JPH0453265A - 半導体装置 - Google Patents

半導体装置

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JPH0453265A
JPH0453265A JP16172090A JP16172090A JPH0453265A JP H0453265 A JPH0453265 A JP H0453265A JP 16172090 A JP16172090 A JP 16172090A JP 16172090 A JP16172090 A JP 16172090A JP H0453265 A JPH0453265 A JP H0453265A
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JP
Japan
Prior art keywords
terminal
power supply
transistor
supply terminal
whose
Prior art date
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Application number
JP16172090A
Other languages
English (en)
Inventor
Michiya Kubokawa
道矢 久保川
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Seiko Epson Corp
Original Assignee
Seiko Epson Corp
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Publication date
Application filed by Seiko Epson Corp filed Critical Seiko Epson Corp
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Publication of JPH0453265A publication Critical patent/JPH0453265A/ja
Pending legal-status Critical Current

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Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 [産業上の利用分野] 本発明は2つの電源系を内蔵し、かつ配線層のみで論理
の切り替えを行うレベルシフト回路内蔵型マスタスライ
ス型半導体装置に関する。
(従来の技術1 従来の2つの電源系を使い、かつ配線層のみで論理の切
り替えを行うマスタスライス型半導体装置のI/Oセル
に43いては、第3図のように第一の電源端子(vdd
l)がデツプA (25)につながり、第一の電源端子
(〜7 cl d 1. )と第二〇電源端子(vdd
2)がレベルシフト回路のあるデツプB(26,)に接
続されている。第一の電源端子(vddl)のあるチッ
プA(25)の出力を第二の電源端子(vdd2)の電
圧にするために第一の電源端子(vddl、)の電圧を
持つ信号Xを第一の電源端子(vddl)と第二の電源
端子(vdd2)の第二の電源端子(vdd2)が第一
段目の入力回路に接続され、第一の電源端子(vd、d
l)が第二段目の入力回路に接続されている。このとき
第二の電源端子(vdd2)の電圧は第一の電源端子(
vddl)の電圧よりも高いものとする。デツプAから
信号Aを第二の電源端子(vdd2)の電圧で外部に出
力する場合にはレベルシフト専用のICであるチップI
3を図のように接続し、信号Xを第一の電源端子(vd
dl)の電圧から第二の電源端子(vdd2)の電圧に
変換していた。
[発明が解決しようとする課題1 しかし従来の回路構成の問題点としては、(l)第一の
電源端子(vddl)の電圧がら第二の電源端子(v 
d、 d、 2 )の電圧に変換するためのIC(チッ
プBレベルシフト回路)が別に必要になりコストが高く
なる。(2)I/O数が多いと必然的に前記の電圧を変
換するためのIC(チップBレベルシフト回路)の数が
増加しプリン1一基板も大きくせざるを得す、これが更
に多くのコス[・増加を招く。(3)前記電圧を変換す
るためのIC(チップBレベルシフト回路)を信号が通
るために速度が極めて遅くなる。(約8000s)等、
性能、価格の面での問題が大であった。
そこで本発明はこのような問題点を解決するもので、そ
