JP2863453B2 - Semiconductor integrated circuit design method and logic synthesis method - Google Patents

Semiconductor integrated circuit design method and logic synthesis method

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JP2863453B2
JP2863453B2 JP7006154A JP615495A JP2863453B2 JP 2863453 B2 JP2863453 B2 JP 2863453B2 JP 7006154 A JP7006154 A JP 7006154A JP 615495 A JP615495 A JP 615495A JP 2863453 B2 JP2863453 B2 JP 2863453B2
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Description

【発明の詳細な説明】DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION

【0001】[0001]

【産業上の利用分野】本発明は、レジスタトランスファ
ーレベルから半導体集積回路を生成するための論理合成
方法の改良、特に、低消費電力な半導体集積回路を生成
する論理合成方法に関すると共に、そのようにして得ら
れる低消費電力な半導体集積回路に関する。
BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to an improved logic synthesis method for generating a semiconductor integrated circuit from a register transfer level, and more particularly to a logic synthesis method for generating a low power consumption semiconductor integrated circuit. The present invention relates to a low power consumption semiconductor integrated circuit obtained by the above method.

【0002】[0002]

【従来の技術】今日、半導体集積回路の設計において
は、開発対象の半導体集積回路をレジスタトランスファ
ーレベル(以下、RTLと記す)の機能記述により表現
し、このRTL記述を用いて論理合成することにより、
開発対象の半導体集積回路を生成するトップダウン設計
が採用されている。
2. Description of the Related Art Today, in the design of a semiconductor integrated circuit, a semiconductor integrated circuit to be developed is represented by a function description at a register transfer level (hereinafter, referred to as RTL), and the logic is synthesized using the RTL description. ,
A top-down design for generating a semiconductor integrated circuit to be developed is employed.

【0003】図24は従来のRTL記述、図25は前記
RTL記述を用いて論理合成により生成された論理回路
(半導体集積回路)を示す。
FIG. 24 shows a conventional RTL description, and FIG. 25 shows a logic circuit (semiconductor integrated circuit) generated by logic synthesis using the RTL description.

【0004】図24のRTL記述は、複数のレジスタ間
のデータ転送を機能レベルで明確に規定した記述であ
る。同図のRTL記述において、r1,r2,r3,r4 はレジス
タ、func1,func2,func3,func4は前記レジスタ間の組合
せ回路の機能の記述、assign文とalways文は各レジスタ
と各組合せ回路との接続関係を記述したものである。
[0004] The RTL description in FIG. 24 is a description clearly defining data transfer between a plurality of registers at a functional level. In the RTL description shown in the figure, r1, r2, r3, and r4 are registers, func1, func2, func3, and func4 are descriptions of the function of a combinational circuit between the registers. An assign statement and an always statement are for each register and each combinational circuit. It describes the connection relationship.

【0005】図24のRTL記述から論理を合成する場
合、面積又は速度の制約条件を与えることにより、面積
と速度のトレードオフの曲線上で回路が決定する。
When synthesizing logic from the RTL description of FIG. 24, a circuit is determined on a trade-off curve of area and speed by giving constraints on area or speed.

【0006】前記RTL記述から生成された図25に示
す論理回路において、101,103,105,及び107は前記R
TL記述に明示されたレジスタr1,r2,r3,r4が論理合成
によりマッピングされたフリップフロップ回路であっ
て、前記図24のRTL記述に明示されたレジスタr1,r
2,r3,r4に直接対応する。108 はクロックバッファ、10
0,102,104及び106は図24のRTL記述のfunc1,func
2,func3,func4に対応する組合せ回路である。前記組合
せ回路100,102,104及び106は、図24のRTLの機能
記述から面積と速度とのトレードオフの曲線上の1つの
回路としてマッピングされたものである。
In the logic circuit shown in FIG. 25 generated from the RTL description, reference numerals 101, 103, 105, and 107 denote the R
The register r1, r2, r3, r4 specified in the TL description is a flip-flop circuit mapped by logic synthesis, and the registers r1, r2 specified in the RTL description in FIG.
It corresponds directly to 2, r3, r4. 108 is the clock buffer, 10
0, 102, 104 and 106 are func1, func of the RTL description of FIG.
2, a combinational circuit corresponding to func3 and func4. The combinational circuits 100, 102, 104, and 106 are mapped as one circuit on the curve of trade-off between area and speed from the RTL function description of FIG.

【0007】[0007]

【発明が解決しようとする課題】ところで、半導体集積
回路の消費電力Pは、動作周波数をf、負荷容量をC、
電圧をVとすると[式1]の通り、 [式1]P=f x C x V2 で示される。従って、半導体集積回路の消費電力を低減
するには、動作周波数の低下、負荷容量の低下、又は電
源電圧の低下の3方法があり、電源電圧の低下による場
合の低減効果が最も大きい。
By the way, the power consumption P of the semiconductor integrated circuit can be expressed as follows: operating frequency f, load capacitance C,
As the voltage and V [Equation 1], represented by [Equation 1] P = f x C x V 2. Therefore, there are three methods for reducing the power consumption of the semiconductor integrated circuit: lowering the operating frequency, lowering the load capacity, or lowering the power supply voltage. The reduction effect due to the reduction in the power supply voltage is the largest.

【0008】しかしながら、電源電圧を低く設定する
と、論理回路を構成する多数のパスの中で最大遅延時間
を持つクリティカルパスの遅延時間も増大する。
However, when the power supply voltage is set low, the delay time of the critical path having the maximum delay time among many paths constituting the logic circuit also increases.

【0009】そこで、例えば特開平5−299624号
公報には、多数の論理ゲートのうち低速動作で足りる論
理ゲートを低電圧源により駆動し、他の高速動作が必要
な論理ゲートを高電圧源により駆動する技術が開示され
るが、クリティカルパスを考慮に入れた低電圧源と高電
圧源との2電源の使用は開示されていない。
For example, Japanese Unexamined Patent Publication No. Hei 5-299624 discloses that, among many logic gates, a logic gate which operates at a low speed is driven by a low voltage source, and other logic gates requiring a high speed operation are driven by a high voltage source. Although a driving technique is disclosed, the use of two power sources of a low voltage source and a high voltage source taking a critical path into consideration is not disclosed.

【0010】本発明の目的は、半導体集積回路の設計方
法及び論理合成方法において、開発の対象とする半導体
集積回路の各組合せ回路のクリティカルパスの遅延時間
の増大を招かずに、低消費電力な半導体集積回路を簡易
に生成できる設計方法及び論理合成方法を提供して、そ
のようなクリティカルパスの遅延時間の増大が無く且つ
低消費電力な半導体集積回路を得ることにある。
An object of the present invention is to provide a method for designing a semiconductor integrated circuit and a logic synthesizing method with low power consumption without increasing the delay time of the critical path of each combinational circuit of the semiconductor integrated circuit to be developed. An object of the present invention is to provide a design method and a logic synthesis method that can easily generate a semiconductor integrated circuit, and to obtain a semiconductor integrated circuit that does not increase the delay time of such a critical path and consumes low power.

【0011】[0011]

【課題を解決するための手段】即ち、本発明は、特開平
5−299624号公報に開示される技術を利用して、
前記クリティカルパスを構成する論理ゲートのみを高電
圧源で駆動し、他の論理ゲートを低電圧源で駆動し、こ
れによりクリティカルパスの最大遅延時間の増大を招か
ずに半導体集積回路全体の消費電流を低電圧電源の使用
により低減して、低消費電力化を図るものである。しか
し、この発明は、更に改良する余地がある。
That is, the present invention utilizes the technique disclosed in Japanese Patent Application Laid-Open No. 5-299624,
Only the logic gates constituting the critical path are driven by a high voltage source, and the other logic gates are driven by a low voltage source, thereby reducing the current consumption of the entire semiconductor integrated circuit without increasing the maximum delay time of the critical path. Is reduced by using a low-voltage power supply to reduce power consumption. However, the present invention has room for further improvement.

【0012】前記改良点の詳細は次の通りである。前記
のように低電圧源で駆動される低速動作型の論理ゲート
から、高電圧源で駆動される高速動作型の論理ゲートに
データを伝達する場合には、例えば特開平5−6796
3号公報に開示されるように、その2つの論理ゲートの
間に、低電圧源で駆動される論理ゲートの出力レベルを
高く変換するレベル変換回路を配置する必要がある。し
かし、前記図25に示す各々の組合せ回路は、例えば図
26又は図27に示すような多数の論理ゲートにより構
成される回路であるため、この各図の組合せ回路におい
てクリティカルパスが図中太線で示すパスであると仮定
すると、このクリティカルパスを高電圧源で駆動するに
は各図中記号〇で示す複数の位置(この位置の数は図2
6では8箇所、図27では12箇所である)にレベル変
換回路を要すると判断し且つ配置する必要がある。集積
度の高い半導体集積回路では、組合せ回路の数は極めて
多数であると共に各組合せ回路を構成する論理ゲートの
数も極めて多い。従って、このような集積度の高い半導
体集積回路では、クリティカルパスを持つ1つの組合せ
回路においてレベル変換回路を要する位置の数は多数と
なり、またクリティカルパスを持つ組合せ回路の数も多
いため、半導体集積回路の全体でレベル変換回路を要す
る位置の数は膨大な数となる。その結果、集積度の高い
半導体集積回路の設計では、極く少数の組合せ回路で前
記のようにレベル変換回路を要する位置を判断し且つ配
置することは可能であるが、半導体集積回路の全体では
前記レベル変換回路の配置位置の判断が繁雑で煩わし
く、また長時間を要し、設計が面倒になる。
The details of the improvements are as follows. As described above, when data is transmitted from a low-speed operation type logic gate driven by a low voltage source to a high-speed operation type logic gate driven by a high voltage source, for example, see Japanese Patent Application Laid-Open No. Hei 5-6796.
As disclosed in Japanese Unexamined Patent Application Publication No. 2003-163, a level conversion circuit for converting the output level of a logic gate driven by a low voltage source into a high level needs to be disposed between the two logic gates. However, since each of the combinational circuits shown in FIG. 25 is a circuit composed of a large number of logic gates as shown in, for example, FIG. 26 or FIG. Assuming that the path shown in FIG. 2 is driven by a high voltage source, the critical path is driven by a plurality of positions (in FIG.
It is determined that a level conversion circuit is required at eight locations in FIG. 6 and at twelve locations in FIG. In a highly integrated semiconductor integrated circuit, the number of combination circuits is extremely large, and the number of logic gates constituting each combination circuit is also extremely large. Therefore, in such a highly integrated semiconductor integrated circuit, the number of positions requiring a level conversion circuit in one combinational circuit having a critical path is large, and the number of combinational circuits having a critical path is large. The number of positions requiring a level conversion circuit in the entire circuit is enormous. As a result, in the design of a semiconductor integrated circuit with a high degree of integration, it is possible to determine and arrange the position where the level conversion circuit is required with a very small number of combination circuits as described above. The determination of the arrangement position of the level conversion circuit is complicated and troublesome, and it takes a long time, and the design is troublesome.

【0013】前記の目的を達成するため、本発明では、
次の点に着目した。即ち、第1に、半導体集積回路は、
前記図25に示す通り、多数のレジスタと、その各レジ
スタ間に位置する多数の組合せ回路とから成るので、レ
ジスタにレベル変換回路を配置すれば、複数の組合せ回
路には各所,即ちクリティカルパスを高電源で駆動する
場合にレベル変換回路を要する複数の位置に、各々レベ
ル変換回路を配置する必要が無く、レベル変換回路の配
置位置数が少なく低減できること、第2に、前記の通り
レジスタにレベル変換回路を配置すれば、このレベル変
換回路からデータが伝達される組合せ回路では、その組
合せ回路の全体を高電源で駆動する必要が生じるもの
の、半導体集積回路では、クリティカルパスに存在する
論理ゲートの数は、集積回路全体を構成する論理ゲート
の数の約5%程度である統計からすると、クリティカル
パスを持つ組合せ回路の組合せ回路全体に対する割合は
少なく、従ってクリティカルパスを持つ組合せ回路全体
を高電源で駆動してもさほど消費電力の増大を招かない
ことに着目した。
[0013] To achieve the above object, the present invention provides:
We focused on the following points. That is, first, the semiconductor integrated circuit is
As shown in FIG. 25, it is composed of a large number of registers and a large number of combinational circuits located between the respective registers. Therefore, if a level conversion circuit is arranged in the register, the plurality of combinational circuits have various locations, that is, critical paths. When driving with a high power supply, there is no need to arrange a level conversion circuit at each of a plurality of positions where the level conversion circuit is required, and the number of arrangement positions of the level conversion circuit can be reduced and reduced. If a conversion circuit is arranged, in a combinational circuit in which data is transmitted from this level conversion circuit, it is necessary to drive the entire combinational circuit with a high power supply, but in a semiconductor integrated circuit, a logic gate existing in a critical path is required. The number is about 5% of the number of logic gates constituting the entire integrated circuit. % Of Total combinational circuit is small, therefore by noting does not cause much increase in power consumption to drive the entire combinational circuit with high power with a critical path.

【0014】即ち、請求項1記載の発明の半導体集積回
路の設計方法は、1つの信号伝搬経路を持つ組合せ回路
を複数備えると共に、前記少なくとも1つの組合せ回路
の前段及び後段に配置されるレジスタとを備える半導体
集積回路の設計方法であって、前記何れかの組合せ回路
の信号伝搬経路の信号伝搬遅延時間が設計上の遅延上限
値以下の場合には、この組合せ回路を低電圧源を電圧源
とする第1の組合せ回路に生成する工程と、前記何れか
の組合せ回路の信号伝搬経路の信号伝搬遅延時間が設計
上の遅延上限値を越える場合には、この組合せ回路を高
電圧源を電圧源とする第2の組合せ回路に生成する工程
とを有することを特徴とする。
That is, according to a first aspect of the present invention, there is provided a method for designing a semiconductor integrated circuit, comprising a plurality of combinational circuits having one signal propagation path, and a register disposed at a stage preceding and succeeding the at least one combinational circuit. A method of designing a semiconductor integrated circuit, comprising: when the signal propagation delay time of a signal propagation path of any one of the combinational circuits is equal to or less than a design delay upper limit value, the combinational circuit is connected to a low voltage source. Generating a first combinational circuit, and if the signal propagation delay time of the signal propagation path of any one of the combinational circuits exceeds a design delay upper limit, the combinational circuit is switched to a high voltage source by a voltage. Generating a second combinational circuit as a source.

