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JPS625375B2 - - Google Patents
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JPS625375B2 - - Google Patents

Info

Publication number
JPS625375B2
JPS625375B2 JP53150750A JP15075078A JPS625375B2 JP S625375 B2 JPS625375 B2 JP S625375B2 JP 53150750 A JP53150750 A JP 53150750A JP 15075078 A JP15075078 A JP 15075078A JP S625375 B2 JPS625375 B2 JP S625375B2
Authority
JP
Japan
Prior art keywords
signal
output
gate element
gate
terminal
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.)
Expired
Application number
JP53150750A
Other languages
Japanese (ja)
Other versions
JPS5577228A (en
Inventor
Osamu Ooba
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Fujitsu Ltd
Original Assignee
Fujitsu Ltd
Priority date (The priority date 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 date listed.)
Filing date
Publication date
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Priority to JP15075078A priority Critical patent/JPS5577228A/en
Publication of JPS5577228A publication Critical patent/JPS5577228A/en
Publication of JPS625375B2 publication Critical patent/JPS625375B2/ja
Granted legal-status Critical Current

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Classifications

    • HELECTRICITY
    • H03ELECTRONIC CIRCUITRY
    • H03KPULSE TECHNIQUE
    • H03K3/00Circuits for generating electric pulses; Monostable, bistable or multistable circuits
    • H03K3/02Generators characterised by the type of circuit or by the means used for producing pulses
    • H03K3/027Generators characterised by the type of circuit or by the means used for producing pulses by the use of logic circuits, with internal or external positive feedback
    • H03K3/037Bistable circuits

Description

【発明の詳細な説明】[Detailed description of the invention]

本発明はJ−Kフリツプフロツプの機能を有
し、エツジ・トリガード形式で伝播遅延時間の短
いフリツプフロツプ回路に関するものである。 フリツプフロツプ(以下F・Fと略す)には
種々の形式のものが知られている。J−K形F・
Fは、ある時刻Toにおいて2つのデータ入力が
同時にハイレベルになつたとき、次の時刻To+1
における出力が、時刻Toにおける出力を反転し
たものとなるF・Fである。このようなJ−K形
F・Fの機能を有し、かつクロツク入力の前縁で
出力が反転するエツジ・トリガードF・Fの形式
であつて、しかもスイツチング速度の早いものは
従来知られていなかつた。 エツジ・トリガードD形F・Fは、使用ゲート
数が少く伝播遅延時間が短い長所を有するが、J
−K形F・Fとしての機能を持つていない。これ
に対してマスタ・スレーブJ−K形F・Fは動作
が安定しているが、使用ゲート数が多く伝播遅延
時間が長い欠点を有する。 本発明の目的は、エツジ・トリガードJ−
KF・Fの機能を有し、しかも使用ゲート数が少
く伝播遅延時間が短いF・F回路の新しい形式を
提案することにある。この目的を達成するため本
発明のフリツプフロツプ回路においては、クロツ
ク信号を反転するインバータ;第1のデータ入力
信号と前記インバータの出力信号と第3のゲート
素子の出力信号と第5のゲート素子の出力信号と
に結合された第1のゲート素子;第2のデータ入
力信号と前記インバータの出力信号と第4のゲー
ト素子の出力信号と第6のゲート素子の出力信号
とに結合された第2のゲート素子;前記第1のゲ
ート素子の出力信号とクロツク信号とに結合され
た第3のゲート素子と、前記第2のゲート素子の
出力信号とクロツク信号とに結合された第4のゲ
ート素子とを互いに他の出力が入力に結合される
ように交叉接続してなる第1のラツチ回路;第3
のゲート素子の出力に結合された第5のゲート素
子と、第4のゲート素子の出力に結合された第6
のゲート素子とを互いに他の出力が入力に結合さ
れるように交叉接続してなる第2のラツチ回路と
からなり、前記各ゲート素子がNAND回路または
NOR回路のいずれか一種類であることを特徴と
している。 以下、実施例について説明する。 第1図は本発明のフリツプフロツプ回路の一実
施例の構成を示す回路図である。本実施例は
NANDゲートを用いて本発明のフリツプフロツプ
回路を構成した場合を示し、TTL素子として特
に適している。同図において1,2,3,4,5
および6はNANDゲート、7はインバータであ
る。8,9はそれぞれデータ入力端子、10はク
ロツク入力端子、11,12はそれぞれ出力端
子、13はプリセツト端子、14はクリア端子、
15,16,17および18はそれぞれゲート
1,2,3および4の出力ライン、19はインバ
ータ7の出力ラインである。なお以下、論理レベ
ルハイを“H”、ローを“L”と略す。 第2図は第1図に示された回路において、端子
13における信号、端子14における信号
がともに“H”、端子8における信号K、端
子9における信号Jがともに“H”である場合
に、端子10における信号CLKが交互に反転し
た場合の動作、すなわちトグル動作の場合の各部
の動作状態を示すタイムチヤートである。以下こ
の場合を代表として本回路の動作を説明する。な
お同図において1はクロツク入力端子10の信号
CLK、2はライン17における信号C、3はラ
イン18における信号D、4は出力端子11の信
号Q、5は出力端子12の信号、6はライン1
9における信号、7はライン16における
信号B、(8)はライン15における信号Aをそれぞ
れ示している。 まず初期状態として各信号が、J=K=“H”、
==“H”、CLK=“L”、Q=“L”、

