JP3318084B2 - 信号供給回路 - Google Patents
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Description
を供給するための信号供給回路に関するものである。
ンク方式とツリー方式の2種類が存在する。以下、これ
らの2つの方式を用いた従来の技術を説明する。例とし
てこの2つの方式をあげ、構成と問題点を説明する。
回路図であり、IEEE 1990 CUSTOM I
NTEGRATED CIRCUITS CONFER
ENCE PROCEEDING 16.4.1 Fi
g.1に記載されている。信号入力用ドライバ回路1は
入力端と出力端とを有し、その出力端がトランク配線2
に接続されている。トランク配線2に対してある間隔を
あけて同期回路群300aが接続されている。同期回路
群300aは、信号が入力されるべき32個の同期回路
301〜332で構成されている。これら同期回路30
1〜332を示す符号は図面の煩雑を避けるため全ては
附されていないが、左から右へと順に符号301〜33
2が同期回路に附される。同期回路301〜332は各
々入力端及び出力端を有し、その入力端の各々がトラン
ク配線2に接続されている。
入力用ドライバ1に印加された信号は、トランク配線2
を経て複数の同期回路301〜332に伝達される。こ
の時トランク配線2内においては配線による遅延が生じ
る。よってドライバ1から距離の離れた同期回路ほど、
信号の伝達は大きく遅れる。この同期回路301〜33
2間の伝達時間のずれはスキューと呼ばれる。
的にはトランク配線2の配線抵抗R、トランク配線2の
配線容量C1、及び全同期回路の入力容量Ciの影響を
強く受け、時定数R×(C1+Ci)の関数で示され
る。このスキューは低減されることが望ましく、配線抵
抗Rはトランク配線2の幅に対して反比例関係にあるた
め、トランク方式ではトランク配線2の幅を広く設定し
て配線抵抗Rの値を小さくし、スキューの低減を図って
いる。
に対し比例関係にあるため、配線抵抗Rでスキューが効
果的に低減するのは、入力容量Ciが配線容量C1に比
べ十分大きい場合に限られる。しかしこの場合でも、ト
ランク配線2の幅を広くし続ければ、いずれはスキュー
の値が配線の時定数R×C1に漸近し、それ以下には低
下しなくなる。更に配線抵抗R及び配線容量C1はトラ
ンク配線2の配線長に対しそれぞれ比例関係にあるた
め、トランク配線2が長いほどスキューの値は増加して
しまうことになる。
図であり、直線上に配置された複数の同期回路へ信号を
供給するための駆動方式として用いられる。信号入力用
ドライバ回路1の出力端はツリー配線200aに接続さ
れており、同期回路群300aの有する同期回路301
〜332のそれぞれの入力端ががツリー配線200aに
接続されている。
から各同期回路301〜332までのそれぞれの経路
(配線)に対し、その長さが互いに等しくなるように配
線が構成される。この結果(A−1)で説明されたトラ
ンク方式とは異なり、各経路での信号遅延が等しくなる
ため、理想的には各同期回路間に伝達される信号のスキ
ューは0になる。
個の同期回路301〜332への信号を供給するに際し
て配線の長さを等しくするためには広い信号配線領域が
必要となる。例えば同期回路301〜332が並ぶ方向
に並行に、6層に敷設された配線201〜206が必要
であり、これらを敷設する領域を確保しなければならな
い。この領域は同期回路数が増加するにつれ拡大する。
また同期回路が等間隔に配置されていない場合、同期回
路数が2n で表せない場合等は、配線経路の一部に遅延
時間を調整するための迂回配線を別途設けなければなら
ない。
いて複数の同期回路への信号の供給する場合には、以下
の問題点があることがわかる。
合、直線上に配置された複数の同期回路への信号供給は
以上のようになされているため、スキュー値を0に近付
けること、特に同期回路間の距離が大きい場合等では、
スキュー値を低く抑えることは物理的に不可能であっ
た。
化が進み、チップ面積が拡大傾向にある一方、動作周波
数の高周波化により、タイミング信号の高精度化が要求
されているため、トランク方式では複数の同期回路間の
タイミング管理が困難な状態となるという問題点があっ
た。
合、同期回路数の増加、遅延時間調整用の迂回配線の配
置等に対し、ツリー配線のためには広い領域が必要とな
り、これを抑えることは構成上不可能であった。特に半
導体の分野では、高集積化を阻害する要因として問題に
なってきている。さらに隣接する配線も多く、これらの
配線により配線容量が増大するという効果等も無視でき
ない。このため信号配線の環境の差により同期回路間に
大きなスキューが発生する場合があった。
ためになされたもので、同期回路数が多い場合でも信号
の供給に必要な領域を小さく抑えることができ、かつ、
各同期回路への信号を低スキューで供給できる技術を提
供することを目的とする。
