JP2004179420A - Semiconductor integrated circuit - Google Patents
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Abstract
Description
【0001】
【発明の属する技術分野】
本発明は、LSIなどの半導体集積回路に関し、特にフリップフロップなどの回路に入力されるクロック信号の位相差によるスキューを調整するためのクロック信号調整機能を有する半導体集積回路に関するものである。
【0002】
【従来の技術】
従来の半導体集積回路は、クロックにより動作する複数の回路ブロックと、ヒューズと、NPNトランジスタのエミッタ・コレクタ間を接続してベースとの間の容量を付加するための容量素子とを備え、かつ、クロックの入力端子と複数の回路ブロックとの間に接続され、クロックの入力端子からこれら回路ブロックまでの前記クロックの遅延時間を調整する遅延時間調整回路を有しており、半導体チップ製造後に測定される、クロックにより動作する複数の回路ブロックとクロック入力端子との間の遅延時間に応じて、容量素子が接続されたヒューズの切断処理を行なうというものであり、これにより、配線長のばらつき等から発生するクロックスキューが減少するように調整される(例えば、特許文献1参照)。
【0003】
【特許文献1】
特開平3−76144号(第219−221頁、第1図)
【0004】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、上記従来の半導体集積回路では、以下のような問題点を有していた。
前記従来の半導体集積回路では、容量素子の接続の有無によってクロックスキューを調整するというものであったため、配線容量のばらつきに起因するクロックスキューは調整可能であるが、ゲート遅延のばらつきに起因するクロックスキューは調整不可能である。
【0005】
また、ヒューズを切断するまで、ヒューズ切断後のクロックスキュー値が測定できないため、ヒューズ切断前に、ヒューズを切断した場合と切断しない場合のどちらが最適であるかを判断することはできない。
【0006】
本発明は、上記のような従来の問題点を除去するためになされたもので、配線容量のばらつきに起因するクロックスキューだけでなく、ゲート遅延のばらつきに起因するクロックスキューをも調整可能であり、ヒューズ切断前に、ヒューズ切断の有無に関してどちらが最適かをも判断することが可能であるような半導体集積回路を提供することを目的としている。
【0007】
【課題を解決するための手段】
この課題を解決するために、本発明(請求項1)に係る半導体集積回路は、クロック信号に同期してデータの受渡しをする回路を少なくとも一つ以上含む半導体集積回路において、回路に供給するクロック信号をそれぞれ異なる遅延量を持って出力せしめる複数の遅延経路と、内蔵する第1のヒューズの切断の有無に応じて、前記複数の遅延経路の一つを選択し、該選択された遅延経路を経たクロック信号を出力せしめる第1のセレクタとを備え、前記第1のヒューズの切断の有無によってクロックの遅延値を変更することにより、複数の回路の間のゲート遅延のばらつきに起因するクロック信号のスキューが最小になるように調整することが可能であるようにしたものである。
【0008】
本発明(請求項2)に係る半導体集積回路は、請求項1記載の半導体集積回路において、前記第1のセレクタは、後述する第2のセレクタの出力に応じて、前記複数の遅延経路の一つを選択し、該選択された遅延経路を経たクロック信号を出力せしめ、テストモード信号によってテストモードと通常動作モードとに切り換えられ、テストモード時には、外部から入力されるテスト遅延選択信号を前記第1のセレクタに入力し、非テストモード時には、内蔵する第1のヒューズの切断の有無に応じて、前記第1のセレクタをして前記複数の遅延経路のいずれを選択せしめる第2のセレクタを備え、該第2のセレクタは、テストモード時には、前記第1のヒューズの切断の有無に関係なく、前記第1のヒューズの切断前に前記複数の遅延経路のいずれが最適であるか検査することが可能であるようにしたものである。
【0009】
本発明(請求項3)に係る半導体集積回路は、請求項1または2記載の半導体集積回路において、前記クロック信号に、第2のヒューズを介して容量素子を接続することにより、該第2のヒューズの切断の有無によって該クロック信号の配線容量の変更を可能としたものである。
【0010】
本発明(請求項4)に係る半導体集積回路は、請求項1ないし3記載の半導体集積回路において、前記クロック信号の配線部分の一部にバイパス配線を設けておき、前記バイパス配線と本配線との間を第3のヒューズで接続し、該第3のヒューズの切断の有無によって、該クロック配線の抵抗値の変更を可能としたものである。
【0011】
【発明の実施の形態】
以下、本発明の実施の形態について、図を参照して説明する。
(実施の形態1)
図1は、本発明の実施の形態1に係る半導体集積回路の構成を示すブロック図である。
