DE3741878A1 - Variable verzoegerungsschaltung - Google Patents

Description

Die Erfindung bezieht sich auf eine variable Verzögerungsschal­ tung nach dem Oberbegriff des Anspruches 1, und insbesondere bezieht sie sich auf eine variable Verzögerungsschaltung zum Ausgeben von verzögerten Eingangsdaten.

Fig. 1A zeigt ein Blockdiagramm einer Schaltung zum Erfassen einer Bildsynchronisation, wie sie in einem Kommunikations­ system benutzt wird, bei der ein variables Schieberegister be­ nutzt wird. Bezugnehmend auf Fig. 1A: die Bezugszeichen 11-13 bezeichnen jedes ein variables Schieberegister, Bezugszeichen 14 bezeichnet eine Einzelbildsynchronisationserfassungsschal­ tung zum Empfangen von Eingangs- oder Ausgangssignalen der variablen Schieberegister 11-13 und zum Erfassen einer Ein­ zelbildsynchronisation eines Signales, die Bezugszeichen S 1′- S 4′ bezeichnen Knotenpunkte, die die Eingänge und/oder Ausgänge von jedem der variablen Schieberegister 11-13 und der Einzel­ bildsynchronisationserfassungsschaltung zeigen, und das Bezugs­ zeichen 15 bezeichnet eine Bit-Längen-Einstellschaltung zum Empfangen eines Einganges eines Bit-Längen-Einstellsignales für die variablen Schieberegister und Anlegen eines Bit-Längen- Signales an jedes der variablen Schieberegister 11-13 zum Bestimmen einer Verzögerungszeitdauer, die durch jedes der va­ riablen Schieberegister 11-13 bestimmt ist. Der Ausdruck "Bit-Länge" bedeutet in dieser Beschreibung "Länge der Verzö­ gerungszeitdauer".

Fig. 1B zeigt empfangene Daten, die von der in Fig. 1A gezeig­ ten Schaltung empfangen sind. Die Bezugszeichen DATA 0-DATA 4 bezeichnen Daten, die notwendige Information in diesen empfan­ genen Daten enthalten, und die Bezugszeichen F 1-F 4 bezeichnen Bildsynchronisationsmuster, wie sie zur Erfassung einer Bild­ synchronisation notwendig sind.

Im folgenden wird der Betrieb beschrieben. Die in Fig. 1B ge­ zeigten empfangenen Daten, die von der in Fig. 1A gezeigten Schaltung empfangen sind, werden von dem Verbindungspunkt S 4′ an das variable Schieberegister 13 eingegeben, und dann werden sie von dieser Schaltung durch das variable Schieberegister 12 und das variable Schieberegister 11 ausgegeben. Durch ge­ eignetes Einstellen der Bit-Länge der variablen Schieberegister 11 bis 13, die einem Zeitintervall zwischen den Bildsynchroni­ sationsmustern F 1-F 4, die in den empfangenen Daten enthalten sind, entspricht, können die empfangenen Daten um das Zeitin­ tervall zwischen den Bildsynchronisationsmustern F 1-F 4 in jedem der variablen Schieberegister 11-13 verzögert werden. Daher können zu einer bestimmten Zeit die Bildsynchronisations­ muster F 1, F 2, F 3 und F 4 gleichzeitig an den Verbindungspunkten S 1′, S 2′, S 3′ bzw. S 4′ durch die Bildsynchronisationserfas­ sungsschaltung 15 erfaßt werden, und als Resultat kann wahrge­ nommen werden, daß die empfangenen Daten in der richtigen Syn­ chronisation empfangen sind.

Fig. 2 ist ein Systemdiagramm, das das in einer Einzelbildsyn­ chronisationserfassungsschaltung benutzte variable Schiebere­ gister zeigt, wie es zum Beispiel in Fig. 1A gezeigt ist. Be­ zugnehmend auf Fig. 2: Die Bezugszeichen R bezeichnen Ein-Bit- Register, das Bezugszeichen 1 bezeichnet eine Bit-Längen-Aus­ wahlschaltung zum Bestimmen einer Verzögerungszeitdauer, die mit diesem variablen Schieberegister erreicht werden soll, Be­ zugszeichen 15 bezeichnet eine Bit-Längen-Einstellschaltung zum Anlegen von Bit-Längen-Signalen an die Bit-Längen-Einstell­ schaltung 1 zum Bestimmen einer Verzögerungszeitdauer, die durch dieses variable Schieberegister erzielt werden soll, die Bezugszeichen S 1-S 8 bezeichnen Schalter, die durch die Bit- Längen-Auswahlschaltung 1 gesteuert sind. Das Bezugszeichen DI bezeichnet Eingangsdaten, das Bezugszeichen DO bezeichnet Ausgangsdaten, die Bezugszeichen a 1, a 2 und a 3 bezeichnen von der Bit-Längen-Einstellschaltung 15 ausgegebene Bit-Längen- Signale, die an die Bit-Längen-Auswahlschaltung 1 angelegt sind, und die Bezugszeichen b 1-b 8 bezeichnen Bit-Längen- Schaltsignale, die von der Bit-Längen-Auswahlschaltung 1 zum Aktivieren der Schalter S 1-S 8 ausgegeben sind.

