JPH0369163A - Semiconductor integrated circuit device - Google Patents
Semiconductor integrated circuit deviceInfo
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- JPH0369163A JPH0369163A JP20594389A JP20594389A JPH0369163A JP H0369163 A JPH0369163 A JP H0369163A JP 20594389 A JP20594389 A JP 20594389A JP 20594389 A JP20594389 A JP 20594389A JP H0369163 A JPH0369163 A JP H0369163A
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Abstract
Description
【発明の詳細な説明】
〔産業上の利用分野〕
本発明は半導体集積回路装置に関し、特にチャンネルタ
イプ及びチャンネルレスタイプのゲートアレイ、または
スタンダードセル方式の半導体集積回路装置のプリミテ
ィブ・フィンクション・ブロックを構成する基本セルに
関し、特に、クロックスキュー低減のための基本セルの
構成に関する。[Detailed Description of the Invention] [Field of Industrial Application] The present invention relates to a semiconductor integrated circuit device, and particularly to a primitive function block of a channel type and channelless type gate array, or a standard cell type semiconductor integrated circuit device. The present invention relates to a basic cell constituting a basic cell, and particularly to a basic cell configuration for reducing clock skew.
第4図に従来技術による、CMOSプロセスの半導体集
積回路装置の基本セル構成の一例を示す。FIG. 4 shows an example of a basic cell configuration of a semiconductor integrated circuit device using a CMOS process according to the prior art.
従来は一般に、第1の拡散領域(例えばPタイプの拡散
層領域)la、・・・と、第2の拡散領域(例えばNタ
イプの拡散層領域)2a、・・・と、ポリシリコンゲー
ト電極3a、3bと、ゲート接続領域4al、4a2,
4bl、4b2と、ゲートポリシリコン電極4と、第1
電源セル内配線(例えば、VDD電源、5V)5と、第
2電源セル内配線(例えば、VSS電源、0■、接地電
位)6等とで構成されていたゆ従来技術ではこの第4図
の基本セルをひとつ以上用いて、その適用プロセスで基
準となる線幅の通常の信号配線での相互接続によって、
基本的な何十種類乃至数百種類かの機能ブロックである
プリミティブ・フィンクション・ブロックを構成した。Conventionally, in general, first diffusion regions (for example, P-type diffusion layer regions) la, . . . , second diffusion regions (for example, N-type diffusion layer regions) 2a, . 3a, 3b, and gate connection regions 4al, 4a2,
4bl, 4b2, the gate polysilicon electrode 4, and the first
In the prior art, the wiring in the power supply cell (for example, VDD power supply, 5V) 5 and the second power supply cell wiring (for example, VSS power supply, 0■, ground potential) 6, etc. By using one or more basic cells and interconnecting them with normal signal wiring with line widths that are referenced in the application process,
Primitive function blocks, which are dozens to hundreds of basic functional blocks, were constructed.
これらのプリミティブ・フィンクション・ブロック及び
RAM、ROM。These primitive function blocks and RAM, ROM.
I10バッファ等を、更に通常の線幅の信号配線で相互
接続して、ひとつの半導体集積回路装置を実現していた
。第5図に従来技術の基本セルを用いたクロック分配配
線の例を示す。従来技術の基本セルでは、クロック分配
の為の配線として、通常の信号線と同様の線幅の配線5
5,56,57゜58.59を用いるため、その線幅に
流すことの出来る電流容量は、エレクトロマイグレーシ
ョンや配線の寄生抵抗から規定されており、結果として
、クロックドライバー51.52,53.54で駆動出
来るフリップフロップの数(いわゆるファンアウト数)
が制限されている。従って、クロック端子CLKから入
力されたクロック信号は、第1段のクロックトライバ5
1によって、第2段のクロックドライバー52.53.
