JP2003152080A - Semiconductor integrated circuit device having analog circuit and digital circuit and design method using the same - Google Patents

Semiconductor integrated circuit device having analog circuit and digital circuit and design method using the same

Info

Publication number
JP2003152080A
JP2003152080A JP2001352659A JP2001352659A JP2003152080A JP 2003152080 A JP2003152080 A JP 2003152080A JP 2001352659 A JP2001352659 A JP 2001352659A JP 2001352659 A JP2001352659 A JP 2001352659A JP 2003152080 A JP2003152080 A JP 2003152080A
Authority
JP
Japan
Prior art keywords
analog
circuit
variable
wiring
signal
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Pending
Application number
JP2001352659A
Other languages
Japanese (ja)
Inventor
Hiroshi Kurita
浩 栗田
Masayuki Sato
正幸 佐藤
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Hitachi Ltd
Original Assignee
Hitachi Ltd
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Hitachi Ltd filed Critical Hitachi Ltd
Priority to JP2001352659A priority Critical patent/JP2003152080A/en
Publication of JP2003152080A publication Critical patent/JP2003152080A/en
Pending legal-status Critical Current

Links

Abstract

PROBLEM TO BE SOLVED: To increase the degree of freedom of circuit arrangement when analog digital hybrid system having desired function is constituted. SOLUTION: Variable analog circuit cells (VAMa, VAMb) which can constitute an analog circuit which has an A/D conversion circuit or a D/A conversion circuit and desired characteristic and are made in modules, and variable logic circuit cells (VLM) which can constitute desired logic are aligned at a prescribed ratio in a tile type on a semiconductor chip, variable analog circuit cells are arranged dispersively, wiring regions are arranged between these circuit cells which are formed in modules, and variable wiring switch circuits (DSW, ASW) which can connect parts between desired wirings are arranged at part positions corresponding to crossing parts of the wiring regions and I/O terminals of the respective modules, thus constituting a programable semiconductor integrated circuit.

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】本発明は、アナログ・ディジ
タル混載の半導体集積回路装置およびその設計方法に適
用して有効な技術関し、例えばディジタル回路およびア
ナログ回路を含む任意の機能を有する回路を構成可能な
半導体集積回路もしくはそれを用いたテスト装置さらに
はハードウエア・シュミレータに利用することが可能な
技術に関する。
BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to a technology effectively applied to an analog / digital mixed semiconductor integrated circuit device and a designing method thereof. For example, a circuit having an arbitrary function including a digital circuit and an analog circuit can be configured. The present invention relates to a technology that can be used for a semiconductor integrated circuit, a test apparatus using the same, and a hardware simulator.

【0002】[0002]

【従来の技術】近年の電子技術の進歩は、半導体集積回
路装置に対して、より短期間にそれを構成できること、
およびアナログ信号とディジタル信号との両方の信号処
理を可能とするようなより複雑な構成のもの構成できる
ことを要求するようになってきている。
2. Description of the Related Art Recent advances in electronic technology have made it possible to configure semiconductor integrated circuit devices in a shorter period of time.
Also, there is an increasing demand for a more complicated structure that enables signal processing of both analog signals and digital signals.

【0003】特定の半導体デバイスを得る上で、一般に
その設計、製造に比較的長い期間を要してしまうのに対
し、いわゆるFPGA(フィールド・プログラマブル・ゲ
ート・アレイ)と称されるような半導体デバイスは、半
導体デバイスとして完成している状態で供され、ユーザ
などによりその論理機能が設定されるので、所望の機能
のものを得る上で、短いTATが可能となる。FPGA
のような半導体デバイスは、また、少量多品種の半導体
集積回路などに代えての半導体デバイスを必要とする場
合等において、便利な半導体デバイスとして見ることも
可能である。
In order to obtain a specific semiconductor device, it generally takes a relatively long period of time to design and manufacture it, but a semiconductor device called a so-called FPGA (field programmable gate array). Is provided in a completed state as a semiconductor device, and its logical function is set by a user or the like, so that a short TAT is possible in obtaining a desired function. FPGA
Such a semiconductor device can also be regarded as a convenient semiconductor device in the case where a semiconductor device is required instead of a semiconductor integrated circuit of a small amount and a large variety of products.

【0004】1つの半導体集積回路装置の中でディジタ
ル信号処理およびアナログ信号処理の両方の信号処理を
必要とする場合、アナログ回路系に関してもプログラマ
ブルな構成を取れた方が望ましい。なお、アナログ回路
モジュールにつながるアナログスイッチ回路網をプログ
ラマブルにする集積回路に関する発明は既知である(例
えば、特開平5−267458号公報、特表平11−5
07478号)。
When both digital signal processing and analog signal processing are required in one semiconductor integrated circuit device, it is desirable that the analog circuit system also has a programmable configuration. Note that an invention relating to an integrated circuit in which an analog switch circuit network connected to an analog circuit module is programmable is known (for example, Japanese Patent Laid-Open No. 5-267458 and Japanese Patent Publication No. 11-5).
07478).

【0005】さらに言うなら、既知のプログラマブルな
ディジタル回路モジュールとプログラマブルなアナログ
回路モジュールを搭載した半導体集積回路においては、
複数のアナログ回路モジュールに対してユーザ設定が可
能なアナログスイッチを設け、かかるアナログスイッチ
と複数のディジタル回路モジュールとの間にAD変換回
路およびDA変換回路を設けるような構成をとる。言い
換えると、複数のアナログ回路モジュールと、複数のデ
ィジタル回路モジュールとは互いに独立の集中配置構成
であるかのように設定され、上記のようなスイッチ、変
換回路を介して結合されるような構成をとる。
Further, in a semiconductor integrated circuit equipped with a known programmable digital circuit module and a programmable analog circuit module,
A user-configurable analog switch is provided for the plurality of analog circuit modules, and an AD conversion circuit and a DA conversion circuit are provided between the analog switch and the plurality of digital circuit modules. In other words, the configuration in which the plurality of analog circuit modules and the plurality of digital circuit modules are set as if they are in a centrally arranged configuration independent of each other and is coupled via the switch and the conversion circuit as described above is adopted. To take.

【0006】[0006]

【発明が解決しようとする課題】本発明者は、種々検討
の結果、既知の技術のように、アナログ回路モジュール
を実質的に集中配置するような構成を取る場合には、当
該半導体集積回路に所望の機能を有するアナログ・ディ
ジタル混載システムを構築しようとするときに、回路の
自由度を向上することが難しくなるという課題を見出し
た。
As a result of various studies, the inventor of the present invention has adopted a semiconductor integrated circuit having a structure in which analog circuit modules are arranged substantially in a concentrated manner as in the known technique. We have found that it is difficult to improve the degree of freedom of the circuit when constructing an analog / digital mixed system having a desired function.

【0007】種々検討の結果、プログラマブルとすべき
アナログ回路セルは、比較的小さい回路規模のものから
構成できること、およびプログラムによってアナログ回
路セルに結合されることになるディジタル回路セルをア
ナログ回路セルの近くに配置しておく方が、アナログ回
路セルとディジタル回路セルとのプログラマブル化の上
で有利であることが明らかとなってきた。また、アナロ
グ回路セルの全体と、ディジタル回路セルの全体とを明
確に区別化するよりも、実質的に一体的なものとして構
成する方が全体のプログラマブルの点で有利であること
が明らかとなってきた。そこで、本発明者らは、チップ
上に複数のアナログ回路モジュールの分散配置を検討し
た。
As a result of various studies, the analog circuit cell to be programmable can be composed of a relatively small circuit scale, and the digital circuit cell to be coupled to the analog circuit cell by the program can be close to the analog circuit cell. It has become clear that it is more advantageous to arrange them in the above in terms of programming the analog circuit cells and the digital circuit cells. In addition, it is clear that it is more advantageous to configure the analog circuit cell and the digital circuit cell as a substantially integrated unit than to clearly distinguish the entire analog circuit cell from the viewpoint of overall programming. Came. Therefore, the present inventors examined the distributed arrangement of a plurality of analog circuit modules on a chip.

【0008】良く知られているように、ディジタル信号
が、”0”、”1”レベルないしはハイレベル、ロウレ
ベルのようなディジタルレベルとして判別可能であれば
良く、比較的大きな信号レベル変化も許容されるのに対
し、アナログ信号は、その信号レベル変化ができるだけ
小さいことが望まれる。アナログ信号伝達のための信号
伝達径路は、その寄生抵抗、寄生容量等により伝達すべ
き信号に劣化をもたらす。
As is well known, it suffices that a digital signal can be discriminated as a digital level such as "0", "1" level or high level, low level, and a relatively large signal level change is allowed. On the other hand, it is desired that the change in the signal level of the analog signal is as small as possible. The signal transmission path for analog signal transmission causes deterioration of the signal to be transmitted due to its parasitic resistance, parasitic capacitance and the like.

【0009】そこで、本発明者らは、アナログ信号伝達
構成についても検討した。アナログ信号における劣化
は、その長さとともに、その信号変化速度にも依存す
る。したがって、同じ信号伝達径路であっても信号変化
速度が小さいような場合にはアナログ信号の劣化は小さ
い。上述のように、複数のアナログ回路セルないしはモ
ジュールを〉分散配置する場合、それに応じて信号伝達
径路が長くなる場合が生ずる。アナログ信号伝達径路の
ための検討構成は、比較的距離の離れたモジュール間で
信号を送受信する場合にアナログ信号のレベルの劣化の
防止ないしは抑制の上で特にその威力が期待されること
となる。
Therefore, the present inventors also examined the analog signal transmission configuration. The degradation in an analog signal depends on its length as well as its rate of signal change. Therefore, even if the signal transmission path is the same, the deterioration of the analog signal is small when the signal change speed is small. As described above, when a plurality of analog circuit cells or modules are distributedly arranged, the signal transmission path may be lengthened accordingly. The study structure for the analog signal transmission path is expected to be particularly effective in preventing or suppressing the deterioration of the level of the analog signal when the signal is transmitted and received between the modules which are relatively distant from each other.

【0010】この発明の目的は、任意の機能のアナログ
・ディジタル混載回路を構成可能なプログラマブルな半
導体集積回路装置を提供することにある。この発明の他
の目的は、所望の機能を有するアナログ・ディジタル混
載システムを構築する場合に、回路の配置の自由度を向
上させることができるプログラマブルな半導体集積回路
装置を提供することに有る。
An object of the present invention is to provide a programmable semiconductor integrated circuit device capable of forming an analog / digital mixed circuit having an arbitrary function. Another object of the present invention is to provide a programmable semiconductor integrated circuit device capable of improving the degree of freedom of circuit arrangement when an analog / digital mixed system having a desired function is constructed.

【0011】この発明のさらに他の目的は、比較的距離
の離れた回路間で信号を送受信する場合にも配線抵抗等
によりアナログ信号のレベル劣化を防止することのでき
るプログラマブルな半導体集積回路装置を提供すること
に有る。この発明のさらに他の目的は、高価なテスト装
置によらずテストを行なうことができる簡易なテスタを
構成することができるプログラマブルな半導体装置およ
びそれを用いたアナログ・ディジタル混載システムの設
計方法を提供することに有る。
Still another object of the present invention is to provide a programmable semiconductor integrated circuit device capable of preventing analog signal level deterioration due to wiring resistance or the like even when signals are transmitted and received between circuits which are relatively distant from each other. It is in providing. Still another object of the present invention is to provide a programmable semiconductor device capable of forming a simple tester capable of performing a test without using an expensive test device and a method of designing an analog / digital mixed system using the programmable semiconductor device. There is to do.

【0012】この発明のさらに別の目的は、新たに開発
したアナログ・ディジタル混載システムを半導体集積回
路として製造もしくは試作する前に青樹に動作するか否
か野検証を行なうことができるハードウェア・シミュレ
ータを構成することができるプログラマブルな半導体集
積回路を提供することに有る。この発明の前記ならびに
そのほかの目的と新規な特徴については、本明細書の記
述および添付図面から明らかになるであろう。
Still another object of the present invention is to provide a hardware simulator capable of verifying whether or not the newly developed analog / digital mixed system operates on Aoki before being manufactured or prototyped as a semiconductor integrated circuit. The present invention provides a programmable semiconductor integrated circuit capable of configuring a. The above and other objects and novel features of the present invention will be apparent from the description of this specification and the accompanying drawings.

