JP2008130788A - Macro cell - Google Patents

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Minoru Uenishi
稔 植西
Satoru Nakajima
悟 中嶌
Hiromi Kodera
裕巳 小寺
Masuo Tsukada
益生 塚田
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Abstract

<P>PROBLEM TO BE SOLVED: To dispense with wiring route correction for evading crosstalk, to shorten the period of timing adjustment in a whole semiconductor integrated circuit, and to hold the perfection of a signal. <P>SOLUTION: A macro cell 100 includes: a semiconductor substrate 101; a plurality of wiring layers 102 arranged on the semiconductor substrate 101; and a plurality of input/output terminals where a bus signal is inputted/outputted. The terminals among the plurality of terminals, whose projected positions on a projection surface in parallel with the semiconductor substrate 101 are mutually adjacent, are arranged in the mutually different wiring layers 102. <P>COPYRIGHT: (C)2008,JPO&INPIT

Description

本発明は、半導体基板上のバス信号のための入出力端子を備えたマクロセルに関するものである。   The present invention relates to a macro cell having input / output terminals for bus signals on a semiconductor substrate.

一般に、半導体集積回路では、半導体基板上に配置された記憶素子を含む複数の回路素子同士を金属薄膜から成る信号配線で接続することによって所望の回路動作を実現している。しかし、実際に半導体基板上に信号配線を配線したときに、他の信号配線との配線間容量から生じるクロストークの影響によりに信号配線を流れる信号の伝播時間に変動が生じ、半導体集積回路の各信号配線を流れる信号同士のタイミングが合わずに回路の正常動作が得られない場合がある。   In general, in a semiconductor integrated circuit, a desired circuit operation is realized by connecting a plurality of circuit elements including memory elements arranged on a semiconductor substrate with signal wirings made of a metal thin film. However, when the signal wiring is actually wired on the semiconductor substrate, the propagation time of the signal flowing through the signal wiring is fluctuated due to the influence of crosstalk caused by the wiring capacitance with other signal wiring, and the semiconductor integrated circuit In some cases, the normal operation of the circuit cannot be obtained because the timings of the signals flowing through the signal wirings do not match.

特に、記憶素子を代表とするマクロセルは複数ビットのバス信号を備えていることがほとんどであり、各ビット信号同士のクロストークの影響により信号配線を流れる信号の伝播時間に変動が生じるケースが良くみうけられる。このため、半導体集積回路の設計段階において、半導体基板上に信号配線を配線した際、他の信号配線とのクロストークの影響を減らし信号の伝播時間の変動を軽減することが重要な課題となっている。   In particular, a macrocell represented by a memory element is mostly provided with a multi-bit bus signal, and the propagation time of a signal flowing through a signal wiring is likely to vary due to the influence of crosstalk between the bit signals. Can be seen. For this reason, in the design stage of a semiconductor integrated circuit, when signal wiring is wired on a semiconductor substrate, it is important to reduce the influence of crosstalk with other signal wirings and reduce fluctuations in signal propagation time. ing.

クロストークの影響を軽減するためには、例えば、バス配線を構成する各個別配線が配線上の任意の位置で互いに位置が入れ替わるようにしたものがある(例えば、特許文献1を参照)。また、信号バスの隣接信号線対の間に、異なる信号バスの信号線を配置したものもある(例えば特許文献2を参照)
また、半導体集積回路においてクロストークの影響による信号伝播時間の変動を軽減する技術として、半導体集積回路内に全ての信号配線を配線した後に、クロストークの影響により信号伝播時間が変動している信号配線について、信号配線同士の配線間隔を広めたり、信号配線同士の間にシールド配線を挿入したりすることでクロストークの影響の軽減を図るものもある。
特開2004−235542号公報 特開2003−7823号公報
In order to reduce the influence of crosstalk, for example, there is one in which the individual wirings constituting the bus wiring are interchanged with each other at an arbitrary position on the wiring (see, for example, Patent Document 1). In addition, there is a signal line of a different signal bus disposed between adjacent signal line pairs of the signal bus (see, for example, Patent Document 2).
In addition, as a technology for reducing fluctuations in signal propagation time due to the influence of crosstalk in a semiconductor integrated circuit, a signal whose signal propagation time fluctuates due to the influence of crosstalk after all signal wirings are wired in the semiconductor integrated circuit. Some wirings reduce the influence of crosstalk by increasing the wiring interval between signal wirings or inserting a shield wiring between signal wirings.
JP 2004-235542 A JP 2003-7823 A

しかしながら、信号線同士の配線間隔を広めたり、信号線同士の間にシールド配線を挿入したりするには、そのための配線領域が必要となり、必ずしもそのための充分な空きエリアが半導体基板上に存在しているとは限らない。   However, in order to widen the wiring interval between signal lines or to insert a shield wiring between signal lines, a wiring area for that purpose is required, and there is not always enough free space on the semiconductor substrate. Not necessarily.

そのため、空きエリアを設けるために、クロストークの影響を受けている信号配線のみの変更だけではなく、既にタイミングの合っている信号配線もしくはクロストークの影響を受けていない信号配線についても、配線経路の変更を余儀なくされる場合がある。   Therefore, in order to provide an empty area, not only the signal wiring affected by the crosstalk is changed, but also the wiring of the signal wiring that has already been timed or that is not affected by the crosstalk. May be forced to change.

