JPH08307244A - Semiconductor device - Google Patents

Semiconductor device

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JPH08307244A
JPH08307244A JP12973095A JP12973095A JPH08307244A JP H08307244 A JPH08307244 A JP H08307244A JP 12973095 A JP12973095 A JP 12973095A JP 12973095 A JP12973095 A JP 12973095A JP H08307244 A JPH08307244 A JP H08307244A
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JP
Japan
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input
cell
selectively
transistor
gate
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Pending
Application number
JP12973095A
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Japanese (ja)
Inventor
Kengo Miyazawa
健悟 宮澤
Yuichiro Yamada
有一郎 山田
Akio Abe
明夫 阿部
Yuko Ito
祐子 伊藤
Satoru Isomura
悟 磯村
Atsushi Shimizu
淳 清水
Tetsuya Maruyama
徹也 丸山
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Hitachi Ltd
Original Assignee
Hitachi Ltd
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Publication date
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Publication of JPH08307244A publication Critical patent/JPH08307244A/en
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Abstract

PURPOSE: To speed-up the operation of the system employing the semiconductor device by providing a cell including plural input elements validated selectively and respectively according to the logic condition of the circuit so as to selectively connect to each input element thereby reducing the parasitic capacitance. CONSTITUTION: Collectors of input transistors(TRs) Q1, Q2 are connected by a modify cell MC 21 and emitters of the TRs Q1, Q2 are connected by a modify cell MC 22 respectively and the result is registered respectively to a cell library of a gate array. Similarly, the connection path between collectors of TRs Q2, Q3 is registered as a modify cell MC 31 and the connection path between emitters of TRs Q2, Q3 is registered as a modify cell MC 32 respectively, and the connection path between collectors of TRs Q3, Q4 is registered as a modify cell MC 41 and the connection path between emitters of TRs Q3, Q4 is registered as a modify cell MC 42, respectively. The cells MC21-41 and MC 22-42 are arranged selectively in the process of the automatic layout design by a computer. Since the corresponding connection path is formed selectively, OR/ NOR gates with desired input number are formed selectively based on common 4-input OR/NOR gate cells.

Description

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

【0001】[0001]

【産業上の利用分野】この発明は半導体装置に関し、例
えば、バイポーラトランジスタを基本素子とするゲート
アレイ等に利用して特に有効な技術に関する。
BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to a semiconductor device, and more particularly to a technique which is particularly effective when applied to a gate array or the like having a bipolar transistor as a basic element.

【0002】[0002]

【従来の技術】バイポーラトランジスタ(この明細書で
は、バイポーラトランジスタを単にトランジスタと略称
することがある)を基本素子とするゲートアレイ等の半
導体装置がある。ゲートアレイは、各種論理機能を有す
る複数の論理ゲートを備え、これらが組み合わされるこ
とによって所定の機能ユニットを構成する。
2. Description of the Related Art There is a semiconductor device such as a gate array using a bipolar transistor (in this specification, a bipolar transistor may be simply referred to as a transistor) as a basic element. The gate array includes a plurality of logic gates having various logic functions, and these are combined to form a predetermined functional unit.

【0003】一方、ゲートアレイ等の配置設計は、コン
ピュータによる自動化が進み、ゲートアレイ等を構成す
る論理ゲートは、標準化によりその種類が限定された
後、セルとして配置設計のためのセルライブラリに登録
される。
On the other hand, the layout design of gate arrays and the like is being automated by computers, and the types of logic gates that compose gate arrays and the like are limited by standardization, and then registered as cells in a cell library for layout design. To be done.

【0004】[0004]

【発明が解決しようとする課題】バイポーラトランジス
タを基本素子とするゲートアレイ等において、OR(オ
ア)ゲート又はNOR(ノア)ゲート等となる論理ゲー
トセルは、その論理条件に応じて所定数の並列結合され
た入力トランジスタを必要とする。したがって、素子の
使用効率を考慮した場合、各入力数に対応した複数の論
理ゲートセルをセルライブラリに登録し選択的に配置す
ることが好ましいものとはなるが、ライブラリの作成手
間やその管理を考慮した場合、可能な限りセルを共通化
しその種類数を減らすことが効果的となる。このため、
従来のゲートアレイ等では、例えば並列結合された4個
の入力トランジスタを含みORゲート及びNORゲート
として機能しうる4入力OR・NORゲートセルを登録
し、これらの入力トランジスタを選択的に有効とするこ
とによって1入力ないし4入力のORゲート又はNOR
ゲートを選択的に構成する方法を採っている。このと
き、4個の入力トランジスタのコレクタ及びエミッタ
は、その有効の如何にかかわらず定常的に接続状態とさ
れるが、無効とされる入力トランジスタでは、対応する
モディファイセルが配置されることによってそのベース
及びエミッタ間が選択的に短絡される。この結果、無効
とされる入力トランジスタは強制的にカットオフ状態と
なり、これによって論理ゲートセルは所望の論理機能を
果たしうるものとなる。
In a gate array or the like having a bipolar transistor as a basic element, a logic gate cell such as an OR (or) gate or a NOR (nor) gate has a predetermined number of parallel couplings according to its logic condition. Input transistors are required. Therefore, considering the usage efficiency of the device, it is preferable to register a plurality of logic gate cells corresponding to each number of inputs in the cell library and selectively arrange them, but consider the labor and management of creating the library. In that case, it is effective to make the cells common and reduce the number of types. For this reason,
In a conventional gate array or the like, for example, a 4-input OR / NOR gate cell that includes four input transistors connected in parallel and can function as an OR gate and a NOR gate is registered, and these input transistors are selectively enabled. 1-input to 4-input OR gate or NOR
The gate is selectively configured. At this time, the collectors and emitters of the four input transistors are steadily connected regardless of their validity, but in the invalid input transistors, the corresponding modify cells are arranged so that The base and the emitter are selectively short-circuited. As a result, the disabled input transistors are forced into the cutoff state, which allows the logic gate cell to perform the desired logic function.

【0005】ところが、ゲートアレイ等ならびにこれを
含むシステムの高速化が進むにしたがって、従来のゲー
トアレイ等には次のような問題点が生じることが本願発
明者等によって明らかとなった。すなわち、従来のゲー
トアレイ等では、前述のように、論理ゲートセルを構成
する入力トランジスタのコレクタ及びエミッタがその有
効の如何にかかわらず定常的に接続状態とされ、対応す
る内部ノードには、複数の入力トランジスタのコレクタ
容量及びエミッタ容量ならびに配線容量等からなる比較
的大きな寄生容量が固定的に結合される。この結果、相
応して各内部ノードのレベル変化が遅くなり論理ゲート
セルの動作が遅くなって、ゲートアレイ等ひいてはこれ
を含むシステムの高速化が制約を受けるものである。
However, it has become clear by the present inventors that the following problems will occur in the conventional gate array and the like as the speed of the gate array and the like and the system including the same increases. That is, in the conventional gate array or the like, as described above, the collector and the emitter of the input transistor forming the logic gate cell are constantly connected regardless of their effectiveness, and the corresponding internal node has a plurality of connected nodes. A relatively large parasitic capacitance including the collector capacitance and the emitter capacitance of the input transistor and the wiring capacitance is fixedly coupled. As a result, the level change of each internal node becomes slower, the operation of the logic gate cell becomes slower, and the speeding up of the gate array and the system including it is restricted.

