は多値同期信号の電位が「電位v(m+1)を基準にしたプラス側オン・オフしきい値電位とマイナス側オン・オフしきい値電位」の間に在るかどうかを判別する。その為に電源線Vkつまり電源線V(m+2)に接地のPMOS・FETのオン・オフしきい値電圧は大き目で、電位v(m+2)と電位v(m+1)の電位差より少し小さく設定される。一方、電源線Vmに接地のNMOS・FETのオン・オフしきい値電圧も大き目で、電位v(m+1)と電位vmの電位差より少し小さく設定される。ところで、k=m+3、k=m+4等に設定することも可能で、例えばk=4、m=1の場合その同期信号電位判別手段は、多値同期信号の電位が「電位v3を基準にしたプラス側オン・オフしきい値電位」と「電位v2を基準にしたマイナス側オン・オフしきい値電位」の間に在るがどうかを判別する。この場合もその両MOS・FETのオン・オフしきい値電圧は同様に大き目に設定される。どの場合も、その1周期中または単一パルス中にオン期間が2回有る。  The multi-value transfer gate means of the seventh embodiment (second invention) shown in FIG. 10 uses a synchronizing signal potential discriminating means different from that of the sixth embodiment of FIG. The “connected body of three connected MOS • FETs and one resistor” corresponds to the synchronizing signal potential determining means in claim 2. When k = m + 2, the synchronization signal potential determination means indicates that the potential of the multi-level synchronization signal is “a positive on / off threshold potential and a negative on / off threshold potential with reference to potential v (m + 1)”. To determine if it is between. Therefore, the on / off threshold voltage of the PMOS / FET grounded to the power supply line Vk, that is, the power supply line V (m + 2) is large and is set slightly smaller than the potential difference between the potential v (m + 2) and the potential v (m + 1). . On the other hand, the on / off threshold voltage of the NMOS / FET grounded on the power supply line Vm is also large and is set slightly smaller than the potential difference between the potential v (m + 1) and the potential vm. By the way, it is also possible to set k = m + 3, k = m + 4, etc. For example, when k = 4 and m = 1, the synchronization signal potential determination means indicates that the potential of the multi-level synchronization signal is “referenced to potential v3. It is determined whether or not it is between the “positive side on / off threshold potential” and the “minus side on / off threshold potential with reference to the potential v2.” Also in this case, the on / off threshold voltages of both the MOS • FETs are similarly set to a large value. In any case, there are two ON periods during the cycle or single pulse.

図11に示す実施例8(第2発明)の多値トランスファー・ゲート手段では、2つの同期信号電位判別手段を組み合わせた同期信号電位判別手段を使用しているので、同期信号電位判別手段が判別する電位の範囲を2つに分離、独立することができる。例えばk=7、m=3に設定すると、同期信号の電位が「電位v3及びその近辺」又は「電位v7及びその近辺」に在る時その双方向性スイッチング手段はオン駆動され、どちらの電位にもどちらの近辺にも無い時オフ駆動される。さらに組み合わせる同期信号電位判別手段の数を増やすと、判別する電位範囲の数も3つ、4つ等に増やすことができる。特に数十値や100値など多値論理回路などの場合、便利で、有効活用できる。  The multi-value transfer gate means of the eighth embodiment (second invention) shown in FIG. 11 uses the synchronization signal potential determination means in which two synchronization signal potential determination means are combined. The range of potentials to be separated can be separated into two and independent. For example, if k = 7 and m = 3, when the potential of the synchronizing signal is “potential v3 and its vicinity” or “potential v7 and its vicinity”, the bidirectional switching means is driven on, which potential However, it is driven off when neither is in the vicinity. Further, when the number of synchronizing signal potential determining means to be combined is increased, the number of potential ranges to be determined can be increased to three, four, and the like. In particular, in the case of multi-value logic circuits such as tens of values or 100 values, it is convenient and can be used effectively.

図12に示す実施例9(第2発明)の多値トランスファー・ゲート手段は、図9の実施例6において同期信号電位判別手段が判別する電位の範囲を広げ、抵抗手段として各抵抗を「ゲート、バックゲート及びソースを接続したノーマリィ・オン型NMOS・FET」で1つずつ置き換え、ダイオード手段として各ダイオードを「ゲートとバックゲートを接続し、ソースとドレインを接続したノーマリィ・オフ型NMOS・FET」で1つずつ置き換えた多値トランスファー・ゲート手段である。  The multi-value transfer gate means of Embodiment 9 (second invention) shown in FIG. 12 expands the range of potentials determined by the synchronization signal potential determination means in Embodiment 6 of FIG. , Normally-on-type NMOS FET with back gate and source connected one by one, each diode as diode means "normally off-type NMOS FET with gate and back gate connected, source and drain connected Is a multi-value transfer gate means replaced one by one.

