JPH0511684B2 - - Google Patents
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- JPH0511684B2 JPH0511684B2 JP61194214A JP19421486A JPH0511684B2 JP H0511684 B2 JPH0511684 B2 JP H0511684B2 JP 61194214 A JP61194214 A JP 61194214A JP 19421486 A JP19421486 A JP 19421486A JP H0511684 B2 JPH0511684 B2 JP H0511684B2
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- lines
- signal
- output
- input
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Description
【発明の詳細な説明】
〔産業上の利用分野〕
この発明はプログラマブルロジツクアレイに関
し、特に比較的短い開発期間で順序回路を実現す
ることができるプログラマブルロジツクアレイに
関する。
し、特に比較的短い開発期間で順序回路を実現す
ることができるプログラマブルロジツクアレイに
関する。
LSIのシステム設計手段の1つに、プログラマ
ブルロジツクアレイがある。プログラマブルロジ
ツクアレイは、周知のように、ANDアレイ部と
ORアレイ部とを有し、AND回路およびOR回路
のためのダイオードないしはトランジスタを各格
子点に設けるかどうかを選択できるようにしたも
のである。プログラマブルロジツクアレイは、
種々の論理ゲートを組み合せたランダムロジツク
に比べて、汎用性があること、規則的アレイ構造
を持つことなど多くの特徴を持ち、組合せ論理回
路ばかりでなく任意の順序回路を比較的容易に実
現できるという利点がある。順序回路を構成する
ためには、出力の一部を入力に戻すループが必要
であるが、従来のプログラマブルロジツクアレイ
では、そのための帰還線をチツプに内蔵したもの
と内蔵しないものがあつた。
ブルロジツクアレイがある。プログラマブルロジ
ツクアレイは、周知のように、ANDアレイ部と
ORアレイ部とを有し、AND回路およびOR回路
のためのダイオードないしはトランジスタを各格
子点に設けるかどうかを選択できるようにしたも
のである。プログラマブルロジツクアレイは、
種々の論理ゲートを組み合せたランダムロジツク
に比べて、汎用性があること、規則的アレイ構造
を持つことなど多くの特徴を持ち、組合せ論理回
路ばかりでなく任意の順序回路を比較的容易に実
現できるという利点がある。順序回路を構成する
ためには、出力の一部を入力に戻すループが必要
であるが、従来のプログラマブルロジツクアレイ
では、そのための帰還線をチツプに内蔵したもの
と内蔵しないものがあつた。
このような従来装置において、帰還線をチツプ
に内蔵した形式のものでは、外部からの電気的な
プログラミングを行なうことが不可能であるとい
う問題がある。一方、帰還線をチツプ外に求めた
形式のものでは、チツプ外にピンを介して引き出
される入出力線の本数が多くなつてしまうため、
ピン数の制限により集積度が向上しないという問
題がある。また従来のプログラマブルロジツクア
レイでは、組み合わせ論理部への入力線は、1入
力線に対して、その信号の使用,非使用に関わら
ず、必ず反転信号線と非反転信号線を、ANDア
レイ部に引きこまなければならなかつた。さらに
外部への出力信号線の論理反転,非反転について
は、反転信号,非反転信号を必要に応じて選択で
きるという柔軟性がなかつた。加えて、従来の他
の、カスタムな順序回路を1チツプ内に実現する
LSI(ゲートアレイ等)は製造プロセスの全体あ
るいは一部が、品種によつて固有であるため、開
発期間が長くかかるとともに、開発費用も多くか
かつた。
に内蔵した形式のものでは、外部からの電気的な
プログラミングを行なうことが不可能であるとい
う問題がある。一方、帰還線をチツプ外に求めた
形式のものでは、チツプ外にピンを介して引き出
される入出力線の本数が多くなつてしまうため、
ピン数の制限により集積度が向上しないという問
題がある。また従来のプログラマブルロジツクア
レイでは、組み合わせ論理部への入力線は、1入
力線に対して、その信号の使用,非使用に関わら
ず、必ず反転信号線と非反転信号線を、ANDア
レイ部に引きこまなければならなかつた。さらに
外部への出力信号線の論理反転,非反転について
は、反転信号,非反転信号を必要に応じて選択で
きるという柔軟性がなかつた。加えて、従来の他
の、カスタムな順序回路を1チツプ内に実現する
LSI(ゲートアレイ等)は製造プロセスの全体あ
るいは一部が、品種によつて固有であるため、開
発期間が長くかかるとともに、開発費用も多くか
かつた。
この発明はこのような問題点を解決するために
なされたもので、組み合せ回路部の出力側から入
力側への帰還線をチツプ内に内蔵した上で外部か
ら順序論理の電気的なプログラミング、又は再プ
ログラミング及びプログラムの消去が可能であ
り、組み合わせ論理部へ入出力する信号のうち、
帰還されるものについてはチツプ外へ引き出さな
いことが可能であり、また組み合わせ論理部へ入
力する信号に対する不要な反転線,非反転線をな
くすことが可能であり、その結果集積度が向上さ
れ、加えて外部への出力信号の論理反転,非反転
について柔軟性のあるプログラマブルロジツクア
レイを提供することを目的とする。
なされたもので、組み合せ回路部の出力側から入
力側への帰還線をチツプ内に内蔵した上で外部か
ら順序論理の電気的なプログラミング、又は再プ
ログラミング及びプログラムの消去が可能であ
り、組み合わせ論理部へ入出力する信号のうち、
帰還されるものについてはチツプ外へ引き出さな
いことが可能であり、また組み合わせ論理部へ入
