JPH08116025A - Semiconductor integrated circuit - Google Patents

Semiconductor integrated circuit

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JPH08116025A
JPH08116025A JP25324694A JP25324694A JPH08116025A JP H08116025 A JPH08116025 A JP H08116025A JP 25324694 A JP25324694 A JP 25324694A JP 25324694 A JP25324694 A JP 25324694A JP H08116025 A JPH08116025 A JP H08116025A
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JP
Japan
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clock
circuit
sequential
sequential circuit
main line
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Application number
JP25324694A
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Japanese (ja)
Inventor
Yasunori Asada
保範 浅田
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Fujifilm Business Innovation Corp
Original Assignee
Fuji Xerox Co Ltd
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Filing date
Publication date
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Publication of JPH08116025A publication Critical patent/JPH08116025A/en
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Abstract

PURPOSE: To provide a semiconductor integrated circuit, which is operated utilizing a clock mesh system and has little clock skew. CONSTITUTION: A circuit layout region 6 is split into a plurality of sections by a clock mesh main line 3 and the region, which is near the main line 3, of each section is specified as a sequential circuit layout region 40. There is a combinational circuit layout region 20 on the inner side of each sequential circuit layout region 40.

Description

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

【0001】[0001]

【産業上の利用分野】本発明はクロックメッシュ方式を
利用した、クロックスキューの少ない半導体集積回路に
関するものである。
BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to a semiconductor integrated circuit using a clock mesh system and having a small clock skew.

【0002】[0002]

【従来の技術】一般に、半導体集積回路においては、内
部の順序回路の動作タイミングを決定するために、外部
からクロック信号が入力され、クロック配線を経て順序
回路にクロック信号が伝達される。このクロック信号が
各順序回路へ伝達されるタイミングがずれると、クロッ
クスキューと呼ばれる半導体集積回路の誤動作を惹き起
こす。
2. Description of the Related Art Generally, in a semiconductor integrated circuit, in order to determine the operation timing of an internal sequential circuit, a clock signal is input from the outside and the clock signal is transmitted to the sequential circuit via a clock wiring. If the timing at which the clock signal is transmitted to each sequential circuit is deviated, a malfunction of the semiconductor integrated circuit called clock skew is caused.

【0003】このクロックスキューを防止するため、従
来から多くの提案が行われている。例えば、特開平2−
29124号公報には、順序回路を同一の行に並べて配
置することにより、クロック幹線と各順序回路とを直接
つないでクロックスキューを減少させる方式が記載され
ている。その概要を図12に示す。基板10上にクロッ
ク配線領域11、フリップフロップ回路領域12、他の
論理回路領域13、配線領域14が配置されている。こ
こには、フリップフロップ回路を同一の行に並べたフリ
ップフロップ回路領域12が配置されているため、クロ
ック引き出し線5a〜5nの長さを最小にして、クロッ
クスキューを減少させている。しかし、この方式は、ク
ロックスキューの減少にとって有効である反面、配置の
質や配線の質に対して悪影響を及ぼし、例えば、所定領
域内に必要なだけの回路が配置できなくなったり、デー
タラインの総配線長が長くなるためにタイミング不良が
起きたりするという問題がある。
In order to prevent this clock skew, many proposals have been made in the past. For example, Japanese Unexamined Patent Publication
Japanese Patent No. 29124 discloses a method of arranging sequential circuits in the same row so as to directly connect the clock main line and each sequential circuit to reduce clock skew. The outline is shown in FIG. A clock wiring area 11, a flip-flop circuit area 12, another logic circuit area 13, and a wiring area 14 are arranged on a substrate 10. Since the flip-flop circuit region 12 in which the flip-flop circuits are arranged in the same row is arranged here, the length of the clock lead lines 5a to 5n is minimized to reduce the clock skew. However, while this method is effective in reducing the clock skew, it adversely affects the quality of placement and the quality of wiring, and for example, it becomes impossible to place a required number of circuits in a predetermined area or the data line There is a problem that a timing failure occurs due to the increase in the total wiring length.

【0004】他の従来技術として、クロックメッシュと
呼ばれる方式が提案されている。図13に、クロックメ
ッシュ方式の概要を示す。クロックドライバ1から入力
されたクロック信号はメッシュ状のクロックメッシュ幹
線3及びクロック引き出し線5を通ってフリップフロッ
プ回路2,2a,2b,2c,・・・に供給される。こ
の方式では、クロックメッシュによって複数の区画に分
割され、フリップフロップ回路2,2a,2b,2c,
・・・の配置の自由度が上がるので、図12に示した方
式に比べ、配置の質、配線の質ともに改善される。
As another conventional technique, a system called a clock mesh has been proposed. FIG. 13 shows an outline of the clock mesh method. The clock signal input from the clock driver 1 is supplied to the flip-flop circuits 2, 2a, 2b, 2c, ... Through the mesh-shaped clock mesh main line 3 and the clock lead line 5. In this method, the clock mesh is divided into a plurality of sections, and the flip-flop circuits 2, 2a, 2b, 2c,
Since the degree of freedom of arrangement is increased, both the arrangement quality and the wiring quality are improved as compared with the method shown in FIG.