【0013】[0013]

【課題を解決するための手段】本願において開示される
発明のうち代表的なものの概要を説明すれば、下記のと
おりである。すなわち、A/D変換回路もしくはD/A
変換回路を有し所望の特性を有するアナログ回路を構成
可能なモジュール化された可変アナログ回路セルと、所
望の論理を構成可能な可変論理回路セルとを所定の割合
で半導体チップ上に並べかつ可変アナログ回路セルを分
散して配置するとともに、これらの回路セルの間には配
線領域を設け、該配線領域の交差部には所望の配線間を
接続可能な可変配線スイッチ回路を配置してプログラマ
ブルな半導体装置を構成したものである。
The typical ones of the inventions disclosed in the present application will be outlined below. That is, the A / D conversion circuit or the D / A
Modular analog circuit cells that have a conversion circuit and can configure an analog circuit having desired characteristics and variable logic circuit cells that can configure a desired logic are arranged and varied on a semiconductor chip at a predetermined ratio. In addition to disposing analog circuit cells in a distributed manner, a wiring region is provided between these circuit cells, and a variable wiring switch circuit capable of connecting desired wirings is arranged at the intersection of the wiring regions so as to be programmable. A semiconductor device is configured.

【0014】上記した手段によれば、上記回路セルの構
成および配線領域の可変配線スイッチ回路の接続状態を
任意に設定することにより、所望の機能を有するアナロ
グ・ディジタル混載のシステムを半導体チップ上に構築
できるようになる。また、可変アナログ回路が分散して
配置されているため、回路の配置の自由度を向上させる
ことができる。
According to the above-mentioned means, the analog / digital mixed system having a desired function is mounted on the semiconductor chip by arbitrarily setting the configuration of the circuit cell and the connection state of the variable wiring switch circuit in the wiring area. You will be able to build. Moreover, since the variable analog circuits are arranged in a distributed manner, the degree of freedom in arranging the circuits can be improved.

【0015】さらに、上記した手段によれば、可変アナ
ログ回路セルを用いて所望の特性を有する可変アナログ
回路を構成することができるため、可変アナログ回路セ
ルにより他の回路セルもしくは他の半導体装置のDC的
な特性を検出するアナログテスト回路を構築できるとと
もに、可変論理回路セルを用いて他の回路セルもしくは
他の半導体装置の論理機能を検査するためのテストパタ
ーンを発生するディジタルテスト回路を構築できるの
で、高価なテスト装置によらずテストを行なうことがで
きるプログラマブルな半導体装置を実現することができ
る。
Further, according to the above means, since the variable analog circuit having the desired characteristics can be constructed by using the variable analog circuit cell, the variable analog circuit cell can be used for another circuit cell or another semiconductor device. It is possible to construct an analog test circuit that detects a DC-like characteristic and a digital test circuit that generates a test pattern for inspecting the logic function of another circuit cell or another semiconductor device by using a variable logic circuit cell. Therefore, it is possible to realize a programmable semiconductor device capable of performing a test without using an expensive test device.

【0016】さらに、このプログラマブルな半導体装置
を用いれば、新たに開発したアナログ・ディジタル混載
システムを半導体集積回路として製造もしくは試作する
前に正常に動作するか否かの検証を行なうことができる
ハードウェア・シミュレータを構成することができる。
Further, by using this programmable semiconductor device, it is possible to verify whether or not the newly developed analog / digital mixed system operates normally before being manufactured or prototyped as a semiconductor integrated circuit. -A simulator can be configured.

【0017】また、望ましくは、上記配線領域には、可
変アナログ回路間をペアの配線で接続可能とし、このペ
アの配線のうち一方をフォースライン、他方をセンスラ
インとして使用できるように構成する。これにより、比
較的距離の離れた回路間で信号を送受信する場合にも配
線抵抗等によりアナログ信号のレベルを下がるのを防止
することができる。そのため、半導体チップ全体に可変
アナログ回路セルを分散して配置することが可能とな
る。
Further, desirably, in the wiring region, the variable analog circuits can be connected by a pair of wires, and one of the wires of the pair can be used as a force line and the other can be used as a sense line. As a result, it is possible to prevent the level of the analog signal from being lowered due to the wiring resistance or the like even when a signal is transmitted / received between circuits which are relatively distant from each other. Therefore, it becomes possible to disperse the variable analog circuit cells in the entire semiconductor chip.

【0018】[0018]

【発明の実施の形態】以下、本発明の好適な実施例を図
面に基づいて説明する。図1は本発明に係るプログラマ
ブル半導体装置(以下、FPA:フィールド・プログラ
マブル・アレイと称する)の一実施例の概略構成図であ
る。本発明のFPAは、例えば単結晶シリコンのような
1個の半導体基板(チップ)上に形成される。この実施
例のFPAは、チップの周辺部を除く部分に、外部から
の入力で論理機能を変更することが可能な可変論理回路
セルVLMと、同じく外部からの入力で特性を変更する
ことが可能な可変アナログ回路セルVAMaとVAMb
とを、交互に並べたようなレイアウトで配置されてい
る。VAMaとVAMbのうち、VAMaはアナログ信
号を入力として受けてディジタル信号に変換して出力す
る可変アナログ回路セル、VAMbはディジタル信号を
入力として受けてアナログ信号に変換して出力する可変
アナログ回路セルとしてそれぞれ構成されている。
DETAILED DESCRIPTION OF THE PREFERRED EMBODIMENTS Preferred embodiments of the present invention will be described below with reference to the drawings. FIG. 1 is a schematic configuration diagram of an embodiment of a programmable semiconductor device (hereinafter referred to as FPA: field programmable array) according to the present invention. The FPA of the present invention is formed on one semiconductor substrate (chip) such as single crystal silicon. In the FPA of this embodiment, a variable logic circuit cell VLM capable of changing a logic function by an external input and a characteristic can be changed by an external input in a portion excluding the peripheral portion of the chip. Variable analog circuit cells VAMa and VAMb
And are arranged in such a layout that they are alternately arranged. Among VAMa and VAMb, VAMa is a variable analog circuit cell which receives an analog signal as an input and converts it into a digital signal and outputs it, and VAMb is a variable analog circuit cell which receives a digital signal as an input and converts it into an analog signal and outputs it Each is configured.

【0019】本実施例のFPAを構成する可変論理回路
セルVLMと可変アナログ回路セルVAMa,VAMb
は、LSI全体の設計を容易化するためにモジュール化
されている。つまり、それぞれのセルは、各々まとまり
のある独立した設計データで実現されるようにされてい
る。以下、これらの回路セルをモジュールと称する。こ
の実施例においては、2個の可変アナログモジュールV
AMaとVAMbが隣り合うようにチップ上に配置され
ているとともに、これらの可変アナログモジュールVA
MaとVAMbの周囲を囲むように可変論理モジュール
VLMが配置されている。つまり、6個のモジュールの
うち2個が可変アナログモジュールVAMaとVAM
b、4個が可変論理モジュールVLMとなるように配置
されている。これによって、可変論理モジュールVLM
がチップ全体に敷き詰められ、その中に可変アナログモ
ジュールVAMaとVAMbが均等に分散配置された構
成とされる。
The variable logic circuit cell VLM and the variable analog circuit cells VAMa and VAMb which form the FPA of this embodiment.
Are modularized to facilitate the design of the entire LSI. That is, each cell is realized by coherent and independent design data. Hereinafter, these circuit cells will be referred to as modules. In this embodiment, two variable analog modules V
AMa and VAMb are arranged on the chip so as to be adjacent to each other, and these variable analog modules VA are arranged.
The variable logic module VLM is arranged so as to surround Ma and VAMb. That is, two of the six modules are variable analog modules VAMa and VAM.
b and 4 are arranged so as to be the variable logic module VLM. This allows the variable logic module VLM
Are spread over the entire chip, and variable analog modules VAMa and VAMb are evenly distributed and arranged therein.

【0020】なお、可変アナログモジュールVAMaお
よびVAMbと可変論理モジュールVLMの割合は、上
記2:4に限定されるものでなく、任意の割合とするこ
とができる。この明細書においては、可変アナログモジ
ュールVAMaとVAMbを区別しない場合には、これ
らを総称してVAMと記す。
The ratio of the variable analog modules VAMa and VAMb to the variable logic module VLM is not limited to 2: 4, but may be any ratio. In this specification, when the variable analog modules VAMa and VAMb are not distinguished, they are collectively referred to as VAM.

【0021】また、上記各モジュールVLM,VAM間
には、格子状に配線領域HLA,VLAが設けられてい
る。特に制限されるものでないが、上記各モジュールV
LM,VAMは、図1において左側が入力、右側が出力
となるように構成されている。そして、上記格子状の配
線領域HLA,VLAの交差部および縦方向の配線領域
HLAの各モジュール入出力端子に対応する部位には、
外部から接続状態を変更することが可能なスイッチマト
リックスあるいはクロスポイントスイッチと呼ばれる複
数のスイッチとそのオン、オフ情報を保持するレジスタ
からなる可変配線スイッチ回路DSW,ASWが設けら
れている。
Further, wiring regions HLA and VLA are provided in a grid pattern between the modules VLM and VAM. Although not particularly limited, the above-mentioned modules V
The LM and VAM are configured so that the left side is an input and the right side is an output in FIG. Then, the intersections of the grid-shaped wiring areas HLA and VLA and the portions corresponding to the module input / output terminals of the vertical wiring area HLA are
There are provided variable wiring switch circuits DSW and ASW which are composed of a plurality of switches called a switch matrix or a crosspoint switch whose connection state can be changed from the outside and a register for holding ON / OFF information thereof.

【0022】なお、ここで、DSWはディジタル信号の
信号線を切り換える可変配線スイッチ回路、またASW
はアナログ信号の信号線を切り換える可変配線スイッチ
回路を意味しており、後に説明するように、構成的には
同一のものを使用することができる。また、上記配線領
域HLA,VLAの各配線群は、多層配線技術を利用し
て、一方(例えば配線領域HLAの配線群)はチップの
横方向に沿って、また他方(例えば配線領域VLAの配
線群)はチップの縦方向に沿ってそれぞれ異なる配線層
によって互いに絶縁された状態で形成される。
Here, DSW is a variable wiring switch circuit for switching the signal line of the digital signal, and ASW.
Means a variable wiring switch circuit for switching the signal line of the analog signal, and as described later, the same one can be used in terms of configuration. Further, each wiring group of the wiring areas HLA and VLA uses a multilayer wiring technique, one (for example, the wiring group of the wiring area HLA) along the lateral direction of the chip, and the other (for example, the wiring of the wiring area VLA). The groups are formed in a state of being insulated from each other by different wiring layers along the vertical direction of the chip.

【0023】特に制限されないが、上記配線領域HL
A,VLAの配線の一部は、可変アナログモジュールV
AMaとVAMbとの間を接続するためそれぞれいずれ
か2本がペアとして配設されている。具体的には、各ペ
アの配線のうち、一方のラインはある可変アナログモジ
ュールVAMbからいずれかの可変アナログモジュール
VAMaへアナログ出力信号を伝えるフォースラインと
して、他方のラインは受信側の可変アナログモジュール
VAMaから送信元の可変アナログモジュールVAMb
へ信号を帰還させるセンスラインとして機能するように
利用される。フォースラインとセンスラインの機能につ
いては後述する。
The wiring area HL is not particularly limited.
A part of the wiring of A and VLA is a variable analog module V
Any two of them are arranged as a pair to connect between AMa and VAMb. Specifically, of the wirings of each pair, one line is a force line for transmitting an analog output signal from a certain variable analog module VAMb to any one of the variable analog modules VAMa, and the other line is the variable analog module VAMa on the receiving side. Variable analog module VAMb from the sender
It is used to function as a sense line for returning a signal to. The functions of the force line and the sense line will be described later.

