JPH05120884A - 半導体集積回路 - Google Patents

半導体集積回路

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JPH05120884A
JPH05120884A JP3281414A JP28141491A JPH05120884A JP H05120884 A JPH05120884 A JP H05120884A JP 3281414 A JP3281414 A JP 3281414A JP 28141491 A JP28141491 A JP 28141491A JP H05120884 A JPH05120884 A JP H05120884A
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JP
Japan
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circuit
input
level
integrated circuit
semiconductor integrated
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Application number
JP3281414A
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English (en)
Inventor
Kazuyuki Nakamura
和之 中村
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NEC Corp
Original Assignee
NEC Corp
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Publication date
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    • HELECTRICITY
    • H03ELECTRONIC CIRCUITRY
    • H03KPULSE TECHNIQUE
    • H03K19/00Logic circuits, i.e. having at least two inputs acting on one output; Inverting circuits
    • H03K19/0175Coupling arrangements; Interface arrangements
    • H03K19/017581Coupling arrangements; Interface arrangements programmable

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  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Computer Hardware Design (AREA)
  • Physics & Mathematics (AREA)
  • Computing Systems (AREA)
  • General Engineering & Computer Science (AREA)
  • Mathematical Physics (AREA)
  • Static Random-Access Memory (AREA)
  • Design And Manufacture Of Integrated Circuits (AREA)
  • Logic Circuits (AREA)
  • Semiconductor Memories (AREA)
  • Dram (AREA)

Abstract

(57)【要約】 【目的】LSIにおける設計や製造コストおよび周辺L
SIの数を削減するとともに、異なる論理レベルのイン
ターフェース回路をもつメモリにおいて、レベル変換回
路とセンスアンプを共用化して素子数を削減することに
ある。 【構成】LSIの入力インターフェース回路1,3と、
出力インターフェース回路9,11とを異なる論理レベ
ルに対応できるように複数設け、それらを入出力切替ス
イッチ4,8で切換え、あるいは同時に使用する。これ
により、LSIのコア部は共用できるので、異なる品種
のLSIを設計および製造できる。また、ECLレベル
とCMOSレベルに対応するメモリにおいては、ECL
−CMOSのレベル変換回路2と、センスアンプ回路の
一部10とを共用化することができ、素子数を削減でき
る。

