JP4487738B2 - Semiconductor integrated circuit - Google Patents

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Description

本発明は、例えばストラクチャードASICなど、基本構成単位となる回路セルを複数接続して回路が構成される半導体集積回路に関するものである。   The present invention relates to a semiconductor integrated circuit in which a circuit is configured by connecting a plurality of circuit cells serving as basic structural units, such as a structured ASIC.

ストラクチャードASICは、回路の最小構成単位として、NAND回路のような基本ゲートよりも粒度の粗い構造を持った回路セルを用いるICである。   A structured ASIC is an IC that uses a circuit cell having a coarser grain structure than a basic gate such as a NAND circuit as the minimum structural unit of a circuit.

ストラクチャードASICの基本論理構成単位に関する代表的な論文として、例えば"Regular logic fabrics for a via patterned gate array (VPGA), CMU K.Y.Tong, IBM R.Puri, IEEE 2003 Custom integrated circuits conference"がある。この論文では、3入力ルックアップテーブル、スキャンフリップフロップ、2つの3入力NAND回路、7つのバッファを用いて基本構成単位を構成している。
また特許文献1においては、ルックアップテーブルの入力にNAND回路を接続した論理セルが提案されている。
For example, “Regular logic fabrics for a via patterned gate array (VPGA), CMU KYTong, IBM R. Puri, IEEE 2003 Custom integrated circuits conference” is a typical paper on the basic logical building blocks of structured ASICs. In this paper, a basic structural unit is configured by using a 3-input lookup table, a scan flip-flop, two 3-input NAND circuits, and seven buffers.
Patent Document 1 proposes a logic cell in which a NAND circuit is connected to an input of a lookup table.

ストラクチャードASICは、FPGA(field programmable gate array)と異なり、配線の一部を用途に合わせてカスタマイズするマスク・ルーティングにより所望の機能を持った回路を構成することができる。FPGAにおける再構成可能な配線構造は非常に無駄が多いが、それをマスク・ルーティングに置き換えることによって、スタンダードセル方式より無駄があるものの、FPGAよりは非常に無駄が少ない回路を短期間に開発できるというメリットがある。
米国特許第6236229号明細書
Unlike a field programmable gate array (FPGA), a structured ASIC can configure a circuit having a desired function by mask routing that customizes a part of wiring according to the application. Reconfigurable wiring structure in FPGA is very wasteful, but by replacing it with mask routing, it is possible to develop a circuit that is less wasteful than FPGA, but less wasteful than FPGA. There is a merit.
US Pat. No. 6,236,229

ところで、先に述べた論文や特許文献1で提案されているストラクチャードASICの基本論理構成単位には、何れもNAND回路が含まれている。例えば乗算器など、一般的にディジタル回路は基本的な論理演算としてNAND演算を多用しているため、回路サイズの小さいNAND回路を基本論理構成単位に予め内蔵させることにより、全体の回路サイズを抑えることができる。また、NAND回路はルックアップテーブルに比べて高速に動作するため、回路の動作速度の性能を向上させることができる。   By the way, each of the basic logical structural units of the structured ASIC proposed in the above-mentioned paper and Patent Document 1 includes a NAND circuit. For example, digital circuits, such as multipliers, generally use NAND operations as basic logic operations. Therefore, the entire circuit size can be reduced by incorporating a NAND circuit with a small circuit size in the basic logic configuration unit in advance. be able to. In addition, since the NAND circuit operates at a higher speed than the look-up table, the performance of the circuit operation speed can be improved.

しかしながら、上述した従来の基本構成単位は、ルックアップテーブルなどの構成要素にNAND回路を単純に付け足したものであるため、例えばルックアップテーブルのみを使用する場合には、付け足したNAND回路が不要になってしまい、未使用の無駄な回路素子が存在してしまうという不利益がある。
基本構成単位に生じる無駄は、集積回路の全体に影響を及ぼすため、できる限り削減することが望まれる。
However, since the conventional basic structural unit described above is obtained by simply adding a NAND circuit to a component such as a lookup table, for example, when only the lookup table is used, the added NAND circuit is unnecessary. As a result, there is a disadvantage that unused circuit elements are unused.
Since waste generated in the basic structural unit affects the entire integrated circuit, it is desirable to reduce it as much as possible.

本発明はかかる事情に鑑みてなされたものであり、その目的は、基本構成単位となる回路セルの無駄を減らし、回路サイズの増大を抑えることができる半導体集積回路を提供することにある。   The present invention has been made in view of such circumstances, and an object of the present invention is to provide a semiconductor integrated circuit capable of reducing waste of circuit cells serving as basic structural units and suppressing an increase in circuit size.

本発明の第1の観点の半導体集積回路は、論理機能適応的に構成可能な複数の回路セルを接続して構成される半導体集積回路であって、上記回路セルは、第1入力端子および複数の第2入力端子を含んだ複数の入力端子と、第1出力端子と、所定の信号群の中から当該回路セルに構成される論理機能に応じた信号をそれぞれ入力する、もしくは、当該回路セルに構成される論理機能に応じて上記第1入力端子から絶縁される複数のノードと、上記複数のノードのうち、上記複数の入力端子の少なくとも一部から入力される信号に応じて選択したノードと上記第1入力端子とを接続する選択回路と、第1配線層に形成されて、上記複数のノードに接続される複数の第1配線と、上記第1配線層を覆う第2配線層に形成され、上記所定の信号群の各信号を伝送する複数の第2配線と、上記複数の第2配線の何れか1つを、ビヤを介して当該回路セルに構成される論理機能に応じて選択的に上記第1配線に接続する1つまたは複数の第3配線とを有するルックアップテーブルと上記ビアが形成されないで上記第1の端子が上記複数のノードと絶縁されたとき、上複数の第2入力端子から入力される信号同士の反転論理積を演算し、当該反転論理積を上記第1出力端子へ出力し、上記ビアが形成されて上記第1の端子が上記複数のノードの少なくとも1つと接続されてルックアップテーブルとして動作させるとき、上記ルックアップテーブルで選択された信号が該ルックアップテーブルの出力端子から供給され、当該供給された信号を増幅して出力するバッファ機能を有する第1論理回路とを有する。 A semiconductor integrated circuit according to a first aspect of the present invention is a semiconductor integrated circuit configured by connecting a plurality of circuit cells whose logic functions can be adaptively configured, the circuit cell including a first input terminal and A plurality of input terminals including a plurality of second input terminals, a first output terminal, and a signal corresponding to a logic function configured in the circuit cell from a predetermined signal group, respectively, or the circuit a plurality of nodes that are insulated from the first input terminal in accordance with the logic function configured in the cell, among the above SL plurality of nodes, selected according to a signal input from at least some of said plurality of input terminals A selection circuit for connecting the node and the first input terminal , a plurality of first wirings formed in the first wiring layer and connected to the plurality of nodes, and a second wiring covering the first wiring layer The predetermined signal group formed in the layer A plurality of second wirings for transmitting each signal and any one of the plurality of second wirings are selectively connected to the first wiring via a via according to a logic function configured in the circuit cell. a lookup table having one or more third wiring and to, when the in the via is not formed first terminals are insulated from the plurality of nodes, is input from the upper Symbol plurality of second input terminals And calculates the inverted logical product of the signals, outputs the inverted logical product to the first output terminal, forms the via, and connects the first terminal to at least one of the plurality of nodes for lookup. when operating as a table, the look-signal selected by the up tables are supplied from the output terminal of the look-up table, first logic having a buffer function for amplifying and outputting the supplied signal And a road.

上記回路セルは、上記複数の入力端子のうちの所定の入力端子から入力される信号を論理反転するインバータ回路を更に有しても良い。上記所定の信号群は、上記第インバータ回路の入力信号および出力信号を含んでも良い。
また、上記回路セルは、上記所定の入力端子から入力される信号を増幅して上記インバータ回路に入力する第1増幅回路を更に有しても良い。上記所定の信号群は、上記第1増幅回路において増幅された信号を含んでも良い。
The circuit cell may further include an inverter circuit that logically inverts a signal input from a predetermined input terminal among the plurality of input terminals. The predetermined signal group may include an input signal and an output signal of the first inverter circuit.
The circuit cell may further include a first amplifier circuit that amplifies a signal input from the predetermined input terminal and inputs the signal to the inverter circuit. The predetermined signal group may include a signal amplified in the first amplifier circuit.

上記選択回路は、上記複数のノードと上記第2入力端子との間の信号経路に挿入され、上記複数の入力端子の少なくとも一部から入力される信号に応じてそれぞれオンまたはオフに設定される複数のスイッチを含んでも良い。
上記スイッチは、例えば、nチャンネル絶縁ゲート型トランジスタを含んでも良い。
あるいは、上記スイッチは、並列に接続され、共通にオンまたはオフするように駆動されるnチャンネル絶縁ゲート型トランジスタおよびpチャンネル絶縁ゲート型トランジスタを含んでも良い。
The selection circuit is inserted into a signal path between the plurality of nodes and the second input terminal, and is set on or off according to a signal input from at least a part of the plurality of input terminals. A plurality of switches may be included.
The switch may include, for example, an n-channel insulated gate transistor.
Alternatively, the switch may include an n-channel insulated gate transistor and a p-channel insulated gate transistor connected in parallel and driven to be turned on or off in common.

上記回路セルは、上記複数の入力端子の少なくとも一部から入力される信号同士の反転論理積を演算して出力する第2論理回路と、上記第2論理回路の出力信号を当該回路セルの外部へ出力する第2出力端子とを更に有しても良い。上記選択回路は、上記複数のノードと上記第1入力端子との間の信号経路に挿入され、2つの入力信号の一方を選択して出力する選択素子を含んでも良い。上記選択素子は、第1入力ノードおよび第2入力ノードと、出力ノードと、上記第1入力ノードと上記出力ノードとの間に接続され、上記第2論理回路に入力される複数の信号のうちの所定の信号が第1の値を持つ場合にオンし、上記第1の値を論理反転させた第2の値を持つ場合にオフする第1スイッチと、上記第2入力ノードと上記出力ノードとの間に接続され、上記第2論理回路の出力信号が上記第1の値を持つ場合にオンし、上記第2の値を持つ場合にオフする第2スイッチとを含んでも良い。
この場合、上記回路セルは、上記第2論理回路の出力信号を伝送する配線と上記複数の入力端子の少なくとも一部とを、当該回路セルに構成される論理機能に応じて接続する配線を更に有しても良い。
The circuit cell includes a second logic circuit that calculates and outputs an inverted logical product of signals input from at least some of the plurality of input terminals, and outputs an output signal of the second logic circuit to the outside of the circuit cell. And a second output terminal that outputs to the output. The selection circuit may include a selection element that is inserted into a signal path between the plurality of nodes and the first input terminal and selects and outputs one of the two input signals. The selection element is connected between a first input node and a second input node, an output node, the first input node and the output node, and is selected from among a plurality of signals input to the second logic circuit A first switch that is turned on when the predetermined signal has a first value and turned off when the predetermined signal has a second value obtained by logically inverting the first value, the second input node, and the output node And a second switch that is turned on when the output signal of the second logic circuit has the first value and turned off when the output signal has the second value.
In this case, the circuit cell further includes a wiring for connecting a wiring for transmitting the output signal of the second logic circuit and at least a part of the plurality of input terminals according to a logic function configured in the circuit cell. You may have.

上記回路セルは、上記複数の入力端子の少なくとも一部から入力される信号同士の反転論理積を演算して出力する第3論理回路を更に有しても良い。上記所定の信号群は、上記第3論理回路の出力信号と、上記第3の論理回路に入力される複数の信号の少なくとも1つとを含んでも良い。
この場合、上記回路セルは、上記入力端子から入力される信号を増幅して上記第3論理回路に入力する第3増幅回路を更に含んでも良い。上記所定の信号群は、上記第3増幅回路において増幅された信号を含んでも良い。
また、上記回路セルは、上記第3論理回路の出力信号を当該回路セルの外部へ出力する第3出力端子を更に有しても良い。
また、上記回路セルは、上記第3論理回路の出力信号を伝送する配線と上記複数の入力端子の少なくとも一部とを、当該回路セルに構成される論理機能に応じて接続する配線を更に有しても良い。
The circuit cell may further include a third logic circuit that calculates and outputs an inverted logical product of signals input from at least a part of the plurality of input terminals. The predetermined signal group may include an output signal of the third logic circuit and at least one of a plurality of signals input to the third logic circuit.
In this case, the circuit cell may further include a third amplifier circuit that amplifies a signal input from the input terminal and inputs the signal to the third logic circuit. The predetermined signal group may include a signal amplified in the third amplifier circuit.
The circuit cell may further include a third output terminal that outputs an output signal of the third logic circuit to the outside of the circuit cell.
The circuit cell further includes a wiring for connecting a wiring for transmitting an output signal of the third logic circuit and at least a part of the plurality of input terminals according to a logic function configured in the circuit cell. You may do it.

本発明の第2の観点の半導体集積回路は、論理機能適応的に構成可能な複数の回路セルを接続して構成される半導体集積回路であって、上記回路セルは、複数の入力端子と、
第1出力端子と、所定の信号群の中から、当該回路セルに構成される論理機能に応じた信号をそれぞれ入力する複数のノードと、上記複数のノードに入力される信号のうち、上記複数の入力端子の少なくとも一部から入力される信号に応じて選択した信号を上記第1出力端子に出力する選択回路と、第1配線層に形成されて、上記複数のノードに接続される複数の第1配線と、上記第1配線層を覆う第2配線層に形成され、上記所定の信号群の各信号を伝送する複数の第2配線と、上記複数の第2配線の何れか1つを、ビヤを介して当該回路セルに構成される論理機能に応じて選択的に上記第1配線に接続する1つまたは複数の第3配線とを有するルックアップテーブルと上記ビアが形成されないで上記第1の端子が上記複数のノードと絶縁されたとき、上記複数の入力端子の少なくとも一部に入力される信号同士の反転論理積を演算して出力し、上記ビアが形成されて上記第1の端子が上記複数のノードの少なくとも1つと接続されてルックアップテーブルとして動作させるとき、上記ルックアップテーブルで選択された信号が該ルックアップテーブルの出力端子から供給され、当該供給された信号を増幅して出力するバッファ機能を有する論理回路と、上記論理回路の出力信号を当該回路セルの外部へ出力する第2出力端子とを有し、上記選択回路は、上記複数のノードと上記第1出力端子との間の信号経路に挿入され、2つの入力信号の一方を選択して出力する選択素子を含み、上記選択素子は、第1入力ノードおよび第2入力ノードと、出力ノードと、上記第1入力ノードと上記出力ノードとの間に接続され、上記論理回路に入力される複数の信号のうち所定の信号が第1の値を持つ場合にオンし、上記第1の値を論理反転させた第2の値を持つ場合にオフする第1スイッチと、上記第2入力ノードと上記出力ノードとの間に接続され、上記論理回路の出力信号が上記第1の値を持つ場合にオンし、上記第2の値を持つ場合にオフする第2スイッチとを含む。
A semiconductor integrated circuit according to a second aspect of the present invention is a semiconductor integrated circuit configured by connecting a plurality of circuit cells whose logic functions can be adaptively configured, and the circuit cell includes a plurality of input terminals. ,
A first output terminal, from among the predetermined signal group, among signals input a signal corresponding to the configured logic function to the circuit cells and a plurality of nodes respectively input, on SL plurality of nodes, the A selection circuit that outputs a signal selected according to a signal input from at least a part of the plurality of input terminals to the first output terminal, and a plurality of circuits formed in the first wiring layer and connected to the plurality of nodes. One of the plurality of second wirings formed on the first wiring layer, the second wiring layer covering the first wiring layer, and transmitting each signal of the predetermined signal group, and the plurality of second wirings. A lookup table having one or a plurality of third wirings selectively connected to the first wiring according to a logic function configured in the circuit cell via a via, and the via is not formed The first terminal is connected to the plurality of nodes. When, by calculating the inverted logical product between the signals to be input to at least a portion of said plurality of input terminals and an output, the vias are formed by the first terminal at least one of said plurality of nodes A logic circuit having a buffer function for amplifying and outputting the supplied signal when the signal selected by the lookup table is supplied from the output terminal of the lookup table when connected and operated as a lookup table ; A second output terminal for outputting an output signal of the logic circuit to the outside of the circuit cell, and the selection circuit is inserted in a signal path between the plurality of nodes and the first output terminal, A selection element that selects and outputs one of the two input signals, the selection element including a first input node, a second input node, an output node, and the first input node; Is turned on when a predetermined signal has a first value among a plurality of signals input to the logic circuit, and the second value is obtained by logically inverting the first value. A first switch that is turned off when it has a value of N, and is connected between the second input node and the output node, and is turned on when an output signal of the logic circuit has the first value. And a second switch that is turned off when it has a value of 2.

上記回路セルは、上記論理回路の出力信号を伝送する配線と上記複数の入力端子の少なくとも一部とを、当該回路セルに構成される論理機能に応じて接続する配線を更に有しても良い。   The circuit cell may further include a wiring for connecting a wiring for transmitting an output signal of the logic circuit and at least a part of the plurality of input terminals according to a logic function configured in the circuit cell. .

上記回路セルは、上記複数の入力端子のうちの所定の入力端子から入力される信号を論理反転するインバータ回路を更に有しても良い。上記所定の信号群は、上記第インバータ回路の入力信号および出力信号を含んでも良い。
この場合、上記回路セルは、上記所定の入力端子から入力される信号を増幅して上記インバータ回路に入力する第1増幅回路を更に有しても良い。上記所定の信号群は、上記第1増幅回路において増幅された信号を含んでも良い。
The circuit cell may further include an inverter circuit that logically inverts a signal input from a predetermined input terminal among the plurality of input terminals. The predetermined signal group may include an input signal and an output signal of the first inverter circuit.
In this case, the circuit cell may further include a first amplifier circuit that amplifies a signal input from the predetermined input terminal and inputs the signal to the inverter circuit. The predetermined signal group may include a signal amplified in the first amplifier circuit.

上記回路セルは、上記選択回路において選択された信号を増幅して上記第1出力端子に出力する第2増幅回路を更に有しても良い。   The circuit cell may further include a second amplifier circuit that amplifies the signal selected by the selection circuit and outputs the amplified signal to the first output terminal.

上記第1スイッチおよび上記第2スイッチは、例えば、nチャンネル絶縁ゲート型トランジスタをそれぞれ含んでも良い。
あるいは、上記第1スイッチおよび上記第2スイッチは、並列に接続され、共通にオンまたはオフするように駆動されるnチャンネル絶縁ゲート型トランジスタおよびpチャンネル絶縁ゲート型トランジスタをそれぞれ含んでも良い。
The first switch and the second switch may each include, for example, an n-channel insulated gate transistor.
Alternatively, the first switch and the second switch may include an n-channel insulated gate transistor and a p-channel insulated gate transistor that are connected in parallel and are driven to be turned on or off in common.

上記回路セルは、上記複数の入力端子の少なくとも一部から入力される信号同士の反転論理積を演算して出力する第3論理回路を更に有しても良い。上記所定の信号群は、上記第3論理回路の出力信号と、上記第3の論理回路に入力される複数の信号の少なくとも1つとを含んでも良い。
この場合、上記回路セルは、上記入力端子から入力される信号を増幅して上記第3論理回路に入力する第3増幅回路を更に含んでも良い。上記所定の信号群は、上記第3増幅回路において増幅された信号を含んでも良い。
また、上記回路セルは、上記第3論理回路の出力信号を当該回路セルの外部へ出力する第3出力端子を更に有しても良い。
また、上記回路セルは、上記第3論理回路の出力信号を伝送する配線と上記複数の入力端子の少なくとも一部とを、当該回路セルに構成される論理機能に応じて接続する配線を更に有しても良い。
The circuit cell may further include a third logic circuit that calculates and outputs an inverted logical product of signals input from at least a part of the plurality of input terminals. The predetermined signal group may include an output signal of the third logic circuit and at least one of a plurality of signals input to the third logic circuit.
In this case, the circuit cell may further include a third amplifier circuit that amplifies a signal input from the input terminal and inputs the signal to the third logic circuit. The predetermined signal group may include a signal amplified in the third amplifier circuit.
The circuit cell may further include a third output terminal that outputs an output signal of the third logic circuit to the outside of the circuit cell.
The circuit cell further includes a wiring for connecting a wiring for transmitting an output signal of the third logic circuit and at least a part of the plurality of input terminals according to a logic function configured in the circuit cell. You may do it.

本発明によれば、NAND演算の機能を有する回路に、回路セル中において必要な論理反転の機能を併せ持たせることにより、回路セルの無駄を減らし、回路サイズの増大を抑えることができる。   According to the present invention, it is possible to reduce the waste of circuit cells and suppress an increase in circuit size by providing a circuit having a NAND operation function together with a logic inversion function necessary in the circuit cell.

以下、本発明の実施形態について、図面を参照して説明する。   Hereinafter, embodiments of the present invention will be described with reference to the drawings.

図1は、本発明の実施形態に係る半導体集積回路の構成の一例を示す図である。
図1に示す半導体集積回路は、mxn個の回路セルC11〜Cmnを有する。この回路セルC11〜Cmnは、例えば図1に示すように、m行n列の行列状に配列される。
FIG. 1 is a diagram showing an example of the configuration of a semiconductor integrated circuit according to an embodiment of the present invention.
The semiconductor integrated circuit shown in FIG. 1 has mxn circuit cells C11 to Cmn. The circuit cells C11 to Cmn are arranged in a matrix of m rows and n columns, for example, as shown in FIG.

各回路セルは、NAND回路のような基本ゲートより粒度の粗い構造を有しており、それぞれの論理機能を適応的に構成することが可能である。すなわち、回路セル毎に独立した論理機能を持たせることが可能である。
各回路セルに対する論理機能のプログラムは、例えば、回路セル毎に独立したプログラム用配線(ビヤ等)を形成することにより行う。
また、回路セル同士の結線についても、例えば回路セルのプログム方法と同様に、予め決められた規則的な構造の配線をビヤ等の配線で接続することにより行う。この配線構造については、後ほど図12を参照して詳述する。
Each circuit cell has a coarser structure than a basic gate such as a NAND circuit, and each logic function can be configured adaptively. That is, it is possible to give an independent logic function to each circuit cell.
The logic function program for each circuit cell is performed, for example, by forming an independent program wiring (via, etc.) for each circuit cell.
Also, the connection between circuit cells is performed by connecting wirings having a predetermined regular structure with wirings such as vias, as in the programming method for circuit cells. This wiring structure will be described in detail later with reference to FIG.

図2は、回路セルの第1の構成例を示す図である。
図2に示す回路セルは、入力端子A,B,C,D1,D2と、出力端子Y1およびY1bと、テスト用の入力端子Ta,Tb,Tc,Td2と、nチャンネルMOS型のトランジスタQn1,・・・,Qn13,Qn14−2,Qn15と、pチャンネルMOS型のトランジスタQp7と、インバータ回路INV1,・・・,INV4と、NAND回路U1とを有する。
FIG. 2 is a diagram illustrating a first configuration example of the circuit cell.
The circuit cell shown in FIG. 2 includes input terminals A, B, C, D1, and D2, output terminals Y1 and Y1b, test input terminals Ta, Tb, Tc, and Td2, and n-channel MOS transistors Qn1, .., Qn13, Qn14-2, Qn15, a p-channel MOS transistor Qp7, inverter circuits INV1,..., INV4, and a NAND circuit U1.