【0005】[0005]

【発明が解決しようとする課題】しかし、このクロック
メッシュ方式にも次のような問題がある。すなわち、フ
リップフロップを含むセルを自動配置する際、セル配置
の自由度が高いため、或るフリップフロップのクロック
ピンから最寄りのクロックメッシュ幹線3までの距離よ
りも、他のフリップフロップのクロックピンまでの距離
の方が短い場合が生じる。そのような場合、通常のレイ
アウトツールを使って自動配線を行うと、図13に示す
ように、或るフリップフロップ回路2aのクロック引き
出し線から他のフリップフロップ回路2bへと配線さ
れ、さらにその引き出し線から他のフリップフロップ回
路2cへと連鎖状に連なって配線されることが起きる。
このようになると、フリップフロップ回路2a,2b,
2cの間で、スキューの値が大きく異なるので、実シミ
ュレーション結果に悪影響を及ぼすこととなる。
However, this clock mesh method also has the following problems. That is, when cells including flip-flops are automatically arranged, the degree of freedom in cell arrangement is high. There are cases where the distance is shorter. In such a case, when automatic wiring is performed using a normal layout tool, as shown in FIG. 13, wiring is performed from a clock lead line of a certain flip-flop circuit 2a to another flip-flop circuit 2b, and then the lead-out is performed. It may happen that a line is connected to another flip-flop circuit 2c in a chain form.
In this case, the flip-flop circuits 2a, 2b,
The skew values greatly differ between 2c, which adversely affects the actual simulation result.

【0006】そこで、本発明は従来技術の問題を解決
し、半導体母体の所定の領域に多数の順序回路と多数の
組合せ回路を配置するにあたり、クロックスキューが少
なく、回路全体の配置の質が高く、データラインの総配
線長が短く、しかも実シミュレーション結果のすぐれた
半導体集積回路を提供することを目的とする。
Therefore, the present invention solves the problems of the prior art, and when arranging a large number of sequential circuits and a large number of combinational circuits in a predetermined region of a semiconductor body, the clock skew is small and the arrangement quality of the entire circuit is high. It is an object of the present invention to provide a semiconductor integrated circuit having a short total wiring length of data lines and excellent actual simulation results.

【0007】[0007]

【課題を解決するための手段】本発明は、順序回路と組
合せ回路が配置される回路配置領域を複数のメッシュ状
の区画に分割する、所定のクロック信号を伝達するクロ
ックメッシュ幹線を有する半導体集積回路において、ク
ロック信号が伝達される、1ビット単位の順序回路素子
全てが、クロックメッシュ幹線から延びる各クロック引
き出し線の先端に1つずつ接続されてなることを特徴と
する。
According to the present invention, there is provided a semiconductor integrated circuit having a clock mesh main line for transmitting a predetermined clock signal, which divides a circuit arrangement region in which a sequential circuit and a combinational circuit are arranged into a plurality of mesh-shaped sections. In the circuit, all the 1-bit unit sequential circuit elements to which the clock signal is transmitted are connected to the tips of the respective clock lead lines extending from the clock mesh main line one by one.

【0008】さらに、上記の半導体集積回路において、
クロック信号が伝達される、1ビット単位の順序回路素
子全てが、クロックメッシュ幹線に隣接した位置に配置
されていることが好ましい。
Further, in the above semiconductor integrated circuit,
It is preferable that all the 1-bit unit sequential circuit elements to which the clock signal is transmitted are arranged at positions adjacent to the clock mesh main line.

【0009】[0009]

【作用】上記のように、本発明の半導体集積回路では、
クロック信号が伝達される、1ビット単位の順序回路素
子全てが、クロックメッシュ幹線から延びる各クロック
引き出し線の先端に1つずつ接続されているため、クロ
ック信号がクロックメッシュ幹線から各順序回路に到達
するまでのタイミングが不揃いにならない。従って、図
13に示すような、複数のフリップフロップ回路が連鎖
状に連なって配線されるために発生するクロックスキュ
ーが、本発明の半導体集積回路においては防止され、も
しくは低減される。
As described above, in the semiconductor integrated circuit of the present invention,
Since all the 1-bit unit sequential circuit elements to which the clock signal is transmitted are connected to the tips of the respective clock lead lines extending from the clock mesh main line, the clock signal reaches each sequential circuit from the clock mesh main line. The timing before doing it does not become uneven. Therefore, in the semiconductor integrated circuit of the present invention, the clock skew, which occurs due to a plurality of flip-flop circuits connected in a chain as shown in FIG. 13, is prevented or reduced.

