JPS61174821A - Multiplying circuit - Google Patents
Multiplying circuitInfo
- Publication number
- JPS61174821A JPS61174821A JP60015993A JP1599385A JPS61174821A JP S61174821 A JPS61174821 A JP S61174821A JP 60015993 A JP60015993 A JP 60015993A JP 1599385 A JP1599385 A JP 1599385A JP S61174821 A JPS61174821 A JP S61174821A
- Authority
- JP
- Japan
- Prior art keywords
- current
- circuit
- output
- value
- switch
- Prior art date
- Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
- Pending
Links
- 238000013139 quantization Methods 0.000 description 10
- 239000000047 product Substances 0.000 description 7
- 230000007274 generation of a signal involved in cell-cell signaling Effects 0.000 description 5
- 238000010586 diagram Methods 0.000 description 4
- 239000000758 substrate Substances 0.000 description 3
- 238000006243 chemical reaction Methods 0.000 description 2
- 230000000694 effects Effects 0.000 description 2
- 230000010354 integration Effects 0.000 description 2
- 230000002265 prevention Effects 0.000 description 2
- 238000004364 calculation method Methods 0.000 description 1
- 238000007599 discharging Methods 0.000 description 1
- 230000005669 field effect Effects 0.000 description 1
- 230000010365 information processing Effects 0.000 description 1
- 238000002347 injection Methods 0.000 description 1
- 239000007924 injection Substances 0.000 description 1
- 229920006395 saturated elastomer Polymers 0.000 description 1
- 239000013589 supplement Substances 0.000 description 1
Landscapes
- Logic Circuits (AREA)
Abstract
Description
【発明の詳細な説明】
発明の要約
MOS FETとフローティング・スイッチとを用い
て構成され、電流モードで動作する乗算回路であり、2
つの変数Xとyとの乗算結果x−yをキャリCと積Pと
で表わしこれらのキャリCおよびPを表わす電流を出力
する。DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION Summary of the Invention A multiplier circuit configured using MOS FETs and floating switches and operating in current mode.
The multiplication result xy of the two variables X and y is expressed as a carry C and a product P, and a current representing these carries C and P is output.
目 次
(1)発明の背景
(1,1)技術分野
(1,21従来技術
(2)発明の概要
(2,1)発明の目的
(2,2)発明の構成と効果
(3)実施例の説明
(3,1)グランディト・スイッチとフローティング・
スイッチ
(3,2)フローティング・スレシホールド・スイッチ
ング回路
(3,3)量子化回路
(34)割算回路
(3,5)乗算回路
(1)発明の背景
(1,1)技術分野
この発明は、多値論理回路システム、アナログ回路シス
テム等における基本回路である乗算回路に関する。Table of contents (1) Background of the invention (1, 1) Technical field (1, 21 Prior art (2) Outline of the invention (2, 1) Purpose of the invention (2, 2) Structure and effects of the invention (3) Examples Explanation (3,1) Grandito switch and floating switch
Switch (3, 2) Floating threshold switching circuit (3, 3) Quantization circuit (34) Division circuit (3, 5) Multiplication circuit (1) Background of the invention (1, 1) Technical field This invention relates to a multiplication circuit that is a basic circuit in multi-value logic circuit systems, analog circuit systems, etc.
(1,2)従来技術
]ンピュータをはじめとする多くのディジタル回路シス
テムの基礎となる2値論理のもついくつかの限界を補完
ないしは克服するものとして多値論理およびその演算回
路の研究が盛んに行なわれている。2値論理がOと1の
2つの値を取扱い、2値論理回路システムで用いられる
信号がこれら2つの値に対応した2つのレベルをとるの
に対して、多値論理は3つ以上の値を取扱い、多値論理
回路シテムで用いられる信号は3つ以上のレベルをとる
。(1, 2) Prior art] Research into multi-value logic and its arithmetic circuits is actively being conducted to supplement or overcome some of the limitations of binary logic, which is the basis of many digital circuit systems including computers. It is being done. Binary logic handles two values, O and 1, and the signals used in binary logic circuit systems take two levels corresponding to these two values, whereas multi-value logic handles three or more values. Signals used in multivalued logic circuit systems have three or more levels.
多値論理(回路システム)は2値論理(回路シテスム)
と比較して次のような利点をもっているといわれている
。Multivalued logic (circuit system) is binary logic (circuit system)
It is said to have the following advantages compared to
1)Oと1の間の不確定な状態の記述が可能である(た
とえば3値の場合)。1) It is possible to describe an uncertain state between O and 1 (for example, in the case of three values).
2)IC基板上の配線領域およびビン数を減少させるこ
とができ、実効的な集積度を高めることができる。たと
えば、64値の場合には2値論理回路の1/6の配線領
域で足りる。2) The wiring area and the number of bins on the IC board can be reduced, and the effective degree of integration can be increased. For example, in the case of 64 values, a wiring area of 1/6 of that of a binary logic circuit is sufficient.
3)10値マシンの実現によって人間と同じ論理を用い
ることが可能になるから、2値マシンで必要であったエ
ンコーダやデコーダが不要となる。3) Since the realization of a 10-value machine makes it possible to use the same logic as humans, the encoder and decoder required for a binary machine are no longer necessary.
ところで、2値、多値という観点とは別に、情報処理シ
ステムで用いられる回路モードという観点からみると、
従来の回路システムは2つに分類することができる。そ
の1つは、電圧モード回路システムであり、ここでは情
報は信号電圧の大きさと極性によって表わされる。従来
の2値のディジタル回路のほとんどはこの電圧モードの
ものであり、電圧モードのいくつかの多値論理回路も報
告されている。他の1つは電流モード回路システムであ
り、ここでは情報は信号電流の大きさと向きによって表
わされる。By the way, apart from the perspective of binary and multi-value, from the perspective of circuit modes used in information processing systems,
Conventional circuit systems can be classified into two categories. One is a voltage mode circuit system, where information is represented by the magnitude and polarity of a signal voltage. Most conventional binary digital circuits are of this voltage mode, and some voltage mode multi-value logic circuits have also been reported. The other is a current mode circuit system, where information is represented by the magnitude and direction of a signal current.
たとえば121回路はこの電流モード回路のカテゴリー
に属し、供給電圧が低い、遅延時間/電力の積が小さい
、高密度集積化が可能でVLSIに適している等の特長
をもっている。121回路の多値論理システムへの応用
も報告されている。たとえば、T、Tich Dao、
”Threshold12L and Its
Application to Binary
Sya+metric Functions an
d Hultivalued Logic ”、
IEEE Journal of 5olid−3t
ate C1rcuits。For example, the 121 circuit belongs to this category of current mode circuits, and has features such as low supply voltage, small delay time/power product, high density integration, and suitability for VLSI. The application of the 121 circuit to a multivalued logic system has also been reported. For example, T,Tich Dao,
”Threshold12L and Its
Application to Binary
Sya+metric functions an
d Hultivalued Logic”,
IEEE Journal of 5olid-3t
ate C1rcuits.
vol、5c−12,No、 5.463−472(1
977年10月):T。vol, 5c-12, No, 5.463-472 (1
October 977): T.
Tich Dao、Edward J、HacCI
uskey and Lewis に。Tich Dao, Edward J, HacCI
to uskey and lewis.
Ru5se++ 、 “ Hultivalued
IntegratedInjection L
ogic” 、 IEEE−丁rans、comp
ut、、vo +、C−26,No、 12. I)l
)、 1233−1241 (1977年12月)。Ru5se++, “Hultivalued
Integrated Injection L
ogic”, IEEE-Dingrans, comp
ut,, vo +, C-26, No, 12. I)l
), 1233-1241 (December 1977).
しかしながら、121回路はバイポーラ・トランジスタ
によって構成されているので、この回路で用いられる多
出力電流ミラーがエラーを生じることは不可避であり、
とくにこの多出力電流ミラーの1またはそれ以上のコレ
クタが飽和したときにはこのエラーは著しくなる。した
がって、2値論理回路システムに12L回路を適用して
も特に支障はないとしても、多値論理とくに10値以上
の多値論理回路システム中に121回路を用いることは
極めて困難に呻喘である。さらに、既に報告されている
12L回路において用いられるスイッチング回路はグラ
ンディト・スイッチを含むものであり、これはスイッチ
のオン、オフにかかわらず電力を消費する、グランディ
ト・スイッチを含む回路を並列に接続する場合には逆流
防止用のダイオードが必要となるといった欠点をもつ。However, since the 121 circuit is constructed with bipolar transistors, it is inevitable that the multiple output current mirrors used in this circuit will produce errors.
