JP6405970B2 - Semiconductor device design method, design apparatus, and semiconductor device - Google Patents
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本発明は、半導体装置の設計方法、設計装置、及び半導体装置に関する。 The present invention relates to a semiconductor device design method, a design apparatus, and a semiconductor device.
近年のLSI(Large Scale Integration)設計では、低消費電力及び高性能化を目的として、ブロック間で異なる電圧を使用することが多くなっている。 In recent LSI (Large Scale Integration) designs, different voltages are often used between blocks for the purpose of lower power consumption and higher performance.
電圧降下回路とスイッチ回路とを並列に設け、ハイレベルの入力時には電圧降下回路により電圧降下し、ローレベルの入力時にはスイッチ回路により電圧を引き上げるようにしたレベルシフト回路が知られている。 There is known a level shift circuit in which a voltage drop circuit and a switch circuit are provided in parallel so that a voltage drop is caused by a voltage drop circuit when a high level is inputted and a voltage is raised by a switch circuit when a low level is inputted.
また、より低い電源電圧信号を受け取とる第1のバッファと、より高い電源電圧が供給され、第1のバッファにより駆動される第2のバッファとを有するレベルコンバータにおいて、第2のバッファの出力が電源選択機構を選択的に切り替えて、第1のバッファに見かけ上の電源Vを供給することで、単一電源電圧で動作できるようにした技術等が提案されている。 In a level converter having a first buffer that receives a lower power supply voltage signal and a second buffer that is supplied with a higher power supply voltage and is driven by the first buffer, the output of the second buffer is A technique or the like has been proposed in which a power supply selection mechanism is selectively switched and an apparent power supply V is supplied to a first buffer so that it can operate with a single power supply voltage.
上述した技術では、入力信号の電圧をレベルシフトして出力する回路に関する技術であり、チップ内に回路の動作を実現するセルに加えて、上述したような回路を低電力領域と高電力領域の境界付近に備える必要がある。 The above-described technology is a technology related to a circuit that outputs a level-shifted voltage of an input signal. In addition to a cell that realizes the operation of a circuit in a chip, the above-described circuit can be used in a low power region and a high power region. It is necessary to prepare near the boundary.
LSIの規模の拡大と共にブロック化も細分化された場合には、レベルシフト回路、レベルコンバータ等のレベルシフタセル(LSセル)の増大により、セルの配置面積が大きくなり、配置面積が大きくなることによる信号伝播の遅延を無視することができなくなっている。 When the block size is subdivided with the expansion of the scale of the LSI, the increase in level shifter cells (LS cells) such as level shift circuits and level converters increases the cell layout area and the layout area. The signal propagation delay can no longer be ignored.
したがって、1つの側面では、本発明は、最適レベルシフタを自動生成することを目的とする。 Accordingly, in one aspect, the present invention is directed to automatically generating an optimal level shifter.
一態様によれば、第1の電源が供給される第1の回路に含まれ、ゲートが前記第1の電源より電圧値が低い第2の電源が供給される第2の回路の出力に接続される第1のトランジスタを抽出し、前記第1のトランジスタが前記第1のトランジスタと異なる第2のトランジスタとソースを共有しているか否かを識別し、前記ソースを共有していない場合、前記ソースと前記第1の電源との間に、予め配置された複数の第3のトランジスタの内の1個のトランジスタを直列に接続し、前記ソースを共有している場合は、前記ソースと前記第1の電源との間に、前記予め配置された複数の第3のトランジスタの内の2個のトランジスタを直列に接続する処理をコンピュータに実行させる半導体装置の設計方法が提供される。 According to one aspect, the first circuit supplied with the first power supply includes a gate connected to the output of the second circuit supplied with the second power supply whose voltage value is lower than that of the first power supply. The first transistor to be extracted, and whether the first transistor shares a source with a second transistor different from the first transistor, and if the source is not shared, In the case where one of a plurality of third transistors arranged in advance is connected in series between the source and the first power supply, and the source is shared, the source and the first power supply There is provided a method for designing a semiconductor device that causes a computer to execute a process of connecting two of the plurality of third transistors arranged in advance in series with one power source.
また、上記課題を解決するための手段として、上記方法を行う装置、コンピュータに上記処理を実行させるためのプログラム、及び、そのプログラムを記憶した記憶媒体とすることもできる。 Further, as means for solving the above-described problems, an apparatus for performing the above-described method, a program for causing a computer to execute the above-described processing, and a storage medium storing the program may be used.
更に、他の一態様によれば、第1の電源が供給される第1の回路に含まれ、ゲートが前記第1の電源より電圧値が低い第2の電源が供給される第2の回路の出力に接続される第1のトランジスタが、前記第1のトランジスタと異なる第2のトランジスタとソースを共有していない場合、前記ソースと前記第1の電源との間に、1個のトランジスタが直列に接続され、かつ、前記1個のトランジスタのゲートが前記第2の回路の出力に接続され、前記第1のトランジスタが、前記第1のトランジスタと異なる第2のトランジスタと前記ソースを共有している場合、前記ソースと前記第1の電源との間に、2個以上のトランジスタが直列に接続され、かつ、前記2個以上のトランジスタのゲートが負電源電圧又はグランドに接続されている半導体装置が提供される。 Further, according to another aspect, the second circuit is included in the first circuit to which the first power is supplied, and the second circuit is supplied with the second power whose gate is lower in voltage than the first power. When the first transistor connected to the output of the first transistor does not share a source with a second transistor different from the first transistor, one transistor is connected between the source and the first power supply. Connected in series, and the gate of the one transistor is connected to the output of the second circuit, and the first transistor shares the source with a second transistor different from the first transistor. A semiconductor in which two or more transistors are connected in series between the source and the first power supply, and the gates of the two or more transistors are connected to a negative power supply voltage or ground. Location is provided.
最適レベルシフタを自動生成することができる。 An optimum level shifter can be automatically generated.
以下、本発明の実施の形態を図面に基づいて説明する。先ず、チップ内の低電力領域と高速領域(高電力領域ともいう)間の信号伝達方法について説明する。図1は、異なる電力領域間の信号伝達方法を説明するための図である。 Hereinafter, embodiments of the present invention will be described with reference to the drawings. First, a signal transmission method between a low power region and a high speed region (also referred to as a high power region) in the chip will be described. FIG. 1 is a diagram for explaining a signal transmission method between different power regions.
図1(A)、図1(B)及び図1(C)の各例では、低電力領域1aのセル3aには0.7V電源2aが供給され、高速領域1bのセル3bには0.9V電源2bが供給される場合を一例として示している。各領域1a及び1bの電源電圧をこれらの値に限定するものではない。
In each example of FIG. 1A, FIG. 1B, and FIG. 1C, 0.7
図1(A)では、低電力領域1aのセル3aの1つと、直接高速領域1bのセル3bの1つとが直接接続される場合の例を示している。図1(B)では、レベルシフタ(LS)セル3cを領域1aと1bの境界に挿入する例を示している。図1(C)では、LS機能付きセル3dの例を示している。LS機能付きセル3dは、高速領域1bの低電力領域1aのセル3aからの出力信号を受ける最初のセル3bに、レベルシフタ機能を付加したセルである。
FIG. 1A shows an example in which one of the
以下に、各信号伝達方法についてその問題点について考察する。図2は、図1(A)の直接接続の場合を説明するための図である。図2では、セル3a及び3bがインバータ(INV)セルの場合の直接接続を一例として示している。
The problem of each signal transmission method will be discussed below. FIG. 2 is a diagram for explaining the case of direct connection in FIG. In FIG. 2, direct connection in the case where the
図2において、セル3aは、pMOSトランジスタ3a_pと、nMOSトランジスタ3a_nからなるインバータセルである。pMOSトランジスタ3a_pは、0.7V電源2aに接続され、nMOSトランジスタ3a_nは、Vss2gに接続される。
In FIG. 2, a
また、セル3bは、pMOSトランジスタ3b_pと、nMOSトランジスタ3b_nからなるインバータセルである。pMOSトランジスタ3b_pは、0.9電源2bに接続され、nMOSトランジスタ3b_nは、Vss2gに接続される。
The
セル3aとセル3bとは直接接続されるため、セル3bのpMOSトランジスタ3b_pをオフするときには、pMOSトランジスタ3b_pのソース側の電位と同じ電位でないとオフすることができない。
Since the
しかし、ソース側の電位(0.9V)より低い電圧(即ち、セル3aからの出力信号の電圧(0.7V))がセル3bのゲートに流れるため、完全にオフすることができず、リーク電流が大きくなってしまう。低電力領域1aからの出力信号を最初に受信する、高速領域1bの初段のセル3bにおいて、pMOSトランジスタ3b_pのオフ時のリーク電流が大きくなるといった問題がある。
However, since a voltage lower than the source-side potential (0.9 V) (that is, the voltage (0.7 V) of the output signal from the
図3は、図1(B)のLSセルを挿入した場合を説明するための図である。図3では、クロスカップリングタイプのLSセル3cを一例として示している。LSセル3cは、0.7V電源2aの供給を受ける第1素子構造と、0.9V電源2bの供給を受ける第2素子構造による、異なる2つの素子構造が接続された構成を有する。通常、このタイプがレベルシフタとして使用される。
FIG. 3 is a diagram for explaining a case where the LS cell of FIG. 1B is inserted. In FIG. 3, a cross coupling
第1素子構造は、バッファ構造(2つのインバータセルを並列に接続した構造)に相当し、2つのpMOSトランジスタ3c_p1及び3c_p2は、0.7V電源2aに接続され、2つのnMOSトランジスタ3c_n1及び3c_n2は、Vss2gに接続される。
The first element structure corresponds to a buffer structure (a structure in which two inverter cells are connected in parallel), the two pMOS transistors 3c_p1 and 3c_p2 are connected to the 0.7
第2素子構造は、フリップフロップ構造に相当し、2つのpMOSトランジスタ3c_p3及び3c_p4は、0.9V電源2bに接続され、2つのnMOSトランジスタ3c_n3及び3c_n4は、Vss2gに接続される。
The second element structure corresponds to a flip-flop structure, the two pMOS transistors 3c_p3 and 3c_p4 are connected to the 0.9
高速領域1bの0.9V電源2bが供給されるpMOSトランジスタ3c_p3及び3c_p4には、直接0.7Vの電流は流れないため、この例では、リーク電流の問題はない。しかしながら、LSセル3cは、論理上不要なセルであり、このような不要なセルの挿入によって面積が大きくなり、そのため、遅延が大きくなるといった問題がある。
Since no 0.7V current flows directly through the pMOS transistors 3c_p3 and 3c_p4 supplied with the 0.9
図4は、図1(C)のLS機能付セルを用いた場合を説明するための図である。図4では、LS機能付きセル3dの一例を示している。LS機能付きセル3dは、例えば、NOTセル、NANDセルの組み合せで表され、最近の設計手法では、異電位境界を定めないでタイミング的に最適設計する手法も提案されている。その場合、電圧境界がどこになるのかは、論理合成後にタイミング設計を行うまで分からない、といった問題がある。
FIG. 4 is a diagram for explaining the case where the cell with the LS function of FIG. 1C is used. FIG. 4 shows an example of the
また、LS機能付きセル3dは、高速領域1bにおいて、低電力領域1aからの信号が入力される最初のセル3b毎に、即ち、NANDセル、NOTセル等のセル毎に、機能付きセルを作成しておかなければならない。種々のLS機能付きセル3dを作成するため、物理情報、セルライブラリ等への情報の追加が必要となる。
In addition, in the high-
図1、及び図2〜図4における上述した考察をまとめると、既存の異なる電力領域間の信号伝達方法には、以下の問題点が存在する。
・直接接続の場合(図1(A)、図2)
リーク電流が大きくなる。
・LSセル挿入の場合(図1(B)、図3)
面積が大きくなることで、遅延が大きくなる。
・LS機能付きセルの場合(図1(C)、図4)
大量の特殊セルの作成が必要となる。物理情報、セルライブラリ等が大きくなる。また、設計前にどのセル間が異電位境界になるのかが分からない。
1 and FIG. 2 to FIG. 4 are summarized, the following problems exist in the signal transmission method between existing different power domains.
