JP2003273336A - 汎用ロジックセルアレイ及びこれを用いたasic - Google Patents

汎用ロジックセルアレイ及びこれを用いたasic

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JP2003273336A JP2002068425A JP2002068425A JP2003273336A JP 2003273336 A JP2003273336 A JP 2003273336A JP 2002068425 A JP2002068425 A JP 2002068425A JP 2002068425 A JP2002068425 A JP 2002068425A JP 2003273336 A JP2003273336 A JP 2003273336A
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asic
cell
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Masaharu Mizuno
雅春 水野
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NEC Electronics Corp
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Abstract

(57)【要約】 【課題】配線リソースネックを緩和できると共に、消費
電力、入力容量、駆動能力等を最適化できる汎用ロジッ
クセルアレイを提供する。 【解決手段】この汎用ロジックセルアレイは、セルがア
レイ状に配置されることによって形成された下地の上
に、セルを接続するための第1配線層を形成することに
より論理回路が形成される汎用ロジックセルアレイであ
って、下地を構成するセルは、第2配線層での接続によ
って互いに異なる論理機能を有するように形成された複
数種類の汎用ロジックセル(CELL−A、CELL−
B及びCELL−C)から構成されている。

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【発明の属する技術分野】本発明は、汎用ロジックセル
がアレイ状に形成された汎用ロジックセルアレイに関す
る。
【0002】
【従来の技術】従来、複数のセルがアレイ状に配置され
ることによって形成された下地の上に、これら複数のセ
ルを接続するための配線層を形成することによって論理
回路を形成し、以て所望の機能を有する半導体集積回路
を製造できるセルアレイが知られている。
【0003】例えば、特開平11−238850号は、
基本セルがアレイ状に配置されたゲートアレイ方式のセ
ルアレイを開示している。このセルアレイでは、図4に
示すように、半導体基板上に複数のトランジスタを有す
る基本セルがアレイ状に形成され、この基本セルとは別
個に、フリップフロップ用に最適化された専用セルが形
成されている。このセルアレイを用いて論理回路を構成
する場合、論理回路に含まれるフリップフロップには、
専用セルが優先的に割り当てられる。そして、専用セル
が不足する場合に基本セルを用いてフリップフロップが
構成される。
【0004】このゲートアレイ方式のセルアレイでは、
配線層が形成されていない下地が用意され、全ての配線
層がユーザが設計した論理回路に従って形成される。
【0005】また、一般的なFPGA(Field Programm
able Gate Array)、マスクプログラマブルな機能ブロ
ックベースのゲートアレイといった汎用ロジックモジュ
ールから成るセルをアレイ状に配置したセルアレイが知
られている。このようなセルアレイとして、例えば米国
特許第5684412号は、「CELL FORMING PART OFA
CUSTOMIZABLE ARRAY」を開示している。このセルアレイ
で使用されている汎用ロジックモジュールは、図5に示
すように、NAND回路50、2入力マルチプレクサ
(A)51、2入力マルチプレクサ(A)52及び2入
力マルチプレクサ(LARGE)53から構成されてい
る。この汎用ロジックモジュールでは、入力段の素子は
入力容量が小さくなるように、出力段の素子は駆動能力
が大きくなるように、それぞれ最適化されている。
【0006】汎用ロジックモジュールは、半導体基板上
に形成されたMOSトランジスタをm層(mは1以上の
整数)の配線層で電気的に接続することにより汎用ロジ
ックセルと呼ばれる基本回路をアレイ状に形成し、これ