【0015】請求項2記載の発明では、前記請求項1記
載の半導体集積回路の設計方法において、前記各レジス
タが、前記生成された第1の組合せ回路から信号を人力
すると共に前記生成された第2の組合せ回路に信号を出
力するレジスタか否かを判断し、何れかのレジスタがそ
のレジスタである場合には、このレジスタを高電圧源を
電圧源とするレジスタで構成する工程を有することを特
徴とする。
According to a second aspect of the present invention, in the method of designing a semiconductor integrated circuit according to the first aspect, each of the registers manually outputs a signal from the generated first combinational circuit and generates the generated second combinational circuit. Determining whether or not the register is a register that outputs a signal to the combinational circuit of step No. 2 and, if any of the registers is the register, a step of configuring this register as a register using a high voltage source as a voltage source. Features.

【0016】請求項3記載の発明では、前記請求項2記
載の半導体集積回路の設計方法において、前記高電圧源
を電圧源とするレジスタは、前記第1の組合せ回路の低
電圧の出力を入力して保持すると共に、この保持した低
電圧の信号を高電圧の信号にレベル変換して前記第2の
組合せ回路に出力するレベル変換機能付きレジスタであ
ることを特徴とする。
According to a third aspect of the present invention, in the semiconductor integrated circuit design method according to the second aspect, the register using the high voltage source as a voltage source receives a low voltage output of the first combinational circuit. And a level conversion function register for level-converting the held low-voltage signal into a high-voltage signal and outputting the converted signal to the second combinational circuit.

【0017】請求項4記載の発明では、前記請求項1記
載の半導体集積回路の設計方法において、前記第1の組
合せ回路及び第2の組合せ回路以外の第3の組合せ回路
の信号伝搬経路途中の出力が前記レジスタを経ずに第2
の組合せ回路に入力される形の混在の有無を判断し、そ
の混在がある場合には、前記混在する部分の後段に位置
する第3の組合せ回路の一部を、前記混在する部分の前
段に位置する第2の組合せ回路の一部と併せて1つの信
号伝搬経路を持つ第2の組合せ回路に再生成する工程を
有することを特徴とする。
According to a fourth aspect of the present invention, in the method of designing a semiconductor integrated circuit according to the first aspect, a third combinational circuit other than the first combinational circuit and the second combinational circuit is provided in a signal propagation path. The output goes to the second
The presence / absence of the mixture of the shapes input to the combination circuit is determined, and if there is the mixture, a part of the third combination circuit located after the mixed portion is placed before the mixture portion. The method is characterized by including a step of regenerating a second combinational circuit having one signal propagation path together with a part of the second combinational circuit located.

【0018】請求項5記載の発明では、前記請求項1記
載の半導体集積回路の設計方法において、前記第2の組
合せ回路の信号伝搬経路途中の出力が前記レジスタを経
ずに前記第1の組合せ回路及び第2の組合せ回路以外の
第3の組合せ回路に入力される形の混在の有無を判断
し、その混在がある場合には、前記混在する部分の前段
に位置する第3の組合せ回路の一部を、前記混在する部
分の後段に位置する第2の組合せ回路の一部と併せて1
つの信号伝搬経路を持つ第2の組合せ回路に再生成しな
い工程を有することを特徴とする。
According to a fifth aspect of the present invention, in the method of designing a semiconductor integrated circuit according to the first aspect, the output of the second combinational circuit in the middle of the signal propagation path does not pass through the register. It is determined whether there is a mixture of the shapes input to the third combinational circuit other than the circuit and the second combinational circuit, and if there is such a mixture, the third combinational circuit located before the mixed part is determined. A part is combined with a part of the second combinational circuit located after the mixed part to form one
A step of not regenerating the second combinational circuit having two signal propagation paths.

【0019】求項記載の発明の論理合成方法は、複
数のレジスタと前記複数のレジスタの間に位置する複数
の組合せ回路とから成る半導体集積回路を論理セルの接
続情報に基いて合成する論理合成方法であって、前記何
れかの組合せ回路の信号伝搬遅延時間が設計上の遅延上
限値以下の場合にはこの組合せ回路を低電圧源を電圧源
とする第1の組合せ回路に合成すると共に、前記何れか
の組合せ回路の信号伝搬遅延時間が設計上の遅延上限値
を越える場合にはこの組合せ回路を高電圧源を電圧源と
する第2の組合せ回路に合成する第1の工程と、前記合
成された何れかの第1の組合せ回路の出力が前記合成さ
れた第2の組合せ回路に入力された形の混在の有無を判
断し、その混在が有る場合にはその第1の組合せ回路を
第2の組合せ回路に再合成する第2の工程と、前記各レ
ジスタが前記合成又は再合成された第2の組合せ回路に
信号を出力するレジスタか否かを判断し、何れかのレジ
スタがそのレジスタである場合にはこのレジスタを高電
圧源を電圧源とするレジスタに合成し、そのレジスタで
ない場合にはこのレジスタを低電圧源を電圧源とするレ
ジスタに合成する第3の工程とを有することを特徴とす
る。
The logic synthesis method of the invention Motomeko 6 wherein is synthesized based semiconductor integrated circuit comprising a plurality of combinational circuits located between the plurality of registers and the plurality of registers in the connection information of logic cells In a logic synthesis method, when the signal propagation delay time of any of the combinational circuits is equal to or less than a design delay upper limit, the combinational circuit is combined with a first combinational circuit using a low voltage source as a voltage source. A first step of combining the combination circuit with a second combination circuit using a high voltage source as a voltage source if the signal propagation delay time of any of the combination circuits exceeds a design delay upper limit value; It is determined whether the output of any one of the combined first combinational circuits is mixed in the form of input to the combined second combinational circuit, and if there is such mixture, the first combination is determined. Circuit as a second combinational circuit A second step of re-synthesizing, and determining whether each of the registers is a register that outputs a signal to the synthesized or re-synthesized second combinational circuit, and if any of the registers is the register, A third step of combining the register with a register using a high voltage source as a voltage source, and combining the register with a register using a low voltage source as a voltage source if the register is not the register.

【0020】また、請求項記載の発明では、前記請求
記載の論理合成方法において、第1の工程は、最初
に、第1の組合せ回路及び低電圧源により駆動されるレ
ジスタを用いて前記低電圧源により駆動されるレジスタ
及び前記第1の組合せ回路を合せた信号伝搬遅延時間を
見積り、次いで、前記見積り結果が設計上の遅延上限値
以下となる第1の組合せ回路が有る場合にはその第1の
組合せ回路を第1の組合せ回路に合成し、前記見積り結
果が設計上の遅延上限値を越える第1の組合せ回路が有
る場合にはその第1の組合せ回路を第2の組合せ回路に
合成する工程であることを特徴とする。
According to a seventh aspect of the present invention, in the logic synthesizing method according to the sixth aspect , the first step comprises first using a first combinational circuit and a register driven by a low voltage source. Estimate the signal propagation delay time combining the register driven by the low voltage source and the first combinational circuit. Then, when there is a first combinational circuit in which the estimation result is equal to or less than the design delay upper limit value. Combines the first combinational circuit with the first combinational circuit, and if there is a first combinational circuit whose estimation result exceeds the designed delay upper limit, the first combinational circuit is combined with the second combinational circuit. It is characterized in that it is a step of synthesizing into a circuit.

【0021】更に、請求項記載の発明では、前記請求
記載の論理合成方法において、第1の工程は、最初
に、全ての組合せ回路を第1の組合せ回路を用いて合成
し、次いで、前記組合せ回路の信号伝搬遅延時間が設計
上の遅延上限値を越えるか否かを判定し、設計上の遅延
上限値を越える第1の組合せ回路が有る場合にはその第
1の組合せ回路を第2の組合せ回路に再合成する工程で
あることを特徴とする。
Further, in the invention according to claim 8 , in the logic synthesis method according to claim 6 , the first step comprises first synthesizing all the combinational circuits using the first combinational circuit, and then It is determined whether the signal propagation delay time of the combinational circuit exceeds the designed upper limit of the delay. If there is a first combined circuit exceeding the designed upper limit of the delay, the first combinational circuit is deactivated. It is characterized in that it is a step of re-synthesizing into a second combinational circuit.

【0022】加えて、請求項記載の発明では、前記請
求項記載の論理合成方法において、第2の工程は、第
1の組合せ回路を第2の組合せ回路に再合成した結果、
新たに、何れかの第1の組合せ回路の出力が前記合成さ
れた第2の組合せ回路に入力された形の混在が生じたか
否かを判断し、その混在が生じた場合にはその第1の組
合せ回路を第2の組合せ回路に再合成することを繰返す
工程を有することを特徴とする。
In addition, according to the ninth aspect of the present invention, in the logic synthesis method according to the sixth aspect , the second step includes a step of resynthesizing the first combinational circuit into the second combinational circuit.
It is determined whether the output of any one of the first combinational circuits is mixed in the form of being input to the synthesized second combinational circuit or not. Characterized by a step of repeating re-combining the combinational circuit into the second combinational circuit.

【0023】更に加えて、請求項10記載の発明では、
前記請求項記載の論理合成方法において、複数のレジ
スタ及びその各レジスタ間に位置する複数の組合せ回路
を記述したレジスタトランスファーレベルの設計データ
を入力し、第1の工程における論理セルの接続情報は、
前記入力したレジスタトランスファーレベルの設計デー
タから生成されることを特徴とする。
[0023] In addition, in the invention according to claim 10 ,
7. The logic synthesis method according to claim 6, wherein design data at a register transfer level describing a plurality of registers and a plurality of combinational circuits located between the registers is input, and the connection information of the logic cells in the first step is ,
It is generated from the input register transfer level design data.

【0024】また、請求項11記載の発明では、前記請
求項記載の論理合成方法において、論理セルの接続情
報を記載したネットリストを入力し、第1の工程におけ
る論理セルの接続情報は、前記入力したネットリストに
記載された論理セルの接続情報から生成されることを特
徴とする。
According to the eleventh aspect of the present invention, in the logic synthesis method according to the sixth aspect , a netlist describing connection information of the logic cells is input, and the connection information of the logic cells in the first step is: It is generated from the connection information of the logic cells described in the input netlist.

【0025】更に、請求項12記載の発明では、前記請
求項記載の論理合成方法において、論理セルの接続情
報を表したスケマティックを入力し、第1の工程におけ
る論理セルの接続情報は、前記入力したスケマティック
に表された論理セルの接続情報から生成されることを特
徴とする。
According to a twelfth aspect of the present invention, in the logic synthesizing method according to the sixth aspect , a schematic representing connection information of a logic cell is input, and the connection information of the logic cell in the first step includes It is characterized by being generated from the input connection information of the logic cells represented in the inputted schematic.

【0026】加えて、請求項13記載の発明では、前記
請求項10、請求項11又は請求項12記載の論理合成
方法において、入力されたレジスタトランスファレベ
ル、入力されたネットリスト、又は入力されたスケマテ
ィックに基づく論理セルの接続情報を最適化し、前記最
適化された論理セルの接続情報を、第1の工程における
論理セルの接続情報として用いることを特徴とする。
In addition, according to the invention of claim 13 , in the logic synthesis method of claim 10 , 11, or 12 , the input register transfer level, the input netlist, or the input It is characterized in that the connection information of the logic cells based on the schematic is optimized, and the connection information of the optimized logic cells is used as the connection information of the logic cells in the first step.

【0027】更に加えて、請求項14記載の発明では、
前記請求項、請求項、請求項又は請求項記載の
論理合成方法において、第3の工程の後、各レジスタの
タイミングを検証する工程を有することを特徴とする。
[0027] In addition, in the invention of claim 14 ,
The logic synthesis method according to any one of claims 6 , 7 , 8 and 9 , further comprising a step of verifying the timing of each register after the third step.

【0028】[0028]

【作用】以上の構成により、請求項1ないし請求項
載の発明の半導体集積回路の設計方法では、クリティカ
ルパスを持つ組合せ回路の全体を高電源で駆動するよう
論理合成する。従って、そのクリティカルパスの信号伝
搬遅延時間を設計上許容される遅延上限値未満に抑える
ことができる。
With the above structure [action], in the method of designing a semiconductor integrated circuit of the invention of claim 1 to claim 5, wherein, logic synthesis to drive the entire combinational circuit with a critical path with high power. Therefore, the signal propagation delay time of the critical path can be suppressed to a value less than the upper limit of the delay allowed by design.

【0029】また、請求項ないし請求項14記載の論
理合成方法は次の作用を奏する。即ち、半導体集積回路
は、多数のレジスタと、そのレジスタ間に位置する多数
の組合せ回路とから成り、その一部の組合せ回路がクリ
ティカルパスを持つ。そのクリティカルパスを持つ組合
せ回路の前段に位置するレジスタ、即ちこの組合せ回路
にデータを伝達するレジスタにレベル変換回路を配置
し、前記クリティカルパスを持つ組合せ回路を高電圧源
で駆動する。更に、前記クリティカルパスを持つ組合せ
回路に信号を出力する他の組合せ回路が有れば、この組
合せ回路をも高電源で駆動するよう論理合成する。他の
組合せ回路は低電圧源で駆動する。従って、クリティカ
ルパスの組合せ回路のみを高電圧源で駆動する場合に比
して、必要とするレベル変換回路の数を低減できて、半
導体集積回路の設計が極めて容易になる。
The logic synthesizing method according to claims 6 to 14 has the following effects. That is, the semiconductor integrated circuit includes a large number of registers and a large number of combinational circuits located between the registers, and some of the combinational circuits have a critical path. A level conversion circuit is arranged in a register located before the combinational circuit having the critical path, that is, a register for transmitting data to the combinational circuit, and the combinational circuit having the critical path is driven by a high voltage source. Further, if there is another combinational circuit that outputs a signal to the combinational circuit having the critical path, logic synthesis is performed so that this combinational circuit is also driven by a high power supply. Other combinational circuits are driven by a low voltage source. Therefore, the number of required level conversion circuits can be reduced as compared with the case where only the critical path combination circuit is driven by the high voltage source, and the design of the semiconductor integrated circuit becomes extremely easy.

【0030】[0030]

【実施例】以下、本発明の実施例を図面に基いて説明す
る。
Embodiments of the present invention will be described below with reference to the drawings.