【0006】この発明の目的は、その入力数に応じて論
理ゲートセルの動作を高速化し、論理ゲートセルを搭載
するゲートアレイ等ならびにゲートアレイ等を含むシス
テムの動作を高速化することにある。
An object of the present invention is to speed up the operation of a logic gate cell in accordance with the number of inputs, and to speed up the operation of a system including the gate array, etc., which mounts the logic gate cell, and the like.

【0007】この発明の前記ならびにその他の目的と新
規な特徴は、この明細書の記述及び添付図面から明らか
になるであろう。
The above and other objects and novel features of the present invention will be apparent from the description of this specification and the accompanying drawings.

【0008】[0008]

【課題を解決するための手段】本願において開示される
発明のうち代表的なものの概要を簡単に説明すれば、次
の通りである。すなわち、並列形態に設けられ回路の論
理条件に従って選択的に有効とされる複数の入力トラン
ジスタを含む論理ゲートセルを具備するゲートアレイ等
において、各入力トランジスタのコレクタ及びエミッタ
に対する接続経路をモディファイセルとしてセルライブ
ラリに登録し、これらのモディファイセルを対応する入
力トランジスタが有効とされるとき選択的に配置して、
入力トランジスタのコレクタ及びエミッタに対する接続
を選択的に行う。
The outline of the representative one of the inventions disclosed in the present application will be briefly described as follows. That is, in a gate array or the like provided with a logic gate cell including a plurality of input transistors that are provided in parallel and are selectively enabled according to the logic condition of the circuit, the connection path to the collector and the emitter of each input transistor is used as a modification cell. Register them in the library and selectively place these modifier cells when the corresponding input transistors are enabled.
Selective connection to the collector and emitter of the input transistor.

【0009】[0009]

【作用】上記した手段によれば、不要な入力トランジス
タを論理ゲートセルの対応する内部ノードから選択的に
切り離し、これらの内部ノードに結合されるコレクタ容
量及びエミッタ容量等の寄生容量を削減することができ
る。この結果、その入力数に応じて論理ゲートセルの動
作を高速化し、論理ゲートセルを搭載するゲートアレイ
等ならびにこれを含むシステムの動作を高速化すること
ができる。
According to the above-mentioned means, unnecessary input transistors can be selectively separated from the corresponding internal nodes of the logic gate cell to reduce parasitic capacitance such as collector capacitance and emitter capacitance coupled to these internal nodes. it can. As a result, the operation of the logic gate cell can be accelerated in accordance with the number of inputs, and the operation of the gate array or the like having the logic gate cell and the system including the same can be accelerated.

【0010】[0010]

【実施例】図1には、この発明が適用された4入力OR
・NORゲートセル(論理ゲートセル)の論理構成を説
明するための一実施例の回路図が示されている。また、
図2には、図1の4入力OR・NORゲートセルのレイ
アウトイメージを説明するための第1の実施例の接続図
が示され、図3及び図4には、その第2及び第3の実施
例の接続図がそれぞれ示されている。これらの図をもと
に、この実施例の4入力OR・NORゲートセルの論理
構成と動作及びレイアウト方法ならびにその特徴につい
て説明する。なお、この実施例の4入力OR・NORゲ
ートセルは、特に制限されないが、図示されない同様な
多数の各種論理ゲートセルとともに、バイポーラトラン
ジスタを基本素子とするゲートアレイに搭載される。ま
た、図1ないし図4の各回路素子は、ゲートアレイを構
成する図示されない他の回路素子とともに、公知のバイ
ポーラ集積回路の技術によって単結晶シリコンのような
1個の半導体基板上に形成される。以下の回路図におい
て、図示されるトランジスタはすべてNPN型バイポー
ラトランジスタである。
DETAILED DESCRIPTION OF THE PREFERRED EMBODIMENT FIG. 1 shows a 4-input OR to which the present invention is applied.
A circuit diagram of an embodiment for explaining the logical configuration of the NOR gate cell (logic gate cell) is shown. Also,
FIG. 2 shows a connection diagram of the first embodiment for explaining the layout image of the 4-input OR / NOR gate cell of FIG. 1, and FIGS. 3 and 4 show the second and third implementations thereof. Each example connection diagram is shown. Based on these figures, the logical configuration and operation of the 4-input OR / NOR gate cell of this embodiment, the layout method, and its features will be described. Although not particularly limited, the 4-input OR / NOR gate cell of this embodiment is mounted in a gate array having a bipolar transistor as a basic element together with a large number of similar logic gate cells not shown. Each of the circuit elements shown in FIGS. 1 to 4 is formed on one semiconductor substrate such as single crystal silicon by a well-known bipolar integrated circuit technique together with other circuit elements (not shown) forming a gate array. . In the circuit diagrams below, the illustrated transistors are all NPN bipolar transistors.

【0011】図1において、この実施例の4入力OR・
NORゲートセルは、並列形態に設けられる4個の入力
素子つまり入力トランジスタQ1〜Q4と、これらの入
力トランジスタに差動形態に設けられるトランジスタQ
5とを含む。このうち、入力トランジスタQ1〜Q4の
共通結合されたコレクタつまり内部ノードn1は、抵抗
R1を介して接地電位GNDに結合され、トランジスタ
Q5のコレクタは、抵抗R2を介して接地電位GNDに
結合される。また、トランジスタQ1〜Q4ならびにQ
5の共通結合されたエミッタつまり内部ノードn2は、
そのベースに所定の定電圧VCSを受けるトランジスタ
Q6と抵抗R3とからなる電流源を介して電源電圧VE
Eに結合される。さらに、入力トランジスタQ1〜Q4
のベースには、ゲートアレイの図示されない前段回路か
ら対応する入力信号I1〜I4がそれぞれ供給され、ト
ランジスタQ5のベースには、ゲートアレイの図示され
ない内部電圧発生回路から所定の基準電圧VBBが供給
される。なお、電源電圧VEEは、特に制限されない
が、−4Vのような負電位とされる。
Referring to FIG. 1, the 4-input OR of this embodiment is
The NOR gate cell includes four input elements provided in parallel, that is, input transistors Q1 to Q4, and a transistor Q provided in these input transistors in a differential form.
Including 5 and. Of these, the commonly coupled collectors of the input transistors Q1 to Q4, that is, the internal node n1 is coupled to the ground potential GND via the resistor R1, and the collector of the transistor Q5 is coupled to the ground potential GND via the resistor R2. . Also, the transistors Q1 to Q4 and Q
5 co-coupled emitters or internal node n2
A power supply voltage VE is supplied via a current source composed of a transistor Q6 which receives a predetermined constant voltage VCS to its base and a resistor R3.
Bound to E. Further, the input transistors Q1 to Q4
Of the gate array are supplied with corresponding input signals I1 to I4 from a pre-stage circuit (not shown) of the gate array, and the base of the transistor Q5 is supplied with a predetermined reference voltage VBB from an internal voltage generating circuit (not shown) of the gate array. It The power supply voltage VEE is set to a negative potential such as -4V, although not particularly limited.

