JPH0648724B2 - Master slice type semiconductor integrated circuit device - Google Patents
Master slice type semiconductor integrated circuit deviceInfo
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- JPH0648724B2 JPH0648724B2 JP61080104A JP8010486A JPH0648724B2 JP H0648724 B2 JPH0648724 B2 JP H0648724B2 JP 61080104 A JP61080104 A JP 61080104A JP 8010486 A JP8010486 A JP 8010486A JP H0648724 B2 JPH0648724 B2 JP H0648724B2
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Description
【発明の詳細な説明】 〔産業上の利用分野〕 本発明はマスタスライス型半導体集積回路装置(LS
I)に係り、特に全面敷き詰め型ゲートアレイLSI好
適なマクロセルの構成を有するマスタスライス型半導体
集積回路装置に関する。The present invention relates to a master slice type semiconductor integrated circuit device (LS).
In particular, the present invention relates to a master slice type semiconductor integrated circuit device having a macrocell structure suitable for a gate array LSI having a full surface spread type.
近年、従来の固定チヤンネル型ゲートアレイに変わつ
て、全面敷き詰め型ゲートアレイが注目されている。こ
れについては、アイ・イー・イー・イー・プロシーデン
グ オブ カスタム インテグレーテツド サーキツト
コンフアレンス(Proceedings of IEEE 1985 Custom
Integrated Circuits Conference)(1985年5月20〜
23日)第15頁から第17頁において論じられてい
る。全面敷き詰め型とは、チツプ内部領域全面に基本セ
ルを配置し、チヤンネル領域可変の特徴を最大限発揮し
て実装ゲート数を増加させるものである。これを第2図
のマスタチツプ構成で説明する。チツプ50上の周辺領
域51には、入出力バツフアを含む外部セル52とボン
デイングパツド(図示せず)が配置されている。内部領
域54には基本セル53が全面に敷き詰められている。
したがつて、配線チヤンネルは、基本セルのY軸方向の
長さ(以下、高さと称する)の単位で、あるいは上記公
知例文献で述べられているように基本セルに対称性を持
たせることにより、基本セルの半分の高さ単位で選択で
きるので、高密度実装が可能になる。In recent years, an all-overlaid gate array has been attracting attention in place of the conventional fixed channel gate array. For this, see the Proceedings of IEEE 1985 Custom.
Integrated Circuits Conference) (May 20, 1985-
23) Discussed on pages 15-17. The full-faced type is a type in which basic cells are arranged on the entire surface of the chip internal region, and the characteristics of the variable channel region are maximized to increase the number of mounted gates. This will be described with reference to the master chip configuration shown in FIG. In a peripheral area 51 on the chip 50, an external cell 52 including an input / output buffer and a bonding pad (not shown) are arranged. Basic cells 53 are spread over the entire surface in the internal region 54.
Therefore, the wiring channel is formed by the unit of the length (hereinafter referred to as height) of the basic cell in the Y-axis direction or by providing the basic cell with symmetry as described in the above-mentioned prior art document. Since the height can be selected in units of half the height of the basic cell, high-density mounting is possible.
特に、大型のマクロセルは従来の固定チヤンネル方式に
比べて大幅に高密度実装できるので効果は大きい。第2
図ではROM55,RAM56,PLA57のマクロセ
ルの他、ALUとアナログのスーパーマクロを示した。
全面敷き詰め型ではマクロセルは配置が自由で容量も可
変なためゲートアレイに好適な汎用性を備えている。In particular, a large macro cell can be mounted at a significantly higher density than the conventional fixed channel method, so that the effect is great. Second
In the figure, in addition to the macro cells of the ROM 55, the RAM 56, and the PLA 57, the ALU and the analog super macro are shown.
In the all-overlaid type, the macrocell has a versatility suitable for a gate array because the macrocell can be freely arranged and its capacity can be changed.
しかし、それらを実現するにはまた下記の課題が残され
ている。However, in order to realize them, the following problems still remain.
(1) DA(デザイン・オートメーシヨン)による自動配
線を少なくするとともに配線領域の少ない構成(小型
化)。(1) A configuration that reduces automatic wiring by DA (design automation) and reduces the wiring area (miniaturization).
(2) マクロセルを構成する論理ブロツク間の配列ピツ
チ,形状などの整合性。(2) Consistency of array pitch, shape, etc. between the logic blocks that make up the macro cell.
(3) 任意の容量,仕様に対してプログラム機能の高い構
造。(3) A structure with a high program function for arbitrary capacity and specifications.
