JP3137413B2 - セミカスタム集積回路 - Google Patents

セミカスタム集積回路

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Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【産業上の利用分野】本発明は、ECL(エミッタ・カ
ップルド・ロジック)ゲートアレイなどのセミカスタム
LSI(大規模集積回路)に係り、特にその周辺回路セ
ルおよび電源ラインに関する。
【0002】
【従来の技術】図5は、従来のECLゲートアレイにお
けるチップレイアウトの一例を示す図である。このEC
Lゲートアレイのチップ11aにおいては、チップ周辺
のパッド配置領域にパッド12が配置され、その内側の
周辺回路領域に周辺回路セルが一定ピッチで配置され、
さらに、その内側の領域に内部回路14が配置されてい
る。上記周辺回路セルとして、チップ11aの一対の対
向する二辺にECL入出力回路セル21が配置され、他
の一対の対向する二辺にTTL入出力回路セル22が配
置されている。
【0003】図6は、従来のECLゲートアレイにおけ
るチップレイアウトの他の例を示す図である。このEC
Lゲートアレイのチップ11bにおいては、図5のチッ
プ11aと比べて、周辺回路セルとして、チップ11b
の一対の対向する二辺にECL入出力回路セル31が配
置され、他の一対の対向する二辺の一辺にはECLとT
TL(トランジスタ・トランジスタ・ロジック)のどち
らか一方を選択可能な入出力回路セル32が配置され、
他の辺にはECL入出力回路セル33が配置されている
点が異なる。
【0004】しかし、図5のチップ11aにおいては、
ECL入出力回路セル21およびTTL入出力回路セル
22の数や配置場所が限定されている。同様に、図6の
チップ11bにおいては、ECL入出力回路セル31、
TTL入出力回路セルとして使用する入出力回路セル3
2の数や配置場所が限定されている。
【0005】従って、上記したような従来のECLゲー
トアレイは、ゲートアレイの重要な利点であるユーティ
リティの一層の向上が困難であり、内部回路14と周辺
回路セルとの間の最適な配線の引き回しが制限される。
これにより、ECLゲートアレイの動作速度の低下、ス
キューの増大等を引き起こすという問題がある。
【0006】このような問題は、ECLゲートアレイに
限らず、MOS(絶縁ゲート型)ゲートアレイ、スタン
ダードセル方式のLSIなどのセミカスタム集積回路に
おいて一般的に存在する。
【0007】
【発明が解決しようとする課題】上記したように従来の
セミカスタム集積回路は、周辺回路セルの数や配置場所
が限定されており、ユーティリティの一層の向上が困難
であり、内部回路と周辺回路セルとの間の最適な配線の
引き回しが制限され、動作速度の低下、スキューの増大
等を引き起こすという問題があった。
【0008】本発明は上記の問題点を解決すべくなされ
たもので、周辺回路セルの用途の自由度が高く、内部回
路と周辺回路セルとの間の最適な配線の引き回しが可能
になり、ユーティリティの一層の向上、動作の高速化、
低スキュー化などの性能の向上を図り得るセミカスタム
集積回路を提供することを目的とする。
【0009】
【課題を解決するための手段】本発明は、集積回路チッ
プ上の周辺のパッド配置領域に配置されたパッド群と、
上記パッド配置領域の内側の領域に配置され、それぞれ
ECLレベルあるいはTTLレベルの任意の一方に対応
し得る入力回路あるいは出力回路として使用できるよう
に構成された周辺回路セル群と、上記周辺回路セル群の
内側の領域に配置された内部回路と、上記周辺回路セル
群上に重なるように配置された3種類の主電源ラインを
有し、上記周辺回路セル群および内部回路に電源を供給
するための電源ラインとを具備し、上記電源ラインは、
第3層目の配線からなる上記3種類の主電源ラインと、
この3種類の主電源ラインに直交する方向に形成された
第1層目の配線からなる3種類の分岐電源ラインと、上
記3種類の主電源ラインと上記3種類の分岐電源ライン
との各対応する電源ライン相互を選択的に接続するため
に形成された第2層目の配線からなる層間接続電源ライ
ンとを有して構成されることを特徴とする。
【0010】