【0012】トランジスタQ5のコレクタにおける電位
は、トランジスタQ7及び抵抗R4からなる出力エミッ
タフォロア回路を経た後回路の非反転出力信号OTとな
り、内部ノードn1つまり入力トランジスタQ1〜Q4
の共通結合されたコレクタにおける電位は、トランジス
タQ8及び抵抗R5からなる出力エミッタフォロア回路
を経た後回路の反転出力信号OBとなる。これらの非反
転出力信号OT及び反転出力信号OBは、ゲートアレイ
の図示されない後段回路に供給される。なお、上記二つ
の出力エミッタフォロア回路を構成する抵抗R4及びR
5の他方には、例えば−2Vのような所定の出力電源電
圧VTTが供給される。
The potential at the collector of the transistor Q5 becomes the non-inverted output signal OT of the circuit after passing through the output emitter follower circuit composed of the transistor Q7 and the resistor R4, and the internal node n1 or the input transistors Q1 to Q4.
The potential at the commonly coupled collectors of the two becomes the inverted output signal OB of the circuit after passing through the output emitter follower circuit formed of the transistor Q8 and the resistor R5. The non-inverted output signal OT and the inverted output signal OB are supplied to a post-stage circuit (not shown) of the gate array. The resistors R4 and R that form the above two output emitter follower circuits.
A predetermined output power supply voltage VTT such as −2V is supplied to the other of the five.

【0013】これにより、入力トランジスタQ1〜Q4
は、対応する入力信号I1〜I4が基準電圧VBBより
低いロウレベルとされるときそれぞれ選択的にオフ状態
となり、対応する入力信号I1〜I4が基準電圧VBB
より高いハイレベルとされるときそれぞれ選択的にオン
状態となる。また、これらの入力トランジスタに差動結
合されるトランジスタQ5は、入力トランジスタQ1〜
Q4がすべてオフ状態とされるとき選択的にオン状態と
され、入力トランジスタQ1〜Q4のいずれかがオン状
態とされるとき選択的にオフ状態とされる。
As a result, the input transistors Q1 to Q4
Are turned off selectively when the corresponding input signals I1 to I4 are set to a low level lower than the reference voltage VBB, and the corresponding input signals I1 to I4 are changed to the reference voltage VBB.
When it is set to a higher level, it is selectively turned on. The transistor Q5 differentially coupled to these input transistors is the input transistors Q1 to Q1.
When all Q4 are turned off, they are selectively turned on, and when any of the input transistors Q1 to Q4 are turned on, they are selectively turned off.

【0014】入力トランジスタQ1〜Q4がすべてオフ
状態とされトランジスタQ5がオン状態とされるとき、
トランジスタQ5のコレクタ電位は、抵抗R2の抵抗値
とトランジスタQ6及び抵抗R3からなる電流源の電流
値とによって決まる所定のロウレベルとされ、4入力O
R・NORゲートセルの非反転出力信号OTは、トラン
ジスタQ5のコレクタ電位のロウレベルよりもトランジ
スタQ7のベースエミッタ電圧分だけ低い所定のロウレ
ベルとされる。このとき、内部ノードn1つまり入力ト
ランジスタQ1〜Q4の共通結合されたコレクタにおけ
る電位は、接地電位GNDのようなハイレベルとされ、
4入力OR・NORゲートセルの反転出力信号OBは、
内部ノードn1のハイレベルつまり接地電位GNDより
もトランジスタQ8のベースエミッタ電圧分だけ低いハ
イレベルとされる。
When all the input transistors Q1 to Q4 are turned off and the transistor Q5 is turned on,
The collector potential of the transistor Q5 is set to a predetermined low level determined by the resistance value of the resistor R2 and the current value of the current source composed of the transistor Q6 and the resistor R3, and the 4-input O
The non-inverted output signal OT of the R / NOR gate cell is set to a predetermined low level that is lower than the low level of the collector potential of the transistor Q5 by the base-emitter voltage of the transistor Q7. At this time, the potential at the internal node n1, that is, the commonly coupled collectors of the input transistors Q1 to Q4 is set to a high level like the ground potential GND,
The inverted output signal OB of the 4-input OR / NOR gate cell is
The internal node n1 is set to the high level, that is, the high level lower than the ground potential GND by the base-emitter voltage of the transistor Q8.

【0015】一方、入力トランジスタQ1〜Q4のいず
れかがオン状態とされトランジスタQ5がオフ状態とさ
れるとき、トランジスタQ5のコレクタ電位は、接地電
位GNDのようなハイレベルとされ、4入力OR・NO
Rゲートセルの非反転出力信号OTは、トランジスタQ
5のコレクタ電位のハイレベルつまり接地電位GNDよ
りもトランジスタQ7のベースエミッタ電圧分だけ低い
ハイレベルとされる。このとき、内部ノードn1つまり
入力トランジスタQ1〜Q4の共通結合されたコレクタ
における電位は、抵抗R1の抵抗値と上記電流源の電流
値とによって決まる所定のロウレベルとされ、4入力O
R・NORゲートセルの反転出力信号OBは、内部ノー
ドn1におけるロウレベルよりもトランジスタQ8のベ
ースエミッタ電圧分だけ低い所定のロウレベルとされ
る。
On the other hand, when any of the input transistors Q1 to Q4 is turned on and the transistor Q5 is turned off, the collector potential of the transistor Q5 is set to a high level like the ground potential GND, and the 4-input OR. NO
The non-inverted output signal OT of the R gate cell is transferred to the transistor Q
The collector potential of 5 is set to a high level, that is, the ground potential GND, which is lower than the ground potential GND by the base-emitter voltage of the transistor Q7. At this time, the potential at the internal node n1, that is, the common-coupled collectors of the input transistors Q1 to Q4 is set to a predetermined low level determined by the resistance value of the resistor R1 and the current value of the current source, and 4-input O
The inverted output signal OB of the R / NOR gate cell is set to a predetermined low level lower than the low level at the internal node n1 by the base-emitter voltage of the transistor Q8.

【0016】これらの結果、4入力OR・NORゲート
セルの非反転出力信号OTは、 OT=I1+I2+I3+I4 なる入力信号I1〜I4のOR(論理和)信号となり、
反転出力信号OBは、その反転信号つまり入力信号I1
〜I4のNOR(否定和)信号となる。
As a result, the non-inverted output signal OT of the 4-input OR / NOR gate cell becomes an OR (logical sum) signal of the input signals I1 to I4 of OT = I1 + I2 + I3 + I4,
The inverted output signal OB is its inverted signal, that is, the input signal I1.
~ It becomes a NOR signal of I4.

