JP2010040537A - Semiconductor integrated circuit and designing method thereof - Google Patents

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Akinobu Kadota
晃宜 門田
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Abstract

<P>PROBLEM TO BE SOLVED: To arrange decoupling cells at positions capable of efficiently preventing voltage drop or noise without the necessity of an enormous amount of processing time for calculating the arrangement positions of the decoupling cells. <P>SOLUTION: The semiconductor integrated circuit 100 includes: power supply wirings 101, 102 for cells of first potential and second potential; a first power supply wiring 103 and a second power supply wiring 104 arranged in a direction perpendicular to the power supply wirings for cells of first potential and second potential; standard cells 105; and decoupling cells 106. First potential, i.e. power supply potential is supplied to the first power supply wiring 103; and second potential, i.e. ground potential is supplied to the second power supply wiring 104. The decoupling cells 106 are arranged below the second power supply wiring 104, and supplied with the first potential and the second potential. The region where the standard cells 105 are arranged is a region other than the region where the decoupling cells 106 are arranged. <P>COPYRIGHT: (C)2010,JPO&INPIT

Description

本発明は、半導体チップ内に電源デカップリング用の容量素子が形成されたスタンダードセル方式において、容量素子からなるデカップリングセルを適切に配置する半導体集積回路及びその設計方法に関するものである。   The present invention relates to a semiconductor integrated circuit in which a decoupling cell composed of a capacitor element is appropriately arranged in a standard cell system in which a capacitor element for power supply decoupling is formed in a semiconductor chip, and a design method thereof.

半導体集積回路を形成する半導体チップにおいて、一般的にパッドを介して電源電位および接地電位の供給が行なわれる。パッドから遠くに配置される論理ゲート回路等では、パッドからそこに至るまでの配線の抵抗成分による電圧降下により、電源電位および接地電位間の電源電圧が低下する。また、大規模化・高速化のLSIなどでは、同期設計型の自動化技術が導入されるため、基準クロックに同期して全回路が動作し、瞬時電流が非常に大きくなってしまう。   In a semiconductor chip forming a semiconductor integrated circuit, power supply potential and ground potential are generally supplied via pads. In a logic gate circuit or the like arranged far from the pad, the power supply voltage between the power supply potential and the ground potential decreases due to a voltage drop due to the resistance component of the wiring from the pad to the pad. In addition, in a large-scale / high-speed LSI or the like, since a synchronous design type automation technology is introduced, all circuits operate in synchronization with a reference clock, and an instantaneous current becomes very large.

そこで、電源電位配線と接地電位配線との間に、電荷を蓄積可能なデカップリングセルを配置し、電源からの電力供給を補助し、電源電圧の低下を抑制する手法がとられている。   Therefore, a decoupling cell capable of accumulating charges is arranged between the power supply potential wiring and the ground potential wiring to assist power supply from the power supply and suppress a decrease in power supply voltage.

ところが、デカップリングセルの適切な挿入位置を計算するには、膨大な処理時間が必要であり、開発期間の長期化を招く課題もある。また、膨大な処理時間をかけて最適な挿入場所を算出しても、他のセルや信号配線が密集した領域では、デカップリングセルを配置することができず、十分な電源電圧の低下を抑制することができない課題もある。   However, enormous processing time is required to calculate an appropriate insertion position of the decoupling cell, and there is a problem in that the development period is prolonged. In addition, even if the optimal insertion location is calculated over an enormous amount of processing time, decoupling cells cannot be placed in areas where other cells or signal wirings are dense, and sufficient power supply voltage reduction is suppressed. Some issues cannot be done.

これらの課題を解決するため、後述する特許文献1には、半導体チップを複数のセグメントに区画し、各セグメントに対してデカップリングセルの配置を行い、電圧降下による動作不良を効果的に低減する設計手法が開示されている。
特開2005−332979号公報
In order to solve these problems, in Patent Document 1 described later, a semiconductor chip is partitioned into a plurality of segments, a decoupling cell is arranged for each segment, and an operation failure due to a voltage drop is effectively reduced. A design approach is disclosed.
JP 2005-332979 A

しかしながら、上述の従来技術を用いた半導体集積回路の設計方法では、互いに電源分離された複数のセグメントに対して、デカップリングセルを最適な位置に配置するだけであり、電源分離されてない回路では適応できない。   However, in the design method of the semiconductor integrated circuit using the above-described conventional technology, the decoupling cell is only arranged at an optimum position with respect to the plurality of segments separated from each other. Cannot adapt.

また、各セグメントの電源分離の問題を無視したとしても、デカップリングセルを配置する領域を新たに設ける必要があり、チップ面積が増大してしまう。   Further, even if the problem of power source separation of each segment is ignored, it is necessary to newly provide a region for disposing decoupling cells, which increases the chip area.

本発明は、斯かる実情に鑑み、デカップリングセルの配置場所を膨大な処理時間をかけて算出する必要が無く、電圧降下やノイズを効果的に防止できる位置にデカップリングセルを配置できる半導体集積回路及びその設計方法を提供しようとするものである。   In view of such circumstances, the present invention eliminates the need to calculate the location of the decoupling cell over a huge amount of processing time, and allows the decoupling cell to be arranged at a position where voltage drop and noise can be effectively prevented. It is intended to provide a circuit and a design method thereof.

