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JPH0750741B2 - Semiconductor integrated circuit - Google Patents
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JPH0750741B2 - Semiconductor integrated circuit - Google Patents

Semiconductor integrated circuit

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JPH0750741B2
JPH0750741B2 JP60037519A JP3751985A JPH0750741B2 JP H0750741 B2 JPH0750741 B2 JP H0750741B2 JP 60037519 A JP60037519 A JP 60037519A JP 3751985 A JP3751985 A JP 3751985A JP H0750741 B2 JPH0750741 B2 JP H0750741B2
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JP
Japan
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wiring
circuit block
block
blocks
input
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孝 西郷
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Toshiba Corp
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Publication date
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    • H03ELECTRONIC CIRCUITRY
    • H03KPULSE TECHNIQUE
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    • H03K19/02Logic circuits, i.e. having at least two inputs acting on one output; Inverting circuits using specified components
    • H03K19/173Logic circuits, i.e. having at least two inputs acting on one output; Inverting circuits using specified components using elementary logic circuits as components
    • H03K19/177Logic circuits, i.e. having at least two inputs acting on one output; Inverting circuits using specified components using elementary logic circuits as components arranged in matrix form
    • H03K19/17724Structural details of logic blocks
    • H03K19/17728Reconfigurable logic blocks, e.g. lookup tables

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Description

【発明の詳細な説明】 〔発明の技術分野〕 本発明はチップの機能がプログラマブルな半導体集積回
路に関する。
Description: TECHNICAL FIELD OF THE INVENTION The present invention relates to a semiconductor integrated circuit having programmable chip functions.

〔発明の技術的背景とその問題点〕[Technical background of the invention and its problems]

近年、小量多品種の要求に伴ない、次の様なLSIが出現
している。
In recent years, the following LSIs have appeared with the demand for small-quantity, large-variety products.

(1)標準セル方式 LSI内に使用される基本的な論理機能を有する回路ブロ
ックを予め計算機に登録しておき、計算機の自動処理に
より、これらの回路ブロックを配置・配線し、所望の最
終製品を得る。
(1) Standard cell method The circuit blocks having basic logic functions used in LSI are registered in advance in the computer, and these circuit blocks are arranged and wired by the automatic processing of the computer to obtain the desired final product. To get

(2)ゲートアレイ方式 論理ゲートを構成する基本回路を予めウエハー上にアレ
イ状に配置しておき、この上に標準セル方式と同じよう
に自動配線によって配線パターンを決定し、所望のLSI
を得る。
(2) Gate array method The basic circuits that make up the logic gates are arranged in an array on the wafer in advance, and the wiring pattern is determined on this by automatic wiring as in the standard cell method, and the desired LSI
To get

これらは、完全手設計のLSIに比べて、開発期間が短い
ものの、LSIの機能を決定する個別設計が終了してか
ら、LSIが完成するまでの間にマスク製造工程及びリソ
グラフィー技術を用いたウエハー加工工程が必要であ
る。このため、個別設計終了から最終LSI完成まで数週
間〜数カ月かかるという問題がある。
Although these products have a shorter development period than fully hand-designed LSIs, they are wafers that use mask manufacturing processes and lithography technology between the end of individual design that determines the functions of the LSI and the completion of the LSI. A processing step is required. Therefore, there is a problem that it takes several weeks to several months from the end of individual design to the completion of the final LSI.

これに対し、本出願人により次の方法が提案されている
(特願昭58−157718号)。
On the other hand, the following method has been proposed by the applicant (Japanese Patent Application No. 58-157718).