そして、この経路変更に起因して、タイミングの合っている信号配線の遅延量が変化して、新たにタイミングが合わなくなる信号配線が現われると、クロストークの影響を受けていなかった信号配線がクロストークの影響を受けるようになり、全体のタイミング収束と信号線の完全性保持が困難になってしまう可能性がある。   Then, due to this path change, if the delay amount of the signal wiring that is in timing changes and a new signal wiring that does not match timing appears, the signal wiring that was not affected by the crosstalk is crossed. There is a possibility that it will be affected by the talk and it will be difficult to converge the entire timing and maintain the integrity of the signal line.

本発明は、上記の問題に着目してなされたものであり、クロストーク回避のための配線経路修正が不要で、半導体集積回路全体のタイミング調整の短期間化と、信号の完全性保持が実現可能なマクロセルを提供することを目的としている。   The present invention has been made paying attention to the above-mentioned problems, and does not require wiring path correction for avoiding crosstalk, realizing a short period of timing adjustment of the entire semiconductor integrated circuit and maintaining signal integrity. It aims to provide a possible macro cell.

前記の課題を解決するため、本発明の一態様は、
半導体基板と、
前記半導体基板上に設けられた複数の配線層と、
バス信号が入力又は出力される複数の端子とを備え、
前記複数の端子のうち、前記半導体基板と平行な投影面上に投影された位置が互いに隣接する端子同士は、互いに異なる配線層に配置されていることを特徴とする。
In order to solve the above problems, one embodiment of the present invention provides:
A semiconductor substrate;
A plurality of wiring layers provided on the semiconductor substrate;
A plurality of terminals to which bus signals are input or output,
Among the plurality of terminals, terminals whose positions projected on a projection plane parallel to the semiconductor substrate are adjacent to each other are arranged in different wiring layers.

本発明によれば、クロストーク回避のための配線経路修正が不要で、半導体集積回路全体のタイミング調整の短期間化と、信号の完全性保持が実現可能できる。   According to the present invention, wiring path correction for avoiding crosstalk is unnecessary, and it is possible to realize a shortened period of timing adjustment of the entire semiconductor integrated circuit and maintenance of signal integrity.

以下、本発明の実施形態について図面を参照しながら説明する。なお、以下の各実施形態やそれらの変形例の説明において、一度説明した構成要素と同様の機能を有する構成要素については、同一の符号を付して説明を省略する。また、同一の図面中に、同一の構成要素(同一符号の構成要素)が複数存在し、これらを区別して説明する必要がある場合などには、符号の後に添え字(A、B、C・・・)を付加して識別する。   Hereinafter, embodiments of the present invention will be described with reference to the drawings. In the following description of each embodiment and their modifications, components having the same functions as those described once will be assigned the same reference numerals and description thereof will be omitted. In addition, when there are a plurality of the same components (components having the same reference numerals) in the same drawing and it is necessary to distinguish between them, subscripts (A, B, C ·・ ・) Is added for identification.

《発明の実施形態1》
図1は、本発明の実施形態1に係るマクロセル100を上辺から見た平面図である。また、図2は、図1のI〜Iに沿ったマクロセル100の断面図である。
Embodiment 1 of the Invention
FIG. 1 is a plan view of a macro cell 100 according to Embodiment 1 of the present invention as viewed from the upper side. FIG. 2 is a cross-sectional view of the macro cell 100 taken along lines I to I in FIG.

マクロセル100は、半導体基板101と、配線層102と、入出力端子103と、入出力端子104とを備えている。これらのうち、配線層102、入出力端子103、及び入出力端子104は、それぞれ複数が設けられており、図1等に示すように、これらは符号の後に添え字(A、B、C)を付加して識別している。   The macro cell 100 includes a semiconductor substrate 101, a wiring layer 102, input / output terminals 103, and input / output terminals 104. Among these, a plurality of wiring layers 102, input / output terminals 103, and input / output terminals 104 are provided. As shown in FIG. 1 and the like, these are subscripts (A, B, C) after the reference numerals. To identify them.

配線層102A〜Bは、図2に示すように、半導体基板101上に形成されている。   As shown in FIG. 2, the wiring layers 102 </ b> A to 102 </ b> B are formed on the semiconductor substrate 101.

入出力端子103A〜C、及び入出力端子104A〜Cは、信号配線(入出力端子接続配線105A〜C、及び入出力端子接続配線106A〜C)を介して、他の回路素子(例えばマクロセル)と接続され、複数ビットのバス信号が入力又は出力されるようになっている。マクロセル100や他の回路素子が互いに接続されることによって、所望の回路動作を実現する半導体集積回路が構成される。なお、入出力端子接続配線105A〜C、入出力端子接続配線106A〜Cは、金属薄膜から成る。   The input / output terminals 103A to 103C and the input / output terminals 104A to 104C are connected to other circuit elements (for example, macrocells) via signal wiring (input / output terminal connection wirings 105A to 105C and input / output terminal connection wirings 106A to 106C). And a multi-bit bus signal is input or output. The macro cell 100 and other circuit elements are connected to each other to constitute a semiconductor integrated circuit that realizes a desired circuit operation. The input / output terminal connection wires 105A to 105C and the input / output terminal connection wires 106A to 106C are made of a metal thin film.

入出力端子103A〜C、及び入出力端子104A〜Cのうち、半導体基板101と平行な投影面上に投影された位置が互いに隣接する端子同士は、互いに異なる配線層に配置されている。また、本実施形態では、各配線層においては、各入出力端子は配線層の側面に配置されている。   Among the input / output terminals 103 </ b> A to 103 </ b> C and the input / output terminals 104 </ b> A to 104 </ b> C, terminals whose positions projected on the projection plane parallel to the semiconductor substrate 101 are adjacent to each other are arranged in different wiring layers. In this embodiment, in each wiring layer, each input / output terminal is disposed on the side surface of the wiring layer.