【0031】図1は本発明の半導体集積回路を備えた画
像処理装置Aの全体構成を示す。同図において、10は
外部からの信号をアナログ/デジタル変換するA/D変
換器、11は汎用のDRAM、12は本発明の半導体集
積回路であり前記DRAM11からデータを取出し又は
データを記憶させつつ画像処理を行う第1の半導体集積
回路、13は前記第1の半導体集積回路12を制御する
汎用の制御用マイクロコンピュータ、14は前記第1の
半導体集積回路12から信号を受けて更に画像処理を行
う第2の半導体集積回路である。
FIG. 1 shows the overall configuration of an image processing apparatus A having a semiconductor integrated circuit according to the present invention. In FIG. 1, reference numeral 10 denotes an A / D converter for converting an external signal from analog to digital, 11 denotes a general-purpose DRAM, and 12 denotes a semiconductor integrated circuit of the present invention, which takes out data from the DRAM 11 or stores data. A first semiconductor integrated circuit 13 for performing image processing, 13 is a general-purpose control microcomputer for controlling the first semiconductor integrated circuit 12, and 14 receives a signal from the first semiconductor integrated circuit 12 to further perform image processing. This is a second semiconductor integrated circuit to be performed.

【0032】また、15は外部に配置された例えば3V
の高電圧源、16は同様に外部配置された例えば2Vの
低電圧源である。同図の画像処理装置Aは、前記高電圧
源15に接続された高電圧配線17と、前記低電圧源1
6に接続された低電圧配線18とを有する。画像処理装
置Aの低消費電力化を図るために低電圧源16は画像処
理用の第1及び第2の半導体集積回路12、14の電圧
源として使用され、低電圧配線18の低電圧が第1及び
第2の半導体集積回路12、14のみに供給される。一
方、高電圧配線17の高電圧は他の汎用の回路10、1
1、13に供給される。各回路10〜14間のインター
フェイス電圧を高電圧にする必要から、高電圧配線17
の高電圧は画像処理用の2個の半導体集積回路12、1
4にも供給される。
Reference numeral 15 denotes an externally arranged, for example, 3 V
The high-voltage source 16 is also a low-voltage source, for example 2 V, externally arranged. The image processing apparatus A shown in FIG. 1 includes a high-voltage line 17 connected to the high-voltage source 15 and the low-voltage source 1.
6 connected to the low-voltage wiring 18. In order to reduce the power consumption of the image processing apparatus A, the low voltage source 16 is used as a voltage source for the first and second semiconductor integrated circuits 12 and 14 for image processing. It is supplied only to the first and second semiconductor integrated circuits 12 and 14. On the other hand, the high voltage of the high-voltage wiring 17 is applied to other general-purpose circuits 10, 1
1, 13 are supplied. Since the interface voltage between the circuits 10 to 14 needs to be high, the high voltage wiring 17
High voltage is applied to two semiconductor integrated circuits 12, 1 for image processing.
4 as well.

【0033】前記低電圧源16は高電圧配線17の電圧
を内部トランジスターでその閾値電圧分だけ降圧した内
部低電圧源としてもよい。その構成は例えば特開平4−
96369号公報に記載されるので、その詳細は省略す
る。この場合、外部に配置した低電圧源16は不要であ
る。
The low voltage source 16 may be an internal low voltage source in which the voltage of the high voltage wiring 17 is reduced by an internal transistor by the threshold voltage. The configuration is described in, for example,
96369, the details of which are omitted. In this case, the low voltage source 16 arranged outside is unnecessary.

【0034】前記画像処理用の第1の半導体集積回路1
2の内部構成を図2に示す。同図において、20はチッ
プ、21…は前記チップ20の外周に複数配置された入
力/出力パッド、22は前記複数の入力/出力パッド2
1…の配置領域を除いた内部コア部であって、前記内部
コア部22には5個の機能ブロックA〜Eが設けられて
いる。前記機能ブロックA〜Dは各々異なる演算処理を
行う演算処理回路であり、機能ブロックEは例えばRO
M,RAM等の小容量のメモリセル部である。
The first semiconductor integrated circuit 1 for image processing
FIG. 2 shows the internal configuration of No. 2. In the figure, reference numeral 20 denotes a chip, 21... Are a plurality of input / output pads arranged on the outer periphery of the chip 20, and 22 is the plurality of input / output pads 2.
The internal core portion 22 is provided with five functional blocks A to E except for the arrangement region of 1. The functional blocks A to D are arithmetic processing circuits that perform different arithmetic processes, and the functional block E is, for example, a RO
This is a small-capacity memory cell section such as M or RAM.

【0035】本発明は、前記画像処理用の第1の半導体
集積回路12において、前記内部コア部22内の前記メ
モリセル部より成る機能ブロックE以外の機能ブロック
A〜Dに対して適用される。
The present invention is applied to functional blocks A to D other than the functional block E including the memory cell section in the internal core section 22 in the first semiconductor integrated circuit 12 for image processing. .

【0036】図3は、前記第1の半導体集積回路12の
任意の1つの機能ブロック(例えばA)の論理回路図を
示す。
FIG. 3 is a logic circuit diagram of any one of the functional blocks (for example, A) of the first semiconductor integrated circuit 12.

【0037】同図の機能ブロック(半導体集積回路の一
部)は、前記図24のRTL記述から論理合成した論理
回路を示す。同図において、2、4,6及び8は、各々
前記図24のRTL記述のレジスタr1,r2,r3,r4 を構成
するフリップフロップ回路である。1、3、5及び7は
各々前記図24のRTL記述の組合せ回路func1,func2,
func3及びfunc4を構成し各レジスタr1〜r4の間又は前段
に位置する組合せ回路である。図3では、説明を簡単に
するため、各組合せ回路の出力は次段のフリップフロッ
プ回路のみに入力されるが、他の組合せ回路に信号を転
送する場合もある。
The functional block (part of the semiconductor integrated circuit) shown in FIG. 14 shows a logic circuit logically synthesized from the RTL description shown in FIG. In the figure, reference numerals 2, 4, 6, and 8 denote flip-flop circuits constituting registers r1, r2, r3, r4 described in the RTL of FIG. 24, respectively. Reference numerals 1, 3, 5 and 7 denote combination circuits func1, func2,
It is a combinational circuit that constitutes func3 and func4 and is located between the registers r1 to r4 or at the preceding stage. In FIG. 3, for the sake of simplicity, the output of each combinational circuit is input only to the flip-flop circuit at the next stage, but the signal may be transferred to another combinational circuit.

【0038】前記フリップフロップ回路2、6及び8は
前記2Vの低電圧源16を電圧源とする2V系であり、
残るフリップフロップ回路4は、2Vの低電圧源16及
び3Vの高電圧源15の両電源を電圧源とする2V/3
V系である。前記2V/3V系のフリップフロップ回路
4は後述するようにレベル変換回路を有し、2V系のフ
リップフロップ回路2、6及び8はレベル変換回路を有
しない。更に、前記組合せ回路1、3及び7は、2Vの
低電圧源16を電圧源とする2V系の組合せ回路(第1
の組合せ回路)であり、残る組合せ回路5は、高速動作
の要求から、3Vの高電圧電源15を電圧源とする3V
系の組合せ回路(第2の組合せ回路)である。
The flip-flop circuits 2, 6 and 8 are 2V systems using the 2V low voltage source 16 as a voltage source.
The remaining flip-flop circuit 4 has a voltage source of 2V / 3 using both power sources of a low voltage source 16 of 2V and a high voltage source 15 of 3V.
It is a V system. The 2V / 3V flip-flop circuit 4 has a level conversion circuit as described later, and the 2V flip-flop circuits 2, 6 and 8 do not have a level conversion circuit. Further, the combination circuits 1, 3 and 7 are 2V combination circuits (first circuit) using a 2V low voltage source 16 as a voltage source.
The remaining combinational circuit 5 has a 3V high-voltage power supply 15 and a 3V
This is a system combination circuit (second combination circuit).

【0039】加えて、9は2Vの低電圧源16を電圧源
とする2V系のクロックバッファ(クロック供給手段)
であって、前記4個のフリップフロップ回路2、4、
6、8にクロックを供給する。
In addition, 9 is a 2V-system clock buffer (clock supply means) using the 2V low voltage source 16 as a voltage source.
Wherein the four flip-flop circuits 2, 4,.
Clock is supplied to 6 and 8.

【0040】前記2V系のレベル変換回路を有しないフ
リップフロップ回路2、6、8の構成は図4に示され
る。同図において、30は1つの外部信号Dを受けるマ
スタラッチ、31は前記マスタラッチ30の出力側に直
列接続され且つ相補の2つの信号を出力するスレーブラ
ッチであって、この直列接続されたマスタラッチ30及
びスレーブラッチ31によりデータ一時記憶部36を構
成する。32は前記スレーブラッチ31の出力側に接続
された出力バッファ、33は外部から入力されるクロッ
クCLK から相補の内部クロックCK,NCK を生成する内部
クロック生成回路(クロック供給手段)であって、これ
等の回路30〜33は2Vの低電圧源16を電圧源とす
る2V系である。
FIG. 4 shows the configuration of the flip-flop circuits 2, 6, and 8 having no 2V level conversion circuit. In the figure, reference numeral 30 denotes a master latch for receiving one external signal D, and 31 denotes a slave latch which is connected in series to the output side of the master latch 30 and outputs two complementary signals. The slave latch 31 forms a temporary data storage unit 36. 32 is an output buffer connected to the output side of the slave latch 31, and 33 is an internal clock generation circuit (clock supply means) for generating complementary internal clocks CK and NCK from a clock CLK input from the outside. The circuits 30 to 33 are a 2V system using the 2V low voltage source 16 as a voltage source.

【0041】前記2V/3V系のレベル変換回路を有す
るフリップフロップ回路4の構成は図5に示される。同
図のフリップフロップ回路4は、前記図4に示した2V
系のフリップフロップ回路2と同一構成の直列接続され
たマスタラッチ30及びスレーブラッチ31と、内部ク
ロック生成回路33とを備えると共に、3Vの高電圧源
15を電圧源とする出力バッファー34と、前記スレー
ブラッチ31と前記出力バッファ34の間に介在された
レベル変換回路35とを備える。前記レベル変換回路3
5は、2V/3V系であって、2V系のスレーブラッチ
31の相補の信号間の電位差は低電圧(2V)である
が、この低電圧信号を入力し、この低電圧信号を、その
相補の信号間の電位差が高電圧(3V)である高電圧信
号にレベル変換して出力する機能を有する。
FIG. 5 shows the configuration of the flip-flop circuit 4 having the 2V / 3V level conversion circuit. The flip-flop circuit 4 shown in FIG.
A master latch 30 and a slave latch 31 connected in series with the same configuration as the flip-flop circuit 2 of the system, an internal clock generation circuit 33, an output buffer 34 using the 3V high voltage source 15 as a voltage source, A level conversion circuit 35 is provided between the latch 31 and the output buffer 34. The level conversion circuit 3
Reference numeral 5 denotes a 2V / 3V system, in which the potential difference between complementary signals of the 2V system slave latch 31 is a low voltage (2V). Has a function of converting the level into a high voltage signal in which the potential difference between the signals is high voltage (3 V) and outputting the high voltage signal.

【0042】前記レベル変換回路35の具体的構成を図
6(a)及び(b)に示す。同図(a)のレベル変換回
路35において、40及び41はPMOS型トランジス
タ、42及び43はNMOS型トランジスタであって、一
方のPMOS型トランジスタ40と一方のNMOS型トランジ
スタ42とは直列接続され、また他方のPMOS 型トラン
ジスタ41と他方のNMOS型トランジスタ43とは直列
接続され、この双方の直列回路は各々3Vの高電圧源1
5と接地との間に配置される。前記一方のPMOS型トラ
ンジスタ40のゲートは、直列接続されない側のNMOS
型トランジスタ43のドレインに、他方のPMOS型トラ
ンジスタ41のゲートはNMOS型トランジスタ42のド
レインに接続される。相補の出力は各NMOS型トランジ
スタ42、43のドレインから取り出される。前記の構
成により、PMOS型トランジスタ40とNMOS 型トラン
ジスタ42、PMOS型トランジスタ41とNMOS型トラン
ジスタ43は、各々インバータの機能を奏する。即ち、
図5のスレーブラッチ31の相補の出力により一方のN
MOS型トランジスタ43のゲートに2Vの低電圧が供給
されると共に他方のNMOS型トランジスタ42のゲート
に0Vが供給されると、前記一方のNMOS型トランジス
タ43がONすると共に前記他方のNMOS型トランジス
タ42がOFFし、これに伴い一方のPMOS 型トランジ
スタ40がONすると共に他方のPMOS 型トランジスタ
41がOFFするので、一方のNMOS型トランジスタ4
2のドレインが3Vの高電圧源15に接続されると共に
他方のNMOS型トランジスタ43のドレインが接地され
て、3Vの高電位差の相補の出力が得られる。図6
(a)の構成では、3Vの高電圧源15から2Vの低電
圧源16への貫通電流、及び3Vの高電圧源15から0
V(接地)への貫通電流を流すことなく、図5のスレー
ブラッチ31の相補の出力を2Vの低電圧から3Vの高
電圧にレベル変換することができる。
FIGS. 6A and 6B show a specific configuration of the level conversion circuit 35. FIG. In the level conversion circuit 35 of FIG. 3A, reference numerals 40 and 41 denote PMOS transistors, and reference numerals 42 and 43 denote NMOS transistors. One PMOS transistor 40 and one NMOS transistor 42 are connected in series. The other PMOS transistor 41 and the other NMOS transistor 43 are connected in series, and both series circuits are connected to a high voltage source 1 of 3V.
5 and ground. The gate of the one PMOS transistor 40 is connected to the NMOS not connected in series.
The gate of the other PMOS transistor 41 is connected to the drain of the NMOS transistor 42. The complementary output is taken from the drains of the NMOS transistors 42 and 43. With the above configuration, the PMOS transistor 40 and the NMOS transistor 42, and the PMOS transistor 41 and the NMOS transistor 43 each perform the function of an inverter. That is,
The complementary output of the slave latch 31 of FIG.
When a low voltage of 2 V is supplied to the gate of the MOS transistor 43 and 0 V is supplied to the gate of the other NMOS transistor 42, the one NMOS transistor 43 is turned on and the other NMOS transistor 42 is turned on. Is turned off, and accordingly, one PMOS transistor 40 is turned on and the other PMOS transistor 41 is turned off.
The drain of the NMOS transistor 43 is connected to the high voltage source 15 of 3V, and the drain of the other NMOS transistor 43 is grounded, so that a complementary output having a high potential difference of 3V is obtained. FIG.
In the configuration of (a), the through current from the 3V high voltage source 15 to the 2V low voltage source 16 and the 3V high voltage source 15
The level of the complementary output of the slave latch 31 shown in FIG. 5 can be converted from a low voltage of 2V to a high voltage of 3V without passing through current to V (ground).