〜,54に分配され、クロックドライバー52はファン
アウトり
制限数以下の数の第11グループのフリップフロップ1
0にクロック信号を分配し、クロックドライバー53は
ファンアウト制限数以下の数の第2のグループのフリッ
プフロップ11にクロック信号を分配し、クロックドラ
イバー54はファンアウト制限数以下の数の第N (N
=3.4,5゜・・・・・コnの自然数)のグループの
7リツプフロツプ12にクロック信号を分配する。第5
図では、クロックドライバーが2段の例を示しているが
、フリップフロップが数百〜数千に及ぶ論理回路では、
クロックドライバーは、5〜7段程度になっている。A single semiconductor integrated circuit device was realized by interconnecting the I10 buffers and the like with signal wiring having a normal line width. FIG. 5 shows an example of clock distribution wiring using a conventional basic cell. In the basic cell of the conventional technology, wiring 5 with the same line width as a normal signal line is used as wiring for clock distribution.
5, 56, 57° 58.59, the current capacity that can flow through the line width is determined by electromigration and wiring parasitic resistance, and as a result, the clock drivers 51, 52, 53, 54 The number of flip-flops that can be driven by (the so-called fan-out number)
is restricted. Therefore, the clock signal input from the clock terminal CLK is transmitted to the clock driver 5 of the first stage.
1, the second stage clock driver 52.53.
.
0, the clock driver 53 distributes the clock signal to the second group of flip-flops 11 whose number is less than or equal to the fan-out limit number, and the clock driver 54 distributes the clock signal to the N-th flip-flops 11 whose number is less than or equal to the fan-out limit number. N
The clock signal is distributed to the seven lip-flops 12 in groups of 3.4, 5°, . . . n, a natural number. Fifth
The figure shows an example with two stages of clock drivers, but in a logic circuit with hundreds to thousands of flip-flops,
The clock driver has about 5 to 7 stages.
上述した従来技術の半導体集積回路装置の基本セル構成
は、クロック信号分配の為の配線に関して、特別の考慮
がなく、通常の、信号配線と同様の配線がなされている
ため、第5図に示す様に、クロック信号分配用のクロッ
クドライバーは、数段の構成になっており、且つ、配線
56,57.58は、フリップフロップの数及びレイア
ウト位置によって、それぞれ線長がまちまちとなってい
るので、各々のフリップフロップへのクロック信号の到
達時間のバラツキ即ちクロックスキューが大きいという
欠点がある。The basic cell configuration of the conventional semiconductor integrated circuit device described above is shown in FIG. 5 because there is no special consideration regarding the wiring for clock signal distribution, and the wiring is similar to normal signal wiring. Similarly, the clock driver for clock signal distribution has several stages, and the wire lengths of the wiring lines 56, 57, and 58 vary depending on the number of flip-flops and the layout position. , there is a drawback that there is large variation in the arrival time of the clock signal to each flip-flop, that is, there is a large clock skew.
本発明の半導体集積回路装置は、複数の基本セルを信号
配線で相互接続して構成したプリミティブ・フィンクシ
ョン・ブロックを含む半導体集積回路装置において、前
記基本セルに通常の信号配線の線幅よりも大幅のクロッ
ク信号セル的配線を少なくとも一本予め配置しであると
いうものである。The semiconductor integrated circuit device of the present invention includes a primitive function block configured by interconnecting a plurality of basic cells with signal wiring, in which the basic cell has a line width larger than that of the normal signal wiring. At least one large clock signal cell-like wiring is arranged in advance.
第1図は、本発明の第1の実施例における基本セルのレ
イアウト図であり、CMOSテクノロジーの場合の基本
セル構成を示している。FIG. 1 is a layout diagram of a basic cell in a first embodiment of the present invention, showing the basic cell configuration in the case of CMOS technology.
la、lb、lcは第1のタイプの拡散領域(例えばP
タイプの拡散層領域)、2a、2b、2cは第2のタイ
プの拡散領域(例えばNタイプの拡散層領域)、3a、
3bはポリシリコンゲート電極、4a’l、4a2,4
bl、4b2はゲート接続領域、5は第1電源セル内配
線(例えばVDD電源、5V)、6は第2電源セル内配
線(例えば、vSS電源、0■、接地電位)、7は予め
基本セルに設けたクロック信号セル的配線であり、その
線幅は、通常の信号配線の線幅に対して、多くのフリッ
プフロップを接続可能な様に充分太い線幅を。la, lb, lc are diffusion regions of the first type (e.g. P
type diffusion layer regions), 2a, 2b, 2c are second type diffusion regions (for example, N type diffusion layer regions), 3a,
3b is a polysilicon gate electrode, 4a'l, 4a2, 4
bl, 4b2 are gate connection regions, 5 is the wiring in the first power cell (e.g. VDD power, 5V), 6 is the wiring in the second power cell (e.g. vSS power, 0■, ground potential), 7 is the basic cell in advance This is a clock signal cell-like wiring provided in the circuit, and its line width is thick enough to connect many flip-flops compared to the line width of normal signal wiring.