具体的には、例えば、図1に示すように半導体基板101と平行な投影面上に投影された位置が互いに隣接する、入出力端子103Aと入出力端子104Aとは、図2に示すように、互いに異なる配線層102A〜Bに配置されている。すなわち、本実施形態では、入出力端子103A〜Cが配線層102Aの側面に設けられ、入出力端子104A〜Cが配線層102Bの側面に設けられている。   Specifically, for example, as shown in FIG. 1, the input / output terminal 103A and the input / output terminal 104A whose positions projected on the projection plane parallel to the semiconductor substrate 101 are adjacent to each other are as shown in FIG. These are arranged in different wiring layers 102A to 102B. That is, in this embodiment, the input / output terminals 103A to 103C are provided on the side surface of the wiring layer 102A, and the input / output terminals 104A to 104C are provided on the side surface of the wiring layer 102B.

また、図3は、3層の配線層を有したマクロセルの例である。マクロセル110は、入出力端子103A〜Cが配線層102Aに配置され、入出力端子104A〜Cが配線層102Bに配置され、入出力端子111A〜Cが配線層102Cに配置されている。   FIG. 3 shows an example of a macro cell having three wiring layers. In the macro cell 110, the input / output terminals 103A to 103C are disposed on the wiring layer 102A, the input / output terminals 104A to 104C are disposed on the wiring layer 102B, and the input / output terminals 111A to 111C are disposed on the wiring layer 102C.

上記の構成により、マクロセル100及びマクロセル110では、バス信号の互いに隣接するビット毎に入出力端子の配線層が異なるようにできる。すなわち、レイアウト工程において自動配線を実施しても、マクロセル周辺においては信号配線の平行長配線によるクロストークの影響を軽減することが可能になる。   With the above configuration, in the macro cell 100 and the macro cell 110, the wiring layers of the input / output terminals can be different for each bit adjacent to the bus signal. That is, even if automatic wiring is performed in the layout process, it is possible to reduce the influence of crosstalk due to the parallel wiring of the signal wiring around the macro cell.

したがって、本実施形態によれば、クロストークの影響を回避させるための配線経路修正が不要になる。これにより、従来、配線経路修正が原因で問題となっていた、他のタイミングの合っている信号配線やクロストークの影響を受けていない信号配線への修正副作用を無くすことが可能になり、その結果、半導体集積回路全体のタイミング調整の短期間化と、信号の完全性保持が実現可能となる。   Therefore, according to the present embodiment, it is not necessary to modify the wiring path for avoiding the influence of crosstalk. This makes it possible to eliminate the side effects of correction on signal wiring that is not affected by crosstalk and signal wiring that has been affected by wiring path correction. As a result, it is possible to reduce the timing adjustment of the entire semiconductor integrated circuit and maintain the integrity of the signal.

《発明の実施形態2》
図4は、本発明の実施形態2に係るマクロセル200の斜視図であり、入出力端子の配置を示す図である。また、図5は、マクロセル200を上辺から見た平面図であり、図6は、図5のV〜Vに沿ったマクロセル200の断面図である。
<< Embodiment 2 of the Invention >>
FIG. 4 is a perspective view of a macro cell 200 according to Embodiment 2 of the present invention, and is a diagram showing the arrangement of input / output terminals. 5 is a plan view of the macro cell 200 as viewed from above, and FIG. 6 is a cross-sectional view of the macro cell 200 taken along lines V to V in FIG.

マクロセル200は、配線層だけでなく、配線層上の端子を配置する面(配置面)も、互いに隣接するビット毎に異なるようにしたものである。   In the macro cell 200, not only the wiring layer but also a surface (arrangement surface) on which terminals on the wiring layer are arranged is different for each bit adjacent to each other.

具体的には、マクロセル200では、入出力端子103A〜Cは、配線層102Aの上面(半導体基板101と平行な面)に設けられている。また、入出力端子104A〜Cは、配線層102Bの側面に設けられている。   Specifically, in the macro cell 200, the input / output terminals 103A to 103C are provided on the upper surface (a surface parallel to the semiconductor substrate 101) of the wiring layer 102A. The input / output terminals 104A to 104C are provided on the side surface of the wiring layer 102B.

したがって、マクロセル200によれば、レイアウト工程の自動配線を実施しても、図6に示すように、入出力端子103A〜Cに接続される入出力端子接続配線105A〜Cと、入出力端子104A〜Cに入出力端子接続配線106A〜Cとは、断面で見たときの配線距離を十分確保することが可能になる。   Therefore, according to the macro cell 200, even if the automatic wiring of the layout process is performed, the input / output terminal connection wirings 105A to 105C connected to the input / output terminals 103A to 103C and the input / output terminals 104A as shown in FIG. It is possible to secure a sufficient wiring distance when viewed in cross section with the input / output terminal connection wirings 106A to 106C.

