JPH05121548A - クロツク供給回路及びクロツク供給回路を有する集積回路 - Google Patents
クロツク供給回路及びクロツク供給回路を有する集積回路Info
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Abstract
ないクロックパルスを供給出来かつ、ユーザー設計領域
を制限しないクロック供給回路及びこの回路を有する集
積回路を提供する。 【構成】 クロック供給回路(109)を論理回路(1
21)群のほぼ中央部に配置する。上層配線として、前
記論理回路(121)上に幅広の主配線(111)を形
成する。さらに、同じ上層配線として、論理回路の位置
関係を考慮して、前記主配線(111)から延びる複数
のブランチ配線(115)を形成する。各ブランチ回路
にはほぼ同数の論理回路(121)が接続される。
Description
られるクロック供給回路及びこのクロック供給回路を有
する集積回路に関する。詳しくは、ユーザーが配線を決
めることにより回路設計が出来るセミカスタムLSI,
特に全面素子敷詰型(シーオブゲート型)LSIに用い
られるクロック供給回路及びそれを含む集積回路に関す
るものである。
ロックパルスを供給するクロック供給回路において、そ
れぞれの論理回路に入力されるクロックパルスに遅延が
生じることがある。これはクロック供給回路から各論理
回路までの配線の長さが異なることに起因する。
び「高性能クロック分配機能付0.8μmCMOSSO
G」電子情報通信学会,VLSI設計技術研究会,VL
D89−103に開示される方法が提案されている。前
者は論理回路が存在する領域を複数の領域に分割し、各
分割した領域の中心部にクロックパルス供給回路を設け
配線長が等しくなるようにしている。また、後者ではク
ロック供給回路を論理回路が存在する領域の両端部に設
け、この両端部を接続するようにメイン配線を設け、こ
のメイン配線から各論理回路へブランチ配線を介してク
ロックパルスが供給されている。
ロック供給回路ではクロック供給回路の位置が定められ
ており、そのための専用の領域を必要とする。また、論
理回路の存在する位置によって柔軟にクロック供給回路
を配置することも出来ない。
理回路の配置に対応してクロック供給回路の位置を変え
ることが出来かつ、クロック供給回路の専用領域を必要
としないクロック供給回路及びこの回路を有する集積回
路を提供することを目的とする。
ロックパルスを受け取るバッファ回路と、このバッファ
回路からクロックパルスを受け取り、クロックパルスに
より動作する複数の論理回路にクロックパルスを供給す
る配線を有するクロック供給回路において、バッファ回
路は複数の論理回路から相対的にみて略中央部に設け
た。また、上記配線は、主配線と複数のブランチ配線と
から構成される。主配線はバッファ回路上に形成され、
バッファ回路と接続されるもので、その配線幅はブラン
チ配線よりも広い。ブランチ配線は通常の配線よりその
幅が広く、かつ主配線から延びている。各ブランチ配線
にはほぼ等しい数の前記論理回路が接続されている。
クロックパルスによってそれぞれ動作する複数の論理回
路を有する集積回路において、それぞれの領域において
共通のクロックパルスによって動作する複数の論理回路
を有する複数の領域を設け、この複数の領域のそれぞれ
にクロック供給回路を設けた。このクロック供給回路
は、前述の領域の複数の論理回路から相対的にみて略中
央部に設けたクロックパルスのうち1つを受け取るバッ
ファ回路と、このバッファ回路からクロックパルスを受
け取り、領域内の前記複数の論理回路にこのクロックパ
ルスを供給するクロックパルス供給手段とを有する。ク
ロックパルス供給手段は、主配線と複数のブランチ配線
とから構成される。
バッファ回路に接続され、その配線幅は前記ブランチ配
線より広く形成されている。
ら延在して形成され、その幅は通常の配線よりその幅が
広く形成されている。そして、各ブランチ配線には略同
数の論理回路が接続されている。
ッファ回路と最短距離で接続出来るよう作用する。ま
た、主配線は幅広に形成されており、クロックパルスに
遅延を与えないよう作用する。
に形成されているためクロックパルスを遅延させないよ
う作用する。また、各ブランチ配線にはほぼ等しい数の
論理回路が接続されているため各論理回路間でのクロッ
クパルスの遅延をなくすよう作用する。
ある。I/Oエリア101上に形成されたクロック入力
端子103にはクロックパルスが入力される。このクロ
ック入力端子103はユーザー設計エリア105に形成
された第1のバッファ(入力バッファ)107を介して
ユーザー設計エリア105のほぼ中心部に形成された第
2のバッファ(クロック供給回路)109に接続され
る。この第2のバッファ109は後に述べる論理回路全
てを駆動する能力を持っている。この第2のバッファ1
09上には、ユーザー設計エリアの配線とは別の上層配
線として主配線111が形成されている。主配線111
は図1からわかるように幅広に形成されており、第2の
バッファ109とはコンタクト113を介して電気的に
接続されている。主配線111からはこの主配線111
と同じ層で形成されるブランチ配線115が複数本延び
ている。ブランチ配線115は通常の配線(例えばユー
ザー設計エリア105で用いられている配線)よりは幅
広だが、主配線より幅がせまい。各ブランチ配線115
