(57)【要約】【課題】  故障の有無を容易に認識し、故障時には、これを修復する。【解決手段】  論理信号Ａ，Ｂの一方を選択する正論理ゲート回路１０の出力と、その反転信号Ａバー，Ｂバーの一方を選択する負論理ゲート回路２０の出力とが一致するか否かをＸＯＲ回路３０で判定する。判定結果Ｆが１であれば正常、０であれば故障と認識できる。正常時には、選択回路４０はインバータ１１経由の信号を出力し、選択回路５０はインバータ２１経由の信号を出力する。判定結果が故障を示したときには、種々の論理パターンを入力として与えたときの出力パターンを解析し、ゲート回路１０，２０のいずれが故障したかを認識する。ゲート回路１０の故障時には、選択回路４０がインバータ２２経由の信号を選択するように切り換え、ゲート回路２０の故障時には、選択回路５０がインバータ１２経由の信号を選択するように切り換える。【選択図】図６
2009065493.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
第１の正論理信号および第２の正論理信号と、これらの論理を反転させた第１の負論理信号および第２の負論理信号と、制御論理信号と、を入力し、前記制御論理信号の論理値に基づいて、前記第１の正論理信号および前記第２の正論理信号のいずれか一方を第３の正論理信号として選択し、前記第３の正論理信号とその論理を反転させた第３の負論理信号とを出力する機能をもったデュアルレールセレクタ回路であって、
前記第１の正論理信号と前記第２の正論理信号のうち、前記制御論理信号の論理値に基づいて決定されるいずれか一方の信号を通過、他方の信号を遮断する正論理トランスミッション・ゲート回路と、
前記第１の負論理信号と前記第２の負論理信号のうち、前記制御論理信号の論理値に基づいて決定されるいずれか一方の信号を通過、他方の信号を遮断する負論理トランスミッション・ゲート回路と、
前記正論理トランスミッション・ゲート回路を通過した論理信号が示す論理値と、前記負論理トランスミッション・ゲート回路を通過した論理信号が示す論理値とが、一致するか否かを判定する判定回路と、
を備え、前記正論理トランスミッション・ゲート回路を通過した論理信号を前記第３の正論理信号として出力し、前記負論理トランスミッション・ゲート回路を通過した論理信号を前記第３の負論理信号として出力することを特徴とするデュアルレールセレクタ回路。
【請求項２】
第１の正論理信号および第２の正論理信号と、これらの論理を反転させた第１の負論理信号および第２の負論理信号と、制御論理信号と、を入力し、前記制御論理信号の論理値に基づいて、前記第１の正論理信号および前記第２の正論理信号のいずれか一方を第３の正論理信号として選択し、前記第３の正論理信号とその論理を反転させた第３の負論理信号とを出力する機能をもったデュアルレールセレクタ回路であって、
前記第１の正論理信号と前記第２の正論理信号のうち、前記制御論理信号の論理値に基づいて決定されるいずれか一方の信号を通過、他方の信号を遮断する正論理トランスミッション・ゲート回路と、
前記第１の負論理信号と前記第２の負論理信号のうち、前記制御論理信号の論理値に基づいて決定されるいずれか一方の信号を通過、他方の信号を遮断する負論理トランスミッション・ゲート回路と、
前記正論理トランスミッション・ゲート回路を通過した論理信号が示す論理値と、前記負論理トランスミッション・ゲート回路を通過した論理信号が示す論理値とが、一致するか否かを判定する判定回路と、
を備え、前記正論理トランスミッション・ゲート回路を通過した論理信号を反転させた信号を前記第３の負論理信号として出力し、前記負論理トランスミッション・ゲート回路を通過した論理信号を反転させた信号を前記第３の正論理信号として出力することを特徴とするデュアルレールセレクタ回路。
【請求項３】
第１の正論理信号および第２の正論理信号と、これらの論理を反転させた第１の負論理信号および第２の負論理信号と、制御論理信号と、を入力し、前記制御論理信号の論理値に基づいて、前記第１の正論理信号および前記第２の正論理信号のいずれか一方を第３の正論理信号として選択し、前記第３の正論理信号とその論理を反転させた第３の負論理信号とを出力する機能をもったデュアルレールセレクタ回路であって、
前記第１の正論理信号と前記第２の正論理信号のうち、前記制御論理信号の論理値に基づいて決定されるいずれか一方の信号を通過、他方の信号を遮断する正論理トランスミッション・ゲート回路と、
前記第１の負論理信号と前記第２の負論理信号のうち、前記制御論理信号の論理値に基づいて決定されるいずれか一方の信号を通過、他方の信号を遮断する負論理トランスミッション・ゲート回路と、
前記正論理トランスミッション・ゲート回路を通過した論理信号が示す論理値と、前記負論理トランスミッション・ゲート回路を通過した論理信号が示す論理値とが、一致するか否かを判定する判定回路と、
前記正論理トランスミッション・ゲート回路を通過した論理信号の論理値を反転して正論理反転信号を生成する正論理反転回路と、
前記負論理トランスミッション・ゲート回路を通過した論理信号の論理値を反転して負論理反転信号を生成する負論理反転回路と、
前記正論理トランスミッション・ゲート回路を通過した論理信号を前記第３の正論理信号として出力する第１の状態と、前記負論理反転回路が生成した負論理反転信号を前記第３の正論理信号として出力する第２の状態と、のいずれか一方の状態を選択的に設定可能な正論理選択出力回路と、
前記負論理トランスミッション・ゲート回路を通過した論理信号を前記第３の負論理信号として出力する第１の状態と、前記正論理反転回路が生成した正論理反転信号を前記第３の負論理信号として出力する第２の状態と、のいずれか一方の状態を選択的に設定可能な負論理選択出力回路と、
を備えることを特徴とするデュアルレールセレクタ回路。
【請求項４】
第１の正論理信号および第２の正論理信号と、これらの論理を反転させた第１の負論理信号および第２の負論理信号と、制御論理信号と、を入力し、前記制御論理信号の論理値に基づいて、前記第１の正論理信号および前記第２の正論理信号のいずれか一方を第３の正論理信号として選択し、前記第３の正論理信号とその論理を反転させた第３の負論理信号とを出力する機能をもったデュアルレールセレクタ回路であって、
前記第１の正論理信号と前記第２の正論理信号のうち、前記制御論理信号の論理値に基づいて決定されるいずれか一方の信号を通過、他方の信号を遮断する正論理トランスミッション・ゲート回路と、
前記第１の負論理信号と前記第２の負論理信号のうち、前記制御論理信号の論理値に基づいて決定されるいずれか一方の信号を通過、他方の信号を遮断する負論理トランスミッション・ゲート回路と、
前記正論理トランスミッション・ゲート回路を通過した論理信号が示す論理値と、前記負論理トランスミッション・ゲート回路を通過した論理信号が示す論理値とが、一致するか否かを判定する判定回路と、
前記正論理トランスミッション・ゲート回路を通過した論理信号の論理値を反転して正論理反転信号を生成する正論理反転回路と、
前記負論理トランスミッション・ゲート回路を通過した論理信号の論理値を反転して負論理反転信号を生成する負論理反転回路と、
前記正論理反転回路が生成した正論理反転信号の論理値を更に反転して正論理二重反転信号を生成する正論理二重反転回路と、
前記負論理反転回路が生成した負論理反転信号の論理値を更に反転して負論理二重反転信号を生成する負論理二重反転回路と、
前記正論理反転回路が生成した正論理反転信号を出力する第１の状態と、前記負論理二重反転回路が生成した負論理二重反転信号を出力する第２の状態と、のいずれか一方の状態を選択的に設定可能な正論理選択出力回路と、
前記負論理反転回路が生成した負論理反転信号を出力する第１の状態と、前記正論理二重反転回路が生成した正論理二重反転信号を出力する第２の状態と、のいずれか一方の状態を選択的に設定可能な負論理選択出力回路と、
前記正論理選択出力回路が出力した論理信号の論理値を反転して前記第３の正論理信号として出力する正論理出力段反転回路と、
前記負論理選択出力回路が出力した論理信号の論理値を反転して前記第３の負論理信号として出力する負論理出力段反転回路と、
を備えることを特徴とするデュアルレールセレクタ回路。
【請求項５】
請求項３または４に記載のデュアルレールセレクタ回路において、
各選択出力回路が、初期状態では導通状態を維持し加熱により遮断状態へ移行する第１の信号経路と、初期状態では遮断状態を維持し加熱により導通状態へ移行する第２の信号経路と、有し、前記第１の信号経路と前記第２の信号経路とのうちのいずれか一方を導通状態、他方を遮断状態とすることにより、第１の状態と第２の状態との選択を行うことができるようにしたことを特徴とするデュアルレールセレクタ回路。