【0043】図6(b)は前記とは異なる他の具体的構
成のレベル変換回路35´を示す。同図のレベル変換回
路35´は、前記図6(a)のレベル変換回路35の2
個のNMOS型トランジスター42、43に代えて、2個
のCMOS型インバータ45、46を配置したものであ
る。この両CMOS型インバータ45、46は、各々、1
個のPMOS型トランジスター47、49と1個のNMOS型
トランジスター48、50とを直列接続して成る。両C
MOS型インバータ45、46の入力端子、即ち直列接続
されたPMOS型及びNMOS型の両トランジスター47,48,4
9,50の両ゲートには、図5のスレーブラッチ31の相補
の出力信号が入力される。一方のCMOS型インバータ4
5の出力端子、即ちPMOS 型トランジスター47とNMO
S型トランジスター48との接続部は、CMOS型インバー
タ45と直列接続されないPMOS型トランジスタ41の
ゲートに、他方のCMOS 型インバータ46の出力端子
は、CMOS 型インバータ46と直列接続されないPMOS
型トランジスタ40のゲートに各々接続される。両CMO
S型インバータ45、46の出力がレベル変換回路35
´の相補の出力である。以上の構成により、3Vの高電
圧源15から2Vの低電圧源16への貫通電流及び3V
の高電圧源15から接地への貫通電流を流すことなく、
図5のスレーブラッチ31の相補の出力を2Vの低電圧
から3Vの高電圧にレベル変換することができる。更
に、CMOS型インバータ45、46を構成するPMOS 型
トランジスタは、過渡状態での3Vの高電圧源15から
接地への貫通電流を抑制する。
FIG. 6B shows a level conversion circuit 35 'having another specific configuration different from the above. The level conversion circuit 35 'shown in FIG.
Instead of the NMOS transistors 42 and 43, two NMOS inverters 45 and 46 are arranged. Each of the two PMOS inverters 45 and 46 has 1
The PMOS transistors 47 and 49 and the NMOS transistors 48 and 50 are connected in series. Both C
The input terminals of the MOS inverters 45 and 46, that is, both PMOS and NMOS transistors 47, 48 and 4 connected in series.
Complementary output signals of the slave latch 31 of FIG. 5 are input to both the gates 9 and 50. One of the CMOS inverters 4
5 output terminal, ie, PMOS transistor 47 and NMO
The connection with the S-type transistor 48 is connected to the gate of the PMOS transistor 41 not connected in series with the PMOS inverter 45, and the output terminal of the other PMOS inverter 46 is connected to the PMOS not connected in series with the PMOS inverter 46.
Each is connected to the gate of the type transistor 40. Both CMOs
The output of the S-type inverters 45 and 46 is
'Are complementary outputs. With the above configuration, the through current from the high voltage source 15 of 3V to the low voltage source 16 of 2V and 3V
Without flowing through current from the high voltage source 15 to the ground
5 can be level-converted from a low voltage of 2V to a high voltage of 3V. Further, the PMOS transistors constituting the PMOS inverters 45 and 46 suppress a through current from the 3V high voltage source 15 to the ground in the transient state.

【0044】図3の半導体集積回路は、以上の説明から
判るように、入力及び出力共に2V系の組合せ回路1、
3を持つフリップフロップ回路2は、低電圧の2V系で
構成され、入力に2V系の組合せ回路3を持ち且つ出力
に3V系の組合せ回路5を持つフリップフロップ回路4
は、低電圧/高電圧系(2V/3V系)で構成され、ま
た入力に3V系の組合せ回路5を持ち且つ出力に2V系
の組合せ回路7を持つフリップフロップ回路6は、低電
圧の2V系で構成されている。
As can be seen from the above description, the semiconductor integrated circuit shown in FIG.
3 is a low-voltage 2V system, has a 2V combination circuit 3 at its input, and has a 3V combination circuit 5 at its output.
Is a low-voltage / high-voltage system (2 V / 3 V system), and a flip-flop circuit 6 having a 3 V system combination circuit 5 at the input and a 2 V system combination circuit 7 at the output is a low voltage 2 V system. It is composed of a system.

【0045】以上の説明では、レジスタr1,r2,r3,r4を
フリップフロップ回路により構成したが、このフリップ
フロップ回路に代えて、ラッチ回路により構成してもよ
い。前記ラッチ回路の具体的構成を図7及び図8に示
す。図7は低電圧の2V系のラッチ回路51を示す。図
7のラッチ回路51は、1つの信号Dを入力し且つラッ
チして相補の出力を得るラッチ部(データ一時記憶部)
52と、前記ラッチ部52の出力側に接続された出力バ
ッファ53と、外部クロックGから内部クロックNGを
生成しこの内部クロックNGを前記ラッチ部52に出力
する内部クロック生成回路54とを備えると共に、外部
クロックGも前記ラッチ部52に与えられる。以上の回
路52〜54は2Vの低電圧源16を電圧源とする2V
系である。図8は低電圧/高電圧系(2V/3V系)の
ラッチ回路51´を示す。図8のラッチ回路51´は、
前記低電圧の2V系のラッチ回路の構成と同様に2Vの
低電圧源16を電圧源とするラッチ部52及び内部クロ
ック生成回路54と、3Vの高電圧源15を電圧源とす
る出力バッファ55と、前記ラッチ部52と前記出力バ
ッファ55との間に介在され入力信号を低電圧(2V)
から高電圧(3V)にレベル変換するレベル変換回路5
6を備える。このレベル変換回路56の具体的構成は前
記図6(a)又は(b)に示す具体的構成と同一であ
る。
In the above description, the registers r1, r2, r3, r4 are constituted by flip-flop circuits, but may be constituted by latch circuits instead of the flip-flop circuits. FIGS. 7 and 8 show a specific configuration of the latch circuit. FIG. 7 shows a low-voltage 2V-system latch circuit 51. A latch circuit 51 shown in FIG. 7 is a latch unit (temporary data storage unit) that receives and latches one signal D and obtains a complementary output.
52, an output buffer 53 connected to the output side of the latch unit 52, and an internal clock generation circuit 54 that generates an internal clock NG from the external clock G and outputs the internal clock NG to the latch unit 52. , An external clock G are also supplied to the latch unit 52. The above circuits 52 to 54 are 2V using the 2V low voltage source 16 as a voltage source.
System. FIG. 8 shows a low-voltage / high-voltage (2 V / 3 V) latch circuit 51 ′. The latch circuit 51 'in FIG.
Similarly to the configuration of the low-voltage 2V-system latch circuit, the latch unit 52 and the internal clock generation circuit 54 using the 2V low-voltage source 16 as a voltage source, and the output buffer 55 using the 3V high-voltage source 15 as a voltage source And an input signal interposed between the latch section 52 and the output buffer 55 to reduce the input signal to a low voltage (2 V).
Level conversion circuit 5 for converting the level from the high voltage (3V) to
6 is provided. The specific configuration of the level conversion circuit 56 is the same as the specific configuration shown in FIG. 6A or 6B.

【0046】次に、前記図3に示した半導体集積回路を
論理セルの接続情報に基いて論理合成する論理合成方法
のアルゴリズムを図9の論理合成装置並びに図13及び
図14のフローチャートを参照して説明する。
Next, an algorithm of a logic synthesis method for logic-synthesizing the semiconductor integrated circuit shown in FIG. 3 based on the connection information of the logic cells will be described with reference to the logic synthesis apparatus of FIG. 9 and the flow charts of FIGS. Will be explained.

【0047】図9は、論理合成装置60の全体概略構成
を示す。同図において、61は読込み部、62は翻訳
部、63は最適化処理部、64はセル割付け部、65は
タイミング検証部、66は回路図生成部、67は出力部
である。前記読込み部61は前記図24若しくは図10
に示すRTL記述(ハードウェア記述言語)、前記RT
L記述に基いてレジスタ間の信号伝送関係を論理セルの
接続情報レベルで明確に規定した図11に示すネットリ
スト、又は前記ネットリストを図式化した図12に示す
スケマティックを入力する。前記翻訳部62は、読込み
部61から読み込んだRTL記述を状態遷移図、ブール
代数表記、タイミング図、並びにメモリのタイプ、ビッ
ト数及びワード数等のメモリの仕様に変換する。
FIG. 9 shows the overall schematic configuration of the logic synthesis device 60. In the figure, 61 is a reading unit, 62 is a translation unit, 63 is an optimization processing unit, 64 is a cell allocation unit, 65 is a timing verification unit, 66 is a circuit diagram generation unit, and 67 is an output unit. The reading unit 61 is the same as that shown in FIG.
RTL description (hardware description language) shown in
A netlist shown in FIG. 11 in which the signal transmission relationship between registers is clearly defined based on the connection information level of the logic cell based on the L description, or a schematic shown in FIG. The translation unit 62 converts the RTL description read from the reading unit 61 into a state transition diagram, a Boolean expression, a timing diagram, and memory specifications such as a memory type, the number of bits and the number of words.

【0048】前記最適化処理部63は、得られた状態遷
移図を最適化する状態遷移図最適化処理部63aと、最
適化された状態遷移図に対応する回路(ステートマシ
ン)を生成するステートマシン生成部63bと、得られ
たタイミング図をコンパイルするタイミング図のコンパ
イラ63cと、得られたメモリの仕様に基いてメモリを
合成するメモリの合成部63dと、前記コンパイルされ
たタイミング図及び合成されたメモリに基いてインター
フェイス部を合成するインターフェイス部の合成部63
eとを有する。また、最適化処理部63は、読込み部6
1への入力がRTL記述の場合には、前記得られたステ
ートマシン、得られたブール代数表記及び合成されたイ
ンターフェイス部に基いて論理を最適化して、最適化さ
れた論理セルの接続情報を生成する一方、読込み部61
への入力がネットリスト又はスケマティックの場合に
は、この入力されたネットリスト又はスケマティックの
論理を最適化して、最適化された論理の接続情報を生成
する論理最適化部63fを有する。
The optimization processing unit 63 includes a state transition diagram optimization processing unit 63a for optimizing the obtained state transition diagram and a state for generating a circuit (state machine) corresponding to the optimized state transition diagram. A machine generator 63b, a compiler 63c for compiling a timing diagram obtained for compiling the obtained timing diagram, a composing unit 63d for composing a memory based on the specification of the obtained memory, Combining unit 63 for combining the interface unit based on the stored memory
e. Further, the optimization processing unit 63 includes the reading unit 6
If the input to 1 is an RTL description, the logic is optimized based on the obtained state machine, the obtained Boolean expression and the synthesized interface unit, and the connection information of the optimized logic cell is obtained. While generating, the reading unit 61
In the case where the input to is a netlist or schematic, there is a logic optimization unit 63f that optimizes the logic of the input netlist or schematic and generates connection information of the optimized logic.

【0049】また、前記出力部67は、前記図3の論理
回路を示すネットリスト又はこのネットリストを図式化
した論理回路図(スケマティック)を外部出力する。
The output unit 67 externally outputs a netlist indicating the logic circuit of FIG. 3 or a logic circuit diagram (schematic) obtained by schematizing the netlist.

【0050】本発明は、前記図9に示したセル割付け部
64に存在する。次に、このセル割付け部64によるセ
ルの割付け(セルマッピング)処理、即ち前記論理最適
化部63fにより得られたセルの接続情報に基いて図3
に示す半導体集積回路を論理合成するアルゴリズムを図
13のフローチャートに基いて説明する。尚、図13で
は本発明の特徴部分を主体に描いている。
The present invention exists in the cell allocating section 64 shown in FIG. Next, based on the cell allocation (cell mapping) processing by the cell allocation section 64, ie, the cell connection information obtained by the logic optimization section 63f, FIG.
The algorithm for logically synthesizing the semiconductor integrated circuit shown in FIG. 1 will be described with reference to the flowchart of FIG. Note that FIG. 13 mainly illustrates features of the present invention.

【0051】同図において、スタートして、ステップS
1〜S4(第1の工程)において、信号伝搬遅延時間が
設計上の遅延上限値以下の組合せ回路は、2Vの低電圧
源16を電圧源とする第1の組合せ回路に合成し、その
逆に信号伝搬遅延時間が設計上の遅延上限値を越える組
合せ回路は、3Vの高電圧源15を電圧源とする第2の
組合せ回路に合成する。
In the figure, starting and step S
In 1 to S4 (first step), the combinational circuit whose signal propagation delay time is equal to or less than the designed delay upper limit value is combined with the first combinational circuit using the 2V low voltage source 16 as a voltage source, and vice versa. The combinational circuit whose signal propagation delay time exceeds the designed delay upper limit value is combined with the second combinational circuit using the 3V high voltage source 15 as a voltage source.

【0052】前記第1の工程は、本実施例では次のよう
に行う。即ち、最初に、前記論理最適化部63fからセ
ルの接続情報を読み込んだ後、ステップS1で低電圧
(2V)系のフリップフロップ回路及び組合せ回路の各
信号伝搬遅延時間を用いて、任意のフリップフロップ回
路のクロック入力から次段のフリップフロップ回路のデ
ータ入力までの信号伝搬経路における信号伝搬遅延時間
を各信号伝搬経路毎に見積る。この信号伝搬遅延時間の
見積りは、例えば用いられる論理(AND回路,NOR
回路又はNOT回路等)に関する情報、例えば論理の種
類、入力数及び論理の段数を抽出し、この論理に関する
情報及びセルのテクノロジ等に基いて、その各論理をセ
ルにマッピングした場合の信号伝搬遅延時間を計算して
推定することにより行う。次に、ステップS2で信号伝
搬遅延時間の見積り結果が設計上の遅延の上限値以下か
否かを判断し、上限値以下の場合は、ステップS3で信
号伝搬経路上に配置される論理ゲートの集合体である組
合せ回路を低電圧(2V)の論理セルライブラリ(以
下、lib と記す)の組合せ回路(第1の組合せ回路)に
マッピングし、見積り結果が設計上の遅延の上限値を越
える場合は、ステップS4で信号伝搬経路上に配置され
る論理ゲートの集合体である組合せ回路を高電圧(3
V) libの組合せ回路(第2の組合せ回路)にマッピン
グすることにより行う。
In the present embodiment, the first step is performed as follows. That is, first, after reading the cell connection information from the logic optimizing unit 63f, an arbitrary flip-flop is used in step S1 by using each signal propagation delay time of the low-voltage (2V) flip-flop circuit and the combinational circuit. The signal propagation delay time in the signal propagation path from the clock input of the flip-flop circuit to the data input of the next flip-flop circuit is estimated for each signal propagation path. The estimation of the signal propagation delay time is performed, for example, by using a logic (AND circuit, NOR
Circuit or NOT circuit), for example, the type of logic, the number of inputs, and the number of logic stages are extracted, and the signal propagation delay when each logic is mapped to a cell based on the logic-related information and the cell technology. This is done by calculating and estimating the time. Next, in step S2, it is determined whether or not the estimation result of the signal propagation delay time is equal to or less than the upper limit value of the designed delay. When the combinational circuit, which is an aggregate, is mapped to a combinational circuit (first combinational circuit) of a low-voltage (2 V) logic cell library (hereinafter, referred to as lib), and the estimation result exceeds the upper limit of the design delay. Sets the combinational circuit, which is an aggregate of logic gates arranged on the signal propagation path in step S4, to a high voltage (3
V) This is performed by mapping to a combinational circuit of lib (a second combinational circuit).

