JP2867974B2 - 半導体集積回路 - Google Patents

半導体集積回路

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JP2867974B2 JP8262870A JP26287096A JP2867974B2 JP 2867974 B2 JP2867974 B2 JP 2867974B2 JP 8262870 A JP8262870 A JP 8262870A JP 26287096 A JP26287096 A JP 26287096A JP 2867974 B2 JP2867974 B2 JP 2867974B2
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則郎 杉本
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Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【発明の属する技術分野】本発明は、例えば、プログラ
マブルロジックデバイス(以下、PLD:Programmable
Logic Device )等に代表されるプログラム可能な半導
体集積回路に関する。
【0002】
【従来の技術】従来、ユーザによるプログラミングが可
能な半導体集積回路として、その代表的なデバイスにP
LDがある。図4は、従来のPLDにおける内部構成の
概略レイアウトを示すパターン配置図である。図4に示
すように、PLD10は、基板11上に複数個の論理ブ
ロック12〜17を配置することにより構成され、各論
理ブロック12〜17は、ユーザのプログラミングによ
って所望の論理回路を形成する。
【0003】そして、所望の論理回路を形成してなる各
論理ブロック12〜17間をパターン配線によってそれ
ぞれ電気的に接続することによって、多機能なIC(In
tegrated Circuit)またはLSI(Large Scale Integr
ated circuit)を得ることができる。同図に示す例で
は、論理ブロック12〜14からの各出力パターン配線
21〜23を論理ブロック16に接続し、さらに、論理
ブロック16からの出力パターン配線24を論理ブロッ
ク15に接続した例を示している。
【0004】なお、各論理ブロック12〜16は、図示
しないパターン配線によって基板11の外周縁近傍位置
に配設されたパッド(図示せず)を介して基板11の外
部に設けられた入出力端子(図示せず)と接続されるも
のとする。このように、PLDは、その内部にプログラ
ムミング可能な論理ブロックを複数集積することで、容
易に多機能化を図ることができるようになっている。
【0005】
【発明が解決しようとする課題】しかしながら、このよ
うな従来のPLDにあっては、PLD10内の各論理ブ
ロック12〜17において所望の論理回路を形成するた
めには、通常、論理ブロック12〜17内に設けられた
所定のプログラミング機能によってプログラミングを行
う訳であるが、論理ブロック12〜17に割り当てられ
た領域は有限であることから以下に述べるような問題点
があった。
【0006】すなわち、プログラミングによってPLD
内の各論理ブロック12〜17に対して論理機能を割り
当てる際に、1つの論理ブロックで実現しきれなかった
論理機能は、別の大きな論理ブロックの一部を用いるこ
とにより実現する。つまり、ユーザが要求する論理回路
の機能は、必ずしも1つの論理ブロックだけで構成でき
るものではなく、場合によっては複数の論理ブロックを
用いて1単位の論理回路を構成することもある。
【0007】このように、論理回路を構成するために用
いられる論理ブロックの中には、ブロック内のわずかな
部分の領域しか用いられてない論理ブロックが存在する
ことがあり、論理ブロック内領域を有効利用できない。
したがって、基板11内において比較的大きな領域を使
用する論理ブロック内回路の利用効率が悪いと集積度が
低下するという問題があった。
【0008】本発明の目的は、上記問題点を解決するた
め、内部領域の利用効率を高めることにより集積度を向