力する信号に対する不要な反転線,非反転線をな
くすことが可能であり、その結果集積度が向上さ
れ、加えて外部への出力信号の論理反転,非反転
について柔軟性のあるプログラマブルロジツクア
レイを提供することを目的とする。
また、全て汎用プロセスでできた製品に対し
て、外部から電気的にプログラミングすることに
よつて固有の論理集積回路になり、ユーザーの専
用集積回路開発期間が短くてすみ、開発費用も少
なくてすむプログラマブルロジツクアレイを提供
することも目的とする。
て、外部から電気的にプログラミングすることに
よつて固有の論理集積回路になり、ユーザーの専
用集積回路開発期間が短くてすみ、開発費用も少
なくてすむプログラマブルロジツクアレイを提供
することも目的とする。
この発明に係るプログラマブルロジツクアレイ
は、マトリクス構造の組み合わせ論理部への入力
側線路と出力側線路とを交差させ、さらに前記線
路に対して、前記組み合わせ論理部の出力側から
入力側への帰還信号用線路、チツプ外からの信号
入力用線路、およびチツプ外への信号出力用線路
を交差させたマトリクス構造にし、各線路の交差
点には線接続用トランジスタ等の素子を選択的に
形成することによつて線路の論理的な接続を行な
うようにしたものである。
は、マトリクス構造の組み合わせ論理部への入力
側線路と出力側線路とを交差させ、さらに前記線
路に対して、前記組み合わせ論理部の出力側から
入力側への帰還信号用線路、チツプ外からの信号
入力用線路、およびチツプ外への信号出力用線路
を交差させたマトリクス構造にし、各線路の交差
点には線接続用トランジスタ等の素子を選択的に
形成することによつて線路の論理的な接続を行な
うようにしたものである。
この発明においては、組み合せ論理部のみなら
ず、組み合せ論理部の出力側から入力側への帰還
線やチツプ外と入出力線等についても前記の変則
的なマトリクス構造を採用することにより、各マ
トリクス格子点(各ラインの交差点)の電位的な
指定が容易になるため、特定の格子点を電位的に
指定することにより、例えば従来のEPROM等の
プログラミング技術を用いて、特定の格子点の交
差ラインをトランジスタ等による有意の接続とす
ることにより、電気的なプログラミングが容易に
行なえる。また、帰還線,入出力線と他の線との
接続部がトランジスタ等によるため、接続点で論
理が反転することを利用して、反転信号および非
反転信号が必要に応じて、選択的に創出できる。
ず、組み合せ論理部の出力側から入力側への帰還
線やチツプ外と入出力線等についても前記の変則
的なマトリクス構造を採用することにより、各マ
トリクス格子点(各ラインの交差点)の電位的な
指定が容易になるため、特定の格子点を電位的に
指定することにより、例えば従来のEPROM等の
プログラミング技術を用いて、特定の格子点の交
差ラインをトランジスタ等による有意の接続とす
ることにより、電気的なプログラミングが容易に
行なえる。また、帰還線,入出力線と他の線との
接続部がトランジスタ等によるため、接続点で論
理が反転することを利用して、反転信号および非
反転信号が必要に応じて、選択的に創出できる。
以下の説明の中では2種類の電圧を考えている
が、そのうち論理回路として動作するときの電圧
を「通常電圧」、論理のプログラミング時に用い
る電圧を「プログラム電圧」と呼ぶ。第1図は、
この発明によるプログラマブルロジツクアレイの
一実施例を示す全体図である。このプログラマブ
ルロジツクアレイは従来のフローテイングゲート
型EPROM技術を用いており、1はANDアレイ
部、2はORアレイ部であり、ANDアレイ部1と
ORアレイ部2とによつて組み合わせ論理部が形
成される。この図の例では、ANDアレイ部1も、
ORアレイ部2もNOR論理でできている。1a〜
1xはANDアレイ部1への入力線、また2a〜
2zは積項線であり、ANDアレイ部1の出力を
ORアレイ部2に伝達する。3a〜3yはORア
レイ部2の出力線、4a〜4vは外部信号の入力
線、5a〜5wは外部への信号出力線、6a〜6
uは非反転帰還に用いる線、7a〜7yはORア
レイ部2の出力線3a〜3yから回路8内のDフ
リツプフロツプ21(第6図参照)を介して信号
線をそれぞれ示し、以上の線の交差部のトランジ
スタ形成状況(通常電圧でオンするトランジスタ
の形成状況すなわち線路の論理的接続状況)は斜
線により省略的に示してあるが、この省略を詳解
する図が第2図,第3図,第4図である。ただし
プログラミング以前は、全交差部のトランジスタ
が、通常電圧でオンする状態にある。
が、そのうち論理回路として動作するときの電圧
を「通常電圧」、論理のプログラミング時に用い
る電圧を「プログラム電圧」と呼ぶ。第1図は、
この発明によるプログラマブルロジツクアレイの
一実施例を示す全体図である。このプログラマブ
ルロジツクアレイは従来のフローテイングゲート
型EPROM技術を用いており、1はANDアレイ
部、2はORアレイ部であり、ANDアレイ部1と
ORアレイ部2とによつて組み合わせ論理部が形
成される。この図の例では、ANDアレイ部1も、
ORアレイ部2もNOR論理でできている。1a〜
1xはANDアレイ部1への入力線、また2a〜
2zは積項線であり、ANDアレイ部1の出力を
ORアレイ部2に伝達する。3a〜3yはORア
レイ部2の出力線、4a〜4vは外部信号の入力
線、5a〜5wは外部への信号出力線、6a〜6
uは非反転帰還に用いる線、7a〜7yはORア
レイ部2の出力線3a〜3yから回路8内のDフ
リツプフロツプ21(第6図参照)を介して信号
線をそれぞれ示し、以上の線の交差部のトランジ
スタ形成状況(通常電圧でオンするトランジスタ
の形成状況すなわち線路の論理的接続状況)は斜
線により省略的に示してあるが、この省略を詳解
する図が第2図,第3図,第4図である。ただし
プログラミング以前は、全交差部のトランジスタ
が、通常電圧でオンする状態にある。
φ1は、回路8内の上記Dフリツプフロツプ2
1に入力するクロツクである。DA,DB,DCは、