しかしながら、上記公知例文献などでは上記マクロセル
の構成については言及していない。第3図は従来のゲー
トアレイ構造から推定されるROMマクロセル構成を示
す。第3図において、11は6入力−64出力アドレス
デコーダ、10はROMマトリツクスであり、ROMマト
リツクス10は1ワード,1ビツト構成の単位ROMセ
ル14と出力バツフアセル60から成る。ROMマトリ
ツクス10は単位ROMセルをワード数,ビツト数に応
じて、それぞれX軸方向,Y軸方向して展開して構成す
る。アドレスデコーダ11はアドレス信号線19〜24
上のアドレス信号により、ワード線群125のうち1本
をアクテイブ論理レベルにして任意アドレスのワードデ
ータを出力データ線500〜563に出力する。However, the above-mentioned publicly known examples do not refer to the configuration of the macro cell. FIG. 3 shows a ROM macrocell structure estimated from the conventional gate array structure. In FIG. 3, 11 is a 6-input-64-output address decoder, 10 is a ROM matrix, and the ROM matrix 10 is composed of a unit ROM cell 14 and an output buffer cell 60 of 1-word 1-bit configuration. The ROM matrix 10 is formed by expanding unit ROM cells in the X-axis direction and the Y-axis direction according to the number of words and the number of bits, respectively. The address decoder 11 has address signal lines 19 to 24.
In response to the above address signal, one of the word line group 125 is set to an active logic level and word data of an arbitrary address is output to the output data lines 500 to 563.
この例では64本のワード線群125を配線するため、
配線領域126を必要として大きくなる。また前記配線
はDAによる自動配線で行う必要があつて工程がふえる
とともに、配線負荷によりスピードのばらつきが大きく
なる。In this example, since 64 word line groups 125 are wired,
The wiring area 126 is required and becomes large. Further, the wiring needs to be performed by the automatic wiring by DA, and the number of steps is increased, and the variation of the speed is increased due to the wiring load.
上記従来技術は全面敷き詰め方式ゲートアレイにおける
ROMやPLAマクロセルについて構成上最適化の配慮
がされておらず、前記のマクロセルの面積効率が悪く
て、DAによるサポートが困難である問題があつた。さ
らに、ワード線は自動配線によるため負荷に再現性がな
く、スピードがばらつく問題点があつた。The prior art described above has a problem that the ROM and PLA macrocells in the all-overlaid gate array are not considered in terms of configuration, the area efficiency of the macrocells is poor, and it is difficult to support DA. Furthermore, since the word line is automatically wired, the load is not reproducible and the speed varies.
本発明の目的は、前記マクロセルを小型に形成するとと
もに、仕様変更に容易に対処できる高いプログラム機能
を持つマクロセルを提供するにある。An object of the present invention is to provide a macrocell having a high program function capable of easily dealing with a change in specifications while forming the macrocell in a small size.
上記目的は、ROMマクロセルの場合はアドレス線を基
本セル列と直角方向に走らせ、該アドレス線を入力とし
た単位ROMセル内ワード選択用アドレスデコーダセル
をROMマトリツクスのワード数に対応して基本セル列
と直角方向に該ROMマトリツクスの側面に並設すること
により達成される。さらにアドレスデコーダをROM構
成とすれば、マクロセル全体がROM化されワードフオ
ーマツト,アドレス変更に対して配線マスクのみの変更
で容易に対処できる。これらは、アドレスデコーダとR
OMマトリツクス間を基本セル列内でインターフエース
したことに依る。In the case of the ROM macro cell, the above-mentioned purpose is to run the address line in the direction perpendicular to the basic cell row, and the address decoder cell for word selection in the unit ROM cell, which receives the address line, corresponds to the number of words of the ROM matrix. This is accomplished by juxtaposing the sides of the ROM matrix in a direction perpendicular to the rows. Further, if the address decoder has a ROM structure, the entire macro cell is made into a ROM, and it is possible to easily cope with word format and address changes by changing only the wiring mask. These are the address decoder and R
This depends on the interface between the OM matrices in the basic cell sequence.
PLAマクロセルの場合も基本的には上記アドレスデコ
ーダをANDマトリツクスに置換すれば、同様の構造で
達成される。In the case of the PLA macro cell, basically, the same structure can be achieved by replacing the address decoder with an AND matrix.
第1図は本発明の基本構成を示すもので、この構成と動
作について説明する。なお、これ以後前出のものと同等
物は同一記号を付けることにする。本発明に依るROM
マクロセルは第1図に示すようにアドレスデコーダ1
1,ROMマトリツクス10及びアドレス入力バツフア
群37から成る。アドレスデコーダ11は3入力NANDゲ
ート2個から成る2個の論理ブロツク18,17、2個
の2入力NORゲートを含む論理ブロツク16及び出力
バツフアブロツク15から成る。また、ROMマトリツ
クス10は単位ROMセル14をワード数に応じてY軸
方向に、ビツト数に応じてX軸方向に配列して成る。こ
こで単位ROMセル14は第1図の破線で囲まれたブロ
ツクに示すように14a,14b,14c,14dから
成る。14a〜14dは各1ビツトのROMサブセルに相
当する。たとえば、単位ROMセル14の入出力端子位
置が第4図に示すように表わされるものとする。第4図
において、4角印は端子位置を表わし、B0,B1(電
気的等電位端子出力はそれぞれB0′,B1′)はビツ
ト出力W0,0,W1,1(等電位端子信号はそれ
ぞれW0′,0′,W1′,1′)はワード線選択
信号である。4分割された1ブロツクが1ビツトのデー
タを保持する。そしてワード線信号W0(0)が
‘1’(‘0’)になつたときは、(14a,14
b)、W1(1)が‘1’(‘0’)になつたとき
は、(14c,14d)の2ビツトデータがそれぞれビ
ツト線B0,B1に出力される。なお、1ワード線信号
は真論理とその反転論理信号から成る。このように単位
ROMセルは2ビツト×2ワード構成である。この構成
に合わせるため、3入力NANDブロツク18,17はアド
レス信号19〜24を入力とするアドレスバツフア群3
7の出力が共通に入力されており、ROMマトリツクス
を形成している。このように同一基本セル上に2ワード
分の単位アドレスデコーダセルが形成される。アドレス
入力ビツトがm本(ワード数が2m)、1ワードのビツ
ト数がnの場合、単位ROMセルはX軸方向にn/2
個,Y軸方向に2m-1個配列される。なお、単位ROM
セルの構成と動作については第5図以下の実施例で説明
する。FIG. 1 shows a basic configuration of the present invention, and the configuration and operation will be described. Hereafter, the same symbols as those mentioned above will be attached with the same symbols. ROM according to the present invention
The macro cell has an address decoder 1 as shown in FIG.