【0053】続いて、ステップS5及びS6(第2の工
程)では次の処理を行う。即ち、ステップS5におい
て、低電圧系(2V系)の組合せ回路の出力が高電圧系
(3V系)の組合せ回路の入力となる形で2V系の組合
せ回路と3V系の組合せ回路とが混在するか否かを調
べ、前記の形の混在が存在する場合は、ステップS6で
前記2V系の組合せ回路(第1の組合せ回路)を構成す
る2V系の論理ゲートのうち、3V系の組合せ回路の入
力となる論理ゲートを含む後段の論理ゲートを、3V l
ibの組合せ回路(第2の組合せ回路)を構成する3V系
の論理ゲートにより置換するように再度マッピングす
る。前記混在が無い場合には、2V系の論理ゲートを3
V系の論理ゲートに変換する必要はない。
Subsequently, the following processing is performed in steps S5 and S6 (second step). That is, in step S5, the combination circuit of the 2V system and the combination circuit of the 3V system are mixed so that the output of the combination circuit of the low voltage system (2V system) becomes the input of the combination circuit of the high voltage system (3V system). It is checked whether or not there is a mixture of the above shapes. In step S6, among the 2V-system logic gates constituting the 2V-system combination circuit (first combination circuit), the 3V-system combination circuit Subsequent logic gates including input logic gates are
Mapping is performed again so as to be replaced by a 3V-system logic gate constituting the combination circuit (second combination circuit) of ib. If there is no mixture, 3V logic gates should be 3
There is no need to convert to V-based logic gates.

【0054】その後は、レジスタではその入力側及び出
力側に位置する組合せ回路の電圧系が前述の論理合成に
より既に決まっているので、ステップS7〜S9(第3
の工程)では次の処理を行う。即ち、各レジスタが低電
圧(2V)の入力から高電圧(3V)の出力に電位をレ
ベル変換するか否かを調べ、レベル変換する場合は、ス
テップS8でそのレベル変換するレジスタ(フリップフ
ロップ回路又はラッチ回路)を図5の2V/3V系のフ
リップフロップ回路又は図8の2V/3V系のラッチ回
路にマッピングし、レベル変換しない場合は、ステップ
S9でそのレベル変換しないレジスタを図4の2V系の
フリップフロップ回路又は図7の2V系のラッチ回路に
マッピングする。
After that, since the voltage systems of the combinational circuits located on the input side and the output side of the register have already been determined by the above-described logic synthesis, steps S7 to S9 (third step) are performed.
In step (3), the following processing is performed. That is, it is checked whether or not each register converts the level of the potential from the input of the low voltage (2 V) to the output of the high voltage (3 V). 4 is mapped to the 2V / 3V-system flip-flop circuit of FIG. 5 or the 2V / 3V-system latch circuit of FIG. 8, and if the level is not to be converted, the register whose level is not converted is replaced with the 2V / 3V of FIG. 7 is mapped to the flip-flop circuit of the system or the latch circuit of the 2V system in FIG.

【0055】図14は前記図13に示す論理合成方法の
変形例を示す。図13の論理合成方法では、第1の工程
において信号伝搬遅延時間を見積り、その見積り結果に
応じて組合せ回路を低電圧(2V)の組合せ回路又は高
電圧(3V)の組合せ回路にマッピングしたのに代え、
本変形例は、最初にステップS10で2V libの組合せ
回路(第1の組合せ回路)にマッピングし、その後、ス
テップS11において前記合成した結果が設計上の遅延
上限値以下か否かを判断し、遅延上限値を越える場合の
みステップS12で前記合成した2Vlib の組合せ回路
(第1の組合せ回路)を3V libの組合せ回路(第2の
組合せ回路)で置換するように再度マッピングする。本
変形例の第2の工程及び第3の工程は、前記図13の論
理合成方法と同一であるので、その説明を省略する。
FIG. 14 shows a modification of the logic synthesis method shown in FIG. In the logic synthesis method of FIG. 13, the signal propagation delay time is estimated in the first step, and the combinational circuit is mapped to a low-voltage (2V) combinational circuit or a high-voltage (3V) combinational circuit according to the estimation result. Instead of
In the present modified example, first, in step S10, mapping is performed on a 2V lib combinational circuit (first combinational circuit), and then, in step S11, it is determined whether or not the result of the combination is equal to or less than a design delay upper limit value. Only when the delay exceeds the upper limit value, mapping is performed again in step S12 so that the combined circuit of 2Vlib (first combined circuit) is replaced with a combined circuit of 3Vlib (second combined circuit). The second and third steps of this modified example are the same as the logic synthesis method of FIG. 13 described above, and a description thereof will be omitted.

【0056】図15は前記図13に示した論理合成のア
ルゴリズムの一部をより具体化した変形例を示す。以
下、図15の論理合成のアルゴリズムを図13とは異な
る部分について説明する。第1の工程ではステップS1
3が追加される。このステップS13は、ステップS2
で信号伝搬遅延時間の見積り結果が上限値を越える場合
に、予め、その上限値を越える全ての低電圧(2V)li
bの組合せ回路(第1の組合せ回路)を抽出するステッ
プであり、このステップS13の後に、前記抽出した第
1の組合せ回路をステップS4で高電圧(3V)libの
組合せ回路(第2の組合せ回路)にマッピングする。ま
た、第2の工程では、ステップS14が追加される。こ
のステップS14は、ステップS5で2V系の組合せ回
路と3V系の組合せ回路とが混在する場合に、予め、そ
の混在する2V系の組合せ回路(第1の組合せ回路)を
全て抽出するステップであり、このステップS14の後
に、前記抽出した第1の組合せ回路をステップ6で高電
圧(3V)libの組合せ回路(第2の組合せ回路)に再
度マッピングする。また、この第2の工程では、前記ス
テップ6で第2の組合せ回路に再度マッピングした後、
ステップ5に戻るアルゴリズムが追加される。このアル
ゴリズムは、前記ステップ6での3V系の組合せ回路へ
のマッピングに起因して2V系の組合せ回路と3V系の
組合せ回路との混在が新たに生じることになる場合があ
る点を考慮して、この混在をステップ5で判断し、この
混在がある場合には、再度ステップS14及びS6で、
その混在する2V系の組合せ回路の抽出と、その抽出し
た第1の組合せ回路を高電圧(3V)lib の組合せ回路
(第2の組合せ回路)に再度マッピングすることを繰返
すためである。
FIG. 15 shows a modification in which a part of the logic synthesis algorithm shown in FIG. Hereinafter, the logic synthesis algorithm of FIG. 15 will be described with respect to portions different from FIG. In the first step, step S1
3 is added. This step S13 is equivalent to step S2
In the case where the estimation result of the signal propagation delay time exceeds the upper limit value, all the low voltages (2 V) li exceeding the upper limit value are set in advance.
b) extracting a combinational circuit (a first combinational circuit) of step (b). After step S13, the extracted first combinational circuit is combined with a high-voltage (3V) lib combinational circuit (a second combinational circuit) in step S4. Circuit). In the second step, step S14 is added. This step S14 is a step of, in the case where the combination circuit of the 2V system and the combination circuit of the 3V system are mixed in step S5, extracting all of the mixed circuit (first combination circuit) of the 2V system in advance. After this step S14, the extracted first combinational circuit is mapped again to the high-voltage (3V) lib combinational circuit (second combinational circuit) in step 6. Further, in the second step, after re-mapping to the second combinational circuit in the step 6,
An algorithm returning to step 5 is added. This algorithm takes into consideration that the combination of the 2V system combination circuit and the 3V system combination circuit may newly occur due to the mapping to the 3V system combination circuit in step 6 described above. This mixture is determined in step 5, and if there is this mixture, again in steps S14 and S6,
This is for repeating the extraction of the mixed circuit of the mixed 2V system and the re-mapping of the extracted first combination circuit to the combination circuit of the high voltage (3V) lib (the second combination circuit).

【0057】また、図16は、前記図14に示した論理
合成のアルゴリズムの一部をより具体化した変形例を示
す。本変形例も前記図15と同様に、信号伝搬遅延時間
が上限値を越える場合に(ステップS11)、予め、そ
の上限値を越える全ての低電圧(2V)lib の組合せ回
路(第1の組合せ回路)を抽出するステップ15が第1
工程に追加されると共に、2V系の組合せ回路と3V系
の組合せ回路とが混在する場合に(ステップS5)、予
め、その混在する2V系の組合せ回路(第1の組合せ回
路)を全て抽出するステップ16が第2の工程に追加さ
れると共に、この第2の工程には、3V系の組合せ回路
へのリマッピング(ステップ6)に起因して2V系の組
合せ回路と3V系の組合せ回路との混在が新たに生じる
ことになる場合がある点を考慮して、このステップS6
の処理後にその混在の有無の判断を行うステップ5に戻
るアルゴリズムが追加される。
FIG. 16 shows a modification in which a part of the logic synthesis algorithm shown in FIG. As in the case of FIG. 15, in this modification, when the signal propagation delay time exceeds the upper limit (step S11), the combination circuit (the first combination) of all low-voltage (2V) libs exceeding the upper limit is used in advance. Step 15 for extracting the circuit
If the combination circuit of the 2V system and the combination circuit of the 3V system are mixed together (step S5), all of the mixed 2V system combination circuits (first combination circuits) are extracted in advance. Step 16 is added to the second step. In this second step, the 2V-system combination circuit and the 3V-system combination circuit are added due to the remapping to the 3V-system combination circuit (step 6). In consideration of the fact that a mixture of
An algorithm is added to return to step 5 for determining the presence or absence of the coexistence after the processing of.

【0058】従って、図15及び図16に示した論理合
成方法の各アルゴリズムでは、例えば図17(a)に示
すように、信号伝搬遅延時間又はその見積り結果が上限
値を越える場合に第1の組合せ回路を図中ハッチングで
示す第2の組合せ回路にマッピングした後、2V系の組
合せ回路と3V系の組合せ回路とが混在する場合には、
同図(b)に示すようにその混在する第1の組合せ回路
を図中ハッチングで示す第2の組合せ回路にリマッピン
グし、続いて前記リマッピングにより2V系の組合せ回
路と3V系の組合せ回路との混在が新たに生じた場合に
は、同図(c)に示すようにその混在する第1の組合せ
回路を図中ハッチングで示す第2の組合せ回路にリマッ
ピングし、2V系の組合せ回路の出力が3V系の組合せ
回路の入力となる形の2V系の組合せ回路と3V系の組
合せ回路との混在がなくなれば、その後、各フリップフ
ロップ回路が低電圧(2V)の入力から高電圧(3V)
の出力に電位をレベル変換する場合に、同図(d)に示
すように、そのレベル変換するフリップフロップ回路を
図中ハッチングで示す2V/3V系のフリップフロップ
回路にマッピングすることになる。
Accordingly, in each algorithm of the logic synthesis method shown in FIGS. 15 and 16, for example, as shown in FIG. 17A, when the signal propagation delay time or its estimation result exceeds the upper limit value, the first After mapping the combinational circuit to the second combinational circuit indicated by hatching in the figure, when the combination circuit of the 2V system and the combination circuit of the 3V system coexist,
As shown in FIG. 4B, the mixed first combinational circuit is remapped to a second combinational circuit indicated by hatching in the figure, and then the 2V-system combination circuit and the 3V-system combination circuit are re-mapped by the remapping. In the case where a new combination is generated, the first combinational circuit is re-mapped to a second combinational circuit indicated by hatching in the figure as shown in FIG. When the combination of the 2V-system combination circuit and the 3V-system combination circuit, in which the output of the flip-flop circuit becomes the input of the 3V-system combination circuit, is eliminated, then each flip-flop circuit receives the low voltage (2V) input from the high voltage (2V) 3V)
When the potential is level-converted to the output of (1), the flip-flop circuit for level conversion is mapped to a 2V / 3V-system flip-flop circuit indicated by hatching in the figure, as shown in FIG.

【0059】図18は、前記図13の論理合成方法を前
記図3の半導体集積回路とは異なる他の構成の半導体集
積回路に適用した実施例を示す。
FIG. 18 shows an embodiment in which the logic synthesis method of FIG. 13 is applied to a semiconductor integrated circuit having a different configuration from the semiconductor integrated circuit of FIG.

【0060】同図は、レジスタとしてスキャンテスト用
フリップフロップ回路を用いた半導体集積回路である。
スキャンフリップフロップ回路80、81、82、83
及び84は2V/3V系のスキャンフリップフロップ回
路であり、他のスキャンフリップフロップ回路は2V系
のスキャンフリップフロップ回路である。
FIG. 1 shows a semiconductor integrated circuit using a scan test flip-flop circuit as a register.
Scan flip-flop circuits 80, 81, 82, 83
And 84 are 2V / 3V scan flip-flop circuits, and the other scan flip-flop circuits are 2V scan flip-flop circuits.

【0061】2V系のスキャンフリップフロップ回路の
構成を図19に示す。同図のスキャンフリップフロップ
回路は、前記図4に示した低電圧(2V)系のフリップ
フロップ回路の構成に加えてマルチプレクサ90を備え
る。前記マルチプレクサ90は、2Vの低電圧源16を
電圧源とし、制御信号SEにより2つのデータD、DT
の何れか一方を選択して出力する。このマルチプレクサ
90で選択されたデータはマスタラッチ30に入力され
る。他の構成については、図4に示したフリップフロッ
プ回路の構成と同一部分に同一符号を付してその説明を
省略する。
FIG. 19 shows the configuration of the 2V-system scan flip-flop circuit. The scan flip-flop circuit shown in the figure includes a multiplexer 90 in addition to the configuration of the low-voltage (2 V) flip-flop circuit shown in FIG. The multiplexer 90 uses the low voltage source 16 of 2V as a voltage source, and receives two data D and DT by a control signal SE.
Is selected and output. The data selected by the multiplexer 90 is input to the master latch 30. About the other structure, the same code | symbol is attached | subjected to the same part as the structure of the flip-flop circuit shown in FIG. 4, and the description is abbreviate | omitted.

