JP3511908B2 - NMOS network logic - Google Patents
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Description
【0001】[0001]
【発明の属する技術分野】本発明は、計算機の構成要素
であるCPU(Central Processing Unit),周辺制御用
LSI,ASIC,メモリ等の半導体集積回路装置に関
する。BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to a semiconductor integrated circuit device such as a CPU (Central Processing Unit), a peripheral control LSI, an ASIC, and a memory, which are components of a computer.
【0002】[0002]
【従来の技術】従来のCMOS論理回路においては、C
MOS VLSI設計の原理,富沢孝・松山康男監訳,
丸善株式会社発行,第37頁から第44頁において論じ
られているように、十分な直流ノイズマージンを確保
し、あるいは十分な回路遅延時間特性を得ることを目的
に、PMOSトランジスタ及びNMOSトランジスタの
チャネル幅を決定している。また、出力端子に接続され
るNMOSトランジスタの個数は、実現したい論理機能
によって決定している。すなわち、インバータ論理回路
の場合は出力端子に接続されるNMOSトランジスタの
個数は1個であり、2入力NOR論理回路の場合は、出
力端子に接続されるNMOSトランジスタの個数は2個
である。2. Description of the Related Art In a conventional CMOS logic circuit, C
MOS VLSI Design Principles, translated by Takashi Tomizawa and Yasuo Matsuyama,
As discussed on pages 37 to 44, published by Maruzen Co., Ltd., in order to secure a sufficient DC noise margin or obtain a sufficient circuit delay time characteristic, the channel of the PMOS transistor and the NMOS transistor is used. Determine the width. Further, the number of NMOS transistors connected to the output terminal is determined by a logic function to be realized. That is, in the case of an inverter logic circuit, the number of NMOS transistors connected to the output terminal is one, and in the case of a two-input NOR logic circuit, the number of NMOS transistors connected to the output terminal is two.
【0003】このように、従来のCMOS論理回路は、
直流伝達特性,遅延時間,論理機能によって、NMOS
トランジスタのチャネル幅と出力端子に接続するNMO
Sトランジスタの個数を決定していた。As described above, the conventional CMOS logic circuit has
NMOS by DC transfer characteristic, delay time and logic function
NMO connected to transistor channel width and output terminal
The number of S transistors was determined.
【0004】[0004]
【発明が解決しようとする課題】微細化が進展し、MO
Sトランジスタの接合容量Cd が減少し、また、電源電
圧Vが低くなってきている。このことにより、従来ソフ
トエラーと呼ばれているところのα粒子によるノイズの
問題が顕在化してきている。特に、図2に示すダイナミ
ックCMOS論理回路において、このα粒子によるノイ
ズの問題が顕著である。As the miniaturization progresses, MO
The junction capacitance C d of the S transistor has decreased, and the power supply voltage V has decreased. As a result, the problem of noise due to α particles, which is conventionally called a soft error, has become apparent. In particular, in the dynamic CMOS logic circuit shown in FIG. 2, the problem of noise due to the α particles is remarkable.
【0005】図2に示すダイナミック回路は、2入力論
理和回路の一例である。本従来例の回路は、プリチャー
ジPMOSトランジスタ101,ディスチャージNMO
Sトランジスタ102,出力反転バッファ103,論理
NMOS108 より構成する。プリチャージPMOSトランジ
スタ101は、第1の電源端子109と出力反転バッフ
ァの入力端子部103の間に接続され、論理NMOS108 と
ディスチャージNMOSトランジスタ102は、出力反転バ
ッファの入力端子部107と第2の電源端子の間に直列
接続される。The dynamic circuit shown in FIG. 2 is an example of a two-input OR circuit. The circuit of this conventional example includes a precharge PMOS transistor 101, a discharge NMO
S transistor 102, output inversion buffer 103, logic
It consists of NMOS108. The precharge PMOS transistor 101 is connected between the first power supply terminal 109 and the input terminal 103 of the output inversion buffer. The logic NMOS 108 and the discharge NMOS transistor 102 are connected between the input terminal 107 of the output inversion buffer and the second power supply. It is connected in series between the terminals.
【0006】出力反転バッファの入力端子部107は、
クロック信号がロウの期間に第1の電源電位にプリチャ
ージされ、出力端子105は第2の電源電位にセットさ
れる。次にクロックがハイの期間には、入力信号の値に
従って出力反転バッファの入力端子部107の電荷がデ
ィスチャージNMOS102 を介して放電され、出力端子は第
1の電源電位に立ち上がり、信号が次段回路へと伝搬し
ていく。[0006] The input terminal 107 of the output inversion buffer is
The clock signal is precharged to the first power supply potential during the low period, and the output terminal 105 is set to the second power supply potential. Next, during the high period of the clock, the charge at the input terminal 107 of the output inversion buffer is discharged via the discharge NMOS 102 in accordance with the value of the input signal, the output terminal rises to the first power supply potential, and the signal is supplied to the next circuit. Propagating to
【0007】ここで、クロックがハイの期間に、入力信
号が全てロウであったとすると、論理NMOSは全てオ
フとなり、出力反転バッファの入力端子部107はダイ
ナミックに電荷を保持している。出力反転バッファの入
力端子部107に接続されるNMOSの接合容量の総和
をΣCd =CD とすると、出力反転バッファの入力端子
部107に保持される電荷量は、QC =V・CD とな
る。実際には、プリチャージPMOSの拡散容量,出力
反転バッファの入力容量,回路内配線容量等が更に付加
しているが、ここでは、簡単のためにNMOSの拡散容
量だけを考慮することとする。Here, if all the input signals are low during the high period of the clock, all the logic NMOSs are turned off, and the input terminal 107 of the output inversion buffer dynamically holds the charge. Assuming that the sum of the junction capacitances of the NMOSs connected to the input terminal 107 of the output inversion buffer is ΔC d = C D , the amount of charge held in the input terminal 107 of the output inversion buffer is: Q C = V · C D It becomes. Actually, the diffusion capacitance of the precharge PMOS, the input capacitance of the output inversion buffer, the wiring capacitance in the circuit, and the like are further added. However, here, for simplicity, only the diffusion capacitance of the NMOS is considered.
【0008】一方、α粒子がNMOSトランジスタの拡
散領域に入射することによって発生するノイズ電荷量を
Qαとする。QC ≦2Qαとなると、α粒子によって発
生するノイズによって、出力反転バッファの入力端子部
107の電位が半分以下に低下し、回路誤動作を引き起
こす。On the other hand, alpha particles and Q alpha noise amount of charge generated by incident on the diffusion region of the NMOS transistor. When the Q C ≦ 2Q alpha, by noise generated by alpha particles, drops below the potential of the input terminal portion 107 is half of the output inverting buffer, causes circuit malfunction.
【0009】出力反転バッファの入力端子部107に保
持される電荷量QC は、電源電圧を下げると小さくなる
のに対し、α粒子によるノイズ電荷量Qαは、電源電圧
には依存しない。したがって、電源電圧を下げると、α
粒子によるノイズの影響がますます大きくなる傾向にあ
る。この問題は、従来ソフトエラーと呼ばれ、特にDR
AMで問題になっている。しかし、MOSトランジスタ
が微細化され、更に電源電圧が低く下げられると、CM
OS論理回路においても、α粒子によるノイズを無視す
ることはできなくなってきた。[0009] The charge amount Q C held in the input terminal portion 107 of the output inverting buffer, when lowering the power supply voltage becomes whereas small, noise charge amount Q alpha by alpha particles, does not depend on the supply voltage. Therefore, when the power supply voltage is reduced, α
The effect of noise due to particles tends to be even greater. This problem is conventionally called soft error, and in particular, DR error
It is a problem in AM. However, when the MOS transistor is miniaturized and the power supply voltage is further lowered, CM
Even in OS logic circuits, noise due to α particles cannot be ignored.
