[其他]多功能多值逻辑集成电路

说明书

本发明属集成电路。

随着大规模集成电路的发展，除追求高集成度和高速度外，还研制多功能、多品种集成电路。如美国的Motoula公司的HVIC、数字音响专用IC、机电一体化IC等。这些集成电路具有结构简单、成本低、使用方便等特点，逐渐受到用户的欢迎。但是，目前国际上数字集成电路和线性集成电路的生产大多是分开的。而计算机都采用以二值逻辑为基础的二进制数字系统，它面临着处理大量多值的、连续值的、或模糊的数字信号和模拟信号。我们认为，随着微电子技术的发展，把二值逻辑、多值逻辑和连续值逻辑结合起来，把数字技术和模拟技术结合起来，研制一种既可处理多值数字信号，又能处理模拟信号的硬件系统，对于简化处理器结构、人工智能的实现和新一代计算机系统的开发将是很有利的。本发明的目的就是研制这样一种硬件系统-多功能多值逻辑集成电路。

多元逻辑电路（DYL）出现以后，表明DYL电路中的线性与或门是一种很有前途的多值逻辑器件，虽然DYL电路的速度可达到0.1ns，但DYL只能实现“与”、“或”运算，无法构成完备的多值逻辑系统，而且其功耗较大，因此提出采用MOS电路与DYL电路兼容的方式，並且用此兼容的方法可以制作出无需隔离岛的低功耗、高速度的多值逻辑器件。本发明首次创造性地提出多功能多值逻辑集成电路。其中包括全定制多功能多值逻辑阵列集成电路，简称MMAIC（Multiple-function    Maltiple-Valued    Array    Integ-rated    Circuit）和半定制多值逻辑阵列集成电路，简称SCMAIC（Semi-custon    Multiple-Valued    Array    Integrated    Circuit）。其中MMAIC是以全定制为基础，用户只需在不同引脚上接上简单的外电路，即可产生各种各样的功能。而SCMAIC是半定制的，厂家根据用户的不同要求，只需在固定的版图中选取阵列中适用的基本逻辑单元，产生所需功能的互连模板、包括内部连线和引出脚，便可向用户提供相应的产品。

MMAIC电路原理图如图1和图2所示。其由三部分组成，包括两个三值阈值运算电路Ⅰ、Ⅱ，两个三值JK计数器Ⅲ、Ⅳ，9个三输入端DYL与门。其中一个三值阈值运算电路Ⅰ的三个输出端分别作为DYL₁、DYL₂、DYL₃;DYL₄、DYL₅、DYL₆以及DYL₇、DYL₈、DYL₉的行选通输入端，另一个三值阈值运算电路Ⅱ的三个输出端分别作为DYL₁、DYL₄、DYL₇、DYL₂、DYL₅、DYL₈;以及DYL₃、DYL₆、DYL₉的列选通输入端。9个三输入端DYL与门各留下一个输入端供用户使用，而9个三输入端DYL与门的输出端是相互连在一起的。

三值阈值运算电路Ⅰ、Ⅱ分别是由五个电阻R₁～R₅，一个二输入端DYL与门、三个“1”电平开启的NMOS管T₁、T₂、T₄和一个“2”电平开启的NMOS管T₃串並联而成。