Als nächstes wird der Betrieb der so strukturierten Schiebere­ gister beschrieben. Wenn ein Bit-Längenwert in die Bit-Längen- Einstellschaltung 15 zum Erzielen einer gewünschten Verzöge­ rungszeitdauer gesetzt ist, werden die Bit-Längen-Signale a 1, a 2 und a 3 der Bit-Längen-Auswahlschaltung 1 zugeführt, und als Resultat werden die Bit-Längen-Schaltsignale b 1-b 8 ausgege­ ben. Nur eines der Bit-Längen-Schaltsignale b 1-b 8 ist auf dem "H"-Pegel, so daß nur ein entsprechender Schalter von den Schaltern S 1-S 8 geöffnet wird. Somit ist eine Wortlänge des Schieberegisters in Fig. 2 bestimmt.

Da das variable Schieberegister derartig strukturiert ist, weist es das Problem auf, daß die Anzahl der benutzten Register erhöht ist, was einen hohen Stromverbrauch verursacht, wenn die Verzögerungszeit lang wird und die Bit-Längen, die gesetzt werden sollen, lang sein sollen. Ein anderes Problem ist inso­ fern enthalten, als nämlich, da die auf dem Halbleiterchip durch das Register besetzte Fläche mehrere Male bis mehr als zehnmal so groß ist wie die Fläche, die durch den Speicher be­ setzt ist, soweit Ein-Bit-Information betroffen ist, das Er­ zielen einer vergrößerten Verzögerungszeitdauer oder Speicher­ kapazität eine Vergrößerung der benötigten Fläche bei diesem variablen Schieberegister nach sich zieht.

Aus der JP-OS 38 939/1978 mit dem Titel "Variable Bit-Längen- Schieberegistereinrichtung" ist ein variables Bit-Längen- Schieberegister mit einem RAM (random access memory) bekannt.

Aus der JP-OS 42 529/1978 mit dem Titel "Variables Schiebere­ gister" ist ein variables Schieberegister mit einem RAM und einem variablen Zähler bekannt, in dem eine zu zählende Zahl eingestellt werden kann.

Aus der JP-OS 42 534/1978 mit dem Titel "Variables Schiebere­ gister" ist ein variables Schieberegister mit einem RAM und einem Ringzähler bekannt.

Die in diesen Dokumenten beschriebenen Gegenstände unterschei­ den sich offensichtlich gegenüber der Erfindung darin, daß jede der Speicherzellen in dem RAM dieser drei Dokumente keine Schal­ tung enthält, wie sie in dieser Erfindung vorgesehen ist und im folgenden beschrieben werden wird, und die eine Schreib­ tätigkeit und eine Lesetätigkeit zu der gleichen Zeit von und in verschiedene Speicherzellen durchführen kann. Bei den Gegen­ ständen der drei Dokumente ist es notwendig, einen Zyklus eines Taktsignales in einen Schreibzyklus zum Steuern der Signale zum Schreiben und einen Lesezyklus zum Steuern der Signale zum Lesen zu unterteilen. Daher gibt es bei diesen Gegenständen Probleme insofern, als die Steuerschaltungen kompliziert wer­ den und die Länge eines Zyklusses des Taktsignales mehr als zweimal so lang wird wie die Zugriffszeit bei dem normalen RAM, d. h., die Betriebsgeschwindigkeit ist begrenzt.

Es ist daher Aufgabe der Erfindung, eine variable Verzögerungs­ schaltung zu schaffen, in der die Erhöhung des Stromverbrauches reduziert werden kann, selbst wenn die benötigte Verzögerungs­ zeitdauer lang angesetzt wird, wenn eine lange Verzögerungszeit­ dauer benötigt wird.

Die erfindungsgemäße variable Verzögerungsschaltung weist eine Schreibadressendecodiereinrichtung zum ausgewählten Zugriff auf Speicherzellen eines zweidimensionalen Feldes, das in einer Speichereinrichtung zum Speichern von Daten und zum Schreiben der Eingangsdaten enthalten ist, eine Leseadressendecodierein­ richtung zum Zugriff auf Speicherzellen in einer Speicherein­ richtung und Lesen der geschriebenen Eingangsdaten, und eine programmierbare Taktsignalerzeugungseinrichtung, die mit der Schreibadressendecodierschaltung synchronisiert ist und auf das Signal von einer programmierbaren Verzögerungszeiteinstell­ vorrichtung zum Einstellen einer gewünschten Verzögerungszeit reagiert, zum Steuern der Leseadressendecodiereinrichtung nach einer programmierbaren Verzögerungszeit, auf.

Es ist ein Vorteil dieses variablen Schieberegisters, daß eine variable Verzögerungsschaltung vorgesehen werden kann, in der selbst dann, wenn die benötigte Verzögerungszeit oder die Spei­ cherkapazität erhöht werden, die Vergrößerung in der benötigten Fläche auf dem Halbleiterchip verringert werden kann, und die es leicht mit der Erhöhung der Verzögerungszeit oder der Spei­ cherkapazität aufnimmt.

In einer bevorzugten Ausführungsform weist die Erfindung einen Schreibeingangsanschluß zum Empfangen eines Schreibanforderungs­ signales, das die Schreibadressendecodiereinrichtung mit der programmierbaren Taktsignalerzeugungseinrichtung synchronisiert, auf, wobei die Leseadressendecodiereinrichtung mit einem Aus­ gang der programmierbaren Taktsignalerzeugungseinrichtung ver­ bunden ist.

