JPH0653318A - トランジスタ配置方法 - Google Patents

トランジスタ配置方法

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JPH0653318A
JPH0653318A JP22455192A JP22455192A JPH0653318A JP H0653318 A JPH0653318 A JP H0653318A JP 22455192 A JP22455192 A JP 22455192A JP 22455192 A JP22455192 A JP 22455192A JP H0653318 A JPH0653318 A JP H0653318A
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JP
Japan
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layout
processing
transistor
area
diffusion
Prior art date
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Pending
Application number
JP22455192A
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English (en)
Inventor
Ritsu Kusaba
律 草場
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Nippon Telegraph and Telephone Corp
Original Assignee
Nippon Telegraph and Telephone Corp
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Publication date
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Abstract

(57)【要約】 【目的】 LSIのレイアウト設計において、デットス
ペースを削減して高集積なレイアウトが得られるトラン
ジスタ配置を自動で生成する。 【構成】 LSIのレイアウトにおいて、Pチャネル及
びNチャネルトランジスタ11,12を分割することに
よりゲート幅を短縮する処理(図2(b) )と、拡散島を
90度回転する処理(図2(c) )と、電源線15,グラ
ンド線16と拡散領域14を重ねる処理(図2(d) )と
のいずれか1つ、およびこれらの処理を行った場合の予
想面積を算出しその面積が最小になる処理を選択して行
う。これにより、高集積なレイアウトを生成するトラン
ジスタ配置が短時間で自動で得られる。さらに、マクロ
セルを構成するリーフセルレイアウトにおいてデットス
ペースを削減できるので、高集積度が実現できる。