【0024】さらに、図1に示されているように、チッ
プの周辺には、上記配線領域HLA,VLAの配線と接
続され、上記可変論理モジュールVLMと可変アナログ
モジュールVAMとで構成される内部機能回路と、チッ
プ外部の装置との間で信号の入出力を行なうI/Oバッ
ファ部I/O1〜I/O4が設けられている。このI/
Oバッファ部I/O1〜I/O4には、複数のディジタ
ル信号用の入出力バッファ回路に混じってアナログ信号
用の入出力バッファ回路A−I/Oが所定の割合(例え
ば8:1)で分散して設けられている。アナログ信号用
の入出力バッファ回路が分散して設けられていることに
より、このチップを実装したボードシステムなどを設計
する際に、アナログ端子を比較的任意の位置から取り出
せるため設計の自由度が高くなるという利点がある。
Further, as shown in FIG. 1, in the periphery of the chip, internal functions connected to the wirings in the wiring areas HLA and VLA and constituted by the variable logic module VLM and the variable analog module VAM. I / O buffer units I / O1 to I / O4 for inputting / outputting signals between the circuit and a device outside the chip are provided. This I /
In the O buffer units I / O1 to I / O4, input / output buffer circuits A-I / O for analog signals mixed with a plurality of input / output buffer circuits for digital signals are provided at a predetermined ratio (for example, 8: 1). It is distributed. Since the input / output buffer circuits for analog signals are distributed, the flexibility of design is high because the analog terminals can be taken out from relatively arbitrary positions when designing a board system or the like in which this chip is mounted. Has the advantage that

【0025】図2には可変アナログモジュールVAMa
の具体例が、また図3には可変アナログモジュールVA
Mbの具体例が示されている。可変アナログモジュール
VAMaは、図2に示されているように、アナログ入力
信号Ainを増幅する入力アンプ11と、増幅されたア
ナログ入力信号をディジタル信号に変換するA/D変換
回路12と、変換された信号を出力する出力バッファ回
路13と、上記入力アンプ11のゲインを制御したり上
記A/D変換回路12や出力バッファ回路13の動作を
制御したりする制御回路14などから構成される。
FIG. 2 shows a variable analog module VAMa.
A concrete example of the variable analog module VA is shown in FIG.
A specific example of Mb is shown. As shown in FIG. 2, the variable analog module VAMa includes an input amplifier 11 for amplifying an analog input signal Ain, an A / D conversion circuit 12 for converting the amplified analog input signal into a digital signal, and a converted signal. And a control circuit 14 for controlling the gain of the input amplifier 11 and the operations of the A / D conversion circuit 12 and the output buffer circuit 13 and the like.

【0026】上記制御回路14は、外部から供給される
転送クロックCKに同期して同じく外部から供給される
回路構成データやコントロールデータなどの設定データ
SDを取り込んで保持するレジスタREG1を有すると
ともに、このレジスタREG1の設定データに基づいて
外部からのシステムクロックφcに従って制御動作する
ように構成される。制御回路14からA/D変換回路1
2に供給される制御信号には、例えば当該A/D変換回
路12を動作状態にしたり非動作状態にしたりするイネ
ーブル信号や所定の動作タイミングを与えるタイミング
信号などがある。制御回路14から出力バッファ回路1
3に供給される制御信号には、例えば当該出力バッファ
回路13に出力タイミングを与えるタイミング信号や出
力をハイインピーダンス状態にする状態制御信号などが
ある。
The control circuit 14 has a register REG1 for fetching and holding setting data SD such as circuit configuration data and control data which are also supplied from the outside in synchronization with a transfer clock CK supplied from the outside. A control operation is performed according to an external system clock φc based on the setting data of the register REG1. Control circuit 14 to A / D conversion circuit 1
The control signals supplied to 2 include, for example, an enable signal for turning the A / D conversion circuit 12 into an operating state and a non-operating state, and a timing signal for giving a predetermined operation timing. Output buffer circuit 1 from control circuit 14
The control signals supplied to 3 include, for example, a timing signal that gives output timing to the output buffer circuit 13 and a state control signal that puts the output in a high impedance state.

【0027】可変アナログモジュールVAMbは、図3
に示されているように、ディジタル入力信号Dinを識
別する入力バッファ回路21と、受信したディジタル入
力信号Dinをアナログ信号に変換するD/A変換回路
22と、変換された信号を増幅して出力する出力アンプ
23と、該出力アンプ23のゲインを制御したり上記D
/A変換回路22の動作を制御したりする制御回路24
などから構成される。この制御回路24も、外部から供
給される転送クロックCKに同期して同じく外部から供
給される回路構成データやコントロールデータなどの設
定データを取り込んで保持するレジスタREG2を有す
るとともに、このレジスタREG2の設定データに基づ
いて外部からのシステムクロックφcに従って制御動作
するように構成される。制御回路24から入力バッファ
回路21やD/A変換回路22に与えられる制御信号と
してはイネーブル信号や動作タイミング信号などがあ
る。
The variable analog module VAMb is shown in FIG.
, An input buffer circuit 21 for identifying the digital input signal Din, a D / A conversion circuit 22 for converting the received digital input signal Din into an analog signal, and an output after amplifying the converted signal. Control the output amplifier 23 and the gain of the output amplifier 23.
Control circuit 24 for controlling the operation of the A / A conversion circuit 22
Etc. The control circuit 24 also has a register REG2 for fetching and holding setting data such as circuit configuration data and control data which are also supplied from the outside in synchronization with a transfer clock CK supplied from the outside, and the setting of the register REG2 is performed. It is configured to perform control operation according to a system clock φc from the outside based on data. The control signals supplied from the control circuit 24 to the input buffer circuit 21 and the D / A conversion circuit 22 include enable signals and operation timing signals.

【0028】この実施例の可変アナログモジュールVA
Mbには、前記配線領域HLA,VLAのペアの配線
(フォースラインFLおよびセンスラインSL)を囲繞
するように設けられたガード配線GLに印加される電位
Vbを発生するボルテージフォロワ25が設けられてい
る。そして、上記可変アナログモジュールVAMbの出
力側には、上記フォースラインFLとセンスラインSL
がそれぞれ接続される一対の出力端子26a,26b
と、ガード配線GLが接続される端子26cが設けられ
ている。
Variable analog module VA of this embodiment
A voltage follower 25 for generating a potential Vb applied to the guard wiring GL provided so as to surround the pair of wirings (force line FL and sense line SL) of the wiring regions HLA and VLA is provided in Mb. There is. The force line FL and the sense line SL are provided on the output side of the variable analog module VAMb.
Pair of output terminals 26a, 26b to which are respectively connected
And a terminal 26c to which the guard wiring GL is connected is provided.

【0029】一方、上記可変アナログモジュールVAM
aの入力側には、図2に示されているように、上記フォ
ースラインFLおよびセンスラインSLがそれぞれ接続
される一対の入力端子16a,16bと、ガード配線G
Lが接続される端子16cが設けられるとともに、入力
端子16a,16bに接続されたフォースラインFLお
よびセンスラインSLはモジュールVAMa内で互いに
結合されていわゆるケルビン・コンタクトとされ、上記
入力アンプ11の入力端子に接続されている。
On the other hand, the variable analog module VAM
As shown in FIG. 2, a pair of input terminals 16a and 16b to which the force line FL and the sense line SL are respectively connected and a guard wiring G are provided on the input side of a.
The terminal 16c to which L is connected is provided, and the force line FL and the sense line SL connected to the input terminals 16a and 16b are coupled to each other in the module VAMa to form a so-called Kelvin contact, and the input of the input amplifier 11 is input. It is connected to the terminal.

【0030】上記のように、フォースラインFLとは別
にセンスラインSLを設けて次段のモジュールVAMa
の入力端子の電位を前段のモジュールVAMbの出力ア
ンプ23に帰還させることにより、フォースラインFL
が寄生抵抗を含んでいてもその寄生抵抗により次段のモ
ジュールの入力信号に誤差を生じさせないようにするこ
とができる。つまり、モジュールVAMbからモジュー
ルVAMaへアナログ信号を送信したい場合、その信号
の伝達を一本の配線のみで行なおうとすると、送信側の
モジュールから受信側のモジュールまでの距離が長いと
配線の寄生抵抗が無視できないほど大きくなり、アナロ
グ信号のレベルを次段モジュールに正しく伝えることが
できない。
As described above, the sense line SL is provided separately from the force line FL, and the module VAMa of the next stage is provided.
By feeding back the potential of the input terminal of the input line to the output amplifier 23 of the module VAMb in the previous stage, the force line FL
Even if includes a parasitic resistance, it is possible to prevent an error from occurring in the input signal of the module at the next stage due to the parasitic resistance. In other words, when it is desired to transmit an analog signal from the module VAMb to the module VAMa, if transmission of the signal is attempted with only one wiring, if the distance from the transmission side module to the reception side module is long, the parasitic resistance of the wiring is increased. Is too large to ignore and the level of the analog signal cannot be correctly transmitted to the next-stage module.

【0031】これに対し、フォースラインFLの他にセ
ンスラインSLを設けて受信側のモジュールの入力端の
信号を送信側のモジュールの出力アンプ23の入力に帰
還させると、出力アンプ23は一方の入力信号(D/A
変換回路22の出力信号)を他方の入力信号(受信側の
モジュールからの帰還信号)と一致させるように動作す
るため、次段のモジュールの入力信号に対してフォース
ラインFLの寄生抵抗による誤差を生じさせることがな
い。
On the other hand, if a sense line SL is provided in addition to the force line FL and the signal at the input end of the receiving side module is fed back to the input of the output amplifier 23 of the transmitting side module, the output amplifier 23 will be one of the two. Input signal (D / A
The output signal of the conversion circuit 22 operates so as to match the other input signal (the feedback signal from the module on the receiving side), so that an error due to the parasitic resistance of the force line FL is applied to the input signal of the module at the next stage. It does not occur.

【0032】なお、上記モジュールVAMaに設けられ
ているガード配線GLが接続される端子16cは、設計
の際にガード配線GLの終端が接続される端子情報を与
えて設計をやり易くするために設けたダミー端子であ
り、モジュールVAMa内ではこの端子16cはどこに
も接続されない端子とされる。この端子16cは回路の
動作上どうしても必要なものでなく、省略することも可
能である。
The terminal 16c provided in the module VAMa to which the guard wiring GL is connected is provided in order to facilitate design by giving terminal information to which the end of the guard wiring GL is connected at the time of design. This is a dummy terminal, and in the module VAMa, this terminal 16c is a terminal that is not connected to anything. This terminal 16c is not absolutely necessary for the operation of the circuit and can be omitted.

【0033】また、特に制限されるものでないが、この
実施例では、ガード配線GLに電位を与えるモジュール
VAMb内のボルテージフォロワ25は、DA変換回路
22の出力を入力としており、これによって出力アンプ
23によりフォースラインFLに出力される電圧と同一
の電圧がガード配線GLに印加される。つまり、ガード
配線GLの電位はDA変換回路22の出力に応じて変動
される。
Further, although not particularly limited, in this embodiment, the voltage follower 25 in the module VAMb for applying the potential to the guard wiring GL receives the output of the DA conversion circuit 22 as an input, and thereby the output amplifier 23. Accordingly, the same voltage as the voltage output to the force line FL is applied to the guard line GL. That is, the potential of the guard line GL is changed according to the output of the DA conversion circuit 22.

【0034】その結果、フォースラインFLおよびセン
スラインSLとガード配線GLとの間のカップリング容
量が低減され、出力アンプ22の見かけ上の負荷を小さ
くできるという利点がある。また、フォースラインFL
およびセンスラインSLがガード配線GLによって囲繞
されていることにより、チップ外部やチップ上のディジ
タル信号を伝達する他の配線からフォースラインFLお
よびセンスラインSLに飛び込むノイズを抑制できると
いう利点もある。
As a result, the coupling capacitance between the force line FL and the sense line SL and the guard line GL is reduced, and the apparent load of the output amplifier 22 can be reduced. Also, force line FL
Since the sense line SL is surrounded by the guard line GL, there is also an advantage that noise jumping into the force line FL and the sense line SL from outside the chip or other lines transmitting a digital signal on the chip can be suppressed.

