JPH10200394A - Logic circuit in combination with path transistor circuit and cmos circuit and its combination method - Google Patents

Logic circuit in combination with path transistor circuit and cmos circuit and its combination method

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JPH10200394A
JPH10200394A JP9000548A JP54897A JPH10200394A JP H10200394 A JPH10200394 A JP H10200394A JP 9000548 A JP9000548 A JP 9000548A JP 54897 A JP54897 A JP 54897A JP H10200394 A JPH10200394 A JP H10200394A
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Abstract

PROBLEM TO BE SOLVED: To obtain a logic circuit with a small area and excellent circuit characteristics such as a delay time and power consumption by combining the path transistor(TR) logic circuit and the CMOS logic circuit. SOLUTION: A binary tree is generated from a logic function and the path TR logic circuit is formed by mapping a path TR selector with two inputs, one output and one control input onto each node of the tree. In the path TR logic circuit, each of the path TR selectors one input of the two outputs other than the control signal input of which is fixed to a logical 1 or 0 and acting like a NAND or NOR logic is replaced with a CMOS gate such as a NAND or a NOR equivalent to its logic function and when the replaced CMOS gate provides a more optimum circuit characteristic (for example, a smaller area, or a smaller delay time or smaller power consumption), the path TR selector is replaced with a CMOS gate. Thus, the logic circuit with a small area, a small delay time and less power consumption is obtained.

Description

【発明の詳細な説明】DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION

【0001】[0001]

【発明の属する技術の分野】本発明は、パストランジス
タ回路とCMOS回路を組み合わせた、小面積、高速、低消
費電力の論理回路に関し、また、論理関数から、パスト
ランジスタ回路とCMOS回路を組み合わせた小面積、高
速、低消費電力の論理回路を合成する方法に関する。
BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to a small area, high speed, low power consumption logic circuit combining a pass transistor circuit and a CMOS circuit, and also relates to a combination of a pass transistor circuit and a CMOS circuit from a logical function. The present invention relates to a method for synthesizing a small-area, high-speed, low-power-consumption logic circuit.

【0002】[0002]

【従来の技術】論理回路の一つであるパストランジスタ
論理回路では、1個のトランジスタに様々な論理機能を
持たせる事が可能である。このため、パストランジスタ
論理回路を上手に構成して、従来のCMOS論理回路をすべ
てパストランジスタ論理回路に置き換えて、大規模化す
る一方のLSIのトランジスタの数を大幅に削減して、LSI
の小面積化および低消費電力化を目指した研究が多く発
表されている。その中に、論理関数から二分決定グラフ
(Binary Decision Diagram)を作成して、その各々のノ
ードを2入力1出力1制御入力のパストランジスタセレ
クタに置き換えて、目的の論理機能を持ったパストラン
ジスタ論理回路を合成する方法がある。二分決定グラフ
は、1枝と0枝と呼ばれる2本の枝を持ったノードの二
分木により、論理関数をグラフ表現したもので、複雑な
論理関数を簡潔に表現できるという性質を持つ。このた
め、この方法は、少ないトランジスタで目的の論理機能
を持ったコンパクトなパストランジスタ論理回路を合成
する方法として注目されている。
2. Description of the Related Art In a pass transistor logic circuit, which is one of the logic circuits, one transistor can have various logic functions. For this reason, the pass transistor logic circuit is configured well, all conventional CMOS logic circuits are replaced with pass transistor logic circuits, and the number of transistors in one LSI that is increasing in scale is greatly reduced.
Many studies have been published aiming at reducing the area and power consumption. In it, the binary decision diagram from the logical function
(Binary Decision Diagram), there is a method in which each node is replaced with a pass transistor selector having two inputs, one output and one control input, and a pass transistor logic circuit having a target logic function is synthesized. The binary decision diagram is a graphical representation of a logical function by a binary tree of nodes having two branches called one branch and zero branch, and has a property that a complicated logical function can be represented simply. Therefore, this method is attracting attention as a method for synthesizing a compact pass transistor logic circuit having a target logic function with a small number of transistors.