を下地として、上記汎用ロジックセルをn層(nは1以
上の整数)の配線層で電気的に接続することにより、所
望の論理回路が組み込まれたASIC(Application Sp
ecific Integrated Circuit)を構成できるようにした
半導体集積回路である。基本回路は、一般に、例えばイ
ンバータ回路、NAND回路、NOR回路、マルチプレ
クサといった比較的小さな機能を有する論理回路から構
成される。
【0007】この汎用ロジックモジュールを用いれば、
所望の論理回路が実現されるように上記n層の配線パタ
ーンを設計し、その配線パターンが焼き付けられたリソ
グラフィーマスクを用いて、第m層まで配線された下地
としての半導体基板上に配線層を形成する半導体製造工
程により、所望の論理回路が形成された半導体チップが
得られる。
【0008】この汎用ロジックモジュールは以下のよう
に利用される。例えば、半導体メーカは、第m層まで形
成された半導体基板の情報をユーザに公開する。ユーザ
は、公開された情報に基づいて所望の論理回路を設計
し、その論理回路を実現するための半導体チップの製作
を半導体メーカに依頼する。半導体メーカはユーザから
受け取った論理回路に基づいてn層の配線パターンを自
動設計し、上述した工程を経て半導体チップを製作す
る。
【0009】このような汎用ロジックモジュールがセル
として使用されたセルアレイは、上述したゲートアレイ
方式のセルアレイに比べると、ユーザによる論理回路の
設計から半導体チップの完成までの工期が短くなるとい
う長所がある。
【0010】
【発明が解決しようとする課題】しかしながら、上述し
た特開平11−238850号に開示されたセルアレイ
はゲートアレイ方式であるため、下地として用意される
基本セルは、拡散領域及びゲート領域のみが形成されて
配線がなされていないトランジスタから構成されてい
る。このセルアレイを用いてユーザから提示された論理
回路を形成する場合は、全ての配線、例えば基本セルの
電源及びグランド用の配線、基本セル間を接続するため
の配線等を、下地の上に形成される配線層で行う必要が
ある。従って、少ない配線層及び配線リソースでユーザ
の論理回路を形成する場合は、配線リソースネックが生
じる。
【0011】また、上述した米国特許第5684412
号に開示されたセルアレイでは、1種類の汎用ロジック
モジュールから成るセルがアレイ状に配置されることに
よって形成された下地が用意され、この下地の上に配線
層を形成して汎用ロジックモジュールを接続することに
よりユーザが提示した論理回路が形成される。従って、
上述したゲートアレイ方式のセルアレイに比べて配線リ
ソースの使用割合は少なくて済む。
【0012】しかしながら、このセルアレイでは、各汎
用ロジックモジュールの入力段及び出力段は上述したよ
うに最適化がなされているが、汎用ロジックモジュール
は1種類しか存在しないため、ユーザが提示する論理回
路の性質、例えば組合せ回路、順序回路及び駆動回路の
何れが多用されているか等の観点からの最適化はできな
い。従って、汎用ロジックモジュールを複数組み合わせ
て論理回路を構成する場合に、消費電力、入力容量、駆
動能力等を最適化できない。
【0013】本発明は、上述した問題を解消するために
なされたものであり、その目的は、配線リソースネック
を緩和できると共に、消費電力、入力容量、駆動能力等
を最適化できる汎用ロジックセルアレイ及びこれを用い
たASICを提供することにある。
【0014】
【課題を解決するための手段】以下に、[発明の実施の
形態]で使用する番号・符号を用いて、課題を解決する
ための手段を説明する。これらの番号・符号は、[特許
請求の範囲]の記載と[発明の実施の形態]の記載との
対応関係を明らかにするために付加されたものである
が、[特許請求の範囲]に記載されている発明の技術的
範囲の解釈に用いてはならない。
【0015】本発明の第1の態様に係る汎用ロジックセ
ルアレイは、上記目的を達成するために、セルがアレイ
状に配置されることによって形成された下地の上に、前
記セルを接続するための第1配線層を形成することによ
り論理回路が形成される汎用ロジックセルアレイであっ
て、前記下地を構成するセルは、第2配線層での接続に
よって互いに異なる論理機能を有するように形成された
複数種類の汎用ロジックセル(CELL−A、CELL
−B及びCELL−C)から構成されている。
【0016】この第1の態様に係る汎用ロジックセルア
レイによれば、汎用ロジックセルの間を、下地上に形成
される第1配線層で接続するだけでよいので、ゲートア