の目的とするところは、電圧を変換するためのレベルシ
フト回路を内蔵したコスl−が安く、かつスピードの早
い高性能の半導体演算装置を提供することにある。
〔課題を解決するだめの手段〕
2つの電源系を内蔵し、かつ配線層のみで論理の切り替
えを行うマスタスライス型半導体装置に於C (a)第一の電源端子手段、 (b)第二の電源端子手段、 (C)第一の電源端子手段を電源とする第一のインバー
タ手段、 (d、 )前記第一のインバータ手段とつながっている
第一の入力端子、 (e)第二の電源端子をソース端子としている第一のP
 c h トランジスタ、 (f)前記第一のP c h トランジスタのドレイン
端子をソース端子とし、ゲート端子が前記第一の入力端
子に接続されている第二のP c h トランジスタ、 (g)第一の入力端子がゲート端子に接続され、ソース
端子が接地され、またドレイン端子が前記第二のP c
 h l□ランジスタのドレイン端子に接続されている
第三のN c h トランジスタ、(l])第二の電源
端子をソース端子とし、第二のP c h トランジス
タのドレイン端子がゲート端子に接続されている第四の
P c h )−ランジスタ、(l)前記第四のP c
 h )ランシスタのドレイン端子をソース端子とし、
ゲート端子が第一のインバータ手段の出力に接続されて
いる第五のP c h1〜ランシスタ、 (、J)前記第五のi)c h I−ランシスタのドレ
イン端子がドレイン端子につながり、前記第一のインハ
ーク手段の出力がゲート端子につながり、ソース端子が
接地されてい冷第六のNcl〕トランジスタ、 (k、 )前記第二のP c h トランジスタのドレ
イン端子がゲート端子につながっている前記第四のPc
 h (−ランシスタ、 (l)前記第五のP c h l〜ランジスタのドレイ
ン端子を入力とし、第二の電源端子を電源とする第のイ
ンバータ手段、 (n])前記(c)から(l)までの回路構成を持つ第
一の1ノベルシフト手段、 (rl)前記第一のレベルシフト手段が前記半導体装置
にJ3いて周辺部の■/○セル部に少なくともつあるこ
とを特徴とする。
[作 用1 本発明の上記の構成による特徴を以下に第1図と第2図
において説明する。第1図において、第の電源端子(v
rldl)(2)と第二の電源端子(vdd2)(l,
)をチップに接続し、また接地端子(3)を接続する。
第2図に示されるレベルシフト手段を第1図の中のチッ
プ周辺部の工/Oセル(23)列の中に図のように配置
し、レベルシフト手段の出力を第二の電源端子(vdd
2)を電源とする次段のインバータ(第一のPc1〕ト
ランジスタ9、第一のNchl−ランジスタ、/O)の
入力にいれる。インバータ手段の出力はそのままパッド
に出される。
これにより第一の電源端子(vddl)の電圧から第二
の電源端子(vdd2)の電圧に変換するだめのIC,
を外につむつる必要がなくなり、また前記電圧を変換す
るだめのIC(チップBレベルシフト回路)を信号が通
らずに前記半導体装置の中たけて信号の変換が可能とな
るため、従来に比べ約800nsにだいし約20nsの
デイレイですむため極めて高速化が可能となる特徴を有
す〔実 施 例1 第1図は本発明の実施例の半導体装置のレイアウト図で
ある。また第2図は第1図のレベルシフト手段の回路図
を示したものである。
また第4図は第2図のレベルシフト手段の動作を分かり
やすく説明するだめのタイミングチャト図である。
第1図、第2図および第4図に従って詳しく説明を進め
ることにする。
第1図において、第二の電源端子(vdd2)はデツプ
の最外周を回っており、第一の電源端子(vddl、)
はその内側を回っている。そして接地端子(VSS)は
更にその内側を回っている。
第一の電源端子(vddl、)はPAD (2)より供
給され、チップ内部のロジックに接続されて45す、第
二の電源端子(vdd2)もPAD(l)より供給され
ている。接地端子(VSS)はPAD (3)につなが
り、チップの内部のロジックに接続されている。チップ
の周辺部にはI/Oセル(23)が並んでいる。またチ
ップのコーナ一部(4,5,6,7)はI/Oセル(2
2)はおくことが出来ないので、通常は電源線である第
一の電源端子(v d d、 1. ) 、第二の電源
端子(vdd2)と接地端子(vss)を回しているだ
Gづである。
次に本発明の内容を分かりやすく説明するためにまず第
2図のレベルシフ1〜手段の回路図を第4図のタイミン
グヂャート図に従って説明をすることにする。第2図の
レベルシフト手段の回路図において、第一の電源端子手
