JPH052439A - Semiconductor integrated circuit - Google Patents

Semiconductor integrated circuit

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Publication number
JPH052439A
JPH052439A JP3153633A JP15363391A JPH052439A JP H052439 A JPH052439 A JP H052439A JP 3153633 A JP3153633 A JP 3153633A JP 15363391 A JP15363391 A JP 15363391A JP H052439 A JPH052439 A JP H052439A
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JP
Japan
Prior art keywords
chip
signal
integrated circuit
semiconductor integrated
clock
Prior art date
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Pending
Application number
JP3153633A
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Japanese (ja)
Inventor
Kunihoshi Tago
州星 多胡
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NEC Corp
Original Assignee
NEC Corp
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Filing date
Publication date
Application filed by NEC Corp filed Critical NEC Corp
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Publication of JPH052439A publication Critical patent/JPH052439A/en
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  • Design And Manufacture Of Integrated Circuits (AREA)

Abstract

PURPOSE:To reduce the power consumption and also to reduce the skew of a clock signal for a semiconductor integrated circuit which distributes the clock signals. CONSTITUTION:The clock signal supplied from a precedent stage device is inputted to an input terminal 4 via a precedent stage device output transistor TR 2 and then terminated at a terminating potential VT via a signal wiring 7, a resistance terminating terminal 5, and a terminating resistor 3. If an emitter- coupled logic ECL circuit is taken as an example of a clock signal level, the resistor 3 is set at 50OMEGA with the terminating potential VT set at -2V in general respectively. Under such conditions, a large current of about 15mA flows to the TR 2 on an average and this current value is transmitted through the inside of a chip 1 via a signal wiring 7. Then each load circuit included in a semiconductor integrated circuit is driven by four signal wirings 8 branched out of the wiring 7 respectively. Thus the clock input signals can be distributed into the semiconductor integrated circuit with the small skew. In addition, a signal current passes through the inside of the chip 1 from the TR 2 and is terminated by the resistor 3 outside the chip 1 and therefore no power is consumed inside the chip 1.

Description

【発明の詳細な説明】Detailed Description of the Invention

【0001】[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、終端抵抗を用いた信号入力を必要とする、クロッ
ク信号分配機能付の半導体集積回路に関する。
BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to a semiconductor integrated circuit,
In particular, the present invention relates to a semiconductor integrated circuit with a clock signal distribution function that requires signal input using a terminating resistor.

【0002】[0002]

【従来の技術】近年、半導体集積回路の高集積化ならび
に高速度化に伴ない、クロック入力信号を、半導体集積
回路チップの広範囲に亘り、小さいスキューにて伝達さ
せることが重要となってきている。
2. Description of the Related Art In recent years, it has become important to transmit a clock input signal over a wide range of a semiconductor integrated circuit chip with a small skew as the integration and speed of a semiconductor integrated circuit increase. ..

【0003】従来の、この使用目的に対応する半導体集
積回路においては、図4に示されるように、高負荷駆動
能力を有するクロックドライバー6を、半導体集積回路
のチップ1の内部に複数個配置して、予め配線長の決め
られている信号配線8および9等により、それぞれ相対
応する各クロックドライバー6の間を接続することによ
り、半導体集積回路のチップ1の内部における同一クロ
ック信号スキューを小さい値に抑制しているのが一般で
ある。
In a conventional semiconductor integrated circuit for this purpose, as shown in FIG. 4, a plurality of clock drivers 6 having a high load driving capability are arranged inside a chip 1 of the semiconductor integrated circuit. Then, by connecting between the corresponding clock drivers 6 by the signal wirings 8 and 9 and the like whose wiring lengths are predetermined, the same clock signal skew inside the chip 1 of the semiconductor integrated circuit can be reduced. It is generally suppressed to.

【0004】ここで、当該半導体集積回路のチップ1に
対して、前段デバイスから入力されるクロック信号は、
前段デバイス出力トランジスタ2および終端抵抗3を介
して入力端子4に入力され、チップ1の内部に配置され
るクロックドライバー6に入力される。
Here, the clock signal input to the chip 1 of the semiconductor integrated circuit from the preceding device is
It is input to the input terminal 4 via the front device output transistor 2 and the terminating resistor 3, and then input to the clock driver 6 arranged inside the chip 1.