レイ方式のセルアレイのように、全ての配線を第1配線
層で行う必要がなく、配線リソースネックを大幅に改善
できる。
【0017】また、この第1の態様に係る汎用ロジック
セルアレイは、複数種類の汎用ロジックセルから構成さ
れ、しかも汎用ロジックセルは最適化されているので、
ユーザが提示する論理回路の性質の観点からの最適化が
自動的に行われる。従って、複数の汎用ロジックセルア
レイを適宜組み合わせて論理回路を構成することにより
消費電力、入力容量、駆動能力等を最適化できる。
【0018】この第1の態様に係る汎用ロジックセルア
レイでは、前記複数種類の汎用ロジックセルは、セレク
タ及びフリップフロップを含むように構成できる。ま
た、前記複数種類の汎用ロジックセルは、更に、インバ
ータを含むように構成できる。更に、前記複数種類の汎
用ロジックセルの各々は、同じ列方向になるように配置
できる。
【0019】本発明の第2の態様に係るASICは、上
記と同様の目的で、セルがアレイ状に配置されることに
よって形成された下地の上に、前記セルを接続するため
の第1配線層を形成することにより論理回路が形成され
るセルアレイによって形成されたASICであって、前
記下地を構成するセルは、第2配線層での接続によって
互いに異なる論理機能を有するように形成された複数種
類の汎用ロジックセル(CELL−A、CELL−B及
びCELL−C)から構成されている。
【0020】この第2の態様に係るASICでは、前記
複数種類の汎用ロジックセルは、セレクタ及びフリップ
フロップを含むように構成できる。また、前記複数種類
の汎用ロジックセルは、更に、インバータを含むように
構成できる。更に、前記複数種類の汎用ロジックセルの
各々は、同じ列方向になるように配置できる。
【0021】本発明の第3の態様に係るASICの製造
方法は、上記と同様の目的で、セルがアレイ状に配置さ
れた下地を形成し、該形成された下地の上に前記セルを
接続する第1配線層を形成することにより論理回路を形
成してASICを製造するASICの製造方法であっ
て、前記下地を形成するステップでは、第2配線層での
接続によって互いに異なる論理機能を有するように形成
された複数種類の汎用ロジックセル(CELL−A、C
ELL−B及びCELL−C)をアレイ状に配置して下
地を形成する。
【0022】この第3の態様に係るASICの製造方法
において、前記下地を形成するステップでは、前記複数
種類の汎用ロジックセルがセレクタ及びフリップフロッ
プを含むように下地を形成できる。また、前記下地を形
成するステップでは、前記複数種類の汎用ロジックセル
は、更にインバータを含むように下地を形成できる。更
に、前記下地を形成するステップでは、前記複数種類の
汎用ロジックセルの各々が、同じ列方向に配置されるよ
うに下地を形成できる。
【0023】本発明の第4の態様に係るASICの設計
方法は、上記と同様の目的で、セルがアレイ状に配置さ
れることによって形成された下地の上に、前記セルを接
続するための第1配線層を形成することにより論理回路
が形成されるセルアレイによって形成されるASICの
設計方法であって、前記下地を形成するセルが、第2配
線層での接続によって互いに異なる論理機能を有するよ
うに形成された複数種類の汎用ロジックセル(CELL
−A、CELL−B及びCELL−C)から成るように
設計する。
【0024】この第4の態様に係るASICの設計方法
においては、前記複数種類の汎用ロジックセルがセレク
タ及びフリップフロップを含むように設計できる。ま
た、前記複数種類の汎用ロジックセルは、更に、インバ
ータを含むように設計できる。更に、前記複数種類の汎
用ロジックセルの各々は、同じ列方向に配置されるよう
に設計できる。
【0025】本発明の第5の態様に係るASICの提供
方法は、上記と同様の目的で、第2配線層での接続によ
って互いに異なる論理機能を有するように形成された複
数種類の汎用ロジックセルがアレイ状に配置されること
によって形成された下地の情報をユーザに提供し、該提
供された情報に基づいてユーザから製作が要求された論
理回路を、前記下地の上に形成される第1配線層で前記
複数種類の汎用ロジックセルを接続することにより形成
して前記ユーザに提供するように構成されている。
【0026】この第5の態様に係るASICの提供方法
において、前記下地の情報をユーザに提供するステップ
は、前記複数種類の汎用ロジックセルがセレクタ及びフ
リップフロップを含む下地であることを示した情報をユ
ーザに提供するように構成できる。また、前記下地の情