【作用】どの周辺回路セルを用いても、ECLレベルあ
るいはTTLレベルの任意の一方に対応し得る入力回路
あるいは出力回路として使用できるので、周辺回路セル
の自由度が高い。これにより、内部回路に合わせて個々
の周辺回路セルの種類を最適に選択することが可能にな
るので、内部回路と周辺回路セルとの間の最適な配線の
引き回しが可能になり、動作の高速化、低スキュー化な
どの性能の向上を図ることができる。
【0011】
【実施例】以下、図面を参照して本発明の実施例を詳細
に説明する。図1は、本発明に係るセミカスタムICの
一実施例におけるチップレイアウトを示している。
【0012】図1に示すチップ11において、チップ周
辺のパッド配置領域に複数のパッド12が配置され、そ
の内側の周辺回路領域に入出力回路セルなどの複数の周
辺回路セル13が一定ピッチで配置され、さらに、その
内側の領域に内部回路14が配置され、上記周辺回路セ
ル13および内部回路14に電源を供給するための電源
ライン15が配置されている。上記内部回路14はEC
L回路により構成されている。
【0013】そして、本発明では、前記周辺回路セル1
3は、それぞれECLレベルあるいはTTLレベルの任
意の一方に対応し得る入力回路あるいは出力回路として
使用できるように構成されている。即ち、上記周辺回路
セル13は、ECLレベル入力バッファ回路、TTLレ
ベル入力バッファ回路、ECLレベル出力バッファ回
路、TTLレベル出力バッファ回路の4種類の回路を含
む。そして、これらの4種類の回路は、LSIチップの
配線形成工程に際して、後述する主電源ライン151〜
153に選択的に接続されることにより選択的に使用さ
れる。なお、通常、ECLレベルの“L”/“H”は対
応して−1.7V/−0.9Vであり、TTLレベルの
“L”/“H”は対応して0V/+3Vである。図2
は、図1中の周辺回路セル13の一部および電源ライン
15の一部を取り出してレイアウトの一例を示す図であ
る。
【0014】この例では、周辺回路セル13に含まれる
ECLレベル入力バッファ回路あるいはTTLレベル入
力バッファ回路に対応し得る入力回路について、周辺回
路セル13とパッド12との配線18、周辺回路セル1
3と内部回路14との配線19を示している。
【0015】電源ライン15は、前記周辺回路セル13
群上に重なるように形成された第3層目の配線からなる
3種類の主電源ライン151〜153と、この3種類の
主電源ライン151〜153に直交する方向に形成さ
れ、第1層目の配線からなる3種類の分岐電源ライン1
61〜163と、前記3種類の主電源ライン151〜1
53と上記3種類の分岐電源ライン161〜163との
各対応する電源ライン相互を選択的に接続するために形
成され、第2層目の配線からなる層間接続電源ラインと
を有する。この層間接続電源ラインと第1層目の配線と
のコンタクト部を16a、層間接続電源ラインと第3層
目の配線とのコンタクト部を17aで示しており、この
層間接続電源ラインは前記分岐電源ライン161〜16
3の各一部の上方に形成されている。
【0016】また、前記第1の主電源ライン151は、
第1の電源電位VCC(例えば+5V)を供給するための
ものであり、第2の主電源ライン152は、第2の電源
電位(接地電位GND)を供給するためのものであり、
第3の主電源ライン152は、第3の電源電位VEE(例
えば−5.2V)を供給するためのものである。
【0017】図3は、図1中の周辺回路セル13に含ま
れるECLレベル入力バッファ回路の一例を示す回路図
である。ここで、Q1〜Q7はNPNトランジスタ、R
1〜R6は抵抗、VBBおよびVCSはチップ内部で生成さ
れたバイアス電位、VTTはチップ外部から供給される電
源電位である。
【0018】図4は、図1中の周辺回路セル13に含ま
れるTTLレベル入力バッファ回路の一例を示す回路図
である。Q11〜Q24はNPNトランジスタ、R11
〜R21は抵抗、VFFおよびVTTはチップ内部で生成さ
れた電源電位である。
【0019】上記実施例のECLゲートアレイによれ
ば、どの周辺回路セル13を用いても、ECLレベルあ
るいはTTLレベルの任意の一方に対応し得る入力回路
あるいは出力回路として使用できるので、周辺回路セル
13の自由度が高い。これにより、内部回路14に合わ