第3発明の多値同期式ラッチ手段の実施例は、第1発明の実施例1〜5(図1、図5〜8)のいずれか1つの多値記憶手段の入力端子Inに第2発明の実施例6〜9(図9〜12)のいずれか1つの多値トランスファー・ゲート手段の出力端子Outを接続すれば良いのであるが、両方の多値数(N値のNのこと。以後こう呼ぶことにする。)を一致させるのが普通である。多値記憶手段の多値数の方が小さくても構わないが。
なお、その多値記憶手段は実施例1〜5(図1、図5〜8)の派生実施例のいずれか1つでも良いし、その多値トランスファー・ゲート手段は実施例6〜9(図9〜12)の派生実施例のいずれか1つでも良い。
An embodiment of the multi-value synchronous latch means of the third invention is the second invention at the input terminal In of any one of the multi-value storage means of Embodiments 1 to 5 (FIGS. 1 and 5 to 8) of the first invention. The output terminal Out of any one of the multi-value transfer gate means in any of the sixth to ninth embodiments (FIGS. 9 to 12) may be connected, but both multi-value numbers (N of N values. It's normal to match them.) The multi-value number of the multi-value storage means may be smaller.
The multi-value storage means may be any one of the derived embodiments of the first to fifth embodiments (FIGS. 1 and 5 to 8), and the multi-value transfer gate means may be the sixth to ninth embodiments (FIG. Any one of the derived embodiments 9 to 12) may be used.

ここで『派生実施例』とは「元の実施例において1つ又は複数の構成手段を別の等価構成手段で置き換えた実施例」あるいは「元の実施例に対して電圧方向または電圧極性に関して対称的な関係に有る実施例」等のことである。そして、『元の実施例に対して電圧方向もしくは電圧極性に関して対称的な関係に有る実施例』とは、元の各実施例において各電源電位の高低を正反対にし、各可制御スイッチング手段を「それと相補関係に有る可制御スイッチング手段(例:NMOS・FETに対するPMOS・FET等)」で1つずつ置き換え、方向性もしくは極性の有る各構成手段(例:ダイオード等)の向きを逆にした実施例のことである。  Here, the “derivative embodiment” means “an embodiment in which one or a plurality of constituent means is replaced with another equivalent constituent means in the original embodiment” or “symmetric with respect to the voltage direction or voltage polarity with respect to the original embodiment. Examples having a general relationship ”and the like. And, “an embodiment having a symmetric relationship with respect to the voltage direction or the voltage polarity with respect to the original embodiment” means that the power supply potentials in each of the original embodiments are opposite to each other, and each controllable switching means is “ Replaced one by one with controllable switching means (eg, PMOS FET for NMOS / FET) that are complementary to each other, and the direction of each constituent means (eg diode) is reversed. This is an example.

第3発明の多値同期式ラッチ手段の実施例は、第1発明の実施例1〜5(図1、図5〜8)のいずれか1つの多値記憶手段の入力端子Inに図13(a)、(b)のいずれか1つの多値トランスファー・ゲート手段の出力端子Outを接続すれば良いのであるが、両方の多値数に関しては上述と同様である。尚、その多値記憶手段は実施例1〜5(図1、図5〜8)の派生実施例のいずれか1つでも良いし、その多値トランスファー・ゲート手段は図13(a)、(b)の手段の派生例のいずれか1つでも良い。  An embodiment of the multi-value synchronous latch means of the third invention is shown in FIG. 13 (FIG. 13) at the input terminal In of any one of the multi-value storage means of Embodiments 1 to 5 (FIGS. 1 and 5 to 8) of the first invention. It is only necessary to connect the output terminal Out of any one of the multi-value transfer gate means of a) and (b), but both multi-value numbers are the same as described above. The multi-value storage means may be any one of the derived embodiments of Embodiments 1 to 5 (FIGS. 1 and 5 to 8), and the multi-value transfer gate means is shown in FIGS. Any one of the derivatives of the means of b) may be used.