=“H”とすると、このときC=D=A=“H”、
B=“L”である。この状態は第2図においてタ
イミングで示されている。 この状態からクロツク信号CLKが反転して
CLK=“H”になると、ゲート3の入力がオール
“H”となるので信号Cは反転してC=“L”とな
り、またゲート7の出力も反転して=“L”
となる。この状態は第2図においてタイミング
で示されている。 次に信号Cはゲート5の1入力に加えられてい
るので、C=“L”となつたことによつて信号Q
は反転してQ=“H”となり、また信号はゲ
ート2の1入力に加えられているので=
“L”となつたことによつて信号Bは反転してB
=“H”となる。この状態は第2図においてタイ
ミングで示されている。 さらに信号Qはゲート6の1入力に加えられて
いるので、Q=“H”となつたことによつて信号
は反転して=“L”となる。この状態は第2
図においてタイミングで示されている。 なお以上のうちタイミング以後は、信号
=“L”(信号CLK=“H”)であり、この状
態ではデータ入力は禁止状態となつて、信号Jお
よびKとしていかなる信号が来ても、出力信号
Q,には変化が生じない。この期間は第2図に
おいてaで示されている。 次にクロツク信号CLKが反転してCLK=“L”
となると、信号CLKはゲート3の1入力に加え
られているので、信号Cは反転してC=“H”と
なり復旧する。また信号CLKの反転により信号
も反転して=“H”となり復旧する。こ
の状態は第2図においてタイミングで示されて
いる。なお信号=“H”となつたことによ
り、ゲート1および2はそれぞれ信号JおよびK
を読み込まれることが可能な状態になる。この期
間は第2図においてbで示されている。 さらに信号=“H”となつたことによりゲ
ート1の入力はオール“H”となるので信号Aは
反転してA=“L”となる。この状態は第2図に
おいてタイミングで示されている。 以上のタイミングないしの動作がクロツク
信号CLKの1サイクル分の動作であり、タイミ
ングの状態を再び初期状態′として開始する
ことによつて、同様にしてクロツク信号CLKの
次の1サイクルで、タイミング′,′,′,
′,′においてそれぞれ信号Dおよび信号
、信号および信号A、信号Q、信号Dお
よび信号、信号Bが反転する動作が行われ
て、各部の状態は初期状態に戻る。 このようにして第1図に示された本発明のフリ
ツプフロツプ回路によつて、クロツク信号の立上
りの前縁で出力状態が反転するポジテイブ・エツ
ジ・トリガードJ−KF・Fとしての動作を行う
ことができる。かつこの場合におけるクロツク信
号の立上りから出力信号の反転にいたるまでの伝
播遅延時間は、ローレベルからハイレベルへ遷移
する場合は伝播遅延時間tPLH=2ゲート通過分
であり、またハイレベルからローレベルへ遷移す
る場合は伝播遅延時間tPHL=3ゲート通過分で
あることが第2図からわかる。尚、従来のマス
タ・スレーブJ−K形F・FではtPLH=3ゲー
ト、tPHL=4ゲート通過分である。 第1表は以上説明した第1図のフリツプフロツ
プ回路のフアンクシヨンを一覧表に示したもので
ある。
The present invention relates to an edge-triggered flip-flop circuit having a JK flip-flop function and having a short propagation delay time. Various types of flip-flops (hereinafter abbreviated as F.F) are known. J-K type F.
F means that when two data inputs become high level at the same time at a certain time T o , the next time T o +1
The output at is F·F, which is the inverse of the output at time T o . An edge-triggered F-F that has the function of such a J-K type F-F, and whose output is inverted at the leading edge of the clock input, and also has a fast switching speed, has not been known in the past. Nakatsuta. Edge-triggered D type F/F has the advantage of using fewer gates and short propagation delay time, but J
- Does not have the function of K type F/F. On the other hand, the master/slave JK type F/F has stable operation, but has the disadvantage of using a large number of gates and a long propagation delay time. The object of the present invention is to
The purpose of this invention is to propose a new type of F/F circuit that has the KF/F function, uses fewer gates, and has a short propagation delay time. To achieve this object, the flip-flop circuit of the present invention includes an inverter for inverting the clock signal; a first data input signal, an output signal of the inverter, an output signal of the third gate element, and an output signal of the fifth gate element. a first gate element coupled to a second data input signal, an output signal of the inverter, a fourth gate element output signal, and a sixth gate element output signal; gate elements; a third gate element coupled to the output signal of the first gate element and a clock signal; and a fourth gate element coupled to the output signal of the second gate element and the clock signal. a first latch circuit formed by cross-connecting each other so that other outputs are coupled to inputs; a third latch circuit;
a fifth gate element coupled to the output of the fourth gate element; and a sixth gate element coupled to the output of the fourth gate element.
and a second latch circuit formed by cross-connecting gate elements such that the other outputs are coupled to the inputs, and each gate element is a NAND circuit or a second latch circuit.
It is characterized by being one type of NOR circuit. Examples will be described below. FIG. 1 is a circuit diagram showing the structure of an embodiment of a flip-flop circuit according to the present invention. This example is
A flip-flop circuit according to the present invention is constructed using a NAND gate, and is particularly suitable as a TTL element. In the same figure, 1, 2, 3, 4, 5
and 6 is a NAND gate, and 7 is an inverter. 8 and 9 are data input terminals, 10 is a clock input terminal, 11 and 12 are output terminals, 13 is a preset terminal, 14 is a clear terminal,
15, 16, 17 and 18 are output lines of gates 1, 2, 3 and 4, respectively, and 19 is an output line of inverter 7. Hereinafter, a high logic level will be abbreviated as "H" and a logic low level will be abbreviated as "L". FIG. 2 shows the circuit shown in FIG. 1 when the signal at terminal 13 and the signal at terminal 14 are both "H", and the signal K at terminal 8 and the signal J at terminal 9 are both "H". This is a time chart showing the operation state of each part in the case of an operation when the signal CLK at the terminal 10 is alternately inverted, that is, a toggle operation. The operation of this circuit will be explained below using this case as a representative. In the figure, 1 is the signal of the clock input terminal 10.
CLK, 2 is the signal C on the line 17, 3 is the signal D on the line 18, 4 is the signal Q on the output terminal 11, 5 is the signal on the output terminal 12, 6 is the signal on the line 1
9, 7 shows the signal B on the line 16, and (8) shows the signal A on the line 15, respectively. First, in the initial state, each signal is J=K=“H”,
==“H”, CLK=“L”, Q=“L”,