プログラミング時に外部から入力される「交差線
路間の切断情報」である。φ2はプログラミング
クロツクであり、プログラミング時に入力され、
マトリクスの各線路を順に選択するシフトレジス
タ部9のクロツク入力となる他、各ラインに高電
圧をかける期間を決定するパルスを兼ねる。
MODEは、プログラミングモードと、論理回路
として使用する通常モードとのモード切換をする
信号である。この図では、モード切換信号
MODEを通常電圧(論理回路として使用する際
の電圧)のハイレベルにしたときプログラミング
モードになり、シフトレジスタ部9による各線路
の順次選択を実行させる。INITはプログラミン
グモードにおける、シフトレジスタ部9の初期化
信号である。またVPは、プログラミング用電圧
(以下プログラム電圧という)である。
1に入力するクロツクである。DA,DB,DCは、
プログラミング時に外部から入力される「交差線
路間の切断情報」である。φ2はプログラミング
クロツクであり、プログラミング時に入力され、
マトリクスの各線路を順に選択するシフトレジス
タ部9のクロツク入力となる他、各ラインに高電
圧をかける期間を決定するパルスを兼ねる。
MODEは、プログラミングモードと、論理回路
として使用する通常モードとのモード切換をする
信号である。この図では、モード切換信号
MODEを通常電圧(論理回路として使用する際
の電圧)のハイレベルにしたときプログラミング
モードになり、シフトレジスタ部9による各線路
の順次選択を実行させる。INITはプログラミン
グモードにおける、シフトレジスタ部9の初期化
信号である。またVPは、プログラミング用電圧
(以下プログラム電圧という)である。
10a〜10cは第5図に論理図を示す、3入
力ANDゲートをアレイ状に配した回路で、第5
図において22は3入力ANDゲート、23はイ
ンバータである。Dは上記交差線路間の切断情報
DA,DB,DCのいずれかであり、これがハイレベ
ルのとき、プログラム電圧VPがかかつた2線路
の交差部分に存在するトランジスタのしきい値電
圧が上昇し、通常電圧ではオンしなくなるため2
線路間が切断されたのと等しくなる。Sa〜Sx(回
路10cのとき)は、プログラム電圧を乗せるラ
インを指定する信号で、シフトレジスタ部9から
入力される。Pはパルス入力であり、この例で
は、第1図のプログラミングクロツクφ2が入力
される。パルスP(プログラミングクロツクφ2)
のローレベルによつて、プログラム電圧がマトリ
クス内のラインに乗る期間を指定する。Qa〜Qx
(回路10cのとき)は、プログラム用の高電圧
を乗せるラインを指定する信号線で、これによつ
てプログラム電圧切換スイツチ11a,11c
(第1図参照)および24(第6図参照)のうち、
指定したラインに対応したスイツチをオンさせ
る。
力ANDゲートをアレイ状に配した回路で、第5
図において22は3入力ANDゲート、23はイ
ンバータである。Dは上記交差線路間の切断情報
DA,DB,DCのいずれかであり、これがハイレベ
ルのとき、プログラム電圧VPがかかつた2線路
の交差部分に存在するトランジスタのしきい値電
圧が上昇し、通常電圧ではオンしなくなるため2
線路間が切断されたのと等しくなる。Sa〜Sx(回
路10cのとき)は、プログラム電圧を乗せるラ
インを指定する信号で、シフトレジスタ部9から
入力される。Pはパルス入力であり、この例で
は、第1図のプログラミングクロツクφ2が入力
される。パルスP(プログラミングクロツクφ2)
のローレベルによつて、プログラム電圧がマトリ
クス内のラインに乗る期間を指定する。Qa〜Qx
(回路10cのとき)は、プログラム用の高電圧
を乗せるラインを指定する信号線で、これによつ
てプログラム電圧切換スイツチ11a,11c
(第1図参照)および24(第6図参照)のうち、
指定したラインに対応したスイツチをオンさせ
る。
第1図に戻つて、11a,11c(および第6
図の24)は上記で述べたとおり、回路10a,
10cおよび10bの出力線Qa〜Qn,Qa〜Qx
(およびQa〜Qy)からの通常電圧のハイレベル電
圧の信号を受けて、これをプログラム電圧レベル
に切換えるスイツチで、マトリクス内のラインの
本数に対応してアレイ状に配置されている。プロ
グラム電圧が乗らないときは電気的に遮断され
る。12a〜12cはシフトレジスタ部9からの
出力信号で、回路10a〜10cに対し、プログ
ラム電圧を乗せるラインを指定する。12dは回
路10bの出力Qa〜Qyを表わし、上述したよう
に回路8内のプログラム電圧切換スイツチ24
(第6図参照)のオン,オフ情報を示す信号であ
る。
図の24)は上記で述べたとおり、回路10a,
10cおよび10bの出力線Qa〜Qn,Qa〜Qx
(およびQa〜Qy)からの通常電圧のハイレベル電
圧の信号を受けて、これをプログラム電圧レベル
に切換えるスイツチで、マトリクス内のラインの
本数に対応してアレイ状に配置されている。プロ
グラム電圧が乗らないときは電気的に遮断され
る。12a〜12cはシフトレジスタ部9からの
出力信号で、回路10a〜10cに対し、プログ
ラム電圧を乗せるラインを指定する。12dは回
路10bの出力Qa〜Qyを表わし、上述したよう
に回路8内のプログラム電圧切換スイツチ24
(第6図参照)のオン,オフ情報を示す信号であ
る。
回路8は、Dフリツプフロツプ21と、プログ
ラム電圧切換スイツチ24とを含むアレイ構成の
ブロツクであり、第6図に詳解してある。第6図
において、25a,25bはトランスミツシヨン
ゲートで、第1図のモード切換信号MODEの反
転信号により制御される。プログラミン
グモード時には上述したように、MODE信号は
ハイレベルになり、したがつて信号はロ
ーレベルになるので、トランスミツシヨンゲート
25a,25bはオフし、Dフリツプフロツプ2
1は論理線路Da〜Dy,及びQa〜Qyから切り離さ
れる。Da〜DyはDフリツプフロツプ21のデー
タ入力信号であり、第1図のORアレイ部2の出