ここで、図13(a)、(b)の多値トランスファー・ゲート手段について説明する。どちらの多値トランスファー・ゲート手段も2値トランスファー・ゲート手段と同様に「最低の電位v0を基準にしたプラス側オン・オフしきい値電位」を境目にしてオン駆動、オフ駆動される。図13(b)の多値トランスファー・ゲート手段は、図13(a)の多値トランスファー・ゲート手段においてオン・オフ駆動手段の構成を簡単にし、抵抗手段として各抵抗を「ゲートとドレインを接続し、バックゲートとソースを接続したノーマリィ・オフ型NMOS・FET」で1つずつ置き換え、ダイオード手段として各ダイオードを「ゲート、バックゲート及びソースを接続したノーマリィ・オフ型NMOS・FET」で1つずつ置き換えた多値トランスファー・ゲート手段である。  Here, the multi-value transfer gate means shown in FIGS. 13A and 13B will be described. Both of the multi-value transfer gate means are turned on and off at the “plus-side on / off threshold potential with reference to the lowest potential v0” as in the case of the binary transfer gate means. The multi-value transfer gate means of FIG. 13 (b) simplifies the configuration of the on / off drive means in the multi-value transfer gate means of FIG. Each of the diodes is replaced with a “normally-off type NMOS FET with a back gate and source connected”, and each diode is replaced with a “normally off type NMOS FET with a gate, back gate and source connected”. Multi-value transfer gate means replaced one by one.

第3発明の多値同期式ラッチ手段の実施例12について。図13(a)、(b)どちらの多値トランスファー・ゲート手段も前述(段落番号0036)の通り「そのゲート手段に対して電圧方向または電圧極性に関して対称的な関係に有る多値トランスファー・ゲート手段」が存在するが、これら派生の多値トランスファー・ゲート手段は「最高の電位v5を基準にしたマイナス側オン・オフしきい値電位」を境目にしてオン駆動、オフ駆動される。当然の事ながら、これら派生の多値トランスファー・ゲート手段のどちらかと前述した第1発明の多値記憶手段の実施例と派生実施例のいずれが1つを組み合わせて第3発明の多値同期式ラッチ手段を構成することができる。  Example 12 of the multilevel synchronous latch means of the third invention. 13 (a) and 13 (b), both multi-value transfer gate means are as described above (paragraph number 0036). “Multi-value transfer gate having a symmetrical relationship with respect to the gate means in terms of voltage direction or voltage polarity” However, these derived multi-value transfer gate means are driven to be turned on and off with the “minus on / off threshold potential with reference to the highest potential v5” as a boundary. Naturally, any one of these derived multi-value transfer gate means and the above-described multi-value storage means according to the first invention and any one of the derived embodiments are combined to provide a multi-value synchronous system according to the third invention. Latch means can be configured.

第3発明の多値同期式ラッチ手段の実施例13について。図9の実施例6において「電源線Vmにゲート接地したPMOS・FET」、「電源線Vmにドレイン接地したNMOS・FET」及びそのゲート・ソース間抵抗を取り外すと、その派生の多値トランスファー・ゲート手段は「電位vmを基準にしたマイナス側オン・オフしきい値電位」を境目にしてオン駆動、オフ駆動される。一方、図9の実施例6において「電源線Vmにソース接地したPMOS・FET」を取り外すと、その派生の多値トランスファー・ゲート手段は「電位vmを基準にしたプラス側オン・オフしきい値電位」を境目にしてオン駆動、オフ駆動される。当然の事ながら、これら派生の多値トランスファー・ゲート手段のどちらかと前述した第1発明の多値記憶手段の実施例と派生実施例のいずれか1つを組み合わせて第3発明の多値同期式ラッチ手段を構成することができる。  Example 13 of the multilevel synchronous latch means of the third invention. In Example 6 of FIG. 9, when the “PMOS FET having the gate grounded to the power supply line Vm”, the “NMOS FET having the drain grounded to the power supply line Vm”, and the resistance between the gate and the source are removed, the derived multi-value transfer The gate means is turned on and off at the “minus side on / off threshold potential with reference to the potential vm” as a boundary. On the other hand, when the “PMOS FET whose source is grounded to the power supply line Vm” is removed in the embodiment 6 of FIG. 9, the derived multi-value transfer gate means is “a positive on / off threshold value based on the potential vm. It is turned on and off at the “potential”. Naturally, any one of these derived multi-value transfer gate means is combined with any one of the above-described multi-value storage means of the first invention and the derived embodiment, and the multi-value synchronous system of the third invention is combined. Latch means can be configured.