【0062】図21は他の構成の2V系のスキャンフリ
ップフロップ回路を示す。同図の2V系のスキャンフリ
ップフロップ回路は、前記図4に示したフリップフロッ
プ回路の構成に加えてデータ入力選択回路91を備え
る。前記データ入力選択回路91は、マスタラッチ30
が外部クロックCLKによりデータDを入力している時は
他のデータDTの入力を禁止し、マスタラッチ30がデ
ータDの入力を禁止している時は他のデータDTを他の
クロックCLKTにより入力して前記マスタラッチ30に出
力する。同図において、92は内部クロック生成回路で
あって、前記2種の外部クロックCLK 、CLKTを入力して
2種の内部クロックCK、NCK を生成し、この内部クロッ
クCK、NCK をマスタラッチ30及びスレーブラッチ31
に出力する。
FIG. 21 shows a 2V-system scan flip-flop circuit having another configuration. The 2V-system scan flip-flop circuit shown in FIG. 9 includes a data input selection circuit 91 in addition to the configuration of the flip-flop circuit shown in FIG. The data input selection circuit 91 is connected to the master latch 30
When the data D is input by the external clock CLK, the input of the other data DT is inhibited. When the master latch 30 inhibits the input of the data D, the other data DT is input by the other clock CLKT. Output to the master latch 30. In the figure, reference numeral 92 denotes an internal clock generation circuit which receives the two types of external clocks CLK and CLKT to generate two types of internal clocks CK and NCK, and applies the internal clocks CK and NCK to a master latch 30 and a slave. Latch 31
Output to

【0063】図20は2V/3V系のスキャンフリップ
フロップ回路を示す。同図のスキャンフリップフロップ
回路は、前記図19の2V系のスキャンフリップフロッ
プ回路のマスタラッチ30、スレーブラッチ31、内部
クロック生成回路33及びマルチプレクサ90と同一回
路を備えると共に、3Vの高電圧源を電圧源とする出力
バッファ95と、2V/3V系のレベル変換回路96と
を有する。前記2V/3V系のレベル変換回路96はス
レーブラッチ31と出力バッファ95との間に介在す
る。2V/3V系のレベル変換回路96の具体的構成は
前記図6(a)又は(b)と同一構成である。
FIG. 20 shows a scan flip-flop circuit of the 2V / 3V system. 19 includes the same circuits as the master latch 30, slave latch 31, internal clock generation circuit 33, and multiplexer 90 of the 2V-system scan flip-flop circuit in FIG. It has an output buffer 95 as a source and a level conversion circuit 96 of a 2V / 3V system. The 2V / 3V system level conversion circuit 96 is interposed between the slave latch 31 and the output buffer 95. The specific configuration of the 2V / 3V system level conversion circuit 96 is the same as that shown in FIG. 6A or 6B.

【0064】図22は他の2V/3V系のスキャンフリ
ップフロップ回路を示す。同図のスキャンフリップフロ
ップ回路は、前記図21の2V系のスキャンフリップフ
ロップ回路のマスタラッチ30、スレーブラッチ31、
内部クロック生成回路92及びデータ入力選択回路91
と同一回路を備えると共に、3Vの高電圧源を電圧源と
する出力バッファ97と、2V/3V系のレベル変換回
路98とを有する。前記2V/3V系のレベル変換回路
98はスレーブラッチ31と出力バッファ97との間に
介在する。2V/3V系のレベル変換回路98の具体的
構成は前記図6(a)又は(b)と同一構成である。
FIG. 22 shows another 2V / 3V scan flip-flop circuit. The scan flip-flop circuit shown in FIG. 21 includes the master latch 30, the slave latch 31, and the scan flip-flop circuit of the 2V system shown in FIG.
Internal clock generation circuit 92 and data input selection circuit 91
And an output buffer 97 using a 3V high voltage source as a voltage source, and a 2V / 3V system level conversion circuit 98. The 2V / 3V level conversion circuit 98 is interposed between the slave latch 31 and the output buffer 97. The specific configuration of the 2V / 3V level conversion circuit 98 is the same as that shown in FIG. 6A or 6B.

【0065】前記図18の半導体集積回路を論理合成す
る方法を説明する。組合せ回路86、87及び88はク
リティカルパスを有すると仮定する。前記図13の論理
合成方法のアルゴリズムによれば、組合せ回路の最初の
マッピングの段階(第1の工程)で組合せ回路86、8
7及び88は3V libの組合せ回路(第2の組合せ回
路)にマッピングされ、他の組合せ回路は2V libの組
合せ回路(第1の組合せ回路)にマッピングされる。
A method of logically synthesizing the semiconductor integrated circuit of FIG. 18 will be described. Assume that combinational circuits 86, 87 and 88 have a critical path. According to the algorithm of the logic synthesis method shown in FIG. 13, the combination circuits 86 and 8 are mapped in the first mapping stage (first step) of the combination circuit.
7 and 88 are mapped to a 3V lib combinational circuit (second combinational circuit), and the other combinational circuits are mapped to a 2V lib combinational circuit (first combination circuit).

【0066】次に、組合せ回路のリマッピングの段階
(第2の工程)で、組合せ回路89が3Vlib の組合せ
回路にリマッピングされる。その後、レジスタ(フリッ
プフロップ回路)のマッピングの段階(第3の工程)で
フリップフロップ回路80、81、82、83及び84
を2V/3V系フリップフロップ回路にマッピングし、
他のフリップフロップ回路を2V系のフリップフロップ
回路にマッピングする。
Next, in the remapping stage of the combinational circuit (second step), the combinational circuit 89 is remapped to a combinational circuit of 3 Vlib. Then, at the stage of register (flip-flop circuit) mapping (third step), the flip-flop circuits 80, 81, 82, 83 and 84 are formed.
Is mapped to a 2V / 3V flip-flop circuit,
Another flip-flop circuit is mapped to a 2V-system flip-flop circuit.

【0067】前記のようにして生成された図18の半導
体集積回路は、2Vの低電圧系の論理lib と3Vの高電
圧系の論理lib とが混在するが、各組合せ回路の電圧源
は2Vの低電圧源16又は3Vの高電圧源15の何れか
一方であり、2Vの低電圧から3Vの高電圧への電圧の
レベル変換は2V/3V系のスキャンフリップフロップ
回路内のレベル変換回路で行われる。
In the semiconductor integrated circuit of FIG. 18 generated as described above, a low-voltage logic lib of 2 V and a high-voltage logic lib of 3 V are mixed, but the voltage source of each combinational circuit is 2 V. Of the low voltage source 16 or the high voltage source 15 of 3V, and the level conversion of the voltage from the low voltage of 2V to the high voltage of 3V is performed by a level conversion circuit in a scan flip-flop circuit of a 2V / 3V system. Done.

【0068】前記図18の半導体集積回路は、スキャン
テストモード時には、信号が組合せ回路を経ず複数のス
キャンフリップフロップ回路のみを経て伝達される図中
破線で示す8本のスキャンチェインを持つ。例えば入力
Si3 に繋がるスキャンチェインでは、2V/3V系のス
キャンフリップフロップ回路81は通常モード時と同じ
く2Vの低電圧から3Vの高電圧にレベル変換を行な
い、そのスキャンフリップフロップ回路81の次段のス
キャンフリップフロップ回路99が3Vの高電圧から2
Vの低電圧にレベル変換を行う。従って、図20又は図
22に示すスキャンフリップフロップ回路を用いていて
も、信号伝達経路が通常の経路(即ち、組合せ回路を経
る経路)とは異なるスキャンテストモード時にも、2V
の低電圧系と3Vの高電圧系とが混在する本発明の半導
体集積回路のスキャンテストは可能である。
The semiconductor integrated circuit of FIG. 18 has eight scan chains indicated by broken lines in the figure, in which signals are transmitted only through a plurality of scan flip-flop circuits without passing through combinational circuits in the scan test mode. For example, input
In the scan chain connected to Si3, the scan flip-flop circuit 81 of the 2V / 3V system performs level conversion from a low voltage of 2V to a high voltage of 3V as in the normal mode, and the next stage scan flip-flop circuit of the scan flip-flop circuit 81 Circuit 99 from 3V high voltage to 2
Level conversion is performed to a low voltage of V. Therefore, even when the scan flip-flop circuit shown in FIG. 20 or FIG. 22 is used, even in the scan test mode in which the signal transmission path is different from the normal path (that is, the path passing through the combinational circuit), 2V
The scan test of the semiconductor integrated circuit of the present invention in which the low-voltage system and the 3V high-voltage system coexist is possible.

【0069】尚、以上の説明では、チップ20の内部コ
ア部22内に形成されたメモリセル部E以外を構成する
機能ブロックAに対して適用したが、他の機能ブロック
B〜Dに対しても同様に適用できるのは勿論のこと、メ
モリのセル部E以外を構成する複数の機能ブロックA〜
Dの相互間において同様に本発明を適用できるのは言う
までもない。
In the above description, the present invention has been applied to the function block A which constitutes other than the memory cell section E formed in the internal core section 22 of the chip 20, but has been applied to the other function blocks BD. It goes without saying that a plurality of functional blocks A to
Needless to say, the present invention can be similarly applied between D.

【0070】したがって、本実施例の半導体集積回路の
設計方法によれば、クリティカルパスを有する組合せ回
路の全体を3Vの高電圧系で駆動するよう論理合成する
ので、そのクリティカルパスの信号伝搬遅延時間を設計
上許容される遅延上限値未満に抑えることができる。
Therefore, according to the method of designing a semiconductor integrated circuit of this embodiment, since the entire combinational circuit having a critical path is logically synthesized so as to be driven by a high voltage system of 3 V, the signal propagation delay time of the critical path Can be suppressed to less than the delay upper limit value allowed by design.

【0071】更に、本実施例の論理合成方法によれば、
クリティカルパスを有する組合せ回路の全体を3Vの高
電圧系とすると共に、このクリティカルパスを有する組
合せ回路に信号を出力する他の組合せ回路が有れば、こ
の組合せ回路をも3Vの高電圧系とし、これ等の前段の
レジスタ内にレベル変換回路を配置したので、クリティ
カルパスを有する組合せ回路のみを高電圧源で駆動する
場合のようにそのクリティカルパスを有する組合せ回路
内に複数のレベル変換回路を配置する位置を個々判断す
る必要が無いと共に、必要とするレベル変換回路の個数
を少なくできて、半導体集積回路の設計が極めて容易に
なる。しかも、クリティカルパスを有する組合せ回路、
及びこの組合せ回路に信号を出力する他の組合せ回路の
全体が3Vの高電圧源15で駆動されるものの、それ等
の組合せ回路の個数は半導体集積回路に備える組合せ回
路の個数に比して極く少数であるので、消費電流の増大
は少なく抑えられる一方、残りの全ての組合せ回路は2
Vの低電圧源16で駆動されるので、半導体集積回路全
体として消費電流を少なくできて、低消費電力化が可能
である。
Further, according to the logic synthesis method of this embodiment,
The entire combinational circuit having a critical path is a 3V high voltage system, and if there is another combinational circuit that outputs a signal to the combinational circuit having a critical path, this combinational circuit is also a 3V high voltage system. Since the level conversion circuit is arranged in the register at the preceding stage, a plurality of level conversion circuits are provided in the combinational circuit having the critical path as in the case where only the combinational circuit having the critical path is driven by the high voltage source. It is not necessary to judge the arrangement position individually, and the required number of level conversion circuits can be reduced, so that the design of the semiconductor integrated circuit becomes extremely easy. Moreover, a combinational circuit having a critical path,
Although the other combinational circuits that output signals to this combinational circuit are entirely driven by the high voltage source 15 of 3 V, the number of such combinational circuits is extremely smaller than the number of combinational circuits provided in the semiconductor integrated circuit. Therefore, the increase in current consumption can be kept small, while all the remaining combinational circuits are
Since the semiconductor integrated circuit is driven by the low voltage source 16 of V, current consumption can be reduced as a whole, and power consumption can be reduced.

【0072】図3の本実施例の半導体集積回路と、図2
5の従来の半導体集積回路とを比較する。図25の従来
の半導体集積回路において、各組合せ回路100 ,102 ,
104及び106の信号伝搬遅延時間は、図示の通り6ns,12n
s,18ns,8nsであるとし、フリップフロップ回路のクロッ
ク入力時からデータ出力時までの遅延時間を2nsとする
と、組合せ回路の最大遅延は組合せ回路104の18nsであ
るので、図25の回路の最高動作周波数は 1000 / (2 + 18) = 50MH となる。
The semiconductor integrated circuit of this embodiment shown in FIG.
5 is compared with the conventional semiconductor integrated circuit of FIG. In the conventional semiconductor integrated circuit of FIG. 25, each of the combinational circuits 100, 102,.
Signal propagation delay times of 104 and 106 are 6 ns and 12 n as shown in the figure.
Assuming that the delay time from the clock input to the data output of the flip-flop circuit is 2 ns, the maximum delay of the combinational circuit is 18 ns of the combinational circuit 104. The operating frequency is 1000 / (2 + 18) = 50MH.

【0073】一方、図3の本実施例の半導体集積回路に
おいて、クリティカルパスを有する組合せ回路5の遅延
時間は、従来と同様の電圧系(3V)であるので、同一
の遅延時間である18nsである。クリティカルパスを有し
ない組合せ回路1、3及び7の遅延時間は、電源電圧を
3Vの高電圧から2Vの低電圧に低下させたので、論理
セルの遅延が大きくなるのに伴い大きくなる。尚、図3
の半導体集積回路では、設計上の遅延時間の上限を20ns
とし、3Vの高電圧源に対し2Vの低電圧源ではセルの
遅延時間は1.5倍になると仮定する。クリティカルパ
スを有しない組合せ回路1、3及び7の遅延時間のうち
最大は、組合せ回路3の18nsである。
On the other hand, in the semiconductor integrated circuit of this embodiment shown in FIG. 3, the delay time of the combinational circuit 5 having a critical path is the same voltage system (3 V) as in the prior art. is there. The delay time of the combinational circuits 1, 3 and 7 having no critical path increases as the delay of the logic cell increases, since the power supply voltage is reduced from the high voltage of 3V to the low voltage of 2V. FIG.
Of semiconductor integrated circuits, the upper limit of the design delay time is 20 ns
It is assumed that the delay time of a cell is 1.5 times as large as that of a low voltage source of 2 V with respect to a high voltage source of 3 V. The maximum of the delay times of the combination circuits 1, 3 and 7 having no critical path is 18 ns of the combination circuit 3.