Gemäß der erfindungsgemäßen variablen Verzögerungsschaltung werden Eingangsdaten sequentiell in Speicherzellen in einer Speichereinrichtung, die durch eine Schreibadressendecodier­ einrichtung adressiert sind, geschrieben, eine Synchronisa­ tionssignalerzeugungseinrichtung legt ein Signal, das um eine durch eine Verzögerungszeiteinstelleinrichtung eingestellte Verzögerungszeit verzögert ist, an eine Leseadressendecodier­ einrichtung an, und die in die Speichereinrichtung geschriebe­ nen Eingangsdaten werden gelesen und sequentiell von den Spei­ cherzellen ausgegeben, die durch die Leseadressendecodierein­ richtung bezeichnet sind.

Da erfindungsgemäß die Speichereinrichtung mit Speicherzellen eines zweidimensionalen Feldes als temporäre Datenspeicherein­ richtung zum Verzögern von Eingangsdaten benutzt ist, wird ein erster Vorteil erzielt, daß der Leistungsverbrauch sich nicht erhöht, selbst wenn eine Verzögerungszeit der Eingangsdaten sehr lang gesetzt wird. Gemäß der Erfindung wird ein zweiter Vorteil erzielt; da die bedeckte Fläche auf dem Halbleiterchip in dieser Speichereinrichtung klein ist, kann leicht der For­ derung nach der Erhöhung der Verzögerungszeit und der Speicher­ kapazität nachgekommen werden im Hinblick auf die belegte Fläche.

Weitere Merkmale und Zweckmäßigkeiten der Erfindung ergeben sich aus der Beschreibung von Ausführungsbeispielen anhand der Figuren. Von den Figuren zeigt

Fig. 1A ein Blockdiagramm einer Schaltung zum Erfassen einer Einzelbildsynchronisation, wie sie in einem Kommunikationssystem benutzt ist, und die ein va­ riables Schieberegister benutzt,

Fig. 1B ein Diagramm, das eine schematische Änderung eines empfangenen Signales zeigt, wie es von der in Fig. 1A gezeigten Schaltung empfangen wird,

Fig. 2 ein Systemdiagramm einer Schaltung eines variablen Schieberegisters,

Fig. 3 ein Blockdiagramm einer Struktur eines erfindungs­ gemäßen variablen Schieberegisters,

Fig. 4 ein Zeitablaufdiagramm eines Signales zum Beschrei­ ben einer Tätigkeit des in Fig. 3 gezeigten va­ riablen Schieberegisters,

Fig. 5A ein Schaltdiagramm einer Ausführungsform einer erfindungsgemäßen Lesesynchronisationssignalerzeu­ gerschaltung,

Fig. 5B ein Zeitablaufdiagramm eines Signales zur Beschrei­ bung der Tätigkeit der in Fig. 5A gezeigten Schal­ tung,

Fig. 6A ein Schaltdiagramm eines erfindungsgemäßen Bei­ spieles einer Schaltung einer Speichereinrichtung mit Speicherzellen,

Fig. 6B ein Schaltdiagramm eines Beispieles einer in Fig. 6A gezeigten Speicherzelle,

Fig. 7A ein Schaltdiagramm eines anderen erfindungsgemäßen Beispieles einer Schaltung einer Speichereinrich­ tung mit Speicherzellen,

Fig. 7B ein Schaltdiagramm eines Beispieles einer in Fig. 7A gezeigten Speicherzelle, und

Fig. 8 ein Schaltdiagramm eines anderen erfindungsgemäßen Beispieles einer Speicherzelle einer Speicherein­ richtung.

Fig. 3 ist ein Blockdiagramm, das eine erfindungsgemäße Aus­ führungsform eines variablen Schieberegisters zeigt. In Fig. 3 bezeichnet das Bezugszeichen 5 eine Speichereinrichtung mit Speicherzellen, die linear oder auf Matrixweise angeordnet sind, Bezugszeichen 3 bezeichnet einen Schreibadressendecoder zum Schreiben in die Speichereinrichtung 5, Bezugszeichen 4 be­ zeichnet einen Leseadressendecoder zum Lesen aus der Speicher­ einrichtung 5, Bezugszeichen 15 bezeichnet eine Bit-Längen-Ein­ stellschaltung zum Einstellen einer Bit-Länge zum Erzielen einer Verzögerungszeitdauer bzw. Verzögerungszeit, Bezugszeichen 2 bezeichnet eine Lesesynchronisationssignalerzeugerschaltung zum Empfangen eines Signales von der Bit-Längen-Einstellschal­ tung 15 und zum Erzeugen eines Verzögerungssignales, das der eingestellten Bit-Länge entspricht, Bezugszeichen WT bezeichnet ein Schreibsynchronisationssignal, das von einer Steuerschal­ tung 6 erzeugt ist und an die Lesesynchronisationssignalerzeu­ gerschaltung und an den Schreibadressendecodierer 3 angelegt ist, die Bezugszeichen a 1-an bezeichnen Bit-Längen-Signale, die von der Bit-Längen-Einstellschaltung 15 ausgegeben sind und an die Lesesynchronisationssignalerzeugerschaltung 2 ange­ legt sind, Bezugszeichen RT bezeichnet ein Lesesynchronisa­ tionssignal, das an den Leseadressendecodierer 4 angelegt ist, nach der durch die Bit-Längen-Signale a 1-an als Reaktion auf das Synchronisationssignal WT und die Bit-Längen-Signale a 1- an bezeichneten Verzögerungszeit, Bezugszeichen DI bezeichnet von diesem Schieberegister eingegebene Eingangsdaten und Be­ zugszeichen DO bezeichnet von diesem Schieberegister ausgege­ bene Ausgangsdaten.