なお、入力端子A,B,C,D1,D2は、本発明の入力端子の一実施形態である。
入力端子N1からN4は、本発明の第1入力端子の一実施形態である。
入力端子D1,D2は、本発明の第2入力端子の一実施形態である。
出力端子Y1は、本発明の第1出力端子の一実施形態である。
NAND回路U1は、本発明の第1論理回路の一実施形態である。
トランジスタQn1〜Qn6を含む回路は、本発明の選択回路の一実施形態である。
トランジスタQn1〜Qn6は、本発明のnチャンネル絶縁ゲート型トランジスタの一実施形態である。
インバータ回路INV4は、本発明のインバータ回路の一実施形態である。
The input terminals A, B, C, D1, and D2 are an embodiment of the input terminal of the present invention.
Input terminals N1 to N4 are an embodiment of the first input terminal of the present invention.
The input terminals D1 and D2 are an embodiment of the second input terminal of the present invention.
The output terminal Y1 is an embodiment of the first output terminal of the present invention.
The NAND circuit U1 is an embodiment of the first logic circuit of the present invention.
The circuit including the transistors Qn1 to Qn6 is an embodiment of the selection circuit of the present invention.
Transistors Qn1-Qn6 are an embodiment of an n-channel insulated gate transistor of the present invention.
The inverter circuit INV4 is an embodiment of the inverter circuit of the present invention.

入力端子A,B,C,D1,D2は、回路セルの外部(他の回路セルや入出力回路など)から信号を入力する。
出力端子Y1およびY1bは、回路セルの外部へ信号を出力する。
Input terminals A, B, C, D1, and D2 input signals from outside the circuit cell (other circuit cells, input / output circuits, etc.).
The output terminals Y1 and Y1b output signals to the outside of the circuit cell.

インバータ回路INV2は、入力端子Aに入力される信号を論理反転して出力する。
インバータ回路INV3は、入力端子Bに入力される信号を論理反転して出力する。
インバータ回路INV4は、入力端子Cに入力される信号を論理反転して出力する。
The inverter circuit INV2 logically inverts the signal input to the input terminal A and outputs it.
The inverter circuit INV3 logically inverts the signal input to the input terminal B and outputs it.
The inverter circuit INV4 logically inverts the signal input to the input terminal C and outputs it.

トランジスタQn1は、ノードN1とノードN6の間に接続される。
トランジスタQn2は、ノードN2とノードN6の間に接続される。
トランジスタQn3は、ノードN3とノードN7の間に接続される。
トランジスタQn4は、ノードN4とノードN7の間に接続される。
トランジスタQn5は、ノードN6とノードN5の間に接続される。
トランジスタQn6は、ノードN7とノードN5の間に接続される。
ノードN5は、入力端子D1に接続される。
トランジスタQn1およびQn3のゲートは、入力端子Bに接続される。
トランジスタQn2およびQn4のゲートは、入力端子Bの信号を論理反転するインバータ回路INV3の出力に接続される。
トランジスタQn5のゲートは、入力端子Aに接続される。
トランジスタQn6のゲートは、入力端子Aの信号を論理反転するインバータ回路INV2の出力に接続される。
Transistor Qn1 is connected between nodes N1 and N6.
Transistor Qn2 is connected between nodes N2 and N6.
Transistor Qn3 is connected between nodes N3 and N7.
Transistor Qn4 is connected between nodes N4 and N7.
Transistor Qn5 is connected between nodes N6 and N5.
Transistor Qn6 is connected between nodes N7 and N5.
Node N5 is connected to input terminal D1.
The gates of transistors Qn1 and Qn3 are connected to input terminal B.
The gates of the transistors Qn2 and Qn4 are connected to the output of the inverter circuit INV3 that logically inverts the signal of the input terminal B.
The gate of the transistor Qn5 is connected to the input terminal A.
The gate of the transistor Qn6 is connected to the output of the inverter circuit INV2 that logically inverts the signal at the input terminal A.

NAND回路U1は、入力端子D1およびD2から入力される信号同士の反転論理積を演算し、当該反転論理積を出力端子Y1へ出力する。   The NAND circuit U1 calculates the inverted logical product of the signals input from the input terminals D1 and D2, and outputs the inverted logical product to the output terminal Y1.

トランジスタQp7は、NAND回路U1の出力がローレベルのときにノードN5をプルアップする。
トランジスタQp7のソースは電源電圧VDDに接続され、そのドレインはノードN5に接続され、そのゲートはNAND回路U1の出力に接続される。
The transistor Qp7 pulls up the node N5 when the output of the NAND circuit U1 is at a low level.
Transistor Qp7 has its source connected to power supply voltage VDD, its drain connected to node N5, and its gate connected to the output of NAND circuit U1.

インバータ回路INV1は、出力端子Y1の信号を論理反転して出力端子Y1bに出力する。   The inverter circuit INV1 logically inverts the signal at the output terminal Y1 and outputs it to the output terminal Y1b.

ノードN1〜N4は、本発明の複数のノードに相当する。すなわち、ノードN1〜N4は、所定の信号群の中から、回路セルに構成される論理機能に応じた信号をそれぞれ入力するか、もしくは、回路セルに構成される論理機能に応じて入力端子D1から絶縁される。
入力端子A,B,C,D1,D2に入力される信号と出力端子Y1,Y1bから出力される信号との論理的関係は、ノードN1〜N4に入力される信号の組み合わせによって決定される。
Nodes N1 to N4 correspond to a plurality of nodes of the present invention. That is, each of the nodes N1 to N4 inputs a signal corresponding to the logic function configured in the circuit cell from a predetermined signal group, or the input terminal D1 according to the logic function configured in the circuit cell. Insulated from.
The logical relationship between signals input to the input terminals A, B, C, D1, and D2 and signals output from the output terminals Y1 and Y1b is determined by a combination of signals input to the nodes N1 to N4.

図2における記号P11',・・・,P14',P21',・・・,P24',P31',・・・,P34',P41',・・・,P44'は、ノードN1〜N4に各種の信号を入力するためのビヤの作成位置を示す。
位置P11〜P41には、ノードN1〜N4に電源電圧VDDを印加するためのビヤが作成される。
位置P12〜P42には、ノードN1〜N4に基準電位VSSを印加するためのビヤが作成される。
位置P13〜P43には、ノードN1〜N4と入力端子Cとを接続するためのビヤが作成される。
位置P14〜P44には、ノードN1〜N4とインバータ回路INV4の出力とを接続するためのビヤが作成される。
Symbols P11 ',..., P14', P21 ', ..., P24', P31 ', ..., P34', P41 ', ..., P44' in FIG. The creation position of the via for inputting various signals is shown.
Vias for applying the power supply voltage VDD to the nodes N1 to N4 are created at the positions P11 to P41.
At positions P12 to P42, vias for applying the reference potential VSS to the nodes N1 to N4 are created.
At positions P13 to P43, vias for connecting the nodes N1 to N4 and the input terminal C are created.
At positions P14 to P44, vias for connecting the nodes N1 to N4 and the output of the inverter circuit INV4 are created.

トランジスタQn7〜Qn13,Qn14−2は、回路セルの検査を行う動作モード(以降、テストモードと表記する。)において回路セルにテスト信号を入力するための回路を構成する。   Transistors Qn7 to Qn13, Qn14-2 constitute a circuit for inputting a test signal to the circuit cell in an operation mode (hereinafter referred to as a test mode) for inspecting the circuit cell.

トランジスタQn7は、テスト信号の入力端子Taと入力端子Aとの間に接続される。
トランジスタQn8は、テスト信号の入力端子Tbと入力端子Bとの間に接続される。
トランジスタQn9は、テスト信号の入力端子Tcと入力端子Cとの間に接続される。
トランジスタQn10は、インバータ回路INV4の出力とノードN1との間に接続される。
トランジスタQn11は、インバータ回路INV4の出力とノードN2との間に接続される。
トランジスタQn12は、インバータ回路INV4の出力とノードN3との間に接続される。
トランジスタQn13は、インバータ回路INV4の出力とノードN4との間に接続される。
トランジスタQn14−2は、テスト信号の入力端子Td2と入力端子D2との間に接続される。
トランジスタQn7〜Qn13,Qn14−2のゲートは、テストモードにおいてハイレベルに設定される端子Tmodに共通接続される。
The transistor Qn7 is connected between the test signal input terminal Ta and the input terminal A.
The transistor Qn8 is connected between the test signal input terminal Tb and the input terminal B.
The transistor Qn9 is connected between the test signal input terminal Tc and the input terminal C.
Transistor Qn10 is connected between the output of inverter circuit INV4 and node N1.
Transistor Qn11 is connected between the output of inverter circuit INV4 and node N2.
Transistor Qn12 is connected between the output of inverter circuit INV4 and node N3.
Transistor Qn13 is connected between the output of inverter circuit INV4 and node N4.
The transistor Qn14-2 is connected between the test signal input terminal Td2 and the input terminal D2.
The gates of the transistors Qn7 to Qn13, Qn14-2 are commonly connected to a terminal Tmod that is set to a high level in the test mode.

トランジスタQn15は、テストモードにおいて、回路セルの出力信号を検査出力線SLに出力する。
トランジスタQn15のドレインは出力端子Y1bに接続され、そのソースは検査出力線SLに接続され、そのゲートは列選択線CLに接続される。
Transistor Qn15 outputs the output signal of the circuit cell to test output line SL in the test mode.
The drain of the transistor Qn15 is connected to the output terminal Y1b, its source is connected to the inspection output line SL, and its gate is connected to the column selection line CL.

列選択線CLは、図1に示す回路セルアレイの各列に設けられており、同一列に属する回路セルは共通の列選択線CLに接続される。また、検査出力線SLは、回路セルアレイの各行に設けられており、同一行に属する回路セルは共通の検査出力線SLに接続される。
後述する列選択回路100においてある列の列選択線CLがハイレベルに設定されると、この列に属する回路セルのトランジスタQn15がオン状態となり、回路セルの出力端子Y1bの信号がトランジスタQn15を介して検査出力線SLに出力される。
The column selection line CL is provided in each column of the circuit cell array shown in FIG. 1, and circuit cells belonging to the same column are connected to a common column selection line CL. The inspection output line SL is provided in each row of the circuit cell array, and circuit cells belonging to the same row are connected to a common inspection output line SL.
When the column selection line CL of a certain column in the column selection circuit 100 described later is set to a high level, the transistor Qn15 of the circuit cell belonging to this column is turned on, and the signal of the output terminal Y1b of the circuit cell passes through the transistor Qn15. Is output to the inspection output line SL.

ここで、上述した構成を有する図2に示す回路セルの動作を説明する。
なお、以降の説明では、電源電圧VDDの信号を論理値1'、基準電位VSSの信号を論理値0'とする。また、入力端子A,B,C,D1,D2に入力される信号を記号a',b',c',d1',d2'、出力端子Y1,Y1bから出力される信号を記号y1',y1b'で表す。更に、論理積を記号・'、論理和を記号+'、論理反転を記号/'で表す。
Here, the operation of the circuit cell shown in FIG. 2 having the above-described configuration will be described.
In the following description, the signal of the power supply voltage VDD is a logical value 1 ′, and the signal of the reference potential VSS is a logical value 0 ′. Further, signals input to the input terminals A, B, C, D1, and D2 are symbols a ′, b ′, c ′, d1 ′, and d2 ′, and signals output from the output terminals Y1 and Y1b are symbols y1 ′, This is represented by y1b ′. Further, the logical product is represented by a symbol · ′, the logical sum is represented by a symbol + ′, and the logical inversion is represented by a symbol / ′.

ツリー状に接続されたトランジスタQn1〜Qn6の回路は、2つの入力信号(a'、b')に応じて、ノードN1〜N4の何れかを選択的にノードN5に接続する。   The circuit of the transistors Qn1 to Qn6 connected in a tree shape selectively connects one of the nodes N1 to N4 to the node N5 according to two input signals (a ′, b ′).

ここでは、トランジスタQn1およびQn2の回路を第1選択素子、トランジスタQn3およびQn4の回路を第2選択素子、トランジスタQn5およびQn6の回路を第3選択素子と呼ぶ。
第1選択素子は、入力信号bとその論理反転信号/bに応じて、ノードN1またはノードN2の何れか一方を選択し、ノードN6に接続する。すなわち、信号b=1'の場合にノードN1とノードN6とを接続し、信号b=0'の場合にノードN2とノードN6とを接続する。
第2選択素子は、入力信号bとその論理反転信号/bに応じて、ノードN3またはノードN4の何れか一方を選択し、ノードN7に接続する。すなわち、信号b=1'の場合にノードN3とノードN7とを接続し、信号b=0'の場合にノードN4とノードN7とを接続する。
第3選択素子は、入力信号aとその論理反転信号/aに応じて、ノードN6またはノードN7の何れか一方を選択し、ノードN5に接続する。すなわち、信号a=1'の場合にノードN6とノードN5とを接続し、信号a=0'の場合にノードN7とノードN5とを接続する。
従って、信号a=1'かつ信号b=1'のときノードN1、信号a=1'かつ信号b=0'のときノードN2、信号a=0'かつ信号b=1'のときノードN3、信号a=0'かつ信号b=0'のときノードN4が選択され、ノードN5に接続される。
Here, the circuit of transistors Qn1 and Qn2 is called a first selection element, the circuit of transistors Qn3 and Qn4 is called a second selection element, and the circuit of transistors Qn5 and Qn6 is called a third selection element.
The first selection element selects either the node N1 or the node N2 in accordance with the input signal b and its logical inversion signal / b and connects it to the node N6. That is, the node N1 and the node N6 are connected when the signal b = 1 ′, and the node N2 and the node N6 are connected when the signal b = 0 ′.
The second selection element selects either the node N3 or the node N4 in accordance with the input signal b and the logical inversion signal / b, and connects to the node N7. That is, the node N3 and the node N7 are connected when the signal b = 1 ′, and the node N4 and the node N7 are connected when the signal b = 0 ′.
The third selection element selects either the node N6 or the node N7 in accordance with the input signal a and the logical inversion signal / a, and connects it to the node N5. That is, when the signal a = 1 ′, the node N6 and the node N5 are connected, and when the signal a = 0 ′, the node N7 and the node N5 are connected.
Therefore, the node N1 when the signal a = 1 ′ and the signal b = 1 ′, the node N2 when the signal a = 1 ′ and the signal b = 0 ′, the node N3 when the signal a = 0 ′ and the signal b = 1 ′, When the signal a = 0 ′ and the signal b = 0 ′, the node N4 is selected and connected to the node N5.

一方、ノードN1〜N4のぞれぞれは、4通りの信号
{1',0',c',/c'}
の中から、位置P11〜P44に作成されるビヤに応じた1つの信号を入力する。例えば、位置P11にビヤが作成される場合、ノードN1は1'の信号を入力する。
On the other hand, each of the nodes N1 to N4 has four kinds of signals {1 ′, 0 ′, c ′, / c ′}.
One signal corresponding to the via created at positions P11 to P44 is input. For example, when a via is created at the position P11, the node N1 inputs a signal of 1 ′.

従って、2つの入力信号(a'、b')が与えられると、これに応じてノードN1〜N4の何れか1つが選択され、この選択されたノードから、4通りの信号
{1',0',c',/c'}
のうちの1つがノードN5へ入力される。
例えば、位置P11にビヤが作成される場合、信号A=1'かつ信号B=1'の入力によってノードN5に1'の信号が入力される。この場合、出力端子Y1から0'、出力端子Y1bから1'の信号が出力される。
Accordingly, when two input signals (a ′, b ′) are given, any one of the nodes N1 to N4 is selected in accordance with the two input signals (a ′, b ′), and four kinds of signals {1 ′, 0 are selected from the selected node. ', C', / c '}
Is input to node N5.
For example, when a via is created at the position P11, a signal 1 ′ is input to the node N5 by inputting the signal A = 1 ′ and the signal B = 1 ′. In this case, signals of output terminals Y1 to 0 ′ and output terminals Y1b to 1 ′ are output.

出力端子Y1bの信号y1bは、次の論理式で表される。   The signal y1b at the output terminal Y1b is expressed by the following logical expression.

Figure 0004487738
Figure 0004487738

式(1)において、記号n1'〜n4'はノードN1〜N4の信号を示す。信号n1〜n4は、それぞれ4通りの信号
{1',0',c',/c)'}
の何れかに対応する。
In Expression (1), symbols n1 ′ to n4 ′ indicate signals of the nodes N1 to N4. The signals n1 to n4 are four kinds of signals {1 ′, 0 ′, c ′, / c) ′}, respectively.
It corresponds to either.

ところで、一般に3入力のルックアップテーブルは、3ビットの入力信号が与えられた場合、テーブルに予め格納された8通りの信号から入力信号に対応した1つの信号を選択して出力する。3ビットの入力信号のうち2ビットが与えられた場合、ルックアップテーブルは、残りの1ビットの入力信号に応じて値が変化する信号か、もしくは固定値の信号を出力する。残りの1ビットの信号を仮に記号c'で表すと、ルックアップテーブルは、4通りの信号
{1',0',c',/c'}
のうちの何れか1つを出力する。
すなわち、3入力のルックアップテーブルは、2つの入力信号が与えられた場合、4通りの信号
{1',0',c',/c'}
のうちの何れか1つを出力する。
従って、図2に示す回路セルは、3入力(A,B,C)を有したルックアップテーブルとして動作することが分かる。
By the way, in general, when a 3-bit input signal is given, a 3-input lookup table selects and outputs one signal corresponding to the input signal from 8 kinds of signals stored in the table in advance. When 2 bits of the 3-bit input signal are given, the lookup table outputs a signal whose value changes according to the remaining 1-bit input signal or a signal having a fixed value. If the remaining 1-bit signal is represented by the symbol c ′, the lookup table has four signals {1 ′, 0 ′, c ′, / c ′}.
Any one of these is output.
That is, the three-input lookup table has four signals {1 ′, 0 ′, c ′, / c ′} when two input signals are given.
Any one of these is output.
Therefore, it can be seen that the circuit cell shown in FIG. 2 operates as a lookup table having three inputs (A, B, C).

次に、図2に示す回路セルのテストモード時の動作を説明する。   Next, the operation of the circuit cell shown in FIG. 2 in the test mode will be described.

回路セルのテストは、例えば、半導体基板上に回路セルを形成した後、回路セルの論理機能を決定するプログラム配線(ビヤ等)や回路セル同士の接続配線を形成する前に行われる。   The test of the circuit cell is performed, for example, after forming the circuit cell on the semiconductor substrate and before forming a program wiring (such as a via) for determining the logic function of the circuit cell or a connection wiring between the circuit cells.

テストモードにおいては、図示しない検査装置によって端子Tmodがハイレベルに設定され、トランジスタQn7〜Qn13,Qn14−2がオン状態に設定される。また、検査用の入力端子Ta,Tb,Tc,Td2に対して、図示しない検査装置からテスト信号が入力される。そして、このテスト信号に応じた検査結果を読み出すために、列選択線CLが後述する列選択回路100によって選択的にハイレベルに設定される。   In the test mode, the terminal Tmod is set to a high level by an inspection device (not shown), and the transistors Qn7 to Qn13 and Qn14-2 are set to an on state. In addition, a test signal is input from an inspection apparatus (not shown) to the inspection input terminals Ta, Tb, Tc, and Td2. In order to read out the inspection result corresponding to the test signal, the column selection line CL is selectively set to the high level by the column selection circuit 100 described later.

トランジスタQn7,Qn8,Qn9,Qn14−2がオン状態になると、入力端子Ta,Tb,Tc,Td2から入力端子A,B,C,D2へテスト信号が入力される。
入力端子TaおよびTbのテスト信号は、トランジスタQn1〜Qn6のオン/オフの状態を設定する。すなわち、ノードN1〜N4とノードN5との接続状態を設定する。
また、入力端子Td2のテスト信号は、NAND回路U1の動作状態を設定する。すなわち、入力端子Td2に1'のテスト信号を入力すると、NAND回路U1はノードN5の信号を論理反転するインバータとして動作する。入力端子Td2に0'のテスト信号を入力すると、NAND回路U1は常に1'の信号を出力する。
When the transistors Qn7, Qn8, Qn9, and Qn14-2 are turned on, test signals are input from the input terminals Ta, Tb, Tc, and Td2 to the input terminals A, B, C, and D2.
Test signals at input terminals Ta and Tb set the on / off states of transistors Qn1-Qn6. That is, the connection state between the nodes N1 to N4 and the node N5 is set.
The test signal at the input terminal Td2 sets the operating state of the NAND circuit U1. That is, when a 1 ′ test signal is input to the input terminal Td2, the NAND circuit U1 operates as an inverter that logically inverts the signal of the node N5. When a 0 'test signal is input to the input terminal Td2, the NAND circuit U1 always outputs a 1' signal.

一方、トランジスタQn10〜Qn13がオン状態になると、ノードN1〜N4にはインバータ回路INV4の出力信号がそれぞれ入力される。インバータ回路INV4の出力信号は、入力端子Tcのテスト信号に応じた値を有するため、ノードN1〜N4の信号値は、入力端子Tcのテスト信号に応じて全て1'もしくは全て0'に設定される。   On the other hand, when the transistors Qn10 to Qn13 are turned on, the output signal of the inverter circuit INV4 is input to the nodes N1 to N4, respectively. Since the output signal of the inverter circuit INV4 has a value corresponding to the test signal at the input terminal Tc, the signal values at the nodes N1 to N4 are all set to 1 'or all 0' according to the test signal at the input terminal Tc. The

トランジスタQn1〜Qn6およびインバータ回路INV2〜INV4が正常に動作している場合、ノードN1〜N4には入力端子Tcのテスト信号に応じた値を持つ信号が入力される。また、ノードN1〜N4とノードN5との接続状態は、入力端子Ta,Tbのテスト信号に応じて設定される。そのため、ノードN5には、入力端子Ta,Tb,Tcのテスト信号に応じた信号が発生する。
また、NAND回路U1、トランジスタQp7およびインバータ回路INV1が正常に動作している場合、入力端子Td2に1'のテスト信号を入力すると、出力端子Y1bにはノードN5と同一値の信号が発生し、入力端子Td2に0'のテスト信号を入力すると、出力端子Y1には1'の信号が発生する。
従って、回路セル中の各素子が正常に動作している場合、出力端子Y1bには、入力端子Ta,Tb,Tc,Td2のテスト信号に応じた信号が生じる。
列選択回路100によってある列が選択され、その列の列選択線CLがハイレベルに設定されると、当該列に属する回路セルのトランジスタQn15がオン状態になる。これにより、当該列に属する回路セルの出力端子Y1bに発生した信号が、トランジスタQn15を介して各行の検査出力線SLに出力される。検査出力線SLに出力された信号は、図示しない検査装置に取り込まれ、テスト信号に応じた値を有する否か検査される。入力端子Ta,Tb,Tc,Td2に供給するテスト信号を様々に変化させながら検査出力線SLの信号を検査することにより、各回路セルの良否を判定することができる。
When the transistors Qn1 to Qn6 and the inverter circuits INV2 to INV4 are operating normally, a signal having a value corresponding to the test signal at the input terminal Tc is input to the nodes N1 to N4. The connection state between the nodes N1 to N4 and the node N5 is set according to the test signals at the input terminals Ta and Tb. Therefore, a signal corresponding to the test signals of the input terminals Ta, Tb, and Tc is generated at the node N5.
Further, when the NAND circuit U1, the transistor Qp7 and the inverter circuit INV1 are operating normally, when a test signal of 1 ′ is input to the input terminal Td2, a signal having the same value as that of the node N5 is generated at the output terminal Y1b. When a 0 'test signal is input to the input terminal Td2, a 1' signal is generated at the output terminal Y1.
Therefore, when each element in the circuit cell is operating normally, a signal corresponding to the test signals of the input terminals Ta, Tb, Tc, and Td2 is generated at the output terminal Y1b.
When a column is selected by the column selection circuit 100 and the column selection line CL of that column is set to a high level, the transistor Qn15 of the circuit cell belonging to the column is turned on. As a result, a signal generated at the output terminal Y1b of the circuit cell belonging to the column is output to the inspection output line SL of each row via the transistor Qn15. The signal output to the inspection output line SL is taken into an inspection device (not shown) and inspected whether or not it has a value corresponding to the test signal. The quality of each circuit cell can be determined by inspecting the signal on the inspection output line SL while variously changing the test signals supplied to the input terminals Ta, Tb, Tc, and Td2.