は、コンタクト117及びユーザー設計エリアでの配線
119を介して論理回路121に電気的に接続される。
ここで、各ブランチ配線115には、ほぼ同数の論理回
路121が配線119によりほぼ同じ配線長(最短が望
ましい)で接続出来るように、ブランチ配線115の位
置が定められている。
について述べる。クロックパルスはクロック入力端子1
03に入力され、第1のバッファ107を介して第2の
バッファ109に到達する。第2のバッファ109は主
配線111にクロックパルスを出力する。クロックパル
スは主配線111から各ブランチ配線115へと伝播さ
れるが、主配線111はその幅が広いため各ブランチ配
線115間でのクロックパルスの遅延はほぼない。この
後、クロックパルスはブランチ配線115から配線11
9を介して論理回路121に供給される。ここで、ブラ
ンチ配線115は配線119よりも幅広に形成されてい
るので各配線119間でのクロックパルスの遅延はほぼ
無視出来る。また、各配線119もほぼ同一配線長にな
るよう設計されているため、結果として各論理回路12
1間で遅延のないクロックパルスが供給される。
つつ説明する。図2は第1の発明の実施例であるセミカ
スタムICを示す図である。I/Oエリア201にはク
ロック入力端子203とこのクロック入力端子203に
接続された入力バッファ205が設けられている。ここ
で、この実施例のセミカスタムICはRAM250、メ
ガセル260及びユーザー設計エリア207とを有して
いる。さて、ユーザー設計エリア207にはユーザーに
よって設計されたクロックによって動作される論理回路
209が複数個存在する。また、ユーザー設計エリア2
07にはこの複数の論理回路209からみてほぼ中央に
あたる位置にクロック供給回路211が形成される。こ
のクロック供給回路211は全ての論理回路209を駆
動する能力がある。クロック供給回路211は入力バッ
ファ105からクロックパルスを受け取るよう接続され
ている。ユーザー設計エリア207上には絶縁膜を介し
て上層配線が形成されている。この上層配線は主配線2
13と複数のブランチ配線215から構成されている。
主配線213はクロック供給回路211上を通り、クロ
ック供給回路の出力とコンタクト217を介して接続さ
れている。主配線213はユーザー設計エリア207の
短辺方向からみてほぼ中央部で、その長辺方向ほぼいっ
ぱいにわたって延在している。ここで、主配線213の
幅は9.2μmと幅広に設計されている。主配線213
の両側にはユーザー設計エリア207の短辺方向に複数
のブランチ配線215が形成されている。各ブランチ配
線215にはほぼ等しい数の論理回路209がコンタク
ト219を介して接続されている。ブランチ配線215
は、そこに接続される論理回路209までの配線長が最
短になるように、かつ、各ブランチ配線215にほぼ同
数の論理回路209が接続されるよう考慮して形成され
る。なお、この実施例では約20〜30個の論理回路2
09が一本のブランチ配線215に接続される。従って
論理回路209が密集している領域aではブランチ配線
215は狭い間隔で設けられる。しかし、論理回路20
9がまばらに存在する領域bではブランチ配線215も
まばらに形成される。ここで、ブランチ配線215の幅
は2.4μmに設計されており、ユーザー設計エリア2
07での配線幅1.2μmより幅広である。
アウト方法について述べる。なお、このレイアウトは基
本的に自動配置配線(CAD)によって行なわれること
を前提にしている。
よって複数の論理回路209がユーザー設計エリア20
7に形成される。次に、これらの論理回路209の中央
部に主配線213の位置を決める。さらに、各論理回路
209の位置関係から、各ブランチ配線215に均等な
負荷となるよう(即ち、各ブランチ配線215に同数の
論理回路209が最短距離で接続されるよう)ブランチ
配線215の位置を決める。この後、主配線213の
下、もしくはその近傍で、ブチンチ配線215の位置か
らみて最適な場所に出力トランジスタが配置されるよう
にクロック供給回路を形成する。最後に、各ブランチ配
線215への距離が最短となるよう各論理回路209か
ら配線を形成する。
たものであり、製造段階ではこの後に主配線213、ブ
ランチ配線215を形成することは当然である。
タムICを示す図であり、以下この図3を参照しつつ第
2の発明を説明する。
おける回路のモジュール構成を保存した形で配置してお
り、各モジュールに対してユーザー設計エリア330,
350,370を有している。各ユーザー設計エリア3
30,350,370にはユーザーによって設計された
異なるクロックCLK1,CLK2,CLK3によって
それぞれ動作する論理回路309,359,379が複
数個配置される。これらクロックCLK1,CLK2,
CLK3は周波数又は相がお互に異なるもので、IC外
部から直接入力されるか、又は共通のクロック発生器か
ら分周、遅延等をして得られたものでもよい。
内では各クロックパルスCLK1,CLK2,CLK3
の遅延がないように、図1と同様な構成がとられてい
る。例としてユーザーエリア330をとりあげて説明す
る。
が入力されるクロック入力端子303と、このクロック
入力端子303に接続された入力バッファ305とが設
けられている。ユーザー設計エリア330にはユーザー