報をユーザに提供するステップは、前記複数種類の汎用
ロジックセルが、更に、インバータを含む下地であるこ
とを示した情報をユーザに提供するように構成できる。
更に、前記下地の情報をユーザに提供するステップは、
前記複数種類の汎用ロジックセルの各々は、同じ列方向
になるように配置されている下地であることを示した情
報をユーザに提供するように構成できる。
【0027】
【発明の実施の形態】以下、本発明の実施の形態を、図
面を参照しながら詳細に説明する。
【0028】本発明の実施の形態に係る汎用ロジックセ
ルアレイは、半導体基板上に形成されたMOSトランジ
スタを例えば3層から成る第2配線層で電気的に接続す
ることにより汎用ロジックセルと呼ばれる基本回路をア
レイ状に形成し、これを下地として、上記汎用ロジック
セルを例えば2層から成る第1配線層で電気的に接続す
ることにより、所望の論理回路を構成するために使用さ
れる。
【0029】より具体的には、汎用ロジックセルアレイ
は、半導体基板上に形成された基本セルの上に層間膜を
介して積層された第2配線層を有し、上記基本セルを層
間膜のスルーホールを介して第2配線層で接続すること
により形成される汎用ロジックセルをアレイ状に配列す
ることによって構成されている。この明細書では、第2
配線層における配線が完了したものを「下地」といい、
この下地が半導体メーカーから提供される。
【0030】ユーザが提示した論理回路は、第2配線層
の上に形成された層間膜を介して積層された第1配線層
において、上記汎用ロジックセルに設けられたノードを
層間膜のスルーホールを介して接続することにより構成
される。このような汎用ロジックセルアレイの第1配線
層で汎用ロジックセルのノードを接続することにより論
理回路が形成されたLSI(大規模集積回路)を本明細
書では「ASIC」と呼ぶ。
【0031】図1は、本発明の実施の形態に係る汎用ロ
ジックセルアレイの構造を示す図である。この汎用ロジ
ックセルアレイは、汎用ロジックセルCELL−A、汎
用ロジックセルCELL−B及び汎用ロジックセルCE
LL−Cといった3種類の汎用ロジックセルから構成さ
れている。
【0032】汎用ロジックセルCELL−A、汎用ロジ
ックセルCELL−B及び汎用ロジックセルCELL−
Cの各々は、Y軸方向に一列に配置されると共に、X軸
方向に汎用ロジックセルCELL−A、汎用ロジックセ
ルCELL−B及び汎用ロジックセルCELL−Cの順
番で循環的に配置されている。
【0033】なお、図1では、汎用ロジックセルCEL
L−A、汎用ロジックセルCELL−B及び汎用ロジッ
クセルCELL−Cの数が、CELL−A:CELL−
B:CELL−C=1:1:1になるように構成された
汎用ロジックセルアレイの例を示しているが、この比は
任意に定めることができる。
【0034】汎用ロジックセルCELL−Aは、例えば
図2(A)に示すような、第1入力端子(0)に接続さ
れたノードT1、第2入力端子(1)に接続されたノー
ドT2、選択入力端子(S)に接続されたノードT3、
及び出力端子に接続されたノードT4を有するセレクタ
から構成されている。このセレクタは、図示は省略する
が、第2配線層で複数のMOSトランジスタが接続され
ることにより構成されている。そして、ノードT1〜T
4は第2配線層に接続されている。
【0035】このセレクタの第1入力端子(0)、第2
入力端子(1)及び選択入力端子(S)を形成するトラ
ンジスタには、小さい入力容量を有する比較的小さなサ
イズのMOSトランジスタが使用され、出力端子を形成
するトランジスタには、大きい駆動能力を有する比較的
大きなサイズのMOSトランジスタが使用されており、
これにより、セレクタの最適化がなされている。
【0036】なお、汎用ロジックセルCELL−Aとし
ては、本出願人が先に出願した特願2000−3496
27に開示されたセレクタを用いることができる。この
セレクタは、第1入力端子(0)及び第2入力端子
(1)に供給される信号を受けるインバータの出力を、
中間ノードとしてセレクタの外部に引き出すように構成
されている。このセレクタを用いれば、高速に動作する
ゲート回路を少ない配線数で構成できるという利点があ
る。
【0037】汎用ロジックセルCELL−Bは、例えば
図2(B)に示すような、データ入力端子(D)に接続
されたノードT5、クロック入力端子に接続されたノー
ドT6、出力端子(N)に接続されたノードT7、及び
反転出力端子(C)に接続されたノードT8を有するフ
リップフロップから構成されている。このフリップフロ
