JP2001077311A - Semiconductor device - Google Patents

Semiconductor device

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JP2001077311A
JP2001077311A JP25150399A JP25150399A JP2001077311A JP 2001077311 A JP2001077311 A JP 2001077311A JP 25150399 A JP25150399 A JP 25150399A JP 25150399 A JP25150399 A JP 25150399A JP 2001077311 A JP2001077311 A JP 2001077311A
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JP
Japan
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well
semiconductor device
signal
unit
arithmetic
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Application number
JP25150399A
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Japanese (ja)
Inventor
Yoshiji Oota
佳似 太田
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Original Assignee
Sharp Corp
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Publication date
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Abstract

PROBLEM TO BE SOLVED: To reduce the power consumption of data transfer between circuit modules more easily than that of radio wave communication by using no signal wiring for parallel processing and suppressing the load to a driver to the minimum. SOLUTION: In a semiconductor device, a plurality of arithmetic units 2 is loaded in one well 1 in such a way that the units 2 are not connected to each other through wiring. The information transmitted to the units 2 are processed in parallel by propagating the information in the well 1. Since the well 1 is used as the propagating route of signals, no signal wiring is required for the parallel processing. Therefore, an increase in wiring load can be suppressed and the circuit configuration becomes simpler than that for radio wave communication. Accordingly, the power consumption of information transmission can be suppressed.

Description

【発明の詳細な説明】DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION

【0001】[0001]

【発明の属する技術分野】この発明は、回路モジュール
間のデータ転送が可能な半導体装置に関し、特には並列
処理が必要なニューラルネットワーク等の演算回路間の
データ転送が可能な半導体装置に関する。
BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to a semiconductor device capable of transferring data between circuit modules, and more particularly to a semiconductor device capable of transferring data between arithmetic circuits such as a neural network that requires parallel processing.

【0002】[0002]

【従来の技術】従来、演算回路等のチップ間において並
列もしくは高速なデータ転送を行う場合には、パイプラ
イン方式や電波による無線通信等が用いられている。前
者の例としては、例えば、特開平4‐273529号公
報に開示された並列演算回路がある。この並列演算回路
においては、パイプライン処理を行うために複数の演算
器を設け、それらの演算回路に同時に演算命令を与える
ことで並列演算を実行するようにしている。
2. Description of the Related Art Conventionally, when parallel or high-speed data transfer is performed between chips such as arithmetic circuits, a pipeline method, radio communication using radio waves, and the like are used. As an example of the former, for example, there is a parallel operation circuit disclosed in Japanese Patent Application Laid-Open No. 4-273529. In this parallel operation circuit, a plurality of operation units are provided for performing pipeline processing, and parallel operations are executed by simultaneously giving operation instructions to these operation circuits.

【0003】後者の例としては、例えば、特開平4‐2
5046号公報に開示されたウェハスケール集積回路が
ある。このウェハスケール集積回路においては、アンテ
ナ付きマイクロ波ミリ波送受信モジュールおよび変復調
器をウェハ上に複数設けている。この場合、信号遅延の
短縮を目的としてはいるが、上記送受信モジュール等を
各チップに持たせれば、並列なデータ通信も可能とな
る。
As an example of the latter, see, for example,
There is a wafer scale integrated circuit disclosed in Japanese Patent No. 5046. In this wafer scale integrated circuit, a plurality of microwave / millimeter wave transmitting / receiving modules with antennas and a plurality of modems are provided on a wafer. In this case, although the purpose is to reduce the signal delay, if the above-mentioned transmitting / receiving module and the like are provided in each chip, parallel data communication becomes possible.

【0004】[0004]

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、上記特
開平4‐273529号公報に開示された並列演算回路
においては、以下のような問題がある。すなわち、パイ
プライン処理を行う演算器の数が増加すると、各演算器
の間を結ぶ信号配線の数が、例えば演算器の数の2乗に
比例して急速に増え、チップサイズと配線負荷の極端な
増大を齎す。
However, the parallel operation circuit disclosed in Japanese Patent Laid-Open No. 4-273529 has the following problems. That is, when the number of arithmetic units performing pipeline processing increases, the number of signal wires connecting the arithmetic units rapidly increases, for example, in proportion to the square of the number of arithmetic units, and the chip size and the wiring load are reduced. It causes an extreme increase.

【0005】また、上記特開平4‐25046号公報に
開示されたウェハスケール集積回路においては、マイク
ロ波やミリ波等の電波を用いるために、送受信用の回路
が複雑になる。そのため、チップサイズと消費電力の増
大を招いてしまう。さらに、電波は自由に空間を伝搬す
るため、EMI(エレクトロ・マグネティック・インター
フィアランス)やEMC(エレクトロ・マグネティック・コ
ンパティビリティ)と言った周辺環境への電波障害の問
題が生じ、対策が必要となる。
Further, in the wafer scale integrated circuit disclosed in the above-mentioned Japanese Patent Application Laid-Open No. 4-25046, a circuit for transmission and reception is complicated because radio waves such as microwaves and millimeter waves are used. This leads to an increase in chip size and power consumption. In addition, since radio waves propagate freely in space, problems such as EMI (Electro Magnetic Interference) and EMC (Electro Magnetic Compatibility) may occur, and countermeasures are needed. Becomes

【0006】そこで、この発明の目的は、並列処理にお
ける信号配線が無く、ドライバの負荷を最小限に抑え、
電波通信よりも簡単で、回路モジュール間のデータ転送
の低消費電力化を可能にする半導体装置を提供すること
にある。
Accordingly, an object of the present invention is to eliminate signal wiring in parallel processing, minimize the load on the driver,
An object of the present invention is to provide a semiconductor device which is simpler than radio wave communication and enables low power consumption of data transfer between circuit modules.

【0007】[0007]

【課題を解決するための手段】上記目的を達成するた
め、この発明の半導体装置は、同一ウエル内に複数の演
算ユニットを搭載して、上記各演算ユニットに対する入
出力信号は上記ウエル内を伝搬させて送受することを特
徴としている。
In order to achieve the above object, a semiconductor device according to the present invention has a plurality of arithmetic units mounted in the same well, and input / output signals for each of the arithmetic units propagate through the well. It is characterized by sending and receiving.

【0008】上記構成によれば、各演算ユニットに対す
る入出力信号が、上記各演算ユニット間を接続する配線
を介さずに送受される。したがって、上記演算ユニット
の数が増加しても、配線負荷の増大や配線数の増加によ
る装置サイズが増大することはなく、より規模の大きな
並列演算装置が実現される。さらに、上記各演算ユニッ
ト間で送受される信号はウエル内を伝搬するため、一般
の無線通信の際に見られるような電波障害はなく、複雑
な送受信回路も不要となり、消費電力が抑えられる。
According to the above configuration, input / output signals for each arithmetic unit are transmitted and received without passing through the wiring connecting the arithmetic units. Therefore, even if the number of the arithmetic units increases, the device size does not increase due to an increase in the wiring load or the number of wires, and a larger-scale parallel arithmetic device is realized. Further, since the signals transmitted and received between the arithmetic units propagate in the well, there is no radio interference as seen in general wireless communication, no complicated transmission / reception circuit is required, and power consumption is suppressed.

【0009】また、この発明の半導体装置は、上記複数
の演算ユニットを搭載したウエルを複数設け、上記複数
のウエルを配線層で並列に接続することが望ましい。
Further, in the semiconductor device of the present invention, it is preferable that a plurality of wells on which the plurality of arithmetic units are mounted are provided, and the plurality of wells are connected in parallel by a wiring layer.

【0010】上記構成によれば、一つのウエルに搭載さ
れた演算ユニットからの信号が、当該ウエルおよび配線
層を介して他のウエルに送信される。そして、上記他の
ウエルを伝搬して上記他のウエルに搭載された演算ユニ
ットに送信される。このように、複数のウエル間におけ
る信号の伝送を上記配線層で行うことによって、上記複
数のウエル間における信号の伝送を他のウエルで行う場
合に生ずる上記他のウエルを伝搬することによる信号の
極端な遅延や減衰が回避される。また、一つのウエルに
搭載された各演算ユニットの演算結果をまとめて他のウ
エルヘ伝達したり、各ウエルから上記配線層を伝搬して
送信されてくる演算結果の中から、必要な演算結果のみ
を選択する等のシステム機能が実現される。さらに、上
記配線層に、双方向性を持たせれば、より高速な演算が
実行可能となる。
According to the above configuration, a signal from the arithmetic unit mounted on one well is transmitted to the other well via the well and the wiring layer. Then, it propagates through the other well and is transmitted to an arithmetic unit mounted on the other well. As described above, by transmitting a signal between a plurality of wells in the wiring layer, a signal generated by propagating the other well that occurs when transmitting a signal between the plurality of wells in another well is performed. Extreme delays and attenuation are avoided. Also, the operation results of each operation unit mounted on one well are collectively transmitted to other wells, and only the operation results required from the operation results transmitted from each well through the wiring layer are transmitted. Is realized. Furthermore, if the wiring layer has bidirectionality, higher-speed operations can be performed.

【0011】また、この発明の半導体装置は、上記複数
の演算ユニットを搭載したウエルを複数設け、上記複数
のウエルを配線層で階層的に接続することが望ましい。
Further, in the semiconductor device of the present invention, it is preferable that a plurality of wells on which the plurality of arithmetic units are mounted are provided, and the plurality of wells are hierarchically connected by a wiring layer.

【0012】上記構成によれば、下層に位置する複数の
ウエルに搭載された演算ユニットからの演算結果が配線
層を伝搬して上層に位置するウエルに搭載された演算ユ
ニットに伝送される。こうして、上記下層に位置する一
つのウエルに搭載された各演算ユニットの演算結果をま
とめて上層に位置するウエルヘ伝達したり、上記上層の
ウエルに搭載された演算ユニットによって下層の各ウエ
ルから送信されてくる演算結果から必要な演算結果のみ
を選択する等のシステム機能が実現される。
According to the above configuration, the operation results from the operation units mounted on the plurality of wells located in the lower layer propagate through the wiring layer and are transmitted to the operation units mounted on the wells located on the upper layer. In this way, the operation results of the arithmetic units mounted on one well located in the lower layer are collectively transmitted to the well located in the upper layer, or transmitted from each well in the lower layer by the arithmetic unit mounted on the upper well. A system function such as selecting only necessary calculation results from the calculation results to be obtained is realized.

【0013】また、この発明の半導体装置は、上記複数
の演算ユニットを搭載した第1のウエルを複数設け、上
記第1のウエルとは電気的に分離されると共に,上記第
1のウエルを搭載した第2のウエルと、上記第1のウエ
ルと第2のウエルとの間で片方向または双方向に信号を
送受信する送受信回路を備えることが望ましい。
Further, in the semiconductor device according to the present invention, a plurality of first wells on which the plurality of arithmetic units are mounted are provided, and the first well is electrically separated from the first well and mounted with the first well. It is preferable to include a transmission / reception circuit for transmitting / receiving a signal in one direction or two directions between the first well and the second well.

