JPH0453266A - Semiconductor device - Google Patents

Semiconductor device

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JPH0453266A
JPH0453266A JP16172290A JP16172290A JPH0453266A JP H0453266 A JPH0453266 A JP H0453266A JP 16172290 A JP16172290 A JP 16172290A JP 16172290 A JP16172290 A JP 16172290A JP H0453266 A JPH0453266 A JP H0453266A
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JP
Japan
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terminal
power supply
transistor
supply terminal
power
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Application number
JP16172290A
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Japanese (ja)
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
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Abstract

PURPOSE:To dispense with an IC which is provided outside to convert the voltage of a first power supply terminal into the voltage of a second power supply terminal and to enable signals to be converted only through a semiconductor device without passing through the IC required for converting a voltage by a method wherein the output of an inverter is transmitted to a pad as it is. CONSTITUTION:A first power supply terminal VDD1 2 and a second power supply terminal VDD2 1 are connected to a chip 1, and a ground terminal 3 is connected to the chip. A third power supply terminal means VDD3 is also connected, and a voltage is applied from the third power supply terminal VDD3 to an I/O cell where a level shifting means is provided, the level shifting means is disposed in the I/O cell 23 row around the chip, and the output of the level shifting means is inputted into the succeeding-stage inverter (a first P channel transistor 9 and a first N channel transistor 10) which makes the second power supply terminal VDD2 1 serve as a power supply. A level shifting means connected to the third power supply terminal means VDD3 is disposed in an I/O cell 29 row as shown in a figure, the output of the level shirting means is inputted into the succeeding-stage inverter (a first P channel transistor 9 and a first N channel transistor 10) which makes the third power supply terminal means VDD3 serve as a power supply, and the output of the inverter is transmitted to a pad as it is.

Description

【発明の詳細な説明】 〔産業上の利用分野1 本発明は3つの電源系を内蔵し、かつ配線層のみて論理
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。
DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION [Industrial Field of Application 1] The present invention relates to a master slice type semiconductor device with a built-in level shift circuit that includes three power supply systems and switches logic only by wiring layers.

〔従来の技(ホi] 従来の3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
においては、第3図のように第の電源端子(vddl、
)がデツプΔ(25)につながり、第一の電源端子(v
d、dl、)と第二の電源端子(vdd2)がレベルシ
フ]・回路のあるデツプB(26)に接続されている。
[Conventional Technique] In the I/O cell of a master slice semiconductor device that uses three conventional power supply systems and switches logic only in the wiring layer, the first power supply terminal (vddl,
) is connected to the depth Δ(25), and the first power supply terminal (v
d, dl, ) and the second power supply terminal (vdd2) are connected to the depth B (26) where the level shift circuit is located.

また第二の電源端子手段(v d d、 3 )と第一
の電源端子手段(v d d 1. )がレベルシフト
回路のあるデツプC(27)に接続されている。第一の
電源端子(Vd、 d ]、、 )のあるチップA(2
5)の出力を第二の電源端子(vdd2)の電圧にする
ためにデツプBは第一の電源端子(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)が第一段目の入力回路に接続され、第
二の電源端子手段(vdd2)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(Vd d ]、、 )の電圧
よりも高いものとする。デツプAからの信号Xを第二の
電源端子(vdc12)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であるヂ・ツブBを図のよう
に接続し、信号Xを第一の電源端子(vddl)の電圧
から第二の電源端子(vdd2)の電圧に変換していた
Further, the second power terminal means (v dd, 3) and the first power terminal means (v dd 1.) are connected to the depth C (27) where the level shift circuit is located. Chip A (2
In order to make the output of 5) the voltage of the second power supply terminal (vdd2), DEP B converts the signal The terminal (vdd2) is connected to the first stage input circuit, and the second power supply terminal means (vdd2) is connected to the second stage input circuit. At this time, the second power supply terminal (vdd2)
It is assumed that the voltage at the first power supply terminal (Vd d ], , ) is higher than the voltage at the first power supply terminal (Vd d ], , ). When outputting the signal The voltage at the power supply terminal (vddl) was converted to the voltage at the second power supply terminal (vdd2).