【0005】[0005]

【発明が解決しようとする課題】上述した従来のクロッ
ク信号分配機能付の半導体集積回路においては、クロッ
ク信号スキューを小さくするためには、高負荷駆動能
力、即ち大消費電力のクロックドライバーを、半導体集
積回路のチップ内に多数配置する必要があり、このため
に、半導体集積回路全体の消費電力が著しく増大すると
いう欠点がある。
In the above-described conventional semiconductor integrated circuit with a clock signal distribution function, in order to reduce the clock signal skew, a clock driver having a high load driving capability, that is, a large power consumption, is used in the semiconductor. It is necessary to arrange a large number of chips in the chip of the integrated circuit, which has a drawback that the power consumption of the entire semiconductor integrated circuit significantly increases.

【0006】[0006]

【課題を解決するための手段】本発明の半導体集積回路
は、終端抵抗を必要とするクロック信号を外部デバイス
より入力し、当該クロック信号を半導体チップ内に分配
する機能を有する半導体集積回路において、前記クロッ
ク信号の入力端として、前記半導体チップに設けられる
信号入力端子と、所定の終端抵抗に接続され、前記クロ
ック信号の出力端として前記半導体チップに設けられる
抵抗終端端子と、前記信号入力端子と前記抵抗終端端子
との間を、前記半導体チップを貫通する状態で連結する
信号配線とを、少なくとも備えて構成される。
A semiconductor integrated circuit of the present invention is a semiconductor integrated circuit having a function of inputting a clock signal requiring a terminating resistor from an external device and distributing the clock signal in a semiconductor chip, A signal input terminal provided on the semiconductor chip as an input terminal of the clock signal, and a resistance termination terminal provided on the semiconductor chip as an output terminal of the clock signal, which is connected to a predetermined terminating resistor, and the signal input terminal. At least a signal wiring that connects the resistance termination terminal in a state of penetrating the semiconductor chip is configured.

【0007】[0007]

【実施例】次に、本発明について図面を参照して説明す
る。
DESCRIPTION OF THE PREFERRED EMBODIMENTS Next, the present invention will be described with reference to the drawings.

【0008】図1は本発明の第1の実施例のチップの主
要構成を示す図である。図1に示されるように、本実施
例は、前段デバイス出力トランジスタ2に対応して、入
力端子4と、抵抗終端端子5と、4個のクロックドライ
バー6と、これらのクロックドライバー6を接続する信
号配線7〜9とを含むチップ1と、抵抗終端端子5に接
続される終端抵抗3とを備えて構成される。
FIG. 1 is a diagram showing a main structure of a chip of a first embodiment of the present invention. As shown in FIG. 1, in the present embodiment, the input terminal 4, the resistance termination terminal 5, the four clock drivers 6, and these clock drivers 6 are connected in correspondence with the preceding stage device output transistor 2. The chip 1 including the signal wirings 7 to 9 and the terminating resistor 3 connected to the resistor terminating terminal 5 are provided.

【0009】前段デバイスより出力されるクロック信号
は、前段デバイス出力トランジスタ2を介して入力端子
4に入力され、信号配線7および抵抗終端端子5および
終端抵抗3を経由して終端電位VT にて終端される。
今、クロック信号レベルとしてECL(エミッタ結合論
理)回路を考えると、一般に、終端抵抗3は50Ωであ
り、また、終端電位VT は−2Vである。この場合、前
段デバイス出力トランジスタ2には、平均として約15
mAの大電流が流れるが、この大電流値を信号配線7に
よりチップ1の内部を貫通させ、この信号配線7より分
岐される四つの信号配線8により半導体集積回路内の各
負荷回路を駆動することにより、信号配線7より分岐さ
れる信号配線8の配置位置に依存することなく、クロッ
ク入力信号を小さいスキューで半導体集積回路内に分配
することが可能となる。更に、この場合において、信号
電流は、前段デバイス出力トランジスタ2からチップ1
の内部を貫通し、チップ1の外部の終端抵抗3により終
端されているため、この部分におけるチップ内における
電力消費は無い。
The clock signal output from the preceding stage device is input to the input terminal 4 via the preceding stage device output transistor 2, and passes through the signal line 7, the resistance termination terminal 5 and the termination resistor 3 at the termination potential V T. Terminated.
Considering an ECL (emitter coupled logic) circuit as the clock signal level, the terminating resistor 3 is generally 50Ω and the terminating potential V T is -2V. In this case, the front device output transistor 2 has an average of about 15
Although a large current of mA flows, this large current value is passed through the inside of the chip 1 by the signal wiring 7 and each of the load circuits in the semiconductor integrated circuit is driven by the four signal wirings 8 branched from the signal wiring 7. As a result, the clock input signal can be distributed within the semiconductor integrated circuit with a small skew, without depending on the arrangement position of the signal wiring 8 branched from the signal wiring 7. Furthermore, in this case, the signal current is transferred from the front device output transistor 2 to the chip 1
There is no power consumption in the chip at this portion because it penetrates through the inside of the chip and is terminated by the terminating resistor 3 outside the chip 1.