有して、エレクトロマイグレーション耐性の強化と、配
線寄生抵抗の低減を計っている。The aim is to strengthen electromigration resistance and reduce wiring parasitic resistance.
第3図は、本発明による基本セルを用いた半導体集積回
路装置に於けるクロック信号分配の様子を示すブロック
図である。クロック信号端子CLKから入力されたクロ
ック信号は、クロックドライバー31に入力される。ク
ロックドライバー31は、多くのフリップ70ツブを高
速に充分駆動出来る様に設計しである。太線で示したク
ロック信号配線32は、基本セルに設けられた充分大幅
のクロック信号セル的配線を相互接続したものである為
に、この例では各フリップフロップのクロック信号配線
枝33により全てのフリップフロラフ10〜12を同時
に駆動可能である。即ち、クロックドライバーは一段で
済み、且つ、−本のクロック信号配線で全てのフリップ
フロップを駆動するので、クロックスキューは大幅に低
減出来る。FIG. 3 is a block diagram showing how clock signals are distributed in a semiconductor integrated circuit device using a basic cell according to the present invention. A clock signal input from the clock signal terminal CLK is input to the clock driver 31. The clock driver 31 is designed to be able to sufficiently drive many flips 70 at high speed. The clock signal wiring 32 shown in bold lines interconnects sufficiently large clock signal cell-like wiring provided in the basic cell, so in this example, the clock signal wiring branch 33 of each flip-flop connects all the flip-flops. Fluoruffs 10 to 12 can be driven simultaneously. That is, only one stage of the clock driver is required, and all the flip-flops are driven by -1 clock signal wiring, so that clock skew can be significantly reduced.
尚、ここでの例は、CMOSテクノロジーに於ける基本
セルの例を示したが、B1CMOSテクノも、本発明が
適用出来ることは言うまでもない。Although the example here shows an example of a basic cell in CMOS technology, it goes without saying that the present invention can also be applied to B1CMOS technology.
第2図は、本発明の第2の実施例における基本セルのレ
イアウト図であり、CMOSテクノロジーの場合の基本
セル構成を示している。FIG. 2 is a layout diagram of a basic cell in a second embodiment of the invention, showing the basic cell configuration in the case of CMOS technology.
8は第1のクロック信号セル的配線、9は第2のりpワ
ク信号セル的配線である。8と9は、第1の実施例と同
様に予め基本セルに設けてあり、その線幅は、多くのフ
リップフロップ(フリミティブ・ファンクション・ブロ
ック)を接続可能な様に充分太くしである。第1の実施
例に対して第2の実施例は、多相り□ツク信号を意識し
て、クロック信号セル的配線を2本にしたことと、各ク
ロック信号セル的配線の位置を、ゲート接続領域と電源
セル内配線の間にしたことが異なるが、基本的には同様
なので、詳しい説明は省略する。Reference numeral 8 represents a first clock signal cell wiring, and 9 represents a second glue p work signal cell wiring. 8 and 9 are provided in advance in the basic cell as in the first embodiment, and the line width thereof is sufficiently thick so that many flip-flops (flimitive function blocks) can be connected. In contrast to the first embodiment, the second embodiment has two clock signal cell-like wirings, taking into account multiphase cross signals, and changes the position of each clock signal cell-like wiring to a gate. What is done between the connection area and the wiring within the power supply cell is different, but since they are basically the same, detailed explanation will be omitted.