【0014】上記構成によれば、上記複数のウエルを並
列にあるいは階層的に接続する配線層数が多い場合に、
上記配線層を無くして、配線負荷の増大や配線数の増加
による装置サイズの増大が抑制され、より規模の大きな
並列演算装置が実現される。
According to the above arrangement, when the number of wiring layers for connecting the plurality of wells in parallel or in a hierarchical manner is large,
By eliminating the wiring layer, an increase in device size due to an increase in wiring load and an increase in the number of wires is suppressed, and a larger-scale parallel operation device is realized.

【0015】また、この発明の半導体装置は、少なくと
も一つのウエルに外部信号を入力する入力制御回路と、
少なくとも一つのウエルからの内部信号を外部に出力す
る出力制御回路を備えることが望ましい。
Further, the semiconductor device of the present invention has an input control circuit for inputting an external signal to at least one well,
It is desirable to include an output control circuit that outputs an internal signal from at least one well to the outside.

【0016】上記構成によれば、本半導体装置は、外部
の周辺回路等と接続されて信号を送受することが可能に
なる。したがって、外部クロックとの同期駆動や、演算
を開始する演算ユニットあるいは演算を終了する演算ユ
ニットの外部からの指定や、外部への演算結果のフィー
ドバック等が可能になる。
According to the above configuration, the present semiconductor device can transmit and receive signals by being connected to an external peripheral circuit or the like. Therefore, it is possible to perform synchronous driving with an external clock, specify an operation unit that starts an operation or an operation unit that ends an operation from the outside, and feedback an operation result to the outside.

【0017】また、この発明の半導体装置は、上記外部
信号が入力されるウエルに搭載されている上記演算ユニ
ットをマトリックス状に配置し、上記入力ユニットを2
個設け、そのうちの一つを上記演算ユニットの配列マト
リックスにおける一方の配列方向と平行に配置し、他の
一つを上記演算ユニットの配列マトリックスにおける他
方の配列方向と平行に配置することが望ましい。
Further, in the semiconductor device according to the present invention, the arithmetic units mounted on the wells to which the external signals are input are arranged in a matrix, and the input units are arranged in a matrix.
Preferably, one of them is arranged in parallel with one arrangement direction in the arrangement matrix of the operation units, and the other is arranged in parallel with the other arrangement direction in the arrangement matrix of the operation units.

【0018】上記構成によれば、マトリックス状に配置
された複数の演算ユニットのうち、両入力ユニットに平
行に配列されている演算ユニットに到達する上記外部信
号の振幅,到達時間等の条件が揃えられる。こうして、
画像処理等の演算に応用可能な2次元的な重み付け演算
のネットワークが構成される。
According to the above configuration, among the plurality of arithmetic units arranged in a matrix, the conditions such as the amplitude and the arrival time of the external signal reaching the arithmetic units arranged in parallel with both input units are made uniform. Can be Thus,
A two-dimensional weighting calculation network applicable to calculations such as image processing is formed.

【0019】また、この発明の半導体装置は、上記演算
ユニットを、上記ウエル内を伝搬して来た信号を受信す
る受信部と、上記受信された信号を演算処理可能な形態
に変換するデコーダと、上記変換された信号を演算処理
する演算部と、上記演算処理された信号を送信可能な形
態に変換するエンコーダと、上記エンコーダで変換され
た信号を上記ウエル内に送信する送信部で構成すること
が望ましい。
Further, the semiconductor device according to the present invention includes a receiving unit for receiving the signal propagated in the well and a decoder for converting the received signal into a form capable of performing arithmetic processing. An arithmetic unit for arithmetically processing the converted signal, an encoder for converting the arithmetically processed signal into a form that can be transmitted, and a transmitting unit for transmitting the signal converted by the encoder to the well. It is desirable.

【0020】上記構成によれば、上記演算ユニットの受
信部によって受信された信号がデコードされ、演算部に
よって演算処理されてエンコードされた後、送信部によ
って再度上記ウエル内に送信される。こうして、同一の
ウエルに上記受信部が接続された総ての演算ユニットに
よって演算処理が平行して行われ、上記ウエルに出力さ
れる。すなわち、総ての演算ユニット同士が互いに接続
されたニューラルネットワーク状の構成が実現される。
According to the above configuration, the signal received by the receiving unit of the arithmetic unit is decoded, arithmetically processed by the arithmetic unit, encoded, and then transmitted again into the well by the transmitting unit. Thus, the arithmetic processing is performed in parallel by all the arithmetic units in which the receiving unit is connected to the same well, and the result is output to the well. That is, a configuration of a neural network in which all the arithmetic units are connected to each other is realized.

【0021】また、この発明の半導体装置は、上記演算
ユニットを、上記ウエル内を伝搬して来た信号を受信す
る受信部と、上記受信された信号を演算処理する演算部
と、上記演算処理された信号を上記ウエル内に送信する
送信部で構成することが望ましい。
Further, in the semiconductor device according to the present invention, the arithmetic unit may include a receiving unit for receiving a signal propagated in the well, an arithmetic unit for arithmetically processing the received signal, and an arithmetic processing unit for arithmetically processing the received signal. It is desirable to constitute a transmission unit for transmitting the signal thus obtained into the well.

【0022】上記構成によれば、上記演算ユニットの受
信部によって受信された信号が演算部によって演算処理
され、送信部によって再度上記ウエル内に送信される。
こうして、上記演算部がアナログ回路等であって受信信
号の変換が必要ない場合の上記演算ユニットの構成が簡
素化される。さらに、総ての演算ユニット同士が互いに
接続されたアナログ・ニューラルネットワーク状の構成
が実現される。
According to the above configuration, the signal received by the receiving unit of the arithmetic unit is subjected to arithmetic processing by the arithmetic unit, and is transmitted again into the well by the transmitting unit.
Thus, the configuration of the arithmetic unit when the arithmetic unit is an analog circuit or the like and conversion of a received signal is not required is simplified. Further, an analog neural network configuration in which all the arithmetic units are connected to each other is realized.

【0023】また、この発明の半導体装置は、上記演算
部を、上記受信した信号は取り込むべき信号であるか否
かを判定する判定回路と、上記信号が所望の規則を満た
しているか否かを検査する検査回路と、上記信号中の情
報に基づいて所定の演算を行う演算器で構成することが
望ましい。
Further, in the semiconductor device of the present invention, the arithmetic unit may be configured to determine whether the received signal is a signal to be fetched, and determine whether the signal satisfies a desired rule. It is desirable to comprise an inspection circuit for inspection and an arithmetic unit for performing a predetermined operation based on information in the signal.

【0024】上記構成によれば、判定回路によって上記
受信した信号は取り込むべき信号であるか否かを判定
し、検査回路によって当該演算ユニットに始めて取り込
まれた信号であるという規則を満たしているか否かを検
査し、演算器によって架空の路で接続されている他の演
算ユニットとの間の距離を総距離数に加算することによ
って、ハミルトン問題や巡回セールスマン問題等の一筆
書きの道筋や最短距離を求める問題の解が、高速に得ら
れる。
According to the above configuration, the determination circuit determines whether or not the received signal is a signal to be captured, and determines whether or not the check circuit satisfies the rule that the signal is the first signal captured by the arithmetic unit. The distance between other arithmetic units connected by fictitious roads by the arithmetic unit is added to the total number of distances, so that the route of the one-stroke such as the Hamilton problem or the traveling salesman problem and the shortest The solution to the problem of finding distance is obtained at high speed.

【0025】また、この発明の半導体装置は、上記演算
部を、上記受信した信号は取り込むべき信号であるか否
かを判定する判定回路と、上記信号が所望の規則を満た
しているか否かを検査する検査回路と、上記信号を遅延
させる際の遅延量を指定する遅延量指定手段と、上記遅
延量指定手段によって指定された遅延量に基づいて,上
記信号を遅延させる遅延回路で構成することが望まし
い。
Further, in the semiconductor device of the present invention, the arithmetic unit may be configured to determine whether the received signal is a signal to be fetched, and determine whether the signal satisfies a desired rule. An inspection circuit to be inspected, a delay amount designating means for designating a delay amount when delaying the signal, and a delay circuit for delaying the signal based on the delay amount designated by the delay amount designating means. Is desirable.

【0026】上記構成によれば、判定回路によって上記
受信した信号は取り込むべき信号であるか否かを判定
し、検査回路によって当該演算ユニットに始めて取り込
まれた信号であるという規則を満たしているか否かを検
査し、遅延量指定手段によって架空の路で接続されてい
る他の演算ユニットとの間の距離に相当する遅延量を指
定し、遅延回路によって上記他の演算ユニットとの間の
距離に相当する遅延量だけ上記信号を遅延させることに
よって、上記送信部から上記ウエルに出力される信号
は、架空の路で接続されている他の演算ユニットとの間
の距離に応じた時間だけ遅延されて出力される。
According to the above configuration, the determination circuit determines whether or not the received signal is a signal to be captured, and determines whether or not the inspection circuit satisfies the rule of being the first signal captured by the arithmetic unit. Inspection is performed, and a delay amount designating unit specifies a delay amount corresponding to a distance to another arithmetic unit connected on an imaginary road, and a delay circuit determines a distance to the other arithmetic unit. By delaying the signal by a corresponding amount of delay, the signal output from the transmission unit to the well is delayed by a time corresponding to the distance to another arithmetic unit connected by an imaginary path. Output.

【0027】したがって、巡回セールスマン問題のよう
な最短距離を求める問題の解を求める際に、同一ウエル
に搭載された全演算ユニットで得られた解から最小値を
呈する解を選択する必要がなく、上記ウエルに最初に出
力された解がそのまま所望の解となる。こうして、演算
時間や消費電力の低下が図られる。
Therefore, when finding the solution to the problem for finding the shortest distance, such as the traveling salesman problem, it is not necessary to select the solution exhibiting the minimum value from the solutions obtained by all the arithmetic units mounted on the same well. The solution first output to the well becomes the desired solution as it is. Thus, the calculation time and the power consumption are reduced.

【0028】また、この発明の半導体装置は、上記受信
部をトランジスタを含んで構成し、上記トランジスタの
ゲートを上記ウエルに電気的に接続し、上記トランジス
タのソースあるいはドレインの何れか一方を電圧源に接
続し、上記ソースあるいはドレインの他方を上記デコー
ダあるいは上記演算部に接続することが望ましい。
Also, in the semiconductor device according to the present invention, the receiving section includes a transistor, a gate of the transistor is electrically connected to the well, and one of a source and a drain of the transistor is connected to a voltage source. And the other of the source and the drain is desirably connected to the decoder or the arithmetic unit.

【0029】上記構成によれば、上記ウエルを伝搬して
来た信号の電圧変動が、上記受信部によって、後段の上
記デコーダあるいは演算部回路で必要な電圧変動あるい
は電流変動に変換されて伝達される。
According to the above configuration, the voltage fluctuation of the signal propagating through the well is converted by the receiving section into a voltage fluctuation or a current fluctuation required by the decoder or the operation section circuit at the subsequent stage and transmitted. You.