図2に示す回路セルにおいて、ノードN5は、トランジスタQn1〜Qn6で構成される選択回路を介してノードN1〜N4の何れかと電気的に接続されるとともに、入力端子D1と電気的に接続される。そのため、ノードN5の信号レベルを論理的に確定させるためには、ノードN1〜N4と入力端子D1とを電気的に絶縁する必要がある。   In the circuit cell shown in FIG. 2, the node N5 is electrically connected to any one of the nodes N1 to N4 through a selection circuit including transistors Qn1 to Qn6, and is also electrically connected to the input terminal D1. . Therefore, in order to logically determine the signal level of the node N5, it is necessary to electrically insulate the nodes N1 to N4 from the input terminal D1.

この電気的絶縁は、例えば、入力端子D1を他の回路セルに接続せずに開放状態とすることによって達成される。この状態で入力端子D2に固定値1'を入力すると、NAND回路U1は、ノードN5の信号を論理反転して出力端子Y1に出力するインバータ回路として動作する。この場合、式(1)からも分かるように、図2に示す回路セルは、入力端子A,B,Cを入力とした3入力ルックアップテーブルとして動作する。   This electrical insulation is achieved, for example, by opening the input terminal D1 without connecting it to another circuit cell. When a fixed value 1 ′ is input to the input terminal D2 in this state, the NAND circuit U1 operates as an inverter circuit that logically inverts the signal of the node N5 and outputs it to the output terminal Y1. In this case, as can be seen from the equation (1), the circuit cell shown in FIG. 2 operates as a three-input lookup table using the input terminals A, B, and C as inputs.

また、ノードN1〜N4と入力端子D1との電気的絶縁は、ノードN1〜N4を開放状態にして電源電圧VDDや基準電位VSSから絶縁することによっても達成される。すなわち、位置P11〜P44の何れにもビヤを作成しないことにより、ノードN1〜N4と入力端子D1とを絶縁することができる。この場合、出力端子Y1,Y1bの出力信号は、入力端子D1およびD2から入力される信号の反転論理積もしくは論理積となる。   Further, the electrical insulation between the nodes N1 to N4 and the input terminal D1 can also be achieved by opening the nodes N1 to N4 and insulating them from the power supply voltage VDD and the reference potential VSS. That is, the nodes N1 to N4 and the input terminal D1 can be insulated by creating no vias at any of the positions P11 to P44. In this case, the output signals from the output terminals Y1 and Y1b are the inverted logical product or logical product of the signals input from the input terminals D1 and D2.

このように、図2に示す回路セルによれば、回路セルに予め内蔵したNAND回路U1によってNAND演算の機能が回路セルに付加される。NAND演算は、後ほど乗算器を例に挙げて説明するように、種々のディジタル回路において多用される基本的な演算である。そのため、NAND回路を基本構成単位の回路セル中に予め内蔵させることにより、回路セルを効率的に使用することが可能になり、半導体集積回路の全体の回路サイズを抑えることができる。   As described above, according to the circuit cell shown in FIG. 2, the NAND operation function is added to the circuit cell by the NAND circuit U1 built in the circuit cell in advance. The NAND operation is a basic operation frequently used in various digital circuits, as will be described later by taking a multiplier as an example. Therefore, by incorporating the NAND circuit in the basic structural unit circuit cell in advance, the circuit cell can be used efficiently, and the overall circuit size of the semiconductor integrated circuit can be suppressed.

また、NAND回路は、ルックアップテーブルに比べて高速に動作するため、これを回路セルの中に内蔵させることによって、回路の動作速度を向上させることができる。   Since the NAND circuit operates at a higher speed than the lookup table, the operation speed of the circuit can be improved by incorporating the NAND circuit in the circuit cell.

しかも、NAND回路は、例えばトランジスタ4つで構成可能なサイズの小さい回路であるため、これと同等の機能をルックアップテーブルによって実現する場合に比べて、回路セルのサイズを抑えることができる。   In addition, since the NAND circuit is a circuit having a small size that can be configured by, for example, four transistors, the size of the circuit cell can be reduced as compared with the case where a function equivalent to this is realized by a lookup table.

更に、図2に示す回路セルにおいて、NAND回路U1は、入力端子D1およびD2からの入力信号のNAND演算を行う機能に加えて、トランジスタQn1〜Qn6で構成される選択回路の出力を増幅するバッファ増幅器としての機能も併せ持っている。そのため、NAND回路を単純に回路セルに付け足す方式と比べて、回路素子を効率的に使用することが可能になる。その結果、未使用の無駄な回路素子を減らし、半導体集積回路の全体の回路サイズを抑えることができる。   Further, in the circuit cell shown in FIG. 2, the NAND circuit U1 has a function of performing a NAND operation on the input signals from the input terminals D1 and D2, and a buffer for amplifying the output of the selection circuit composed of the transistors Qn1 to Qn6. It also has a function as an amplifier. Therefore, it is possible to use the circuit elements more efficiently than in the system in which the NAND circuit is simply added to the circuit cell. As a result, unused circuit elements can be reduced, and the overall circuit size of the semiconductor integrated circuit can be suppressed.

次に、回路セルの第2の構成例について説明する。   Next, a second configuration example of the circuit cell will be described.

図3は、回路セルの第2の構成例を示す図である。図2に示す回路セルとの違いは、インバータ回路4の入力にインバータ回路INV5が挿入され、このインバータ回路INV5の出力ノードCbがノードN1〜N4に接続される点にある。
インバータ回路INV5は、本発明の第1増幅回路の一実施形態である。
FIG. 3 is a diagram illustrating a second configuration example of the circuit cell. The difference from the circuit cell shown in FIG. 2 is that an inverter circuit INV5 is inserted into the input of the inverter circuit 4, and an output node Cb of the inverter circuit INV5 is connected to the nodes N1 to N4.
The inverter circuit INV5 is an embodiment of the first amplifier circuit of the present invention.

インバータ回路INV5は、入力端子Cからインバータ回路INV4へ到る信号経路に挿入されており、入力端子Cの信号を論理反転してインバータ回路INV4に入力する。また、インバータ回路INV5の入力は、トランジスタQn9を介して検査用の入力端子Tcに接続される。   The inverter circuit INV5 is inserted in a signal path from the input terminal C to the inverter circuit INV4. The signal of the input terminal C is logically inverted and input to the inverter circuit INV4. The input of the inverter circuit INV5 is connected to the inspection input terminal Tc via the transistor Qn9.

位置P13,P23,P33,P43には、インバータ回路INV5の出力ノードCbとノードN1〜N4とを接続するビヤが形成される。位置P14,P24,P34,P44には、インバータ回路INV4の出力ノードCbbとノードN1〜N4とを接続するビヤが形成される。
従って、図3に示す回路セルにおけるノードN1〜N4のそれぞれは、4通りの信号
{1',0',/c',c'}
のうちの1つを入力する。
At positions P13, P23, P33, and P43, vias that connect the output node Cb of the inverter circuit INV5 and the nodes N1 to N4 are formed. Vias that connect the output node Cbb of the inverter circuit INV4 and the nodes N1 to N4 are formed at the positions P14, P24, P34, and P44.
Therefore, each of the nodes N1 to N4 in the circuit cell shown in FIG. 3 has four kinds of signals {1 ′, 0 ′, / c ′, c ′}.
Enter one of these.

図2に示す回路セルでは、位置P13,P23,P33,P43に形成されるプログラム用ビヤを介して、ノードN1〜N4と入力端子Cとが直接接続される。ノードN5は、入力端子Cにつながる回路セル外部の配線と、回路セル内部のスイッチ(Qn1〜Qn6)とを介して、回路セル外部の回路により駆動される。すなわち、ノードN5は、スイッチの抵抗を含んだ高いインピーダンスの信号経路を介して回路セル外部の回路により駆動される。そのため、ノードN5へ伝播する信号の遅延が大きくなる。これに対し、図3に示す回路では、入力端子Cに入力される信号cをインバータ回路INV5経由でノードN1〜N4に入力するため、インバータ回路INV5がバッファ増幅器として動作し、ノードN5を低いインピーダンスで駆動することができる。そのため、図3に示す回路セルによれば、スイッチ(Qn1〜Qn6)の抵抗に起因した遅延を改善し、動作速度を高速化することができる。   In the circuit cell shown in FIG. 2, the nodes N1 to N4 and the input terminal C are directly connected through the programming vias formed at the positions P13, P23, P33, and P43. The node N5 is driven by a circuit outside the circuit cell via a wiring outside the circuit cell connected to the input terminal C and a switch (Qn1 to Qn6) inside the circuit cell. That is, the node N5 is driven by a circuit outside the circuit cell via a high impedance signal path including the resistance of the switch. For this reason, the delay of the signal propagating to the node N5 increases. On the other hand, in the circuit shown in FIG. 3, since the signal c input to the input terminal C is input to the nodes N1 to N4 via the inverter circuit INV5, the inverter circuit INV5 operates as a buffer amplifier, and the node N5 has a low impedance. Can be driven by. Therefore, according to the circuit cell shown in FIG. 3, the delay due to the resistance of the switches (Qn1 to Qn6) can be improved and the operation speed can be increased.

次に、回路セルの第3の構成例について説明する。   Next, a third configuration example of the circuit cell will be described.

図4は、回路セルの第3の構成例を示す図である。図3に示す回路セルとの違いは、nチャンネルMOS型のトランジスタQn1〜Qn6にそれぞれpチャンネルMOS型のトランジスタQp1〜Qp6が並列接続された点と、プルアップ用のトランジスタQp7が削除された点にある。
なお、トランジスタQp1〜Qp6は、本発明のpチャンネル絶縁ゲート型トランジスタの一実施形態である。
FIG. 4 is a diagram illustrating a third configuration example of the circuit cell. The difference from the circuit cell shown in FIG. 3 is that the p-channel MOS transistors Qp1 to Qp6 are connected in parallel to the n-channel MOS transistors Qn1 to Qn6, respectively, and the pull-up transistor Qp7 is deleted. It is in.
Transistors Qp1-Qp6 are an embodiment of a p-channel insulated gate transistor of the present invention.

トランジスタQn1およびQp1、トランジスタQn2およびQp2、トランジスタQn3およびQp3、トランジスタQn4およびQp4、トランジスタQn5およびQp5、ならびに、トランジスタQn6およびQp6は、それぞれ並列に接続されている。
トランジスタQp1,Qp3のゲートはインバータ回路INV3の出力に接続される。トランジスタQp2,Qp4のゲートは、インバータ回路INV3の入力に接続される。トランジスタQp5のゲートは、インバータ回路INV2の出力に接続される。トランジスタQp6のゲートは、インバータ回路INV2の入力に接続される。
Transistors Qn1 and Qp1, transistors Qn2 and Qp2, transistors Qn3 and Qp3, transistors Qn4 and Qp4, transistors Qn5 and Qp5, and transistors Qn6 and Qp6 are connected in parallel, respectively.
The gates of the transistors Qp1 and Qp3 are connected to the output of the inverter circuit INV3. The gates of the transistors Qp2 and Qp4 are connected to the input of the inverter circuit INV3. The gate of the transistor Qp5 is connected to the output of the inverter circuit INV2. The gate of the transistor Qp6 is connected to the input of the inverter circuit INV2.

上述したトランジスタの並列回路(Qn1およびQp1、Qn2およびQp2、Qn3およびQp3、Qn4およびQp4、Qn5およびQp5、Qn6およびQp6)は、それぞれトランスファーゲート型のスイッチとして動作する。すなわち、並列接続されたnチャンネルMOS型トランジスタおよびpチャンネルMOS型トランジスタのゲートには、互いに反対の極性を持つ相補的な信号が入力されるため、2つのトランジスタは共通にオンまたはオフするように駆動される。
従って、nチャンネルMOS型トランジスタのゲートにハイレベル、pチャンネルMOS型トランジスタのゲートにローレベルの信号が入力されると、2つのトランジスタの少なくとも一方がオン状態になる。
The above-described parallel circuits of transistors (Qn1 and Qp1, Qn2 and Qp2, Qn3 and Qp3, Qn4 and Qp4, Qn5 and Qp5, Qn6 and Qp6) each operate as a transfer gate type switch. That is, since complementary signals having opposite polarities are input to the gates of the n-channel MOS transistor and the p-channel MOS transistor connected in parallel, the two transistors are turned on or off in common. Driven.
Therefore, when a high level signal is input to the gate of the n-channel MOS transistor and a low level signal is input to the gate of the p-channel MOS transistor, at least one of the two transistors is turned on.

図2,図3に示す回路セルのようにnチャンネルMOS型トランジスタを単独でスイッチとして用いると、そのソースが高電位になった場合、トランジスタのしきいレベルによる電圧降下が生じる。例えば、位置P11にビヤが作成されてノードN1に電源電圧VDDが印加されると、トランジスタQn1およびQn5においてそれぞれしきいレベルの電圧降下が生じる。この電圧降下により、トランジスタQn1およびQn5を通過したノードN5の信号は、トランジスタ2つ分のしきいレベルだけ電源電圧VDDより低くなる。ノードN5をNAND回路1の論理しきい値より十分高いレベルに駆動しないと、NAND回路U1の動作速度の低下や消費電力の増大を招くため、図2,図3に示す回路セルでは、ノードN5を電源電圧VDDにプルアップするトランジスタQp7を設けて、ノードN5のハイレベルへの駆動を補助している。   When an n-channel MOS transistor is used alone as a switch as in the circuit cells shown in FIGS. 2 and 3, when the source becomes a high potential, a voltage drop occurs due to the threshold level of the transistor. For example, when a via is created at the position P11 and the power supply voltage VDD is applied to the node N1, a threshold level voltage drop occurs in the transistors Qn1 and Qn5. Due to this voltage drop, the signal at the node N5 that has passed through the transistors Qn1 and Qn5 becomes lower than the power supply voltage VDD by the threshold level of two transistors. If the node N5 is not driven to a level sufficiently higher than the logical threshold value of the NAND circuit 1, the operation speed of the NAND circuit U1 and the power consumption are increased. Therefore, in the circuit cell shown in FIGS. A transistor Qp7 that pulls up the power supply voltage VDD is provided to assist the driving of the node N5 to a high level.

これに対し、図4に示す回路セルによれば、ノードN1〜N4からノードN5に到る信号経路に挿入されるスイッチとして、nチャンネルMOS型トランジスタとpチャンネルMOS型トランジスタとを並列接続したトランスファーゲート型のスイッチを用いるため、上述のようなしきいレベルによる電圧降下が発生しない。その結果、スイッチの電圧降下が小さくなるため、ノードN5のプルアップ用のトランジスタQp7を省略することができる。
また、スイッチの抵抗成分が小さくなり、NAND回路U1の入力容量を高速に駆動できるため、図3に示す回路セルに比べて動作速度を高速化することができる。
On the other hand, according to the circuit cell shown in FIG. 4, a transfer in which an n-channel MOS transistor and a p-channel MOS transistor are connected in parallel as a switch inserted in a signal path from the nodes N1 to N4 to the node N5. Since the gate type switch is used, the voltage drop due to the threshold level as described above does not occur. As a result, since the voltage drop of the switch is reduced, the pull-up transistor Qp7 at the node N5 can be omitted.
Further, since the resistance component of the switch is reduced and the input capacitance of the NAND circuit U1 can be driven at high speed, the operation speed can be increased as compared with the circuit cell shown in FIG.

次に、回路セルの第4の構成例について説明する。   Next, a fourth configuration example of the circuit cell will be described.

図5は、回路セルの第4の構成例を示す図である。図5に示す回路セルは、図3に示す回路セルのインバータ回路INV2,INV3、トランジスタQn7,Qn8、入力端子A,B、検査用の入力端子Ta,Tbを削除し、代わりにNAND回路U2,U3、nチャンネルMOS型のトランジスタQn7−1,Qn7−2,Qn8−1,Qn8−2、入力端子A1,A2,B1,B2、出力端子Y2,Y3、検査用の入力端子Ta1,Ta2,Tb1,Tb2を設けたものである。   FIG. 5 is a diagram illustrating a fourth configuration example of the circuit cell. The circuit cell shown in FIG. 5 deletes the inverter circuits INV2 and INV3, transistors Qn7 and Qn8, input terminals A and B, and test input terminals Ta and Tb of the circuit cell shown in FIG. U3, n-channel MOS transistors Qn7-1, Qn7-2, Qn8-1, Qn8-2, input terminals A1, A2, B1, B2, output terminals Y2, Y3, test input terminals Ta1, Ta2, Tb1 , Tb2 are provided.

なお、NAND回路U2およびU3は、本発明の第2論理回路の一実施形態である。
出力端子Y2,Y3は、本発明の第2出力端子の一実施形態である。
トランジスタQn1およびQn2の回路、トランジスタQn3およびQn4の回路、ならびに、トランジスタQn5およびQn6の回路は、本発明の選択素子の一実施形態である。
トランジスタQn1,Qn3,Qn5は、本発明の第1スイッチの一実施形態である。
トランジスタQn2,Qn4,Qn6は、本発明の第2スイッチの一実施形態である。
NAND circuits U2 and U3 are an embodiment of the second logic circuit of the present invention.
The output terminals Y2 and Y3 are an embodiment of the second output terminal of the present invention.
The circuit of transistors Qn1 and Qn2, the circuit of transistors Qn3 and Qn4, and the circuit of transistors Qn5 and Qn6 are an embodiment of the selection element of the present invention.
Transistors Qn1, Qn3, and Qn5 are an embodiment of the first switch of the present invention.
Transistors Qn2, Qn4, and Qn6 are an embodiment of the second switch of the present invention.

NAND回路U2は、入力端子A1およびA2に入力される信号同士の反転論理積を演算し、その演算結果を出力端子Y2に出力する。
NAND回路U3は、入力端子B1およびB2に入力される信号同士の反転論理積を演算し、その演算結果を出力端子Y3に出力する。
なお出力端子Y2,Y3は、出力端子Y1およびY1bと同様に、回路セルの外部へ信号を出力する端子である。
The NAND circuit U2 calculates an inverted logical product of the signals input to the input terminals A1 and A2, and outputs the calculation result to the output terminal Y2.
The NAND circuit U3 calculates an inverted logical product of the signals input to the input terminals B1 and B2, and outputs the calculation result to the output terminal Y3.
The output terminals Y2 and Y3 are terminals for outputting signals to the outside of the circuit cell, similarly to the output terminals Y1 and Y1b.

トランジスタQn1およびQn3のゲートは、入力端子B1に接続される。
トランジスタQn2およびQn4のゲートは、NAND回路U3の出力に接続される。
トランジスタQn5のゲートは、入力端子A1に接続される。
トランジスタQn6のゲートは、NAND回路U2の出力に接続される。
The gates of transistors Qn1 and Qn3 are connected to input terminal B1.
The gates of transistors Qn2 and Qn4 are connected to the output of NAND circuit U3.
The gate of the transistor Qn5 is connected to the input terminal A1.
The gate of transistor Qn6 is connected to the output of NAND circuit U2.

NAND回路U3の出力信号を伝送する配線は、回路セルに構成される論理機能に応じて、入力端子A1,A2に接続される。
図7における記号P51',P52'は、NAND回路U3の出力と入力端子A1,A2とを接続するビヤの作成位置を示す。
The wiring for transmitting the output signal of the NAND circuit U3 is connected to the input terminals A1 and A2 according to the logic function configured in the circuit cell.
Symbols P51 ′ and P52 ′ in FIG. 7 indicate creation positions of vias that connect the output of the NAND circuit U3 and the input terminals A1 and A2.

トランジスタQn7−1,Qn7−2,Qn8−1,Qn8−2は、テストモードにおいて回路セルにテスト信号を入力するための回路を構成する。
トランジスタQn7−1は、テスト信号の入力端子Ta1と入力端子A1との間に接続される。
トランジスタQn7−2は、テスト信号の入力端子Ta2と入力端子A2との間に接続される。
トランジスタQn8−1は、テスト信号の入力端子Tb1と入力端子B1との間に接続される。
トランジスタQn8−2は、テスト信号の入力端子Tb2と入力端子B2との間に接続される。
トランジスタQn7−1,Qn7−2,Qn8−1,Qn8−2のゲートは、端子Tmodに共通接続される。
テストモードにおいて端子Tmodがハイレベルに設定されると、トランジスタQn7−1,Qn7−2,Qn8−1,Qn8−2がオン状態になる。これにより、入力端子Ta1,Ta2,Tb1,Tb2へ供給されるテスト信号は、これらのトランジスタを介して入力端子A1,A2,B1,B2に入力される。
Transistors Qn7-1, Qn7-2, Qn8-1, and Qn8-2 constitute a circuit for inputting a test signal to the circuit cell in the test mode.
The transistor Qn7-1 is connected between the test signal input terminal Ta1 and the input terminal A1.
The transistor Qn7-2 is connected between the test signal input terminal Ta2 and the input terminal A2.
The transistor Qn8-1 is connected between the test signal input terminal Tb1 and the input terminal B1.
The transistor Qn8-2 is connected between the test signal input terminal Tb2 and the input terminal B2.
The gates of the transistors Qn7-1, Qn7-2, Qn8-1, and Qn8-2 are commonly connected to the terminal Tmod.
When the terminal Tmod is set to the high level in the test mode, the transistors Qn7-1, Qn7-2, Qn8-1, and Qn8-2 are turned on. Thereby, the test signals supplied to the input terminals Ta1, Ta2, Tb1, and Tb2 are input to the input terminals A1, A2, B1, and B2 through these transistors.