【0010】なお、図1に示されている実施例において
は、信号配線7から信号配線8に分岐された後、クロッ
クドライバー6および信号配線9を介して負荷回路(図
示されない)を駆動する構成としているが、信号配線7
と駆動される負荷回路との距離が短い場合に、クロック
ドライバー6を介することなく、信号配線8から直接負
荷回路を駆動しても問題はなく、クロック信号スキュー
を小さく抑制することが可能となることは云うまでもな
い。
In the embodiment shown in FIG. 1, after the signal wiring 7 is branched to the signal wiring 8, a load circuit (not shown) is driven via the clock driver 6 and the signal wiring 9. Signal wiring 7
When the distance between the driven load circuit and the driven load circuit is short, there is no problem in driving the load circuit directly from the signal wiring 8 without the intervention of the clock driver 6, and the clock signal skew can be suppressed to a small level. Needless to say.

【0011】次に、本発明による半導体集積回路におけ
るクロック信号スキューと、従来例の半導体集積回路に
おけるクロック信号スキューとの、スパイス・シミュレ
ーションによる比較結果を、図3に示す。図3におい
て、縦軸はクロック信号スキュー(psec)を示し、
横軸はチップ内のクロック信号に対する信号配線の長さ
(mm)を表わしている。
Next, FIG. 3 shows a comparison result by a spice simulation of the clock signal skew in the semiconductor integrated circuit according to the present invention and the clock signal skew in the conventional semiconductor integrated circuit. In FIG. 3, the vertical axis represents the clock signal skew (psec),
The horizontal axis represents the length (mm) of the signal wiring for the clock signal in the chip.

【0012】なお、この場合においては、従来例におけ
る前段デバイスからのクロック出力信号は、前段デバイ
ス出力トランジスタ2を介して入力端子4に接続される
終端抵抗3(50Ω)により終端される状態で、クロッ
クドライバー6に入力されるものとし。クロックドライ
バー6の出力エミッタフォロワ電流は、一般的な値とし
て1.2mAとしている。また、本発明の場合には、前
段デバイスからのクロック出力信号は、前段デバイス出
力トランジスタ2を介して入力端子4に入力され、信号
配線7および出力端子5を経由して終端抵抗3(50
Ω)において終端されるものとしている。
In this case, in the conventional example, the clock output signal from the preceding stage device is terminated by the terminating resistor 3 (50Ω) connected to the input terminal 4 through the preceding stage device output transistor 2. It shall be input to the clock driver 6. The output emitter follower current of the clock driver 6 is 1.2 mA as a general value. Further, in the case of the present invention, the clock output signal from the preceding stage device is input to the input terminal 4 via the preceding stage device output transistor 2, and the terminating resistor 3 (50) via the signal wiring 7 and the output terminal 5.
Ω).

【0013】そして、更に、上記の従来例および本発明
における、信号配線8(図4参照)および7(図1参
照)の寸法を含む諸元としては、下記によっている。
Further, the specifications including the dimensions of the signal wirings 8 (see FIG. 4) and 7 (see FIG. 1) in the above conventional example and the present invention are as follows.

