JP3625973B2 - Logic circuit, logic circuit synthesis method, semiconductor device manufacturing method, and semiconductor integrated circuit device - Google Patents

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Description

【0001】
【発明の属する技術の分野】
本発明は、パストランジスタ回路とCMOS回路を組み合わせた、小面積、高速、低消費電力の論理回路に関し、また、論理関数から、パストランジスタ回路とCMOS回路を組み合わせた小面積、高速、低消費電力の論理回路を合成する方法に関する。
【0002】
【従来の技術】
論理回路の一つであるパストランジスタ論理回路では、1個のトランジスタに様々な論理機能を持たせる事が可能である。このため、パストランジスタ論理回路を上手に構成して、従来のCMOS論理回路をすべてパストランジスタ論理回路に置き換えて、大規模化する一方のLSIのトランジスタの数を大幅に削減して、LSIの小面積化および低消費電力化を目指した研究が多く発表されている。その中に、論理関数から二分決定グラフ(Binary Decision Diagram)を作成して、その各々のノードを2入力1出力1制御入力のパストランジスタセレクタに置き換えて、目的の論理機能を持ったパストランジスタ論理回路を合成する方法がある。二分決定グラフは、1枝と0枝と呼ばれる2本の枝を持ったノードの二分木により、論理関数をグラフ表現したもので、複雑な論理関数を簡潔に表現できるという性質を持つ。このため、この方法は、少ないトランジスタで目的の論理機能を持ったコンパクトなパストランジスタ論理回路を合成する方法として注目されている。
【0003】
例えば、Proceeding of IEEE 1994 Custom Integrated Circuits Conference,pp.603−606(以下、文献1と呼ぶ )では、2入力1出力のパストランジスタセレクタをnチャネル電界効果トランジスタだけで構成し、必要に応じて遅延時間を小さくするためのバッファ用インバータを挿入して、目的のパストランジスタ論理回路を合成する方法が提案されている。従来のCMOS論理回路では、性能の劣るpチャネル電界効果トランジスタがnチャネル電界効果トランジスタと同じ数だけ必要である。しかし、文献1の方法で合成されるパストランジスタ論理回路では、バッファ用インバータ以外の、回路の大半の部分を高性能なnチャネル電界効果トランジスタだけで構成することができる。このため、従来のCMOS論理回路よりも、面積、遅延時間、消費電力が小さい、性能の優れた回路が得られる。
【0004】
また、IEEE Symposium on Low Power Electronics, 1995, pp.14−15(以下、文献2と呼ぶ )では、文献1をさらに発展させた方法が提案されている。この方法は、多段化した二分決定グラフ(以下多段二分決定グラフと呼ぶ)からパストランジスタ論理回路を合成する点に特徴がある。多段二分決定グラフは、以下の手順で作成される。
【0005】
(1−1)論理関数から二分決定グラフを作成する。
【0006】
(1−2)作成した二分決定グラフ上で、0枝あるいは1枝の指すノードは異なるが、その他のグラフの形が全く同じ部分(同型部分木)を抽出して、同型部分木で制御されるノードを新たに作成する。
【0007】
(1―2)の効果により、多段二分決定グラフでは普通の二分決定グラフよりも少ないノードで論理関数を表現できる。このため、文献1よりも、さらに少ないトランジスタで目的の論理機能を持ったパストランジスタ論理回路を合成することが可能である。また、直列につながるノードの数も押さえられるため、合成されるパストランジスタ回路の段数が押さえられる。このため、文献1よりもさらに遅延時間の小さく、しかも面積と消費電力も小さいパストランジスタ論理回路を合成することが可能である。
【0008】
また、電子情報通信学会技術研究報告VLD95−115,Vol.95,No.119,pp.91−96(以下、文献3呼ぶ )では、消費電力の小さいパストランジスタ論理回路を合成することを目的にした方法が提案されている。この方法では、文献2と同様に、多段二分決定グラフからパストランジスタ論理回路を合成するが、遅延時間改善用のバッファ用インバータを必要最低限に絞り込むことにより、さらに消費電力の小さいパストランジスタ論理回路を合成することが可能である。
【0009】
なお、パストランジスタ回路については、特開平1―129611号、特開平1―216622号、特開平1―256219号、特開平7―130856号等に記載がある。
【0010】
さらに、パストランジスタ論理回路を合成する方法については、他に特開平7―168874号や特願平8―97132号に記載がある。
【0011】
【発明が解決しようとする課題】
本発明者らは、文献1、2、3記載の方法で、いくつかの論理関数に対して二分決定グラフを作成してパストランジスタ論理回路を実際に合成した。その結果、ある論理関数に対しては、従来からあるCMOS論理回路よりも非常にトランジスタの少ない、面積、遅延時間、消費電力の小さいパストランジスタ論理回路を合成することができた。しかし、別の論理関数に対しては、面積、遅延時間、消費電力が逆に大きくなってしまう場合が存在することが分かった。
【0012】
例えば、単純な2入力のNAND論理を、文献1、2、3の方法でパストランジスタ論理回路で合成すると、図4のC1のトランジスタ6個の回路が得られる。しかし、CMOS論理回路ではトランジスタ4個のより単純な回路(図4のC2)になる。また、2入力のNOR論理についても、パストランジスタ論理回路はトランジスタ6個の回路(図4のC3)になるが、CMOS論理回路ではトランジスタ4個の回路(図4のC4)になる。
【0013】
図4に示されるように、NAND論理およびNOR論理では、消費電力以外の面積、遅延時間については、CMOSゲートで回路を構成した方が性能が良い。このようにパストランジスタセレクタ回路は、その回路構造のため、NAND論理やNOR論理ではなく、複数ある何かの信号を他の信号で選択するというセレクタ論理に適している。一方、NAND論理、NOR論理は、CMOS回路の基本回路であり、CMOS回路の方が性能が良い論理回路を組めるのは当然であるといえる。しかし、消費電力については、NAND論理およびNOR論理でも、パストランジスタ回路の方が小さくできる。
【0014】
このことは、従来のパストランジスタ論理回路の研究では見落とされていたが、パストランジスタ回路およびCMOS回路ともに、それぞれに得意、不得意があり、パストランジスタ回路がCMOS回路よりもすべての場合において優れているわけではないことを示している。しかも、パストランジスタ回路とCMOS回路のどちらの方が優れているかは、合成される論理回路で、面積、遅延時間、消費電力の回路特性のどれが優先されるかによっても変わってくる。
【0015】
また、人手で論理回路を設計していた時代と異なり、現在ではHDL(Hardware Description Language)等の高級言語で論理回路の設計が行われるようになったため、HDLでよく使われる、If then else(つまりセレクタ論理に対応)とブール代数が組み合わさった論理をいかにコンパクトな論理回路で実現できるかが非常に重要となっている。
【0016】
このように、どんな論理についても、また、面積、遅延時間、消費電力の回路特性のどれが優先される場合でも、回路特性の優れた論理回路を作るためには、パストランジスタ回路だけでは不可能であり、パストランジスタ回路とCMOS回路の両者の長所をうまく組み合わせて、いわばパストランジスタ回路とCMOS回路が一つの論理回路内で互いうまく協力し合う、パストランジスタ/CMOS協調論理回路を作る必要がある。また、そのような性能の優れたパストランジスタ/CMOS協調論理回路を、計算機システムで自動合成する方法を提供することは、面積が小さく、遅延時間も小さく、さらに消費電力も小さい性能の優れたLSIチップを作るためには、きわめて重要な意味を持つ。
【0017】
さらに、参考文献2に記載の方法で、多段二分決定グラフからパストランジスタ論理回路を合成したところ、トランジスタをさらに削減することが可能であったが、論理によっては、遅延時間は逆に遅くなってしまう場合があった。これを発明者らが独自に分析したところ次のような問題があることがわかった。つまり、多段二分決定グラフから合成されるパストランジスタ論理回路では、あるパストランジスタセレクタがバッファ用インバータを介して、後段のパストランジスタセレクタの制御入力に接続される構成の回路ができる。この場合、バッファ用インバータと後段のパストランジスタセレクタ内のインバータが直列に接続されるため、遅延時間がどうしても遅くなってしまうということがわかった。つまり、多段二分決定グラフからパストランジスタ論理回路を合成するこの方法は、遅延時間の条件が厳しい場合には、上記の遅延時間の問題がネックになって、実用的ではない場合が存在することが判明した。
【0018】
本発明の目的は、どんな種類の論理に対しても、パストランジスタ回路とCMOS回路の、それぞれの長所をうまく組み合わせることにより、従来のパストランジスタだけで構成した論理回路あるいはCMOSだけで構成した論理回路よりも、面積、あるいは遅延時間、消費電力等の回路特性の優れたパストランジスタ/CMOS協調論理回路を提供すると同時に、そのような性能の優れたパストランジスタ/CMOS協調論理回路を計算機システムで自動合成する方法を提供することである。
【0019】
また、本発明の他の目的は、どんな種類の論理に対しても、パストランジスタ回路とCMOS回路の、それぞれの長所をうまく組み合わせることにより、従来の多段二分決定グラフからパストランジスタだけで合成した論理回路の遅延時間の問題を解決して、遅延時間が小さくしかもトランジスタ数の少ない、面積、あるいは遅延時間、消費電力等の回路特性の優れたパストランジスタ/CMOS協調論理回路とその合成方法を提供することである。
【0020】
また、本発明の他の目的は、面積、あるいは遅延時間、消費電力等の回路特性あるいはそれらの組合せにおいてより望ましい論理回路を、パストランジスタ回路とCMOS回路をうまく組み合わせて合成する方法を提供することである。
【0021】
【課題を解決するための手段】
上記目的を達成するため、本発明の望ましい態様では、
ゲートが第1の入力(IN1)により制御され、第1の動作電位点(VDD)と第1ノード(NP1)との間にソースドレイン経路が接続された第1のpチャネル電界効果トランジスタ(TP1)と、
ゲートが第2の入力(IN2)により制御され、第1の動作電位点(VDD)と第1ノード(NP1)との間にソースドレイン経路が接続された第2のpチャネル電界効果トランジスタ(TP2)と、
ゲートが第1の入力(IN1)により制御され、第1ノード(NP1)と第4ノード(NP4)との間にソースドレイン経路が接続された第1のnチャネル電界効果トランジスタ(TN1)と、
ゲートが第2の入力(IN2)により制御され、第4ノード(NP4)と第2の動作電位点(GND)との間にソースドレイン経路が接続された第2のnチャネル電界効果トランジスタ(TN2)と、
ゲートが第1ノード(NP1)により制御され、第1の動作電位点(VDD)と第2ノード(NP2)との間にソースドレイン経路が接続された第3のpチャネル電界効果トランジスタ(TP3)と、
ゲートが第1ノード(NP1)により制御され、第2ノード(NP2)と第2の動作電位点(GND)との間にソースドレイン経路が接続された第3のnチャネル電界効果トランジスタ(TN3)と、
ゲートが第2ノード(NP1)により制御され、第3入力(IN3)と第3ノード(NP3)との間にソースドレイン経路が接続された第5のnチャネル電界効果トランジスタ(TN5)と、
ゲートが第1ノード(NP1)により制御され、第4入力(IN4)と第3ノード(NP3)との間にソースドレイン経路が接続された第6のnチャネル電界効果トランジスタ(TN6)と、
ゲートが第3ノード(NP3)により制御され、第1動作電位点(VDD)と第1の出力(OUT1)との間にソースドレイン経路が接続された第4のpチャネル電界効果トランジスタ(TP4)と、
ゲートが第3ノード(NP3)により制御され、第1の出力(OUT1)と第2の動作電位点(GND)との間にソースドレイン経路が接続された第4のnチャネル電界効果トランジスタ(TN4)を具備するブール処理付きセレクタ論理を含む論理回路(図1)である。
【0022】
本発明の他の望ましい他の態様は、ゲートが第10の入力(IN10)により制御され、第1の動作電位点(VDD)と第10ノード(NP10)との間にソースドレイン経路が接続された第10のpチャネル電界効果トランジスタ(TP10)と、
ゲートが第10の入力(IN10)により制御され、第10ノード(NP10)と第2の動作電位点(GND)との間にソースドレイン経路が接続された第10のnチャネル電界効果トランジスタ(TN10)と、
ゲートが第10ノード(NP10)により制御され、第11の入力(IN11)と第11ノード(NP11)との間にソースドレイン経路が接続された第11のnチャネル電界効果トランジスタ(TN11)と、
ゲートが第10の入力(IN10)により制御され、第12の入力(IN12)と第11ノード(NP11)との間にソースドレイン経路が接続された第12のnチャネル電界効果トランジスタ(TN12)と、
ゲートが第11ノード(NP11)により制御され、第1の動作電位点(VDD)と第12ノード(NP12)との間にソースドレイン経路が接続された第15のpチャネル電界効果トランジスタ(TP15)と、
ゲートが第11ノード(NP11)により制御され、第12ノード(NP12)と第2の動作電位点(GND)との間にソースドレイン経路が接続された第15のnチャネル電界効果トランジスタ(TN15)と、
ゲートが第12ノード(NP12)により制御され、第1の動作電位点(VDD)と第10の出力(OUT10)との間にソースドレイン経路が接続された第14のpチャネル電界効果トランジスタ(TP14)と、
ゲートが第12ノード(NP12)により制御され、第10の出力(OUT10)と第13ノード(NP13)との間にソースドレイン経路が接続された第14のnチャネル電界効果トランジスタ(TN14)と、
ゲートが第13の入力(IN13)により制御され、第1の動作電位点(VDD)と第10の出力(OUT10)との間にソースドレイン経路が接続された第13のpチャネル電界効果トランジスタ(TP13)と、
ゲートが第13の入力(IN13)により制御され、第10の出力(OUT10)と第2動作電位点(GND)との間にソースドレイン経路が接続された第13のnチャネル電界効果トランジスタ(TN13)を具備するブール処理付きセレクタ論理を含む論理回路(図2)である。
【0023】
本発明の他の望ましい他の態様は、ゲートが第20の入力(IN20)により制御され、第1の動作電位点(VDD)と第20ノード(NP20)との間にソースドレイン経路が接続された第20のpチャネル電界効果トランジスタ(TP20)と、
ゲートが第21の入力(IN21)により制御され、第1の動作電位点(VDD)と第20ノード(NP20)との間にソースドレイン経路が接続された第21のpチャネル電界効果トランジスタ(TP21)と、
ゲートが第20の入力(IN20)により制御され、第20ノード(NP20)と第24ノード(NP24)との間にソースドレイン経路が接続された第20のnチャネル電界効果トランジスタ(TN20)と、
ゲートが第21の入力(IN21)により制御され、第24ノード(NP24)と第2の動作電位点(GND)との間にソースドレイン経路が接続された第21のnチャネル電界効果トランジスタ(TN21)と、
ゲートが第22の入力(IN22)により制御され、第1の動作電位点(VDD)と第22ノード(NP22)との間にソースドレイン経路が接続された第22のpチャネル電界効果トランジスタ(TP22)と、
ゲートが第22の入力(IN22)により制御され、第22ノード(NP22)と第2の動作電位点(GND)との間にソースドレイン経路が接続された第22のnチャネル電界効果トランジスタ(TN22)と、
ゲートが第22ノード(NP22)により制御され、第23入力(IN23)と第23ノード(NP23)との間にソースドレイン経路が接続された第23のnチャネル電界効果トランジスタ(TN23)と、
ゲートが第22の入力(IN22)により制御され、第20のノード(NP20)と第23ノード(NP23)との間にソースドレイン経路が接続された第24のnチャネル電界効果トランジスタ(TN24)と、
ゲートが第23ノード(NP23)により制御され、第1動作電位点(VDD)と第20の出力(OUT20)との間にソースドレイン経路が接続された第25のpチャネル電界効果トランジスタ(TP25)と、
ゲートが第23ノード(NP23)により制御され、第20の出力(OUT20)と第2の動作電位点(GND)との間にソースドレイン経路が接続された第25のnチャネル電界効果トランジスタ(TN25)を具備するブール処理付きセレクタ論理を含む論理回路(図3)である。
【0024】
このようなパストランジスタ回路とCMOS回路を組み合わせた論理回路を計算機システムで自動合成するために、本発明では、論理関数から二分決定グラフあるいは多段二分決定グラフを作成して、そのノードをすべて2入力1出力1制御入力のパストランジスタセレクタにマッピングしてパストランジスタ論理回路を作成する。そのパストランジスタ論理回路で、2本の入力のいずれか一方の入力が、論理定数1あるいは0に固定されていて、NAND論理あるいはNOR論理(あるいはAND論理、OR論理)として動作しているパストランジスタセレクタを、論理的に等価なNAND、NOR等のCMOSゲートに置き換え、面積、遅延時間、消費電力等の回路特性の値を計算して、CMOSゲートに置き換えた方が所定の回路特性の値がより最適に近ければ、パストランジスタセレクタをCMOSゲートに置き換える。以上の操作をすべてのパストランジスタセレクタに試行して、所定の回路特性が最適であるパストランジスタ/CMOS協調論理回路を合成する。このような最適化に使用する回路特性として、例えば、面積、遅延時間、あるいは消費電力、あるいはこれらの適当な組合せを使用する。
【0025】
本発明の他の望ましい他の態様は、論理関数から二分決定グラフあるいは多段二分決定グラフを作成して、そのグラフのノードのうち、2本の枝(0枝、1枝)のどちらか一方だけが、論理定数1あるいは0に固定されているノードには、そのノードと論理的に等価なNAND、NOR等のCMOSゲートをマッピングする。また、それ以外のノードには、2入力1出力のパストランジスタセレクタをマッピングして、パストランジスタ/CMOS協調論理回路を合成する。
【0026】
【発明の実施の形態】
以下、本発明のパストランジスタ/CMOS協調論理回路とその合成方法を図面に示したいくつかの実施例を参照してさらに詳細に説明する。なお、以下においては、同じ参照番号は同じものもしくは類似のものを表わすものとする。
【0027】
<実施例1>
本発明のパストランジスタ/CMOS協調論理回路の一実施形態を図5に従って説明する。図5のa、b、cは、それぞれ以下の論理関数で与えられる論理を、本発明のパストランジスタ/CMOS協調論理回路で構成した場合と、従来からあるパストランジスタ論理回路とCMOS論理回路で構成した場合を比較した図である。なお、この図5で簡単化した記号で示したインバータとCMOSゲートは、図4に示すトランジスタ回路で構成されるものである。

Figure 0003625973