【0010】[0010]

【実施例】以下に本発明の実施例について説明する。図
1は、本発明の実施例における回路配置領域の概念図で
ある。図1において、順序回路と組合せ回路が配置され
る回路配置領域6は、クロックメッシュ幹線3,3a,
3bによって4つのメッシュ状の区画に分割されてい
る。各区画のクロックメッシュ幹線に隣接して順序回路
配置領域40があり、各区画内の、クロック信号が伝達
される順序回路素子全てが、その順序回路配置領域40
に配置され、クロックメッシュ幹線3,3a,3bから
延びる図示しないクロック引き出し線に1つずつ接続さ
れている。順序回路領域40の内側は組合せ回路配置領
域20となっている。
EXAMPLES Examples of the present invention will be described below. FIG. 1 is a conceptual diagram of a circuit arrangement area in the embodiment of the present invention. In FIG. 1, a circuit arrangement area 6 in which a sequential circuit and a combinational circuit are arranged is a clock mesh main line 3, 3a,
It is divided into four mesh-shaped sections by 3b. There is a sequential circuit placement area 40 adjacent to the clock mesh main line of each section, and all the sequential circuit elements in each section to which the clock signal is transmitted are in the sequential circuit placement area 40.
Are connected to the clock lead lines (not shown) extending from the clock mesh trunk lines 3, 3a, 3b. Inside the sequential circuit area 40 is a combined circuit arrangement area 20.

【0011】このように構成することにより、クロック
ドライバ1からのクロック信号が、これらのクロックメ
ッシュ幹線3,3a,3bを通って、クロック信号が伝
達される順序回路素子全てのクロックピンに直接伝達さ
れるため、クロックスキューが減少する。図2(A)
は、本発明の実施例の半導体集積回路の回路配置図であ
り、上記図1における各回路素子が実際に配置された様
子を示している。パッド及びI/Oセル以外の回路素子
が配置される回路配置領域6を囲むクロックメッシュ幹
線3及びその回路配置領域6の内部を縦断及び横断する
クロックメッシュ幹線3a,3bによって4つの区画に
分割されている。順序回路4はクロックメッシュ幹線
3,3a,3bに隣接して配置されており、自動配線に
よって、1ビット単位の順序回路素子4全てが、クロッ
クメッシュ幹線3,3a,3bから延びる各クロック引
き出し線5の先端に1つずつ接続される。そのため、ク
ロックドライバ1からのクロック信号がこれらのクロッ
クメッシュ幹線3,3a,3b及びクロック引き出し線
5を経由して、順序回路素子4全てに伝達される。従っ
て図13の場合のように、順序回路4どうしが連鎖状に
連なって配線されることがない。
With this configuration, the clock signal from the clock driver 1 is directly transmitted to the clock pins of all the sequential circuit elements to which the clock signal is transmitted through the clock mesh main lines 3, 3a and 3b. Therefore, the clock skew is reduced. FIG. 2 (A)
FIG. 2 is a circuit layout diagram of a semiconductor integrated circuit of an embodiment of the present invention, showing a state in which the respective circuit elements in FIG. 1 are actually arranged. A clock mesh main line 3 that surrounds a circuit arrangement region 6 in which circuit elements other than pads and I / O cells are arranged and clock mesh main lines 3a and 3b that cross and traverse the inside of the circuit arrangement region 6 are divided into four sections. ing. The sequential circuit 4 is arranged adjacent to the clock mesh main lines 3, 3a, 3b, and all the 1-bit unit sequential circuit elements 4 are automatically drawn out from the clock mesh main lines 3, 3a, 3b. 5 are connected to the tips one by one. Therefore, the clock signal from the clock driver 1 is transmitted to all the sequential circuit elements 4 via the clock mesh trunk lines 3, 3a, 3b and the clock lead line 5. Therefore, unlike the case of FIG. 13, the sequential circuits 4 are not wired in a chain.

【0012】なお、1ビット単位の順序回路素子全て
が、クロックメッシュ幹線に隣接した位置に配置されて
いることが好ましい。これは、クロックメッシュ幹線に
隣接した位置に順序回路素子以外の素子が配置され、ク
ロックメッシュ幹線から離れた位置にクロック信号が伝
達されるべき順序回路素子が配置されると、スキューが
増加する恐れがあるからである。
It is preferable that all the sequential circuit elements in 1-bit units are arranged adjacent to the clock mesh main line. This is because if elements other than the sequential circuit element are arranged adjacent to the clock mesh main line and a sequential circuit element to which a clock signal is to be transmitted is arranged apart from the clock mesh main line, skew may increase. Because there is.

【0013】図2(B)は、本発明の他の実施例であ
り、順序回路全体のゲート数が少なく、長いクロックメ
ッシュ幹線を必要としない場合の例である。この場合
は、クロックメッシュ幹線3,3a,3bで囲まれるべ
き領域は、回路配置領域6のうちの一部分の領域で十分
なので、図2(A)と比べると、クロックメッシュ幹線
3の輪は縮小されており、回路配置領域6のうちの左下
の領域のみがクロックメッシュ幹線3,3a,3bによ
って複数区画に分割されている。そして、クロックメッ
シュ幹線3,3a,3bに接する領域を、1ビット単位
の順序回路素子4全てを配置するための領域とし、残り
の領域を組合せ回路2やそれ以外の素子を配置するため
の領域としている。図2(A)の場合はクロックメッシ
ュ幹線3の内側にしか順序回路は配置されなかったが、
図2(B)では、垂直方向、水平方向とも、クロックメ
ッシュ幹線3の外側にも順序回路が配置されている。
FIG. 2B shows another embodiment of the present invention, which is an example in which the total number of gates of the sequential circuit is small and a long clock mesh main line is not required. In this case, since the area to be surrounded by the clock mesh main lines 3, 3a, 3b is sufficient as a part of the circuit arrangement area 6, the ring of the clock mesh main line 3 is reduced as compared with FIG. 2A. Only the lower left area of the circuit arrangement area 6 is divided into a plurality of sections by the clock mesh trunk lines 3, 3a, 3b. Then, the area in contact with the clock mesh trunk lines 3, 3a, 3b is set as an area for arranging all the sequential circuit elements 4 in 1-bit units, and the remaining area is an area for arranging the combinational circuit 2 and other elements. I am trying. In the case of FIG. 2A, the sequential circuit is arranged only inside the clock mesh main line 3,
In FIG. 2B, the sequential circuit is arranged outside the clock mesh main line 3 in both the vertical and horizontal directions.