= “H”, then C=D=A=“H”,
B=“L”. This situation is illustrated with timing in FIG. From this state, the clock signal CLK is inverted.
When CLK becomes "H", the inputs of gate 3 become all "H", so the signal C is inverted and C becomes "L", and the output of gate 7 is also inverted and becomes "L".
becomes. This situation is illustrated with timing in FIG. Next, since the signal C is added to one input of the gate 5, the signal Q becomes
is inverted and Q becomes “H”, and since the signal is added to one input of gate 2, =
By becoming “L”, signal B is inverted and B
= “H”. This situation is illustrated with timing in FIG. Further, since the signal Q is applied to one input of the gate 6, when Q becomes "H", the signal is inverted and becomes "L". This state is the second
The timing is shown in the figure. Note that after the above timing, the signal = “L” (signal CLK = “H”), and in this state, data input is prohibited, and no matter what signals come as signals J and K, the output signal is No change occurs in Q. This period is marked a in FIG. Next, the clock signal CLK is inverted and CLK="L"
Then, since the signal CLK is applied to one input of the gate 3, the signal C is inverted and becomes C="H" and restored. Further, due to the inversion of the signal CLK, the signal is also inverted and becomes ``H'' and restored. This situation is illustrated with timing in FIG. Note that since the signal becomes “H”, gates 1 and 2 output signals J and K, respectively.
becomes ready to be loaded. This period is marked b in FIG. Furthermore, since the signal becomes "H", the inputs of the gate 1 become all "H", so that the signal A is inverted and becomes A="L". This situation is illustrated with timing in FIG. The above timing or operation is the operation for one cycle of the clock signal CLK, and by starting the timing state as the initial state again, the timing ,′,′,
At ' and ', the signals D and A, the signals Q, D and signals, and the signals B are inverted, respectively, and the states of each part return to their initial states. In this way, the flip-flop circuit of the present invention shown in FIG. 1 can operate as a positive edge triggered J-KF/F in which the output state is inverted at the leading edge of the rising edge of the clock signal. can. In this case, the propagation delay time from the rise of the clock signal to the inversion of the output signal is the propagation delay time t PLH = 2 gates passing through when transitioning from low level to high level, and when transitioning from high level to low level. It can be seen from FIG. 2 that when transitioning to the level, the propagation delay time t PHL = 3 gates passing through. In the conventional master/slave J-K type F/F, t PLH = 3 gates and t PHL = 4 gates. Table 1 lists the functions of the flip-flop circuit of FIG. 1 described above.