【請求項６】
請求項３または４に記載のデュアルレールセレクタ回路において、
各選択出力回路が、第１の信号経路および第２の信号経路について、第１の信号経路を導通状態、第２の信号経路を遮断状態とする第１の切り換え状態と、第１の信号経路を遮断状態、第２の信号経路を導通状態とする第２の切り換え状態とを、接点の物理的接触／非接触によって切り替えるスイッチ回路によって構成されていることを特徴とするデュアルレールセレクタ回路。
【請求項７】
請求項３または４に記載のデュアルレールセレクタ回路において、
各選択出力回路が、外部から与えられる選択信号によって、第１の入力信号と第２の入力信号とのいずれか一方を選択的に出力するセレクタ回路を有し、前記選択信号の論理値に基づいて第１の状態と第２の状態との選択を行うことができるようにしたことを特徴とするデュアルレールセレクタ回路。
【請求項８】
請求項１〜７のいずれかに記載のデュアルレールセレクタ回路において、
各トランスミッション・ゲート回路が、制御論理信号によってゲートのＯＮ／ＯＦＦが制御されるＭＯＳトランジスタを有し、このＭＯＳトランジスタをＯＮ／ＯＦＦすることにより、信号の通過／遮断を制御することを特徴とするデュアルレールセレクタ回路。
【請求項９】
請求項８に記載のデュアルレールセレクタ回路において、
制御論理信号として、正制御論理信号とその論理を反転させた負制御論理信号とを入力する機能を有し、
各トランスミッション・ゲート回路が、前記正制御論理信号もしくは前記負制御論理信号によってゲートのＯＮ／ＯＦＦが制御されるＰＭＯＳトランジスタとＮＭＯＳトランジスタとを並列接続した回路を有することを特徴とするデュアルレールセレクタ回路。
【請求項１０】
請求項１〜９のいずれかに記載のデュアルレールセレクタ回路において、
判定回路として、正論理トランスミッション・ゲート回路を通過した論理信号が示す論理値と負論理トランスミッション・ゲート回路を通過した論理信号が示す論理値との排他的論理和を演算する回路、もしくは、正論理トランスミッション・ゲート回路を通過した論理信号を反転した信号が示す論理値と負論理トランスミッション・ゲート回路を通過した論理信号を反転した信号が示す論理値との排他的論理和を演算する回路、を用いることを特徴とするデュアルレールセレクタ回路。
【請求項１１】
請求項１〜１０のいずれかに記載のデュアルレールセレクタ回路において、
論理信号の伝達経路上に、電力供給を行うためのインバータ回路を偶数段介挿したことを特徴とするデュアルレールセレクタ回路。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、２つの論理信号のうちのいずれか一方を選択するセレクタ回路に関し、特に、２つの論理信号のそれぞれを正論理と負論理との２通りの論理で同時に取り扱い、正負双方の論理値を取り出すことが可能なデュアルレールセレクタ回路に関する。
【背景技術】
【０００２】
第１の論理信号と第２の論理信号のうち、いずれか一方を制御論理信号の論理値に基づいて選択し、選択された信号を第３の論理信号として出力するセレクタ回路は、最も基本的な動作を行う論理回路として、様々な分野で広く利用されている。たとえば、下記の特許文献１には、配線面積を抑制しつつ、高速動作が可能なセレクタ回路が開示されている。
【０００３】
論理回路の分野では、特定の論理信号の論理を反転させた反転論理信号が必要になることが少なくない。このような反転論理信号は、元の論理信号をインバータを通すことにより必要に応じて作成することが可能である。しかしながら、インバータを通すことによって生じる遅延時間を抑えるため、互いに論理値が逆の関係にある正負両論理信号が常に得られるようなデュアルレールセレクタ回路が提案され、実用化されている。たとえば、下記の特許文献２には、このようなデュアルレールセレクタ回路の一例が開示されている。
【０００４】
このデュアルレールセレクタ回路では、常に、正論理信号の処理と負論理信号との処理が平行して行われることになるため、極めて冗長性が高くなり、回路形成面積が２倍必要になる。したがって、通常のセレクタ回路に比べれば、論理回路としては非効率的であるが、どの段階においても、正論理信号と負論理信号との双方が用意されているので、遅延時間なしに、所望の論理信号を利用することができるメリットが得られる。
【特許文献１】特開２００６−１５７２８６号公報
【特許文献２】特開平５−２３５７４３号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
集積回路の設計では、通常、セレクタ回路などの様々な回路を多段接続して用いることになるが、たった１つのセレクタ回路に故障が生じた場合であっても、集積回路全体の論理動作に支障が生じる。しかも、様々な箇所に用いられている多数の回路の中で、どの回路が故障しているかを特定することは、非常に労力のかかる作業になる。通常は、入力側に様々なテストパターンを入力し、そのとき得られる出力パターンが正しいか否かを判断しながら、故障箇所の類推を行うことになる。したがって、どの回路が故障しているかを正確に特定する作業は、極めて熟練と労力が必要な作業である。しかも、故障箇所が特定されたとしても、当該故障を修復することができないため、結局は、故障が１箇所だけでも、全集積回路を不良品として廃棄せざるを得ない場合が少なくない。
【０００６】
そこで本発明は、故障の有無を容易に判定することが可能なデュアルレールセレクタ回路を提供することを目的とし、更に、故障を修復する機能を備えたデュアルレールセレクタ回路を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
(1)   本発明の第１の態様は、第１の正論理信号および第２の正論理信号と、これらの論理を反転させた第１の負論理信号および第２の負論理信号と、制御論理信号と、を入力し、制御論理信号の論理値に基づいて、第１の正論理信号および第２の正論理信号のいずれか一方を第３の正論理信号として選択し、第３の正論理信号とその論理を反転させた第３の負論理信号とを出力する機能をもったデュアルレールセレクタ回路において、
第１の正論理信号と第２の正論理信号のうち、制御論理信号の論理値に基づいて決定されるいずれか一方の信号を通過、他方の信号を遮断する正論理トランスミッション・ゲート回路と、
第１の負論理信号と第２の負論理信号のうち、制御論理信号の論理値に基づいて決定されるいずれか一方の信号を通過、他方の信号を遮断する負論理トランスミッション・ゲート回路と、
正論理トランスミッション・ゲート回路を通過した論理信号が示す論理値と、負論理トランスミッション・ゲート回路を通過した論理信号が示す論理値とが、一致するか否かを判定する判定回路と、
を設け、正論理トランスミッション・ゲート回路を通過した論理信号を第３の正論理信号として出力し、負論理トランスミッション・ゲート回路を通過した論理信号を第３の負論理信号として出力するようにしたものである。
【０００８】
(2)   本発明の第２の態様は、第１の正論理信号および第２の正論理信号と、これらの論理を反転させた第１の負論理信号および第２の負論理信号と、制御論理信号と、を入力し、制御論理信号の論理値に基づいて、第１の正論理信号および第２の正論理信号のいずれか一方を第３の正論理信号として選択し、第３の正論理信号とその論理を反転させた第３の負論理信号とを出力する機能をもったデュアルレールセレクタ回路において、
第１の正論理信号と第２の正論理信号のうち、制御論理信号の論理値に基づいて決定されるいずれか一方の信号を通過、他方の信号を遮断する正論理トランスミッション・ゲート回路と、
第１の負論理信号と第２の負論理信号のうち、制御論理信号の論理値に基づいて決定されるいずれか一方の信号を通過、他方の信号を遮断する負論理トランスミッション・ゲート回路と、
正論理トランスミッション・ゲート回路を通過した論理信号が示す論理値と、負論理トランスミッション・ゲート回路を通過した論理信号が示す論理値とが、一致するか否かを判定する判定回路と、
を設け、正論理トランスミッション・ゲート回路を通過した論理信号を反転させた信号を第３の負論理信号として出力し、負論理トランスミッション・ゲート回路を通過した論理信号を反転させた信号を第３の正論理信号として出力するようにしたものである。
【０００９】