【0010】[0010]
【課題を解決するための手段】本発明は、α粒子によっ
てノイズが発生しても、CMOS論理回路が誤動作しな
いようにすることである。このためには、CMOS論理
回路の出力反転バッファの入力端子部107に保持され
る電荷量QC が、ノイズによって発生する電荷量Qαよ
り十分大きいことが必要である。SUMMARY OF THE INVENTION An object of the present invention is to prevent a CMOS logic circuit from malfunctioning even when noise is generated by α particles. For this purpose, the charge amount Q C held in the input terminal portion 107 of the output inverting buffers of CMOS logic circuits, it is necessary that sufficiently larger than the charge amount Q alpha generated by noise.
【0011】したがって、論理回路を構成するトランジ
スタにα粒子が入射した時に発生する最大ノイズ電荷量
をQαMAX とし、出力端子に接続されるNMOSトラン
ジスタの接合容量の総和をCD ,第1の電源と第2の電
源の電位差をVとすると、
CD >(2QαMAX/V) …(1)
となるように、設定すればよい。Therefore, the maximum noise charge generated when α particles enter a transistor constituting a logic circuit is defined as Q αMAX , the sum of the junction capacitances of the NMOS transistors connected to the output terminal is C D , the first power supply Assuming that the potential difference between the first power supply and the second power supply is V, C D > ( 2QαMAX / V) (1) may be set.
【0012】その実現方法は、いくつか考えられる。例
えば、図3に示すように、(1)式を満足するように余
分な接合容量をCa を出力反転バッファの入力端子部1
07に追加する方法がある。つまり、
CD =ΣCd+Ca>(2QαMAX/V)
となるように、Ca を追加する。Ca は、NMOSの拡
散領域を広くする等の方法で追加することができる。し
かし、この方法では、ノイズ耐性は高くなるものの、回
路内部に余分な容量が付くことになるので、回路スピー
ドが低下する問題点がある。There are several possible ways to achieve this. For example, as shown in FIG. 3, (1) input terminal of the output inverting buffer the C a extra junction capacitance so as to satisfy the formula 1
07. That is, C a is added so that C D = ΣC d + C a > ( 2QαMAX / V). C a can be added by a method such to widen the NMOS diffusion regions. However, in this method, although the noise resistance is increased, an extra capacitance is added inside the circuit, so that there is a problem that the circuit speed is reduced.
【0013】そこで、(1)式を満足する規模の論理回
路で論理ブロック全体を構成する方法が考えられる。
(1)式を満足する規模の回路という意味は、出力反転
バッファの入力端子部107に接続するNMOSトラン
ジスタの個数をn個とすると、(1)式を満足するn個
以上のNMOSトランジスタが出力反転バッファの入力
端子部107に並列接続された論理回路ということであ
る。In view of the above, a method is conceivable in which the entire logic block is constituted by a logic circuit having a scale satisfying the expression (1).
A circuit having a scale that satisfies the expression (1) means that if the number of NMOS transistors connected to the input terminal unit 107 of the output inversion buffer is n, n or more NMOS transistors that satisfy the expression (1) are output. It is a logic circuit connected in parallel to the input terminal 107 of the inversion buffer.
【0014】通常の方法よれば、ある規模の論理ブロッ
クを論理回路で実現する場合に、論理機能を規模の小さ
い回路の組み合わせによって構成する。つまり、2入力
の論理和回路や、2入力の論理積回路,2入力の排他論
理回路等を含む論理回路で構成する。しかし、このよう
な規模の小さい回路は、出力反転バッファの入力端子部
107に接続するNMOSトランジスタの個数nの値が
小さく、(1)式を満足しない。According to the usual method, when a logic block of a certain scale is realized by a logic circuit, the logic function is constituted by a combination of circuits of a small scale. That is, it is configured by a logic circuit including a two-input OR circuit, a two-input AND circuit, a two-input exclusive logic circuit, and the like. However, such a small-sized circuit has a small value of the number n of the NMOS transistors connected to the input terminal unit 107 of the output inversion buffer, and does not satisfy the expression (1).
【0015】したがって、論理ブロックの機能を表現す
る論理式を出力反転バッファの入力端子部107に接続
するNMOSトランジスタの個数nが(1)式を満足す
る値以上になるような単位の論理式に展開することによ
って、全ての回路が(1)式を満足する論理回路の組み
合わせによって、論理ブロック全体を構成することが可
能となる。Accordingly, the logical expression expressing the function of the logical block is converted into a logical expression of a unit such that the number n of the NMOS transistors connected to the input terminal 107 of the output inversion buffer becomes equal to or more than a value satisfying the expression (1). By expanding, it becomes possible to configure the entire logic block by a combination of logic circuits in which all circuits satisfy the expression (1).
【0016】[0016]
【発明の実施の形態】図1に本発明の第1の実施例を示
す。図1(a)に示す本実施例100は、α線粒子に対
するノイズ耐性を有するダイナミック回路である。プリ
チャージPMOSトランジスタ101,ディスチャージNM
OSトランジスタ102,出力反転バッファ103,並
列接続されたn個の論理NMOS108 より構成する。プリチ
ャージPMOSトランジスタ101は、第1の電源端子
109と出力反転バッファの入力端子部107の間に接
続され、論理NMOS108 とディスチャージNMOSトラン
ジスタ102は、出力反転バッファの入力端子部107
と第2の電源端子の間に直列接続される。FIG. 1 shows a first embodiment of the present invention. The embodiment 100 shown in FIG. 1A is a dynamic circuit having noise resistance to α-ray particles. Precharge PMOS transistor 101, discharge NM
It comprises an OS transistor 102, an output inversion buffer 103, and n logic NMOSs 108 connected in parallel. The precharge PMOS transistor 101 is connected between the first power supply terminal 109 and the input terminal 107 of the output inversion buffer. The logic NMOS 108 and the discharge NMOS transistor 102 are connected to the input terminal 107 of the output inversion buffer.
And a second power supply terminal.
【0017】出力反転バッファの入力端子部107は、
クロック信号がロウの期間に第1の電源電位にプリチャ
ージされ、出力端子105は第2の電源電位にセットさ
れる。次にクロックがハイの期間には、入力信号の値に
従って出力反転バッファの入力端子部107の電荷がデ
ィスチャージNMOS102 を介して放電され、出力端子は第
1の電源電位に立ち上がり、信号が次段回路へと伝搬し
ていく。The input terminal 107 of the output inversion buffer is
The clock signal is precharged to the first power supply potential during the low period, and the output terminal 105 is set to the second power supply potential. Next, during the high period of the clock, the charge at the input terminal 107 of the output inversion buffer is discharged via the discharge NMOS 102 in accordance with the value of the input signal, the output terminal rises to the first power supply potential, and the signal is supplied to the next circuit. Propagating to
【0018】ここで、クロックがハイの期間に、入力信
号が全てロウであったとすると、論理NMOSは全てオ
フとなり、出力反転バッファの入力端子部107はダイ
ナミックに電荷を保持している。出力反転バッファの入
力端子部107に接続されるNMOSの接合容量の総和
をΣCd =n・Cd =CD とすると、出力反転バッファ
の入力端子部107に保持される電荷量は、QC =V・
CD となる。実際には、プリチャージPMOSの拡散容
量,出力反転バッファの入力容量,回路内配線容量等が
更に付加しているが、ここでは、簡単のためにNMOS
の拡散容量だけを考慮することとする。このCD が、
(1)式を満足するようにnの値を定める。If the input signals are all low during the high period of the clock, all the logic NMOSs are turned off, and the input terminal 107 of the output inversion buffer dynamically holds the charge. Assuming that the sum of the junction capacitances of the NMOSs connected to the input terminal 107 of the output inversion buffer is ΔC d = n · C d = C D , the amount of charge held in the input terminal 107 of the output inversion buffer is Q C = V
It becomes C D. Actually, the diffusion capacitance of the precharge PMOS, the input capacitance of the output inversion buffer, the wiring capacitance in the circuit, and the like are further added.