力線3a〜3yに対応する。Qa〜QyはDフリツ
プフロツプ21の出力で、第1図の信号線7a〜
7yに対応する。φ1は上述したように、Dフリ
ツプフロツプ21のクロツク入力、24はプログ
ラム電圧切換スイツチであり、第1図のプログラ
ム電圧切換スイツチ11a,11cと同様のもの
であるが、この場合は、プログラム電圧の出力線
が1スイツチにつき2本づつ用意されている。信
号線Ua〜Uy,Wa〜Wyのうち、添字の同じ信号
線には同時にプログラム電圧が乗る。すなわち、
Dフリツプフロツプ21の入力側と出力側の線に
同時にプログラム電圧を乗せるのである。プログ
ラム電圧が乗らないときは電気的に遮断される。
VPは上述したようにプログラム電圧、またEa〜
Eyは第1図の回路10bからの出力信号12d
であり、スイツチをオン,オフする信号である。
ラム電圧切換スイツチ24とを含むアレイ構成の
ブロツクであり、第6図に詳解してある。第6図
において、25a,25bはトランスミツシヨン
ゲートで、第1図のモード切換信号MODEの反
転信号により制御される。プログラミン
グモード時には上述したように、MODE信号は
ハイレベルになり、したがつて信号はロ
ーレベルになるので、トランスミツシヨンゲート
25a,25bはオフし、Dフリツプフロツプ2
1は論理線路Da〜Dy,及びQa〜Qyから切り離さ
れる。Da〜DyはDフリツプフロツプ21のデー
タ入力信号であり、第1図のORアレイ部2の出
力線3a〜3yに対応する。Qa〜QyはDフリツ
プフロツプ21の出力で、第1図の信号線7a〜
7yに対応する。φ1は上述したように、Dフリ
ツプフロツプ21のクロツク入力、24はプログ
ラム電圧切換スイツチであり、第1図のプログラ
ム電圧切換スイツチ11a,11cと同様のもの
であるが、この場合は、プログラム電圧の出力線
が1スイツチにつき2本づつ用意されている。信
号線Ua〜Uy,Wa〜Wyのうち、添字の同じ信号
線には同時にプログラム電圧が乗る。すなわち、
Dフリツプフロツプ21の入力側と出力側の線に
同時にプログラム電圧を乗せるのである。プログ
ラム電圧が乗らないときは電気的に遮断される。
VPは上述したようにプログラム電圧、またEa〜
Eyは第1図の回路10bからの出力信号12d
であり、スイツチをオン,オフする信号である。
再び第1図に戻つて、領域13〜19は線接続
用トランジスタの生成領域である。各領域におけ
る斜線のマーク20は、線接続用トランジスタが
通常電圧でオンし、線路が接続できる状態にある
ことを示す。またA〜Rは各ラインに乗る信号名
を表わす。
用トランジスタの生成領域である。各領域におけ
る斜線のマーク20は、線接続用トランジスタが
通常電圧でオンし、線路が接続できる状態にある
ことを示す。またA〜Rは各ラインに乗る信号名
を表わす。
第2図は、第1図の各ラインの交差部をぬき出
した図である。斜線のマーク20については、上
述したとおりである。第3図は、第2図に対応す
る詳解図である。第3図において、26a,26
bは抵抗分を形成するnチヤネルトランジスタ、
27は通常電圧、28a〜28dはコンタクトで
ある。太線で描いた29a,29bはポリシリコ
ン線で、トランジスタ形成部分ではコントロール
ゲートとなる。これは第1図,第2図においても
同様である。30は拡散線、31は接地を示す。
32a,32bは金属線を示し、トランジスタ部
分のドレイン側につながる。33a,33bはト
ランスミツシヨン用トランジスタである。
MODEは第1図のモード切換信号MODEの反転
信号で、プログラミング時にローレベルになり、
トランスミツシヨンゲート33a,33bをオフ
し、異なる電圧(プログラム電圧と通常電圧)を
分離する。通常モードでは、はハイレベ
ルになり、トランスミツシヨンゲート33a,3
3bをオンさせ、線接続用トランジスタのドレイ
ン側に通常電圧を伝達する。34a,34bの点
線で囲んだトランジスタは、通常電圧でオン動作
可能なトランジスタである。
した図である。斜線のマーク20については、上
述したとおりである。第3図は、第2図に対応す
る詳解図である。第3図において、26a,26
bは抵抗分を形成するnチヤネルトランジスタ、
27は通常電圧、28a〜28dはコンタクトで
ある。太線で描いた29a,29bはポリシリコ
ン線で、トランジスタ形成部分ではコントロール
ゲートとなる。これは第1図,第2図においても
同様である。30は拡散線、31は接地を示す。
32a,32bは金属線を示し、トランジスタ部
分のドレイン側につながる。33a,33bはト
ランスミツシヨン用トランジスタである。
MODEは第1図のモード切換信号MODEの反転
信号で、プログラミング時にローレベルになり、
トランスミツシヨンゲート33a,33bをオフ
し、異なる電圧(プログラム電圧と通常電圧)を
分離する。通常モードでは、はハイレベ
ルになり、トランスミツシヨンゲート33a,3
3bをオンさせ、線接続用トランジスタのドレイ
ン側に通常電圧を伝達する。34a,34bの点
線で囲んだトランジスタは、通常電圧でオン動作
可能なトランジスタである。
第4図は、第3図に対応する論理図である。第
4図において、35は電源(通常電圧)、36は
抵抗分、また37はnチヤネルの線接続用トラン
ジスタであり、ここでは通常電圧で動作可能なト
ランジスタのみ描いてある。38はポリシリコン
線による信号ライン、39は金属線による信号出
力ラインである。40は電圧分離用トランスミツ
シヨンゲートであり、信号により制御さ
れる。この例における線接続用トランジスタ37
は、従来のEPROM技術と同様のフローテイング
ゲート法等を採用したもので、ドレインとコント
ロールゲートにプログラム電圧がかかることによ
つて、フローテイングゲートに電子注入されてし
きい値電圧が上昇し、通常電圧ではオン動作しな
くなる。信号入力ライン38にハイレベル(通常
電圧)の信号が与えられるとトランジスタ37は
オンし、信号出力ライン39はローレベルとな
る。このように論理の反転が行なわれつつ線路3