・ Direct connection (Fig. 1 (A), Fig. 2)
Leakage current increases.
・ In the case of LS cell insertion (FIG. 1 (B), FIG. 3)
As the area increases, the delay increases.
In the case of a cell with LS function (FIG. 1 (C), FIG. 4)
A lot of special cells need to be created. Physical information, cell library, etc. become large. In addition, it is not known which cells have different potential boundaries before designing.
本実施形態では、LSセル3c、LS機能付きセル3dを用いることなく、高速領域1bの最初のセル3bにフィラーセル(又はECO(Engineering Change Order)セル)のpMOSトランジスタを1段以上接続させることで、LS機能を実現する。
In the present embodiment, one or more pMOS transistors of filler cells (or ECO (Engineering Change Order) cells) are connected to the
以下に、本実施形態における、入力部のトランジスタのソースが他のトランジスタと共有されているか否かを検出し、ソース共有の有無に応じて、トランジスタを1段又は2段以上挿入する設計方法、設計装置、及び、そのように構成された回路構成を示す。 Hereinafter, in the present embodiment, a design method for detecting whether the source of the transistor of the input unit is shared with other transistors and inserting one or more transistors according to the presence or absence of source sharing, A design apparatus and the circuit structure comprised in that way are shown.
図5は、本実施形態を説明するための図である。フィラーセルは、セル3b間の電源接続やプロセス平坦化のためにセル3bが置かれていない領域に自動的に配置されるセルである。そのフィラーセルは、改版時に配線改版だけで済むように予めNAND型やインバータ型の素子形状を持ったECOセルとしての機能も備えている。
FIG. 5 is a diagram for explaining the present embodiment. The filler cell is a cell that is automatically arranged in a region where the
発明者は、フィラーセル(ECO)を形成するpMOSトランジスタを利用することに着目した。 The inventor has focused on using a pMOS transistor that forms a filler cell (ECO).
低電力領域1aと高速領域1bとの境界に近い、高速領域1bの最初のセル3bに対して、セル3bに近接するフィラーセルのpMOSトランジスタ3f_p1を0.9V電源2b側に接続されるように配線を変更することで、セル3bの上段にpMOSトランジスタ3f_p1を追加することができる。
For the
ゲート電位は、即ち、接続3eは、セル3bの論理によって変えるものとする。レイアウト上、pMOSトランジスタのソース端子を共有して無いインバータセル、2NANDセル、NORセル等(以下、「ソース共有無しセル」という)は、入力端子と接続する。レイアウト上、pMOSトランジスタのソース端子を共有しているセル(以下、「ソース共有有りセル」という)は、Vssクリップ(負電源電圧又はグランドに接続)してpMOSトランジスタを縦積みとする。pMOSトランジスタの段数を増やし、直列に接続する。
The gate potential, that is, the connection 3e is changed according to the logic of the
ソース共有無しセルの場合について図6で説明する。図6は、ソース共有無しセルにレベルシフタ機能を追加する方法を説明するための図である。 The case of a cell without source sharing will be described with reference to FIG. FIG. 6 is a diagram for explaining a method of adding a level shifter function to a cell without source sharing.
図6(A)では、セル3bがインバータセルの場合のpMOSトランジスタ3f_p1の追加接続例を示す。本実施形態では、フィラーセルのpMOSトランジスタ3f_p1のゲート電位をセル3bの入力信号と共有化する。即ち、接続3eによって、pMOSトランジスタ3f_p1が、セル3bのノード3pに接続される。この接続3eによって、pMOSトランジスタ3f_p1のゲート制御が可能となる。
FIG. 6A shows an additional connection example of the pMOS transistor 3f_p1 when the
図6(B)では、ソース共有無しセルのレイアウト例を示す。この例では、インバータセルを一例として、本実施形態の説明に必要な部分のみを示している。セル3bでは、pMOS素子領域3b_pdとnMOS素子領域3b_ndとに対して、1つのゲートパターン3b_g1が形成される。
FIG. 6B shows a layout example of a cell without source sharing. In this example, the inverter cell is taken as an example, and only the portion necessary for the description of the present embodiment is shown. In the
pMOS素子領域3b_pdは、0.9V電源2bに配線パターン3b_m1及びビア6vとによって接続され、pMOS素子領域3b_pdとnMOS素子領域3b_ndとは、配線パターン3b_m2及びビア6vとによって接続される。また、nMOS素子領域3b_ndは、Vss2gに配線パターン3b_m1及びビア6vとによって接続される。
The pMOS element region 3b_pd is connected to the 0.9
このようなセル3bのレイアウトは、レイアウト情報で示される。レイアウト情報を参照することで、pMOS素子領域3b_pdと0.9V電源2bとを接続する配線パターン3b_m1が、pMOS素子領域3b_pdにおいて片側にゲートパターン3b_g1のみであるとことから、ソースは共有されていないと判断できる。「ソース共有無し」と判断する。
Such a layout of the
本実施形態では、セル3bにおいて、pMOSトランジスタがソース端子を共有していなければ、セル3bにフィラーセルのpMOSトランジスタ3f_p1を追加する。また、ゲート電圧は元のセル3bの入力信号と共有化することで、pMOSトランジスタ3f_p1のゲート制御が可能となる。
In this embodiment, if the pMOS transistor does not share the source terminal in the
ソース共有有りセルの場合について図7で説明する。図7は、ソース共有有りセルにレベルシフタ機能を追加する方法を説明するための図である。 The case of a cell with source sharing will be described with reference to FIG. FIG. 7 is a diagram for explaining a method of adding a level shifter function to a cell with source sharing.
図7(A)では、セル3bがバッファの場合に、2つのpMOSトランジスタ3f_p1及び3f_p2を追加接続する例を示す。この例のセル3bでは、pMOSトランジスタ3b_pと、nMOSトランジスタ3b_nからなるインバータセルを2つ繋げてバッファを構成する。
FIG. 7A shows an example in which two pMOS transistors 3f_p1 and 3f_p2 are additionally connected when the
本実施形態では、フィラーセルの2つのpMOSトランジスタ3f_p1及び3f_p2を2段に縦積みにして配線する。2つのpMOSトランジスタ3f_p1及び3f_p2は、直列に接続され、また、接続3eによってVss2g側に接続(Vssクリップ)される。2つのpMOSトランジスタ3f_p1及び3f_p2の各ゲート電圧を常時オンにする。 In the present embodiment, two pMOS transistors 3f_p1 and 3f_p2 of the filler cell are vertically stacked in two stages and wired. The two pMOS transistors 3f_p1 and 3f_p2 are connected in series, and connected to the Vss2g side (Vss clip) by the connection 3e. The gate voltages of the two pMOS transistors 3f_p1 and 3f_p2 are always turned on.
図7(B)では、ソース共有有りセルのレイアウト例を示す。この例では、バッファセルを一例として、本実施形態の説明に必要な部分のみを示している。セル3bでは、pMOS素子領域3b_pdとnMOS素子領域3b_ndとに対して、2つのゲートパターン3b_g2及び3b_g3が形成される。
FIG. 7B shows a layout example of a cell with source sharing. In this example, the buffer cell is taken as an example, and only the part necessary for the description of the present embodiment is shown. In the
pMOS素子領域3b_pdにおいて、配線パターン3b_m5は、2つのゲートパターン3b_g2及び3b_g3の間に配置され、pMOS素子領域3b_pdと0.9V電源2bとをビア6vとによって接続する。
In the pMOS element region 3b_pd, the wiring pattern 3b_m5 is disposed between the two gate patterns 3b_g2 and 3b_g3, and connects the pMOS element region 3b_pd and the 0.9
pMOS素子領域3b_pdとnMOS素子領域3b_ndとにおいて、配線パターン3b_m6によって、1対のトランジスタ間が配線され、配線パターン3b_m6は、pMOS素子領域3b_pdと、ゲートパターン3b_g3と、nMOS素子領域3b_ndとに、それぞれのビア6vによって接続される。配線パターン3b_m8によって、もう1対のトランジスタ間が配線される。配線パターン3b_m8は、ビア6bによって、一端がpMOS素子領域3b_pdに接続され、もう一端がnMOS素子領域3b_ndに接続される。 In the pMOS element region 3b_pd and the nMOS element region 3b_nd, a pair of transistors is wired by the wiring pattern 3b_m6. The wiring pattern 3b_m6 is connected to the pMOS element region 3b_pd, the gate pattern 3b_g3, and the nMOS element region 3b_nd, respectively. Are connected by vias 6v. Another pair of transistors is wired by the wiring pattern 3b_m8. The wiring pattern 3b_m8 has one end connected to the pMOS element region 3b_pd and the other end connected to the nMOS element region 3b_nd through the via 6b.