即ち、第4図に示す如く、1つ以上の論理機能素子によ
り構成された複数の回路ブロック11a,11b,…11nが予め
専用ICの手法により基板に作り込まれ、各回路ブロック
の入力信号及び出力信号が電気的にON,OFF状態を書き込
めるスイッチマトリクス上に導びかれ、各回路ブロック
の全ての出力信号が全ての入力信号にE2PROMや1ビット
メモリーを備えたMOSFET等のスイッチ素子14を介して接
続可能となっている。13は回路ブロック列11a,11b…に
対し垂直方向に設けられた第1の配線12は、回路ブロッ
ク列に対し平行方向に設けられた第2の配線である。
That is, as shown in FIG. 4, a plurality of circuit blocks 11a, 11b, ... The output signals are electrically guided to the switch matrix where ON / OFF states can be written, and all the output signals of each circuit block are switch elements such as MOSFET with E 2 PROM or 1-bit memory for all the input signals. It is possible to connect via. Reference numeral 13 denotes a first wiring 12 provided in a direction perpendicular to the circuit block rows 11a, 11b ... And a second wiring 12 provided in a direction parallel to the circuit block row.

この方法によれば、フィールドプログラマブルであるた
め、ユーザが自分の手で論理機能を書き込むことによ
り、高い機能を備えた所望のLSIを著るしく早く手にす
ることができる。しかも、ある定まった論理機能を有す
る論理ブロックの入力信号と出力信号を接続するという
形成でLSIの設計を行なうことができ、ボード上での論
理設計に慣れた設計者にとっても、理解しやすく、設計
が容易である。
According to this method, since the method is field programmable, the user can obtain a desired LSI having a high function remarkably quickly by writing the logic function with his / her own hand. Moreover, the LSI can be designed by connecting the input signal and the output signal of the logic block having a certain logic function, and even a designer who is familiar with the logic design on the board can easily understand. Easy to design.

ところがこの新しい方法において上記の回路ブロックが
大きくなった場合、配線領域への入出力信号は増大し、
配線領域及びスイッチ素子は増加する。配線領域の増大
に伴い、回路ブロックから出た出力線が配線領域上での
スイッチ素子のON,OFF状態により接続を制御されて、再
び回路ブロックの入力線となるまでの配線長も増大し、
ひいては信号の伝搬遅延時間を増大させるという欠点が
あった。
However, when the circuit block becomes large in this new method, the input / output signals to the wiring area increase,
The wiring area and the switch element are increased. With the increase of the wiring area, the output line from the circuit block is controlled connection by the ON / OFF state of the switch element on the wiring area, the wiring length until it becomes the input line of the circuit block again increases,
As a result, there is a drawback that the propagation delay time of the signal is increased.

〔発明の目的〕[Object of the Invention]

本発明は論理機能を有する回路ブロックからの信号の上
記配線領域を経由した伝搬遅延時間を短縮できるLSIを
提供することを目的とする。
An object of the present invention is to provide an LSI capable of shortening a propagation delay time of a signal from a circuit block having a logical function via the wiring area.

〔発明の概要〕[Outline of Invention]

本発明は、回路ブロック領域の両側に配線領域を設け、
第1の配線群及び第2の配線群のうち第2の配線群を配
線領域の両側に振り分け、回路ブロック領域を横切る方
向の第1の配線群を夫々両配線領域に対して設けること
により第1の配線群の配線長を短縮化する様にしたもの
である。
The present invention provides wiring areas on both sides of the circuit block area,
By allocating the second wiring group of the first wiring group and the second wiring group to both sides of the wiring area, and providing the first wiring group in the direction crossing the circuit block area for both wiring areas, respectively. The wiring length of the first wiring group is shortened.

〔発明の効果〕〔The invention's effect〕

本発明を用いると、従来に比べ左右各領域へ伸びる第1
の配線群の配線長は約半分となる。その為、スイッチマ
トリクスの領域は、左,右に分断され、おのおのの領域
は従来の場合と比べ半分程度となる。そのため、第1の
論理回路ブロックの出力から第2の論理回路ブロックの
入力までの信号線の配線長は減少し、信号伝搬時間が短
縮される。
When the present invention is used, compared to the prior art
The wiring length of the wiring group is about half. Therefore, the area of the switch matrix is divided into left and right, and each area is about half that in the conventional case. Therefore, the wiring length of the signal line from the output of the first logic circuit block to the input of the second logic circuit block is reduced, and the signal propagation time is shortened.