かかる信号供給回路は、(a)入力信号が入力される入
力端と、出力端とを含む主信号伝達素子と、(b)メッ
シュ状配線と、(c)各々が、(c−1)前記主信号伝
達素子の前記出力端に接続された入力端子と、(c−
2)複数の出力端子と、(c−3)前記入力端子に接続
された入力端と、出力端とを含む第1の信号伝達素子
と、(c−4)前記第1の信号伝達素子の出力端に接続
された第1端と、第2端とを含む第1の配線と、(c−
5)前記第1の配線に接続された入力端と、出力端とを
各々が含む複数の第2の信号伝達素子と、(c−6)前
記複数の第2の信号伝達素子の前記出力端をそれぞれ異
なる点において接続する第2の配線と、(c−7)前記
複数の出力端子に対応して設けられ、これを介して前記
出力端子がそれぞれ異なる点において前記第2の配線に
接続されるところの第3の信号伝達素子とを有し、前記
メッシュ状配線を挟んで対向して配置され、各々の前記
出力端子が前記メッシュ状配線に接続される信号供給手
段の少なくとも一対とを備える。そして、前記第1の配
線の異なる点において、前記複数の第2の信号伝達素子
の前記入力端が接続され、前記一対の信号供給手段のい
ずれの前記入力端子も、等距離だけ離れて前記主信号伝
達手段の前記出力端に接続される。
路は、第1の態様において、前記信号供給手段が2対備
えられて前記メッシュ状配線を囲み、全ての前記信号供
給手段の前記入力端子は、等距離だけ離れて前記主信号
伝達手段の前記出力端に接続される。
路は、(a)入力信号が入力される入力端と、出力端と
を含む主信号伝達素子と、(b)各々が、(b−1)一
対の入力端子と、(b−2)複数対の出力端子と、(b
−3)前記入力端子に接続された入力端と、出力端とを
含む一対の第1の信号伝達素子と、(b−4)一の前記
第1の信号伝達素子の前記出力端に接続された第1端
と、他の前記第1の信号伝達素子の前記出力端に接続さ
れた第2端とを含む第1の配線と、(b−5)前記第1
の配線に接続された入力端と、出力端とを各々が含む複
数の第2の信号伝達素子と、(b−6)前記複数の第2
の信号伝達素子の前記出力端をそれぞれ異なる点におい
て接続する第2の配線と、(b−7)前記出力端子の対
に対応して設けられ、これを介して前記出力端子が一対
毎にそれぞれ異なる点において前記第2の配線に接続さ
れるところの第3の信号伝達素子とを有し、一方向に配
列される複数の第1の信号供給手段と、(c)各々が
(c−1)前記主信号伝達素子の前記出力端に接続され
た入力端子と、(c−2)前記第1の信号供給手段に対
応して設けられ、前記第1の信号供給手段の前記入力端
に各々が接続される出力端子の複数と、(c−3)前記
入力端子に接続された入力端と、出力端とを含む第4の
信号伝達素子と、(c−4)前記第4の信号伝達素子の
出力端に接続された第1端と、第2端とを含む第3の配
線と、(c−5)前記第3の配線に接続された入力端
と、出力端とを各々が含む複数の第5の信号伝達素子
と、(c−6)前記複数の第5の信号伝達素子の前記出
力端をそれぞれ異なる点において接続する第4の配線
と、(c−7)前記複数の出力端子に対応して設けら
れ、これを介して前記出力端子がそれぞれ異なる点にお
いて前記第4の配線に接続されるところの第6の信号伝
達素子とを有し、前記第1の信号供給手段の配列を挟ん
で対向して配置される第2の信号供給手段の一対とを備
える。そして、前記第1の配線の異なる点において、前
記複数の第2の信号伝達素子の前記入力端が接続され、
前記第3の配線の異なる点において、前記複数の第5の
信号伝達素子の前記入力端が接続され、前記一対の第2
の信号供給手段のいずれの前記入力端子も、等距離だけ
離れて前記主信号伝達手段の前記出力端に接続される。
段に挟まれ、前記第1の信号供給手段が配列される領域
に設けられ、(d−1)前記第2の信号供給手段の前記
出力端子に接続される辺と、(d−2)前記第1の信号
供給手段の前記出力端子に接続される内部配線とを有す
るメッシュ状配線を更に備える。
おいては、信号供給手段がメッシュ状配線に入力信号を
伝達し、更にメッシュ状配線によって入力信号が分配さ
れるので、一層スキューを低減することができる。
給回路においては、第1の態様における信号供給手段を
2対設けるので、更にスキューを低減することができ
る。
路においては、第1の信号供給手段の出力端子数を固定
しないことにより、メガセル等の大きな領域を占有する
論理素子が存在してもスキューを低減しつつ入力信号の
伝達を確保することができる。
0aの構成及びこれと同期回路群300aとの接続関係
を示す回路図である。
べき32個の同期回路301〜332を有している。図
面の煩雑をさけるため同期回路301〜332の符号の
全部が図示されているわけではないが、左から右へと順
に同期回路301〜332が直線上に等間隔に配置され
ている。これらの同期回路301〜332は同一の入力
容量を有している。同期回路301〜332の各々は入