nMOS素子領域3b_ndにおいて、配線パターン3b_m7は、2つのゲートパターン3b_g2及び3b_g3の間に配置され、nMOS素子領域3b_ndと0.7V電源2aとを接続する。
In the nMOS element region 3b_nd, the wiring pattern 3b_m7 is disposed between the two gate patterns 3b_g2 and 3b_g3, and connects the nMOS element region 3b_nd and the 0.7
このようなセル3bのレイアウトは、レイアウト情報で示される。レイアウト情報を参照することで、pMOS素子領域3b_pdと0.9V電源3bとを接続する配線パターン3b_m5では、pMOS素子領域3b_pdにおいて、両側に、それぞれゲートパターン3b_g2及び3b_g3が存在することから、ソースが共有されていると判断できる。「ソース共有有り」と判断する。
Such a layout of the
上述したようなフィラーセルを用いてレベルシフタ機能を生成する、本実施形態に係る半導体装置(以下、LSIという)の設計処理は、以下に説明する設計装置100によって行われる。図8は、本実施形態に係る設計装置100のハードウェア構成を示す図である。
The design process of the semiconductor device (hereinafter referred to as LSI) according to the present embodiment that generates the level shifter function using the filler cell as described above is performed by the
図8において、設計装置100は、コンピュータによって制御される情報処理装置であって、CPU(Central Processing Unit)11と、主記憶装置12と、補助記憶装置13と、入力装置14と、表示装置15と、通信I/F(インターフェース)17と、ドライブ装置18とを有し、バスBに接続される。
In FIG. 8, a
CPU11は、主記憶装置12に格納されたプログラムに従って設計装置100を制御する。主記憶装置12には、RAM(Random Access Memory)、ROM(Read Only Memory)等が用いられ、CPU11にて実行されるプログラム、CPU11での処理に必要なデータ、CPU11での処理にて得られたデータ等を記憶又は一時保存する。
The
補助記憶装置13には、HDD(Hard Disk Drive)等が用いられ、各種処理を実行するためのプログラム等のデータを格納する。補助記憶装置13に格納されているプログラムの一部が主記憶装置12にロードされ、CPU11に実行されることによって、各種処理が実現される。
The
入力装置14は、マウス、キーボード等を有し、設計者が設計装置100による処理に必要な各種情報を入力するために用いられる。表示装置15は、CPU11の制御のもとに必要な各種情報を表示する。通信I/F17は、有線又は無線などのネットワークを通じて通信を行う。通信I/F17による通信は無線又は有線に限定されるものではない。
設計装置100によって行われる処理を実現するプログラムは、例えば、CD−ROM(Compact Disc Read-Only Memory)等の記憶媒体19によって設計装置100に提供される。
The
A program for realizing the processing performed by the
ドライブ装置18は、ドライブ装置18にセットされた記憶媒体19(例えば、CD−ROM等)と設計装置100とのインターフェースを行う。
The
また、記憶媒体19に、後述される本実施形態に係る種々の処理を実現するプログラムを格納し、この記憶媒体19に格納されたプログラムは、ドライブ装置18を介して設計装置100にインストールされる。インストールされたプログラムは、設計装置100により実行可能となる。
The
尚、プログラムを格納する記憶媒体19はCD−ROMに限定されず、コンピュータが読み取り可能な、構造(structure)を有する1つ以上の非一時的(non-transitory)な、有形(tangible)な媒体であればよい。コンピュータ読取可能な記憶媒体として、CD−ROMの他に、DVDディスク、USBメモリ等の可搬型記録媒体、フラッシュメモリ等の半導体メモリであっても良い。
図9は、第1実施例における設計装置の機能構成例を示す図である。図9において、設計装置100は、処理部として、論理合成部51と、初期配置部52と、クロックツリー生成部53と、配線部54と、フィラーセル挿入部55と、LS機能生成部56と、タイミング解析部57とを有する。各処理部51〜57は、対応するプログラムをCPU11を実行することによって実現される。
The
FIG. 9 is a diagram illustrating a functional configuration example of the design apparatus according to the first embodiment. In FIG. 9, the
また、補助記憶装置13には、RTL(Register Transfer Level)データ31、タイミング制約32、フロアプラン33、ネットリスト34、論理合成後タイミング制約32−2、レイアウト情報35、電圧設定ファイル36、セルGDSデータ37、セルタイミング情報38、処理後ネットリスト34−2、処理後レイアウト情報35−2、処理結果39等が記憶される。
Further, the
論理合成部51は、タイミング制約32に従って、RTLデータ31を論理合成し、ゲートレベルのネットリスト34を生成する。また、論理合成部51は、論理合成後タイミング制約32−2を出力する。
The
初期配置部52は、フロアプラン33と、ネットリスト34と、論議合成後タイミング制約32−2とを用いて、セルの初期配置及び最適化を行う。クロックツリー生成部53は、セルの配置に基づいて、クロック信号の配置配線を行い、最適化する。配線部54は、セル間を配線し、最適化を行う。
The
フィラーセル挿入部55は、セル間の電源接続、プロセス平坦化等のためにセルが配置されていない領域にフィラーセルを配置する。フィラーセルは、改版時に配線変更だけで済むように、予めNAND型、インバータ型の素子形状を持ったECOセルとしての機能を有する。
The filler
LS機能生成部56は、配置されたフィラーセルのpMOSトランジスタを用いて、高速領域1bのセルにLS機能を持たせるように配線を変更する。フィラーセルを新たに挿入することなく、また、高速領域1bのセルの配置を変更することなく、LS機能を持たせることができる。
The LS
LS機能生成部56は、ネットリスト34と、レイアウト情報35と、電圧設定ファイル36とに基づいて、異電位信号が伝搬する経路を抽出して、セルGDSデータ37を参照して、ソース共有の有無に応じてフィラーセルとの配線を調整する。その結果、処理後ネットリスト34−2、処理後レイアウト情報35−2、処理結果39等が出力される。処理結果39によって、セルGDSデータ、タイミング値等が示される。
The LS
タイミング解析部57は、処理後ネットリスト34−2、処理後レイアウト情報35−2、処理結果39等に基づいて、設計されたLSIの遅延を解析する。
The
RTLデータ31は、論理回路をハードウェア記述言語で記述したデータファイルである。設計者によって予め用意される。タイミング制約32は、設計するLSIに要求されるタイミング制約を示すデータファイルである。フロアプラン33は、回路ブロックの配置を示すデータファイルである。
The
ネットリスト34は、論理的なセル間の接続情報を示すデータファイルである。論理合成後タイミング制約32−2は、論理合成によって得られたタイミング制約を示すデータファイルである。
The
レイアウト情報35は、セル間の物理的な接続情報を示すデータファイルである。電圧設定ファイル36は、回路ブロック毎の電圧設定を示すデータファイルである。セルGDSデータ37は、各セルの物理情報を示し、物理情報に基づくレイアウト設計データを示すデータファイルである。セルタイミング情報38は、セル毎のタイミング値及び電力情報を示すデータファイルである。
The
処理後ネットリスト34−2は、LS機能生成後のネットリストである。処理後ネットリスト34−2では、高速領域1bの初段のセル名が、共有の有無及びセルに追加されたpMOSトランジスタの段数とに基づいて変更されている。
The post-processing netlist 34-2 is a netlist after generation of the LS function. In the post-processing netlist 34-2, the name of the first stage cell in the high-
処理後レイアウト情報35−2は、LS機能生成後のレイアウト情報である。処理後レイアウト情報35−2では、フィラーセルと初段のセルとの物理的接続情報が追加されている。 The post-processing layout information 35-2 is layout information after generation of the LS function. In post-processing layout information 35-2, physical connection information between the filler cell and the first cell is added.
処理結果39は、LS機能生成後の結果を示し、セルGDSデータ、タイミング値等の情報を含む。処理結果39のセルGDSデータでは、LS機能が付加される前のセルの配線パターンに対して、Vddとの接続部分に対して配線接続レイヤが追加されている。処理結果39のセルのタイミング値では、ソース共有の有無及び追加されたpMOSトランジスタの段数毎に、新たなセルのタイミング値が定義されている。
The
図10は、ネットリストの変更例を示す図である。図10において、LS機能生成前のネットリスト34において、セル「INVXXX」が高速領域1bの初段のセルであった場合、LS機能が生成され、セル「INVXXX」がLS機能を備えると、ソース共有の有無と、追加したpMOSトランジスタの段数とに基づいて、セル名が、元々の「INVXXX」から「INVXXX2」へと変更される。セル名が「INVXXX2」へと変更された処理後ネットリスト34−2が補助記憶装置13に記憶される。
FIG. 10 is a diagram illustrating an example of changing the netlist. In FIG. 10, when the cell “INVXXX” is the first cell in the high-
新たなセル名に対して、元のセルのタイミング値と電力値とを変更した夫々の値が対応付られる。処理結果39によって、新たなセル名と、新たなセルのタイミング値と電力値とが示される。処理結果39において、セルタイミング情報38に、新たなセル名と、新たなセルのタイミング値と電力値とを付加した処理後セルタイミング情報が出力される。
Each value obtained by changing the timing value and power value of the original cell is associated with the new cell name. The
第1実施例における設計処理について説明する。図11は、第1実施例における設計処理を説明するためのフローチャート図である。図11に示す各ステップにおける処理は、CPU11が対応するプログラムを実行することで実現される。また、図11に示す設計処理で参照される種々のデータ、出力される種々のデータは、補助記憶装置13に格納される。
The design process in the first embodiment will be described. FIG. 11 is a flowchart for explaining the design process in the first embodiment. The processing in each step shown in FIG. 11 is realized by the
図11において、論理合成部51は、RTLデータ31と、タイミング制約32とを読み込んで、タイミング制約32に従って、RTLデータ31を論理合成する(ステップS11)。ネットリスト34が作成される。また、論理合成後タイミング制約32−2が出力される。
In FIG. 11, the
論理合成されると、初期配置部52は、フロアプラン33を参照して、ネットリスト34の接続情報に従って、論理合成後タイミング制約32−2を満たすようにセルを配置し、最適化を行う(ステップS12)。
When logic synthesis is performed, the
次に、クロックツリー生成部53は、セルの初期配置に基づいて、クロックツリーを生成し、最適化を行う(ステップS13)。そして、配線部54は、セル間を配線し、最適化する(ステップS14)。
Next, the clock
その後、フィラーセル挿入部55は、セル間の電源接続、プロセス平坦化等のためにセルが配置されていない領域にフィラーセルを配置する(ステップS15)。
Thereafter, the filler
フィラーセルの挿入後、LS機能生成部56は、低電力領域1aからの信号を入力する、高速領域1bの最初のセルに対して、そのセルの周辺のフィラーセルのpMOSトランジスタを利用してLS機能を生成する(ステップS16)。
After the filler cell is inserted, the LS
タイミング解析部57は、LS機能を生成するための配線の変更後に得た、処理後ネットリスト34−2、処理後レイアウト情報36−2、及び処理結果39等を用いて、タイミング解析を行う(ステップS17)。
The
タイミング解析によりエラーが検出された場合には、セルの配置変更を行い、ステップS13へと戻り、上述同様の処理を繰り返す。タイミング解析が正常に終了した場合、この設計処理を終了する。 If an error is detected by the timing analysis, the cell arrangement is changed, the process returns to step S13, and the same processing as described above is repeated. When the timing analysis ends normally, the design process ends.