また第一の電源端子手段(vddl)の信号X2を第三
の電源端子手段(vdd3)の電圧に変換するためには
、第一の電源端子手段(vddl)の電圧から第三の電
源端子手段(vdd3)の電圧に変換する専用のレベル
シフト用ICであるグーツブCを図のように接続し、信
号x2を第一の電源端子(vddl、)の電圧から第゛
三の電源端子手段(vdd3)の電圧に変換していた。
Further, in order to convert the signal X2 of the first power terminal means (vddl) to the voltage of the third power terminal means (vdd3), the voltage of the first power terminal means (vddl) must be converted to the voltage of the third power terminal means (vdd3), a dedicated level shift IC is connected as shown in the figure, and the signal x2 is transferred from the voltage of the first power terminal (vddl, ) to the third power terminal means (vdd3 ) voltage.

[発明が解決しようとする課題] しかし従来の回路構成の問題点としては(i)第一の電
源端子(vddl)の電圧から第の電源端子(vdd2
)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。
[Problems to be Solved by the Invention] However, problems with the conventional circuit configuration include (i) the voltage of the first power supply terminal (vddl) to the voltage of the second power supply terminal (vdd2);
) A separate IC (chip B level shift circuit) is required to convert the voltage to the voltage of

(2)第一の電源端子(v d d 1. )の電圧か
ら第二の電源端子(v d d 3)の電圧に変換する
ためのIC(チップC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) A separate IC (chip C level shift circuit) is required to convert the voltage at the first power terminal (v dd 1.) to the voltage at the second power terminal (v dd 3), increasing the cost. becomes higher.

(3)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レベルシフト回路およびチップC
レベルシフト回路)の数が増加しプリン1一基板も大き
くぜざるを得す、これが更に多くのコスト増加を招く。
(3) When the number of I/Os is large, ICs (chip B level shift circuit and chip C
As the number of level shift circuits (level shift circuits) increases, the size of the printer 1 board must also be increased, which further increases costs.

(3)前記電圧を変換するためのIC(チップBレベル
シフト回路おJ:びデツプC)を信号が通るために速度
が極めて遅くなる。(約800ns)等、性能、価格の
面での問題が大であった。
(3) The speed becomes extremely slow because the signal passes through the IC (chip B level shift circuit J: and depth C) for converting the voltage. (approximately 800 ns), there were major problems in terms of performance and price.

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1−回路を内蔵したコストが安く、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。
The present invention is intended to solve these problems, and its purpose is to provide a low-cost, high-speed, high-performance semiconductor arithmetic device with a built-in level shift circuit for converting voltage. It is about providing.

[課題を解決するだめの手段] 3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、 (iつ)第二の電源端子手段、 (c)第三の電源端子手段、 (cl)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、 (e)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、 (f)第二の電源端子をソース端子としている第のP 
c h トランジスタ、 (g)前記第一のP c h l−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トランジス先 (i〕)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□ランシ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、(i)第二の電源
端子をソース端子とし、第二の1〕c h t・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 トランジスタ、(j)前記第四の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 hI−ランジスク、 (k、)前記第五のP Ch 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N c hトランジスタ (i)前記第二のP c h t□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)
1トランジスタ、 (m)前記第五のPchトランジスタのドレイン端子を
人力とし、第二の電源端子を電源とする第二のインバー
タ手段、 (n)前記(d)から(m)までの回路構成を持つ第一
のレベルシフト手段、 (0)前記(d)から(m)までの回路構成のうち第二
の電源端子手段のかわりに第三の電源端子手段を接続し
た第二のレベルシフト手段、(p)前記第一のレベルシ
フト手段および第二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■/○セル部に少なくとも一つづつ
あることを特徴とする。
[Means to Solve the Problem] In a master slice type semiconductor device that incorporates three power supply systems and switches logic only through wiring layers, (a) first power supply terminal means; ) second power terminal means; (c) third power terminal means; (cl) first inverter means using the first power terminal means as a power source; (e) connected to the first inverter means. a first input terminal; (f) a second P terminal whose source terminal is the second power supply terminal;
(g) a second Pch transistor whose source terminal is the drain terminal of the first Pch transistor, and whose gate terminal is connected to the first input terminal; One input terminal is connected to the gate terminal, the source terminal is grounded, and the drain terminal is connected to the second P
A third N c h transistor connected to the drain terminal of the c h l □ transistor, (i) the second power supply terminal is the source terminal, and the drain terminal of the second 1] c h t transistor is the gate terminal. a fourth Pch transistor connected to (j) said fourth Pch transistor;
a fifth Pch transistor whose drain terminal is a source terminal and whose gate terminal is connected to the output of the first inverter means; (k,) the drain terminal of said fifth Pch transistor is a drain terminal; (i) the drain terminal of the second Pch transistor is connected to the gate terminal; the output of the first inverter means is connected to the gate terminal; the fourth Pc connected to)
1 transistor, (m) second inverter means using the drain terminal of the fifth Pch transistor as a human power source and the second power supply terminal as a power source, (n) the circuit configuration from (d) to (m) above. (0) A second level shift means in which a third power terminal means is connected in place of the second power terminal means in the circuit configurations (d) to (m) above; (p) The semiconductor device is characterized in that at least one of the first level shift means and the second level shift means are provided in each of the ■ and ○ cell portions in the peripheral area.