ップは、図示は省略するが、第2配線層で複数のMOS
トランジスタが接続されることにより構成されている。
そして、ノードT5〜T8は第2配線層に接続されてい
る。
【0038】このフリップフロップのデータ入力端子
(D)を形成するトランジスタには、小さい入力容量を
有する比較的小さなサイズのMOSトランジスタが使用
され、クロック入力端子を形成するトランジスタには、
更に小さい入力容量を有する小さなサイズのMOSトラ
ンジスタが使用され、出力端子(N)及び反転出力端子
(C)を形成するトランジスタには、大きい駆動能力を
有する比較的大きなサイズのMOSトランジスタが使用
されており、これにより、フリップフロップの最適化が
なされている。フリップフロップに供給されるクロック
は常に変化する信号である。このクロックが供給される
MOSトランジスタのサイズを小さくすることにより、
フリップフロップの低消費電力化が実現されている。
【0039】汎用ロジックセルCELL−Cは、例えば
図2(C)に示すような、入力端子に接続されたノード
T9及び出力端子に接続されたノードT10を有するイ
ンバータから構成されている。このインバータは、図示
は省略するが、第2配線層で複数のMOSトランジスタ
が接続されることにより構成されている。そして、ノー
ドT9及びT10は第2配線層に接続されている。
【0040】このインバータの入力端子を形成するトラ
ンジスタには、小さい入力容量を有する比較的小さなサ
イズのMOSトランジスタが使用され、出力端子を形成
するトランジスタには、大きい駆動能力を有する大きな
サイズのMOSトランジスタが使用されており、これに
より、インバータの最適化がなされている。
【0041】以上のように構成される汎用ロジックセル
アレイを用いたASICは、以下の工程で製造される。
【0042】先ず、半導体基板上に形成されたMOSト
ランジスタを、例えば3層から成る第2配線層で電気的
に接続することにより、図1に示すような、汎用ロジッ
クセルCELL−A、汎用ロジックセルCELL−B及
び汎用ロジックセルCELL−Cといった3種類の汎用
ロジックセルがアレイ状に形成された下地が作製され
る。なお、第2配線層は3層に限らず、各汎用ロジック
セルの構造に応じて任意の層で構成できる。
【0043】次に、ユーザから提示された論理回路に基
づいて、使用する汎用ロジックセルの配置が行われる。
今、ユーザから提示された論理回路に、図3に示すよう
な、1個のセレクタ、1個のフリップフロップ及び2個
のインバータから成る機能ブロック1が含まれているも
のとする。
【0044】この機能ブロック1を実現するために、先
ず、配置プログラムを利用して、汎用ロジックセルの配
置工程が実施される。この配置工程では、汎用ロジック
セルアレイの未使用領域に、互いに近接している1個の
セレクタ、1個のフリップフロップ及び2個のインバー
タが確保される。これにより、例えば図1に斜線で示す
ように、機能ブロック1として、1個のフリップフロッ
プ及び2個のインバータが配置される。更に、この配置
工程では、図3の破線SIG2で示すような、第1配線
層で配線される機能ブロック1内の配線パターンが作成
される。なお、実線SIG1は汎用ロジックセルの配線
パターンであり、第2配線層で既に配線されている。
【0045】同様に、ユーザから提示された論理回路に
含まれる他の機能ブロック2、機能ブロック3を実現す
るための汎用ロジックセルが確保されて配置される。機
能ブロック2では、2個のフリップフロップが、機能ブ
ロック3では、3個のセレクタと2個のフリップフロッ
プとが、それぞれ確保されて配置されて配線される。
【0046】次いで、配線プログラムを利用して配線工
程が実施される。即ち、図3に一点鎖線SIG3で示す
ような、汎用ロジックセル同士のノードを第1配線層で
接続するための配線パターンが作成される。そして、配
置工程及び配線工程で作成された配線パターンが焼き付
けられたリソグラフィーマスクを用いて、3層まで配線
済みの下地としての半導体基板上に第1配線層を形成す
る半導体製造工程が実施される。これにより、ユーザが
提示した論理回路が汎用ロジックセルアレイの上に形成
された半導体チップが得られる。
【0047】また、この汎用ロジックセルアレイを利用
してASICを設計する場合は、ユーザから提示された
論理回路を実現するように、上述した手順で配置及び配
線を実施して第1配線層の配線パターンを設計する。以
上によりASICの設計は完了する。その後は、設計さ
れた配線パターンが焼き付けられたリソグラフィーマス