上述した構成を有する図5に示す回路セルによると、NAND回路U2は、入力端子A1,A2より入力される2つの信号の反転論理積を出力端子Y2から回路セルの外部に出力する。また、NAND回路U3は、入力端子B1,B2より入力される2つの信号の反転論理積を出力端子Y3から回路セルの外部に出力する。
すなわち、NAND回路U2,U3は、2つ入力のNAND演算を行う回路としてそれぞれ独立に他の回路セルに接続することが可能である。
このように、一般的なロジック回路において多用されるNAND回路を回路セル中に予め内蔵させることによって、回路セルの使用効率を高めることが可能になる。また、回路セルのサイズを抑えつつ回路の動作速度を向上させることができる。
According to the circuit cell shown in FIG. 5 having the above-described configuration, the NAND circuit U2 outputs an inverted logical product of two signals input from the input terminals A1 and A2 from the output terminal Y2 to the outside of the circuit cell. The NAND circuit U3 outputs the inverted logical product of two signals input from the input terminals B1 and B2 from the output terminal Y3 to the outside of the circuit cell.
That is, the NAND circuits U2 and U3 can be independently connected to other circuit cells as circuits for performing a two-input NAND operation.
As described above, by incorporating a NAND circuit frequently used in a general logic circuit in a circuit cell in advance, it is possible to increase the use efficiency of the circuit cell. In addition, the operation speed of the circuit can be improved while suppressing the size of the circuit cell.

なお、NAND回路U2およびU3においてNAND演算を行わせる場合、トランジスタQn1とQn2、トランジスタQn3とQn4、トランジスタQn5とQn6がそれぞれ同時にオンする可能性がある。そのため、位置P11〜P44に対するビヤを全く作成しないか、あるいは、ノードN1〜N4を共通の信号(例えば基準電位VSS)に接続するようにビヤを作成する必要がある。この場合、図5に示す回路セルは、ルックアップテーブルとして動作しない。   When NAND operations are performed in NAND circuits U2 and U3, transistors Qn1 and Qn2, transistors Qn3 and Qn4, and transistors Qn5 and Qn6 may be turned on simultaneously. Therefore, it is necessary to create no via for the positions P11 to P44, or to create a via so that the nodes N1 to N4 are connected to a common signal (for example, the reference potential VSS). In this case, the circuit cell shown in FIG. 5 does not operate as a lookup table.

一方、図5に示す回路セルにおいて、入力端子A2およびB2に固定値1'の信号を入力した場合、NAND回路U2,U3は、入力端子A1,B1の入力信号を論理反転するインバータ回路として動作する。この場合、入力端子A1,B1を図3の回路セルにおける入力端子A,Bと見なすと、図5に示す回路セルは図3に示す回路セルと等価になる。
従って、図5に示す回路セルがルックアップテーブルとして動作する場合、NAND回路U2,U3は、第1選択素子(Qn1,Qn2)、第2選択素子(Qn3,Qn4)、第3選択素子(Qn5,Qn6)の駆動にそれぞれ必要な論理反転信号を生成するためのインバータ回路として利用される。
また、先に述べた通り、図5に示す回路セルがルックアップテーブルとして動作する場合、NAND回路U1は、ノードN5の信号を増幅するバッファ増幅器として利用される。
このように、図5に示す回路セルにおいて、NAND回路U1〜U3は、ルックアップテーブル動作に必要な論理反転の機能とNAND演算の機能とを併せ持っている。そのため、図5に示す回路セルによれば、NAND回路を単純に回路セルに付け足す方式と比べて、回路素子を効率的に使用することが可能になる。その結果、未使用の無駄な回路素子を減らし、半導体集積回路の全体の回路サイズを抑えることができる。
On the other hand, in the circuit cell shown in FIG. 5, when a signal having a fixed value 1 ′ is input to the input terminals A2 and B2, the NAND circuits U2 and U3 operate as inverter circuits that logically invert the input signals of the input terminals A1 and B1. To do. In this case, if the input terminals A1 and B1 are regarded as the input terminals A and B in the circuit cell of FIG. 3, the circuit cell shown in FIG. 5 is equivalent to the circuit cell shown in FIG.
Therefore, when the circuit cell shown in FIG. 5 operates as a lookup table, the NAND circuits U2 and U3 include the first selection element (Qn1, Qn2), the second selection element (Qn3, Qn4), and the third selection element (Qn5). , Qn6) is used as an inverter circuit for generating logic inversion signals necessary for driving.
As described above, when the circuit cell shown in FIG. 5 operates as a lookup table, the NAND circuit U1 is used as a buffer amplifier that amplifies the signal at the node N5.
In this way, in the circuit cell shown in FIG. 5, the NAND circuits U1 to U3 have both a logic inversion function and a NAND operation function necessary for the look-up table operation. Therefore, according to the circuit cell shown in FIG. 5, it is possible to use the circuit elements more efficiently than in the system in which the NAND circuit is simply added to the circuit cell. As a result, unused circuit elements can be reduced, and the overall circuit size of the semiconductor integrated circuit can be suppressed.

しかも、図5に示す回路セルによれば、NAND回路U3の出力と入力端子A1,A2とをビヤによって任意に接続することが可能である。これにより、回路セルの内部における配線の自由度が高まり、回路セルにプログラムできる論理機能の種類を増すことができるため、回路セルの使用効率を更に向上させることができる。   Moreover, according to the circuit cell shown in FIG. 5, it is possible to arbitrarily connect the output of the NAND circuit U3 and the input terminals A1 and A2 by vias. This increases the degree of freedom of wiring inside the circuit cell and increases the types of logic functions that can be programmed into the circuit cell, thereby further improving the use efficiency of the circuit cell.

次に、回路セルの第5の構成例について説明する。   Next, a fifth configuration example of the circuit cell will be described.

図6は、回路セルの第5の構成例を示す図である。図6に示す回路セルは、図5に示す回路セルにおけるインバータ回路INV4、トランジスタQn9、入力端子C、およびテスト用入力端子Tcを削除し、代わりにNAND回路U4、インバータ回路INV6、トランジスタQn9−1,Qn9−2、入力端子C1,C2、出力端子Y4、およびテスト用入力端子Tc1,Tc2を設けたものである。
NAND回路U4は、本発明の第3論理回路の一実施形態である。
出力端子Y4は、本発明の第3出力端子の一実施形態である。
インバータ回路INV5は、本発明の第3増幅回路の一実施形態である。
FIG. 6 is a diagram illustrating a fifth configuration example of the circuit cell. In the circuit cell shown in FIG. 6, the inverter circuit INV4, the transistor Qn9, the input terminal C, and the test input terminal Tc in the circuit cell shown in FIG. 5 are deleted. Instead, the NAND circuit U4, the inverter circuit INV6, and the transistor Qn9-1. , Qn9-2, input terminals C1, C2, output terminal Y4, and test input terminals Tc1, Tc2.
NAND circuit U4 is an embodiment of the third logic circuit of the present invention.
The output terminal Y4 is an embodiment of the third output terminal of the present invention.
The inverter circuit INV5 is an embodiment of the third amplifier circuit of the present invention.

インバータ回路INV5は、入力端子C1において入力される信号を論理反転して出力する。
インバータ回路INV6は、入力端子C2において入力される信号を論理反転して出力する。
The inverter circuit INV5 logically inverts and outputs a signal input at the input terminal C1.
The inverter circuit INV6 logically inverts the signal input at the input terminal C2 and outputs it.

NAND回路U4は、インバータ回路INV5およびINV6の出力信号同士の反転論理積を演算し、当該反転論理積を出力端子Y4に出力する。   The NAND circuit U4 calculates an inverted logical product of the output signals of the inverter circuits INV5 and INV6, and outputs the inverted logical product to the output terminal Y4.

インバータ回路INV5の出力信号を伝送する配線は、回路セルに構成される論理機能に応じて、ノードN1,N2,N3,N4に接続される。
図6における記号P13',P23',P33',P43'は、インバータ回路INV5の出力とノードN1,N2,N3,N4とを接続するビヤの作成位置を示す。
The wiring that transmits the output signal of the inverter circuit INV5 is connected to the nodes N1, N2, N3, and N4 according to the logic function configured in the circuit cell.
Symbols P13 ′, P23 ′, P33 ′, and P43 ′ in FIG. 6 indicate creation positions of vias that connect the output of the inverter circuit INV5 and the nodes N1, N2, N3, and N4.

NAND回路U4の出力信号を伝送する配線は、回路セルに構成される論理機能に応じて、ノードN1,N2,N3,N4ならびに入力端子A1,A2,B1,B2に接続される。
図6における記号P14',P24',P34',P44'は、NAND回路U4の出力とノードN1,N2,N3,N4とを接続するビヤの作成位置を示す。図6における記号P61',P62',P63',P64'は、NAND回路U4の出力と入力端子A1,A2,B1,B2とを接続するビヤの作成位置を示す。
The wiring for transmitting the output signal of the NAND circuit U4 is connected to the nodes N1, N2, N3, N4 and the input terminals A1, A2, B1, B2 according to the logic function configured in the circuit cell.
Symbols P14 ′, P24 ′, P34 ′, and P44 ′ in FIG. 6 indicate creation positions of vias that connect the output of the NAND circuit U4 and the nodes N1, N2, N3, and N4. Symbols P61 ′, P62 ′, P63 ′, and P64 ′ in FIG. 6 indicate creation positions of vias that connect the output of the NAND circuit U4 and the input terminals A1, A2, B1, and B2.

トランジスタQn9−1,Qn9−2は、テストモードにおいて回路セルにテスト信号を入力する回路を構成する。
トランジスタQn9−1は、テスト信号の入力端子Tc1と入力端子C1との間に接続される。
トランジスタQn9−2は、テスト信号の入力端子Tc2と入力端子C2との間に接続される。
トランジスタQn9−1,Qn9−2のゲートは、端子Tmodに共通接続される。
テストモードにおいて端子modがハイレベルに設定されると、トランジスタQn9−1,Qn9−2がオン状態になる。これにより、入力端子Tc1,Tc2へ供給されるテスト信号は、これらのトランジスタを介して入力端子C1,C2に入力される。
Transistors Qn9-1 and Qn9-2 constitute a circuit for inputting a test signal to the circuit cell in the test mode.
The transistor Qn9-1 is connected between the test signal input terminal Tc1 and the input terminal C1.
The transistor Qn9-2 is connected between the test signal input terminal Tc2 and the input terminal C2.
The gates of the transistors Qn9-1 and Qn9-2 are commonly connected to the terminal Tmod.
When the terminal mod is set to the high level in the test mode, the transistors Qn9-1 and Qn9-2 are turned on. As a result, the test signal supplied to the input terminals Tc1 and Tc2 is input to the input terminals C1 and C2 via these transistors.

入力端子C1,C2の入力信号を記号c1',c2'で表すと、ノードN1〜N4のそれぞれには、位置P11〜P44に作成されるビヤに応じて、4通りの信号
{1',0',/c1',/(/c1・/c2)'}
の中から選ばれた1つの信号が入力される。
When the input signals of the input terminals C1 and C2 are represented by symbols c1 ′ and c2 ′, the four signals {1 ′, 0 are generated at the nodes N1 to N4 according to the vias created at the positions P11 to P44, respectively. ', / C1', / (/ c1 · / c2) '}
One signal selected from among them is input.

入力端子A2,B2,D2にそれぞれ固定値1'を入力し、入力端子D1を開放状態にした場合、図6に示す回路セルは、4つの入力(A1,B1,C1,C2)と2つの出力(Y1,Y1b)を持つ論理回路として動作する。この論理回路の機能は、ノードN1〜N4のそれぞれに対して4通りの信号
{1',0',/c1',/(/c1・/c2)'}
から1つを選択し、当該選択した信号を式(1)の信号n1〜n4に代入して得られる論理式によって表される。
従って、この場合、図6に示す回路セルには、位置P11〜P44に作成するビヤに応じて、様々な論理機能をプログラムすることが可能である。
特に、入力端子C2に固定値0'を入力した場合、ノードN1〜N4のぞれぞれには、4通りの信号
{1',0',/c1',c1'}
の何れか1つが入力される。この場合、図6に示す回路セルは、3入力(A1,B1,C1)のルックアップテーブルとして動作可能である。
When a fixed value 1 ′ is input to each of the input terminals A2, B2, and D2 and the input terminal D1 is opened, the circuit cell shown in FIG. 6 has four inputs (A1, B1, C1, and C2) and two inputs. It operates as a logic circuit having outputs (Y1, Y1b). The function of this logic circuit is that four signals {1 ′, 0 ′, / c1 ′, / (/ c1 · / c2) ′} for each of the nodes N1 to N4.
Is selected from the following formulas, and the selected signals are substituted into the signals n1 to n4 in the equation (1).
Therefore, in this case, various logic functions can be programmed in the circuit cell shown in FIG. 6 according to the vias created at the positions P11 to P44.
In particular, when a fixed value 0 ′ is input to the input terminal C2, four signals {1 ′, 0 ′, / c1 ′, c1 ′} are supplied to each of the nodes N1 to N4.
Any one of these is input. In this case, the circuit cell shown in FIG. 6 can operate as a three-input (A1, B1, C1) lookup table.

また、図6に示す回路セルによると、NAND回路U4の出力信号は、出力端子Y4を通じて回路セルの外部に出力することが可能である。従って、NAND回路U4は、2入力のNAND演算を行う回路として独立に他の回路セルと接続することが可能である。
このように、一般的なロジック回路において多用されるNAND回路を基本構成単位の回路セル中に予め内蔵させることによって、回路セルを効率的に使用することが可能になる。また、回路セルのサイズを抑えつつ回路の動作速度を向上させることができる。
Further, according to the circuit cell shown in FIG. 6, the output signal of the NAND circuit U4 can be output to the outside of the circuit cell through the output terminal Y4. Therefore, the NAND circuit U4 can be independently connected to another circuit cell as a circuit that performs a 2-input NAND operation.
As described above, by incorporating a NAND circuit frequently used in a general logic circuit in a circuit cell of a basic structural unit in advance, the circuit cell can be used efficiently. In addition, the operation speed of the circuit can be improved while suppressing the size of the circuit cell.

更に、このNAND回路U4は、図6に示す回路セルを3入力(A1,B1,C1)のルックアップテーブルとして動作させるために必要な論理反転の機能と、2入力のNAND演算の機能とを併せ持っている。従って、NAND回路を単純に回路セルに付け足す方式に比べて回路素子の利用効率が向上し、半導体集積回路の全体のサイズを抑えることができる。   Further, the NAND circuit U4 has a logical inversion function and a 2-input NAND operation function necessary for operating the circuit cell shown in FIG. 6 as a 3-input (A1, B1, C1) lookup table. Have both. Therefore, the use efficiency of the circuit elements is improved as compared with a method in which the NAND circuit is simply added to the circuit cell, and the entire size of the semiconductor integrated circuit can be suppressed.

しかも、図6に示す回路セルによれば、NAND回路U4の出力と入力端子A1,A2,B1,B2とをビヤによって任意に接続することが可能である。これにより、回路セルの内部における配線の自由度が高まり、回路セルにプログラム可能な論理機能の種類を増すことができるため、回路セルの使用効率を更に向上させることができる。   Moreover, according to the circuit cell shown in FIG. 6, it is possible to arbitrarily connect the output of the NAND circuit U4 and the input terminals A1, A2, B1, and B2 by vias. As a result, the degree of freedom of wiring inside the circuit cell is increased, and the types of logic functions that can be programmed in the circuit cell can be increased. Therefore, the use efficiency of the circuit cell can be further improved.

次に、回路セルの第6の構成例について説明する。   Next, a sixth configuration example of the circuit cell will be described.

図7は、回路セルの第6の構成例を示す図である。図7に示す回路セルは、図5に示す回路セルにおけるNAND回路U1、トランジスタQn14−2、入力端子D1,D2、テスト用入力端子Td2を削除し、代わりに、インバータINV7を設けたものである。   FIG. 7 is a diagram illustrating a sixth configuration example of the circuit cell. In the circuit cell shown in FIG. 7, the NAND circuit U1, the transistor Qn14-2, the input terminals D1 and D2, and the test input terminal Td2 in the circuit cell shown in FIG. 5 are deleted, and an inverter INV7 is provided instead. .

インバータ回路INV7は、本発明の第2増幅回路の一実施形態である。インバータ回路INV7は、ノードN5の信号を論理反転して出力端子Y1に出力する。   The inverter circuit INV7 is an embodiment of the second amplifier circuit of the present invention. The inverter circuit INV7 logically inverts the signal at the node N5 and outputs it to the output terminal Y1.

上述した構成を有する図7に示す回路セルによれば、図5に示す回路セルと同様に、NAND回路U2,U3をそれぞれ独立に他の回路セルに接続することが可能である。このように、予めNAND回路を回路セル中に内蔵させることによって、回路セルの使用効率の向上を図り、回路サイズを抑えつつ回路の動作速度を高めることができる。
また、図7に示す回路セルによれば、図5に示す回路セルと同様に、NAND回路U1,U2が、ルックアップテーブル動作に必要な論理反転の機能とNAND演算の機能とを併せ持っている。そのため、NAND回路を単純に回路セルに付け足す方式と比べて、半導体集積回路の全体の回路サイズを抑えることができる。
更に、図7に示す回路セルによれば、NAND回路U3の出力と入力端子A1,A2とをビヤによって任意に接続することが可能である。そのため、図5に示す回路セルと同様に、回路セルの内部における配線の自由度が高まり、回路セルにプログラムできる論理機能の種類を増すことができる。
According to the circuit cell shown in FIG. 7 having the above-described configuration, the NAND circuits U2 and U3 can be independently connected to other circuit cells, similarly to the circuit cell shown in FIG. As described above, by incorporating the NAND circuit in the circuit cell in advance, the use efficiency of the circuit cell can be improved, and the operation speed of the circuit can be increased while suppressing the circuit size.
Further, according to the circuit cell shown in FIG. 7, as in the circuit cell shown in FIG. 5, the NAND circuits U1 and U2 have both a logic inversion function and a NAND operation function necessary for the look-up table operation. . Therefore, the overall circuit size of the semiconductor integrated circuit can be suppressed as compared with a method in which a NAND circuit is simply added to a circuit cell.
Furthermore, according to the circuit cell shown in FIG. 7, it is possible to arbitrarily connect the output of the NAND circuit U3 and the input terminals A1 and A2 by vias. Therefore, like the circuit cell shown in FIG. 5, the degree of freedom of wiring inside the circuit cell is increased, and the types of logic functions that can be programmed into the circuit cell can be increased.

また、図7に示す回路セルによれば、インバータ回路INV7を設けることにより、ノードN5の信号を増幅して出力端子Y1に出力することができるため、スイッチ(Qn1〜Qn6)の抵抗による信号レベルの減衰を抑えることができる。   Further, according to the circuit cell shown in FIG. 7, by providing the inverter circuit INV7, the signal at the node N5 can be amplified and output to the output terminal Y1, so that the signal level due to the resistance of the switch (Qn1 to Qn6). Can be suppressed.

次に、回路セルの第7の構成例について説明する。   Next, a seventh configuration example of the circuit cell will be described.

図8は、回路セルの第7の構成例を示す図である。図8に示す回路セルは、図6に示す回路セルにおけるNAND回路U1、トランジスタQn14−2、入力端子D1,D2、テスト用入力端子Td2を削除し、代わりに、インバータINV7を設けたものである。   FIG. 8 is a diagram illustrating a seventh configuration example of the circuit cell. In the circuit cell shown in FIG. 8, the NAND circuit U1, the transistor Qn14-2, the input terminals D1 and D2, and the test input terminal Td2 in the circuit cell shown in FIG. 6 are deleted, and an inverter INV7 is provided instead. .

インバータ回路INV7は、本発明の第2増幅回路の一実施形態である。インバータ回路INV7は、ノードN5の信号を論理反転して出力端子Y1に出力する。   The inverter circuit INV7 is an embodiment of the second amplifier circuit of the present invention. The inverter circuit INV7 logically inverts the signal at the node N5 and outputs it to the output terminal Y1.

上述した構成を有する図8に示す回路セルによれば、図6に示す回路セルと同様に、NAND回路U2,U3,U4をそれぞれ独立に他の回路セルに接続することが可能である。このように、予めNAND回路を回路セル中に内蔵させることによって、回路セルの使用効率の向上を図り、回路サイズを抑えつつ回路の動作速度を高めることができる。
また、図8に示す回路セルによれば、図6に示す回路セルと同様に、NAND回路U2,U3,U4が、ルックアップテーブル動作に必要な論理反転の機能とNAND演算の機能とを併せ持っている。そのため、NAND回路を単純に回路セルに付け足す方式と比べて、半導体集積回路の全体の回路サイズを抑えることができる。
更に、図8に示す回路セルによれば、NAND回路U3の出力と入力端子A1,A2とをビヤによって任意に接続することが可能であるとともに、NAND回路U4の出力と入力端子A1,A2,B1,B2とをビヤによって任意に接続することが可能である。そのため、図6に示す回路セルと同様に、回路セルの内部における配線の自由度が高まり、回路セルにプログラムできる論理機能の種類を増すことができる。
According to the circuit cell shown in FIG. 8 having the above-described configuration, the NAND circuits U2, U3, U4 can be independently connected to other circuit cells, similarly to the circuit cell shown in FIG. As described above, by incorporating the NAND circuit in the circuit cell in advance, the use efficiency of the circuit cell can be improved, and the operation speed of the circuit can be increased while suppressing the circuit size.
Further, according to the circuit cell shown in FIG. 8, like the circuit cell shown in FIG. 6, the NAND circuits U2, U3, U4 have both a logic inversion function and a NAND operation function necessary for the look-up table operation. ing. Therefore, the overall circuit size of the semiconductor integrated circuit can be suppressed as compared with a method in which a NAND circuit is simply added to a circuit cell.
Further, according to the circuit cell shown in FIG. 8, the output of the NAND circuit U3 and the input terminals A1 and A2 can be arbitrarily connected by vias, and the output of the NAND circuit U4 and the input terminals A1, A2, and A2 can be arbitrarily connected. B1 and B2 can be arbitrarily connected by a via. Therefore, like the circuit cell shown in FIG. 6, the degree of freedom of wiring inside the circuit cell is increased, and the types of logic functions that can be programmed into the circuit cell can be increased.

次に、回路セルの第8の構成例について説明する。   Next, an eighth configuration example of the circuit cell will be described.

図9は、回路セルの第8の構成例を示す図である。図9に示す回路セルは、図2に示す回路セルにおけるNAND回路U1、インバータ回路INV4、トランジスタQn9,Qn14−2、入力端子C,D1,D2、テスト用入力端子Tc,Td2を削除し、代わりにNAND回路U4、インバータ回路INV7、トランジスタQn9−1,Qn9−2、入力端子C1,C2、出力端子Y4を設けたものである。   FIG. 9 is a diagram illustrating an eighth configuration example of the circuit cell. 9 deletes the NAND circuit U1, the inverter circuit INV4, the transistors Qn9, Qn14-2, the input terminals C, D1, D2, and the test input terminals Tc, Td2 in the circuit cell shown in FIG. Are provided with a NAND circuit U4, an inverter circuit INV7, transistors Qn9-1 and Qn9-2, input terminals C1 and C2, and an output terminal Y4.

NAND回路U4は、入力端子C1およびC2に入力される信号同士の反転論理積を演算し、当該反転論理積を出力端子Y4に出力する。   The NAND circuit U4 calculates the inverted logical product of the signals input to the input terminals C1 and C2, and outputs the inverted logical product to the output terminal Y4.