本発明は、こうした課題を解決するための手段を提供するもので、以下に記載する技術構成を採用するものである。   The present invention provides means for solving these problems, and employs the technical configuration described below.

本発明は、複数の素子から構成されるスタンダードセルと、容量素子からなるデカップリングセルと、前記スタンダードセルと前記デカップリングセルに動作電源を供給する第1電位及び第2電位のセル用電源配線と、前記第1電位及び第2電位のセル用電源配線に垂直な、第1電位が供給される第1電源配線及び第2電位が供給される第2電源配線と、を備え、
前記デカップリングセルは、前記第1電源配線あるいは前記第2電源配線の下側に配置され、前記第1電位及び第2電位のセル用電源配線より第1電位及び第2電位が供給され、前記スタンダードセルは前記デカップリングセルの配置領域には配置されないことを特徴とする。
The present invention relates to a standard cell composed of a plurality of elements, a decoupling cell composed of a capacitive element, and first and second potential power supply lines for supplying operating power to the standard cell and the decoupling cell. And a first power supply line to which a first potential is supplied and a second power supply line to which a second potential is supplied, which are perpendicular to the cell power supply lines for the first potential and the second potential,
The decoupling cell is disposed below the first power supply line or the second power supply line, and the first potential and the second potential are supplied from the first and second potential cell power supply lines, The standard cell is not arranged in the arrangement region of the decoupling cell.

本発明は、複数の素子から構成されるスタンダードセルと、容量素子からなるデカップリングセルと、前記スタンダードセルと前記デカップリングセルに動作電源を供給する第1電位及び第2電位のセル用電源配線と、前記第1電位及び第2電位のセル用電源配線に垂直な、第1電位が供給される第1電源配線及び第2電位が供給される第2電源配線と、を備え、
前記デカップリングセルは、前記第1電源配線及び前記第2電源配線の下側に配置され、前記第1電位及び第2電位のセル用電源配線より前記第1電位及び前記第2電位が供給され、前記スタンダードセルは前記デカップリングセルの配置領域には配置されないことを特徴とする。
The present invention relates to a standard cell composed of a plurality of elements, a decoupling cell composed of a capacitive element, and first and second potential power supply lines for supplying operating power to the standard cell and the decoupling cell. And a first power supply line to which a first potential is supplied and a second power supply line to which a second potential is supplied, which are perpendicular to the cell power supply lines for the first potential and the second potential,
The decoupling cell is disposed below the first power supply wiring and the second power supply wiring, and the first potential and the second potential are supplied from the first power supply wiring and the second power supply wiring for the cell. The standard cell is not arranged in the arrangement region of the decoupling cell.

ここで、前記第1電源配線と前記第2電源配線が、網目のように回路全体を配線するメッシュ配線であってもよいし、第1電位及び第2電位のセル用の電源配線に対して垂直方向のみに配線するストラップ配線であってもよい。   Here, the first power supply wiring and the second power supply wiring may be mesh wiring for wiring the entire circuit like a mesh, or the power supply wiring for cells of the first potential and the second potential. The strap wiring may be wired only in the vertical direction.

また、前記第1電位および前記第2電位のいずれか一方は電源電位であり、他方はグランド電位であってよい。   Further, one of the first potential and the second potential may be a power supply potential, and the other may be a ground potential.

また、本発明は、複数の素子から構成されるスタンダードセルと、容量素子からなるデカップリングセルと、前記スタンダードセルと前記デカップリングセルに動作電源を供給する第1電位及び第2電位のセル用電源配線と、前記第1電位及び第2電位のセル用電源配線に垂直な、第1電位が供給される第1電源配線及び第2電位が供給される第2電源配線と、を備えた半導体集積回路の設計方法において、
前記デカップリングセルは、前記第1電源配線あるいは前記第2電源配線の下側に配置されて前記第1電位及び前記第2電位が供給され、前記スタンダードセルは前記デカップリングセルの配置領域には配置されないことを特徴とする。
The present invention also provides a standard cell composed of a plurality of elements, a decoupling cell composed of a capacitive element, and a cell having a first potential and a second potential for supplying operating power to the standard cell and the decoupling cell. A semiconductor comprising: a power supply line; a first power supply line to which a first potential is supplied and a second power supply line to which a second potential is supplied, which are perpendicular to the cell power supply lines for the first potential and the second potential. In an integrated circuit design method,
The decoupling cell is disposed below the first power supply line or the second power supply line to be supplied with the first potential and the second potential, and the standard cell is disposed in a region where the decoupling cell is disposed. It is not arranged.