【0012】
図1において、本実施の形態1による半導体集積回路は、第1のヒューズ101と、遅延素子102と、第1のセレクタ103と、第2のセレクタ104と、容量素子105と、第2のヒューズ106と、フリップフロップ107と、抵抗素子108と、第3のヒューズ109と、バイパス配線110とを備える。
【0013】
なお、図1において、半導体集積回路の構成要素のうち、本発明とは直接関係ない構成要素については、省略している。
【0014】
第1のヒューズ101は、クロック信号において、クロック入力からフリップフロップ107までのパスに遅延素子102を挿入するか否かを選択するためのものである。
【0015】
遅延素子102は、クロック信号にゲート遅延分を付加するためのものである。
第1のセレクタ103と、第2のセレクタ104は、2入力(A,B)1出力(Y)のセレクタであり、選択信号(S)が0の時には、入力Aが選択され、選択信号(S)が1の時には、入力Bが選択される。
【0016】
容量素子105は、クロック信号に容量負荷を追加するためのものであり、例えば、NPNトランジスタのエミッタ−コレクタ間を接続した構造を有し、エミッタ(=コレクタ)とベースとの間を容量とすることによって容量成分を形成する。
第2のヒューズ106は、クロック信号に容量負荷を追加するか否かを選択するためのものである。
【0017】
テストモード信号112は、クロックスキューに関する検査をするためのモード設定信号で、「1」の時は検査モードで、「0」の時は通常動作モードである。テスト遅延選択信号111は、クロックスキューに関する検査をする時に、クロック入力からフリップフロップ107までのパスに遅延素子102を挿入するか否かを選択するための制御信号で、「1」の時は遅延素子102を挿入し、「0」の時は遅延素子102を挿入しない。
バイパス配線110は、本来のクロック配線と並走するように配線し、本来の配線との間は、第3のヒューズ109で接続する。
【0018】
以上のように構成された実施の形態1に係る半導体集積回路の動作について説明する。
クロック信号において、クロック入力からフリップフロップ107までのパスに遅延素子102と第1のセレクタ103が接続されており、第1のセレクタ103によって、クロック入力からフリップフロップ107までのパスに遅延素子102を挿入するか否かを制御する。
【0019】
第1のセレクタ103の選択信号Sには、第2のセレクタ104の出力が接続されており、これによって、テストモード信号が「0」の場合は、第1のヒューズ101の切断の有無によって遅延素子102の挿入の有無が選択される。
【0020】
第1のヒューズ101が切断されない場合は、第1のセレクタ103の選択信号Sは0となるため、遅延素子102は挿入されない。第1のヒューズ101が切断された場合は、第1のセレクタ103の選択信号Sは「1」となるため、遅延素子102が挿入される。
【0021】
テストモード信号112が「1」の場合は、テスト遅延選択信号111によって遅延素子102の挿入の有無が選択される。テスト遅延選択信号111が「0」の場合は、第1のセレクタ103の選択信号Sは「0」となるため、遅延素子102は挿入されない。テスト遅延選択信号111が「1」の場合は、第1のセレクタ103の選択信号Sは「1」となるため、遅延素子102が挿入される。これらを、まとめると表1のようになる。
【0022】
即ち、表1は、本発明の実施の形態1による半導体集積回路の各種設定と遅延素子の挿入の有無の対応を示した表である。
【0023】
【表1】
クロック信号において、第1のセレクタ103からフリップフロップ107までのパスに、第2のヒューズ106を介して容量素子105が接続されており、第2のヒューズ106が切断されない場合は、クロック信号に容量素子105が接続されたままとなり、クロック信号の配線遅延は変化しない。第2のヒューズ106が切断された場合は、クロック信号に容量素子105は接続されないため、クロック信号の配線遅延は減少する。
【0024】
また、第3のヒューズ109を切断すると、第1のセレクタ103の出力ピンYからフリップフロップ107までのクロック配線の抵抗値が約2倍になるため、配線遅延は増大する。
【0025】
以下、本半導体集積回路において、クロックスキューの調整方法について説明する。
まず、テストモード信号112が「1」として、検査モードに設定し、テスト遅延選択信号111が「0」の場合、即ち遅延素子102が挿入されない場合と、テスト遅延選択信号111が「1」の場合、即ち遅延素子102が挿入される場合とでは、どちらが、半導体集積回路の回路全体が安定して動作するかを比較し、どちらが最適かを決定する。そして、テスト遅延選択信号111が「1」の場合、即ち遅延素子102を挿入する場合の方が最適な場合は、第1のヒューズ101を切断する。
【0026】