図10を参照して、更に、LS機能生成部56によるLS機能生成処理について説明する。LS機能生成部56は、論理合成後のネットリスト34、レイアウト情報35、電圧設定ファイル36とを参照して、セルに供給される電源電圧とは異なる電圧の信号が伝搬する経路を抽出する(ステップS161)。
With reference to FIG. 10, the LS function generation processing by the LS
LS機能生成部56は、セルGDSデータ37を参照して、抽出した経路において、高速領域1b側の初段のセル(論理)のレイアウト情報を抽出して(ステップS162)、フィラーセルを1つ選択する(ステップS163)。抽出したセルの周辺に配置されたフィラーセルのうち、抽出されたセルのVdd側に位置し、抽出されたセルから最短のフィラーセルを選択することが望ましい。
The LS
LS機能生成部56は、抽出したセルのレイアウトからソース端子を共有するか否かを判断する(ステップS164及びS165)。
The LS
ソース共有無しの場合(ステップS164)は、図6の例に相当し、図6(A)の回路図に相当する配線を行う。LS機能生成部56は、抽出されたセルのVdd配線部に配線削除レイヤを挿入する(ステップS166)。配線削除レイヤの挿入により、セルGDSデータ37が更新される。
When there is no source sharing (step S164), wiring corresponds to the example of FIG. 6 and wiring corresponding to the circuit diagram of FIG. The LS
そして、LS機能生成部56は、抽出されたセルとフィラーセルのpMOSトランジスタを接続し、フィラーセルのpMOSトランジスタのゲートは信号配線と接続する(ステップS167)。フィラーセルのpMOSトランジスタが、抽出されたセルの上段に1段縦積みされる。縦積みされたpMOSトランジスタのゲートは、低電力領域1aからの入力信号と接続される。つまり、フィラーセルのpMOSトランジスタは、抽出されたセルのpMOSトランジスタとVddとの間で接続され(1段上に直列に接続され)、抽出されたセルと入力信号を共有する。
Then, the LS
LS機能生成部56は、セルタイミング情報38において、高速領域1bでの初段のセル(抽出したセル)のタイミング値を変更する(ステップS169)。接続したフィラーセルのpMOSトランジスタ1段分の遅延が追加される。
The LS
一方、ソース共有有りの場合(ステップS165)は、図7の例に相当し、図7(A)の回路図に相当する配線を行う。LS機能生成部56は、抽出されたセルのVdd配線部に配線削除レイヤを挿入する(ステップS166)。配線削除レイヤの挿入により、セルGDSデータ37が更新される。
On the other hand, when the source is shared (step S165), this corresponds to the example of FIG. 7, and wiring corresponding to the circuit diagram of FIG. The LS
そして、LS機能生成部56は、抽出されたセルとフィラーセルの2つのpMOSトランジスタとを接続し、フィラーセルの2つのpMOSトランジスタの各ゲートはVssにクリップする(ステップS168)。フィラーセルのpMOSトランジスタが、抽出されたセルの上段に2段縦積みされる。縦積みされた2段のpMOSトランジスタの各ゲートは、Vssにクリップされる。つまり、フィラーセルの2つのpMOSトランジスタは、抽出されたセルのpMOSトランジスタとVddとの間で接続され(直列接続により2段上積みされ)、かつ、ゲートはVssに接続されて常時オンとなる。
Then, the LS
LS機能生成部56は、セルタイミング情報38において、高速領域1bでの初段のセル(抽出したセル)のタイミング値を変更する(ステップS170)。接続したフィラーセルのpMOSトランジスタ2段分の遅延が追加される。
The LS
上述したLS機能生成処理による配線接続の変更により、処理後ネットリスト34−2と、処理後レイアウト情報36−2と、処理結果39とが出力される。
By changing the wiring connection by the above-described LS function generation process, a post-processing netlist 34-2, post-processing layout information 36-2, and a
図12は、第1実施例におけるソース共有無しの場合のレイアウト変更例を示す図である。図12では、図6で説明したインバータの例を用いて、第1実施例におけるLS機能生成処理後のレイアウト変更例を示す。 FIG. 12 is a diagram illustrating a layout change example in the first embodiment when source sharing is not performed. FIG. 12 shows a layout change example after the LS function generation process in the first embodiment, using the example of the inverter described in FIG.
図12(A)は、フィラーセル3fの挿入後の、第1実施例におけるLS機能生成前の状態を示す。LS機能を生成する前の低電力領域1aと高速領域1bの境界に隣接するセル3a及びセル3bと、セル3bに隣接するフィラーセル3fとの配置を示すレイアウト例を示している。セル3aの配線パターン3a_m1から、セル3bの配線パターン3b_m4に対して直接、信号用の配線パターン3sig_mが形成された状態を示している。
FIG. 12A shows a state before the LS function generation in the first embodiment after the
フィラーセル3fは、pMOS素子領域3f_pd、nMOS素子領域3f_nd、ゲートパターン3f_g1及び3f_g2等の素子形状を有するセルである。
The
図12(B)は、上述したLS機能生成後のレイアウトを示している。第1実施例におけるLS機能生成部56によって、フィラーセル3fのゲートパターン3f_g1と、信号用の配線パターン3sig_mとを接続するために、配線パターン3f_m1が追加される。配線パターン3f_m1及びビア6vによって、ゲートパターン3f_g1にセル3aからの入力信号が供給される。
FIG. 12B shows a layout after generation of the LS function described above. The wiring pattern 3f_m1 is added to connect the gate pattern 3f_g1 of the
LS機能生成部56によって、フィラーセル3fのpMOS素子領域3f_pdと、セル3bのpMOS素子領域3b_pdとを接続するために、配線パターン3f_m2が追加される。配線パターン3f_m2の一端は、フィラーセル3fのpMOS素子領域3f_pdにビア6vで接続され、他端はセル3bのpMOS素子領域3b_pdにビア6vで接続される。
The LS
また、フィラーセル3fのゲートパターン3f_g1及び3f_g2間のpMOS素子領域3f_pdと、0.9V電源2bとを接続するために、配線パターン3f_m3が追加される。pMOS素子領域3f_pdは、ビア6vにより配線パターン3b_m3と接続される。
Further, a wiring pattern 3f_m3 is added to connect the pMOS element region 3f_pd between the gate patterns 3f_g1 and 3f_g2 of the
そして、LS機能生成部56によって、セル3bのpMOS素子領域3b_pdと0.9V電源2bとを接続する配線パターン3b_m3に対して、配線削除レイヤ3b_d1が挿入される。
Then, the LS
上述した配線パターン3f_m1、3f_m2、及び3f_m3は、メタル1層又はメタル2層のいずれに配置されてもよい。
The wiring patterns 3f_m1, 3f_m2, and 3f_m3 described above may be arranged in either the metal 1 layer or the
図13は、第1実施例におけるソース共有有りの場合のレイアウト変更例を示す図である。図13では、図7で説明したバッファの例を用いて、第1実施例におけるLS機能生成処理後のレイアウト変更例を示す。 FIG. 13 is a diagram showing an example of layout change in the case of source sharing in the first embodiment. FIG. 13 shows a layout change example after the LS function generation processing in the first embodiment, using the example of the buffer described in FIG.