図5のaでは、本発明のパストランジスタ/CMOS協調論理回路では、インバータI50、パストランジスタセレクタS50、CMOSゲートG50から構成される回路になる。一方、従来のパストランジスタ論理回路では、インバータI50、I51、パストランジスタセレクタS50、S51が必要である。また、CMOS論理回路では、インバータI52、I54、CMOSゲートG50〜G53が必要になる。図5のaに示されるように、従来のパストランジスタ論理回路では、パストランジスタ回路に適していないNAND論理、NOR論理もパストランジスタ回路で組まなければならない(S51)。また、従来のCMOS論理回路では、CMOS回路で構成するのに適していないセレクタ論理もCMOS回路で構成しなければならない(G51〜G53)。これに対し、本発明のパストランジスタ/CMOS協調論理回路では、与えられた論理の中で、セレクタ論理に相当する部分はセレクタ論理に適したパストランジスタセレクタ(S50)で回路を組み、それ以外のNAND、NOR論理部分はそれに適したCMOSゲート(G50)で回路を組むことが可能である。このように本発明のストランジスタ/CMOS協調論理回路は、セレクタ論理とNAND論理、NOR論理(AND論理あるいはOR論理)が組み合わさった論理をコンパクトな回路で実現できる。このため、パストランジスタ論理回路ではトランジスタが14個、CMOS論理回路ではトランジスタが20個必要であるのに対し、本発明のパストランジスタ/CMOS協調論理回路ではトランジスタ11個で目的の論理機能を実現でき、小面積、低消費電力の性能の優れた回路であることがわかる。さらに、本発明のパストランジスタ/CMOS協調論理回路では、パストランジスタ論理回路のセレクタS51、インバータI51に相当する部分を一つのCMOSゲートG50に縮約することができるため、パストランジスタ論理回路で、セレクタS51内のインバータ→セレクタS51→バッファ用インバータI51でかかる遅延時間を、CMOSゲートG50だけの遅延時間に短縮することができる。さらに、パストランジスタ論理回路のセレクタS51内の遅延時間の遅いインバータを経路から取り除くことができるので、本発明のパストランジスタ/CMOS協調論理回路は、パストランジスタ論理回路に比べて遅延時間を大幅に小さくすることができる。また、CMOS論理回路と比較しても、CMOS論理回路のG51〜G53、I52、I54の部分の経路を、本発明のパストランジスタ/CMOS協調論理回路ではS50、I50に短縮できるので、本発明のパストランジスタ/CMOS協調論理回路の方が遅延時間が小さい。この図5のaに示す本発明のパストランジスタ/CMOS協調論理回路のレイアウト例を図6に示す。この図6では、セル1がCMOS回路のNANDゲート(G50)に相当し、セル2がパストランジスタセレクタ(S50)に相当する。この図6に示すように、セル1の高さh1とセル2の高さh4、さらに、セル1の電源線(VDDおよびGND)の幅であるh2およびh3と、セル2の電源線(VDDおよびGND)の幅であるh5およびh6を等しくすることにより、はじめて、パストランジスタ回路とCMOS回路を一つの回路に組み合わせた論理回路を実際に製作することが可能になる。このことは以下の実施例でも同様である。
【0028】
また、図5のbの論理では、本発明のパストランジスタ/CMOS協調論理回路では、インバータI60、パストランジスタセレクタS60、CMOSゲートG60から構成されるトランジスタ11個で目的の論理機能を持った回路を構成できる。一方、パストランジスタ論理回路では、インバータI60およびI61、パストランジスタセレクタS60、S61が必要であり、トランジスタが14個必要である。また、CMOS論理回路では、インバータI62、I64、CMOSゲートG60〜G63が必要で、トランジスタが20個必要である。つまり、この場合も、本発明のパストランジスタ/CMOS協調論理回路が一番性能が良いことがわかる。また、遅延時間についても、本発明のパストランジスタ/CMOS協調論理回路では、パストランジスタ論理回路のセレクタS61、インバータI61に相当する部分を一つのCMOSゲートG60に縮約できるため、パストランジスタ論理回路のセレクタS61内のインバータ→セレクタS61→バッファ用インバータI61でかかる遅延時間を、CMOSゲートG50だけの遅延時間に短縮することができ、特に、セレクタS61内の遅いインバータを取り除くことができるので、パストランジスタ論理回路よりも遅延時間を大幅に小さくすることができる。また、CMOS論理回路と比較しても、CMOS論理回路のG61〜G63、I62、I64の部分の経路を、本発明のパストランジスタ/CMOS協調論理回路ではS60、I60に短縮できるので、本発明のパストランジスタ/CMOS協調論理回路の方が遅延時間が小さい。
【0029】
また、図5のcでは、本発明のパストランジスタ/CMOS協調論理回路では、インバータI70、パストランジスタセレクタS70、CMOSゲートG70から構成されるトランジスタ11個で目的の論理機能を持った回路を構成できる。一方、パストランジスタ論理回路では、インバータI70およびI71、パストランジスタセレクタS70、S71が必要であり、トランジスタが14個必要である。また、CMOS論理回路では、インバータI72、I74、CMOSゲートG70〜G73が必要で、トランジスタが20個必要である。つまり、この場合も、本発明のパストランジスタ/CMOS協調論理回路が一番性能が良いことがわかる。遅延時間についても図5のa、bと同様の理由で本発明のパストランジスタ/CMOS協調論理回路が一番小さい。
【0030】
<実施例2>
以上の実施例では簡単な論理を例にとって本発明のパストランジスタ/CMOS協調論理回路を説明した。本実施例では、より複雑な論理に対して、面積、遅延時間、消費電力等の回路特性の優れた高性能なパストランジスタ/CMOS協調論理回路を、図7および図8に示す計算機システムにより自動合成する方法を説明する。
【0031】
(1)システムの全体構成
図8において、設計者は目的とする半導体集積回路の論理機能の仕様を記述した論理回路仕様10を入力する。論理回路仕様10には回路の論理機能を記述した論理関数が記述されている。その他に、その回路の面積、遅延時間、消費電力等の回路特性の目標値と、さらにどの回路特性を優先させるかといった情報も記述されている。本実施例に特有のパストランジスタ/CMOS協調論理回路合成プログラム100は、論理回路仕様10に記載されている情報から、ライブラリ11を参照して、面積、遅延時間、消費電力等の回路特性の目標値を満たすように、論理回路仕様10の論理機能を持ったパストランジスタ/CMOS協調論理回路12を合成する。自動レイアウトプログラム160はライブラリ11を参照して、この論理回路に最適なレイアウトを決定し、レイアウトデータ20を作成する。マスクデータ作成プログラム170は、レイアウトデータ20に従って、上記合成された論理回路を半導体集積回路技術を使用して生成するための複数のマスクパターンを決め、それらのマスクパターンを表すマスクデータ21を生成する。半導体製造装置180は、マスクデータ21を用いて目的の論理機能を持った半導体集積回路を製造する。100、160、170の各プログラムは、それぞれに割り当てられた異なる計算機上で実行される。もちろん、これらのプログラムを同じ計算機上で実行させることもできる。
【0032】
図7は、本発明のパストランジスタ/CMOS協調論理回路合成プログラム100の概略構造とこのプログラムを実行するための計算機システムを示す。この計算機システムは、入力装置、例えば、キーボード1、中央処理装置(CPU)2、表示装置(CRT)3、磁気テープ装置4および論理回路合成プログラム100を格納する磁気ディスク装置5からなる。プログラム100は、二分決定グラフ作成ルーチン110、パストランジスタセレクタマッピングルーチン120、CMOSゲート割り当てルーチン130から構成される。このプログラムは、設計者がキーボード1から指示を与えることにより、磁気ディスク装置5からCPU2にロードされて、実行される。プログラム100により合成されたパストランジスタ/CMOS協調論理回路はCRT3上に表示され、磁気テープ装置4等を経由して図8の自動レイアウトプログラム160に渡される。
【0033】
本実施例では、二分決定グラフを作って、パストランジスタセレクタをマッピングして合成したパストランジスタ回路の中で、CMOS回路に変更した方が性能が良くなる部分を見つけ出してその部分をCMOS回路で組み直して、従来のパストランジスタ単独の論理回路あるいはCMOS単独の論理回路より性能の優れたパストランジスタ/CMOS協調論理回路を合成する点に特徴がある。具体的には、2本の入力のいずれか一方の入力が、論理定数1あるいは0に固定され、NAND論理あるいはNOR論理(AND論理あるいはOR論理)として動作しているパストランジスタセレクタを、論理的に等価なNAND、NOR等のCMOSゲートに置き換え、面積、遅延時間、消費電力等の回路特性の値を計算して、CMOSゲートに置き換えた方が所定の回路特性の値がより最適に近ければ、パストランジスタセレクタをCMOSゲートに置き換えるという操作により、CMOS回路にした方が性能が良くなる部分をCMOS回路で組み直す。以下、次の論理関数を例にして本実施例のそれぞれのルーチンについて説明する。
【0034】
out1 = B * A + C * A + (I * F + D) * (D + (H + E) * (E + G))
out2 = B + ((I * F + D) * (D + (H + E) * (E + G)))
なお、この論理関数から、従来からある既存の公知の方法でCMOS論理回路を合成すると、図10のG100〜G111から構成される回路が得られる。
【0035】
(2)二分決定グラフ作成ルーチン110
このルーチン110は、論理回路仕様10から二分決定グラフを生成する。論理回路仕様10には、合成する論理回路の入力信号と出力信号に対応する入力変数と出力変数と、その回路の論理機能を表した論理関数が含まれる。
【0036】
上に示した論理関数から二分決定グラフを作成すると、図11のノードN100〜N111から構成されるグラフが作成される。この図11の多段二分決定グラフでは、ノードN104〜N109を共通化して括り出して多段化することにより、普通の二分決定グラフよりノード数を削減している。なお、ノード数の少ないサイズの小さい二分決定グラフを作成するためには、グラフを作成する際の入力変数順序が大変重要な意味を持つが、この入力変数順序は既存の公知の二分決定グラフ作成ツールを使用して決定できる。
【0037】
(3)パストランジスタセレクタマッピングルーチン120
このルーチンは、図12のマッピングルールに従い、二分決定グラフ作成ルーチン110で作成された二分決定グラフの各々のノードを、ノードの種類に応じてパストランジスタセレクタあるいはインバータ等にマッピングしてパストランジスタ論理回路を生成する。さらに、必要に応じてバッファ用のインバータを挿入する。
【0038】
図12のaに示すノードN1のように、1枝および0枝がつながっている先が論理定数1、0ではない場合には、nチャネル電界効果トランジスタT0,T1およびインバータI0から構成される2入力1出力のパストランジスタセレクタS0を対応させる。このパストランジスタセレクタS0の制御入力には、二分決定グラフのノードに対応する入力変数Aを割り当て、その制御入力が1の時に選択される入力in1には、1枝につながっているノードの出力を割り当てる。制御入力が0の時に選択される入力in0には、0枝につながっているノードの出力を割り当てる。
【0039】
図12のbのノードN2のように、1枝が論理定数1に接続され、0枝が論理定数0に接続されている場合には、このノードの出力は、そのノードの入力変数Aが1の時は1が出力され、また入力変数Aが0の時は0が出力される。つまり、入力信号Aをそのまま後段の回路に接続すればよい。
【0040】
また、図12のcに示すノードN3のように、1枝が論理定数0に接続され、0枝が論理定数1に接続されている場合には、このノードの出力は、ノードの入力変数Aが1の時は0が出力され、入力変数Aが0の時は1が出力される。つまり、入力信号Aをインバータによって反転させ後段の回路に接続すればよい。
【0041】
このようにマッピングすることにより二分決定グラフと同じ論理機能を持ったパストランジスタ論理回路が合成される。図11の二分決定グラフからパストランジスタ論理回路を合成すると、図13に示す、パストランジスタセレクタS100〜S105、インバータI100〜I105から構成されるパストランジスタ論理回路が合成される。この回路で、I100、I103、I105はバッファ用インバータである。図11の二分決定グラフでは、ノードN102、N103、N109が図12のマッピングルールのbに該当し、ノードN106、N107、N111は図12のcに該当する。その他のノードは、図12のaに該当する。
【0042】
(4)CMOSゲート割り当てルーチン130
このルーチンでは、パストランジスタセレクタマッピングルーチン120で生成されたパストランジスタ論理回路の中で、CMOSゲートで組み直した方が面積、遅延時間、消費電力等の回路特性が良くなると考えられる、NAND論理、NOR論理(あるいはAND論理、OR論理)として動作しているパストランジスタセレクタをCMOSゲートで組み直す。
【0043】
まず、パストランジスタ論理回路のうち、図14のa〜dの変換パターンに該当するパストランジスタセレクタを選択する。この図14のa〜dに示すパストランジスタセレクタは、2本の入力のいずれか一方の入力がVDDあるいはGND電位に固定されて、つまり論理定数1あるいは論理定数0に固定されている、NAND論理、NOR論理(あるいはAND論理、OR論理)として動作しているセレクタである。処理131では、これらのパストランジスタセレクタを、図14の変換パターンに従ってCMOSゲートに変換する。なお、図14の変換パターンで簡単化した記号で示したCMOS回路の2入力NANDゲート、2入力NORゲートおよびインバータは、それぞれトランジスタT10〜T13、T20〜T23、T30〜31のトランジスタレベルの回路から構成される。
【0044】
図14の変換パターンからわかるように、一つのパストランジスタセレクタは必ずしも一つのCMOSゲートに変換するされるわけではなく、通常、極性合わせためのインバータが必要になる。このため、図14の変換パターンに従って、パストランジスタセレクタをCMOSゲートに変換しただけでは、元から存在するインバータと、変換によって生じた極性合わせのためのインバータが2個直列に接続された冗長なインバータが生じてしまう可能性がある。つまり、面積、遅延時間、消費電力等の回路特性の優れたパストランジスタ/CMOS協調論理回路を生成するためには、インバータ伝搬を行って、このような無駄なインバータを回路から取り除く必要がある。また、パストランジスタセレクタをCMOSゲートに変換することによって、パストランジスタセレクタが、CMOSゲートを直接駆動する形の回路が生じる可能性も考えられるが、この場合には、パストランジスタセレクタとCMOSゲートの間にバッファ用インバータを挿入する必要がある。以上のインバータ伝搬とバッファ挿入処理は互いに相反する処理であるが、この二つの処理をひとまとめにして同時に行うことによって、必要なところにはバッファ用のインバータが挿入され、しかも冗長なインバータは存在しない、面積、遅延時間、消費電力等の回路特性の優れたパストランジスタ/CMOS協調論理回路を作ることが可能になる(処理132)。
【0045】
次に、インバータ伝搬およびバッファ挿入が終わった回路に対して、回路の面積、遅延時間、消費電力を計算する。これらの回路特性の値から、この回路のコストを算出する。こうして求められた、CMOSゲートに変換した後の回路のコストと、あらかじめ求めておいたCMOSゲートに変換する前の回路のコストを比較する(処理133)。CMOSゲートに変換した回路の方がコストが良ければCMOSゲートに変換した回路を選択し、CMOSゲートよりパストランジスタセレクタの方がコストが良ければ回路をCMOSゲートに変換する前の回路に戻す。このようにして、CMOSゲートとパストランジスタセレクタのうちでよりコストが良い方を選択する(処理134)。以上の処理131〜134を図14の変換パターンに該当するすべてのパストランジスタセレクタに対して行って、CMOSゲートで組み直した方が回路特性が良くなるすべてのパストランジスタセレクタをCMOSゲートで組み直して、面積、遅延時間、消費電力等の回路特性の優れたパストランジスタ/CMOS協調論理回路を作成する。
【0046】
本方法では、面積、遅延時間、消費電力から決定されるコストの定義を変更することで、面積、遅延時間、消費電力のどれに重点をおいてを、回路を合成するかを制御することが可能である。例えば、図9の135で定義されるコストで、面積優先度α、遅延時間優先度β、消費電力優先度γを、α=1、β=0、γ=0に設定すると、遅延時間と消費電力は考慮されずに、ただ面積だけを小さくするようにして、パストランジスタ/CMOS協調論理回路の合成が行われる。また、α=0、β=0、γ=1に設定すれば、消費電力を最優先にしたパストランジスタ/CMOS協調論理回路が合成される。もちろん、三つの回路特性をすべてが良くなるように合成することも可能であり、α=1、β=1、γ=1に設定すれば、面積も遅延時間も消費電力も考慮してパストランジスタ/CMOS協調論理回路が合成される。
【0047】
本実施例では以下に、図13のパストランジスタ論理回路から、面積最優先(図9の135で定義されるコストでα=1、β=0、γ=0に設定)で、パストランジスタ/CMOS協調論理回路を合成する方法を説明する。図13の回路で、セレクタS100は図14の変換パターンのaに該当するので、処理131によってCMOSゲートに変換され、図15の中間回路が作成される。図15の中間回路では、パストランジスタセレクタS101が、そのままではCMOSゲートG100を直接駆動する形になるため、バッファ用インバータI108が挿入される。また、このインバータI108の極性合わせのために、インバータI107も挿入される。しかし、このインバータI107はセレクタS101をはさんで、元からあったインバータI101およびI102と2個直列に接続された形の冗長なインバータであるので、処理132のインバータ伝搬処理によって取り除かれる。また、インバータI100、I106も冗長であるので取り除くことができ、図16のパストランジスタ/CMOS協調論理回路が得られる。この図16の回路の面積をライブラリ11を参照して計算すると、992μ になり、コストもこの面積の値と同じ値になる。一方、パストランジスタセレクタS100をCMOSゲートに組み直す前の面積は、1164μ であり、コストもこの値になる。つまり、CMOSゲートに変換した方がコストが良く、CMOSゲートに変換した回路が選択される。図16の回路の残りのパストランジスタセレクタのうち、S104とS105は、図14の変換パターンのcに該当するので、同様にCMOSゲートに変換されるが、パストランジスタセレクタS105については、パストランジスタセレクタで回路を構成した方が面積が小さく、コストも良いため、CMOSゲートには組み直されない。以上の処理により、最終的には図17のパストランジスタ/CMOS協調論理回路が合成される。
【0048】
表1は、実施例2の論理関数から本発明によって合成されたパストランジスタ/CMOS協調論理回路と、CMOS論理回路、パストランジスタ論理回路、およびCMOS論理回路をパストランジスタセレクタに置き換えて作成された論理回路の、面積、遅延時間、消費電力を比較した表である。
【0049】
【表1】
Figure 0003625973
【0050】
表1に示すように、本方法で面積最優先で合成したパストランジスタ/CMOS協調論理回路は、CMOS単独で構成した論理回路(図10)より、面積を40%近く削減することに成功しており、遅延時間および消費電力についても、それぞれ5%と60%近く削減できている。また、パストランジスタ単独で構成した論理回路(図13)と比較しても、遅延時間と消費電力では劣るものの、目的とする面積の小さいパストランジスタ/CMOS協調論理回路が合成できていることがわかる。
【0051】
実施例1でも述べたように、パストランジスタセレクタが最も得意とするのは、NAND論理やNOR論理ではなく、複数ある何かの信号を他の信号で選択するというセレクタ論理である。本方法では、与えられた論理関数から二分決定グラフを作り、パストランジスタ単独で構成した論理回路を作ってから、その論理回路で、NAND論理、NOR論理(あるいはAND論理、OR論理)として機能しているパストランジスタセレクタをCMOSゲートに変換して論理回路を組み直す。このような手順で論理回路を合成することにより、与えられた論理関数のなかで、セレクタ論理に相当する部分にはパストランジスタセレクタを割り当て、それ以外のNAND論理や、NOR論理(あるいはAND論理、OR論理)に相当する部分にはCMOSゲートを割り当てることが可能になる。このようにして、パストランジスタセレクタとCMOSゲートを、それぞれに適した部分に上手に使い分けることにより、パストランジスタセレクタとCMOSゲートの両方の長所をうまく組み合わせたパストランジスタ/CMOS協調論理回路を生成する。