【0014】図3は、本発明の半導体集積回路を得るた
めの工程を説明するフローチャートである。先ず、ステ
ップS01において論理設計を行い、ネットリストが作
成される。次に、ステップS02において回路分割プロ
グラムによって、全体のネットリストを、組合せ回路部
と順序回路部とに分割する。
FIG. 3 is a flow chart for explaining the steps for obtaining the semiconductor integrated circuit of the present invention. First, in step S01, logical design is performed and a netlist is created. Next, in step S02, the circuit division program divides the entire netlist into combinational circuit units and sequential circuit units.

【0015】図4は、2つのD形フリップフロップ(順
序回路)と4つのゲート(組合せ回路)とからなる元の
回路(A)が、組合せ回路部(B)と順序回路部(C)
とに分割される様子を示す。図4に示すように、元の回
路(A)の当初の接続関係が一時的に変形されて、組合
せ回路だけの回路(B)及び順序回路だけの回路(C)
となる。この変形は次の理由による。すなわち、後段の
回路群配置領域指定のステップS05,S07におい
て、順序回路群あるいは組合せ回路群のみの配置を行う
時、各々の回路全体の接続関係がネットリスト内で完結
していないと配置の質が低下する恐れ、すなわち、近接
した位置どうしに配置されるべき回路が離れた位置に配
置される恐れがある。そこで、互いに関連する回路をで
きるだけ近付けて配置させるために、接続関係を一時的
に変形させる。最終ステップS09において、変形後の
接続関係を元の接続関係に復元するため、変形前の回路
全体の接続関係の情報が記憶される。
In FIG. 4, an original circuit (A) consisting of two D-type flip-flops (sequential circuits) and four gates (combinational circuits) is a combinational circuit part (B) and a sequential circuit part (C).
Shown as being divided into and. As shown in FIG. 4, the original connection relation of the original circuit (A) is temporarily deformed, so that the combinational circuit only circuit (B) and the sequential circuit only circuit (C).
Becomes This modification is due to the following reason. That is, when only the sequential circuit group or the combinational circuit group is placed in steps S05 and S07 for designating the circuit group placement area in the subsequent stage, the connection quality of each circuit must be completed in the netlist. May be lowered, that is, circuits that should be placed close to each other may be placed far apart. Therefore, in order to arrange the circuits related to each other as close as possible, the connection relation is temporarily deformed. In the final step S09, the connection relation information after the transformation is stored in order to restore the connection relation after the transformation to the original connection relation.

【0016】次に、ステップS03において、母体ゲー
ト数、実使用ゲート数及び組合せ回路群、順序回路群各
々のゲート数に基づいて、回路全体の混雑度が均一にな
り、かつ全ての順序回路がクロックメッシュ幹線と直接
接続されるように、クロックメッシュ幹線の総配線長が
計算される。図5は、幹線の配線長を求めるための計算
例を説明するための図である。図5に基づいて、母体1
0の使用可能ゲート数10,000ゲートのうち、5,
000ゲートを使用して、内部セル配置領域6内に36
0ゲートの順序回路4と4,640ゲートの組合せ回路
とを配置する場合について説明する。母体7は、縦10
0行、横100行のゲート配置が可能で、1順序回路当
たりのゲート数を平均5ゲートとする。順序回路4の配
置列数をx、配置行数をyとし、次式を満たすように
x、yを決定する。
Next, in step S03, the congestion degree of the entire circuit becomes uniform based on the number of parent gates, the number of actually used gates and the number of gates of each of the combinational circuit group and the sequential circuit group, and all the sequential circuits are The total wiring length of the clock mesh main line is calculated so that it is directly connected to the clock mesh main line. FIG. 5 is a diagram for explaining a calculation example for obtaining the wiring length of the main line. Based on FIG.
0 out of 10,000 available gates, 5,
000 gates and 36 in the internal cell placement area 6
The case where the 0 gate sequential circuit 4 and the 4,640 gate combination circuit are arranged will be described. The mother 7 has a length of 10
Gates can be arranged in 0 rows and 100 rows horizontally, and the average number of gates per sequential circuit is 5 gates. The number of arranged columns of the sequential circuit 4 is x, the number of arranged rows is y, and x and y are determined so as to satisfy the following equation.