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【産業上の利用分野】本発明は、LSIのレイアウト設
計において高集積なパタンが得られるトランジスタの配
置位置を決定する方法に関するものである。
【0002】
【従来の技術】従来のレイアウト手法について説明す
る。LSIのレイアウト方式には、スタンダードセル,
ゲートアレー,マクロセルの各方式がある。このスタン
ダードセル方式は予め高さを一定にしたセルを設計して
おき、それを列状に組み上げるレイアウトである。ゲー
トアレー方式は、予め下地のトランジスタを並べてお
き、配線によってレイアウトを行う方式である。
【0003】またマクロセル方式は、トランジスタを高
密度にレイアウトしたリーフセルを組み上げることで、
マクロセルを構成する方式である。この場合、スタンダ
ードセル,ゲートアレー方式の方が設計時間は短いが、
高集積化,高性能化のためには機能ブロックごとにマク
ロセル方式を使用することが多い。
【0004】リーフセルのレイアウト方式はCMOSの
場合、ゲートマトリックス方式(トランジスタをマトリ
ックス状に配置)とペアトランジスタ方式(Nチャネル
とPチャネルトランジスタを組にしたものを1次元的に
配置する)とがある。
【0005】このゲートマトリックス方式のレイアウト
図を図6に示す(文献1.N.H.E.Weste and K.Eshraghi
an, "Principles of CMOS VLSL Design", Addison-Wesl
ey Publishing Company,1985)。この方式は、図6に示
すように、Pチャネルトランジスタ部11とNチャネル
トランジスタ部12にレイアウト領域が分けられてお
り、拡散領域,ポリシリコン領域が伸び、回路性能劣化
が大きくなるという欠点がある。なお、図6中符号15
は電源(VDD)線、16はグランド(GND)線を示
し、×印で表す符号21はコンタクトホール、22は各
々の配線を示す。
【0006】これに対して、ペアトランジスタ方式で
は、PチャネルトランジスタとNチャネルトランジスタ
の拡散領域をできる限り共通化して上下2段に一次元的
に配置している。そのためポリシリコン,拡散領域が伸
びず、高品質,高性能なパタンが得られる。このような
理由から現在、ペアトランジスタ方式がレイアウト設計
の主流を占めている。
【0007】ペアトランジスタ方式のレイアウトでは、
P,Nチャネルトランジスタの組を1段に限定して、そ
れを積み重ねていくものが数多く発表されている(文献
2.Y.Shiraishi and J.Sakemi and M.Kutsuwada and
A.Tsukizoe and S.Satoh, "AHigh Packing Density Mod
ule Generator of CMOS Logic Cells", Proc. of 25th
DAC,pp.439-444,1988)。
【0008】しかし、1段に限定するのではマクロセル
を構成するリーフセルを設計する場合に問題が生じる。
例えば、リーフセル形状のアスペクト比(縦横比)を調
整して、高密度のマクロセルを構成することができな
い。
【0009】一方、多段のレイアウトを採用していて
も、レイアウト自動化を容易にするため、スタンダード
セル方式のレイアウトを踏襲しているものが多い(文献
3.K.Tani and K.Izumi and M.Kashimura and T.Matsu
da and T.Fujii,"Two-Dimensional Layout Synthesis f
or Large-Scale CMOS Circuits", Proc. of ICCAD, pp.
490-493, 1991)。
【0010】人手設計でレイアウトを行う場合は、スタ
ンダードセル方式を採用せず、自由に配置配線し高密度
化も可能である。しかし、その方式のレイアウト自動化
は設計者の思考,経験をアルゴリズム化する必要があり
困難である。
【0011】これらの理由で、レイアウト自動生成の対
象となるレイアウト方式は、図7のようなものに限定さ
れている。図7において、トランジスタはゲート13の
向きを垂直に揃えて配置する。そして、Pチャネルおよ
びNチャネルトランジスタ11,12を上下にペアとし
て並べて隣接する等電位の拡散領域は共通化して1つの
領域とし、これをブロック17と呼ぶ(図7(a) )。1
つ以上のブロックは列状に配置されブロック列18を構
成し(図7(b) )、このブロック列を1段以上並べて全
体のレイアウトを構成する。なお、電源線15,グラン
ド線16はこれらのブロック列を挟むように上下端に配
置される。
【0012】
【発明が解決しようとする課題】従来のレイアウト手法
では、ゲート幅の異なるトランジスタの配置,ブロック
列の不釣合から、ある列について、その列内のブロック
の幅の合計よりそのブロック列の幅が大きい場合は、図
7(a) のようなデットスペース(無駄な領域)DSが生
じて集積度を低下させるという課題があった。
【0013】本発明は以上の点に鑑み、このような課題
を解決するためになされたもので、その目的は、LSI
のレイアウト設計において、これらのデットスペースを
削減して高集積なレイアウトが得られるトランジスタ配
置を自動で生成する方法を提供することにある。
【0014】
【課題を解決するための手段】上記の目的を達成するた
め本発明は、LSIのレイアウトにおける拡散領域内ト
ランジスタの配置法において、トランジスタを分割する
ことによりゲート幅を短縮する処理と、拡散島を90度
回転する処理と、電源線,グランド線と拡散領域を重ね
る処理とのいずれか1つ、およびこれらの処理を行った
場合の予想面積を算出しその面積が最小になる処理を選
択して行うものである。
【0015】
【作用】したがって本発明においては、面積を縮小する
ための3つの個別の処理と、その処理を実施した時の面
積の見積りに基づき最良のレイアウトを選択する処理を
行うことにより、デットスペースを削減して高集積なレ
イアウトが得られるトランジスタ配置を自動で生成する
ことができる。
【0016】
【実施例】次に、本発明の実施例を説明する前に本発明
の原理について図1,図2を参照して説明する。図1は
本発明において対象にしているレイアウト方式で、従来
のペアトランジスタ方式(図7参照)のモデルを拡張し
てトランジスタ11,12の90度回転、電源線および
グランド線と拡散領域が重なることを許している。な
お、図1において図7と同一または相当部分は同一符号
を付記してある。
【0017】図2は本発明の原理説明図であり、本発明
は、図2(b)〜(d)に示すように個別の面積改善の処理
(1)〜(3)を行う。 (1)トランジスタを分割することによりゲート幅を小さ
くする処理 例えば図2(a) に示すチャネル幅hp(hn)のトランジ
スタ11(12)を図2(b) に示すように、チャネル幅
p/2(hn/2)のトランジスタ2個に並列化する。
これによりブロック17の横幅は増えるが、ブロック列
の横幅が、ブロックのトランジスタ分割後の横幅の合計
より大きい時はパタン面積が減少する。
【0018】(2)ブロックを90度回転する処理 ブロック17の横幅より高さが大きく、ブロック列の横