This error is particularly significant when one or more collectors of this multi-output current mirror become saturated. Therefore, although there is no particular problem when applying a 12L circuit to a binary logic circuit system, it is extremely difficult to use a 121 circuit in a multi-value logic system, especially a multi-value logic circuit system with 10 or more values. . Furthermore, the switching circuit used in the 12L circuit that has already been reported includes a grounded switch, which consumes power regardless of whether the switch is on or off. The disadvantage is that a diode is required to prevent backflow when connected.
(2)発明の概要
(’2.1)発明の目的
この発明は、多値論理回路システムのために使用しても
エラーがなく10値以上の多値論理回路システムが実現
可能となるように、またフローティング・スイッチを使
用することによりグランディト・スイッチの持つ欠点を
克服した多値論理回路システムやアナログ回路システム
の実現のために、その基本回路となる乗算回路を提供す
るものである。(2) Summary of the Invention ('2.1) Purpose of the Invention This invention is intended to enable the realization of a multi-value logic circuit system with 10 or more values without error even when used for a multi-value logic circuit system. In addition, the present invention provides a multiplication circuit as a basic circuit for realizing a multivalued logic circuit system or an analog circuit system that overcomes the drawbacks of a grounded switch by using a floating switch.
(2,2)発明の構成と効果
この発明による割算回路は、乗算されるべき一方の値X
を表わす第1の入力電流に等しい値で基数により1を引
いた(r−1)個の電流を発生するMOS FETよ
りなる第1の電流分配回路、第1の電流分配回路の出力
側にそれぞれ接続されたフローティング・スイッチ、こ
れらのフローティング・スイッチの出力側を相互に接続
する結節点、乗算されるべき他方の値yを表わす第2の
入力電流に等しい値で基数により1を引いた(r−1>
個の電流を発生するMOS FETよりなる第2の電
流分配回路、複数のスレシホールド値を表わす電流をそ
れぞれ発生する電流源、第2の電流分配回路から出力さ
れる電流と上記電流源から出力されるスレシホールド値
電流とをそれぞれ比較して、比較結果に応じて対応する
上記フローティング・スイッチをそれぞれオン、オフ制
御する電流比較回路、および上記結節点から出力される
x−yの値を表わす電流を基数rで除すことにより、キ
ャリおよび積を表わす電流を生成する割算回路を備えて
いることを特徴とする。(2,2) Structure and Effect of the Invention The division circuit according to the present invention is capable of handling one of the values to be multiplied by
a first current distribution circuit consisting of a MOS FET that generates (r-1) currents equal to the first input current representing the radix minus 1; connected floating switches, a node connecting the output sides of these floating switches to each other, a value equal to the second input current representing the other value y to be multiplied, minus 1 by the base (r -1>
a second current distribution circuit consisting of a MOS FET that generates currents, a current source that generates currents each representing a plurality of threshold values, and a current output from the second current distribution circuit and an output from the above current source. a current comparison circuit that controls the corresponding floating switches on and off according to the comparison results, and the x-y value output from the node. The present invention is characterized in that it includes a division circuit that generates currents representing carry and product by dividing the current represented by a base number r.
この構成により、2つの変数Xとyを表わす電流を入力
電流とし、これらの乗算x−yを行ない、そしてこの乗
算結果をキャリCと積Pとで表わしこれらのキャリCお
よび積Pを表わす電流を出力する機能が電流モードで達
成される。With this configuration, the input current is a current representing two variables The function of outputting is achieved in current mode.
この発明による乗算回路は、70−ティング・スイッチ
を用いているから低消費電力であり、並列接続における
逆流防止のためのダイオードが不要となるなどの利点を
もっている。また、MOS FETを用いて構成され
るから、エラーがほとんど無く、10値以上の多値論理
回路さえも容易につくることが可能である。さらにこの
発明による乗算回路は、電流モードで動作するから、上
記結節点のように、加、減算を加、減算されるべき電流
の流れるラインを単に結線するだけで達成することがで
き、構成が簡素となる。The multiplier circuit according to the present invention has advantages such as low power consumption because it uses a 70-ting switch, and no need for a diode to prevent backflow in parallel connection. Furthermore, since it is constructed using MOS FETs, there are almost no errors, and it is possible to easily create even a multivalued logic circuit with 10 or more values. Furthermore, since the multiplier circuit according to the present invention operates in current mode, addition and subtraction can be achieved by simply connecting the lines through which the currents to be added and subtracted flow, as in the above-mentioned nodes, and the configuration is It becomes simple.
もちろん、この発明による割算回路は、多値論理演算の
みならずアナログ演算のための回路システムにも適用で
きるのはいうまでもない。Of course, it goes without saying that the division circuit according to the present invention can be applied not only to multivalued logic operations but also to circuit systems for analog operations.
(3)実施例の説明
(3,11グランデイト・スイッチと70−ティング・
スイッチ
電流モード、電圧モードのいずれのモードで動作する回
路システムにおいても、これらの回路システムで用いら
、れるスイッチはその接続形態によって2種類に分ける
ことができる。グランディト・スイッチと70−ティン
グ・スイッチである。電流モード回路システムにおける
グランディト・スイッチと70−ティング・スイッチが
第1図(A)および(B)にそれぞれ示されている。(3) Description of the embodiment (3, 11 grandate switch and 70-ting switch)
Switches In circuit systems that operate in either current mode or voltage mode, the switches used in these circuit systems can be divided into two types depending on their connection form. These are the grandito switch and the 70-ting switch. A grounded switch and a 70-ting switch in a current mode circuit system are shown in FIGS. 1A and 1B, respectively.
第1図(A)において、電流Jの電流源(2)と出力端
子(4)を結ぶラインの途上に結節点(5)が設けられ
、この結節点(5)とアース(または電源端子)との間
にスイッチ(1G)が接続されている。これがグランデ
ィト・スイッチである。In Figure 1 (A), a node (5) is provided on the line connecting the current source (2) of current J and the output terminal (4), and this node (5) connects to the ground (or power terminal). A switch (1G) is connected between the two. This is the grandito switch.
スイッチ(1G)は制御信号発生回路(3)から出力さ
れる制御信号によりオン、オフされる。スイッチ(1G
)がオンの場合には、電流源(2)から出力される電流
Jは、鎖線で示されるように、スイッチ(1G)を通っ
てアースに流れるので、出力端子(4)の出力電流I。The switch (1G) is turned on and off by a control signal output from the control signal generation circuit (3). Switch (1G
) is on, the current J output from the current source (2) flows to ground through the switch (1G) as shown by the chain line, so the output current I at the output terminal (4).
はOとなる。スイッチ(1G)がオフとなると、電流源
(2)の出力電流がそのまま出力端子(4)に現われる
から、出力電流I。はJとなる。becomes O. When the switch (1G) is turned off, the output current of the current source (2) appears as it is at the output terminal (4), so the output current I. becomes J.
第1図(B)においては、スイッチ(1F)は電流源(
2)と出力端子(4)との間に接続されている。このス
イッチ(1F)はアースから浮いているのでフローティ
ング・スイッチと呼ばれる。スイッチ(1F)がオンの
場合には電流源(2)の出力電流Jがこのスイッチ(1
F)を通して出力端子(4)に現われるから出力電流I
。はJとなる。スイッチ(1F)がオフとなれば、電流
源(2)の出力電流はこのスイッチ(1F)により遮断
されるから、出力電流I。は0となる。In FIG. 1(B), the switch (1F) is a current source (
2) and the output terminal (4). This switch (1F) is called a floating switch because it is floating from ground. When the switch (1F) is on, the output current J of the current source (2) is this switch (1F).
The output current I appears at the output terminal (4) through F)
. becomes J. When the switch (1F) is turned off, the output current of the current source (2) is cut off by this switch (1F), so the output current I. becomes 0.
フローティング・スイッチを用いた回路と比較すると、
グランディト・スイッチを用いた回路は2つの大きな欠
点をもっている。Compared to a circuit using a floating switch,
Circuits using grounded switches have two major drawbacks.