上させた半導体集積回路を提供することにある。
【0009】
【課題を解決するための手段】請求項1記載の半導体集
積回路は、プログラミングによって所望の論理回路を形
成すべく設けられた第一論理ブロックと、第一論理ブロ
ックと同様にプログラミングによって所望の論理回路を
形成すべく第一論理ブロックの近傍位置に所定数配設さ
れた第一論理ブロックよりも小規模の第二論理ブロック
とを備えるように構成している。これによって、第一論
理ブロックほどの規模を必要としない論理回路の形成は
第二論理ブロックを用いて形成することができる。
【0010】請求項2記載の半導体集積回路は、プログ
ラミングによって所望の論理回路を形成すべく基板上の
所定領域に複数配設された第一論理ブロックと、第一論
理ブロックと同様にプログラミングによって所望の論理
回路を形成すべく基板上の第一論理ブロックの配設位置
の各々近傍位置に所定数配設された前記第一論理ブロッ
クよりも小規模の第二論理ブロックとを備えるように構
成している。これによって、第一論理ブロックほどの規
模を必要としない論理回路が複数必要となった場合、第
二論理ブロックを用いて論理回路を形成することができ
る。
【0011】そして、第一論理ブロックを基板上の所定
領域に矩形状に配設した場合、請求項3に記載するよう
に、第一論理ブロックを形成する矩形状領域の一辺を除
く他のすべての辺の近傍位置に第二論理ブロックをそれ
ぞれ配設することで、各論理ブロック間を接続する配線
スペースを確保しつつ、第一論理ブロックの近傍位置に
第二論理ブロックを配設することができる。また、請求
項4に記載するように、第一論理ブロックを形成する矩
形状領域のいずれか一辺の近傍位置に第二論理ブロック
をそれぞれ複数配設することで、各論理ブロック間を接
続する配線の自由度を高めつつ、第一論理ブロックの近
傍位置に第二論理ブロックを配設することができる。さ
らに、この場合、請求項5に記載するように、第二論理
ブロックは、プログラミングによって所望の論理回路を
複数回形成することの可能な半導体メモリによって構成
することで、細かな論理変更に対しても柔軟に対処する
ことができる。
【0012】
【発明の実施の形態】以下、図示した一実施例に基づい
て本発明を詳細に説明する。図1は、本実施例における
半導体集積回路における内部構成の概略レイアウトを示
すパターン配置図である。図1に示すように、本実施例
における半導体集積回路としてのPLD1は、基板2上
に複数(本例では6)の第一論理ブロック3〜8と、第
二論理ブロック3a〜3c,…,8a〜8cとを配設し
たものである。
【0013】第一論理ブロック3〜8は、ユーザによる
プログラミングによって所望の論理回路を形成すべく設
けられた論理領域であり、基板2上において比較的大き
な矩形状の領域を占有しており、この領域サイズに応じ
て比較的大規模な論理回路を形成可能なように構成され
ている。第二論理ブロック3a〜3c,…,8a〜8c
は、各第一論理ブロック3〜8の近傍位置に3つずつ、
詳しくは、同図中、第一論理ブロック3〜8の右辺を除
く他の3辺の各近傍位置に設けられた論理領域であり、
基板2上において比較的小さな領域を占有しており、こ
の領域サイズに応じて比較的小規模な論理回路を形成可
能なように構成されている。
【0014】この第二論理ブロック3a〜3c,…,8
a〜8cは、例えば、EPROM(Erasable Programma
ble Read Only Memory),EEPROM(Electrically
Erasable Programmable Read Only Memory )およびフ
ラッシュメモリ等により構成され、複数回の書き込みに
よるプログラミングを可能としている。そして、主に論
理積回路(アンドゲート)や論理和回路(オアゲート)
等の基本論理回路を実現するための論理ブロックとして
用いる。
【0015】以上の構成において、PLD1の使用方法
を図2に基づいて説明する。図2は、図1における半導
体集積回路の内部配線例を示す図である。まず、ユーザ
のプログラミングによって各第一論理ブロック3〜6に