クを用いて、3層まで配線済みの下地としての半導体基
板上に第1配線層を形成する半導体製造工程により、ユ
ーザが提示した論理回路が形成された半導体チップが得
られる。
【0048】この汎用ロジックセルアレイを用いたAS
ICは、以下の方法でユーザに提供できる。例えば、半
導体メーカは、3層まで形成された半導体基板の情報を
ユーザに公開する。ユーザは、公開された情報に基づい
て所望の論理回路を設計し、その論理回路を実現するた
めの半導体チップの製作を半導体メーカに依頼する。半
導体メーカはユーザから受け取った論理回路に基づいて
2層の配線パターンを自動設計し、上述したように半導
体チップを製作してユーザに提供する。
【0049】以上説明したように、本発明の実施の形態
に係る汎用ロジックセルアレイによれば、ユーザから提
示された論理回路を実現する場合は、汎用ロジックセル
のノード間を、3層まで配線済みの下地としての半導体
基板上に形成される第1配線層で接続するだけでよい。
従って、ゲートアレイ方式のセルアレイのように、全て
の配線を第1配線層で行う必要がないので配線リソース
ネックを大幅に改善できる。
【0050】また、本発明の実施の形態に係る汎用ロジ
ックセルアレイは、セレクタ、フリップフロップ及びイ
ンバータといった複数種類の汎用ロジックセルから構成
され、しかも汎用ロジックセルは最適化されているの
で、ユーザが提示する論理回路の性質、例えば組合せ回
路、順序回路及び駆動回路の何れが多用されているか等
の観点からの最適化が自動的に行われる。従って、複数
の汎用ロジックセルアレイを適宜組み合わせて論理回路
を構成することにより消費電力、入力容量、駆動能力等
を最適化できる。
【0051】なお、例えばクロック信号のように多くの
汎用ロジックセルを駆動する場合は、1個のインバータ
だけから成る駆動回路では、そのインバータが最適化さ
れているとしても、駆動能力が不足する場合がある。こ
のような場合は、図3に示すように2個のインバータ
を、又はそれ以上の数のインバータを並列に接続して駆
動能力を向上させることができるので、駆動能力を簡単
に最適化できる。
【0052】なお、上述した実施の形態では、複数の汎
用ロジックセルは、2入力のマルチプレクサ、フリップ
フロップ及びインバータから構成されているが、これら
に限定されず、他の種々の論理回路を汎用ロジックセル
として使用できる。
【0053】また、上述した実施の形態では、複数種類
の汎用ロジックセルだけから成る汎用ロジックセルアレ
イについて説明したが、汎用ロジックセルアレイの一部
の領域に、例えばPLL回路やA/D変換器等のアナロ
グ回路、CPU、メモリといった汎用ロジックセル以外
の半導体素子を搭載するように構成することもできる。
この構成によれば、1つの半導体チップ上に非常に多く
の機能を搭載したASICを製作できる。
【0054】
【発明の効果】以上詳述したように、本発明によれば、
配線リソースネックを緩和できると共に、消費電力、入
力容量、駆動能力等を最適化できる汎用ロジックセルア
レイ、これを用いたASIC、ASICの製造方法、A
SICの設計方法及びASICの提供方法を提供でき
る。
【0055】配線リソースネックを緩和できる理由は、
汎用ロジックセルの間を、下地上に形成される第1配線
層で接続するだけでよいので、ゲートアレイ方式のセル
アレイのように、全ての配線を第1配線層で行う必要が
ないからである。
【0056】また、消費電力、入力容量、駆動能力等を
最適化できるのは、汎用ロジックセルアレイが複数種類
の汎用ロジックセルから構成され、しかも汎用ロジック
セルは最適化されているので、ユーザが提示する論理回
路の性質の観点からの最適化が自動的に行われるからで
ある。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明の実施の形態に係る汎用ロジックセルア
レイの構造を示す図である。
【図2】本発明の実施の形態に係る汎用ロジックセルア
レイで使用される汎用ロジックセルの構成を示す回路図
である。
【図3】本発明の実施の形態に係る汎用ロジックセルア
レイを用いて製作される機能ブロックの一例を示す回路
図である。
【図4】従来のゲートアレイ方式を採用したセルアレイ
を説明するための図である。
【図5】従来の汎用ロジックモジュールをセルとして使
用したセルアレイを説明するための図である。
【符号の説明】
CELL−A 汎用ロジックセル(セレクタ) CELL−B 汎用ロジックセル(フリップフロップ) CELL−C 汎用ロジックセル(インバータ)