【0014】 [本発明] [従来例] チップの長さ(mm) 10 10 チップの幅(μm) 56 2 チップの厚さ(μm) 2.6 1 単位配線容量(pF/mm) 5 0.18 単位配線抵抗(Ω/mm) 0.32 30 上記のように、本発明における信号配線7が、従来例に
おける信号配線8に比較して、幅広く、且つ厚く形成さ
れている理由は、従来例における信号線路8に接続され
る負荷回路(図示されない)においては、その入力トラ
ンジスタのベース電流として数μA程度の電流しか流れ
ないのに対して、本発明の信号配線7に対しては、上述
したように約15mAの大電流が流れるために、エレク
トロ・マイグレーション対応ならびに配線抵抗による電
位降下対応を考慮した結果であり、このことは、半導体
集積回路における電源用配線層の一部を利用することに
より実現可能である。
[Present Invention] [Conventional Example] Chip length (mm) 10 10 Chip width (μm) 56 2 Chip thickness (μm) 2.6 1 Unit wiring capacitance (pF / mm) 50. 18 Unit wiring resistance (Ω / mm) 0.32 30 As described above, the reason why the signal wiring 7 in the present invention is formed wider and thicker than the signal wiring 8 in the conventional example is that the conventional example. In the load circuit (not shown) connected to the signal line 8 in FIG. 2, only a current of about several μA flows as the base current of the input transistor, whereas the signal wiring 7 of the present invention has been described above. As described above, since a large current of about 15 mA flows, it is a result of considering electro-migration support and potential drop due to wiring resistance. This is for a power supply in a semiconductor integrated circuit. It can be implemented by using a part of the line layer.

【0015】上記の条件の下において、信号配線7およ
び8の長さ10mmの内の各位置におけるクロック信号
スキューの信号の立上り時と、立下り時の平均を、信号
配線7および8の左端を標準として求めたのが図3に示
されるグラフである。図3により明らかなように、チッ
プ内のクロック信号に対する信号配線の長さが10mm
の場合、従来例においては、約300psecものクロ
ック信号スキューが存在するにのに対して、本発明にお
いては、その値は約40psec以下であり、極めて小
さい。更に、従来例においては、クロックドライバー6
における部分消費電力がチップ1の内部において消費さ
れるのに対して、本発明の場合には、クロック信号分配
に直接に対応する部分については、チップ1の内部にお
いて消費される電力は無い。
Under the above conditions, the average of the rising and falling edges of the signal of the clock signal skew at each position within the length of 10 mm of the signal wirings 7 and 8 is measured at the left end of the signal wirings 7 and 8. The graph shown in FIG. 3 is obtained as a standard. As is clear from FIG. 3, the length of the signal wiring for the clock signal in the chip is 10 mm.
In the case of 1, the clock signal skew of about 300 psec exists in the conventional example, whereas in the present invention, the value is about 40 psec or less, which is extremely small. Further, in the conventional example, the clock driver 6
In the present invention, there is no power consumed in the chip 1 in the portion directly corresponding to the clock signal distribution, while the partial power consumption in the chip 1 is consumed inside the chip 1.

【0016】次に、本発明の第2の実施例について説明
する。図2は本発明の第2の実施例のチップの主要構成
を示す図である。図2に示されるように、本実施例は、
前段デバイス出力トランジスタ2に対応して、入力端子
4と、3個の抵抗終端端子5と、信号配線7〜9とを含
むチップ1と、抵抗終端端子5に接続される終端抵抗3
とを備えて構成される。
Next, a second embodiment of the present invention will be described. FIG. 2 is a diagram showing the main structure of the chip of the second embodiment of the present invention. As shown in FIG. 2, in this embodiment,
A chip 1 including an input terminal 4, three resistance termination terminals 5, and signal wirings 7 to 9 corresponding to the preceding device output transistor 2, and a termination resistor 3 connected to the resistance termination terminal 5.
And is configured.

【0017】図2において、外部デバイス出力トランジ
スタ2からのクロック信号は、入力端子4を介して信号
配線7に入力される。信号配線7は、チップ1に内部に
おいて三つの回路に分岐され、それぞれ対応する抵抗終
端端子5を介して終端抵抗3に接続されている。この場
合、外部の前段デバイス出力トランジスタ2から見たイ
ンピーダンスを50Ωとするためには、三つの抵抗終端
端子5に接続される終端抵抗3の値を、それぞれ150
Ωに設定する必要がある。
In FIG. 2, the clock signal from the external device output transistor 2 is input to the signal wiring 7 via the input terminal 4. The signal wiring 7 is branched into three circuits inside the chip 1 and is connected to the terminating resistor 3 via the corresponding resistance terminating terminals 5. In this case, in order to set the impedance viewed from the external preceding stage device output transistor 2 to 50Ω, the values of the terminating resistors 3 connected to the three resistor terminating terminals 5 are set to 150.
Must be set to Ω.