【0030】また、この発明の半導体装置における上記
トランジスタは、上記ゲートが接続されている上記ウエ
ルとは電気的に分離された別のウエル内に形成されてい
ることが望ましい。
Preferably, the transistor in the semiconductor device of the present invention is formed in another well that is electrically separated from the well to which the gate is connected.

【0031】上記構成によれば、上記ウエルの電圧変動
によって上記トランジスタの閾値が変動することがな
く、上記ウエルの電圧変動が、後段の上記デコーダある
いは演算部回路で必要な電圧変動あるいは電流変動によ
り正確に変換される。
According to the above configuration, the threshold value of the transistor does not change due to the voltage change of the well, and the voltage change of the well is caused by a voltage change or a current change required in the subsequent decoder or the arithmetic circuit. Converted exactly.

【0032】また、この発明の半導体装置は、上記受信
部をトランジスタを含んで構成し、上記トランジスタの
ソースあるいはドレインの何れか一方を電圧源に接続
し、上記ソースあるいはドレインの他方を上記デコーダ
あるいは上記演算部に接続し、上記トランジスタのゲー
トを上記電圧源あるいは別の電圧源に接続することが望
ましい。
Further, in the semiconductor device of the present invention, the receiving section includes a transistor, one of a source and a drain of the transistor is connected to a voltage source, and the other of the source and the drain is connected to the decoder or the decoder. It is preferable that the transistor is connected to the arithmetic unit and the gate of the transistor is connected to the voltage source or another voltage source.

【0033】上記構成によれば、上記ウエルを伝搬して
来た信号の電圧変動が、トランジスタの閾値変動として
捉えられ、後段の上記デコーダあるいは演算部回路で必
要な電圧変動あるいは電流変動に変換されて伝達され
る。
According to the above arrangement, the voltage fluctuation of the signal propagating through the well is regarded as a threshold fluctuation of the transistor, and is converted into a voltage fluctuation or a current fluctuation required by the decoder or the arithmetic circuit in the subsequent stage. Transmitted.

【0034】また、この発明の半導体装置は、上記送信
部を、一方の電極が上記エンコーダあるいは上記演算部
に接続されると共に、他方の電極が上記ウエルに接続さ
れた容量相当素子を含んで構成することが望ましい。
In the semiconductor device according to the present invention, the transmission section includes a capacitance-equivalent element in which one electrode is connected to the encoder or the operation section and the other electrode is connected to the well. It is desirable to do.

【0035】上記構成によれば、上記エンコーダあるい
は上記演算部からの演算結果が、上記送信部によって、
電圧変動として上記ウエルに伝搬される。
According to the above configuration, the calculation result from the encoder or the calculation unit is transmitted by the transmission unit by the transmission unit.
The voltage is propagated to the well as a voltage fluctuation.

【0036】また、この発明の半導体装置は、上記送信
部を、入力端子が上記エンコーダあるいは上記演算部に
接続されると共に、出力端子が上記ウエルに接続された
電流駆動回路を含んで構成することが望ましい。
Further, in the semiconductor device according to the present invention, the transmitting section includes a current drive circuit having an input terminal connected to the encoder or the arithmetic section and an output terminal connected to the well. Is desirable.

【0037】上記構成によれば、上記エンコーダあるい
は上記演算部からの演算結果が、上記送信部によって、
電流変動として上記ウエルに伝搬される。
According to the above configuration, the operation result from the encoder or the operation unit is transmitted by the transmission unit by the transmission unit.
The current fluctuation is propagated to the well.

【0038】[0038]

【発明の実施の形態】以下、この発明を図示の実施の形
態により詳細に説明する。図1は、本実施の形態の半導
体装置における平面図である。この半導体装置において
は、一つのウエル1内に複数の演算ユニット2が搭載さ
れており、互いの演算ユニット2間は配線で結ばれては
いない。そして、夫々の入出力(電源等の演算ユニット
2を動作させるための幾つかの基本信号は除く)等の伝
達情報は、ウエル1の中を伝搬するようになっている。
したがって、ウエル1を伝搬して来た信号は、同じウエ
ル1内の総ての演算ユニット2で受信されることにな
り、夫々の演算ユニット2による演算結果に応じて内容
が更新された信号が再度ウエル1に送信される。以上
が、複数の演算ユニット2で並列演算を行うための基本
的な構成でなる。
DETAILED DESCRIPTION OF THE PREFERRED EMBODIMENTS Hereinafter, the present invention will be described in detail with reference to the illustrated embodiments. FIG. 1 is a plan view of the semiconductor device of the present embodiment. In this semiconductor device, a plurality of operation units 2 are mounted in one well 1, and the operation units 2 are not connected by wiring. Then, transmission information such as input / output (excluding some basic signals for operating the arithmetic unit 2 such as a power supply) and the like propagates in the well 1.
Therefore, the signal propagated through the well 1 is received by all the operation units 2 in the same well 1, and the signal whose content has been updated according to the operation result of each operation unit 2 is It is transmitted to well 1 again. The above is the basic configuration for performing the parallel operation by the plurality of operation units 2.

【0039】図2に、図1における演算ユニット2の一
例を示す。この演算ユニット2は、受信部5,デコーダ
6,演算部7,エンコーダ8および送信部9で構成され
る。ウエル1を伝搬して来た信号は、受信部5で受信さ
れる。そして、受信された信号は、デコーダ6でデコー
ドされ、演算部7で処理可能なディジタル信号あるいは
アナログ信号となる。演算結果は、伝搬に適した信号フ
ォーマットにエンコーダ8で再び変換され、送信部9か
らウエル1へ送信される。
FIG. 2 shows an example of the arithmetic unit 2 in FIG. The arithmetic unit 2 includes a receiving unit 5, a decoder 6, an arithmetic unit 7, an encoder 8, and a transmitting unit 9. The signal that has propagated through well 1 is received by receiving section 5. Then, the received signal is decoded by the decoder 6 and becomes a digital signal or an analog signal that can be processed by the arithmetic unit 7. The calculation result is converted again into a signal format suitable for propagation by the encoder 8 and transmitted from the transmission unit 9 to the well 1.

【0040】上記演算部7の具体的回路やウエル1内通
信の信号フォーマットによっては、デコーダ6あるいは
エンコーダ8を必要とはしない演算ユニット(例えば、
アナログ回路)も構成可能であり、その一例を図3に示
す。11は受信部であり、12は演算部であり、13は
送信部である。
An arithmetic unit (eg, an arithmetic unit that does not require the decoder 6 or the encoder 8) depending on the specific circuit of the arithmetic unit 7 and the signal format of communication in the well 1
(An analog circuit) can also be configured, an example of which is shown in FIG. 11 is a receiving unit, 12 is a calculating unit, and 13 is a transmitting unit.

【0041】図4は、上記受信部5,11の一例を示
す。基板15上に設けられたウエル16を伝搬して来た
信号は、タップ17で受信される。このタップ17とし
ては、通常、ウエル16と同じタイプで濃度の異なる拡
散を用いる(例えばウエル16がn-拡散である場合に
は、タップ17をn+拡散とする)が、ウエル16とタッ
プ17とでp型とn型とのダイオード構成にして、整流
するように構成しても構わない。
FIG. 4 shows an example of the receiving sections 5 and 11. The signal propagating through the well 16 provided on the substrate 15 is received by the tap 17. As the tap 17, a diffusion of the same type as the well 16 and having a different concentration is used (for example, if the well 16 is n diffusion, the tap 17 is n + diffusion). Thus, a p-type and n-type diode configuration may be used to rectify.

【0042】上記タップ17によって受信された信号は
トランジスタ18のゲート19に入力され、その電圧変
動によって、ソース20‐ドレイン21間に流れる電流
が変化する。ソース20には電圧源22が接続される一
方、ドレイン21にはデコーダあるいは演算部23が接
続されており、電流あるいは電圧の変化を検知してデコ
ードあるいは演算を行う。
The signal received by the tap 17 is input to the gate 19 of the transistor 18, and the current flowing between the source 20 and the drain 21 changes according to the voltage fluctuation. A voltage source 22 is connected to the source 20, and a decoder or operation unit 23 is connected to the drain 21, and detects a change in current or voltage to perform decoding or operation.

【0043】図5は、上記受信部5,11における図4
とは異なる例を示す。図4の場合と異なる点は、電圧変
動を検出するトランジスタ28のバックバイアスをウエ
ル31で囲み、信号を伝搬するウエル26から電気的に
分離していることである。こうすることによって、トラ
ンジスタ28の閾値変動を防いで、より正確にゲート電
圧の変動を検知できるのである。その場合、ウエル26
とウエル31とは、通常、逆耐圧となるようにp型およ
びn型の選択を行うようにする。尚、25は基板であ
り、27はタップであり、29は電圧源であり、30は
デコーダあるいは演算部である。
FIG. 5 is a block diagram of the receiving units 5 and 11 shown in FIG.
Here is a different example. The difference from the case of FIG. 4 is that the back bias of the transistor 28 for detecting voltage fluctuation is surrounded by a well 31 and is electrically separated from the well 26 for transmitting a signal. In this manner, a change in the threshold voltage of the transistor 28 can be prevented, and a change in the gate voltage can be detected more accurately. In that case, well 26
And the well 31 are usually selected between a p-type and an n-type so as to have a reverse breakdown voltage. In addition, 25 is a substrate, 27 is a tap, 29 is a voltage source, and 30 is a decoder or an operation unit.

【0044】図6は、上記受信部5,11の更に他の例
を示す。ウエル36を伝搬して来た信号は、トランジス
タ37のバックバイアスを変化させ、トランジスタ37
の閾値電圧を変動させる。トランジスタ37のゲート3
8には第1電圧源39が接続され、ソース40には第2
電圧源41が接続され、ドレイン42にはデコーダある
いは演算部43が接続されている。そして、デコーダあ
るいは演算部43は、トランジスタ37の閾値電圧の変
化を受けて、デコードあるいは演算の処理を行う。尚、
35は基板である。
FIG. 6 shows still another example of the receiving units 5 and 11. The signal propagating through the well 36 changes the back bias of the transistor 37,
Is varied. Gate 3 of transistor 37
8, a first voltage source 39 is connected, and a source 40 is connected to a second voltage source 39.
A voltage source 41 is connected, and a decoder or an operation unit 43 is connected to the drain 42. Then, the decoder or the arithmetic unit 43 performs decoding or arithmetic processing in response to a change in the threshold voltage of the transistor 37. still,
Reference numeral 35 denotes a substrate.