【0035】図2および図3には示されていないが、各
可変アナログモジュールVAMa,VAMbには、電源
電圧VDDおよび接地電位VSSが供給される。このアナロ
グモジュールVAMa,VAMbに対する給電は、前記
可変論理モジュールに電源電圧VDDおよび接地電位VSS
を給電する配線を構成する導電層とは別の導電層によっ
て行なうように構成することができる。この場合、電源
電圧を供給する外部端子もアナログモジュールと可変論
理モジュールとで別端子とするのが望ましい。これによ
り、ディジタル部の動作で発生した電源ノイズがアナロ
グ部に伝達されるのを抑制することができる。
Although not shown in FIGS. 2 and 3, the variable analog modules VAMa and VAMb are supplied with the power supply voltage VDD and the ground potential VSS. Power is supplied to the analog modules VAMa and VAMb by supplying the variable logic module with a power supply voltage VDD and a ground potential VSS.
Can be configured to be performed by a conductive layer different from the conductive layer forming the wiring for supplying the power. In this case, it is desirable that the external terminal for supplying the power supply voltage is also a separate terminal for the analog module and the variable logic module. As a result, it is possible to suppress the power supply noise generated by the operation of the digital section from being transmitted to the analog section.

【0036】また、この実施例では、各モジュールに設
定データを転送するシフトスキャンパスSSPを構成す
る信号配線や各モジュール内の信号配線およびモジュー
ル間を接続する配線領域HLA,VLAの信号配線も、
上記給電線を構成する導電層とは別の導電層によって構
成される。
Further, in this embodiment, the signal wirings forming the shift scan path SSP for transferring the setting data to each module, the signal wirings in each module and the signal wirings in the wiring areas HLA and VLA connecting the modules,
It is configured by a conductive layer different from the conductive layer forming the power supply line.

【0037】さらに、この実施例のFPAにおいては、
前記配線領域HLA,VLAにペアの配線として設けら
れるフォースラインFLおよびセンスラインSLは、図
4に示すように、可変配線スイッチ回路が設けられる部
分以外でツイストペア構造となるように形成されてい
る。これにより、仮に一方の配線の側からノイズが飛び
込んだとしても、そのノイズはフォースラインFLとセ
ンスラインSLに対して同相ノイズとして作用するため
互いにキャンセルしあってノイズがさらに低減されると
いう利点がある。
Further, in the FPA of this embodiment,
As shown in FIG. 4, the force line FL and the sense line SL provided as a pair of wirings in the wiring regions HLA and VLA are formed to have a twisted pair structure except for the portion where the variable wiring switch circuit is provided. As a result, even if noise jumps in from one wiring side, the noise acts on the force line FL and the sense line SL as in-phase noise, and therefore cancels each other and the noise is further reduced. is there.

【0038】このフォースラインFLとセンスラインS
Lのツイストペア構造は、多層配線技術により2層の配
線で形成することができる。つまり、互いに交差する部
分の配線を異なる層の導電層パターンとすることによ
り、絶縁を図ることができる。従って、フォースライン
FLとセンスラインSLそれぞれに着目すると、ツイス
トペア構造でない場合には各々1つの層しかも同一の層
の導電層パターンで形成できるものが、この実施例では
各ラインFL,SLは少なくとも2層以上の導電層で形
成されることとなる。
This force line FL and sense line S
The twisted pair structure of L can be formed by two layers of wiring by a multilayer wiring technique. That is, insulation can be achieved by forming the wirings at the intersecting portions as conductive layer patterns of different layers. Therefore, paying attention to each of the force line FL and the sense line SL, in the case where the twisted pair structure is not used, it is possible to form a conductive layer pattern of one layer and the same layer, but in this embodiment, each line FL and SL has at least 2 layers. It will be formed of a conductive layer having more layers.

【0039】図4に示されているように、この実施例に
おいては、アナログ信号を伝達するツイストペア線TP
Lおよびガード配線GLがディジタル信号を伝達する信
号線DTLと絶縁された状態で交差するように形成され
る。つまり、前記配線領域HLA,VLAの配線は3層
の導電層によって構成される。図4には、ディジタル信
号を伝達する信号線DTLがツイストペア線TPLの下
側を通過するように構成されている場合が示されている
が、これに限定されるものでなく、ディジタル信号を伝
達する信号線がツイストペア線の上側を通過するように
構成することも可能である。
As shown in FIG. 4, in this embodiment, a twisted pair line TP for transmitting an analog signal is used.
L and the guard line GL are formed so as to intersect with the signal line DTL transmitting a digital signal in an insulated state. That is, the wirings in the wiring areas HLA and VLA are composed of three conductive layers. Although FIG. 4 shows a case where the signal line DTL for transmitting a digital signal is configured to pass below the twisted pair line TPL, the present invention is not limited to this, and the digital signal is transmitted. It is also possible to configure such that the signal line to be connected passes above the twisted pair line.

【0040】さらに、ディジタル信号を伝達する信号線
DTLとツイストペア線TPLが交差する部分の構造を
工夫しディジタル信号を伝達する信号線も2層の導電層
で構成することにより、配線領域HLA,VLAの配線
全体を2層の導電層によって構成することも可能であ
る。また、図4においては、ツイストペア線TPLが配
置される配線領域HLA,VLAには、ツイストペア線
TPLだけが配置される場合が示されているが、このツ
イストペア線TPLと平行にディジタル信号を伝達する
信号線DTLを配置した配線領域HLA,VLAとする
ことも可能である。
Further, by devising the structure of the intersection of the signal line DTL for transmitting the digital signal and the twisted pair line TPL, the signal line for transmitting the digital signal is also constituted by two conductive layers, so that the wiring regions HLA, VLA. It is also possible to form the entire wiring of 2 by two conductive layers. Further, although FIG. 4 shows a case where only the twisted pair line TPL is arranged in the wiring regions HLA and VLA where the twisted pair line TPL is arranged, a digital signal is transmitted in parallel with the twisted pair line TPL. It is also possible to use the wiring areas HLA and VLA where the signal lines DTL are arranged.

【0041】図5には、上記各モジュールVLM,VA
Mおよび可変配線スイッチ回路DSW,ASW内のレジ
スタに設定されるデータの転送方式の一例を示す。図5
において、100は本発明に係るFPAが形成された半
導体チップで、この実施例においては、各モジュールお
よび可変配線スイッチ回路内のレジスタは、各々シフト
レジスタで構成されているとともに、チップ全体にわた
ってS字状をなすように形成された1本のシフトスキャ
ンパスSSPで結合されて、全体でもシフトレジスタと
して動作するように構成されている。
FIG. 5 shows each of the above modules VLM and VA.
An example of a data transfer method of data set in the registers in the M and variable wiring switch circuits DSW and ASW is shown. Figure 5
In the present embodiment, reference numeral 100 denotes a semiconductor chip in which the FPA according to the present invention is formed. In this embodiment, each module and the register in the variable wiring switch circuit are respectively composed of shift registers, and an S-shape is provided over the entire chip. The shift scan paths SSP are formed so as to form a shape, and are combined to operate as a shift register as a whole.

【0042】また、上記シフトスキャンパスSSPと並
行してシフトスキャン用の転送クロックCKを各モジュ
ールに供給するクロックパスCKPが設けられている。
なお、図5の実施例においては、1本のシフトスキャン
パスSSPですべてのモジュールおよび可変配線スイッ
チ回路内のレジスタにデータを転送する構成が示されて
いるが、このようなシフトスキャンパスSSPを1つの
チップ内に数本設けることも可能である。
A clock path CKP for supplying a shift scan transfer clock CK to each module is provided in parallel with the shift scan path SSP.
Note that the embodiment of FIG. 5 shows a configuration in which data is transferred to all modules and registers in the variable wiring switch circuit by one shift scan path SSP. It is possible to provide several in one chip.

【0043】さらに、上記シフトスキャンパスSSPお
よびクロックパスCKPの始端に対応して、チップには
レジスタに設定されるデータの入力端子PSDIと転送ク
ロックCKの入力端子PCKIが設けられている。さら
に、上記シフトスキャンパスSSPの終端に対応して、
シフトデータの出力端子PSDOが設けられている。この
ようにシフトデータの出力端子PSDOが設けられている
ことにより、シフトスキャンパスSSPに異常がないか
検査することができる。
Further, the chip is provided with an input terminal PSDI for the data set in the register and an input terminal PCKI for the transfer clock CK corresponding to the start ends of the shift scan path SSP and the clock path CKP. Furthermore, corresponding to the end of the shift scan path SSP,
An output terminal PSDO for shift data is provided. Since the shift data output terminal PSDO is provided in this manner, it is possible to inspect whether the shift scan path SSP is abnormal.

【0044】図6には、上記各モジュールへのシステム
クロックφcの供給方式の一例を示す。この実施例にお
いては、システムクロックφcはツリー状配線によって
供給される。具体的には、チップ100の一辺に設けら
れたクロック端子PSCIからチップの中心に伝達され、
そこからH状に分岐されたツリー配線網を介して末端の
回路に供給される。これにより、クロック端子PSCIか
ら末端の回路までの配線長がほぼ等しくされ、クロック
スキューによる誤動作が防止されるように構成されてい
る。なお、かかるクロック分配方式は公知であるので、
詳しい説明は省略する。
FIG. 6 shows an example of a system clock φc supply method to each of the above modules. In this embodiment, the system clock φc is supplied by a tree-like wiring. Specifically, it is transmitted from the clock terminal PSCI provided on one side of the chip 100 to the center of the chip,
From there, it is supplied to the terminal circuit via a tree wiring network branched in an H shape. As a result, the wiring lengths from the clock terminal PSCI to the terminal circuit are made substantially equal to each other, and malfunctions due to clock skew are prevented. Since such a clock distribution system is known,
Detailed explanation is omitted.

【0045】図7には、上記可変アナログモジュールV
AMaを構成する入力アンプ11の具体的な回路例を示
す。この実施例の入力アンプ11は、オペアンプOP1
と入力抵抗R0と該入力抵抗R0と並列に接続されたス
イッチSW0と、オペアンプOP1の出力端子と反転入
力端子との間に接続されるフィードバック抵抗R1,R
2,R3と、各抵抗R1,R2,R3と各々直列に接続
されたスイッチSW1,SW2,SW3とから構成され
ている。制御回路14内のレジスタ(REG1)に設定
されるデータによりスイッチSW1,SW2,SW3の
中からいずれか一つを選択的にオンさせることにより、
アンプの利得を制御することができる。
FIG. 7 shows the variable analog module V.
A specific circuit example of the input amplifier 11 which constitutes AMa is shown. The input amplifier 11 of this embodiment is an operational amplifier OP1.
And an input resistor R0, a switch SW0 connected in parallel with the input resistor R0, and feedback resistors R1 and R connected between the output terminal and the inverting input terminal of the operational amplifier OP1.
2, R3, and switches SW1, SW2, SW3 connected in series with the resistors R1, R2, R3, respectively. By selectively turning on any one of the switches SW1, SW2 and SW3 by the data set in the register (REG1) in the control circuit 14,
The gain of the amplifier can be controlled.

【0046】具体的には、各抵抗R1,R2,R3の抵
抗値を例えばR0/10、R0、10R0のように設定
しておく。入力信号を増幅したいときは、スイッチSW
3をオン状態に設定して入力抵抗R0の値に対して抵抗
値の大きなフィードバック抵抗R3を選択する。反対
に、入力信号を減衰したいときはスイッチSW1をオン
状態に設定して入力抵抗R0の値に対して抵抗値の小さ
なフィードバック抵抗R1を選択する。
Specifically, the resistance values of the resistors R1, R2 and R3 are set as R0 / 10, R0, 10R0, for example. When you want to amplify the input signal, switch SW
3 is set to the ON state, and the feedback resistor R3 having a larger resistance value than the value of the input resistor R0 is selected. On the contrary, when it is desired to attenuate the input signal, the switch SW1 is set to the ON state and the feedback resistor R1 having a smaller resistance value than the value of the input resistor R0 is selected.