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【産業上の利用分野】本発明は半導体集積回路に関し、
特にその高機能化および高集積化を意図する半導体集積
回路に関する。
【0002】
【従来の技術】近年の半導体集積回路においては、MO
Sトランジスタの微細化技術により1つのチップ上に百
万以上のトランジスタを集積可能になってきている。ま
た、バイポーラ素子とCMOS素子を1つのチップ上に
混在させ、それぞれの特徴を合わせもつBi−CMOS
集積回路も多用されるようになっている。このようなB
i−MOS回路においては、高速動作可能なECL(E
mitter Coupled Logic)回路と低
消費電力のCMOS回路とを組み合わせることにより、
高速で且つ低消費電力の論理回路を実現することができ
る。近年では、このBi−CMOS回路を応用して、高
速且つ低消費電力の半導体スタティックメモリ等が実現
されている。例えば、「1990年電子情報通信学会春
季全国大会講演論文集C−699」等に、従来のBi−
CMOS回路による半導体スタティックメモリの構成が
示されている。この文献によれば、入出力インターフェ
ースレベルとしての論理振幅が約0.8Vと小さく、し
かも高速な信号の受け渡しが可能なECLレベルが用い
られている。また、LSI内部は低消費電力のCMOS
回路が用いられるために、ECLレベルの入力信号を論
理振幅が電源電圧程度のCMOSレベルまでレベル変換
する必要がある。
【0003】図5はかかる従来の一例を示す半導体集積
回路の構成図である。図5に示すように、従来の半導体
集積回路はECLアドレス入力信号や入力データ信号を
入力するECL入力バッファ回路1と、このバッファ回
路1に接続されたECL−CMOSのレベル変換回路2
とが設けられている。また、デコーダ回路5はアドレス
入力信号によりメモリセル6を選択するための回路であ
り、センスアンプ7はメモリセル6からの微小な読みだ
し信号を増幅する回路である。更に、出力側にもECL
出力バッファ回路9が設けられている。要するに、図5
のセンスアンプ7はメモリセル6からの読みだし信号を
ECLレベルまで増幅する機能を有している。
【0004】図6は従来の他の例を示す半導体集積回路
の構成図である。図6に示すように、この半導体スタテ
ィックメモリはLSIの入出力インターフェース回路に
広く用いられるTTL或いはCMOSインターフェース
回路3,11を有している。この入力信号レベルはLS
I内部の信号レベルとほぼ等しいために、前述した図5
のようなECL−CMOSレベル変換回路2を必要とし
ない。一方、出力レベルは電源電圧程度が必要となるた
め、メモリセル6からの読み出し信号はCMOSレベル
まで増幅する必要がある。このために、図6においては
メモリセル6からの信号を約0.8V程度に増幅する図
5のセンスアンプと同等の増幅度をもつ第1センサンプ
7と、0.8V程度の信号を電源電圧程度まで増幅する
第2センスアンプ10とが必要になる。尚、5はメモリ
セルにアクセスするためのデコーダ回路である。
【0005】
【発明が解決しようとする課題】上述した従来の半導体
集積回路としての半導体スタティックメモリは、入出力
インターフェース回路を除く回路構成がほぼ同じ構成で
あるにも関わらず、別個の集積回路として、設計したり
製造されているので、効率的な設計や製造を行えないと
いう欠点がある。また、高性能なコンピュータシステム
においては、ECLレベルで高速に動作するCPUと、
安価で大容量のTTLレベルのDRAMで構成される主
記憶装置との間に両者間で情報のやりとりを行うキャッ
シュメモリが必要になるという欠点がある。
【0006】本発明の目的は、かかる別個に設計されて
いた異なるインターフェースレベルに対応するLSIを
同一チップ上に集積することにより、設計及び製造の効
率化を図ると共に、同一チップで複数の異なるインター
フェースレベルに対応するLSIを実現し、レベル変換
用のLSI等周辺LSIの部品数を削減することのでき
る半導体集積回路を提供することにある。
【0007】
【課題を解決するための手段】本発明の半導体集積回路
は、複数の入力インターフェースレベルに対応する入力
バッファ回路と、複数の出力インターフェースレベルに
対応する出力バッファ回路とを有し、前記入力バッファ
回路および前記出力バッファ回路を切替えるか或いは同
時に使用することにより、1つの集積回路素子で異なる
入出力インターフェースレベレに対応して構成される。
【0008】
【作用】本発明は、異なるインターフェースレベルに対
応する複数の入出力回路を1チップに同時に備え、それ
を切り替えて使用することによりLSIのコア部を共用
化し、設計や製造の効率化を実現する。また、同時に複
数のインターフェースを回路を同時に動作させることに
より、異なるインターフェースレベル間を直接接続する
ことができ、レベル変換用等の周辺LSIも削減でき
る。更に、対応する異なるインターフェースレベルの論
理振幅が異なる半導体記憶素子の場合には、2つの異な
るインターフェース回路間でレベル変換回路とセンスア
ンプ回路とを共用化して小型化を実現する。
【0009】
【実施例】次に、本発明の実施例について図面を参照し
て説明する。
【0010】図1は本発明の第1の実施例を示す半導体
集積回路の構成図である。図1に示すように、本実施例
は入出力インターフェースレベルとしてのECL入力バ
ッファ回路1および入力バッファ回路3と、ECL出力
バッファ回路9およびCMOS出力バッファ回路11と
の2つに対応する半導体スタティックメモリの構成であ
り、ECL−CMOSレベル変換回路2はECLレベル
の信号を電源電圧程度のCMOSレベルに変換する。ま
た、デコーダ回路5はCMOSレベルで動作する回路で
あり、アドレス入力信号よりメモリセル6を選択する。
更に、第1センスアンプ7はメモリセル6からの微小な
読みだし信号をECLレベル(振幅:0.8V程度)に
増幅し、第2センスアンプ10はECLレベル程度の読
みだし信号をCMOSレベル(電源電圧程度)に増幅す
る回路である。ここで、入力側の切換は入力切換スイッ
チ4により行い、出力側は出力切換スイッチ8により、
それぞれ入力インターフェースレベルおよび出力インタ