【0045】尚、上記トランジスタ37のゲート38に
独立して電圧源39を与える代わりに、ゲート38をド
レイン42に接続して、トランジスタ37を飽和領域で
動作させる構成も可能である。また、ゲート38をソー
ス40に接続する構成でも閾値電圧の変動を検知でき
る。
It is also possible to connect the gate 38 to the drain 42 and operate the transistor 37 in a saturation region instead of applying the voltage source 39 to the gate 38 of the transistor 37 independently. Further, even in a configuration in which the gate 38 is connected to the source 40, a change in threshold voltage can be detected.

【0046】図7は、上記送信部9,13の一例を示
す。エンコーダあるいは演算部45の出力が容量46の
一端に入力される。この容量46の他端は、ウエル48
中に埋め込まれたタップ47に接続されている。容量4
6を介してタップ47に伝達された電圧変動は、ウエル
48を介して他の演算ユニット(図1参照)2へ伝搬され
る。タップ47は、通常、ウエル48と同じタイプで濃
度が異なる拡散を用いるが、ウエル48とタップ47と
でp型とn型とのダイオード構成にして、整流するよう
にしても構わない。49は基板である。
FIG. 7 shows an example of the transmission units 9 and 13. The output of the encoder or the operation unit 45 is input to one end of the capacitor 46. The other end of the capacity 46 is connected to a well 48
It is connected to a tap 47 embedded therein. Capacity 4
The voltage fluctuation transmitted to the tap 47 via 6 is transmitted to another arithmetic unit (see FIG. 1) 2 via the well 48. The tap 47 usually uses the same type of diffusion as the well 48 but with a different concentration, but the well 48 and the tap 47 may be configured as p-type and n-type diodes to rectify. 49 is a substrate.

【0047】図8は、上記送信部9,13における図7
とは異なる例を示す。エンコーダあるいは演算部50の
出力は、一旦電流駆動回路51へ入力される。この電流
駆動回路51の出力側は、ウエル53に埋め込まれたタ
ップ52に接続されている。そして、上記電流駆動回路
51で発生した電流は、タップ52からウエル53へ流
れ込み、ウエル53の電圧を変動させる。こうして生じ
たウエル53の電圧変動は、ウエル53を介して他の演
算ユニット(図1参照)2へ伝搬される。尚、54は基板
である。
FIG. 8 is a block diagram of the transmitting units 9 and 13 shown in FIG.
Here is a different example. The output of the encoder or the arithmetic unit 50 is input to the current drive circuit 51 once. The output side of the current drive circuit 51 is connected to a tap 52 embedded in a well 53. Then, the current generated by the current drive circuit 51 flows from the tap 52 to the well 53, and changes the voltage of the well 53. The voltage fluctuation of the well 53 thus generated is propagated to another arithmetic unit (see FIG. 1) 2 via the well 53. Incidentally, 54 is a substrate.

【0048】ところで、上述のように一つのウエル内に
設けられた複数の演算ユニットと外部との信号のやり取
りには、少なくとも1組の入力制御回路および出力制御
回路が必要である。そこで、図9に示すように、一つの
ウエル55内中央部に複数の演算ユニット56をマトリ
ックス状に配置して演算ユニット・アレイ57を構成す
る。そして、入力ユニット58および出力ユニット59
を、ウエル55内における演算ユニット・アレイ57の
周囲に配置すると共に、入力制御回路60で入力ユニッ
ト58を制御する一方、出力制御回路61で出力ユニッ
ト59を制御するようにしている。
By the way, at least one set of input control circuit and output control circuit is necessary for exchanging signals between the plurality of arithmetic units provided in one well and the outside as described above. Therefore, as shown in FIG. 9, a plurality of operation units 56 are arranged in a matrix at the center of one well 55 to form an operation unit array 57. Then, the input unit 58 and the output unit 59
Are arranged around the operation unit array 57 in the well 55, and the input control circuit 60 controls the input unit 58, while the output control circuit 61 controls the output unit 59.

【0049】その場合、上記入力ユニット58を演算ユ
ニット・アレイ57の一方の配列方向あるいは他方の配
列方向と平行に配置することによって、入力ユニット5
8に対して平行に配列されている演算ユニット56に到
達する信号の振幅および到達時間等の条件を揃えること
ができ、2次元的な重み付け演算が可能なネットワーク
構成を実現できる。尚、上記ネットワーク構成は、画像
処理などの演算に応用できる。
In this case, by arranging the input unit 58 in parallel with one arrangement direction of the operation unit array 57 or the other arrangement direction, the input unit 5
The conditions such as the amplitude and the arrival time of the signal reaching the operation units 56 arranged in parallel to 8 can be made uniform, and a network configuration capable of performing two-dimensional weighting operation can be realized. The above network configuration can be applied to calculations such as image processing.

【0050】図1においては、半導体装置を、複数の演
算ユニット2が設けられた一つのウエル1で構成してい
る。図10に示す例では、複数のウエル夫々の中に複数
の演算ユニットが設けられた半導体装置に関する。
In FIG. 1, the semiconductor device is constituted by one well 1 in which a plurality of arithmetic units 2 are provided. The example shown in FIG. 10 relates to a semiconductor device in which a plurality of arithmetic units are provided in each of a plurality of wells.

【0051】図10において、複数のウエル65,65
の夫々の中に、複数の演算ユニット66と少なくとも1
個の上記送受信回路としての基地局67が設けられてお
り、各演算ユニット66及び基地局67は互いに配線で
結ばれてはいない。そして、各演算ユニット66の入出
力(電源等の演算ユニット66を動作させるための幾つ
かの基本信号を除く)等の伝達情報は、夫々のウエル6
5の中を伝搬するようになっている。したがって、ウエ
ル65の中を伝搬して来た信号は、同じウエル65内の
総ての演算ユニット66で受信されることになる。以上
は、図1に示す一つのウエル1で構成された半導体装置
の場合と同じである。
In FIG. 10, a plurality of wells 65, 65 are provided.
In each of the plurality of arithmetic units 66 and at least one
A plurality of base stations 67 as transmission / reception circuits are provided, and the arithmetic units 66 and the base stations 67 are not connected to each other by wiring. Transmission information such as input / output (except for some basic signals for operating the operation unit 66 such as a power supply) of each operation unit 66 is transmitted to each well 6.
5. Therefore, the signal propagating in the well 65 is received by all the operation units 66 in the same well 65. The above is the same as the case of the semiconductor device constituted by one well 1 shown in FIG.

【0052】異なる点は、上記複数のウエル65,65
を、バスライン68を介して接続する基地局67が設け
られていることである。上記構成において、ウエル65
の中を伝搬して来た信号は、基地局67で受信され、選
択されて、バスライン68ヘ送信される。そして、バス
ライン68に送信された信号は、別のウエル65の基地
局67で受信され、必要に応じて選択された後に、当該
基地局67が搭載されているウエル65を介して演算ユ
ニット66に伝搬される。一般に、バスライン68には
双方向性を持たせることで、より高速な演算が可能とな
る。尚、バスライン68は、複数のウエル65,65と
同一の基板上に形成された配線層で構成しても構わな
い。
The difference is that the plurality of wells 65, 65
Is provided via a bus line 68. In the above configuration, the well 65
Is transmitted to the base station 67, selected, and transmitted to the bus line 68. Then, the signal transmitted to the bus line 68 is received by the base station 67 of another well 65 and selected as needed, and then, via the well 65 in which the base station 67 is mounted, the arithmetic unit 66 Is propagated to In general, by providing the bus line 68 with bidirectionality, a higher-speed operation can be performed. Note that the bus line 68 may be formed of a wiring layer formed on the same substrate as the plurality of wells 65,65.

【0053】上述のような構成によって、複数のウエル
を一つの大きなウエルに搭載した場合に、信号が上記大
きなウエル内を伝搬することによる信号の遅延や減衰を
回避できる。また、一つのウエル65内で行われた演算
の結果をまとめて別のウエル65に伝達したり、各々の
ウエル65内で行われた演算の結果の中から必要な演算
結果のみを選択したりする等のシステム機能を実現でき
るのである。
With the above-described configuration, when a plurality of wells are mounted on one large well, it is possible to avoid signal delay and attenuation due to signal propagation in the large well. Further, the result of the operation performed in one well 65 is collectively transmitted to another well 65, or only the necessary operation result is selected from the result of the operation performed in each well 65. It is possible to realize the system functions such as performing.

【0054】図11は、上記複数のウエルを有する半導
体装置における図10とは異なる例を示す。この半導体
装置は、複数の演算ユニット72と一つの基地局73が
設けられたウエル71が複数個と、複数の演算ユニット
75と二つの基地局76a,76bが設けられた一つのウ
エル74とを有している。そして、ウエル74内の一方
の基地局76aとウエル71a内の基地局73aとがバス
ライン77aで接続される一方、ウエル74内の他方の
基地局76bとウエル71b内の基地局73bとがバスラ
イン77bで接続されている。
FIG. 11 shows an example different from FIG. 10 in the semiconductor device having the plurality of wells. This semiconductor device includes a plurality of wells 71 provided with a plurality of arithmetic units 72 and one base station 73, and a well 74 provided with a plurality of arithmetic units 75 and two base stations 76a and 76b. Have. The one base station 76a in the well 74 and the base station 73a in the well 71a are connected by a bus line 77a, while the other base station 76b in the well 74 and the base station 73b in the well 71b are connected by a bus. They are connected by a line 77b.

【0055】上記構成において、複数のウエル71a,7
1b内の演算ユニット72a,72bによる演算結果が、夫
々の基地局73a,73bから夫々のパスライン77a,7
7bを介して一つのウエル74へ送信される。こうし
て、階層構造を持った並列演算システムを実施できるの
である。尚、バスライン77a,77bは、複数のウエル
71a,71bと同一の基板上に形成された配線層で構成
しても構わない。
In the above configuration, the plurality of wells 71a, 7
The calculation results by the calculation units 72a and 72b in the base station 1b are transmitted from the respective base stations 73a and 73b to the respective pass lines 77a and 7b.
It is transmitted to one well 74 via 7b. Thus, a parallel operation system having a hierarchical structure can be implemented. Note that the bus lines 77a and 77b may be formed of a wiring layer formed on the same substrate as the plurality of wells 71a and 71b.

【0056】図12は、上記複数のウエルを有する半導
体装置の更に他の例を示す。複数の演算ユニット82a
と一つの基地局83aが搭載されたウエル81aと、複数
の演算ユニット82bと一つの基地局83bが搭載された
ウエル81bとは、別の一つのウエル84内に取り囲ま
れて配置されている。このウエル84が、図10におけ
るバスライン68の役割を果たすのである。
FIG. 12 shows still another example of the semiconductor device having the plurality of wells. Multiple operation units 82a
The well 81a on which one base station 83a is mounted and the well 81b on which a plurality of arithmetic units 82b and one base station 83b are mounted are surrounded and disposed in another well 84. The well 84 plays the role of the bus line 68 in FIG.