C作 用] 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
dd+、)(2)と第二の電源端子(vdd2)(i)
をチップに接続し、また接地端子(3)を接続する。そ
して第三の電源端子手段(vdd3)(28)もチップ
に接続する。
C Effect] The features of the above configuration of the present invention will be explained below with reference to FIGS. 1 and 2. In FIG. 1, the first power terminal (v
dd+, ) (2) and the second power supply terminal (vdd2) (i)
Connect to the chip and also connect the ground terminal (3). A third power terminal means (vdd3) (28) is also connected to the chip.

ここで第二の電源端子手段(vdd2)と第三の電源端
子手段(v d d 3 )は図に示されるようにお互
いに分離されている。
Here, the second power terminal means (vdd2) and the third power terminal means (v dd 3 ) are separated from each other as shown in the figure.

第一の電源端子手段(vddl)から第二の電源端子手
段(vdd2)の電圧に信号を変換するには、第2図に
示されるレベルシフト手段を第1図の中のデツプ周辺部
のI/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(v d、 d 
2 )を電源とする次段のインバータ(第一のPchh
ランジスク9、第一のN c h トランジスタ、/O
)の入力にいれる。インパーク手段の出力はそのままパ
ッドに出される。
To convert the signal from the first power supply terminal means (vddl) to the voltage of the second power supply terminal means (vdd2), the level shift means shown in FIG. /O cells (23) are arranged as shown in the figure, and the output of the level shift means is connected to the second power supply terminal (v d, d
2) is the power source of the next stage inverter (first Pchh
Lanzisk 9, first N c h transistor, /O
) into the input. The output of the impark means is directly output to the pad.

これにより第一の電源端子(v d d ]、 )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Gづる必要がなくなり、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2
0nsのデイレイですむため極めて高速化が可能となる
特徴を何する。
This eliminates the need to connect an external IC to convert the voltage at the first power terminal (v dd ], ) to the voltage at the second power terminal (vdd2), and also eliminates the need to connect an IC to convert the voltage Since the signal can be converted only within the semiconductor device without passing the signal through the IC (Chip B level shift circuit), it takes approximately 800ns compared to the conventional method, approximately 2
What are the features that make it possible to achieve extremely high speeds with a delay of 0 ns?

また第一の電源端子手段(vddl)から第三の電源端
子手段(vdd3)の電圧に信号を変換するには、同様
にしてレベルシフト手段(i2)をI/Oセルの29の
位置にいれる。このことにより第一の電源端子(vdd
l)の電圧から第三の電源端子手段(vdd3)の電圧
に変換するための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だめのIC(チップC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だ+J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1ノイてずむため極めて高速
化が可能となる特徴を有する。
Further, in order to convert the signal from the first power terminal means (vddl) to the voltage of the third power terminal means (vdd3), level shift means (i2) is similarly placed at position 29 of the I/O cell. . This allows the first power supply terminal (vdd
It is no longer necessary to attach an external IC for converting the voltage of 1) to the voltage of the third power supply terminal means (vdd3), and the signal does not pass through the IC (chip C level shift circuit) that converts the voltage. Since it is possible to convert signals inside the semiconductor device without any noise, it takes approximately 800 ns compared to conventional methods.
Since the day-to-day noise is approximately 20 ns per day, it has the characteristic of being able to achieve extremely high speeds.