おいて所望の論理回路を形成し、所望の論理回路を形成
してなる各第一論理ブロック3〜6間をパターン配線に
よってそれぞれ電気的に接続するものとする。しかし、
ここで、ある論理機能を実現するために1つの論理ブロ
ックで実現しきれず、例えば、第一論理ブロック6にお
いて3入力アンドゲートの形成領域が不足している場合
を考える。
【0016】上記のような状況となった場合、従来は未
使用の第一論理ブロック7の一部を用いて3入力アンド
ゲートを形成するしかなかったが、本実施例では、第一
論理ブロック6の近傍位置に設けられた第二論理ブロッ
ク6bをプログラミングすることによって3入力アンド
ゲートを形成し、各第一論理ブロック3〜5からの出力
パターン配線A〜Cを第二論理ブロック6bの入力端に
接続している。そして、第二論理ブロック6bの出力パ
ターン配線Dを第一論理ブロック6に接続することで、
第二論理ブロック6bを第一論理ブロック6の一部とし
て利用することができる。なお、各論理ブロック3〜6
は、図示しないパターン配線によって基板2の外周縁近
傍位置に配設されたパッド(図示せず)を介して基板2
の外部に設けられた入出力端子(図示せず)と接続され
る。
【0017】このように本実施例では、第一論理ブロッ
ク3〜8ほどの大規模な領域を必要としない論理回路の
形成は、第二論理ブロック3a〜3c,…,8a〜8c
を用いて形成することができるため、第一論理ブロック
3〜8における内部回路の使用効率を高めることがで
き、さらに、この場合、未使用の第一論理ブロック7,
8を利用して後から機能の追加を図ることもできる。
【0018】また、本実施例では、第二論理ブロック3
a〜3c,…,8a〜8cの配設位置を、第一論理ブロ
ック3〜8の右辺を除く他の3辺の各近傍位置とし、第
一論理ブロック3〜8の右辺側を空けておくことによ
り、各論理ブロック間をパターン配線によって接続する
際の配線スペースを充分に確保することができる。そし
て、第二論理ブロック3a〜3c,…,8a〜8cを複
数回の書き込みによりプログラミングのできるEPRO
M,EEPROMおよびフラッシュメモリ等により構成
することで、後からの論理変更に対しても柔軟に対処す
ることができる。これは、後から未使用の第一論理ブロ
ックを利用する際にも極めて有効となる。
【0019】図2は、他の実施例における半導体集積回
路における内部構成の概略レイアウトを示すパターン配
置図である。なお、図2において、図1の実施例と同一
要素部分には同一の符号を付している。図2に示すよう
に、本実施例における半導体集積回路としてのPLD
1’は、基板2’上に複数(本例では6)の第一論理ブ
ロック3〜8と、第二論理ブロック3d,3e,…,8
d,8eとを配設したものである。
【0020】第二論理ブロック3d,3e,…,8d,
8eは、各第一論理ブロック3〜8の近傍位置に2つず
つ、詳しくは、同図中、第一論理ブロック3〜8の左辺
の近傍位置に2つずつ設けられた論理領域であり、基板
2上において比較的小さな領域を占有しており、この領
域サイズに応じて比較的小規模な論理回路を形成可能な
ように構成されている。
【0021】すなわち、本実施例では、第二論理ブロッ
ク3d,3e,…,8d,8eを前述したように配設
し、第一論理ブロック3〜8の上辺,下辺および右辺側
を空けておくことにより、前述の実施例と比較して、各
論理ブロック間をパターン配線によって接続する際の配
線の自由度を高めることができる。
【0022】以上説明したように、本実施例では、論理
ブロックから論理ブロックに対して論理接続する場合、
比較的規模の小さい簡単な論理接続には、相応の小領域
ブロックを用い、このような用途に大領域ブロックが使
用されることを避けることで、回路の使用効率を上げ、
集積回路全体として高集積化を図ることができる。ま
た、小領域ブロックによって大領域ブロックの機能を置
換することができるため、回路の使用領域を小さくする
ことができる。
【0023】なお、前述の実施例では、第一論理ブロッ
クの個数は6、第二論理ブロックの個数は18または1
2とした場合を例に採り説明したが、これら論理ブロッ