また、本発明は、複数の素子から構成されるスタンダードセルと、容量素子からなるデカップリングセルと、前記スタンダードセルと前記デカップリングセルに動作電源を供給する第1電位及び第2電位のセル用電源配線と、前記第1電位及び第2電位のセル用電源配線に垂直な、第1電位が供給される第1電源配線及び第2電位が供給される第2電源配線と、を備えた半導体集積回路の設計方法において、
前記デカップリングセルは、前記第1電源配線及び前記第2電源配線の下側に配置され、前記第1電位及び第2電位のセル用電源配線より前記第1電位及び前記第2電位が供給され、前記スタンダードセルは前記デカップリングセルの配置領域には配置されないことを特徴とする。
The present invention also provides a standard cell composed of a plurality of elements, a decoupling cell composed of a capacitive element, and a cell having a first potential and a second potential for supplying operating power to the standard cell and the decoupling cell. A semiconductor comprising: a power supply line; a first power supply line to which a first potential is supplied and a second power supply line to which a second potential is supplied, which are perpendicular to the cell power supply lines for the first potential and the second potential. In an integrated circuit design method,
The decoupling cell is disposed below the first power supply wiring and the second power supply wiring, and the first potential and the second potential are supplied from the first power supply wiring and the second power supply wiring for the cell. The standard cell is not arranged in the arrangement region of the decoupling cell.

上記にて説明された本発明により、以下の効果がもたらされる。   The following effects are brought about by the present invention described above.

デカップリングセルの最適な配置場所は、電圧降下が最も大きい場所に近傍配置することが、最も効果的である。この電圧降下が最も大きい場所を特定するには、膨大な処理時間が必要であり、更に配置配線後でないと解析できない。また、電圧降下が最も大きい場所を確定できたとしても、デカップリングセルを近傍配置できる領域を確保し、近傍配置できないと効果がない。   It is most effective to place the decoupling cell close to a place where the voltage drop is the largest. In order to identify the place where the voltage drop is the largest, a huge amount of processing time is required, and further analysis is possible only after placement and routing. Even if the place where the voltage drop is the largest can be determined, there is no effect if the area where the decoupling cell can be arranged in the vicinity is secured and the area cannot be arranged in the vicinity.

そこで、デカップリングセルを、第1電位及び第2電位のセル用の電源配線と垂直方向の第1電源配線や第2電源配線の下に、スタンダードセルの配置配線を行う前に予め配置することで、膨大な時間をかけてデカップリングセルの最適な配置場所を解析する必要もなく、電圧降下が大きい場所を確保してデカップリングセルを配置できる。   Therefore, the decoupling cell is arranged in advance under the first power supply wiring and the second power supply wiring in the direction perpendicular to the power supply wiring for the first potential and the second potential before performing the standard cell placement wiring. Thus, it is not necessary to analyze the optimal arrangement location of the decoupling cell over a long time, and the decoupling cell can be arranged while securing a location where the voltage drop is large.

また、配置配線後に、電圧降下が許容範囲内であれば、予め配置していたデカップリングセルを容易に取り除くことができ、スタンバイ電流の低減に貢献できる。   Further, if the voltage drop is within an allowable range after the placement and wiring, the previously placed decoupling cell can be easily removed, which can contribute to the reduction of standby current.

さらに、メッシュ配線やストラップ配線は、幅広の電源配線があるので配線領域が少なく配線混雑度が高くなる。この配線混雑領域にデカップリングセルをスタンダードセルの配置配線を行う前に予め配置することで配置禁止領域となり、スタンダードセルが配置できなくなり、配線混雑を事前に回避することが可能となり、設計の容易化も貢献できる。   Furthermore, since the mesh wiring and the strap wiring have wide power supply wiring, the wiring area is small and the wiring congestion is high. By placing the decoupling cell in this wiring congestion area in advance before placing and routing the standard cell, it becomes a placement prohibition area, the standard cell cannot be placed, it is possible to avoid wiring congestion in advance, and design is easy Can also contribute.

以下、本発明の実施の形態を添付図面を参照して説明する。   Embodiments of the present invention will be described below with reference to the accompanying drawings.

(第1の実施形態)
図1は、本発明に係る半導体集積回路の第1の実施形態を示す構成図であり、図2は、第1の実施形態の他の例を示す構成図である。
(First embodiment)
FIG. 1 is a block diagram showing a first embodiment of a semiconductor integrated circuit according to the present invention, and FIG. 2 is a block diagram showing another example of the first embodiment.

図1に示す半導体集積回路100は、図の水平方向に配置されたセル用の第1電位のセル用電源配線101,及び第2電位のセル用電源配線102と、第1電位及び第2電位のセル用電源配線に垂直な方向に配置された第1電源配線103及び第2電源配線104と、スタンダードセル105と、デカップリングセル106とから構成される。ここで、第1電源配線103には第1電位、すなわち電源電位が供給され、第2電源配線104には第2電位、すなわちグランド電位が供給される。もちろん、第1電源配線103には第2電位、第2電源配線104には第1電位が供給されても構わない。   A semiconductor integrated circuit 100 shown in FIG. 1 includes a cell power supply wiring 101 having a first potential and a cell power supply wiring 102 having a second potential, and a first potential and a second potential. The first power supply wiring 103 and the second power supply wiring 104 are arranged in a direction perpendicular to the cell power supply wiring, the standard cell 105, and the decoupling cell 106. Here, the first power supply wiring 103 is supplied with a first potential, that is, a power supply potential, and the second power supply wiring 104 is supplied with a second potential, that is, a ground potential. Of course, the first power supply wiring 103 may be supplied with the second potential, and the second power supply wiring 104 may be supplied with the first potential.