したがって、本実施形態においてもやはり、クロストークの影響を回避させるための配線経路修正が不要になり、従来、配線経路修正が原因で問題となっていた、他のタイミングの合っている信号配線やクロストークの影響を受けていない信号配線への修正副作用を無くすことが可能になる。その結果、半導体集積回路全体のタイミング調整の短期間化と、信号の完全性保持が実現可能となる。   Therefore, also in this embodiment, the wiring path correction for avoiding the influence of the crosstalk is not necessary, and other signal wirings having the same timing, which has been a problem due to the wiring path correction in the past, It becomes possible to eliminate the correction side effect on the signal wiring not affected by the crosstalk. As a result, it is possible to shorten the period of timing adjustment of the entire semiconductor integrated circuit and maintain signal integrity.

《発明の実施形態3》
図7は、本発明の実施形態3に係るマクロセル300の入出力端子を示した図である。マクロセル300は、実施形態1のマクロセル100に、複数のシールド用端子301を追加して構成したものである。図7は、配線層102A上に設けたシールド用端子301を示すものであり、各シールド用端子301は、符号の後にA〜Dの添え字を付加して識別してある。
<< Embodiment 3 of the Invention >>
FIG. 7 is a diagram illustrating input / output terminals of the macro cell 300 according to the third embodiment of the present invention. The macro cell 300 is configured by adding a plurality of shielding terminals 301 to the macro cell 100 of the first embodiment. FIG. 7 shows a shield terminal 301 provided on the wiring layer 102A, and each shield terminal 301 is identified by adding a suffix of A to D after the reference numeral.

シールド用端子301A〜Dは、入出力端子の各ビット間に設けられており、シールド配線302A〜Dがそれぞれ接続されるようになっている。   The shield terminals 301A to 301D are provided between the respective bits of the input / output terminals, and the shield wirings 302A to 302D are respectively connected thereto.

すなわち、本実施形態では、各入出力端子接続配線間には、シールド用端子が設けられているので、レイアウト工程で自動配線を実施しても、各入出力端子接続配線間のクロストークの影響を軽減できる。例えば、入出力端子接続配線105Aと入出力端子接続配線105Bの間にシールド配線302Bが形成され、入出力端子接続配線105Bと入出力端子接続配線105Cの間にシールド配線302Cが形成される。そのため、入出力端子接続配線105A及び入出力端子接続配線105Cの信号遷移によるクロストークの影響を軽減できる。   That is, in this embodiment, since the shielding terminals are provided between the input / output terminal connection wirings, even if automatic wiring is performed in the layout process, the influence of crosstalk between the input / output terminal connection wirings. Can be reduced. For example, the shield wiring 302B is formed between the input / output terminal connection wiring 105A and the input / output terminal connection wiring 105B, and the shield wiring 302C is formed between the input / output terminal connection wiring 105B and the input / output terminal connection wiring 105C. Therefore, it is possible to reduce the influence of crosstalk due to signal transition of the input / output terminal connection wiring 105A and the input / output terminal connection wiring 105C.

したがって、本実施形態によれば、より確実に、クロストークの影響を回避することが可能になり、従来、配線経路修正が原因で問題となっていた、他のタイミングの合っている信号配線やクロストークの影響を受けていない信号配線への修正副作用を無くすことが可能になる。その結果、半導体集積回路全体のタイミング調整の短期間化と、信号の完全性保持が実現可能となる。   Therefore, according to the present embodiment, it is possible to more reliably avoid the influence of crosstalk. Conventionally, other signal wirings having the appropriate timing, which have been a problem due to wiring path correction, It becomes possible to eliminate the correction side effect on the signal wiring not affected by the crosstalk. As a result, it is possible to shorten the period of timing adjustment of the entire semiconductor integrated circuit and maintain signal integrity.

《発明の実施形態4》
図8は、本発明の実施形態4に係るマクロセル400の入出力端子を示した図である。マクロセル400は、マクロセル300のシールド用端子301A〜Dとして、複数の接地用端子401を設けたものである。図8は、配線層102A上に設けた接地用端子401を示すものであり、各接地用端子401は、符号の後にA〜Dの添え字を付加して識別してある。接地用端子401A〜Dは、接地用接続配線402を介して、接地されている。
<< Embodiment 4 of the Invention >>
FIG. 8 is a diagram illustrating input / output terminals of the macro cell 400 according to the fourth embodiment of the present invention. The macro cell 400 is provided with a plurality of ground terminals 401 as the shield terminals 301 </ b> A to D of the macro cell 300. FIG. 8 shows a grounding terminal 401 provided on the wiring layer 102A. Each grounding terminal 401 is identified by adding an A to D suffix after the reference numeral. The ground terminals 401 </ b> A to 401 </ b> D are grounded via the ground connection wiring 402.

これにより、本実施形態では、レイアウト工程において自動配線を実施しても、例えば入出力端子接続配線105Aと隣接する入出力端子接続配線105Bとの間に接地用接続配線402が形成され、シールド配線の効果が得られる。また、各ビット信号間の距離も確保される。それゆえ、隣接する入出力端子接続配線同士の信号遷移によるクロストークの影響を軽減できる。したがって、実施形態1と同様に、クロストークの影響を回避させるための配線経路修正によって、他のタイミングの合っている信号配線もしくはクロストークの影響を受けていない信号配線への修正副作用を無くすことが可能になり、その結果、半導体集積回路全体のタイミング調整の短期間化と、信号の完全性保持が実現可能となる。   Thus, in the present embodiment, even if the automatic wiring is performed in the layout process, for example, the ground connection wiring 402 is formed between the input / output terminal connection wiring 105A and the adjacent input / output terminal connection wiring 105B, and the shield wiring The effect is obtained. Also, the distance between each bit signal is secured. Therefore, the influence of crosstalk due to signal transition between adjacent input / output terminal connection wirings can be reduced. Therefore, as in the first embodiment, by correcting the wiring path for avoiding the influence of the crosstalk, the correction side effect on the signal wiring having another timing or the signal wiring not affected by the crosstalk is eliminated. As a result, it is possible to shorten the timing adjustment of the entire semiconductor integrated circuit and to maintain the signal integrity.