【0057】上記構成において、上記基地局83a,83
bは、ウエル81a,81bからの信号を受信し、ウエル8
4を介して他の基地局83b,83aに信号を送信する。
さらに、ウエル84を伝搬して来た信号を受信し、ウエ
ル81a,81bを介して複数の演算ユニット82a,82b
に送信するのである。
In the above configuration, the base stations 83a, 83
b receives the signals from wells 81a and 81b, and
4 to the other base stations 83b and 83a.
Further, a signal transmitted through the well 84 is received, and a plurality of arithmetic units 82a and 82b are received through the wells 81a and 81b.
It is sent to.

【0058】上記ウエル81a,81bとウエル84とは
電気的に分離されていることが望ましいので、順方向に
電流がリークしないように、各ウエル81a,81b,84
のn型,p型の選択及び送受信に用いられる信号の電圧
値調整が必要である。また、上記送受信回路としての基
地局83a,83bに双方向性を持たせることで、より高
速な演算が可能となる。
It is desirable that the wells 81a, 81b and the well 84 be electrically separated from each other, so that each of the wells 81a, 81b, 84b is prevented from leaking current in the forward direction.
It is necessary to select the n-type and p-type and adjust the voltage value of the signal used for transmission and reception. Further, by making the base stations 83a and 83b as the transmission / reception circuits have bidirectionality, higher-speed calculations can be performed.

【0059】次に、上記半導体装置の実際の応用例とし
て、ハミルトン問題や巡回セールスマン問題等を解くた
めの構成例を図13に示す。図13において、同一のウ
エル85に搭載された複数の演算ユニット86,86,…
は、例えばハミルトン問題の各橋や巡回セールスマン問
題の各都市に相当する。橋や都市の最大数は、演算ユニ
ット86の数で規定される。また橋や都市を結ぶ道は、
ハード的には構成されておらず、後述するレジスタやメ
モリの記憶内容の変更で任意に設定できる。
Next, FIG. 13 shows a configuration example for solving a Hamilton problem, a traveling salesman problem, and the like as an actual application example of the semiconductor device. In FIG. 13, a plurality of arithmetic units 86, 86,.
Corresponds to, for example, each bridge in the Hamilton problem and each city in the traveling salesman problem. The maximum number of bridges and cities is defined by the number of operation units 86. Bridges and roads connecting cities
It is not configured in hardware, and can be set arbitrarily by changing the storage contents of registers and memories described later.

【0060】上記ウエル86に搭載されると共に、入力
制御回路87に接続されている入力ユニット88に最初
の信号が送信され、この信号によってスタートすべき橋
や都市が指定される。そうすると、各演算ユニット86
は、後に詳述するように、受信信号に適当な情報を付加
してウエル86に再度送信し、最終的に出力ユニット8
9において所望の信号(最小距離の解を与える信号)が得
られた時点で、出力制御回路90から問題の解が外部へ
出力されるのである。
An initial signal is transmitted to an input unit 88 mounted on the well 86 and connected to an input control circuit 87, and a bridge or a city to be started is designated by this signal. Then, each operation unit 86
As described in detail later, the received signal is transmitted to the well 86 again with appropriate information added thereto, and finally the output unit 8 is output.
When a desired signal (a signal giving a minimum distance solution) is obtained in step 9, the solution of the problem is output from the output control circuit 90 to the outside.

【0061】さて、図13における各演算ユニット86
の動作を説明するために、ここで用いられる演算ユニッ
ト86の構成の一例を図14に示す。図14において、
受信部91で受信されてデコーダ92でデコードされた
信号は、マッチトフィルタ93によって受信すべき信号
か否か(実際のハミルトン問題や巡回セールスマン問題
等の場合では道のつながった橋や都市からの信号か否
か)を判定する。そのために、各演算ユニット86毎に
異なる符号が割り当てられており、その符号は符号発生
器94から供給される。尚、ここで用いられるマッチト
フィルタは、例えば特願平11‐148445号公報に
開示されているような回路であればよい。ここで、マッ
チトフィルタ93でマッチングが取れなければ、受信す
べき信号ではないため、それ以降の処理は行わない。
Now, each operation unit 86 in FIG.
FIG. 14 shows an example of the configuration of the arithmetic unit 86 used here in order to explain the operation of FIG. In FIG.
Whether the signal received by the receiving unit 91 and decoded by the decoder 92 is a signal to be received by the matched filter 93 or not (in the case of an actual Hamilton problem or traveling salesman problem, etc., Signal). For this purpose, a different code is assigned to each arithmetic unit 86, and the code is supplied from a code generator 94. The matched filter used here may be a circuit as disclosed in Japanese Patent Application No. 11-148445, for example. Here, if no matching is obtained by the matched filter 93, the signal is not a signal to be received, and the subsequent processing is not performed.

【0062】一方、上記マッチトフィルタ93でマッチ
ングが取れた場合は、検査回路95に進み、ユニットI
D用レジスタ96から読み込まれる自身のユニットID
を参照して、受信信号の情報の中に既に同じユニットI
Dが含まれていないか(すなわち、同じ橋や都市へ戻っ
てしまっていないか)を検査する。そして、検査をパス
した場合のみ受信信号に本ユニットIDを追加し、加算
器97に送出する。
On the other hand, if a match is obtained by the matched filter 93, the operation proceeds to the inspection circuit 95, where the unit I
Own unit ID read from D register 96
, The same unit I is already included in the information of the received signal.
Check if D is not included (ie, has returned to the same bridge or city). Then, this unit ID is added to the received signal only when the inspection is passed, and is transmitted to the adder 97.

【0063】ここで、上記加算器97と距離情報記憶用
メモリ98とは、一般のハミルトン問題用の演算ユニッ
ト86の場合には不要であるが、巡回セールスマン問題
のような都市間の距離情報が必要な場合に用いる。距離
情報記憶用メモリ98には、本演算ユニット86と架空
の道で接続されている他の演算ユニット86との間の架
空の距離(巡回セールスマン問題での都市間距離)が記憶
されている。そして、加算器97は、当該受信信号を送
信してきた演算ユニット86との間の架空の距離を距離
情報記憶用メモリ98から読み出し、これまでの総距離
数に加算して受信信号を更新する。
Here, the adder 97 and the memory 98 for storing distance information are unnecessary in the case of a general operation unit 86 for Hamilton problem, but the distance information between cities such as the traveling salesman problem is unnecessary. Use when is required. The distance information storage memory 98 stores an imaginary distance (inter-city distance in the traveling salesman problem) between the main operation unit 86 and another operation unit 86 connected by an imaginary road. . Then, the adder 97 reads the imaginary distance from the arithmetic unit 86 that has transmitted the received signal from the distance information storage memory 98, and adds the imaginary distance to the total number of distances so far to update the received signal.

【0064】そして、更新された受信信号をエンコーダ
99でエンコードし、新たな送信信号として送信部10
0から、ウエル85(図13を参照)を介して他の演算ユ
ニット86に送信されるのである。そして、総ての演算
ユニット86を重複なく通過し終えた場合には、出力ユ
ニット89に送信されるのである。
Then, the updated reception signal is encoded by the encoder 99, and is transmitted as a new transmission signal to the transmitting unit 10.
From 0, it is transmitted to another arithmetic unit 86 via the well 85 (see FIG. 13). Then, when passing through all the arithmetic units 86 without duplication, it is transmitted to the output unit 89.

【0065】すなわち、上記マッチトフィルタ93,符
号発生器94,検査回路95,ユニットID用レジスタ9
6,加算器97および距離情報記憶用メモリ98で、図
2における演算部7を構成しているのである。
That is, the matched filter 93, code generator 94, check circuit 95, unit ID register 9
6, the adder 97 and the memory 98 for storing distance information constitute the arithmetic unit 7 in FIG.

【0066】尚、上述の説明においては、通信方式とし
て、CDMA(符号分割多次元接続)方式を念頭において
述べているが、本実施の形態は、特に通信方式を規定す
るものではなく、TDMA(時分割多次元接続)方式やF
DMA(周波数分割多次元接続)方式であっても構わな
い。また、演算ユニット86の数が限られている場合に
は、多重アクセスではない更に簡単な通信方式であって
も差し支えない。
In the above description, the CDMA (Code Division Multi-Dimensional Access) system is described as a communication system. However, the present embodiment does not particularly define the communication system, but uses TDMA (Code Division Multiple Access). Time-division multidimensional connection) method and F
A DMA (frequency division multidimensional connection) method may be used. When the number of the operation units 86 is limited, a simpler communication method other than the multiple access may be used.

【0067】ここで、上記送受信信号に乗せられる情報
のフォーマットの一例を図15に示す。図15において
は、時刻t1から時刻tnまでの間にn個の演算ユニット
86を順次送受信された信号の内容を2進数で表わして
いる。尚、各2進数の直上に記載されたdが付加された
数字は、当該2進数を分り易くするために10進数で表
現したものである。
FIG. 15 shows an example of the format of information carried on the transmission / reception signal. In FIG. 15, the contents of signals sequentially transmitted and received by the n arithmetic units 86 between time t1 and time tn are represented by binary numbers. The number to which d is added immediately above each binary number is represented by a decimal number so that the binary number can be easily understood.

【0068】ここで、例えば、時刻tnに受信された情
報のフォーマット上における先頭16ビットである第0
パケット101には、総距離数が格納されている。ま
た、第0パケット101より後の4ビット毎の第1パケ
ット102〜第(n−1)パケット106には、これまで
通過した演算ユニット86の番号が格納されている。さ
らに、最後の4ビットである第nパケット107には、
現在の演算ユニット86の番号が格納されている。
Here, for example, the first 16 bits in the format of the information received at time tn,
The packet 101 stores the total number of distances. Also, the first packet 102 to the (n-1) th packet 106 every four bits after the 0th packet 101 store the number of the arithmetic unit 86 that has passed so far. Further, the last 4 bits, the n-th packet 107, include:
The number of the current arithmetic unit 86 is stored.

【0069】そして、上記フォーマットを有する情報に
基づいて、例えば時刻t1に信号を受信した番号「3」の
演算ユニット86は、直前に通過した演算ユニット86
の番号は「12」であることを第1パケット102(値0
でデータの終了を示す)で確認し、この番号「12」の演
算ユニット86と接続関係にあることを確認する。さら
に、過去に通過した演算ユニット86の番号に自身の番
号「3」が無いことを第1パケット102で確認した上
で、自身の番号「3」を第2パケット103に追加する。
さらに、第0パケット101の総距離数に、番号「12」
の演算ユニット86から自身までの距離(例えば36単
位)を加算して、「57単位」に更新する。こうして書き
変えられた信号は時刻t2の行に表わされたようにな
り、ウエル85を介して番号「6」の演算ユニット86ヘ
送信されるのである。
Then, based on the information having the above format, for example, the arithmetic unit 86 of the number “3”, which has received the signal at time t 1,
Of the first packet 102 (value 0
To indicate the end of data) to confirm that there is a connection with the arithmetic unit 86 of this number “12”. Furthermore, after confirming in the first packet 102 that there is no own number “3” in the number of the arithmetic unit 86 that has passed in the past, the own number “3” is added to the second packet 103.
Further, the number “12” is added to the total number of distances of the zeroth packet 101.
The distance (for example, 36 units) from the arithmetic unit 86 to itself is added and updated to “57 units”. The rewritten signal is as shown in the row at time t2, and is transmitted to the arithmetic unit 86 of the number "6" via the well 85.