デカップリングセル106は、第2電源配線104の下に配置され、第1電位のセル用電源配線101と第2電位のセル用電源配線102から第一電位と第二電位が供給されている。スタンダードセル105の配置領域は、デカップリングセル106の配置部分以外の領域である。   The decoupling cell 106 is disposed below the second power supply wiring 104 and is supplied with the first potential and the second potential from the cell power supply wiring 101 for the first potential and the cell power supply wiring 102 for the second potential. The arrangement area of the standard cell 105 is an area other than the arrangement part of the decoupling cell 106.

図2に示す半導体集積回路110は、図の水平方向に配置されたセル用の第1電位のセル用電源配線111,及び第2電位のセル用電源配線112と、第1電位及び第2電位のセル用電源配線に垂直な方向に配置された第1電源配線113及び第2電源配線114と、スタンダードセル115と、デカップリングセル116とから構成される。ここで、第1電源配線113には第1電位、すなわち電源電位が供給され、第2電源配線114には第2電位、すなわちグランド電位が供給される。図1の半導体集積回路100と異なる点は、第1電位及び第2電位のセル用電源配線112と111の間は、セルが配置されない領域であるところである。   A semiconductor integrated circuit 110 shown in FIG. 2 includes a cell power supply wiring 111 having a first potential and a cell power supply wiring 112 having a second potential, and a first potential and a second potential. The first power supply wiring 113 and the second power supply wiring 114 are arranged in a direction perpendicular to the cell power supply wiring, the standard cell 115, and the decoupling cell 116. Here, the first power supply wiring 113 is supplied with a first potential, that is, a power supply potential, and the second power supply wiring 114 is supplied with a second potential, that is, a ground potential. The difference from the semiconductor integrated circuit 100 of FIG. 1 is that a cell is not disposed between the cell power supply lines 112 and 111 of the first potential and the second potential.

図1及び図2の半導体集積回路において、デカップリングセルは、第2電源配線の下に配置されたが、第1電源配線の下であっても構わない。   In the semiconductor integrated circuits of FIGS. 1 and 2, the decoupling cell is disposed under the second power supply wiring, but may be under the first power supply wiring.

こうして、デカップリングセルを、第1電位及び第2電位のセル用の電源配線と垂直方向に第1電源配線や第2電源配線の下に配置することで、膨大な時間をかけてデカップリングセルの最適な配置場所を解析する必要もなく、電圧降下が大きい場所を確保してデカップリングセルを配置できる。しかも、スタンダードセルは、デカップリングセルの配置領域以外に配置するので、配置配線後に、電圧降下が許容範囲内であれば、予め配置していたデカップリングセルを容易に取り除くことができ、スタンバイ電流の低減に貢献できる。   Thus, the decoupling cell is disposed under the first power supply wiring and the second power supply wiring in a direction perpendicular to the power supply wiring for the first potential and the second potential cells, so that the decoupling cell takes a long time. Therefore, it is not necessary to analyze the optimal placement location, and it is possible to secure the location where the voltage drop is large and place the decoupling cell. In addition, since the standard cell is disposed outside the region where the decoupling cell is disposed, if the voltage drop is within an allowable range after the placement and wiring, the previously disposed decoupling cell can be easily removed and the standby current can be removed. Can contribute to the reduction of

上記第1及び第2の電源配線は、メッシュ配線でもよいし、ストラップ配線でもよい。
図3は、第1及び第2の電源配線がメッシュ配線である場合の半導体集積回路の構成図である。図4は、第1及び第2の電源配線がストラップ配線である場合の半導体集積回路の構成図である。
The first and second power supply wirings may be mesh wirings or strap wirings.
FIG. 3 is a configuration diagram of the semiconductor integrated circuit when the first and second power supply wirings are mesh wirings. FIG. 4 is a configuration diagram of a semiconductor integrated circuit when the first and second power supply wirings are strap wirings.

まずは、電源配線がメッシュ配線の場合について説明する。
図3に示すように、半導体チップ201は、周辺端部には複数の接続パッド202が配され、その接続パッド列で囲まれた内側に集積回路部分が形成される。図3では、集積回路部分に形成される電源配線が示されている。まず集積回路部分の周囲にリング状に繋がった電源リング配線203,204を配置する。電源リング配線203,204には、接続パッド202のうち電源電位が供給されるパッドと接続しており、電源リング配線203には第1電位、電源リング配線204には第2電位が供給される。電源配線205は、図3の水平方向と垂直方向に十字にクロスするように複数配置され、電源リング配線203に接続されている。また、電源配線206は、図3の垂直方向と水平方向に十字にクロスするように複数配置され、電源リング配線204に接続されている。集積回路部分の空白部分は、スタンダードセルの配置領域207を示す。こうして、メッシュ配線の電源配線は、半導体チップ201の集積回路部分に網の目状に配置され、回路全体に電源が供給される。
First, the case where the power supply wiring is mesh wiring will be described.
As shown in FIG. 3, the semiconductor chip 201 has a plurality of connection pads 202 arranged at the peripheral end, and an integrated circuit portion is formed inside the connection pad row. FIG. 3 shows power supply wiring formed in the integrated circuit portion. First, power ring wirings 203 and 204 connected in a ring shape are arranged around the integrated circuit portion. The power supply ring wirings 203 and 204 are connected to a pad to which a power supply potential is supplied among the connection pads 202, and a first potential is supplied to the power supply ring wiring 203 and a second potential is supplied to the power supply ring wiring 204. . A plurality of power supply wirings 205 are arranged so as to cross in the horizontal direction and the vertical direction in FIG. 3 and are connected to the power supply ring wiring 203. A plurality of power supply wirings 206 are arranged so as to cross in the vertical and horizontal directions in FIG. 3 and are connected to the power supply ring wiring 204. A blank portion of the integrated circuit portion indicates a standard cell arrangement region 207. In this way, the power wiring of the mesh wiring is arranged in a mesh pattern on the integrated circuit portion of the semiconductor chip 201, and power is supplied to the entire circuit.