欠点の1つは、グランディト・スイッチを含む回路は、
このスイッチのオン、オフ状態に関係なく常に電力を消
費することである。第1図(A)において、スイッチ(
1G)がオンであれば、電流Jはこのスイッチ(1G)
を通してアースに流れ、オフの場合には電流Jは出力電
流I。どなる。これに対して第1図(B)のフローティ
ング・スイッチを含む回路においては、スイッチ(1F
)がオンの場合には電流Jは出力電流I。として流出す
るが、スイッチ(1F)がオフの場合には電流はどこに
も流れず、電力は消費されない。One drawback is that circuits containing grounded switches
Power is always consumed regardless of whether the switch is on or off. In FIG. 1(A), the switch (
1G) is on, the current J is this switch (1G)
When off, the current J flows to ground through the output current I. bawl. On the other hand, in the circuit including the floating switch shown in FIG. 1(B), the switch (1F
) is on, the current J is the output current I. However, when the switch (1F) is off, no current flows anywhere and no power is consumed.
グランディト・スイッチを含む回路のもう1つの欠点は
、このような回路を並列に接続した場合に顕著に現われ
る。第2図において、第1図(A)に示された回路が2
つ(第2図に(gl)、(g2)で示す)並列に接続さ
れ、それらの出力端子が結節点(6)で結ばれ出力端子
(7)につながっている。一方の回路(Ql)にはグラ
ンディト・スイッチ(1G)が、他方の回路(g2)に
はグランディト・スイッチ(2G)がそれぞれ設けられ
ている。Another disadvantage of circuits containing grounded switches is most apparent when such circuits are connected in parallel. In FIG. 2, the circuit shown in FIG.
(shown as (gl) and (g2) in FIG. 2) are connected in parallel, and their output terminals are connected at a node (6) and connected to an output terminal (7). One circuit (Ql) is provided with a grandito switch (1G), and the other circuit (g2) is provided with a grandito switch (2G).
回路(gl)のスイッチ(1G)がオフ、回路(g2)
のスイッチ(2G)がオンである状態を考える。この場
合には、回路(gl)の出力電流■。1はJとなり、回
路(g2)の出力電流I。2は0である。回路(gl)
の出力電流i01は結節点(6)から出力端子(7)に
流出せず、そのほとんどが、鎖線I8で示すように、結
節点(6)および(5)からオンであるスイッチ(2G
)を通ってアースに流れてしまう。Switch (1G) of circuit (gl) is off, circuit (g2)
Consider the state where the switch (2G) is on. In this case, the output current of the circuit (gl) is ■. 1 becomes J, and the output current I of the circuit (g2). 2 is 0. circuit (gl)
The output current i01 does not flow from the node (6) to the output terminal (7), and most of it flows from the node (6) and (5) to the switch (2G) which is on, as shown by the chain line I8.
) and flows to ground.
したがって、端子(7)から流出する出力電流I。は、
(Io1+■o2)に等しくならない。I。Therefore, the output current I flows out of terminal (7). teeth,
It is not equal to (Io1+■o2). I.
=(Io1+Io2)とするためには、第2図に鎖線(
8)で示すように、各回路(gl)(a2)の出力側に
逆流防止用ダイオードを設ける必要がある。In order to set = (Io1+Io2), add a chain line (
As shown in 8), it is necessary to provide a backflow prevention diode on the output side of each circuit (gl) (a2).
これに対して、第1図(B)に示されているようなフロ
ーティング・スイッチを含む回路を2つ並列に接続した
としても、上述のような不都合が生ずることはなく、出
力側に逆流防止用ダイオードを接続する必要はない。On the other hand, even if two circuits including floating switches as shown in Figure 1 (B) are connected in parallel, the above-mentioned problem will not occur, and there will be no backflow prevention on the output side. There is no need to connect a diode.
フローティング・スイッチを含む回路がグランディト・
スイッチを含む回路に比べて上述のような利点をもって
いることから、この発明ではフローティング・スイッチ
が採用される。The circuit containing the floating switch is grounded.
A floating switch is employed in the present invention because it has the above-mentioned advantages over a circuit including a switch.
フローティング・スイッチは、バイポーラ・トランジス
タまたはMO8形FET (電界効果トランジスタ)に
よって構成することができる。The floating switch can be constructed by a bipolar transistor or a MO8 FET (field effect transistor).
バイポーラ・トランジスタをオン、オフ制御するために
はある程度の電力の消費が必要であるのに対して、MO
S FETの制御においては電力をほとんど要しない
。この観点からMOSFETの方がフローティング・ス
イッチとして優れているといえる。While a certain amount of power is required to control bipolar transistors on and off, MO
Controlling the SFET requires almost no power. From this point of view, it can be said that MOSFETs are better as floating switches.
(3,2)フローティング・スレシホールド・スイッチ
ング回路
第3図は70−ティング・スレシホールド・スイッチン
グ回路の一例を示している。フローティング・スイッチ
(1F)としてはNチャネルMO8形FET(N−MO
S FET)が用いられており、そのドレインが電流
源(2)に、ソースが出力端子(4)にそれぞれ接続さ
れ、サブストレートは接地されている。またこのMOS
FETのゲートには、制御信号発生回路(3)から出力
される制御電圧が印加される。(3,2) Floating Threshold Switching Circuit FIG. 3 shows an example of a 70-ting threshold switching circuit. The floating switch (1F) is an N-channel MO8 type FET (N-MO
S FET) is used, its drain is connected to the current source (2), its source is connected to the output terminal (4), and the substrate is grounded. Also this MOS
A control voltage output from a control signal generation circuit (3) is applied to the gate of the FET.
制御信号発生回路(3)は電流比較回路であり、Pチt
ネルMO8形FET (P−MOS FE■)よりな
る電流ミラー(11)とN−MOS FETよりなる
電流ミラー(12)とから構成されている。ここに図示
された電流ミラーは、2つのMOS FETからなり
、これらのFETのゲートが相互に接続されかつこれら
のゲートが一方のFETのドレインに接続されることに
より構成される電流ミラーと等価である。もちろんソー
スおよびゲートを共通にして2つのFETを一基板上に
容易に集積化して作製することができる。電流ミラー(
11)は、入力端子(13)によってそのゲートに吐き
出し電流(流れ出す方向の電流)11が与えられると、
出力側ドレインから同じ値の電流11を吐き出すように
作用する。電流ミラー(12)は、入力端子(14)に
よってそのゲートに吸い込み電流(流れ込む方向の電流
)I2が与えられると、出力側ドレインに同じ値の電流
I2を吸い込むように作用する。The control signal generation circuit (3) is a current comparison circuit, and
It consists of a current mirror (11) made of a channel MO8 type FET (P-MOS FE) and a current mirror (12) made of an N-MOS FET. The current mirror illustrated here is equivalent to a current mirror constructed by two MOS FETs whose gates are connected to each other and whose gates are connected to the drain of one FET. be. Of course, two FETs can be easily integrated and fabricated on one substrate with a common source and gate. Current mirror (
11), when a discharge current (current in the direction of flowing out) 11 is given to its gate by the input terminal (13),
It acts to discharge the same value of current 11 from the output side drain. When the current mirror (12) is given a sinking current (current in the flowing direction) I2 to its gate by the input terminal (14), it acts to sink the same value of current I2 to its output drain.
電流ミラー(11)のソースは正電源+Voに接続され
、電流ミラー(12)のソースは接地されている。これ
ら2つの電流ミラー(11H12)の出力側ドレインは
結節点(15)によって相互に接続され、この結節点(
15)がフローティング・スイッチ(1F)を構成する
MOS FETのゲートに接続されている。The source of the current mirror (11) is connected to the positive power supply +Vo, and the source of the current mirror (12) is grounded. The output side drains of these two current mirrors (11H12) are connected to each other by a node (15), and this node (
15) is connected to the gate of the MOS FET constituting the floating switch (1F).
さて、電流I が電流I2より大きい場合には電流ミラ
ー(11)がオンとなり、電流ミラー(12)は吸い込
み出力電流I2を発生する。したがって、結節点(15
)の電位はハイ・レベル(電源電圧+VDにほぼ等しい
)になる。このハイ・レベルの電圧がフローティング・
スイッチ(1F)を構成するN−MOS FETのゲ
ートに印加されるので、このFETはオンとなる。した
がって、電流源(2)の電流Jが出力電流l。として端
子(4)から流出される。Now, when the current I2 is larger than the current I2, the current mirror (11) is turned on, and the current mirror (12) sinks and generates the output current I2. Therefore, the node (15
) becomes a high level (approximately equal to the power supply voltage +VD). This high level voltage
Since the voltage is applied to the gate of the N-MOS FET constituting the switch (1F), this FET is turned on. Therefore, the current J of the current source (2) is the output current l. It flows out from the terminal (4) as.