(3)   本発明の第３の態様は、第１の正論理信号および第２の正論理信号と、これらの論理を反転させた第１の負論理信号および第２の負論理信号と、制御論理信号と、を入力し、制御論理信号の論理値に基づいて、第１の正論理信号および第２の正論理信号のいずれか一方を第３の正論理信号として選択し、第３の正論理信号とその論理を反転させた第３の負論理信号とを出力する機能をもったデュアルレールセレクタ回路において、
第１の正論理信号と第２の正論理信号のうち、制御論理信号の論理値に基づいて決定されるいずれか一方の信号を通過、他方の信号を遮断する正論理トランスミッション・ゲート回路と、
第１の負論理信号と第２の負論理信号のうち、制御論理信号の論理値に基づいて決定されるいずれか一方の信号を通過、他方の信号を遮断する負論理トランスミッション・ゲート回路と、
正論理トランスミッション・ゲート回路を通過した論理信号が示す論理値と、負論理トランスミッション・ゲート回路を通過した論理信号が示す論理値とが、一致するか否かを判定する判定回路と、
正論理トランスミッション・ゲート回路を通過した論理信号の論理値を反転して正論理反転信号を生成する正論理反転回路と、
負論理トランスミッション・ゲート回路を通過した論理信号の論理値を反転して負論理反転信号を生成する負論理反転回路と、
正論理トランスミッション・ゲート回路を通過した論理信号を第３の正論理信号として出力する第１の状態と、負論理反転回路が生成した負論理反転信号を第３の正論理信号として出力する第２の状態と、のいずれか一方の状態を選択的に設定可能な正論理選択出力回路と、
負論理トランスミッション・ゲート回路を通過した論理信号を第３の負論理信号として出力する第１の状態と、正論理反転回路が生成した正論理反転信号を第３の負論理信号として出力する第２の状態と、のいずれか一方の状態を選択的に設定可能な負論理選択出力回路と、
を設けるようにしたものである。
【００１０】
(4)   本発明の第４の態様は、第１の正論理信号および第２の正論理信号と、これらの論理を反転させた第１の負論理信号および第２の負論理信号と、制御論理信号と、を入力し、制御論理信号の論理値に基づいて、第１の正論理信号および第２の正論理信号のいずれか一方を第３の正論理信号として選択し、第３の正論理信号とその論理を反転させた第３の負論理信号とを出力する機能をもったデュアルレールセレクタ回路において、
第１の正論理信号と第２の正論理信号のうち、制御論理信号の論理値に基づいて決定されるいずれか一方の信号を通過、他方の信号を遮断する正論理トランスミッション・ゲート回路と、
第１の負論理信号と第２の負論理信号のうち、制御論理信号の論理値に基づいて決定されるいずれか一方の信号を通過、他方の信号を遮断する負論理トランスミッション・ゲート回路と、
正論理トランスミッション・ゲート回路を通過した論理信号が示す論理値と、負論理トランスミッション・ゲート回路を通過した論理信号が示す論理値とが、一致するか否かを判定する判定回路と、
正論理トランスミッション・ゲート回路を通過した論理信号の論理値を反転して正論理反転信号を生成する正論理反転回路と、
負論理トランスミッション・ゲート回路を通過した論理信号の論理値を反転して負論理反転信号を生成する負論理反転回路と、
正論理反転回路が生成した正論理反転信号の論理値を更に反転して正論理二重反転信号を生成する正論理二重反転回路と、
負論理反転回路が生成した負論理反転信号の論理値を更に反転して負論理二重反転信号を生成する負論理二重反転回路と、
正論理反転回路が生成した正論理反転信号を出力する第１の状態と、負論理二重反転回路が生成した負論理二重反転信号を出力する第２の状態と、のいずれか一方の状態を選択的に設定可能な正論理選択出力回路と、
負論理反転回路が生成した負論理反転信号を出力する第１の状態と、正論理二重反転回路が生成した正論理二重反転信号を出力する第２の状態と、のいずれか一方の状態を選択的に設定可能な負論理選択出力回路と、
正論理選択出力回路が出力した論理信号の論理値を反転して第３の正論理信号として出力する正論理出力段反転回路と、
負論理選択出力回路が出力した論理信号の論理値を反転して第３の負論理信号として出力する負論理出力段反転回路と、
を設けるようにしたものである。
【００１１】
(5)   本発明の第５の態様は、上述の第３または第４の態様に係るデュアルレールセレクタ回路において、
各選択出力回路が、初期状態では導通状態を維持し加熱により遮断状態へ移行する第１の信号経路と、初期状態では遮断状態を維持し加熱により導通状態へ移行する第２の信号経路と、有し、第１の信号経路と第２の信号経路とのうちのいずれか一方を導通状態、他方を遮断状態とすることにより、第１の状態と第２の状態との選択を行うことができるようにしたものである。
【００１２】
(6)   本発明の第６の態様は、上述の第３または第４の態様に係るデュアルレールセレクタ回路において、
各選択出力回路が、第１の信号経路および第２の信号経路について、第１の信号経路を導通状態、第２の信号経路を遮断状態とする第１の切り換え状態と、第１の信号経路を遮断状態、第２の信号経路を導通状態とする第２の切り換え状態とを、接点の物理的接触／非接触によって切り替えるスイッチ回路によって構成されているようにしたものである。
【００１３】
(7)   本発明の第７の態様は、上述の第３または第４の態様に係るデュアルレールセレクタ回路において、
各選択出力回路が、外部から与えられる選択信号によって、第１の入力信号と第２の入力信号とのいずれか一方を選択的に出力するセレクタ回路を有し、選択信号の論理値に基づいて第１の状態と第２の状態との選択を行うことができるようにしたものである。
【００１４】
(8)   本発明の第８の態様は、上述の第１〜第７の態様に係るデュアルレールセレクタ回路において、
各トランスミッション・ゲート回路が、制御論理信号によってゲートのＯＮ／ＯＦＦが制御されるＭＯＳトランジスタを有し、このＭＯＳトランジスタをＯＮ／ＯＦＦすることにより、信号の通過／遮断を制御するようにしたものである。
【００１５】
(9)   本発明の第９の態様は、上述の第８の態様に係るデュアルレールセレクタ回路において、
制御論理信号として、正制御論理信号とその論理を反転させた負制御論理信号とを入力する機能をもたせ、
各トランスミッション・ゲート回路が、正制御論理信号もしくは負制御論理信号によってゲートのＯＮ／ＯＦＦが制御されるＰＭＯＳトランジスタとＮＭＯＳトランジスタとを並列接続した回路を有するようにしたものである。
【００１６】
(10)  本発明の第１０の態様は、上述の第１〜第９の態様に係るデュアルレールセレクタ回路において、
判定回路として、正論理トランスミッション・ゲート回路を通過した論理信号が示す論理値と負論理トランスミッション・ゲート回路を通過した論理信号が示す論理値との排他的論理和を演算する回路、もしくは、正論理トランスミッション・ゲート回路を通過した論理信号を反転した信号が示す論理値と負論理トランスミッション・ゲート回路を通過した論理信号を反転した信号が示す論理値との排他的論理和を演算する回路、を用いるようにしたものである。
【００１７】
(11)  本発明の第１１の態様は、上述の第１〜第１０の態様に係るデュアルレールセレクタ回路において、
論理信号の伝達経路上に、電力供給を行うためのインバータ回路を偶数段介挿するようにしたものである。
【発明の効果】
【００１８】
本発明に係るデュアルレールセレクタ回路には、正論理トランスミッション・ゲート回路を通過した論理信号と、負論理トランスミッション・ゲート回路を通過した論理信号とが一致するか否かを判定する判定回路が設けられているので、この判定回路によって一致を示す判定結果が得られた場合には、当該セレクタ回路が故障していることを認識することができる。このため、故障の有無を容易に判定することが可能になる。また、故障検出がなされた場合には、故障したトランスミッション・ゲート回路とは逆側のトランスミッション・ゲート回路の出力を反転させて代用させる仕組を設けることにより、故障を修復する機能を付加することが可能になる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１９】
以下、本発明を図示する実施形態に基づいて説明する。
【００２０】
＜＜＜  §１．従来の一般的なデュアルレールセレクタ回路  ＞＞＞