によって設計されたクロックCLK1によって動作され
る論理回路309が複数個存在する。また、ユーザー設
計エリア330にはこの複数の論理回路309からみて
ほぼ中央にあたる位置にクロック供給回路311が形成
される。このクロック供給回路311は全ての論理回路
309を駆動する能力がある。クロック供給回路311
は入力バッファ305からクロックパルスを受け取るよ
う接続されている。
介して上層配線が形成されている。この上層配線は主配
線313と複数のブランチ配線315とから構成されて
いる。主配線313はクロック供給回路311上を通
り、クロック供給回路の出力とコンタクト317を介し
て接続されている。主配線313はユーザー設計エリア
330の水平方向からみてほぼ中央部で、その垂直方向
ほぼいっぱいにわたって延在している。ここで、主配線
313の幅は9.2μmと幅広に設計されている。主配
線313の両側にはユーザー設計エリア330の水平方
向に複数のブランチ配線315が形成されている。各ブ
ランチ配線315にはほぼ等しい数の論理回路309が
コンタクト319を介して接続されている。ブランチ配
線315は、そこに接続される論理回路309までの配
線長が最短になるように、かつ、各ブランチ配線215
にほぼ同数の論理回路309が接続されるよう考慮して
形成される。なお、ブランチ配線315は主配線313
の左右両側に同数形成しなければならないわけではな
く、また垂直方向の間隔も同じである必要はない。ここ
で、ブランチ配線315の幅は2.4μmに設計されて
おり、ユーザー設計エリア330の通常の配線幅1.2
μmより幅広である。
計エリア330と同一の構成のためその説明は省略す
る。またユーザー設計エリア370ではそのブランチ配
線385の幅が5.2μmであるのを除けばユーザー設
計エリア330と同一の構成のため、やはり説明を省略
する。
350,370をCADによってレイアウトする際には
第1の発明の実施例と同様にすれば良い。
によれば、クロック供給回路を論理回路群のほぼ中央部
に位置させ、各論理回路とクロック供給回路とを幅広の
主配線及びブランチ配線とを介して接続したため、各論
理回路間で遅延のないクロックパルスを供給することが
可能となる。また、ユーザー設計領域にはクロック供給
回路のみを必要とし、その他は上層配線の形状を利用し
てクロックパルスの遅延を除去しているため、ユーザー
設計領域を制限することがない。
ジュール構成に沿ってクロック供給回路、主配線および
ブランチ配線を形成するため、必要最小限の主配線、ブ
ランチ配線を形成することができる。それに伴ない、主
配線とブランチ配線が持つ配線負荷を軽減でき、高速な
クロックパルスを論理回路に供給することが可能とな
る。また、主配線およびブランチ配線によって占有され
る領域を減らすことができるため、チップサイズの縮小
を実現し、かつ、多相のクロックを扱うことが可能とな
る。
ファ(第1のバッファ) 109,211,311,361,381 クロック
供給回路(第2のバッファ) 111,213,313,363,383 主配線 115,215,315,365,385 ブランチ
配線 121,209,309,359,379 論理回路
Claims (2)
- 【請求項1】 クロックパルスを受け取るバッファ回路
と、このバッファ回路から前記クロックパルスを受け取
り、クロックパルスにより動作する複数の論理回路に前
記クロックパルスを供給するクロックパルス供給手段と
を有するクロック供給回路において、 前記バッファ回路は前記複数の論理回路から相対的にみ
て略中央部に設けられており、 前記クロックパルス供給手段は、主配線と複数のブラン
チ配線とから構成され、前記主配線は前記バッファ回路
上に形成されかつ前記バッファ回路と接続される配線
で、その配線幅は前記ブランチ配線よりも広く、前記ブ
ランチ配線は通常の配線よりその幅が広く、かつ前記主
配線から延在し、各ブランチ配線には略同数の前記論理
回路が接続されたことを特徴とするクロック供給回路。 - 【請求項2】 複数の異なったクロックパルスによって
それぞれ動作する複数の論理回路を有する集積回路にお
いて、 それぞれの領域において共通のクロックパルスによって
動作する前記複数の論理回路を有する複数の領域と、 この複数の領域のそれぞれに設けられるクロック供給回
路であって、このクロック供給回路は、 前記領域の複数の論理回路から相対的にみて略中央部に
設けられ、前記クロックパルスのうち1つを受け取るバ
ッファ回路と、 このバッファ回路からクロックパルスを受け取り、領域
内の前記複数の論理回路にこのクロックパルスを供給す
るクロックパルス供給手段であって、主配線と複数のブ
ランチ配線とから構成され、 前記主配線は前記バッファ回路上に形成され、かつ前記
バッファ回路に接続され、その配線幅は前記ブランチ配
線より広く形成され、 前記複数のブランチ配線のそれぞれは前記主配線から延
在して形成され、その幅は通常の配線よりその幅が広
く、各ブランチ配線には略同数の前記論理回路が接続さ
れたことを特徴とする集積回路。
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US5270592A (en) | 1993-12-14 |
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