第3発明の多値同期式ラッチ手段(マスター・スレーブ型)の実施例14について。『図12の実施例9において多値数を10に変更し、k=8、m=1に設定し、双方向性スイッチング手段のオン、オフ駆動を正反対にした第2発明の多値トランスファー・ゲート手段(10値)と第1発明の多値記憶手段(10値)を組み合わせた第3発明の多値同期式ラッチ手段(10値)』と『図9の実施例6において多値数を10に変更し、m=5に設定した第2発明の多値トランスファー・ゲート手段(10値)と第1発明の多値記憶手段(10値)を組み合わせた第3発明の多値同期式ラッチ手段(10値)』を前段と後段で接続すれば、マスター・スレーブ型の多値同期式ラッチ手段(10値)を構成できる(請求項4)。前者の双方向性スイッチング手段は、多値同期信号の電位が「電位v8を基準にしたプラス側オン・オフしきい値電位」と「電位v1を基準にしたマイナス側オン・オフしきい値電位」の間に在る時オフ駆動され、無い時オン駆動される。一方、後者の双方向性スイッチング手段は、多値同期信号の電位が「電位v5を基準にしたプラス側オン・オフしきい値電位とマイナス側オン・オフしきい値電位」の間に在る時オン駆動され、無い時オフ駆動される。その結果このマスター・スレーブ型の多値同期式ラッチ手段は同期階段波の1周期中に2回書換えを行うことができる。  Example 14 of the multilevel synchronous latch means (master / slave type) of the third invention. “In the ninth embodiment of FIG. 12, the multi-value number is changed to 10 and k = 8 and m = 1 are set, and the ON / OFF driving of the bidirectional switching means is opposite to each other. The multi-value synchronous latch means (10 values) of the third invention, which combines the gate means (10 values) and the multi-value storage means (10 values) of the first invention, and "the multi-value number in the sixth embodiment of FIG. The multivalued synchronous latch according to the third invention, which is a combination of the multivalued transfer gate means (10 values) of the second invention and the multivalue storage means (10 values) of the first invention, which is changed to 10 and set to m = 5 Master / slave type multi-value synchronous latch means (10 values) can be configured by connecting "means (10 values)" in the preceding and succeeding stages. In the former bidirectional switching means, the potential of the multilevel synchronization signal is “a positive on / off threshold potential with reference to the potential v8” and “a negative on / off threshold potential with respect to the potential v1”. ”Is turned off when it is in between, and it is turned on when there is not. On the other hand, in the latter bidirectional switching means, the potential of the multilevel synchronization signal is between “a positive on / off threshold potential and a negative on / off threshold potential with reference to the potential v5”. When it is on, it is turned on, and when it is not, it is off. As a result, this master / slave type multi-value synchronous latch means can rewrite twice during one cycle of the synchronous staircase wave.

図14、図15両図に示す実施例15(第4発明)は請求項5に記載の多値同期信号発生手段に対応し、N=6である。同期信号用出力端子SSoutが同項記載中の出口手段に相当し、「PMOS・FET2つのソース同士、ゲート同士それぞれを接続した双方向性スイッチング手段4つ」と「同期信号用出力端子SSoutに接続された図15で上端と下端のMOS・FET2つ」が同項記載中のN(=6)個のプル手段に相当し、図15で「残りのNMOS・FET5つ、抵抗5つ及び2値OR回路4つの接続体等」が同項記載中のオン・オフ駆動手段に相当する。図14に示す「初期値設定回路1付きリング・カウンター手段」が同項記載中の2値カウンター手段に相当する。その2値カウンター手段は「セルフ・スタート回路付きリング・カウンター手段」でも良い。
参考:『トランジスタ回路入門講座5 ディジタル回路の考え方』、昭和56年5月20日に(株)オーム社が発行。p.136〜p.149記載の『リング・カウンター等』。雨宮好文ほか監修・著作。
A fifteenth embodiment (fourth invention) shown in FIGS. 14 and 15 corresponds to the multilevel synchronization signal generating means according to the fifth aspect, and N = 6. The synchronization signal output terminal SSout corresponds to the outlet means described in the same section, and is connected to the “four bidirectional switching means in which two sources and gates of the PMOS FET are connected to each other” and “to the synchronization signal output terminal SSout. 15 corresponds to the N (= 6) pull means in the above description, and in FIG. 15, “the remaining five NMOS FETs, five resistors, and two values”. The “connected body of four OR circuits, etc.” corresponds to the on / off driving means described in the same section. The “ring counter means with initial value setting circuit 1” shown in FIG. 14 corresponds to the binary counter means described in the same section. The binary counter means may be a “ring counter means with a self-start circuit”.
Reference: “Introduction to Transistor Circuit Lecture 5: Digital Circuits” published by Ohm Co., Ltd. on May 20, 1981. p. 136-p. 149 "Ring counter etc.". Supervised and written by Yoshifumi Amemiya and others.