NAND回路U4に入力される2つの信号の一方を供給する入力端子C1は、回路セルに構成される論理機能に応じて、ノードN1,N2,N3,N4に接続される。
図9における記号P13',P23',P33',P43'は、入力端子C1とノードN1,N2,N3,N4とを接続するビヤの作成位置を示す。
The input terminal C1 that supplies one of the two signals input to the NAND circuit U4 is connected to the nodes N1, N2, N3, and N4 according to the logic function configured in the circuit cell.
Symbols P13 ′, P23 ′, P33 ′, and P43 ′ in FIG. 9 indicate via creation positions that connect the input terminal C1 and the nodes N1, N2, N3, and N4.

NAND回路U4の出力信号を伝送する配線は、回路セルに構成される論理機能に応じて、ノードN1,N2,N3,N4に接続される。
図9における記号P14',P24',P34',P44'は、NAND回路U4の出力とノードN1,N2,N3,N4とを接続するビヤの作成位置を示す。
The wiring that transmits the output signal of the NAND circuit U4 is connected to the nodes N1, N2, N3, and N4 according to the logic function configured in the circuit cell.
Symbols P14 ′, P24 ′, P34 ′, and P44 ′ in FIG. 9 indicate creation positions of vias that connect the output of the NAND circuit U4 and the nodes N1, N2, N3, and N4.

インバータ回路INV7は、ノードN5の信号を論理反転して出力端子Y1に出力する。   The inverter circuit INV7 logically inverts the signal at the node N5 and outputs it to the output terminal Y1.

トランジスタQn9−1,Qn9−2は、テストモードにおいて回路セルにテスト信号を入力する回路を構成する。
トランジスタQn9−1は、テスト信号の入力端子Tc1と入力端子C1との間に接続される。
トランジスタQn9−2は、テスト信号の入力端子Tc2と入力端子C2との間に接続される。
トランジスタQn9−1,Qn9−2のゲートは、端子Tmodに共通接続される。
テストモードにおいて端子Tmodがハイレベルに設定されると、トランジスタQn9−1,Qn9−2がオン状態になる。これにより、入力端子Tc1,Tc2へ供給されるテスト信号は、これらのトランジスタを介して入力端子C1,C2に入力される。
Transistors Qn9-1 and Qn9-2 constitute a circuit for inputting a test signal to the circuit cell in the test mode.
The transistor Qn9-1 is connected between the test signal input terminal Tc1 and the input terminal C1.
The transistor Qn9-2 is connected between the test signal input terminal Tc2 and the input terminal C2.
The gates of the transistors Qn9-1 and Qn9-2 are commonly connected to the terminal Tmod.
When the terminal Tmod is set to a high level in the test mode, the transistors Qn9-1 and Qn9-2 are turned on. As a result, the test signal supplied to the input terminals Tc1 and Tc2 is input to the input terminals C1 and C2 via these transistors.

ノードN1〜N4のそれぞれには、位置P11〜P44に作成されるビヤに応じて、4通りの信号
{1',0',c1',/(c1・c2)'}
の中から選ばれた1つの信号が入力される。
Each of the nodes N1 to N4 has four signals {1 ′, 0 ′, c1 ′, / (c1 · c2) ′} according to the vias created at the positions P11 to P44.
One signal selected from among them is input.

図9に示す回路セルは、4つの入力(A1,B1,C1,C2)と2つの出力(Y1,Y1b)を持つ論理回路であり、その論理機能は、ノードN1〜N4のそれぞれに対して4通りの信号
{1',0',c1',/(c1・c2)'}
から1つを選択し、当該選択した信号を式(1)の信号n1〜n4に代入して得られる論理式によって表される。
従って、図9に示す回路セルには、位置P11〜P44に作成するビヤに応じて、様々な論理機能をプログラムすることが可能である。
特に、入力端子C2に固定値1'を入力した場合、ノードN1〜N4のぞれぞれには、4通りの信号
{1',0',c1',/c1'}
の何れか1つが入力される。この場合、図9に示す回路セルは、3入力(A1,B1,C1)のルックアップテーブルとして動作可能である。
The circuit cell shown in FIG. 9 is a logic circuit having four inputs (A1, B1, C1, C2) and two outputs (Y1, Y1b), and its logic function is applied to each of the nodes N1 to N4. Four kinds of signals {1 ′, 0 ′, c1 ′, / (c1 · c2) ′}
Is selected from the following formulas, and the selected signals are substituted into the signals n1 to n4 in the equation (1).
Accordingly, various logic functions can be programmed in the circuit cell shown in FIG. 9 according to the vias created at the positions P11 to P44.
In particular, when a fixed value 1 ′ is input to the input terminal C2, four signals {1 ′, 0 ′, c1 ′, / c1 ′} are supplied to each of the nodes N1 to N4.
Any one of these is input. In this case, the circuit cell shown in FIG. 9 can operate as a three-input (A1, B1, C1) lookup table.

また、図9に示す回路セルによると、NAND回路U4の出力信号は、出力端子Y4を通じて回路セルの外部に出力することが可能である。従って、NAND回路U4は、2入力のNAND演算を行う回路として独立に他の回路セルと接続することが可能である。
このように、一般的なロジック回路において多用されるNAND回路を基本構成単位の回路セル中に予め内蔵させることによって、回路セルを効率的に使用することが可能になる。また、回路セルのサイズを抑えつつ回路の動作速度を向上させることができる。
Further, according to the circuit cell shown in FIG. 9, the output signal of the NAND circuit U4 can be output to the outside of the circuit cell through the output terminal Y4. Therefore, the NAND circuit U4 can be independently connected to another circuit cell as a circuit that performs a 2-input NAND operation.
As described above, by incorporating a NAND circuit frequently used in a general logic circuit in a circuit cell of a basic structural unit in advance, the circuit cell can be used efficiently. In addition, the operation speed of the circuit can be improved while suppressing the size of the circuit cell.

更に、このNAND回路U4は、図9に示す回路セルを3入力(A1,B1,C1)のルックアップテーブルとして動作させるために必要な論理反転の機能と、2入力のNAND演算の機能とを併せ持っている。従って、NAND回路を単純に回路セルに付け足す方式に比べて回路素子の利用効率が向上し、半導体集積回路の全体のサイズを抑えることができる。   Further, the NAND circuit U4 has a logical inversion function and a 2-input NAND operation function necessary for operating the circuit cell shown in FIG. 9 as a 3-input (A1, B1, C1) lookup table. Have both. Therefore, the use efficiency of the circuit elements is improved as compared with a method in which the NAND circuit is simply added to the circuit cell, and the entire size of the semiconductor integrated circuit can be suppressed.

次に、回路セルの第9の構成例について説明する。   Next, a ninth configuration example of the circuit cell will be described.

図10は、回路セルの第9の構成例を示す図である。図9に示す回路セルとの違いは、NAND回路U4の入力にインバータ回路INV5が挿入され、このインバータ回路INV5の出力ノードがプログラム用ビヤを介してノードN1〜N4に接続される点にある。   FIG. 10 is a diagram illustrating a ninth configuration example of the circuit cell. The difference from the circuit cell shown in FIG. 9 is that an inverter circuit INV5 is inserted at the input of the NAND circuit U4, and an output node of the inverter circuit INV5 is connected to the nodes N1 to N4 via a program via.

インバータ回路INV5は、入力端子C1からNAND回路U1へ到る信号経路に挿入されており、入力端子C1の信号を論理反転してNAND回路U1に入力する。インバータ回路INV5の入力は、トランジスタQn9−1を介して検査用の入力端子Tc1に接続される。   The inverter circuit INV5 is inserted in a signal path from the input terminal C1 to the NAND circuit U1, and logically inverts the signal of the input terminal C1 and inputs the signal to the NAND circuit U1. The input of the inverter circuit INV5 is connected to the inspection input terminal Tc1 through the transistor Qn9-1.

インバータ回路INV5の出力は、回路セルに構成される論理機能に応じて、ノードN1,N2,N3,N4に接続される。
図10における記号P13',P23',P33',P43'は、インバータ回路INV5の出力とノードN1,N2,N3,N4とを接続するビヤの作成位置を示す。
The output of the inverter circuit INV5 is connected to the nodes N1, N2, N3 and N4 according to the logic function configured in the circuit cell.
Symbols P13 ′, P23 ′, P33 ′, and P43 ′ in FIG. 10 indicate creation positions of vias that connect the output of the inverter circuit INV5 and the nodes N1, N2, N3, and N4.

図10に示す回路セルは、4つの入力(A,B,C1,C2)と2つの出力(Y1,Y1b)を持つ論理回路であり、その論理機能は、ノードN1〜N4のそれぞれに対して4通りの信号
{1',0',/c1',/(/c1・c2)'}
から1つを選択し、当該選択した信号を式(1)の信号n1〜n4に代入して得られる論理式によって表される。
従って、図10に示す回路セルには、位置P11〜P44に作成するビヤに応じて、様々な論理機能をプログラムすることが可能である。
特に、入力端子C2に固定値1'を入力した場合、ノードN1〜N4のぞれぞれには、4通りの信号
{1',0',/c1',c1'}
の何れか1つが入力される。この場合、図10に示す回路セルは、3入力(A,B,C1)のルックアップテーブルとして動作可能である。
The circuit cell shown in FIG. 10 is a logic circuit having four inputs (A, B, C1, C2) and two outputs (Y1, Y1b), and its logic function is applied to each of the nodes N1 to N4. Four kinds of signals {1 ′, 0 ′, / c1 ′, / (/ c1 · c2) ′}
Is selected from the following formulas, and the selected signals are substituted into the signals n1 to n4 in the equation (1).
Therefore, various logic functions can be programmed in the circuit cell shown in FIG. 10 according to the vias created at the positions P11 to P44.
In particular, when a fixed value 1 ′ is input to the input terminal C2, four signals {1 ′, 0 ′, / c1 ′, c1 ′} are supplied to each of the nodes N1 to N4.
Any one of these is input. In this case, the circuit cell shown in FIG. 10 can operate as a three-input (A, B, C1) lookup table.

図9に示す回路セルでは、位置P13,P23,P33,P43に形成されるプログラム用ビヤを介して、ノードN1〜N4と入力端子C1とが直接接続される。ノードN5は、入力端子C1につながる回路セル外部の配線と、回路セル内部のスイッチ(Qn1〜Qn6)とを介して、回路セル外部の回路により駆動される。すなわち、ノードN5は、スイッチの抵抗を含んだ高いインピーダンスの信号経路を介して回路セル外部の回路により駆動される。そのため、ノードN5へ伝播する信号の遅延が大きくなる。これに対し、図10に示す回路では、入力端子C1に入力される信号c1をインバータ回路INV5経由でノードN1〜N4に入力するため、インバータ回路INV5がバッファ増幅器として動作し、ノードN5を低いインピーダンスで駆動することができる。そのため、図10に示す回路セルによれば、スイッチ(Qn1〜Qn6)の抵抗に起因した遅延を改善し、動作速度を高速化することができる。   In the circuit cell shown in FIG. 9, the nodes N1 to N4 and the input terminal C1 are directly connected through the programming vias formed at the positions P13, P23, P33, and P43. The node N5 is driven by a circuit outside the circuit cell via a wiring outside the circuit cell connected to the input terminal C1 and switches (Qn1 to Qn6) inside the circuit cell. That is, the node N5 is driven by a circuit outside the circuit cell via a high impedance signal path including the resistance of the switch. For this reason, the delay of the signal propagating to the node N5 increases. On the other hand, in the circuit shown in FIG. 10, since the signal c1 input to the input terminal C1 is input to the nodes N1 to N4 via the inverter circuit INV5, the inverter circuit INV5 operates as a buffer amplifier, and the node N5 has a low impedance. Can be driven by. Therefore, according to the circuit cell shown in FIG. 10, the delay due to the resistance of the switches (Qn1 to Qn6) can be improved and the operation speed can be increased.

次に、回路セルの第10の構成例について説明する。   Next, a tenth configuration example of the circuit cell will be described.

図11は、回路セルの第10の構成例を示す図である。図11に示す回路セルは、図10に示す回路セルの入力端子C2からNAND回路U4へ到る信号経路にインバータ回路INV6を挿入したものである。インバータ回路INV6の入力は、トランジスタQn9−2を介して検査用の入力端子Tc2に接続される。   FIG. 11 is a diagram illustrating a tenth configuration example of the circuit cell. The circuit cell shown in FIG. 11 has an inverter circuit INV6 inserted in a signal path from the input terminal C2 of the circuit cell shown in FIG. 10 to the NAND circuit U4. The input of the inverter circuit INV6 is connected to the inspection input terminal Tc2 via the transistor Qn9-2.

図11に示す回路セルによれば、入力端子C1およびC2の入力信号をそれぞれインバータ回路によって論理反転してNAND回路U4に入力するため、入力端子C1から出力端子Y4への伝播遅延と、入力端子C2から出力端子Y4への伝播遅延とをほぼ均衡させることができる。その結果、外部の回路セルと入力端子C1およびC2との配線を逆に接続することが可能になるため、回路セルの配置・配線設計を容易化することができる。   According to the circuit cell shown in FIG. 11, since the input signals of the input terminals C1 and C2 are logically inverted by the inverter circuit and input to the NAND circuit U4, the propagation delay from the input terminal C1 to the output terminal Y4, the input terminal The propagation delay from C2 to the output terminal Y4 can be substantially balanced. As a result, the wiring between the external circuit cell and the input terminals C1 and C2 can be reversely connected, so that the layout and wiring design of the circuit cell can be facilitated.

次に、本実施形態に係る半導体集積回路の配線構造について説明する。   Next, the wiring structure of the semiconductor integrated circuit according to the present embodiment will be described.

図12は、本実施形態に係る半導体集積回路の配線構造の一例を示す図であり、第a層(aは1以上の整数を示す)とその上層の第(a+1)層における配線パターンを示している。
図12に示す配線構造は、例えば、図5に示す回路セルに適用される。
FIG. 12 is a diagram showing an example of the wiring structure of the semiconductor integrated circuit according to the present embodiment, showing wiring patterns in the a-th layer (a represents an integer of 1 or more) and the (a + 1) -th layer above it. ing.
The wiring structure shown in FIG. 12 is applied to the circuit cell shown in FIG. 5, for example.

図12において、記号L1'〜L4'は、回路セル同士を接続する配線群を示す。記号LC1'〜LC17'は、回路セルの入出力端子や内部ノードの配線を示す。記号LS1'は、電源電圧VDDの配線を示す。記号LS2'は、基準電位VSSの配線を示す。
なお、配線LC12〜LC15は、本発明の第1配線の一実施形態である。
配線LS1,LS2,LC16,LC17は、本発明の第2配線の一実施形態である。
In FIG. 12, symbols L1 ′ to L4 ′ indicate wiring groups that connect circuit cells to each other. Symbols LC1 ′ to LC17 ′ indicate input / output terminals of circuit cells and wiring of internal nodes. Symbol LS1 ′ indicates a wiring of the power supply voltage VDD. Symbol LS2 ′ indicates a wiring of the reference potential VSS.
The wirings LC12 to LC15 are an embodiment of the first wiring of the present invention.
The wirings LS1, LS2, LC16, and LC17 are an embodiment of the second wiring of the present invention.

第a層には、回路セルアレイの行方向(図12の横方向)へ延びる配線群L1が形成される。図12の例において、配線群L1は6本の配線の束であり、その長さは、回路セルアレイの列幅とほぼ同じである。配線群L1は、行方向へ複数連なって配置される。回路セルアレイの各行に、この行方向へ連なる複数の配線群L1が形成される。
配線群L1は、例えば図12に示すように、行方向へ延びる1束(6本)の配線を各回路セル上において1箇所ずつ斜めに切断することにより作られる各断片に相当する。図12の例において、この各断片に相当する配線群L1は、列方向へ交互にずれて配置されている。
In the a-th layer, a wiring group L1 extending in the row direction of the circuit cell array (the horizontal direction in FIG. 12) is formed. In the example of FIG. 12, the wiring group L1 is a bundle of six wirings, and the length thereof is substantially the same as the column width of the circuit cell array. A plurality of wiring groups L1 are arranged in the row direction. A plurality of wiring groups L1 connected in the row direction are formed in each row of the circuit cell array.
For example, as shown in FIG. 12, the wiring group L1 corresponds to each piece formed by obliquely cutting one bundle (six wirings) extending in the row direction one place on each circuit cell. In the example of FIG. 12, the wiring groups L1 corresponding to the respective pieces are arranged alternately shifted in the column direction.

第(a+1)層には、行方向に連なる配線群L1同士をビヤ経由で接続するための配線群L3が形成される。配線群L3は、配線群L1と同じ6本の配線の束であり、隣接する2つの配線群L1の上層に、これらと交差する方向に伸びて形成される。   In the (a + 1) th layer, a wiring group L3 for connecting the wiring groups L1 connected in the row direction via vias is formed. The wiring group L3 is a bundle of the same six wirings as the wiring group L1, and is formed on the upper layer of two adjacent wiring groups L1 so as to extend in a direction intersecting with these.

第(a+1)層には、回路セルアレイの列方向(図12の縦方向)へ延びる配線群L2が形成される。図12の例において、配線群L2は10本の配線の束であり、その長さは、回路セルアレイの行幅とほぼ同じである。配線群L2は、列方向へ複数連なって配置される。回路セルアレイの各列に、この列方向へ連なる複数の配線群L2が形成される。
配線群L2は、例えば図12に示すように、列方向へ延びる1束(10本)の配線を各回路セル上において1箇所ずつ斜めに切断することにより作られる各断片に相当する。図12の例において、この各断片に相当する配線群L2は、行方向へ交互にずれて配置されている。
In the (a + 1) th layer, a wiring group L2 extending in the column direction (vertical direction in FIG. 12) of the circuit cell array is formed. In the example of FIG. 12, the wiring group L2 is a bundle of 10 wirings, and the length thereof is substantially the same as the row width of the circuit cell array. A plurality of wiring groups L2 are arranged in the column direction. In each column of the circuit cell array, a plurality of wiring groups L2 connected in the column direction are formed.
For example, as illustrated in FIG. 12, the wiring group L2 corresponds to each piece formed by obliquely cutting one bundle (10 pieces) of wiring extending in the column direction one place on each circuit cell. In the example of FIG. 12, the wiring group L2 corresponding to each fragment is arranged so as to be alternately shifted in the row direction.

第a層には、列方向に連なる配線群L2同士をビヤ経由で接続するための配線群L4が形成される。配線群L4は、配線群L2と同じ10本の配線の束であり、隣接する2つの配線群L2の下層に、これらと交差する方向に伸びて形成される。   In the a-th layer, a wiring group L4 for connecting the wiring groups L2 connected in the column direction via vias is formed. The wiring group L4 is a bundle of the same ten wirings as the wiring group L2, and is formed below the adjacent two wiring groups L2 so as to extend in a direction crossing these.

第a層には、各回路セルの入力端子(A1,A2,B1,B2,C,D1,D2)につながる配線LC1〜LC7、出力ノード(Y2,Y3,Y1,Y1b)につながる配線LC8〜LC11、論理機能のプログラム用のノード(N1,N2,N3,N4)につながる配線LC12〜LC15が形成される。
第(a+1)層には、回路セル内のノード(Cb,Cbb)につながる配線LC16,LC17が形成される。配線LC16,LC17は、プログラム用のビヤを介してノードN1〜N4に接続される。
In the a-th layer, wirings LC1 to LC7 connected to the input terminals (A1, A2, B1, B2, C, D1, D2) of each circuit cell, and wirings LC8 to LC8 connected to the output nodes (Y2, Y3, Y1, Y1b) Wiring lines LC12 to LC15 connected to the LC11 and logic function program nodes (N1, N2, N3, N4) are formed.
In the (a + 1) th layer, wirings LC16 and LC17 connected to the nodes (Cb and Cbb) in the circuit cell are formed. The wirings LC16 and LC17 are connected to the nodes N1 to N4 through a program via.

配線LC1,LC2,LC3,LC4,LC5,LC6,LC7は、それぞれ、入力端子A1,A2,B1,B2,C,D1,D2に接続される。また、配線LC8,LC9,LC10,LC11は、それぞれ、出力端子Y2,Y3,Y1,Y1bに接続される。
配線LC1〜LC11は、何れも行方向に伸びて形成され、また、この順序で列方向に並んで形成される。また、配線LC1〜LC11は、上層の配線群L2と交差する位置に形成されており、配線群L2とビヤを介して接続可能である。
The wirings LC1, LC2, LC3, LC4, LC5, LC6, and LC7 are connected to input terminals A1, A2, B1, B2, C, D1, and D2, respectively. Further, the wirings LC8, LC9, LC10, and LC11 are connected to the output terminals Y2, Y3, Y1, and Y1b, respectively.
The wirings LC1 to LC11 are all formed so as to extend in the row direction, and are formed side by side in the column direction in this order. Further, the wirings LC1 to LC11 are formed at positions intersecting with the upper layer wiring group L2, and can be connected to the wiring group L2 via vias.

配線LC12,LC13,LC14,LC15は、それぞれ、論理機能のプログラム用のノードN1,N2,N3,N4に接続される。
配線LC12〜LC15は、何れも行方向に伸びて形成され、また、この順序で列方向に並んで形成される。また、配線LC12〜LC15は、上層の配線LS1,LS2,LC16,LC17と交差する位置に形成されており、これらの配線とビヤを介して接続可能である。
The wirings LC12, LC13, LC14, and LC15 are connected to logic function program nodes N1, N2, N3, and N4, respectively.
The wirings LC12 to LC15 are all formed extending in the row direction, and are formed side by side in the column direction in this order. The wirings LC12 to LC15 are formed at positions intersecting with the upper wirings LS1, LS2, LC16, and LC17, and can be connected to these wirings through vias.

配線LC16は、インバータ回路INV5の出力ノードCbに接続される配線であり、列方向に伸びて形成される。配線LC16は、下層の配線LC12〜LC15と交差する位置に形成されており、これらの配線とビヤを介して接続可能である。   The wiring LC16 is a wiring connected to the output node Cb of the inverter circuit INV5, and is formed extending in the column direction. The wiring LC16 is formed at a position intersecting with the lower wirings LC12 to LC15, and can be connected to these wirings via vias.

配線LC17は、インバータ回路INV4の出力ノードCbbに接続される配線であり、列方向に伸びて形成される。配線LC17は、下層の配線LC12〜LC15と交差する位置に形成されており、これらの配線とビヤを介して接続可能である。   The wiring LC17 is a wiring connected to the output node Cbb of the inverter circuit INV4, and is formed extending in the column direction. The wiring LC17 is formed at a position intersecting with the lower wirings LC12 to LC15, and can be connected to these wirings via vias.

配線LS1は、回路セルに電源電圧VDDを供給するための配線である。
配線LS2は、回路セルに基準電位VSSを供給するための配線である。
配線LS1およびLS2は、何れも第(a+1)層の配線であり、回路セルアレイの各列に、列方向へ延びて形成される。
The wiring LS1 is a wiring for supplying the power supply voltage VDD to the circuit cell.
The wiring LS2 is a wiring for supplying the reference potential VSS to the circuit cell.
The wirings LS1 and LS2 are both (a + 1) th layer wirings and are formed in each column of the circuit cell array so as to extend in the column direction.

次に、本実施形態に係る半導体集積回路において乗算器を構成する例について説明する。以下では一例として、図5に示す回路セルが用いられるものとする。   Next, an example of configuring a multiplier in the semiconductor integrated circuit according to the present embodiment will be described. In the following, it is assumed that the circuit cell shown in FIG. 5 is used as an example.

