JP2002368590A - プログラマブル遅延クロックゲート - Google Patents
プログラマブル遅延クロックゲートInfo
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- H—ELECTRICITY
- H03—ELECTRONIC CIRCUITRY
- H03K—PULSE TECHNIQUE
- H03K5/00—Manipulating of pulses not covered by one of the other main groups of this subclass
- H03K5/15—Arrangements in which pulses are delivered at different times at several outputs, i.e. pulse distributors
- H03K5/151—Arrangements in which pulses are delivered at different times at several outputs, i.e. pulse distributors with two complementary outputs
- H03K5/1515—Arrangements in which pulses are delivered at different times at several outputs, i.e. pulse distributors with two complementary outputs non-overlapping
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- Physics & Mathematics (AREA)
- Nonlinear Science (AREA)
- Design And Manufacture Of Integrated Circuits (AREA)
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- Pulse Circuits (AREA)
Abstract
を操作する方法であって該操作のためのコストを削減す
る方法を提供すること。 【解決手段】 完全な再設計及び再作成を行うことなく
調節できるむだ時間を有する非オーバーラップクロック
ジェネレータ。該非オーバーラップクロックジェネレー
タの特定の素子の特定の端子は金属層によってのみ接続
される。これにより、該金属層の作製に使用するマスク
を変更するだけで非オーバーラップクロックジェネレー
タの回路を変更し無駄時間を調節することが可能とな
る。これにより、部分的に作製されたウェハ上の非オー
バーラップクロックジェネレータのむだ時間を元の設計
から変更することが可能となる。
Description
回路に利用されるクロックバッファ回路に関し、特に、
認定された非オーバラップクロックジェネレータ/バッ
ファに関する。
(non-overlapping)クロックジェネレータ(クロックゲ
ート(clock gater)としても知られる)は、データがラ
ッチ間で競合してエラーが生じるのを阻止するために利
用することが可能である。クロックゲートにより生成さ
れる非オーバラップクロック信号は、一般に、1つのク
ロック信号の立ち上がりエッジが、もう1つのクロック
信号の立ち下がりエッジの後に生じ、1つのクロック信
号の立ち下がりエッジが、もう1つのクロック信号の立
ち上がりエッジの前に生じる、クロック信号である。か
かるクロック信号は、データが現在のステージを介して
伝搬することが可能になる前に後続のステージを非アク
ティブにすることによりラッチによる競合を阻止する。
クロック機構全体におけるその利用については、Mason
等に対する米国特許第5,124,572号、Lambに対する米国
特許第5,306,962号、Perezに対する米国特許第5,726,59
6号、Naffzigerに対する米国特許第5,760,610号、及
び、Neudeckに対する米国特許第5,701,335号に提示され
ている。
計上のトレードオフの1つとして、両方のクロックが非
アクティブ(すなわち非オーバラップ)になる時間が挙
げられる。これはむだ時間(dead time)とも呼ばれる。
むだ時間を短縮させると、少なくとも1つのクロックが
アクティブである際に一層長い評価時間を回路に許容す
ることで集積回路(IC)の動作周波数を高めることが可
能になる。しかし、このむだ時間の短縮は、ICの設計に
おける不測の遅延または競合状態に起因して回路に何ら
かのタイミングエラーが生じる恐れを増大させるもので
もある。また、むだ時間が長くなると、不測の遅延また
は競合状態によりエラーが生じる可能性が低くなる。
競合状態によりエラーが生じる確率が低下する。しか
し、むだ時間が長くなると、クロック相で回路要素が評
価のために利用可能な時間が短くなる。これは、1クロ