【0017】母体に対する ゲート使用率(%)=360/(100x+100y−
重複ゲート数) 図5において、4区画の各4隅にある、計16個所の順
序回路配置領域4’が重複しており、1回路当たりゲー
ト数が5ゲートであるから、重複ゲート数は合計80ゲ
ートとなる。また、母体10に対するゲート使用率
(%)は前記のとうり50%である。これらの条件下で
x、yを求めると、 x=4、 y=4 が得られる。そこで、図5に示したように、内部セル配
置領域6は、縦3本、横3本のクロックメッシュ幹線3
によって4区画に分割され、各区画の内側に合計4行、
4列の順序回路4が配置される。1列当たりの配線長を
0.2mm、1行当たりの配線長を0.3mmとする
と、総配線長は、 (0.2×3)+(0.3×3)=1.5mm となる。
Gate usage rate (%) with respect to the mother body = 360 / (100x + 100y-
Number of overlapping gates) In FIG. 5, a total of 16 gates are arranged in each of the four corners of the four partitions, since 16 sequential circuit placement areas 4'are overlapping and the number of gates per circuit is 5. It becomes 80 gates. The gate usage rate (%) with respect to the mother body 10 is 50% as described above. When x and y are obtained under these conditions, x = 4 and y = 4 are obtained. Therefore, as shown in FIG. 5, the internal cell placement area 6 has three vertical and three horizontal clock mesh trunk lines 3.
Is divided into 4 sections by a total of 4 lines inside each section,
Four columns of sequential circuits 4 are arranged. When the wiring length per column is 0.2 mm and the wiring length per row is 0.3 mm, the total wiring length is (0.2 × 3) + (0.3 × 3) = 1.5 mm .

【0018】ここでは、このようにして組合せ回路と順
序回路のゲート数に基づいてクロックメッシュ幹線の長
さが決定されるため、無駄なクロックメッシュ幹線は存
在しない。再び図3に戻って説明を続ける。ステップS
04において、順序回路のタイプに応じて、ステップS
03で得られた配線長を基に、クロックメッシュ幹線の
配線を行う。
Here, since the length of the clock mesh main line is determined based on the number of gates of the combinational circuit and the sequential circuit in this manner, there is no useless clock mesh main line. Returning to FIG. 3 again, the explanation will be continued. Step S
At 04, depending on the type of sequential circuit, step S
The clock mesh trunk line is wired based on the wiring length obtained in 03.

【0019】図6は、通常のクロックピンを持つ順序回
路の場合について、幹線配置トラックが選択され、クロ
ックメッシュ幹線が布設されて、クロック引き出し線が
配線される様子を説明する。順序回路4a及び4bの近
くに、クロックメッシュ幹線配線用のトラック9a〜9
dが存在するとした場合、クロックピン8a,8bに一
番近い配線用トラックは9dであるから、9dの位置に
クロックメッシュ幹線3が布設され、クロックピン8
a,8bとクロックメッシュ幹線3との間はクロック引
き出し線5a,5bで接続される。ケース1は順序回路
の高さ分のみ順序回路配置領域40を指定した場合の例
である。ケース2は順序回路の高さより順序回路配置領
域40を大きく指定した場合の一例であり、ケース1に
比べ、順序回路4aはよいが、順序回路4bは順序回路
配置領域40がセルの高さより大きいため、セルの回転
が起こってクロックピン8bの位置が幹線3から離れて
しまい、配線長が長くなっている。ケース3は順序回路
の高さより順序回路配置領域を大きく指定した他の例で
あり、順序回路4a,4bのクロックピン8aと8bと
が接続されており、クロックスキューの恐れがある。
FIG. 6 illustrates how a trunk line arrangement track is selected, a clock mesh trunk line is laid, and clock lead lines are wired in the case of a sequential circuit having normal clock pins. Tracks 9a to 9 for clock mesh main line wiring are provided near the sequential circuits 4a and 4b.
If d is present, the wiring track closest to the clock pins 8a and 8b is 9d, so the clock mesh trunk line 3 is laid at the position of 9d.
Clock lead lines 5a and 5b connect between a and 8b and the clock mesh main line 3. Case 1 is an example in which the sequential circuit arrangement area 40 is designated only for the height of the sequential circuit. Case 2 is an example in which the sequential circuit placement area 40 is designated to be larger than the height of the sequential circuit. Compared to case 1, the sequential circuit 4a is better, but the sequential circuit 4b has the sequential circuit placement area 40 larger than the cell height. Therefore, the rotation of the cell occurs and the position of the clock pin 8b is separated from the main line 3, and the wiring length becomes long. Case 3 is another example in which the sequential circuit arrangement area is designated to be larger than the height of the sequential circuit, and the clock pins 8a and 8b of the sequential circuits 4a and 4b are connected, which may cause clock skew.