【0074】2Vの低電圧源16と3Vの高電圧源15
との2電源を備えた結果、組合せ回路の最大遅延は、ク
リティカルパスを有しない組合せ回路3及びクリティカ
ルパスを有する組合せ回路5の18nsになる。フリップフ
ロップ回路2及び4のクロック入力時からデータ出力時
までの各信号伝搬遅延時間が2ns,組合せ回路3及び5の
遅延時間が各々18nsであるので、本実施例の半導体集積
回路の最高動作周波数は 1000 / (2 + 18) = 50MH となり、クリティカルパスを有しない組合せ回路1、3
及び7を2Vの低電圧源16で駆動しても、従来の半導
体集積回路と同一の最高動作周波数が得られる。
The low voltage source 16 of 2V and the high voltage source 15 of 3V
As a result, the maximum delay of the combinational circuit is 18 ns for the combinational circuit 3 having no critical path and the combinational circuit 5 having the critical path. Since each signal propagation delay time from the clock input to the data output of the flip-flop circuits 2 and 4 is 2 ns, and the delay time of each of the combinational circuits 3 and 5 is 18 ns, the maximum operating frequency of the semiconductor integrated circuit of this embodiment is Is 1000 / (2 + 18) = 50MH, and the combinational circuits 1 and 3 having no critical path
And 7 are driven by the low voltage source 16 of 2 V, the same maximum operating frequency as that of the conventional semiconductor integrated circuit can be obtained.

【0075】図23は、図3の本実施例の半導体集積回
路と図25の従来の半導体集積回路において、フリップ
フロップ回路のクロック入力時から次段のフリップフロ
ップ回路のデータ入力時までの遅延、即ちレジスタと組
合せ回路の遅延時間を合計した信号伝搬遅延時間の分布
を表している。同図(a) は従来の3Vの電圧系の半導体
集積回路の遅延分布、同図(b) は本実施例の2V系及び
3V系混在の半導体集積回路の遅延分布である。従来の
半導体集積回路において電源電圧のみを3Vの高電圧系
から2Vの低電圧系に変更すると、最大遅延時間が20ns
から30nsになり、クリティカルパスの遅延時間が設計上
の遅延の上限値20nsを越えるのに対し、図3の本実施例
の半導体集積回路では、遅延時間が20nsを越えるクリテ
ィカルパスを有する組合せ回路のみを3Vの高電圧系に
変更し、他のクリティカルパスを有しない組合せ回路は
2Vの低電源系としているので、設計上の遅延の上限値
20nsを満たすことができる。同図(b) はこの時の遅延の
分布を表している。
FIG. 23 shows the delay between the clock input of the flip-flop circuit and the data input of the next-stage flip-flop circuit in the semiconductor integrated circuit of this embodiment of FIG. 3 and the conventional semiconductor integrated circuit of FIG. That is, the distribution of the signal propagation delay time obtained by adding the delay times of the register and the combinational circuit is shown. FIG. 3A shows the delay distribution of a conventional 3 V voltage semiconductor integrated circuit, and FIG. 3B shows the delay distribution of a 2 V and 3 V mixed semiconductor integrated circuit of the present embodiment. In a conventional semiconductor integrated circuit, when only the power supply voltage is changed from a high voltage system of 3V to a low voltage system of 2V, the maximum delay time is 20 ns.
In contrast, the delay time of the critical path exceeds the upper limit of the designed delay of 20 ns, whereas the semiconductor integrated circuit of this embodiment shown in FIG. Is changed to a high voltage system of 3V, and the other combinational circuits having no critical path are set to a low power system of 2V.
20ns can be satisfied. FIG. 11B shows the delay distribution at this time.

【0076】次に、消費電力を従来の半導体集積回路と
本発明の半導体集積回路とで比較する。従来の半導体集
積回路の消費電力をP、電源を3Vの高電圧源と2Vの
低電圧源との両電源、回路全体に占めるクリティカルパ
スの割合を10%、本発明の2V/3V系のフリップフ
ロップ回路が従来のフリップフロップ回路と回路構成が
異なることによる消費電力の増大分を10%とすると、
本発明の半導体集積回路の消費電力は次式に示すよう
に、 [Px (2/3)]2 x 0.9 + Px 1.1 x 0.1 = Px 0.51 になり、消費電力は49%も削減される。
Next, the power consumption of the conventional semiconductor integrated circuit is compared with that of the semiconductor integrated circuit of the present invention. The power consumption of the conventional semiconductor integrated circuit is P, the power supply is a dual power supply of a high voltage source of 3 V and a low voltage source of 2 V, the ratio of the critical path in the entire circuit is 10%, and the 2V / 3V flip-flop of the present invention. Assuming that the power consumption of the flip-flop circuit is different from that of the conventional flip-flop circuit by 10%,
As shown in the following equation, the power consumption of the semiconductor integrated circuit of the present invention is [Px (2/3)] 2 x 0.9 + Px 1.1 x 0.1 = Px 0.51, and the power consumption is reduced by 49%.

【0077】また、上述の条件で、回路全体に占めるク
リティカルパスの割合を5%とすると、本発明の半導体
集積回路の消費電力は次式に示すように、 [Px (2/3)]2 x 0.95 + Px 1.1 x 0.05 = P x 0.48 になり、消費電力は52%も削減される。
Further, assuming that the ratio of the critical path to the whole circuit is 5% under the above-mentioned conditions, the power consumption of the semiconductor integrated circuit of the present invention is expressed by the following equation: [Px (2/3)] 2 x 0.95 + Px 1.1 x 0.05 = P x 0.48, and the power consumption is reduced by 52%.

【0078】続いて、回路規模を従来の半導体集積回路
と本発明の半導体集積回路とで比較する。
Next, the circuit scale of the conventional semiconductor integrated circuit is compared with that of the semiconductor integrated circuit of the present invention.

【0079】従来の半導体集積回路の回路規模をS、半
導体集積回路の中に占めるフリップフロップ回路の割合
を20%、フリップフロップ回路全体の中でレベル変換
回路を有するフリップフロップ回路が占める割合を10
%、本発明の2V/3V系のフリップフロップ回路が従
来のフリップフロップ回路と回路構成が異なることによ
る面積の増分を10%とすると、本発明の半導体集積回
路の回路規模は次式に示すように、 S x 0.8 +S x 0.18 + Sx 1.1 x 0.02 =S x 1.002 になり、回路規模の増加は0.2%に留まる。
The circuit size of the conventional semiconductor integrated circuit is S, the proportion of the flip-flop circuit in the semiconductor integrated circuit is 20%, and the proportion of the flip-flop circuit having the level conversion circuit in the whole flip-flop circuit is 10%.
%, And if the 2V / 3V flip-flop circuit of the present invention has an area increase of 10% due to a difference in circuit configuration from the conventional flip-flop circuit, the circuit scale of the semiconductor integrated circuit of the present invention is expressed by the following equation. Then, S x 0.8 + S x 0.18 + S x 1.1 x 0.02 = S x 1.002, and the increase in the circuit scale is limited to 0.2%.

【0080】また、上述の条件で、フリップフロップ回
路全体の中でレベル変換回路を有するフリップフロップ
回路が占める割合を5%とすると、本発明の半導体集積
回路の回路規模は次式に示すように、 S x 0.8 +S x 0.19 + Sx 1.1 x 0.01 =S x 1.001 になり、回路規模の増加は0.1%に留まる。
Further, assuming that the ratio of the flip-flop circuit having the level conversion circuit in the whole flip-flop circuit is 5% under the above-mentioned conditions, the circuit scale of the semiconductor integrated circuit of the present invention is expressed by the following equation. , S x 0.8 + S x 0.19 + S x 1.1 x 0.01 = S x 1.001, and the increase in the circuit scale remains at 0.1%.

【0081】[0081]

【発明の効果】以上説明したように、請求項1ないし請
求項記載の発明の半導体集積回路の設計方法によれ
ば、クリティカルパスを持つ組合せ回路の全体を高電源
で駆動するよう論理合成するので、そのクリティカルパ
スの信号伝搬遅延時間を設計上許容される遅延上限値未
満に抑えることができる。
As described above, according to the method of designing a semiconductor integrated circuit according to the first to fifth aspects of the present invention, logic synthesis is performed so that the entire combinational circuit having a critical path is driven by a high power supply. Therefore, the signal propagation delay time of the critical path can be suppressed to less than the delay upper limit allowable in design.

【0082】また、請求項ないし請求項14記載の発
明の論理合成方法によれば、クリティカルパスを持つ組
合せ回路の全体を高電源で駆動するよう論理合成するの
で、そのクリティカルパスの信号伝搬遅延時間を設計上
許容される遅延上限値未満に抑えることができると共
に、このクリティカルパスを持つ組合せ回路の前段に位
置するレジスタに1個のレベル変換回路を配置し、この
クリティカルパスを持つ組合せ回路に信号を出力する他
の組合せ回路が有れば、この組合せ回路をも高電源で駆
動するよう論理合成するので、クリティカルパスの組合
せ回路のみを高電圧源で駆動する場合に比して、必要と
するレベル変換回路の数を低減しつつ、機能記述からの
トップダウン設計とスキャンテストとが可能であり、従
って半導体集積回路の設計を極めて容易にすることがで
きる。
[0082] Further, according to the logic synthesis method of the invention of claim 6 through claim 14, wherein, since the logic synthesis to drive the entire combinational circuit with a critical path in a high power, the signal propagation delay of the critical path The time can be reduced to less than the delay upper limit allowable in design, and one level conversion circuit is arranged in a register located at the preceding stage of the combinational circuit having the critical path. If there is another combinational circuit that outputs a signal, logic synthesis is performed so that this combinational circuit is also driven by a high power supply, which is necessary compared to the case where only the critical path combinational circuit is driven by a high voltage source. It is possible to perform top-down design and scan test from a function description while reducing the number of level conversion circuits to be implemented. It can be very easy to design.

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

【図1】画像処理システムの全体概略構成図である。FIG. 1 is an overall schematic configuration diagram of an image processing system.

【図2】半導体チップの全体概略構成図である。FIG. 2 is an overall schematic configuration diagram of a semiconductor chip.

【図3】本発明の実施例における半導体集積回路の複数
のレジスタ及び複数の組合せ回路の接続関係を示す図で
ある。
FIG. 3 is a diagram illustrating a connection relationship between a plurality of registers and a plurality of combinational circuits of the semiconductor integrated circuit according to the embodiment of the present invention.

【図4】レベル変換回路を有しないフリップフロップ回
路の構成図である。
FIG. 4 is a configuration diagram of a flip-flop circuit having no level conversion circuit.

【図5】レベル変換回路を有するフリップフロップ回路
の構成図である。
FIG. 5 is a configuration diagram of a flip-flop circuit having a level conversion circuit.

【図6】レベル変換回路の具体的構成を示す図である。FIG. 6 is a diagram showing a specific configuration of a level conversion circuit.

【図7】レベル変換回路を有しないラッチ回路の構成図
である。
FIG. 7 is a configuration diagram of a latch circuit having no level conversion circuit.

【図8】レベル変換回路を有するラッチ回路の構成図で
ある。
FIG. 8 is a configuration diagram of a latch circuit having a level conversion circuit.

【図9】論理合成装置の全体概略構成を示す図である。FIG. 9 is a diagram showing an overall schematic configuration of a logic synthesis device.

【図10】ハードウェア記述言語を示す図である。FIG. 10 is a diagram illustrating a hardware description language.

【図11】ネットリストを示す図である。FIG. 11 is a diagram showing a net list.

【図12】スケマティックを示す図である。FIG. 12 is a diagram showing a schematic.

【図13】半導体集積回路の論理合成方法を示す図であ
る。
FIG. 13 is a diagram illustrating a logic synthesis method of a semiconductor integrated circuit.

【図14】半導体集積回路の他の論理合成方法を示す図
である。
FIG. 14 is a diagram illustrating another logic synthesis method of the semiconductor integrated circuit.

【図15】図13の論理合成方法の変形例を示す図であ
る。
FIG. 15 is a diagram showing a modification of the logic synthesis method of FIG.

【図16】図14の他の論理合成方法の変形例を示す図
である。
FIG. 16 is a diagram illustrating a modification of the other logic synthesis method in FIG. 14;

【図17】第2の組合せ回路及びレベル変換回路を有す
るフリップフロップ回路にマッピングする説明図であ
る。
FIG. 17 is an explanatory diagram of mapping to a flip-flop circuit having a second combinational circuit and a level conversion circuit.

【図18】開発対象となる他の半導体集積回路を示す図
である。
FIG. 18 is a diagram showing another semiconductor integrated circuit to be developed.

【図19】レベル変換回路を有しないスキャンフリップ
フロップ回路の構成図である。
FIG. 19 is a configuration diagram of a scan flip-flop circuit having no level conversion circuit.

【図20】レベル変換回路を有するスキャンフリップフ
ロップ回路の構成図である。
FIG. 20 is a configuration diagram of a scan flip-flop circuit having a level conversion circuit.

【図21】レベル変換回路を有しない他のスキャンフリ
ップフロップ回路の構成図である。
FIG. 21 is a configuration diagram of another scan flip-flop circuit having no level conversion circuit.

【図22】レベル変換回路を有する他のスキャンフリッ
プフロップ回路の構成図である。
FIG. 22 is a configuration diagram of another scan flip-flop circuit having a level conversion circuit.

【図23】従来例及び本発明例における半導体集積回路
の信号伝搬遅延時間とその遅延時間を有する組合せ回路
の個数の分布を示す図である。
FIG. 23 is a diagram showing a signal propagation delay time of a semiconductor integrated circuit and a distribution of the number of combinational circuits having the delay time in the conventional example and the present invention example.

【図24】レジスタトランスファーレベルの記述を示す
図である。
FIG. 24 is a diagram showing a description of a register transfer level.

【図25】従来の半導体集積回路の論理回路を示す図で
ある。
FIG. 25 is a diagram showing a logic circuit of a conventional semiconductor integrated circuit.