【0052】
本発明の論理回路合成方法を使用しなくても、パストランジスタとCMOSゲートをただ組み合わせただけの論理回路を作ることは可能である。例えば、本方法とは全く逆の手順で、CMOS単独の論理回路を作ってから、その回路のCMOSゲートの中でパストランジスタセレクタに適している部分を見つけて、その部分をパストランジスタセレクタに変換して、パストランジスタとCMOSゲートを組み合わせた回路を作ることもできる。しかし、CMOS論理回路では、すべての論理がNAND論理とNOR論理(あるいはAND論理、OR論理)の組み合わせで構成されているため、与えられた論理関数にパストランジスタセレクタに適したセレクタ論理部分が存在したとしても、それに対応する部分を見つけだすことは困難である。実際、本実施例の論理関数から合成したCMOS論理回路(図10)をパストランジスタセレクタに置き換えてみると、図18に示すパストランジスタ回路が得られる。この回路では、すべてのパストランジスタセレクタが、2本の入力のいずれか一方の入力がVDDあるいはGND電位に固定されており、パストランジスタセレクタには適してないNAND論理、NOR論理として使用されている。セレクタ論理として使用されているパストランジスタセレクタは一つとして存在しない。このため、表1に示すように、図18の回路は、CMOS単独の論理回路(図10)や、パストランジスタ単独で構成した論理回路(図13)のいずれよりも、面積、遅延時間、消費電力のすべての回路特性において劣っている。このように、CMOS論理回路からは、パストランジスタとCMOSゲートの長所をうまく組み合わせた論理回路を作成することは困難であり、最悪の場合には、この例のように、CMOS単独で構成した論理回路、パストランジスタ単独で構成した論理回路のどちらよりも性能の劣った回路ができてしまうことがわかる。
【0053】
以上からわかるように、ただ単にCMOSゲートとパストランジスタセレクタを組み合わせただけでは、パストランジスタセレクタとCMOSゲートのそれぞれの長所をうまく組み合せることは不可能であり、最悪の場合にはそれらの短所だけが組み合わされた回路特性の劣った論理回路ができてしまう。つまり、本方法に示した手順で回路を合成することによってはじめて、パストランジスタセレクタとCMOSゲートのそれぞれの長所をうまく組み合せたパストランジスタ/CMOS協調論理回路を合成することが可能になる。
【0054】
<実施例2の変形例>
実施例2では、パストランジスタセレクタをnチャネル電界効果トランジスタだけで構成した例を説明したが、pチャネル、nチャネルの両方のタイプのトランジスタで構成したパストランジスタセレクタ(例えば図20に示したトランジスタT200〜T203、インバータI200から構成されるセレクタ)でも、実施例2と全く同様にして、本方法により、面積の小さいパストランジスタ/CMOS協調論理回路を作ることが可能である。このことは、以下の実施例でも全く同様である
<実施例3>
本実施例では、実施例2と同じ論理関数を例にとって、実施例2と違って遅延時間を最優先(図9の135のコストでα=0、β=1、γ=0に設定)にしてパストランジスタ/CMOS協調論理回路を合成した例を説明する。実施例2と同様に、二分決定グラフ作成ルーチン110で二分決定グラフが作られ、パストランジスタマッピングルーチン120により、図13のパストランジスタ論理回路が作られる。図13のパストランジスタ論理回路で、まずパストランジスタセレクタS100が選択され、処理131によりCMOSゲートに変換される。次に、処理132により、セレクタS101の出力にバッファ用インバータが挿入され、冗長なインバータが取り除かれて、図16の中間回路が得られる。処理135では、実施例2の場合と違って、面積ではなく回路の遅延時間が計算され、遅延時間の値がこの回路のコストになる。CMOSゲートに組み直す前の回路(図13)の遅延時間は、入力F→セレクタS104→セレクタS102→バッファ用インバータI103→セレクタS100内のインバータ→セレクタS100→バッファ用インバータI100の経路の遅延時間である。一方、CMOSゲートで組み直した回路(図16)で対応する経路は、入力F→セレクタS104→セレクタS102→バッファ用インバータI103→CMOSゲートG100に短縮されるので、遅延時間は大幅に小さくなる。このため、CMOSゲートで組み直した回路の方がコストが良いので、処理134ではCMOSゲートで組み直した回路が選択される。
【0055】
発明の解決すべき課題の項で説明したように、多段二分決定グラフから構成されるパストランジスタ単独の論理回路では、あるパストランジスタセレクタがバッファ用インバータを介して、後段のパストランジスタセレクタの制御入力に接続される構成の回路ができる(図13のS102→I103→S100内のインバータ→S100)。この場合、バッファ用インバータと後段のパストランジスタセレクタ内のインバータが直列に接続されるので遅延時間がどうしても遅くなってしまう。しかし、実施例1で既に説明したように、この例のように後段のパストランジスタセレクタをうまくCMOSゲートで組み直すことができれば、パストランジスタセレクタ内の遅いインバータを省略することができるので、遅延時間の小さい論理回路を作ることが可能になる。一般に、パストランジスタ単独の論理回路をパストランジスタ/CMOS協調論理回路に組み直すことにより遅延時間を小さくすることができる。
【0056】
残りのパストランジスタセレクタのうち、図14の変換パターンに相当するのはS104とS105である。面積最優先の実施例2ではS104のみがCMOSゲートで組み直されたが、遅延時間最優先の本実施例では、S105もCMOSゲートに変換される。理由は、S100の場合と同様に、セレクタS105をCMOSゲートに変換することによりセレクタS105内の遅いインバータを取り除くことができ、遅延時間をさらに削減できるからである。以上の操作により、最終的には図19のパストランジスタ/CMOS協調論理回路が得られる。表1に示すように、本実施例でも、本方法でパストランジスタ/CMOS協調論理回路を合成することにより、CMOS単独で構成した論理回路(図10)より、遅延時間を20%近く削減することに成功している。また、パストランジスタ単独で構成した論理回路(図13)と比較しても、遅延時間を10%近く小さくすることに成功している。
【0057】
<実施例4>
本実施例では、実施例2、3と異なり、消費電力を最優先(図9の135のコストでα=0、β=1、γ=0に設定)にしてパストランジスタ/CMOS協調論理回路を合成する方法を、実施例2、3と同じ論理関数を例にして説明する。実施例2、3と同様に、二分決定グラフ作成ルーチン110で二分決定グラフが作られ、パストランジスタセレクタマッピングルーチン120を経て、図13のパストランジスタ論理回路が作られる。図13のパストランジスタ論理回路で、まずセレクタS100選択され、処理131、処理132を経て、図16の中間回路が得られる。次の処理133では、実施例2、3と違って、回路の消費電力が計算され、消費電力の値が回路のコストになる。図16のパストランジスタ/CMOS協調論理回路の消費電力をライブラリ11を参照して計算すると、143μW/MHzになる。一方、CMOSゲートに変換する前の回路(図13)の消費電力は、140μW/MHzであるので、実施例2、3の場合と違って、パストランジスタセレクタで回路を構成した方がコストが良い。つまり、処理134で選択されるのはCMOSゲートで組み直した回路ではなく、パストランジスタセレクタで構成した回路になる。図14の変換パターンに該当する残りのパストランジスタセレクタはS104、S105であるが、実施例2、3と違って、この2つのセレクタについても、パストランジスタセレクタで構成した回路の方が消費電力が小さく、コストが良い。このため、消費電力最優先の本実施例では、図13のパストランジスタ論理回路は、CMOSゲートに全く組み直されることなくそのまま出力される。
【0058】
この理由は、図4のパストランジスタセレクタとCMOSゲートの比較結果にも示したように、パストランジスタセレクタの消費電力はCMOSゲートよりも大幅に小さいからである(CMOSゲートの半分以下)。これは、パストランジスタセレクタでは、セレクタ回路の大半を占めるセレクタ部分をnチャネル電界効果トランジスタだけで構成して、より性能の劣るpチャネル電界効果トランジスタの数を削減することにより、性能を劣化させることなくパストランジスタセレクタ回路内のトランジスタのゲート幅の合計を押さえること可能であり、このため、消費電力を小さくできるからである。
【0059】
<実施例5>
本発明のパストランジスタ/CMOS協調論理回路の合成方法では、CMOSゲートに変換した方が回路の性能が良くなると考えられる、NAND論理やNOR論理(あるいはAND論理、OR論理)として動作しているパストランジスタセレクタを、CMOSゲートに変換するのであるが、実際にCMOSゲートに変換するかどうかは、パストランジスタセレクタをCMOSゲートに変換して、回路の面積、遅延時間、消費電力から定義されるコストを計算してコストが良くなるかどうかで判断する。このため、本方法では、以上の実施例2、3、4からわかるように、パストランジスタ/CMOS協調論理回路を合成する際の、面積、遅延時間、電力で定義されるコストを変更することで、パストランジスタセレクタとCMOSゲートの割合を変化させて、合成される回路の諸特性を柔軟に制御することが可能である。例えば、図21は、実施例2、3、4よりも大規模な論理関数(CMOSゲート換算で約1000ゲート)を例にして、図9の135のコストで面積優先度αと電力優先度γを0から1の間で変化させることにより、面積最優先から消費電力最優先まで変化させて、パストランジスタ/CMOS協調論理回路を合成した結果である。図21の結果からわかるように、消費電力の優先度が増加するに従って、消費電力を削減するのに適したパストランジスタの割合が増加し、消費電力優先のパストランジスタ/CMOS協調論理回路が合成されていることがわかる。このように、本方法で合成されるパストランジスタ/CMOS協調論理回路では、パストランジスタセレクタとCMOSゲートの割合を制御することによって、合成される回路の特性を容易にコントロールすることが可能である。また、この結果から、実際の大規模な論理でパストランジスタ/CMOS協調論理回路を組んだ場合に、面積、遅延時間、消費電力の三つの回路特性が最もバランスが良いのは、パストランジスタ回路の面積比率が回路全体の10〜60%程度の場合であることが初めて明らかになった。
【0060】
本方法では、 実際に回路の面積、遅延時間、消費電力等の回路特性が良くなる場合だけ、パストランジスタセレクタをCMOSゲートに変換する。このため、本方法では、どんな論理関数に対しても常にパストランジスタ単独で構成した論理回路、あるいはCMOSゲート単独で構成した論理回路よりも回路特性の優れたパストランジスタ/CMOS協調論理回路を合成することが可能である。例えば、図22は、図21の論理よりさらに大規模な12種類の論理(CMOSゲート換算で1000〜10000ゲート)に対して、本方法で合成したパストランジスタ/CMOS協調論理回路と、従来の方法で合成したパストランジスタ単独の論理回路を、CMOS単独の論理回路を基準にして比較した結果である。この結果からわかるように、本方法では、どんな論理に対しても、従来のパストランジスタ単独の論理回路およびCMOS単独の論理回路よりも常に面積と消費電力の両方が優れたパストランジスタ/CMOS協調論理回路を合成することが可能であることがわかる。
【0061】
<実施例6>
以上の実施例では、図9のプログラムによって、パストランジスタ/CMOS協調論理回路を合成する手順を示した。本実施例では以下に、図23に示すプログラムによってパストランジスタ/CMOS協調論理回路を合成する方法を説明する。これまでの実施例2〜5と同様に、まず二分決定グラフ作成ルーチン110によって二分決定グラフが作られる。実施例2〜5と違うのは、この二分決定グラフから、パストランジスタセレクタ/CMOSゲートマッピングルーチン300により、パストランジスタ論理回路を経由せずに、直接パストランジスタ/CMOS協調論理回路を合成する点である。以下、図24の二分決定グラフを例にしてこのパストランジスタセレクタ/CMOSゲートマッピングルーチン300を説明する。まず処理301によって、ノードN301は図14のbに該当するので、図14の変換パターンに従って、CMOSゲートにマッピングされる(図25のG301、I300)。その他のノードN300、N302、N303は図12のマッピングルールに従ってパストランジスタセレクタおよびインバータにマッピングされる(図25のS300、I301)。このようにして図25の中間回路が生成される。図25の中間回路で、インバータI300とI301は冗長なインバータであるので、処理302により除去され、最終的には図26の回路が合成される。
【0062】
実施例2〜5のパストランジスタ/CMOS協調論理回路合成プログラム(図9)では、一度パストランジスタ論理回路を作ってから、NAND論理やNOR論理(あるいはAND論理、OR論理)として動作しているパストランジスタセレクタを、回路の面積、遅延時間、消費電力等の回路特性から定義されるコストを計算して、コストが良くなればCMOSゲートに変換する。このため、どんな場合でも、回路特性の優れた論理回路を合成できることが保証される。しかし、毎回、回路の面積、遅延時間、消費電力等を計算する必要があるため、回路の合成に多少時間がかかるという欠点がある。また、図4からわかるように、たいていの場合、NAND論理やNOR論理(あるいはAND論理、OR論理)として動作しているパストランジスタセレクタは、CMOSゲートに変換した方が合成される回路の特性は良くなる。このため、本実施例のように、コストを計算せずに、二分決定グラフから直接、パストランジスタ/CMOS協調論理回路を作成しても、そこそこ回路特性の優れた論理回路が合成できることが期待できる。実際、図24の二分決定グラフからパストランジスタ論理回路を合成すると図27の回路が合成されるが、この回路と比べてみると、本方法で合成されたパストランジスタ/CMOS協調論理回路(図25)の方がトランジスタ数が少なく、優れた論理回路が合成できていることがわかる。このように、本方法によっても、パストランジスタセレクタとCMOSゲートの長所をうまく組み合わせたパストランジスタ/CMOS協調論理回路を合成することが可能である。
【0063】
【発明の効果】
以上に示した実施例からわかるように、本発明によれば、与えられた論理回路仕様がどんな論理であっても、パストランジスタ回路とCMOS回路の両方の長所をうまく組み合わせることにより、従来のCMOS単独で構成した論理回路およびパストランジスタ単独で構成した論理回路よりも、面積、遅延時間、消費電力等の回路特性の優れたパストランジスタ/CMOS協調論理回路を合成することが可能になる。
【0064】
また、回路の面積、遅延時間、消費電力から定義されるコストを調整することにより、パストランジスタセレクタとCMOSゲートの割合を変化させて、合成されるパストランジスタ/CMOS協調論理回路の面積、遅延時間、消費電力等の回路特性を柔軟にコントロールすることが可能になる。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明の望ましい実施形態。
【図2】本発明の他の望ましい実施形態。
【図3】本発明の他の望ましい実施形態。
【図4】パストランジスタセレクタでNAND論理およびNOR論理を構成した場合と、CMOSゲートで構成した場合の比較の図。
【図5】本発明の第1の実施例によるパストランジスタ/CMOS協調論理回路と、従来のパストランジスタ論理回路およびCMOS論理回路を比較した図。
【図6】本発明の第1の実施例によるパストランジスタ/CMOS協調論理回路のレイアウト例。
【図7】本発明の第2の実施例による、論理回路を合成するための計算機システムとそこに使用される論理回路合成プログラムの概略構成図。
【図8】本発明の第2の実施例による、論理回路の合成から半導体集積回路の製造までのフローチャート。
【図9】実施例2のパストランジスタ/CMOS協調論理回路合成プログラムのフロチャート。
【図10】実施例2の論理関数から既存の公知の方法で合成されたCMOS論理回路の回路図。
【図11】図9の本発明のパストランジスタ/CMOS協調論理回路合成プログラムの二分決定グラフ作成ルーチンによって作成される多段二分決定グラフの例を示す図。
【図12】パストランジスタセレクタのマッピングルールを示す図。
【図13】図9の本発明のパストランジスタ/CMOS協調論理回路合成プログラムのパストランジスタマッピングルーチンによって、図11の多段二分決定グラフから作成されるパストランジスタ論理回路の回路図。
【図14】本発明の方法でパストランジスタ/CMOS協調論理回路を合成する際に、CMOSゲートに変換されるパストランジスタセレクタのパターンと、その変換ルールを示す図。
【図15】図9の本発明のパストランジスタ/CMOS協調論理回路合成プログラムのCMOSゲート割り当てルーチンの途中で作成される中間回路の回路図。
【図16】図9の本発明のパストランジスタ/CMOS協調論理回路合成プログラムのCMOSゲート割り当てルーチンの途中で作成される中間回路の回路図。
【図17】図9の本発明のパストランジスタ/CMOS協調論理回路合成プログラムで面積最優先に設定した時に合成されるパストランジスタ/CMOS協調論理回路の回路図。
【図18】図10のCMOS論理回路からCMOSゲートをパストランジスタセレクタに変換して作成される論理回路の回路図。
【図19】図9の本発明のパストランジスタ/CMOS協調論理回路合成プログラムで遅延時間最優先に設定した時に合成されるパストランジスタ/CMOS協調論理回路の回路図。
【図20】pチャネルとnチャネルの両方のタイプのトランジスタで構成したパストランジスタセレクタの回路図。
【図21】本発明のパストランジスタ/CMOS協調論理回路合成プログラムで、コストを面積最優先から遅延時間最優先まで変化させた時の結果。
【図22】12種類の異なった論理に対して、本発明のパストランジスタ/CMOS協調論理回路合成プログラムで合成される論理回路と、既存の公知の方法で合成したCMOS論理回路およびパストランジスタ論理回路との、面積と消費電力を比較した図。
【図23】本発明の第6の実施例によるパストランジスタ/CMOS協調論理回路の合成プログラムのフロチャート。
【図24】図23の本発明のパストランジスタ/CMOS協調論理回路合成プログラムにより作成される二分決定グラフの例を示す図。
【図25】図23の本発明のパストランジスタ/CMOS協調論理回路合成プログラムのパストランジスタセレクタ/CMOSゲートマッピングルーチンの途中で作成される中間回路の回路図。
【図26】図23の本発明のパストランジスタ/CMOS協調論理回路合成プログラムにより合成されるパストランジスタ/CMOS協調論理回路の回路図。
【図27】図24の二分決定グラフから合成されるパストランジスタ論理回路の回路図。[0001]
[Field of the Invention]
The present invention relates to a small area, high speed, low power consumption logic circuit combining a pass transistor circuit and a CMOS circuit, and from a logical function, a small area, high speed, low power consumption combining a pass transistor circuit and a CMOS circuit. The present invention relates to a method for synthesizing a logic circuit.