図3は、メッシュ配線についての説明のため、図1及び図2に記載された第1電位及び第2電位のセル用電源配線は記載されていないが、図3においては、水平方向か垂直方向のいずれかの方向に配置されている。従って、デカップリングセルは、第1電位及び第2電位のセル用電源配線に垂直な第1電源配線や第2電源配線の下に配置される。   FIG. 3 does not show the power supply wirings for the first and second potential cells described in FIGS. 1 and 2 for explaining the mesh wiring, but in FIG. 3, the horizontal or vertical direction is not shown. Are arranged in either direction. Therefore, the decoupling cell is disposed under the first power supply line and the second power supply line perpendicular to the cell power supply lines for the first potential and the second potential.

次に、電源配線がストラップ配線の場合について説明する。
図4に示すように、半導体チップ301は、周辺端部には複数の接続パッド302が配され、その接続パッド列で囲まれた内側に集積回路部分が形成される。図4では、集積回路部分に形成される電源配線が示されている。まず集積回路部分の周囲にリング状に繋がった電源リング配線303,304を配置する。電源リング配線303,304には、接続パッド302のうち電源電位が供給されるパッドと接続しており、電源リング配線303には第1電位、電源リング配線304には第2電位が供給される。電源配線305は、図4の垂直方向に複数配置され、電源リング配線303に接続されている。また、電源配線306は、垂直方向に複数配置され、電源リング配線304に接続されている。集積回路部分の空白部分は、スタンダードセルの配置領域307を示す。こうして、ストラップ配線の電源配線は、半導体チップ201の集積回路部分に垂直の方向に配置され、回路全体に電源が供給される。
Next, a case where the power supply wiring is a strap wiring will be described.
As shown in FIG. 4, the semiconductor chip 301 has a plurality of connection pads 302 arranged at the peripheral end, and an integrated circuit portion is formed inside the connection pad row. FIG. 4 shows power supply wiring formed in the integrated circuit portion. First, power ring wirings 303 and 304 connected in a ring shape are arranged around the integrated circuit portion. The power supply ring wirings 303 and 304 are connected to the pad supplied with the power supply potential among the connection pads 302, and the power supply ring wiring 303 is supplied with the first potential and the power supply ring wiring 304 is supplied with the second potential. . A plurality of power supply wirings 305 are arranged in the vertical direction in FIG. 4 and connected to the power supply ring wiring 303. A plurality of power supply wirings 306 are arranged in the vertical direction and connected to the power supply ring wiring 304. A blank portion of the integrated circuit portion indicates a standard cell arrangement region 307. Thus, the power supply wiring of the strap wiring is arranged in a direction perpendicular to the integrated circuit portion of the semiconductor chip 201, and power is supplied to the entire circuit.

図4は、ストラップ配線についての説明のため、図1及び図2に記載された第1電位及び第2電位のセル用電源配線は記載されていないが、図3においては、水平方向に配置されている。従って、デカップリングセルは、このストラップ電源配線の下に配置される。   4 does not show the power supply wirings for the first and second potential cells described in FIGS. 1 and 2 for explaining the strap wiring, but in FIG. 3, they are arranged in the horizontal direction. ing. Therefore, the decoupling cell is disposed under the strap power supply wiring.

このようにメッシュ配線やストラップ配線は、幅広の電源配線があるので配線領域が少なく配線混雑度が高くなる。電源配線下にデカップリングセルを配置し、この領域がスタンダードセルの配置禁止領域となるので、配線混雑によりデカップリングセルを配置できないということが無く、設計の容易化も貢献できる。   As described above, the mesh wiring and the strap wiring have a wide power supply wiring, so that the wiring area is small and the wiring congestion is high. Since a decoupling cell is arranged under the power supply wiring and this area becomes a standard cell arrangement prohibition area, the decoupling cell cannot be arranged due to wiring congestion, and the design can be facilitated.

図1及び図2の半導体集積回路の設計方法の手順を図5に示す。
本実施形態の半導体集積回路の設計方法では、通常のレイアウト工程同様、フロアプラン工程を実施する(ステップS11)。第1及び第2電位のセル用電源配線のレイアウト工程を実施し(ステップS12)、第1及び第2電源配線のレイアウト工程を実施する(ステップS13)。次にデカップリングセルの配置を実施する(ステップS14)。そしてスタンダードセルの配置を実施し(ステップS15)、配線工程(ステップS16)へと進んでいく。
The procedure of the method for designing the semiconductor integrated circuit of FIGS. 1 and 2 is shown in FIG.
In the method for designing a semiconductor integrated circuit according to the present embodiment, a floor plan process is performed as in a normal layout process (step S11). A layout process for the power supply wirings for the first and second potential cells is performed (step S12), and a layout process for the first and second power supply wirings is performed (step S13). Next, placement of the decoupling cell is performed (step S14). Then, the standard cells are arranged (step S15), and the process proceeds to the wiring process (step S16).