逆に、電流■ が電流I2よりも小さい場合には、電流
ミラー(12)がオンとなり、電流ミラー (11)は
吐き出し出力電流■1を発生する。このため結節点(1
5)の電位はロウ・レベル(はとんどOV)になるので
、70−ティング・スイッチ(1F)のFETはオフの
状態を保つ。出力電流I。はOである。On the other hand, when the current (1) is smaller than the current I2, the current mirror (12) is turned on, and the current mirror (11) generates the source output current (1). Therefore, the node (1
Since the potential of 5) becomes low level (mostly OV), the FET of the 70-ting switch (1F) remains off. Output current I. is O.
電流I を一定値として固定し、電流11を変化させた
場合に、電流I が電流I2を超えればフローティング
・スイッチ(1F)がオンとなり、出力電流I はJの
値となる。電流■1が電流I2より小さくなればフロー
ティング・スイッチ(1F)はオフとなり、出力電流I
はOとなる。第3図の回路は、電流I2をスレシホー
ルド値として電流11の値に応じて出力型yLt0がJ
とOの2レベルに変換される。また、第3図の回路では
フローティング・スイッチが用いられている。そこで、
このような回路を[フローティング・スレシホールド・
スイッチング回路」と呼ぶ。When the current I is fixed as a constant value and the current 11 is varied, if the current I exceeds the current I2, the floating switch (1F) is turned on and the output current I becomes the value of J. When the current ■1 becomes smaller than the current I2, the floating switch (1F) turns off and the output current I
becomes O. In the circuit of FIG. 3, the output type yLt0 changes to J according to the value of the current 11 with the current I2 as the threshold value.
It is converted into two levels: and O. Furthermore, a floating switch is used in the circuit of FIG. Therefore,
This kind of circuit is called [floating threshold]
It is called a switching circuit.
電流11を一定値として固定し、電流I2を変化させた
と考えた場合には、電流■1がスレシホールド値になる
。When considering that the current 11 is fixed as a constant value and the current I2 is changed, the current 1 becomes the threshold value.
さらに第3図の回路は興味ある特徴をもっている。すな
わち、フローティング・スイッチ(1F)をオン、オフ
制御するための信号は「電圧」信号(電圧モード)であ
る(結節点(15)の電位)。これに対して、フローテ
ィング・スイッチ(1F)によってスイッチされる信号
(フローティング・スイッチを流れる信号)は「電流」
信号(電流モード)である。このように、電圧モードと
電流モードとが組合されて作動する回路を[ハイブリッ
ド・モード回路」と呼ぶことにする。このようなハイブ
リッド・モード回路は、電圧モードで動作する回路を制
m+回路として持つこともできるし、電流モードで動作
する回路を被制御回路および制御回路としてこれらに接
続することも可能となるので、汎用性がきわめて高くか
つその応用範囲が広い。Furthermore, the circuit of FIG. 3 has an interesting feature. That is, the signal for controlling the floating switch (1F) on and off is a "voltage" signal (voltage mode) (potential of the node (15)). On the other hand, the signal switched by the floating switch (1F) (signal flowing through the floating switch) is a "current"
signal (current mode). A circuit that operates in a combination of voltage mode and current mode in this manner will be referred to as a "hybrid mode circuit." Such a hybrid mode circuit can have a circuit that operates in voltage mode as a control circuit, and it is also possible to connect a circuit that operates in current mode to these circuits as a controlled circuit and a control circuit. , has extremely high versatility and a wide range of applications.
因みに制御信号発生回路(電流比較回路)(3)で比較
される信号は電流モードである。したがって、この第3
図の回路は電流/電圧/電流のモード変換を行なってい
ると言える。Incidentally, the signals compared by the control signal generation circuit (current comparison circuit) (3) are in current mode. Therefore, this third
It can be said that the circuit shown in the figure performs current/voltage/current mode conversion.
第4図はフローティング・スレシホールド・スイッチン
グ回路をモデル化して示したものである。FIG. 4 shows a model of a floating threshold switching circuit.
第4図(A>は、第3図における電流ミラー(11)お
よびその入力端子(13)を電流源(21)に、電流ミ
ラー(12)およびその入力端子(14)を電流源(2
2)にそれぞれ置きかえたものである。電流比較回路(
3)は、一般的に、2つの非直線電流源が直列に接続さ
れかつ一定の供給電圧によって駆動されるものと特徴づ
けることができる。Figure 4 (A>) shows the current mirror (11) and its input terminal (13) in Figure 3 as a current source (21), and the current mirror (12) and its input terminal (14) as a current source (21).
2) respectively. Current comparison circuit (
3) can generally be characterized as two non-linear current sources connected in series and driven by a constant supply voltage.
第4図(B)は、フローティング・スイッチ(1F)と
してP−MOS FETが用いられた回路を示してい
る。このFETは、そのソースが電流源(2)に接続さ
れ、そのドレインが出力端子(4)に接続されている。FIG. 4(B) shows a circuit in which a P-MOS FET is used as a floating switch (1F). This FET has its source connected to a current source (2) and its drain connected to an output terminal (4).
またこのFETのサブストレートは電源電圧+■oに接
続されている。この回路においては、11<I2で結節
点(15)の電位がロウ・レベルになったときにFET
(フローティング・スイッチ(IF))がオンとなり、
出力電流I。としてJが得られる。また、11>I、、
で結節点(15)の電位がハイ・レベルになると、FE
Tはオフとなり、出力電流■。Further, the substrate of this FET is connected to the power supply voltage +■o. In this circuit, when 11<I2 and the potential at the node (15) becomes low level, the FET
(Floating switch (IF)) is turned on,
Output current I. J is obtained as Also, 11>I,,
When the potential at the node (15) becomes high level, FE
T is turned off and the output current is ■.
はOとなる。becomes O.
以下に、70−ティング・スレシホールド・スイッチン
グ回路を応用した団子化回路および割算回路について説
明し、その後、この発明の乗算回路について述べる。Dumpling circuits and division circuits that apply a 70-ting threshold switching circuit will be described below, and then the multiplication circuit of the present invention will be described.
(3,3)団子化回路
r値論理(r:基数)における団子化回路(quant
izer) (または、アナログ/多値変換回路)の
動作は次のように定義される。(3,3) Dumpling circuit Dumpling circuit (quant
izer) (or analog/multi-value conversion circuit) is defined as follows.
ここで1はOまたは正の整数、すなわち0≦i≦r−1
第(1)式の(i−0,5)≦x<(i+0.5)にお
ける±0.5は量子化される整数の中間の値をとったも
ので、もちろん、この値0.5に代えて1未満の任意の
値を採用することができる。Here, 1 is O or a positive integer, i.e. 0≦i≦r-1 ±0.5 in (i-0,5)≦x<(i+0.5) of equation (1) is an integer to be quantized Of course, any value less than 1 can be used instead of this value of 0.5.
r=4とした場合の量子化回路の一例が第5図に示され
ている。An example of a quantization circuit when r=4 is shown in FIG.
1の値の吸い込み入力電流を与える3つの電流源(52
a)(52b)(52c)が設けられ、コレらG、17
0−ティング・スイッチ(51a)(51b)(51C
)(第4図(B)の70−ティング・スイッチ(1F)
に対応)を介して結節点(57)で相互に接続され、こ
の結節点(57)に出力端子(54)が接続されている
。Three current sources (52
a) (52b) (52c) are provided, these G, 17
0-ting switch (51a) (51b) (51C
) (70-ting switch (1F) in Figure 4 (B)
(corresponding to) at a node (57), and an output terminal (54) is connected to this node (57).
団子化されるべき入力(変数)Xは、入力端子(56)
にこの値Xを表わす吸い込み入力電流として与えられる
。入力端子(56)は、3出力電流ミラー(または電流
分配回路) (53)のゲートに接続されている。3出
力電流ミラー(53)の3つの出力用ドレインからはX
の値の3つの吸い込み出力電流が出力される。The input (variable) X to be lumped is the input terminal (56)
is given as a sink input current representing this value X. The input terminal (56) is connected to the gate of a three-output current mirror (or current distribution circuit) (53). From the three output drains of the three-output current mirror (53)
Three sink output currents with values of are output.