In dem wie oben aufgeführt strukturierten variablen Wortlängen­ schieberegister wird das Lesesynchronisationssignal RT um eine vorgeschriebene Zeitdauer später als das Lesesynchronisations­ signal WT als Reaktion auf Bit-Längen-Signale a 1-an in der Lesesynchronisationssignalerzeugerschaltung 2 erzeugt, wodurch der Leseadressendecodierer 4 anfängt, tätig zu werden. Daher werden die Eingangsdaten DI sequentiell in die Speicherzellen in der Speichereinrichtung 5, die durch den Schreibadressende­ codierer 3 bezeichnet sind, als Reaktion auf das Schreibsyn­ chronisationssignal WT geschrieben, nach einer vorbestimmten Zeitdauer werden dieselben sequentiell von den Speicherzellen, die durch den Leseadressendecodierer bezeichnet wird, als Re­ aktion auf das Lesesynchronisationssignal RT, das durch die Lesesynchronisationssignalerzeugerschaltung 2 erzeugt ist, aus­ gelesen, und sie werden die Ausgangsdaten DO.

Fig. 4 zeigt ein Zeitablaufdiagramm für jedes Signal, wenn die in der Bit-Längen-Einstellschaltung 15 eingestellte Bit-Länge "4" beträgt. In Fig. 4 bezeichnen die Bezugszeichen WT, RT, DI und DO die gleichen Signale wie in Fig. 3. Die Bezugszeichen DO-D 5 bezeichnen je einen Ein-Bit-Wert. Wie in Fig. 4 gezeigt ist, wird der Eingangsdatenwert DI in die Speicherzellen in der Reihe der Werte DO-D 5 geschrieben, nachdem das Schreib­ synchronisationssignal WT von der Steuerschaltung 6 erzeugt ist, und nachdem das Synchronisationssignal RT erzeugt ist, wird der Ausgangswert DO von der Speicherzelle in der Reihe der Daten DO-D 5 ausgelesen, und dieselben werden ausgegeben.

Fig. 5A ist ein Schaltdiagramm einer Ausführungsform der in Fig. 3 gezeigten Lesesynchronisationssignalerzeugerschaltung 2. Fig. 5B ist ein Zeitablaufdiagramm zum Erklären der Tätig­ keit dieser Schaltung. Bezugnehmend auf Fig. 5A: die Bezugs­ zeichen K 1-Kn bezeichnen Ein-Bit-Zählerzellen, die alle eine identische Schaltstruktur aufweisen, und aus Vereinfachungs­ gründen ist nur die innere Schaltstruktur der Zelle K 1 gezeigt. Die Bezugszeichen 103, 105, 106, 107 und 109 bezeichnen NOT- Gatter, das Bezugszeichen 100 bezeichnet ein exklusives NOR- Gatter, die Bezugszeichen 101 und 104 bezeichnen N-Kanal-Über­ tragungsgatter, Bezugszeichen 102 bezeichnet ein NAND-Gatter, Bezugszeichen 108 bezeichnet ein NAND-Gatter, die Bezugszeichen CLK und bezeichnen ein Taktsignal und ein invertiertes Taktsignal. Zusätzlich bezeichnen die Bezugszeichen 201-200 + n exklusive NOR-Gatter zum Empfangen von Ausgangssignalen k 1- kn von den Ein-Bit-Zählerstellen K 1-Kn und Bit-Längen-Signale a 1-an, und sie erzeugen entsprechende Ausgangssignale m 1- mn, Bezugszeichen 300 bezeichnet ein NAND-Gatter zum Empfangen der Ausgangssignale m 1-mn von den entsprechenden exklusiven NOR-Gattern 201-200 + n, und sie führen ihre NAND-Operation aus, und das Bezugszeichen 301 bezeichnet ein NOT-Gatter.

Fig. 5B zeigt eine Änderung eines jeden Signales im Falle von a 3=1 und a (≠3)=0 von den Bit-Längen-Signalen, und die in Fig. 5B gezeigten Bezugszeichen entsprechen den in dem Schalt­ diagramm in Fig. 5A gezeigten Signalnamen.