図13は、4ビットのデータ同士を乗算する方法の一例を示す図である。
図13の例では、被乗数のデータを上位ビットから順に{a3,a2,a1,a0}とし、乗数のデータを上位ビットから順に{b3,b2,b1,b0}としている。バイナリ表記の数を乗算する場合は、手計算による乗算方法と同様に、各桁の積を求めて加算する処理が行われる。この場合、1ビットのデータの積は、AND演算によって得られる。
FIG. 13 is a diagram illustrating an example of a method of multiplying 4-bit data.
In the example of FIG. 13, the multiplicand data is {a3, a2, a1, a0} in order from the upper bits, and the multiplier data is {b3, b2, b1, b0} in order from the upper bits. When multiplying the numbers in binary notation, a process of obtaining and adding the products of the respective digits is performed in the same manner as the multiplication method by manual calculation. In this case, a product of 1-bit data is obtained by an AND operation.

図14は、4ビットx4ビットの乗算を行うアレイ型乗算器の構成の一例を示す図である。
アレイ型乗算器は、全加算器(full adder)または半加算器(half adder)の入力にAND回路が付加された形式を持つ機能ユニットを複数組み合わせて構成される。図15〜図17は、主な機能ユニットの構成例を示す。
FIG. 14 is a diagram illustrating an example of a configuration of an array type multiplier that performs multiplication of 4 bits × 4 bits.
The array type multiplier is configured by combining a plurality of functional units having a form in which an AND circuit is added to the input of a full adder or a half adder. 15 to 17 show configuration examples of main functional units.

図15(A)に示す機能ユニットは、4つの入力(入力信号IN1〜IN4)と、2つの出力(和信号S,キャリー信号Co)を有しており、半加算器(HA)の2つの入力にそれぞれ2入力AND回路を接続した回路として構成される。
図15(A)に示す機能ユニットにおいて、和信号Sおよびキャリー信号Coはそれぞれ次の論理式で表される。
The functional unit shown in FIG. 15A has four inputs (input signals IN1 to IN4) and two outputs (sum signal S, carry signal Co), and two half adders (HA). It is configured as a circuit in which a 2-input AND circuit is connected to each input.
In the functional unit shown in FIG. 15A, the sum signal S and the carry signal Co are each expressed by the following logical expressions.

Figure 0004487738
Figure 0004487738

図15(A)に示す機能ユニットは、図15(B)に示すように、2つの回路セルCf1,Cf2と1つのNAND回路Cf3で構成することができる。
図15(A)に示す機能ユニットにおいて、NAND回路Cf3は、2つの入力信号IN3およびIN4のNAND演算を行う。回路セルCf1は、NAND回路Cf3の出力を利用して、式(2)で表される和信号Sを生成する。回路セルCf2は、同じNAND回路Cf3の出力を利用して、式(3)で表されるキャリー信号Coを生成する。
The functional unit shown in FIG. 15A can be composed of two circuit cells Cf1 and Cf2 and one NAND circuit Cf3 as shown in FIG. 15B.
In the functional unit illustrated in FIG. 15A, the NAND circuit Cf3 performs a NAND operation on the two input signals IN3 and IN4. The circuit cell Cf1 uses the output of the NAND circuit Cf3 to generate the sum signal S expressed by Expression (2). The circuit cell Cf2 generates the carry signal Co represented by the expression (3) using the output of the same NAND circuit Cf3.

なお、図5に示す回路セルを用いる場合、1つの回路セルによって最大3つの独立したNAND回路Cf3を構成することができる。   When the circuit cell shown in FIG. 5 is used, a maximum of three independent NAND circuits Cf3 can be configured by one circuit cell.

図16(A)に示す機能ユニットは、4つの入力(入力信号IN1〜IN3,キャリー信号Ci)と、2つの出力(和信号S,キャリー信号Co)を有しており、全加算器(FA)の一方の入力に2入力AND回路を接続した回路として構成される。
図16(A)に示す機能ユニットにおいて、和信号Sおよびキャリー信号Coはそれぞれ次の論理式で表される。
The functional unit shown in FIG. 16A has four inputs (input signals IN1 to IN3, carry signal Ci) and two outputs (sum signal S, carry signal Co), and a full adder (FA ) Is connected to a two-input AND circuit.
In the functional unit shown in FIG. 16A, the sum signal S and the carry signal Co are each expressed by the following logical expressions.

Figure 0004487738
Figure 0004487738

図16(A)に示す機能ユニットは、図16(B)に示すように、2つの回路セルCf4,Cf5と1つのNAND回路Cf3で構成することができる。
図15(A)に示す機能ユニットにおいて、NAND回路Cf3は、2つの入力信号IN1およびIN2のNAND演算を行う。回路セルCf4は、NAND回路Cf3の出力を利用して、式(4)で表される和信号Sを生成する。回路セルCf2は、同じNAND回路Cf3の出力を利用して、式(5)で表されるキャリー信号Coを生成する。
The functional unit shown in FIG. 16A can be composed of two circuit cells Cf4 and Cf5 and one NAND circuit Cf3 as shown in FIG. 16B.
In the functional unit illustrated in FIG. 15A, the NAND circuit Cf3 performs a NAND operation on the two input signals IN1 and IN2. The circuit cell Cf4 uses the output of the NAND circuit Cf3 to generate the sum signal S expressed by Expression (4). The circuit cell Cf2 uses the output of the same NAND circuit Cf3 to generate a carry signal Co expressed by Expression (5).

図17(A)に示す機能ユニットは、5つの入力(入力信号IN1〜IN4,キャリー信号Ci)と、2つの出力(和信号S,キャリー信号Co)を有しており、全加算器(FA)の2つの入力にそれぞれ2入力AND回路を接続した回路として構成される。
図17(A)に示す機能ユニットにおいて、和信号Sおよびキャリー信号Coはそれぞれ次の論理式で表される。
The functional unit shown in FIG. 17A has five inputs (input signals IN1 to IN4, carry signal Ci) and two outputs (sum signal S, carry signal Co), and a full adder (FA ) Is connected to a 2-input AND circuit.
In the functional unit shown in FIG. 17A, the sum signal S and the carry signal Co are each expressed by the following logical expressions.

Figure 0004487738
Figure 0004487738

図17(A)に示す機能ユニットは、図17(B)に示すように、2つの回路セルCf6,Cf7と2つのNAND回路Cf3で構成することができる。
図17に示す機能ユニットにおいて、一方のNAND回路Cf3は2つの入力信号IN1およびIN2のNAND演算を行い、他方のNAND回路Cf3は2つの入力信号IN3およびIN4のNAND演算を行う。回路セルCf6は、この2つのNAND回路Cf3の出力を利用して、式(6)で表される和信号Sを生成する。回路セルCf7は、同じ2つのNAND回路Cf3の出力を利用して、式(7)で表されるキャリー信号Coを生成する。
The functional unit shown in FIG. 17A can be composed of two circuit cells Cf6 and Cf7 and two NAND circuits Cf3 as shown in FIG. 17B.
In the functional unit shown in FIG. 17, one NAND circuit Cf3 performs a NAND operation on two input signals IN1 and IN2, and the other NAND circuit Cf3 performs a NAND operation on two input signals IN3 and IN4. The circuit cell Cf6 uses the outputs of the two NAND circuits Cf3 to generate the sum signal S expressed by Expression (6). The circuit cell Cf7 generates a carry signal Co expressed by Expression (7) using the outputs of the same two NAND circuits Cf3.

一般に、nビットxnビットのアレイ型乗算器には、次に示す数の機能ユニットが含まれる。
図15に示す機能ユニット・・・(n−1)個;
図16に示す機能ユニット・・・{(n−2)+1}個;
図17に示す機能ユニット・・・(n−2)個;
全加算器・・・(n−3)個;
半加算器・・・1個;
AND回路・・・1個;
In general, an n-bit xn-bit array type multiplier includes the following number of functional units.
Functional units shown in FIG. 15 (n-1) units;
Functional units shown in FIG. 16 ... {(n-2) 2 +1} units;
Functional units shown in FIG. 17 (n-2) units;
Full adders (n-3);
Half adder ... 1 piece;
AND circuit: 1 piece;

図5に示す回路セルを用いる場合、1つの機能ユニットを構成するために必要な回路セルの個数はそれぞれ以下の通りである。
図15に示す機能ユニット・・・7/3個;
図16に示す機能ユニット・・・7/3個;
図17に示す機能ユニット・・・8/3個;
全加算器・・・2個;
半加算器・・・2個;
AND回路・・・1/3個;
When the circuit cell shown in FIG. 5 is used, the number of circuit cells necessary for constituting one functional unit is as follows.
Functional units shown in FIG. 15: 7/3 units;
Functional units shown in FIG. 16: 7/3 units;
Functional units shown in FIG. 17: 8/3 units;
Full adder ... 2 pieces;
Half adder ... 2 pieces;
AND circuit: 1/3;

ただし、NAND回路やAND回路を構成するために必要な回路セルを1/3個としている。
従って、図5に示す回路セルを用いてnビットxnビットのアレイ型乗算器を構成するために必要な回路セルの個数Z1は、
Z1=(7n−7n+1)/3;
となる。
However, the number of circuit cells necessary for configuring a NAND circuit and an AND circuit is 1/3.
Therefore, the number of circuit cells Z1 required to construct an n-bit xn-bit array type multiplier using the circuit cells shown in FIG.
Z1 = (7n 2 -7n + 1) / 3;
It becomes.

一方、3入力のルックアップテーブルを回路セルとして用いる場合、NAND回路やAND回路を1つ構成するために回路セルが1つ消費される。そのため、1つの機能ユニットを構成するために必要な回路セルの個数は、それぞれ以下のようになる。
図15に示す機能ユニット・・・3個;
図16に示す機能ユニット・・・3個;
図17に示す機能ユニット・・・4個;
全加算器・・・2個;
半加算器・・・2個;
AND回路・・・1個;
On the other hand, when a 3-input lookup table is used as a circuit cell, one circuit cell is consumed to form one NAND circuit and one AND circuit. For this reason, the number of circuit cells required to constitute one functional unit is as follows.
15 functional units shown in FIG. 15;
16 functional units shown in FIG. 16;
17 functional units shown in FIG. 17;
Full adder ... 2 pieces;
Half adder ... 2 pieces;
AND circuit: 1 piece;

3入力のルックアップテーブルを回路セルとして用いる場合、nビットxnビットのアレイ型乗算器を構成するために必要な回路セルの個数Z2は、
Z2=3n−4n+4;
となる。
When a 3-input look-up table is used as a circuit cell, the number of circuit cells Z2 required to construct an n-bit xn-bit array multiplier is:
Z2 = 3n 2 -4n + 4;
It becomes.

従って、
Z2−Z1=(2n−5n+11)/3;
となり、n=4の場合、
Z2−Z1=23/3≒8;
となる。すなわち、図5に示す回路セルを用いて4ビットx4ビットのアレイ型乗算器を構成すると、3入力ルックアップテーブルを回路セルに用いる場合に比べて、回路セルの使用数を約8個少なくすることができる。乗算器のビット数が増えると、使用する回路セルの数の差は更に大きくなる。
このように、本実施形態に係る回路セルを用いて乗算器を構成することにより、回路セルの使用効率が向上し、全体的な回路のサイズを小さくすることができる。
Therefore,
Z2-Z1 = (2n 2 -5n + 11) / 3;
When n = 4,
Z2−Z1 = 23 / 3≈8;
It becomes. That is, when a 4-bit × 4-bit array-type multiplier is configured using the circuit cell shown in FIG. 5, the number of circuit cells used is reduced by about 8 compared to the case where a 3-input lookup table is used for the circuit cell. be able to. As the number of bits of the multiplier increases, the difference in the number of circuit cells used further increases.
As described above, by configuring the multiplier using the circuit cell according to the present embodiment, the usage efficiency of the circuit cell can be improved and the overall circuit size can be reduced.

次に、具体的な回路の構成例を説明する。
図18は、図14に示すアレイ型乗算器の回路の一部を示す図である。
図18に示す回路において、ユニットMU1は図17に示す機能ユニットであり、ユニットMU2は図15に示す機能ユニットである。
ユニットMU1は、被乗数のビット信号a2,a3、乗数のビット信号b0,b1を入力し、和信号Sm1、キャリー信号Ca1を出力する。
ユニットMU2は、キャリー信号Ca1、被乗数のビット信号a2,a3、乗数のビット信号b1,b2を入力し、和信号Sm2、キャリー信号Ca2を出力する。
Next, a specific circuit configuration example will be described.
FIG. 18 is a diagram showing a part of the circuit of the array type multiplier shown in FIG.
In the circuit shown in FIG. 18, the unit MU1 is the functional unit shown in FIG. 17, and the unit MU2 is the functional unit shown in FIG.
The unit MU1 inputs multiplicand bit signals a2 and a3 and multiplier bit signals b0 and b1, and outputs a sum signal Sm1 and a carry signal Ca1.
Unit MU2 inputs carry signal Ca1, multiplicand bit signals a2 and a3, and multiplier bit signals b1 and b2, and outputs sum signal Sm2 and carry signal Ca2.

図19は、図5に示す回路セルを用いて図18に示す回路を構成する例を示す図である。   FIG. 19 is a diagram illustrating an example in which the circuit shown in FIG. 18 is configured using the circuit cell shown in FIG.

回路セルC_1は、3つの独立したNAND回路を構成する。
回路セルC_1の入力端子A1,A2は、被乗数のビット信号a2,乗数のビット信号b1を入力し、出力端子Y2は、この2つの信号の反転論理積を出力する。
回路セルC_1の入力端子B1,B2は、被乗数のビット信号a3,乗数のビット信号b1を入力し、出力端子Y3は、この2つの信号の反転論理積を出力する。
回路セルC_1の入力端子D1,D2は、被乗数のビット信号a2,乗数のビット信号b2を入力し、出力端子Y1は、この2つの信号の反転論理積を出力する。
The circuit cell C_1 constitutes three independent NAND circuits.
The input terminals A1 and A2 of the circuit cell C_1 receive the multiplicand bit signal a2 and the multiplier bit signal b1, and the output terminal Y2 outputs an inverted logical product of the two signals.
The input terminals B1 and B2 of the circuit cell C_1 receive the multiplicand bit signal a3 and the multiplier bit signal b1, and the output terminal Y3 outputs an inverted logical product of the two signals.
The input terminals D1 and D2 of the circuit cell C_1 receive the multiplicand bit signal a2 and the multiplier bit signal b2, and the output terminal Y1 outputs an inverted logical product of the two signals.

回路セルC_2は、図15(B)に示す回路セルCf1と同じ論理機能を有する。
回路セルC_2の入力端子A1は、被乗数のビット信号a3を入力する。入力端子B1は、乗数のビット信号b0を入力する。入力端子Cは、回路セルC_1の出力端子Y2より出力されるビット信号a2およびb1の反転論理積を入力する。入力端子A2,B2,D2は、電源電圧VDDを入力する。入力端子D1は、開放状態にされる。
The circuit cell C_2 has the same logic function as the circuit cell Cf1 illustrated in FIG.
The multiplicand bit signal a3 is input to the input terminal A1 of the circuit cell C_2. The input terminal B1 inputs a multiplier bit signal b0. The input terminal C receives the inverted logical product of the bit signals a2 and b1 output from the output terminal Y2 of the circuit cell C_1. The input terminals A2, B2, and D2 receive the power supply voltage VDD. The input terminal D1 is opened.

図20は、回路セルC_2の論理機能とビヤの作成位置を説明するための図である。
図20(A)に示すように、回路セルC_2は、入力端子A1,B1より入力される2つの信号の論理積と、入力端子Cより入力される信号の論理反転信号との排他的論理和を出力端子Y1から出力する。
FIG. 20 is a diagram for explaining the logic function of the circuit cell C_2 and the creation position of the via.
As shown in FIG. 20A, the circuit cell C_2 includes an exclusive OR of the logical product of two signals input from the input terminals A1 and B1 and the logical inversion signal of the signal input from the input terminal C. Is output from the output terminal Y1.

図20(A)に示す回路において、入力端子A1およびB1に1'の信号が入力される場合、出力端子Y1には入力端子Cの信号と同一論理値の信号が発生する。この場合、ノードN5には、入力端子Cの信号を論理反転した信号が発生する。従って、図20(B)に示すように、ノードN1は、位置P13のビヤによってインバータ回路INV5の出力ノードCbに接続される。
入力端子A1に1'、入力端子B1に0'の信号が入力される場合、出力端子Y1には入力端子Cの信号を論理反転させた信号が発生し、ノードN5には入力端子Cの信号と同一論理値の信号が発生する。従って、図20(B)に示すように、ノードN2は、位置P24のビヤによってインバータ回路INV4の出力ノードCbbに接続される。
入力端子A1に0'、入力端子B1に1'の信号が入力される場合、出力端子Y1には入力端子Cの信号を論理反転させた信号が発生し、ノードN5には入力端子Cの信号と同一論理値の信号が発生する。従って、図20(B)に示すように、ノードN3は、位置P34のビヤによってインバータ回路INV4の出力ノードCbbに接続される。
入力端子A1およびB1に0'の信号が入力される場合、出力端子Y1には入力端子Cの信号を論理反転させた信号が発生し、ノードN5には入力端子Cの信号と同一論理値の信号が発生する。従って、図20(B)に示すように、ノードN4は、位置P44のビヤによってインバータ回路INV4の出力ノードCbbに接続される。
In the circuit shown in FIG. 20A, when a signal of 1 ′ is input to the input terminals A1 and B1, a signal having the same logical value as that of the signal of the input terminal C is generated at the output terminal Y1. In this case, a signal obtained by logically inverting the signal at the input terminal C is generated at the node N5. Accordingly, as shown in FIG. 20B, the node N1 is connected to the output node Cb of the inverter circuit INV5 by the via at the position P13.
When a signal of 1 ′ is input to the input terminal A1 and 0 ′ is input to the input terminal B1, a signal obtained by logically inverting the signal of the input terminal C is generated at the output terminal Y1, and the signal of the input terminal C is generated at the node N5. A signal having the same logical value as is generated. Therefore, as shown in FIG. 20B, the node N2 is connected to the output node Cbb of the inverter circuit INV4 by the via at the position P24.
When the signal 0 'is input to the input terminal A1 and the signal 1' is input to the input terminal B1, a signal obtained by logically inverting the signal of the input terminal C is generated at the output terminal Y1, and the signal of the input terminal C is generated at the node N5. A signal having the same logical value as is generated. Therefore, as shown in FIG. 20B, the node N3 is connected to the output node Cbb of the inverter circuit INV4 by the via at the position P34.
When a signal of 0 ′ is input to the input terminals A1 and B1, a signal obtained by logically inverting the signal of the input terminal C is generated at the output terminal Y1, and the same logical value as that of the signal of the input terminal C is generated at the node N5. A signal is generated. Therefore, as shown in FIG. 20B, the node N4 is connected to the output node Cbb of the inverter circuit INV4 by the via at the position P44.

回路セルC_5は、図15(B)に示す回路セルCf2と同じ論理機能を有する。
回路セルC_5の入力端子A1は、被乗数のビット信号a3を入力する。入力端子B1は、乗数のビット信号b0を入力する。入力端子Cは、回路セルC_1の出力端子Y2より出力されるビット信号a2およびb1の反転論理積を入力する。入力端子A2,B2,D2は、電源電圧VDDを入力する。入力端子D1は、開放状態にされる。
The circuit cell C_5 has the same logic function as the circuit cell Cf2 illustrated in FIG.
The multiplicand bit signal a3 is input to the input terminal A1 of the circuit cell C_5. The input terminal B1 inputs a multiplier bit signal b0. The input terminal C receives the inverted logical product of the bit signals a2 and b1 output from the output terminal Y2 of the circuit cell C_1. The input terminals A2, B2, and D2 receive the power supply voltage VDD. The input terminal D1 is opened.

図21は、回路セルC_5の論理機能とビヤの作成位置を説明するための図である。
図21(A)に示すように、回路セルC_5は、入力端子A1,B1より入力される2つの信号の論理積と、入力端子Cより入力される信号の論理反転信号との論理積を出力端子Y1から出力する。
FIG. 21 is a diagram for explaining a logic function of the circuit cell C_5 and a position where a via is created.
As shown in FIG. 21A, the circuit cell C_5 outputs a logical product of the logical product of two signals input from the input terminals A1 and B1 and the logical inversion signal of the signal input from the input terminal C. Output from terminal Y1.

図21(A)に示す回路において、入力端子A1およびB1に1'の信号が入力される場合、出力端子Y1には入力端子Cの信号を論理反転させた信号が発生する。この場合、ノードN5には、入力端子Cの信号と同一論理値の信号が発生する。従って、図21(B)に示すように、ノードN1は、位置P14のビヤによってインバータ回路INV4の出力ノードCbbに接続される。
入力端子A1に1'、入力端子B1に0'の信号が入力される場合、出力端子Y1には0'の信号が発生し、ノードN5には1'の信号が発生する。従って、図21(B)に示すように、ノードN2は、位置P21のビヤによって電源電圧VDDに接続される。
入力端子A1に0'、入力端子B1に1'の信号が入力される場合、出力端子Y1には0'の信号が発生し、ノードN5には1'の信号が発生する。従って、図21(B)に示すように、ノードN3は、位置P31のビヤによって電源電圧VDDに接続される。
入力端子A1およびB1に0'の信号が入力される場合、出力端子Y1には0'の信号が発生し、ノードN5には1'の信号が発生する。従って、図21(B)に示すように、ノードN4は、位置P41のビヤによって電源電圧VDDに接続される。
In the circuit shown in FIG. 21A, when a 1 'signal is input to the input terminals A1 and B1, a signal obtained by logically inverting the signal of the input terminal C is generated at the output terminal Y1. In this case, a signal having the same logical value as that of the signal at the input terminal C is generated at the node N5. Therefore, as shown in FIG. 21B, the node N1 is connected to the output node Cbb of the inverter circuit INV4 by the via at the position P14.
When a signal 1 'is input to the input terminal A1 and a signal 0' is input to the input terminal B1, a signal 0 'is generated at the output terminal Y1, and a signal 1' is generated at the node N5. Accordingly, as shown in FIG. 21B, the node N2 is connected to the power supply voltage VDD by the via at the position P21.
When a signal of 0 ′ is input to the input terminal A1 and a signal of 1 ′ is input to the input terminal B1, a signal of 0 ′ is generated at the output terminal Y1, and a signal of 1 ′ is generated at the node N5. Therefore, as shown in FIG. 21B, the node N3 is connected to the power supply voltage VDD by the via at the position P31.
When a 0 ′ signal is input to the input terminals A1 and B1, a 0 ′ signal is generated at the output terminal Y1, and a 1 ′ signal is generated at the node N5. Accordingly, as shown in FIG. 21B, the node N4 is connected to the power supply voltage VDD by the via at the position P41.