図14の2値リング・カウンター手段では10個の2値D型フリップ・フロップがリング状に接続され、10種類のカウンター信号u0〜u4、d5〜d1が形成される。ただし10という数字は2(N−1)、N=6から導かれる。10のカウンター信号のうち1つだけ2値の「1」で、残りは「0」で、10のカウンター信号が順々に「1」になって行くことを繰り返す。初期値設定回路1は例えばパワー・オン・リセット回路で、初期値設定時に2値NOT回路を通じて「カウンター信号u0を出力する2値D型フリップ・フロップ」だけをセットし、残りの2値D型フリップ・フロップすべてをリセットする。上り階段と下り階段を組み合わせた階段波(例:図4)の場合、その電位は最低電位と最高電位を除いた他の電位に2回ずつなるので、図15のオン・オフ駆動手段では2入力の2値OR凹路が4つ使われており、そのオン・オフ駆動手段は電源線V1〜V4に接続される双方向性スイッチング手段(=双方向性プル手段)4つを1周期中に2回ずつオン駆動する。なお、使用する2値カウンター手段は2(N−1)進カウンター、アップ・カウンター、ダウン・カウンター又はジョンソン・カウンター等でも良いが、順々に繰返し出力される2(N−1)種類のカウンター信号を2値AND回路などで判別して、それらカウンター信号とN個のプル手段を対応させる必要が有る。  In the binary ring counter means of FIG. 14, ten binary D-type flip-flops are connected in a ring shape, and ten types of counter signals u0 to u4 and d5 to d1 are formed. However, the number 10 is derived from 2 (N−1), N = 6. Only one of the 10 counter signals is a binary “1”, the rest is “0”, and the 10 counter signals are sequentially changed to “1”. The initial value setting circuit 1 is, for example, a power-on reset circuit, and sets only the “binary D-type flip-flop that outputs the counter signal u0” through the binary NOT circuit when setting the initial value, and the remaining binary D-type. Reset all flip-flops. In the case of a staircase wave (eg, FIG. 4) that combines an ascending staircase and a descending staircase, the potential is two times each other than the lowest potential and the highest potential, so the on / off driving means of FIG. Four input binary OR concave paths are used, and the on / off driving means includes four bidirectional switching means (= bidirectional pull means) connected to the power supply lines V1 to V4 in one cycle. Is turned on twice. The binary counter means used may be a 2 (N-1) base counter, an up counter, a down counter, a Johnson counter, or the like, but 2 (N-1) types of counters that are repeatedly output in order. It is necessary to discriminate the signals by a binary AND circuit or the like, and to make these counter signals correspond to N pull means.

第5発明(請求項6記載)の多値同期信号発生手段の実施例16について。上り階段波の同期信号発生。図14、図15両図に示す実施例15(第4発明)の多値同期信号発生手段において、「カウンター信号d4〜d1を出力するD型フリップ・フロップ」を取り外し、カウンター信号d5を直接「カウンター信号u0を出力するD型フリップ・フロップ」に入力し、2値OR回路4つを取り外し、カウンター信号u1〜u4それぞれを各オン・オフ駆動用NMOS・FETに直接入力すれば、上り階段波の同期信号発生手段を構成することができる。この場合、多値同期信号の電位は電位v5後に電位v0に急降下する。尚、下り階段波の同期信号を発生するには、この上り階段波の多値同期信号発生手段において、カウンター信号u0〜u4、d5の入力を入れ換えるだけで実現できる。上り階段波の場合カウンター信号u0〜u4、d5は順々に電位v0〜v5のプル手段に入力されているが、下り階段波の場合、正反対にカウンター信号d5、u4〜u0を順々に電位v0〜v5のプル手段に入力すれば発生することができる。  Embodiment 16 of the multilevel synchronization signal generating means of the fifth invention (claim 6). Synchronized signal generation of upstairs wave. In the multi-level synchronization signal generating means of the fifteenth embodiment (fourth invention) shown in FIGS. 14 and 15, the “D-type flip-flop that outputs the counter signals d4 to d1” is removed, and the counter signal d5 is directly “ "D-type flip-flop that outputs counter signal u0", four binary OR circuits are removed, and each counter signal u1 to u4 is directly input to each on / off drive NMOS FET. The synchronization signal generating means can be configured. In this case, the potential of the multilevel synchronization signal suddenly drops to the potential v0 after the potential v5. The generation of the downward staircase synchronization signal can be realized by simply switching the input of the counter signals u0 to u4 and d5 in this upward staircase multilevel synchronization signal generating means. The counter signals u0 to u4 and d5 are sequentially input to the pulling means of the potentials v0 to v5 in the case of the upward staircase wave. It can be generated by inputting to the v0 to v5 pull means.