【0017】この実施例において、ゲートアレイの配置
設計にはコンピュータによる自動配置設計方式が採ら
れ、ゲートアレイの各種の論理ゲートは、図1の4入力
OR・NORゲートセルに代表されるようなセルライブ
ラリに登録された各種の標準的な共通のセルをもとに形
成される。また、図1の4入力OR・NORゲートセル
を構成する入力トランジスタQ1〜Q4は、回路に所望
される論理条件に従ってそれぞれ選択的に有効とされ、
4入力OR・NORゲートセルは、これらの入力トラン
ジスタの有効数に応じて選択的に1入力ないし4入力の
OR・NORゲートとして機能する。これにより、セル
ライブラリに登録すべき論理ゲートセルの種類数が削減
され、その管理が効率化される。なお、1入力OR・N
ORゲートが非反転又は反転バッファとして機能するこ
とは言うまでもない。
In this embodiment, an automatic layout design system by a computer is adopted for the layout design of the gate array, and various logic gates of the gate array are cells represented by the 4-input OR / NOR gate cell of FIG. It is formed based on various standard common cells registered in the library. Further, the input transistors Q1 to Q4 forming the 4-input OR / NOR gate cell of FIG. 1 are selectively made effective according to the logical condition desired in the circuit,
The 4-input OR / NOR gate cell selectively functions as a 1-input to 4-input OR / NOR gate depending on the effective number of these input transistors. As a result, the number of types of logic gate cells to be registered in the cell library is reduced, and the management thereof is made efficient. In addition, 1-input OR ・ N
It goes without saying that the OR gate functions as a non-inverting or inverting buffer.

【0018】一方、この実施例の4入力OR・NORゲ
ートセルでは、図2に示されるように、入力トランジス
タQ1が定常的に有効とされ、他の入力トランジスタQ
2〜Q4は、そのコレクタと入力トランジスタQ1のコ
レクタとの間ならびにそのエミッタと入力トランジスタ
Q1のエミッタとの間が選択的に接続されることでそれ
ぞれ選択的に有効とされる。このうち、入力トランジス
タQ1及びQ2のコレクタ間及びエミッタ間の接続経路
は、ゲートアレイのセルライブラリにモディファイセル
MC21及びMC22としてそれぞれ登録される。同様
に、入力トランジスタQ2及びQ3のコレクタ間及びエ
ミッタ間の接続経路は、モディファイセルMC31及び
MC32としてそれぞれ登録され、入力トランジスタQ
3及びQ4のコレクタ間及びエミッタ間の接続経路は、
モディファイセルMC41及びMC42としてそれぞれ
登録される。これらのモディファイセルMC21〜MC
41ならびにMC22〜MC42は、コンピュータによ
る自動配置設計の過程で、例えば対応する入力端子TI
1〜TI4に信号名が定義されたのを受けて選択的に配
置される。これにより、対応する接続経路を選択的に形
成できるため、共通の4入力OR・NORゲートセルを
もとに所望の入力数のOR・NORゲートを選択的に構
成することができる。
On the other hand, in the 4-input OR / NOR gate cell of this embodiment, as shown in FIG. 2, the input transistor Q1 is constantly enabled and the other input transistors Q1 and Q2 are turned on.
2 to Q4 are selectively made effective by selectively connecting their collector and the collector of the input transistor Q1 and their emitter and the emitter of the input transistor Q1, respectively. Of these, the connection paths between the collectors and the emitters of the input transistors Q1 and Q2 are registered as the modify cells MC21 and MC22 in the cell library of the gate array, respectively. Similarly, the connection paths between the collectors and the emitters of the input transistors Q2 and Q3 are registered as the modify cells MC31 and MC32, respectively, and
The connection paths between the collectors of 3 and Q4 and between the emitters are
The modification cells MC41 and MC42 are respectively registered. These modification cells MC21 to MC
41 and MC22 to MC42 are, for example, corresponding input terminals TI in the process of automatic layout design by a computer.
In response to the signal names defined in 1 to TI4, they are selectively arranged. Accordingly, since the corresponding connection path can be selectively formed, it is possible to selectively configure an OR / NOR gate having a desired number of inputs based on the common 4-input OR / NOR gate cell.

【0019】なお、モディファイセルMC21〜MC4
1ならびにMC22〜MC42は、ともに第1層の金属
配線層により形成される。また、抵抗R1及びR2の上
方端子とトランジスタQ7及びQ8のコレクタが結合さ
れる電源電圧供給端子TPW1は、所定の金属配線層を
介して接地電位GNDの供給点に結合され、抵抗R3あ
るいは抵抗R4及びR5の下方端子が結合される電源電
圧供給端子TPW2及びTPW3は、所定の金属配線層
を介して電源電圧VEE又は出力電源電圧VTTの供給
点にそれぞれ結合される。さらに、入力端子TI1〜T
I4は、所定の金属配線層を介して入力信号I1〜I4
の供給点にそれぞれ結合され、非反転出力端子TOT及
び反転出力端子TOBは、所定の金属配線層を介して非
反転出力信号OT及び反転出力信号OBの受給点にそれ
ぞれ結合される。そして、基準電圧供給端子TVBB及
び定電圧供給端子TVCSは、所定の金属配線層を介し
て基準電圧VBB又は定電圧VCSの供給点にそれぞれ
結合される。
The modification cells MC21 to MC4
1 and MC22 to MC42 are both formed by the first metal wiring layer. The power supply voltage supply terminal TPW1 to which the upper terminals of the resistors R1 and R2 and the collectors of the transistors Q7 and Q8 are connected is connected to the supply point of the ground potential GND through a predetermined metal wiring layer and is connected to the resistor R3 or the resistor R4. Power supply voltage supply terminals TPW2 and TPW3 to which the lower terminals of R5 and R5 are connected are respectively connected to the supply points of the power supply voltage VEE or the output power supply voltage VTT through a predetermined metal wiring layer. Furthermore, the input terminals TI1 to T
I4 is input signals I1 to I4 via a predetermined metal wiring layer.
, And the non-inverting output terminal TOT and the inverting output terminal TOB are respectively coupled to the receiving points of the non-inverting output signal OT and the inverting output signal OB via a predetermined metal wiring layer. The reference voltage supply terminal TVBB and the constant voltage supply terminal TVCS are respectively coupled to the supply points of the reference voltage VBB or the constant voltage VCS via a predetermined metal wiring layer.

【0020】従来の4入力OR・NORゲートセルにお
いて、入力トランジスタQ1〜Q4のコレクタ及びエミ
ッタは、その有効の如何にかかわらず定常的に接続状態
とされる。また、そのベースは、それが無効とされ対応
するモディファイセルが配置されることによって選択的
にそのエミッタに結合され、オフ状態に固定される。こ
のため、内部ノードには、常に4個の入力トランジスタ
Q1〜Q4のコレクタ容量及びエミッタ容量ならびに配
線容量等からなる寄生容量が結合され、これによって4
入力OR・NORゲートセルからなる論理ゲートの動作
が遅くなる。この結果、4入力OR・NORゲートセル
を搭載するゲートアレイの動作が遅くなり、ゲートアレ
イを含むシステムの高速化が制約を受けるという問題が
生じた。
In the conventional 4-input OR / NOR gate cell, the collectors and emitters of the input transistors Q1 to Q4 are constantly connected regardless of their effectiveness. Also, its base is selectively coupled to its emitter by fixing it and disabling the corresponding modify cell, fixing it to the off state. Therefore, the internal node is always coupled with the parasitic capacitance including the collector capacitance and the emitter capacitance of the four input transistors Q1 to Q4, the wiring capacitance, and the like.
The operation of the logic gate composed of the input OR / NOR gate cell becomes slow. As a result, the operation of the gate array having the 4-input OR / NOR gate cell becomes slow, and there is a problem that the speedup of the system including the gate array is restricted.