8と39の論理的接続が行なわれる。
4図において、35は電源(通常電圧)、36は
抵抗分、また37はnチヤネルの線接続用トラン
ジスタであり、ここでは通常電圧で動作可能なト
ランジスタのみ描いてある。38はポリシリコン
線による信号ライン、39は金属線による信号出
力ラインである。40は電圧分離用トランスミツ
シヨンゲートであり、信号により制御さ
れる。この例における線接続用トランジスタ37
は、従来のEPROM技術と同様のフローテイング
ゲート法等を採用したもので、ドレインとコント
ロールゲートにプログラム電圧がかかることによ
つて、フローテイングゲートに電子注入されてし
きい値電圧が上昇し、通常電圧ではオン動作しな
くなる。信号入力ライン38にハイレベル(通常
電圧)の信号が与えられるとトランジスタ37は
オンし、信号出力ライン39はローレベルとな
る。このように論理の反転が行なわれつつ線路3
8と39の論理的接続が行なわれる。
第7図は、第1図のシフトレジスタ部9の詳解
図である。41aはセツト端子付ポジテイブエツ
ジDフリツプフロツプ、41b〜41dはリセツ
ト端子付ポジテイブエツジDフリツプフロツプで
ある。42aはセツト端子で、初期化信号INIT
がハイレベルのときDフリツプフロツプ41aの
出力がセツトされる。42b〜42dはリセツト
端子で、初期化信号INITがハイレベルのときD
フリツプフロツプ41b〜41dの出力がリセツ
トされる。43はORゲート、41はDフリツプ
フロツプ41aのデータ入力端子の接地、45は
ANDゲートで、その出力46はシフトレジスタ
47aに対するクロツク入力端となる。48は初
期化信号INITの入力端、49はシフトレジスタ
47a内の最終段のDフリツプフロツプ41dの
出力(CR)である。ANDゲート45にはモード
切換信号MODEとプログラミングクロツクφ2と
が入力され、プログラミング時はMODE信号が
ハイレベルとなつて、プログラミングクロツク
φ2がシフトレジスタ47aに伝えられる。
図である。41aはセツト端子付ポジテイブエツ
ジDフリツプフロツプ、41b〜41dはリセツ
ト端子付ポジテイブエツジDフリツプフロツプで
ある。42aはセツト端子で、初期化信号INIT
がハイレベルのときDフリツプフロツプ41aの
出力がセツトされる。42b〜42dはリセツト
端子で、初期化信号INITがハイレベルのときD
フリツプフロツプ41b〜41dの出力がリセツ
トされる。43はORゲート、41はDフリツプ
フロツプ41aのデータ入力端子の接地、45は
ANDゲートで、その出力46はシフトレジスタ
47aに対するクロツク入力端となる。48は初
期化信号INITの入力端、49はシフトレジスタ
47a内の最終段のDフリツプフロツプ41dの
出力(CR)である。ANDゲート45にはモード
切換信号MODEとプログラミングクロツクφ2と
が入力され、プログラミング時はMODE信号が
ハイレベルとなつて、プログラミングクロツク
φ2がシフトレジスタ47aに伝えられる。
またシフトレジスタ47aは、これを変則シフ
トレジスタの1ブロツクとすると、シフトレジス
タ47bとシフトレジスタ47cとはシフトレジ
スタ47aと同様のブロツクであるが、リセツト
端子付フリツプフロツプ41b〜41dの段数
が、第1図のマトリクス内の対応するラインの本
数によつて異なる。50aはDフリツプフロツプ
41b〜41dの出力で、これは第1図の出力1
2aに対応し、高電圧を乗せるラインを選択する
信号である。同様に50bは第1図の出力12
b,50cは第1図の出力12cに対応するライ
ンの選択信号である。
トレジスタの1ブロツクとすると、シフトレジス
タ47bとシフトレジスタ47cとはシフトレジ
スタ47aと同様のブロツクであるが、リセツト
端子付フリツプフロツプ41b〜41dの段数
が、第1図のマトリクス内の対応するラインの本
数によつて異なる。50aはDフリツプフロツプ
41b〜41dの出力で、これは第1図の出力1
2aに対応し、高電圧を乗せるラインを選択する
信号である。同様に50bは第1図の出力12
b,50cは第1図の出力12cに対応するライ
ンの選択信号である。
なお、第1図においては、図示の都合上外部か
らの入力線と外部への出力線が同じ方向に引き出
されて描いてあるが、実際のチツプ上では逆方向
に外部へ引き出した方が明らかに効率的である。
らの入力線と外部への出力線が同じ方向に引き出
されて描いてあるが、実際のチツプ上では逆方向
に外部へ引き出した方が明らかに効率的である。
次に動作を説明する。まずプログラミングモー
ドにおけるプログラミング動作を、第1図により
説明する。まず、線路切断情報信号DA,DB,DC
をローレベルにしておき、モード信号MODEを
ハイレベルに、初期化信号INITをハイレベルに
する。このとき、第7図のDフリツプフロツプ4
1aがセツトされ、Dフリツプフロツプ41b〜
41dがリセツトされる。次に、プログラミング
クロツクφ2を入力することによつて、クロツク
の進行につれて、シフトレジスタ47aの出力5
0aの各々のラインが順に高電位(通常電圧レベ
ル)になる。シフトレジスタ50aの最終段の信
号CRが出力されると、この信号はORゲート43
を介して、Dフリツプフロツプ41bにフイード
バツクされ、再び出力50aの各々のラインを順
に高電位にする。シフトレジスタ50aの最終段
の信号CRがハイレベルになる度に、その信号は
次段のシフトレジスタ47bにクロツク入力され
ることにより、シフトレジスタ47bはシフトレ
ジスタ47aと同様に、その出力50bの各々ラ
インを順に高電位にする。シフトレジスタ47c
も同様に、シフトレジスタ47bの最終段出力
CRをクロツク入力として、その出力50cを順
に高電位にする。この様子を第8図のタイムチヤ
ートに示す。
ドにおけるプログラミング動作を、第1図により
説明する。まず、線路切断情報信号DA,DB,DC
をローレベルにしておき、モード信号MODEを