このように、デカップリングセルを、第1電位及び第2電位のセル用電源配線と垂直方向のメッシュ配線やストラップ配線である電源配線下に、スタンダードセルの配置配線を行う前に予め配置することで、膨大な時間をかけてデカップリングセルの最適な配置場所を解析する必要もなく、電圧降下が大きい場所を確保してデカップリングセルを配置できる。また、配置配線後に、電圧降下が許容範囲内であれば、予め配置していたデカップリングセルを容易に取り除くことができ、スタンバイ電流の低減に貢献できる。さらに、デカップリングセルをスタンダードセルの配置配線を行う前に予め配置することで、デカップリングセル配置領域は、他のセルの配置禁止領域となり、配線混雑を事前に回避してデカップリングセルを配置することが可能となり、設計の容易化も貢献できる。   As described above, the decoupling cell is arranged in advance under the power supply wiring that is the mesh wiring or strap wiring in the vertical direction with respect to the power supply wiring for the cell of the first potential and the second potential before the standard cell placement wiring is performed. Thus, it is not necessary to analyze the optimal arrangement location of the decoupling cell over a long time, and the decoupling cell can be arranged while securing a location where the voltage drop is large. Further, if the voltage drop is within an allowable range after the placement and wiring, the previously placed decoupling cell can be easily removed, which can contribute to the reduction of standby current. Furthermore, by placing the decoupling cell in advance before performing standard cell placement and routing, the decoupling cell placement area becomes a placement prohibited area for other cells, and the decoupling cell is placed in advance to avoid wiring congestion. This can contribute to the simplification of design.

(第2の実施形態)
図6は、本発明に係る半導体集積回路の第2の実施形態を示す構成図であり、図7は、第2の実施形態の他の例を示す構成図である。
(Second Embodiment)
FIG. 6 is a block diagram showing a second embodiment of the semiconductor integrated circuit according to the present invention, and FIG. 7 is a block diagram showing another example of the second embodiment.

図6に示す半導体集積回路400は、図の水平方向に配置されたセル用の第1電位のセル用電源配線401,及び第2電位のセル用電源配線402と、第1電位及び第2電位のセル用電源配線に垂直な方向に配置された第1電源配線403及び第2電源配線404と、スタンダードセル405と、デカップリングセル406とから構成される。ここで、第1電源配線403には第1電位、すなわち電源電位が供給され、第2電源配線404には第2電位、すなわちグランド電位が供給される。   A semiconductor integrated circuit 400 shown in FIG. 6 includes a cell power wiring 401 having a first potential and a cell power wiring 402 having a second potential, and a first potential and a second potential. The first power supply wiring 403 and the second power supply wiring 404 arranged in the direction perpendicular to the cell power supply wiring, the standard cell 405, and the decoupling cell 406 are configured. Here, the first power supply wiring 403 is supplied with the first potential, that is, the power supply potential, and the second power supply wiring 404 is supplied with the second potential, that is, the ground potential.

デカップリングセル406は、第1電源配線403及び第2電源配線404の下に配置され、第1電位と第2電位が供給されている。スタンダードセル405の配置領域は、デカップリングセル406の配置部分以外の領域である。   The decoupling cell 406 is disposed under the first power supply wiring 403 and the second power supply wiring 404 and is supplied with the first potential and the second potential. The arrangement area of the standard cell 405 is an area other than the arrangement part of the decoupling cell 406.

図7に示す半導体集積回路410は、図の水平方向に配置されたセル用の第1電位のセル用電源配線411,及び第2電位のセル用電源配線412と、第1電位及び第2電位のセル用電源配線に垂直な方向に配置された第1電源配線413及び第2電源配線414と、スタンダードセル415と、デカップリングセル416とから構成される。ここで、第1電源配線413には第1電位、すなわち電源電位が供給され、第2電源配線414には第2電位、すなわちグランド電位が供給される。図6の半導体集積回路400と異なる点は、第1電位及び第2電位のセル用電源配線412と411の間は、セルが配置されない領域であるところである。   The semiconductor integrated circuit 410 shown in FIG. 7 includes a cell power line 411 having a first potential and a cell power line 412 having a second potential, and a first potential and a second potential. The first power supply wiring 413 and the second power supply wiring 414 arranged in the direction perpendicular to the cell power supply wiring, the standard cell 415, and the decoupling cell 416 are configured. Here, the first power supply wiring 413 is supplied with the first potential, that is, the power supply potential, and the second power supply wiring 414 is supplied with the second potential, that is, the ground potential. A difference from the semiconductor integrated circuit 400 of FIG. 6 is that a cell is not disposed between the cell power supply wirings 412 and 411 of the first potential and the second potential.

第2実施形態の設計手順も図5と同様であり、電源配線はメッシュ配線やストラップ配線で形成されている。   The design procedure of the second embodiment is the same as that shown in FIG. 5, and the power supply wiring is formed by mesh wiring or strap wiring.