Als nächstes wird der Betrieb beschrieben. Zuerst werden die Ein-Bit-Zählerzellen K 1-Kn durch das Schreibsynchronisations­ signal WT zurückgesetzt, und dann werden sie bei jedem Takt­ signal als Reaktion auf das Taktsignal CLK und das invertierte Taktsignal inkrementiert. Die exklusiv NOR-Gatter 201- 200 + n erfassen jedes die Konzidenz der Ausgangssignale k 1-kn von den entsprechenden Ein-Bit-Zählerzellen K 1-Kn mit den entsprechenden Bit-Längen-Signalen a 1-an, und wenn sie mit­ einander koinzidieren, werden Signale auf einem hohen Pegel als Ausgangssignale m 1-mn ausgegeben. Das NAND-Gatter 300 empfängt die Ausgangssignale m 1-mn von den exklusiv NOR- Gattern 201-200 + n, und wenn alle Ausgangssignale m 1-mn auf einen hohen Pegel gehen, gibt es ein Ausgangssignal auf nie­ drigem Pegel aus und legt es an das NOT-Gatter 301 an. Das NOT- Gatter 301 empfängt dieses Signal von dem NAND-Gatter 300 und gibt das Lesesynchronisationssignal RT aus. In anderen Worten, das Lesesynchronisationssignal RT wird ausgegeben, wenn alle Ausgangssignale m 1-mn von den exklusiv NOR-Gattern 201-200 + n auf einen hohen Pegel gehen, d. h., wenn die Zählerzellen K 1-Kn die Taktsignale CLK zählen, bis sie mit den eingestellten Bit- Längen-Signalen a 1-an koinzidieren. Als Resultat kann das Lesesychronisationssignal RT erzielt werden, das gegenübr dem Schreibsynchronisationssignal WT um eine gewünschte Zeit­ dauer verzögert ist.

Fig. 6A ist ein Schaltdiagramm, das ein Beispiel der Verbindun­ gen zwischen der Speicherschaltung 5, die die in einer Matrixart angeordneten Zellen aufweist, und dem Schreibadres­ sendecoder 3 und dem Leseadressendecoder 4 zeigt. Obwohl die in Fig. 6A gezeigte Speichereinrichtung 5 nur 16 Speicherzellen 50 zur Vereinfachung aufweist, kann sie in der Wirklichkeit mehr Speicherzellen aufweisen. Bezugnehmend auf Fig. 6A: die Spei­ chereinrichtung 5 ist mit den entsprechenden Ausgängen des Schreibadressendecoders 3 und des Leseadressendecoders 4 verbunden und empfängt die Eingangsdaten DI und gibt die ver­ zögerten Eingangsdaten DI als Ausgangsdaten DO aus. Die Spei­ chereinrichtung 5 weist 16 Speicherzellen 50 und acht Drei- Stufen-Puffer 51 und 52 auf. Der Schreibadressendecoder 3 gibt Zeilenausgangssignale 53 und Spaltenausgangssignale 54 zum Auswählen einer zu beschreibenden Speicherzelle aus. Die vier Drei-Stufen-Puffer 51, die mit den Dateneingängen der Speicher­ einrichtung 5 verbunden sind, empfangen die Eingangsdaten DI, reagieren auf das Spaltenausgangssignal 54 des Schreibadressen­ decoders 3, wählen eine Spalte aus, die die Speicherzelle auf­ weist, in die die Eingangsdaten DI geschrieben werden sollen und legen die Eingangsdaten DI an diese Spalte an. Die Zeilen­ ausgangssignale 53 werden selektiv nur an eine Zeile angelegt, die die Speicherzelle aufweist, in die die Ausgangsdaten DI geschrieben werden sollen. Inzwischen gibt der Leseadressende­ codierer 4 Zeilenausgangssignale 55 und Spaltenausgangssignale 56 zum Auswählen einer zu lesenden Speicherzelle aus. Die Zeilenausgangssignale 55 werden selektiv nur an eine Zeile angelegt, die die Speicherzelle aufweist, in die die zu lesenden Daten geschrieben sind. Die verbleibenden vier Drei- Stufen-Puffer 52, die mit der Vorstufe der Ausgänge der Spei­ chereinrichtung 5 verbunden sind, sind mit den Ausgängen der Speicherzellen 50 verbunden, reagieren auf die Spaltenauswahl­ signale 56 des Leseadressendecoders 4 und verbinden selektiv eine Spalte, die die Speicherzelle enthält, in der Daten zu den Ausgängen der Speichereinrichtung 5 ausgelesen werden sollen.

Die in die Speicherzelle geschriebenen Daten, die durch das Zeilenausgangssignal 55 und das Spaltenausgangssignal 56 des Leseadressendecoders 4 ausgewählt sind, werden von den Aus­ gängen als Ausgangssignal DO ausgegeben.

Fig. 6B ist ein Schaltdiagramm, das ein Beispiel einer Schal­ tung einer Speicherzelle von den in Fig. 6A gezeigten Speicher­ zellen 50 zeigt. Bezugzehmend auf Fig. 6B: die Speicherzelle weist einen ersten Inverter 61 und einen zweiten Inverter 62 mit Eingängen und Ausgängen, die miteinander verbunden sind, einen n-Typ-MOS-Transistor 67, der mit dem Ausgang des ersten Inverters 61 verbunden ist, und einen p-Typ-MOS-Transistor 68, der mit dem Ausgang des zweiten Inverters 62 verbunden ist, auf. Der erste und zweite Inverter 61 und 62 weisen einen p-Typ-MOS-Transistor 63 und einen n-Typ-MOS-Transistor 64, die in Reihe an einem Verbindungspunkt 69 angeschlossen sind, und einen p-Typ-MOS-Transistor 65 und einen n-Typ-MOS-Transistor 66, die in Reihe an einem Verbindungspunkt 70 zwischen der Spannungsversorgung Vcc und der Masse Vss angeschlossen sind, auf. Die Treiberkraft des zweiten Inverters 62 ist größer als die des ersten Inverters 61. In anderen Worten, ein EIN-Wider­ stand ist niedrig ausgewählt. Verbindungspunkte 71, 72, 73 und 74 auf der linken Seite in Fig. 6B entsprechen den Verbindungs­ punkten 71, 72, 73 und 74 auf der rechten Seite in Fig. 6B, so daß die Entsprechung der in Fig. 6A gezeigten Speicherzellen zu den in Fig. 6B gezeigten Speicherzellen klar ist.