最後に補足説明をする。説明の便宜上、入力端子、出力端子(特許請求の範囲中での入口手段や出口手段に相当。)、入出力端子と呼んだが、実際には端子として存在せず、単なる導線、電極または導電板などである場合が多い。これは例えば「トランジスタのベース端子、ベース電極、ベース・リード線あるいは単にベース」等という呼び方がされるのと同様である。また、第1発明の多値記憶手段の多値数(N値のNのこと。)の変更は容易である。例えば図1の実施例において電源線V1・電源線V2間の全トランジスタと全ダイオードを取り外し、電源線V1と電源線V2を直結、共通化して1つにまとめれば、5値記憶から4値記憶に変更できる。さらに電源線V2・電源線V3間でも構成部品の取外しと両電源線の共通1本化をすれば、4値記憶から3値記憶に変更できる。正反対に、5値記憶から6値記憶以上に変更するには、図1の実施例において「正反対に電源線V1〜電源線V3のいずれか1本の電源線を2本化し、その両電源線間に同様な構成部品を同様な構成で追加すること」を繰り返せば、多値数をいくらでも増やせる。この多値数の変更は他の実施例やその派生実施例についても言える。  Finally, a supplementary explanation will be given. For convenience of explanation, it is called an input terminal, an output terminal (corresponding to an entrance means or an exit means in the claims), and an input / output terminal, but it does not actually exist as a terminal, but a simple conductor, electrode or conductive plate. In many cases. This is the same as what is called "base terminal of transistor, base electrode, base lead wire or simply base", for example. Further, it is easy to change the multi-value number (N of N values) of the multi-value storage means of the first invention. For example, in the embodiment of FIG. 1, if all the transistors and all diodes between the power supply line V1 and the power supply line V2 are removed and the power supply line V1 and the power supply line V2 are directly connected and combined into one, the quaternary storage is stored from the quinary storage. Can be changed. Further, the quaternary storage can be changed to the ternary storage by removing the component parts between the power supply line V2 and the power supply line V3 and making the power supply lines common to both power supply lines. On the contrary, in order to change from 5-value storage to 6-value storage or more, in the embodiment of FIG. 1, “one of the power supply lines V1 to V3 is converted into two power supply lines in the opposite direction, and both power supply lines. Repeating “adding similar components in the same configuration in the meantime” can increase the number of multi-values as much as possible. This change in the multi-value number can be applied to other embodiments and derivatives thereof.

ここで、第1発明の独特な効果について補足説明する。通常の4トランジスタの2値CMOSスタティック・メモリーの場合、図2左半分に示す多値記憶手段が持つ『記憶内容の書込み入力電流の大きさがその読出し出力電流容量の大きさに影響される』という独特の問題点は無い。具体的に言うと、その2値CMOSメモリーでは入出力端子(又は出入口手段)は左右2が所有るので、一方を入力専用にし、他方を出力専用にし、出力側CMOS・NOT回路の出力電流容量を大きくし、入力側CMOS・NOT回路の出力電流容量を小さくすれば、その書込み入力電流を小さくし、その読出し出力電流を大きくできる。対比:段落番号(0003)。従って、上記の問題点は上記の多値記憶手段が持つ独特の問題点で、第1発明の多値記憶手段は『その独特の問題点を解決できる』という独特の効果を持つ。なお、書込み入力電流が大きいと、入力電流容量の大きさに合わせてデータ線などを太くする必要が有り、ICの集積度が下がる。  Here, the unique effect of the first invention will be supplementarily described. In the case of a normal 4-transistor binary CMOS static memory, the multilevel storage means shown in the left half of FIG. 2 has “the magnitude of the write input current of the stored contents is affected by the magnitude of the read output current capacity” There is no unique problem. Specifically, in the binary CMOS memory, the left and right 2 input / output terminals (or entry / exit means) are owned by the left and right, so one is dedicated to input, the other is dedicated to output, and the output current capacity of the output CMOS / NOT circuit If the output current capacity of the input side CMOS / NOT circuit is reduced, the write input current can be reduced and the read output current can be increased. Contrast: paragraph number (0003). Therefore, the above problem is a unique problem of the above-described multi-value storage means, and the multi-value storage means of the first invention has a unique effect that “the unique problem can be solved”. When the write input current is large, it is necessary to make the data line thick according to the size of the input current capacity, and the degree of integration of the IC decreases.