Consider only the diffusion capacity of This CD is
The value of n is determined so as to satisfy the expression (1).
【0019】(1)式から、nの値はα粒子によって発
生するノイズQαMAX と電源電圧Vに依存する。α粒子
によって発生するノイズ量は、α粒子がNMOSトラン
ジスタの中を走る飛程距離に比例する。したがって、α
粒子によって発生するノイズ量は、おおよそNMOSト
ランジスタのチャネル幅Wに比例する。つまり、(1)式
を満足するNMOSトランジスタの個数をmとすると、
mの値は、NMOSトランジスタのチャネル幅Wと電源
電圧Vの関数として、
m=F1(W)F2(V) …(2)
と表すことができる。From the equation (1), the value of n depends on the noise QαMAX generated by the α-particles and the power supply voltage V. The amount of noise generated by the α-particle is proportional to the range over which the α-particle runs in the NMOS transistor. Therefore, α
The amount of noise generated by the particles is approximately proportional to the channel width W of the NMOS transistor. That is, assuming that the number of NMOS transistors satisfying the expression (1) is m,
The value of m can be expressed as m = F1 (W) F2 (V) (2) as a function of the channel width W of the NMOS transistor and the power supply voltage V.
【0020】並列接続された論理NMOS108 の個数nは、 n≧m …(3) を満足するように設定する。The number n of the logic NMOSs 108 connected in parallel is n ≧ m (3) Is set to satisfy.
【0021】図1(b)106は、図1(a)の回路図
100を示すシンボル図である。n入力のダイナミック
回路であることを示す。FIG. 1 (b) 106 is a symbol diagram showing the circuit diagram 100 of FIG. 1 (a). Indicates that the circuit is an n-input dynamic circuit.
【0022】図4には、図1の100に示す回路図のレ
イアウト図を示す。部品を示す番号は図1と共通であ
る。このレイアウト図の例で判るように、n個のNMO
Sトランジスタが並列接続されていても、実際には、出
力反転バッファの入力端子部107にNMOSトランジ
スタの拡散容量がn個接続されないことがある。レイア
ウトの方法にも依存するが、n個のNMOSトランジス
タが並列接続される場合には、おおよそn/2個の拡散
容量が接続されることが多い。本発明で必要な条件は、
(1)式を満足するトータル容量CD が、出力反転バッ
ファの入力端子部107に接続されることである。した
がって、(1)式を満足するNMOSトランジスタの拡
散領域の個数をk個、とすると、回路上のNMOSトラ
ンジスタの個数nとの間には、
n=A・k …(4)
Aはレイアウトパターンに依存した定数の関係がある。
通常は、Aの値は1より小さい値であるが、レイアウト
によっては、Aの値を1以上に設定することも可能であ
る。FIG. 4 shows a layout diagram of the circuit diagram 100 shown in FIG. The numbers indicating the parts are the same as those in FIG. As can be seen from the example of this layout diagram, n NMOs
Even if the S transistors are connected in parallel, in practice, n diffusion capacitors of the NMOS transistors may not be connected to the input terminal 107 of the output inversion buffer. Although it depends on the layout method, when n NMOS transistors are connected in parallel, approximately n / 2 diffusion capacitors are often connected. The conditions required in the present invention are:
(1) Total volume C D satisfying the equation is that it is connected to the input terminal portion 107 of the output inverting buffers. Therefore, assuming that the number of diffusion regions of the NMOS transistor that satisfies the expression (1) is k, n = A · k (4) where A is the layout pattern. Depends on the constant.
Usually, the value of A is smaller than 1, but the value of A can be set to 1 or more depending on the layout.
【0023】以下の説明では、簡単のために、回路上で
n個並列接続された場合にはn個の拡散領域が接続され
るものと仮定する。In the following description, for the sake of simplicity, it is assumed that, when n pieces are connected in parallel on a circuit, n pieces of diffusion regions are connected.
【0024】図5には、図1のNMOSトランジスタが
並列接続されて構成されたNMOSネットワーク論理部
104にα粒子が入射して発生するノイズの様子を示し
たものである。FIG. 5 shows a state of noise generated when α-particles are incident on the NMOS network logic section 104 constituted by connecting the NMOS transistors of FIG. 1 in parallel.
【0025】まず、図1の回路図において、クロックが
ハイの期間に、入力信号が全てロウであったとすると、
論理NMOSは全てオフとなり、出力反転バッファの入
力端子部107はダイナミックに電荷を保持している。
出力反転バッファの入力端子部107に接続されるNM
OSの接合容量の総和をΣCd =n・Cd =CD とする
と、出力反転バッファの入力端子部107に保持される
電荷量は、QC =V・CD となる。実際には、プリチャ
ージPMOSの拡散容量,出力反転バッファの入力容
量,回路内配線容量等が更に付加しているが、ここで
は、簡単のためにNMOSの拡散容量だけを考慮するこ
ととする。また、α粒子がNMOSトランジスタに入射
した場合に発生するノイズ電流111を示す。ノイズ電
流は、ピーク電流I1,パルス幅が数psから数十ps
のパルス電流と仮定することができる。First, in the circuit diagram of FIG. 1, suppose that all input signals are low while the clock is high.
All the logic NMOSs are turned off, and the input terminal portion 107 of the output inversion buffer dynamically holds charges.
NM connected to input terminal 107 of output inversion buffer
Assuming that the total sum of the junction capacitances of the OS is ΔC d = n · C d = C D , the charge amount held in the input terminal 107 of the output inversion buffer is Q C = V · C D. Actually, the diffusion capacitance of the precharge PMOS, the input capacitance of the output inversion buffer, the wiring capacitance in the circuit, and the like are further added. However, here, for simplicity, only the diffusion capacitance of the NMOS is considered. Also, a noise current 111 generated when α particles enter the NMOS transistor is shown. The noise current has a peak current I1 and a pulse width of several ps to several tens ps.
Can be assumed.
【0026】このダイナミックに電荷を保持している期
間に、図1の回路図の出力反転バッファの入力端子部1
07にノイズ電流が発生したときの107の電圧を11
2に示す。ここで、n1からn6は、並列接続される論
理NMOSの個数nによる違いを示している。n1は並
列接続されている論理NMOSの個数nが小さい。した
がって、出力反転バッファの入力端子部107に接続さ
れるNMOSの接合容量の総和CD が小さく、保持電荷
量QC も小さい。つまり、ノイズ電荷量Qαとの間に
は、
QC <Qα
の関係がある。よって、ノイズ電流によって、出力反転
バッファの入力端子部107の電圧は、0V近くまで立
ち下がり、回路が誤動作する。During the period when the charge is dynamically held, the input terminal 1 of the output inversion buffer shown in the circuit diagram of FIG.