さらに、各入出力端子接続配線間に接地配線が形成され、マクロセルへの接地配線が強化されるため、マクロセル内部におけるIR−DROP(電圧降下)の抑制も期待できる。   Furthermore, since a ground wiring is formed between the input / output terminal connection wirings and the ground wiring to the macro cell is strengthened, it can be expected to suppress IR-DROP (voltage drop) inside the macro cell.

《発明の実施形態5》
図9は、本発明の実施形態5に係るマクロセル500の入出力端子を示した図である。マクロセル500は、マクロセル300のシールド用端子301A〜Dとして、複数の電源用端子501を設けたものである。図9は、配線層102A上に設けた電源用端子501を示すものであり、各電源用端子501は、符号の後にA〜Dの添え字を付加して識別してある。電源用端子501A〜Dは、電源用接続配線502を介して、電源と接続されている。
<< Embodiment 5 of the Invention >>
FIG. 9 is a diagram illustrating input / output terminals of the macro cell 500 according to the fifth embodiment of the present invention. The macro cell 500 is provided with a plurality of power supply terminals 501 as the shield terminals 301 </ b> A to D of the macro cell 300. FIG. 9 shows a power supply terminal 501 provided on the wiring layer 102A, and each power supply terminal 501 is identified by adding an A to D suffix after the reference numeral. The power supply terminals 501A to 501D are connected to a power supply via a power supply connection wiring 502.

これにより、本実施形態でも、レイアウト工程において自動配線を実施しても、例えば入出力端子接続配線105Aと隣接する入出力端子接続配線105Bとの間に電源用接続配線502が形成され、シールド配線の効果が得られる。また、各ビット信号間の距離も確保される。それゆえ、隣接する入出力端子接続配線同士の信号遷移によるクロストークの影響を軽減できる。したがって、実施形態1と同様に、クロストークの影響を回避させるための配線経路修正によって、他のタイミングの合っている信号配線もしくはクロストークの影響を受けていない信号配線への修正副作用を無くすことが可能になり、その結果、半導体集積回路全体のタイミング調整の短期間化と、信号の完全性保持が実現可能となる。   As a result, even if the automatic wiring is performed in the present embodiment or the layout process, for example, the power connection wiring 502 is formed between the input / output terminal connection wiring 105A and the adjacent input / output terminal connection wiring 105B, and the shield wiring The effect is obtained. Also, the distance between each bit signal is secured. Therefore, the influence of crosstalk due to signal transition between adjacent input / output terminal connection wirings can be reduced. Therefore, as in the first embodiment, by correcting the wiring path for avoiding the influence of the crosstalk, the correction side effect on the signal wiring having another timing or the signal wiring not affected by the crosstalk is eliminated. As a result, it is possible to shorten the timing adjustment of the entire semiconductor integrated circuit and to maintain the signal integrity.

また、各入出力端子接続配線間に電源配線が形成され、マクロセルへの電源配線が強化されるため、マクロセル内部におけるIR−DROP(電圧降下)の抑制も期待できる。   In addition, since the power supply wiring is formed between the input / output terminal connection wirings and the power supply wiring to the macro cell is strengthened, suppression of IR-DROP (voltage drop) inside the macro cell can also be expected.

《発明の実施形態6》
図10は、本発明の実施形態6に係るマクロセル600の入出力端子を示した図である。マクロセル600は、マクロセル300のシールド用端子301A〜Dとして、複数の浮動配線用端子601を設けたものである。図10は、配線層102A上に設けた浮動配線用端子601を例示するものであり、各浮動配線用端子601は、符号の後にA〜Dの添え字を付加して識別してある。浮動配線用端子601A〜Dは、浮動配線602A〜Dが接続されている。これにより、シールド配線の効果が得られる。
Embodiment 6 of the Invention
FIG. 10 is a diagram illustrating input / output terminals of the macro cell 600 according to the sixth embodiment of the present invention. The macro cell 600 is provided with a plurality of floating wiring terminals 601 as the shielding terminals 301 </ b> A to 301 </ b> D of the macro cell 300. FIG. 10 illustrates a floating wiring terminal 601 provided on the wiring layer 102A, and each floating wiring terminal 601 is identified by adding an A to D suffix after the reference numeral. The floating wiring terminals 601A-D are connected to the floating wirings 602A-D. Thereby, the effect of shield wiring is acquired.

したがって、本実施形態でも、レイアウト工程において自動配線を実施しても、例えば入出力端子接続配線105Aと隣接する入出力端子接続配線105Bとの間に浮動配線602が形成され、シールド配線の効果が得られる。また、各ビット信号間の距離も確保される。それゆえ、隣接する入出力端子接続配線同士の信号遷移によるクロストークの影響を軽減できる。したがって、実施形態1と同様に、クロストークの影響を回避させるための配線経路修正によって、他のタイミングの合っている信号配線もしくはクロストークの影響を受けていない信号配線への修正副作用を無くすことが可能になり、その結果、半導体集積回路全体のタイミング調整の短期間化と、信号の完全性保持が実現可能となる。   Therefore, even in this embodiment, even if automatic wiring is performed in the layout process, for example, the floating wiring 602 is formed between the input / output terminal connection wiring 105A and the adjacent input / output terminal connection wiring 105B, and the effect of the shield wiring is improved. can get. Also, the distance between each bit signal is secured. Therefore, the influence of crosstalk due to signal transition between adjacent input / output terminal connection wirings can be reduced. Therefore, as in the first embodiment, by correcting the wiring path for avoiding the influence of the crosstalk, the correction side effect on the signal wiring having another timing or the signal wiring not affected by the crosstalk is eliminated. As a result, it is possible to shorten the timing adjustment of the entire semiconductor integrated circuit and to maintain the signal integrity.