(実 施 例] 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1〜手段の回路
図を示したものである。
(Embodiment) Fig. 1 is a layout diagram of a semiconductor device according to an embodiment of the present invention.Furthermore, Fig. 2 shows a circuit diagram of level shift 1 to means in Fig. 1.

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
やすく説明するためのタイミングチャト図である。
Further, FIG. 4 is a timing chart diagram for explaining the operation of the level shift means of FIG. 2 in an easy-to-understand manner.

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。
A detailed explanation will be given according to FIGS. 1, 2, and 4.

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(v d d 
]、、 )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。
In FIG. 1, the second power terminal (vdd2) is around the outermost circumference of the depth, and the first power terminal (v d d
],, ) are rotating inside it. and the ground terminal (
VSS) is further inside it.

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おり、第二
の電源端子(vdd2)もP A I)(])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。
The first power terminal (vddl,) is supplied from PAD (2) and is connected to the logic inside the chip, and the second power terminal (vdd2) is also supplied from P A I) (]). The ground terminal (vss) is connected to PAD (3) and connected to the internal logic of the chip.

また第三の電源端子手段(vdd3)はパッド28に接
続されており、ここからレベルシフ1〜手段のあるI/
Oセルに電圧を供給している。
Further, the third power supply terminal means (vdd3) is connected to the pad 28, and is connected to the I/O terminal with the level shift means 1 to 3.
It supplies voltage to the O cell.

チップの周辺部にはI/Oセル(23)が並んでいる。I/O cells (23) are lined up around the periphery of the chip.

またチップのコーナ一部(4,5,6,7)はI/Oセ
ル(22)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(vddl)、第二の電源端子(v
dd2)と接地端子(VSS)を回しているだしづであ
る。
Also, since I/O cells (22) cannot be placed in some of the corners (4, 5, 6, 7) of the chip, the first power terminal (vddl), which is the power line, and the second power terminal Terminal (v
dd2) and the ground terminal (VSS).

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図のレベルシフト手段の回路図を第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。ここでは第
一の電源端子手段の電圧から第二の電源端子手段の電圧
に変換する場合を扱うが、これは第一の電源端子手段の
電圧から第三の電源端子手段(vdd3)の電圧に変換
するときにも全く同様の仕組みで行われる。
Next, in order to explain the contents of the present invention in an easy-to-understand manner, the circuit diagram of the level shift means shown in FIG. 2 will be explained in accordance with the timing diagram shown in FIG. 4. Here, we will deal with the case of converting the voltage of the first power terminal means to the voltage of the second power terminal means, but this is the case where the voltage of the first power terminal means is converted to the voltage of the third power terminal means (vdd3). The same mechanism is used when converting.