【0047】このようにオペアンプの利得を可変に構成
することによって、可変アナログモジュールVAMaご
とに処理すべき信号の大きさに応じた利得を設定し、そ
の設定された利得で増幅、減衰を行なうことで信号処理
の最適化を図ることができる。なお、利得の設定範囲は
1/10倍,1倍,10倍に限定されず、1倍,10
倍,20倍など任意の倍率でよく、設定段階も3段階に
限定されず、4段階以上であってもよい。
By arranging the gain of the operational amplifier variably in this way, a gain corresponding to the magnitude of a signal to be processed is set for each variable analog module VAMa, and amplification and attenuation are performed with the set gain. Thus, the signal processing can be optimized. The setting range of the gain is not limited to 1/10 times, 1 times, and 10 times, and 1 times and 10 times.
Any magnification such as 2 times or 20 times may be used, and the setting step is not limited to 3 steps and may be 4 steps or more.

【0048】さらに、この実施例では、上記入力抵抗R
0と並列にスイッチSW0が設けられており、このスイ
ッチSW0をオフさせた状態ではオペアンプは電圧増幅
器もしくは電圧減衰器として動作し、スイッチSW0を
オンさせると電流−電圧変換器として動作するように構
成されている。従って、本実施例のオペアンプを使用す
るときには、アナログ入力信号は電圧であっても電流で
あっても対応することができる。この機能切り換え用の
スイッチSW0のオン・オフ情報も制御回路14内のレ
ジスタ(REG1)に設定される。なお、利得を可変に
する方法としては、上記のようにフィードバック抵抗R
1〜R3を切り換える方法の他、抵抗値の異なる入力抵
抗R0を複数個並列に設けておいて切り換える方式や、
オペアンプの電流を切り換える方式などがある。
Further, in this embodiment, the input resistance R
A switch SW0 is provided in parallel with 0. When the switch SW0 is turned off, the operational amplifier operates as a voltage amplifier or a voltage attenuator, and when the switch SW0 is turned on, it operates as a current-voltage converter. Has been done. Therefore, when the operational amplifier of this embodiment is used, the analog input signal can be either voltage or current. The ON / OFF information of the switch SW0 for switching the function is also set in the register (REG1) in the control circuit 14. As a method of changing the gain, as described above, the feedback resistor R
In addition to the method of switching 1 to R3, a method of switching by setting a plurality of input resistors R0 having different resistance values in parallel,
There is a method of switching the current of the operational amplifier.

【0049】図8には、可変アナログモジュールVAM
bを構成する出力アンプ23の具体例が示されている。
同図に示されているオペアンプOP1は、図7に示され
ている入力アンプ11におけるオペアンプOPと同じ動
作をするもので、オペアンプOP1の出力端子と反転入
力端子との間にはフィードバック抵抗として、例えば入
力抵抗R0に対しR0/10、R0、10R0のように
抵抗値が設定された複数の抵抗R1,R2,R3が互い
に並列形態に設けているとともに、各抵抗R1,R2,
R3と各々直列にスイッチSW1,SW2,SW3が接
続され、前記制御回路24内のレジスタ(REG2)に
予め格納された利得設定データによってスイッチSW
1,SW2,SW3の中のいずれか一つが選択的にオン
されるように構成されている。
FIG. 8 shows a variable analog module VAM.
A specific example of the output amplifier 23 forming b is shown.
The operational amplifier OP1 shown in the figure operates in the same manner as the operational amplifier OP in the input amplifier 11 shown in FIG. 7, and a feedback resistance is provided between the output terminal and the inverting input terminal of the operational amplifier OP1. For example, a plurality of resistors R1, R2, and R3 whose resistance values are set to R0 / 10, R0, and 10R0 with respect to the input resistor R0 are provided in parallel with each other, and each resistor R1, R2,
Switches SW1, SW2, and SW3 are connected in series with R3, respectively, and the switch SW is switched by the gain setting data stored in advance in the register (REG2) in the control circuit 24.
One of SW1, SW2 and SW3 is selectively turned on.

【0050】さらに、この実施例では、出力アンプ23
を電圧電流変換器としても動作させることができるよう
にするため、オペアンプOP1の出力端子と回路のフォ
ースライン側出力端子26aとの間に接続された電流検
知用抵抗R4と、検知された電流をオペアンプOP1の
反転入力端子側へ帰還するフィードバックアンプOP2
と、このアンプOP2での漏れ電流を補正するための補
正用オペアンプOP3とが設けられている。フィードバ
ックアンプOP2には反転入力端子側の抵抗R6および
フィードバック抵抗R7として各々100kΩの抵抗が
接続され、補正用オペアンプOP3には反転入力端子側
の抵抗R8およびフィードバック抵抗R9としてそれぞ
れ50kΩと100kΩ、またOP3の出力端子側の抵
抗R10として100kΩが接続されている。
Further, in this embodiment, the output amplifier 23
In order to operate as a voltage-current converter, the current detection resistor R4 connected between the output terminal of the operational amplifier OP1 and the force line side output terminal 26a of the circuit and the detected current are connected to each other. Feedback amplifier OP2 that feeds back to the inverting input terminal side of the operational amplifier OP1
And a correction operational amplifier OP3 for correcting the leakage current in the amplifier OP2. The feedback amplifier OP2 is connected to the inverting input terminal side resistor R6 and the feedback resistor R7 of 100 kΩ, and the correction operational amplifier OP3 is connected to the inverting input terminal side resistor R8 and the feedback resistor R9 of 50 kΩ and 100 kΩ, respectively. 100 kΩ is connected as the resistor R10 on the output terminal side.

【0051】図8の実施例の出力アンプにおいては、回
路のセンスライン側出力端子26bとフィードバック抵
抗R1〜R3との間にスイッチSW4が、またオペアン
プOP1の出力端子とフィードバック抵抗R1〜R3と
の間にスイッチSW5が、さらにオペアンプOP1の出
力端子とフィードバックアンプOP2の反転入力端子と
の間にスイッチSW6、フィードバックアンプOP2の
出力端子とオペアンプOP1の反転入力端子との間に抵
抗R5を介してスイッチSW7が設けられ、スイッチS
W4がオンされSW5〜SW7がオフされた状態では出
力アンプは電圧−電圧変換器として動作し、スイッチS
W4がオフされSW5〜SW7がオンされた状態では出
力アンプは電圧−電流変換器として動作するようにされ
ている。抵抗R5の値は、入力抵抗R0と同一とされ
る。この実施例の出力アンプが電圧−電流変換器として
動作するときにフォースライン側出力端子26aから出
力される出力電流Ioutの大きさは、入力電圧をVi
nとすると、Iout=Vin/R4で表わされる。
In the output amplifier of the embodiment shown in FIG. 8, the switch SW4 is provided between the sense line side output terminal 26b of the circuit and the feedback resistors R1 to R3, and the output terminal of the operational amplifier OP1 and the feedback resistors R1 to R3. A switch SW5 is provided therebetween, a switch SW6 is provided between the output terminal of the operational amplifier OP1 and the inverting input terminal of the feedback amplifier OP2, and a switch R5 is provided between the output terminal of the feedback amplifier OP2 and the inverting input terminal of the operational amplifier OP1. SW7 is provided and switch S
When W4 is turned on and SW5 to SW7 are turned off, the output amplifier operates as a voltage-voltage converter, and the switch S
When W4 is turned off and SW5 to SW7 are turned on, the output amplifier operates as a voltage-current converter. The value of the resistor R5 is the same as that of the input resistor R0. When the output amplifier of this embodiment operates as a voltage-current converter, the magnitude of the output current Iout output from the force line side output terminal 26a is the input voltage Vi.
If n, then Iout = Vin / R4.

【0052】なお、可変アナログモジュールVAMaを
構成するA/D変換回路12や可変アナログモジュール
VAMbを構成するD/A変換回路22としては、公知
のA/D変換回路やD/A変換回路の中から本発明のF
PAに好適な形式のものを選んで用いることができるの
で、具体的な回路例は省略する。また、可変アナログモ
ジュールVAMbを構成するボルテージフォロワ25
も、非反転入力端子にD/A変換回路22の出力が入力
され反転入力端子に出力が直接フィードバックされたオ
ペアンプからなる一般的なボルテージフォロワにより構
成することができるので、具体的な回路の例示は省略す
る。
As the A / D conversion circuit 12 which constitutes the variable analog module VAMa and the D / A conversion circuit 22 which constitutes the variable analog module VAMb, there are known A / D conversion circuits and D / A conversion circuits. From the F of the present invention
Since a suitable type of PA can be selected and used, a specific circuit example is omitted. In addition, the voltage follower 25 that constitutes the variable analog module VAMb
Can also be configured by a general voltage follower composed of an operational amplifier in which the output of the D / A conversion circuit 22 is input to the non-inverting input terminal and the output is directly fed back to the inverting input terminal. Is omitted.

【0053】図9には、配線領域HLAとVLAの交差
部に設けられ各配線間を任意に接続可能にする可変配線
スイッチ回路DSW,ASWの具体的な回路例を示す。
図9において、符号A,Bが付されているのは横方向の
配線領域HLAに設けられている配線、C,Dが付され
ているのは縦方向の配線領域VLAに設けられている配
線である。各配線A〜D間にはそれぞれ2つの伝送スイ
ッチが介在するように、合計で8個のCMOS伝送スイ
ッチTG1〜TG8が設けられているとともに、これら
のCMOS伝送スイッチのオン、オフ制御データを保持
するレジスタREG3と、このレジスタの出力信号を反
転してCMOS伝送スイッチTG1〜TG8の他方の制
御信号を生成するインバータINV1〜INV8が設け
られている。
FIG. 9 shows a concrete circuit example of the variable wiring switch circuits DSW and ASW which are provided at the intersections of the wiring regions HLA and VLA and which can arbitrarily connect the respective wirings.
In FIG. 9, reference numerals A and B denote wirings provided in the horizontal wiring area HLA, and reference numerals C and D denote wirings provided in the vertical wiring area VLA. Is. A total of eight CMOS transmission switches TG1 to TG8 are provided so that two transmission switches are respectively interposed between the wirings A to D, and ON / OFF control data of these CMOS transmission switches are held. There is provided a register REG3 for operating the inverter and inverters INV1 to INV8 which invert the output signal of the register to generate the other control signal of the CMOS transfer switches TG1 to TG8.

【0054】可変配線スイッチ回路DSW,ASWは、
上記レジスタREG3に設定されている制御データに応
じて、これらの4本の配線A〜Dのうち任意の2本間を
接続可能にする。ただし、必要に応じて任意の3本ある
いは4本すべての配線間を接続させることも可能であ
る。また、すべての伝送スイッチTG1〜TG8をオフ
状態にさせる制御データがレジスタREG3に設定され
る場合もあり、この場合、4本の配線A〜D間の信号の
伝達は遮断される。これにより、同一チャネルに配設さ
れる配線がいずかのモジュールによって占有されて他の
モジュールが利用できなくなるのを回避することができ
る。
The variable wiring switch circuits DSW and ASW are
Depending on the control data set in the register REG3, any two of the four wirings A to D can be connected. However, it is also possible to connect any three or all four wirings as needed. Further, control data for turning off all the transmission switches TG1 to TG8 may be set in the register REG3, and in this case, transmission of signals between the four wirings A to D is cut off. As a result, it is possible to prevent the wiring arranged in the same channel from being occupied by one module and becoming unavailable to another module.

【0055】レジスタREG3は、図2に示されている
可変アナログモジュールVAMa内の制御回路14のレ
ジスタREG1と同様に、シフトスキャンパスSSPに
接続され、外部から供給される転送クロックCKに同期
して外部からシリアルに供給される設定データSDを順
次取り込んで保持するように構成される。縦方向の配線
領域HLAの各モジュール入出力端子に対応する部位に
設けられ配線領域HLA内のいずれかの配線と各モジュ
ール入出力端子とを接続可能にするための可変配線スイ
ッチ回路DSW,ASWは、図9と同様な構成の回路と
することができるが、別の構成を有する回路としても良
い。例えば、図9の可変配線スイッチ回路における配線
D(またはB)と伝送スイッチTG1,TG2(または
TG7,TG8)を省略し、3方向に延びる配線間の接
続を任意に切換え可能なスイッチ回路とすることができ
る。
Like the register REG1 of the control circuit 14 in the variable analog module VAMa shown in FIG. 2, the register REG3 is connected to the shift scan path SSP and is synchronized with the transfer clock CK supplied from the outside. It is configured to sequentially capture and hold the setting data SD serially supplied from the outside. The variable wiring switch circuits DSW and ASW, which are provided in a portion corresponding to each module input / output terminal of the vertical wiring area HLA and enable connection of any wiring in the wiring area HLA to each module input / output terminal, are provided. , A circuit having the same configuration as that of FIG. 9, but a circuit having another configuration may be used. For example, the wiring D (or B) and the transmission switches TG1, TG2 (or TG7, TG8) in the variable wiring switch circuit of FIG. 9 are omitted, and the connection between the wirings extending in three directions is arbitrarily switched. be able to.