[0002]
[Prior art]
In a pass transistor logic circuit which is one of logic circuits, one transistor can have various logic functions. For this reason, the pass transistor logic circuit is well constructed, and all the conventional CMOS logic circuits are replaced with the pass transistor logic circuit, thereby greatly reducing the number of LSI transistors on one scale and reducing the size of the LSI. Many studies aiming at area reduction and low power consumption have been published. In it, a binary decision diagram is created from the logic function, and each node is replaced with a two-input, one-output, one-control-input pass transistor selector, and a pass transistor logic having a target logic function. There is a method of synthesizing a circuit. The binary decision graph is a logical expression of a logical function by a binary tree of nodes having two branches called a 1-branch and a 0-branch, and has the property that a complex logical function can be expressed concisely. Therefore, this method is attracting attention as a method for synthesizing a compact pass transistor logic circuit having a target logic function with a small number of transistors.
[0003]
For example, Proceeding of IEEE 1994 Custom Integrated Circuits Conference, pp. In 603-606 (hereinafter referred to as Document 1), a two-input one-output pass transistor selector is composed of only an n-channel field effect transistor, and a buffer inverter for reducing the delay time is inserted as necessary. A method of synthesizing a target pass transistor logic circuit has been proposed. Conventional CMOS logic circuits require as many p-channel field effect transistors as inferior performance as n-channel field effect transistors. However, in the pass transistor logic circuit synthesized by the method of Document 1, most of the circuit other than the buffer inverter can be configured only by high-performance n-channel field effect transistors. Therefore, it is possible to obtain a circuit with excellent performance and smaller area, delay time and power consumption than the conventional CMOS logic circuit.
[0004]
Also, IEEE Symposium on Low Power Electronics, 1995, pp. 14-15 (hereinafter referred to as Document 2) proposes a method in which Document 1 is further developed. This method is characterized in that a pass transistor logic circuit is synthesized from a multistage binary decision graph (hereinafter referred to as a multistage binary decision graph). The multistage binary decision graph is created by the following procedure.
[0005]
(1-1) Create a binary decision graph from a logical function.
[0006]
(1-2) On the created binary decision graph, the nodes pointed to by 0 branch or 1 branch are different, but the other graphs with the same shape (isomorphic subtree) are extracted and controlled by the isomorphic subtree. Create a new node.
[0007]
Due to the effect of (1-2), a multistage binary decision graph can express a logical function with fewer nodes than an ordinary binary decision graph. Therefore, it is possible to synthesize a pass transistor logic circuit having a target logic function with fewer transistors than in Document 1. In addition, since the number of nodes connected in series is also suppressed, the number of pass transistor circuits to be combined is suppressed. For this reason, it is possible to synthesize a pass transistor logic circuit having a smaller delay time than that of Document 1 and also having a smaller area and power consumption.
[0008]
In addition, IEICE technical report VLD95-115, Vol. 95, no. 119, pp. 91-96 (hereinafter referred to as Document 3) proposes a method for synthesizing a pass transistor logic circuit with low power consumption. In this method, the pass transistor logic circuit is synthesized from the multistage binary decision graph as in the literature 2, but the pass transistor logic circuit with lower power consumption can be obtained by narrowing down the buffer inverter for improving the delay time to the minimum necessary. Can be synthesized.
[0009]
The pass transistor circuit is described in JP-A-1-129611, JP-A-1-216622, JP-A-1-256219, JP-A-7-130856, and the like.
[0010]
Furthermore, other methods for synthesizing the pass transistor logic circuit are described in Japanese Patent Application Laid-Open No. 7-168874 and Japanese Patent Application No. 8-97132.
[0011]
[Problems to be solved by the invention]
The present inventors actually synthesized a pass transistor logic circuit by creating binary decision graphs for several logic functions by the methods described in Documents 1, 2, and 3. As a result, for a certain logic function, it was possible to synthesize a pass transistor logic circuit having a smaller number of transistors, smaller area, delay time, and power consumption than a conventional CMOS logic circuit. However, for other logical functions, it has been found that the area, delay time, and power consumption may increase.
[0012]
For example, when a simple two-input NAND logic is synthesized by a pass transistor logic circuit according to the methods of Documents 1, 2, and 3, a circuit of six transistors C1 in FIG. However, the CMOS logic circuit is a simpler circuit (C2 in FIG. 4) having four transistors. Also for the 2-input NOR logic, the pass transistor logic circuit is a circuit with 6 transistors (C3 in FIG. 4), but the CMOS logic circuit is a circuit with 4 transistors (C4 in FIG. 4).
[0013]
As shown in FIG. 4, in the NAND logic and the NOR logic, regarding the area and delay time other than the power consumption, the performance is better when the circuit is configured with CMOS gates. As described above, the pass transistor selector circuit is suitable for the selector logic that selects a plurality of signals with other signals, instead of NAND logic or NOR logic, because of its circuit structure. On the other hand, NAND logic and NOR logic are basic circuits of a CMOS circuit, and it can be said that it is natural to assemble a logic circuit having better performance in the CMOS circuit. However, regarding the power consumption, the pass transistor circuit can be made smaller even in the NAND logic and the NOR logic.
[0014]
This has been overlooked in research on conventional pass transistor logic circuits, but both pass transistor circuits and CMOS circuits are good and bad at each, and pass transistor circuits are superior to CMOS circuits in all cases. It shows that it is not. Moreover, which of the pass transistor circuit and the CMOS circuit is superior depends on which of the circuit characteristics of area, delay time, and power consumption is given priority in the synthesized logic circuit.
[0015]
Unlike the era of manually designing logic circuits, logic circuits are now designed in high-level languages such as HDL (Hardware Description Language), so if the else often used in HDL. In other words, it is very important how a logic that combines Boolean algebra and selector logic) can be realized with a compact logic circuit.
[0016]
In this way, it is impossible to create a logic circuit with excellent circuit characteristics for any logic, and regardless of the circuit characteristics of area, delay time, and power consumption. It is necessary to create a pass transistor / CMOS cooperative logic circuit in which the advantages of both the pass transistor circuit and the CMOS circuit are combined well, that is, the pass transistor circuit and the CMOS circuit cooperate well in one logic circuit. . Also, providing a method for automatically synthesizing such a high-performance pass transistor / CMOS cooperative logic circuit in a computer system is an LSI with a small area, a small delay time, and a small power consumption. To make a chip, it has a very important meaning.
[0017]
Furthermore, when the pass transistor logic circuit was synthesized from the multistage binary decision graph by the method described in Reference Document 2, it was possible to further reduce the number of transistors. However, depending on the logic, the delay time was delayed. There was a case. When the inventors analyzed this independently, it was found that there were the following problems. That is, in the pass transistor logic circuit synthesized from the multistage binary decision graph, a circuit having a configuration in which a certain pass transistor selector is connected to the control input of the subsequent pass transistor selector through the buffer inverter can be formed. In this case, since the buffer inverter and the inverter in the subsequent pass transistor selector are connected in series, the delay time is inevitably delayed. In other words, this method of synthesizing a pass transistor logic circuit from a multistage binary decision graph may be impractical when the delay time condition is severe and the above delay time problem becomes a bottleneck. found.
[0018]
The object of the present invention is to combine the advantages of a pass transistor circuit and a CMOS circuit with respect to any kind of logic, so that a logic circuit constituted only by a conventional pass transistor or a logic circuit constituted only by a CMOS is provided. Provides a pass transistor / CMOS cooperative logic circuit with excellent circuit characteristics such as area, delay time, and power consumption, and at the same time, automatically synthesizes such a high-performance pass transistor / CMOS cooperative logic circuit with a computer system. Is to provide a way to do.
[0019]
Another object of the present invention is to synthesize a logic composed of only a pass transistor from a conventional multistage binary decision graph by properly combining the advantages of a pass transistor circuit and a CMOS circuit for any kind of logic. The present invention provides a pass transistor / CMOS cooperative logic circuit that solves the problem of circuit delay time, has a small delay time and a small number of transistors, has excellent circuit characteristics such as area, delay time, and power consumption, and a synthesis method thereof. That is.
[0020]
Another object of the present invention is to provide a method for synthesizing a logic circuit that is more desirable in terms of area, circuit characteristics such as delay time, power consumption, etc., or a combination thereof by combining a pass transistor circuit and a CMOS circuit. It is.
[0021]
[Means for Solving the Problems]
In order to achieve the above object, in a preferred embodiment of the present invention,
A first p-channel field effect transistor (TP1) whose gate is controlled by the first input (IN1) and whose source / drain path is connected between the first operating potential point (VDD) and the first node (NP1). )When,
A second p-channel field effect transistor (TP2) whose gate is controlled by the second input (IN2) and whose source / drain path is connected between the first operating potential point (VDD) and the first node (NP1). )When,
A first n-channel field effect transistor (TN1) having a gate controlled by a first input (IN1) and having a source / drain path connected between the first node (NP1) and the fourth node (NP4);
A second n-channel field effect transistor (TN2) whose gate is controlled by the second input (IN2) and whose source / drain path is connected between the fourth node (NP4) and the second operating potential point (GND). )When,
A third p-channel field effect transistor (TP3) whose gate is controlled by the first node (NP1) and whose source / drain path is connected between the first operating potential point (VDD) and the second node (NP2) When,
A third n-channel field effect transistor (TN3) whose gate is controlled by the first node (NP1) and whose source / drain path is connected between the second node (NP2) and the second operating potential point (GND) When,
A fifth n-channel field effect transistor (TN5) having a gate controlled by the second node (NP1) and having a source / drain path connected between the third input (IN3) and the third node (NP3);
A sixth n-channel field effect transistor (TN6) having a gate controlled by the first node (NP1) and having a source / drain path connected between the fourth input (IN4) and the third node (NP3);
A fourth p-channel field effect transistor (TP4) whose gate is controlled by the third node (NP3) and whose source-drain path is connected between the first operating potential point (VDD) and the first output (OUT1) When,
A fourth n-channel field effect transistor (TN4) whose gate is controlled by the third node (NP3) and whose source / drain path is connected between the first output (OUT1) and the second operating potential point (GND); 1 is a logic circuit (FIG. 1) including selector logic with Boolean processing.
[0022]
In another desirable aspect of the present invention, the gate is controlled by the tenth input (IN10), and the source / drain path is connected between the first operating potential point (VDD) and the tenth node (NP10). A tenth p-channel field effect transistor (TP10);
A tenth n-channel field effect transistor (TN10) whose gate is controlled by the tenth input (IN10) and whose source / drain path is connected between the tenth node (NP10) and the second operating potential point (GND). )When,
An eleventh n-channel field effect transistor (TN11) whose gate is controlled by the tenth node (NP10) and whose source / drain path is connected between the eleventh input (IN11) and the eleventh node (NP11);
A twelfth n-channel field effect transistor (TN12) whose gate is controlled by the tenth input (IN10) and whose source / drain path is connected between the twelfth input (IN12) and the eleventh node (NP11); ,
A fifteenth p-channel field effect transistor (TP15) whose gate is controlled by the eleventh node (NP11) and whose source / drain path is connected between the first operating potential point (VDD) and the twelfth node (NP12). When,
A fifteenth n-channel field effect transistor (TN15) whose gate is controlled by the eleventh node (NP11) and whose source / drain path is connected between the twelfth node (NP12) and the second operating potential point (GND). When,
A fourteenth p-channel field effect transistor (TP14) whose gate is controlled by the twelfth node (NP12) and whose source / drain path is connected between the first operating potential point (VDD) and the tenth output (OUT10). )When,
A fourteenth n-channel field effect transistor (TN14) whose gate is controlled by the twelfth node (NP12) and whose source / drain path is connected between the tenth output (OUT10) and the thirteenth node (NP13);
A thirteenth p-channel field effect transistor whose gate is controlled by the thirteenth input (IN13) and whose source / drain path is connected between the first operating potential point (VDD) and the tenth output (OUT10). TP13)
A thirteenth n-channel field effect transistor (TN13) whose gate is controlled by a thirteenth input (IN13) and whose source / drain path is connected between the tenth output (OUT10) and the second operating potential point (GND). 2) is a logic circuit (FIG. 2) including selector logic with Boolean processing.
[0023]
In another desirable aspect of the present invention, the gate is controlled by the 20th input (IN20), and the source / drain path is connected between the first operating potential point (VDD) and the 20th node (NP20). A twentieth p-channel field effect transistor (TP20);
A twenty-first p-channel field effect transistor (TP21) whose gate is controlled by a twenty-first input (IN21) and whose source / drain path is connected between the first operating potential point (VDD) and the twentieth node (NP20). )When,
A twentieth n-channel field effect transistor (TN20) having a gate controlled by a twentieth input (IN20) and having a source-drain path connected between the twentieth node (NP20) and the twenty-fourth node (NP24);
A twenty-first n-channel field effect transistor (TN21) whose gate is controlled by a twenty-first input (IN21) and whose source / drain path is connected between the twenty-fourth node (NP24) and the second operating potential point (GND). )When,
A twenty-second p-channel field effect transistor (TP22) whose gate is controlled by the twenty-second input (IN22) and whose source / drain path is connected between the first operating potential point (VDD) and the twenty-second node (NP22). )When,
A twenty-second n-channel field effect transistor (TN22) whose gate is controlled by a twenty-second input (IN22) and whose source / drain path is connected between the twenty-second node (NP22) and the second operating potential point (GND). )When,
A twenty-third n-channel field effect transistor (TN23) whose gate is controlled by the twenty-second node (NP22) and whose source-drain path is connected between the twenty-third input (IN23) and the twenty-third node (NP23);
A twenty-fourth n-channel field effect transistor (TN24) whose gate is controlled by a twenty-second input (IN22) and whose source-drain path is connected between the twentieth node (NP20) and the twenty-third node (NP23); ,
A twenty-fifth p-channel field effect transistor (TP25) whose gate is controlled by the twenty-third node (NP23) and whose source / drain path is connected between the first operating potential point (VDD) and the twentieth output (OUT20). When,
A twenty-fifth n-channel field effect transistor (TN25) whose gate is controlled by the twenty-third node (NP23) and whose source / drain path is connected between the twentieth output (OUT20) and the second operating potential point (GND). ) Including a selector logic with Boolean processing (FIG. 3).
[0024]
In order to automatically synthesize a logic circuit combining such a pass transistor circuit and a CMOS circuit by a computer system, in the present invention, a binary decision graph or a multistage binary decision graph is created from a logic function, and all of its nodes are input as two. A pass transistor logic circuit is created by mapping to a pass transistor selector with one output and one control input. In the pass transistor logic circuit, one of the two inputs is fixed to a logical constant 1 or 0, and the pass transistor operates as NAND logic or NOR logic (or AND logic, OR logic). If the selector is replaced with a logically equivalent CMOS gate such as NAND, NOR, etc., and the circuit characteristic values such as area, delay time, power consumption, etc. are calculated and replaced with the CMOS gate, the predetermined circuit characteristic value is obtained. If closer to optimal, the pass transistor selector is replaced with a CMOS gate. The above operation is tried for all the pass transistor selectors to synthesize a pass transistor / CMOS cooperative logic circuit in which predetermined circuit characteristics are optimum. As circuit characteristics used for such optimization, for example, area, delay time, power consumption, or an appropriate combination thereof is used.
[0025]
In another desirable aspect of the present invention, a binary decision graph or a multistage binary decision graph is created from a logical function, and only one of two branches (0 branch, 1 branch) among the nodes of the graph is created. However, a CMOS gate such as NAND or NOR which is logically equivalent to the node is mapped to a node which is fixed to the logical constant 1 or 0. Further, a pass transistor selector with two inputs and one output is mapped to other nodes to synthesize a pass transistor / CMOS cooperative logic circuit.
[0026]
DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION
Hereinafter, the pass transistor / CMOS cooperative logic circuit of the present invention and the synthesis method thereof will be described in more detail with reference to some embodiments shown in the drawings. In the following, the same reference numerals represent the same or similar items.
[0027]
<Example 1>
An embodiment of the pass transistor / CMOS cooperative logic circuit of the present invention will be described with reference to FIG. 5A, 5B, and 5C, the logics given by the following logic functions are constituted by the pass transistor / CMOS cooperative logic circuit of the present invention and the conventional pass transistor logic circuit and CMOS logic circuit, respectively. It is the figure which compared the case where it did. Note that the inverter and the CMOS gate indicated by the simplified symbols in FIG. 5 are composed of the transistor circuit shown in FIG.
Figure 0003625973
In FIG. 5a, the pass transistor / CMOS cooperative logic circuit of the present invention is a circuit composed of an inverter I50, a pass transistor selector S50, and a CMOS gate G50. On the other hand, in the conventional pass transistor logic circuit, inverters I50 and I51 and pass transistor selectors S50 and S51 are required. In the CMOS logic circuit, inverters I52 and I54 and CMOS gates G50 to G53 are required. As shown in FIG. 5a, in the conventional pass transistor logic circuit, NAND logic and NOR logic that are not suitable for the pass transistor circuit must also be assembled in the pass transistor circuit (S51). Further, in the conventional CMOS logic circuit, the selector logic that is not suitable for the CMOS circuit must also be configured by the CMOS circuit (G51 to G53). On the other hand, in the pass transistor / CMOS cooperative logic circuit of the present invention, in the given logic, the portion corresponding to the selector logic is composed of the pass transistor selector (S50) suitable for the selector logic, and the rest NAND and NOR logic parts can be configured with a CMOS gate (G50) suitable for the NAND and NOR logic parts. As described above, the transistor / CMOS cooperative logic circuit of the present invention can realize a logic in which selector logic, NAND logic, and NOR logic (AND logic or OR logic) are combined with a compact circuit. For this reason, the pass transistor logic circuit requires 14 transistors and the CMOS logic circuit requires 20 transistors, whereas the pass transistor / CMOS cooperative logic circuit of the present invention can achieve the desired logic function with 11 transistors. It can be seen that the circuit has excellent performance with a small area and low power consumption. Furthermore, in the pass transistor / CMOS cooperative logic circuit of the present invention, the portion corresponding to the selector S51 and the inverter I51 of the pass transistor logic circuit can be reduced to one CMOS gate G50. The delay time required for the inverter in S51 → the selector S51 → the buffer inverter I51 can be shortened to the delay time of only the CMOS gate G50. Furthermore, since the inverter having a slow delay time in the selector S51 of the pass transistor logic circuit can be removed from the path, the pass transistor / CMOS cooperative logic circuit of the present invention has a significantly smaller delay time than the pass transistor logic circuit. can do. Compared with the CMOS logic circuit, the paths of the G51 to G53, I52, and I54 portions of the CMOS logic circuit can be shortened to S50 and I50 in the pass transistor / CMOS cooperative logic circuit of the present invention. The delay time is smaller in the pass transistor / CMOS cooperative logic circuit. FIG. 6 shows a layout example of the pass transistor / CMOS cooperative logic circuit of the present invention shown in FIG. In FIG. 6, cell 1 corresponds to a NAND gate (G50) of the CMOS circuit, and cell 2 corresponds to a pass transistor selector (S50). As shown in FIG. 6, the height h1 of the cell 1, the height h4 of the cell 2, h2 and h3 which are the widths of the power supply lines (VDD and GND) of the cell 1, and the power supply line (VDD) of the cell 2 In addition, by making h5 and h6, which are the widths of (GND) and GND, equal, it is possible to actually manufacture a logic circuit in which a pass transistor circuit and a CMOS circuit are combined into one circuit. The same applies to the following embodiments.