図13(A)は、フィラーセル3fの挿入後の、第1実施例におけるLS機能生成前の状態を示す。LS機能を生成する前の低電力領域1aと高速領域1bの境界に隣接するセル3a及びセル3bと、セル3bに隣接するフィラーセル3fとの配置を示すレイアウト例を示している。セル3aの配線パターン3a_m1から、セル3bの配線パターン3b_m4に対して直接、信号用の配線パターン3sig_mが形成された状態を示している。
FIG. 13A shows a state before the LS function generation in the first embodiment after the insertion of the
フィラーセル3fは、pMOS素子領域3f_pd、nMOS素子領域3f_nd、ゲートパターン3f_g1及び3f_g2等の素子形状を有するセルである。
The
図13(B)は、LS機能生成後のレイアウトを示している。LS機能生成部56によって、フィラーセル3fのゲートパターン3f_g1と3f_g2とをVss2gに接続するために、配線パターン3f_m5が追加される。配線パターン3f_m5は、ビア6vにより、ゲートパターン3f_g1及び3f_g2のそれぞれに接続される。
FIG. 13B shows a layout after generation of the LS function. The LS
LS機能生成部56によって、フィラーセル3fのpMOS素子領域3f_pdと、セル3bのpMOS素子領域3b_pdとを接続するために、配線パターン3f_m6が追加される。配線パターン3f_m6の一端はフィラーセル3fのpMOS素子領域3f_pdにビア6vで接続され、他端はセル3bのpMOS素子領域3b_pdにビア6vで接続される。
The LS
また、フィラーセル3fのゲートパターン3f_g2のpMOSトランジスタが最上段となるように0.9V電源2bと接続するために、配線パターン3f_m7が追加配置される。配線パターン3f_m7は、ビア6vによって、フィラーセル3fのpMOS素子領域3f_pdに接続される。
In addition, a wiring pattern 3f_m7 is additionally arranged in order to connect the 0.9
そして、LS機能生成部56によって、セル3bのpMOS素子領域3b_pdと0.9V電源2bとを接続する配線パターン3b_m5に対して、配線削除レイヤ3b_d2が挿入される。
Then, the LS
上述した配線パターン3f_m5、3f_m6、及び3f_m7は、メタル1層、メタル2層のいずれに配置されてもよい。
The wiring patterns 3f_m5, 3f_m6, and 3f_m7 described above may be arranged in either the metal 1 layer or the
図14は、第1実施例の効果を説明するための図である。図14(A)では、セル3bがインバータの場合をソース共有無しの一例として示し、第1実施例の効果を説明する。ソース共有無しの場合、セル3bのソース側にフィラーセル3fのpMOSトランジスタ3f_p1を追加したことで、電圧が降下するため、低電力領域1aの電位0.7Vに近づく。よって、リーク電流Ioffを削減できる。
FIG. 14 is a diagram for explaining the effect of the first embodiment. In FIG. 14A, the case where the
例えば、0.7Vの信号入力により、0.8Vまで電圧が降下すると考えられ、この場合、リーク電流Ioffは、70%を削減できたことになる。セル3bのpMOSトランジスタ3b_pのソース電位を落とすことができるため、精度よくオフ状態を実現できる。
For example, it is considered that the voltage drops to 0.8 V by 0.7 V signal input. In this case, the leakage current Ioff can be reduced by 70%. Since the source potential of the pMOS transistor 3b_p of the
このように、ソース共有無しの場合では、入力が0.7V時に追加したpMOSトランジスタ3f_p1はオフ状態になり、オフ状態とする電圧閾値Vth分まで元々の電圧(この例では0.9V)を低くでき、大幅にリーク電流Ioffを削減できる。 Thus, in the case of no source sharing, the pMOS transistor 3f_p1 added when the input is 0.7V is turned off, and the original voltage (0.9V in this example) is lowered to the voltage threshold Vth for turning off. The leakage current Ioff can be greatly reduced.
図14(B)では、セル3bがバッファの場合をソース共有有りの一例として示し、第1実施例の効果を説明する。ソース共有有りの場合、セル3bのソース側にフィラーセル3fのpMOSトランジスタ3f_p1及び3f_p2を追加する。論理が破綻するため追加したpMOSトランジスタ3f_p1及び3f_p2をオン状態にしかできない。そのため、オン抵抗分した元々の電圧(この例では0.9V)を下げられないが、リーク電流Ioffの削減効果はある。
In FIG. 14B, the case where the
例えば、2つのpMOSトランジスタ3f_p1及び3f_p2を、セル3bに対して縦積みで追加することにより、リーク電流Ioffを10%削減できる。0.9V電源2bの場合、凡そ0.89Vまで電圧を降下させることが可能である。
For example, the leakage current Ioff can be reduced by 10% by adding two pMOS transistors 3f_p1 and 3f_p2 vertically to the
縦積みの段数を更に増やせば、更にリーク電流Ioffを削減することも可能である。この場合、追加のpMOSトランジスタの増加による遅延によって、セル3bの駆動能力が小さくなる。従って、3段以上を追加する場合には、pMOSトランジスタの個数を遅延とのトレードオフの関係で決定するようにしてもよい。
The leakage current Ioff can be further reduced by further increasing the number of vertically stacked stages. In this case, the driving capability of the
具体的には、上記第1実施例の設計処理により、抽出されたセルにLS機能を持たせたことで、高速領域1bでは、低電力領域1aからの信号が伝播するパスにおいて、LSが挿入された状態となる。LS挿入したパスのタイミングに余裕がある場合、ソース共有有りのセルに対して、pMOSトランジスタを更に追加して接続する。
Specifically, the LS function is added to the extracted cell by the design process of the first embodiment, so that in the
図15は、第2実施例における設計装置の機能構成例を示す図である。図15において、上述した第1実施例における処理部に加えて、設計装置100は、更に、LS最適化部58を有する。LS最適化部58以外については、上述した通りであるため、その説明を省略する。
FIG. 15 is a diagram illustrating a functional configuration example of the design apparatus according to the second embodiment. 15, in addition to the processing unit in the first embodiment described above, the
LS最適化部58は、LS機能生成部56によるLS機能生成処理後において、LS挿入したパスにタイミング余裕がある場合は、更にフィラーセルを利用して、処理後ネットリスト34−2、処理後レイアウト情報35−2、及びセルタイミング情報38を用いて、セルに接続するpMOSトランジスタの段数を増やす。pMOSトランジスタの段数を増やすことにより、より消費電力を削減することができる。
If there is a timing margin in the LS inserted path after the LS function generation processing by the LS
LS最適化後には、最適化後ネットリスト34−4、最適化後レイアウト情報35−4、最適化後セルタイミング情報38−4等が出力され、補助記憶部13に記憶される。
After the LS optimization, the post-optimization netlist 34-4, post-optimization layout information 35-4, post-optimization cell timing information 38-4, and the like are output and stored in the
図16は、第2実施例における設計処理を説明するためのフローチャート図である。図16に示す各ステップにおける処理は、CPU11が対応するプログラムを実行することで実現される。また、図16に示す設計処理で参照される種々のデータ、出力される種々のデータは、補助記憶装置13に格納される。
FIG. 16 is a flowchart for explaining the design process in the second embodiment. The processing in each step shown in FIG. 16 is realized by the
設計処理の第2実施例では、第1実施例の設計処理後のタイミング解析でLS機能を持たせたセルがソース共有有りのセルであって、そのパスのタイミングに余裕がある場合、更にフィラーセルのpMOSトランジスタを接続して2段から3段以上に増やす。 In the second embodiment of the design process, if the cell having the LS function in the timing analysis after the design process of the first embodiment is a cell with source sharing and there is a margin in the timing of the path, a filler is further added. The pMOS transistors of the cell are connected to increase from two stages to three stages or more.
第2実施例において、ステップS11〜S17までの処理は、第1実施例における処理(図11)と同様であるので、その説明を省略する。 In the second embodiment, the processing from steps S11 to S17 is the same as the processing in the first embodiment (FIG. 11), and thus the description thereof is omitted.
タイミング解析部57は、タイミング解析結果に基づいて、タイミングに余裕のあるパスが存在するか否かを判断する(ステップS18)。タイミングに余裕のあるパスとタイミング余裕度とを示した最適化対象パス情報40が補助記憶装置13に記憶される。
The
タイミングに余裕のあるパスが存在しない場合、設計装置100による設計処理を終了する。一方、タイミングに余裕のあるパスが存在する場合、LS最適化部58によるLS最適化処理が行われる(ステップS19)。LS最適化処理について説明する。
If there is no path with sufficient timing, the design process by the
LS最適化部58は、処理後ネットリスト34−2及び処理後レイアウト情報35−2とを参照して、最適化対象パス情報40で示される最適化対象パスの高速領域2b側の初段のセルのレイアウト情報を抽出する(ステップS191)。
The
また、LS最適化部58は、タイミング解析部57が取得したタイミング余裕度に基づいて、pMOSトランジスタの追加個数を決定する(ステップS192)。LS最適化部58は、セルタイミング情報38を参照してフィラーセルのタイミング情報を取得し、タイミング余裕度以内で追加可能なpMOSトランジスタの個数を算出する。
Further, the
そして、LS最適化部58は、pMOSトランジスタの追加個数に基づいて、フィラーセルの素子形状から、新たに追加するフィラーセルの個数を決定し、決定した個数分のフィラーセルを選択する(ステップS193)。
Then, the
フィラーセルがpMOSトランジスタ2個の素子形状を有するとし、ステップS192において、追加個数が1又は2を示す場合、LS最適化部58は、LS機能生成部56で使用したフィラーセル以外で、初段のセルに近い他のフィラーセルを1つ選択する。追加個数が3又は4を示す場合、LS最適化部58は、LS機能生成部56で使用したフィラーセル以外で、初段のセルに近い他のフィラーセルを2つ選択する。
If the filler cell has an element shape of two pMOS transistors, and the additional number indicates 1 or 2 in step S192, the
フィラーセルを選択すると、LS最適化部58は、更に追加するpMOSトランジスタを初段のセルに対して、既に追加するpMOSトランジスタを接続し、追加pMOSトランジスタのゲートをVssクリップする(ステップS194)。
When the filler cell is selected, the
追加のpMOSトランジスタの接続後、LS最適化部58は、LS機能生成部56によって追加された2個のpMOSトランジスタと、更に追加したpMOSトランジスタとの合計に応じて、初段のセルのタイミング値を変更する(ステップS195)。
After the connection of the additional pMOS transistors, the
初段のセルに合計3段のpMOSトランジスタが追加された場合、1段分の遅延を初段のセルの遅延に加算する。結果、LS機能生成部56でのLS機能生成処理と併せて、pMOSトランジスタ3段分の遅延が初段のセルの遅延に加算される。初段のセルに合計4段のpMOSトランジスタが追加された場合、2段分の遅延を初段のセルの遅延に加算する。結果、LS機能生成部56でのLS機能生成処理と併せて、pMOSトランジスタ4段分の遅延が初段のセルの遅延に加算される。5段、6段、・・・等の場合についても同様にpMOSトランジスタの段数に応じて初段のセルのタイミング値が変更される。
When a total of three pMOS transistors are added to the first stage cell, the delay for one stage is added to the delay of the first stage cell. As a result, together with the LS function generation process in the LS
上述のLS最適化部58によるLS最適化処理によって、処理後ネットリスト34−2を更新した最適化後ネットリスト34−4、処理後レイアウト情報35−2を更新した最適化後レイアウト情報35−4、セルタイミング情報38を更新した最適化後セルタイミング情報38−4等が出力され、補助記憶装置13に記憶される。
Through the LS optimization process by the
図17は、第2実施例におけるソース共有有りで3段目のpMOSトランジスタ追加の場合のレイアウト変更例を示す図である。図17では、図7で説明したバッファの例を用いて、第2実施例におけるLS最適化処理後のレイアウト変更例を示す。図17中、説明に必要なセル以外を単に論理セルとして示す。 FIG. 17 is a diagram showing a layout change example in the case of adding a third-stage pMOS transistor with source sharing in the second embodiment. FIG. 17 shows a layout change example after the LS optimization process in the second embodiment, using the example of the buffer described in FIG. In FIG. 17, cells other than those necessary for the description are simply shown as logic cells.