─────────────────────────────────────────────────────
【手続補正書】
【提出日】平成14年3月25日(2002.3.2
5)
【手続補正1】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】特許請求の範囲
【補正方法】変更
【補正内容】
【特許請求の範囲】

Claims (20)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 セルがアレイ状に配置されることによっ
    て形成された下地の上に、前記セルを接続するための第
    1配線層を形成することにより論理回路が形成される汎
    用ロジックセルアレイであって、 前記下地を構成するセルは、第2配線層での接続によっ
    て互いに異なる論理機能を有するように形成された複数
    種類の汎用ロジックセルから成る、汎用ロジックセルア
    レイ。
  2. 【請求項2】 前記複数種類の汎用ロジックセルは、セ
    レクタ及びフリップフロップを含む、請求項1に記載の
    汎用ロジックセルアレイ。
  3. 【請求項3】 前記複数種類の汎用ロジックセルは、更
    に、インバータを含む、請求項2に記載の汎用ロジック
    セルアレイ。
  4. 【請求項4】 前記複数種類の汎用ロジックセルの各々
    は、同じ列方向になるように配置されている、請求項1
    乃至3の何れか1項に記載の汎用ロジックセルアレイ。
  5. 【請求項5】 セルがアレイ状に配置されることによっ
    て形成された下地の上に、前記セルを接続するための第
    1配線層を形成することにより論理回路が形成されるセ
    ルアレイによって形成されたASICであって、 前記下地を構成するセルは、第2配線層での接続によっ
    て互いに異なる論理機能を有するように形成された複数
    種類の汎用ロジックセルから成る、ASIC。
  6. 【請求項6】 前記複数種類の汎用ロジックセルは、セ
    レクタ及びフリップフロップを含む、請求項5に記載の
    ASIC。
  7. 【請求項7】 前記複数種類の汎用ロジックセルは、更
    に、インバータを含む、請求項6に記載のASIC。
  8. 【請求項8】 前記複数種類の汎用ロジックセルの各々
    は、同じ列方向になるように配置されている、請求項5
    乃至7の何れか1項に記載のASIC。
  9. 【請求項9】 セルがアレイ状に配置された下地を形成
    し、 該形成された下地の上に前記セルを接続する第1配線層
    を形成することにより論理回路を形成してASICを製
    造するASICの製造方法であって、 前記下地を形成するステップでは、 第2配線層での接続によって互いに異なる論理機能を有
    するように形成された複数種類の汎用ロジックセルをア
    レイ状に配置して下地を形成する、ASICの製造方
    法。
  10. 【請求項10】 前記下地を形成するステップでは、前
    記複数種類の汎用ロジックセルがセレクタ及びフリップ
    フロップを含むように下地を形成する、請求項9に記載
    のASICの製造方法。
  11. 【請求項11】 前記下地を形成するステップでは、前
    記複数種類の汎用ロジックセルは、更にインバータを含
    むように下地を形成する、請求項10に記載のASIC
    の製造方法。
  12. 【請求項12】 前記下地を形成するステップでは、前
    記複数種類の汎用ロジックセルの各々が、同じ列方向に
    配置されるように下地を形成する、請求項9乃至11の
    何れか1項に記載のASICの製造方法。
  13. 【請求項13】 セルがアレイ状に配置されることによ
    って形成された下地の上に、前記セルを接続するための
    第1配線層を形成することにより論理回路が形成される
    セルアレイによって形成されるASICの設計方法であ
    って、 前記下地を形成するセルが、第2配線層での接続によっ
    て互いに異なる論理機能を有するように形成された複数
    種類の汎用ロジックセルから成るように設計する、AS
    ICの設計方法。
  14. 【請求項14】 前記複数種類の汎用ロジックセルがセ
    レクタ及びフリップフロップを含むように設計する、請
    求項13に記載のASICの設計方法。
  15. 【請求項15】 前記複数種類の汎用ロジックセルは、