Eine Beschreibung wird von einem Betrieb gegeben, der auftritt, wenn diese Speicherzelle ausgewählt ist. Bezugnehmend auf Fig. 6A und 6B: Bei der Schreibtätigkeit empfängt der Transistor 67 ein Spannungssignal, das an den Verbindungspunkt 72 von einem Drei-Stufen-Puffer 51 angelegt ist und legt die Spannung des Verbindungspunktes 72 an den Verbindungspunkt 69 als Reaktion auf ein Spannungssignal auf dem Verbindungspunkt 71 von dem Schreibadressendecoder 3 an. Wenn das an dem Verbindungspunkt 72 angelegte Spannungssignal auf einem H-Pegel (Spannungsver­ sorgungspegel Vcc) ist, wird die Spannung des H-Pegels an den Verbindungspunkt 69 angelegt. Der Transistor 66 des zweiten Inverters 62 wird als Reaktion auf die Spannung auf dem H-Pegel an dem Verbindungspunkt 69 eingeschaltet und bringt den Verbin­ dungspunkt 70 auf die Spannung vom L-Pegel (Massepegel Vss). Der Transistor 63 des ersten Inverters 61 wird als Reaktion auf die Spannung auf dem L-Pegel an dem Verbindungspunkt 70 einge­ schaltet und hält den Verbindungspunkt 69 auf der Spannung vom H-Pegel. Inzwischen nimmt der Verbindungspunkt 69 die Spannung des L-Pegels an, wenn das an den Verbindungspunkt 72 angelegte Spannungssignal auf dem L-Pegel ist. Der Transistor 65 des zweiten Inverters 62 wird als Reaktion auf die Spannung auf dem L-Pegel an dem Verbindungspunkt 69 eingeschaltet und bringt den Verbindungspunkt 70 auf die Spannung vom H-Pegel. Der Transi­ stor 64 des ersten Inverters 61 wird als Reaktion auf die Span­ nung auf dem H-Pegel an dem Verbindungspunkt 70 eingeschaltet und hält den Verbindungspunkt 69 auf der Spannung vom L-Pegel. Wie oben ausgeführt wurde, wird bei der Schreibtätigkeit die leitende Bedingung des ersten und zweiten Inverters 61 und 62 durch den Pegel des Spannungssignales bestimmt, das von dem Drei-Stufen-Puffer 61 an den Knotenpunkt 72 angelegt ist.

Bei der Lesetätigkeit wird der Transistor 68 als Reaktion auf das von dem Leseadressendecodierer 4 an den Verbindungspunkt 73 angelegte Spannungssignal eingeschaltet und legt die Spannung des Knotenpunktes 70 an den Knotenpunkt 74 an. Bei dieser Lese­ tätigkeit würde sich die Leitungsbedingung des ersten und zwei­ ten Inverters 61 und 62 nicht ändern.

Da die Treiberfähigkeit des zweiten Inverters 62 größer gesetzt ist als die des ersten Inverters 61, sind die obenerwähnten Schreib- und Lesetätigkeiten möglich. Die Treibermöglichkeit des ersten und zweiten Inverters 61 und 62 wird durch ein Expe­ riment auf den Wert bestimmt, in dem die obenerwähnte Tätig­ keit möglich ist. Es wird ausgeführt, daß in der in Fig. 6B ge­ zeigten Speichereinrichtung mit einer Mehrzahl von Speicherzel­ len die Schreib- und Lesetätigkeit simultan und getrennt von und zu unterschiedlichen Speicherzellen ausgeführt werden kann.

Fig. 7A ist ein Schaltdiagramm, das ein anderes erfindungsge­ mäßes Beispiel der Verbindungen zwischen der in Fig. 3 gezeig­ ten Speichereinrichtung 5 und dem Schreibadressendecoder 3 und dem Leseadressendecoder 4 zeigt. Fig. 7B ist ein Schaltdia­ gramm, das ein Beispiel einer Schaltung einer Speicherzelle von den in Fig. 7A gezeigten Speicherzellen 50 zeigt. Der Vergleich des Schaltdiagrammes der in Fig. 7B gezeigten Speicherzelle mit der in Fig. 6B gezeigten zeigt, daß der einzige Unterschied der ist, daß ein AND-Element 76 mit zwei Eingängen, die die Verbin­ dungspunkte 71 und 75 aufweisen, mit dem Gate des in Fig. 7B gezeigten Transistors 67 verbunden ist.

Bezugnehmend auf Fig. 7B: bei der Schreibtätigkeit empfängt das AND-Element 76 die von dem Schreibadressendecoder 3 an die Ver­ bindungspunkte 71 und 75 angelegten Spannungssignale und legt die Spannung des H-Pegels an das Gate des Transistors 67 an, wenn dessen Spannungssignale auf dem H-Pegel sind. Der Transi­ stor 67 empfängt die von dem Dateneingang DI an den Knotenpunkt 72 angelegten Spannungssignale und bringt den Knotenpunkt 69 auf die Spannung des Knotenpunktes 72. Eine Beschreibung dieser Tätigkeit wird weggelassen, da sie die gleiche wie die in Fig. 6B ist.