〔発明の実施例〕Example of Invention

以下、本発明の実施例を図面を用いて詳述する。 Hereinafter, embodiments of the present invention will be described in detail with reference to the drawings.

先ず、レイアウトを第1図を参照して説明する。First, the layout will be described with reference to FIG.

即ち、Siウエハーに回路ブロック11a,11b……11nが作り
込まれており、各回路ブロックは、4インプットNANDゲ
ート等、論理機能素子の1つ以上により構成されてい
る。この論理機能素子はCMOS構成を為し、専用IC即ち標
準セル方式における手書きの標準セル或いは配線済のゲ
ートアレイである。複雑な論理機能素子は標準セル方式
により標準セルを相互配線により組み合わせて形成して
もよい。
That is, circuit blocks 11a, 11b ... 11n are built in a Si wafer, and each circuit block is composed of one or more logic function elements such as a 4-input NAND gate. This logic function element has a CMOS structure and is a dedicated IC, that is, a handwritten standard cell in a standard cell system or a pre-wired gate array. The complex logic function element may be formed by combining standard cells by mutual wiring by the standard cell method.

回路ブロックの構成は次の通りである。The structure of the circuit block is as follows.

4インプットNANDゲートを2つもつブロック……15
個 2インプットNANDゲートを4つもつブロック……14
個 8インプットNANDゲートを1つもつブロック ……1個 4つのインバータをもつブロック ……100個 8ビットレジスタのブロック ……19個 2つのDタイプフリップフロップをもつブロック ……19個 4インプットのANDゲートを2つもつブロック ……17個 2対1データセレクタを4つもつブロック……13個 4ビットバイナリカウンタを2つもつブロック ……11個 2−4ラインデコーダを2つもつブロック……7個 3−8ラインデコーダをもつブロック ……3個 4−1セレクタを2つもつブロック ……5個 8−1セレクタをもつブロック ……4個 8ビット直列入力−並列出力シフトレジスタをもつ
ブロック ……3個 8ビット並列入力−直列出力シフトレジスタをもつ
ブロック ……3個 8ビット直列入力−直列出力シフトレジスタをもつ
ブロック ……2個 単安定マルチバイブレータを2つもつブロック ……4個 2インプットORゲートを4つもつブロック……4個 2インプットNORゲートを4つもつブロック ……3個 AND−ORインバータを2つもつブロック ……3個 64ビットRAMのブロック ……3個 2インプットEXCLUSIVE−ORゲートを4つもつロッ
ク ……2個 4ビットコンパレータのブロック ……3個 J−Kフリップフロップを2つものブロック ……4個 9ビットの偶/奇パリテイジエネレータ/チエッカ
のブロック ……3個 4ビットバイナリ全加算器のブロック ……2個 2インプットマルチプレクサを4つもつブロック ……5個 S−Rラッチを4つもつブロック ……2個 ALUのブロック ……1個 8ビットアドレサブルラッチのブロック ……1個 ルックアヘッドキャリジエネレータのブロック ……1個 即ち、274個のMSIからなる回路ブロックが備えられ、1
種のチップからあらゆる機能のLSIを作ることができる
ようにされている。そして各回路ブロックの平均入力数
は8、出力数は4である。論理機能素子の入力部、出力
部は、回路ブロックの入力部,出力部を為している訳で
あるが、その出力部には出力バッファが夫々設けられて
いる(図示しない)。そして回路ブロックの出力部は、
第2の配線12,入力部はこれを交わる第1の配線13に夫
々接続されている。そして、その交点にはスイッチ素子
14が設けられている。
Block with two 4-input NAND gates ... 15
Block with four 2-input NAND gates ... 14
Block with one 8-input NAND gate ...... 1 block with four inverters …… 100 block with 8 bit register …… 19 block with two D-type flip-flops …… 19 block 4-input AND Block with two gates ... 17 Blocks with four 2-to-1 data selectors ... 13 Blocks with two 4-bit binary counters ... 11 Blocks with two 2-4 line decoders ... 7 Blocks with 3-8 line decoders ... 3 Blocks with two 4-1 selectors ... 5 Blocks with 8-1 selectors ... 4 Blocks with 8-bit serial input-parallel output shift registers ... ... 3 blocks 8-bit parallel input-serial output shift register block ... 3 8-bit serial input-serial output shift register block Block …… 2 blocks with 2 monostable multivibrator …… 4 blocks with 4 2-input OR gates …… 4 blocks with 4 2-input NOR gates …… 3 AND-OR inverters Block with 2 ...... 3 blocks 64-bit RAM ...... 3 locks with 4 2-input EXCLUSIVE-OR gates ...... 2 4-bit comparator blocks ...... 3 JK flip-flops 2 Block: 4 blocks 9-bit even / odd parity generator / checker block: 3 blocks 4-bit binary full adder block: 2 blocks with 4 2-input multiplexers: 5 SR Block with 4 latches …… 2 blocks ALU block …… 1 block 8-bit addressable latch block …… 1 block Look-ahead carrier Block ...... 1 i.e. the over data, provided with a circuit block composed of 274 pieces of MSI, 1
It is made possible to make LSIs of all functions from various types of chips. The average number of inputs of each circuit block is 8 and the number of outputs is 4. The input section and the output section of the logic function element serve as the input section and the output section of the circuit block, and the output section is provided with an output buffer (not shown). And the output part of the circuit block is
The second wiring 12 and the input section are connected to the first wiring 13 intersecting the second wiring 12 and the input section, respectively. And at the intersection, a switch element
14 are provided.