力端及び出力端を有しており、その出力端には論理回路
9が接続される。
路1a,401,402,403を有している。ドライ
バ回路1aには同期回路301〜332に与えられるべ
き入力信号が入力される。入力信号は例えば“H”,
“L”の排他的論理をとる2値の信号である。そしてド
ライバ回路1aの出力が第1の配線5の左端に与えられ
る。第1の配線5の左端及び右端並びにその中央にはそ
れぞれドライバ回路401,403,402が設けられ
ている。そしてこれらの出力は第2の配線6に与えられ
る。第2の配線6には同期回路301〜332の各々の
入力端が接続される。特にドライバ回路401と第2の
配線6とが接続されるノードにおいて同期回路306の
入力端が接続され、ドライバ回路403と第2の配線6
とが接続されるノードにおいて同期回路327の入力端
が接続される。そして第2の配線6において同期回路3
16,317のそれぞれが接続されるノードの中間のノ
ードにドライバ402の出力端が接続される。
2,403はそれらの間隔が均等に、かつ各ドライバ回
路401、402、403の担当する出力容量がほぼ均
等になる位置に配置が行なわれる。第1の配線5と第2
の配線6は平行に配線される。
ードにおいて、その電位が立ち上がる様子を示す波形図
である。電位V1 ,V2 ,V3 ,V4 ,V5 はそれぞれ
入力信号、ドライバ回路401の出力端、ドライバ回路
403の出力端、同期回路306の出力端、同期回路3
32の出力端の電位である。また、V0 は、各ドライバ
回路と同期回路に共通するしきい値電圧を示し、ここで
は“H”,“L”に対応する2値の中間の値に設定され
ている。
ち上がる電位V1 が与えられるので、電位V1 が電位V
0 に達した後、ドライバ回路1aの最も近くに位置する
ドライバ回路401の出力端の電位V2 が上昇し始め
る。ドライバ回路401が信号の遷移を伝達(以下、単
に「伝達動作」という。信号の伝達は随時行っているの
であるが、以下では特に信号の遷移に関してこの用語を
用いる)し始めた当初においては、ドライバ回路1aに
関してドライバ回路401よりも遠くに位置する他のド
ライバ回路402,403は、まだ伝達動作を行ってい
ない。このためドライバ回路401は、第2の配線6に
逆の論理を与えているドライバ回路402,403に単
独で逆らって伝達動作、即ち第2の配線6に接続された
容量を充電または放電しなければならない。このため、
電位V2 は比較的緩慢に上昇し始める。
依存してドライバ回路401の伝達動作の時期から順次
遅れるが、ドライバ回路402,403は伝達動作を行
い始める。このため第2の配線6に接続された容量はド
ライバ回路401のみならず、ドライバ回路402,4
03によっても充電または放電される。従って電位V2
の上昇は時間経過に従って急峻となってゆく。
ューによってドライバ回路401の伝達動作の開始から
遅延時間τ1 だけ遅れて、ドライバ回路403が最後に
伝達動作を開始する。ドライバ回路403が第2の配線
6に信号の遷移を伝達する際には、それまでに伝達動作
を開始したドライバ回路401、402と共に第2の配
線6に接続された容量を充電または放電する。しかもド
ライバ回路403に対抗して逆の論理を第2の配線6に
与えるドライバ回路も存在せず、ドライバ回路403の
出力端近傍に接続された容量の一部が既に充電または放
電されている。これらの理由のため、ドライバ回路40
3の出力端の電位の遷移は、全てのドライバ回路の内で
最も急峻となる。
出力する信号の内、最も早期に遷移し始めるもの(電位
V2 )も最も遅れて遷移し始めるもの(電位V3 )も、
遷移の終了付近ではその遷移が急峻となるものの、当初
はその遷移が緩慢であるという点において共通する。し
かし、後から遷移し始めるもの(電位V3 )の方が、こ
れに先行して遷移し始めるもの(電位V2 )と比較し
て、遷移中において早期に急峻になってゆく。このた
め、遷移し初めてから一定の電位に到達するのに必要な
時間は、電位V2 に関して必要な時間の方が電位V3 に
関して必要な時間よりも長い。この結果、信号の遷移が
進むにつれて電位V2 ,V3 の波形の時間差は減少する
ことになる。
は、既述のようにこれが信号振幅の半分程度の電位に設
定されるので、電位V2 ,V3 における時間差d1 を小
さく抑えることができる。
して得られるので、最も早い時刻においてその入力端が
しきい値電位V0 に達する同期回路306の出力端の電
位V4 と、時間差d1 及び第2の配線6において生じる
スキューのためにその入力端がしきい値電位V0 に達す
る時刻が最も遅くなる同期回路327の出力端の電位V
5 と、がそれぞれしきい値電位V0 に達する時刻の差d
2 も小さく抑えることができる。但し同期回路306,
327においては波形の整形がなされるので、電位V
4 ,V5 は直線に近い形状で遷移している。
小さく抑制するためのドライバ回路の個数には最適値が