図17(A)は、LS機能生成及びタイミング解析後の、第2実施例におけるLS最適化処理前の状態を示す。LS最適化処理前の低電力領域1aと高速領域1bの境界に隣接するセル3a及びセル3bと、セル3bに隣接するフィラーセル3f1と、セル3bの周辺に存在するフィラーセル3f2の配置を示すレイアウト例を示している。
FIG. 17A shows a state before LS optimization processing in the second embodiment after LS function generation and timing analysis. The
このレイアウトにおいて、フィラーセル3f1のpMOSトランジスタが2個接続された状態を示している。また、セル3bに対しては、配線削除レイヤ3b_d2が挿入されている。
In this layout, pMOS transistor of
タイミング解析により、セル3bを伝搬する信号のパスが、タイミングに余裕があると判断されると、LS最適化部58によるLS最適化処理が行われる。
If it is determined by timing analysis that the signal path propagating through the
図17(B)は、LS最適化後のレイアウトを示している。LS最適化部58によって、フィラーセル3f1以外で、セル3bに最も近いフィラーセル3f2を選択し、フィラーセル3f2のpMOSトランジスタを使って、3段目のpMOSトランジスタをセル3bに追加する。
FIG. 17B shows a layout after LS optimization. The
LS最適化部58は、フィラーセル3f1と0.9V電流2bとを接続する配線パターン3f_m7(図17(A))を、フィラーセル3f1のpMOSトランジスタとフィラーセル3f2のpMOSトランジスタとを接続する配線パターン3f_m7'に変更する。フィラーセル3f2のpMOS素子領域3f_pdと配線パターン3f_m7'とは、ビア6vにより接続される。
LS最適化部58は、フィラーセル3f2のpMOSトランジスタのゲートパターン3p_g1を、配線パターン3f_m8によりVss2gにクリップする。配線パターン3f_m8ではビア6vにより、ゲートパターン3p_g1と接続される。
また、LS最適化部58は、フィラーセル3f2のゲートパターン3p_g1と3p_g2間のpMOS素子領域3f_pdと、0.9V電源2bとを、配線パターン3f_m9で接続する。配線パターン3f_m9は、ビア6vによりフィラーセル3f2のpMOS素子領域3f_pdに接続される。
Also,
上述したように配線が変更された後のセル3bに係る回路図は、図18のように示される。図18は、図17(B)のLS最適化後のセルの構成を説明するための図である。図18(A)は、図17(B)と同一であるので、その説明を省略する。
A circuit diagram relating to the
図18(B)は、セル3bはバッファであり、3段のpMOSトランジスタ3f_p1、3f_p2、及び3f_p3が接続された回路図を示す。セル3bに対するLS機能として動作する3つのpMOSトランジスタ3f_p1、3f_p2、及び3f_p3が、レイアウト上の対応する部分に点線の矢印で示している。
FIG. 18B shows a circuit diagram in which the
図18(A)及び図18(B)より、セル3bに付加された1段目及び2段目のpMOSトランジスタ3f_p1及び3f_p2は隣接するフィラーセル3f1のpMOSトランジスタを利用したものであり、3段目のpMOSトランジスタ3f_p3は、フィラーセル3f1とは異なるフィラーセル3f2のpMOSトランジスタを利用したものであることが分かる。
18 from (A) and FIG. 18 (B), the pMOS transistor 3f_p1 and 3f_p2 the first and second stages that are added to the
LSセルを挿入することなく、また、LS機能を付加した特殊なセルに置き換えることなく、図18(B)に示すLS機能を有するセル3b'の構成を実現することができる。
The configuration of the
図19は、第2実施例におけるソース共有有りで3及び4段目のpMOSトランジスタ追加の場合のレイアウト変更例を示す図である。図19では、図7で説明したバッファの例を用いて、第2実施例におけるLS最適化処理後のレイアウト変更例を示す。図19中、説明に必要なセル以外を単に論理セルとして示す。 FIG. 19 is a diagram showing an example of layout change when the third and fourth-stage pMOS transistors are added with source sharing in the second embodiment. FIG. 19 shows a layout change example after the LS optimization process in the second embodiment, using the buffer example described in FIG. In FIG. 19, cells other than those necessary for the description are simply shown as logic cells.
図19(A)は、LS機能生成及びタイミング解析後の、第2実施例におけるLS最適化処理前の状態を示し、図17(A)の状態に相当する。このレイアウトにおいて、フィラーセル3f1のpMOSトランジスタが2個接続された状態を示している。また、セル3bに対しては、配線削除レイヤ3b_d2が挿入されている。
FIG. 19A shows a state before LS optimization processing in the second embodiment after LS function generation and timing analysis, and corresponds to the state of FIG. In this layout, pMOS transistor of
タイミング解析により、セル3bを伝搬する信号のパスが、タイミングに余裕があると判断されると、LS最適化部58によるLS最適化処理が行われる。
If it is determined by timing analysis that the signal path propagating through the
図19(B)は、LS最適化後のレイアウトを示している。LS最適化部58によって、フィラーセル3f1以外で、セル3bに最も近いフィラーセル3f2を選択し、フィラーセル3f2のpMOSトランジスタを使って、3及び4段目のpMOSトランジスタをセル3bに追加する。
FIG. 19B shows a layout after LS optimization. The
LS最適化部58は、フィラーセル3f1と0.9V電流2bとを接続する配線パターン3f_m7を、フィラーセル3f1のpMOSトランジスタとフィラーセル3f2のpMOSトランジスタとを接続する配線パターン3f_m7'に変更する。フィラーセル3f2のpMOS素子領域3f_pdと配線パターン3f_m7'とは、ビア6vにより接続される。
LS最適化部58は、フィラーセル3f2のpMOSトランジスタのゲートパターン3p_g1及び3p_g2を、配線パターン3f_m8によりVss2gにクリップする。配線パターン3f_m8は、ビア6vによりゲートパターン3p_g1と3p_g2とに接続される。
また、LS最適化部58は、フィラーセル3f2のpMOS素子領域3f_pdにおけるゲートパターン3p_g2のソース側を、配線パターン3f_m10で0.9V電源2bに接続する。配線パターン3f_m10は、ビア6vによりフィラーセル3f2のpMOS素子領域3f_pdに接続される。
Also,
上述したように配線が変更された後のセル3bに係る回路図は、図20のように示される。図20は、図19(B)のLS最適化後のセルの構成を説明するための図である。図20(A)は、図19(B)と同一であるので、その説明を省略する。
A circuit diagram relating to the
図20(B)は、セル3bはバッファであり、4段のpMOSトランジスタ3f_p1、3f_p2、3f_p3、及び3f_p4が接続された回路図を示す。セル3bに対するLS機能として動作する3つのpMOSトランジスタ3f_p1、3f_p2、3f_p3、及び3f_p4が、レイアウト上の対応する部分に点線の矢印で示している。
FIG. 20B shows a circuit diagram in which the
図20(A)及び図20(B)より、セル3bに付加された1段目及び2段目のpMOSトランジスタ3f_p1及び3f_p2は隣接するフィラーセル3f1のpMOSトランジスタを利用したものであり、3段目のpMOSトランジスタ3f_p3及び3f_p4は、フィラーセル3f1とは異なるフィラーセル3f2のpMOSトランジスタを利用したものであることが分かる。
20 from (A) and FIG. 20 (B), the pMOS transistor 3f_p1 and 3f_p2 the first and second stages that are added to the
LSセルを挿入することなく、また、LS機能を付加した特殊なセルに置き換えることなく、図20(B)に示すLS機能を有するセル3b''の構成を実現することができる。
The configuration of the
図1〜図4で説明した関連技術と、本実施形態(第1及び第2実施例を含む)との比較について図21で説明する。図21は、本実施形態の効果を説明するための図である。図21に示すテーブルは、電力(Dynamic+Static)、遅延、増加領域、新規セル作成等の項目を示し、図1〜図4で説明した関連技術と本実施形態との比較を示している。関連技術として、直接接続(図1(A)、図2)、LS挿入(図1(B)、図3)、及びLS機能付きセル(図1(C)、図4)を示している。 Comparison between the related technology described in FIGS. 1 to 4 and the present embodiment (including the first and second examples) will be described with reference to FIG. FIG. 21 is a diagram for explaining the effect of the present embodiment. The table shown in FIG. 21 shows items such as power (Dynamic + Static), delay, increased area, and creation of a new cell, and shows a comparison between the related technology described in FIGS. 1 to 4 and the present embodiment. As related technologies, direct connection (FIGS. 1A and 2), LS insertion (FIGS. 1B and 3), and a cell with an LS function (FIGS. 1C and 4) are shown.
電力(Dynamic+Static)は、動的消費電力及び静的消費電力の両方を含む。直接接続を「1」とし、直接接続の場合との比較で示す。遅延は、セルの遅延の割合を示す。直接接続を「1」とし、直接接続の場合との比較で遅延の増加程度を示す。増加領域は、LSを備えた場合に増加する領域を単位gridで示す。新規セル作成は、新規セルの作成の要否を示す。 Power (Dynamic + Static) includes both dynamic power consumption and static power consumption. The direct connection is “1” and is shown in comparison with the direct connection. Delay indicates the rate of cell delay. The direct connection is “1”, and the degree of increase in delay is shown in comparison with the case of direct connection. The increase area indicates an area that increases when the LS is provided by the unit grid. New cell creation indicates whether or not a new cell needs to be created.