【0070】したがって、上記出力ユニット89は、各
演算ユニット86から受け取った信号のフォーマットに
おける第0パケット101の内容を参照し、最小距離を
呈している信号を解として出力制御回路90に渡すこと
になる。
Therefore, the output unit 89 refers to the contents of the 0th packet 101 in the format of the signal received from each arithmetic unit 86, and passes the signal exhibiting the minimum distance to the output control circuit 90 as a solution. Become.

【0071】図16および図17は、上記半導体装置に
おけるハミルトン問題や巡回セールスマン問題等を解く
ための図13および図14とは異なる構成例を示す。図
13および図14と異なる点は、演算ユニット86が遅
延付き演算ユニット112に代り、加算器97が遅延回
路127に代った点である。これは、距離情報記憶用メ
モリ128からの距離情報を値として加算して行く代り
に、距離の大きさに対応した遅延を送信信号に生じさせ
るものである。
FIGS. 16 and 17 show a configuration example different from FIGS. 13 and 14 for solving the Hamilton problem, the traveling salesman problem, and the like in the semiconductor device. 13 and 14 in that the arithmetic unit 86 is replaced by the arithmetic unit with delay 112 and the adder 97 is replaced by the delay circuit 127. This is to cause a delay corresponding to the magnitude of the distance in the transmission signal instead of adding the distance information from the distance information storage memory 128 as a value.

【0072】したがって、本例における情報のフォーマ
ットにおいては、図15に示すフォーマットにおける総
距離数が格納される第0パケット101は不要となる。
そして、最初に出力ユニット115に到達した信号が最
短距離の解を表わしていることになり、図13に示す出
力ユニット89の場合のように最小距離の解を選択する
必要がなくなるのである。
Therefore, in the information format in this example, the zeroth packet 101 storing the total number of distances in the format shown in FIG. 15 becomes unnecessary.
Then, the signal arriving at the output unit 115 first represents the solution of the shortest distance, and there is no need to select the solution of the minimum distance as in the case of the output unit 89 shown in FIG.

【0073】尚、ウエル111,入力制御回路113,入
力ユニット114,出力制御回路116,受信部121,
デコーダ122,マッチトフィルタ123,符号発生器1
24,検査回路125,ユニットID用レジスタ126,
エンコーダ129および送信部130は、図13および
図14に示すウエル85,入力制御回路87,入力ユニッ
ト88,出力制御回路90,受信部91,デコーダ92,マ
ッチトフィルタ93,符号発生器94,検査回路95,ユ
ニットID用レジスタ96,エンコーダ99および送信
部100と同様の構成を有する。そして、マッチトフィ
ルタ123,符号発生器124,検査回路125,ユニッ
トID用レジスタ126,遅延回路127および距離情
報記憶用メモリ128で、図2における演算部7を構成
するのである。
The well 111, the input control circuit 113, the input unit 114, the output control circuit 116, the receiver 121,
Decoder 122, matched filter 123, code generator 1
24, inspection circuit 125, unit ID register 126,
The encoder 129 and the transmission unit 130 correspond to the well 85, the input control circuit 87, the input unit 88, the output control circuit 90, the reception unit 91, the decoder 92, the matched filter 93, the code generator 94, and the inspection unit shown in FIGS. It has the same configuration as the circuit 95, the unit ID register 96, the encoder 99, and the transmission unit 100. The matched filter 123, the code generator 124, the check circuit 125, the unit ID register 126, the delay circuit 127, and the distance information storage memory 128 constitute the calculation unit 7 in FIG.

【0074】[0074]

【発明の効果】以上より明らかなように、この発明の半
導体装置は、同一ウエル内に複数の演算ユニットを搭載
して、上記各演算ユニットに対する入出力信号は上記ウ
エル内を伝搬させて送受するので、上記各演算ユニット
間を接続する配線を必要とはしない。したがって、上記
演算ユニットの数が増加しても、配線負荷の増大や配線
数の増加による装置サイズの増大を防止でき、より大き
な規模の並列演算装置を実現できる。さらに、上記各演
算ユニット間で送受される信号は上記ウエル内を伝搬す
るので、一般の無線通信の際に見られるような電波障害
が生ずることはなく、複雑な送受信回路も不要であり、
消費電力を抑えることができる。
As is clear from the above, the semiconductor device of the present invention has a plurality of arithmetic units mounted in the same well, and the input / output signals for each arithmetic unit are transmitted and received in the well. Therefore, it is not necessary to provide wiring for connecting the above-mentioned arithmetic units. Therefore, even if the number of the arithmetic units increases, it is possible to prevent an increase in device size due to an increase in wiring load and an increase in the number of wires, thereby realizing a larger-scale parallel arithmetic device. Further, since the signals transmitted and received between the arithmetic units propagate in the wells, radio interference as seen in general wireless communication does not occur, and a complicated transmitting and receiving circuit is unnecessary,
Power consumption can be reduced.

【0075】また、この発明の半導体装置は、上記複数
の演算ユニットを搭載したウエルを複数設け、上記複数
のウエルを配線層で並列に接続すれば、複数のウエル間
における信号の伝送を上記配線層で行うことができ、他
のウエルで行う場合に生ずる信号の極端な遅延や減衰を
回避できる。また、一つのウエルに搭載された各演算ユ
ニットの演算結果をまとめて他のウエルヘ伝達したり、
各ウエルから上記配線層を伝搬して送信されてくる演算
結果の中から必要な演算結果のみを選択する等のシステ
ム機能を実現できる。さらに、上記配線層に、双方向性
を持たせることによって、より高速な演算を実行でき
る。
Further, in the semiconductor device according to the present invention, if a plurality of wells on which the plurality of arithmetic units are mounted are provided, and the plurality of wells are connected in parallel by a wiring layer, signal transmission between the plurality of wells is performed by the wiring. This can be done in layers, avoiding the extreme delay and attenuation of the signal that would otherwise occur in other wells. In addition, the operation results of each operation unit mounted on one well are collectively transmitted to other wells,
It is possible to realize a system function such as selecting only necessary operation results from the operation results transmitted from each well through the wiring layer. Furthermore, a higher-speed operation can be performed by giving the wiring layer bidirectionality.

【0076】また、この発明の半導体装置は、上記複数
の演算ユニットを搭載したウエルを複数設け、上記複数
のウエルを配線層で階層的に接続すれば、上記下層に位
置する一つのウエルに搭載された各演算ユニットの演算
結果をまとめて上層に位置するウエルヘ伝達したり、上
記上層のウエルに搭載された演算ユニットによって下層
の各ウエルから送信されてくる演算結果から必要な演算
結果のみを選択する等のシステム機能を実現できる。
Further, in the semiconductor device of the present invention, if a plurality of wells on which the plurality of arithmetic units are mounted are provided, and the plurality of wells are hierarchically connected by a wiring layer, the semiconductor device is mounted on one well located in the lower layer. The calculated operation results of each operation unit are transmitted together to the well located in the upper layer, and only the necessary operation results are selected from the operation results transmitted from each lower layer by the operation unit mounted on the upper layer well. And other system functions.

【0077】また、この発明の半導体装置は、上記複数
の演算ユニットを搭載した第1のウエルを複数設け、上
記第1のウエルとは電気的に分離されると共に上記第1
のウエルを搭載した第2のウエルと、上記第1のウエル
と第2のウエルとの間で片方向または双方向に信号を送
受信する送受信回路を備えれば、上記複数のウエルを並
列にあるいは階層的に接続する配線層数が多い場合に、
上記配線層を無くすことができる。したがって、配線負
荷の増大や配線数の増加による装置サイズの増大を抑制
でき、より大きな規模の並列演算装置を実現できる。
Further, the semiconductor device of the present invention is provided with a plurality of first wells on which the plurality of arithmetic units are mounted, and is electrically separated from the first well and the first well.
And a transmission / reception circuit for transmitting and receiving signals unidirectionally or bidirectionally between the first well and the second well, the plurality of wells may be connected in parallel or When there are many wiring layers to connect hierarchically,
The wiring layer can be eliminated. Therefore, it is possible to suppress an increase in device size due to an increase in wiring load and an increase in the number of wires, and it is possible to realize a larger-scale parallel processing device.

【0078】また、この発明の半導体装置は、少なくと
も一つのウエルに外部信号を入力する入力制御回路と、
少なくとも一つのウエルからの内部信号を外部に出力す
る出力制御回路を備えれば、外部の周辺回路等と信号を
送受することができる。したがって、外部クロックとの
同期駆動や、演算を開始する演算ユニットあるいは演算
を終了する演算ユニットの外部からの指定や、外部への
演算結果のフィードバック等を可能にできる。
Also, the semiconductor device of the present invention has an input control circuit for inputting an external signal to at least one well,
If an output control circuit for outputting an internal signal from at least one well to the outside is provided, a signal can be transmitted / received to / from an external peripheral circuit or the like. Therefore, it is possible to perform synchronous driving with an external clock, externally specify an arithmetic unit that starts arithmetic or an arithmetic unit that completes arithmetic, and feedback an arithmetic result to the outside.

【0079】また、この発明の半導体装置は、上記外部
信号が入力されるウエルに搭載されている上記演算ユニ
ットをマトリックス状に配置し、2個の入力ユニットの
うちの一つを上記配列マトリックスにおける一方の配列
方向と平行に配置し、他の一つを他方の配列方向と平行
に配置すれば、両入力ユニットに平行に配列されている
演算ユニットに到達する上記外部信号の振幅,到達時間
等の条件を揃えることができる。すなわち、画像処理等
の演算に応用可能な2次元的な重み付け演算のネットワ
ークを構成できるのである。
In the semiconductor device according to the present invention, the arithmetic units mounted on the wells to which the external signals are input are arranged in a matrix, and one of the two input units is arranged in the array matrix. If one is arranged in parallel with the arrangement direction and the other is arranged in parallel with the other arrangement direction, the amplitude, arrival time, etc. of the external signal reaching the operation units arranged in parallel with both input units Conditions can be aligned. That is, it is possible to configure a two-dimensional weighting calculation network applicable to calculations such as image processing.

【0080】また、この発明の半導体装置は、上記演算
ユニットを、受信部とデコーダと演算部とエンコーダと
送信部で構成すれば、同一のウエルに上記受信部が接続
された総ての演算ユニットによって演算処理を平行して
行った後、演算結果を再度上記ウエルに出力できる。こ
うして、総ての演算ユニット同士が互いに接続されたニ
ューラルネットワーク状の構成を実現することができ
る。
Further, in the semiconductor device of the present invention, if the arithmetic unit is constituted by a receiving unit, a decoder, an arithmetic unit, an encoder and a transmitting unit, all the arithmetic units in which the receiving unit is connected to the same well are provided. After the calculation processing is performed in parallel, the calculation result can be output to the well again. Thus, it is possible to realize a neural network configuration in which all the arithmetic units are connected to each other.