07 when the noise current is generated is 11
It is shown in FIG. Here, n1 to n6 indicate differences depending on the number n of the logic NMOSs connected in parallel. In n1, the number n of the logic NMOSs connected in parallel is small. Therefore, the output sum C D junction capacitance of the NMOS is connected to the input terminal portion 107 of the inverting buffer is small, the holding amount of charge Q C is also small. In other words, between the noise charge amount Q alpha is related to Q C <Q α. Therefore, the voltage of the input terminal unit 107 of the output inversion buffer falls to near 0 V due to the noise current, and the circuit malfunctions.
【0027】一方、n6は並列接続されている論理NM
OSの個数nが大きい。したがって、出力反転バッファ
の入力端子部107に接続されるNMOSの接合容量の
総和CD が大きく、保持電荷量QC も大きい。つまり、
ノイズ電荷量Qαとの間には、
QC >Qα
の関係がある。よって、ノイズ電流によって、出力反転
バッファの入力端子部107の電圧は、わずかに立ち下
がるのみで、回路の誤動作には至らない。このように、
並列接続されている論理NMOSの個数nの値によっ
て、ノイズが発生した時の回路に及ぼす影響が異なる。On the other hand, n6 is a logic NM connected in parallel.
The number n of OSs is large. Therefore, large sum C D of the NMOS of the junction capacitance connected to the input terminal portion 107 of the output inverting buffer, the holding amount of charge Q C is also large. That is,
Between the noise charge amount Q alpha, a relationship of Q C> Q α. Therefore, the voltage of the input terminal unit 107 of the output inversion buffer slightly drops due to the noise current, and does not cause a malfunction of the circuit. in this way,
The effect on the circuit when noise occurs differs depending on the value of the number n of the logic NMOSs connected in parallel.
【0028】本実施例では、少なくともnの値をn3以
上に大きくし、ノイズが発生しても回路の誤動作には至
らないようにする。また、設計しようとする論理をnの
値をn3より大きく設定した論理単位に展開する。In this embodiment, at least the value of n is increased to n3 or more so that even if noise occurs, the circuit does not malfunction. Further, the logic to be designed is developed into logical units in which the value of n is set to be larger than n3.
【0029】図6は、実施例図1に示した回路の応用例
である。図1に示す回路を複数個直列あるいは並列接続
して、ある論理を構成する。この時、論理ブロックの入
力端子に接続する第1番目の論理回路は、ディスチャー
ジNMOS102 を有しているNMOSネットワーク論理回路11
3であり、113に直列接続する2番目以降のNMOSネッ
トワーク論理回路115,116は、ディスチャージN
MOSを有していない。ここまでが、1クロックサイク
ルの期間内に実行される論理であり、次のクロックサイ
クルで実行される論理の最初のNMOSネットワーク論
理回路114は、ディスチャージNMOS102 を有してい
る。このように、あるクロックサイクルで実行される第
1番目の論理回路のみディスチャージNMOS102 を有し、
他の2番目以降の論理回路は、ディスチャージNMOS102
を有しない構成とすることで高速化が達成される。FIG. 6 shows an application example of the circuit shown in FIG. A plurality of circuits shown in FIG. 1 are connected in series or in parallel to form a certain logic. At this time, the first logic circuit connected to the input terminal of the logic block is an NMOS network logic circuit 11 having a discharge NMOS 102.
3 and the second and subsequent NMOS network logic circuits 115 and 116 connected in series to 113
Does not have MOS. The above is the logic executed within one clock cycle, and the first NMOS network logic circuit 114 of the logic executed in the next clock cycle has the discharge NMOS 102. Thus, only the first logic circuit executed in a certain clock cycle has the discharge NMOS 102,
The other second and subsequent logic circuits include a discharge NMOS 102
The speedup is achieved by adopting a configuration having no.
【0030】つまり、あるクロックサイクルの第1番目
の論理回路には、プリチャージ動作を高速に開始するた
めに必要である。もし、ディスチャージNMOS102 がない
とすると、入力信号が全てハイでありNMOS論理部が
オンしているとすると、プリチャージPMOSがオンし
ても、NMOS論理部から第2の電源へ電流が流れてし
まい、出力をロウにセットすることができない。よっ
て、第1番目の論理回路には、ディスチャージNMOS102
が必要である。第1番目の論理回路の出力がロウにセッ
トされると、2番目の論理回路の入力信号は全てロウと
なる。したがって、2番目の論理回路をプリチャージす
るときには、第2の電源への電流の漏れはなく、プリチ
ャージ動作を行うことができる。That is, the first logic circuit in a certain clock cycle is required to start the precharge operation at high speed. If there is no discharge NMOS 102, and if the input signals are all high and the NMOS logic is on, then even if the precharge PMOS is on, current will flow from the NMOS logic to the second power supply. , The output cannot be set low. Therefore, the first logic circuit includes the discharge NMOS 102
is necessary. When the output of the first logic circuit is set low, the input signals of the second logic circuit all go low. Therefore, when precharging the second logic circuit, there is no leakage of current to the second power supply, and a precharge operation can be performed.
【0031】ディスチャージNMOS102 は、プリチャージ
動作のために必要なものであるが、逆にディスチャージ
動作する場合には、余分なNMOSを1個介することに
なり回路スピードの劣化を招く。よって、ディスチャー
ジNMOS102 がなくてもプリチャージ動作が可能な2番目
以降の論理回路には、ディスチャージNMOS102 を付けな
い構成の方が高速である。The discharge NMOS 102 is necessary for the precharge operation. Conversely, when the discharge operation is performed, one extra NMOS is interposed and the circuit speed is deteriorated. Therefore, in the second and subsequent logic circuits that can perform the precharge operation without the discharge NMOS 102, the configuration without the discharge NMOS 102 is faster.
【0032】しかし、あまり段数の多い論理であると、
入力のロウが確定するまでに時間を要する。つまり、プ
リチャージ時間が長くかかることになるので、ある程度
の回路段数毎に1個のディスチャージNMOS102 付き論理
回路を入れることも考えられる。However, if the logic has too many stages,
It takes time for the input row to be determined. That is, since the precharge time is long, it is conceivable to insert one logic circuit with the discharge NMOS 102 for every certain number of circuit stages.
【0033】図7は、実施例図1に示した回路の応用例
である。図1に示す回路は、本発明よりなる1線論理型
のNMOSネットワーク論理回路であるが、図7に示す
NMOSネットワーク論理回路は、2線論理型のNMOSネ
ットワーク論理回路である。NMOS論理部121は、
図1のNMOS論理部104を正負両方の論理で構成し
た2線論理である。2線論理で構成したNMOS論理部
121は、NMOS論理部104と同様に、条件式
(1)を満足するように論理を構成する。すなわち、正
負論理それぞれの出力反転バッファの入力部にはn個以
上のNMOSが並列接続される。この構成によって、α
線ノイズが発生しても誤動作しない2線式NMOSネッ
トワーク論理回路が実現できる。FIG. 7 shows an application of the circuit shown in FIG. The circuit shown in FIG. 1 is a one-wire logic type NMOS network logic circuit according to the present invention, but is shown in FIG.