直接接続(図1(A)、図2)は、電力「1」、遅延「1」、増加領域「0」、そして新規セル作成「不要」である。LS挿入(図1(B)、図3)は、クロスカップリングタイプのLSセルを挿入した場合に、電力「0.8」、遅延「1.08」、増加領域「45grid x2」、そして新規セル作成「不要」である。増加領域「45grid x2」は、図3のLSセル3cの1個分に相当する。
In the direct connection (FIG. 1A, FIG. 2), power “1”, delay “1”, increase region “0”, and new cell creation “unnecessary”. In the LS insertion (FIG. 1B, FIG. 3), when a cross coupling type LS cell is inserted, the power is “0.8”, the delay is “1.08”, the increase region is “45 grid x2”, and the new Cell creation is “unnecessary”. The increased area “45 grid x2” corresponds to one
更に、LS機能付きセル(図1(C)、図4)は、電力「0.74」、遅延「1.05」、増加領域「+5grid程度」、そして新規セル作成「要」である。増加領域「+5grid程度」は、LS機能付きセル3dにおいて、元のセルに対してLS機能を付加するために必要となる領域である。
Further, the cell with the LS function (FIG. 1C, FIG. 4) has the power “0.74”, the delay “1.05”, the increase region “about +5 grid”, and the new cell creation “necessary”. The increased area “about +5 grid” is an area necessary for adding the LS function to the original cell in the
一方、本実施形態では、第1及び第2実施例を含めて、ソース共有有無を含めた平均で、電力「0.74」、遅延「1.05」、増加領域「0」、そして新規セル作成「不要」である。増加領域「0」に関しては、フィラーセルとしてECOセルを空き領域に配置するため、領域の増加は「0」と考えてよいが、配線分の領域は多少の増加がある。セルの配置領域と比較して微小の増加量であるため、増加領域「0」としている。 On the other hand, in the present embodiment, including the first and second examples, the average power including the presence / absence of source sharing includes power “0.74”, delay “1.05”, increase region “0”, and new cell. Created “unnecessary”. Regarding the increase area “0”, since the ECO cell is arranged in the empty area as a filler cell, the increase in the area may be considered as “0”, but the area for the wiring is slightly increased. Since the amount of increase is small compared to the cell arrangement region, the increase region is set to “0”.
LS機能を生成する本実施形態は、電力及び遅延に関して、LS機能付きセル3dの性能を実現し、更に、新規セル作成を不要にすることができる。
The present embodiment for generating the LS function can realize the performance of the
上述より、本実施形態は、セルを新規設計することなく、既存のセルに対して配線の切断及び接続を行うことで、最適なレベルシフタ機能を実現できる。即ち、本実施形態では、セルの機能に応じて追加するpMOSトランジスタの段数を決定し、また、レイアウト情報35に基づいて、レベルシフタ機能を生成するための最適な配線接続を行う。
As described above, according to the present embodiment, an optimal level shifter function can be realized by cutting and connecting wiring to an existing cell without designing a new cell. That is, in the present embodiment, the number of pMOS transistors to be added is determined according to the function of the cell, and optimal wiring connection for generating the level shifter function is performed based on the
上述した本実施形態では、インバータを例としてソース共有無しの場合を説明したが、他の論理セルについて図22に示す。図22は、インバータ以外のソース共有無しの論理セルを示す図である。図22に示す各論理セルは、pMOS素子領域3b_pdとnMOS素子領域3b_ndとを有するCMOS構造を有する。 In the above-described embodiment, the case where there is no source sharing has been described using an inverter as an example, but another logic cell is illustrated in FIG. FIG. 22 is a diagram showing a logic cell without source sharing other than the inverter. Each logic cell shown in FIG. 22 has a CMOS structure having a pMOS element region 3b_pd and an nMOS element region 3b_nd.
図22(A)は、2NANDの論理セルのレイアウト例を示す。図22(A)の2NANDセル71に対して、Vdd2vとpMOS素子領域3b_pdとを接続する配線パターン81m及び82mが配置されている。 FIG. 22A shows a layout example of a logic cell of 2 NAND. Wiring patterns 81m and 82m for connecting Vdd2v and the pMOS element region 3b_pd are arranged for the 2NAND cell 71 of FIG.
配線パターン81mに対して片側にのみゲートパターン81gが配置されている。同様に、配線パターン82mに対しても片側にのみゲートパターン82gが配置されている。2NANDセル71が、低電力領域1aと高速領域1bとの境界において、高速領域1bの初段のセル3bである場合、ネットリスト34及びレイアウト情報35を参照することで、ソース共有無しのセルであると判断できる。
The gate pattern 81g is arranged only on one side with respect to the wiring pattern 81m. Similarly, the gate pattern 82g is arranged only on one side with respect to the wiring pattern 82m. If the 2NAND cell 71 is the
図22(B)は、2NORの論理セルのレイアウト例を示す。図22(B)の2NORセル73に対して、Vdd2vとpMOS素子領域3b_pdとを接続する配線パターン83mが配置されている。 FIG. 22B shows a layout example of a 2NOR logic cell. A wiring pattern 83m that connects Vdd2v and the pMOS element region 3b_pd is arranged for the 2NOR cell 73 of FIG.
配線パターン83mに対して片側にのみゲートパターン83gが配置されている。2NORセル73が、低電力領域1aと高速領域1bとの境界において、高速領域1bの初段のセル3bである場合、ネットリスト34及びレイアウト情報35を参照することで、ソース共有無しのセルであると判断できる。
Gate pattern 83g is arranged only on one side with respect to wiring pattern 83m. When the 2NOR cell 73 is the
図22(C)は、3NORの論理セルのレイアウト例を示す。図22(C)の3NORセル74に対して、Vdd2vとpMOS素子領域3b_pdとを接続する配線パターン84mが配置されている。 FIG. 22C shows a layout example of a 3NOR logic cell. A wiring pattern 84m that connects Vdd2v and the pMOS element region 3b_pd is arranged for the 3NOR cell 74 of FIG.
配線パターン84mに対して片側にのみゲートパターン84gが配置されている。3NORセル74が、低電力領域1aと高速領域1bとの境界において、高速領域1bの初段のセル3bである場合、ネットリスト34及びレイアウト情報35を参照することで、ソース共有無しのセルであると判断できる。
The gate pattern 84g is arranged only on one side with respect to the wiring pattern 84m. When the 3NOR cell 74 is the
2NANDセル71、2NORセル73、及び3NORセル74に対しては、上述したインバータセルの場合と同様に、フィラーセル3fのpMOSトランジスタ3f_p1を回路図において1段縦積みで接続し、かつ信号入力を共有することで、LS機能を付加させることができる。
Similarly to the inverter cell described above, the pMOS transistor 3f_p1 of the
次に、本実施形態の適用がない場合の設計処理について説明する。図23は、本実施形態の適用がない設計処理を説明するためのフローチャート図である。図23中、図11で説明した処理と同様の処理については同一ステップ番号で示している。 Next, a design process when this embodiment is not applied will be described. FIG. 23 is a flowchart for explaining a design process to which the present embodiment is not applied. In FIG. 23, processes similar to those described in FIG. 11 are denoted by the same step numbers.
図23(A)では、設計者がLS記述を含めてLSIを設計したRTLデータ31aを用いた設計処理のフローチャートを示している。図23(A)において、LS記述を含むRTLデータ31aとタイミング制約32とに基づいて論理合成が行われ(ステップS11)、LSセルを含むネットリスト34'が出力される。論理合成後タイミング制約32'は、LSセルを含めて論理合成した後のタイミング制約を示す。
FIG. 23A shows a flowchart of a design process using the RTL data 31a in which the designer designed the LSI including the LS description. In FIG. 23A, logic synthesis is performed based on the RTL data 31a including the LS description and the timing constraint 32 (step S11), and the
ステップS12、S13、S14、S15、及びS17については、図11と同様であるので、その詳細な説明を省略する。 Steps S12, S13, S14, S15, and S17 are the same as those in FIG.
タイミング解析の結果、論理合成後タイミング制約32'を満たさず、設計者によるRTLデータ31aの見直しが必要となる場合、設計者はLS記述を含めて見直すため、設計者による作業負担は大きい。また、必ずしも最適なLSセルの配置が行えるとは限らない。
As a result of the timing analysis, if the
図23(B)では、設計者がLSIを設計した、LS記述を含まないRTLデータ31bを用いた設計処理のフローチャートを示している。図23(B)において、LS記述の無いRTLデータ31bとタイミング制約32とに基づいて論理合成が行われた後(ステップS11)、LSセルが挿入される(ステップS11−2)。LSセルを含むネットリスト34'が出力される。論理合成後タイミング制約32'は、LSセルを含めて論理合成した後のタイミング制約を示す。
FIG. 23B shows a flowchart of a design process using the
ステップS12、S13、S14、及びS17については、図11と同様であるので、その詳細な説明を省略する。 Steps S12, S13, S14, and S17 are the same as those in FIG. 11, and thus detailed description thereof is omitted.
図23(A)の場合と比べて設計者は、LS記述を考慮しなくてもよいが、電源ドメインを予め定義した上で、LSIを設計したRTLデータ31bを作成する必要がある。
Compared to the case of FIG. 23A, the designer does not need to consider the LS description, but it is necessary to create the
図23(A)及び図23(B)のいずれの場合においても、通常、クロスカップリングタイプのLSセルが使用される。図21で説明したように、本実施形態と比較した場合、電力消費量、遅延、及び増加領域に関して劣っている。 In both cases of FIGS. 23A and 23B, a cross coupling type LS cell is usually used. As described with reference to FIG. 21, the power consumption, the delay, and the increase region are inferior when compared with the present embodiment.
本実施形態では、図21での比較項目に加えて、設計者は、LSセル挿入について考慮することなくLSIの設計を行える点において、設計者の設計作業の負担を軽減することができる。 In the present embodiment, in addition to the comparison items in FIG. 21, the designer can reduce the design work burden of the designer in that the LSI can be designed without considering the LS cell insertion.
本実施形態における設計装置では、セルを新規設計することなく、既存のセルに対して配線の切断及び接続を行うことで、最適なレベルシフタ機能を実現できる。セルの機能に応じて追加するpMOSトランジスタの段数を決定し、また、レイアウト情報35に基づいて、レベルシフタ機能を生成するための最適な配線接続が行われる。
In the design apparatus according to the present embodiment, an optimal level shifter function can be realized by cutting and connecting wiring to an existing cell without designing a new cell. The number of pMOS transistors to be added is determined according to the function of the cell, and optimal wiring connection for generating a level shifter function is performed based on the
本発明は、具体的に開示された実施例に限定されるものではなく、特許請求の範囲から逸脱することなく、主々の変形や変更が可能である。 The present invention is not limited to the specifically disclosed embodiments, and can be principally modified and changed without departing from the scope of the claims.