第2実施形態は、第1実施形態の効果に加えて、第1及び第2電源配線の下にデカップリングセルを配置できるので、より多くのデカップリングセルを配置できる領域を確保できる。   In the second embodiment, in addition to the effects of the first embodiment, a decoupling cell can be arranged under the first and second power supply wirings, so that a region where more decoupling cells can be arranged can be secured.

尚、本発明は、上記した実施の形態に限定されるものではなく、本発明の要旨を逸脱しない範囲内において種々変更を加え得ることは勿論である。   It should be noted that the present invention is not limited to the above-described embodiment, and it is needless to say that various modifications can be made without departing from the gist of the present invention.

本発明に係る半導体集積回路の第1の実施形態を示す構成図である。1 is a configuration diagram showing a first embodiment of a semiconductor integrated circuit according to the present invention. 第1の実施形態の他の例を示す構成図である。It is a block diagram which shows the other example of 1st Embodiment. 第1及び第2の電源配線がメッシュ配線である場合の半導体集積回路の構成図である。It is a block diagram of a semiconductor integrated circuit when the 1st and 2nd power supply wiring is a mesh wiring. 第1及び第2の電源配線がストラップ配線である場合の半導体集積回路の構成図である。It is a block diagram of a semiconductor integrated circuit when the 1st and 2nd power supply wiring is a strap wiring. 本発明に係る半導体集積回路の第2の実施形態を示す構成図であり、図7は、第2の実施形態の他の例を示す構成図である。FIG. 7 is a block diagram showing a second embodiment of a semiconductor integrated circuit according to the present invention, and FIG. 7 is a block diagram showing another example of the second embodiment. 本発明に係る半導体集積回路の第2の実施形態を示す構成図である。It is a block diagram which shows 2nd Embodiment of the semiconductor integrated circuit which concerns on this invention. 第2の実施形態の他の例を示す構成図である。It is a block diagram which shows the other example of 2nd Embodiment.

符号の説明Explanation of symbols

100 半導体集積回路
101 第1電位のセル用電源配線
102 第2電位のセル用電源配線
103 第1電源配線
104 第2電源配線
105 スタンダードセル
106 デカップリングセル
109 ディスクドライブ
110 半導体集積回路
111 第1電位のセル用電源配線
112 第2電位のセル用電源配線
113 第1電源配線
114 第2電源配線
115 スタンダードセル
116 デカップリングセル
201 半導体チップ
202 接続パッド
203,204 電源リング配線
205,206 電源配線
207 スタンダードセル配置領域
301 半導体チップ
302 接続パッド
303,304 電源リング配線
305,306 電源配線
307 スタンダードセル配置領域
400 半導体集積回路
401 第1電位のセル用電源配線
402 第2電位のセル用電源配線
403 第1電源配線
404 第2電源配線
405 スタンダードセル
406 デカップリングセル
410 半導体集積回路
411 第1電位のセル用電源配線
412 第2電位のセル用電源配線
413 第1電源配線
414 第2電源配線
416 デカップリングセル
100 Semiconductor Integrated Circuit 101 First Potential Cell Power Supply Line 102 Second Potential Cell Power Supply Line 103 First Power Supply Line 104 Second Power Supply Line 105 Standard Cell 106 Decoupling Cell 109 Disk Drive 110 Semiconductor Integrated Circuit 111 First Potential Cell power wiring 112 of the second cell power wiring 113 for the second potential 113 first power wiring 114 second power wiring 115 standard cell 116 decoupling cell 201 semiconductor chip 202 connection pad 203, 204 power ring wiring 205, 206 power wiring 207 standard Cell placement region 301 Semiconductor chip 302 Connection pads 303 and 304 Power supply ring wirings 305 and 306 Power supply wiring 307 Standard cell placement region 400 Semiconductor integrated circuit 401 Power supply wire for first potential cell 402 Power supply for second potential cell Source wiring 403 First power supply wiring 404 Second power supply wiring 405 Standard cell 406 Decoupling cell 410 Semiconductor integrated circuit 411 First potential cell power supply wiring 412 Second potential cell power supply wiring 413 First power supply wiring 414 Second power supply Wiring 416 Decoupling cell

Claims (7)