[0028]
Further, in the logic of FIG. 5b, the pass transistor / CMOS cooperative logic circuit of the present invention has a circuit having an intended logic function with 11 transistors composed of the inverter I60, the pass transistor selector S60, and the CMOS gate G60. Can be configured. On the other hand, in the pass transistor logic circuit, inverters I60 and I61 and pass transistor selectors S60 and S61 are required, and 14 transistors are required. In the CMOS logic circuit, inverters I62 and I64 and CMOS gates G60 to G63 are required, and 20 transistors are required. That is, in this case as well, it can be seen that the pass transistor / CMOS cooperative logic circuit of the present invention has the best performance. As for the delay time, in the pass transistor / CMOS cooperative logic circuit of the present invention, the portion corresponding to the selector S61 and the inverter I61 of the pass transistor logic circuit can be reduced to one CMOS gate G60. The delay time of the inverter in the selector S61 → the selector S61 → the buffer inverter I61 can be shortened to the delay time of only the CMOS gate G50, and in particular, the slow inverter in the selector S61 can be removed, so that the pass transistor The delay time can be significantly reduced as compared with the logic circuit. Compared with the CMOS logic circuit, the paths of the G61 to G63, I62, and I64 portions of the CMOS logic circuit can be shortened to S60 and I60 in the pass transistor / CMOS cooperative logic circuit of the present invention. The delay time is smaller in the pass transistor / CMOS cooperative logic circuit.
[0029]
Further, in FIG. 5c, in the pass transistor / CMOS cooperative logic circuit of the present invention, a circuit having a target logic function can be configured by 11 transistors including the inverter I70, the pass transistor selector S70, and the CMOS gate G70. . On the other hand, in the pass transistor logic circuit, inverters I70 and I71 and pass transistor selectors S70 and S71 are required, and 14 transistors are required. In the CMOS logic circuit, inverters I72 and I74 and CMOS gates G70 to G73 are required, and 20 transistors are required. That is, in this case as well, it can be seen that the pass transistor / CMOS cooperative logic circuit of the present invention has the best performance. Regarding the delay time, the pass transistor / CMOS cooperative logic circuit of the present invention is the smallest for the same reason as in FIGS.
[0030]
<Example 2>
In the above embodiment, the pass transistor / CMOS cooperative logic circuit of the present invention has been described by taking simple logic as an example. In this embodiment, a high-performance pass transistor / CMOS cooperative logic circuit having excellent circuit characteristics such as area, delay time, power consumption, etc. is automatically processed by a computer system shown in FIGS. A method of synthesis will be described.
[0031]
(1) Overall system configuration
In FIG. 8, the designer inputs a logic circuit specification 10 describing the specification of the logic function of the target semiconductor integrated circuit. The logic circuit specification 10 describes a logic function that describes the logic function of the circuit. In addition, target values of circuit characteristics such as the circuit area, delay time, and power consumption, and information on which circuit characteristics to prioritize are also described. The pass transistor / CMOS cooperative logic circuit synthesis program 100 unique to the present embodiment refers to the library 11 from the information described in the logic circuit specification 10, and targets for circuit characteristics such as area, delay time, and power consumption. The pass transistor / CMOS cooperative logic circuit 12 having the logic function of the logic circuit specification 10 is synthesized so as to satisfy the value. The automatic layout program 160 refers to the library 11 to determine an optimal layout for this logic circuit, and creates layout data 20. The mask data creation program 170 determines a plurality of mask patterns for generating the synthesized logic circuit using the semiconductor integrated circuit technology according to the layout data 20, and generates mask data 21 representing these mask patterns. . The semiconductor manufacturing apparatus 180 uses the mask data 21 to manufacture a semiconductor integrated circuit having a target logic function. The programs 100, 160, and 170 are executed on different computers assigned to the respective programs. Of course, these programs can be executed on the same computer.
[0032]
FIG. 7 shows a schematic structure of the pass transistor / CMOS cooperative logic circuit synthesis program 100 of the present invention and a computer system for executing this program. This computer system comprises an input device, for example, a keyboard 1, a central processing unit (CPU) 2, a display device (CRT) 3, a magnetic tape device 4, and a magnetic disk device 5 for storing a logic circuit synthesis program 100. The program 100 includes a binary decision graph creation routine 110, a pass transistor selector mapping routine 120, and a CMOS gate assignment routine 130. This program is loaded from the magnetic disk device 5 to the CPU 2 and executed when the designer gives an instruction from the keyboard 1. The pass transistor / CMOS cooperative logic circuit synthesized by the program 100 is displayed on the CRT 3 and transferred to the automatic layout program 160 of FIG. 8 via the magnetic tape device 4 and the like.
[0033]
In this embodiment, a binary decision graph is created, and a portion of the pass transistor circuit that is synthesized by mapping the pass transistor selector is found to have better performance when changed to the CMOS circuit, and the portion is reassembled with the CMOS circuit. Thus, the present invention is characterized in that a pass transistor / CMOS cooperative logic circuit having higher performance than a conventional logic circuit of a single pass transistor or a CMOS single logic circuit is synthesized. Specifically, one of the two inputs is fixed to a logical constant 1 or 0, and a pass transistor selector operating as NAND logic or NOR logic (AND logic or OR logic) is logically If the values of circuit characteristics such as area, delay time and power consumption are calculated and replaced with CMOS gates such as NAND and NOR equivalent to By replacing the pass transistor selector with a CMOS gate, the CMOS circuit re-assembles the portion where the performance is better when the CMOS circuit is used. Hereinafter, each routine of the present embodiment will be described by taking the following logical function as an example.
[0034]
out1 = B * A + C * A + (I * F + D) * (D + (H + E) * (E + G))
out2 = B + ((I * F + D) * (D + (H + E) * (E + G)))
When a CMOS logic circuit is synthesized from this logic function by an existing known method, a circuit composed of G100 to G111 in FIG. 10 is obtained.
[0035]
(2) Binary decision graph creation routine 110
This routine 110 generates a binary decision graph from the logic circuit specification 10. The logic circuit specification 10 includes an input variable and an output variable corresponding to an input signal and an output signal of a logic circuit to be combined, and a logic function representing a logic function of the circuit.
[0036]
When a binary decision graph is created from the logical function shown above, a graph composed of the nodes N100 to N111 in FIG. 11 is created. In the multistage binary decision graph of FIG. 11, the nodes N104 to N109 are shared and bundled to be multistaged, so that the number of nodes is reduced from that of the normal binary decision graph. In order to create a small binary decision graph with a small number of nodes, the order of the input variables when creating the graph is very important, but this input variable order is used to create an existing known binary decision graph. Can be determined using tools.
[0037]
(3) Pass transistor selector mapping routine 120
In accordance with the mapping rule of FIG. 12, this routine maps each node of the binary decision graph created by the binary decision graph creation routine 110 to a pass transistor selector, an inverter, or the like according to the type of node, thereby passing the pass transistor logic circuit. Is generated. Furthermore, a buffer inverter is inserted as necessary.
[0038]
When the destination where the 1 branch and the 0 branch are connected is not the logical constant 1 or 0 as in the node N1 shown in FIG. 12a, 2 composed of n-channel field effect transistors T0 and T1 and an inverter I0. The pass transistor selector S0 with input 1 output is made to correspond. The input variable A corresponding to the node of the binary decision graph is assigned to the control input of the pass transistor selector S0, and the output of the node connected to one branch is input to the input in1 selected when the control input is 1. assign. The output of the node connected to the 0 branch is assigned to the input in0 selected when the control input is 0.
[0039]
When the one branch is connected to the logical constant 1 and the zero branch is connected to the logical constant 0 as in the node N2 in FIG. 12b, the output of this node is that the input variable A of the node is 1. When the input variable A is 0, 0 is output. That is, the input signal A may be connected to the subsequent circuit as it is.
[0040]
When one branch is connected to the logical constant 0 and the 0 branch is connected to the logical constant 1 as in the node N3 shown in FIG. 12c, the output of this node is the input variable A of the node. When 0 is 1, 0 is output, and when the input variable A is 0, 1 is output. That is, the input signal A may be inverted by an inverter and connected to a subsequent circuit.
[0041]
By mapping in this way, a pass transistor logic circuit having the same logic function as the binary decision graph is synthesized. When the pass transistor logic circuit is synthesized from the binary decision graph of FIG. 11, the pass transistor logic circuit including the pass transistor selectors S100 to S105 and the inverters I100 to I105 shown in FIG. 13 is synthesized. In this circuit, I100, I103, and I105 are buffer inverters. In the binary decision graph of FIG. 11, nodes N102, N103, and N109 correspond to b of the mapping rule of FIG. 12, and nodes N106, N107, and N111 correspond to c of FIG. The other nodes correspond to a in FIG.
[0042]
(4) CMOS gate allocation routine 130
In this routine, among the pass transistor logic circuits generated in the pass transistor selector mapping routine 120, it is considered that the circuit characteristics such as area, delay time, power consumption, etc. are improved by reassembling with the CMOS gate. A pass transistor selector operating as logic (or AND logic, OR logic) is reassembled with a CMOS gate.
[0043]
First, a pass transistor selector corresponding to the conversion patterns a to d in FIG. 14 is selected from the pass transistor logic circuit. In the pass transistor selector shown in FIGS. 14A to 14D, either one of the two inputs is fixed to the VDD or GND potential, that is, the NAND logic in which the logic constant 1 or the logic constant 0 is fixed. , A selector operating as NOR logic (or AND logic, OR logic). In process 131, these pass transistor selectors are converted into CMOS gates according to the conversion pattern of FIG. Note that the 2-input NAND gate, 2-input NOR gate, and inverter of the CMOS circuit indicated by the simplified symbols in the conversion pattern of FIG. 14 are derived from the transistor level circuits of the transistors T10 to T13, T20 to T23, and T30 to 31, respectively. Composed.
[0044]
As can be seen from the conversion pattern of FIG. 14, one pass transistor selector is not necessarily converted into one CMOS gate, and an inverter for adjusting the polarity is usually required. Therefore, according to the conversion pattern of FIG. 14, only by converting the pass transistor selector into a CMOS gate, a redundant inverter in which two inverters for the polarity adjustment generated by the conversion and two inverters connected in series are connected in series. May occur. That is, in order to generate a pass transistor / CMOS cooperative logic circuit having excellent circuit characteristics such as area, delay time, and power consumption, it is necessary to perform inverter propagation and remove such a useless inverter from the circuit. In addition, there is a possibility that a circuit in which the pass transistor selector directly drives the CMOS gate may be generated by converting the pass transistor selector to the CMOS gate. In this case, however, the circuit between the pass transistor selector and the CMOS gate may be generated. It is necessary to insert an inverter for buffer. The above inverter propagation and buffer insertion processing are mutually contradictory processes, but by performing these two processes together, a buffer inverter is inserted where necessary, and there is no redundant inverter. It is possible to make a pass transistor / CMOS cooperative logic circuit having excellent circuit characteristics such as area, delay time, and power consumption (process 132).
[0045]
Next, the circuit area, delay time, and power consumption are calculated for the circuit for which inverter propagation and buffer insertion have been completed. The cost of this circuit is calculated from these circuit characteristic values. The cost of the circuit after conversion to the CMOS gate obtained in this way is compared with the cost of the circuit before conversion to the CMOS gate obtained in advance (processing 133). If the cost of the circuit converted to the CMOS gate is better, the circuit converted to the CMOS gate is selected. If the cost of the pass transistor selector is better than that of the CMOS gate, the circuit is returned to the circuit before the conversion to the CMOS gate. In this way, the more costly one of the CMOS gate and the pass transistor selector is selected (process 134). The above processes 131 to 134 are performed on all the pass transistor selectors corresponding to the conversion pattern of FIG. 14, and all the pass transistor selectors whose circuit characteristics are improved by reassembling with CMOS gates are recombined with CMOS gates. A pass transistor / CMOS cooperative logic circuit having excellent circuit characteristics such as area, delay time, and power consumption is created.
[0046]
In this method, by changing the definition of cost determined from area, delay time, and power consumption, it is possible to control whether to synthesize a circuit with emphasis on area, delay time, or power consumption. Is possible. For example, if the area priority α, delay time priority β, and power consumption priority γ are set to α = 1, β = 0, and γ = 0 at the cost defined by 135 in FIG. The power transistor is not considered, and the pass transistor / CMOS cooperative logic circuit is synthesized by reducing only the area. Further, if α = 0, β = 0, and γ = 1, a pass transistor / CMOS cooperative logic circuit with the highest priority on power consumption is synthesized. Of course, it is also possible to synthesize all three circuit characteristics so as to improve all. If α = 1, β = 1, and γ = 1, the pass transistor is considered in consideration of area, delay time, and power consumption. / CMOS cooperative logic circuit is synthesized.
[0047]
In the present embodiment, from the pass transistor logic circuit of FIG. 13, the area transistor is first given the highest priority (set at α = 1, β = 0, and γ = 0 at the cost defined by 135 in FIG. 9). A method for synthesizing the cooperative logic circuit will be described. In the circuit of FIG. 13, the selector S100 corresponds to a in the conversion pattern of FIG. 14, so that it is converted into a CMOS gate by processing 131, and the intermediate circuit of FIG. 15 is created. In the intermediate circuit of FIG. 15, since the pass transistor selector S101 directly drives the CMOS gate G100 as it is, the buffer inverter I108 is inserted. In addition, an inverter I107 is also inserted for polarity adjustment of the inverter I108. However, this inverter I107 is a redundant inverter in the form of two inverters I101 and I102 that are originally connected across the selector S101, and is thus removed by the inverter propagation process of the process 132. Further, the inverters I100 and I106 are redundant and can be removed, and the pass transistor / CMOS cooperative logic circuit of FIG. 16 is obtained. When the area of the circuit of FIG. 16 is calculated with reference to the library 11, it becomes 992μ, and the cost is also the same as this area value. On the other hand, the area before reassembling the pass transistor selector S100 to the CMOS gate is 1164 μm, and the cost is also this value. That is, it is more costly to convert to a CMOS gate, and a circuit converted to a CMOS gate is selected. Of the remaining pass transistor selectors in the circuit of FIG. 16, S104 and S105 correspond to the conversion pattern c of FIG. 14, and thus are similarly converted to CMOS gates. However, for the pass transistor selector S105, the pass transistor selector Since the circuit is smaller in area and cost is better, it is not reassembled into a CMOS gate. Through the above processing, the pass transistor / CMOS cooperative logic circuit of FIG. 17 is finally synthesized.
[0048]
Table 1 shows the logic created by replacing the pass transistor / CMOS cooperative logic circuit synthesized by the present invention from the logic function of the second embodiment, the CMOS logic circuit, the pass transistor logic circuit, and the CMOS logic circuit with a pass transistor selector. It is the table | surface which compared the area, delay time, and power consumption of a circuit.
[0049]
[Table 1]
Figure 0003625973
[0050]
As shown in Table 1, the pass transistor / CMOS cooperative logic circuit synthesized with the area first priority by this method succeeded in reducing the area by nearly 40% compared to the logic circuit (FIG. 10) constituted by the CMOS alone. In addition, the delay time and power consumption can be reduced by nearly 5% and 60%, respectively. Further, it can be seen that a pass transistor / CMOS cooperative logic circuit having a small target area can be synthesized, although the delay time and power consumption are inferior to those of a logic circuit composed of a pass transistor alone (FIG. 13). .
[0051]
As described in the first embodiment, the pass transistor selector is most good at selector logic that selects a plurality of signals with other signals, not NAND logic or NOR logic. In this method, a binary decision graph is created from a given logic function, a logic circuit composed of only pass transistors is created, and the logic circuit functions as NAND logic, NOR logic (or AND logic, OR logic). The pass transistor selector is converted to a CMOS gate to reassemble the logic circuit. By synthesizing the logic circuit in such a procedure, a pass transistor selector is assigned to a portion corresponding to the selector logic in the given logic function, and other NAND logic, NOR logic (or AND logic, A CMOS gate can be assigned to a portion corresponding to (OR logic). In this way, by properly using the pass transistor selector and the CMOS gate appropriately for the respective parts, a pass transistor / CMOS cooperative logic circuit that successfully combines the advantages of both the pass transistor selector and the CMOS gate is generated.
[0052]
Even without using the logic circuit synthesis method of the present invention, it is possible to make a logic circuit that is simply a combination of a pass transistor and a CMOS gate. For example, after making a CMOS logic circuit in the reverse procedure of this method, find a part suitable for the pass transistor selector in the CMOS gate of the circuit, and convert that part into a pass transistor selector. Thus, a circuit combining a pass transistor and a CMOS gate can be formed. However, in a CMOS logic circuit, all logic is composed of a combination of NAND logic and NOR logic (or AND logic, OR logic), so there is a selector logic part suitable for a pass transistor selector in a given logic function. Even so, it is difficult to find the corresponding part. In fact, when the CMOS logic circuit (FIG. 10) synthesized from the logic function of this embodiment is replaced with a pass transistor selector, the pass transistor circuit shown in FIG. 18 is obtained. In this circuit, all pass transistor selectors are used as NAND logic or NOR logic, which is not suitable for a pass transistor selector, with either one of the two inputs fixed at VDD or GND potential. . There is no single pass transistor selector used as the selector logic. Therefore, as shown in Table 1, the circuit of FIG. 18 has a larger area, delay time, and consumption than the CMOS alone logic circuit (FIG. 10) and the logic circuit constituted by the pass transistor alone (FIG. 13). Inferior in all circuit characteristics of power. Thus, it is difficult to create a logic circuit that successfully combines the advantages of a pass transistor and a CMOS gate from a CMOS logic circuit, and in the worst case, a logic composed of a CMOS alone as in this example. It can be seen that a circuit with inferior performance compared to either a circuit or a logic circuit composed of a pass transistor alone can be produced.
[0053]
As can be seen from the above, it is impossible to combine the advantages of the pass transistor selector and the CMOS gate by simply combining the CMOS gate and the pass transistor selector. As a result, a logic circuit with inferior circuit characteristics is formed. That is, it is possible to synthesize a pass transistor / CMOS cooperative logic circuit that combines the advantages of the pass transistor selector and the CMOS gate only by synthesizing the circuit according to the procedure shown in the present method.
