[其他]算術運算器及算術運算電路

無效

• 申請號: 85104133
• 申請日: 1985-05-30
• 公開（公告）號: CN85104133A
• 公開（公告）日: 1986-08-27
• 發明（設計）人: 前島英雄;堀田多加志;增田郁朗;巖村將弘;栗田公三郎;上野雅弘
• 申請（專利權）人: 株式會社日立制作所
• 主分類號: G06F7/48
• 分類號: G06F7/48
• 代理公司: 中國國際貿易促進委員會專利代理部
• 代理人: 沙捷,吳磊

本發明涉及算術運算器和算術運算電路，特別是那些適用于超高速微處理機及同類設備的算術運算器和算術運算電路。

在諸如需要高集成度的微處理機的邏輯超大規模集成電路（V）LSI中，場效應管特別是MOS管技術的應用是主要潮流?！怖?，1983年2月23日吉姆。斯萊格（Jim????Slager）等在國際固態電路會議83（ISSCC83）上發表的“在芯片中具有存儲保護的16位微處理機”〕然而，由于MOS管是電壓驅動型的，信號在電源電位和地電位之間切換。這一理論現象在超高速領域中的每一部分里都會形成一個臨界的通路。另一方面，采用雙極型晶體管技術（例如，謝·莫爾（Shai????Mor）等人在1983年2月23日的ISSCC83上發表的“16位微處理機的實時應用”）的微處理機是電流驅動型的，因此信號可隨一個小幅度電壓的變化而切換。但是，由于雙極型晶體管必須有基極電流，因此就電力消耗而言，很難實現高集成度的邏輯LSI。

本發明的第一個目的就是消除上述缺陷，并給出一個具有高工作速度的算術運算器和算術運算電路。

本發明的第二個目的是給出高集成度的算術運算器和算術運算電路。

本發明的第三個目的是給出低功耗的算術運算器和算術運算電路。

本發明的第四個目的是給出具有高工作速度和低功耗的三態電路。

本發明算術運算器的第一個特征是在至少含有一組寄存器的算術運算器和算術運算電路中，混合使用了雙極型晶體管和場效應管。

在本發明推薦的方案中至少有一個組合邏輯電路是由雙極型晶體管和場效應管混合使用的復合邏輯線路構成。進一步說，在本發明推薦的方案中至少有一個構成輸出緩沖器的組合邏輯電路是由雙極型晶體管和場效應管混合使用的復合邏輯線路構成。

本發明算術運算器的第二個特征是在算術運算器中有一個讀出總線，用以連接寄存器組中的寄存器和算術運算電路，并且還有一個閱讀上述寄存器中信息的讀出電路接在讀出總線上。

在本發明算術運算器的推薦方案中，上述讀出電路是一個讀出和預載電路對讀出總線預加載。

在本發明算術運算器的推薦方案中，讀出和預載電路是由混合使用的雙極型晶體管和場效應管構成。

在本發明算術運算器的進一步推薦方案中，讀出和預載電路至少包括一個雙極型晶體管用以對讀出總線預加載和一個場效應管用以控制該雙極型晶體管的電流，并依據場效應管的門限值確定讀出總線的預載電壓。

在本發明算術運算器的進一步推薦方案中，寄存器中有一位是由連接在兩個讀出總線上的多端口RAM構成。

在本發明算術運算器的進一步推薦方案中，兩個讀出和預載電路相對寄存器和算術運算線并行安置的方向上的一點對稱安置。

在本發明算術運算器的進一步推薦方案中，讀出總線是通過一個放大器接在一個地址寄存器上。

在本發明算術運算器的進一步推薦方案中，場效應管是MOS管。

在本發明算術運算器的進一步推薦方案中，算術運算器連接移位輸出電路和讀出總線，并具有一移位電路，由于讀出和預載電路，它能執行類似于讀出寄存器的移位操作。

本發明的算術運算電路的特征是在（K×N）位算術運算電路中，有一個進位傳輸電路，該進位傳輸電路是由混合使用的雙極型晶體管和場效應管構成。

在本發明算術運算電路的推薦方案中，進位傳輸電路有K個N-位塊先行進位電路，其中混合使用了雙極型晶體管和場效應管。

在本發明算術運算電路的進一步推薦方案中，雙極型晶體管是用在K個N一位塊先行進位電路的連接部份。

在本發明算術運算電路的進一步推薦方案中，進位傳輸電路有一個N位的進位傳輸電路，它是由場效應管構成用來執行（N-1）位的進位傳輸。

在本發明算術運算電路的進一步推薦方案中，場效應管是MOS管。

本發明三態電路的特征是包括：

（1）一個輸入端和一個輸出端;

（2）互補輸入端的第一和第二控制端;

（3）第一和第二電位端;

（4）第一雙極型晶體管，其一種導電類型的集電極接在前述第一電位端，且這一導電類型的發射極接在前述輸出端;

（5）第二雙極型晶體管，其一種導電類型的集電極接在前述輸出端，且這一導電類型的發射極接前述第二電位端;

（6）另一種導電類型的第一和第二場效應管，其一個柵極接到前述輸入端，另一柵極接前述第一控制端，并且源極和漏極分別串接在前述第一電位端和另一導電類型的第一雙極型晶體管的基極。