【0056】なお、この実施例の可変配線スイッチ回路
DSW,ASWにおいては伝送スイッチTG1〜TG8
としてPチャネルMOSFETとNチャネルMOSFE
Tとが並列に接続されてなるCMOS伝送スイッチが用
いられているが、PチャネルMOSFETまたはNチャ
ネルMOSFETのいずれか一方のみからなる伝送スイ
ッチとすることも可能である。CMOS伝送スイッチを
使用することにより、ゲート制御電圧を高くしなくても
伝達される信号のレベル落ちを減らすことができる。
In the variable wiring switch circuits DSW and ASW of this embodiment, the transmission switches TG1 to TG8 are used.
P-channel MOSFET and N-channel MOSFE as
Although a CMOS transmission switch in which T and T are connected in parallel is used, it is also possible to use a transmission switch that includes only one of a P-channel MOSFET and an N-channel MOSFET. By using the CMOS transfer switch, it is possible to reduce the level drop of the transmitted signal without increasing the gate control voltage.

【0057】次に、上記実施例のFPAを用いて、アナ
ログ・ディジタル混載のオンチップシステムを構築する
手順を図10のフローチャートに従って説明する。先
ず、開発しようとするオンチップシステムの機能を決定
して、そのオンチップシステムの機能を、例えばSpe
ctre−HDL(ハードウェア・ディスクリプション・
ラングィッジ:ハードウェア記述言語)等を用いて記述
するシステム設計を行なう(ステップS1)。次に、こ
の記述を解析して前記実施例のモジュールVLM,VA
Ma,VAMbのいずれかあるいは複数のモジュールを
組み合わせることによって実現可能な機能を選択し、選
択された各機能を機能ブロックとしてファイルFL1に
格納する(ステップS2)。その後、各機能をモジュー
ルVLM,VAMa,VAMbで実現する際に必要とさ
れるモジュール内の回路構成データおよびコントロール
データを作成して設定データファイルFL2に格納する
(ステップS3)。
Next, the procedure for constructing an analog / digital mixed on-chip system using the FPA of the above embodiment will be described with reference to the flowchart of FIG. First, the function of the on-chip system to be developed is determined, and the function of the on-chip system is determined by, for example, Spe
ctre-HDL (hardware description
A system design is performed by using a language (hardware description language) or the like (step S1). Next, this description is analyzed and the modules VLM and VA of the above embodiment are analyzed.
A function that can be realized by combining any of Ma and VAMb or a plurality of modules is selected, and each selected function is stored in the file FL1 as a function block (step S2). After that, circuit configuration data and control data in the module, which are required when the respective functions are realized by the modules VLM, VMa, and VAMb, are created and stored in the setting data file FL2 (step S3).

【0058】続いて、使用するFPAにおいてどのモジ
ュールがどのように配置されているか示すモジュールマ
ップデータをファイルFL3から読み出し、上記機能ブ
ロックファイルFL1内の各機能ブロックをFPA内の
どのモジュールに割り当てるか決定するとともに、その
割当てに従ってモジュール間の結線情報を作成してモジ
ュール間結線データファイルFL4に格納する(ステッ
プS4)。
Subsequently, the module map data indicating which module is arranged in the FPA to be used and how it is arranged is read from the file FL3, and it is determined to which module in the FPA each functional block in the functional block file FL1 is allocated. At the same time, connection information between modules is created according to the allocation and stored in the connection data file FL4 between modules (step S4).

【0059】具体的には、配線領域HLA,VLA内の
どの配線を使用して着目する2つのモジュールの端子間
を接続するか決定するとともに、その接続に必要とされ
る可変配線スイッチ回路のオン、オフ設定情報を決定す
る。この際、最適なモジュールの割り当ての決定および
モジュール間の最適な結線の決定を支援するマッピング
プログラムを用意しておいて、これを利用してワークス
テーションなどで自動的にマッピング処理を行なわせる
ようにすることができる。
Specifically, it is determined which wiring in the wiring areas HLA, VLA is used to connect the terminals of the two modules of interest, and the variable wiring switch circuit required for the connection is turned on. , Off setting information is determined. At this time, prepare a mapping program that supports the determination of the optimal module allocation and the optimal connection between modules, and use this to automatically perform the mapping process on the workstation etc. can do.

【0060】それから、設定データファイルFL2およ
びモジュール間結線データファイルFL4に格納されて
いるデータを読み出して、FPA上の対応するモジュー
ルおよび可変配線スイッチ回路内のレジスタに転送でき
るようにデータを並び替えてから、FPAのシリアルデ
ータ入力端子PSDIへそのデータをシリアルに送り込む
とともにこのデータの転送速度に応じた転送クロックC
KをFPAの転送クロック入力端子PCKIに与える。こ
のようにして、転送されたデータが各モジュールや可変
配線スイッチ回路内のレジスタに設定されることによ
り、FPA上に所望の機能を有するオンチップシステム
が構築される(ステップS5)。
Then, the data stored in the setting data file FL2 and the inter-module connection data file FL4 is read out, and the data is rearranged so that it can be transferred to the corresponding module on the FPA and the register in the variable wiring switch circuit. The serial data from the FPA to the serial data input terminal PSDI of the FPA and the transfer clock C corresponding to the transfer speed of this data.
K is given to the transfer clock input terminal PCKI of the FPA. In this way, the transferred data is set in each module and the register in the variable wiring switch circuit, whereby an on-chip system having a desired function is constructed on the FPA (step S5).

【0061】このようなオンチップシステムとしては、
少量しか必要としないカスタムLSIや半導体集積回路
を検査するテスタなどが考えられる。従来、可変論理回
路からなり任意の論理を構成可能なFPGAを用いてロ
ジックLSIの検査を行なうテスタを構成する技術が提
案されているが、ロジックLSIであっても端子の電位
が所望のレベルにあるかあるいは端子の電流が所望の値
であるかどうかを検査するいわゆるDCテストが必要で
あり、FPGAを用いてロジックテスタを構成した場合
には別途DCテストを行なう装置が必要であった。これ
に対し、本発明のFPAを使用すれば、ロジックLSI
の論理機能を調べる検査とDC的な特性を調べる検査の
両方を行なうことができるテスタを1つのFPA上に構
築することができ、テストに要するコストを大幅に低減
することができる。
As such an on-chip system,
A custom LSI that requires only a small amount or a tester for inspecting a semiconductor integrated circuit can be considered. Conventionally, there has been proposed a technique of forming a tester for inspecting a logic LSI by using an FPGA which is composed of a variable logic circuit and which can form an arbitrary logic. However, even in the case of the logic LSI, the potential of the terminal is set to a desired level. A so-called DC test for inspecting whether or not the current at a terminal has a desired value is necessary, and when a logic tester is configured using an FPGA, a separate DC test device is required. On the other hand, if the FPA of the present invention is used, logic LSI
It is possible to construct a tester capable of performing both the inspection for examining the logical function of the above and the inspection for examining the DC-like characteristic on one FPA, and it is possible to greatly reduce the cost required for the test.

【0062】また、前記実施例のFPAは、開発中のア
ナログ・ディジタル混載のオンチップシステムであって
半導体集積回路に展開して製造する前にハードウェアを
用いて検証(シミュレーション)したい場合にも利用す
ることができる。以下、このハードウェア・シミュレー
ションについて図11を用いて説明する。アナログ・デ
ィジタル混載のオンチップシステムを開発する場合、先
ずシステム全体の仕様設計を行なう(ステップS1
1)。続いて、ディジタル部とアナログ部の機能をそれ
ぞれ設計する(ステップS12)。次に、ステップS2
で設計されたシステムを前記実施例のFPAを用いて構
築し、所望の動作をするか検証を行なう(ステップS1
3)。このとき、検証対象のシステムの前記実施例のF
PAへの構築は、図10のステップS2〜S5で説明し
たのと同様の手順で行なうことができる。
Further, the FPA of the above-mentioned embodiment is an analog / digital mixed on-chip system under development, and it is desired to verify (simulate) using hardware before developing and manufacturing it in a semiconductor integrated circuit. Can be used. Hereinafter, this hardware simulation will be described with reference to FIG. When developing an analog / digital mixed on-chip system, the specification of the entire system is first designed (step S1).
1). Then, the functions of the digital section and the analog section are designed respectively (step S12). Next, step S2
The system designed in 1 is constructed using the FPA of the above-mentioned embodiment, and it is verified whether the desired operation is performed (step S1).
3). At this time, F in the above embodiment of the system to be verified
Construction into the PA can be performed by the same procedure as described in steps S2 to S5 of FIG.

【0063】具体的には、HDL記述された機能設計デ
ータを用いてFPA内にアナログ・ディジタル混載のオ
ンチップシステムを構築する。そして、構築されたシス
テムにテスト信号を入れて動作させ、出力信号を監視し
てシステムの機能が所望のものであるか否かを判定(ス
テップS14)し、不具合が見つかったならばステップ
S11またはS12へ戻って設計変更を行なう。
Specifically, the analog / digital mixed on-chip system is constructed in the FPA by using the functional design data described in HDL. Then, a test signal is input to the constructed system to operate it, and the output signal is monitored to determine whether or not the function of the system is the desired one (step S14). If a defect is found, step S11 or The process returns to S12 and the design is changed.

【0064】なお、ステップS13の検証で所望の動作
が得られたならば、上記設計データに基づいて半導体チ
ップ上へ同機能を実現する回路の設計(ASIC化また
はカスタムLSI化)を、DAツール等を利用して行な
うとともに、このチップを検査するためのボードの作成
を並行して行なう(ステップS15)。それから、試作
されたチップをボートに搭載してシステムの最終検証を
行なう(ステップS16)。
If the desired operation is obtained by the verification in step S13, the circuit design (ASIC or custom LSI) for realizing the same function on the semiconductor chip based on the above design data is changed by the DA tool. Etc., and a board for inspecting this chip is created in parallel (step S15). Then, the prototype chip is mounted on the boat for final verification of the system (step S16).

【0065】ここで、不具合が見つかったならばステッ
プS11またはS12へ戻って設計変更を行なう(ステ
ップS17)。従来は、ディジタル部に関してはステッ
プS13での検証は可能であったが、アナログ部につい
てはそのような検証ができなかった。前記実施例のFP
Aを使用することにより、アナログ部に関しても同様な
ハードウェア検証が可能になる。これにより、アナログ
・ディジタル混載のオンチップシステムを開発する場合
に、設計の不具合を従来に比べて早い段階で見つけて修
正することができ、開発期間を短縮することができる。
If a defect is found here, the process returns to step S11 or S12 to change the design (step S17). Conventionally, the verification in step S13 was possible for the digital part, but such verification could not be performed for the analog part. FP of the above embodiment
By using A, the same hardware verification can be performed for the analog part. As a result, when developing an analog / digital mixed on-chip system, a design defect can be found and corrected at an earlier stage than in the past, and the development period can be shortened.