3出力電流ミラー(53)の1つの出力用ドレインは0
.5の値の吸い込み入力電流を与える電流源(50a)
と結節点(55a)において接続され、この結節点(5
5a)がフローティング・スイッチ(51a)のゲート
に接続されている。3出力電流ミラー(53)の一部、
電流源(50a)および結節点(55a)が上述の制御
信号発生回路(3)に対応し、結節点(55a)が結節
点(15)に対応する。したがって、0.5≦Xになっ
たときに結節点(15)の電位がロウ・レベルになり、
フローティング・スイッチ(51a)がオンとなる。The drain for one output of the 3-output current mirror (53) is 0
.. A current source (50a) that provides a sinking input current with a value of 5
is connected at the node (55a), and this node (5
5a) is connected to the gate of the floating switch (51a). Part of the 3-output current mirror (53),
The current source (50a) and the node (55a) correspond to the above-mentioned control signal generation circuit (3), and the node (55a) corresponds to the node (15). Therefore, when 0.5≦X, the potential at the node (15) becomes low level,
The floating switch (51a) is turned on.
同様に、3出力電流ミラー(53)の一部、1.5の吸
い込み入力電流を与える電流源(sob) 、結節点(
ssb)およびフローティング・スイッチ(51b)が
70−ティング・スレシホールド・スイッチング回路を
構成し、1.5≦Xになったときにスイッチ(51b)
がオンとなる。Similarly, part of the three-output current mirror (53), a current source (sob) providing a sinking input current of 1.5, a node (
ssb) and the floating switch (51b) constitute a 70-ting threshold switching circuit, and when 1.5≦X, the switch (51b)
turns on.
さらに、3出力電流ミラー(53)の一部、2.5の吸
い込み入力電流を与える電流源(50c) 、結節点(
55c)およびフローティング・スイッチ(51C)が
フローティング・スレシホールド・スイッチング回路を
構成し、2.5≦Xになったときにスイッチ(51c)
がオンとなる。Furthermore, a part of the 3-output current mirror (53), a current source (50c) that provides a sinking input current of 2.5, and a node (
55c) and the floating switch (51C) constitute a floating threshold switching circuit, and when 2.5≦X, the switch (51c)
turns on.
したがって、X<O,Sの場合には、すべてのフローテ
ィング・スイッチ(51a)〜(51c)はオフで、出
力端子(54)の出力電流はOである。0.5≦X <
1.5の場合には、スイッチ(51a)のみがオンと
なり、出力電流は1の値を表わす。1.5≦x<2.5
の場合にはスイッチ(51a)と(51b)がオンとな
るから、1の値の2つの電流が結節点(57)で加筒さ
れ、出力電流は2の値となる。Therefore, when X<O,S, all floating switches (51a) to (51c) are off and the output current at the output terminal (54) is O. 0.5≦X<
In the case of 1.5, only the switch (51a) is turned on, and the output current represents a value of 1. 1.5≦x<2.5
In this case, the switches (51a) and (51b) are turned on, so two currents with a value of 1 are coupled at the node (57), and the output current has a value of 2.
2.5≦Xになると、すべてのスイッチ(51a)〜(
51C)がオンとなるから、出力電流は3となる。When 2.5≦X, all switches (51a) to (
51C) is turned on, the output current is 3.
このようなr=4の場合の量子化回路の入出力特性が第
7図に示されている。FIG. 7 shows the input/output characteristics of the quantization circuit in the case of r=4.
3つの電流源(528) 〜(52C)は、第6図に示
すように3出力電流ミラー(59)で置きかえることが
できる。入力端子(58)には1の値の吐き出し入力電
流が与えられる。The three current sources (528)-(52C) can be replaced with a three-output current mirror (59) as shown in FIG. A source input current having a value of 1 is applied to the input terminal (58).
基数rの値をざらに大きくする場合には、1の値の電流
源とフローティング・スレシホールド・スイッチング回
路との組合せ回路をさらに増加させかつその出力側を結
節点(57)に接続すればよいのは容易に理解できよう
。If you want to increase the value of the radix r, you can further increase the number of combination circuits consisting of a current source with a value of 1 and a floating threshold switching circuit, and connect the output side to the node (57). It's easy to understand that it's good.
(3,4)割算回路
rを基数とするr値論理における割算回路(divid
er)の動作は次式で与えられる。(3, 4) Division circuit The division circuit (divide) in r-value logic with r as the base
The operation of er) is given by the following equation.
商(quotient) : Q = i
・(2−1)剰余(res 1due) : R三(
x+r−B、o) modV・・・(2−2)
ただし、r>i≧0(iは正の整数)
i−y−o、s≦r−B、o+x
<(i+1)◆V−0,5
ここで(x+r−8,)は被除数、yは除数n
である。Nodはモジュロ代数におけるモジュロ(HO
dUIO)の略記号である。Bioは1桁上位の桁から
の借り(ボロー、borrow)を表わす。また値0.
5は多値論理回路において考慮されたノイズ・マージン
である。ノイズ・マージンを考慮する場合にはこれを1
未満の任意の値にとることができる。Quotient: Q = i
・(2-1) Remainder (res 1due): R3(
x+r-B, o) modV...(2-2) However, r>i≧0 (i is a positive integer) i-y-o, s≦r-B, o+x <(i+1)◆V-0 , 5 where (x+r-8,) is the dividend and y is the divisor n. Nod is the modulo (HO
dUIO). Bio represents a borrow from the higher digit. Also, the value is 0.
5 is the noise margin taken into consideration in the multivalued logic circuit. Set this to 1 when considering noise margin.
Can be any value less than or equal to
第(2−11式および第(2−2)式をr=4の場合に
さらに具体的に表わすと次のようになる。Equations (2-11 and (2-2)) can be expressed more specifically in the case of r=4 as follows.
(x+r−Bio) < (V −0,5)の場合(V
−0,5)≦(x+r−Jo)<Vの場合y≦(X +
r−B in)<(2”y’ 0.5)の場合
(2y−0,5) ≦(x+r−BH,)<2yの場合
2y≦(x+r −Bin) < (3y −0,5)
の場合
(3V−0,5)≦(x+r−B、o)<3yの場合
3y≦(x+r−87n)の場合
第8図はr−4の場合における割算回路の一例を示して
いる。この回路は、上述の量子化回路とフローティング
・スレシホールド・スイッチング回路の組合わせによっ
て構成されている。If (x+r-Bio) < (V -0,5), then (V
−0,5)≦(x+r−Jo)<V, then y≦(X +
If r-B in) <(2"y' 0.5) (2y-0,5) ≦ (x+r-BH,) < 2y then 2y ≦ (x+r - Bin) < (3y -0,5)
In the case of (3V-0,5)≦(x+r-B,o)<3y In the case of 3y≦(x+r-87n) FIG. 8 shows an example of a division circuit in the case of r-4. This circuit is constructed by a combination of the above-described quantization circuit and floating threshold switching circuit.
したがって第5図に示された量子化回路の各構成要素に
対応する部分には同一符号が付けられている。ただし、
フローティング・スイッチ(51a) 〜(51c)は
第5図ではP−MOS FETで構成されているが、
第8図においてはN−MOS FETで構成されてい
る。このため、これらのフローティング・スイッチを制
御するための制御信号を発生する電流比較回路における
電流の向きも第5図と第8図とでは逆になっている。吊
子化回路の出力端子(54)に高出力Qが現われる。Therefore, parts corresponding to each component of the quantization circuit shown in FIG. 5 are given the same reference numerals. however,
The floating switches (51a) to (51c) are composed of P-MOS FETs in FIG.
In FIG. 8, it is composed of N-MOS FETs. Therefore, the direction of the current in the current comparator circuit that generates control signals for controlling these floating switches is also reversed between FIG. 5 and FIG. 8. A high output Q appears at the output terminal (54) of the hanging circuit.
一方の入力(変数)Xは入力端子(106X)に吸い込
み入力電流として与えられる。この端子(106x )
は電流ミラー(103)に接続されているから、電流ミ
ラー(103)からはXの値の吸い込み出力電流が得ら
れる。端子(106x)に入力する電流Xの向きを変え
ることにより電流ミラー(103)を省略することがで
きる。One input (variable) X is given to the input terminal (106X) as a sink input current. This terminal (106x)
Since is connected to the current mirror (103), a sink output current of the value of X is obtained from the current mirror (103). The current mirror (103) can be omitted by changing the direction of the current X input to the terminal (106x).
ボロー人力Jo(r=4の場合には、0.1または2の
値をとる)を表わす入力電流が入力端子(106B)か
ら4出力電流ミラー(102)に与えられている。4出
力電流ミラー(102)の4つ(基数rに等しい)の出
力用ドレインは相互に接続されているとともに、電流ミ
ラー(103)の出力側に結節点(112)により接続
されている。An input current representing the borrow power Jo (takes a value of 0.1 or 2 when r=4) is applied from the input terminal (106B) to the four-output current mirror (102). The four output drains (equal to the radix r) of the four-output current mirror (102) are connected to each other and to the output side of the current mirror (103) by a node (112).