1, a ROM matrix 10 and an address input buffer group 37. The address decoder 11 comprises two logic blocks 18, 17 each consisting of two 3-input NAND gates, a logic block 16 including two 2-input NOR gates, and an output buffer block 15. The ROM matrix 10 has unit ROM cells 14 arranged in the Y-axis direction according to the number of words and in the X-axis direction according to the number of bits. Here, the unit ROM cell 14 is composed of 14a, 14b, 14c and 14d as shown by the block surrounded by the broken line in FIG. 14a to 14d correspond to 1-bit ROM subcells. For example, assume that the input / output terminal position of the unit ROM cell 14 is represented as shown in FIG. In FIG. 4, square marks represent terminal positions, and B 0 , B 1 (electrical equipotential terminal outputs are B 0 ′, B 1 ′, respectively) are bit outputs W 0 , 0 , W 1 , 1 (etc. The potential terminal signals W 0 ′, 0 ′, W 1 ′, 1 ′) are word line selection signals. One block divided into four holds one bit of data. When the word line signal W 0 ( 0 ) becomes '1'('0'), (14a, 14
b) and when W 1 ( 1 ) becomes '1'('0'), 2-bit data of (14c, 14d) are output to the bit lines B 0 , B 1 , respectively. The 1-word line signal is composed of true logic and its inverted logic signal. As described above, the unit ROM cell has a structure of 2 bits × 2 words. In order to match this configuration, the 3-input NAND blocks 18 and 17 are provided with the address buffer group 3 which receives the address signals 19 to 24 as input.
The outputs of 7 are commonly input to form a ROM matrix. In this way, unit address decoder cells for two words are formed on the same basic cell. When the number of address input bits is m (the number of words is 2 m ) and the number of bits of one word is n, the unit ROM cell is n / 2 in the X-axis direction.
2 m-1 are arranged in the Y-axis direction. Unit ROM
The structure and operation of the cell will be described in the embodiment shown in FIG.
以上の説明から明らかなように、本発明によれば、同一
基板セル上に単位ROMセルの構成に対応した単位アド
レスデコーダセルを形成し、アドレスデコーダとROM
マトリツクス間の配線は、基本セル内で行われるので、
特別な配線領域は不要である。(あらかじめ、論理ブロ
ツク設計時に側面端子位置及び配列ピツチを一致させて
おく)。また、通常基本セルはドレインまたはソース電
極が共通な少なくとも2連のPMOSまたはNMOSが基本セル
列方向に配列され、ゲート電極がその方向と直角方向に
配列される。また、アドレスデコーダ・ブロツク上には
AL2でアドレス信号線が走るため、ANDゲートを構
成する単位デコーダセル上にアドレス信号線数に対応し
たMOSトランジスタを用意しておき、PMOSゲート電極
及びNMOSゲート電極を適宜にモデイフアイ・パターン
(配線層パターン)により接続して、任意のデコーダ仕
様を実現できるので、汎用性の高い特徴を有する。すな
わち、デコーダもROMマトリツクスと同じように、モ
デイフアイ・パターンでプログラムができる(下地パタ
ーンは変える必要がない)。As is apparent from the above description, according to the present invention, the unit address decoder cell corresponding to the configuration of the unit ROM cell is formed on the same substrate cell, and the address decoder and the ROM are formed.
The wiring between the matrices is done in the basic cell, so
No special wiring area is required. (Adjust the side terminal positions and array pitches in advance when designing the logic block). Further, in a basic cell, at least two series of PMOSs or NMOSs having a common drain or source electrode are usually arranged in the basic cell column direction, and gate electrodes are arranged in a direction perpendicular to the direction. Further, since the address signal line runs at AL2 on the address decoder / block, MOS transistors corresponding to the number of address signal lines are prepared on the unit decoder cell forming the AND gate, and the PMOS gate electrode and the NMOS gate electrode are provided. Can be connected by a modular pattern (wiring layer pattern) as appropriate to realize an arbitrary decoder specification, and thus has a feature of high versatility. That is, the decoder can also be programmed with a modi-eye pattern as with the ROM matrix (the base pattern does not need to be changed).
モデイフアイ・パターンをはじめ、この詳細については
第7図の実施例で説明する。The details, including the modi-eye pattern, will be described in the embodiment of FIG.