【0081】また、この発明の半導体装置は、上記演算
ユニットを、受信部と演算部と送信部で構成すれば、上
記演算部がアナログ回路等であって受信信号の変換が必
要ない場合の上記演算ユニットの構成を簡素化できる。
こうして、総ての演算ユニット同士が互いに接続された
アナログ・ニューラルネットワーク状の構成を実現する
ことができる。
Further, in the semiconductor device according to the present invention, if the arithmetic unit is constituted by a receiving unit, an arithmetic unit and a transmitting unit, the arithmetic unit is an analog circuit or the like and the conversion of a received signal is unnecessary. The configuration of the arithmetic unit can be simplified.
In this way, it is possible to realize an analog neural network configuration in which all the arithmetic units are connected to each other.

【0082】また、この発明の半導体装置は、上記演算
部を、上記受信した信号を取り込むべきか否かを判定す
る判定回路と、上記信号が所望の規則を満たしているか
否かを検査する検査回路と、上記信号中の情報に基づい
て演算を行う演算器で構成すれば、上記検査回路によっ
て当該演算ユニットに始めて取り込まれた信号であると
いう規則を満たしているか否かを検査し、上記演算器に
よって架空の路で接続されている他の演算ユニットとの
間の距離を総距離数に加算することによって、ハミルト
ン問題や巡回セールスマン問題等の一筆書きの道筋や最
短距離を求める問題の解を、高速に得ることができる。
Further, in the semiconductor device according to the present invention, the arithmetic unit may be configured to determine whether the received signal should be fetched or not, and to determine whether the signal satisfies a desired rule. A circuit and an arithmetic unit for performing an arithmetic operation based on information in the signal, the inspection circuit inspects whether or not the signal satisfies the rule that the signal is the first signal taken into the arithmetic unit, and performs the arithmetic operation. Solves the problem of finding the one-stroke path and the shortest distance such as the Hamilton problem and traveling salesman problem by adding the distance to other arithmetic units connected on an imaginary road by a container to the total number of distances. Can be obtained at high speed.

【0083】また、この発明の半導体装置は、上記演算
部を、上記受信した信号を取り込むべきか否かを判定す
る判定回路と、上記信号が所望の規則を満たしているか
否かを検査する検査回路と、上記信号の遅延量を指定す
る遅延量指定手段と、上記指定された遅延量に基づいて
上記信号を遅延させる遅延回路で構成すれば、上記検査
回路によって当該演算ユニットに始めて取り込まれた信
号であるという規則を満たしているか否かを検査し、上
記遅延量指定手段によって架空の路で接続された他の演
算ユニットとの間の距離に相当する遅延量を指定するこ
とによって、上記送信部から上記ウエルに出力される信
号を、上記他の演算ユニットとの間の距離に応じた時間
だけ遅延することができる。したがって、巡回セールス
マン問題のような最短距離を求める問題の解を求める際
に、同一ウエルに搭載された全演算ユニットの解から最
小値を選択する必要がなく、上記ウエルに最初に出力さ
れた解をそのまま所望の解とすることができる。すなわ
ち、演算時間や消費電力の低下を図ることができるので
ある。
Further, in the semiconductor device according to the present invention, the arithmetic unit may be configured to determine whether the received signal should be fetched or not, and to check whether the signal satisfies a desired rule. A circuit, a delay amount designating means for designating a delay amount of the signal, and a delay circuit for delaying the signal based on the designated delay amount. It is checked whether or not the signal rule is satisfied, and the delay amount designating means designates a delay amount corresponding to a distance to another arithmetic unit connected on an imaginary road, thereby transmitting the signal. The signal output from the unit to the well can be delayed by a time corresponding to the distance from the other arithmetic unit. Therefore, when finding the solution to the problem of finding the shortest distance such as the traveling salesman problem, it is not necessary to select the minimum value from the solutions of all the arithmetic units mounted on the same well, and the solution is first output to the well. The desired solution can be used as it is. That is, the calculation time and power consumption can be reduced.

【0084】また、この発明の半導体装置は、上記受信
部をトランジスタを含んで構成し、上記トランジスタの
ゲートを上記ウエルに電気的に接続し、上記トランジス
タのソースあるいはドレインの何れか一方を電圧源に接
続し、他方を上記デコーダあるいは上記演算部に接続す
れば、上記ウエルを伝搬して来た信号の電圧変動を、後
段の上記デコーダあるいは演算部回路で必要な電圧変動
あるいは電流変動に変換して伝達できる。
Further, in the semiconductor device of the present invention, the receiving section includes a transistor, a gate of the transistor is electrically connected to the well, and one of a source and a drain of the transistor is connected to a voltage source. If the other is connected to the decoder or the operation unit, the voltage fluctuation of the signal propagated through the well is converted into a voltage fluctuation or a current fluctuation required by the subsequent decoder or the operation unit circuit. Can communicate.

【0085】また、この発明の半導体装置は、上記トラ
ンジスタを、上記ゲートが接続されている上記ウエルと
は電気的に分離された別のウエル内に形成すれば、上記
ウエルの電圧変動によって上記トランジスタの閾値が変
動することがなく、上記ウエルの電圧変動を、後段の上
記デコーダあるいは演算部回路で必要な電圧変動あるい
は電流変動により正確に変換できる。
Further, in the semiconductor device according to the present invention, if the transistor is formed in another well that is electrically separated from the well to which the gate is connected, the transistor may be changed due to a voltage change in the well. , And the voltage fluctuation of the well can be accurately converted by a voltage fluctuation or a current fluctuation required in the subsequent decoder or arithmetic circuit.

【0086】また、この発明の半導体装置は、上記受信
部をトランジスタを含んで構成し、上記トランジスタの
ソースあるいはドレインの何れか一方を電圧源に接続
し、上記ソースあるいはドレインの他方を上記デコーダ
あるいは上記演算部に接続し、上記トランジスタのゲー
トを上記電圧源あるいは別の電圧源に接続すれば、上記
ウエルを伝搬して来た信号の電圧変動をトランジスタの
閾値変動として捉えることができ、後段の上記デコーダ
あるいは演算部回路で必要な電圧変動あるいは電流変動
に変換して伝達できる。
Further, in the semiconductor device of the present invention, the receiving section includes a transistor, one of a source and a drain of the transistor is connected to a voltage source, and the other of the source and the drain is connected to the decoder or the decoder. If the transistor is connected to the arithmetic unit and the gate of the transistor is connected to the voltage source or another voltage source, the voltage fluctuation of the signal propagating through the well can be regarded as the threshold fluctuation of the transistor, The above-mentioned decoder or arithmetic unit circuit can convert and transmit the required voltage fluctuation or current fluctuation.

【0087】また、この発明の半導体装置は、上記送信
部を、一方の電極が上記エンコーダあるいは上記演算部
に接続されると共に、他方の電極が上記ウエルに接続さ
れた容量相当素子を含んで構成すれば、上記エンコーダ
あるいは上記演算部からの演算結果を、電圧変動として
上記ウエルに伝搬することができる。
Further, in the semiconductor device according to the present invention, the transmission section includes a capacitance-equivalent element having one electrode connected to the encoder or the operation section and the other electrode connected to the well. Then, the calculation result from the encoder or the calculation unit can be propagated to the well as voltage fluctuation.

【0088】また、この発明の半導体装置は、上記送信
部を、入力端子が上記エンコーダあるいは上記演算部に
接続されると共に、出力端子が上記ウエルに接続された
電流駆動回路を含んで構成すれば、上記エンコーダある
いは上記演算部からの演算結果を、電流変動として上記
ウエルに伝搬することができる。
Further, in the semiconductor device according to the present invention, the transmitting section may include a current drive circuit having an input terminal connected to the encoder or the arithmetic section and an output terminal connected to the well. The calculation result from the encoder or the calculation unit can be propagated to the well as a current fluctuation.

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

【図1】 この発明の半導体装置における一例を示す平
面図である。
FIG. 1 is a plan view showing an example of a semiconductor device of the present invention.

【図2】 図1における演算ユニットのブロック図であ
る。
FIG. 2 is a block diagram of an arithmetic unit in FIG.

【図3】 図2とは異なる演算ユニットのブロック図で
ある。
FIG. 3 is a block diagram of an arithmetic unit different from FIG. 2;

【図4】 図2あるいは図3における受信部の断面図で
ある。
FIG. 4 is a cross-sectional view of a receiving unit in FIG. 2 or FIG.

【図5】 図4とは異なる受信部の断面図である。FIG. 5 is a sectional view of a receiving unit different from FIG. 4;

【図6】 図4および図5とは異なる受信部の断面図で
ある。
FIG. 6 is a cross-sectional view of a receiving unit different from FIGS. 4 and 5;

【図7】 図2あるいは図3における送信部の断面図で
ある。
FIG. 7 is a cross-sectional view of a transmission unit in FIG. 2 or FIG.

【図8】 図7とは異なる送信部の断面図である。FIG. 8 is a cross-sectional view of a transmission unit different from FIG. 7;

【図9】 外部と信号送受信可能な半導体装置の平面図
である。
FIG. 9 is a plan view of a semiconductor device capable of transmitting and receiving signals to and from the outside;

【図10】 複数のウエルを有する半導体装置の平面図
である。
FIG. 10 is a plan view of a semiconductor device having a plurality of wells.

【図11】 図10とは異なる複数のウエルを有する半
導体装置の平面図である。
11 is a plan view of a semiconductor device having a plurality of wells different from FIG.

【図12】 図10および図11とは異なる複数のウエ
ルを有する半導体装置の平面図である。
FIG. 12 is a plan view of a semiconductor device having a plurality of wells different from FIGS. 10 and 11;

【図13】 ハミルトン問題や巡回セールスマン問題等
を解くための半導体装置の平面図である。
FIG. 13 is a plan view of a semiconductor device for solving a Hamilton problem, a traveling salesman problem, and the like.

【図14】 図13における演算ユニットのブロック図
である。
FIG. 14 is a block diagram of an arithmetic unit in FIG.

【図15】 図14において処理さる情報のフォーマッ
トの一例を示す図である。
FIG. 15 is a diagram illustrating an example of a format of information processed in FIG. 14;

【図16】 図13とは異なるハミルトン問題や巡回セ
ールスマン問題等を解くための半導体装置の平面図であ
る。
16 is a plan view of a semiconductor device for solving a Hamilton problem, a traveling salesman problem, and the like different from FIG.

【図17】 図16における演算ユニットのブロック図
である。
17 is a block diagram of an arithmetic unit in FIG.