図１は、従来の一般的なデュアルレールセレクタ回路１００の構成例を示す回路図である。図示のとおり、このデュアルレールセレクタ回路１００に、第１の正論理信号Ａおよび第２の正論理信号Ｂと、これらの論理を反転させた第１の負論理信号Ａバーおよび第２の負論理信号Ｂバーとを入力信号として与えると、第３の正論理信号Ｃとその論理を反転させた第３の負論理信号Ｃバーとが出力される（電子出願の制約上、本明細書上では、論理反転を示すバー記号を「バー」と文字で記載する）。
【００２１】
ここで、第３の正論理信号Ｃは、第１の正論理信号Ａおよび第２の正論理信号Ｂのいずれか一方であり、いずれを選択するかは、制御論理信号ＤもしくはＤバーの論理値に基づいて決定される。同様に、第３の負論理信号Ｃバーは、第１の負論理信号Ａバーおよび第２の負論理信号Ｂバーのいずれか一方であり、いずれを選択するかは、制御論理信号ＤもしくはＤバーの論理値に基づいて決定される。なお、制御論理信号ＤとＤバーとは、互いに逆の論理値をもつ信号であり、いずれか一方のみに基づいて動作させることも可能であるが、通常は、冗長性をもたせるために両方の制御論理信号が用いられる。
【００２２】
このような動作を行わせるために、デュアルレールセレクタ回路１００には、図に一点鎖線で囲って示すように、正論理トランスミッション・ゲート回路１０および負論理トランスミッション・ゲート回路２０が設けられている。各トランスミッション・ゲート回路１０，２０は、外部からの制御論理信号によってゲートのＯＮ／ＯＦＦが制御されるＭＯＳトランジスタを有しており、このＭＯＳトランジスタをＯＮ／ＯＦＦすることにより、信号の通過／遮断が制御される。制御論理信号としては、正制御論理信号Ｄとその論理を反転させた負制御論理信号Ｄバーとが入力される。
【００２３】
正論理トランスミッション・ゲート回路１０は、第１の正論理信号Ａと第２の正論理信号Ｂのうち、制御論理信号ＤもしくはＤバーの論理値に基づいて決定されるいずれか一方の信号を通過、他方の信号を遮断する機能を有している。図示の例の場合、正論理トランスミッション・ゲート回路１０は、２組のＰＭＯＳトランジスタと２組のＮＭＯＳトランジスタによって構成されている（右下の凡例参照）。すなわち、制御論理信号ＤもしくはＤバーによってゲートのＯＮ／ＯＦＦが制御されるＰＭＯＳトランジスタとＮＭＯＳトランジスタとを並列接続した回路を有している。各トランジスタのゲートには、制御論理信号ＤもしくはＤバーが与えられており、その電位レベルに応じて、各トランジスタのＯＮ／ＯＦＦ動作が制御される。
【００２４】
具体的には、制御論理信号Ｄの電位がＬｏｗレベル（Ｄバーの電位がＨｉｇｈレベル）の場合には、第１の正論理信号Ａが与えられた一対のトランジスタがＯＮになり、第２の正論理信号Ｂが与えられた一対のトランジスタがＯＦＦになるため、正論理トランスミッション・ゲート回路１０からは、第１の正論理信号Ａが、第３の正論理信号Ｃとして出力されることになる。逆に、制御論理信号Ｄの電位がＨｉｇｈレベル（Ｄバーの電位がＬｏｗレベル）の場合には、第１の正論理信号Ａが与えられた一対のトランジスタがＯＦＦになり、第２の正論理信号Ｂが与えられた一対のトランジスタがＯＮになるため、正論理トランスミッション・ゲート回路１０からは、第２の正論理信号Ｂが、第３の正論理信号Ｃとして出力されることになる。
【００２５】
一方、負論理トランスミッション・ゲート回路２０は、第１の負論理信号Ａバーと第２の負論理信号Ｂバーのうち、制御論理信号ＤもしくはＤバーの論理値に基づいて決定されるいずれか一方の信号を通過、他方の信号を遮断する機能を有している。図示の例の場合、負論理トランスミッション・ゲート回路２０は、２組のＰＭＯＳトランジスタと２組のＮＭＯＳトランジスタによって構成されている（右下の凡例参照）。ここで、各トランジスタのゲートには、制御論理信号ＤもしくはＤバーが与えられており、その電位レベルに応じて、各トランジスタのＯＮ／ＯＦＦ動作が制御される。
【００２６】
具体的には、制御論理信号Ｄの電位がＬｏｗレベル（Ｄバーの電位がＨｉｇｈレベル）の場合には、第１の負論理信号Ａバーが与えられた一対のトランジスタがＯＮになり、第２の負論理信号Ｂバーが与えられた一対のトランジスタがＯＦＦになるため、負論理トランスミッション・ゲート回路２０からは、第１の負論理信号Ａバーが、第３の負論理信号Ｃバーとして出力されることになる。逆に、制御論理信号Ｄの電位がＨｉｇｈレベル（Ｄバーの電位がＬｏｗレベル）の場合には、第１の負論理信号Ａバーが与えられた一対のトランジスタがＯＦＦになり、第２の負論理信号Ｂバーが与えられた一対のトランジスタがＯＮになるため、負論理トランスミッション・ゲート回路２０からは、第２の負論理信号Ｂバーが、第３の負論理信号Ｃとして出力されることになる。
【００２７】
結局、正論理トランスミッション・ゲート回路１０と負論理トランスミッション・ゲート回路２０とは、正論理の演算を行う回路と負論理の演算を行う回路ということができるが、実質的には同等の論理操作を行っていることになる。すなわち、正論理トランスミッション・ゲート回路１０から論理信号Ａが出力されているときには、負論理トランスミッション・ゲート回路２０からはその論理反転信号Ａバーが出力されることになり、正論理トランスミッション・ゲート回路１０から論理信号Ｂが出力されているときには、負論理トランスミッション・ゲート回路２０からはその論理反転信号Ｂバーが出力されることになる。
【００２８】
図２は、従来の別なデュアルレールセレクタ回路１５０を示す回路図である。図１に示す回路１００との相違は、正論理トランスミッション・ゲート回路１０の後段にインバータ１１が設けられ、負論理トランスミッション・ゲート回路２０の後段にインバータ２１が設けられている点である。これらインバータ１１，２１は、本来の論理的な動作に必要な構成要素ではなく、実用上、信号ドライブ回路として機能する構成要素である。すなわち、インバータ１１は、正論理トランスミッション・ゲート回路１０の出力信号を電力増幅させて後段へと出力する役割を果たし、インバータ２１は、負論理トランスミッション・ゲート回路２０の出力信号を電力増幅させて後段へと出力する役割を果たす。
【００２９】
もっとも、インバータ１１，２１は、論理反転機能を備えた構成要素であるから、ここを通過することにより、論理信号の論理は反転してしまうことになる。したがって、図２に示す回路１５０では、正論理トランスミッション・ゲート回路１０からインバータ１１を通して出力された信号を負論理信号Ｃバーとし、負論理トランスミッション・ゲート回路２０からインバータ２１を通して出力された信号を正論理信号Ｃとするように、出力ラインが交差した構成を採っている。
【００３０】
このように、デュアルレールセレクタ回路では、実質的に同等の論理演算を２通りの回路で実行するため、冗長性が高く、回路の形成面積が２倍必要になるというデメリットがあるが、常に、正論理の信号と負論理の信号との双方を取り出すことができるというメリットがあるため、高速な処理を必要とする回路設計などに利用されている。前述したように、論理回路の分野では、特定の論理信号の論理を反転させた反転論理信号が必要になることが少なくないが、図１もしくは図２に示すようなデュアルレールセレクタ回路１００，１５０を用いて回路設計を行えば、必要に応じて、論理信号ＣおよびＣバーのいずれを取り出すことも可能になる。
【００３１】
通常、このようなデュアルレールセレクタ回路は、多段接続されて用いられる。たとえば、図１に示す回路１００の左方に配置される前段の回路からは、論理信号ＡおよびＡバーならびに論理信号ＢおよびＢバーが出力されており、図示の回路１００の右方に配置される後段の回路に対しては、論理信号ＣおよびＣバーが与えられる。このように、デュアルレール回路を用いた場合、任意の論理信号Ｘは、常に、正論理信号Ｘおよび負論理信号Ｘバーという一対の組み合わせで取り扱われるので、どの段階においても、正論理信号Ｘおよび負論理信号Ｘバーの双方の信号を利用することが可能になる。
【００３２】
＜＜＜  §２．故障検出機能をもつデュアルレールセレクタ回路  ＞＞＞
集積回路を設計する際には、様々な論理回路を多段接続して用いることになるが、そのうちの１つの回路に故障が生じた場合であっても、集積回路全体の論理動作に支障が生じてしまう。しかも、様々な箇所に用いられている多数の回路の中で、どの回路が故障しているかを特定することは、非常に労力のかかる作業になる。
【００３３】