以上述べたように、アドレスデコーダもROM構造化が
可能となり、アドレス仕様も目を変えることにより変更
できるようになつた。As described above, the address decoder can also be structured into a ROM, and the address specification can be changed by changing the eyes.
なお、アドレスバツフア群37もROMマクロセルの中
に収納させることは可能である。The address buffer group 37 can be housed in the ROM macro cell.
以下、本発明の一実施例を第5図ほかにより説明する。
第5図は4入力型基本セルパターンを採用した場合のマ
スタチツプの一部分の平面図、及び単位ROMセル1個
の配線パターンを示したものである。基本セル(下地)
は、ドレインまたはソース電極が共通接続された4連の
PMOSトランジスタを構成するP+拡散層100、ポリシ
リコン・ゲート電極102、及びソースまたはドレイン
電極が共通接続された4連のNMOSトランジスタを構成す
るN+拡散層101、ゲート電極105から成る。な
お、上記N+拡散層101はPウエル層(図示せず)の
上に形成されている。103,104は1層目アルミ
(AL1)で形成されるVCC,GND線である。その他
の配線パターンは、AL1で形成される実線のW1,
1,W0,0ワード信号線、及び太い実線のモデイフ
アイ・パターン、2層目アミル(AL2)で形成される
破線のビツト信号線B0,B1から成る。配線パターン
に含まれるものとして、さらに×印で示されるAL1と
拡散層またはpoly Siゲート電極とをつなぐためのコ
ンタクト孔、3角印で示されるAL2とAL2を接続す
るための層間絶縁膜のコンタクト孔(以後スルーホール
と記す)がある。すなわち、配線マスクはコンタクト,
AL1,スルーホール,AL2マスクの4枚から成る。
ROMマクロセルの中では、モデイフアイ・パターンすな
わち太い実線のAL1を除いては、固定層であり、上記
モデイフアイパターンのみをROMの目に対応して変更
すればよい。以下、これについて第6図で説明する。第
6図は第5図のレイアウトパターンの電気的等価回路を
示したものである。各構成要素及び配置関係は第5図と
同じであるので説明は省略する。4連のPMOSのうち2連
のPMOSの両端のソース電極はVCC線にコンタクト孔を介
してつながれている。同様に2連のNMOSの両端のソース
電極はGND線につながれている。そして、AL2のビ
ツト信号線B0,B1はそれぞれ2連のPMOS,NMOSのペ
アのドレイン電極と、コンタクト孔,AL1,スルーホ
ールを介してつながれている。したがつて、ビツト信号
線には2個のPMOSと2個のNMOSがともに並列につなが
る。‘1’,‘0’のデータ(目)の書き込みは次のよ
うにして行う。NMOSのNM1とPMOSのPM1はワード信
号線 に対応するB0ビツトデータを書き込むため、NM2と
PM2はワード信号線W1(1)に対応するB0ビツ
トデータを書込むためのものである。ワードアドレス
‘0’のデータとして‘0’をワードアドレス‘1’の
データとして‘1’を書込むには、NM1のゲート電極
105をW0信号線に、PM2のゲート電極102をW1
信号線につなげばよい。この時、未使用のゲート電極は
第6図に示すようにコンタクト孔,AL1,コンタクト
孔を介して電源電位の拡散層につなぐ。このようにし
て、‘1’書込みの時はワード線信号の反転信号をPMOS
ゲート電極に、‘0’書込みの時はワード線信号をNMOS
ゲート電極につなげばよい。ビツト線B1のデータ書込
みもPM3,PM4,NM3,NM4を使つて上記と同
様に行われる。本基本セルは2ビツト×2ワードと高密
度にROMを実装できる特徴がある。An embodiment of the present invention will be described below with reference to FIG.
FIG. 5 shows a plan view of a part of the master chip when a 4-input type basic cell pattern is adopted, and a wiring pattern of one unit ROM cell. Basic cell (base)
Is a series of four with drain or source electrodes commonly connected
It is composed of a P + diffusion layer 100 forming a PMOS transistor, a polysilicon gate electrode 102, and an N + diffusion layer 101 forming a four-row NMOS transistor in which source or drain electrodes are commonly connected, and a gate electrode 105. The N + diffusion layer 101 is formed on the P well layer (not shown). Reference numerals 103 and 104 are V CC and GND lines formed of the first layer aluminum (AL1). Other wiring patterns are solid line W 1 , formed of AL1,
1 , W 0 , 0 word signal lines, and a thick solid line modi-eye pattern, and broken bit signal lines B 0 , B 1 formed by the second layer amyl (AL2). A contact hole for connecting AL1 indicated by X and the diffusion layer or the poly Si gate electrode, which is included in the wiring pattern, and a contact of an interlayer insulating film for connecting AL2 indicated by a triangle and AL2. There is a hole (hereinafter referred to as a through hole). That is, the wiring mask is a contact,
It consists of 4 pieces of AL1, through hole and AL2 mask.