【0020】図7は、クロックピン位置がマクロセル内
部にあるタイプの順序回路の場合の、幹線配置トラック
の選択のしかたとクロック引き出し線の配線の様子を示
す図である。ケース1は幹線配線トラック9bをクロッ
クメッシュ幹線とした場合であって、クロックピンに一
番近いトラックはトラック9bであるから、トラック9
bの位置にクロックメッシュ幹線3が布設され、クロッ
クピン8とクロックメッシュ幹線3との間にクロック引
き出し線5が配線される。なお、幹線の層と同一の層
に、セル内部のパターンが存在する場合は、幹線となる
トラックは9bではなく、9aあるいは9cとなる。ケ
ース2は幹線配線トラック9cがクロックメッシュ幹線
3となった場合の一例であり、ケース1の順序回路4
a,4bに比べるとクロック引き出し線5a,5bの配
線長が長くなる。同じく、ケース3は幹線配線トラック
9cがクロックメッシュ幹線3となった場合の他の例で
あり、順序回路4a,4bのクロックピン8a,8bど
うしが接続されており、クロックスキューの恐れが生じ
る。
FIG. 7 is a diagram showing how to select the trunk line arranging tracks and the wiring of the clock lead lines in the case of a sequential circuit of the type in which the clock pin position is inside the macro cell. Case 1 is a case where the trunk line wiring track 9b is used as the clock mesh trunk line, and the track closest to the clock pin is the track 9b.
The clock mesh main line 3 is laid at the position of b, and the clock lead line 5 is wired between the clock pin 8 and the clock mesh main line 3. When the pattern inside the cell exists in the same layer as the main line, the main track is not 9b but 9a or 9c. Case 2 is an example in which the trunk wiring track 9c becomes the clock mesh trunk 3, and the sequential circuit 4 of Case 1 is used.
The wiring lengths of the clock lead lines 5a and 5b are longer than those of a and 4b. Similarly, Case 3 is another example in which the trunk wiring track 9c is the clock mesh trunk 3, and the clock pins 8a and 8b of the sequential circuits 4a and 4b are connected to each other, which may cause clock skew.

【0021】図8は、順序回路4a,4b,4cのクロ
ックピン8上に幹線配置トラック9dが存在する場合の
例である。この場合、クロック引き出し線の配線長はゼ
ロである。図9は、順序回路のタイプが2種類以上混在
している場合の例である。図9において、最大ゲート数
を持つ順序回路4cに合わせて大きな順序回路配置領域
40を指定している。この場合、順序回路4bは、順序
回路4dのように回転する可能性がある。このため自動
配置時に、順序回路4bが回転しないように指定を行う
か、順序回路配置領域40の大きさをゲート数最小の順
序回路に合わせるかのいずれかの対策を講じる必要があ
る。
FIG. 8 shows an example in which the trunk line arrangement track 9d exists on the clock pin 8 of the sequential circuits 4a, 4b, 4c. In this case, the wiring length of the clock lead line is zero. FIG. 9 shows an example in which two or more types of sequential circuits are mixed. In FIG. 9, a large sequential circuit arrangement area 40 is designated in accordance with the sequential circuit 4c having the maximum number of gates. In this case, the sequential circuit 4b may rotate like the sequential circuit 4d. For this reason, at the time of automatic placement, it is necessary to take either a measure so as not to rotate the sequential circuit 4b, or to adjust the size of the sequential circuit placement area 40 to a sequential circuit having the minimum number of gates.

【0022】図3に示すステップS05において、組合
せ回路群の配置領域指定を行う。次に、ステップS06
において、組合せ回路群の自動配置を行う。次に、ステ
ップS07において、順序回路群の配置領域指定を行
う。この場合、上述したように、次のステップS08の
自動配置時に順序回路が回転したり、反転したりするこ
とのないように、配置領域指定が行われる。配置領域指
定の際、クロックメッシュ幹線が水平方向の場合は、図
6に示すように、順序回路の高さ分に合わせて順序回路
配置領域を指定し、クロックメッシュ幹線が垂直方向の
場合は、図7に示すように、順序回路の幅に合わせて順
序回路配置領域を指定する。
In step S05 shown in FIG. 3, the placement area of the combinational circuit group is designated. Next, step S06.
In, the combination circuit group is automatically arranged. Next, in step S07, the placement area of the sequential circuit group is designated. In this case, as described above, the placement area is designated so that the sequential circuit is not rotated or inverted during the automatic placement in the next step S08. When designating the placement area, if the clock mesh trunk line is in the horizontal direction, the sequential circuit placement area is designated according to the height of the sequential circuit as shown in FIG. 6, and if the clock mesh trunk line is in the vertical direction, As shown in FIG. 7, the sequential circuit arrangement area is designated according to the width of the sequential circuit.

【0023】次に、ステップS08において、順序回路
群の自動配置を行う。次に、ステップS09において、
先にステップ02で一時的に変形した接続関係を元の接
続関係に戻して、ネットを組み替える。最後に、ステッ
プS10において、一般ネットの自動配線が行われ、全
ステップが完了する。
Next, in step S08, the sequential circuit group is automatically arranged. Next, in step S09,
The connection relation temporarily deformed in step 02 is restored to the original connection relation, and the nets are rearranged. Finally, in step S10, general nets are automatically routed, and all steps are completed.