[0054]
<Modification of Example 2>
In the second embodiment, the example in which the pass transistor selector is configured only by the n-channel field effect transistor has been described. However, the pass transistor selector configured by both p-channel and n-channel transistors (for example, the transistor T200 illustrated in FIG. 20). In the same manner as in the second embodiment, it is possible to make a pass transistor / CMOS cooperative logic circuit with a small area by using this method. The same applies to the following examples.
<Example 3>
In this embodiment, taking the same logical function as that of the second embodiment as an example, unlike the second embodiment, the delay time is given the highest priority (set α = 0, β = 1, γ = 0 at the cost of 135 in FIG. 9). An example of synthesizing a pass transistor / CMOS cooperative logic circuit will be described. As in the second embodiment, a binary decision graph is created by the binary decision graph creation routine 110, and the pass transistor logic circuit of FIG. 13 is created by the pass transistor mapping routine 120. In the pass transistor logic circuit of FIG. 13, the pass transistor selector S100 is first selected and converted to a CMOS gate by processing 131. Next, by processing 132, a buffer inverter is inserted into the output of the selector S101, redundant inverters are removed, and the intermediate circuit of FIG. 16 is obtained. In the process 135, unlike the case of the second embodiment, not the area but the delay time of the circuit is calculated, and the delay time value becomes the cost of this circuit. The delay time of the circuit (FIG. 13) before reassembly into the CMOS gate is the delay time of the path of input F → selector S104 → selector S102 → buffer inverter I103 → inverter in selector S100 → selector S100 → buffer inverter I100. . On the other hand, the corresponding path in the circuit reassembled with the CMOS gate (FIG. 16) is shortened from the input F → the selector S104 → the selector S102 → the buffer inverter I103 → the CMOS gate G100, so that the delay time is significantly reduced. For this reason, since a circuit reassembled with a CMOS gate is more costly, a circuit reassembled with a CMOS gate is selected in step 134.
[0055]
As described in the section of the problem to be solved by the invention, in a logic circuit with a single pass transistor composed of a multistage binary decision graph, a certain pass transistor selector is connected to a control input of a subsequent pass transistor selector via a buffer inverter. (The inverter in S102 → I103 → S100 in FIG. 13 → S100). In this case, since the buffer inverter and the inverter in the subsequent pass transistor selector are connected in series, the delay time is inevitably delayed. However, as already described in the first embodiment, if the succeeding pass transistor selector can be reassembled with a CMOS gate as in this example, the slow inverter in the pass transistor selector can be omitted. It becomes possible to make a small logic circuit. Generally, the delay time can be reduced by reassembling the logic circuit of the pass transistor alone to the pass transistor / CMOS cooperative logic circuit.
[0056]
Of the remaining pass transistor selectors, S104 and S105 correspond to the conversion pattern of FIG. In Example 2 where the area has the highest priority, only S104 is reassembled with the CMOS gate, but in this example where the delay time has the highest priority, S105 is also converted to the CMOS gate. The reason is that, as in the case of S100, by converting the selector S105 into a CMOS gate, the slow inverter in the selector S105 can be removed, and the delay time can be further reduced. By the above operation, the pass transistor / CMOS cooperative logic circuit of FIG. 19 is finally obtained. As shown in Table 1, also in this embodiment, by synthesizing the pass transistor / CMOS cooperative logic circuit by this method, the delay time is reduced by almost 20% compared with the logic circuit (FIG. 10) constituted by the CMOS alone. Has succeeded. Also, compared with a logic circuit (FIG. 13) configured by a single pass transistor, the delay time has been reduced by nearly 10%.
[0057]
<Example 4>
In the present embodiment, unlike the second and third embodiments, the pass transistor / CMOS cooperative logic circuit is configured with the power consumption as the highest priority (set α = 0, β = 1, γ = 0 at the cost of 135 in FIG. 9). A method of synthesizing will be described using the same logical function as in the second and third embodiments as an example. As in the second and third embodiments, a binary decision graph is created by the binary decision graph creation routine 110, and the pass transistor selector mapping routine 120 is passed through the pass transistor logic circuit of FIG. In the pass transistor logic circuit of FIG. 13, first, the selector S100 is selected, and after the processing 131 and processing 132, the intermediate circuit of FIG. 16 is obtained. In the next process 133, unlike the second and third embodiments, the power consumption of the circuit is calculated, and the value of the power consumption becomes the cost of the circuit. When the power consumption of the pass transistor / CMOS cooperative logic circuit of FIG. 16 is calculated with reference to the library 11, it is 143 μW / MHz. On the other hand, the power consumption of the circuit before conversion to the CMOS gate (FIG. 13) is 140 μW / MHz, and unlike the second and third embodiments, it is better to configure the circuit with a pass transistor selector. . In other words, what is selected in the process 134 is not a circuit reassembled with CMOS gates, but a circuit composed of pass transistor selectors. The remaining pass transistor selectors corresponding to the conversion pattern of FIG. 14 are S104 and S105. However, unlike the second and third embodiments, the power consumption of these two selectors is also higher in the circuit constituted by the pass transistor selectors. Small and good cost. For this reason, in this embodiment in which power consumption has the highest priority, the pass transistor logic circuit of FIG. 13 is output as it is without being reassembled into a CMOS gate.
[0058]
This is because the power consumption of the pass transistor selector is significantly smaller than that of the CMOS gate as shown in the comparison result between the pass transistor selector and the CMOS gate in FIG. 4 (less than half of the CMOS gate). This is because, in the pass transistor selector, the selector portion that occupies most of the selector circuit is composed of only n-channel field effect transistors, and the number of p-channel field effect transistors with lower performance is reduced, thereby degrading the performance. This is because it is possible to suppress the total gate width of the transistors in the pass transistor selector circuit and to reduce power consumption.
[0059]
<Example 5>
In the method of synthesizing the pass transistor / CMOS cooperative logic circuit of the present invention, the path operating as NAND logic or NOR logic (or AND logic, OR logic) is considered that the performance of the circuit is better when converted to the CMOS gate. The transistor selector is converted into a CMOS gate, but whether or not it is actually converted into a CMOS gate is determined by converting the pass transistor selector into a CMOS gate and reducing the cost defined by the circuit area, delay time, and power consumption. Judge by calculating whether the cost will improve. For this reason, in this method, as can be seen from the above-described Embodiments 2, 3, and 4, the cost defined by the area, delay time, and power when the pass transistor / CMOS cooperative logic circuit is synthesized is changed. By changing the ratio of the pass transistor selector and the CMOS gate, it is possible to flexibly control various characteristics of the synthesized circuit. For example, FIG. 21 exemplifies a logical function (approximately 1000 gates in terms of CMOS gate) larger than those in the second, third, and fourth embodiments, and area priority α and power priority γ at the cost of 135 in FIG. This is a result of synthesizing the pass transistor / CMOS cooperative logic circuit by changing the value from 0 to 1 to change the power from the highest priority to the highest power consumption. As can be seen from the results of FIG. 21, as the power consumption priority increases, the proportion of pass transistors suitable for reducing power consumption increases, and a power transistor priority CMOS transistor is synthesized. You can see that Thus, in the pass transistor / CMOS cooperative logic circuit synthesized by this method, the characteristics of the synthesized circuit can be easily controlled by controlling the ratio of the pass transistor selector and the CMOS gate. Also, from this result, when the pass transistor / CMOS cooperative logic circuit is assembled with actual large-scale logic, the three circuit characteristics of area, delay time, and power consumption have the best balance. It became clear for the first time that the area ratio was about 10 to 60% of the entire circuit.
[0060]
In this method, the pass transistor selector is converted into a CMOS gate only when the circuit characteristics such as the circuit area, delay time, and power consumption are actually improved. For this reason, this method synthesizes a logic circuit always composed of only a pass transistor for any logic function, or a pass transistor / CMOS cooperative logic circuit having better circuit characteristics than a logic circuit composed of only a CMOS gate. It is possible. For example, FIG. 22 shows a pass transistor / CMOS cooperative logic circuit synthesized by this method for 12 types of logic (1000 to 10,000 gates in terms of CMOS gate) larger than the logic of FIG. This is a result of comparing the logic circuit of the pass transistor synthesized in the above with reference to the logic circuit of the CMOS alone. As can be seen from this result, in this method, for any logic, the pass transistor / CMOS cooperative logic always has both area and power consumption superior to those of the conventional logic circuit of the pass transistor alone and the logic circuit of the CMOS alone. It can be seen that the circuit can be synthesized.
[0061]
<Example 6>
In the above embodiment, the procedure for synthesizing the pass transistor / CMOS cooperative logic circuit by the program of FIG. 9 has been shown. In this embodiment, a method of synthesizing a pass transistor / CMOS cooperative logic circuit by the program shown in FIG. 23 will be described below. As in the previous Examples 2 to 5, a binary decision graph is first created by the binary decision graph creation routine 110. The difference from the second to fifth embodiments is that the pass transistor / CMOS cooperative logic circuit is directly synthesized from the binary decision graph by the pass transistor selector / CMOS gate mapping routine 300 without going through the pass transistor logic circuit. is there. The pass transistor selector / CMOS gate mapping routine 300 will be described below using the binary decision graph of FIG. 24 as an example. First, by the processing 301, the node N301 corresponds to b in FIG. 14, and is mapped to the CMOS gate according to the conversion pattern in FIG. 14 (G301 and I300 in FIG. 25). The other nodes N300, N302, and N303 are mapped to the pass transistor selector and inverter according to the mapping rule of FIG. 12 (S300 and I301 of FIG. 25). In this way, the intermediate circuit of FIG. 25 is generated. In the intermediate circuit of FIG. 25, since the inverters I300 and I301 are redundant inverters, they are removed by the processing 302, and finally the circuit of FIG. 26 is synthesized.
[0062]
In the pass transistor / CMOS cooperative logic circuit synthesis program (FIGS. 9A and 9B) according to the second to fifth embodiments, a pass transistor circuit is once created and then operated as NAND logic, NOR logic (or AND logic, OR logic). The transistor selector calculates a cost defined from circuit characteristics such as circuit area, delay time, power consumption, etc., and converts the cost into a CMOS gate if the cost is improved. For this reason, in any case, it is guaranteed that a logic circuit having excellent circuit characteristics can be synthesized. However, since it is necessary to calculate the circuit area, delay time, power consumption, and the like every time, there is a drawback that it takes some time to synthesize the circuit. In addition, as can be seen from FIG. 4, in most cases, the characteristics of the circuit synthesized when the pass transistor selector operating as NAND logic or NOR logic (or AND logic or OR logic) is converted into a CMOS gate is as follows. Get better. For this reason, even if a pass transistor / CMOS cooperative logic circuit is created directly from the binary decision graph without calculating the cost as in this embodiment, it can be expected that a logic circuit with excellent circuit characteristics can be synthesized. . In fact, when the pass transistor logic circuit is synthesized from the binary decision graph of FIG. 24, the circuit of FIG. 27 is synthesized. Compared with this circuit, the pass transistor / CMOS cooperative logic circuit synthesized by this method (FIG. 25). ) Has fewer transistors and it can be seen that an excellent logic circuit can be synthesized. As described above, this method can also synthesize a pass transistor / CMOS cooperative logic circuit that successfully combines the advantages of a pass transistor selector and a CMOS gate.
[0063]
【The invention's effect】
As can be seen from the embodiments shown above, according to the present invention, no matter what logic a given logic circuit specification is, by combining the advantages of both a pass transistor circuit and a CMOS circuit, It is possible to synthesize a pass transistor / CMOS cooperative logic circuit having excellent circuit characteristics such as area, delay time, and power consumption, as compared to a logic circuit constituted solely and a logic circuit constituted solely by a pass transistor.
[0064]
Further, by adjusting the cost defined by the circuit area, delay time, and power consumption, the ratio of the pass transistor selector and the CMOS gate is changed, and the area and delay time of the synthesized pass transistor / CMOS cooperative logic circuit are changed. Circuit characteristics such as power consumption can be flexibly controlled.
[Brief description of the drawings]
FIG. 1 is a preferred embodiment of the present invention.
FIG. 2 is another preferred embodiment of the present invention.
FIG. 3 is another preferred embodiment of the present invention.
FIG. 4 is a diagram showing a comparison between a case where NAND logic and NOR logic are configured by a pass transistor selector and a case where it is configured by a CMOS gate.
FIG. 5 is a diagram comparing a pass transistor / CMOS cooperative logic circuit according to a first embodiment of the present invention, a conventional pass transistor logic circuit, and a CMOS logic circuit.
FIG. 6 is a layout example of a pass transistor / CMOS cooperative logic circuit according to the first embodiment of the present invention.
FIG. 7 is a schematic configuration diagram of a computer system for synthesizing logic circuits and a logic circuit synthesizing program used therein according to the second embodiment of the present invention.
FIG. 8 is a flowchart from synthesis of a logic circuit to manufacture of a semiconductor integrated circuit according to the second embodiment of the present invention;
9 is a flowchart of a pass transistor / CMOS cooperative logic circuit synthesis program according to Embodiment 2. FIG.
10 is a circuit diagram of a CMOS logic circuit synthesized from the logic function of Embodiment 2 by an existing known method; FIG.
11 is a diagram showing an example of a multistage binary decision graph created by a binary decision graph creation routine of the pass transistor / CMOS cooperative logic circuit synthesis program of the present invention shown in FIG. 9;
FIG. 12 is a diagram showing a mapping rule for a pass transistor selector.
13 is a circuit diagram of a pass transistor logic circuit created from the multistage binary decision graph of FIG. 11 by the pass transistor mapping routine of the pass transistor / CMOS cooperative logic circuit synthesis program of FIG. 9 of the present invention.
FIG. 14 is a diagram showing a pass transistor selector pattern converted to a CMOS gate and a conversion rule thereof when a pass transistor / CMOS cooperative logic circuit is synthesized by the method of the present invention.
15 is a circuit diagram of an intermediate circuit created during the CMOS gate assignment routine of the pass transistor / CMOS cooperative logic circuit synthesis program of FIG. 9 according to the present invention.
16 is a circuit diagram of an intermediate circuit created during the CMOS gate assignment routine of the pass transistor / CMOS cooperative logic circuit synthesis program of FIG. 9 according to the present invention.
17 is a circuit diagram of a pass transistor / CMOS cooperative logic circuit synthesized when the area priority is set by the pass transistor / CMOS cooperative logic circuit synthesis program of FIG. 9 of the present invention.
18 is a circuit diagram of a logic circuit created by converting a CMOS gate into a pass transistor selector from the CMOS logic circuit of FIG.
19 is a circuit diagram of a pass transistor / CMOS cooperative logic circuit synthesized when the delay time is set to have the highest priority in the pass transistor / CMOS cooperative logic circuit synthesis program of the present invention shown in FIG. 9;
FIG. 20 is a circuit diagram of a pass transistor selector composed of both p-channel and n-channel transistors.
FIG. 21 shows the result when the cost is changed from the area top priority to the delay time top priority in the pass transistor / CMOS cooperative logic circuit synthesis program of the present invention.
FIG. 22 shows a logic circuit synthesized by the pass transistor / CMOS cooperative logic circuit synthesis program of the present invention for 12 different types of logic, and a CMOS logic circuit and a pass transistor logic circuit synthesized by an existing known method. Figure comparing the area and power consumption.
FIG. 23 is a flowchart of a synthesis program of the pass transistor / CMOS cooperative logic circuit according to the sixth embodiment of the present invention;
24 is a diagram showing an example of a binary decision graph created by the pass transistor / CMOS cooperative logic circuit synthesis program of FIG. 23 according to the present invention.
25 is a circuit diagram of an intermediate circuit created during the pass transistor selector / CMOS gate mapping routine of the pass transistor / CMOS cooperative logic circuit synthesis program of FIG. 23 according to the present invention.
FIG. 26 is a circuit diagram of a pass transistor / CMOS cooperative logic circuit synthesized by the pass transistor / CMOS cooperative logic circuit synthesis program of FIG. 23 according to the present invention;
27 is a circuit diagram of a pass transistor logic circuit synthesized from the binary decision graph of FIG. 24. FIG.