なお、実施形態4〜6を組み合わせて、浮動配線を間に設けた入出力端子接続配線対、接地配線を間に設けた入出力端子接続配線対、電源配線を間に設けた入出力端子接続配線対が混在するようにしていてもよい。   In combination with Embodiments 4 to 6, an input / output terminal connection wiring pair with a floating wiring in between, an input / output terminal connection wiring pair with a ground wiring in between, and an input / output terminal connection with a power supply wiring in between The wiring pairs may be mixed.

《発明の実施形態7》
図11は、本発明の実施形態7に係るマクロセル700の構成を示すブロック図である。マクロセル700は、入出力端子に繋がる出力セルの駆動能力を可変にできるマクロセルの例である。この出力セルは、上記の実施形態1〜6の何れに対しても適用できる。図11は、配線層102A上の出力セルを例示している。
<< Embodiment 7 of the Invention >>
FIG. 11 is a block diagram showing a configuration of a macro cell 700 according to Embodiment 7 of the present invention. The macro cell 700 is an example of a macro cell that can vary the drive capability of an output cell connected to an input / output terminal. This output cell can be applied to any of the first to sixth embodiments. FIG. 11 illustrates an output cell on the wiring layer 102A.

マクロセル700は、図11に示すように、内部端子701、駆動セル702A、駆動セル702B、インバータ703、及び駆動能力切り替え用端子704が、出力信号の各ビットに対して、それぞれ1つが対応して設けられている。   As shown in FIG. 11, the macro cell 700 has an internal terminal 701, a drive cell 702A, a drive cell 702B, an inverter 703, and a drive capability switching terminal 704, one for each bit of the output signal. Is provided.

内部端子701は、マクロセル700の内部から、出力信号が入力されるようになっている。   The internal terminal 701 is configured to receive an output signal from the inside of the macro cell 700.

駆動セル702Aと駆動セル702Bとは、互いに駆動能力が異なるトライステートバッファである。駆動セル702A及び駆動セル702Bのそれぞれの入力は、何れも、対応した内部端子701と接続され、それぞれの出力は、同じ入出力端子と接続されている。   The driving cell 702A and the driving cell 702B are tristate buffers having different driving capabilities. Each input of the drive cell 702A and the drive cell 702B is connected to the corresponding internal terminal 701, and each output is connected to the same input / output terminal.

駆動能力切り替え用端子704A〜Bは、駆動セル702A〜Bの出力可否を制御するための制御信号が入力されるようになっている。駆動能力切り替え用端子704から入力された制御信号は、駆動セル702Aの制御端子に入力され、駆動セル702Aの出力可否が制御される。   The drive capability switching terminals 704A to 704B are configured to receive a control signal for controlling whether or not the drive cells 702A to 702B can output. The control signal input from the drive capability switching terminal 704 is input to the control terminal of the drive cell 702A, and whether or not the drive cell 702A can output is controlled.

インバータ703は、駆動能力切り替え用端子704から入力された制御信号を反転させて駆動セル702Bの制御端子に出力するようになっている。   The inverter 703 inverts the control signal input from the drive capability switching terminal 704 and outputs the inverted signal to the control terminal of the drive cell 702B.

上記の構成により、駆動能力切り替え用端子704から入力された制御信号に応じ、駆動セル702A及び駆動セル702Bのうちの何れか一方が出力可能状態になる。   With the above configuration, one of the drive cell 702A and the drive cell 702B becomes ready for output in accordance with the control signal input from the drive capability switching terminal 704.

すなわち、本実施形態では、出力端子の駆動能力をマクロセルの外部から切り替えることができる。そのため、クロストークの影響によって信号配線でタイミングエラーやグリッチが発生した場合に、入出力端子の駆動能力を外部から切り替えれば、クロストークを軽減することが可能になる。すなわち、クロストークが発生しても、マクロセル周辺配線の経路変更を行うことなくクロストークの影響回避が可能になり、その結果、半導体集積回路全体のタイミングの調整の短期間化と、信号の完全性保持が実現可能となる。   That is, in the present embodiment, the drive capability of the output terminal can be switched from outside the macro cell. Therefore, when a timing error or glitch occurs in the signal wiring due to the influence of the crosstalk, the crosstalk can be reduced by switching the driving capability of the input / output terminals from the outside. In other words, even if crosstalk occurs, it is possible to avoid the influence of crosstalk without changing the route of the wiring around the macro cell. As a result, the timing adjustment of the entire semiconductor integrated circuit can be shortened and the signal can be completely transmitted. Can be maintained.

なお、図12に示すように、駆動セル702A及び駆動セル702Bの制御端子には、それぞれ別個の駆動能力切り替え用端子704から制御信号を入力するようにしてもよい。   As shown in FIG. 12, a control signal may be input from a separate drive capability switching terminal 704 to the control terminals of the drive cell 702A and the drive cell 702B.