Wie oben erwähnt ist, wird die Auswahl einer Speicherzelle bei der Schreibtätigkeit durch das AND-Element 76 durchgeführt, das mit dem Gatter des Transistors 67 verbunden ist, wie es in Fig. 7B gezeigt ist. Daher zeigt der Vergleich eines in Fig. 7A ge­ zeigten Schaltdiagrammes mit dem in Fig. 6A, daß der einzige Unterschied der ist, daß auf der Eingangsseite der Speicherein­ richtung 5 der Drei-Stufen-Puffer weggelassen ist, und daß der Dateneingang DI direkt mit dem Eingang einer jeden Speicher­ zelle 50 in Fig. 7A verbunden ist.

Fig. 8 ist ein Schaltdiagramm, das eine weitere erfindungsge­ mäße Ausführungsform einer Schaltung einer Speicherzelle zeigt, die in der in Fig. 3 gezeigten Speichereinrichtung vorhanden ist. Bezugnehmend auf Fig. 8: die Speicherzelle weist einen Inverter 81, der einen p-Typ-MOS-Transistor 83 und einen n-Typ- MOS-Transistor 84, die in Serie geschaltet sind, enthält, einen Inverter 82, der einen p-Typ-MOS-Transistor 85 und einen n-Typ- MOS-Transistor 86, die in Reihe zwischen der Spannungsversor­ gung Vcc und der Masse Vss geschaltet sind, enthält, n-Typ-MOS- Transistoren 87 und 89 zum Empfangen der Eingangsdaten DI bzw. des invertierten Signales und n-Typ-MOS-Transistoren 88 und 90 zum Vorsehen der Ausgangsdaten DO und des invertierten Signales nach außen, auf. Bei dem Bestimmen der Treibermög­ lichkeiten, wie sie in den Fig. 6B und 7B benutzt sind, ist keine besondere Bedingung für die Inverter 81 und 82 zu erfül­ len.

Eine Tätigkeit wird kurz beschrieben. Da die Tätigkeit der Schaltung der in Fig. 8 gezeigten Speicherzelle die gleiche ist wie die eines wohlbekannten statischen RAM mit der Ausnahme, daß die Schaltung zusätzlich die Transistoren 87 und 89 nur zum Eingeben der Daten und die Transistoren 88 und 90 nur zum Aus­ geben der Daten aufweist, wird die Tätigkeit von nur den Tran­ sistoren 87, 89, 88 und 90 beschrieben. Bezugnehmend auf Fig. 8: die Transistoren 87 und 89 werden als Reaktion auf das von dem Schreibadressendecoder 3 an jedes Gate angelegte Spannungs­ signal eingeschaltet und versehen die Knotenpunkte 97 und 98 mit dem Spannungssignal der Eingangsdaten DI und des invertier­ ten Signales die an die Verbindungspunkte 92 bzw. 94 ange­ legt sind. Inzwischen werden die Transistoren 88 und 90 als Reaktion auf das von dem Leseadressendecoder 4 an jedes Gate angelegte Spannungssignal eingeschaltet und legen die Spannung der Knotenpunkte 97 und 98 an die Punkte 93 bzw. 95 an. Die Spannung der Knotenpunkte 93 und 95 wird nach außen als Aus­ gangssignal DO oder ausgegeben. Es wird ebenfalls ausge­ führt, daß in der Speichereinrichtung mit einer Mehrzahl von in Fig. 8 gezeigten Speicherzellen die Schreib- und Lesetätigkeit gleichzeitg durchgeführt werden kann, und sie kann getrennt zu und von verschiedenen Speicherzellen durchgeführt werden.

Da, wie oben ausgeführt, in dem erfindungsgemäßen variablen Schieberegister nur ein Abschnitt der gesamten Schaltung auch zu der Betriebszeit tätig ist, ist es möglich, den Leistungs­ verbrauch deutlich zu senken.

Da zusätzlich die eingesetzten Speicherzellen eine kleine Fläche auf dem Halbleitersubstrat belegen, kann die gesamte belegte Fläche des variablen Längenschieberegisters verringert werden, wodurch eine Erhöhung der Speicherkapazität ermöglicht wird.

Da weiterhin die Abgabe der Ausgangsdaten DO um eine gewünschte Verzögerungszeit verzögert werden kann, indem Bit-Längen- Signale a 1-an an die Lesesynchronisationssignalerzeugerschal­ tung 2 eingegeben werden, tritt die Erhöhung im Leistungsver­ brauch aufgrund der Verzögerungszeit nicht auf. Da zusätzlich das Lesesynchronisationssignal RT automatisch durch die Lese­ synchronisationssignalerzeugerschaltung 2 entwickelt wird, ist es nicht notwendig, dieses von außen vorzusehen.

Zusätzlich können einige Bit in parallele Weise eingeführt wer­ den, obwohl in der obigen Ausführungsform Eingangsdaten nur als Ein-Bit-Seriendaten benutzt wurden.