【符号の説明】[Explanation of symbols]

1,16,26,31,36,48,53,55,65,71,7
4,81,84,85,111…ウエル、2,56,66,7
2,75,82,86…演算ユニット、5,11,91,12
1…受信部、 6,92,122…デコーダ、7,1
2…演算部、 8,99,129…エ
ンコーダ、9,13,100,130…送信部、 15,
25,35,49,54…基板、17,27,47,52…タ
ップ、 18,28,37…トランジスタ、22,2
9,39,41…電圧源、23,30,43…デコーダある
いは演算部、45,50…エンコーダあるいは演算部、
46…容量、 51…電流駆動
回路、57…演算ユニット・アレイ、 58,8
8,114…入力ユニット、59,89,115…出力ユ
ニット、 60,87,113…入力制御回路、61,
90,116…出力制御回路、 67,73,76,83
…基地局、68,77…バスライン、 9
3,123…マッチトフィルタ、94,124…符号発生
器、 95,125…検査回路、96,126
…ユニットID用レジスタ、97…加算器、
98,128…距離情報記憶用メモリ、1
12…遅延付き演算ユニット、 127…遅延回
路。
1,16,26,31,36,48,53,55,65,71,7
4,81,84,85,111 ... well, 2,56,66,7
2,75,82,86 ... arithmetic unit, 5,11,91,12
1 ... Receiving unit, 6,92,122 ... Decoder, 7,1
2, arithmetic operation unit, 8,99,129 encoder, 9,13,100,130 transmission unit, 15,
25, 35, 49, 54 ... substrate, 17, 27, 47, 52 ... tap, 18, 28, 37 ... transistor, 22, 2
9, 39, 41 ... voltage source, 23, 30, 43 ... decoder or operation unit, 45, 50 ... encoder or operation unit,
46: capacity, 51: current drive circuit, 57: arithmetic unit array, 58, 8
8, 114 ... input unit, 59, 89, 115 ... output unit, 60, 87, 113 ... input control circuit, 61,
90, 116 ... output control circuit, 67, 73, 76, 83
... Base stations, 68,77 ... Bus lines, 9
3, 123: matched filter, 94, 124: code generator, 95, 125: check circuit, 96, 126
... Unit ID register, 97 ... Adder,
98,128 ... Distance information storage memory, 1
12: arithmetic unit with delay 127: delay circuit

Claims (15)

【特許請求の範囲】[Claims] 【請求項1】 同一ウエル内に複数の演算ユニットを搭
載して、 上記各演算ユニットに対する入出力信号は上記ウエル内
を伝搬させて送受することを特徴とする半導体装置。
1. A semiconductor device having a plurality of operation units mounted in the same well and transmitting and receiving input / output signals to and from each of the operation units in the well.
【請求項2】 請求項1に記載の半導体装置において、 上記複数の演算ユニットを搭載したウエルは複数あり、 上記複数のウエルを配線層で並列に接続したことを特徴
とする半導体装置。
2. The semiconductor device according to claim 1, wherein there are a plurality of wells on which the plurality of arithmetic units are mounted, and the plurality of wells are connected in parallel by a wiring layer.
【請求項3】 請求項1に記載の半導体装置において、 上記複数の演算ユニットを搭載したウエルは複数あり、 上記複数のウエルを配線層で階層的に接続したことを特
徴とする半導体装置。
3. The semiconductor device according to claim 1, wherein there are a plurality of wells on which the plurality of arithmetic units are mounted, and the plurality of wells are hierarchically connected by a wiring layer.
【請求項4】 請求項1に記載の半導体装置において、 上記複数の演算ユニットを搭載した第1のウエルは複数
あり、 上記第1のウエルとは電気的に分離されると共に、上記
第1のウエルを搭載した第2のウエルと、 上記第1のウエルと第2のウエルとの間で片方向または
双方向に信号を送受信する送受信回路を備えたことを特
徴とする半導体装置。
4. The semiconductor device according to claim 1, wherein there are a plurality of first wells on which the plurality of operation units are mounted, and the first well is electrically separated from the first well and the first well is electrically connected to the first well. A semiconductor device comprising: a second well on which a well is mounted; and a transmission / reception circuit for transmitting / receiving a signal in one or two directions between the first well and the second well.
【請求項5】 請求項1乃至請求項4の何れか一つに記
載の半導体装置において、 少なくとも一つのウエルに外部信号を入力する入力制御
回路と、 少なくとも一つのウエルからの内部信号を外部に出力す
る出力制御回路を備えたことを特徴とする半導体装置。
5. The semiconductor device according to claim 1, wherein: an input control circuit for inputting an external signal to at least one well; and an internal signal from at least one well to the outside. A semiconductor device comprising an output control circuit for outputting.
【請求項6】 請求項5に記載の半導体装置において、 上記外部信号が入力されるウエルに搭載されている上記
演算ユニットは、マトリックス状に配置されており、 上記入力ユニットは2個あり、そのうちの一つは上記演
算ユニットの配列マトリックスにおける一方の配列方向
と平行に配置され、他の一つは上記演算ユニットの配列
マトリックスにおける他方の配列方向と平行に配置され
ていることを特徴とする半導体装置。
6. The semiconductor device according to claim 5, wherein the operation units mounted on the well to which the external signal is input are arranged in a matrix, and the number of the input units is two. One is arranged in parallel with one arrangement direction in the arrangement matrix of the operation units, and the other is arranged in parallel with the other arrangement direction in the arrangement matrix of the operation units. apparatus.
【請求項7】 請求項1に記載の半導体装置において、 上記演算ユニットは、 上記ウエル内を伝搬して来た信号を受信する受信部と、 上記受信された信号を演算処理可能な形態に変換するデ
コーダと、 上記デコーダで変換された信号を演算処理する演算部
と、 上記演算処理された信号を送信可能な形態に変換するエ
ンコーダと、 上記エンコーダで変換された信号を上記ウエル内に送信
する送信部で構成されていることを特徴とする半導体装
置。
7. The semiconductor device according to claim 1, wherein the arithmetic unit is configured to receive a signal transmitted in the well, and convert the received signal into a form capable of arithmetic processing. A decoder that performs an arithmetic operation on the signal converted by the decoder, an encoder that converts the arithmetically processed signal into a transmittable form, and transmits the signal converted by the encoder into the well. A semiconductor device comprising a transmission unit.
【請求項8】 請求項1に記載の半導体装置において、 上記演算ユニットは、 上記ウエル内を伝搬して来た信号を受信する受信部と、 上記受信された信号を演算処理する演算部と、 上記演算処理された信号を上記ウエル内に送信する送信
部で構成されていることを特徴とする半導体装置。
8. The semiconductor device according to claim 1, wherein the arithmetic unit includes: a receiving unit that receives a signal propagated in the well; an arithmetic unit that performs arithmetic processing on the received signal; A semiconductor device comprising a transmission unit for transmitting the signal subjected to the arithmetic processing into the well.
【請求項9】 請求項7あるいは請求項8に記載の半導
体装置において、 上記演算部は、 上記受信した信号は取り込むべき信号であるか否かを判
定する判定回路と、 上記信号が所望の規則を満たしているか否かを検査する
検査回路と、 上記信号中の情報に基づいて演算を行う演算器で構成さ
れていることを特徴とする半導体装置。
9. The semiconductor device according to claim 7, wherein the arithmetic unit determines whether the received signal is a signal to be captured, and a determination circuit that determines whether the signal is a desired rule. A test circuit for checking whether or not the above condition is satisfied; and an arithmetic unit for performing an arithmetic operation based on information in the signal.
【請求項10】 請求項7あるいは請求項8に記載の半
導体装置において、 上記演算部は、 上記受信した信号は取り込むべき信号であるか否かを判
定する判定回路と、 上記信号が所望の規則を満たしているか否かを検査する
検査回路と、 上記信号を遅延させる際の遅延量を指定する遅延量指定
手段と、 上記遅延量指定手段によって指定された遅延量に基づい
て、上記信号を遅延させる遅延回路で構成されているこ
とを特徴とする半導体装置。
10. The semiconductor device according to claim 7, wherein the operation unit determines whether or not the received signal is a signal to be captured, and wherein the signal has a desired rule. An inspection circuit for inspecting whether or not the above condition is satisfied; a delay amount designating unit for designating a delay amount when delaying the signal; and a delay unit for delaying the signal based on the delay amount designated by the delay amount designating unit. A semiconductor device comprising a delay circuit for causing the semiconductor device to operate.
【請求項11】 請求項7あるいは請求項8に記載の半
導体装置において、 上記受信部はトランジスタを含んで構成されており、 上記トランジスタのゲートは、上記ウエルに電気的に接
続され、 上記トランジスタのソースあるいはドレインの何れか一
方は、電圧源に接続され、 上記ソースあるいはドレインの他方は上記デコーダある
いは上記演算部に接続されていることを特徴とする半導
体装置。
11. The semiconductor device according to claim 7, wherein the receiving unit includes a transistor, a gate of the transistor is electrically connected to the well, and One of a source and a drain is connected to a voltage source, and the other of the source and the drain is connected to the decoder or the operation unit.
【請求項12】 請求項11に記載の半導体装置におい
て、 上記トランジスタは、上記ゲートが接続されている上記
ウエルとは電気的に分離された別のウエル内に形成され
ていることを特徴とする半導体装置。
12. The semiconductor device according to claim 11, wherein said transistor is formed in another well electrically separated from said well to which said gate is connected. Semiconductor device.
【請求項13】 請求項7あるいは請求項8に記載の半
導体装置において、 上記受信部はトランジスタを含んで構成されており、 上記トランジスタのソースあるいはドレインの何れか一
方は、電圧源に接続され、上記ソースあるいはドレイン
の他方は上記デコーダあるいは上記演算部に接続され、 上記トランジスタのゲートは、上記電圧源あるいは別の
電圧源に接続されていることを特徴とする半導体装置。
13. The semiconductor device according to claim 7, wherein the receiving unit includes a transistor, and one of a source and a drain of the transistor is connected to a voltage source. The semiconductor device, wherein the other of the source and the drain is connected to the decoder or the operation unit, and a gate of the transistor is connected to the voltage source or another voltage source.
【請求項14】 請求項7あるいは請求項8に記載の半
導体装置において、 上記送信部は、一方の電極が上記エンコーダあるいは上
記演算部に接続されると共に、他方の電極が上記ウエル
に接続された容量相当素子を含んで構成されていること
を特徴とする半導体装置。
14. The semiconductor device according to claim 7, wherein the transmitting unit has one electrode connected to the encoder or the arithmetic unit, and the other electrode connected to the well. A semiconductor device including a capacitor-equivalent element.
【請求項15】 請求項7あるいは請求項8に記載の半
導体装置において、 上記送信部は、入力端子が上記エンコーダあるいは上記
演算部に接続されると共に、出力端子が上記ウエルに接
続された電流駆動回路を含んで構成されているとを特徴
とする半導体装置。
15. The current driving device according to claim 7, wherein the transmitting unit has an input terminal connected to the encoder or the arithmetic unit and an output terminal connected to the well. A semiconductor device comprising a circuit.
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