In the ROM macrocell, except for the modified eye pattern, that is, the thick solid line AL1, it is a fixed layer, and only the modified eye pattern may be changed corresponding to the eyes of the ROM. This will be described below with reference to FIG. FIG. 6 shows an electrically equivalent circuit of the layout pattern of FIG. The respective constituent elements and the arrangement relationship are the same as those in FIG. The source electrodes at both ends of the two PMOSs of the four PMOSs are connected to the Vcc line through contact holes. Similarly, the source electrodes on both ends of the two NMOSs are connected to the GND line. The bit signal lines B 0 and B 1 of AL2 are connected to the drain electrodes of two pairs of PMOS and NMOS, respectively, via contact holes, AL1 and through holes. Therefore, two PMOS and two NMOS are connected in parallel to the bit signal line. Writing of data (eyes) of "1" and "0" is performed as follows. NM1 of NMOS and PM1 of PMOS are word signal lines To write the corresponding B 0 bit data, NM2 and PM2 is for writing B 0 bit data corresponding to the word signal line W 1 (1). The '0' as the data word address '0' is written as the data '1' of the word address '1', the gate electrode 105 of the NM1 to W 0 signal line, a gate electrode 102 of the PM2 W 1
Just connect to the signal line. At this time, the unused gate electrode is connected to the power source potential diffusion layer through the contact hole, AL1, and the contact hole as shown in FIG. In this way, when writing "1", the inverted signal of the word line signal is
When writing "0" to the gate electrode, the word line signal is NMOS
It may be connected to the gate electrode. Data writing to the bit line B 1 is also performed in the same manner as above using PM3, PM4, NM3 and NM4. This basic cell has a feature that a ROM can be mounted at a high density of 2 bits × 2 words.
第7図はアドレスデコーダ11の配線パターンの構成を
示すものである。記号及びその意味は前出の物と同等で
あるので説明は割愛する。FIG. 7 shows the structure of the wiring pattern of the address decoder 11. The symbols and their meanings are the same as the ones described above, so explanations are omitted.
ただし、第7図においては便宜上アドレス入力6本の場
合の3入力NANDゲートブロツク群17の一部(第1図参
照)及び2入力NORゲートブロツク群16の一部を示
した。また、単位アドレスデコーダセル2ワード分のみ
を示してある。上記ブロツク17は2個の3入力NANDゲ
ート部17−1,17−2から成る。ワード信号W0〜
W5はアドレスバツフア202〜207で発生される反
転信号とともにAL2でY軸方向に走る。そして、上記
ワード信号線は3入力NANDブロツク17上で、論理をと
るゲート電極にモデイフアイ・パターン(コンタクト
孔,AL1,スルーホール)を使つて接続すると同時
に、直列接続されたNMOSのうち不要なゲート部はモデイ
フアイ・パターン(コンタクト孔,AL1)によりシヨ
ートする。未使用のPMOSゲート電極はVCC線にシヨート
する。以上の要領で任意のアドレスデコーダ仕様に変更
が容易である。なお、第1図に示したような横方向の論
理ブロツク内の配線接続は信号線208,209,21
0,211に示すように実際に可能であることがわか
る。However, in FIG. 7, a part of the 3-input NAND gate block group 17 (see FIG. 1) and a part of the 2-input NOR gate block group 16 in the case of 6 address inputs are shown for convenience. Also, only the unit address decoder cell for two words is shown. The block 17 comprises two 3-input NAND gate sections 17-1 and 17-2. Word signal W 0 ~
W 5 runs in the Y-axis direction AL2 with inversion signal generated by the address punishment Hua 202 to 207. The word signal line is connected to the logic gate electrode on the 3-input NAND block 17 by using a modifie pattern (contact hole, AL1, through hole), and at the same time, unnecessary gates of the series-connected NMOS are connected. The part is short-circuited with a mod eye pattern (contact hole, AL1). The unused PMOS gate electrode is shorted to the Vcc line. With the above procedure, it is easy to change the specifications of any address decoder. Wiring connections in the horizontal logic block as shown in FIG. 1 are connected to the signal lines 208, 209, 21.
It turns out that this is actually possible, as indicated by 0,211.
本実施例ではアドレスデコーダが各ワード毎に準備さ
れ、デコードの論理が各ワード毎に実行されるので、ア
ドレス仕様のプログラマブル機能が高い特徴を有する。In this embodiment, the address decoder is prepared for each word, and the decoding logic is executed for each word, so that the programmable function of the address specification is high.
他の実施例を第8図に示す。ROMマトリツクス部の構
成は前出のものと同じであり、アドレスデコーダ11の
構成が違う。アドレス入力は6本のアドレス信号25,
27,29,31,33,35、及びそれらの反転アド
レス信号それぞれ26,28,30,32,34,36
から成る。上位5ビツトのアドレス信号及びその反転信
号のペアは5入力NANDゲートブロツク17′,18′に
それぞれ共通に供給される。下位1ビツトのアドレス信
号25及びその反転信号26のどちらかを2入力NOR
ゲートブロツク16内の2入力NORゲートの入力に入
力することにより、単位ROMセル14の2個のワード
データの1つを選択する。すなわち、5入力−32出力
デコーダと下位1ビツトと該デコーダ出力をデコードす
ることにより、ワード線信号を発生するのである。Another embodiment is shown in FIG. The structure of the ROM matrix section is the same as that described above, but the structure of the address decoder 11 is different. Address input is six address signals 25,
27, 29, 31, 33, 35 and their inverted address signals 26, 28, 30, 32, 34, 36 respectively.