The NMOS network logic circuit is a two-wire logic type NMOS network logic circuit. The NMOS logic unit 121
This is a two-wire logic in which the NMOS logic unit 104 in FIG. 1 is configured by both positive and negative logics. Similarly to the NMOS logic unit 104, the NMOS logic unit 121 configured by two-wire logic configures logic so as to satisfy the conditional expression (1). That is, n or more NMOSs are connected in parallel to the input portions of the output inversion buffers of the positive and negative logics. With this configuration, α
A two-wire NMOS network logic circuit that does not malfunction even when line noise occurs can be realized.
【0034】2線NMOSネットワーク論理回路は、信
号出力を完了したことを示す自己同期信号123を生成
する。この自己同期信号を2番目以降のNMOSネット
ワーク論理回路119,120のプリチャージPMOS
に入力することによって、自己同期動作が可能となる。The 2-wire NMOS network logic circuit generates a self-synchronizing signal 123 indicating that signal output has been completed. This self-synchronizing signal is used as a precharge PMOS for the second and subsequent NMOS network logic circuits 119 and 120.
, A self-synchronous operation becomes possible.
【0035】以下、回路動作の詳細を説明する。まず、
本論理ブロックが動作を開始する時、リセット信号13
3がハイとなる。これによって、自己同期信号がロウと
なり、2番目以降のNMOSネットワーク論理回路11
9,120がプリチャージされる。2線式NMOSネッ
トワーク論理回路119,120の出力は全てロウとな
る。その後、リセット信号133はロウへと切り替え、
ロウを維持する。次にクロック信号がロウとなると、第
1番目の2線式NMOSネットワーク論理回路がプリチ
ャージされる。これで、全ての回路がプリチャージされ
た初期状態となる。The details of the circuit operation will be described below. First,
When the logic block starts operating, the reset signal 13
3 goes high. As a result, the self-synchronization signal becomes low, and the second and subsequent NMOS network logic circuits 11
9, 120 are precharged. The outputs of the two-wire NMOS network logic circuits 119 and 120 are all low. After that, the reset signal 133 switches to low,
Keep the row. Next, when the clock signal goes low, the first two-wire NMOS network logic is precharged. Thus, all circuits are in the precharged initial state.
【0036】次に、クロック信号がハイとなり、入力信
号が伝搬していく。2線式NMOSネットワーク論理回
路120の出力131,132が確定すると、今まで両
方がロウであった出力131,132のいずれか一方が
必ずハイへと変化する。131,132は3入力NOR回路
に入力されており、その出力信号である自己同期信号1
23がロウへと変化する。この一連の動作により、2線
式NMOSネットワーク論理回路120の出力信号が確
定した時点で、自己同期信号123がロウとなって、2
線式NMOSネットワーク論理回路119,120のプ
リチャージ動作を開始する。Next, the clock signal goes high, and the input signal propagates. When the outputs 131 and 132 of the two-wire NMOS network logic circuit 120 are determined, one of the outputs 131 and 132, which were both low until now, always changes to high. 131 and 132 are input to a three-input NOR circuit, and the output signal of the self-sync signal 1
23 changes to low. By this series of operations, when the output signal of the two-wire NMOS network logic circuit 120 is determined, the self-synchronization signal 123 becomes low,
The precharge operation of the linear NMOS network logic circuits 119 and 120 is started.
【0037】このように、2線式NMOSネットワーク
論理回路で構成し、自己同期信号によるプリチャージ動
作をすることによって、1相クロックでの1クロックサ
イクル期間の2線式NMOSネットワーク論理回路の動
作が可能となる。1線式NMOSネットワーク論理回路の場
合には、2相クロックを用いないと1クロックサイクル
の動作はできない。As described above, the operation of the two-wire NMOS network logic circuit in one clock cycle period of one-phase clock can be performed by forming the two-wire NMOS network logic circuit and performing the precharge operation by the self-synchronization signal. It becomes possible. In the case of a one-wire type NMOS network logic circuit, one clock cycle cannot be operated unless a two-phase clock is used.
【0038】図8は、NMOSネットワーク論理回路1
16の後段に、完全相補型CMOS論理回路124を直
列接続した例である。このように、NMOSネットワー
ク論理回路の後段に完全相補型CMOS論理回路を直列
接続することは可能であるが、例えば逆に完全相補型C
MOS論理回路124の後段にNMOSネットワーク論
理回路116を直列接続することはできない。なぜな
ら、他の全てのNMOSネットワーク論理回路の出力が
ロウとなるプリチャージ期間に、完全相補型CMOS論理回
路の出力は、論理によってはハイとなっている可能性が
ある。その場合、次段に接続されるNMOSネットワー
ク論理回路の入力信号がハイとなっていることになり、
プリチャージした電荷が放電されてしまい、信号が伝搬
しなくなる。しかし、NMOSネットワーク論理回路の
後段に完全相補型CMOS論理回路を接続する場合には
このような問題は生じないので、図8の構成は可能であ
る。図9は、論理合成の方法を示す本発明の実施例であ
る。125は本発明よりなるNMOSネットワーク論理
回路で構成する論理合成に必要な情報を有する回路ライ
ブラリィである。126は、実現したい論理を記述した
上位記述であり、例えばRTL(Register Transfer Lev
el)で記述された論理ネットファイルである。127は
126と125を入力情報として、論理を自動合成する
合成プログラムである。128は論理合成の出力結果で
あり、ゲートレベルの論理ファイルである。この時、ゲ
ートレベルのネットリスト128は、125で定義され
た本発明よりなるNMOSネットワーク論理回路で構成
したゲート記述の論理ファイルである。したがって、1
28の論理ファイルで使用されているどのゲート回路
も、ノイズ条件式(1)を満足するNMOSネットワー
ク論理回路で構成される。従来のダイナミック論理回路
を用いた場合は、NMOS論理の部分にノイズに対する
保証がなされていないため、自動的に論理を合成すると
回路誤動作を生じる可能性がある。従来のダイナミック
回路にノイズに対する保証回路を付加すると回路特性が
低下する問題がある。また、従来のように小さい単位の
NMOS論理を用いると、論理NMOSを信号が伝搬す
るトータルディレイ時間に対する出力バッファのディレ
イ時間の占める割合が大きく、完全相補型CMOS回路
に対するダイナミック回路の高速化効果が小さい。本発
明では、このような問題を生じないNMOSネットワー
ク論理回路による回路ライブラリィを用いて論理合成す
るので、その出力結果は、上記ノイズ,ディレイの問題
を生じないゲート記述の論理ファイルとなる。FIG. 8 shows an NMOS network logic circuit 1.
This is an example in which a fully complementary CMOS logic circuit 124 is connected in series at a stage subsequent to 16. As described above, it is possible to connect a fully complementary CMOS logic circuit in series at the subsequent stage of the NMOS network logic circuit.
The NMOS network logic circuit 116 cannot be connected in series at the subsequent stage of the MOS logic circuit 124. Because, during the precharge period when the outputs of all the other NMOS network logic circuits are low, the output of the fully complementary CMOS logic circuit may be high depending on the logic. In that case, the input signal of the NMOS network logic circuit connected to the next stage is high,
The precharged charge is discharged, and the signal does not propagate. However, when a completely complementary CMOS logic circuit is connected to the subsequent stage of the NMOS network logic circuit, such a problem does not occur, so that the configuration of FIG. 8 is possible. FIG. 9 is an embodiment of the present invention showing a method of logic synthesis. Reference numeral 125 denotes a circuit library having information necessary for logic synthesis constituted by the NMOS network logic circuit according to the present invention. Reference numeral 126 denotes a higher-level description describing a logic to be realized, for example, RTL (Register Transfer Lev.).