【0021】しかし、本実施例の場合、入力トランジス
タQ2〜Q4のコレクタ及びエミッタに関する接続経路
がモディファイセルMC21〜MC41ならびにMC2
2〜MC42として登録され、これらのモディファイセ
ルが必要に応じて選択的に配置されるため、各OR・N
ORゲートの内部ノードn1及びn2には有効とされる
入力トランジスタのコレクタ及びエミッタのみが接続状
態とされる。言い換えるならば、内部ノードn1及びn
2には、無効とされる入力トランジスタのコレクタ容量
及びエミッタ容量ならびに配線容量等からなる寄生容量
が結合されない訳であって、特に4入力OR・NORゲ
ートセルが入力数の少ない1入力ないし3入力のOR・
NORゲートとして使用されるとき、内部ノードn1及
びn2における信号のレベル変化が高速化され、OR・
NORゲートの動作が高速化される。この結果、4入力
OR・NORゲートセルを搭載するゲートアレイの動作
が高速化され、これを含むシステムの動作が高速化され
るものとなる。
However, in the case of this embodiment, the connection paths for the collectors and emitters of the input transistors Q2 to Q4 are modified cells MC21 to MC41 and MC2.
2 to MC42, and these modified cells are selectively arranged as needed, so that each OR / N
Only the collectors and emitters of the input transistors that are enabled are connected to the internal nodes n1 and n2 of the OR gate. In other words, the internal nodes n1 and n
No parasitic capacitance such as collector capacitance, emitter capacitance and wiring capacitance of the input transistor, which is invalidated, is coupled to 2. In particular, the 4-input OR / NOR gate cell has one input or three inputs having a small number of inputs. OR
When used as a NOR gate, the level change of signals at the internal nodes n1 and n2 is accelerated, and
The operation of the NOR gate is accelerated. As a result, the operation of the gate array having the 4-input OR / NOR gate cell is accelerated, and the operation of the system including the same is accelerated.

【0022】ところで、図2の実施例の場合、モディフ
ァイセルMC31,MC32ならびにMC41,MC4
2の配置は、その内部ノードn1及びn2側に設けられ
たモディファイセルMC21,MC22あるいはMC2
1,MC22ならびにMC31,MC32がすでに配置
済みであることを条件に選択的に可能とされ、このよう
な配置順序に関する条件がゲートアレイの自動配置設計
を担当するオペレータに制約を与える結果となる。これ
に対処するため、図3の実施例では、入力トランジスタ
Q1及びQ2のコレクタ間及びエミッタ間の接続経路
は、図2の実施例と同様にモディファイセルMC21及
びMC22としてそれぞれ登録されるが、入力トランジ
スタQ1,Q2及びQ3のコレクタ又はエミッタを一括
して結ぶための接続経路が、モディファイセルMC31
及びMC32としてそれぞれ登録され、入力トランジス
タQ1,Q2,Q3及びQ4のコレクタ又はエミッタを
一括して結ぶための接続経路が、モディファイセルMC
41及びMC42としてそれぞれ登録される。これらの
モディファイセルMC21〜MC41ならびにMC22
〜MC42は、その配置順序を意識することなく任意に
配置でき、これによってオペレータに対する制約を解く
ことができるものとなる。
By the way, in the case of the embodiment of FIG. 2, the modification cells MC31, MC32 and MC41, MC4 are used.
2 is arranged by modifying cells MC21, MC22 or MC2 provided on the side of the internal nodes n1 and n2.
1, MC22 and MC31, MC32 have already been placed on the condition that they have already been placed, and such a placement order condition places a constraint on the operator in charge of the automatic placement design of the gate array. To deal with this, in the embodiment of FIG. 3, the connection paths between the collectors and the emitters of the input transistors Q1 and Q2 are registered as the modify cells MC21 and MC22, respectively, as in the embodiment of FIG. The modification cell MC31 is a connection path for collectively connecting the collectors or emitters of the transistors Q1, Q2 and Q3.
And MC32 respectively, and the connection paths for collectively connecting the collectors or emitters of the input transistors Q1, Q2, Q3 and Q4 are modified cells MC.
41 and MC42, respectively. These modification cells MC21 to MC41 and MC22
The MCs 42 can be arbitrarily arranged without paying attention to the arrangement order, and thus the constraint for the operator can be solved.

【0023】一方、4入力OR・NORゲートセルの内
部ノードn1及びn2に結合される寄生容量の値は、入
力トランジスタQ1〜Q4のコレクタが共通結合される
内部ノードn1とエミッタが共通結合される内部ノード
n2とでその値が異なる。内部ノードn1の寄生容量の
ゲートセルの伝達遅延時間に与える影響が比較的小さい
と予想される場合、図4に示されるように、入力トラン
ジスタQ1〜Q4のコレクタ側は定常的に接続状態と
し、そのエミッタ側の接続経路のみモディファイセルM
C22〜MC42として選択的に形成する方法を採るこ
とができる。
On the other hand, the value of the parasitic capacitance coupled to the internal nodes n1 and n2 of the 4-input OR / NOR gate cell is the internal node n1 to which the collectors of the input transistors Q1 to Q4 are commonly coupled and the internal to which the emitter is commonly coupled. Its value is different from that of the node n2. When the influence of the parasitic capacitance of the internal node n1 on the propagation delay time of the gate cell is expected to be relatively small, as shown in FIG. 4, the collector sides of the input transistors Q1 to Q4 are constantly connected and Only the connection path on the emitter side is modified cell M
A method of selectively forming C22 to MC42 can be adopted.

【0024】図5には、この発明が適用された4×4入
力シリーズゲートセルのレイアウトイメージを説明する
ための一実施例の接続図が示されている。なお、この実
施例は、前記図3の実施例を基本的に踏襲しあるいはこ
れに類似する部分を含むものであるため、図3から類推
できる部分についてはその説明を割愛する。
FIG. 5 is a connection diagram of an embodiment for explaining a layout image of a 4 × 4 input series gate cell to which the present invention is applied. Since this embodiment basically follows the embodiment of FIG. 3 or includes a portion similar to this, the description of the portion that can be inferred from FIG. 3 will be omitted.

【0025】図5において、この実施例の4×4入力シ
リーズゲートセルは、並列結合される4個の入力トラン
ジスタQA〜QDと、これらの入力トランジスタに差動
結合されるトランジスタQJとを含む。このうち、入力
トランジスタQA〜QDのベースつまり入力端子TIA
〜TIDには、図示されない入力信号IA〜IDがそれ
ぞれ供給され、トランジスタQJのベースつまり基準電
圧供給端子TVB1には所定の基準電圧VBB1が供給
される。トランジスタQJのコレクタ電位は、トランジ
スタQN及び抵抗RFからなる出力エミッタフォロア回
路を経た後、非反転出力信号OTとして非反転出力端子
TOTから出力される。また、内部ノードn3つまり入
力トランジスタQA〜QDの共通結合されたコレクタに
おける電位は、トランジスタQO及び抵抗RGからなる
出力エミッタフォロア回路を経た後、反転出力信号OB
として反転出力端子TOBから出力される。
In FIG. 5, the 4 × 4 input series gate cell of this embodiment includes four input transistors QA to QD connected in parallel and a transistor QJ differentially connected to these input transistors. Of these, the bases of the input transistors QA to QD, that is, the input terminal TIA
Input signals IA to ID (not shown) are respectively supplied to -TID, and a predetermined reference voltage VBB1 is supplied to the base of the transistor QJ, that is, the reference voltage supply terminal TVB1. The collector potential of the transistor QJ is output from the non-inverting output terminal TOT as the non-inverting output signal OT after passing through the output emitter follower circuit including the transistor QN and the resistor RF. Further, the potential at the internal node n3, that is, the common-coupled collectors of the input transistors QA to QD passes through the output emitter follower circuit including the transistor QO and the resistor RG, and then the inverted output signal OB.
Is output from the inverted output terminal TOB.