本願発明者のそもそもの発想の根源は、§１で述べたデュアルレールセレクタ回路は、通常のセレクタ回路に比べて、回路の形成面積が２倍必要になるというデメリットがあるが、その冗長性を利用すれば、故障検出が可能になるであろう、という着眼点にある。たとえば、図１に示す回路１００が正常に動作していれば、論理信号ＣとＣバーとの関係は、常に論理反転の関係になる。別言すれば、回路１００の２つの論理出力の関係を調べ、論理反転の関係になっていなければ（すなわち、両者が同一の論理値を示していた場合には）、回路１００内に故障が生じていると判定することができる。本発明は、このような発想に基づいて、従来のデュアルレールセレクタ回路に、故障判定機能を付加したものである。
【００３４】
図３は、故障検出機能をもった本発明に係るデュアルレールセレクタ回路２００の実施例を示す回路図である。図３に示す回路２００は、図１に示す従来の回路１００に本発明を適用したものであり、回路１００との相違は、新たに排他的論理和回路３０を付加した点だけである。
【００３５】
すなわち、図３に示す回路２００は、第１の正論理信号Ａおよび第２の正論理信号Ｂと、これらの論理を反転させた第１の負論理信号Ａバーおよび第２の負論理信号Ｂバーと、制御論理信号ＤおよびＤバーと、を入力し、この制御論理信号の論理値に基づいて、第１の正論理信号Ａおよび第２の正論理信号Ｂのいずれか一方を第３の正論理信号Ｃとして選択し、第３の正論理信号Ｃとその論理を反転させた第３の負論理信号Ｃバーとを出力する機能をもったデュアルレールセレクタ回路である。
【００３６】
ここで、§１においても述べたとおり、正論理トランスミッション・ゲート回路１０は、第１の正論理信号Ａと第２の正論理信号Ｂのうち、制御論理信号ＤもしくはＤバーの論理値に基づいて決定されるいずれか一方の信号を通過、他方の信号を遮断する回路であり、負論理トランスミッション・ゲート回路２０は、第１の負論理信号Ａバーと第２の負論理信号Ｂバーのうち、制御論理信号ＤもしくはＤバーの論理値に基づいて決定されるいずれか一方の信号を通過、他方の信号を遮断する回路である。そして、正論理トランスミッション・ゲート回路１０を通過した論理信号が第３の正論理信号Ｃとして出力され、負論理トランスミッション・ゲート回路２０を通過した論理信号が第３の負論理信号Ｃバーとして出力される。
【００３７】
一方、新たに追加された排他的論理和回路３０は、正論理トランスミッション・ゲート回路１０を通過した論理信号Ｃが示す論理値と、負論理トランスミッション・ゲート回路２０を通過した論理信号Ｃバーが示す論理値とが、一致するか否かを判定する判定回路として機能する。具体的には、排他的論理和回路３０は、正論理トランスミッション・ゲート回路１０の論理出力Ｃと負論理トランスミッション・ゲート回路２０の論理出力Ｃバーとの排他的論理和をとり、これを判定信号Ｆとして出力する。したがって、判定信号Ｆは、両論理出力が異なれば、論理値「１」を示し、両論理出力が一致すれば、論理値「０」を示すことになる。
【００３８】
前述したとおり、回路２００が正常に動作していれば、論理出力ＣとＣバーとは論理反転の関係になっているので、判定信号Ｆは「１」を示すはずである。それにもかかわらず、もし、判定信号Ｆが「０」を示していたとすれば、論理出力ＣとＣバーとが同一の論理値を示していることになり、回路２００内に何らかの異常が生じていることになる。したがって、判定信号Ｆをモニタすれば、回路２００に故障が生じているか否かを認識することができる。このような回路２００が多段接続して多数用いられていたとしても、個々の回路２００からの判定出力Ｆをモニタし、論理値「０」を示す判定出力Ｆが発見されれば、当該判定出力Ｆを出力した回路２００は故障しているものと認識することができる。したがって、本発明に係るセレクタ回路を用いれば、集積回路中のどの回路が故障しているかを容易に特定することができる。
【００３９】
図４は、故障検出機能をもった本発明に係るデュアルレールセレクタ回路の別な実施例を示す回路図である。この図４に示す回路２５０は、図２に示す従来の回路１５０に本発明を適用したものであり、回路１５０との相違は、新たに排他的論理和回路３０を付加した点だけである。
【００４０】
この回路２５０では、正論理トランスミッション・ゲート回路１０を通過した論理信号は、信号ドライブ回路として機能するインバータ１１によって反転された後に、第３の負論理信号Ｃバーとして出力され、負論理トランスミッション・ゲート回路２０を通過した論理信号は、信号ドライブ回路として機能するインバータ２１によって反転された後に、第３の正論理信号Ｃとして出力されることになるが、正常に動作している限り、論理信号ＣとＣバーとが互いに論理反転の関係にあることに変わりはない。したがって、判定信号Ｆは、回路２５０の動作が正常であれば、論理値「１」を示すことになり、論理値「０」を示す判定出力Ｆが得られた場合には、回路２５０は故障しているものと認識することができる。
【００４１】
＜＜＜  §３．故障修復機能をもつデュアルレールセレクタ回路  ＞＞＞
§２で述べたデュアルレールセレクタ回路２００，２５０を用いれば、判定信号Ｆの論理値に基づいて、当該回路が故障しているか否かを認識することができる。もちろん、故障の認識ができれば、故障した回路の代わりに別な回路を代用するような措置をとることが可能である。しかしながら、実用上は、故障認定された回路については、更に、故障の修復を行うことができた方が好ましい。ここでは、§２で述べたデュアルレールセレクタ回路に、更に、故障修復機能を付加した実施例を述べる。
【００４２】
図５は、故障検出機能に加えて、更に故障修復機能をもった本発明に係るデュアルレールセレクタ回路の実施例を示す回路図である。この図５に示す回路３００は、図３に示す回路２００に故障修復機能を付加した回路であり、回路２００との相違点は、インバータ１２，２２と、論理選択出力回路４０，５０とを付加した点だけである。
【００４３】
インバータ１２は、正論理トランスミッション・ゲート回路１０を通過した論理信号の論理値を反転して正論理反転信号を生成する正論理反転回路として機能し、インバータ２２は、負論理トランスミッション・ゲート回路２０を通過した論理信号の論理値を反転して負論理反転信号を生成する負論理反転回路として機能する。
【００４４】
一方、正論理選択出力回路４０は、正論理トランスミッション・ゲート回路１０を通過した論理信号をそのまま第３の正論理信号Ｃとして出力する第１の状態（丸数字１の端子に与えられた信号を丸数字３の端子から出力する状態）と、負論理反転回路（インバータ２２）が生成した負論理反転信号を第３の正論理信号Ｃとして出力する第２の状態（丸数字２の端子に与えられた信号を丸数字３の端子から出力する状態）と、のいずれか一方の状態を選択的に設定可能な回路である。
【００４５】
また、負論理選択出力回路５０は、負論理トランスミッション・ゲート回路２０を通過した論理信号をそのまま第３の負論理信号Ｃバーとして出力する第１の状態（丸数字１の端子に与えられた信号を丸数字３の端子から出力する状態）と、正論理反転回路（インバータ１２）が生成した正論理反転信号を第３の負論理信号Ｃバーとして出力する第２の状態（丸数字２の端子に与えられた信号を丸数字３の端子から出力する状態）と、のいずれか一方の状態を選択的に設定可能な回路である。
【００４６】
ここで、初期状態では、正論理選択出力回路４０も負論理選択出力回路５０も、第１の状態を選択するように設定されている。したがって、初期状態では、いずれも丸数字１の端子に与えられた信号を丸数字３の端子から出力する状態となっており、丸数字１の端子と丸数字３の端子は導通しているが、丸数字２の端子と丸数字３の端子は遮断されている。
【００４７】
このような状態では、結局、図５に示す回路３００は、図３に示す回路２００と等価になり、図３に示す回路２００と同様に、一般的なデュアルレールセレクタ回路として機能する。また、排他的論理和回路３０から出力される判定信号Ｆの論理値に基づいて、故障の有無を認識することができる。
【００４８】
いま、この回路３００において、判定信号Ｆの論理値が「０」となり、故障が認識された場合を考える。この場合、故障の原因は、正論理トランスミッション・ゲート回路１０、負論理トランスミッション・ゲート回路２０、排他的論理和回路３０のいずれかに存在することになる。そこで、作業者は、故障原因が、これら３つのうちのいずれに存在するかを特定する作業を行う。この作業は、既に、判定信号Ｆの論理値が「０」となった回路３００が特定されているため、それほど労力を必要とする作業にはならない。
【００４９】