ーフェースレベルを選択する。このインターフェースレ
ベル切換スイッチ4および8は、集積回路上では配線層
パターンの作り替え或いは電気的なスイッチによる切換
え回路により実現される。尚、これら入出力切換スイッ
チ4および8は、2つのインターフェースレベルの回路
が共にオンする構成でもよい。例えば、メモリセル6か
らの読みだし信号をECLレベルの出力バッファ回路9
とCMOSレベルの出力バッファ回路11へ同時に出力
することが可能になるようにすることもできる。かかる
半導体集積回路構成をとることにより、集積回路内の機
能ブロックを共通に用いることができ、入出力バッファ
回路部のみの追加で異なる品種の集積回路を実現でき、
設計および製造の効率化を図ることができる。
【0011】図2は本発明の第2の実施例を示す半導体
集積回路の構成図である。図2に示すように、本実施例
は高性能なコンピュータシステムにおける中央情報処理
装置(CPU)15と主記憶装置13との間で高速に情
報のやりとりを行うために、キャッシュメモリ17,1
8を用いている。尚、12はTTLレベルバスラインで
あり、14は入出力装置、16はECLレベルバスライ
ンである。このシステムにおいては、CPU15と主記
憶装置13とが異なるインターフェースレベルで動作す
る場合があり、ここではCPU15がECLレベルで動
作し、主記憶装置13がTTLレベルで動作する場合を
示している。上述したキャッシュメモリ17,18はC
PU15および主記憶装置13の両者と情報のやりとり
を行う必要があるので、これらのキャッシュメモリ1
7,18はCPU15および主記憶装置13と直接接続
できる。従って、コンピュータシステムの構成の簡素化
および処理速度の高速化を実現できる。
【0012】図3は本発明の第3の実施例を示す半導体
集積回路の構成図である。図3に示すように、本実施例
は図1の回路構成におけるECL入力データ信号用のE
CL−CMOSのレベル変換回路2と、CMOS出力デ
ータ信号用の第2センスアンプ10とが共にECLレベ
ル程度の振幅(約0.8V)の信号をCMOSレベル
(電源電圧程度)の信号に増幅する機能を持つものであ
ることから、これらを共用化して用いることにより、集
積回路上の素子数を削減するものである。すなわち、1
つの回路ブロックを、入出力がECLレベルの信号に対
応する場合には、ECL−CMOSレベル変換回路2と
して使用している。
【0013】図4は本発明の第4の実施例を示す半導体
集積回路の構成図である。図4に示すように、本実施例
はCMOSレベルに対応する場合、1つの回路ブロック
を第2センスアンプ10として機能するように使用して
いる。
【0014】従って、図3および図4に示すように、同
時に2つのインターフェース回路が動作することがない
場合には、本実施例の手法により回路素子数を削減する
ことができる。
【0015】
【発明の効果】以上説明したように、本発明の半導体集
積回路は、異なるインターフェースレベルに対応するL
SIを同一チップ上に集積することにより、設計及び製
造の効率化を図ると共に、同一チップで複数の異なるイ
ンターフェースレベルに対応するLSIを実現し、レベ
ル変換用のLSI等周辺LSIの部品数を削減すること
ができるという効果がある。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明の第1の実施例を示す半導体集積回路の
構成図である。
【図2】本発明の第2の実施例を示す半導体集積回路の
構成図である。
【図3】本発明の第3の実施例を示す半導体集積回路の
構成図である。
【図4】本発明の第4の実施例を示す半導体集積回路の
構成図である。
【図5】従来の一例を示す半導体集積回路の構成図であ
る。
【図6】従来の他の例を示す半導体集積回路の構成図で
ある。
【符号の説明】
1 ECL入力バッファ回路 2 レベル変換回路 3 CMOS入力バッファ回路 4 入力切換スイッチ 5 デコーダ回路 6 メモリセル 7 第1のセンスアンプ 8 出力切換スイッチ 9 ECL出力バッファ回路 10 第2のセンスアンプ 11 CMOS出力バッファ回路 12 TTLレベル・バスライン 13 主記憶装置 14 入出力装置 15 CPU 16 ECLレベル・バスライン 17,18 キャッシュメモリ

Claims (2)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 複数の入力インターフェースレベルに対
    応する入力バッファ回路と、複数の出力インターフェー
    スレベルに対応する出力バッファ回路とを有し、前記入
    力バッファ回路および前記出力バッファ回路を切替える
    か或いは同時に使用することにより、1つの集積回路素
    子で異なる入出力インターフェースレベレに対応するこ
    とを特徴とする半導体集積回路。
  2. 【請求項2】 入出力インターフェースレベルの論理振
    幅が異なる複数の入出力インターフェースレベルに対応
    した半導体記憶素子を有し、前記記憶素子からの情報読
    みだし信号を増幅する増幅回路および前記論理振幅が小
    さい入出力インターフェースレベルに対応する前記入力
    バッファ回路の論理振幅増幅回路を兼用することを特徴
    とする請求項1記載の半導体集積回路。
JP3281414A 1991-10-28 1991-10-28 半導体集積回路 Pending JPH05120884A (ja)

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JP3281414A JPH05120884A (ja) 1991-10-28 1991-10-28 半導体集積回路
US07/964,864 US5331219A (en) 1991-10-28 1992-10-22 Semiconductor integrated circuit with selective interfacing on different interface levels

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Effective date: 19980616