複数の素子から構成されるスタンダードセルと、
容量素子からなるデカップリングセルと、
前記スタンダードセルと前記デカップリングセルに動作電源を供給する第1電位及び第2電位のセル用電源配線と、
前記セル用電源配線に垂直な、第1電位が供給される第1電源配線及び第2電位が供給される第2電源配線と、
を備え、
前記デカップリングセルは、前記第1電源配線あるいは前記第2電源配線の下側に配置され、前記第1電位及び第2電位のセル用電源配線より第1電位及び第2電位が供給され、前記スタンダードセルは前記デカップリングセルの配置領域には配置されないことを特徴とする半導体集積回路。
A standard cell composed of a plurality of elements;
A decoupling cell comprising a capacitive element;
First and second potential cell power supply lines for supplying operating power to the standard cell and the decoupling cell;
A first power supply line to which a first potential is supplied and a second power supply line to which a second potential is supplied, which are perpendicular to the cell power supply line;
With
The decoupling cell is disposed below the first power supply line or the second power supply line, and the first potential and the second potential are supplied from the first and second potential cell power supply lines, A standard integrated circuit is not arranged in the arrangement region of the decoupling cell.
複数の素子から構成されるスタンダードセルと、
容量素子からなるデカップリングセルと、
前記スタンダードセルと前記デカップリングセルに動作電源を供給する第1電位及び第2電位のセル用電源配線と、
前記セル用電源配線に垂直な、第1電位が供給される第1電源配線及び第2電位が供給される第2電源配線と、
を備え、
前記デカップリングセルは、前記第1電源配線及び前記第2電源配線の下側に配置され、前記第1電位及び第2電位のセル用電源配線より前記第1電位及び前記第2電位が供給され、前記スタンダードセルは前記デカップリングセルの配置領域には配置されないことを特徴とする半導体集積回路。
A standard cell composed of a plurality of elements;
A decoupling cell comprising a capacitive element;
First and second potential cell power supply lines for supplying operating power to the standard cell and the decoupling cell;
A first power supply line to which a first potential is supplied and a second power supply line to which a second potential is supplied, which are perpendicular to the cell power supply line;
With
The decoupling cell is disposed below the first power supply wiring and the second power supply wiring, and the first potential and the second potential are supplied from the first power supply wiring and the second power supply wiring for the cell. The standard cell is not arranged in the arrangement region of the decoupling cell.
前記第1電源配線と前記第2電源配線が、網目のように回路全体を配線するメッシュ配線であることを特徴とする請求項1又は2に記載の半導体集積回路。   3. The semiconductor integrated circuit according to claim 1, wherein the first power supply wiring and the second power supply wiring are mesh wirings for wiring the entire circuit like a mesh. 前記第1電源配線と前記第2電源配線が、前記セル用電源配線に対して垂直方向のみに配線するストラップ配線であることを特徴とする請求項1又は2に記載の半導体集積回路。   The semiconductor integrated circuit according to claim 1, wherein the first power supply wiring and the second power supply wiring are strap wirings that are wired only in a direction perpendicular to the cell power supply wiring. 前記第1電位および前記第2電位のいずれか一方は電源電位であり、他方はグランド電位であることを特徴とする請求項1乃至4のいずれかに記載の半導体集積回路。   5. The semiconductor integrated circuit according to claim 1, wherein one of the first potential and the second potential is a power supply potential, and the other is a ground potential. 複数の素子から構成されるスタンダードセルと、
容量素子からなるデカップリングセルと、
前記スタンダードセルと前記デカップリングセルに動作電源を供給する第1電位及び第2電位のセル用電源配線と、
前記第1電位及び第2電位のセル用電源配線に垂直な、第1電位が供給される第1電源配線及び第2電位が供給される第2電源配線と、
を備えた半導体集積回路の設計方法において、
前記デカップリングセルは、前記第1電源配線あるいは前記第2電源配線の下側に配置され、前記第1電位及び第2電位のセル用電源配線より前記第1電位及び前記第2電位が供給され、前記スタンダードセルは前記デカップリングセルの配置領域には配置されないことを特徴とする半導体集積回路の設計方法。
A standard cell composed of a plurality of elements;
A decoupling cell comprising a capacitive element;
First and second potential cell power supply lines for supplying operating power to the standard cell and the decoupling cell;
A first power supply line to which a first potential is supplied and a second power supply line to which a second potential is supplied, which are perpendicular to the cell power supply lines for the first potential and the second potential;
In a method for designing a semiconductor integrated circuit comprising:
The decoupling cell is disposed below the first power supply line or the second power supply line, and the first potential and the second potential are supplied from the first and second potential cell power supply lines. The method of designing a semiconductor integrated circuit, wherein the standard cell is not arranged in an arrangement region of the decoupling cell.
複数の素子から構成されるスタンダードセルと、
容量素子からなるデカップリングセルと、
前記スタンダードセルと前記デカップリングセルに動作電源を供給する第1電位及び第2電位のセル用電源配線と、
前記第1電位及び第2電位のセル用電源配線に垂直な、第1電位が供給される第1電源配線及び第2電位が供給される第2電源配線と、
を備えた半導体集積回路の設計方法において、
前記デカップリングセルは、前記第1電源配線及び前記第2電源配線の下側に配置され、前記第1電位及び第2電位のセル用電源配線より前記第1電位及び前記第2電位が供給され、前記スタンダードセルは前記デカップリングセルの配置領域には配置されないことを特徴とする半導体集積回路の設計方法。
A standard cell composed of a plurality of elements;
A decoupling cell comprising a capacitive element;
First and second potential cell power supply lines for supplying operating power to the standard cell and the decoupling cell;
A first power supply line to which a first potential is supplied and a second power supply line to which a second potential is supplied, which are perpendicular to the cell power supply lines for the first potential and the second potential;
In a method for designing a semiconductor integrated circuit comprising:
The decoupling cell is disposed below the first power supply wiring and the second power supply wiring, and the first potential and the second potential are supplied from the first power supply wiring and the second power supply wiring for the cell. The method of designing a semiconductor integrated circuit, wherein the standard cell is not arranged in an arrangement region of the decoupling cell.
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