したがって、結節点(112)には4出力電流ミラー(
102)によって”Binの値の吐き出し入力が与えら
れる。Therefore, the node (112) has a four-output current mirror (
102) provides input for discharging the value of ``Bin''.
結節点(112)において(x+rzBin)の加算が
行なわれる。これが被除数となる。被除数(X+r−3
,、)を表わす吐き出し入力電流は4出力電流ミラー(
110)に入力する。4出力電流ミラー(110)の3
つの出力用ドレインは量子化回路の一部をなす。すなわ
ち、第5図の電流ミラー(53)に対応する。4出力電
流ミラー(110)ノモう1つの出力用ドレインはダイ
オード(107)を経て剰余Rの出力端子(108)に
接続されている。ダイオード(107)は、この出力用
トレインから吐き出される電流に対して順方向になるよ
うに接続されている。Addition of (x+rzBin) is performed at the node (112). This becomes the dividend. Dividend (X+r-3
The source input current representing , , ) is a four-output current mirror (
110). 3 of 4 output current mirrors (110)
The two output drains form part of the quantization circuit. That is, it corresponds to the current mirror (53) in FIG. Another output drain of the four-output current mirror (110) is connected to the output terminal (108) of the remainder R via a diode (107). The diode (107) is connected in a forward direction to the current discharged from this output train.
除数を表わす入力(変数)yは入力端子(106y)を
経て9出力電流ミラー(104)に吸い込み入力電流と
して与えられている。9出力電流ミラー (104)の
1つの出力用ドレインは4出力電流ミラー(110)の
1つの出力用ドレインと結節点(105a)において接
続されている。この結節点(105a)は結節点(10
9a)を経てフローティング・スイッチ(51a)のゲ
ートに接続されている。結節点(105a)と(109
a)が第5図の結節点(55a)に対応する。結節点(
105a)には0.5の値の吸い込み入力電流を与える
電流源(100a)が接続されている。この電流源(1
00a)と、この電流源(100a)に結節点(105
a)を介して接続された9出力電流ミラー(104)の
1出力用ドレインとの組合せが第5図の電流源(50a
)に対応する。結節点(105a)には、(x+r−J
o)の吸い込み電流が電流ミラー(110)から、0.
5の吸い込み入力電流が電流源(100a)から、yの
吐き出し入力電流が電流ミラー(104)からそれぞれ
与えられる。An input (variable) y representing a divisor is given as a sink input current to a nine-output current mirror (104) via an input terminal (106y). One output drain of the nine-output current mirror (104) is connected to one output drain of the four-output current mirror (110) at a node (105a). This node (105a) is the node (10
9a) to the gate of the floating switch (51a). Node point (105a) and (109
a) corresponds to the node (55a) in FIG. Node point (
105a) is connected to a current source (100a) which provides a sink input current with a value of 0.5. This current source (1
00a) and a node (105
The combination with the drain for one output of the nine-output current mirror (104) connected through the current source (50a) in FIG.
). At the node (105a), (x+r-J
o) sink current from the current mirror (110), 0.
A sink input current of 5 is provided from a current source (100a), and a source input current of y is provided from a current mirror (104).
9出力電流ミラー(104)の他の2つの出力用ドレイ
ンは相互に接続されかつ結節点(105b)を介して4
出力電流ミラー(110)の他の1つの出力用ドレイン
に接続されている。結節点(105b)には電流ミラー
(104)によって2yの値の吐き出し入力電流が与え
られる。結節点(105b)には電流源(100b)
(電流値0.5)が接続されているとともに、結節点(
109b)を介してフローティング・スイッチ(51b
)が接続されている。これが第5図の電流源(50b)
および結節点(55b)に対応する。The other two output drains of the 9-output current mirror (104) are connected to each other and connected to the 4-output drain through a node (105b).
It is connected to the other output drain of the output current mirror (110). A source input current having a value of 2y is applied to the node (105b) by a current mirror (104). A current source (100b) is connected to the node (105b).
(current value 0.5) is connected, and the node (
109b) via the floating switch (51b
) are connected. This is the current source (50b) in Figure 5.
and corresponds to the node (55b).
同様に、9出力電流ミラー(104)のさらに他の3つ
の出力用ドレインは相互に接続されかつ結節点(105
c)を介して4出力電流ミラー(110)のさらに他の
1つの出力用ドレインに接続されている。結節点(10
5c)には電流ミラー(104)によって3yの値の吐
き出し入力電流が与えられる。結節点(105c)には
電流源(100C) (電流値0.5)が接続されてい
るとともに、結節点(109c)を介してフローティン
グ・スイッチ(51c)が接続されている。これが第5
図の電流m (50c)および結節点(55c)に対応
する。Similarly, the other three output drains of the nine-output current mirror (104) are connected to each other and at the node (105).
c) to the drain of yet another output of the four-output current mirror (110). Node point (10
5c) is given a source input current with a value of 3y by a current mirror (104). A current source (100C) (current value 0.5) is connected to the node (105c), and a floating switch (51c) is connected via the node (109c). This is the fifth
This corresponds to the current m (50c) and the node (55c) in the figure.
9出力電流ミラー(104)の残りの3つの出力用ドレ
インはそれぞれ70−ティング・スイッチ(101a)
(101b)(101c)ヲ介してダイオード(107
)(7)7/−t’側に結節点(111a)(111b
)(111C)により接続されている。これらの70−
ティング・スイッチ(101a)(101b)(101
c)は結節点(109a)(109b)(109c)
(すなわち結節点(105a)(105b)(105C
))の電位によって、オン、オフ制御される。The remaining three output drains of the 9-output current mirror (104) are each connected to a 70-ting switch (101a).
(101b) (101c) through the diode (107
) (7) Node points (111a) (111b) on the 7/-t' side
) (111C). These 70-
Switching switch (101a) (101b) (101
c) are node points (109a) (109b) (109c)
(i.e. node points (105a) (105b) (105C
)) is controlled to be turned on or off by the potential.
フローティング・スイッチを制御する信号は電圧モード
であるから、結節点(55a)の電位が2つのフローテ
ィング・スイッチ(51a)(101a)を同時に制御
するというように、複数のフローティング・スイッチの
間で共用することができることにも注目すべきである。Since the signal that controls the floating switch is in voltage mode, it can be shared among multiple floating switches such that the potential at the node (55a) controls the two floating switches (51a) and (101a) at the same time. It should also be noted that it is possible to
(x + r −B、o) < (y −0,5)の場
合には(第f2−3)式)、すなわち(X+r−Bin
十0.5)<yの場合には、すべての結節点(105a
)〜(105c)の電位はロウ・レベルにあり、すべて
のフローティング・スイッチ(51a)〜(51c)お
よび(101a)〜(101c)はオフの状態にある。In the case of (x + r −B, o) < (y −0, 5), (formula f2-3)), that is, (X+r−Bin
10.5)<y, all nodes (105a
) to (105c) are at a low level, and all floating switches (51a) to (51c) and (101a) to (101c) are in an off state.
したがって、高出力QはOである。また剰余出力端子(
108)には、電流ミラー(110)の出力電流がその
まま現われるので、剰余出力Rは(X+r・B in)
となる。Therefore, the high output Q is O. Also, the remainder output terminal (
108), the output current of the current mirror (110) appears as is, so the residual output R is (X+r・B in)
becomes.
(y−0,5)≦(x+ r −Bin) <y+7)
場合(第(2−41式)、すなわちy≦(X+r−Bi
。(y-0,5)≦(x+r-Bin)<y+7)
In the case (Equation 2-41), that is, y≦(X+r−Bi
.
+ 0.5) < (y+ 0.5) (<2y)の
場合には、結節点(105a)の電位のみがハイ・レベ
ルになり、フローティング・スイッチ(51a)と(1
01a)がオンとなる。したがって、商Qの出力端子(
54)には1の値の吐き出し出力電流が現われる。70
−ティング・スイッチ(101a)がオンとなることに
より結節点(111a)にはyの値の吐き出し入力電流
が与えられるので、結節点(111a)では((x+r
−J、)−1/)の演算が行なわれる。+ 0.5) < (y+ 0.5) (<2y), only the potential at the node (105a) becomes high level, and the floating switches (51a) and (1
01a) is turned on. Therefore, the output terminal of the quotient Q (
54), a source output current having a value of 1 appears. 70
When the switching switch (101a) is turned on, a source input current of the value y is given to the node (111a), so at the node (111a) ((x+r
-J,)-1/) is performed.