【0003】例えば、Proceeding of IEEE 1994 Custom
Integrated Circuits Conference,pp.603-606(以下、
文献1と呼ぶ )では、2入力1出力のパストランジス
タセレクタをnチャネル電界効果トランジスタだけで構
成し、必要に応じて遅延時間を小さくするためのバッフ
ァ用インバータを挿入して、目的のパストランジスタ論
理回路を合成する方法が提案されている。従来のCMOS論
理回路では、性能の劣るpチャネル電界効果トランジス
タがnチャネル電界効果トランジスタと同じ数だけ必要
である。しかし、文献1の方法で合成されるパストラン
ジスタ論理回路では、バッファ用インバータ以外の、回
路の大半の部分を高性能なnチャネル電界効果トランジ
スタだけで構成することができる。このため、従来のCM
OS論理回路よりも、面積、遅延時間、消費電力が小さ
い、性能の優れた回路が得られる。
[0003] For example, Proceeding of IEEE 1994 Custom
Integrated Circuits Conference, pp.603-606 (hereafter,
In the literature 1, a two-input one-output pass transistor selector is composed of only n-channel field-effect transistors, and if necessary, a buffer inverter for reducing the delay time is inserted, and the desired pass transistor logic is selected. Methods for synthesizing circuits have been proposed. Conventional CMOS logic circuits require the same number of inferior p-channel field-effect transistors as n-channel field-effect transistors. However, in the pass transistor logic circuit synthesized by the method of Document 1, most of the circuit other than the buffer inverter can be constituted only by a high-performance n-channel field effect transistor. For this reason, conventional CM
A circuit having smaller area, delay time, and lower power consumption than the OS logic circuit and having excellent performance can be obtained.

【0004】また、IEEE Symposium on Low Power Elec
tronics, 1995, pp.14-15(以下、文献2と呼ぶ )で
は、文献1をさらに発展させた方法が提案されている。
この方法は、多段化した二分決定グラフ(以下多段二分
決定グラフと呼ぶ)からパストランジスタ論理回路を合
成する点に特徴がある。多段二分決定グラフは、以下の
手順で作成される。
[0004] IEEE Symposium on Low Power Elec
tronics, 1995, pp. 14-15 (hereinafter referred to as Reference 2) proposes a method that further develops Reference 1.
This method is characterized in that a pass transistor logic circuit is synthesized from a multi-stage binary decision diagram (hereinafter, referred to as a multi-stage binary decision diagram). The multi-stage BDD is created by the following procedure.

【0005】(1−1)論理関数から二分決定グラフを
作成する。
(1-1) A BDD is created from a logical function.

【0006】(1−2)作成した二分決定グラフ上で、
0枝あるいは1枝の指すノードは異なるが、その他のグ
ラフの形が全く同じ部分(同型部分木)を抽出して、同
型部分木で制御されるノードを新たに作成する。
(1-2) On the created BDD,
The node pointed to by the 0 branch or 1 branch is different, but the other graphs having exactly the same shape (isomorphic subtree) are extracted, and a node controlled by the isomorphic subtree is newly created.

【0007】(1―2)の効果により、多段二分決定グ
ラフでは普通の二分決定グラフよりも少ないノードで論
理関数を表現できる。このため、文献1よりも、さらに
少ないトランジスタで目的の論理機能を持ったパストラ
ンジスタ論理回路を合成することが可能である。また、
直列につながるノードの数も押さえられるため、合成さ
れるパストランジスタ回路の段数が押さえられる。この
ため、文献1よりもさらに遅延時間の小さく、しかも面
積と消費電力も小さいパストランジスタ論理回路を合成
することが可能である。
Due to the effect of (1-2), a logical function can be expressed with fewer nodes in a multistage BDD than in a normal BDD. For this reason, it is possible to synthesize a pass transistor logic circuit having a target logic function with fewer transistors than in Reference 1. Also,
Since the number of nodes connected in series is also reduced, the number of stages of the combined pass transistor circuit is reduced. For this reason, it is possible to synthesize a pass transistor logic circuit having a smaller delay time and a smaller area and lower power consumption than in Reference 1.