ハイレベルに、初期化信号INITをハイレベルに
する。このとき、第7図のDフリツプフロツプ4
1aがセツトされ、Dフリツプフロツプ41b〜
41dがリセツトされる。次に、プログラミング
クロツクφ2を入力することによつて、クロツク
の進行につれて、シフトレジスタ47aの出力5
0aの各々のラインが順に高電位(通常電圧レベ
ル)になる。シフトレジスタ50aの最終段の信
号CRが出力されると、この信号はORゲート43
を介して、Dフリツプフロツプ41bにフイード
バツクされ、再び出力50aの各々のラインを順
に高電位にする。シフトレジスタ50aの最終段
の信号CRがハイレベルになる度に、その信号は
次段のシフトレジスタ47bにクロツク入力され
ることにより、シフトレジスタ47bはシフトレ
ジスタ47aと同様に、その出力50bの各々ラ
インを順に高電位にする。シフトレジスタ47c
も同様に、シフトレジスタ47bの最終段出力
CRをクロツク入力として、その出力50cを順
に高電位にする。この様子を第8図のタイムチヤ
ートに示す。
第1図において、第7図の出力50aに対応す
るレジスタ部9の出力ライン12a中で高電位に
なつたラインが、回路10aにおいてそのライン
に対応する第9図のANDゲートに入力したとき、
線路切断情報DAがハイレベルになつていれば、
プログラム電圧切換スイツチ11のうち対応する
ものがオンし、各ライン2a〜2z,4a〜4
v,5a〜5w,6a〜6uのうち、対応するラ
インにプログラム電圧が乗る。レジスタ部9の出
力12bと回路10bおよびプログラム電圧切換
スイツチ24(第6図)の動作関係も、また出力
12cと回路10cおよびプログラム電圧切換ス
イツチ11cの動作関係も上記と同様である。
るレジスタ部9の出力ライン12a中で高電位に
なつたラインが、回路10aにおいてそのライン
に対応する第9図のANDゲートに入力したとき、
線路切断情報DAがハイレベルになつていれば、
プログラム電圧切換スイツチ11のうち対応する
ものがオンし、各ライン2a〜2z,4a〜4
v,5a〜5w,6a〜6uのうち、対応するラ
インにプログラム電圧が乗る。レジスタ部9の出
力12bと回路10bおよびプログラム電圧切換
スイツチ24(第6図)の動作関係も、また出力
12cと回路10cおよびプログラム電圧切換ス
イツチ11cの動作関係も上記と同様である。
第1図のマトリクスの内、交差するラインの両
方にプログラム電圧がかかつているとき、線接続
トランジスタのしきい電圧値が上昇し、通常電圧
ではオンしなくなる。ただしプログラム電圧がラ
インにかかるのは、プログラミングクロツクφ2
のローレベル期間である。第3図は、ポリシリコ
ン線29aおよび金属線32bにプログラム電圧
がかかつてつぶされた(しきい電圧が上昇した)
線接続用トランジスタと、ポリシリコン線29b
および金属線32aにプログラム電圧がかかつて
つぶされた線接続用トランジスタの例である。3
4a,34bの点線はつぶされずに残つたトラン
ジスタ部であり、点線のないトランジスタ部がつ
ぶされたものである。領域1,13,15,17
のトランジスタをつぶすときは、DAから線路切
断情報を入力し、DBはローレベルに、DCはハイ
レベルにする。領域2,14,16,18のトラ
ンジスタをつぶすときには、DCをローレベルに、
DBはハイレベルにして、DAから線路切断情報を
入力する。領域19のトランジスタをつぶすとき
は、DAをローレベルに、DCをハイレベルにして、
DBから線路切断情報を入力する。
方にプログラム電圧がかかつているとき、線接続
トランジスタのしきい電圧値が上昇し、通常電圧
ではオンしなくなる。ただしプログラム電圧がラ
インにかかるのは、プログラミングクロツクφ2
のローレベル期間である。第3図は、ポリシリコ
ン線29aおよび金属線32bにプログラム電圧
がかかつてつぶされた(しきい電圧が上昇した)
線接続用トランジスタと、ポリシリコン線29b
および金属線32aにプログラム電圧がかかつて
つぶされた線接続用トランジスタの例である。3
4a,34bの点線はつぶされずに残つたトラン
ジスタ部であり、点線のないトランジスタ部がつ
ぶされたものである。領域1,13,15,17
のトランジスタをつぶすときは、DAから線路切
断情報を入力し、DBはローレベルに、DCはハイ
レベルにする。領域2,14,16,18のトラ
ンジスタをつぶすときには、DCをローレベルに、
DBはハイレベルにして、DAから線路切断情報を
入力する。領域19のトランジスタをつぶすとき
は、DAをローレベルに、DCをハイレベルにして、
DBから線路切断情報を入力する。
次に論理的にみて、どのようにトランジスタを
残せばよいかを説明する。外部からの入力情報を
反転入力する際は、領域13のトランジスタを残
す。このとき、外部入力線4a〜4vから入力さ
れた信号は、領域13で線接続用トランジスタに
よつて反転され、領域1のANDアレイに入力す
る。例は第1図のAからCに至るパスで、入力信
号Aは領域13内のトランジスタで反転されて、
Cに亘り、C=の論理になる。また例えば、B
−Eのパスも同様に、E=となる。外部からの
入力情報を非反転する際は、領域14および領域
19にトランジスタ生成する。例はB−Pのパス
で、P=B=(=B)となる。
残せばよいかを説明する。外部からの入力情報を
反転入力する際は、領域13のトランジスタを残
す。このとき、外部入力線4a〜4vから入力さ
れた信号は、領域13で線接続用トランジスタに
よつて反転され、領域1のANDアレイに入力す
る。例は第1図のAからCに至るパスで、入力信
号Aは領域13内のトランジスタで反転されて、
Cに亘り、C=の論理になる。また例えば、B
−Eのパスも同様に、E=となる。外部からの
入力情報を非反転する際は、領域14および領域
19にトランジスタ生成する。例はB−Pのパス
で、P=B=(=B)となる。
外部への出力信号を反転させるときは、領域1
6にトランジスタを残す。例はI−Rのパスで、