この減算結果は負になるが、この逆方向電流はダイオー
ド(107)により阻止されるので、端子(108)の
剰余出力RはOとなる。Although the result of this subtraction is negative, this reverse current is blocked by the diode (107), so the residual output R at the terminal (108) becomes O.
y≦(x+r−Jo)< (2y−0,5)(第(2−
5)式)、すなわち(y<) (y+ 0.5)≦(
X+r−Bio+ 015)<2yの場合にも、結節点
(105a)の電位のみがハイ・レベルとなり、70−
ティング・スイッチ(51a) (101a)がオンと
なる。高出力Qは1の値である。また、結節点(lll
a)における減算結果(x+r−3in−y)は負には
ならないからこの減算結果を表わす電流がダイオード(
107)を経て出力端子(108)に剰余出力Rとして
吐き出される。y≦(x+r−Jo)<(2y−0,5)(th (2−
5), that is, (y<) (y+ 0.5)≦(
Even when X+r-Bio+015)<2y, only the potential at the node (105a) becomes high level, and 70-
The switching switch (51a) (101a) is turned on. The high output Q has a value of 1. Also, the node (llll
Since the subtraction result (x+r-3in-y) in a) is not negative, the current representing this subtraction result flows through the diode (
107) and is outputted as a residual output R to an output terminal (108).
(x+rzJ、)の値が大きくなるにしたがって結節点
(105b)(105C)の電位が順次ハイ・レベルに
なり、フローティング・スイッチ(51b)(101b
) 、(51c)(101c)が順次オンとなっていく
。As the value of (x+rzJ,) increases, the potentials of the nodes (105b) (105C) become high level one after another, and the floating switches (51b) (101b
), (51c), and (101c) are turned on in sequence.
この結果、第(2−6)式〜第(2−9)式で表わされ
るような高出力Qと剰余出力Rとが得られるのは容易に
理解できよう。As a result, it is easy to understand that a high output Q and a residual output R as expressed by equations (2-6) to (2-9) are obtained.
r=4、y=2とした場合の第8図の回路の入出力特性
すなわち、入力(x+r−87n)と出力RおよびQと
の関係が第9図に示されている。このグラフにおいて、
ボロー人力Jnは0および1に限定されている。FIG. 9 shows the input/output characteristics of the circuit shown in FIG. 8 when r=4 and y=2, that is, the relationship between the input (x+r-87n) and the outputs R and Q. In this graph,
Borrow manpower Jn is limited to 0 and 1.
第8図の割算回路は、多出力電流ミラー(102) (
104)(110)における出力用ドレインの数、量子
化回路における電流源やフローティング・スイッチの数
、フコ−ティング・スイッチ(101a)〜(101C
)や結節点(111a) 〜(111c)の数等を変え
ることにより、任意の基数rの多値論理に適用しつるの
はいうまでもない。電流源(100a)〜(100C)
の出力電流値で表わされるノイズ・マージン(0,5の
値)も任意にえることにより、所望のノイズ・マージン
を設定することができる。The divider circuit in FIG. 8 consists of a multi-output current mirror (102) (
104) The number of output drains in (110), the number of current sources and floating switches in the quantization circuit, and the floating switches (101a) to (101C
) and the number of nodes (111a) to (111c), etc., it goes without saying that the present invention can be applied to multivalued logic of any base r. Current source (100a) ~ (100C)
A desired noise margin can be set by arbitrarily setting the noise margin (value of 0, 5) expressed by the output current value.
ノイズ・マージンを限りなくOに近づければ、第8図の
回路はアナログ演算のための割算回路になろう。If the noise margin is brought as close as possible to O, the circuit shown in FIG. 8 will become a divider circuit for analog calculations.
(3,5)乗算回路
rを基数とするr値論理における乗算回路(multi
plier)の動作は次式で与えられる。(3,5) Multiplication circuit Multiplication circuit (multiplication circuit) in r-value logic with r as the radix
The operation of plier) is given by the following equation.
キャリ(carry) : C= i ・(3
−1)ut
積(product) : P= (x 拳
V ) Nod r・・・(3−2)
ただし、r>i≧O(iは正の整数)
i−r≦x−y≦(i+1)・r−0,5ここで、キャ
リC3utは1桁上位の桁への桁上げを表わす。積Pは
乗算結果を表わす数値のうち当該桁の値を表わすもので
ある。また、05はノイズ・マージンである。Carry: C= i ・(3
-1)ut Product: P= (x fist V) Nod r...(3-2) However, r>i≧O (i is a positive integer) i-r≦x-y≦(i+1 )・r-0,5 Here, carry C3ut represents a carry to the next higher digit. The product P represents the value of the relevant digit of the numerical value representing the multiplication result. Further, 05 is a noise margin.
r=4の場合における乗算回路の一例が第10図に示さ
れている。この図から分るように、乗算回路は、上述の
皇子化回路と割算回路とによって構成される。An example of a multiplication circuit in the case of r=4 is shown in FIG. As can be seen from this figure, the multiplication circuit is composed of the above-mentioned emphasizing circuit and the division circuit.
第10図の回路中の量子化回路(140)において、第
5図に示す構成要素と同一物には同一符号が付けられて
いる。第5図の1の値の電流源(52a) 〜(52c
)に変えて、入力端子(126)と3出力電流ミラー(
120)とが設けられている。入力端子(126)には
一方の入力であるXの値を表わす吸い込み入力電流が与
えられ、3出力電流ミラーによってXの値を表わす3つ
の電流が生成されている。他方の入力端子であるyの値
を表わす電流は入力端子(56)によって与えられてい
る。yの値に応じてフローティング・スイッチ(51a
) 〜(51C)がオン、オフ制御される。yの値が大
きくなればオンとされるフローティング・スイッチの数
が増大する。したがって、結節点(57)からは(X
−V)の値を表わす電流が吐き出され、この電流が次段
の割算回路(141)に送られる。In the quantization circuit (140) in the circuit of FIG. 10, the same components as those shown in FIG. 5 are given the same reference numerals. Current sources (52a) to (52c) with a value of 1 in FIG.
), input terminal (126) and 3 output current mirror (
120) are provided. An input terminal (126) is provided with a sinking input current representing the value of one input, X, and three currents representing the value of X are generated by a three-output current mirror. The other input terminal, the current representing the value of y, is provided by the input terminal (56). Depending on the value of y, a floating switch (51a
) to (51C) are controlled to be turned on or off. The larger the value of y, the more floating switches are turned on. Therefore, from the node (57), (X
-V) is discharged, and this current is sent to the next stage division circuit (141).
r値論理において、乗算結果の最大値は(r−1)x(
r−1)である。これは次のように変形される。In r-valued logic, the maximum value of the multiplication result is (r-1)x(
r-1). This is transformed as follows.
(r−1) X (r−1)
−r2−2r+1
=j’×(r−2) +1 ・・・(3−3)
したがって、キャリ出力C8,tの最大値は(r−2)
である。このため、乗算回路における割算回路部分にお
いては(r−2>個の電流比較回路が必要となる。(r
−1)値の割算回路を用意すればよいことになる。(r-1) X (r-1) -r2-2r+1 =j'×(r-2) +1...(3-3)
Therefore, the maximum value of carry output C8,t is (r-2)
It is. Therefore, (r-2> current comparison circuits are required in the division circuit portion of the multiplication circuit. (r
-1) It is sufficient to prepare a value division circuit.
第10図における割算回路(141)はあたかも(r−
1)値の割算回路のように構成されている。この図にお
いて、第8図の割算回路と同一物には同一符号が付けら
れている。ただし、割算回路(141)内の量子化回路
の一部を構成する電流源(122a)(122b)、フ
ローティング・スイッチ(121a)(121b)等に
おいては前段の量子化回路(140)の構成要素と混同
を避けるために同一符号が()内に記入されている。The division circuit (141) in FIG.
1) It is configured like a value division circuit. In this figure, the same components as the division circuit of FIG. 8 are given the same reference numerals. However, in the current sources (122a) (122b), floating switches (121a) (121b), etc. that constitute part of the quantization circuit in the division circuit (141), the configuration of the quantization circuit (140) in the previous stage The same symbols are written in parentheses to avoid confusion with the elements.
第8図の高出力Qの端子(54)が第10図ではキャリ
出力C3utの出力端子(124)に対応する。The high output Q terminal (54) in FIG. 8 corresponds to the carry output C3ut output terminal (124) in FIG.