Consists of. A pair of the upper 5 bits of the address signal and its inverted signal is commonly supplied to the 5-input NAND gate blocks 17 'and 18'. 2-input NOR of either the lower 1-bit address signal 25 or its inverted signal 26
One of the two word data of the unit ROM cell 14 is selected by inputting it to the input of the 2-input NOR gate in the gate block 16. That is, the word line signal is generated by decoding the 5 input-32 output decoder, the lower 1 bit and the decoder output.
本実施例では、アドレスデコーダ部の面積が小さくて済
む利点がある。その代わりアドレス付けの自由度はなく
なる。本実施例は何も第8図で述べた構成に限定される
ことなく、任意の単位ROMセルのワード,ビツト構成に
適応させることができる。すなわち、ワード構成に応じ
て、単位アドレスデコーダセルは、下位数ビツトをデコ
ードする下位アドレスデコーダと上位ビツト用アドレス
デコーダから構成し、両デコーダ出力の論理を取るよう
にすればよい。また、第8図において、5入力NANDブロ
ツク18′を削除し、5入力NANDブロツク17′の出力
を2入力NORブロツク13に共通入力して、アドレス
信号25,26で該2NOR出力のうち一方を選択する
のも考えられる。この場合は一番小型になる。In this embodiment, there is an advantage that the area of the address decoder section may be small. Instead, the freedom of addressing is lost. The present embodiment is not limited to the configuration shown in FIG. 8 and can be adapted to any unit ROM cell word or bit configuration. That is, the unit address decoder cell may be composed of a lower address decoder that decodes the lower few bits and an upper bit address decoder according to the word configuration, and the logic of both decoder outputs may be taken. Further, in FIG. 8, the 5-input NAND block 18 'is deleted, the output of the 5-input NAND block 17' is commonly input to the 2-input NOR block 13, and one of the 2NOR outputs is input by the address signals 25 and 26. It is possible to choose. In this case, it will be the smallest.
PLAへの実施例について述べる前に、PLAの原理図
を第10図に示す。PLAはANDマトリツクス350
とORマトリツクス351から成り、lビツトの入力信
号a0…al-1,m本のターム信号T0…Tm-1,n本の
出力信号b0…bn-1に対して下式の論理演算を行う。Before describing the embodiment of PLA, a principle diagram of PLA is shown in FIG. PLA is AND matrix 350
And OR matrix 351, and for the l-bit input signal a 0 ... a l-1 , m term signals T 0 ... T m-1 , n output signals b 0 ... b n-1 Logical operation of.
組合わせ回路の論理は一般に上式のように表わされるの
でランダム論理はPLAで実現できる。PLAの主な利
点は回路の製作途上で配線マスクの変更だけで多種類の
論理機能が得られることと、設計の自動化,デバツクが
容易なことである。具体的構成については、「MOS/
LSI設計と応用」(W.N.カー,(株)エレクトロニクス
ダイジエスト,1977.11)に詳しい。 Since the logic of the combinational circuit is generally expressed by the above equation, the random logic can be realized by PLA. The main advantages of PLA are that many kinds of logic functions can be obtained only by changing the wiring mask during the manufacture of the circuit, and the design can be easily automated and debugged. For the specific configuration, see "MOS /
LSI design and application "(WN Car, Electronics Digest, 1977.11).
PLAマクロセルに適用した実施例を第9図に示す。前
出と同等物、同一物は同じ符号で示す。PLAマクロセ
ルは、2段のROMマトリツクス、すなわちANDマト
リツクス11とORマトリツクス300から成り、該A
NDマトリツクス11は前出のアドレスデコーダ11と
同じ構成でできる。ただし、本実施例では、2入力NO
Rブロツク16の出力側のアドレスバツフア15は正論
理出力用のインバータが2入力NORゲートに置換され
ており、該2入力NORゲートの入力には共通にプリチ
ヤージタイミング信号301が入力されている。一方、
ORマトリツクス300は、基本セルを出力列信号数に
応じてX軸方向に、行信号数に応じてY軸方向に展開し
て形成される。そして、AL2で形成される出力列信号
数305,306は、2連のNMOSのドレイン電極接続部
にコンタクト孔,AL1,スルーホールを介して接続さ
れる。2連のNMOSの両ソース電極はGND電源線につな
がれている。なお、第9図において、△印は特別に図示
はしていないが、近辺にコンタクト孔,AL1があり、
拡散層−AL2が電気的に接続されているものとする。
さらに、出力列信号線305,306にはそれぞれプリ
チヤージ用PMOSトランジスタ303,304のドレイン
電極がつながれており、該PMOSトランジスタ303,3
04のゲート電極にはプリチヤージ信号の反転信号がイ
ンバータ302を介して入力されている。An embodiment applied to a PLA macro cell is shown in FIG. The same or the same items as those described above are designated by the same reference numerals. The PLA macrocell consists of a two-stage ROM matrix, that is, an AND matrix 11 and an OR matrix 300.