そして、スイッチのON,OFFを制御することにより所望の
機能を有するチップを作り出すことができる。
Then, by controlling ON / OFF of the switch, a chip having a desired function can be produced.

第1図で示される様に、第2の配線12は左右の配線領域
に振り分けられ、一方第1の配線13は共通とされてい
る。即ち、回路ブロック領域10から出力線のうち、01,0
3,05は右側の配線領域に、02,04,06は左側の配線領域に
のびている。
As shown in FIG. 1, the second wiring 12 is distributed to the left and right wiring regions, while the first wiring 13 is common. That is, of the output lines from the circuit block area 10, 01,0
3,05 extends to the right wiring area, and 02,04,06 extends to the left wiring area.

第2図(a)は05の出力がI10の入力として伝わる場合
を示したもので、第2図(b)はこれに対応した第4図
における05′→I10′の場合を示したものである。
(a)の方が(L−l)だけ配線長が短かくなり、従っ
て配線容量が減少して信号伝搬遅延時間の短縮が可能と
なる。
2 (a) shows the case where the output of 05 is transmitted as the input of I10, and FIG. 2 (b) shows the case of 05 '→ I10' corresponding to this in FIG. is there.
In (a), the wiring length is shortened by (L-1), so that the wiring capacitance is reduced and the signal propagation delay time can be shortened.

上記例では、回路ブロックからの出力が直接第2の配線
領域に接続される様にしたが、回路ブロックへの入力力
が直接第2の配線領域に接続されていても構わない。
In the above example, the output from the circuit block is directly connected to the second wiring region, but the input force to the circuit block may be directly connected to the second wiring region.

また、回路ブロック領域を横切る方向の信号線は、図示
の様に、チップの端から端まで直線状に走る配線とし、
回路ブロックの1つの出力(又は入力)端子に接続され
るものでもよいし、同じ出力(又は入力)端子を回路ブ
ロックの両端に設け、そこから両側の配線領域に延ばす
ようにしてもよい。
Further, the signal line in the direction crossing the circuit block area is a wiring that runs in a straight line from one end to the other end of the chip, as shown in the figure.
It may be connected to one output (or input) terminal of the circuit block, or the same output (or input) terminal may be provided at both ends of the circuit block and extended from there to wiring regions on both sides.