存在する。ドライバ回路の個数を最適値よりも小さく設
定した場合には第2の配線6内で発生するスキューが大
きくなり、最適値よりも大きく設定した場合には第1の
配線5内で発生するスキューが大きくなるからである。
出力端におけるスキュー(任意単位)を示すグラフであ
る。信号供給回路400aにおいて設けるドライバ回路
の個数をパラメータとし、その値として1,2,3,5
を採用している。但し、同期回路は均等間隔に配置さ
れ、ドライバ回路も均等間隔に配置され、第1及び第2
の配線5,6も迂回経路を有していない場合を示してい
る。図3からはドライバ回路の個数の最適値は3である
ことがわかる。
2の配線5,6間で配置されたドライバ回路の位置にも
依存する。また配線抵抗、配線容量、ドライバ回路の入
力容量及び出力容量、ドライバ回路の駆動能力、同期回
路の入力容量等の影響も受けている。このため一該にド
ライバ回路数を固定することはできず、実使用に際して
は、シミュレーション等により、この数を見積る作業が
必要となる。
して付け加える。同期回路群300aに含まれる同期回
路数が2個の場合、信号供給回路400aが含むことに
なるドライバ回路数は1個となり、図21を用いて示さ
れた従来のツリー方式と類似した形となる。
式のようにドライバ1aの出力端を第1の配線5の中間
において接続する必要はなく、図1に示されたように第
1の配線5の左端に接続することができる。すなわち第
1の配線の延長上にドライバ1aの出力端を配置させる
ことができるので、図21に示された配線206が不要
となる。
回路数が多い場合、同期回路が均等に配置されていない
場合、第2の配線6が長い場合でさえ、ツリー方式と異
なり信号供給回路400aの占める領域はほとんど拡大
されない。そしてドライバ回路群400aの中でそれぞ
れのドライバ回路数、サイズ等を調整することで、各同
期回路に遅延時間差のほとんどない信号供給を可能にす
る点において第1実施例は従来のツリー方式と比較して
優れている。
の技術」において説明されたように、32個の同期回路
に対してツリー配線200aが6層の配線201〜20
6を必要とするのに対し、第1実施例において示された
信号供給回路400aは第1及び第2の配線5,6とド
ライバ回路401,402,403のみを必要とする。
レイにおいて構成されたツリー配線200aと信号供給
回路400aの一部を示す平面図である。ツリー配線2
00aはトランジスタアレイの列80〜86の間に存在
する配線許可領域において配線201〜206が敷設さ
れるので、少なくともトランジスタアレイ5列(81〜
85)分の領域が必要となる。これに対し信号供給回路
400aにおいてはドライバ回路401がトランジスタ
アレイの2列81,82で実現でき、他のドライバ回路
402,403も同一の2列81,82において構成さ
れるので、ツリー配線200aよりも狭い領域で実現す
ることができる。
た場合を示した。均等に配置された場合には、容易に同
期回路に対してのスキューを低減することができるが、
均等に配置されない場合においてもこの発明の効果を得
ることができる。図6は不均等に配置された同期回路を
有する同期回路群300cに信号供給回路400fを接
続した場合を示す回路図である。ここでは信号供給回路
400fは6個のドライバ回路401〜405,1aを
備えている。このような場合でも、ドライバ回路の配
置、数等を調整することで上記と同様の効果を得ること
ができる。
同期回路が直線上に配置された場合に限定するものでは
ない。同期回路間の入力端を一本の配線で結ぶことがで
きれば、図1と同様な構成をとることができ、したがっ
て同様の効果を得ることができる。
0bの構成及びこれと同期回路群300aとの接続関係
を示す回路図である。
0aに追加してドライバ回路1bを設けた構成を有して
いる。ドライバ回路1bにはドライバ回路1aと同一の
入力信号が与えられ、ドライバ回路1bの出力端は第1
の配線5の右端においてドライバ回路403の入力端と
共に接続されている。
それぞれからドライブ回路1a,1bを介して入力信号
を与えることにより、ドライブ回路401,403は略
同時に伝達動作を開始する。そしてドライブ回路402
は第1の配線5によって生じるスキューに依存して遅延
し、伝達動作を開始する。
に伝達動作を開始するので、第1実施例の場合と比較し
て、第2の配線6に接続された容量のうち各々が担当す
るものは小さくなる。またドライブ回路401,403
が伝達動作を開始したときに、これと異なる論理を第2
の配線6に与えているのはドライブ回路402のみであ
る。従って第2実施例においては、ドライブ回路40
1,402,403の出力端の電位が電位V0 に達する
時間の差を第1実施例よりも一層効果的に短縮すること
ができ、各同期回路の出力端におけるスキューも一層短
縮することができるという効果がある。
供給回路400cの構成及びこれと同期回路群300b