次に、テストモード信号112が「0」として、通常モードに設定し、温度を変化させても回路全体が安定して動作するかを確認し、もし、温度に依存して動作の安定性が変化する場合には、第2のヒューズ106を切断して、クロック信号の配線遅延を減少させる。また、配線遅延を増加させる必要がある場合は、第3のヒューズ109を切断して、第1のセレクタ103の出力ピンYからフリップフロップまでのクロック配線の抵抗値を大きくする。
【0027】
このような本発明の実施の形態1に係る半導体集積回路においては、テストモードにおいて、ヒューズを切断しない状態で、外部から入力したクロック遅延選択信号111をそのまま第1のセレクタ103に出力することにより、いずれの遅延経路が最適かを検査する、即ち各遅延経路のクロックスキュー値を測定するようにしたので、ヒューズ切断前にヒューズを切断した場合と切断しない場合のいずれが最適かを判断でき、ゲート遅延のばらつきに起因するクロックスキューを調整することができるという効果がある。
【0028】
また、本実施の形態1に係る半導体集積回路においては、さらに、クロック信号に第2のヒューズ106を介して容量素子105を接続することにより、該第2のヒューズ106の切断の有無によって、クロック信号の配線容量を変更できるようにすることにより、ゲート遅延のばらつき、および配線容量のばらつきに起因するクロックスキューの調整が可能である。
【0029】
さらに、本実施の形態1に係る半導体集積回路においては、さらに、クロック信号の配線部分の一部にバイパス配線110を設けておき、前記バイパス配線110と本配線との間を第3のヒューズ109で接続し、該第3のヒューズ109の切断の有無によって、クロック配線の抵抗値を変更できるようすることにより、ゲート遅延のばらつき、配線容量のばらつき、および配線遅延の抵抗ばらつきに起因するクロックスキューの調整が可能である。
【0030】
なお、上記実施の形態1では、遅延素子102は1個であるが、遅延値の異なる遅延素子を複数用いて、かつ、第1のセレクタ103の入力数を遅延素子の数+1にし、その中のいずれの遅延素子を接続するかを、あるいは遅延素子を挿入しないかを選択できるような構成にしても良い。
【0031】
また、遅延素子102と第1のセレクタ103のペアをカスケードに複数接続する構成にしても良い。
また、上記実施の形態1では、容量素子105と第2のヒューズ106は1組であるが、2組以上にしても良い。その場合、さらに、各容量素子の容量値は異なるようにしても良い。
【0032】
【発明の効果】
以上のように、本発明の請求項1記載の半導体集積回路によれば、クロック信号に同期してデータの受渡しをする回路を少なくとも一つ以上含む半導体集積回路において、回路に供給するクロック信号をそれぞれ異なる遅延量を持って出力せしめる複数の遅延経路と、内蔵する第1のヒューズの切断の有無に応じて、前記複数の遅延経路の一つを選択し、該選択された遅延経路を経たクロック信号を出力せしめる第1のセレクタとを備え、前記第1のヒューズの切断の有無によってクロックの遅延値を変更することにより、複数の回路の間のゲート遅延のばらつきに起因するクロック信号のスキューが最小になるように調整することが可能であるようにしたので、ヒューズの切断の有無により、ゲート遅延のばらつきに起因するクロックスキューを調整することが可能であるという効果が得られる。
【0033】
本発明の請求項2記載の半導体集積回路によれば、請求項1記載の半導体集積回路において、前記第1のセレクタは、後述する第2のセレクタの出力に応じて、前記複数の遅延経路の一つを選択し、該選択された遅延経路を経たクロック信号を出力せしめ、テストモード信号によってテストモードと通常動作モードとに切り換えられ、テストモード時には、外部から入力されるテスト遅延選択信号を前記第1のセレクタに入力し、非テストモード時には、内蔵する第1のヒューズの切断の有無に応じて、前記第1のセレクタをして前記複数の遅延経路のいずれを選択せしめる第2のセレクタを備え、該第2のセレクタは、テストモード時には、前記第1のヒューズの切断の有無に関係なく、前記第1のヒューズの切断前に前記複数の遅延経路のいずれが最適であるか検査することが可能であるようにしたので、ヒューズ切断前に、ヒューズを切断した場合と切断しない場合のいずれが最適かを判断することができ、ゲート遅延のばらつきに起因するクロックスキューを調整することが可能であるという効果が得られる。
【0034】
本発明の請求項3記載の半導体集積回路によれば、請求項1または2記載の半導体集積回路において、前記クロック信号に、第2のヒューズを介して容量素子を接続することにより、該第2のヒューズの切断の有無によって該クロック信号の配線容量の変更を可能としたので、ゲート遅延のばらつき、配線容量のばらつきに起因するクロックスキューに対しても調整可能であるという効果が得られる。
【0035】