回路セルC_3は、図17(B)に示す回路セルCf6と同じ論理機能を有する。
回路セルC_3の入力端子A1は、回路セルC_1の出力端子Y1から出力されるビット信号a2およびb2の反転論理積を入力する。入力端子B1は、回路セルC_1の出力端子Y3から出力されるビット信号a3およびb1の反転論理積を入力する。入力端子Cは、回路セルC_5の出力端子Y1より出力されるキャリー信号Ca1を入力する。入力端子A2,B2,D2は、電源電圧VDDを入力する。入力端子D1は、開放状態にされる。
The circuit cell C_3 has the same logic function as that of the circuit cell Cf6 illustrated in FIG.
The input terminal A1 of the circuit cell C_3 inputs the inverted logical product of the bit signals a2 and b2 output from the output terminal Y1 of the circuit cell C_1. The input terminal B1 inputs an inverted logical product of the bit signals a3 and b1 output from the output terminal Y3 of the circuit cell C_1. The input terminal C receives the carry signal Ca1 output from the output terminal Y1 of the circuit cell C_5. The input terminals A2, B2, and D2 receive the power supply voltage VDD. The input terminal D1 is opened.

図22は、回路セルC_3の論理機能とビヤの作成位置を説明するための図である。
図22(A)に示すように、回路セルC_3は、入力端子A1,B1より入力される2つの信号の論理反転信号同士の排他的論理和と入力端子Cより入力される信号との排他的論理和を、出力端子Y1から出力する。
FIG. 22 is a diagram for explaining a logic function of the circuit cell C_3 and a position where a via is created.
As shown in FIG. 22A, the circuit cell C_3 has an exclusive OR between the logical inversion signals of the two signals input from the input terminals A1 and B1 and the signal input from the input terminal C. A logical sum is output from the output terminal Y1.

図22(A)に示す回路において、入力端子A1およびB1に1'の信号が入力される場合、出力端子Y1には入力端子Cの信号と同一論理値の信号が発生し、ノードN5には入力端子Cの信号を論理反転した信号が発生する。従って、図22(B)に示すように、ノードN1は、位置P13のビヤによってインバータ回路INV5の出力ノードCbに接続される。
入力端子A1に1'、入力端子B1に0'の信号が入力される場合、出力端子Y1には入力端子Cの信号を論理反転させた信号が発生し、ノードN5には入力端子Cの信号と同一論理値の信号が発生する。従って、図22(B)に示すように、ノードN2は、位置P24のビヤによってインバータ回路INV4の出力ノードCbbに接続される。
入力端子A1に0'、入力端子B1に1'の信号が入力される場合、出力端子Y1には入力端子Cの信号を論理反転させた信号が発生し、ノードN5には入力端子Cの信号と同一論理値の信号が発生する。従って、図22(B)に示すように、ノードN3は、位置P34のビヤによってインバータ回路INV4の出力ノードCbbに接続される。
入力端子A1およびB1に0'の信号が入力される場合、出力端子Y1には入力端子Cの信号と同一論理値の信号が発生し、ノードN5には入力端子Cの信号を論理反転させた信号が発生する。従って、図22(B)に示すように、ノードN4は、位置P43のビヤによってインバータ回路INV5の出力ノードCbに接続される。
In the circuit shown in FIG. 22A, when a signal of 1 ′ is input to the input terminals A1 and B1, a signal having the same logical value as that of the signal of the input terminal C is generated at the output terminal Y1, and the node N5 has a signal. A signal obtained by logically inverting the signal at the input terminal C is generated. Therefore, as shown in FIG. 22B, the node N1 is connected to the output node Cb of the inverter circuit INV5 by the via at the position P13.
When a signal of 1 ′ is input to the input terminal A1 and 0 ′ is input to the input terminal B1, a signal obtained by logically inverting the signal of the input terminal C is generated at the output terminal Y1, and the signal of the input terminal C is generated at the node N5. A signal having the same logical value as is generated. Therefore, as shown in FIG. 22B, the node N2 is connected to the output node Cbb of the inverter circuit INV4 by the via at the position P24.
When the signal 0 'is input to the input terminal A1 and the signal 1' is input to the input terminal B1, a signal obtained by logically inverting the signal of the input terminal C is generated at the output terminal Y1, and the signal of the input terminal C is generated at the node N5. A signal having the same logical value as is generated. Therefore, as shown in FIG. 22B, the node N3 is connected to the output node Cbb of the inverter circuit INV4 by the via at the position P34.
When a signal of 0 ′ is input to the input terminals A1 and B1, a signal having the same logical value as that of the signal of the input terminal C is generated at the output terminal Y1, and the signal of the input terminal C is logically inverted at the node N5. A signal is generated. Therefore, as shown in FIG. 22B, the node N4 is connected to the output node Cb of the inverter circuit INV5 by the via at the position P43.

回路セルC_6は、図17(B)に示す回路セルCf7と同じ論理機能を有する。
回路セルC_6の入力端子A1は、回路セルC_1の出力端子Y1から出力されるビット信号a2およびb2の反転論理積を入力する。入力端子B1は、回路セルC_1の出力端子Y3から出力されるビット信号a3およびb1の反転論理積を入力する。入力端子Cは、回路セルC_5の出力端子Y1より出力されるキャリー信号Ca1を入力する。入力端子A2,B2,D2は、電源電圧VDDを入力する。入力端子D1は、開放状態にされる。
The circuit cell C_6 has the same logic function as that of the circuit cell Cf7 illustrated in FIG.
The input terminal A1 of the circuit cell C_6 receives the inverted logical product of the bit signals a2 and b2 output from the output terminal Y1 of the circuit cell C_1. The input terminal B1 inputs an inverted logical product of the bit signals a3 and b1 output from the output terminal Y3 of the circuit cell C_1. The input terminal C receives the carry signal Ca1 output from the output terminal Y1 of the circuit cell C_5. The input terminals A2, B2, and D2 receive the power supply voltage VDD. The input terminal D1 is opened.

図23は、回路セルC_6の論理機能とビヤの作成位置を説明するための図である。
図23(A)に示すように、回路セルC_6は、入力端子A1,B1より入力される2つの信号の論理反転信号同士の論理積、入力端子A1より入力される信号の論理反転信号と入力端子B1より入力される信号との論理積、ならびに、入力端子A1より入力される信号と入力端子B1より入力される信号の論理反転信号との論理積を演算し、これらの論理積同士の論理和を出力端子Y1から出力する。
FIG. 23 is a diagram for explaining the logic function of the circuit cell C_6 and the creation position of the via.
As shown in FIG. 23A, the circuit cell C_6 includes a logical product of logical inversion signals of two signals input from the input terminals A1 and B1, and a logical inversion signal and an input of the signal input from the input terminal A1. The logical product of the signal input from the terminal B1 and the logical product of the signal input from the input terminal A1 and the logical inversion signal of the signal input from the input terminal B1 are calculated, and the logical product of these logical products is calculated. The sum is output from the output terminal Y1.

図23(A)に示す回路において、入力端子A1およびB1に1'の信号が入力される場合、出力端子Y1には0'の信号が発生し、ノードN5には1'の信号が発生する。従って、図23(B)に示すように、ノードN1は、位置P11のビヤによって電源電圧VDDに接続される。
入力端子A1に1'、入力端子B1に0'の信号が入力される場合、出力端子Y1には入力端子Cの信号と同一論理値の信号が発生し、ノードN5には入力端子Cの信号を論理反転させた信号が発生する。従って、図23(B)に示すように、ノードN2は、位置P23のビヤによってインバータ回路INV5の出力ノードCbに接続される。
入力端子A1に0'、入力端子B1に1'の信号が入力される場合、出力端子Y1には入力端子Cの信号と同一論理値の信号が発生し、ノードN5には入力端子Cの信号を論理反転させた信号が発生する。従って、図23(B)に示すように、ノードN3は、位置P33のビヤによってインバータ回路INV5の出力ノードCbに接続される。
入力端子A1およびB1に0'の信号が入力される場合、出力端子Y1には1'の信号が発生し、ノードN5には0'の信号が発生する。従って、図23(B)に示すように、ノードN4は、位置P42のビヤによって基準電位VSSに接続される。
In the circuit shown in FIG. 23A, when a 1 'signal is input to the input terminals A1 and B1, a 0' signal is generated at the output terminal Y1, and a 1 'signal is generated at the node N5. . Therefore, as shown in FIG. 23B, the node N1 is connected to the power supply voltage VDD by the via at the position P11.
When a signal of 1 ′ is input to the input terminal A1 and a signal of 0 ′ is input to the input terminal B1, a signal having the same logical value as the signal of the input terminal C is generated at the output terminal Y1, and the signal of the input terminal C is generated at the node N5. A signal obtained by logically inverting is generated. Therefore, as shown in FIG. 23B, the node N2 is connected to the output node Cb of the inverter circuit INV5 by the via at the position P23.
When a signal of 0 ′ is input to the input terminal A1 and a signal of 1 ′ is input to the input terminal B1, a signal having the same logical value as the signal of the input terminal C is generated at the output terminal Y1, and the signal of the input terminal C is generated at the node N5. A signal obtained by logically inverting is generated. Accordingly, as shown in FIG. 23B, the node N3 is connected to the output node Cb of the inverter circuit INV5 by the via at the position P33.
When a 0 ′ signal is input to the input terminals A1 and B1, a 1 ′ signal is generated at the output terminal Y1, and a 0 ′ signal is generated at the node N5. Therefore, as shown in FIG. 23B, the node N4 is connected to the reference potential VSS by the via at the position P42.

図24は、図19に示す回路セルC_1,C_2,C_3,C_5,C_6の具体的な配線構造の一例を示す図である。   24 is a diagram illustrating an example of a specific wiring structure of the circuit cells C_1, C_2, C_3, C_5, and C_6 illustrated in FIG.

図24の例において、回路セルC_1,C_2,C_3は、この順序で行方向に並んで形成されている。回路セルC_4,C_5,C_6は、この順序で行方向に並んで形成されている。回路セルC_1とC_5、回路セルC_2とC_6、回路セルC_3とC_6は、それぞれ列方向に並んで形成されている。   In the example of FIG. 24, circuit cells C_1, C_2, and C_3 are formed side by side in this order in the row direction. Circuit cells C_4, C_5, and C_6 are formed in the row direction in this order. The circuit cells C_1 and C_5, the circuit cells C_2 and C_6, and the circuit cells C_3 and C_6 are formed side by side in the column direction.

回路セルC_1は、位置P11〜P44にビヤが作成されていないため、ルックアップテーブルとして動作せず、その代わりに、内蔵する3つのNAND回路(U1〜U3)がそれぞれ独立の回路として機能する。
回路セルC_2は、位置P13,P24,P34,P44にビヤを有しており、図15(B)の回路セルCf1に相当する論理機能を有する。
回路セルC_5は、位置P14,P21,P31,P41にビヤを有しており、図15(B)の回路セルCf2に相当する論理機能を有する。
回路セルC_3は、位置P13,P24,P34,P43にビヤを有しており、図17(B)の回路セルCf6に相当する論理機能を有する。
回路セルC_6は、位置P11,P23,P33,P42にビヤを有しており、図17(B)の回路セルCf7に相当する論理機能を有する。
The circuit cell C_1 does not operate as a look-up table because no via is created at the positions P11 to P44, and instead, the three built-in NAND circuits (U1 to U3) function as independent circuits.
The circuit cell C_2 has vias at positions P13, P24, P34, and P44, and has a logic function corresponding to the circuit cell Cf1 in FIG.
The circuit cell C_5 has vias at positions P14, P21, P31, and P41, and has a logic function corresponding to the circuit cell Cf2 in FIG.
The circuit cell C_3 has vias at positions P13, P24, P34, and P43, and has a logic function corresponding to the circuit cell Cf6 in FIG.
The circuit cell C_6 has vias at positions P11, P23, P33, and P42, and has a logic function corresponding to the circuit cell Cf7 in FIG.

回路セルの入出力端子は、配線群L2と配線LC1〜LC11との間に形成されるビヤを介して、回路セル間を渡る配線群に接続されているか、あるいは、電源配線LS1,LS2と配線LC1〜LC11との間に形成されるビヤを介して、電源電圧VDD,基準電位VSSに接続されている。   The input / output terminal of the circuit cell is connected to a wiring group extending between the circuit cells via a via formed between the wiring group L2 and the wirings LC1 to LC11, or is connected to the power supply wirings LS1 and LS2 and the wiring It is connected to the power supply voltage VDD and the reference potential VSS via a via formed between LC1 to LC11.

回路セル間を渡る配線群は、配線群L2とL4との間に形成されるビヤ、ならびに、配線群L1とL3との間に形成されるビヤによって連結されている。   A wiring group that crosses between circuit cells is connected by a via formed between the wiring groups L2 and L4 and a via formed between the wiring groups L1 and L3.

このように、本実施形態に係る半導体集積回路によれば、各回路セルの論理機能や回路セル間の配線経路を、第a層と第(a+1)層との間に形成するビヤに応じて自由にプログラムすることが可能である。   As described above, according to the semiconductor integrated circuit according to the present embodiment, the logic function of each circuit cell and the wiring path between the circuit cells are set according to the via formed between the a-th layer and the (a + 1) -th layer. It is possible to program freely.

次に、本実施形態に係る半導体集積回路における回路セルの検査方法について説明する。
図25は、回路セルの検査に係わる回路の一例を示す図であり、図1と図25に示す同一符号は同一の構成要素を示す。
Next, a method for inspecting circuit cells in the semiconductor integrated circuit according to the present embodiment will be described.
FIG. 25 is a diagram showing an example of a circuit related to the inspection of circuit cells, and the same reference numerals shown in FIGS. 1 and 25 indicate the same components.

本実施形態に係る半導体集積回路は、回路セルの検査に係わる回路として、列選択回路100と、プリチャージ回路200と、センスアンプ301,302,303,・・・と、スキャンフリップフロップ401,402,403,・・・とを有する。   The semiconductor integrated circuit according to the present embodiment includes a column selection circuit 100, a precharge circuit 200, sense amplifiers 301, 302, 303,..., And scan flip-flops 401, 402 as circuits related to circuit cell inspection. , 403,.

列選択回路100は、回路の検査を行うテストモードにおいて、列選択線CL1,CL2,CL3・・・を順次にハイレベルに設定する。ただし、列選択線CL1,CL2,CL3・・・は、それぞれ、回路セルアレイの第1列,第2列,第3列,・・・に属する回路セルに共通に接続される。
列選択回路100によって例えば第i列の列選択線CLiがハイレベルに設定されると、この列選択線CLiに接続される回路セルにおいてトランジスタQn15がそれぞれオンする。その結果、第i列の回路セルの検査結果を示す信号が検査出力線SL1,SL2,SL3,・・・へ出力される。
The column selection circuit 100 sequentially sets the column selection lines CL1, CL2, CL3... To a high level in a test mode for inspecting the circuit. However, the column selection lines CL1, CL2, CL3... Are connected in common to circuit cells belonging to the first column, the second column, the third column,.
For example, when the column selection line CLi of the i-th column is set to a high level by the column selection circuit 100, the transistor Qn15 is turned on in each circuit cell connected to the column selection line CLi. As a result, a signal indicating the inspection result of the circuit cell in the i-th column is output to the inspection output lines SL1, SL2, SL3,.

プリチャージ回路200は、列選択回路100において列選択線がハイレベルに設定される前に、検査出力線SL1,SL2,SL3,・・・を電源電圧VDDにプリチャージする。ただし、検査出力線SL1,SL2,SL3,・・・は、それぞれ、回路セルアレイの第1行,第2行,第3行,・・・に属する回路セルに共通に接続される。   The precharge circuit 200 precharges the test output lines SL1, SL2, SL3,... To the power supply voltage VDD before the column selection line is set to a high level in the column selection circuit 100. However, the inspection output lines SL1, SL2, SL3,... Are commonly connected to circuit cells belonging to the first row, the second row, the third row,.

センスアンプ301,302,303,・・・は、検査出力線SL1,SL2,SL3,・・・に出力される回路セルの検査結果の信号を増幅する。   The sense amplifiers 301, 302, 303,... Amplify the circuit cell inspection result signals output to the inspection output lines SL1, SL2, SL3,.

スキャンフリップフロップ401,402,403,・・・は、センスアンプ301,302,303,・・・において増幅された検査結果の信号をラッチし、シリアルデータに変換して出力する。   The scan flip-flops 401, 402, 403,... Latch the test result signal amplified by the sense amplifiers 301, 302, 303,.

図26は、図25に示す回路による検査処理の一例を図解したフローチャートである。   FIG. 26 is a flowchart illustrating an example of inspection processing by the circuit shown in FIG.

まず検査の開始時に、テスト対象の列を示す番号(以下、テスト列番号と表記する)、テスト信号のパターンを示す番号(以下、テストパターン番号と表記する)、テスト対象の行を示す番号(以下、テストビット番号と表記する)がそれぞれ0'に初期化される(ステップST201〜ST203)。   First, at the start of inspection, a number indicating a test target column (hereinafter referred to as a test column number), a number indicating a test signal pattern (hereinafter referred to as a test pattern number), and a number indicating a test target row ( Hereinafter, the test bit numbers are initialized to 0 '(steps ST201 to ST203).

次いで、テストパターン番号で示されるテスト信号が図示しない検査装置から回路セルに供給される。例えば図5に示す回路セルの場合、入力端子Ta1,Ta2,Tb1,Tb2,Td2に対して図示しない検査装置からテスト信号が供給される。また、各回路セルの端子Tmodがハイレベルに設定されるとともに、テスト列番号で示される列の列選択線が列選択回路100によってハイレベルに設定される。
端子Tmodがハイレベルになると、検査装置のテスト信号は各回路セルに入力される。そして、各回路セルからは、このテスト信号に応じた検査結果の信号が出力される。
このとき、列選択線がハイレベルに設定された列の回路セルでは、トランジスタQn15がオン状態になる。出力端子Y1bの信号は、トランジスタQn15を介して検査出力線SL1,SL2,SL3,・・・に出力される。検査出力線SL1,SL2,SL3,・・・の信号は、センスアンプ301,302,303,・・・において増幅され、スキャンフリップフロップ401,402,403,・・・にラッチされる(ステップST204)。
Next, a test signal indicated by a test pattern number is supplied to a circuit cell from an inspection device (not shown). For example, in the case of the circuit cell shown in FIG. 5, a test signal is supplied from an inspection device (not shown) to the input terminals Ta1, Ta2, Tb1, Tb2, and Td2. Further, the terminal Tmod of each circuit cell is set to the high level, and the column selection line of the column indicated by the test column number is set to the high level by the column selection circuit 100.
When the terminal Tmod becomes high level, the test signal of the inspection apparatus is input to each circuit cell. Each circuit cell outputs a test result signal corresponding to the test signal.
At this time, in the circuit cell of the column in which the column selection line is set to the high level, the transistor Qn15 is turned on. The signal at the output terminal Y1b is output to the inspection output lines SL1, SL2, SL3,... Via the transistor Qn15. The signals of the test output lines SL1, SL2, SL3,... Are amplified by the sense amplifiers 301, 302, 303,... And latched by the scan flip-flops 401, 402, 403,. ).

スキャンフリップフロップ401,402,403,・・・にラッチされるデータのうち、テストビット番号で示される行のデータが期待値と比較され(ステップST205)、期待値と異なる場合、このデータを出力した回路セルのブロックと列の情報が、欠陥を持つ回路セルの情報として記録される(ステップST206)。期待値と一致する場合は、スキャンフリップフロップ401,402,403,・・・のデータが1ビットシフトされ(ステップST207)、テストビット番号に1'が加算される(ステップST208)。このとき、テストビット番号が所定の最大値(すなわち最後の行を示す番号)に達していない場合は、1'を加算されたテストビット番号に対応する次の行のデータに対して、上述したステップST205〜ST208の処理が反復される。   .. Among the data latched by the scan flip-flops 401, 402, 403,..., The data in the row indicated by the test bit number is compared with the expected value (step ST205). The information on the block and column of the circuit cell thus recorded is recorded as information on the circuit cell having a defect (step ST206). If it matches the expected value, the data of the scan flip-flops 401, 402, 403,... Is shifted by 1 bit (step ST207), and 1 ′ is added to the test bit number (step ST208). At this time, if the test bit number does not reach the predetermined maximum value (that is, the number indicating the last row), the above-mentioned data is stored in the next row corresponding to the test bit number added with 1 ′. The processes in steps ST205 to ST208 are repeated.

テストビット番号が所定の最大値(すなわち最後の行を示す番号)に達していると判定された場合(ステップST209)、テストパターン番号に1'が加算される(ステップST210)。このとき、テストパターン番号が所定の最大値(すなわち最後のパターンを示す番号)に達していない場合は、1'を加算されたテストパターン番号に対応する次のテストパターンが図示しない検査装置において生成され、上述したステップST203〜ST210の処理が反復される。   When it is determined that the test bit number has reached a predetermined maximum value (that is, the number indicating the last row) (step ST209), 1 ′ is added to the test pattern number (step ST210). At this time, if the test pattern number does not reach the predetermined maximum value (that is, the number indicating the last pattern), the next test pattern corresponding to the test pattern number to which 1 ′ is added is generated in an inspection apparatus (not shown). Then, the processing of steps ST203 to ST210 described above is repeated.

テストパターン番号が所定の最大値(すなわち最後のパターンを示す番号)に達していると判定された場合(ステップST211)、テスト列番号に1'が加算される。このとき、テスト列番号が所定の最大値(すなわち最後の列を示す番号)に達していない場合は、1'を加算されたテスト列番号に対応する次の列が検査対象となる。すなわち、次の列の列選択信号が列選択回路100によってハイレベルに設定され、上述したステップST202〜ST212の処理が反復される。
テスト列番号が所定の最大値(すなわち最後の列を示す番号)に達したと判定された場合(ステップST213)、全回路セルの検査が終了する。
When it is determined that the test pattern number has reached a predetermined maximum value (that is, the number indicating the last pattern) (step ST211), 1 ′ is added to the test column number. At this time, if the test column number does not reach the predetermined maximum value (that is, the number indicating the last column), the next column corresponding to the test column number added with 1 ′ is the inspection target. That is, the column selection signal for the next column is set to a high level by the column selection circuit 100, and the processes of steps ST202 to ST212 described above are repeated.
When it is determined that the test column number has reached a predetermined maximum value (that is, the number indicating the last column) (step ST213), the inspection of all circuit cells is completed.

以上、本発明の実施形態について詳細に説明したが、本発明は上記の形態にのみ限定されるものではなく、種々のバリエーションを含んでいる。   As mentioned above, although embodiment of this invention was described in detail, this invention is not limited only to said form, Various modifications are included.

図4に示す回路セルは、図3に示す回路セルにおけるトランジスタQn1〜Qn6のスイッチをトランスファーゲート型のスイッチに置き換えたものであるが、他の回路セルにおいてもQn1〜Qn6をトランスファーゲート型のスイッチに置き換え可能である。また、本発明の選択回路に用いるスイッチは、上述した実施形態で示すものに限らず、他の種々のスイッチを用いることが可能である。   The circuit cell shown in FIG. 4 is obtained by replacing the switches of the transistors Qn1 to Qn6 in the circuit cell shown in FIG. 3 with transfer gate type switches. It can be replaced with. Further, the switches used in the selection circuit of the present invention are not limited to those shown in the above-described embodiments, and various other switches can be used.