【0066】図12および図13には、可変アナログモ
ジュールVAMの他の回路例を示す。このうち、図12
の可変アナログモジュールは、AD変換回路12を内蔵
したモジュールVAMaにおいて、出力バッファ回路1
3の次段に出力を補正可能な補正回路17を設けたもの
である。また、制御回路14にはこの補正回路17のト
リミング用のデータを保持できる専用のレジスタあるい
は他の設定データとともに保持できるような容量のレジ
スタもしくはメモリが設けられる。上記補正回路17
は、例えばこの実施例の可変アナログモジュールVAM
aを搭載したFPAのDCテストを行なった結果、アン
プの特性ばらつき等によりモジュールの出力が所望の値
からずれていたことがわかったような場合に、その出力
値を期待する値に変換できるトリミング機能を有するよ
うに構成される。なお、同様な補正回路は、図13に示
すように、DA変換回路22を内蔵した可変アナログモ
ジュールVAMbの入力バッファ回路21の前段に設け
ることも可能である。
12 and 13 show another circuit example of the variable analog module VAM. Of these, FIG.
Of the variable analog module of the output buffer circuit 1 in the module VAMa including the AD conversion circuit 12.
A correction circuit 17 capable of correcting the output is provided in the next stage of 3. Further, the control circuit 14 is provided with a dedicated register capable of retaining the data for trimming of the correction circuit 17 or a register or memory having a capacity capable of retaining the data together with other setting data. The correction circuit 17
Is, for example, the variable analog module VAM of this embodiment.
Trimming that can convert the output value to the expected value when it is found that the module output has deviated from the desired value due to the characteristic variation of the amplifier etc. as a result of the DC test of the FPA equipped with a. It is configured to have a function. Note that a similar correction circuit can be provided in the preceding stage of the input buffer circuit 21 of the variable analog module VAMb incorporating the DA conversion circuit 22 as shown in FIG.

【0067】図13の可変アナログモジュールは、補正
回路27の他に乱数発生回路28を設けたものである。
この乱数発生回路28は、例えばこの実施例の可変アナ
ログモジュールVAMaを搭載したFPAのテストの際
に、出力のアナログレベルを変動させて外部からランダ
ムなテスト信号を入力したのと同様な効果をもたらすこ
とができる。従って、高温、高圧下でLSIを動作させ
ながらテストするバーンイン装置などでテスト信号を与
えるテスト回路ないしはテスト装置として利用すること
ができ、これによって同様な機能を有するバーンイン装
置に比べて装置の機能を簡略化し価格を大幅に低減する
ことができる。
The variable analog module of FIG. 13 is provided with a random number generation circuit 28 in addition to the correction circuit 27.
The random number generation circuit 28 produces the same effect as that when a random test signal is input from the outside by varying the analog level of the output when testing the FPA having the variable analog module VAMa of this embodiment, for example. be able to. Therefore, it can be used as a test circuit or a test device that gives a test signal in a burn-in device that tests an LSI while operating it under high temperature and high voltage, and thus the function of the device can be improved as compared with a burn-in device having a similar function. It can be simplified and the price can be greatly reduced.

【0068】なお、同様な乱数発生回路を、AD変換回
路12を内蔵した可変アナログモジュールVAMaに設
けることも可能である。この場合には、モジュールVA
Maからランダムなテストパターンを発生させて可変論
理モジュールすなわちディジタル回路のテストを行なう
ことができる。また、図13において、補正回路27を
省略し乱数発生回路28のみを設けたモジュールとする
ことも可能である。
A similar random number generation circuit can be provided in the variable analog module VAMa having the AD conversion circuit 12 built therein. In this case, the module VA
A random test pattern can be generated from Ma to test a variable logic module or digital circuit. Further, in FIG. 13, the correction circuit 27 may be omitted and the module may be provided with only the random number generation circuit 28.

【0069】以上本発明者によってなされた発明を実施
例に基づき具体的に説明したが、本発明は上記実施例に
限定されるものではなく、その要旨を逸脱しない範囲で
種々変更可能であることはいうまでもない。例えば、上
記実施例では、FPAを、アナログ入力ディジタル出力
の第1可変アナログモジュールと、ディジタル入力アナ
ログ出力の第2可変アナログモジュールと、可変論理モ
ジュールとで構成したものを示したが、アナログ入力デ
ィジタル出力の第1可変アナログモジュールと可変論理
モジュールとで構成したFPAやディジタル入力アナロ
グ出力の第2可変アナログモジュールと可変論理モジュ
ールとで構成したFPAも考えられる。
Although the invention made by the present inventor has been specifically described based on the embodiments, the present invention is not limited to the above embodiments, and various modifications can be made without departing from the scope of the invention. Needless to say. For example, in the above embodiment, the FPA is configured by the first variable analog module of analog input digital output, the second variable analog module of digital input analog output, and the variable logic module. An FPA composed of a first variable analog module having an output and a variable logic module and an FPA composed of a second variable analog module having a digital input analog output and a variable logic module are also conceivable.

【0070】また、実施例では3種類のモジュールでF
PAを構成しているが、アナログ入力アナログ出力の第
3の可変アナログモジュールを加え4種類のモジュール
で構成することも可能である。ここで、アナログ入力ア
ナログ出力のモジュールは、アナログ回路のみで構成さ
れていても良いし、アナログ信号をディジタル信号に変
換して何らかの処理を行ない、それを再びアナログ信号
に変換して出力する、図2の回路と図3の回路とを組み
合わせたようなモジュールであってもよい。
In the embodiment, three types of modules are used for F
Although the PA is configured, it may be configured by four types of modules in addition to the third variable analog module having analog input and analog output. Here, the module of analog input and analog output may be configured only by an analog circuit, or may convert an analog signal into a digital signal and perform some processing, and then convert it into an analog signal again and output it. The module may be a combination of the circuit of FIG. 2 and the circuit of FIG.

【0071】以上の説明では主として本発明者によって
なされた発明をその背景となった利用分野である1個の
半導体チップに形成されたFPAを例にとって説明した
が、複数のFPAあるいはFPAとFPGAその他のL
SIを含む電子部品を組み合わせてボードシステムなど
として構成する場合にも利用することができる。
In the above description, the invention made by the present inventor was mainly described by taking as an example a FPA formed on one semiconductor chip, which is a field of application which is the background of the invention. However, a plurality of FPAs or FPAs and FPGAs, etc. L
It can also be used in the case of combining electronic components including SI to form a board system or the like.

【0072】[0072]

【発明の効果】本願において開示される発明のうち代表
的なものによって得られる効果を簡単に説明すれば下記
のとおりである。すなわち、本発明に従うと、ユーザー
サイドにおいて任意の機能を有するアナログ・ディジタ
ル混載システムを構成することができるとともに、所望
の機能を有するアナログ・ディジタル混載システムを構
築する際の回路の配置の自由度が高いプログラマブルな
半導体集積回路を実現することができる。
The effects obtained by the representative one of the inventions disclosed in the present application will be briefly described as follows. That is, according to the present invention, the analog / digital mixed system having an arbitrary function can be configured on the user side, and the degree of freedom in the arrangement of the circuits at the time of constructing the analog / digital mixed system having the desired function is increased. A highly programmable semiconductor integrated circuit can be realized.

【0073】また、本発明に従うと、所望の機能を有す
るアナログ・ディジタル混載システムを構築する際に、
比較的距離の離れた回路間で信号を送受信する場合にも
配線抵抗等によりアナログ信号のレベルを下がるのを防
止することができる。さらに、本発明の半導体集積回路
を使用すると、高価なテスト装置によらずテストを行な
うことができる簡易なテスタを構成することができると
ともに、新たに開発したアナログ・ディジタル混載シス
テムを半導体集積回路として製造もしくは試作する前に
正常に動作するか否かの検証を行なうことができるハー
ドウェア・シミュレータを実現することができる。
Further, according to the present invention, when an analog / digital mixed loading system having a desired function is constructed,
Even when a signal is transmitted and received between circuits which are relatively distant from each other, it is possible to prevent the level of the analog signal from being lowered by the wiring resistance or the like. Furthermore, when the semiconductor integrated circuit of the present invention is used, a simple tester capable of performing a test without using an expensive test apparatus can be configured, and the newly developed analog / digital mixed system can be used as a semiconductor integrated circuit. It is possible to realize a hardware simulator capable of verifying whether or not it operates normally before manufacturing or trial manufacturing.

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

【図1】本発明に係るFPAの一実施例の概略構成を示
すブロック図である。
FIG. 1 is a block diagram showing a schematic configuration of an embodiment of an FPA according to the present invention.

【図2】本発明に係るFPAを構成するAD変換回路を
有する第1の可変アナログモジュールの具体例を示す構
成図ある。
FIG. 2 is a configuration diagram showing a specific example of a first variable analog module having an AD conversion circuit configuring an FPA according to the present invention.

【図3】本発明に係るFPAを構成するDA変換回路を
有する第2の可変アナログモジュールの具体例を示す構
成図ある。
FIG. 3 is a configuration diagram showing a specific example of a second variable analog module having a DA conversion circuit configuring the FPA according to the present invention.

【図4】本発明に係るFPAに好適な配線領域の配線構
造の一例を示す平面説明図ある。
FIG. 4 is an explanatory plan view showing an example of a wiring structure of a wiring region suitable for the FPA according to the present invention.

【図5】本発明に係るFPAを構成する各モジュールお
よび可変配線スイッチ回路内のレジスタに設定されるデ
ータの転送方式の一例を示すブロック図である。
FIG. 5 is a block diagram showing an example of a data transfer method of data set in each module constituting the FPA according to the present invention and a register in the variable wiring switch circuit.

【図6】本発明に係るFPAを構成する各モジュールへ
のシステムクロックφcの供給方式の一例を示すブロッ
ク図である。
FIG. 6 is a block diagram showing an example of a system clock φc supply method to each module constituting the FPA according to the present invention.

【図7】実施例のFPAの可変アナログモジュールを構
成する入力アンプの具体的な回路例を示す回路構成図で
ある。
FIG. 7 is a circuit configuration diagram showing a specific circuit example of an input amplifier included in the variable analog module of the FPA of the embodiment.

【図8】実施例のFPAの可変アナログモジュールを構
成する出力アンプの具体的な回路例を示す回路構成図で
ある。
FIG. 8 is a circuit configuration diagram showing a specific circuit example of an output amplifier included in the variable analog module of the FPA of the embodiment.

【図9】本発明に係るFPAを構成する可変配線スイッ
チ回路の具体例を示す回路図ある。
FIG. 9 is a circuit diagram showing a specific example of a variable wiring switch circuit which constitutes an FPA according to the present invention.

【図10】アナログ・ディジタル混載のオンチップシス
テムを構築する手順の一例を示すフローチャートであ
る。
FIG. 10 is a flowchart showing an example of a procedure for constructing an analog / digital mixed on-chip system.

【図11】本発明に係るFPAを用いたアナログ・ディ
ジタル混載のオンチップシステムの開発手順の一例を示
すフローチャートである。
FIG. 11 is a flowchart showing an example of a procedure for developing an analog / digital mixed on-chip system using the FPA according to the present invention.

【図12】本発明に係るFPAを構成する可変アナログ
モジュールの他の実施例を示す構成図ある。
FIG. 12 is a configuration diagram showing another embodiment of the variable analog module constituting the FPA according to the present invention.

【図13】本発明に係るFPAを構成する可変アナログ
モジュールのさらに他の実施例を示す構成図ある。
FIG. 13 is a configuration diagram showing still another embodiment of the variable analog module constituting the FPA according to the present invention.