また、図13に示すように、3つ以上の駆動セル(この例では4つ)を各入出力端子に設けてもよい。この場合は、入力された制御信号に応じ、何れか1つの駆動セルを選択する選択回路705を設ける。この例では、4つの駆動セルが設けられているので、入出力端子毎に2つの駆動能力切り替え用端子704を用いて、2ビットの制御信号を選択回路705に与えている。これにより、駆動能力を4段階に可変できる。   Further, as shown in FIG. 13, three or more drive cells (four in this example) may be provided in each input / output terminal. In this case, a selection circuit 705 for selecting any one drive cell is provided in accordance with the input control signal. In this example, since four drive cells are provided, a 2-bit control signal is given to the selection circuit 705 using two drive capability switching terminals 704 for each input / output terminal. As a result, the driving ability can be varied in four stages.

《発明の実施形態8》
図14は、本発明の実施形態8に係るマクロセル800の構成を示すブロック図である。マクロセル800は、ビットごとに、異なった駆動能力を持つ複数の出力端子802を備えたマクロセルの例である。マクロセル800は、図14に示すように、内部端子701、駆動セル801、及び出力端子802がそれぞれ複数ずつ設けられている。
<< Embodiment 8 of the Invention >>
FIG. 14 is a block diagram showing a configuration of a macro cell 800 according to Embodiment 8 of the present invention. The macro cell 800 is an example of a macro cell including a plurality of output terminals 802 having different driving capabilities for each bit. As shown in FIG. 14, the macro cell 800 includes a plurality of internal terminals 701, drive cells 801, and output terminals 802.

駆動セル801は、1つの内部端子701(すなわち1つのビット)に対して、複数が対応して設けられている。図14に示した例では、1つの内部端子701に対して2つの駆動セル801A、Bが対応して設けられている。また、出力端子802は、各駆動セル801に対応して設けられている。なお、図14の例では、同じビットに対応した駆動セル801同士、及び同じビットに対応した出力端子802同士は、符号の後に添え字(A、B)を付加して識別してある。   A plurality of drive cells 801 are provided corresponding to one internal terminal 701 (that is, one bit). In the example shown in FIG. 14, two drive cells 801 </ b> A and B are provided corresponding to one internal terminal 701. The output terminal 802 is provided corresponding to each drive cell 801. In the example of FIG. 14, the drive cells 801 corresponding to the same bit and the output terminals 802 corresponding to the same bit are identified by adding a suffix (A, B) after the code.

マクロセル800では、同じビットに対応した駆動セル801同士(図14の例では駆動セル801A及B)は、互いに駆動能力が異なっている。そして、何れも、対応した内部端子701からの信号を受け、出力は、互いに別の出力端子802(図14の例では、出力端子802A、及び出力端子802B)と接続されている。   In the macro cell 800, the drive cells 801 corresponding to the same bit (drive cells 801A and B in the example of FIG. 14) have different drive capabilities. Each of them receives a signal from the corresponding internal terminal 701, and its output is connected to different output terminals 802 (in the example of FIG. 14, the output terminal 802A and the output terminal 802B).

したがって、本実施形態によれば、ビットごとに駆動能力の異なる出力端子802(出力端子802A及び出力端子802B)を選択できる。これにより、クロストークの影響によって信号配線でタイミングエラーやグリッチが発生する場合に、出力に使用する入出力端子を適宜選択すれば、クロストークを軽減することが可能になる。   Therefore, according to the present embodiment, it is possible to select the output terminal 802 (output terminal 802A and output terminal 802B) having different driving capabilities for each bit. Thereby, when a timing error or a glitch occurs in the signal wiring due to the influence of the crosstalk, the crosstalk can be reduced by appropriately selecting an input / output terminal used for output.

なお、マクロセル800では、各ビットも互いに駆動能力が異なるようにしてもよい。   In the macro cell 800, each bit may have a different driving capability.

本発明に係るマクロセルは、クロストーク回避のための配線経路修正が不要で、半導体集積回路全体のタイミング調整の短期間化と、信号の完全性保持が実現可能できるという効果を有し、半導体基板上のバス信号のための入出力端子を備えたマクロセル等として有用である。   The macro cell according to the present invention does not require a wiring path correction for avoiding crosstalk, has the effect that the timing adjustment of the entire semiconductor integrated circuit can be shortened and the integrity of the signal can be realized, and the semiconductor substrate It is useful as a macro cell having input / output terminals for the above bus signals.