具体的には、入力側に様々なテストパターンを入力し、そのとき得られる出力パターンが正しいか否かを判断しながら、故障箇所の推定を行えばよい。すなわち、図示の回路３００の場合、テストパターンとして、「Ａ＝０，Ｂ＝０（Ａバー＝１，Ｂバー＝１）」、「Ａ＝１，Ｂ＝０（Ａバー＝０，Ｂバー＝１）」、「Ａ＝０，Ｂ＝１（Ａバー＝１，Ｂバー＝０）」、「Ａ＝１，Ｂ＝１（Ａバー＝０，Ｂバー＝０）」の４通りの論理値の組み合わせについて、「Ｄ＝０（Ｄバー＝１）」なる制御論理信号を与えた場合に、ＣおよびＣバーの論理値がどのようになるか、そして、「Ｄ＝１（Ｄバー＝０）」なる制御論理信号を与えた場合に、ＣおよびＣバーの論理値がどのようになるか、を調べればよい。
【００５０】
Ｃの論理値が期待どおりのものであるのに、Ｃバーの論理値が期待に反したものであった場合には、負論理トランスミッション・ゲート回路２０が故障原因であると推定することができ、Ｃの論理値が期待に反したものであり、Ｃバーの論理値が期待どおりのものであった場合には、正論理トランスミッション・ゲート回路１０が故障原因であると推定することができ、ＣおよびＣバーの論理値がいずれも期待どおりのものであった場合には、排他的論理和回路３０が故障原因であると推定することができる。
【００５１】
ここで、故障原因が、排他的論理和回路３０であった場合、判定信号Ｆが誤った判定結果を示していただけであり、回路３００の本来の機能には支障がないので、単に、判定信号Ｆの判定結果を無視する取り扱いをすればよい。
【００５２】
一方、故障原因が、正論理トランスミッション・ゲート回路１０であった場合には、正論理選択出力回路４０が、第２の状態を選択するように設定の切り換えを行うことにより故障修復が可能になる。すなわち、切り換えにより、正論理選択出力回路４０は、負論理反転回路（インバータ２２）が生成した負論理反転信号を第３の正論理信号Ｃとして出力する第２の状態（丸数字２の端子に与えられた信号を丸数字３の端子から出力する状態）になるので、負論理トランスミッション・ゲート回路２０が出力する論理信号をインバータ２２で反転した信号が、論理信号Ｃとして出力されることになる。この場合、負論理トランスミッション・ゲート回路２０は正常動作しているので、回路３００から出力される論理信号Ｃ，Ｃバーは、いずれも正しい論理値を示す。故障した正論理トランスミッション・ゲート回路１０が出力する論理信号は、回路３００の出力としては利用されない。
【００５３】
また、故障原因が、負論理トランスミッション・ゲート回路２０であった場合には、負論理選択出力回路５０が、第２の状態を選択するように設定の切り換えを行うことにより故障修復が可能になる。すなわち、切り換えにより、負論理選択出力回路５０は、正論理反転回路（インバータ１２）が生成した正論理反転信号を第３の負論理信号Ｃバーとして出力する第２の状態（丸数字２の端子に与えられた信号を丸数字３の端子から出力する状態）になるので、正論理トランスミッション・ゲート回路１０が出力する論理信号をインバータ１２で反転した信号が、論理信号Ｃバーとして出力されることになる。この場合、正論理トランスミッション・ゲート回路１０は正常動作しているので、回路３００から出力される論理信号Ｃ，Ｃバーは、いずれも正しい論理値を示す。故障した負論理トランスミッション・ゲート回路２０が出力する論理信号は、回路３００の出力としては利用されない。
【００５４】
かくして、判定信号Ｆの論理値が「０」となり、故障が認識された場合には、故障原因がどこにあるかを調べた上で、必要な切り換え作業を行うようにすれば、故障修復が可能になる。なお、起こり得る可能性は非常に低いと考えられるが、もし故障原因が、正論理トランスミッション・ゲート回路１０と負論理トランスミッション・ゲート回路２０との双方にあった場合は、故障修復は不可能であるので、その場合は、別なセレクタ回路を代用するなどの措置をとる必要がある。
【００５５】
図６は、故障検出機能をもった本発明に係るデュアルレールセレクタ回路の別な実施例を示す回路図である。この図６に示す回路３５０は、図４に示す回路２５０に故障修復機能を付加した回路であり、回路２５０との相違点は、インバータ１２，２２，４１，５１と、論理選択出力回路４０，５０とを付加した点だけである。
【００５６】
ここで、インバータ１２は、「正論理トランスミッション・ゲート回路１０を通過した論理信号の論理値を反転して正論理反転信号を生成する正論理反転回路として機能するインバータ１１」が出力する論理値を更に反転して正論理二重反転信号を生成する正論理二重反転回路として機能する。一方、インバータ２２は、「負論理トランスミッション・ゲート回路２０を通過した論理信号の論理値を反転して負論理反転信号を生成する負論理反転回路として機能するインバータ２１」が出力する論理値を更に反転して負論理二重反転信号を生成する負論理二重反転回路として機能する。
【００５７】
一方、正論理選択出力回路４０は、正論理反転回路（インバータ１１）が生成した正論理反転信号を出力する第１の状態（丸数字１の端子に与えられた信号を丸数字３の端子から出力する状態）と、負論理二重反転回路（インバータ２２）が生成した負論理二重反転信号を出力する第２の状態（丸数字２の端子に与えられた信号を丸数字３の端子から出力する状態）と、のいずれか一方の状態を選択的に設定可能な回路である。この正論理選択出力回路４０が出力した論理信号は、正論理出力段反転回路として機能するインバータ４１によって論理反転された後に、第３の正論理信号Ｃとして出力される。
【００５８】
また、負論理選択出力回路５０は、負論理反転回路（インバータ２１）が生成した負論理反転信号を出力する第１の状態（丸数字１の端子に与えられた信号を丸数字３の端子から出力する状態）と、正論理二重反転回路（インバータ１２）が生成した正論理二重反転信号を出力する第２の状態（丸数字２の端子に与えられた信号を丸数字３の端子から出力する状態）と、のいずれか一方の状態を選択的に設定可能な回路である。この負論理選択出力回路４０が出力した論理信号は、負論理出力段反転回路として機能するインバータ５１によって論理反転された後に、第３の負論理信号Ｃバーとして出力される。
【００５９】
この実施例の場合も、初期状態では、正論理選択出力回路４０も負論理選択出力回路５０も、第１の状態を選択するように設定されている。したがって、初期状態では、いずれも丸数字１の端子に与えられた信号を丸数字３の端子から出力する状態となっており、丸数字１の端子と丸数字３の端子は導通しているが、丸数字２の端子と丸数字３の端子は遮断されている。
【００６０】
このような状態では、結局、図６に示す回路３５０は、図４に示す回路２５０と等価になり、図４に示す回路２５０と同様に、一般的なデュアルレールセレクタ回路として機能する。正論理トランスミッション・ゲート回路１０から出力される論理信号は、インバータ１１で反転されるが、出力段においてインバータ４１で再び反転されることになるので、第３の正論理信号Ｃの論理値は正しいものになる。同様に、負論理トランスミッション・ゲート回路２０から出力される論理信号は、インバータ２１で反転されるが、出力段においてインバータ５１で再び反転されることになるので、第３の負論理信号Ｃバーの論理値は正しいものになる。
【００６１】
また、この回路３５０において、排他的論理和回路３０から出力される判定信号Ｆの論理値に基づいて、故障の有無を認識することができる点も、回路２５０と同じであり、判定信号Ｆの論理値が「０」となり、故障が認識された場合の修復作業は、上述した回路３００についての修復作業と全く同様である。すなわち、作業者は、テストパターンを用いた調査に基づいて故障原因がいずれに存在するかを特定する作業を行い、故障修復に必要な切り換え作業を行う。
【００６２】
すなわち、故障原因が、正論理トランスミッション・ゲート回路１０であった場合には、正論理選択出力回路４０が、第２の状態を選択するように設定の切り換えを行うことにより故障修復を行う。この切り換えにより、正論理選択出力回路４０は、負論理二重反転回路（インバータ２２）が生成した負論理二重反転信号を出力する第２の状態（丸数字２の端子に与えられた信号を丸数字３の端子から出力する状態）になり、当該出力信号は、正論理出力段反転回路（インバータ４１）によって再度反転した上で、第３の正論理信号Ｃとして出力されることになる。この場合、負論理トランスミッション・ゲート回路２０は正常動作しており、回路３５０から出力される論理信号Ｃは、この負論理トランスミッション・ゲート回路２０が出力する論理信号を３回反転した信号になるので、正しい論理値を示すことになり、回路３５０から出力される論理信号Ｃバーは、この負論理トランスミッション・ゲート回路２０が出力する論理信号を２回反転した信号になるので、やはり正しい論理値を示すことになる。なお、故障した正論理トランスミッション・ゲート回路１０が出力する論理信号は、回路３５０の出力としては利用されない。