Das erfindungsgemäße variable Schieberegister kann nicht nur als Verzögerungselement zum Erfassen von Einzelbildsynchronisa­ tionsmustern in einem Kommunikationssystem benutzt werden, sondern auch als ein Verzögerungselement oder ein Speicherele­ ment für Daten für eine oder zwei Abtastlinien eines Bildes oder Daten für ein Bild in einem Bildverarbeitungssystem, wie in einem digitalen Fernseher oder digitalen VTR. Die Erfindung kann ebenfalls in verschiedenen anderen Speichereinrichtungen eingesetzt werden.

Wie oben ausgeführt ist, weist die Erfindung eine Speicherein­ richtung mit Speicherzellen, einen Schreibadressendecoder zum Zugriff auf die Speicherzellen in sequentieller Weise als Reaktion auf ein Schreibsynchronisationssignal und einen Lese­ adressendecoder zum Zugriff auf die Speicherzellen in sequen­ tieller Weise als Reaktion auf ein Lesesynchronisationssignal, das automatisch auf der Grundlage des Schreibsynchronsiations­ signales und des Bit-Längen-Signales erzeugt ist, auf, so daß nur ein Abschnitt der gesamten Schaltung selbst wähend der Betriebsphase tätig werden kann, ein dankenswerter Effekt wird erzielt, indem es möglich wird, den Leistungsverbrauch deutlich zu verringern. Da zusätzlich Speicherzellen, die eine kleine Fläche auf dem Halbleiterchip belegen, benutzt werden, ist es leicht, die Speicherkapazität in den benutzten Flächen zu er­ höhen. Ein anderer dankenswerter Effekt wird erzielt, indem ein Lesesynchronisationssignal automatisch erzeugt wird, die Steue­ rung des Leseadressendecoders von außen ist nicht nötig.

Claims (7)

1. Variable Verzögerungsschaltung zum Verzögern von Eingangs­ daten mit
einer durch ein zweidimensionales Feld von Speicherzellen zum Speichern von Eingangsdaten gebildete Speichereinrichtung (5),
einer Schreibadressencodiereinrichtung (3) zum Zugreifen auf ausgewählte Speicherzellen der Speichereinrichtung (5) und Schreiben von Eingangsdaten in die Zellen, auf die durch die Schreibadressendecodiereinrichtung (3) zugegriffen ist,
einer Leseadressendecodiereinrichtung (4) zum Zugreifen auf Speicherzellen der Speichereinrichtung (5) und Lesen der Ein­ gangsdaten aus den Zellen, auf die durch die Leseadressende­ codiereinrichtung (4) zugegriffen ist,
gekennzeichnet durch
eine programmierbare Synchronisationssignalerzeugereinrichtung (2), die mit der Schreibadressendecodiereinrichtung (3) zum Steuern der Leseadressendecodiereinrichtung (2) nach einer pro­ grammierbaren Verzögerungszeitdauer synchronisiert ist,
und eine Einrichtung (15) zum Einstellen der programmierbaren Verzögerungszeitdauer der Synchronisationssignalerzeugerein­ richtung (2) auf eine gewünschte Verzögerungszeitdauer.

2. Schaltung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß ein Schreibeingangsanschluß (16) zum Empfangen eines Schreibanforderungssignales vorgesehen ist und daß die Schreibadressendecodiereinrichtung (3) und die pro­ grammierbare Synchronisationssignalerzeugereinrichtung (2) mit dem Schreibanforderungssignal synchronisiert sind, wobei die Leseadressendecodiereinrichtung (4) mit einem Ausgang der pro­ grammierbaren Synchronisationssignalerzeugereinrichtung (2) verbunden ist.

3. Schaltung nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß die programmierbare Synchronisations­ signalerzeugereinrichtung (2) eine Einrichtung zum Erzeugen eines Signales für eine variable Bit-Länge aufweist und daß die Einstelleinrichtung (15) eine Einrichtung aufweist, die auf an den Eingangsanschluß angelegte Signale zur Bestimmung der Bit-Länge reagiert zum Einstellen einer Bit-Länge des Si­ gnales für die variable Bit-Länge.

4. Schaltung nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß die variable Verzögerungsschaltung als ein Verzögerungselement zum Feststellen eines Bildsynchro­ nisationsmusters in einem Kommunikationssystem geschaltet ist.

5. Schaltung nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß die variable Verzögerungsschaltung als ein Verzögerungselement zum Verzögern von Bilddaten in einem Bildverarbeitungssystem benutzt ist.

6. Schaltung nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß die variable Verzögerungsschaltung als ein Speicherelement zum Speichern von Bilddaten in einem Bildverarbeitungssystem benutzt ist.

7. Schaltung nach einem der Ansprüche 1 bis 6, dadurch gekennzeichnet, daß die programmierbare Synchronisa­ tionssignalerzeugereinrichtung (2) eine binäre Zähleinrichtung (K 1-Kn) mit einer Mehrzahl von Ein-Bit-Zählern zum Zählen des Taktsignales, nachdem es als Reaktion auf das Schreiban­ forderungssignal zurückgesetzt ist, und eine Schalteinrichtung zum Vergleichen des Ausgangssignales von der binären Zählerein­ richtung (K 1-Kn) mit dem Ausgangssignal von der Verzögerungs­ zeitdauereinstelleinrichtung (15) und zum Anlegen des Lesean­ forderungssignales an die Leseadressendecodiereinrichtung (4), wenn sie zusammenfallen, aufweist.