第3図は分割ブロック方式と呼ぶべき方法に適用した例
である。即ち、先述した274個の〜の回路ブロック
は幾つかの島にまとめられ分割回路ブロック31a,31b,31
c………を構成している。そして分割回路ブロックの中
は第4図の方式によりプログラム可能となっている。先
述〜のうち、同種の回路ブロックは各分割回路ブロ
ックに分配されている。
FIG. 3 shows an example applied to a method called a divided block method. That is, the previously mentioned 274 circuit blocks of ~ are grouped into some islands and divided circuit blocks 31a, 31b, 31
It constitutes c ... ……. The division circuit blocks can be programmed by the method shown in FIG. Among the above-mentioned items, the same type of circuit block is distributed to each divided circuit block.

この方式によれば、スイッチ素子の数を大幅に減少させ
る事が出来る。即ち、分割回路ブロック31aを例に取る
と、回路ブロック11a〜11dが有する入出力線総数に比べ
て、分割回路ブロック31aからの入出力線総数は少なく
て構わないからである。この例においても、第1図と同
様、分割回路ブロック31a,31b,31c……で形成される回
路ブロック領域の両側に配線領域が設けられ第1図と同
様な効果を奏する。
According to this method, the number of switch elements can be significantly reduced. That is, taking the divided circuit block 31a as an example, the total number of input / output lines from the divided circuit block 31a may be smaller than the total number of input / output lines included in the circuit blocks 11a to 11d. Also in this example, as in FIG. 1, wiring regions are provided on both sides of the circuit block region formed by the divided circuit blocks 31a, 31b, 31c ... And the same effect as in FIG. 1 is obtained.

【図面の簡単な説明】[Brief description of drawings]

第1図は本発明の実施例を示す平面図、第2図は本発明
の効果を示す平面図、第3図は他の実施例を示す平面
図、第4図は比較例を示す平面図である。 図において、 11a,11b…11n…回路ブロック、12…第2の配線,13…第
1の配線、14…スイッチ素子。
1 is a plan view showing an embodiment of the present invention, FIG. 2 is a plan view showing the effect of the present invention, FIG. 3 is a plan view showing another embodiment, and FIG. 4 is a plan view showing a comparative example. Is. In the figure, 11a, 11b ... 11n ... Circuit block, 12 ... Second wiring, 13 ... First wiring, 14 ... Switch element.

Claims (1)

【特許請求の範囲】[Claims] 【請求項1】信号入力部及び信号出力部を有する回路ブ
ロックを列状に配置した回路ブロック領域と、この回路
ブロック列に垂直方向の第1の配線群、回路ブロック列
に平行方向の第2の配線群及びこの第1の配線群と第2
の配線群の交差する位置に設けられ、前記信号出力部と
前記信号入力部を相互接続するスイッチ素子を備えた配
線領域とを備え、前記第2の配線群を前記回路ブロック
の両側に振り分けると共に、前記第1の配線群を前記回
路ブロックを横切る方向に前記配線領域の両側に夫々設
けられ、かつ、前記信号出力部あるいは前記信号入力部
のいずれか一方は前記第2の配線群に直接接続されてい
ることを特徴とする半導体集積回路。
1. A circuit block area in which circuit blocks having a signal input portion and a signal output portion are arranged in a row, a first wiring group in a direction perpendicular to the circuit block row, and a second wiring group in a direction parallel to the circuit block row. Wiring group and the first wiring group and the second wiring group
And a wiring region provided at a position where the wiring groups intersect each other and provided with a switch element that interconnects the signal output unit and the signal input unit, and the second wiring group is distributed to both sides of the circuit block. , The first wiring group is provided on both sides of the wiring region in a direction crossing the circuit block, and either one of the signal output unit and the signal input unit is directly connected to the second wiring group. A semiconductor integrated circuit characterized by being provided.
JP60037519A 1985-02-28 1985-02-28 Semiconductor integrated circuit Expired - Lifetime JPH0750741B2 (en)

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