【００６３】
一方、故障原因が、負論理トランスミッション・ゲート回路２０であった場合には、負論理選択出力回路５０が、第２の状態を選択するように設定の切り換えを行うことにより故障修復を行う。この切り換えにより、負論理選択出力回路５０は、正論理二重反転回路（インバータ１２）が生成した正論理二重反転信号を出力する第２の状態（丸数字２の端子に与えられた信号を丸数字３の端子から出力する状態）になり、当該出力信号は、負論理出力段反転回路（インバータ５１）によって再度反転した上で、第３の負論理信号Ｃバーとして出力されることになる。この場合、正論理トランスミッション・ゲート回路１０は正常動作しており、回路３５０から出力される論理信号Ｃバーは、この正論理トランスミッション・ゲート回路１０が出力する論理信号を３回反転した信号になるので、正しい論理値を示すことになり、回路３５０から出力される論理信号Ｃは、この正論理トランスミッション・ゲート回路１０が出力する論理信号を２回反転した信号になるので、やはり正しい論理値を示すことになる。なお、故障した負論理トランスミッション・ゲート回路２０が出力する論理信号は、回路３５０の出力としては利用されない。
【００６４】
かくして、この実施例においても、判定信号Ｆの論理値が「０」となり、故障が認識された場合には、故障原因がどこにあるかを調べた上で、必要な切り換え作業を行うようにすれば、故障修復が可能になる。なお、起こり得る可能性は非常に低いと考えられるが、もし故障原因が、正論理トランスミッション・ゲート回路１０と負論理トランスミッション・ゲート回路２０との双方にあった場合は、故障修復は不可能であるので、その場合は、別なセレクタ回路を代用するなどの措置をとる必要がある。
【００６５】
＜＜＜  §４．選択出力回路の具体的な構成例  ＞＞＞
§３で述べたとおり、図５および図６に示す論理選択出力回路４０，５０は、初期状態では、丸数字１の端子に与えられた信号を丸数字３の端子から出力する第１の状態になっているが、故障修復のために必要な場合には、丸数字２の端子に与えられた信号を丸数字３の端子から出力する第２の状態に切り換えることができる。ここでは、このような切り換え動作に適した選択出力回路の具体的な構成例をいくつか述べておく。
【００６６】
(1)   ヒューズ回路を用いた構成例
図７は、選択出力回路４０，５０をヒューズ回路によって構成した例を示す図である。図７(a) は第１の状態（初期状態）、図７(b) は第２の状態（切り換え後の状態）を示している。この例では、選択出力回路４０，５０は、レーザ焼き切り型ヒューズＲ１とレーザ焼き継ぎ型ヒューズＲ２とによって構成されている。
【００６７】
レーザ焼き切り型ヒューズＲ１は、丸数字１の端子と丸数字３の端子との間に設けられたヒューズであり、初期状態では、図７(a) に示すように、両端子間を導通状態に維持しているが、切り換え作業によってレーザ光を照射すると、図７(b) に示すように、加熱によって断線するため、両端子間は遮断状態になる。一方、レーザ焼き継ぎ型ヒューズＲ２は、丸数字２の端子と丸数字３の端子との間に設けられたヒューズであり、初期状態では、図７(a) に示すように、両端子間を遮断状態に維持しているが、切り換え作業によってレーザ光を照射すると、図７(b) に示すように、加熱によって溶融するため、両端子間は導通状態になる。このようなレーザ焼き切り型ヒューズＲ１やレーザ焼き継ぎ型ヒューズＲ２は、様々な形態のものが公知であり、ここでは材質等に関する詳しい説明は省略する。
【００６８】
このように、選択出力回路４０，５０を、初期状態では導通状態を維持し加熱により遮断状態へ移行する第１の信号経路（レーザ焼き切り型ヒューズＲ１による経路）と、初期状態では遮断状態を維持し加熱により導通状態へ移行する第２の信号経路（レーザ焼き継ぎ型ヒューズＲ２による経路）とによって構成しておけば、第１の信号経路と第２の信号経路とのうちのいずれか一方を導通状態、他方を遮断状態とすることにより、第１の状態と第２の状態との選択を行うことが可能になる。
【００６９】
(2)   物理的なスイッチ回路を用いた構成例
図８は、選択出力回路４０，５０を物理的なスイッチ回路によって構成した例を示す図である。図８(a) は第１の状態（初期状態）、図８(b) は第２の状態（切り換え後の状態）を示している。この例では、丸数字１の端子に接続された導電性の第１接点６１と、丸数字２の端子に接続された導電性の第２接点６２と、丸数字３の端子に接続された導電性の切換子６３と、によって物理的なスイッチ回路を構成した例が示されている。切換子６３は、外力を加えることにより、回動軸６４に関して回動させることができる。このような構造をもつ物理的なスイッチ回路は、ＭＥＭＳの技術を利用することにより、半導体基板上の微細構造として形成することが可能である。
【００７０】
図８(a) に示す第１の状態では、切換子６３は、第１接点６１側に回動させることにより先端部が第１接点６１に接触した状態になっている。したがって、丸数字１の端子と丸数字３の端子との間の信号経路は導通状態、丸数字２の端子と丸数字３の端子との間の信号経路は遮断状態になっている。一方、作業者が切り換え作業によって、切換子６３を反時計回りに回動させ、図８(b) に示す第２の状態にすると、切換子６３は、先端部が第２接点６２に接触した状態になる。このため、丸数字１の端子と丸数字３の端子との間の信号経路は遮断状態、丸数字２の端子と丸数字３の端子との間の信号経路は導通状態になる。
【００７１】
このように、選択出力回路４０，５０を、第１の信号経路および第２の信号経路について、第１の信号経路を導通状態、第２の信号経路を遮断状態とする第１の切り換え状態と、第１の信号経路を遮断状態、第２の信号経路を導通状態とする第２の切り換え状態とを、接点の物理的接触／非接触によって切り替えるスイッチ回路によって構成しておけば、スイッチの状態によって第１の状態と第２の状態との選択を行うことが可能になる。
【００７２】
(3)   トランジスタ回路を用いた構成例
図９は、選択出力回路４０，５０をトランジスタ回路によって構成した例を示す図である。図示の選択出力回路は、外部から与えられる選択信号Ｓによって、第１の入力信号（丸数字１の端子に与えられる信号）と第２の入力信号（丸数字２の端子に与えられる信号）とのいずれか一方を選択的に出力するセレクタ回路によって構成されており、この選択信号Ｓの論理値に基づいて第１の状態（丸数字１の端子に与えられた信号を丸数字３の端子から出力する状態）と第２の状態（丸数字２の端子に与えられた信号を丸数字３の端子から出力する状態）との選択を行うことができる。
【００７３】
具体的には、図示のとおり、２組のＡＮＤゲート７１，７２と１組のＯＲゲート７３とを組み合わせた回路が形成されており、選択信号Ｓの論理値が「０」の場合は、第１の入力信号（丸数字１の端子に与えられる信号）が丸数字３の端子から出力され、選択信号Ｓの論理値が「１」の場合は、第２の入力信号（丸数字２の端子に与えられる信号）が丸数字３の端子から出力されることになる。
【００７４】
したがって、初期状態では、選択信号Ｓとして論理値「０」を示す信号を与えるようにしておき、故障修復のために切り換える必要が生じたときには、選択信号Ｓとして論理値「１」を示す信号を与えるようにすればよい。実用上は、選択信号Ｓの論理値をメモリに格納しておくようにするとよい。すなわち、１つの選択出力回路４０，５０ごとに、それぞれ１ビットのメモリを割り当て、初期状態では、各ビットにそれぞれ論理値「０」を格納しておくようにする。そして、故障修復を行う際には、切り換えが必要な選択出力回路に対応する１ビットの論理値を「１」に書き替える処理を行えばよい。
【００７５】
以上、論理選択出力回路４０，５０の具体的な構成例を３つ述べたが、この選択出力回路４０，５０自身が故障した場合、正論理トランスミッション・ゲート回路１０や負論理トランスミッション・ゲート回路２０が正常動作していても、セレクタ回路３００，３５０は正常動作しなくなってしまう。したがって、正論理トランスミッション・ゲート回路１０や負論理トランスミッション・ゲート回路２０に故障が生じる確率に比べて、選択出力回路４０，５０に故障が生じる確率が低くなければ、本発明を実施する意味は失われてしまう。
【００７６】