の接続関係を示している。
された同期回路301〜328を有している。第1実施
例と同様に、図面の煩雑をさけるため同期回路301〜
328の符号の全部が図示されているわけではないが、
左から右へと順に同期回路301〜328が直線上に等
間隔に配置されている。これらの同期回路301〜32
8は同一の入力容量を有している。同期回路301〜3
32の各々は入力端及び出力端を有しており、その出力
端には論理回路9が接続される。
a,401〜404、並びに2つの第1の配線5a,5
b、第2の配線6及びツリー配線200bを有してい
る。第1の実施例において示された信号供給回路400
aとは異なり、信号供給回路400cにおいてはドライ
バ回路401〜404の入力端は単一の配線には接続さ
れない。これらは等間隔に配置されるものの、第1の配
線5aの左端及び右端にそれぞれドライバ回路401,
402の入力端が接続され、第1の配線5bの左端及び
右端にそれぞれドライバ回路403,404の入力端が
接続されている。
端は、それぞれ第1の配線5aの右端及び第1の配線5
bの左端に接続されている。ツリー配線の入力端にはド
ライバ1aを介して入力信号が与えられる。
aの右端及び第1の配線5bの左端にはほぼ同時に信号
の遷移が伝達されるので、ドライバ回路402,403
はほぼ同時に伝達動作を開始する。そして第1実施例に
おいて示されたように動作してドライバ回路401,4
02の出力端における時間差は抑制され、同時にドライ
バ回路403,404の出力端における時間差も抑制さ
れる。従って第1実施例と同様の動作が並行して2組行
われるので、より一層スキューを低減することができる
という効果がある。
単なるツリー配線を用いて信号供給を行う場合と比較し
てその効果が顕著となる。
供給回路400dの構成及びこれと同期回路群300a
の接続関係を示している。
a,401〜404及び第1の配線5並びにツリー配線
200c〜200jを有している。第1の実施例におい
て示された信号供給回路400aと同様にしてドライバ
回路401〜404の入力端が第1の配線5に接続さ
れ、出力端が第2の配線6に接続される。そしてドライ
バ1aが第1の配線5の左端に接続される。
力端は第2の配線6に均等間隔で接続されており、それ
ぞれの出力端は同期回路群300aの有する同期回路の
入力端に接続されている。よって第4実施例は、従来の
ツリー配線200aの一部に第1実施例を適用した構成
であると考えることができる。このような場合において
も第1実施例と同様にしてスキューを低減することが可
能である。また図5に鑑みれば、第4実施例において要
求されるトランジスタアレイの列は4列であり、図4に
示された従来のツリー配線200aの場合よりも1列少
ない領域で実現できる。
号供給回路500の構成及びこれと同期回路群600の
接続関係を示している。信号供給回路500は信号供給
回路400eと、第1実施例で示された信号供給回路4
00aとを有している。
回路404〜415を有している。図面の煩雑をさける
ためドライバ回路404〜415の符号の全部が図示さ
れているわけではないが、左から右へと順にドライバ回
路404〜415が直線上に等間隔に配置されている。
第2の配線6は信号供給回路400a,400eで共有
されており、これらの入力端は第2の配線6に接続され
ている。ドライバ回路404の入力端は第2の配線6の
左端に、ドライバ回路415の入力端は第2の配線6の
右端に、それぞれ接続されている。信号供給回路400
eは第3の配線7をも有しており、ドライバ回路404
〜415の出力端が第3の配線7において等間隔で接続
されている。
a,300bと同様に直線上に配列された複数の同期回
路を有している。これらの入力端は第3の配線7に等間
隔に接続されており、これらの出力端は論理回路9に接
続されている。
2段設けた構成となっており、第2の配線において低減
されたスキューは第3の配線7において更に抑制される
ことになる。図11は図10に示された回路図の代表的
なノードにおいて、その電位が立ち上がる様子を示す波
形図である。電位V1 ,V2 ,V3 ,V6 ,V7 ,V
8 ,V9 はそれぞれ入力信号、ドライバ回路401の出
力端、ドライバ回路403の出力端、ドライバ回路40
4の出力端、ドライバ回路415の出力端、同期回路群
600の左端に位置する同期回路の出力端、同期回路群
600の右端に位置する同期回路の出力端、の電位であ
る。
位V0 に達する時間差d1 は、第1の配線5におけるス
キューτ1 よりも低減される。よって第3の配線におけ
るスキューτ2 も、第1の配線5におけるスキューτ1
よりも低減される。このため第3の配線7において電位
V6 ,V7 が電位V0 に達する時間差d3 は、第2の配
線6において電位V2 ,V3 が電位V0 に達する時間差
d1 よりも短くなる。このため、同期回路600の左端
及び右端のそれぞれに位置する同期回路の出力端の電位