幅が、ブロックの高さより大きい時はブロックの90度
回転によりパタン面積は減少する(図2(c) 参照)。
【0019】(3)電源線,グランド配線と拡散領域を重
ねる処理 拡散コンタクト,およびサブストレートコンタクトを配
置できる範囲内であれば、電源線15およびグランド配
線16を拡散島14と重ねた方が面積が縮小される(図
2(d)参照)。
【0020】次に各ブロック列において自動選択の処理
過程を以下のように行う。 〔ステップ1〕従来のスタンダードセル方式に従ってト
ランジスタを配置する。N←0. 〔ステップ2〕N←N+1.とする。Nが最終列を越え
た場合は終了、そうでなければ改善対象を第Nセル段と
する。
【0021】〔ステップ3〕現在のセルの面積をS0=
ROYC×ROXCとする(図4参照)。ただしROX
C,ROYCは現在のセルの各横幅を表す。これに対し
て、(1) ゲート幅が回路性能的に小さくなり過ぎない範
囲内でトランジスタを並列化して、ゲート幅を分割した
ときの面積見積りをS1=(ROYC−hn/2−hp
2)×Xm、(2)ブロックを90度回転した時の面積見積
りをS2=(ROYC−h+w)×Xm、(3)拡散コンタ
クト,サブストレートコンタクトが配置できるという条
件下で電源線,グランド配線と拡散領域を重ねたときの
面積見積りをS3=(ROYC−u×2)×Xm とす
る。ただしh,wはセルの各横幅、uは拡散領域14上
の電源線15,グランド線16の重なる部分の横幅、X
m はパタンの最大横幅を示す。
【0022】〔ステップ4〕この見積られた面積S1〜
S3の中で、S1が最小でありしかも元の面積S0より
小さいならば、トランジスタを並列に分割して(図2
(b) 参照)、〔ステップ3〕の処理に行く。この時、
〔ステップ3〕に行くのは、トランジスタの並列分割を
やりつくすまで分割を進めるためである。
【0023】〔ステップ5〕この見積られた面積S1〜
S3の中で、S2が最小でありしかも元の面積S0より
小さいならば、ブロックを90度回転する(図2(c)参
照)。そして〔ステップ2〕の処理に行く。 〔ステップ6〕この見積られた面積S1〜S3の中で、
S3が最小でありしかも元のS0より小さいならば、電
源線,グランド配線と拡散領域を重ねる(図2(d)参
照)。 〔ステップ7〕〔ステップ2〕の処理に行く。
【0024】このように本発明は、LSIのレイアウト
においてトランジスタを分割することによりゲート幅を
短縮する処理(1)と、拡散島を90度回転する処理(2)
と、電源線,グランド線と拡散領域を重ねる処理(3) と
のいずれか1つ、およびこれらの処理を行った場合の予
想面積を算出しその面積が最小になる処理を選択して行
うことにより、デットスペースを削減して高集積なレイ
アウトが得られるトランジスタ配置を自動で生成するこ
とが可能になる。
【0025】次に本発明の実施例を従来例と対比して説
明する。 実施例1 本実施例において、前述したように面積を縮小するため
の3つの個別の処理を適用して得られたパタンを図3に
示す。対象はセレクタのリーフセルでセル列を2段で配
置している。デザインルールは0.5μmルールであ
る。自動選択処理によって、1段目のブロック列はブロ
ックの90度回転の処理、2段目は電源線,グランド配
線と拡散領域を重ねる処理が選択されている。そして、
配線は全て3層迷路法で行っている。その結果、従来の
手法で得られたパタン図である図5に比較して面積を2
5パーセント削減することができた。
【0026】実施例2 本実施例は、同じリーフセルに対して、実施例1と同じ
条件下で、自動選択処理を行わずに1段目ブロック列の
トランジスタの並列化,グランド配線と拡散領域を重ね
る処理を行った例を図4に示す。この例でも、従来のパ
タン図である図5に比べて面積が20パーセント削減さ
れているが、自動選択処理を使った実施例1よりは面積
が5パーセント大きい。実施例1は実施例2に比べて自
動選択処理により、より面積が小さい結果が得られてい
る。
【0027】
【発明の効果】以上説明したように本発明のトランジス
タ配置方法によれば、面積を縮小するための3つの個別
の処理と、その処理を実施した時の面積の見積りに基づ
き最良のレイアウトを選択する処理を用いることによ
り、高集積なレイアウトを生成するトランジスタ配置が
短時間で自動で得られるという利点がある。さらに、マ
クロセルを構成するリーフセルレイアウトにおいてデッ
トスペースを削減できるので、高集積度が実現でき、設
計時間と労力の削減に大きな効果がある。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明で対象にしているレイアウト方式を示す
図である。
【図2】本発明の処理の概念図である。
【図3】本発明の実施例1におけるパタン図である。
【図4】本発明の実施例2におけるパタン図である。
【図5】従来のレイアウト方式によるパタン図である。
【図6】一般的なゲートマトリックス方式レイアウトの
一例を示す図である。
【図7】従来の自動レイアウトで対象とするレイアウト
方式を示す図である。
【符号の説明】
11 Pチャネルトランジスタ 12 Nチャネルトランジスタ 13 ゲート 14 拡散領域 15 電源(VDD)線 16 グランド(GND)線 17 ブロック 18 ブロック列

Claims (1)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 LSIのレイアウトにおける拡散領域内
    トランジスタの配置法において、 トランジスタを分割することによりゲート幅を短縮する
    処理と、拡散島を90度回転する処理と、電源線,グラ
    ンド線と拡散領域を重ねる処理とのいずれか1つ、およ
    びこれらの処理を行った場合の予想面積を算出しその面
    積が最小になる処理を選択して行うことを特徴とするト
    ランジスタ配置方法。
JP22455192A 1992-08-03 1992-08-03 トランジスタ配置方法 Pending JPH0653318A (ja)

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JP22455192A JPH0653318A (ja) 1992-08-03 1992-08-03 トランジスタ配置方法

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Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
DE10112852A1 (de) * 2001-03-16 2002-10-02 Infineon Technologies Ag Schaltungsanordnung für skalierbare Ausgangstreiber
US9145106B2 (en) 2011-02-07 2015-09-29 Kabushiki Kaisha Tokai-Rika-Denki-Seisakusho Webbing winding device

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