以上説明したように本発明は、半導体集積回路の基本セ
ルに、通常の信号配線の線幅よりも大幅のクロック信号
セル的配線を予め備えることにより、クロックドライバ
ーの段数低減と、配線寄生抵抗低減を行い、クロックス
キューを大幅に低減した半導体集積回路装置を実現出来
る効果がある。As explained above, the present invention reduces the number of stages of clock drivers and reduces wiring parasitic resistance by providing a basic cell of a semiconductor integrated circuit with a clock signal cell-like wiring whose line width is significantly larger than that of a normal signal wiring. This has the effect of realizing a semiconductor integrated circuit device with significantly reduced clock skew.
第1図は本発明の第1の実施例における基本セルのレイ
アウト図、第2図は第2の実施例における基本セルのレ
イアウト図、第3図は本発明半導体集積回路装置におけ
るクロック信号分配の様子を示すブロック図、第4図は
従来例における基本セルのレイアウト図、第5図は従来
例におけるクロック信号分配の様子を示すブロック図で
ある。
la、lb、lc・・・・・・第1のタイプの拡散領域
、2a、2b、2c・・・・・・第2のタイプの拡散領
域、3a、3b・・・・・・ポリシリコンゲート電極、
4a1゜4a2,4bl、4b2−−ゲート接続領域、
5・・・・・・第1電源セル内配線、6・・・・・・第
2電源セル内配線、7・・・・・・クロック信号セル的
配線、8・・・・・・第1のクロック信号セル的配線、
9・・・・・・第2のクロック信号セル的配線、10・
・・・・・第1のグループのフリップフロップ、11・
・・・・・第2のグループのフリップフロップ、12・
・・・・・第Nのグループのフリップフロップ、31・
・・・・・クロックドライバー 32・・・・・大幅の
クロック信号配線、33・・・・・・クロック信号配線
枝、51,52,53.54・・・・・・クロックドラ
イバー 55.56,57.58・・・・・・クロック
信号配線、59・・・・・・クロック信号配線枝、CL
K・・・・・・クロック入力端子。FIG. 1 is a layout diagram of a basic cell in a first embodiment of the present invention, FIG. 2 is a layout diagram of a basic cell in a second embodiment, and FIG. 3 is a diagram of clock signal distribution in a semiconductor integrated circuit device of the present invention. FIG. 4 is a block diagram showing the basic cell layout in the conventional example, and FIG. 5 is a block diagram showing the state of clock signal distribution in the conventional example. la, lb, lc...first type diffusion region, 2a, 2b, 2c...second type diffusion region, 3a, 3b...polysilicon gate electrode,
4a1゜4a2, 4bl, 4b2--gate connection region,
5... Wiring in the first power supply cell, 6... Wiring in the second power supply cell, 7... Wiring in the clock signal cell, 8... First clock signal cell wiring,
9...Second clock signal cell wiring, 10.
...First group of flip-flops, 11.
...Second group of flip-flops, 12.
...Nth group of flip-flops, 31.
... Clock driver 32 ... Significant clock signal wiring, 33 ... Clock signal wiring branch, 51, 52, 53.54 ... Clock driver 55.56, 57.58...Clock signal wiring, 59...Clock signal wiring branch, CL
K...Clock input terminal.
Claims (1)
ミティブ・フィンクション・ブロックを含む半導体集積
回路装置において、前記基本セルに通常の信号配線の線
幅よりも大幅のクロック信号セル内配線を少なくとも一
本予め配置してあることを特徴とする半導体集積回路装
置。In a semiconductor integrated circuit device including a primitive function block configured by interconnecting a plurality of basic cells with signal wiring, the basic cell has at least a clock signal cell internal wiring whose line width is larger than a normal signal wiring. A semiconductor integrated circuit device characterized in that one wire is arranged in advance.
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP20594389A JPH0369163A (en) | 1989-08-08 | 1989-08-08 | Semiconductor integrated circuit device |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP20594389A JPH0369163A (en) | 1989-08-08 | 1989-08-08 | Semiconductor integrated circuit device |
Publications (1)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
JPH0369163A true JPH0369163A (en) | 1991-03-25 |
Family
ID=16515287
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
JP20594389A Pending JPH0369163A (en) | 1989-08-08 | 1989-08-08 | Semiconductor integrated circuit device |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
JP (1) | JPH0369163A (en) |
Cited By (5)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
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-
1989
- 1989-08-08 JP JP20594389A patent/JPH0369163A/en active Pending
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