上述した実施形態では、例として回路セルに2入力NAND回路を内蔵させる例を挙げているが、これに限らず、回路セルに3入力以上のNAND回路を内蔵させても良い。
その他、上述した実施形態において挙げている具体的数値(回路セルの入力数、出力数など)は説明上の一例であり、本発明においてはこれらを任意の数値に変更可能である。
In the embodiment described above, an example in which a two-input NAND circuit is built in a circuit cell is given as an example. However, the present invention is not limited to this, and a NAND circuit having three or more inputs may be built in a circuit cell.
In addition, the specific numerical values (the number of circuit cells input, the number of outputs, etc.) listed in the above-described embodiments are merely examples for explanation, and in the present invention, these can be changed to arbitrary numerical values.

本発明の実施形態に係る半導体集積回路の構成の一例を示す図である。It is a figure which shows an example of a structure of the semiconductor integrated circuit which concerns on embodiment of this invention. 回路セルの第1の構成例を示す図である。It is a figure which shows the 1st structural example of a circuit cell. 回路セルの第2の構成例を示す図である。It is a figure which shows the 2nd structural example of a circuit cell. 回路セルの第3の構成例を示す図である。It is a figure which shows the 3rd structural example of a circuit cell. 回路セルの第4の構成例を示す図である。It is a figure which shows the 4th structural example of a circuit cell. 回路セルの第5の構成例を示す図である。It is a figure which shows the 5th structural example of a circuit cell. 回路セルの第6の構成例を示す図である。It is a figure which shows the 6th structural example of a circuit cell. 回路セルの第7の構成例を示す図である。It is a figure which shows the 7th structural example of a circuit cell. 回路セルの第8の構成例を示す図である。It is a figure which shows the 8th structural example of a circuit cell. 回路セルの第9の構成例を示す図である。It is a figure which shows the 9th structural example of a circuit cell. 回路セルの第10の構成例を示す図である。It is a figure which shows the 10th structural example of a circuit cell. 本実施形態に係る半導体集積回路の配線構造の一例を示す図である。It is a figure which shows an example of the wiring structure of the semiconductor integrated circuit which concerns on this embodiment. 4ビットのデータ同士を乗算する方法の一例を示す図である。It is a figure which shows an example of the method of multiplying 4-bit data. 4ビットx4ビットの乗算を行うアレイ型乗算器の構成の一例を示す図である。It is a figure which shows an example of a structure of the array type multiplier which performs a multiplication of 4 bits x4 bits. 図14に示すアレイ型乗算器に含まれる第1の機能ユニットの構成例を示す図である。It is a figure which shows the structural example of the 1st functional unit contained in the array type | mold multiplier shown in FIG. 図14に示すアレイ型乗算器に含まれる第2の機能ユニットの構成例を示す図である。It is a figure which shows the structural example of the 2nd functional unit contained in the array type | mold multiplier shown in FIG. 図14に示すアレイ型乗算器に含まれる第3の機能ユニットの構成例を示す図である。It is a figure which shows the structural example of the 3rd functional unit contained in the array type | mold multiplier shown in FIG. 図13に示すアレイ型乗算器に含まれる回路の一部を示す図である。It is a figure which shows a part of circuit contained in the array type | mold multiplier shown in FIG. 図18に示す回路を、図5に示す回路セルで構成する例を示す図である。It is a figure which shows the example which comprises the circuit shown in FIG. 18 by the circuit cell shown in FIG. 図18に示す回路に使用される回路セルの論理機能とビヤの作成位置を説明するための第1の図である。FIG. 19 is a first diagram for explaining a logic function of a circuit cell used in the circuit shown in FIG. 18 and a creation position of a via. 図18に示す回路に使用される回路セルの論理機能とビヤの作成位置を説明するための第2の図である。FIG. 19 is a second diagram for explaining a logic function of a circuit cell used in the circuit shown in FIG. 18 and a via creation position. 図18に示す回路に使用される回路セルの論理機能とビヤの作成位置を説明するための第3の図である。FIG. 19 is a third diagram for describing a logic function of a circuit cell used in the circuit shown in FIG. 18 and a creation position of a via. 図18に示す回路に使用される回路セルの論理機能とビヤの作成位置を説明するための第4の図である。FIG. 19 is a fourth diagram for illustrating a logic function of a circuit cell used in the circuit shown in FIG. 18 and a creation position of a via. 図19に示す回路の配線構造の一例を示す図である。FIG. 20 is a diagram illustrating an example of a wiring structure of the circuit illustrated in FIG. 19. 回路セルの検査に係わる回路の一例を示す図である。It is a figure which shows an example of the circuit regarding the test | inspection of a circuit cell. 図25に示す回路による検査処理の一例を図解したフローチャートである。FIG. 26 is a flowchart illustrating an example of inspection processing by the circuit shown in FIG. 25. FIG.

符号の説明Explanation of symbols

C11〜Cmn・・・回路セル、U1〜U4・・・NAND回路、INV1〜INV7・・・インバータ回路、A,B,C,A1,A2,B1,B2,C1,C2,D1,D2・・・入力端子、Ta,Tb,Tc,Ta1,Ta2,Tb1,Tb2,Tc1,Tc2,Td2・・・テスト用入力端子、Y1,Y1b,Y2,Y3,Y4・・・出力端子、Qn1〜Qn15・・・nチャンネルMOS型トランジスタ、Qp1〜Qp7・・・pチャンネルMOS型トランジスタ、100・・・列選択回路、200・・・プリチャージ回路、301,302,303・・・センスアンプ、401,402,403・・・スキャンフリップフロップ、L1〜L4・・・配線群、LC1〜LC17,LS1,LS2・・・配線   C11 to Cmn: circuit cells, U1 to U4: NAND circuits, INV1 to INV7: inverter circuits, A, B, C, A1, A2, B1, B2, C1, C2, D1, D2. Input terminals, Ta, Tb, Tc, Ta1, Ta2, Tb1, Tb2, Tc1, Tc2, Td2 ... test input terminals, Y1, Y1b, Y2, Y3, Y4 ... output terminals, Qn1 to Qn15 .. n-channel MOS transistors, Qp1 to Qp7... P-channel MOS transistors, 100... Column selection circuit, 200... Precharge circuit, 301, 302, 303. , 403... Scan flip-flop, L1 to L4... Wiring group, LC1 to LC17, LS1, LS2.

Claims (23)

論理機能適応的に構成可能な複数の回路セルを接続して構成される半導体集積回路であって、
上記回路セルは、
第1入力端子および複数の第2入力端子を含んだ複数の入力端子と、
第1出力端子と、
所定の信号群の中から当該回路セルに構成される論理機能に応じた信号をそれぞれ入力する、もしくは、当該回路セルに構成される論理機能に応じて上記第1入力端子から絶縁される複数のノードと、上記複数のノードのうち、上記複数の入力端子の少なくとも一部から入力される信号に応じて選択したノードと上記第1入力端子とを接続する選択回路と、第1配線層に形成されて、上記複数のノードに接続される複数の第1配線と、上記第1配線層を覆う第2配線層に形成され、上記所定の信号群の各信号を伝送する複数の第2配線と、上記複数の第2配線の何れか1つを、ビヤを介して当該回路セルに構成される論理機能に応じて選択的に上記第1配線に接続する1つまたは複数の第3配線とを有するルックアップテーブルと
上記ビアが形成されないで上記第1の端子が上記複数のノードと絶縁されたとき、上複数の第2入力端子から入力される信号同士の反転論理積を演算し、当該反転論理積を上記第1出力端子へ出力し、上記ビアが形成されて上記第1の端子が上記複数のノードの少なくとも1つと接続されてルックアップテーブルとして動作させるとき、上記ルックアップテーブルで選択された信号が該ルックアップテーブルの出力端子から供給され、当該供給された信号を増幅して出力するバッファ機能を有する第1論理回路と
を有する
半導体集積回路。
A semiconductor integrated circuit configured by connecting a plurality of circuit cells whose logic functions can be adaptively configured,
The circuit cell is
A plurality of input terminals including a first input terminal and a plurality of second input terminals;
A first output terminal;
A signal corresponding to a logic function configured in the circuit cell is input from a predetermined signal group, or a plurality of signals isolated from the first input terminal according to the logic function configured in the circuit cell. and a node, among the above SL plurality of nodes, a selection circuit for connecting the at least a portion the node selected according to a signal inputted from the above first input terminal of said plurality of input terminals, the first wiring layer A plurality of first wirings formed and connected to the plurality of nodes and a plurality of second wirings formed on a second wiring layer covering the first wiring layer and transmitting each signal of the predetermined signal group And one or more third wirings that selectively connect one of the plurality of second wirings to the first wiring according to a logic function configured in the circuit cell via a via A lookup table having
When in the via is not formed above the first terminal is insulated from the plurality of nodes, calculates the inverted logical product between the signals inputted from above SL plurality of second input terminals, said the inverted logical product When the signal is output to the first output terminal and the via is formed and the first terminal is connected to at least one of the plurality of nodes and operates as a lookup table, the signal selected in the lookup table is And a first logic circuit having a buffer function which is supplied from an output terminal of the lookup table and amplifies and outputs the supplied signal .
上記回路セルは、上記複数の入力端子のうちの所定の入力端子から入力される信号を論理反転するインバータ回路を更に有し、
上記所定の信号群は、上記インバータ回路の入力信号および出力信号を含む、
請求項1に記載の半導体集積回路。
The circuit cell further includes an inverter circuit that logically inverts a signal input from a predetermined input terminal of the plurality of input terminals,
The predetermined signal group includes an input and output signals of the upper heard inverter circuit,
The semiconductor integrated circuit according to claim 1.
上記回路セルは、上記所定の入力端子から入力される信号を増幅して上記インバータ回路に入力する第1増幅回路を更に有し、
上記所定の信号群は、上記第1増幅回路において増幅された信号を含む、
請求項2に記載の半導体集積回路。
The circuit cell further includes a first amplifier circuit that amplifies a signal input from the predetermined input terminal and inputs the signal to the inverter circuit,
The predetermined signal group includes a signal amplified in the first amplifier circuit.
The semiconductor integrated circuit according to claim 2.
上記選択回路は、上記複数のノードと上記第入力端子との間の信号経路に挿入され、上記複数の入力端子の少なくとも一部から入力される信号に応じてそれぞれオンまたはオフに設定される複数のスイッチを含む、
請求項1に記載の半導体集積回路。
The selection circuit is inserted into a signal path between the plurality of nodes and the first input terminal, and is set on or off according to a signal input from at least a part of the plurality of input terminals. Including multiple switches,
The semiconductor integrated circuit according to claim 1.
上記スイッチは、nチャンネル絶縁ゲート型トランジスタを含む、
請求項4に記載の半導体集積回路。
The switch includes an n-channel insulated gate transistor.
The semiconductor integrated circuit according to claim 4.
上記スイッチは、並列に接続され、共通にオンまたはオフするように駆動されるnチャンネル絶縁ゲート型トランジスタおよびpチャンネル絶縁ゲート型トランジスタを含む、
請求項5に記載の半導体集積回路。
The switch includes an n-channel insulated gate transistor and a p-channel insulated gate transistor connected in parallel and driven to be turned on or off in common.
The semiconductor integrated circuit according to claim 5.
上記回路セルは、
上記複数の入力端子の少なくとも一部から入力される信号同士の反転論理積を演算して出力する第2論理回路と、
上記第2論理回路の出力信号を当該回路セルの外部へ出力する第2出力端子と
を更に有し、
上記選択回路は、上記複数のノードと上記第1入力端子との間の信号経路に挿入され、2つの入力信号の一方を選択して出力する選択素子を含み、
上記選択素子は、
第1入力ノードおよび第2入力ノードと、
出力ノードと、
上記第1入力ノードと上記出力ノードとの間に接続され、上記第2論理回路に入力される複数の信号のうちの所定の信号が第1の値を持つ場合にオンし、上記第1の値を論理反転させた第2の値を持つ場合にオフする第1スイッチと、
上記第2入力ノードと上記出力ノードとの間に接続され、上記第2論理回路の出力信号が上記第1の値を持つ場合にオンし、上記第2の値を持つ場合にオフする第2スイッチと
を含む、
請求項1に記載の半導体集積回路。
The circuit cell is
A second logic circuit that calculates and outputs an inverted logical product of signals input from at least a part of the plurality of input terminals;
A second output terminal for outputting the output signal of the second logic circuit to the outside of the circuit cell;
The selection circuit includes a selection element that is inserted into a signal path between the plurality of nodes and the first input terminal and selects and outputs one of the two input signals.
The selection element is
A first input node and a second input node;
An output node;
Connected between the first input node and the output node, and is turned on when a predetermined signal of the plurality of signals input to the second logic circuit has a first value, and the first A first switch that turns off when having a second value obtained by logically inverting the value;
A second node connected between the second input node and the output node and turned on when the output signal of the second logic circuit has the first value and turned off when the second signal has the second value. Including switches and
The semiconductor integrated circuit according to claim 1.
上記回路セルは、上記第2論理回路の出力信号を伝送する配線と上記複数の入力端子の少なくとも一部とを、当該回路セルに構成される論理機能に応じて接続する配線を更に有する、
請求項に記載の半導体集積回路。
The circuit cell further includes a wiring that connects a wiring for transmitting an output signal of the second logic circuit and at least a part of the plurality of input terminals according to a logic function configured in the circuit cell.
The semiconductor integrated circuit according to claim 7 .
上記回路セルは、上記複数の入力端子の少なくとも一部から入力される信号同士の反転論理積を演算して出力する第3論理回路を更に有し、
上記所定の信号群は、上記第3論理回路の出力信号と、上記第3の論理回路に入力される複数の信号の少なくとも1つとを含む、
請求項1に記載の半導体集積回路。
The circuit cell further includes a third logic circuit that calculates and outputs an inverted logical product of signals input from at least a part of the plurality of input terminals,
The predetermined signal group includes an output signal of the third logic circuit and at least one of a plurality of signals input to the third logic circuit.
The semiconductor integrated circuit according to claim 1.
上記回路セルは、上記入力端子から入力される信号を増幅して上記第3論理回路に入力する第3増幅回路を更に含み、
上記所定の信号群は、上記第3増幅回路において増幅された信号を含む、
請求項に記載の半導体集積回路。
The circuit cell further includes a third amplifier circuit that amplifies a signal input from the input terminal and inputs the signal to the third logic circuit,
The predetermined signal group includes a signal amplified in the third amplifier circuit.
The semiconductor integrated circuit according to claim 9 .
上記回路セルは、上記第3論理回路の出力信号を当該回路セルの外部へ出力する第3出力端子を更に有する、
請求項に記載の半導体集積回路。
The circuit cell further includes a third output terminal that outputs an output signal of the third logic circuit to the outside of the circuit cell.
The semiconductor integrated circuit according to claim 9 .
上記回路セルは、上記第3論理回路の出力信号を伝送する配線と上記複数の入力端子の少なくとも一部とを、当該回路セルに構成される論理機能に応じて接続する配線を更に有する、
請求項に記載の半導体集積回路。
The circuit cell further includes a wiring that connects a wiring for transmitting an output signal of the third logic circuit and at least a part of the plurality of input terminals according to a logic function configured in the circuit cell.
The semiconductor integrated circuit according to claim 9 .
論理機能適応的に構成可能な複数の回路セルを接続して構成される半導体集積回路であって、
上記回路セルは、
複数の入力端子と、
第1出力端子と、
所定の信号群の中から、当該回路セルに構成される論理機能に応じた信号をそれぞれ入力する複数のノードと、上記複数のノードに入力される信号のうち、上記複数の入力端子の少なくとも一部から入力される信号に応じて選択した信号を上記第1出力端子に出力する選択回路と、第1配線層に形成されて、上記複数のノードに接続される複数の第1配線と、上記第1配線層を覆う第2配線層に形成され、上記所定の信号群の各信号を伝送する複数の第2配線と、上記複数の第2配線の何れか1つを、ビヤを介して当該回路セルに構成される論理機能に応じて選択的に上記第1配線に接続する1つまたは複数の第3配線とを有するルックアップテーブルと
上記ビアが形成されないで上記第1の端子が上記複数のノードと絶縁されたとき、上記複数の入力端子の少なくとも一部に入力される信号同士の反転論理積を演算して出力し、上記ビアが形成されて上記第1の端子が上記複数のノードの少なくとも1つと接続されてルックアップテーブルとして動作させるとき、上記ルックアップテーブルで選択された信号が該ルックアップテーブルの出力端子から供給され、当該供給された信号を増幅して出力するバッファ機能を有する論理回路と、
上記論理回路の出力信号を当該回路セルの外部へ出力する第2出力端子と
を有し、
上記選択回路は、上記複数のノードと上記第1出力端子との間の信号経路に挿入され、2つの入力信号の一方を選択して出力する選択素子を含み、
上記選択素子は、
第1入力ノードおよび第2入力ノードと、
出力ノードと、
上記第1入力ノードと上記出力ノードとの間に接続され、上記論理回路に入力される複数の信号のうち所定の信号が第1の値を持つ場合にオンし、上記第1の値を論理反転させた第2の値を持つ場合にオフする第1スイッチと、
上記第2入力ノードと上記出力ノードとの間に接続され、上記論理回路の出力信号が上記第1の値を持つ場合にオンし、上記第2の値を持つ場合にオフする第2スイッチと
を含む、
半導体集積回路。
A semiconductor integrated circuit configured by connecting a plurality of circuit cells whose logic functions can be adaptively configured,
The circuit cell is
Multiple input terminals,
A first output terminal;
From a predetermined signal group, among signals input a signal corresponding to the configured logic function to the circuit cells and a plurality of nodes respectively input, on SL plurality of nodes, at least of the plurality of input terminals A selection circuit for outputting a signal selected according to a signal input from a part to the first output terminal, a plurality of first wirings formed in a first wiring layer and connected to the plurality of nodes, A plurality of second wirings that are formed on a second wiring layer covering the first wiring layer and transmit each signal of the predetermined signal group, and any one of the plurality of second wirings are connected via a via A lookup table having one or more third wirings selectively connected to the first wiring according to a logic function configured in the circuit cell ;
When the via is not formed and the first terminal is insulated from the plurality of nodes, an AND operation of signals inputted to at least a part of the plurality of input terminals is calculated and output, and the via Is formed and the first terminal is connected to at least one of the plurality of nodes to operate as a lookup table, a signal selected in the lookup table is supplied from an output terminal of the lookup table, A logic circuit having a buffer function for amplifying and outputting the supplied signal ;
A second output terminal for outputting an output signal of the logic circuit to the outside of the circuit cell;
The selection circuit includes a selection element that is inserted into a signal path between the plurality of nodes and the first output terminal and selects and outputs one of two input signals.
The selection element is
A first input node and a second input node;
An output node;
It is connected between the first input node and the output node, and is turned on when a predetermined signal among the plurality of signals input to the logic circuit has a first value, and the first value is logically A first switch that turns off when having an inverted second value;
A second switch connected between the second input node and the output node and turned on when the output signal of the logic circuit has the first value and turned off when the output signal has the second value; including,
Semiconductor integrated circuit.
上記回路セルは、上記論理回路の出力信号を伝送する配線と上記複数の入力端子の少なくとも一部とを、当該回路セルに構成される論理機能に応じて接続する配線を更に有する、
請求項13に記載の半導体集積回路。
The circuit cell further includes a wiring that connects a wiring that transmits an output signal of the logic circuit and at least a part of the plurality of input terminals according to a logic function configured in the circuit cell.
The semiconductor integrated circuit according to claim 13 .
上記回路セルは、上記複数の入力端子のうちの所定の入力端子から入力される信号を論理反転するインバータ回路を更に有し、
上記所定の信号群は、上記第インバータ回路の入力信号および出力信号を含む、
請求項13に記載の半導体集積回路。
The circuit cell further includes an inverter circuit that logically inverts a signal input from a predetermined input terminal of the plurality of input terminals,
The predetermined signal group includes an input signal and an output signal of the first inverter circuit.
The semiconductor integrated circuit according to claim 13 .
上記回路セルは、上記所定の入力端子から入力される信号を増幅して上記インバータ回路に入力する第1増幅回路を更に有し、
上記所定の信号群は、上記第1増幅回路において増幅された信号を含む、
請求項15に記載の半導体集積回路。
The circuit cell further includes a first amplifier circuit that amplifies a signal input from the predetermined input terminal and inputs the signal to the inverter circuit,
The predetermined signal group includes a signal amplified in the first amplifier circuit.
The semiconductor integrated circuit according to claim 15 .
上記回路セルは、上記選択回路において選択された信号を増幅して上記第1出力端子に出力する第2増幅回路を有する、
請求項13に記載の半導体集積回路。
The circuit cell includes a second amplifier circuit that amplifies the signal selected in the selection circuit and outputs the amplified signal to the first output terminal.
The semiconductor integrated circuit according to claim 13 .
上記第1スイッチおよび上記第2スイッチは、nチャンネル絶縁ゲート型トランジスタをそれぞれ含む、
請求項13に記載の半導体集積回路。
The first switch and the second switch each include an n-channel insulated gate transistor.
The semiconductor integrated circuit according to claim 13 .
上記第1スイッチおよび上記第2スイッチは、並列に接続され、共通にオンまたはオフするように駆動されるnチャンネル絶縁ゲート型トランジスタおよびpチャンネル絶縁ゲート型トランジスタをそれぞれ含む、
請求項13に記載の半導体集積回路。
The first switch and the second switch include an n-channel insulated gate transistor and a p-channel insulated gate transistor that are connected in parallel and are driven to be turned on or off in common.
The semiconductor integrated circuit according to claim 13 .
上記回路セルは、上記複数の入力端子の少なくとも一部から入力される信号同士の反転論理積を演算して出力する第3論理回路を更に有し、
上記所定の信号群は、上記第3論理回路の出力信号と、上記第3の論理回路に入力される複数の信号の少なくとも1つとを含む、
請求項13に記載の半導体集積回路。
The circuit cell further includes a third logic circuit that calculates and outputs an inverted logical product of signals input from at least a part of the plurality of input terminals,
The predetermined signal group includes an output signal of the third logic circuit and at least one of a plurality of signals input to the third logic circuit.
The semiconductor integrated circuit according to claim 13 .
上記回路セルは、上記入力端子から入力される信号を増幅して上記第3論理回路に入力する第3増幅回路を更に含み、
上記所定の信号群は、上記第3増幅回路において増幅された信号を含む、
請求項20に記載の半導体集積回路。
The circuit cell further includes a third amplifier circuit that amplifies a signal input from the input terminal and inputs the signal to the third logic circuit,
The predetermined signal group includes a signal amplified in the third amplifier circuit.
The semiconductor integrated circuit according to claim 20 .
上記回路セルは、上記第3論理回路の出力信号を当該回路セルの外部へ出力する第3出力端子を更に有する、
請求項20に記載の半導体集積回路。
The circuit cell further includes a third output terminal that outputs an output signal of the third logic circuit to the outside of the circuit cell.
The semiconductor integrated circuit according to claim 20 .
上記回路セルは、上記第3論理回路の出力信号を伝送する配線と上記複数の入力端子の少なくとも一部とを、当該回路セルに構成される論理機能に応じて接続する配線を更に有する、
請求項20に記載の半導体集積回路。
The circuit cell further includes a wiring that connects a wiring for transmitting an output signal of the third logic circuit and at least a part of the plurality of input terminals according to a logic function configured in the circuit cell.
The semiconductor integrated circuit according to claim 20 .
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