本発明の請求項4記載の半導体集積回路によれば、請求項1ないし3記載の半導体集積回路において、前記クロック信号の配線部分の一部にバイパス配線を設けておき、前記バイパス配線と本配線との間を第3のヒューズで接続し、該第3のヒューズの切断の有無によって、該クロック配線の抵抗値の変更を可能としたので、ゲート遅延のばらつき、配線容量のばらつき、配線遅延の抵抗ばらつきに起因するクロックスキューを調整可能であるという効果が得られる。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明の実施の形態1に係る半導体集積回路の構成を示すブロック図である。
【符号の説明】
101 第1のヒューズ
102 遅延素子
103 第1のセレクタ
104 第2のセレクタ
105 容量素子
106 第2のヒューズ
107 フリップフロップ
108 抵抗素子
109 第3のヒューズ
110 バイパス配線
111 テスト遅延選択信号
112 テストモード信号[0001]
TECHNICAL FIELD OF THE INVENTION
The present invention relates to a semiconductor integrated circuit such as an LSI, and more particularly to a semiconductor integrated circuit having a clock signal adjusting function for adjusting a skew due to a phase difference between clock signals input to a circuit such as a flip-flop.
[0002]
[Prior art]
A conventional semiconductor integrated circuit includes a plurality of circuit blocks operated by a clock, a fuse, and a capacitive element for connecting an emitter and a collector of an NPN transistor to add a capacitance between the base and the NPN transistor, and A delay time adjustment circuit that is connected between the clock input terminal and the plurality of circuit blocks and that adjusts the delay time of the clock from the clock input terminal to the circuit blocks; In accordance with the delay time between a plurality of circuit blocks operated by a clock and a clock input terminal, a fuse to which a capacitor is connected is cut off. It is adjusted so that the generated clock skew is reduced (for example, see Patent Document 1).
[0003]
[Patent Document 1]
JP-A-3-76144 (pp. 219-221, FIG. 1)
[0004]
[Problems to be solved by the invention]
However, the above-described conventional semiconductor integrated circuit has the following problems.
In the conventional semiconductor integrated circuit, the clock skew is adjusted depending on the presence / absence of the connection of the capacitive element. Therefore, the clock skew caused by the variation of the wiring capacitance can be adjusted, but the clock skew caused by the variation of the gate delay can be adjusted. The queue cannot be adjusted.
[0005]
In addition, since the clock skew value after the fuse is cut cannot be measured until the fuse is cut, it is not possible to determine whether the fuse is cut or not before cutting the fuse before cutting the fuse.