R=となる。外部への出力信号を反転させずに
同じ論理で出力するには、領域19および領域1
5にトランジスタを形成する。例はH−Qのパス
で、Q=(=H)となる。
6にトランジスタを残す。例はI−Rのパスで、
R=となる。外部への出力信号を反転させずに
同じ論理で出力するには、領域19および領域1
5にトランジスタを形成する。例はH−Qのパス
で、Q=(=H)となる。
組合せ論理部の出力(すなわちORアレイ部2
の出力)を非反転に帰還させたいときは、領域1
8および領域17にトランジスタ形成する。例は
J−Lパスで、L=J=(=J)となる。逆に反転
させて帰還させたいときは、領域19にトランジ
スタを残す。例はK−Mのパスで、M=とな
る。また帰還信号をさらに外部への出力信号とし
たいときは、上に加えてさらに、領域16また
は、領域15のいずれかにトランジスタを形成す
ることによつて可能である。
の出力)を非反転に帰還させたいときは、領域1
8および領域17にトランジスタ形成する。例は
J−Lパスで、L=J=(=J)となる。逆に反転
させて帰還させたいときは、領域19にトランジ
スタを残す。例はK−Mのパスで、M=とな
る。また帰還信号をさらに外部への出力信号とし
たいときは、上に加えてさらに、領域16また
は、領域15のいずれかにトランジスタを形成す
ることによつて可能である。
第1図のマトリクス部分に対応する論理図を第
9図に示す。記号は第1図に対応している。
ANDアレイ部1およびORアレイ部2の理論は従
来技術に従うが、第1図の例では、いうまでもな
くG=・+・・となる。つまり、
ANDアレイ部1の入力から出力へはNOR論理に
なつており、ORアレイ部2の入力から出力も
NOR論理に従う。
9図に示す。記号は第1図に対応している。
ANDアレイ部1およびORアレイ部2の理論は従
来技術に従うが、第1図の例では、いうまでもな
くG=・+・・となる。つまり、
ANDアレイ部1の入力から出力へはNOR論理に
なつており、ORアレイ部2の入力から出力も
NOR論理に従う。
論理回路としての動作時(通常モード)に、モ
ード切換信号MODEをローにすることによつて、
シフトレジスタ部9が不能化され、各ラインに高
電圧が乗らなくなる。このモード時は、第3図の
通常電圧27(VDD)が線接続用トランジスタのド
レイン側にかかる。また、このモード時は、プロ
グラム電圧VPを接地レベルにしておく。
ード切換信号MODEをローにすることによつて、
シフトレジスタ部9が不能化され、各ラインに高
電圧が乗らなくなる。このモード時は、第3図の
通常電圧27(VDD)が線接続用トランジスタのド
レイン側にかかる。また、このモード時は、プロ
グラム電圧VPを接地レベルにしておく。
通常モード時において、外部入力線4a〜4v
に入力された信号は、非反転時は、領域14およ
び領域19のトランジスタを経て、ANDアレイ
部1に入力する。反転時は、領域13のトランジ
スタを経て、ANDアレイ部1に入力する。次に、
ANDアレイ部1およびORアレイ部2における組
み合せ論理部を通過した信号は、回路8内のDフ
リツプフロツプ21(第6図)に達し、クロツク
φ1の立ち上がり時にDフリツプフロツプ21に
記憶される。Dフリツプフロツプ21を通過した
信号は、反転して外部出力される場合は、領域1
6のトランジスタを経て、出力線5a〜5wから
出力される。非反転で外部出力される場合は、領
域19および領域15のトランジスタを経て、出
力線5a〜5wから出力される。また、反転して
帰還される場合は、領域19を経て、ANDアレ
イ部1およびORアレイ部2の組み合わせ回路に
達する。非反転に帰還される場合は、領域18お
よび領域17を経て、ANDアレイ部1およびOR
アレイ部2の組み合せ回路に達する。以上の動作
を繰り返すことにより、順序回路が実現される。
に入力された信号は、非反転時は、領域14およ
び領域19のトランジスタを経て、ANDアレイ
部1に入力する。反転時は、領域13のトランジ
スタを経て、ANDアレイ部1に入力する。次に、
ANDアレイ部1およびORアレイ部2における組
み合せ論理部を通過した信号は、回路8内のDフ
リツプフロツプ21(第6図)に達し、クロツク
φ1の立ち上がり時にDフリツプフロツプ21に
記憶される。Dフリツプフロツプ21を通過した
信号は、反転して外部出力される場合は、領域1
6のトランジスタを経て、出力線5a〜5wから
出力される。非反転で外部出力される場合は、領
域19および領域15のトランジスタを経て、出
力線5a〜5wから出力される。また、反転して
帰還される場合は、領域19を経て、ANDアレ
イ部1およびORアレイ部2の組み合わせ回路に
達する。非反転に帰還される場合は、領域18お
よび領域17を経て、ANDアレイ部1およびOR
アレイ部2の組み合せ回路に達する。以上の動作
を繰り返すことにより、順序回路が実現される。
なお、第1図の例では、プログラミング時に、
線路切断情報を1クロツクに対して、1データづ
つ入力したが、第7図におけるシフトレジスタ4
7aを並列に複数用いることによつて、ライン2
a〜2z,4a〜4v,5a〜5w,6a〜6u
上のトランジスタを複数同時に形成させることが
できる。また、領域17,18の帰還用線接続ト
ランジスタ形成部にも組み合わせ論理がつくれる
ことは明白である。
線路切断情報を1クロツクに対して、1データづ
つ入力したが、第7図におけるシフトレジスタ4
7aを並列に複数用いることによつて、ライン2
a〜2z,4a〜4v,5a〜5w,6a〜6u
上のトランジスタを複数同時に形成させることが
できる。また、領域17,18の帰還用線接続ト
ランジスタ形成部にも組み合わせ論理がつくれる
ことは明白である。
以上説明したように、この発明によれば、組み
合わせ論理線,帰還線,入出力線を変則的なマト
リクス配線にしたので、次のような種々の効果が
得られる。
合わせ論理線,帰還線,入出力線を変則的なマト
リクス配線にしたので、次のような種々の効果が
得られる。