実施形態1に係るマクロセル100を上辺から見た平面図である。FIG. 3 is a plan view of the macro cell 100 according to Embodiment 1 as viewed from the upper side. 図1のI〜Iに沿ったマクロセル100の断面図である。FIG. 2 is a cross-sectional view of the macro cell 100 taken along lines I to I in FIG. 1. 3層の配線層を有したマクロセルの例である。It is an example of a macro cell having three wiring layers. 実施形態2に係るマクロセル200の斜視図である。6 is a perspective view of a macro cell 200 according to Embodiment 2. FIG. マクロセル200を上辺から見た平面図である。It is the top view which looked at the macrocell 200 from the upper side. 図5のV〜Vに沿ったマクロセル200の断面図である。It is sectional drawing of the macrocell 200 along VV of FIG. 実施形態3に係るマクロセル300の入出力端子を示した図である。FIG. 6 is a diagram illustrating input / output terminals of a macro cell 300 according to a third embodiment. 実施形態4に係るマクロセル400の入出力端子を示した図である。6 is a diagram showing input / output terminals of a macro cell 400 according to Embodiment 4. FIG. 実施形態5に係るマクロセル500の入出力端子を示した図である。FIG. 10 is a diagram illustrating input / output terminals of a macro cell 500 according to a fifth embodiment. 実施形態6に係るマクロセル600の入出力端子を示した図である。FIG. 10 is a diagram illustrating input / output terminals of a macro cell 600 according to a sixth embodiment. 実施形態7に係るマクロセル700の構成を示すブロック図である。FIG. 10 is a block diagram illustrating a configuration of a macro cell 700 according to Embodiment 7. 実施形態7に係るマクロセル700の変形例を示すブロック図である。FIG. 10 is a block diagram showing a modification of the macro cell 700 according to the seventh embodiment. 実施形態7に係るマクロセル700の変形例を示すブロック図である。FIG. 10 is a block diagram showing a modification of the macro cell 700 according to the seventh embodiment. 実施形態8に係るマクロセル800の構成を示すブロック図である。FIG. 10 is a block diagram illustrating a configuration of a macro cell 800 according to an eighth embodiment.

符号の説明Explanation of symbols

100 マクロセル
101 半導体基板
102 配線層
103 入出力端子
104 入出力端子
105 入出力端子接続配線
106 入出力端子接続配線
110 マクロセル
111 入出力端子
200 マクロセル
300 マクロセル
301 シールド用端子
302 シールド配線
400 マクロセル
401 接地用端子
402 接地用接続配線
500 マクロセル
501 電源用端子
502 電源用接続配線
600 マクロセル
601 浮動配線用端子
602 浮動配線
700 マクロセル
701 内部端子
702 駆動セル
703 インバータ
704 駆動能力切り替え用端子
705 選択回路
800 マクロセル
801 駆動セル
802 出力端子
DESCRIPTION OF SYMBOLS 100 Macrocell 101 Semiconductor substrate 102 Wiring layer 103 Input / output terminal 104 Input / output terminal 105 Input / output terminal connection wiring 106 Input / output terminal connection wiring 110 Macrocell 111 Input / output terminal 200 Macrocell 300 Macrocell 301 Shield terminal 302 Shield wiring 400 Macrocell 401 For grounding Terminal 402 Ground connection wiring 500 Macro cell 501 Power supply terminal 502 Power connection wiring 600 Macro cell 601 Floating wiring terminal 602 Floating wiring 700 Macro cell 701 Internal terminal 702 Driving cell 703 Inverter 704 Driving ability switching terminal 705 Selection circuit 800 Macro cell 801 Driving Cell 802 Output terminal

Claims (6)

半導体基板と、
前記半導体基板上に設けられた複数の配線層と、
バス信号が入力又は出力される複数の端子とを備え、
前記複数の端子のうち、前記半導体基板と平行な投影面上に投影された位置が互いに隣接する端子同士は、互いに異なる配線層に配置されていることを特徴とするマクロセル。
A semiconductor substrate;
A plurality of wiring layers provided on the semiconductor substrate;
A plurality of terminals to which bus signals are input or output,
Among the plurality of terminals, terminals whose positions projected on a projection plane parallel to the semiconductor substrate are adjacent to each other are arranged in different wiring layers.
請求項1のマクロセルであって、
前記複数の端子のうち、前記半導体基板と平行な投影面上に投影された位置が互いに隣接する端子同士は、配線層上における配置面が互いに異なることを特徴とするマクロセル。
The macrocell of claim 1,
2. A macrocell according to claim 1, wherein, among the plurality of terminals, terminals whose positions projected on a projection plane parallel to the semiconductor substrate are adjacent to each other have different arrangement planes on the wiring layer.
請求項1のマクロセルであって、
さらに、前記半導体基板と平行な投影面上に投影された位置が互いに隣接する端子間毎に、シールド用端子を備えていることを特徴とするマクロセル。
The macrocell of claim 1,
Furthermore, the macrocell characterized by having a terminal for shielding for every terminal which the position projected on the projection surface parallel to the said semiconductor substrate adjoins mutually.
請求項3のマクロセルであって、
各シールド用端子は、接地用端子、電源用端子、及び浮動配線用端子のうちの何れかであることを特徴とするマクロセル。
The macrocell of claim 3,
Each of the shielding terminals is one of a grounding terminal, a power supply terminal, and a floating wiring terminal.
請求項1のマクロセルであって、
前記複数の端子は、それぞれ駆動能力を可変できることを特徴とするマクロセル。
The macrocell of claim 1,
The macro cell characterized in that the plurality of terminals can vary the driving capability.
請求項1のマクロセルであって、
さらに、互いに駆動能力が異なる2つの駆動セルを含んでおり、
前記2つの駆動セルは、同じ信号を入力とし、
前記2つの駆動セルの各出力は、前記複数の端子のうちの、それぞれ別の端子と接続されていることを特徴とするマクロセル。
The macrocell of claim 1,
Furthermore, it includes two drive cells with different drive capabilities from each other,
The two drive cells have the same signal as input,
Each of the outputs of the two drive cells is connected to a different terminal of the plurality of terminals, respectively.
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Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2015005947A (en) * 2013-06-24 2015-01-08 ラピスセミコンダクタ株式会社 Matrix switch circuit and low-noise block converter
WO2021192265A1 (en) * 2020-03-27 2021-09-30 株式会社ソシオネクスト Semiconductor integrated circuit device

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