[0006]
The present invention has been made in order to eliminate the conventional problems as described above, and it is possible to adjust not only a clock skew caused by a variation in wiring capacitance but also a clock skew caused by a variation in gate delay. It is another object of the present invention to provide a semiconductor integrated circuit capable of judging which of the two is optimal before or after the fuse is blown.
[0007]
[Means for Solving the Problems]
In order to solve this problem, a semiconductor integrated circuit according to the present invention (Claim 1) is a semiconductor integrated circuit including at least one circuit for transferring data in synchronization with a clock signal. A plurality of delay paths for outputting signals with different delay amounts, and one of the plurality of delay paths is selected in accordance with the presence or absence of a built-in first fuse, and the selected delay path is selected. A first selector for outputting a passed clock signal, and changing a delay value of the clock depending on whether the first fuse is cut or not, thereby changing a clock signal caused by a variation in gate delay among a plurality of circuits. The skew can be adjusted so as to be minimized.
[0008]
In the semiconductor integrated circuit according to the present invention (claim 2), in the semiconductor integrated circuit according to
[0009]
The semiconductor integrated circuit according to the present invention (Claim 3) is the semiconductor integrated circuit according to
[0010]
The semiconductor integrated circuit according to the present invention (Claim 4) is the semiconductor integrated circuit according to
[0011]
BEST MODE FOR CARRYING OUT THE INVENTION
Hereinafter, embodiments of the present invention will be described with reference to the drawings.
(Embodiment 1)
FIG. 1 is a block diagram showing a configuration of the semiconductor integrated circuit according to the first embodiment of the present invention.
[0012]
1, the semiconductor integrated circuit according to the first embodiment includes a
[0013]
In FIG. 1, components of the semiconductor integrated circuit that are not directly related to the present invention are omitted.
[0014]
The
[0015]
The
The
[0016]
The
The
[0017]
The
The
[0018]
The operation of the semiconductor integrated circuit according to the first embodiment configured as described above will be described.
In the clock signal, the
[0019]
The output of the
[0020]
When the
[0021]
When the
[0022]
That is, Table 1 is a table showing correspondence between various settings of the semiconductor integrated circuit according to the first embodiment of the present invention and presence / absence of insertion of a delay element.
[0023]
[Table 1]
In the clock signal, the
[0024]
Further, when the
[0025]
Hereinafter, a method of adjusting clock skew in the present semiconductor integrated circuit will be described.
First, the
[0026]
Next, the
[0027]
In such a semiconductor integrated circuit according to the first embodiment of the present invention, in the test mode, the clock
[0028]
Further, in the semiconductor integrated circuit according to the first embodiment, by further connecting the
[0029]
Further, in the semiconductor integrated circuit according to the first embodiment, a
[0030]
In the first embodiment, the number of the
[0031]
Further, a configuration may be adopted in which a plurality of pairs of the
Further, in the first embodiment, the
[0032]
【The invention's effect】
As described above, according to the semiconductor integrated circuit according to
[0033]
According to the semiconductor integrated circuit of the second aspect of the present invention, in the semiconductor integrated circuit of the first aspect, the first selector is connected to the plurality of delay paths according to an output of a second selector described later. One is selected, a clock signal is output through the selected delay path, and the test mode signal is switched between a test mode and a normal operation mode. In the test mode, an externally input test delay selection signal is output. In the non-test mode, a second selector for selecting one of the plurality of delay paths by the first selector according to whether the built-in first fuse is cut or not is input to the first selector. In the test mode, the second selector is configured to control the plurality of delay paths before disconnection of the first fuse regardless of disconnection of the first fuse. Since it is possible to check which one is the most suitable, it is possible to determine whether the fuse is blown or not when it is blown before cutting the fuse. This makes it possible to adjust the clock skew to be performed.
[0034]
According to the semiconductor integrated circuit of claim 3 of the present invention, in the semiconductor integrated circuit of
[0035]
According to the semiconductor integrated circuit of the fourth aspect of the present invention, in the semiconductor integrated circuit of the first to third aspects, a bypass wiring is provided in a part of the clock signal wiring portion, and the bypass wiring and the main wiring are provided. Are connected by a third fuse, and the resistance value of the clock wiring can be changed depending on whether the third fuse is cut or not. The effect is obtained that the clock skew caused by the resistance variation can be adjusted.