This is a logical net file described in el). 127 is a synthesizing program for automatically synthesizing logic using 126 and 125 as input information. An output result 128 of the logic synthesis is a gate-level logic file. At this time, the gate-level netlist 128 is a logic file of the gate description constituted by the NMOS network logic circuit defined by 125 according to the present invention. Therefore, 1
Each of the gate circuits used in the 28 logic files is composed of an NMOS network logic circuit that satisfies the noise conditional expression (1). When a conventional dynamic logic circuit is used, there is no guarantee against noise in the NMOS logic portion, and therefore, if logic is automatically synthesized, a circuit malfunction may occur. If a guarantee circuit for noise is added to the conventional dynamic circuit, there is a problem that circuit characteristics deteriorate. Also, when the NMOS logic of a small unit is used as in the related art, the ratio of the delay time of the output buffer to the total delay time in which the signal propagates through the logic NMOS is large, and the effect of increasing the speed of the dynamic circuit with respect to the completely complementary CMOS circuit is reduced. small. In the present invention, logic synthesis is performed using a circuit library based on an NMOS network logic circuit that does not cause such a problem, and the output result is a logic file of a gate description that does not cause the above-described noise and delay problems.
【0039】回路ライブラリィに定義しているNMOS
ネットワーク論理回路は、ノイズ条件式(1)を満足す
るように設計した回路であるため、出力バッファの入力
にはn個以上のNMOSが並列接続されている。したが
って、論理合成は、NMOSが多数並列接続されるよう
な論理に最適化する。従来の論理合成が面積と遅延時間
のみを最適化の条件としていたのに対して、本発明で
は、NMOSがn個以上並列接続されることを最適化の
必要条件とする。NMOS defined in circuit library
Since the network logic circuit is a circuit designed to satisfy the noise conditional expression (1), n or more NMOSs are connected in parallel to the input of the output buffer. Therefore, the logic synthesis is optimized to a logic in which many NMOSs are connected in parallel. Whereas conventional logic synthesis uses only the area and the delay time as conditions for optimization, in the present invention, it is a necessary condition for optimization that n or more NMOSs are connected in parallel.
【0040】図10は、図9と同様に論理合成の実施例
である。129は本発明よりなるNMOSネットワーク
論理回路および完全相補型CMOS論理回路で構成する
論理合成に必要な情報を有する回路ライブラリィであ
る。ここでの、完全相補型CMOS論理回路には、本発
明のノイズ条件式(1)による制約はない。NMOSネッ
トワーク論理回路および完全相補型CMOS論理回路の
両方の回路を用いて論理合成をする。しかし、図8に示
す実施例で説明した通り、NMOSネットワーク論理回
路の後段に完全相補型CMOS論理回路を接続すること
は可能であるが、逆に完全相補型CMOS論理回路の後
段にNMOSネットワーク論理回路を接続することはで
きない。したがって、この回路種による接続関係を論理
合成の制約条件に加える必要がある。FIG. 10 is an embodiment of the logic synthesis similar to FIG. Reference numeral 129 denotes a circuit library having information necessary for logic synthesis constituted by the NMOS network logic circuit and the completely complementary CMOS logic circuit according to the present invention. Here, the completely complementary CMOS logic circuit is not restricted by the noise conditional expression (1) of the present invention. The logic is synthesized using both the NMOS network logic circuit and the fully complementary CMOS logic circuit. However, as described in the embodiment shown in FIG. 8, it is possible to connect the fully complementary CMOS logic circuit to the subsequent stage of the NMOS network logic circuit. No circuits can be connected. Therefore, it is necessary to add the connection relation by the circuit type to the constraint condition of the logic synthesis.
【0041】図11は、図9と同様に論理合成の実施例
である。130は本発明よりなる2線論理型NMOSネ
ットワーク論理回路で構成する論理合成に必要な情報を
有する回路ライブラリィである。2線論理型のNMOS
ネットワーク論理回路を用いた回路記述に合成するの
で、上位記述または論理合成プログラムのいずれかに
は、2線論理の合成に適した記述もしくは論理変換が必
要である。FIG. 11 shows an embodiment of the logic synthesis similar to FIG. Reference numeral 130 denotes a circuit library having information necessary for logic synthesis constituted by a two-wire logic type NMOS network logic circuit according to the present invention. 2-wire logic type NMOS
Since the synthesis is made into a circuit description using a network logic circuit, either a higher-level description or a logic synthesis program needs a description or logic conversion suitable for the synthesis of two-wire logic.
【0042】図12は、12入力のOR論理と6入力の
セレクト論理を従来のダイナミック回路と本発明よりな
るNMOSネットワーク論理回路で構成した実施例であ
る。134は従来のダイナミック回路による論理回路、
135はNMOSネットワーク論理回路であり、134
と135は等価論理である。FIG. 12 shows an embodiment in which a 12-input OR logic and a 6-input select logic are constituted by a conventional dynamic circuit and an NMOS network logic circuit according to the present invention. 134 is a logic circuit based on a conventional dynamic circuit,
135 is an NMOS network logic circuit;
And 135 are equivalent logic.
【0043】134の従来回路による論理回路は、13
6の従来のダイナミック回路による2入力NOR回路,
137の従来のダイナミック回路による2入力NOR回
路,138の従来のダイナミック回路による3入力NO
R回路によって、12入力のOR回路を構成し、139
の従来のダイナミック回路による3入力セレクタ回路,
140の従来のダイナミック回路による3入力セレクタ
回路,141の従来のダイナミック回路による2入力セ
レクタ回路により6入力のセレクト論理を構成してい
る。The logic circuit of the conventional circuit of 134 has 13
6, a two-input NOR circuit using a conventional dynamic circuit,
137 two-input NOR circuit using a conventional dynamic circuit, 138 three-input NOR circuit using a conventional dynamic circuit
The R circuit constitutes a 12-input OR circuit, and 139
3 input selector circuit by the conventional dynamic circuit of
A 6-input select logic is constituted by a 3-input selector circuit of 140 conventional dynamic circuits and a 2-input selector circuit of 141 conventional dynamic circuits.
【0044】135のNMOSネットワーク回路による
論理回路は、142のNMOSネットワーク論理回路に
よる12入力のOR回路,143のNMOSネットワー
ク論理回路による6入力セレクタ回路により、論理回路
を構成している。The logic circuit composed of 135 NMOS network circuits is composed of a 12-input OR circuit composed of 142 NMOS network logic circuits and a 6-input selector circuit composed of 143 NMOS network logic circuits.
【0045】本実施例に示すように、従来のダイナミッ
ク回路では小規模なNMOS論理を多段に組み合わせる
ことによって論理を構成しているのに対して、NMOS
ネットワーク論理回路はNMOSトランジスタを多数並
列に接続することによって論理を構成している。As shown in this embodiment, in the conventional dynamic circuit, the logic is configured by combining small-scale NMOS logics in multiple stages.
The network logic circuit forms a logic by connecting a large number of NMOS transistors in parallel.