【表】 なお第1表においてQ0は、時刻Toにお
ける出力Q,に対して、時刻To-1における出
力を示している。 第3図は本発明のフリツプフロツプ回路の他の
実施例の構成を示す回路図である。本実施例は
NORゲートを用いて本発明のフリツプフロツプ
回路を構成した場合を示し、ECL素子として特
に適している。同図において21,22,23,
24,25および26はNORゲートであり、そ
の他の符号のあらわすところは第1図の場合と異
ならない。 第3図の場合、端子8に信号、端子9に信号
、端子10に信号、端子13に信号
、端子14に信号CLRを与えたとき端子1
1における出力Qおよび端子12における出力
は第1図の回路と全く同様である。なお本回路の
場合の伝播遅延時間は、ローレベルからハイレベ
ルへ遷移する場合はtPLH=3ゲート通過分、ハ
イレベルからローレベルへ遷移する場合はtPHL
=2ゲート通過分である。尚、従来のマスタ・ス
レープJ−KF・FではtPLH=4ゲート、tPHL
=3ゲート通過分である。 第2表は第3図のフリツプフロツプ回路のフア
ンクシヨンを一覧表に示したものである。
[Table] In Table 1, Q 0 , 0 indicates the output at time T o -1 with respect to the output Q at time T o . FIG. 3 is a circuit diagram showing the structure of another embodiment of the flip-flop circuit of the present invention. This example is
A flip-flop circuit according to the present invention is constructed using a NOR gate, and is particularly suitable as an ECL element. In the same figure, 21, 22, 23,
24, 25 and 26 are NOR gates, and the other symbols represent the same as in FIG. In the case of Figure 3, when a signal is applied to terminal 8, a signal is applied to terminal 9, a signal is applied to terminal 10, a signal is applied to terminal 13, and a signal CLR is applied to terminal 14, terminal 1
The output Q at terminal 1 and the output at terminal 12 are exactly similar to the circuit of FIG. The propagation delay time for this circuit is t PLH = 3 gates when transitioning from low level to high level, and t PHL when transitioning from high level to low level.
= 2 gates passed. In addition, in the conventional master-slave J-KF/F, t PLH = 4 gates, t PHL
= 3 gates passed. Table 2 lists the functions of the flip-flop circuit of FIG.

【表】 以上説明したように本発明のフリツプフロツプ
回路によれば、NANDゲートを用いた場合はクロ
ツク信号の“L”から“H”への遷移によつて、
NORゲートを用いた場合はクロツク信号の
“H”から“L”への遷移によつて出力Q,の
反転が生じ、クロツク信号が“L”または“H”
の定常状態ではデータ入力J,K(または,
)が変化しても出力Q,には変化が生じな
い。すなわちNANDゲートを用いた場合はポジテ
イブ・エツジ・トリガードJ−KF・Fとして、
NORゲートを用いた場合はネガテイブ・エツ
ジ・トリガードJ−KF・Fとしての動作が行わ
れる。 本発明のフリツプフロツプ回路は、構成ゲート
数が少く従つて素子数、消費電力も少くて済み、
また伝播遅延時間が短いだけでなく、J−K形の
F・Fとしては論理が完全で、回路形式が完全対
称形なので電気的特性もバランスがとれている等
多くの利点を有するものである。従来、ポジテイ
ブ・エツジ・トリガード方式のJ−KF・Fは製
品化された例がなく、本発明のフリツプフロツプ
回路によつて初めて可能になつたものである。さ
らに本発明のフリツプフロツプ回路は標準化され
たゲートによる回路構成なので、カスタムLSI化
するときにも非常に都合がよいものである。
[Table] As explained above, according to the flip-flop circuit of the present invention, when a NAND gate is used, the transition of the clock signal from "L" to "H"
When a NOR gate is used, the transition of the clock signal from "H" to "L" causes an inversion of the output Q, and the clock signal becomes "L" or "H".
In the steady state of data inputs J, K (or
) changes, no change occurs in the output Q,. In other words, when using a NAND gate, as a positive edge triggered J-KF/F,
When a NOR gate is used, it operates as a negative edge triggered J-KF/F. The flip-flop circuit of the present invention has a small number of constituent gates, so the number of elements and power consumption are also small.
In addition, it has many advantages such as not only short propagation delay time but also perfect logic as a J-K type F/F and balanced electrical characteristics as the circuit form is completely symmetrical. . Hitherto, there has been no example of a positive edge triggered type J-KF/F being commercialized, and the flip-flop circuit of the present invention has made it possible for the first time. Furthermore, since the flip-flop circuit of the present invention has a circuit configuration using standardized gates, it is very convenient for custom LSI implementation.