以上の第1から第2実施例を含む実施形態に関し、更に以下の付記を開示する。
(付記1)
第1の電源が供給される第1の回路に含まれ、ゲートが前記第1の電源より電圧値が低い第2の電源が供給される第2の回路の出力に接続される第1のトランジスタを抽出し、
前記第1のトランジスタが前記第1のトランジスタと異なる第2のトランジスタとソースを共有しているか否かを識別し、
前記ソースを共有していない場合、前記ソースと前記第1の電源との間に、予め配置された複数の第3のトランジスタの内の1個のトランジスタを直列に接続し、
前記ソースを共有している場合は、前記ソースと前記第1の電源との間に、前記予め配置された複数の第3のトランジスタの内の2個のトランジスタを直列に接続する
処理をコンピュータに実行させる半導体装置の設計方法。
(付記2)
前記ソースを共有していない場合、前記第2の回路の出力を前記1個のトランジスタに接続することを特徴とする付記1記載の半導体装置の設計方法。
(付記3)
前記ソースを共有している場合は、前記2個のトランジスタのゲートと負電源電圧又はグランドと接続することを特徴とする付記1又は2記載の半導体装置の設計方法。
(付記4)
前記ソースを共有している場合であって、かつ、前記第1の回路を経由するパスのタイミングに余裕がある場合は、前記ソースと前記第1の電源との間に接続した前記2個のトランジスタに加えて、タイミング余裕度に応じて、前記複数の第3のトランジスタから更に1以上のトランジスタを直列に接続し、
更に接続した前記1以上のトランジスタのゲートを負電源電圧又はグランドに接続することを特徴とする付記3記載の半導体装置の設計方法。
(付記5)
前記複数の第3のトランジスタは、前記第1の回路の周辺のフィラーセルのトランジスタであることを特徴とする付記1乃至4のいずれか一項記載の半導体装置の設計方法。
(付記6)
第1の電源が供給される第1の回路に含まれ、ゲートが前記第1の電源より電圧値が低い第2の電源が供給される第2の回路の出力に接続される第1のトランジスタを抽出する抽出部と、
前記第1のトランジスタが前記第1のトランジスタと異なる第2のトランジスタとソースを共有しているか否かを識別する識別部と、
前記ソースを共有していない場合、前記ソースと前記第1の電源との間に、予め配置された複数の第3のトランジスタの内の1個のトランジスタを直列に接続する共有無し処理部と、
前記ソースを共有している場合は、前記ソースと前記第1の電源との間に、前記予め配置された複数の第3のトランジスタの内の2個のトランジスタを直列に接続する共有有り処理部と
を有する半導体装置を設計する設計装置。
(付記7)
前記複数の第3のトランジスタは、素子形状を有するフィラーセルのpMOSトランジスタであることを特徴とする付記6記載の半導体装置を設計する設計装置。
(付記8)
第1の電源が供給される第1の回路に含まれ、ゲートが前記第1の電源より電圧値が低い第2の電源が供給される第2の回路の出力に接続される第1のトランジスタが、前記第1のトランジスタと異なる第2のトランジスタとソースを共有していない場合、前記ソースと前記第1の電源との間に、1個のトランジスタが直列に接続され、かつ、前記1個のトランジスタのゲートが前記第2の回路の出力に接続され、
前記第1のトランジスタが、前記第1のトランジスタと異なる第2のトランジスタと前記ソースを共有している場合、前記ソースと前記第1の電源との間に、2個以上のトランジスタが直列に接続され、かつ、前記2個以上のトランジスタのゲートが負電源電圧又はグランドに接続されている
ことを特徴とする半導体装置。
Regarding the embodiment including the first to second examples, the following additional notes are disclosed.
(Appendix 1)
A first transistor included in a first circuit supplied with a first power supply and having a gate connected to an output of a second circuit supplied with a second power supply whose voltage value is lower than that of the first power supply Extract
Identifying whether the first transistor shares a source with a second transistor different from the first transistor;
When the source is not shared, one transistor of a plurality of third transistors arranged in advance is connected in series between the source and the first power source,
When the source is shared, the computer performs processing for connecting two of the plurality of third transistors arranged in series between the source and the first power source in series. A method for designing a semiconductor device to be executed.
(Appendix 2)
The method for designing a semiconductor device according to appendix 1, wherein the output of the second circuit is connected to the one transistor when the source is not shared.
(Appendix 3)
3. The semiconductor device design method according to
(Appendix 4)
When the source is shared and there is a margin in the timing of the path passing through the first circuit, the two connected between the source and the first power source In addition to the transistors, one or more transistors are further connected in series from the plurality of third transistors according to the timing margin.
4. The method of designing a semiconductor device according to
(Appendix 5)
5. The semiconductor device design method according to claim 1, wherein the plurality of third transistors are filler cell transistors around the first circuit.
(Appendix 6)
A first transistor included in a first circuit supplied with a first power supply and having a gate connected to an output of a second circuit supplied with a second power supply whose voltage value is lower than that of the first power supply An extraction unit for extracting
An identification unit for identifying whether the first transistor shares a source with a second transistor different from the first transistor;
When the source is not shared, a no-sharing processing unit that connects in series one of the plurality of third transistors arranged in advance between the source and the first power supply;
In the case where the source is shared, a shared processing unit for connecting two of the plurality of third transistors arranged in series between the source and the first power source in series A design apparatus for designing a semiconductor device having
(Appendix 7)
The design apparatus for designing a semiconductor device according to appendix 6, wherein the plurality of third transistors are pMOS transistors of a filler cell having an element shape.
(Appendix 8)
A first transistor included in a first circuit supplied with a first power supply and having a gate connected to an output of a second circuit supplied with a second power supply whose voltage value is lower than that of the first power supply However, when the source is not shared with a second transistor different from the first transistor, one transistor is connected in series between the source and the first power source, and the one transistor And the gate of the transistor is connected to the output of the second circuit,
In the case where the first transistor shares the source with a second transistor different from the first transistor, two or more transistors are connected in series between the source and the first power supply. And the gates of the two or more transistors are connected to a negative power supply voltage or ground.
11 CPU
12 主記憶装置
13 補助記憶装置
14 入力装置
15 表示装置
16 出力装置
17 通信I/F
18 ドライブ
19 記憶媒体
31 RTLデータ
32 タイミング制約
32−2 論理合成後タイミング制約
33 フロアプラン
34 ネットリスト
34−2 処理後ネットリスト
34−4 最適化後ネットリスト
35 レイアウト情報
35−2 処理後レイアウト情報
35−4 最適化後レイアウト情報
36 電圧設定ファイル
37 セルGDSデータ
38 セルタイミング情報
38−4 最適化後セルタイミング情報
39 処理結果(セルGDSデータ、タイミング値)
51 論理合成部
52 初期配置部
53 クロックツリー生成部
54 配線部
55 フィラーセル挿入部
56 LS機能生成部
57 タイミング解析部
100 設計装置
11 CPU
12
18
DESCRIPTION OF
Claims (6)
前記第1のトランジスタが前記第1のトランジスタと異なる第2のトランジスタとソースを共有しているか否かを識別し、
前記ソースを共有していない場合、前記ソースと前記第1の電源との間に、予め配置された複数の第3のトランジスタの内の1個のトランジスタを直列に接続し、
前記ソースを共有している場合は、前記ソースと前記第1の電源との間に、前記予め配置された複数の第3のトランジスタの内の2個のトランジスタを直列に接続する
処理をコンピュータに実行させる半導体装置の設計方法。 A first transistor included in a first circuit supplied with a first power supply and having a gate connected to an output of a second circuit supplied with a second power supply whose voltage value is lower than that of the first power supply Extract
Identifying whether the first transistor shares a source with a second transistor different from the first transistor;
When the source is not shared, one transistor of a plurality of third transistors arranged in advance is connected in series between the source and the first power source,
When the source is shared, the computer performs processing for connecting two of the plurality of third transistors arranged in series between the source and the first power source in series. A method for designing a semiconductor device to be executed.
更に接続した前記1以上のトランジスタのゲートを負電源電圧又はグランドに接続することを特徴とする請求項3記載の半導体装置の設計方法。 When the source is shared and there is a margin in the timing of the path passing through the first circuit, the two connected between the source and the first power source In addition to the transistors, one or more transistors are further connected in series from the plurality of third transistors according to the timing margin.
4. The method of designing a semiconductor device according to claim 3, further comprising connecting a gate of the one or more transistors connected to a negative power supply voltage or a ground.
前記第1のトランジスタが前記第1のトランジスタと異なる第2のトランジスタとソースを共有しているか否かを識別する識別部と、
前記ソースを共有していない場合、前記ソースと前記第1の電源との間に、予め配置された複数の第3のトランジスタの内の1個のトランジスタを直列に接続する共有無し処理部と、
前記ソースを共有している場合は、前記ソースと前記第1の電源との間に、前記予め配置された複数の第3のトランジスタの内の2個のトランジスタを直列に接続する共有有り処理部と
を有する半導体装置を設計する設計装置。 A first transistor included in a first circuit supplied with a first power supply and having a gate connected to an output of a second circuit supplied with a second power supply whose voltage value is lower than that of the first power supply An extraction unit for extracting
An identification unit for identifying whether the first transistor shares a source with a second transistor different from the first transistor;
When the source is not shared, a no-sharing processing unit that connects in series one of the plurality of third transistors arranged in advance between the source and the first power supply;
In the case where the source is shared, a shared processing unit for connecting two of the plurality of third transistors arranged in series between the source and the first power source in series A design apparatus for designing a semiconductor device having
前記第1のトランジスタが、前記第1のトランジスタと異なる第2のトランジスタと前記ソースを共有している場合、前記ソースと前記第1の電源との間に、2個以上のトランジスタが直列に接続され、かつ、前記2個以上のトランジスタのゲートが負電源電圧又はグランドに接続されている
ことを特徴とする半導体装置。 A first transistor included in a first circuit supplied with a first power supply and having a gate connected to an output of a second circuit supplied with a second power supply whose voltage value is lower than that of the first power supply However, when the source is not shared with a second transistor different from the first transistor, one transistor is connected in series between the source and the first power source, and the one transistor And the gate of the transistor is connected to the output of the second circuit,
In the case where the first transistor shares the source with a second transistor different from the first transistor, two or more transistors are connected in series between the source and the first power supply. And the gates of the two or more transistors are connected to a negative power supply voltage or ground.
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