出力端子(108)に積出力Pが現われる。第8図の多
出力電流ミラー(104)は、第10図では電流源(1
31)(132)(133)(134)として描かれて
いることは容易に理解できよう。A product output P appears at the output terminal (108). The multi-output current mirror (104) in FIG. 8 is replaced by the current source (104) in FIG.
31) (132) (133) (134) can be easily understood.
上述の割算回路の動作から、第10図に示される回路が
第(3−1)式および第(3−2)式で表わされる乗算
を行なうことは容易に理解されよう。From the operation of the division circuit described above, it will be easily understood that the circuit shown in FIG. 10 performs the multiplication expressed by equations (3-1) and (3-2).
この乗算回路においても、ノイズ・マージンを任意に選
定できるのはいうまでもない。It goes without saying that the noise margin can be arbitrarily selected in this multiplication circuit as well.
第10図の乗算回路(r=4>の入出力特性が第11図
に示されている。第9図との比較によって割算回路の入
出力特性とよく似ていることが分る。The input/output characteristics of the multiplication circuit (r=4>) shown in FIG. 10 are shown in FIG. 11. A comparison with FIG. 9 shows that the input/output characteristics are very similar to the input/output characteristics of the division circuit.
第1図はスイッチの種類を示すもので、第1図(A)は
グランディト・スイッチを、第1図(B)はフローティ
ング・スイッチをそれぞれ示している。
第2図は、グランディト・スイッチの欠点を説明するた
めのもので、グランディト・スイッチを含む2つの回路
を並列に接続した状態を示している。
第3図は、フローティング・スレシホールド・スイッチ
ング回路の一例を示し、第4図は、2種類のフローティ
ング・スレシホールド・スイッチング回路をモデル化し
て示すものである。
第5図は団子化回路の一例を示す回路図、第6図は電流
源の他の例を示し、第7図は吊子化回路の入出力特性の
一例を示すグラフである。
第8図は割算回路の一例を示す回路図、第9図はその入
出力特性を示すグラフである。
第10図は乗算回路の一例を示す回路図、第11図はそ
の入出力特性を示すグラフである。
(50a) 〜(50c) ・・・電流源、(51a)
〜(51c) −・・フローティング・スイッチ、(
53)・・・第2の電流分配回路、(55a)〜(55
c)・・・電流比較回路の結節点、(56)(126)
・・・入力端子、(51)・・・結節点、(108)・
・・積出力端子、(120)・・・第1の電流分配回路
、(124)・・・キャリ出力端子、(141)・・・
割算回路。
以 上
第l〆;
(A)
(B)
〒万
第2図
第8図
Io”[o)−¥1τ)):二1:)
第4図
(A)
手続補正書防功
昭和60年6月25日FIG. 1 shows the types of switches; FIG. 1(A) shows a grounded switch, and FIG. 1(B) shows a floating switch. FIG. 2 is for explaining the drawbacks of the grounded switch, and shows a state in which two circuits including grounded switches are connected in parallel. FIG. 3 shows an example of a floating threshold switching circuit, and FIG. 4 shows models of two types of floating threshold switching circuits. FIG. 5 is a circuit diagram showing an example of a hanging circuit, FIG. 6 is a diagram showing another example of a current source, and FIG. 7 is a graph showing an example of input/output characteristics of a hanging circuit. FIG. 8 is a circuit diagram showing an example of a division circuit, and FIG. 9 is a graph showing its input/output characteristics. FIG. 10 is a circuit diagram showing an example of a multiplication circuit, and FIG. 11 is a graph showing its input/output characteristics. (50a) ~ (50c) ... Current source, (51a)
~ (51c) -...Floating switch, (
53)...Second current distribution circuit, (55a) to (55
c)... Node point of current comparison circuit, (56) (126)
...Input terminal, (51)...Node point, (108)
...Product output terminal, (120)...First current distribution circuit, (124)...Carry output terminal, (141)...
Division circuit. (A) (B) Figure 2 Figure 8 Io" [o) - ¥1τ):21:) Figure 4 (A) Procedural Amendment Written Procedural Amendment 1985 6 25th of the month
Claims (1)
しい値で基数rより1を引いた(r−1)個の電流を発
生するMOSFETよりなる第1の電流分配回路、 第1の電流分配回路の出力側にそれぞれ接続されたフロ
ーティング・スイッチ、 これらのフローティング・スイッチの出力側を相互に接
続する結節点、 乗算されるべき他方の値yを表わす第2の入力電流に等
しい値で基数により1を引いた(r−1)個の電流を発
生するMOSFETよりなる第2の電流分配回路、 複数のスレシホールド値を表わす電流をそれぞれ発生す
る電流源、 第2の電流分配回路から出力される電流と上記電流源か
ら出力されるスレシホールド値電流とをそれぞれ比較し
て、比較結果に応じて対応する上記フローティング・ス
イッチをそれぞれオン、オフ制御する電流比較回路、お
よび 上記結節点から出力されるx・yの値を表わす電流を基
数rで除すことにより、キャリおよび積を表わす電流を
生成する割算回路、 を備えた乗算回路。[Scope of Claims] A first current formed by a MOSFET that generates (r-1) currents equal to the first input current representing one of the values x to be multiplied, which is the base r minus 1. a distribution circuit, a floating switch connected respectively to the output side of the first current distribution circuit, a node connecting the output sides of these floating switches to each other, a second value representing the other value y to be multiplied; a second current distribution circuit comprising a MOSFET that generates (r-1) currents with a value equal to the input current minus 1 by the base; a current source that generates currents each representing a plurality of threshold values; A current comparison in which the current output from the current distribution circuit No. 2 and the threshold value current output from the current source are respectively compared, and the corresponding floating switches are controlled to be turned on or off according to the comparison results. A multiplication circuit comprising: a circuit; and a division circuit that generates currents representing carry and product by dividing a current representing the value of x and y outputted from the node by a base number r.
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP60015993A JPS61174821A (en) | 1985-01-29 | 1985-01-29 | Multiplying circuit |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP60015993A JPS61174821A (en) | 1985-01-29 | 1985-01-29 | Multiplying circuit |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPS61174821A true JPS61174821A (en) | 1986-08-06 |
Family
ID=11904174
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP60015993A Pending JPS61174821A (en) | 1985-01-29 | 1985-01-29 | Multiplying circuit |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPS61174821A (en) |
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| KR19990022763A (en) * | 1995-06-09 | 1999-03-25 | 디어터 크리스트, 베르너 뵈켈 | Circuit for making a logic element that can be represented by the threshold value equation |
-
1985
- 1985-01-29 JP JP60015993A patent/JPS61174821A/en active Pending
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| KR19990022763A (en) * | 1995-06-09 | 1999-03-25 | 디어터 크리스트, 베르너 뵈켈 | Circuit for making a logic element that can be represented by the threshold value equation |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| US5440249A (en) | Voltage level translator circuit with cascoded output transistors | |
| US6111425A (en) | Very low power logic circuit family with enhanced noise immunity | |
| US5521538A (en) | Adiabatic logic | |
| US4045793A (en) | Digital to analog converter | |
| US6900658B1 (en) | Null convention threshold gate | |
| JPS61174821A (en) | Multiplying circuit | |
| Mottaghi-Kashtiban et al. | A current-mode, first-order Takagi-Sugeno-Kang fuzzy logic controller, supporting rational-powered membership functions | |
| US5220306A (en) | Digital signal comparator for comparing n-bit binary signals | |
| JPS61174816A (en) | Successor | |
| US20030222701A1 (en) | Level shifter having plurality of outputs | |
| US5394107A (en) | Absolute value circuit | |
| EP0189894A2 (en) | Basic circuitry particularly for construction of multivalued logic systems | |
| JPS61174813A (en) | Floating threshold switching circuit | |
| Al-Nsour et al. | Simple low power analogue MOS voltage adder | |
| JPS61174819A (en) | Subtracting circuit | |
| Sasaki et al. | A novel implementation of fuzzy logic controller using new meet operation | |
| Maheshwari | NAND/NOR polar logic circuits using a single current conveyor | |
| JPS61176212A (en) | Complementary literal circuit | |
| KR900003565B1 (en) | Booth conversion circuits | |
| JPS61177020A (en) | Threshold spdt switching circuit | |
| JPS61174818A (en) | Adding circuit | |
| JPS61174817A (en) | Quantizing circuit | |
| JPS61174820A (en) | Dividing circuit | |
| JPS61176209A (en) | Floating window switching circuit | |
| GB2313725A (en) | A loading arrangement for a logic gate |