段(vddl)と第二の電源端子手段があり、第一の電
源端子手段(vddl)を電源とし、第一の入力端子(
IA)が入力である第一のインバータ手段(Pchトラ
ンジスタ13、N c h トランジスタ]4)、第二
の電源端子(vdd2)をソース端子としている第のP
chhランジスタ(l,5)、前記第一のPc h ト
ランジスタ(l5)のドレイン端子をソース端子とし、
ゲート端子が前記第一の入力端子(■△)に接続されて
いる第二のP c 11 )ランジスタ(l6)、第一
の入力端子がゲート端子に接続され、ソース端子が接地
され、またドレイン端子が前記第二のP c b l〜
ランジスタ(l6)のドレイン端子に接続されている第
三のN c h トランジスタ(]、7)、第二の電源
端子をソース端子とし、第二のP c h トランジス
タ(l6)のドレイン端子がゲート端子に接続されてい
る第四のPc1〕トランジスタ(]、8)、前記第四の
P c h トランジスタ(l8)のドレイン端子をソ
ース端子どし、ゲート端子が第一のインバータ手段の出
力に接続されている第五のP c h トランジスタ(
]、、 9 ) 、前記第五のP c h )ランジス
タ(l9)のドレイン端子がドレイン端子につながり、
前記第一のインバータ手段の出力がゲート端子につなが
り、ソース端子が接地されている第六のN c h ト
ランジスタ(20)、前記第二のPcl〕トランジスタ
(l6)のドレイン端子がゲート端子につながっている
前記第四のP c h トランジスタ(l,8)、前記
第五のP c h トランジスタ(l9)のドレイン端
子を入力とし、第二の電源端子(v d、 d 2 )
を電源とする第二のインバータ手段(Pchトランジス
タ2]、N c h )−ランシスタ22)の構成を有
している。第1図の中にあるレベルシフ[・手段の構成
の一例として第2図のレベルシフ[−手段の回路図を一
トげたが、レベルシフト手段の構成の仕方はこの実施例
だけに限定されるのではなく、この例は一例である。
次に第4図のタイミングチv−1−図に従って説明を続
けることにする。第4図においてIAは第一の電源端子
(v d、 d 1. )の電源系の信号である。この
信号をレベルシフ1−手段を用いて第二の電源端子(v
 c3. d 2 )の電源系の信号に変換する場合に
おいて、IAがLからHに変化した時を考えるとする。
IAがLから第一の電源端子(vdd ]、 )の電源
系であるHに変化すると第六のNc1]1ヘランジスタ
(20)がONするために信号eが第二の電源端子手段
の電源系のHからLにさがり、これによって出力Xが第
二の電源端子手段の電圧系のHになる。それにともなっ
て第一のPcl〕トランジスタ(l5)もONになり、
また第一] 1 のP c h )・ランジスク(l6)はON、第三の
N0h1−ランジスタ(l7)はOFFになるので信号
fは第二の電源端子手段の電圧系の11になって第四の
P c h トランジスタ(l8)をOFFにする。こ
の様にして第一の電源端子手段(vddl)の電圧系の
信号が第二の電源端子手段の電圧系の信号に変換される
のである。この変換にかかる時間は約201”Isであ
るが、もしもこの変換を別のそとず(づのICて行うと
すると、出力の部分とチップの夕iの負荷容量を駆動す
る時間とレベルシフ1〜手段のICの入力部の時間及び
変換に要する時間及び出力に要する時間を合せて約80
00Sの時間を要することになり、レベルシフト手段を
前記半導体の中に入れることは性能の面で大変な効果が
ある。また上記レベルシフト手段はI/Oセル部分にお
いて使うために、これを半導体装置の周辺部にあるI/
Oセルにいれることで変換は高速にできる。
[発明の効果1 以上述べたように、本発明の」二記の構成によれば第一
の電源端子(vddl)(2)と第二の電源端子(vd
d2)(l)をチップに接続し、また接地端子(3)を
接続する。第2図に示されるレベルシフト手段を第1図
の中のチップ周辺部のI/Oセル(23)列の中に図の
J:うに配置し、レベルシフト手段の出力を第二の電源
端子(vdd2)を電源とする次段のインバータ(第一
のPchトランジスタ9、第一のN c h トランジ
スタ、/O)の入力にいれる。インバータ手段の出力は
そのままパッドに出すことにより、第一の電源端子(v
ddl)の電圧から第二の電源端子(vdd2)の電圧
に変換するだめのICを外につける必要がなくなり、ま
た前記電圧を変換するためのそとずけのICを信号が通
らずに前記半導体装置の中だけで信号の変換が可能とな
るため、従来に比べ約800nsにだいし約20nsの
デイレイですむため極めて高速化が可能となり、またそ