多値記憶手段の1実施例を示す回路図である。 解決すべき問題点を説明する回路を示す回路図である。 従来の多値記憶手段と多値同期式ラッチ手段を示す回路図である。 多値同期信号の1波形例を示す波形図である。

Figure 0004643376
多値同期式ラッチ手段の実施例の構成要素となる多値トランスファー・ゲート手段を2つ示す回路図である。
Figure 0004643376
It is a circuit diagram which shows one Example of a multi-value storage means. It is a circuit diagram which shows the circuit explaining the problem which should be solved. It is a circuit diagram showing conventional multi-value storage means and multi-value synchronous latch means. It is a wave form diagram which shows one waveform example of a multi-level synchronizing signal.
Figure 0004643376
FIG. 5 is a circuit diagram showing two multi-value transfer gate means as components of an embodiment of the multi-value synchronous latch means.
Figure 0004643376

Claims (6)

3又は3以上の所定の複数をNで表わしたとき、
「第1電位から第N電位まで番号順に電位が高くなって行くN個の電位を供給する第1電位供給手段〜第N電位供給手段」と、
「番号で隣同士となる2つの前記電位供給手段の間それぞれに1つずつ設けられ、そこから入力信号を入力する各入口手段を1つにまとめて共通入口手段とした(N−1)個の2値NOT手段から成る入力電位判別手段」と、
「前記第1電位供給手段〜前記第N電位供給手段それぞれと前記共通入口手段の間に1つずつ設けられ、前記入力電位判別手段の出力信号に基づき、そのいずれか1つがプル・アップ又はプル・ダウン動作するN個のプル手段から成る第1のプル手段群」と、
「そこから記憶内容に対応した出力信号を出力する出口手段と前記第1電位供給手段〜前記第N電位供給手段それぞれの間に1つずつ設けられ、前記入力電位判別手段の出力信号に基づき、そのいずれか1つがプル・アップ又はプル・ダウン動作するN個のプル手段から成る第2のプル手段群」を有することを特徴とする多値記憶手段。
When 3 or 3 or more predetermined multiples are represented by N,
“First potential supply means to N potential supply means for supplying N potentials whose potential increases in order from the first potential to the Nth potential”;
“(N-1) pieces of common inlet means that are provided one by one between the two potential supply means that are adjacent to each other by number, and from which the input means for inputting input signals are combined into one. Input potential discrimination means comprising binary NOT means ",
“One is provided between each of the first potential supply means to the Nth potential supply means and the common inlet means, one of which is pulled up or pulled down based on the output signal of the input potential determination means. A first pull means group consisting of N pull means that perform a down operation,
“One exit means for outputting an output signal corresponding to the stored content from there and one each between the first potential supply means to the Nth potential supply means, and based on the output signal of the input potential determination means, Multi-value storage means characterized in that any one of them has a second pull means group consisting of N pull means that perform pull-up or pull-down operation.
3又は3以上の所定の複数をNで表わしたとき、
「第1電位から第N電位まで番号順に電位が高くなって行くN個の電位を供給する第1電位供給手段〜第N電位供給手段」と、
「外部から与えられる、上り階段と下り階段を組み合わせた階段波の同期信号の電位が『前記第2電位から前記第(N−1)電位のうちの第1の特定電位のマイナス側しきい値電位』と『前記第1の特定電位から前記第(N−1)電位のうちの第2の特定電位のプラス側しきい値電位』の間にあるかどうかを判別する同期信号電位判別手段」と、
「双方向にスイッチングを行う双方向性スイッチング手段」と、
「前記同期信号電位判別手段の出力信号に従って動作し、前記同期信号電位判別手段がその同期信号電位がその両しきい値電位の間にあると判別するとき、又は、ないと判別するとき前記双方向性スイッチング手段をオン駆動し、そう判別しないときオフ駆動するオン・オフ駆動手段」を有することを特徴とする多値トランスファー・ゲート手段。
When 3 or 3 or more predetermined multiples are represented by N,
“First potential supply means to N potential supply means for supplying N potentials whose potential increases in order from the first potential to the Nth potential”;
“The potential of the synchronization signal of the staircase wave combining the ascending stairs and the descending stairs given from the outside is“ a negative threshold value of the first specific potential from the second potential to the (N−1) th potential ”. Synchronized signal potential determining means for determining whether the potential is between “the potential” and “the positive threshold potential of the second specified potential of the (N−1) th potential from the first specified potential” When,
"Bidirectional switching means for bidirectional switching"
“Both when operating according to the output signal of the synchronizing signal potential determining means, and when the synchronizing signal potential determining means determines that the synchronizing signal potential is between both threshold potentials or not, both Multi-value transfer gate means comprising on / off drive means for driving the directional switching means to be turned on and to be turned off when not determined.