外部からの電気的なプログラミングによつて
順序論理回路が実現できる。
順序論理回路が実現できる。
従来のプログラマブルロジツクアレイに比較
して、余分なピン数が減らせる上、集積度が向
上できる。
して、余分なピン数が減らせる上、集積度が向
上できる。
消去と再書き込みのできるものなら、ICテ
スタを使用したり、ブレツドボードに、プログ
ラミングされた本発明によるプログラマブルロ
ジツクアレイを接続することによつて、シミユ
レーシヨンではなく、実物で試験を行つたのち
即、実物をデバツグできる。
スタを使用したり、ブレツドボードに、プログ
ラミングされた本発明によるプログラマブルロ
ジツクアレイを接続することによつて、シミユ
レーシヨンではなく、実物で試験を行つたのち
即、実物をデバツグできる。
汎用品としてでき上がつたものに対して、電
気的にプログラミングするだけで固有の集積回
路となるため、開発期間が極小ですむ上、汎用
プロセスで製作されるものであるから、大量生
産すれば従来の専用ICより安価になる。その
ため、特に個人ユーザーのように極少量生産の
ユーザーが手軽に専用集積回路を製作できる。
気的にプログラミングするだけで固有の集積回
路となるため、開発期間が極小ですむ上、汎用
プロセスで製作されるものであるから、大量生
産すれば従来の専用ICより安価になる。その
ため、特に個人ユーザーのように極少量生産の
ユーザーが手軽に専用集積回路を製作できる。
汎用のプロセスで生産されるため、クリテイ
カルパスの遅延は、トランジスタ生成状況によ
つて決定され、最大遅延の予想がつきやすく、
メーカーが最大遅延を提示し、動作周波数範囲
を規定すれば、論理設計が容易になる。
カルパスの遅延は、トランジスタ生成状況によ
つて決定され、最大遅延の予想がつきやすく、
メーカーが最大遅延を提示し、動作周波数範囲
を規定すれば、論理設計が容易になる。
第1図はこの発明の一実施例を示す全体図、第
2図は各論理ラインの交差部分を抜き出した図、
第3図は第2図に対応する詳解図、第4図は第3
図に対応する論理図、第5図は第1図の回路10
a〜10cの構造を示す論理図、第6図は第1図
の回路8の詳解図、第7図は第1図のシフトレジ
スタ部9の構造の一例を示す図、第8図はプログ
ラミングモード時のタイムチヤート、第9図は第
1図の論理マトリクス部に対応する論理図であ
る。 図において、1はANDアレイ部、2はORアレ
イ部、13〜19はトランジスタ領域である。な
お、各図中同一符号は同一または相当部分を示
す。
2図は各論理ラインの交差部分を抜き出した図、
第3図は第2図に対応する詳解図、第4図は第3
図に対応する論理図、第5図は第1図の回路10
a〜10cの構造を示す論理図、第6図は第1図
の回路8の詳解図、第7図は第1図のシフトレジ
スタ部9の構造の一例を示す図、第8図はプログ
ラミングモード時のタイムチヤート、第9図は第
1図の論理マトリクス部に対応する論理図であ
る。 図において、1はANDアレイ部、2はORアレ
イ部、13〜19はトランジスタ領域である。な
お、各図中同一符号は同一または相当部分を示
す。
Claims (1)
- 【特許請求の範囲】 1 1チツプ上において、マトリクス構造の組み
合わせ論理部への入力側線路と出力側線路とを交
差させ、さらに前記線路に対して、前記組み合わ
せ論理部の出力側から入力側への帰還信号用線
路、チツプ外からの信号入力用線路、およびチツ
プ外への信号出力用線路を交差させたマトリクス
構造にし、各線路の交差点には線接続用トランジ
スタを形成し、マトリクス内で任意の交差点を形
成する2本の線路に高電圧をかけて、その交差点
に存在する線接続用トランジスタの状態を変化さ
せることにより当該線路の論理的な接続を行な
い、これによりチツプ外からの電気的なプログラ
ミングにより固有の論理を決定づけられるように
したことを特徴とするプログラマブルロジツクア
レイ。 2 マトリクス内の各線路のうちプログラミング
用の高電圧を与える線路を、外部から与えるパル
ス数によつて決定することを特徴とする、特許請
求の範囲第1項記載のプログラマブルロジツクア
レイ。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP61194214A JPS6350120A (ja) | 1986-08-19 | 1986-08-19 | プログラマブルロジツクアレイ |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP61194214A JPS6350120A (ja) | 1986-08-19 | 1986-08-19 | プログラマブルロジツクアレイ |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPS6350120A JPS6350120A (ja) | 1988-03-03 |
| JPH0511684B2 true JPH0511684B2 (ja) | 1993-02-16 |
Family
ID=16320849
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP61194214A Granted JPS6350120A (ja) | 1986-08-19 | 1986-08-19 | プログラマブルロジツクアレイ |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPS6350120A (ja) |
-
1986
- 1986-08-19 JP JP61194214A patent/JPS6350120A/ja active Granted
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPS6350120A (ja) | 1988-03-03 |
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