V8 ,V9 が電位V0 に達する時間差d4 は、図2にお
いて示された第1実施例の場合(時間差d2 )よりも更
に短くすることができる。
けた構成を示しているが、更に第1実施例による構成を
3段以上設ければ、一層同期回路の出力端におけるスキ
ューは改善される。
必ずしも等間隔に配列されなくても第5実施例の効果を
得ることができる。図12は非等間隔に配列された同期
回路を有する同期回路群600aに対し、信号供給回路
500aを接続した構成を示す回路図である。信号供給
回路500aは信号供給回路500と同様に第1〜第3
の配線5〜7を有し、第1の配線5と第2の配線6との
間、及び第2の配線6と第3の配線7との間、にそれぞ
れドライバ回路を有している。
付け加える。同期回路群600に含まれる同期回路数が
4個の場合、信号供給回路400a,400eが含むこ
とになるドライバ回路数はそれぞれ1及び2個となり、
図21を用いて示された従来のツリー方式と基本的に同
じ形となる。しかし第1〜第3の配線により2段階にス
キューが低減されており、各同期回路とドライバ回路の
配線経路の環境の差(これらの配線に対して近接して存
在する配線の有無等)の配線遅延に対する影響が吸収さ
れるため、より信頼性の高いスキュー管理が可能とな
る。従って、ツリー方式と比較してその効果は高い。
路数が多い場合、ツリー方式とは異なり、同期回路が均
等に配置されていない場合や、第3の配線7が長い場合
でさえ信号供給回路500の占める領域はほとんど拡大
されない。そして信号供給回路400a,400eのそ
れぞれでのドライバ回路数、サイズ等を調整すること
で、各同期回路に遅延時間差のほとんどない信号供給を
可能にする点において第5実施例は従来のツリー方式と
比較して優れている。
る。メインドライバ10の出力端に信号供給回路11
1,112の両方の入力端11aが共通して接続されて
いる。メインドライバ10の出力端から信号供給回路1
11の入力端11aまでの距離と、メインドライバ10
の出力端から信号供給回路112の入力端11aまでの
距離とは等しく配置される。
近傍には信号供給回路111の出力端11bが、また最
下辺の近傍には信号供給回路112の出力端11bが、
それぞれ接続されている。そして信号供給配線13は図
示されない論理回路が点在するロジックエリア91の上
に張りめぐらされ、これを介してロジックエリア91の
論理回路に信号が供給される。
成を示すブロック図である。いずれも同一の構成を有し
ており、図1に示された信号供給回路400aとドライ
バ群39とを有している。ドライバ群39は、図1にお
いて同期回路群300aを構成して示された同期素子が
ドライバに置換された構成を有している。信号供給回路
400aの出力の各々はドライバ群39を構成するドラ
イバの入力端に接続されており、ドライバ群39を構成
するドライバの出力がドライバ群39の出力端11bに
与えられる。
れた入力信号はほぼ等しい距離を伝達するため、信号供
給回路111,112のいずれの入力端11aにもほぼ
同時に信号が供給される。そして第1実施例において示
されたように、信号供給回路400aはほぼ同時にドラ
イバ群39を構成するドライバの入力端に入力信号を伝
達する。よって、信号供給回路111,112のいずれ
の出力端11bにおいてもほぼ同時に入力信号が伝達さ
れる。
下辺に対してほとんど同時に入力信号が伝達されるの
で、ロジックエリア91内に点在する論理回路において
存在する配線長の差は、最大でも信号供給配線13の最
上辺と最下辺の間の距離の半分程度になる。よって、論
理回路が存在する位置に依存するスキューを低減するこ
とができる。
バ(ドライバ群39を構成するドライバ)を数多く配置
できるので、各々のドライバの駆動すべき容量が分散さ
れる。このためドライバサイズを小さくすることがで
き、また各ドライバで発生するノイズを抑制することが
できる。さらにまた、ドライバが出力する電流量が緩和
されるので、ドライバ出力端近辺の信号供給配線13、
即ち最上辺と最下辺の配線を細く設定できるので、信号
供給配線13の容量を低減することができる。
112を信号供給配線13の最上辺と最下辺近傍に設け
ることに限定されない。最右辺及び最左辺近傍に設け、
これらに信号供給回路111,112を接続しても上記
と同様の効果が得られる。
る。メインドライバ10aの出力端にはサブドライバ1
0b,10cの入力端が共通して接続されている。ロジ
ックエリア91はほぼ正方形であり、メインドライバ1
0aの出力端とサブドライバ10bの入力端との間の距
離、及びメインドライバ10aの出力端とサブドライバ
10cの入力端との間の距離はいずれもほぼロジックエ
リア91の一辺の長さに等しい。そしてサブドライバ1
0b,10cはロジックエリア91の相対するコーナー
近傍に配置されている。信号供給回路111,112の
出力端11bは第6実施例と同様に、それぞれ信号供給