【0008】また、電子情報通信学会技術研究報告VLD9
5-115,Vol.95,No.119,pp.91-96(以下、文献3呼ぶ )
では、消費電力の小さいパストランジスタ論理回路を合
成することを目的にした方法が提案されている。この方
法では、文献2と同様に、多段二分決定グラフからパス
トランジスタ論理回路を合成するが、遅延時間改善用の
バッファ用インバータを必要最低限に絞り込むことによ
り、さらに消費電力の小さいパストランジスタ論理回路
を合成することが可能である。
In addition, IEICE Technical Report VLD9
5-115, Vol. 95, No. 119, pp. 91-96 (hereinafter referred to as Reference 3)
Has proposed a method aimed at synthesizing a pass transistor logic circuit with low power consumption. In this method, as in Reference 2, a pass transistor logic circuit is synthesized from a multi-stage binary decision diagram, but a pass transistor logic circuit with lower power consumption is further reduced by narrowing the buffer inverter for delay time improvement to the minimum necessary. Can be synthesized.

【0009】なお、パストランジスタ回路については、
特開平1―129611号、特開平1―216622
号、特開平1―256219号、特開平7―13085
6号等に記載がある。
Incidentally, regarding the pass transistor circuit,
JP-A-1-129611, JP-A-1-216622
JP-A-1-256219, JP-A-7-13085
No. 6, etc.

【0010】さらに、パストランジスタ論理回路を合成
する方法については、他に特開平7―168874号や
特願平8―97132号に記載がある。
Further, a method of synthesizing a pass transistor logic circuit is described in Japanese Patent Application Laid-Open No. 7-168874 and Japanese Patent Application No. 8-97132.

【0011】[0011]

【発明が解決しようとする課題】本発明者らは、文献
1、2、3記載の方法で、いくつかの論理関数に対して
二分決定グラフを作成してパストランジスタ論理回路を
実際に合成した。その結果、ある論理関数に対しては、
従来からあるCMOS論理回路よりも非常にトランジスタの
少ない、面積、遅延時間、消費電力の小さいパストラン
ジスタ論理回路を合成することができた。しかし、別の
論理関数に対しては、面積、遅延時間、消費電力が逆に
大きくなってしまう場合が存在することが分かった。
SUMMARY OF THE INVENTION The present inventors have created a BDD for some logic functions and actually synthesized pass transistor logic circuits by the methods described in References 1, 2, and 3. . As a result, for a logical function,
It is possible to synthesize a pass-transistor logic circuit having a smaller number of transistors and a smaller area, delay time, and power consumption than a conventional CMOS logic circuit. However, it has been found that the area, the delay time, and the power consumption may be increased with respect to another logic function.

【0012】例えば、単純な2入力のNAND論理を、文献
1、2、3の方法でパストランジスタ論理回路で合成す
ると、図4のC1のトランジスタ6個の回路が得られ
る。しかし、CMOS論理回路ではトランジスタ4個のより
単純な回路(図4のC2)になる。また、2入力のNOR
論理についても、パストランジスタ論理回路はトランジ
スタ6個の回路(図4のC3)になるが、CMOS論理回路
ではトランジスタ4個の回路(図4のC4)になる。
For example, when a simple two-input NAND logic is synthesized by a pass transistor logic circuit according to the method described in References 1, 2, and 3, a circuit of six transistors C1 in FIG. 4 is obtained. However, a CMOS logic circuit is a simpler circuit with four transistors (C2 in FIG. 4). Also, two-input NOR
Regarding the logic, the pass transistor logic circuit is a circuit with six transistors (C3 in FIG. 4), but the CMOS logic circuit is a circuit with four transistors (C4 in FIG. 4).