    更に、インバータを含むように設計する、請求項14に
    記載のASICの設計方法。
  16. 【請求項16】 前記複数種類の汎用ロジックセルの各
    々は、同じ列方向に配置されるように設計する、請求項
    13乃至15の何れか1項に記載のASICの設計方
    法。
  17. 【請求項17】 第2配線層での接続によって互いに異
    なる論理機能を有するように形成された複数種類の汎用
    ロジックセルがアレイ状に配置されることによって形成
    された下地の情報をユーザに提供し、 該提供された情報に基づいてユーザから製作が要求され
    た論理回路を、前記下地の上に形成される第1配線層で
    前記複数種類の汎用ロジックセルを接続することにより
    形成して前記ユーザに提供する、ASICの提供方法。
  18. 【請求項18】 前記下地の情報をユーザに提供するス
    テップは、前記複数種類の汎用ロジックセルがセレクタ
    及びフリップフロップを含む下地であることを示した情
    報をユーザに提供する、請求項17に記載のASICの
    提供方法。
  19. 【請求項19】 前記下地の情報をユーザに提供するス
    テップは、前記複数種類の汎用ロジックセルが、更に、
    インバータを含む下地であることを示した情報をユーザ
    に提供する、請求項18に記載のASICの提供方法。
  20. 【請求項20】 前記下地の情報をユーザに提供するス
    テップは、前記複数種類の汎用ロジックセルの各々は、
    同じ列方向になるように配置されている下地であること
    を示した情報をユーザに提供する、請求項17乃至19
    の何れか1項に記載のASICの提供方法。
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Families Citing this family (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2003338750A (ja) * 2002-05-20 2003-11-28 Nec Electronics Corp 汎用ロジックセル、これを用いた汎用ロジックセルアレイ、及びこの汎用ロジックセルアレイを用いたasic
JP2008192841A (ja) * 2007-02-05 2008-08-21 Matsushita Electric Ind Co Ltd 半導体集積回路
JP5170079B2 (ja) * 2007-03-09 2013-03-27 日本電気株式会社 コンフィギュラブル回路およびコンフィギュレーション方法

Family Cites Families (8)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US5095356A (en) * 1977-05-31 1992-03-10 Fujitsu Limited Cellular integrated circuit and hierarchical method
JPH01204445A (ja) * 1988-02-09 1989-08-17 Nec Corp 半導体集積回路
JPH05167048A (ja) * 1991-12-13 1993-07-02 Kawasaki Steel Corp ゲートアレー
US5684412A (en) * 1995-08-18 1997-11-04 Chip Express (Israel) Ltd. Cell forming part of a customizable logic array
JP3152635B2 (ja) * 1996-09-09 2001-04-03 三洋電機株式会社 マスタスライス方式の基本セル、半導体集積回路装置、フリップフロップ回路、排他的論理和回路、マルチプレクサ及び加算器
JPH11238850A (ja) * 1998-02-19 1999-08-31 Toshiba Corp 半導体集積回路
JP3735855B2 (ja) * 2000-02-17 2006-01-18 日本電気株式会社 半導体集積回路装置およびその駆動方法
US6331790B1 (en) * 2000-03-10 2001-12-18 Easic Corporation Customizable and programmable cell array

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