Claims (33)

ゲートが第1の入力により制御され、第1の動作電位点と第1ノードとの間にソースドレイン経路が接続された第1のpチャネル電界効果トランジスタと、
ゲートが第2の入力により制御され、第1の動作電位点と第1ノードとの間にソースドレイン経路が接続された第2のpチャネル電界効果トランジスタと、
ゲートが第1の入力により制御され、第1ノードと第4ノードとの間にソースドレイン経路が接続された第1のnチャネル電界効果トランジスタと、
ゲートが第2の入力により制御され、第4ノードと第2の動作電位点との間にソースドレイン経路が接続された第2のnチャネル電界効果トランジスタと、
ゲートが第1ノードにより制御され、第1の動作電位点と第2ノードとの間にソースドレイン経路が接続された第3のpチャネル電界効果トランジスタと、
ゲートが第1ノードにより制御され、第2ノードと第2の動作電位点との間にソースドレイン経路が接続された第3のnチャネル電界効果トランジスタと、
ゲートが第2ノードにより制御され、第3入力と第3ノードとの間にソースドレイン経路が接続された第5のnチャネル電界効果トランジスタと、
ゲートが第1ノードにより制御され、第4入力と第3ノードとの間にソースドレイン経路が接続された第6のnチャネル電界効果トランジスタと、
ゲートが第3ノードにより制御され、第1動作電位点と第1の出力との間にソースドレイン経路が接続された第4のpチャネル電界効果トランジスタと、
ゲートが第3ノードにより制御され、第1の出力と第2の動作電位点との間にソースドレイン経路が接続された第4のnチャネル電界効果トランジスタを具備するブール処理付きセレクタ論理を含むことを特徴とする論理回路。
A first p-channel field effect transistor having a gate controlled by a first input and having a source-drain path connected between the first operating potential point and the first node;
A second p-channel field effect transistor having a gate controlled by a second input and having a source-drain path connected between the first operating potential point and the first node;
A first n-channel field effect transistor having a gate controlled by a first input and having a source-drain path connected between the first node and the fourth node;
A second n-channel field effect transistor having a gate controlled by a second input and having a source-drain path connected between the fourth node and the second operating potential point;
A third p-channel field effect transistor having a gate controlled by the first node and having a source / drain path connected between the first operating potential point and the second node;
A third n-channel field effect transistor having a gate controlled by the first node and having a source / drain path connected between the second node and the second operating potential point;
A fifth n-channel field effect transistor having a gate controlled by the second node and having a source-drain path connected between the third input and the third node;
A sixth n-channel field effect transistor having a gate controlled by the first node and a source-drain path connected between the fourth input and the third node;
A fourth p-channel field effect transistor having a gate controlled by a third node and having a source-drain path connected between the first operating potential point and the first output;
Including a Boolean selector logic comprising a fourth n-channel field effect transistor having a gate controlled by a third node and having a source-drain path connected between the first output and the second operating potential point. A logic circuit characterized by
ゲートが出力により制御され、第1動作電位点と第3ノードとの間にソースドレイン経路が接続された第5のpチャネル電界効果トランジスタを具備することを特徴とする請求項1の論理回路。2. The logic circuit according to claim 1, further comprising a fifth p-channel field effect transistor having a gate controlled by an output and having a source / drain path connected between the first operating potential point and the third node. ゲートが第10の入力により制御され、第1の動作電位点と第10ノードとの間にソースドレイン経路が接続された第10のpチャネル電界効果トランジスタと、
ゲートが第10の入力により制御され、第10ノードと第2の動作電位点との間にソースドレイン経路が接続された第10のnチャネル電界効果トランジスタと、
ゲートが第10ノードにより制御され、第11の入力と第11ノードとの間にソースドレイン経路が接続された第11のnチャネル電界効果トランジスタと、
ゲートが第10の入力により制御され、第12の入力と第11ノードとの間にソースドレイン経路が接続された第12のnチャネル電界効果トランジスタと、
ゲートが第11ノードにより制御され、第1の動作電位点と第12ノードとの間にソースドレイン経路が接続された第15のpチャネル電界効果トランジスタと、
ゲートが第11ノードにより制御され、第12ノードと第2の動作電位点との間にソースドレイン経路が接続された第15のnチャネル電界効果トランジスタと、
ゲートが第12ノードにより制御され、第1の動作電位点と第10の出力との間にソースドレイン経路が接続された第14のpチャネル電界効果トランジスタと、
ゲートが第12ノードにより制御され、第10の出力と第13ノードとの間にソースドレイン経路が接続された第14のnチャネル電界効果トランジスタと、
ゲートが第13の入力により制御され、第1の動作電位点と第10の出力との間にソースドレイン経路が接続された第13のpチャネル電界効果トランジスタと、
ゲートが第13の入力により制御され、第13ノードと第2動作電位点との間にソースドレイン経路が接続された第13のnチャネル電界効果トランジスタを具備するブール処理付きセレクタ論理を含むことを特徴とする論理回路。
A tenth p-channel field effect transistor having a gate controlled by the tenth input and having a source / drain path connected between the first operating potential point and the tenth node;
A tenth n-channel field effect transistor having a gate controlled by a tenth input and having a source / drain path connected between the tenth node and the second operating potential point;
An eleventh n-channel field effect transistor having a gate controlled by the tenth node and having a source / drain path connected between the eleventh input and the eleventh node;
A twelfth n-channel field effect transistor having a gate controlled by the tenth input and having a source drain path connected between the twelfth input and the eleventh node;
A fifteenth p-channel field effect transistor having a gate controlled by the eleventh node and having a source / drain path connected between the first operating potential point and the twelfth node;
A fifteenth n-channel field effect transistor having a gate controlled by the eleventh node and having a source / drain path connected between the twelfth node and the second operating potential point;
A fourteenth p-channel field effect transistor whose gate is controlled by the twelfth node and whose source / drain path is connected between the first operating potential point and the tenth output;
A fourteenth n-channel field effect transistor having a gate controlled by a twelfth node and a source / drain path connected between the tenth output and the thirteenth node;
A thirteenth p-channel field effect transistor having a gate controlled by a thirteenth input and having a source / drain path connected between the first operating potential point and the tenth output;
Including a Boolean selector logic comprising a thirteenth n-channel field effect transistor having a gate controlled by a thirteenth input and having a source drain path connected between the thirteenth node and the second operating potential point. Characteristic logic circuit.
ゲートが第12ノードにより制御され、第1動作電位点と第11ノードとの間にソースドレイン経路が接続された第11のpチャネル電界効果トランジスタを具備することを特徴とする請求項3の論理回路。4. The logic of claim 3, further comprising an eleventh p-channel field effect transistor having a gate controlled by the twelfth node and having a source drain path connected between the first operating potential point and the eleventh node. circuit. ゲートが第20の入力により制御され、第1の動作電位点と第20ノードとの間にソースドレイン経路が接続された第20のpチャネル電界効果トランジスタと、
ゲートが第21の入力により制御され、第1の動作電位点と第20ノードとの間にソースドレイン経路が接続された第21のpチャネル電界効果トランジスタと、
ゲートが第20の入力により制御され、第20ノードと第24ノードとの間にソースドレイン経路が接続された第20のnチャネル電界効果トランジスタと、
ゲートが第21の入力により制御され、第24ノードと第2の動作電位点との間にソースドレイン経路が接続された第21のnチャネル電界効果トランジスタと、
ゲートが第22の入力により制御され、第1の動作電位点と第22ノードとの間にソースドレイン経路が接続された第22のpチャネル電界効果トランジスタと、
ゲートが第22の入力により制御され、第22ノードと第2の動作電位点との間にソースドレイン経路が接続された第22のnチャネル電界効果トランジスタと、
ゲートが第22ノードにより制御され、第23入力と第23ノードとの間にソースドレイン経路が接続された第23のnチャネル電界効果トランジスタと、
ゲートが第22の入力により制御され、第20のノードと第23ノードとの間にソースドレイン経路が接続された第24のnチャネル電界効果トランジスタと、
ゲートが第23ノードにより制御され、第1動作電位点と第20の出力との間にソースドレイン経路が接続された第25のpチャネル電界効果トランジスタと、
ゲートが第23ノードにより制御され、第20の出力と第2の動作電位点との間にソースドレイン経路が接続された第25のnチャネル電界効果トランジスタを具備するブール処理付きセレクタ論理を含むことを特徴とする論理回路。
A twentieth p-channel field effect transistor having a gate controlled by a twentieth input and having a source / drain path connected between the first operating potential point and the twentieth node;
A twenty-first p-channel field effect transistor having a gate controlled by a twenty-first input and having a source-drain path connected between the first operating potential point and the twentieth node;
A twentieth n-channel field effect transistor having a gate controlled by a twentieth input and having a source-drain path connected between the twentieth and twenty-fourth nodes;
A twenty-first n-channel field effect transistor having a gate controlled by a twenty-first input and having a source-drain path connected between the twenty-fourth node and a second operating potential point;
A twenty-second p-channel field effect transistor having a gate controlled by a twenty-second input and having a source-drain path connected between the first operating potential point and the twenty-second node;
A twenty-second n-channel field effect transistor having a gate controlled by a twenty-second input and having a source-drain path connected between the twenty-second node and a second operating potential point;
A twenty-third n-channel field effect transistor whose gate is controlled by the twenty-second node and whose source-drain path is connected between the twenty-third input and the twenty-third node;
A twenty-fourth n-channel field effect transistor having a gate controlled by a twenty-second input and a source-drain path connected between the twentieth and twenty-third nodes;
A twenty-fifth p-channel field effect transistor whose gate is controlled by the twenty-third node and whose source-drain path is connected between the first operating potential point and the twentieth output;
Boolean selector logic comprising a 25th n-channel field effect transistor with its gate controlled by the 23rd node and having a source drain path connected between the twentieth output and the second operating potential point. A logic circuit characterized by
ゲートが出力により制御され、第1動作電位点と第23ノードとの間にソースドレイン経路が接続された第23のpチャネル電界効果トランジスタを具備することを特徴とする請求項5の論理回路。6. The logic circuit according to claim 5, further comprising a 23rd p-channel field effect transistor having a gate controlled by an output and having a source / drain path connected between the first operating potential point and the 23rd node. 請求項1〜6のうちのいずれかに記載の論理回路は、
パストランジスタセレクタの面積比率が10〜60%であることを特徴とする論理回路。
The logic circuit according to any one of claims 1 to 6,
A logic circuit, wherein an area ratio of a pass transistor selector is 10 to 60%.
請求項1ないし2のうちの何れかに記載の論理回路は、
半導体基板上に、少なくともセル1およびセル2を有し、
セル1および2は、実質的に長方形の形状を有し、
セル1は、第1、2のpチャネル電界効果トランジスタと第1、2のnチャネル電界効果トランジスタとを有し、
セル2は、第4のpチャネル電界効果トランジスタと第4、5、6のnチャネル電界効果トランジスタとを有し、
セル1およびセル2は水平方向に走る2本の電源線を有し、セル1とセル2の垂直方向の高さは実質的に等しく、
セル1とセル2の電源線の垂直方向の高さは実質的に等しいことを特徴とする論理回路。
The logic circuit according to any one of claims 1 and 2,
Having at least cell 1 and cell 2 on a semiconductor substrate;
Cells 1 and 2 have a substantially rectangular shape;
The cell 1 has first and second p-channel field effect transistors and first and second n-channel field effect transistors,
The cell 2 has a fourth p-channel field effect transistor and fourth, fifth, and sixth n-channel field effect transistors,
Cell 1 and Cell 2 have two power lines running in the horizontal direction, and the vertical heights of Cell 1 and Cell 2 are substantially equal,
A logic circuit characterized in that the vertical heights of the power lines of the cell 1 and the cell 2 are substantially equal.
合成すべき論理回路の一群の入力信号を表す一群の入力変数と該論理回路の少なくとも一つの出力信号を表す出力変数との間の関係を規定する論理関数に基づいて、その論理回路を計算機システムにより合成する論理回路の合成方法であって、その計算機システムにより実行される次のステップを有するもの。
(a)論理関数から二分決定グラフを作成し、
(b)その二分決定グラフのノードを、一旦すべて、2入力1出力1制御入力のパストランジスタセレクタ回路に置き換えてパストランジスタ論理回路を作成し、
(c)2本の入力のいずれか一方の入力が、論理定数1あるいは0に固定されているパストランジスタセレクタを、論理的に等価なNAND、NOR、AND、OR等のCMOSゲートに置き換え、面積、遅延時間、消費電力等の回路特性の値を計算して、CMOSゲートに置き換えた方が所定の回路特性の値がより最適に近ければ、パストランジスタセレクタをCMOSゲートに置き換え、
(d)上記ステップ(c)を、すべてのパストランジスタセレクタに適用し、所定の回路特性を最適化して、
(e)以上のステップで得られたパストランジスタ回路とCMOS回路を組み合わせてできた論理回路を上記論理関数に対する論理回路として出力する。
A computer system based on a logic function that defines a relationship between a group of input variables representing a group of input signals of the logic circuit to be synthesized and an output variable representing at least one output signal of the logic circuit. A method of synthesizing a logic circuit to be synthesized by the method having the following steps executed by the computer system.
(A) Create a binary decision graph from a logical function;
(B) All the nodes of the binary decision graph are temporarily replaced with pass transistor selector circuits of two inputs, one output and one control input to create a pass transistor logic circuit;
(C) One of the two inputs is replaced with a logically equivalent CMOS gate such as NAND, NOR, AND, OR, etc., in which the pass transistor selector whose logical constant is fixed to 1 or 0 is used. If the values of circuit characteristics such as delay time and power consumption are calculated and replaced with a CMOS gate, the value of the predetermined circuit characteristics is closer to the optimum, the pass transistor selector is replaced with a CMOS gate,
(D) Applying step (c) above to all pass transistor selectors to optimize predetermined circuit characteristics;
(E) A logic circuit formed by combining the pass transistor circuit and the CMOS circuit obtained in the above steps is output as a logic circuit for the logic function.
上記所定の回路特性の値が最適な論理回路は、面積が最小な論理回路である請求項9記載の論理回路の合成方法。The logic circuit synthesis method according to claim 9, wherein the logic circuit having the optimum value of the predetermined circuit characteristic is a logic circuit having a minimum area. 上記所定の回路特性の値が最適な論理回路は、遅延時間が最小な論理回路である請求項9記載の論理回路の合成方法。10. The logic circuit synthesis method according to claim 9, wherein the logic circuit having the optimum value of the predetermined circuit characteristic is a logic circuit having a minimum delay time. 上記所定の回路特性の値が最適な論理回路は、消費電力が最小な論理回路である請求項9記載の論理回路の合成方法。The logic circuit synthesis method according to claim 9, wherein the logic circuit having the optimum value of the predetermined circuit characteristic is a logic circuit with minimum power consumption. 上記所定の回路特性の値が最適な論理回路は、面積と遅延時間と消費電力の組合せが最適な論理回路である請求項9記載の論理回路の合成方法。10. The logic circuit synthesis method according to claim 9, wherein the logic circuit having the optimum value of the predetermined circuit characteristic is a logic circuit having an optimum combination of area, delay time, and power consumption. 合成すべき論理回路の一群の入力信号を表す一群の入力変数と該論理回路の少なくとも一つの出力信号を表す出力変数との間の関係を規定する論理関数に基づいて、その論理回路を計算機システムにより合成する論理回路の合成方法であって、その計算機システムにより実行される次のステップを有するもの。
(a)論理関数から二分決定グラフを作成し、
(b)その二分決定グラフのノードのうち、2本の枝(0枝、1技)のどちらか一方だけが、論理定数1あるいは0に固定されているノードは、そのノードと論理的に等価なNAND、NOR、AND、OR等のCMOSゲートに置き換え、それ以外のノードは、2入力1出力1制御入力のパストランジスタセレクタ回路に置き換えて、
(c)以上のステップで得られたパストランジスタ回路とCMOS回路を組み合わせてできた論理回路を上記論理関数に対する論理回路として出力する。
A computer system based on a logic function that defines a relationship between a group of input variables representing a group of input signals of the logic circuit to be synthesized and an output variable representing at least one output signal of the logic circuit. A method of synthesizing a logic circuit to be synthesized by the method having the following steps executed by the computer system.
(A) Create a binary decision graph from a logical function;
(B) Among the nodes of the binary decision graph, a node in which only one of two branches (0 branch, 1 trick) is fixed to logical constant 1 or 0 is logically equivalent to that node. Replace with CMOS gates such as NAND, NOR, AND, OR, etc., and replace the other nodes with pass transistor selector circuits with two inputs, one output and one control input
(C) A logic circuit formed by combining the pass transistor circuit obtained in the above steps and a CMOS circuit is output as a logic circuit for the logic function.
入力信号と出力信号の間の関係を規定する論理関数を実行する論理回路を計算機システムにより合成する方法であって、
(a)上記論理関数から二分決定グラフを作成し、
(b)該二分決定グラフのノードを、全て2入力1出力1制御入力のパストランジスタセレクタ回路に変換してパストランジスタ論理回路を作成し、
(c)上記パストランジスタ論理回路の一部のみを、論理的に等価なCMOSゲートに変換してCMOSゲート論理回路を作成し、
(d)ステップ(b)で作成されたパストランジスタ論理回路の一部を、ステップ(c)で作成されたCMOS論理回路で置き換えた論理回路を出力する、
各ステップを有する論理回路の合成方法。
A method of synthesizing by a computer system a logic circuit that performs a logic function that defines a relationship between an input signal and an output signal,
(A) Create a binary decision graph from the above logical function,
(B) All the nodes of the binary decision graph are converted into pass transistor selector circuits having two inputs, one output and one control input to create a pass transistor logic circuit;
(C) Convert only a part of the pass transistor logic circuit to a logically equivalent CMOS gate to create a CMOS gate logic circuit;
(D) A logic circuit in which a part of the pass transistor logic circuit created in step (b) is replaced with the CMOS logic circuit created in step (c) is output.
A method of synthesizing a logic circuit having each step.
入力信号と出力信号の間の関係を規定する論理関数を実行する論理回路を計算機システムにより合成し、半導体装置を製造する方法であって、
(a)上記論理関数から二分決定グラフを作成し、
(b)該二分決定グラフのノードを、全て2入力1出力1制御入力のパストランジスタセレクタ回路に変換しでパストランジスタ論理回路を作成し、
(c)上記パストランジスタ論理回路の一部のみを、論理的に等価なCMOSゲートに変換してCMOSゲート論理回路を作成し、
(d)ステップ(b)で作成されたパストランジスタ論理回路の一部を、ステップ(c)で作成されたCMOS論理回路で置き換えた論理回路を出力し、
(e)該出力された論理回路に基づいて、その論理回路を生成するための複数のマスクパターンを生成し、
(f)該複数のマスクパターンを用いて上記論理回路を含む半導体集積回路を製造する、
各ステップを有する半導体装置の製造方法。
A method of manufacturing a semiconductor device by synthesizing a logic circuit that executes a logic function defining a relationship between an input signal and an output signal by a computer system,
(A) Create a binary decision graph from the above logical function,
(B) All the nodes of the binary decision graph are converted into pass transistor selector circuits with two inputs, one output and one control input to create a pass transistor logic circuit;
(C) Convert only a part of the pass transistor logic circuit to a logically equivalent CMOS gate to create a CMOS gate logic circuit;
(D) outputting a logic circuit obtained by replacing a part of the pass transistor logic circuit created in step (b) with the CMOS logic circuit created in step (c);
(E) generating a plurality of mask patterns for generating the logic circuit based on the output logic circuit;
(F) A semiconductor integrated circuit including the logic circuit is manufactured using the plurality of mask patterns.
A method of manufacturing a semiconductor device having each step.
ゲートが第1の入力により制御され、第1の動作電位点と第1ノードとの間にソースドレイン経路が接続された第1のpチャネル電界効果トランジスタと、
ゲートが第2の入力により制御され、第1の動作電位点と第1ノードとの間にソースドレイン経路が接続された第2のpチャネル電界効果トランジスタと、
ゲートが第1の入力により制御され、第1ノードと第4ノードとの間にソースドレイン経路が接続された第1のnチャネル電界効果トランジスタと、
ゲートが第2の入力により制御され、第4ノードと第2の動作電位点との間にソースドレイン経路が接続された第2のnチャネル電界効果トランジスタと、
ゲートが第1ノードの信号の相補信号により制御され、第3入力と第3ノードとの間にソースドレイン経路が接続された第5のnチャネル電界効果トランジスタと、
ゲートが第1ノードの信号により制御され、第4入力と第3ノードとの間にソースドレイン経路が接続された第6のnチャネル電界効果トランジスタと、
第3ノードに接続された第1の出力と、
第3入力または第4入力と第1の出力の間にあって信号を処理するインバータ回路を有し、
該インバータ回路は、第1動作電位点にソースドレイン経路が接続された第4のpチャネル電界効果トランジスタと、第2の動作電位点にソースドレイン経路が接続された第4のnチャネル電界効果トランジスタを具備し、上記第4のpチャネル電界効果トランジスタと第4のnチャネル電界効果トランジスタのソースドレイン経路が直列接続されている論理回路。
A first p-channel field effect transistor having a gate controlled by a first input and having a source-drain path connected between the first operating potential point and the first node;
A second p-channel field effect transistor having a gate controlled by a second input and having a source-drain path connected between the first operating potential point and the first node;
A first n-channel field effect transistor having a gate controlled by a first input and having a source-drain path connected between the first node and the fourth node;
A second n-channel field effect transistor having a gate controlled by a second input and having a source-drain path connected between the fourth node and the second operating potential point;
A fifth n-channel field effect transistor whose gate is controlled by a complementary signal of the signal at the first node and whose source-drain path is connected between the third input and the third node;
A sixth n-channel field effect transistor having a gate controlled by a signal at the first node and a source / drain path connected between the fourth input and the third node;
A first output connected to the third node;
Having an inverter circuit for processing the signal between the third input or the fourth input and the first output;
The inverter circuit includes a fourth p-channel field effect transistor having a source / drain path connected to a first operating potential point, and a fourth n-channel field effect transistor having a source / drain path connected to a second operating potential point. And a logic circuit in which source and drain paths of the fourth p-channel field effect transistor and the fourth n-channel field effect transistor are connected in series.