【0046】従来ダイナミック回路134は、完全相補
型CMOS回路に通常使用されるゲート回路を単位とし
て論理を構成しており、ノイズのためにわざわざNMO
Sを多数並列に接続することは考慮していない。一方、
本発明のNMOSネットワーク回路135は、上述のノ
イズ条件式(1)を満足するように考慮してNMOSを
多数並列接続し、α粒子によるノイズで回路が誤動作し
ないことを保障した回路構成となっている。The conventional dynamic circuit 134 constitutes a logic in units of a gate circuit usually used for a completely complementary CMOS circuit, and has a problem of NMO due to noise.
No consideration is given to connecting a large number of S in parallel. on the other hand,
The NMOS network circuit 135 of the present invention has a circuit configuration in which a large number of NMOSs are connected in parallel in consideration of satisfying the above-mentioned noise conditional expression (1), and the circuit does not malfunction due to noise due to α particles. I have.
【0047】[0047]
【発明の効果】本発明によれば、α粒子が回路に入射し
ても回路誤動作を生じることのないダイナミック回路を
構成することが可能である。ノイズ保障回路を付加する
ことなくノイズ保障が可能であるので、ノイズ保障回路
による回路遅延時間特性の低下がない。つまり、従来の
ノイズ保障を付加したダイナミック回路に比較して高速
である。According to the present invention, it is possible to construct a dynamic circuit that does not cause a circuit malfunction even when α particles enter the circuit. Since noise can be guaranteed without adding a noise assurance circuit, there is no reduction in circuit delay time characteristics due to the noise assurance circuit. That is, the speed is higher than that of a conventional dynamic circuit to which noise assurance is added.
【0048】また、n個以上のNMOSを並列接続した
回路を基本単位としてるので、小規模なダイナミック回
路を基本単位とする場合に比較して高速化の効果が高
い。つまり、従来の小規模な回路単位の場合には、NM
OS論理部の遅延時間に対する出力バッファの遅延時間
の占める割合が高く、完全相補型CMOS論理回路に対
する高速化の効果は小さい場合がある。これに対して、
本発明よりなるNMOSネットワーク論理回路の場合に
は、n個以上のNMOS論理に対して1個の出力バッフ
ァが付くことになるので、NMOS論理の遅延時間に対
する出力バッファ部の遅延時間の占める割合は小さい。
したがって、従来の小規模な単位のダイナミック回路に
比較して、本発明のNMOSダイナミック回路は高速化
である。Further, since a circuit in which n or more NMOSs are connected in parallel is used as a basic unit, the effect of speeding up is higher than when a small dynamic circuit is used as a basic unit. That is, in the case of a conventional small circuit unit, NM
The ratio of the delay time of the output buffer to the delay time of the OS logic unit is high, and the effect of increasing the speed on the completely complementary CMOS logic circuit may be small. On the contrary,
In the case of the NMOS network logic circuit according to the present invention, since one output buffer is provided for n or more NMOS logics, the ratio of the delay time of the output buffer unit to the delay time of the NMOS logic is as follows. small.
Therefore, the speed of the NMOS dynamic circuit of the present invention is higher than that of a conventional small-scale dynamic circuit.
【図1】本発明のNMOSネットワーク論理回路。FIG. 1 is an NMOS network logic circuit of the present invention.
【図2】従来のダイナミック論理回路。FIG. 2 shows a conventional dynamic logic circuit.
【図3】本発明のダイナミック論理回路。FIG. 3 is a dynamic logic circuit of the present invention.
【図4】本発明のNMOSネットワーク論理回路のレイ
アウト図。FIG. 4 is a layout diagram of an NMOS network logic circuit of the present invention.
【図5】本発明のNMOSネットワーク論理回路のノイ
ズ特性。FIG. 5 shows noise characteristics of the NMOS network logic circuit of the present invention.
【図6】本発明の実施例。FIG. 6 shows an embodiment of the present invention.
【図7】本発明の実施例。FIG. 7 shows an embodiment of the present invention.
【図8】本発明の実施例。FIG. 8 shows an embodiment of the present invention.
【図9】本発明の実施例。FIG. 9 shows an embodiment of the present invention.
【図10】本発明の実施例。FIG. 10 shows an embodiment of the present invention.
【図11】本発明の実施例。FIG. 11 shows an embodiment of the present invention.
【図12】従来の論理回路と本発明の論理回路を示した
図。FIG. 12 is a diagram showing a conventional logic circuit and a logic circuit of the present invention.
100…本発明のNMOSネットワーク論理回路、10
1…プリチャージPMOS、102…ディスチャージNMO
S、103…出力バッファ、104…NMOSネットワ
ーク論理部、105…出力端子、106…NMOSネッ
トワーク論理回路のシンボル図、107…出力反転バッ
ファ回路の入力端子、108…論理NMOS、109…第1
の電源端子、110…第2の電源端子、111…α粒子
によるノイズ電流、112…107の電圧、113,1
14…ディスチャージNMOS付きのNMOSネットワ
ーク論理回路、115,116…ディスチャージNMO
SなしのNMOSネットワーク論理回路、117,11
8…ディスチャージNMOS付きの2線NMOSネットワー
ク論理回路、119,120…ディスチャージNMOSなし
の2線NMOSネットワーク論理回路、121…2線N
MOSネットワーク論理部、122…3入力NOR回
路、123…信号処理の完了を示す自己同期信号、12
4…完全相補型CMOS回路、125…NMOSネット
ワーク論理部よりなる回路ライブラリィ、126…RT
Lネットリスト、127…自動論理合成プログラム、1
28…ゲートレベルのネットリスト、129…NMOS
ネットワーク論理回路と完全相補型CMOS回路よりな
る回路ライブラリィ、130…2線型NMOSネットワ
ーク論理回路よりなる回路ライブラリィ、131…正論
理の出力信号、132…負論理の出力信号、133…リ
セット信号、134…従来のダイナミック回路による論
理回路、135…本発明NMOSネットワーク論理回
路、136,137…従来のダイナミック回路による2
入力NOR回路、138…従来のダイナミック回路による
3入力NOR回路、139,140…従来のダイナミッ
ク回路による3入力セレクタ回路、141…従来のダイ
ナミック回路による2入力セレクタ回路、142…本発
明NMOSネットワーク論理回路による12入力OR回
路、143…本発明NMOSネットワーク論理回路によ
る6入力セレクタ回路。100 ... NMOS network logic circuit of the present invention, 10
1: Precharge PMOS, 102: Discharge NMO
S, 103: output buffer, 104: NMOS network logic unit, 105: output terminal, 106: symbol diagram of NMOS network logic circuit, 107: input terminal of output inversion buffer circuit, 108: logic NMOS, 109: first
Power terminal 110, a second power terminal 111, a noise current due to α particles, a voltage 112
14 ... NMOS network logic circuit with discharge NMOS, 115, 116 ... Discharge NMO
NMOS network logic without S, 117, 11
8 ... 2-wire NMOS network logic circuit with discharge NMOS, 119, 120 ... 2-wire NMOS network logic circuit without discharge NMOS, 121 ... 2-wire N
MOS network logic section, 122... 3-input NOR circuit, 123... Self-synchronization signal indicating completion of signal processing, 12.