配線13の最上辺及び最下辺に接続されている。しかし
第6実施例とは異なり、信号供給回路111,112の
出力端11aはそれぞれサブドライバ10b,10cの
出力端に接続されている。
傍にはそれぞれ信号供給回路113,114が配置され
ている。これらはいずれも信号供給回路111,112
と類似の構成を有している。但しこれらが有するドライ
バの数は、信号供給回路111,112のそれと同一で
もよいし、異なってもよい。信号供給回路113の出力
端11bは信号供給配線13の最左辺に接続され、信号
供給回路114の出力端11bは信号供給配線13の最
右辺に接続されている。そして信号供給回路113の入
力端11aはサブドライバ10bの出力端に接続され、
信号供給回路114の入力端11aはサブドライバ10
cの出力端に接続されている。
ライバ10aの入力端に入力した入力信号は、ほぼ同時
にサブドライバ10b,10cの入力端に伝達され、信
号供給回路111,112,113,114のいずれの
入力端11aにもほぼ同時に伝達される。よって第6実
施例と同様にしてロジックエリア91に点在する論理回
路(図示しない)に対し、ほぼ同時に入力信号を伝達す
ることができる。
多くのドライバで信号供給配線13を駆動するので、ド
ライバのサイズをより小さくし、ノイズを緩和し、また
信号供給配線13の容量を低減することができる。しか
もその上、信号供給配線13を周囲の四方から駆動する
ので、ロジックエリア91に点在する論理回路への信号
供給経路を確保し易い。これは信号供給配線13のメッ
シュの一つよりも大きなサイズを有するメガセルをロジ
ックエリア91に配置する場合に特に有効である。メガ
セルを配置する為に信号供給配線13の一部を切り抜い
ても論理回路への信号供給経路を確保できるので、メガ
セルのレイアウトの自由度が向上する。
る。第8実施例は、第6実施例の信号供給配線13を、
信号供給回路121〜128に置換した構成を有してい
る。図17は信号供給回路121〜128の構成を示す
ブロック図である。信号供給回路121〜128は、図
7において示された信号供給回路400bと図14にお
いて示されたドライバ群39を備えている。ドライバ群
39は信号供給回路400bの同期回路として機能して
おり、ドライバ群39の入力端は、それぞれ信号供給回
路400bの出力端に接続されている。
の出力線が接続されており、その一方は信号供給回路1
21〜128の各々において第1の出力端群12cを構
成し、他方は第2の出力端群12dを構成している。信
号供給回路121〜128のうち、隣接するものの一方
の第1の出力端群12cと、他方の第2の出力端群12
dとは、対応して接続される。信号供給回路400bの
入力端12a,12bはそれぞれ図7に示されたドライ
バ1a,1bの入力端に接続されている。
実施例と同様に、ほぼ同時に入力信号を信号供給回路1
21〜128の入力端12bに伝達する。また、信号供
給回路112の出力端11bは第6実施例と同様に、ほ
ぼ同時に入力信号を信号供給回路121〜128の入力
端12aに伝達する。信号供給回路121〜128は第
2実施例からわかるようにほぼ同時にドライブ群39に
入力信号を伝達するので、第6実施例と同様にしてロジ
ックエリア91に点在する論理回路(図示しない)に対
し、ほぼ同時に入力信号を伝達することができる。
多くのドライバで論理回路を駆動するので、ドライバの
サイズをより小さくし、ノイズを緩和することができ
る。しかもその上、ロジックエリア91に複数のドライ
バを配置することができるので、これに点在する論理回
路への信号供給経路を非常に短くすることができる。よ
って、全論理回路の間におけるスキューを極めて小さい
値に抑えることが可能である。
11,112を信号供給配線13の最上辺と最下辺近傍
に設けることに限定されない。これらを最右辺及び最左
辺近傍に設け、信号供給回路121〜128をこれらに
接続しても上記と同様の効果が得られる。
る。第9実施例は、第8実施例の信号供給回路121〜
128を信号供給回路129に置換した構成を有してい
る。
〜128と同様に構成されているがいるが、その長さは
固定されない。このため、ロジックエリア91において
メガセルMCのように信号供給回路121の第1の出力
端12cや第2の出力端12dの間隔よりも大きい寸法
を有する論理回路が配置された場合であっても、第8実
施例と同様の効果を得ることができる。換言すれば、設
計段階においてロジックエリア91にメガセルMCを挿
入する事に対して自由度が高いという効果がある。
なるもの同士の遅延時間はその内部のドライバのサイズ
を調整することによってほとんど同じ値にすることがで
きる。
る。第10実施例は、第9実施例に更にメッシュ状の信
号供給配線131を追加した構成を有している。信号供
給配線131の内部配線は、信号供給回路129の出力
端と重なる点において電気的に接続されている。また、
信号供給配線131の最上辺及び最下辺はそれぞれ信号