とずけのデツプが不要になることのコストの低減化が可
能等の特徴をもちその効果は絶大なものがある。
【図面の簡単な説明】
第1図は本発明の一実施例を示す半導体装置のレイアラ
!・図7 第2図は本発明の一実施例のなかに使われているし・ベ
ルシフ1へ手段の回路図。 第:3区は従来の回路図の一例を示す図。 第4図は第2区の動作を示したタイミングJ−ヤー)−
図。 1・・・第二の市源端子(v d、 d 2 )のAD 第一のN部端子(v d、 d 1. )のAD 接地端子(vss)のF A I) 4.5.6.7 半導体装置のコーナ一部 レベルシフ]−手段 P c h トランジスタ N c l〕(−ランシスク 9 ・ 3 ・ 11・・・出力バッド ]2・・・ロジックアレイ部 13、21 P型Mo5t−ランジスク 14 、22 ・・・N型MOSトランジスタ 15・・・第一のP c h l=ランシスタ16・・
・第二のPchl〜ランシスク17・・・第三のN c
 h トランジスタ18・・・第四のP c h トラ
ンジスタJ9・・・第五のP c h l〜ランシスタ
20・・・第六のN c h hランラスタ23・・・
I/Oセル部 24・・・チップΔ 25・・・チップB (lつ) 以 」ニ 出願人 セイコーエプソン株式会社 代理人 弁理士 鈴 木 喜三部(他1名)工

Claims (1)

  1. 【特許請求の範囲】  2つの電源系を内蔵し、かつ配線層のみで論理の切り
    替えを行うマスタスライス型半導体装置に於て、 (a)第一の電源端子手段、 (b)第二の電源端子手段、 (c)第一の電源端子手段を電源とする第一のインバー
    タ手段、 (d)前記第一のインバータ手段とつながっている第一
    の入力端子、 (e)第二の電源端子をソース端子としている第一のP
    chトランジスタ、 (f)前記第一のPchトランジスタのドレイン端子を
    ソース端子とし、ゲート端子が前記第一の入力端子に接
    続されている第二のPchトランジスタ、 (g)第一の入力端子がゲート端子に接続され、ソース
    端子が接地され、またドレイン端子が前記第二のPch
    トランジスタのドレイン端子に接続されている第三のN
    chトランジスタ、 (h)第二の電源端子をソース端子とし、第二のPch
    トランジスタのドレイン端子がゲート端子に接続されて
    いる第四のPchトランジスタ、(i)前記第四のPc
    hトランジスタのドレイン端子をソース端子とし、ゲー
    ト端子が第一のインバータ手段の出力に接続されている
    第五のPchトランジスタ、 (j)前記第五のPchトランジスタのドレイン端子が
    ドレイン端子につながり、前記第一のインバータ手段の
    出力がゲート端子につながり、ソース端子が接地されて
    いる第六のNchトランジスタ、 (k)前記第二のPchトランジスタのドレイン端子が
    ゲート端子につながっている前記第四のPchトランジ
    スタ、 (l)前記第五のPchトランジスタのドレイン端子を
    入力とし、第二の電源端子を電源とする第二のインバー
    タ手段、 (m)前記(c)から(l)までの回路構成を持つ第一
    のレベルシフト手段、 (n)前記第一のレベルシフト手段が前記半導体装置に
    おいて周辺部のI/Oセル部に少なくとも一つあること
    を特徴とする半導体装置。
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Cited By (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US6319721B1 (en) 1998-12-25 2001-11-20 Kyoto Daiichi Kagaku Co., Ltd. Method for measuring trace amount of protein
JP2007109939A (ja) * 2005-10-14 2007-04-26 Matsushita Electric Ind Co Ltd システムlsi
US8605708B2 (en) 2010-09-16 2013-12-10 Ricoh Company, Ltd. System, device and method for TDMA-based networking using space division multiplexed transmissions

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