4 ... Complementary CMOS circuit, 125 ... Circuit library consisting of NMOS network logic unit, 126 ... RT
L netlist 127 ... automatic logic synthesis program, 1
28: Gate level netlist, 129: NMOS
A circuit library consisting of a network logic circuit and a fully complementary CMOS circuit; a circuit library consisting of a two-line NMOS network logic circuit; an output signal of a positive logic; an output signal of a negative logic; a reset signal; 134: a logic circuit based on a conventional dynamic circuit; 135: an NMOS network logic circuit of the present invention; 136, 137: 2 based on a conventional dynamic circuit
Input NOR circuit, 138: 3-input NOR circuit using conventional dynamic circuit, 139, 140: 3-input selector circuit using conventional dynamic circuit, 141: 2-input selector circuit using conventional dynamic circuit, 142: NMOS network logic circuit of the present invention 12-input OR circuit, 143... 6-input selector circuit using the NMOS network logic circuit of the present invention.
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (56)参考文献 特開 平10−56374(JP,A) 特開 平11−68549(JP,A) 特開 平11−261406(JP,A) 特開 平9−232523(JP,A) 特開 平2−168724(JP,A) 特開 平10−93411(JP,A) 特開 平7−288465(JP,A) 特開 昭62−224118(JP,A) (58)調査した分野(Int.Cl.7,DB名) H03K 19/096 ────────────────────────────────────────────────── ─── Continuation of the front page (56) References JP-A-10-56374 (JP, A) JP-A-11-68549 (JP, A) JP-A-11-261406 (JP, A) JP-A 9-96 232523 (JP, A) JP-A-2-168724 (JP, A) JP-A-10-93411 (JP, A) JP-A-7-288465 (JP, A) JP-A-62-224118 (JP, A) (58) Field surveyed (Int. Cl. 7 , DB name) H03K 19/096
Claims (7)
体基盤上に形成された半導体集積回路において、 第1の電源端子と、第2の電源端子と、出力反転バッフ
ァと、上記第1の電源端子と上記出力反転バッファの入
力との間に接続されたPMOSトランジスタと、上記第
2の電源端子と上記出力反転バッファの入力との間に接
続され、複数の並列接続されたNMOSトランジスタと
を有するCMOS論理回路であって、 上記NMOSトランジスタの接合容量の総和を2Q α
MAX /V(Q α MAX はNMOSトランジスタのドレイン領
域にα粒子が入射した時に発生する最大ノイズ電荷量で
あり、Vは第1の電源と第2の電源の電位差)より大き
くすることを特徴とする半導体集積回路。1. A semiconductor integrated circuit in which a plurality of field effect transistors are formed on the same semiconductor substrate, a first power terminal, a second power terminal, an output inversion buffer, and the first power terminal. And a PMOS transistor connected between the second power supply terminal and the input of the output inversion buffer, and a plurality of parallel-connected NMOS transistors connected between the second power supply terminal and the input of the output inversion buffer. A logic circuit, wherein the sum of the junction capacitances of the NMOS transistors is 2Q α
MAX / V (Q α MAX is the drain area of the NMOS transistor
The maximum noise charge generated when α particles enter the region
V is larger than the potential difference between the first power supply and the second power supply)
A semiconductor integrated circuit characterized by:
単位接合容量をCd 、上記NMOSトランジスタの数をn、
上記NMOSトランジスタの接合容量の総和をC D とし
た場合、n・Cd ≧CD を満たす半導体集積回路。2. The device according to claim 1, wherein a unit junction capacitance corresponding to the drain of one of the NMOS transistors is C d , the number of the NMOS transistors is n ,
The sum of junction capacitance of the NMOS transistor when the C D, a semiconductor integrated circuit satisfying n · C d ≧ C D.
された複数の論理回路ブロックを有する半導体集積回路
において、 少なくとも1つの上記論理回路ブロックは、第1の電源
端子と、第2の電源端子と、出力反転バッファと、上記
第1の電源端子と上記出力反転バッファの入力との間に
接続されたPMOSトランジスタと、上記第2の電源端
子と上記出力反転バッファの入力との間に接続された、
複数の並列接続されたNMOSトランジスタとを有し、
上記NMOSトランジスタの接合容量の総和をCD 、上
記NMOSトランジスタのドレイン領域にα粒子が入射
した時に発生する最大ノイズ電荷量をQα MAX 、上記第
1の電源と上記第2の電源の電位差をVとした場合、C
D >(2Qα MAX /V)である半導体集積回路。3. A semiconductor integrated circuit having a plurality of logic circuit blocks constituted by a plurality of field effect transistors, wherein at least one of the logic circuit blocks has a first power supply terminal, a second power supply terminal, and an output. An inversion buffer, a PMOS transistor connected between the first power supply terminal and the input of the output inversion buffer, and a PMOS transistor connected between the second power supply terminal and the input of the output inversion buffer ;
A plurality of NMOS transistors connected in parallel ,
The total sum of the junction capacitances of the NMOS transistor is C D , the maximum noise charge generated when α particles enter the drain region of the NMOS transistor is Q α MAX , and the potential difference between the first power supply and the second power supply is If V, C
D> (2Q α MAX / V ) in a semiconductor integrated circuit.
に同期して動作する論理回路ブロックであって、少なく
とも1つの上記論理回路ブロックはクロック信号に同期
しない論理回路ブロックである半導体集積回路。4. The logic circuit according to claim 3, wherein at least one of the logic circuit blocks is a logic circuit block that operates in synchronization with a clock signal, and at least one of the logic circuit blocks is a logic circuit block that is not synchronized with a clock signal. A semiconductor integrated circuit.
号処理の完了を示す信号によって動作する半導体集積回
路。5. The semiconductor integrated circuit according to claim 4 , wherein the logic circuit block not synchronized with the clock signal operates by a signal indicating completion of signal processing.
ックCMOS論理回路が接続される半導体集積回路。6. The semiconductor integrated circuit according to claim 3, wherein a completely complementary static CMOS logic circuit is connected to an output terminal of said logic circuit block.
体基盤上に形成された半導体集積回路を生成する方法で
あって、 CMOS回路を構成する第2の電源端子と出力反転バッ
ファの入力との間に接続され、複数の並列接続されたN
MOSトランジスタ、NMOSトランジスタの接合容量
の総和をCD 、上記NMOSトランジスタのドレイン領
域にα粒子が入射した時に発生する最大ノイズ電荷量を
Qα MAX 、第1の電源と上記第2の電源の電位差をVと
した場合、CD >(2Qα MA/V)の条件を満たすよう
に上記NMOSトランジスタを並列に接続する半導体集
積回路の生成方法。7. A method for producing a semiconductor integrated circuit in which a plurality of field-effect transistors are formed on the same semiconductor substrate, comprising: a second power supply terminal constituting a CMOS circuit and an input of an output inversion buffer. And a plurality of N connected in parallel.
The sum of the junction capacitances of the MOS transistor and the NMOS transistor is C D , the maximum noise charge generated when α particles enter the drain region of the NMOS transistor is Q α MAX , and the potential difference between the first power supply and the second power supply. If the set to V, C D> generation method of a semiconductor integrated circuit which connects the NMOS transistor to satisfy the condition of (2Q α MA / V) in parallel.
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| JP26768898A JP3511908B2 (en) | 1998-09-22 | 1998-09-22 | NMOS network logic |
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| JP2000101420A JP2000101420A (en) | 2000-04-07 |
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|---|---|---|---|---|
| WO2005076479A1 (en) | 2004-02-04 | 2005-08-18 | Japan Aerospace Exploration Agency | Soi structure single event tolerance inverter, nand element, nor element, semiconductor memory element, and data latch circuit |
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- 1998-09-22 JP JP26768898A patent/JP3511908B2/en not_active Expired - Fee Related
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