【図面の簡単な説明】[Brief explanation of the drawing]

第1図は本発明のフリツプフロツプ回路の一実
施例の構成を示す回路図、第2図は第1図の回路
の動作を示すタイムチヤート、第3図は本発明の
フリツプフロツプ回路の他の実施例の構成を示す
回路図である。 1,2,3,4,5,6……NANDゲート、7
……インバータ、8,9……データ入力端子、1
0……クロツク入力端子、11,12……出力端
子、13……プリセツト端子、14……クリア端
子、15,16,17,18,19……出力ライ
ン、21,22,23,24,25,26……
NORゲート。
FIG. 1 is a circuit diagram showing the configuration of one embodiment of the flip-flop circuit of the present invention, FIG. 2 is a time chart showing the operation of the circuit of FIG. 1, and FIG. 3 is another embodiment of the flip-flop circuit of the present invention. FIG. 1, 2, 3, 4, 5, 6...NAND gate, 7
...Inverter, 8, 9...Data input terminal, 1
0... Clock input terminal, 11, 12... Output terminal, 13... Preset terminal, 14... Clear terminal, 15, 16, 17, 18, 19... Output line, 21, 22, 23, 24, 25 ,26...
NOR gate.

Claims (1)

【特許請求の範囲】[Claims] 1 クロツク信号を反転するインバータ;第1の
データ入力信号と前記インバータの出力信号と第
3のゲート素子の出力信号と第5のゲート素子の
出力信号とに結合された第1のゲート素子;第2
のデータ入力信号と前記インバータの出力信号と
第4のゲート素子の出力信号と第6のゲート素子
の出力信号とに結合された第2のゲート素子;前
記第1のゲート素子の出力信号とクロツク信号と
に結合された第3のゲート素子と、前記第2のゲ
ート素子の出力信号とクロツク信号とに結合され
た第4のゲート素子とを互いに他の出力が入力に
結合されるように交叉接続してなる第1のラツチ
回路;第3のゲート素子の出力に結合された第5
のゲート素子と、第4のゲート素子の出力に結合
された第6のゲート素子とを互いに他の出力が入
力に結合されるように交叉接続してなる第2のラ
ツチ回路とからなり、前記各ゲート素子がNAND
回路またはNOR回路のいずれか一種類であるこ
とを特徴とするフリツプフロツプ回路。
1 an inverter for inverting a clock signal; a first gate element coupled to a first data input signal, an output signal of the inverter, an output signal of a third gate element, and an output signal of a fifth gate element; 2
a second gate element coupled to the data input signal of the inverter, the output signal of the fourth gate element, and the output signal of the sixth gate element; a third gate element coupled to the output signal of the second gate element and a fourth gate element coupled to the clock signal; and a fourth gate element coupled to the output signal of the second gate element and the clock signal. a first latch circuit connected to the output of the third gate element;
and a sixth gate element coupled to the output of the fourth gate element are cross-connected to each other so that the other outputs are coupled to the input; Each gate element is NAND
A flip-flop circuit characterized by being either one type of circuit or a NOR circuit.
JP15075078A 1978-12-05 1978-12-05 Flip-flop circuit Granted JPS5577228A (en)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP15075078A JPS5577228A (en) 1978-12-05 1978-12-05 Flip-flop circuit

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Application Number Priority Date Filing Date Title
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Publication Number Publication Date
JPS5577228A JPS5577228A (en) 1980-06-10
JPS625375B2 true JPS625375B2 (en) 1987-02-04

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ID=15503592

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Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPH029967U (en) * 1988-06-30 1990-01-23

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* Cited by examiner, † Cited by third party
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JPH029967U (en) * 1988-06-30 1990-01-23

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JPS5577228A (en) 1980-06-10

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