【符号の説明】[Explanation of symbols]

11 入力アンプ 12 A/D変換回路 13 出力バッファ回路 14 制御回路 21 入力バッファ回路 22 D/A変換回路 23 出力アンプ 24 制御回路 VLM 可変論理モジュール VAMa A/D変換器を内蔵した可変アナログモジュ
ール VAMb D?A変換器を内蔵した可変アナログモジュ
ール DSW,ASW 可変配線スイッチ回路 HLA,VLA 配線領域 I/O1〜I/O4 I/Oバッファ部 FL フォースライン SL センスライン GL ガード配線
11 Input Amplifier 12 A / D Conversion Circuit 13 Output Buffer Circuit 14 Control Circuit 21 Input Buffer Circuit 22 D / A Conversion Circuit 23 Output Amplifier 24 Control Circuit VLM Variable Logic Module VAMa Variable Analog Module VAMb D with Built-in A / D Converter ? Variable analog module DSW with built-in A converter, ASW variable wiring switch circuit HLA, VLA wiring area I / O1 to I / O4 I / O buffer section FL force line SL sense line GL guard wiring

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (51)Int.Cl.7 識別記号 FI テーマコート゛(参考) H03M 1/66 H01L 27/04 F T E 21/82 P T Fターム(参考) 5F038 BH10 BH19 CA03 CA07 CD06 CD08 CD20 DF01 DF03 DF12 DF16 DF17 DT06 DT15 EZ09 EZ20 5F064 AA08 BB01 BB12 BB18 BB19 BB21 BB24 BB27 BB28 BB30 BB31 BB37 DD02 DD22 EE02 EE12 EE22 EE45 EE52 EE54 EE60 HH06 HH09 HH10 HH11 5J022 AA01 AB01 CA10 CE08 CF02 CF07 CG01 5J042 BA02 CA00 CA17 DA04 DA06─────────────────────────────────────────────────── ─── Continuation of front page (51) Int.Cl. 7 Identification code FI theme code (reference) H03M 1/66 H01L 27/04 F T E 21/82 P T F term (reference) 5F038 BH10 BH19 CA03 CA07 CD06 CD08 CD20 DF01 DF03 DF12 DF16 DF17 DT06 DT15 EZ09 EZ20 5F064. DA06

Claims (10)

【特許請求の範囲】[Claims] 【請求項1】 半導体チップ上に、プログラムによって
その論理機能を設定することが可能な複数の可変論理回
路セルと、プログラムによってそのアナログ特性を設定
することが可能な複数の可変アナログ回路セルとを有
し、 上記複数の可変論理回路セルと複数の可変アナログ回路
セルとが周期的繰返しパターンをもって互いに分散配置
されていることを特徴とする半導体集積回路装置。
1. A semiconductor chip is provided with a plurality of variable logic circuit cells whose logical functions can be set by a program and a plurality of variable analog circuit cells whose analog characteristics can be set by a program. A semiconductor integrated circuit device having the plurality of variable logic circuit cells and the plurality of variable analog circuit cells dispersedly arranged in a periodic repeating pattern.
【請求項2】 上記可変アナログ回路セルは、アナログ
信号を入力としてディジタル信号を出力するものである
ことを特徴とする請求項1に記載の半導体集積回路装
置。
2. The semiconductor integrated circuit device according to claim 1, wherein the variable analog circuit cell receives an analog signal and outputs a digital signal.
【請求項3】 上記可変アナログ回路セルは、ディジタ
ル信号を入力としてアナログ信号を出力するものである
ことを特徴とする請求項1に記載の半導体集積回路装
置。
3. The semiconductor integrated circuit device according to claim 1, wherein the variable analog circuit cell receives a digital signal and outputs an analog signal.
【請求項4】 上記可変アナログ回路セルは、アナログ
信号を入力としてディジタル信号を出力する第1の可変
アナログ回路セルと、ディジタル信号を入力としてアナ
ログ信号を出力する第2の可変アナログ回路セルである
ことを特徴とする請求項1に記載の半導体集積回路装
置。
4. The variable analog circuit cell is a first variable analog circuit cell that inputs a digital signal and outputs a digital signal, and a second variable analog circuit cell that inputs a digital signal and outputs an analog signal. The semiconductor integrated circuit device according to claim 1, wherein:
【請求項5】 上記可変論理回路セルと上記可変アナロ
グ回路セルとの間には、各回路セル間を接続するための
複数の配線が形成された第1方向に延在する第1配線領
域と第2方向に延在する第2配線領域が設けられ、上記
第1配線領域と第2配線領域との交差部分には、第1配
線領域に属する配線と第2配線領域に属する配線とを電
気的に接続可能にする可変配線スイッチ手段が設けられ
ていることを特徴とする請求項1〜4のいずれかに記載
の半導体集積回路装置。
5. A first wiring region extending between the variable logic circuit cell and the variable analog circuit cell, wherein a plurality of wirings for connecting the circuit cells are formed and extending in a first direction. A second wiring region extending in the second direction is provided, and a wiring belonging to the first wiring region and a wiring belonging to the second wiring region are electrically connected to each other at the intersection of the first wiring region and the second wiring region. 5. The semiconductor integrated circuit device according to claim 1, further comprising a variable wiring switch means that enables a physical connection.
【請求項6】 上記可変論理回路セルと上記可変アナロ
グ回路セルは、各々セル内部の回路構成に関する情報を
保持する情報保持手段を備え、各回路セルの情報保持手
段は共通のシフトスキャンパスに接続され、チップ外部
から上記シフトスキャンパスを介して上記情報保持手段
の保持情報が付与されるようにされてなることを特徴と
する請求項1〜5のいずれかに記載の半導体集積回路装
置。
6. The variable logic circuit cell and the variable analog circuit cell each include information holding means for holding information regarding a circuit configuration inside the cell, and the information holding means of each circuit cell is connected to a common shift scan path. 6. The semiconductor integrated circuit device according to claim 1, wherein the information held by the information holding means is provided from outside the chip via the shift scan path.
【請求項7】 上記第1の可変アナログ回路セルと上記
第2の可変アナログ回路セルとは、上記第1配線領域と
第2配線領域に設けられているいずれか2本の配線によ
って、一方をフォースラインとし他方をセンスラインと
してアナログ信号を伝達するように構成されていること
を特徴とする請求項4に記載の半導体集積回路装置。
7. One of the first variable analog circuit cell and the second variable analog circuit cell is provided by any two wires provided in the first wiring region and the second wiring region. 5. The semiconductor integrated circuit device according to claim 4, wherein an analog signal is transmitted by using a force line and the other as a sense line.
【請求項8】 上記半導体チップの主面の周縁部には、
上記可変論理回路セルと上記可変アナログ回路セルとに
より構成される内部機能回路と外部の装置との間の信号
の送受信を行なう複数の入出力バッファ回路が並べて配
置された入出力部が設けられ、この入出力部には複数の
ディジタル信号用の入出力バッファ回路とアナログ信号
用の入出力バッファ回路が分散して設けられていること
を特徴とする請求項1〜7のいずれかに記載の半導体集
積回路装置。
8. The peripheral portion of the main surface of the semiconductor chip,
An input / output unit is provided in which a plurality of input / output buffer circuits that perform transmission / reception of signals between an internal functional circuit configured by the variable logic circuit cell and the variable analog circuit cell and an external device are arranged, 8. The semiconductor according to claim 1, wherein the input / output section is provided with a plurality of input / output buffer circuits for digital signals and input / output buffer circuits for analog signals in a distributed manner. Integrated circuit device.
【請求項9】 上記シフトスキャンパスと並行に該シフ
トスキャンパスを介して上記各情報保持手段に保持情報
を転送するための第1クロック信号を供給する第1クロ
ック供給系配線が設けられているとともに、上記各回路
セルを動作させるための第2クロック信号を供給するツ
リー構造の第2クロック供給系配線が設けられているこ
とを特徴とする請求項6に記載の半導体集積回路装置。
9. A first clock supply system wiring for supplying a first clock signal for transferring holding information to each of the information holding means via the shift scan path is provided in parallel with the shift scan path. 7. The semiconductor integrated circuit device according to claim 6, further comprising a second clock supply system wiring having a tree structure for supplying a second clock signal for operating each of the circuit cells.
【請求項10】 所望のディジタル機能とアナログ機能
を有するようにハードウエア記述言語を用いて記述され
た設計データを生成する工程と、前記設計データに基づ
いて請求項1〜9のいずれかに記載の半導体装置内にア
ナログ・ディジタル混載のシステムを構築する工程と、
該構築されたシステムにテスト信号を入れて動作させて
出力信号から機能が所望のものであるか否かを判定する
工程と、該判定結果に基づいて前記設計データを修正す
る工程とを含むことを特徴とする半導体集積回路装置の
設計方法。
10. The step of generating design data described by using a hardware description language so as to have a desired digital function and an analog function, and based on the design data, the method according to claim 1. To build a mixed analog / digital system in the semiconductor device of
Including a step of inputting a test signal into the constructed system and operating the system to determine whether or not a function is desired from an output signal; and a step of correcting the design data based on the determination result. And a method for designing a semiconductor integrated circuit device.
JP2001352659A 2001-11-19 2001-11-19 Semiconductor integrated circuit device having analog circuit and digital circuit and design method using the same Pending JP2003152080A (en)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP2001352659A JP2003152080A (en) 2001-11-19 2001-11-19 Semiconductor integrated circuit device having analog circuit and digital circuit and design method using the same

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP2001352659A JP2003152080A (en) 2001-11-19 2001-11-19 Semiconductor integrated circuit device having analog circuit and digital circuit and design method using the same

Publications (1)

Publication Number Publication Date
JP2003152080A true JP2003152080A (en) 2003-05-23

Family

ID=19164800

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
JP2001352659A Pending JP2003152080A (en) 2001-11-19 2001-11-19 Semiconductor integrated circuit device having analog circuit and digital circuit and design method using the same

Country Status (1)

Country Link
JP (1) JP2003152080A (en)

Cited By (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2006032731A (en) * 2004-07-16 2006-02-02 Advantest Corp Semiconductor integrated circuit
JP2013009315A (en) * 2011-05-20 2013-01-10 Semiconductor Energy Lab Co Ltd Semiconductor device
US8365122B2 (en) 2007-04-30 2013-01-29 Innovations Holdings, L.L.C. Method and apparatus for configurable systems
CN106664091A (en) * 2014-08-12 2017-05-10 赛灵思公司 Interconnect circuits having low threshold voltage p-channel transistors for a programmable integrated circuit
WO2021117112A1 (en) * 2019-12-09 2021-06-17 太陽誘電株式会社 Computation device and computation system

Cited By (7)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2006032731A (en) * 2004-07-16 2006-02-02 Advantest Corp Semiconductor integrated circuit
JP4571454B2 (en) * 2004-07-16 2010-10-27 株式会社アドバンテスト Semiconductor integrated circuit
US8365122B2 (en) 2007-04-30 2013-01-29 Innovations Holdings, L.L.C. Method and apparatus for configurable systems
JP2013009315A (en) * 2011-05-20 2013-01-10 Semiconductor Energy Lab Co Ltd Semiconductor device
CN106664091A (en) * 2014-08-12 2017-05-10 赛灵思公司 Interconnect circuits having low threshold voltage p-channel transistors for a programmable integrated circuit
JP2017525302A (en) * 2014-08-12 2017-08-31 ザイリンクス インコーポレイテッドXilinx Incorporated Interconnect circuit with low threshold voltage P-channel transistors for programmable integrated circuits
WO2021117112A1 (en) * 2019-12-09 2021-06-17 太陽誘電株式会社 Computation device and computation system

Similar Documents

Publication Publication Date Title
US6996758B1 (en) Apparatus for testing an interconnecting logic fabric
JP3549077B2 (en) Programmable array interconnect latch
EP0008380B1 (en) Electronic circuit assembly for testing module interconnections
CN106252325B (en) Hybrid redundancy scheme for being interconnected between tube core in Multi-chip packages
US6928606B2 (en) Fault tolerant scan chain for a parallel processing system
JP4673533B2 (en) Integrated circuit with dedicated and programmable logic
EP1787136B1 (en) Test circuit and method for hierarchical core
US6009259A (en) Emulation System
WO2007088526A1 (en) An integrated circuit package, and a method for producing an integrated circuit package having two dies with input and output terminals of integrated circuits of the dies directly addressable for testing of the package
JP2003152080A (en) Semiconductor integrated circuit device having analog circuit and digital circuit and design method using the same
US6822474B2 (en) On chip logic analyzer debug bus
JPH01220522A (en) Master slice type semiconductor integrated circuit
JP3191791B2 (en) Probe card
GB2362718A (en) Integrated circuit with a localised temperature stress application system
JPS63300528A (en) Gate array integrated circuit
JPH06102327A (en) Memory built-in type semiconductor integrated circuit and logical design method therefor
JPH02112777A (en) Semiconductor integrated circuit
JPH08507188A (en) Configurable analog-digital array
Renovell et al. Testing the unidimensional interconnect architecture of symmetrical SRAM-based FPGA
JP2004235575A (en) Split substrate
JP3119568B2 (en) Semiconductor integrated circuit
GB2244826A (en) Linking circuit modules
JP2000230965A (en) Semiconductor integrated circuit device
JP2001235513A (en) Semiconductor integrated circuit device and its test method
JP2000260877A (en) Layout designing method for semiconductor integrated circuit