【0026】4×4入力シリーズゲートセルは、さら
に、そのコレクタが内部ノードn4つまりトランジスタ
QA〜QDならびにQJの共通結合されたエミッタに結
合されるトランジスタQIと、このトランジスタQIに
差動形態に設けられるトランジスタQKと、内部ノード
n5と内部ノードn6つまりトランジスタQIのベース
との間に並列形態に設けられる4個の入力トランジスタ
QE〜QHとを含む。このうち、内部ノードn5つまり
入力トランジスタQE〜QHの共通結合されたコレクタ
は、抵抗RBを介して電源電圧供給端子TPW1に結合
され、内部ノードn6つまり入力トランジスタQE〜Q
Hの共通結合されたエミッタは、トランジスタQL及び
抵抗RDからなる電流源を介して電源電圧供給端子TP
W2に結合される。入力トランジスタQE〜QHのベー
スつまり入力端子TIE〜TIHには、図示されない入
力信号IE〜IHがそれぞれ供給される。また、トラン
ジスタQKのコレクタは、トランジスタQJのコレクタ
共通に結合され、そのベースつまり基準電圧供給端子T
VB2には、所定の基準電圧VBB2が供給される。差
動形態とされるトランジスタQI及びQKの共通結合さ
れたエミッタと電源電圧供給端子TPW2との間には、
トランジスタQM及び抵抗REからなる電流源が設けら
れる。なお、基準電圧VBB2は、基準電圧VBB1に
比較してトランジスタQIのベースエミッタ電圧分だけ
低い電位とされる。
The 4 × 4 input series gate cell is further provided with a transistor QI whose collector is coupled to the internal node n4, that is to the commonly coupled emitters of transistors QA-QD and QJ, and to this transistor QI in a differential configuration. Transistor QK, and four input transistors QE to QH provided in parallel between internal node n5 and internal node n6, that is, the base of transistor QI. Of these, the internal node n5, that is, the commonly coupled collectors of the input transistors QE to QH are coupled to the power supply voltage supply terminal TPW1 via the resistor RB, and the internal node n6, that is, the input transistors QE to QH.
The commonly coupled emitters of H are connected to the power supply voltage supply terminal TP via the current source composed of the transistor QL and the resistor RD.
Bound to W2. The input signals IE to IH (not shown) are supplied to the bases of the input transistors QE to QH, that is, the input terminals TIE to TIH, respectively. The collector of the transistor QK is coupled to the collector of the transistor QJ in common, and its base, that is, the reference voltage supply terminal T
A predetermined reference voltage VBB2 is supplied to VB2. Between the commonly coupled emitters of the transistors QI and QK in the differential form and the power supply voltage supply terminal TPW2,
A current source composed of a transistor QM and a resistor RE is provided. The reference voltage VBB2 is lower than the reference voltage VBB1 by the base-emitter voltage of the transistor QI.

【0027】これにより、入力トランジスタQA〜QD
は、対応する入力信号IA〜IDが基準電圧VBB1よ
り高いハイレベルとされるときそれぞれ選択的にオン状
態とされ、入力トランジスタQE〜QHは、対応する入
力信号IE〜IHが基準電圧VBB2よりトランジスタ
QIのベースエミッタ電圧分以上高いハイレベルとされ
るときそれぞれ選択的にオン状態とされる。したがっ
て、4×4入力シリーズゲートセルの非反転出力端子T
OTにおける非反転出力信号OTは、入力信号IA〜I
Dのいずれかがハイレベルとされかつ入力信号IE〜I
Hのいずれかがハイレベルとされるとき選択的にハイレ
ベルとされ、入力信号IE〜IHがすべてロウレベルと
されるとき、あるいは入力信号IA〜IDがすべてロウ
レベルとされかつ入力信号IE〜IHのいずれかがハイ
レベルとされるとき選択的にロウレベルとされる。ま
た、4×4入力シリーズゲートセルの反転出力端子TO
Bにおける反転出力信号OBは、入力信号IA〜IDが
すべてロウレベルとされあるいは入力信号IE〜IHが
すべてロウレベルとされるとき選択的にハイレベルとさ
れ、入力信号IA〜IDのいずれかがハイレベルとされ
かつ入力信号IE〜IHのいずれかがハイレベルとされ
るとき選択的にロウレベルとされる。
As a result, the input transistors QA to QD
Are selectively turned on when the corresponding input signals IA to ID are set to a high level higher than the reference voltage VBB1, and the input transistors QE to QH are transistors whose corresponding input signals IE to IH are higher than the reference voltage VBB2. When it is set to a high level higher than the base emitter voltage of QI, it is selectively turned on. Therefore, the non-inverting output terminal T of the 4 × 4 input series gate cell
The non-inverted output signal OT at the OT is the input signals IA-I.
Any one of D is set to the high level and the input signals IE to I
When any one of H is set to the high level, it is selectively set to the high level, and when all the input signals IE to IH are set to the low level, or when the input signals IA to ID are all set to the low level and the input signals IE to IH are set to the low level. When any one is set to high level, it is selectively set to low level. In addition, the inverted output terminal TO of the 4x4 input series gate cell
The inverted output signal OB in B is selectively set to the high level when the input signals IA to ID are all set to the low level or the input signals IE to IH are set to the low level, and one of the input signals IA to ID is set to the high level. And when any of the input signals IE to IH is set to the high level, it is selectively set to the low level.