クの個数は使用する目的に合わせて任意に設定可能であ
り、また、これら論理ブロックの領域サイズや形状等も
自由に設定可能であることは言うまでもない。
【0024】
【発明の効果】以上の説明から明らかなように、請求項
1記載の発明によれば、第一論理ブロックほどの規模を
必要としない論理回路の形成には、第一論理ブロックよ
りも小規模の第二論理ブロックを用いて形成することに
より、論理ブロックの利用効率を高めることができる。
また、請求項2記載の発明によれば、第一論理ブロック
ほどの規模を必要としない論理回路が複数必要となった
場合でも、複数の第二論理ブロックを用いて所望の論理
回路を形成することができる。
【0025】そして、請求項3および請求項4記載の発
明によれば、第二論理ブロックを配設位置を、第一論理
ブロック領域の一辺を除く他のすべての辺、あるいは、
いずれか一辺の近傍位置とすることにより、各論理ブロ
ック間を接続する配線スペースを充分に確保することが
できる。さらに、請求項5記載の発明によれば、第二論
理ブロックを所望の論理回路を複数回形成することが可
能となるように構成されるため、後からの細かな論理変
更に対しても柔軟に対処することができる。
【図面の簡単な説明】
【図1】本実施例における半導体集積回路における内部
構成の概略レイアウトを示すパターン配置図である。
【図2】図1における半導体集積回路の内部配線例を示
す図である。
【図3】他の実施例における半導体集積回路における内
部構成の概略レイアウトを示すパターン配置図である。
【図4】従来のPLDにおける内部構成の概略レイアウ
トを示すパターン配置図である。
【符号の説明】
1 PLD(半導体集積回路) 2 基板 3 第一論理ブロック 3a〜3e 第二論理ブロック 4 第一論理ブロック 4a〜4e 第二論理ブロック 5 第一論理ブロック 5a〜5e 第二論理ブロック 6 第一論理ブロック 6a〜6e 第二論理ブロック 7 第一論理ブロック 7a〜7e 第二論理ブロック 8 第一論理ブロック 8a〜8e 第二論理ブロック

Claims (5)

    (57)【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 プログラミングによって所望の論理回路
    を形成すべく設けられた第一論理ブロックと、 前記第一論理ブロックと同様にプログラミングによって
    所望の論理回路を形成すべく前記第一論理ブロックの近
    傍位置に所定数配設された前記第一論理ブロックよりも
    小規模の第二論理ブロックとを具備することを特徴とす
    る半導体集積回路。
  2. 【請求項2】 プログラミングによって所望の論理回路
    を形成すべく基板上の所定領域に複数配設された第一論
    理ブロックと、 前記第一論理ブロックと同様にプログラミングによって
    所望の論理回路を形成すべく基板上の前記第一論理ブロ
    ックの配設位置の各々近傍位置に所定数配設された前記
    第一論理ブロックよりも小規模の第二論理ブロックとを
    具備することを特徴とする半導体集積回路。
  3. 【請求項3】 前記第一論理ブロックは、基板上の所定
    領域に矩形状に配設し、 前記第二論理ブロックは、前記第一論理ブロックを形成
    する矩形状領域の一辺を除く他のすべての辺の近傍位置
    にそれぞれ配設してなることを特徴とする請求項1また
    は2記載の半導体集積回路。
  4. 【請求項4】 前記第一論理ブロックは、基板上の所定
    領域に矩形状に配設し、 前記第二論理ブロックは、前記第一論理ブロックを形成
    する矩形状領域のいずれか一辺の近傍位置にそれぞれ複
    数配設してなることを特徴とする請求項1または2記載
    の半導体集積回路。
  5. 【請求項5】 前記第二論理ブロックは、プログラミン
    グによって所望の論理回路を複数回形成することの可能
    な半導体メモリによって構成することを特徴とする請求
    項1〜4記載の半導体集積回路。
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