第2図のレベルシフ]−手段の回路図において第一の電
源端子手段(vd、dl)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(
P c h t□ランジスタ13、N c h l−ラ
ンジスタ14)、第二の電源端子(vdd2)をソース
端子としている第一のPcl]トランジスタ(i5)、
前記第一のP c h bランジスタ(i5)のドレイ
ン端子をソース端子とし、グー1〜端子が前記第一の入
力端子(IA)に接続されている第二のP c h t
−ランジスク(i,6)、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(i6)のドレイン端
子に接続されている第三のN c l)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(i6)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 (−ランシス
タ(i,8)、前記第四のP c h トランジスタ(
i8)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
chトランジスタ(i9)前記第五のP c h トラ
ンジスタ(i9)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P c h t
−ランジスタ(i6)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 )〕トランジスタ(i
8)、前記第五のP c l]トランジスタ(i9)の
ドレイン端子を人力とし、第二の電源端子(vdd2)
を電源とする第二のインパーク手段(Pchl−ランラ
スタ21.Nchl〜ランジスタ22)の構成を有して
いる。第1図の中にあるレベルシフト手段の構成の一例
として第2図のレベルシフト手段の回路図を上げたが、
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。
Level shift in Figure 2 - In the circuit diagram of the means, there are first power terminal means (vd, dl) and second power terminal means, the first power terminal means (vddl) is used as a power source, a first inverter means (of which the terminal (IA) is an input);
a first Pcl] transistor (i5) whose source terminal is the second power supply terminal (vdd2);
The drain terminal of the first Pchb transistor (i5) is used as the source terminal, and the second Pcht transistor has terminals connected to the first input terminal (IA).
- a third transistor whose first input terminal is connected to the gate terminal, whose source terminal is grounded and whose drain terminal is connected to the drain terminal of the second Pch transistor (i6); Ncl) transistor (
], 7), the second power terminal is the source terminal and the second P
a fourth Pch transistor (i,8), the drain terminal of which is connected to the gate terminal of the ch transistor (i6);
i8) whose drain terminal is the source terminal and whose gate terminal is connected to the output of the first inverter means;
ch transistor (i9) the drain terminal of the fifth P ch transistor (i9) is connected to the drain terminal, the output of the first inverter means is connected to the gate terminal, and the sixth N c.
h transistor (20), the second P c h t
- the fourth P c )] transistor (i6) whose drain terminal is connected to its gate terminal;
8), the drain terminal of the fifth P c l] transistor (i9) is connected to human power, and the second power supply terminal (vdd2)
It has a configuration of a second impark means (Pchl-run raster 21.Nchl-ransistor 22) whose power source is . The circuit diagram of the level shift means in FIG. 2 is shown as an example of the configuration of the level shift means in FIG.
The configuration of the level shift means is not limited to this embodiment, and this example is just one example.

次に第4図のタイミングチャー1−図に従って説明を続
けることとする。第4図においてIAは第の電源端子(
vddl、)の電源系の信号である。この信号をレベル
シフト手段を用いて第二の電源端子(vdd2)の電源
系の信号に変換する場合Gこおいて、IAがしから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(vddi)の電源系であるHに変化すると第六のN
cl〕トランジスタ(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14からしにさがり、こ
れによって出力Xが第二の電m端子手段の電圧系の11
になる。それにともなって第一のPc)]1〜ランジス
タ(i5)もONになり、また第のP c h l−ラ
ンシスタ(i6)!j:ON、第三のNc h t□ラ
ンシスタ(i7)はOFFになるのて信ぢfは第二の電
源端子手段の電圧系のHになって第四のp c h ト
ランジスタ(i8)をOF F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20nsであるが、もしもこの
変換を別のそとずむづのICて行うとすると、出力の部
分とチップの外の負荷容量を駆動する時間とレベルシフ
ト手段のICの人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800nSの時間を要する
ことになり、レベルシフl−手P9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
とで変換は高速にてきる。
Next, the explanation will be continued according to the timing chart 1 in FIG. In Fig. 4, IA is the second power supply terminal (
This is a power supply system signal for Vddl, ). In the case where this signal is converted into a power supply system signal of the second power supply terminal (vdd2) using a level shift means, let us consider a case where IA changes from H to H. When IA changes from L to H, which is the power supply system of the first power terminal (vddi), the sixth N
cl] Since the transistor (20) is turned on, the signal e is lowered from 14 of the power supply system of the second power supply terminal means, so that the output
become. Accordingly, the first Pc)]1~ransistor (i5) is also turned ON, and the first Pchl-ransistor (i6)! j: ON, the third Nc h t□ transistor (i7) turns OFF, so the signal becomes H in the voltage system of the second power supply terminal means, and the fourth p c h transistor (i8) is turned off. Turn it OFF. In this way, the voltage system signal of the first power supply terminal means (vddl) is converted into the voltage system signal of the second power supply terminal means. The time required for this conversion is approximately 20 ns, but if this conversion is performed using a separate IC, the time required to drive the output part and the load capacitance outside the chip, and the time required to drive the output part and the load capacitance outside the chip, The time required for the human power section, the time required for conversion, and the time required for output is approximately 800 nS, and placing the level shifter P9 in the semiconductor has a great effect in terms of performance. be. In addition, since the above level shift means is used in the I/O cell part,
By putting this into an I/O cell located at the periphery of the semiconductor device, conversion can be made faster.