ゲートが第10の入力の信号の相補信号により制御され、第11の入力と第11ノードとの間にソースドレイン経路が接続された第11のnチャネル電界効果トランジスタと、
ゲートが第10の入力の信号により制御され、第12の入力と第11ノードとの間にソースドレイン経路が接続された第12のnチャネル電界効果トランジスタと、
上記第11ノードに接続される第12ノードと、
ゲートが第12ノードにより制御され、第1の動作電位点と第10の出力との間にソースドレイン経路が接続された第14のpチャネル電界効果トランジスタと、
ゲートが第13の入力により制御され、第13ノードと第2動作電位点との間にソースドレイン経路が接続された第13のnチャネル電界効果トランジスタと、
第11入力または第12入力と上記第12ノードとの間にあって信号を処理するインバータ回路を有し、
該インバータ回路は、第1動作電位点にソースドレイン経路が接続された第15のpチャネル電界効果トランジスタと、第2の動作電位点にソースドレイン経路が接続された第15のnチャネル電界効果トランジスタを具備し、上記第15のpチャネル電界効果トランジスタと第15のnチャネル電界効果トランジスタのソースドレイン経路が直列接続されている論理回路。
An eleventh n-channel field effect transistor having a gate controlled by a complementary signal of the tenth input signal and having a source / drain path connected between the eleventh input and the eleventh node;
A twelfth n-channel field effect transistor having a gate controlled by a signal of the tenth input and having a source / drain path connected between the twelfth input and the eleventh node;
A twelfth node connected to the eleventh node;
A fourteenth p-channel field effect transistor whose gate is controlled by the twelfth node and whose source / drain path is connected between the first operating potential point and the tenth output;
A thirteenth n-channel field effect transistor having a gate controlled by a thirteenth input and having a source / drain path connected between the thirteenth node and the second operating potential point;
An inverter circuit for processing a signal between the eleventh input or the twelfth input and the twelfth node;
The inverter circuit includes a fifteenth p-channel field effect transistor having a source / drain path connected to a first operating potential point, and a fifteenth n-channel field effect transistor having a source / drain path connected to a second operating potential point. And a logic circuit in which source and drain paths of the fifteenth p-channel field effect transistor and the fifteenth n-channel field effect transistor are connected in series.
ゲートが第20の入力により制御され、第1の動作電位点と第20ノードとの間にソースドレイン経路が接続された第20のpチャネル電界効果トランジスタと、
ゲートが第21の入力により制御され、第1の動作電位点と第20ノードとの間にソースドレイン経路が接続された第21のpチャネル電界効果トランジスタと、
ゲートが第20の入力により制御され、第20ノードと第24ノードとの間にソースドレイン経路が接続された第20のnチャネル電界効果トランジスタと、
ゲートが第21の入力により制御され、第24ノードと第2の動作電位点との間にソースドレイン経路が接続された第21のnチャネル電界効果トランジスタと、
ゲートが第22の入力の相補信号により制御され、第23入力と第23ノードとの間にソースドレイン経路が接続された第23のnチャネル電界効果トランジスタと、
ゲートが第22の入力により制御され、第20のノードと第23ノードとの間にソースドレイン経路が接続された第24のnチャネル電界効果トランジスタと、
第23入力と上記第20出力との間にあって信号を処理するインバータ回路を有し、
該インバータ回路は、第1動作電位点とにソースドレイン経路が接続された第25のpチャネル電界効果トランジスタと、第2の動作電位点にソースドレイン経路が接続された第25のnチャネル電界効果トランジスタを具備し、上記第25のpチャネル電界効果トランジスタと第25のnチャネル電界効果トランジスタのソースドレイン経路が直列接続されている論理回路。
A twentieth p-channel field effect transistor having a gate controlled by a twentieth input and having a source / drain path connected between the first operating potential point and the twentieth node;
A twenty-first p-channel field effect transistor having a gate controlled by a twenty-first input and having a source-drain path connected between the first operating potential point and the twentieth node;
A twentieth n-channel field effect transistor having a gate controlled by a twentieth input and having a source-drain path connected between the twentieth and twenty-fourth nodes;
A twenty-first n-channel field effect transistor having a gate controlled by a twenty-first input and having a source-drain path connected between the twenty-fourth node and a second operating potential point;
A twenty-third n-channel field effect transistor whose gate is controlled by a complementary signal of the twenty-second input and whose source-drain path is connected between the twenty-third input and the twenty-third node;
A twenty-fourth n-channel field effect transistor having a gate controlled by a twenty-second input and a source-drain path connected between the twentieth and twenty-third nodes;
An inverter circuit for processing a signal between the 23rd input and the 20th output;
The inverter circuit includes a 25th p-channel field effect transistor having a source / drain path connected to a first operating potential point, and a 25th n-channel field effect having a source / drain path connected to a second operating potential point. A logic circuit including a transistor, wherein source and drain paths of the 25th p-channel field effect transistor and the 25th n-channel field effect transistor are connected in series.
請求項3ないし4のうちの何れかに記載の論理回路は、
半導体基板上に、少なくともセル1およびセル2を有し、
セル1および2は、実質的に長方形の形状を有し、
セル1は、第13、14のpチャネル電界効果トランジスタと第13、14のnチャネル電界効果トランジスタとを有し、
セル2は、第15のpチャネル電界効果トランジスタと第11、12、15のnチャネル電界効果トランジスタとを有し、
セル1およびセル2は水平方向に走る2本の電源線を有し、セル1とセル2の垂直方向の高さは実質的に等しく、
セル1とセル2の電源線の垂直方向の高さは実質的に等しいことを特徴とする論理回路。
The logic circuit according to any one of claims 3 to 4,
Having at least cell 1 and cell 2 on a semiconductor substrate;
Cells 1 and 2 have a substantially rectangular shape;
The cell 1 has thirteenth and fourteenth p-channel field effect transistors and thirteenth and fourteenth n-channel field effect transistors,
Cell 2 has a fifteenth p-channel field effect transistor and eleventh, twelfth and fifteenth n-channel field effect transistors,
Cell 1 and Cell 2 have two power lines running in the horizontal direction, and the vertical heights of Cell 1 and Cell 2 are substantially equal,
A logic circuit characterized in that the vertical heights of the power lines of the cell 1 and the cell 2 are substantially equal.
請求項5ないし6のうちの何れかに記載の論理回路は、
半導体基板上に、少なくともセル1およびセル2を有し、
セル1および2は、実質的に長方形の形状を有し、
セル1は、第20、21のpチャネル電界効果トランジスタと第20、21のnチャネル電界効果トランジスタとを有し、
セル2は、第25のpチャネル電界効果トランジスタと第23、24、25のnチャネル電界効果トランジスタとを有し、
セル1およびセル2は水平方向に走る2本の電源線を有し、セル1とセル2の垂直方向の高さは実質的に等しく、
セル1とセル2の電源線の垂直方向の高さは実質的に等しいことを特徴とする論理回路。
The logic circuit according to any one of claims 5 to 6,
Having at least cell 1 and cell 2 on a semiconductor substrate;
Cells 1 and 2 have a substantially rectangular shape;
The cell 1 has 20th and 21st p-channel field effect transistors and 20th and 21st n-channel field effect transistors,
The cell 2 has a 25th p-channel field effect transistor and 23rd, 24th and 25th n-channel field effect transistors,
Cell 1 and Cell 2 have two power lines running in the horizontal direction, and the vertical heights of Cell 1 and Cell 2 are substantially equal,
A logic circuit characterized in that the vertical heights of the power lines of the cell 1 and the cell 2 are substantially equal.
第1ノードと第2ノードとの間にソースドレイン経路を有する第1電界効果トランジスタと、第3ノードと上記第2ノードとの間にソースドレイン経路を有する第2電界効果トランジスタとを有するパストランジスタ回路と、
制御信号を出力する多入力CMOS論理回路と
上記制御信号の反転信号を生成するインバータ回路とを有し、
上記制御信号が上記第1電界効果トランジスタのゲートに入力され、上記インバータ回路により生成される上記制御信号の反転信号が上記第2電界効果トランジスタのゲートに入力され
上記多入力CMOS論理回路は第1セルに配置され、上記パストランジスタ回路と上記インバータ回路とは第2セルに配置され、
上記第1セル及び上記第2セルは、上記パストランジスタ回路、上記多入力CMOS論理回路及び上記インバータ回路に電源を供給する電源配線に沿って配置される半導体集積回路装置。
A pass transistor having a first field effect transistor having a source / drain path between a first node and a second node, and a second field effect transistor having a source / drain path between a third node and the second node. Circuit,
A multi-input CMOS logic circuit that outputs a control signal ;
An inverter circuit for generating an inverted signal of the control signal,
The control signal is input to the gate of the first field effect transistor, the inverted signal of the control signal generated by the inverter circuit is input to the gate of the second field effect transistor ,
The multi-input CMOS logic circuit is disposed in a first cell, the pass transistor circuit and the inverter circuit are disposed in a second cell,
The semiconductor integrated circuit device, wherein the first cell and the second cell are arranged along a power supply wiring for supplying power to the pass transistor circuit, the multi-input CMOS logic circuit, and the inverter circuit.
請求項22において、
上記多入力CMOS論理回路は、第1及び第2入力ノードと、第1及び第2pチャネル電界効果トランジスタと、第1及び第2nチャネル電界効果トランジスタとを有し、
上記第1pチャネル電界効果トランジスタは、上記第1nチャネル電界効果トランジスタと直列に接続され、
上記第2pチャネル電界効果トランジスタは、上記第2nチャネル電界効果トランジスタと直列に接続され、
上記第1入力ノードは、上記第1pチャネル電界効果トランジスタのゲートと上記第1nチャネル電界効果トランジスタのゲートとに接続され、
上記第2入力ノードは、上記第2pチャネル電界効果トランジスタのゲートと上記第2nチャネル電界効果トランジスタのゲートとに接続される半導体集積回路装置。
In claim 22,
The multi-input CMOS logic circuit includes first and second input nodes, first and second p-channel field effect transistors, and first and second n-channel field effect transistors,
The first p-channel field effect transistor is connected in series with the first n-channel field effect transistor;
The second p-channel field effect transistor is connected in series with the second n-channel field effect transistor;
The first input node is connected to the gate of the first p-channel field effect transistor and the gate of the first n-channel field effect transistor;
The semiconductor integrated circuit device, wherein the second input node is connected to a gate of the second p-channel field effect transistor and a gate of the second n-channel field effect transistor.
請求項22または請求項23のいずれかにおいて、
上記第1セルの上記電源配線と垂直方向の幅と上記第2セルの上記電源配線と垂直方向の幅とが等しい半導体集積回路装置。
In either claim 22 or claim 23,
A semiconductor integrated circuit device, wherein a width in a direction perpendicular to the power supply wiring of the first cell is equal to a width in a direction perpendicular to the power supply wiring of the second cell.
請求項24において、
上記インバータ回路は、第3pチャネル電界効果トランジスタと第3nチャネル電界効果トランジスタとから構成される半導体集積回路装置。
In claim 24,
The inverter circuit includes a semiconductor integrated circuit device which is constituted by the first 3p-channel field effect transistor and the 3n-channel field effect transistor.
第1ノードと第2ノードとの間にソースドレイン経路を有する第1電界効果トランジスタと、第3ノードと上記第2ノードとの間にソースドレイン経路を有する第2電界効果トランジスタとを有するパストランジスタ回路と、
多入力CMOS論理回路と
インバータ回路とを有し、
上記多入力CMOS論理回路の出力が上記第1ノードに入力され、
制御信号が上記第1電界効果トランジスタのゲートに入力され、上記インバータ回路により生成される上記制御信号の反転信号が上記第2電界効果トランジスタのゲートに入力され、
上記多入力CMOS論理回路は第1セルに配置され、上記パストランジスタ回路と上記インバータ回路とは第2セルに配置され、
上記第1セル及び上記第2セルは、上記パストランジスタ回路、上記多入力CMOS論理回路及び上記インバータ回路に電源を供給する電源配線に沿って配置される半導体集積回路装置。
A pass transistor having a first field effect transistor having a source / drain path between a first node and a second node, and a second field effect transistor having a source / drain path between a third node and the second node. Circuit,
A multi-input CMOS logic circuit ;
An inverter circuit,
The output of the multi-input CMOS logic circuit is input to the first node,
A control signal is input to the gate of the first field effect transistor, an inverted signal of the control signal generated by the inverter circuit is input to the gate of the second field effect transistor,
The multi-input CMOS logic circuit is disposed in a first cell, the pass transistor circuit and the inverter circuit are disposed in a second cell,
The semiconductor integrated circuit device, wherein the first cell and the second cell are arranged along a power supply wiring for supplying power to the pass transistor circuit, the multi-input CMOS logic circuit, and the inverter circuit.
請求項26において、
上記多入力CMOS論理回路は、第1及び第2入力ノードと、第1及び第2pチャネル電界効果トランジスタと、第1及び第2nチャネル電界効果トランジスタとを有し、
上記第1pチャネル電界効果トランジスタは、上記第1nチャネル電界効果トランジスタと直列に接続され、
上記第2pチャネル電界効果トランジスタは、上記第2nチャネル電界効果トランジスタと直列に接続され、
上記第1入力ノードは、上記第1pチャネル電界効果トランジスタのゲートと上記第1nチャネル電界効果トランジスタのゲートとに接続され、
上記第2入力ノードは、上記第2pチャネル電界効果トランジスタのゲートと上記第1nチャネル電界効果トランジスタのゲートとに接続される半導体集積回路装置。
In claim 26,
The multi-input CMOS logic circuit includes first and second input nodes, first and second p-channel field effect transistors, and first and second n-channel field effect transistors,
The first p-channel field effect transistor is connected in series with the first n-channel field effect transistor;
The second p-channel field effect transistor is connected in series with the second n-channel field effect transistor;
The first input node is connected to the gate of the first p-channel field effect transistor and the gate of the first n-channel field effect transistor;
The semiconductor integrated circuit device, wherein the second input node is connected to a gate of the second p-channel field effect transistor and a gate of the first n-channel field effect transistor.
請求項26または請求項27において、
上記第1セルの上記電源配線と垂直方向の幅と上記第2セルの上記電源配線と垂直方向の幅とが等しい半導体集積回路装置。
In claim 26 or claim 27,
The first cell of the power supply lines and the vertical width and the upper Symbol second cell the power supply wires and vertical width are equal the semiconductor integrated circuit device.
請求項28において、
上記インバータ回路は、第3pチャネル電界効果トランジスタと第3nチャネル電界効果トランジスタとから構成される半導体集積回路装置。
In claim 28,
The inverter circuit includes a semiconductor integrated circuit device which is constituted by the first 3p-channel field effect transistor and the 3n-channel field effect transistor.
第1ノードと第2ノードとの間にソースドレイン経路を有する第1電界効果トランジスタと、第3ノードと上記第2ノードとの間にソースドレイン経路を有する第2電界効果トランジスタとを有するパストランジスタ回路と、
上記第2ノードがその入力に接続される第1インバータ回路と、
上記第1インバータ回路の出力がその少なくとも一つの入力に接続された多入力CMOS論理回路と
第2インバータ回路とを有し、
制御信号が上記第1電界効果トランジスタのゲートに入力され、上記第2インバータ回路により生成される上記制御信号の反転信号が上記第2電界効果トランジスタのゲートに入力され、
上記多入力CMOS論理回路は第1セルに配置され、上記パストランジスタ回路と上記第2インバータ回路とは第2セルに配置され、
上記第1セル及び上記第2セルは、上記パストランジスタ回路、上記多入力CMOS論理回路及び上記第2インバータ回路に電源を供給する電源配線に沿って配置される半導体集積回路装置。
A pass transistor having a first field effect transistor having a source / drain path between a first node and a second node, and a second field effect transistor having a source / drain path between a third node and the second node. Circuit,
A first inverter circuit having the second node connected to its input;
A multi-input CMOS logic circuit in which the output of the first inverter circuit is connected to at least one input thereof ;
A second inverter circuit,
A control signal is input to the gate of the first field effect transistor, an inverted signal of the control signal generated by the second inverter circuit is input to the gate of the second field effect transistor,
The multi-input CMOS logic circuit is disposed in a first cell, the pass transistor circuit and the second inverter circuit are disposed in a second cell,
The semiconductor integrated circuit device, wherein the first cell and the second cell are arranged along a power supply wiring for supplying power to the pass transistor circuit, the multi-input CMOS logic circuit, and the second inverter circuit .
請求項30において、
上記多入力CMOS論理回路は、第1及び第2入力ノードと、第1及び第2pチャネル電界効果トランジスタと、第1及び第2nチャネル電界効果トランジスタとを有し、
上記第1pチャネル電界効果トランジスタは、上記第1nチャネル電界効果トランジスタと直列に接続され、
上記第2pチャネル電界効果トランジスタは、上記第2nチャネル電界効果トランジスタと直列に接続され、
上記第1入力ノードは、上記第1pチャネル電界効果トランジスタのゲートと上記第1nチャネル電界効果トランジスタのゲートとに接続され、
上記第2入力ノードは、上記第2pチャネル電界効果トランジスタのゲートと上記第2nチャネル電界効果トランジスタのゲートとに接続される半導体集積回路装置。
In claim 30,
The multi-input CMOS logic circuit includes first and second input nodes, first and second p-channel field effect transistors, and first and second n-channel field effect transistors,
The first p-channel field effect transistor is connected in series with the first n-channel field effect transistor;
The second p-channel field effect transistor is connected in series with the second n-channel field effect transistor;
The first input node is connected to the gate of the first p-channel field effect transistor and the gate of the first n-channel field effect transistor;
The semiconductor integrated circuit device, wherein the second input node is connected to a gate of the second p-channel field effect transistor and a gate of the second n-channel field effect transistor.
請求項30または請求項31において、
上記第1セルの上記電源配線と垂直方向の幅と上記第2セルの上記電源配線と垂直方向の幅とが等しい半導体集積回路装置。
In claim 30 or claim 31,
A semiconductor integrated circuit device, wherein a width in a direction perpendicular to the power supply wiring of the first cell is equal to a width in a direction perpendicular to the power supply wiring of the second cell .
請求項32において、
上記第2インバータ回路は、第3pチャネル電界効果トランジスタと第3nチャネル電界効果トランジスタとから構成される半導体集積回路装置。
In claim 32,
The second inverter circuit, a semiconductor integrated circuit device which is constituted by the first 3p-channel field effect transistor and the 3n-channel field effect transistor.
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