せて個々の周辺回路セル13の種類を最適に選択するこ
とが可能になるので、内部回路14と周辺回路セル13
との間の最適な配線の引き回しが可能になり、動作の高
速化、低スキュー化などの性能の向上を図ることができ
る。
【0020】なお、本発明は上記実施例のECLゲート
アレイに限らず、MOSゲートアレイ、スタンダードセ
ル方式のLSIなどのセミカスタム集積回路に一般的に
適用可能である。
【0021】
【発明の効果】上述したように本発明によれば、周辺回
路セルの用途の自由度が高く、内部回路と周辺回路セル
との間の最適な配線の引き回しが可能になり、ユーティ
リティの一層の向上、動作の高速化、低スキュー化など
の性能の向上を図り得るセミカスタム集積回路を実現す
ることができる。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明に係るセミカスタムICの一実施例にお
けるチップレイアウトを示す図。
【図2】図1中の周辺回路セルの一部および電源ライン
の一部を取り出してレイアウトの一例を示す。
【図3】図1中の周辺回路セルに含まれるECL入力回
路の一例を示す回路図。
【図4】図1中の周辺回路セルに含まれるTTL入力回
路の一例を示す回路図。
【図5】従来のセミカスタムICにおけるチップレイア
ウトの一例を示す図。
【図6】従来のセミカスタムICにおけるチップレイア
ウトの他の例を示す図。
【符号の説明】
11…チップ、12…パッド、13…周辺回路セル、1
4…内部回路、15…電源ライン、151〜153…主
電源ライン(第3層目の配線)、161〜163…分岐
電源ライン(第1層目の配線)、16a…層間接続電源
ライン(第2層目の配線)と第1層目の配線とのコンタ
クト部、17a…層間接続電源ラインと第3層目の配線
とのコンタクト部、18…周辺回路セルとパッドとの配
線、19…周辺回路セルと内部回路との配線。
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (56)参考文献 特開 昭61−194846(JP,A) 特開 平2−310945(JP,A) 特開 平3−109767(JP,A) 特開 平2−194548(JP,A) (58)調査した分野(Int.Cl.7,DB名) H01L 21/82 H01L 21/822 H01L 27/04

Claims (3)

    (57)【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 集積回路チップ上の周辺のパッド配置領
    域に配置されたパッド群と、 上記パッド配置領域の内側の領域に配置され、それぞれ
    ECLレベルあるいはTTLレベルの任意の一方に対応
    し得る入力回路あるいは出力回路として使用できるよう
    に構成された周辺回路セル群と、 上記周辺回路セル群の内側の領域に配置された内部回路
    と、上記周辺回路セル群上に重なるように配置された3種類
    の主電源ラインを有し、上記 周辺回路セル群および内部
    回路に電源を供給するための電源ラインとを具備し、 上記電源ラインは、 第3層目の配線からなる上記3種類の主電源ラインと、 この3種類の主電源ラインに直交する方向に形成された
    第1層目の配線からなる3種類の分岐電源ラインと、 上記3種類の主電源ラインと上記3種類の分岐電源ライ
    ンとの各対応する電源ライン相互を選択的に接続するた
    めに形成された第2層目の配線からなる層間接続電源ラ
    インとを有して構成されること を特徴とするセミカスタ
    ム集積回路。
  2. 【請求項2】 請求項1記載のセミカスタム集積回路に
    おいて、前記内部回路は、ECL回路であることを特徴
    とするセミカスタム集積回路。
  3. 【請求項3】 請求項1記載のセミカスタム集積回路に
    おいて、前記周辺回路セルは、ECLレベル入力回路、
    TTLレベル入力回路、ECLレベル出力回路、TTL
    レベル出力回路を含み、これらの回路が選択的に前記主
    電源ラインに接続されることにより選択的に使用される
    ことを特徴とするセミカスタム集積回路。
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