〔発明の効果1 以」二述べたように、本発明の上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(v 
d、 d 2 )  (i,)をチップに接続し、また
接地端子(3)を接続する。第三の電源端子手段(vd
d3)も接続されており、ここからレベルシフト手段の
あるI/Oセルに電圧を供給し、第2図に示される1ノ
ベルシフト手段を第1図の中のチップ周辺部の丁/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(vdd2)を電源とする次
段のインバータ(第一のP c h l〜ランシスタ9
、第一のNc h l・ランジスタ、]0)の入力にい
れる。また第三の電源端子手段(vdd3)に接続され
たレベルシフト手段を第1図の中のチップ周辺部のτ/
Oセル(29)列の中に図のように配置し、jノベルシ
フ]・手段の出力を第三の電源端子手段(V d d 
3 )を電源とする次段のインバータ(第のP c h
 l・ランジスク9、第一のN c h l−ランシス
タ、/O)の入力にいれる。
[Effects of the Invention 1] As described in 2 below, according to the above configuration of the present invention, the first power terminal (vddl) (2) and the second power terminal (vddl)
d, d 2 ) (i,) are connected to the chip, and the ground terminal (3) is also connected. Third power terminal means (vd
d3) is also connected, from which voltage is supplied to the I/O cell with the level shift means, and the level shift means shown in FIG. (23) The output of the level shift means is placed in the column as shown in the figure, and the next stage inverter (first Pchl~Runsistor 9
, the first Nch l transistor, ]0). In addition, the level shift means connected to the third power supply terminal means (vdd3) is connected to the τ/
Place it in the O cell (29) column as shown in the figure, and connect the output of the novel shift means to the third power terminal means (V d d
3) is used as the power source of the next stage inverter (Pc h
input to the first Nch l-ransistor, /O).

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(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を夕Iに
つむづる必要がなくなり、また前記電圧を変換するため
のそとずしづの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8
00nsにだいし約20nsのデイレイでずもため極め
て高速化が可能となる。またこれは第一の電源端子手段
の電圧から第三の電源端子手段(vdd3)の電圧に変
換するときにも全く同じことが言える。そのうえそとず
けのチッ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。
By sending the output of the inverter means directly to the pad, there is no need to connect an IC for converting the voltage of the first power supply terminal (vddl) to the voltage of the second power supply terminal (vdd2), and Since the signal can be converted only within the semiconductor device without passing through the external IC for converting the voltage, the conversion time is approximately 8.
Since there is a delay of approximately 20 ns to 00 ns, extremely high speeds are possible. The same thing can also be said when converting the voltage of the first power terminal means to the voltage of the third power terminal means (vdd3). Moreover, it has the advantage of being able to reduce costs by eliminating the need for a separate chip, and its effects are tremendous.

【図面の簡単な説明】[Brief explanation of the drawing]