ック相につき同一の評価時間を提供するために必要とな
るクロック周波数を一層低下させ、これにより集積回路
の性能を低下させるものとなる。これらのトレードオフ
は、一般に、集積回路の設計時に行われ、従って、一般
に、むだ時間を増減させることにより、それぞれチップ
を適正に機能させ又はチップの性能を向上させるには、
クロックゲートの再設計及びチップ全体の再作製が必要
となる。
トにより得られるむだ時間の量を操作する方法であって
該操作のためのコストを削減する方法が求められてい
る。また、クロックゲート毎の再設計やチップ全体の再
作製をゼロから行うことなく、回路毎にむだ時間量を操
作できなければならない。
非オーバラップクロックジェネレータは、完全な再設計
及び再作製を行うことなくむだ時間が調整できるもので
ある。該非オーバラップクロックジェネレータの特定の
デバイスの特定の端子は、金属層によってのみ接続され
る。これにより、該金属層の作製に用いられるマスクを
変更するだけで、該非オーバラップクロックジェネレー
タの回路を変更し、むだ時間を調整することが可能にな
る。これにより、ウェハ上に部分的に作製された非オー
バラップクロックジェネレータのむだ時間を元の設計か
ら変更することが可能になる。
発明の原理を例示した図面に関連して示す下記の詳細な
説明から明らかとなろう。
間を調整することが可能な非オーバラップクロックジェ
ネレータの概要を示す回路図である。ボックス100は、
非オーバラップクロックジェネレータに対する入力イン
バータを取り囲んだものである。該入力インバータ100
は、入力としてオーバラップクロック信号CKを受け取
る。該クロック信号CKは、pチャネル電界効果トランジ
スタ(PFET)102のゲート、及びnチャネル電界効果トラ
ンジスタ(NFET)104,106,108のゲートに接続されてい
る。PFET102のソースは、正の電源電圧に接続されてい
る。PFET102のドレインは、インバータ100の出力ノード
すなわち信号NCに接続されている。NFET104,106,108の
ソースは負の電源電圧に接続されている。NFET104,106,
108のドレインは信号NCに接続されている。
23.95である。NFET104は、幅-長さ比が3.6である。NFET
106は、幅-長さ比が1.2である。NFET108は、幅-長さ比
が1.8である。従って、図1に示すインバータ100のP/
N幅比は約3.6である。
層を慎重にレイアウトすれば、NFET104,106,108は、金
属マスク層のみに変更を加えることにより、図2(a)〜
(c)に示す構成の何れでも接続を行うことが可能とな
る。例えば、これは、NFET104のゲートを少なくとも1
つの金属層におけるNFET106のゲート及び非金属層に確
実に接続し、及びNFET106のゲートを少なくも1つの金
属層におけるNFET108のゲート及び非金属層に確実に接
続し、及び負の電源電圧を金属のみの接続によりNFET10
6及びNFET108のゲートに接続できることを確実にするこ
とにより、達成することが可能である。また、図示して
いないが、NFET104のゲートもまた、NFET106,108に関す
る上記説明と同様にしてその切断及び再接続を行うこと
ができるようにすることが可能である。
は、上部金属層または上部に近い金属層となるよう選択
することが可能である。これにより、該金属層は、製造
後の方法(例えば集束イオンビーム(FIB)装置を用い
る方法)により修正することが可能になる。かかる製造
後の方法は、インバータ100の構成を変更するためにマ
スク層の生産または再設計を行うことを必要としないも
のである。
を用いる場合には、図2(a)は、約3.6のP/N幅比を有
するインバータ100の構成を示すものとなる。図2(b)
は、約5.0のP/N幅比を有するインバータ100の構成を
示すものとなる。図2(c)は、約6.7のP/N幅比を有す
るインバータ100の構成を示すものとなる。
00のP/N幅比によって決まる。したがって、インバー
タ100の遅延は、図2(a)〜(c)に示す異なる構成でイン
バータ100を配線することにより調整することが可能で
ある。一般に、P/N比が大きくなるほど、信号CKの立
ち上がりと信号NCの立ち下がりとの間の遅延が増大する
ことになる。信号NCの立ち下がりは最終的には、非オー
バラップクロックジェネレータの出力CKINを立ち上げる
ものとなる。したがって、インバータ100のP/N比が
大きくなるほど、非オーバラップクロックジェネレータ
によって生じるむだ時間も長くなる。
説してきたが、本発明は、かかる図示及び解説した部分
の特定の形態または構成に制限されるものではない。本
発明は特許請求の範囲によってのみ制限されるものであ
る。
の組み合わせからなる例示的な実施態様を示す。 1.第1のクロックと第2のクロックとの間のむだ時間
に寄与するインバータ(100)を備えた非オーバラップク
ロックジェネレータを含む装置であって、前記インバー
タが、第1のタイプの1つのスイッチング素子(102)