[Brief description of the drawings]
FIG. 1 is a block diagram showing a configuration of a semiconductor integrated circuit according to a first embodiment of the present invention.
[Explanation of symbols]
Claims (4)
回路に供給するクロック信号をそれぞれ異なる遅延量を持って出力せしめる複数の遅延経路と、
内蔵する第1のヒューズの切断の有無に応じて、前記複数の遅延経路の一つを選択し、該選択された遅延経路を経たクロック信号を出力せしめる第1のセレクタとを備え、
前記第1のヒューズの切断の有無によってクロックの遅延値を変更することにより、複数の回路の間のゲート遅延のばらつきに起因するクロック信号のスキューが最小になるように調整することが可能である、
ことを特徴とする半導体集積回路。In a semiconductor integrated circuit including at least one circuit that transfers data in synchronization with a clock signal,
A plurality of delay paths for outputting clock signals supplied to the circuit with different delay amounts,
A first selector for selecting one of the plurality of delay paths and outputting a clock signal passing through the selected delay path in accordance with whether or not a built-in first fuse is cut;
By changing the clock delay value depending on whether the first fuse is cut or not, it is possible to make an adjustment so that the skew of the clock signal due to the variation of the gate delay among a plurality of circuits is minimized. ,
A semiconductor integrated circuit characterized by the above-mentioned.
前記第1のセレクタは、
後述する第2のセレクタの出力に応じて、前記複数の遅延経路の一つを選択し、該選択された遅延経路を経たクロック信号を出力せしめ、
テストモード信号によってテストモードと通常動作モードとに切り換えられ、テストモード時には、外部から入力されるテスト遅延選択信号を前記第1のセレクタに入力し、非テストモード時には、内蔵する第1のヒューズの切断の有無に応じて、前記第1のセレクタをして前記複数の遅延経路のいずれを選択せしめる第2のセレクタを備え、
該第2のセレクタは、テストモード時には、前記第1のヒューズの切断の有無に関係なく、前記第1のヒューズの切断前に前記複数の遅延経路のいずれが最適であるか検査することが可能である、
ことを特徴とする半導体集積回路。The semiconductor integrated circuit according to claim 1,
The first selector comprises:
Selecting one of the plurality of delay paths according to an output of a second selector described later, and outputting a clock signal passing through the selected delay path;
The mode is switched between a test mode and a normal operation mode by a test mode signal. In the test mode, an externally input test delay selection signal is input to the first selector. A second selector for causing the first selector to select one of the plurality of delay paths in accordance with the presence or absence of disconnection;
In the test mode, the second selector can check which of the plurality of delay paths is optimal before disconnecting the first fuse, regardless of whether the first fuse is disconnected or not. Is,
A semiconductor integrated circuit characterized by the above-mentioned.
前記クロック信号に、第2のヒューズを介して容量素子を接続することにより、該第2のヒューズの切断の有無によって該クロック信号の配線容量の変更を可能とした、
ことを特徴とする半導体集積回路。The semiconductor integrated circuit according to claim 1, wherein
By connecting a capacitance element to the clock signal via a second fuse, the wiring capacitance of the clock signal can be changed depending on whether the second fuse is cut or not.
A semiconductor integrated circuit characterized by the above-mentioned.
前記クロック信号の配線部分の一部にバイパス配線を設けておき、前記バイパス配線と本配線との間を第3のヒューズで接続し、該第3のヒューズの切断の有無によって、該クロック配線の抵抗値の変更を可能とした、
ことを特徴とする半導体集積回路。4. The semiconductor integrated circuit according to claim 1, wherein
A bypass wiring is provided in a part of the clock signal wiring part, a third fuse is connected between the bypass wiring and the main wiring, and whether or not the third fuse is cut depends on whether the third fuse is cut or not. The resistance value can be changed.
A semiconductor integrated circuit characterized by the above-mentioned.
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