第1図は本発明の一実施例を示す半導体装置のレイアウ
ト図。 第2図は本発明の一実施例のなかに使われている1ノベ
ルシフト手段の回路図。 第3図は従来の回路図の一例を示す図。 第4図は第2図の動作を示したタイミングチャート図。 ・第二の電源端子(vdd2)の AD 第一の電源端子(v d d 1. )のAD 3・・・接地端子(vss)のPAD 4.5.6.7 1 ・ 8 ・ 1 ] l 2 ・ 13. 14、 16 ・ 17 ・ 18 ・ 25 ・ 27 ・ ・・半導体装置のコーナ レベルシフト手段 ・・P c h トランジスタ ・・N c h トランジスタ 出力パッド ・・ロジ・ンクアレイ部 J 部 P型MO5I−ランジスク ト1型M OS l−ランシスタ 第一のP c h トランジスタ ・第二のP c l〕t−ランジスタ ・第三のN c h l−ランジスタ ・第四のP c h トランジスタ ・第五のP c h トランジスタ 第六のN c h トランジスタ T/Oセル部 ・チップA チップB ・デツプC (] 7) (] 9〕 28・ ・第三の電源端子手段(v d、 d 3 )
29・・・第三の電源端子手段(vdd3)系のレベル
シフト手段を持つI/Oセ ノ[) 以  8上 出願人 セイコーエプソン株式会社
FIG. 1 is a layout diagram of a semiconductor device showing an embodiment of the present invention. FIG. 2 is a circuit diagram of one novel shift means used in one embodiment of the present invention. FIG. 3 is a diagram showing an example of a conventional circuit diagram. FIG. 4 is a timing chart showing the operation of FIG. 2.・AD of second power supply terminal (vdd2) AD of first power supply terminal (v dd 1.) 3...PAD of ground terminal (vss) 4.5.6.7 1 ・ 8 ・ 1 ] l 2 ・13. 14, 16 ・ 17 ・ 18 ・ 25 ・ 27 ・・Corner level shift means of semiconductor device・・Pch transistor・・Nch transistor output pad・・Logic array part J part P type MO5I-transistor type 1 MOS l-ransistorFirst Pch transistor, second Pcl]t-transistor, third Nchl-transistor, fourth Pch transistor, fifth Pch transistor 6 N ch Transistor T/O cell section Chip A Chip B Depth C (] 7) (] 9] 28. ・Third power supply terminal means (v d, d 3)
29...I/O sensor with level shift means of third power supply terminal means (VDD3) [) Above 8 Applicant: Seiko Epson Corporation

Claims (1)

【特許請求の範囲】  3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)第三の電源端子手段、 (d)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、 (e)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、 (f)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、 (g)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、 (h)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、 (i)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、(j)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、 (k)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、 (l)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、 (m)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、 (n)前記(d)から(m)までの回路構成を持つ第一
のレベルシフト手段、 (o)前記(d)から(m)までの回路構成のうち第二
の電源端子手段のかわりに第三の電源端子手段を接続し
た第二のレベルシフト手段、 (p)前記第一のレベルシフト手段および第二のレベル
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づつあることを特徴とする半導体
装置。
[Claims] In a master slice type semiconductor device that incorporates three power supply systems and switches logic only through wiring layers, (a) a first power supply terminal means; (b) a second power supply system; (c) third power terminal means; (d) first inverter means using the first power terminal means as a power source; (e) a first input terminal connected to the first inverter means. , (f) the first P whose source terminal is the second power supply terminal
ch transistor, (g) a second Pch transistor whose source terminal is the drain terminal of the first Pch transistor, and whose gate terminal is connected to the first input terminal; (h) whose first input terminal is the gate; terminal, the source terminal is grounded, and the drain terminal is connected to the second Pch.
A third N connected to the drain terminal of the transistor
ch transistor, (i) the second power supply terminal is the source terminal, and the second Pch
a fourth Pch transistor in which the drain terminal of the transistor is connected to the gate terminal; (j) the fourth Pch transistor;
(h) a fifth Pch transistor having a drain terminal of the transistor as a source terminal and a gate terminal connected to the output of the first inverter means; (k) a drain terminal of the fifth Pch transistor connected to the drain terminal; a sixth Nch transistor whose gate terminal is connected to the output of the first inverter means and whose source terminal is grounded; (l) said fourth Pch transistor whose drain terminal is connected to the gate terminal of said second Pch transistor; transistor, (m) second inverter means that uses the drain terminal of the fifth Pch transistor as an input and the second power supply terminal as a power source, (n) has the circuit configuration from (d) to (m) above. a first level shift means; (o) a second level shift means in which a third power supply terminal means is connected in place of the second power supply terminal means in the circuit configurations (d) to (m); p) A semiconductor device, wherein at least one of the first level shift means and the second level shift means are provided in an I/O cell portion in a peripheral portion of the semiconductor device.
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Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US5485026A (en) * 1993-05-17 1996-01-16 Mitsubishi Denki Kabushiki Kaisha Semiconductor integrated circuit device having improved integration and design flexibility

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* Cited by examiner, † Cited by third party
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US5485026A (en) * 1993-05-17 1996-01-16 Mitsubishi Denki Kabushiki Kaisha Semiconductor integrated circuit device having improved integration and design flexibility

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