と、第2のタイプの複数のスイッチング素子(104,106,1
08)とを備えており、該第2のタイプの複数のスイッチ
ング素子(104,106,108)が、複数の制御端子を有してお
り、該制御端子が、少なくとも1つの金属層により接続
されている、装置。 2.前記非オーバラップクロックジェネレータがゲート
入力を有しており、前記インバータ(100)がインバータ
入力を有しており、該インバータ入力に前記ゲート入力
が接続されている、前項1に記載の装置。 3.前記少なくとも1つの金属層が、前記複数のスイッ
チング素子のうちの第1のスイッチング素子の前記複数
の制御端子のうちの少なくとも1つを、該複数のスイッ
チング素子のうちの前記第1のスイッチング素子のもう
1つの端子に接続し、これにより該複数のスイッチング
素子のうちの前記第1のスイッチング素子が非導通状態
に保たれる、前項1に記載の装置。 4.前記少なくとも1つの金属層が、前記複数のスイッ
チング素子のうちの第2のスイッチング素子の前記複数
の制御端子のうちの少なくとも1つを、該複数のスイッ
チング素子のうちの前記第2のスイッチング素子のもう
1つの端子に接続し、これにより該複数のスイッチング
素子のうちの前記第2のスイッチング素子が非導通状態
に保たれる、前項3に記載の装置。 5.前記複数のスイッチング素子のうちの前記第1のス
イッチング素子を非導通状態に保つことにより、前記第
1のクロックと前記第2のクロックとの間の前記むだ時
間が増大する、前項3に記載の装置。 6.前記複数のスイッチング素子のうちの前記第2のス
イッチング素子を非導通状態に保つことにより、前記第
1のクロックと前記第2のクロックとの間の前記むだ時
間が増大する、前項4に記載の装置。 7.第1のクロックと第2のクロックとの間の第1のむ
だ時間を生成する第1の非オーバラップクロックジェネ
レータを第1のウェハ上に作製し、一プロセスステップ
で第2のウェハを保持した後に少なくとも1つのメタラ
イゼーション層を作製し、前記少なくとも1つのメタラ
イゼーション層が前記第1のウェハ及び前記第2のウェ
ハ上に作製された場合に該メタライゼーション層が変化
するため前記第1のクロックと前記第2のクロックとの
間の第2のむだ時間を生成する第2の非オーバラップク
ロックジェネレータを前記第2のウェハ上に作製する、
という各ステップを含む方法。 8.前記第1の非オーバラップクロックジェネレータの
一部である第1のインバータの一部をなす第1の複数の
スイッチング素子を作製するステップを含み、該第1の
複数のスイッチング素子が第1の複数の制御端子を有し
ており、該第1の複数の制御端子が前記少なくとも1つ
のメタライゼーション層により接続されている、前項7
に記載の方法。 9.前記第2の非オーバラップクロックジェネレータの
一部である第2のインバータの一部をなす第2の複数の
スイッチング素子を作製するステップを含み、該第2の
複数のスイッチング素子が第2の複数の制御端子を有し
ており、該第2の複数の制御端子の少なくとも1つが前
記少なくとも1つのメタライゼーション層により接続さ
れて、前記第2の複数のスイッチング素子のうちの少な
くとも1つを非導通状態に保つ、前項8に記載の方法。 10.集積回路上に作製される装置であって、非オーバラ
ップクロックジェネレータを備えており、該非オーバラ
ップクロックジェネレータがインバータ(100)を含み、
該インバータが、第1のスイッチング素子(102)、並び
に少なくとも第2のスイッチング素子(106)及び第3の
スイッチング素子(108)を含み、前記第2のスイッチン
グ素子(106)が第2の制御端子を有しており、前記第3
のスイッチング素子(108)が第3の制御端子を有してお
り、パターン形成された金属が、前記第2の制御端子と
前記第3の制御端子とを接続し、前記パターン形成され
た金属のパターンを変更することにより、前記第3のス
イッチング素子(108)を非導通状態に保つノードに前記
第3の制御端子を接続することができ、これにより前記
非オーバラップクロックジェネレータにより生成される
むだ時間を変化することができる、集積回路上に作製さ
れる装置。
間を有する非オーバラップクロックジェネレータの概要
を示す回路図である。
ータの入力インバータで得ることができる3つのP/N
比を示す回路図である。
Claims (1)
- 【請求項1】第1のクロックと第2のクロックとの間の
むだ時間に寄与するインバータ(100)を備えた非オーバ
ラップクロックジェネレータを含む装置であって、 前記インバータが、第1のタイプの1つのスイッチング
素子(102)と、第2のタイプの複数のスイッチング素子
(104,106,108)とを備えており、 該第2のタイプの複数のスイッチング素子(104,106,10
8)が、複数の制御端子を有しており、該制御端子が、少
なくとも1つの金属層により接続されている、装置。
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