The ND matrix 11 can have the same configuration as the address decoder 11 described above. However, in this embodiment, two-input NO
In the address buffer 15 on the output side of the R block 16, an inverter for positive logic output is replaced with a 2-input NOR gate, and the precharge timing signal 301 is commonly input to the inputs of the 2-input NOR gate. There is. on the other hand,
The OR matrix 300 is formed by expanding the basic cells in the X-axis direction according to the number of output column signals and in the Y-axis direction according to the number of row signals. The output column signal numbers 305 and 306 formed by AL2 are connected to the drain electrode connection portions of the two NMOSs via the contact hole, AL1, and through hole. Both source electrodes of the two NMOSs are connected to the GND power supply line. In addition, in FIG. 9, the mark Δ is not particularly shown, but there are contact holes and AL1 in the vicinity,
It is assumed that the diffusion layer-AL2 is electrically connected.
Further, the drain electrodes of the precharge PMOS transistors 303 and 304 are connected to the output column signal lines 305 and 306, respectively.
An inverted signal of the precharge signal is input to the gate electrode of 04 through the inverter 302.
次に、動作について説明する。プリチヤージ信号301
が‘0’レベルの時は、2入力NORゲート15−1〜
15−64はすべてアクテイブになり、PMOSトランジス
タ303,304はゲート電極信号がともに‘1’とな
るのでオフとなる。したがって、列信号線305,30
6の信号は行信号を入力としてNOR論理動作を行う。
一方、プリチヤージ信号301が‘1’レベルの時は、
2入力NORゲート15−1〜15−64の出力はすべ
て‘0’レベルとなるので、ORマトリツクス内のNMOS
トランジスタはすべてオフとなり、PMOSトランジスタ3
03,304がオンとなるので、列信号線305,30
6は電源線電圧VCCまでプリチヤージされる。このよう
に、プリチヤージと論理動作周期を交互に繰返すので、
消費電力が小さい利点を有する。また、ANDマトリツ
クスとORマトリツクス間に配線領域は不要なので小型
に形成できる特徴がある。本実施例では2本の列信号線
の場合を示したが、任意の積和を持つPLAマクロに適
用できることは明らかである。Next, the operation will be described. Precharge signal 301
Is "0" level, 2-input NOR gates 15-1 to 15-1
15-64 are all active, and the PMOS transistors 303 and 304 are turned off because both gate electrode signals are "1". Therefore, the column signal lines 305, 30
The signal of 6 receives the row signal and performs a NOR logic operation.
On the other hand, when the precharge signal 301 is at "1" level,
Since the outputs of the 2-input NOR gates 15-1 to 15-64 are all at the "0" level, the NMOS in the OR matrix is
All transistors are turned off and PMOS transistor 3
Since 03 and 304 are turned on, the column signal lines 305 and 30
6 is precharged up to the power line voltage Vcc. In this way, since the precharge and the logic operation cycle are repeated alternately,
It has the advantage of low power consumption. Further, since there is no need for a wiring region between the AND matrix and the OR matrix, there is a feature that it can be formed in a small size. In the present embodiment, the case of two column signal lines is shown, but it is obvious that it can be applied to a PLA macro having an arbitrary sum of products.
本発明によれば、論理ブロツク間配線のための配線領域
を低減でき、論理ブロツクの配列を規則的にできるの
で、小型で汎用性の高いROM,PLAマクロセルを実
現できる効果がある。また、DAによるサポートが容易
となる。According to the present invention, the wiring area for wiring between logic blocks can be reduced and the arrangement of logic blocks can be made regular, so that there is an effect that a compact ROM and PLA macrocell with high versatility can be realized. In addition, DA support becomes easy.
第1図は本発明の基本構成を示す論理ブロツク図、第2
図は全面敷き詰め方式ゲートアレイのマスタチツプを示
す平面図、第3図は従来のマクロセルを示す論理ブロツ
ク図、第4図は単位ROMセルのシンボル図、第5,
6,7図はそれぞれ本発明の一実施例を示す結線図、第
8図は本発明の他の実施例を示す論理ブロツク図、第9
図はさらに他の実施例を示す論理ブロツク・結線図、第
10図はPLAの構成を示すブロツク図である。 10……ROMマトリツクス、11……アドレスデコー
ダ、13……単位アドレスデコーダセル、14……単位
ROMセル。FIG. 1 is a logic block diagram showing the basic configuration of the present invention, and FIG.
FIG. 4 is a plan view showing a master chip of an all-overlaid gate array, FIG. 3 is a logic block diagram showing a conventional macro cell, FIG. 4 is a symbol diagram of a unit ROM cell, and FIG.
6 and 7 are connection diagrams showing an embodiment of the present invention, FIG. 8 is a logic block diagram showing another embodiment of the present invention, and FIG.
FIG. 10 is a logic block / wiring diagram showing still another embodiment, and FIG. 10 is a block diagram showing the configuration of the PLA. 10 ... ROM matrix, 11 ... Address decoder, 13 ... Unit address decoder cell, 14 ... Unit ROM cell.