【0018】この第2の実施例においては、図1に示さ
れる第1の実施例に比較して、チップの広範囲に亘って
信号配線7から分岐される信号配線9の長さを短い値に
設定して済むために、更に、チップ1の広範囲に対応し
て、クロック信号スキューを小さくすることができると
いう利点がある。
In the second embodiment, as compared with the first embodiment shown in FIG. 1, the length of the signal wiring 9 branched from the signal wiring 7 over a wide range of the chip is set to a shorter value. Since the setting is completed, there is an advantage that the clock signal skew can be reduced in correspondence with a wide range of the chip 1.

【0019】[0019]

【発明の効果】以上説明したように、本発明は、外部よ
り入力端子に入力されるクロック信号を、直接に信号配
線によりチップ内部を貫通させ、抵抗終端端子を介して
抵抗終端し、当該信号配線から負荷回路に対するクロッ
ク信号を分岐させることにより、消費電力を低減するこ
とができるとともに、小さいスキューにおいて、クロッ
ク信号を半導体集積回路内部の広範囲の領域に亘り、分
岐することができるという効果がある。
As described above, according to the present invention, a clock signal input to the input terminal from the outside is directly passed through the inside of the chip by the signal wiring and resistance-terminated via the resistance termination terminal. By branching the clock signal to the load circuit from the wiring, power consumption can be reduced and the clock signal can be branched over a wide range of the inside of the semiconductor integrated circuit with a small skew. ..

【図面の簡単な説明】[Brief description of drawings]

【図1】本発明の第1の実施例のチップの主要構成を示
す図である。
FIG. 1 is a diagram showing a main configuration of a chip according to a first embodiment of the present invention.

【図2】本発明の第2の実施例のチップの主要構成を示
す図である。
FIG. 2 is a diagram showing a main configuration of a chip according to a second embodiment of the present invention.

【図3】本発明と従来例とのクロック信号スキューの比
較図である。
FIG. 3 is a comparison diagram of clock signal skew between the present invention and a conventional example.

【図4】従来例のチップの主要構成を示す図である。FIG. 4 is a diagram showing a main configuration of a conventional chip.

【符号の説明】[Explanation of symbols]

1 チップ 2 前段デバイス出力トランジスタ 3 終端抵抗 4 入力端子 5 抵抗終端端子 6 クロックドライバ 7〜9 信号配線 1 chip 2 pre-stage device output transistor 3 termination resistor 4 input terminal 5 resistance termination terminal 6 clock driver 7-9 signal wiring

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (51)Int.Cl.5 識別記号 庁内整理番号 FI 技術表示箇所 H03H 7/48 C 9184−5J ─────────────────────────────────────────────────── ─── Continuation of the front page (51) Int.Cl. 5 Identification code Office reference number FI technical display location H03H 7/48 C 9184-5J

Claims (1)

【特許請求の範囲】 【請求項1】 終端抵抗を必要とするクロック信号を外
部デバイスより入力し、当該クロック信号を半導体チッ
プ内に分配する機能を有する半導体集積回路において、
前記クロック信号の入力端として、前記半導体チップに
設けられる信号入力端子と、所定の終端抵抗に接続さ
れ、前記クロック信号の出力端として前記半導体チップ
に設けられる抵抗終端端子と、前記信号入力端子と前記
抵抗終端端子との間を、前記半導体チップを貫通する状
態で連結する信号配線と、を、少なくとも備えることを
特徴とする半導体集積回路。
1. A semiconductor integrated circuit having a function of inputting a clock signal requiring a terminating resistor from an external device and distributing the clock signal to a semiconductor chip,
A signal input terminal provided on the semiconductor chip as an input terminal of the clock signal, and a resistance termination terminal provided on the semiconductor chip as an output terminal of the clock signal, which is connected to a predetermined terminating resistor, and the signal input terminal. A semiconductor integrated circuit, comprising: at least a signal wiring that connects the resistance termination terminal in a state of penetrating the semiconductor chip.
JP3153633A 1991-06-26 1991-06-26 Semiconductor integrated circuit Pending JPH052439A (en)

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JP3153633A JPH052439A (en) 1991-06-26 1991-06-26 Semiconductor integrated circuit

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Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2009025054A (en) * 2007-07-18 2009-02-05 Panasonic Corp Circuit and method for inspecting semiconductor

Cited By (1)

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Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2009025054A (en) * 2007-07-18 2009-02-05 Panasonic Corp Circuit and method for inspecting semiconductor

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