【図26】任意の半導体集積回路においてクリティカル
パスのみを高電圧源で駆動する場合のレベル変換回路の
配置位置を示す図である。
FIG. 26 is a diagram showing an arrangement position of a level conversion circuit when only a critical path is driven by a high voltage source in an arbitrary semiconductor integrated circuit.

【図27】他の任意の半導体集積回路においてクリティ
カルパスのみを高電圧源で駆動する場合のレベル変換回
路の配置位置を示す図である。
FIG. 27 is a diagram showing an arrangement position of a level conversion circuit in a case where only a critical path is driven by a high voltage source in another arbitrary semiconductor integrated circuit.

【符号の説明】[Explanation of symbols]

1、3、7 第1の組合せ回路 5 第2の組合せ回路 2、4、6、8 フリップフロップ回路(レジスタ) 9 クロックバッファ(クロック供給手
段) 15 高電圧源 16 低電圧源 22 内部コア部 30 マスタラッチ 31 スレーブラッチ 33、33 54、92 内部クロック生成回路 35、35 56、96、98 レベル変換回路 36 データ一時記憶部 40、41 PMOS型トランジスタ 42、43 NMOS型トランジスタ 45、46 CMOS型インバータ 47、49 PMOS型トランジスタ 48、50 NMOS型トランジスタ 51、51´ ラッチ回路(レジスタ) 52 ラッチ部 65 タイミング検証部 80〜84 スキャンテスト用フリップフロッ
プ回路(レジスタ) 90 マルチプレクサ 91 データ入力選択回路
1, 3, 7 First combination circuit 5 Second combination circuit 2, 4, 6, 8 Flip-flop circuit (register) 9 Clock buffer (clock supply means) 15 High voltage source 16 Low voltage source 22 Internal core unit 30 Master latch 31 Slave latch 33, 33 54, 92 Internal clock generation circuit 35, 35 56, 96, 98 Level conversion circuit 36 Data temporary storage unit 40, 41 PMOS transistor 42, 43 NMOS transistor 45, 46 CMOS inverter 47, 49 PMOS transistor 48, 50 NMOS transistor 51, 51 'Latch circuit (register) 52 Latch section 65 Timing verification section 80 to 84 Scan test flip-flop circuit (register) 90 Multiplexer 91 Data input selection circuit

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (58)調査した分野(Int.Cl.6,DB名) G06F 17/50 H01L 21/82 H03K 19/0185 JICSTファイル(JOIS)────────────────────────────────────────────────── ─── Continued on the front page (58) Field surveyed (Int.Cl. 6 , DB name) G06F 17/50 H01L 21/82 H03K 19/0185 JICST file (JOIS)

Claims (14)

(57)【特許請求の範囲】(57) [Claims] 【請求項1】 1つの信号伝搬経路を持つ組合せ回路を
複数備えると共に、前記少なくとも1つの組合せ回路の
前段及び後段に配置されるレジスタとを備える半導体集
積回路の設計方法であって、 前記何れかの組合せ回路の信号伝搬経路の信号伝搬遅延
時間が設計上の遅延上限値以下の場合には、この組合せ
回路を低電圧源を電圧源とする第1の組合せ回路に生成
する工程と、 前記何れかの組合せ回路の信号伝搬経路の信号伝搬遅延
時間が設計上の遅延上限値を越える場合には、この組合
せ回路を高電圧源を電圧源とする第2の組合せ回路に生
成する工程とを有することを特徴とする半導体集積回路
の設計方法。
1. A method for designing a semiconductor integrated circuit, comprising: a plurality of combinational circuits having one signal propagation path; and a register disposed at a stage before and after the at least one combinational circuit. If the signal propagation delay time of the signal propagation path of the combinational circuit is less than or equal to the design delay upper limit, generating the combinational circuit in a first combinational circuit using a low voltage source as a voltage source; If the signal propagation delay time of the signal propagation path of the combinational circuit exceeds the designed delay upper limit, the combinational circuit is generated as a second combinational circuit using a high voltage source as a voltage source. A method for designing a semiconductor integrated circuit.
【請求項2】 前記各レジスタが、前記生成された第1
の組合せ回路から信号を人力すると共に前記生成された
第2の組合せ回路に信号を出力するレジスタか否かを判
断し、何れかのレジスタがそのレジスタである場合に
は、このレジスタを高電圧源を電圧源とするレジスタで
構成する工程を有することを特徴とする請求項1記載の
半導体集積回路の設計方法。
2. The method according to claim 1, wherein each of the registers includes the generated first register.
It is determined whether or not the register is a register that outputs a signal to the generated second combinational circuit while outputting a signal from the combinational circuit of the second combinational circuit. 2. The method for designing a semiconductor integrated circuit according to claim 1, further comprising the step of: configuring a resistor using a resistor as a voltage source.
【請求項3】 前記高電圧源を電圧源とするレジスタ
は、 前記第1の組合せ回路の低電圧の出力を入力して保持す
ると共に、この保持した低電圧の信号を高電圧の信号に
レベル変換して前記第2の組合せ回路に出力するレベル
変換機能付きレジスタであることを特徴とする請求項2
記載の半導体集積回路の設計方法。
3. A register using the high voltage source as a voltage source, receives and holds a low voltage output of the first combinational circuit, and converts the held low voltage signal into a high voltage signal. 3. A register with a level conversion function for converting and outputting to the second combinational circuit.
The method for designing a semiconductor integrated circuit according to the above.
【請求項4】 前記第1の組合せ回路及び第2の組合せ
回路以外の第3の組合せ回路の信号伝搬経路途中の出力
が前記レジスタを経ずに第2の組合せ回路に入力される
形の混在の有無を判断し、その混在がある場合には、前
記混在する部分の後段に位置する第3の組合せ回路の一
部を、前記混在する部分の前段に位置する第2の組合せ
回路の一部と併せて1つの信号伝搬経路を持つ第2の組
合せ回路に再生成する工程を有することを特徴とする請
求項1記載の半導体集積回路の設計方法。
4. A mixture of the third combinational circuit other than the first combinational circuit and the second combinational circuit, in which outputs on the signal propagation path in the middle of the signal propagation path are input to the second combinational circuit without passing through the register. Is determined, and when there is a mixture, a part of the third combinational circuit located after the mixed part is replaced with a part of the second combinational circuit located before the mixed part. 2. The method of designing a semiconductor integrated circuit according to claim 1, further comprising a step of regenerating the second combinational circuit having one signal propagation path.
【請求項5】 前記第2の組合せ回路の信号伝搬経路途
中の出力が前記レジスタを経ずに前記第1の組合せ回路
及び第2の組合せ回路以外の第3の組合せ回路に入力さ
れる形の混在の有無を判断し、その混在がある場合に
は、前記混在する部分の前段に位置する第3の組合せ回
路の一部を、前記混在する部分の後段に位置する第2の
組合せ回路の一部と併せて1つの信号伝搬経路を持つ第
2の組合せ回路に再生成しない工程を有することを特徴
とする請求項1記載の半導体集積回路の設計方法。
5. A circuit in which an output of the second combinational circuit in the middle of a signal propagation path is inputted to a third combinational circuit other than the first and second combinational circuits without passing through the register. The presence / absence of the mixture is determined, and if there is the mixture, a part of the third combinational circuit located before the mixed part is replaced with a part of the second combination circuit located after the mixture part. 2. The method for designing a semiconductor integrated circuit according to claim 1, further comprising a step of not regenerating the second combinational circuit having one signal propagation path together with the unit.
【請求項6】 複数のレジスタと前記複数のレジスタの
間に位置する複数の組合せ回路とから成る半導体集積回
路を論理セルの接続情報に基いて合成する論理合成方法
であって、 前記何れかの組合せ回路の信号伝搬遅延時間が設計上の
遅延上限値以下の場合にはこの組合せ回路を低電圧源を
電圧源とする第1の組合せ回路に合成すると共に、前記
何れかの組合せ回路の信号伝搬遅延時間が設計上の遅延
上限値を越える場合にはこの組合せ回路を高電圧源を電
圧源とする第2の組合せ回路に合成する第1の工程と、 前記合成された何れかの第1の組合せ回路の出力が前記
合成された第2の組合せ回路に入力された形の混在の有
無を判断し、その混在が有る場合にはその第1の組合せ
回路を第2の組合せ回路に再合成する第2の工程と、 前記各レジスタが前記合成又は再合成された第2の組合
せ回路に信号を出力するレジスタか否かを判断し、何れ
かのレジスタがそのレジスタである場合にはこのレジス
タを高電圧源を電圧源とするレジスタに合成し、そのレ
ジスタでない場合にはこのレジスタを低電圧源を電圧源
とするレジスタに合成する第3の工程とを有することを
特徴とする論理合成方法。
6. A logic synthesizing method for synthesizing a semiconductor integrated circuit including a plurality of registers and a plurality of combinational circuits located between the plurality of registers based on connection information of a logic cell. If the signal propagation delay time of the combinational circuit is equal to or less than the design delay upper limit, this combinational circuit is combined with a first combinational circuit using a low voltage source as a voltage source, and the signal propagation A first step of combining this combinational circuit with a second combinational circuit using a high voltage source as a voltage source when the delay time exceeds a design delay upper limit value; It is determined whether the output of the combinational circuit is mixed with the form input to the second combined circuit, and if there is, the first combinational circuit is re-synthesized into the second combinational circuit. A second step; The register determines whether or not the register is a register that outputs a signal to the combined or recombined second combinational circuit. And synthesizing the register with a register that uses a low-voltage source as a voltage source if the register is not the register.
【請求項7】 第1の工程は、 最初に、第1の組合せ回路及び低電圧源により駆動され
るレジスタを用いて前記低電圧源により駆動されるレジ
スタ及び前記第1の組合せ回路を合せた信号伝搬遅延時
間を見積り、 次いで、前記見積り結果が設計上の遅延上限値以下とな
る第1の組合せ回路が有る場合にはその第1の組合せ回
路を第1の組合せ回路に合成し、前記見積り結果が設計
上の遅延上限値を越える第1の組合せ回路が有る場合に
はその第1の組合せ回路を第2の組合せ回路に合成する
工程であることを特徴とする請求項記載の論理合成方
法。
7. The first step comprises first combining the register driven by the low voltage source and the first combination circuit using a first combinational circuit and a register driven by the low voltage source. Estimating the signal propagation delay time, and then, when there is a first combinational circuit in which the estimation result is equal to or less than the designed delay upper limit value, synthesizes the first combinational circuit with the first combinational circuit, 7. The logic synthesis according to claim 6 , wherein, if there is a first combinational circuit whose result exceeds the design delay upper limit value, the step of combining the first combinational circuit with the second combinational circuit is performed. Method.
【請求項8】 第1の工程は、 最初に、全ての組合せ回路を第1の組合せ回路を用いて
合成し、 次いで、前記組合せ回路の信号伝搬遅延時間が設計上の
遅延上限値を越えるか否かを判定し、設計上の遅延上限
値を越える第1の組合せ回路が有る場合にはその第1の
組合せ回路を第2の組合せ回路に再合成する工程である
ことを特徴とする請求項記載の論理合成方法。
8. The first step is to first synthesize all of the combinational circuits using the first combinational circuit, and then determine whether the signal propagation delay time of the combinational circuit exceeds the designed delay upper limit value. Determining whether or not there is a first combinational circuit exceeding a design delay upper limit value and resynthesizing the first combinational circuit into a second combinational circuit. 6. The logic synthesis method according to 6 .
【請求項9】 第2の工程は、 第1の組合せ回路を第2の組合せ回路に再合成した結
果、新たに、何れかの第1の組合せ回路の出力が前記合
成された第2の組合せ回路に入力された形の混在が生じ
たか否かを判断し、その混在が生じた場合にはその第1
の組合せ回路を第2の組合せ回路に再合成することを繰
返す工程を有することを特徴とする請求項記載の論理
合成方法。
9. The second step is to re-synthesize the first combinational circuit into the second combinational circuit, and as a result, newly output the output of any one of the first combinational circuits. It is determined whether or not a mixture of shapes input to the circuit has occurred.
7. The logic synthesizing method according to claim 6, further comprising the step of repeating the re-synthesis of the combinational circuit into the second combinational circuit.
【請求項10】 複数のレジスタ及びその各レジスタ間
に位置する複数の組合せ回路を記述したレジスタトラン
スファーレベルの設計データを入力し、 第1の工程における論理セルの接続情報は、前記入力し
たレジスタトランスファーレベルの設計データから生成
されることを特徴とする請求項記載の論理合成方法。
10. A register transfer level design data describing a plurality of registers and a plurality of combinational circuits located between the respective registers, wherein connection information of a logic cell in a first step includes the input register transfer. 7. The logic synthesis method according to claim 6 , wherein the logic synthesis method is generated from level design data.
【請求項11】 論理セルの接続情報を記載したネット
リストを入力し、 第1の工程における論理セルの接続情報は、前記入力し
たネットリストに記載された論理セルの接続情報から生
成されることを特徴とする請求項記載の論理合成方
法。
11. A netlist describing connection information of a logic cell is input, and the connection information of the logic cell in the first step is generated from the connection information of the logic cell described in the input netlist. 7. The logic synthesis method according to claim 6, wherein:
【請求項12】 論理セルの接続情報を表したスケマテ
ィックを入力し、 第1の工程における論理セルの接続情報は、前記入力し
たスケマティックに表された論理セルの接続情報から生
成されることを特徴とする請求項記載の論理合成方
法。
12. A schematic representing the connection information of the logic cell is inputted, and the connection information of the logic cell in the first step is generated from the connection information of the logic cell represented in the inputted schematic. The logic synthesis method according to claim 6, wherein
【請求項13】 入力されたレジスタトランスファレベ
ル、入力されたネットリスト、又は入力されたスケマテ
ィックに基づく論理セルの接続情報を最適化し、 前記最適化された論理セルの接続情報を、第1の工程に
おける論理セルの接続情報として用いることを特徴とす
る請求項10、請求項11又は請求項12記載の論理合
成方法。
13. A method for optimizing connection information of a logic cell based on an input register transfer level, an input netlist, or an input schematic, comprising: 10., claim 11 or claim 12 logic synthesis method wherein a used as connection information of logic cells in.
【請求項14】 第3の工程の後、 各レジスタのタイミングを検証する工程を有することを
特徴とする請求項、請求項、請求項又は請求項
記載の論理合成方法。
After 14. third step, claim 6, characterized in that it comprises a step of verifying the timing of each register, claim 7, claim 8 or claim 9
Logic synthesis method as described.
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