請求項1記載の多値記憶手段の前記共通入口手段に多値トランスファー・ゲート手段または請求項2記載の多値トランスファー・ゲート手段の双方向性スイッチング手段の一端を接続したことを特徴とする多値同期式ラッチ手段。A multi-value transfer gate means or one end of a bidirectional switching means of the multi-value transfer gate means according to claim 2 is connected to the common entrance means of the multi-value storage means according to claim 1. Value synchronous latch means. 請求項3記載の多値同期式ラッチ手段2つを前段と後段にして両方を接続し、マスター・スレーブ型にしたことを特徴とする多値同期式ラッチ手段。  4. A multi-level synchronous latch means according to claim 3, wherein two multi-level synchronous latch means according to claim 3 are connected to each other in a front stage and a rear stage to form a master / slave type. 3又は3以上の所定の複数をNで表わしたとき、
「第1電位から第N電位まで番号順に電位が高くなって行くN個の電位を供給する第1電位供給手段〜第N電位供給手段」と、
「そこから多値同期信号を出力する出口手段」と、
「前記第1電位供給手段〜前記第N電位供給手段それぞれと前記出口手段の間に1つずつ設けられ、前記出口手段の電位をプル・アップ又はプル・ダウンして前記多値同期信号を出力するN個のプル手段」と、
「外部から与えられる2値同期信号に基づいて2(N−1)種類のカウンター信号を順々に繰返し出力する2値カウンター手段」と、
「前記2(N−1)種類のカウンター信号に従って動作し、『前記第1電位から順々に上がって前記第N電位まで、そのつぎ順々に下だって前記第(N−1)電位から前記第2電位まで、そして、前記第1電位に戻るリング状の繰返し順序の2(N−1)段階の電位』と前記2(N−1)種類のカウンター信号を順々に1対1ずつ対応させ、前記2値カウンター手段が出力するカウンター信号に対応する前記電位に前記出口手段の電位をプル・アップ又はプル・ダウンする前記プル手段をオン駆動し、残りの前記プル手段すべてをオフ駆動するオン・オフ駆動手段」を有することを特徴とする多値同期信号発生手段。
When 3 or 3 or more predetermined multiples are represented by N,
“First potential supply means to N potential supply means for supplying N potentials whose potential increases in order from the first potential to the Nth potential”;
"Exit means for outputting a multi-level synchronization signal therefrom"
“One between each of the first potential supply means to the Nth potential supply means and the exit means, and outputs the multilevel synchronization signal by pulling up or down the potential of the exit means. N pulling means "
"Binary counter means for repeatedly outputting 2 (N-1) types of counter signals in order based on a binary synchronization signal given from the outside,"
“According to the 2 (N−1) kinds of counter signals,“ from the first potential to the Nth potential in order, and from the (N−1) th potential to the Nth potential. 2 to (N-1) stage potential in a ring-like repetitive order returning to the first potential and the 2 (N-1) types of counter signals one by one. The pull means for pulling up or pulling down the potential of the outlet means to the potential corresponding to the counter signal output from the binary counter means is turned on, and all the remaining pull means are driven off. Multi-level synchronization signal generating means characterized by having "on / off driving means".
3又は3以上の所定の複数をNで表わしたとき、
「第1電位から第N電位まで番号順に電位が高くなって行くN個の電位を供給する第1電位供給手段〜第N電位供給手段」と、
「そこから多値同期信号を出力する出口手段」と、
「前記第1電位供給手段〜前記第N電位供給手段それぞれと前記出口手段の間に1つずつ設けられ、前記出口手段の電位をプル・アップ又はプル・ダウンして前記多値同期信号を出力するN個のプル手段」と、
「外部から与えられる2値同期信号に基づいてN種類のカウンター信号を順々に繰返し出力する2値カウンター手段」と、
「前記N種類のカウンター信号に従って動作し、このカウンター信号出力順序と前記N個の電位の順々に高くなって行く順序または低くなって行く順序を1対1ずつ対応させ、前記2値カウンター手段が出力するカウンター信号に対応する前記電位に前記出口手段の電位をプル・アップ又はプル・ダウンする前記プル手段をオン駆動し、残りの前記プル手段すべてをオフ駆動するオン・オフ駆動手段」を有することを特徴とする多値同期信号発生手段。
When 3 or 3 or more predetermined multiples are represented by N,
“First potential supply means to N potential supply means for supplying N potentials whose potential increases in order from the first potential to the Nth potential”;
"Exit means for outputting a multi-level synchronization signal therefrom"
“One between each of the first potential supply means to the Nth potential supply means and the exit means, and outputs the multilevel synchronization signal by pulling up or down the potential of the exit means. N pulling means "
“Binary counter means for repeatedly outputting N types of counter signals in order based on a binary synchronization signal given from the outside”;
“Operating in accordance with the N types of counter signals, the counter signal output order corresponding to the order of increasing or decreasing the order of the N potentials one by one, and the binary counter means On-off drive means for driving on the pull means for pulling up or pulling down the potential of the outlet means to the potential corresponding to the counter signal output by the power supply, and driving off all the remaining pull means. Multi-level synchronization signal generating means comprising:
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