【0028】この実施例において、入力トランジスタQ
A及びQEは定常的に有効とされ、入力トランジスタQ
B〜QDならびにQF〜QHは、ゲートアレイの自動配
置設計の過程で対応するモディファイセルMCB1及び
MCB2,MCC1及びMCC2,MCD1及びMCD
2あるいはMCF1及びMCF2,MCG1及びMCG
2,MCH1及びMCH2が配置されることにより選択
的に有効とされる。この結果、内部ノードn3〜n6に
は、無効とされる入力トランジスタのコレクタ容量,エ
ミッタ容量又は配線容量等からなる寄生容量が結合され
ず、これによって4×4入力シリーズゲートセルをもと
に構成される各種論理ゲートの動作が高速化される。な
お、本願発明者等のシミュレーションによると、シリー
ズゲートの動作速度は、前記図1に示した通常のOR・
NORゲートに比較して、特に内部ノードn4つまりト
ランジスタQIのコレクタに結合される寄生容量の影響
を受けやすいため、モディファイセルMCB2,MCC
2及びMCD2が選択的に配置されることによる高速化
の効果はとみに大きなものとなる。
In this embodiment, the input transistor Q
A and QE are constantly enabled and the input transistor Q
B-QD and QF-QH are corresponding modification cells MCB1 and MCB2, MCC1 and MCC2, MCD1 and MCD in the process of automatic layout design of the gate array.
2 or MCF1 and MCF2, MCG1 and MCG
2, MCH1 and MCH2 are selectively enabled. As a result, the internal nodes n3 to n6 are not coupled with parasitic capacitances such as collector capacitances, emitter capacitances, or wiring capacitances of the input transistors that are invalidated, and thus the configuration is based on the 4 × 4 input series gate cell. The operation of various logic gates to be performed is accelerated. According to the simulation by the inventors of the present application, the operation speed of the series gate is the same as that of the normal OR.
Compared to the NOR gate, the modification cells MCB2 and MCC are more susceptible to the parasitic capacitance coupled to the internal node n4, that is, the collector of the transistor QI.
2 and MCD2 are selectively arranged, and the speeding-up effect is extremely large.

【0029】以上の実施例から得られる作用効果は、下
記の通りである。すなわち、 (1)並列形態に設けられ回路の論理条件に従って選択
的に有効とされる複数の入力トランジスタを含む論理ゲ
ートセルを具備するゲートアレイ等において、各入力ト
ランジスタのコレクタ及びエミッタに対する接続経路を
モディファイセルとしてセルライブラリに登録するとと
もに、これらのモディファイセルを対応する入力トラン
ジスタが有効とされるとき選択的に配置し、入力トラン
ジスタのコレクタ及びエミッタに対する接続を選択的に
行うことで、不要な入力トランジスタを論理ゲートセル
の対応する内部ノードから選択的に切り離し、各内部ノ
ードに結合される寄生容量を削減できるという効果が得
られる。 (2)上記(1)項により、その入力数に応じて論理ゲ
ートセルの動作を高速化することができるという効果が
得られる。 (3)上記(2)項により、論理ゲートセルを搭載する
ゲートアレイ等ならびにこれを含むシステムの動作を高
速化できるという効果が得られる。
The functions and effects obtained from the above embodiments are as follows. That is, (1) In a gate array or the like having a logic gate cell including a plurality of input transistors that are selectively enabled according to a logic condition of a circuit provided in a parallel form, a connection path to a collector and an emitter of each input transistor is modified. By registering these modified cells as cells in the cell library, selectively arranging these modified cells when the corresponding input transistors are enabled, and connecting the collector and emitter of the input transistors selectively, unnecessary input transistors Is selectively disconnected from the corresponding internal node of the logic gate cell, and the parasitic capacitance coupled to each internal node can be reduced. (2) According to the above item (1), the operation of the logic gate cell can be speeded up in accordance with the number of inputs. (3) According to the above item (2), it is possible to obtain an effect that the operation of a gate array including a logic gate cell and a system including the same can be accelerated.

【0030】以上、本発明者によってなされた発明を実
施例に基づき具体的に説明したが、この発明は、上記実
施例に限定されるものではなく、その要旨を逸脱しない
範囲で種々変更可能であることは言うまでもない。例え
ば、図2において、MC21〜MC41ならびにMC2
2〜MC42は、そのいずれか一方を定常的に接続状態
としてもよい。また、図4では、入力トランジスタQ1
〜Q4のエミッタ側の接続経路を定常的に接続状態と
し、代わりにコレクタ側の接続経路をモディファイセル
により選択的に形成できるようにしてもよい。図5にお
いて、モディファイセルMCF1〜MCH1,MCF2
〜MCH2ならびに抵抗RBは、これを設けなくてもよ
い。図1〜図5において、各論理ゲートセルは種々の論
理機能を持つことができるし、その入力数つまり並列形
態に設けられる入力トランジスタの数も任意である。ま
た、各論理ゲートセルの電流源及び出力エミッタフォロ
ア回路を並列結合される複数のトランジスタ又は抵抗に
より構成し、これらのトランジスタ又は抵抗を対応する
モディファイセルにより選択的に有効とすることで電流
源及び出力エミッタフォロア回路の電流クラスを選択的
に切り換えてもよい。さらに、各論理ゲートセルの具体
的な回路構成や電源電圧の極性及び絶対値ならびにトラ
ンジスタの導電型等は、種々の実施形態を採りうる。
The invention made by the present inventor has been specifically described above based on the embodiments, but the invention is not limited to the above embodiments, and various modifications can be made without departing from the scope of the invention. Needless to say. For example, in FIG. 2, MC21 to MC41 and MC2
Any one of the 2 to MC 42 may be constantly in the connected state. Further, in FIG. 4, the input transistor Q1
Alternatively, the emitter-side connection path of Q4 to Q4 may be constantly connected, and the collector-side connection path may be selectively formed by the modify cell instead. In FIG. 5, the modification cells MCF1 to MCH1 and MCF2
The MCH2 and the resistor RB may not be provided. 1 to 5, each logic gate cell can have various logic functions, and the number of inputs, that is, the number of input transistors provided in parallel is arbitrary. In addition, the current source and output emitter follower circuit of each logic gate cell is configured by a plurality of transistors or resistors that are connected in parallel, and these transistors or resistors are selectively enabled by the corresponding modify cells to output the current source and output. The current class of the emitter follower circuit may be selectively switched. Furthermore, various embodiments can be adopted for the specific circuit configuration of each logic gate cell, the polarity and absolute value of the power supply voltage, the conductivity type of the transistor, and the like.

【0031】以上の説明では、主として本発明者によっ
てなされた発明をその背景となった利用分野であるバイ
ポーラトランジスタを基本素子とするゲートアレイに適
用した場合について説明したが、それに限定されるもの
ではなく、例えば、MOSFET(金属酸化物半導体型
電界効果トランジスタ)等の各種素子を基本素子とする
ゲートアレイや各種論理集積回路装置にも適用できる。
この発明は、少なくとも並列形態に設けられかつ選択的
に有効とされる複数の入力素子を含む半導体装置ならび
にこれを含む装置又はシステムに広く適用できる。
In the above description, the invention made by the present inventor was mainly applied to a gate array having a bipolar transistor as a basic element, which is the field of application of the invention, but the invention is not limited thereto. Instead, it can be applied to, for example, a gate array having various elements such as MOSFET (metal oxide semiconductor field effect transistor) as a basic element and various logic integrated circuit devices.
INDUSTRIAL APPLICABILITY The present invention can be widely applied to a semiconductor device including at least a plurality of input elements which are provided in parallel and are selectively effective, and a device or system including the same.