供給回路111,112の出力端に接続されている。
131が信号供給回路129の出力端におけるわずかな
スキューさえも改善するので、ドライバの特性のばらつ
きや、論理回路の粗密に対してもスキューの拡大を抑制
することができるという効果がある。
数が多い場合でも信号の供給に必要な領域を小さく抑え
ることができ、かつ各同期回路への信号を低スキューで
供給できるという効果がある。
る。
ある。
ある。
る。
る。
る。
である。
る。
る。
る。
る。
る。
る。
る。
る。
f,500,500a信号供給回路 200b〜200j ツリー配線
Claims (4)
- 【請求項1】 (a)入力信号が入力される入力端と、
出力端とを含む主信号伝達素子と、 (b)メッシュ状配線と、 (c)各々が、 (c−1)前記主信号伝達素子の前記出力端に接続され
た入力端子と、 (c−2)複数の出力端子と、 (c−3)前記入力端子に接続された入力端と、出力端
とを含む第1の信号伝達素子と、 (c−4)前記第1の信号伝達素子の出力端に接続され
た第1端と、第2端とを含む第1の配線と、 (c−5)前記第1の配線に接続された入力端と、出力
端とを各々が含む複数の第2の信号伝達素子と、 (c−6)前記複数の第2の信号伝達素子の前記出力端
をそれぞれ異なる点において接続する第2の配線と、 (c−7)前記複数の出力端子に対応して設けられ、こ
れを介して前記出力端子がそれぞれ異なる点において前
記第2の配線に接続されるところの第3の信号伝達素子
と を有し、 前記メッシュ状配線を挟んで対向して配置され、 前記出力端子が前記メッシュ状配線に接続される信号供
給手段の少なくとも一対と を備え、 前記第1の配線の異なる点において、前記複数の第2の
信号伝達素子の前記入力端が接続され、 前記一対の信号供給手段のいずれの前記入力端子も、等
距離だけ離れて前記主信号伝達手段の前記出力端に接続
される信号供給回路。 - 【請求項2】 前記信号供給手段は2対備えられて前記
メッシュ状配線を囲み、 全ての前記信号供給手段の前記入力端子は、等距離だけ
離れて前記主信号伝達手段の前記出力端に接続される、
請求項1記載の信号供給回路。 - 【請求項3】 (a)入力信号が入力される入力端と、
出力端とを含む主信号伝達素子と、 (b)各々が、 (b−1)一対の入力端子と、 (b−2)複数対の出力端子と、 (b−3)前記入力端子に接続された入力端と、出力端
とを含む一対の第1の信号伝達素子と、 (b−4)一の前記第1の信号伝達素子の前記出力端に
接続された第1端と、他の前記第1の信号伝達素子の前
記出力端に接続された第2端とを含む第1の配線と、 (b−5)前記第1の配線に接続された入力端と、出力
端とを各々が含む複数の第2の信号伝達素子と、 (b−6)前記複数の第2の信号伝達素子の前記出力端
をそれぞれ異なる点において接続する第2の配線と、 (b−7)前記出力端子の対に対応して設けられ、これ
を介して前記出力端子が一対毎にそれぞれ異なる点にお
いて前記第2の配線に接続されるところの第3の信号伝
達素子と を有し、 一方向に配列される複数の第1の信号供給手段と、 (c)各々が、 (c−1)前記主信号伝達素子の前記出力端に接続され
た入力端子と、 (c−2)前記第1の信号供給手段に対応して設けら
れ、前記第1の信号供給手段の前記入力端に各々が接続
される出力端子の複数と、 (c−3)前記入力端子に接続された入力端と、出力端
とを含む第4の信号伝達素子と、 (c−4)前記第4の信号伝達素子の出力端に接続され
た第1端と、第2端とを含む第3の配線と、 (c−5)前記第3の配線に接続された入力端と、出力
端とを各々が含む複数の第5の信号伝達素子と、 (c−6)前記複数の第5の信号伝達素子の前記出力端
をそれぞれ異なる点において接続する第4の配線と、 (c−7)前記複数の出力端子に対応して設けられ、こ
れを介して前記出力端子がそれぞれ異なる点において前
記第4の配線に接続されるところの第6の信号伝達素子
と、 を有し、 前記第1の信号供給手段の配列を挟んで対向して配置さ
れる第2の信号供給手段の一対と を備え、 前記第1の配線の異なる点において、前記複数の第2の
信号伝達素子の前記入力端が接続され、 前記第3の配線の異なる点において、前記複数の第5の
信号伝達素子の前記入力端が接続され、 前記一対の第2の信号供給手段のいずれの前記入力端子
も、等距離だけ離れて前記主信号伝達手段の前記出力端
に接続される信号供給回路。 - 【請求項4】 (d)前記第2の信号供給手段に挟ま
れ、前記第1の信号供給手段が配列される領域に設けら
れ、 (d−1)前記第2の信号供給手段の前記出力端子に接
続される辺と、 (d−2)前記第1の信号供給手段の前記出力端子に接
続される内部配線とを有するメッシュ状配線 を更に備える、請求項3記載の信号供給回路。
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