このような観点からは、上述した「(1) ヒューズ回路を用いた構成例」および「(2) 物理的なスイッチ回路を用いた構成例」は、一般に、故障発生確率が、正論理トランスミッション・ゲート回路１０や負論理トランスミッション・ゲート回路２０の故障発生確率よりも低くなると考えられるので、本発明に利用するのに適している。一方、上述した「(3) トランジスタ回路を用いた構成例」は、正論理トランスミッション・ゲート回路１０や負論理トランスミッション・ゲート回路２０と同様にトランジスタを用いているので、故障発生確率は、場合によっては、正論理トランスミッション・ゲート回路１０や負論理トランスミッション・ゲート回路２０の故障発生確率よりも高くなることも考えられ、そのような場合は、本発明を実施する意味は没却されてしまう。したがって、「(3) トランジスタ回路を用いた構成例」は、正論理トランスミッション・ゲート回路１０や負論理トランスミッション・ゲート回路２０の故障発生確率よりも低い故障発生確率が期待される回路構成が実現できる場合に限り利用可能ということになる。
【００７７】
＜＜＜  §５．その他の変形例  ＞＞＞
以上、本発明を図示するいくつかの実施形態に基づいて説明したが、本発明はこれらの実施形態に限定されるものではない。最後に、本発明のいくつかの変形例を述べておく。
【００７８】
(1)   判定回路の構成
これまで述べた実施形態では、故障か否かを判定する判定回路として、正論理トランスミッション・ゲート回路１０を通過した論理信号が示す論理値と負論理トランスミッション・ゲート回路２０を通過した論理信号が示す論理値との排他的論理和を演算する回路を用いるか（図３，図５の実施形態）、もしくは、正論理トランスミッション・ゲート回路１０を通過した論理信号を反転した信号が示す論理値と負論理トランスミッション・ゲート回路２０を通過した論理信号を反転した信号が示す論理値との排他的論理和を演算する回路を用いている（図４，図６の実施形態）。しかしながら、本発明で用いる判定回路は、必ずしも排他的論理和回路である必要はなく、比較対象となる２通りの論理信号が示す論理値が、一致するか否かを判定することが可能な回路であれば、どのような判定回路を用いてもかまわない。また、図４や図６に示す例では、インバータ１１，２１を通った後の信号の論理値の一致判定を行っているが、インバータ１１，２１の直前の信号の論理値の一致判定を行ってもかまわない。
【００７９】
(2)   インバータ回路の付加
図４および図６に示す実施形態では、論理信号の伝達経路上に、電力供給を行うためのインバータ回路１１，２１（信号ドライブ用のインバータ回路）を用いた例を示した。このような電力供給用のインバータ回路は、偶数段挿入する限りは、論理動作に影響を与えることはないので、必要に応じて、図３〜図６に示す回路に、更に、電力供給を行うためのインバータ回路を偶数段だけ付加的に介挿するような構成を採ってもかまわない。
【００８０】
なお、インバータ回路を奇数段だけ付加的に介挿した場合は、出力論理信号Ｃ，Ｃバーが逆転することになるが、このような場合であっても、出力段において、両者の配線を交差させるようにすれば、論理動作に影響を与えることはない。
【００８１】
また、上述の実施形態では、論理選択出力回路４０，５０は、初期状態では、丸数字１の端子に与えられた信号を丸数字３の端子から出力する第１の状態とし、故障修復のために必要な場合には、丸数字２の端子に与えられた信号を丸数字３の端子から出力する第２の状態に切り換える例を述べたが、インバータ回路を付加的に介挿した場合は、第２の状態を初期状態とし、第１の状態を切り換え後の状態とする運用を採ることも可能である。
【００８２】
(3)   シミュレーション段階での利用
これまで述べた実施形態は、実在のデュアルレールセレクタ回路に本発明を適用した実施例であるが、本発明は、ネットリストを用いたシミュレーション段階のデュアルレールセレクタ回路にも適用することが可能である。すなわち、ネットリストを用いたシミュレーション段階において、図３〜図６の回路図に示すデュアルレールセレクタ回路を用いた集積回路の設計を行い、レイアウトパターン化して、動作シミュレーションを実行する。そして、この動作シミュレーション時に、判定信号Ｆの論理値を調べるようにする。もし、シミュレーション段階でＦ＝「０」を示すデュアルレールセレクタ回路があれば、当該回路は、設計段階において、既にエラーが生じていることになる（たとえば、配線の設計寸法が不適切である等の潜在的な故障原因が含まれていることになる）。
【００８３】
このように、本発明に係るデュアルレールセレクタ回路を用いて回路設計を行えば、シミュレーション段階で、不適切な設計が行われた回路を特定することができるので、その段階で、エラーが生じたセレクタ回路を用いずに別な回路を代用するように設計変更したり、論理選択出力回路４０，５０に対する切り換え操作を行い、故障修復を行ったりする対応が可能になる。
【００８４】
こうして、シミュレーション段階で、エラーに対する適切な処理が完了すれば、設計プロセスの最終段階において、排他的論理和回路３０など、通常の動作には不要な部分を削除してしまい、実際に製造される回路構成を効率化することも可能である。
【００８５】
(4)   シングルセレクタ回路としての転用
本発明に係るセレクタ回路は、本来、デュアルレールセレクタ回路として利用される回路であるが、必要に応じて、これをシングルセレクタ回路として転用することも可能である。たとえば、図６に示す回路３５０を、デュアルレールセレクタ回路として用いる代わりに、２組のシングルセレクタ回路として用いるのであれば、上半分の回路と下半分の回路とに分離して用いればよい。この場合、排他的論理和回路３０は用いられない。
【００８６】
この場合、図示の回路のままでは、上半分の回路からは、正論理信号Ｃのみしか出力されないので、正論理トランスミッション・ゲート回路１０の出力信号（インバータ１１に与えられる入力信号）を、負論理信号Ｃバーとして出力させるような配線を施すようにしておけばよい。また、図示の回路のままでは、下半分の回路からは、負論理信号Ｃバーのみしか出力されないので、負論理トランスミッション・ゲート回路２０の出力信号（インバータ２１に与えられる入力信号）を、正論理信号Ｃとして出力させるような配線を施すようにしておけばよい。
【図面の簡単な説明】
【００８７】
【図１】従来の一般的なデュアルレールセレクタ回路の構成例を示す回路図である。
【図２】従来の一般的なデュアルレールセレクタ回路の別な構成例を示す回路図である。
【図３】故障検出機能をもった本発明に係るデュアルレールセレクタ回路の実施例を示す回路図である。
【図４】故障検出機能をもった本発明に係るデュアルレールセレクタ回路の別な実施例を示す回路図である。
【図５】故障検出および故障修復機能をもった本発明に係るデュアルレールセレクタ回路の実施例を示す回路図である。
【図６】故障検出および故障修復機能をもった本発明に係るデュアルレールセレクタ回路の別な実施例を示す回路図である。
【図７】図５および図６に示す選択出力回路４０，５０をヒューズ回路によって構成した例を示す図である。
【図８】図５および図６に示す選択出力回路４０，５０を物理的なスイッチ回路によって構成した例を示す図である。
【図９】図５および図６に示す選択出力回路４０，５０をトランジスタ回路によって構成した例を示す図である。
【符号の説明】
【００８８】
１０：正論理トランスミッション・ゲート回路
１１，１２：インバータ
２０：負論理トランスミッション・ゲート回路
２１，２２：インバータ
３０：排他的論理和回路
４０：選択出力回路
４１：インバータ
５０：選択出力回路
５１：インバータ
６１：第１接点
６２：第２接点
６３：切換子
６４：回動軸
７１，７２：ＡＮＤゲート回路
７３：ＯＲゲート回路
１００：デュアルレールセレクタ回路
１５０：デュアルレールセレクタ回路
２００：デュアルレールセレクタ回路
２５０：デュアルレールセレクタ回路
３００：デュアルレールセレクタ回路
Ａ，Ｂ，Ｃ：論理信号
Ｄ：制御論理信号
Ｆ：判定信号
Ｒ１：レーザ焼き切り型ヒューズ
Ｒ２：レーザ焼き継ぎ型ヒューズ
Ｓ：選択信号
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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【図８】
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【図９】
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