【0032】[0032]

【発明の効果】本願において開示される発明のうち代表
的なものによって得られる効果を簡単に説明すれば、下
記の通りである。すなわち、並列形態に設けられ回路の
論理条件に従って選択的に有効とされる複数の入力トラ
ンジスタを含む論理ゲートセルを具備するゲートアレイ
等において、各入力トランジスタのコレクタ及びエミッ
タに対する接続経路をモディファイセルとしてセルライ
ブラリに登録するとともに、これらのモディファイセル
を対応する入力トランジスタが有効とされるとき選択的
に配置し、入力トランジスタのコレクタ及びエミッタに
対する接続を選択的に行うことで、不要な入力トランジ
スタを論理ゲートセルの対応する内部ノードから選択的
に切り離し、これらの内部ノードに結合されるコレクタ
容量及びエミッタ容量等の寄生容量を削減できる。この
結果、その入力数に応じて論理ゲートセルの動作を高速
化し、論理ゲートセルを搭載するゲートアレイ等ならび
にこれを含むシステムの動作を高速化することができ
る。
The effects obtained by the typical ones of the inventions disclosed in the present application will be briefly described as follows. That is, in a gate array or the like provided with a logic gate cell including a plurality of input transistors that are provided in parallel and are selectively enabled according to the logic condition of the circuit, the connection path to the collector and the emitter of each input transistor is used as a modification cell. By registering these modification cells in the library and selectively arranging these modification cells when the corresponding input transistors are enabled, and connecting the collector and emitter of the input transistors selectively, unnecessary input transistors are made into logic gate cells. It is possible to reduce the parasitic capacitance such as collector capacitance and emitter capacitance coupled to these internal nodes by selectively disconnecting them from the corresponding internal nodes. As a result, the operation of the logic gate cell can be accelerated in accordance with the number of inputs, and the operation of the gate array or the like having the logic gate cell and the system including the same can be accelerated.

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

【図1】この発明が適用された4入力OR・NORゲー
トセルの論理構成を説明するための一実施例を示す回路
図である。
FIG. 1 is a circuit diagram showing an embodiment for explaining a logical configuration of a 4-input OR / NOR gate cell to which the invention is applied.

【図2】図1の4入力OR・NORゲートセルのレイア
ウトイメージを説明するための第1の実施例を示す接続
図である。
FIG. 2 is a connection diagram showing a first embodiment for explaining a layout image of the 4-input OR / NOR gate cell of FIG.

【図3】図1の4入力OR・NORゲートセルのレイア
ウトイメージを説明するための第2の実施例を示す接続
図である。
FIG. 3 is a connection diagram showing a second embodiment for explaining a layout image of the 4-input OR / NOR gate cell of FIG.

【図4】図1の4入力OR・NORゲートセルのレイア
ウトイメージを説明するための第3の実施例を示す接続
図である。
FIG. 4 is a connection diagram showing a third embodiment for explaining the layout image of the 4-input OR / NOR gate cell of FIG.

【図5】この発明が適用された4×4入力シリーズゲー
トセルのレイアウトイメージを説明するための一実施例
を示す接続図である。
FIG. 5 is a connection diagram showing an embodiment for explaining a layout image of a 4 × 4 input series gate cell to which the present invention is applied.

【符号の説明】[Explanation of symbols]

Q1〜Q8,QA〜QO・・・NPNバイポーラトラン
ジスタ、R1〜R5,RA〜RG・・抵抗、I1〜I4
・・・入力信号、OT・・・非反転出力信号、OB・・
・反転出力信号、VCS・・・定電圧、VBB・・・基
準電圧、GND・・・接地電位、VEE・・・電源電
圧、VTT・・・出力電源電圧。TI1〜TI4,TI
A〜TIH・・・入力端子、TOT・・・非反転出力端
子、TOB・・・反転出力端子、TVCS・・・定電圧
供給端子、TVBB,TVB1〜TVB2・・・基準電
圧供給端子、TPW1〜TPW3・・・電源電圧供給端
子、MC21〜MC41,MC22〜MC42,MCB
1〜MCH1,MCB2〜MCH2・・・モディファイ
セル。
Q1 to Q8, QA to QO ... NPN bipolar transistor, R1 to R5, RA to RG ... Resistance, I1 to I4
... Input signal, OT ... Non-inverted output signal, OB ...
Inverted output signal, VCS ... constant voltage, VBB ... reference voltage, GND ... ground potential, VEE ... power supply voltage, VTT ... output power supply voltage. TI1 to TI4, TI
A to TIH ... input terminal, TOT ... non-inverting output terminal, TOB ... inverting output terminal, TVCS ... constant voltage supply terminal, TVBB, TVB1 to TVB2 ... reference voltage supply terminal, TPW1 to TPW3 ... Power supply voltage supply terminal, MC21 to MC41, MC22 to MC42, MCB
1-MCH1, MCB2-MCH2 ... Modify cells.

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 伊藤 祐子 東京都青梅市今井2326番地 株式会社日立 製作所デバイス開発センタ内 (72)発明者 磯村 悟 東京都青梅市今井2326番地 株式会社日立 製作所デバイス開発センタ内 (72)発明者 清水 淳 東京都青梅市今井2326番地 株式会社日立 製作所デバイス開発センタ内 (72)発明者 丸山 徹也 東京都青梅市今井2326番地 株式会社日立 製作所デバイス開発センタ内 ─────────────────────────────────────────────────── ─── Continued Front Page (72) Inventor Yuko Ito 2326 Imai, Ome City, Tokyo, Hitachi Device Development Center (72) Inventor Satoru Isomura 2326 Imai, Ome City, Tokyo Hitachi Device Development Center (72) Inventor Atsushi Shimizu 2326 Imai, Imai, Ome-shi, Tokyo Inside Hitachi Device Development Center (72) Inventor Tetsuya Maruyama 2326, Imai, Ome-shi, Tokyo Inside Hitachi Device Development Center

Claims (3)

【特許請求の範囲】[Claims] 【請求項1】 回路の論理条件に従ってそれぞれ選択的
に有効とされる複数の入力素子を含むセルを具備し、か
つ各入力素子に対する接続がそれが有効とされることを
条件に選択的に行われることを特徴とする半導体装置。
1. A cell comprising a plurality of input elements, each of which is selectively enabled according to a logic condition of a circuit, and a connection to each input element is selectively provided on the condition that it is enabled. A semiconductor device characterized by being used.
【請求項2】 上記入力素子に対する接続経路は、モデ
ィファイセルとしてセルライブラリに登録されるもので
あって、有効とされる上記入力素子に対する接続は、対
応するモディファイセルが配置されることにより選択的
に行われるものであることを特徴とする請求項1の半導
体装置。
2. The connection path to the input element is registered in the cell library as a modified cell, and the effective connection to the input element is selected by arranging a corresponding modified cell. The semiconductor device according to claim 1, wherein the semiconductor device is performed on a semiconductor device.
【請求項3】 上記半導体装置は、バイポーラトランジ
スタを基本素子とするゲートアレイであり、上記セル
は、上記入力素子として並列形態に設けられる複数の入
力トランジスタを含む論理ゲートセルであって、上記モ
ディファイセルは、入力トランジスタのコレクタ間又は
エミッタ間を選択的に接続するためのものであることを
特徴とする請求項1又は請求項2の半導体装置。
3. The semiconductor device is a gate array having a bipolar transistor as a basic element, and the cell is a logic gate cell including a plurality of input transistors arranged in parallel as the input element, and the modification cell. 3. The semiconductor device according to claim 1 or 2, wherein is for selectively connecting between collectors or between emitters of the input transistors.
JP12973095A 1995-04-28 1995-04-28 Semiconductor device Pending JPH08307244A (en)

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