【0024】なお、上記の工程でステップS05、ステ
ップS06とステップS07、ステップS08とを入れ
替えても、同様の効果が得られる。また、組合せ回路群
と順序回路群の配置領域指定及び配置を同時並行的に行
っても、同様の効果が得られる。図10は、本発明の他
の実施例であり、順序回路4がスキャンパス回路である
場合の例である。クロックメッシュ幹線3で区画された
各区画において、クロックメッシュ幹線3からクロック
引き出し線5を通って、クロックドライバ1から入力さ
れたクロック信号が順序回路4に伝達される。この場
合、スキャン専用セル、スキャン兼用セルにかかわら
ず、スキャンイン16とスキャンアウト17間のネット
15が、通常の半導体集積回路より短いため、総配線長
も短くなる効果がある。これは順序回路4が順序よく配
置されているために、ピン位置が整合するからであり、
本発明が一層有効に実施される一例である。
Even if steps S05, S06 are replaced with steps S07, S08 in the above process, the same effect can be obtained. Further, the same effect can be obtained by designating and arranging the arrangement areas of the combinational circuit group and the sequential circuit group simultaneously and in parallel. FIG. 10 shows another embodiment of the present invention, in which the sequential circuit 4 is a scan path circuit. In each section divided by the clock mesh main line 3, the clock signal input from the clock driver 1 is transmitted to the sequential circuit 4 from the clock mesh main line 3 through the clock lead line 5. In this case, the net 15 between the scan-in 16 and the scan-out 17 is shorter than that of a normal semiconductor integrated circuit regardless of whether it is a scan-only cell or a cell that also serves as a scan. This is because the sequential circuits 4 are arranged in order, so the pin positions match.
This is an example in which the present invention is more effectively implemented.

【0025】図11は、図10の一部を拡大した説明図
である。スキャンイン16からスキャンアウト17まで
ネット15によって接続されており、一方、クロックド
ライバ1からのクロック信号がクロック引き出し線5を
経由して各順序回路4に伝達されている。
FIG. 11 is an enlarged view of a part of FIG. The scan-in 16 to the scan-out 17 are connected by the net 15, while the clock signal from the clock driver 1 is transmitted to each sequential circuit 4 via the clock lead line 5.

【0026】[0026]

【発明の効果】以上のとおり、本発明によれば、クロッ
クピンからクロック信号が伝達される、1ビット単位の
全ての順序回路素子までのクロック配線が短くなるた
め、信号遅延が減り、スキューを減少させることができ
る。また、配線容量値も減少して、半導体集積回路の誤
動作が防止できる。
As described above, according to the present invention, since the clock wiring from the clock pin to all the sequential circuit elements in 1-bit units is shortened, the signal delay is reduced and the skew is reduced. Can be reduced. Further, the wiring capacitance value is also reduced, so that the malfunction of the semiconductor integrated circuit can be prevented.

【0027】また、クロックメッシュ幹線がメッシュ状
のため、領域全体に偏りなくクロックメッシュ幹線が配
置されるので、データラインの長さの均一化が図れ、レ
イアウト設計の質が向上し、所定の領域内に必要なだけ
の回路を確実に配置することができ、配線を100%完
了させる確率が高くなって、実シミュレーションの不具
合率も減少する。
Further, since the clock mesh main line is mesh-shaped, the clock mesh main lines are arranged evenly over the entire area, so that the lengths of the data lines can be made uniform, the quality of layout design can be improved, and the predetermined area can be improved. As many circuits as necessary can be surely arranged inside, the probability of completing the wiring 100% is increased, and the failure rate of the actual simulation is also reduced.

【0028】また、組合せ回路配置時に、順序回路の接
続も考慮に入れた自動配置を行うため、データ信号の配
線が最適化される。また、順序回路がスキャンパス用セ
ルの場合、隣り合う上下左右のスキャンイン、スキャン
アウトピンを接続することにより、スキャンイン、アウ
ト間ネットが短くなるため、デザインが容易となる。
Further, when arranging the combinational circuits, since the automatic arrangement is performed in consideration of the connection of the sequential circuits, the wiring of the data signal is optimized. Further, when the sequential circuit is a scan path cell, the scan-in and out-out nets are shortened by connecting adjacent scan-in and scan-out pins on the upper, lower, left, and right sides, which simplifies the design.

【0029】以上のほか、次のような効果も期待でき
る。 (イ)多相クロックにも応用できる。 (ロ)非同期回路でも対応できる。
In addition to the above, the following effects can be expected. (A) It can also be applied to multi-phase clocks. (B) Asynchronous circuits can also be used.

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

【図1】本発明の実施例における回路配置領域の概念図
である。
FIG. 1 is a conceptual diagram of a circuit arrangement area in an embodiment of the present invention.

【図2】本発明の実施例の半導体集積回路の回路配置図
である。
FIG. 2 is a circuit layout diagram of a semiconductor integrated circuit according to an embodiment of the present invention.

【図3】本発明の半導体集積回路を得るための工程を説
明するフローチャートである。
FIG. 3 is a flowchart illustrating steps for obtaining a semiconductor integrated circuit of the present invention.

【図4】ネットリストを、組合せ回路と順序回路とに分
割した時の接続関係を示す説明図である。
FIG. 4 is an explanatory diagram showing a connection relationship when a netlist is divided into combinational circuits and sequential circuits.

【図5】幹線の配線長を求めるための計算例の説明図で
ある。
FIG. 5 is an explanatory diagram of a calculation example for obtaining the wiring length of the main line.