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (56)参考文献 特開 昭61−22649(JP,A) 特開 昭60−177651(JP,A) 特開 昭59−54255(JP,A) ─────────────────────────────────────────────────── ─── Continuation of the front page (56) Reference JP 61-22649 (JP, A) JP 60-177651 (JP, A) JP 59-54255 (JP, A)
Claims (4)
ネル型MOSトランジスタとNチヤンネル型MOS トラン
ジスタの1ペアから成る基本セルをチツプ内部領域に横
方向及び縦方向に並設してなるマスタスライス型半導体
集積回路装置において、ROMマクロセルがアドレスデ
コーダと単位ROMセルから成るROMマトリツクスと
から構成され、上記アドレスデコーダの単位ROMセル
内ワード選択用単位アドレスデコーダセルを基本セル列
方向に形成し、上記ROMマトリツクスのワード数に応
じて該単位アドレスデコーダセルを基本セル列と直角方
向に上記ROMマトリツクスの側面に並設してなること
を特徴とするマスタスライス型半導体集積回路装置。1. A master slice type in which a basic cell consisting of at least one pair of a P-channel type MOS transistor and an N-channel type MOS transistor is arranged side by side in a lateral direction and a longitudinal direction in a chip on a main surface side of a semiconductor substrate. In a semiconductor integrated circuit device, a ROM macro cell is composed of an address decoder and a ROM matrix composed of unit ROM cells, and unit address decoder cells for word selection in a unit ROM cell of the above address decoder are formed in the basic cell column direction. A master slice type semiconductor integrated circuit device, characterized in that the unit address decoder cells are arranged in parallel to the side surfaces of the ROM matrix in a direction perpendicular to the basic cell row according to the number of words in the matrix.
ス型半導体集積回路装置において、アドレス信号線を基
本セル列と直角方向に、上記単位アドレスデコーダセル
上を走らせ、該アドレス信号線数に対応するPMOSトラン
ジスタとNMOSトランジスタのペア群を用意し、任意のア
ドレス仕様に対して、配線パターンにより該MOSトラ
ンジスタ群のゲート電極を該アドレス信号線に接続する
かしないかにより対処できるようにしたことを特徴とす
るマスタスライス型半導体集積回路装置。2. A master slice type semiconductor integrated circuit device according to claim 1, wherein an address signal line is run in a direction perpendicular to a basic cell row on the unit address decoder cell, and the number of the address signal line is increased. A pair group of corresponding PMOS transistor and NMOS transistor is prepared, and it is possible to cope with arbitrary address specifications by connecting or not connecting the gate electrode of the MOS transistor group to the address signal line by a wiring pattern. A master slice type semiconductor integrated circuit device characterized by:
ス型半導体集積回路装置において、PLAマクロセルが
基本セル列と直角方向に走る入力信号を共通入力とする
複数の列プレーンから成るAND マトリツクスとORマト
リツクスとから構成され、上記列プレーンを積項数に応
じて基本セル列と直角方向に、上記ORマトリツクスの
側面に並設して成ることを特徴とするマスタスライス型
半導体集積回路装置。3. A master slice type semiconductor integrated circuit device according to claim 1, wherein a PLA macrocell is composed of a plurality of column planes having a common input of an input signal running in a direction perpendicular to a basic cell column, and an AND matrix. A master slice type semiconductor integrated circuit device comprising an OR matrix and the column planes arranged side by side in a direction perpendicular to the basic cell column according to the number of product terms on the side surface of the OR matrix.
ス型半導体集積回路装置において、ANDマトリツクス
を構成する上記列プレーンに対応するPMOSトランジスタ
とNMOSトランジスタのペアを用意し、任意のアドレス仕
様の変更に対して配線パターンのみにより対処できるよ
うにしたことを特徴とするマスタスライス型半導体集積
回路。4. A master slice type semiconductor integrated circuit device according to claim 3, wherein a pair of a PMOS transistor and an NMOS transistor corresponding to the column planes forming the AND matrix is prepared, and an arbitrary address specification is provided. A master slice type semiconductor integrated circuit characterized in that changes can be dealt with only by a wiring pattern.
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP61080104A JPH0648724B2 (en) | 1986-04-09 | 1986-04-09 | Master slice type semiconductor integrated circuit device |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP61080104A JPH0648724B2 (en) | 1986-04-09 | 1986-04-09 | Master slice type semiconductor integrated circuit device |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPS62238642A JPS62238642A (en) | 1987-10-19 |
| JPH0648724B2 true JPH0648724B2 (en) | 1994-06-22 |
Family
ID=13708874
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP61080104A Expired - Lifetime JPH0648724B2 (en) | 1986-04-09 | 1986-04-09 | Master slice type semiconductor integrated circuit device |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH0648724B2 (en) |
Families Citing this family (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPH02155268A (en) * | 1988-12-07 | 1990-06-14 | Nec Corp | semiconductor integrated circuit |
| US5343406A (en) * | 1989-07-28 | 1994-08-30 | Xilinx, Inc. | Distributed memory architecture for a configurable logic array and method for using distributed memory |
-
1986
- 1986-04-09 JP JP61080104A patent/JPH0648724B2/en not_active Expired - Lifetime
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPS62238642A (en) | 1987-10-19 |
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