【図6】通常のクロックピンを持つ順序回路の場合の、
クロックメッシュ幹線の布設及びクロック引き出し線の
配線の様子を示す図である。
FIG. 6 shows a case of a sequential circuit having a normal clock pin,
It is a figure which shows the appearance of wiring of a clock mesh main line and wiring of a clock lead-out line.

【図7】クロックピン位置がマクロセル内部にあるタイ
プの順序回路の場合の、クロックメッシュ幹線の布設及
びクロック引き出し線の配線の様子を示す図である。
FIG. 7 is a diagram showing a state of laying a clock mesh main line and wiring of clock lead lines in the case of a sequential circuit of a type in which a clock pin position is inside a macro cell.

【図8】順序回路のクロックピン上にクロックメッシュ
幹線のトラックが存在する場合の、クロックメッシュ幹
線の布設及びクロック引き出し線の配線の様子を示す図
である。
FIG. 8 is a diagram showing a state of laying a clock mesh main line and wiring a clock lead line when a track of the clock mesh main line exists on a clock pin of a sequential circuit.

【図9】順序回路のタイプが2種類以上混在している場
合の、クロックメッシュ幹線の布設及びクロック引き出
し線の配線の様子を示す図である。
FIG. 9 is a diagram showing a state of laying a clock mesh main line and wiring of clock lead lines when two or more types of sequential circuits are mixed.

【図10】スキャンイン、スキャンアウト間ネットの接
続状態を示す図である。
FIG. 10 is a diagram showing a connection state of a net between scan-in and scan-out.

【図11】図10の一部を拡大した図である。11 is an enlarged view of a part of FIG.

【図12】従来技術の1例であり、フリップフロップ回
路を同一の行に並べて配置する方式を説明するための概
要図である。
FIG. 12 is a schematic diagram for explaining a method of arranging flip-flop circuits side by side in the same row, which is an example of a conventional technique.

【図13】従来技術の1例であり、クロックメッシュ方
式におけるフリップフロップ回路の配線の様子を説明す
るための概要図である。
FIG. 13 is an example of a conventional technique and is a schematic diagram for explaining a wiring state of a flip-flop circuit in a clock mesh system.

【符号の説明】[Explanation of symbols]

1 クロックドライバ 2,2a〜2c フリップフロップ回路 3,3a〜3d クロックメッシュ幹線 4,4a〜4b 順序回路 4’ 順序回路配置領域重複部 5a〜5n クロック引き出し線 6 回路配置領域 7 組合せ回路 8 クロックピン 9a〜9f 幹線配線トラック 10 母体 11 クロック配線領域 12 フリップフロップ領域 13 他の論理回路領域 14 配線領域 15 スキャンイン・アウト間ネット 16 スキャンイン 17 スキャンアウト 20 組合せ回路配置領域 40 順序回路配置領域 1 Clock Driver 2, 2a to 2c Flip-Flop Circuit 3, 3a to 3d Clock Mesh Main Line 4, 4a to 4b Sequential Circuit 4'Sequential Circuit Arrangement Area Overlap 5a to 5n Clock Leader Line 6 Circuit Arrangement Area 7 Combination Circuit 8 Clock Pin 9a to 9f Main wiring track 10 Base 11 Clock wiring area 12 Flip-flop area 13 Other logic circuit area 14 Wiring area 15 Scan-in / out net 16 Scan-in 17 Scan-out 20 Combination circuit placement area 40 Sequential circuit placement area

Claims (2)

【特許請求の範囲】[Claims] 【請求項1】 順序回路と組合せ回路が配置される回路
配置領域を複数のメッシュ状の区画に分割する、所定の
クロック信号を伝達するクロックメッシュ幹線を有する
半導体集積回路において、 前記クロック信号が伝達される、1ビット単位の順序回
路素子全てが、前記クロックメッシュ幹線から延びる各
クロック引き出し線の先端に1つずつ接続されてなるこ
とを特徴とする半導体集積回路。
1. A semiconductor integrated circuit having a clock mesh main line for transmitting a predetermined clock signal, which divides a circuit arrangement region in which a sequential circuit and a combinational circuit are arranged into a plurality of mesh-shaped sections, wherein the clock signal is transmitted. All of the 1-bit unit sequential circuit elements are connected to the ends of the respective clock lead lines extending from the clock mesh main line one by one.
【請求項2】 前記1ビット単位の順序回路素子全て
が、前記クロックメッシュ幹線に隣接した位置に配置さ
れていることを特徴とする請求項1記載の半導体集積回
路。
2. The semiconductor integrated circuit according to claim 1, wherein all of the 1-bit unit sequential circuit elements are arranged at positions adjacent to the clock mesh main line.
JP25324694A 1994-10-19 1994-10-19 Semiconductor integrated circuit Pending JPH08116025A (en)

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Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US6696863B2 (en) * 2001-09-18 2004-02-24 Nec Electronics Corporation Clock signal distribution circuit
GB2382923B (en) * 2001-08-29 2004-05-05 Nec Corp Semiconductor integrated circuit and its layout method

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Effective date: 20020205