【0013】図4に示されるように、NAND論理およびNO
R論理では、消費電力以外の面積、遅延時間について
は、CMOSゲートで回路を構成した方が性能が良い。この
ようにパストランジスタセレクタ回路は、その回路構造
のため、NAND論理やNOR論理ではなく、複数ある何かの
信号を他の信号で選択するというセレクタ論理に適して
いる。一方、NAND論理、NOR論理は、CMOS回路の基本回路
であり、CMOS回路の方が性能が良い論理回路を組めるの
は当然であるといえる。しかし、消費電力については、N
AND論理およびNOR論理でも、パストランジスタ回路の方
が小さくできる。
As shown in FIG. 4, NAND logic and NO
In the R logic, the performance is better when the circuit is configured by CMOS gates for the area and the delay time other than the power consumption. As described above, the pass transistor selector circuit is suitable for not the NAND logic or the NOR logic but the selector logic of selecting a certain signal with another signal, instead of the NAND logic or the NOR logic. On the other hand, NAND logic and NOR logic are basic circuits of a CMOS circuit, and it can be said that a CMOS circuit can form a logic circuit with better performance. However, for power consumption, N
Also in the AND logic and the NOR logic, the pass transistor circuit can be made smaller.

【0014】このことは、従来のパストランジスタ論理
回路の研究では見落とされていたが、パストランジスタ
回路およびCMOS回路ともに、それぞれに得意、不得意が
あり、パストランジスタ回路がCMOS回路よりもすべての
場合において優れているわけではないことを示してい
る。しかも、パストランジスタ回路とCMOS回路のどちら
の方が優れているかは、合成される論理回路で、面積、
遅延時間、消費電力の回路特性のどれが優先されるかに
よっても変わってくる。
Although this was overlooked in the study of the conventional pass transistor logic circuit, both the pass transistor circuit and the CMOS circuit have their respective strengths and weaknesses. Is not superior in In addition, whether the pass transistor circuit or the CMOS circuit is superior is determined by the logic circuit to be synthesized,
It also depends on which of the circuit characteristics of the delay time and the power consumption is prioritized.

【0015】また、人手で論理回路を設計していた時代
と異なり、現在ではHDL(HardwareDescription Lang
uage)等の高級言語で論理回路の設計が行われるように
なったため、HDLでよく使われる、If then else(つ
まりセレクタ論理に対応)とブール代数が組み合わさっ
た論理をいかにコンパクトな論理回路で実現できるかが
非常に重要となっている。
Also, unlike the era when the logic circuit was designed manually, HDL (Hardware Description Lang) is now used.
logic is designed in a high-level language such as uage), so logic that is often used in HDL, combining If then else (that is, corresponding to selector logic) and Boolean algebra, can be expressed in a compact logic circuit. It is very important to be able to achieve it.

【0016】このように、どんな論理についても、ま
た、面積、遅延時間、消費電力の回路特性のどれが優先
される場合でも、回路特性の優れた論理回路を作るため
には、パストランジスタ回路だけでは不可能であり、パ
ストランジスタ回路とCMOS回路の両者の長所をうまく組
み合わせて、いわばパストランジスタ回路とCMOS回路が
一つの論理回路内で互いうまく協力し合う、パストラン
ジスタ/CMOS協調論理回路を作る必要がある。また、そ
のような性能の優れたパストランジスタ/CMOS協調論理
回路を、計算機システムで自動合成する方法を提供する
ことは、面積が小さく、遅延時間も小さく、さらに消費
電力も小さい性能の優れたLSIチップを作るためには、
きわめて重要な意味を持つ。
As described above, for any logic, and regardless of the circuit characteristics such as area, delay time, and power consumption, in order to create a logic circuit having excellent circuit characteristics, only a pass transistor circuit is required. It is not possible, and a pass transistor / CMOS cooperative logic circuit is created by combining the advantages of both a pass transistor circuit and a CMOS circuit so that the pass transistor circuit and the CMOS circuit cooperate well in one logic circuit. There is a need. Providing a method for automatically synthesizing such a high-performance pass transistor / CMOS cooperative logic circuit in a computer system is an LSI with a small area, a small delay time, and low power consumption. To make chips,
It has a very important meaning.

【0017】さらに、参考文献2に記載の方法で、多段
二分決定グラフからパストランジスタ論理回路を合成し
たところ、トランジスタをさらに削減することが可能で
あったが、論理によっては、遅延時間は逆に遅くなって
しまう場合があった。これを発明者らが独自に分析した
ところ次のような問題があることがわかった。つまり、
多段二分決定グラフから合成されるパストランジスタ論
理回路では、あるパストランジスタセレクタがバッファ
用インバータを介して、後段のパストランジスタセレク
タの制御入力に接続される構成の回路ができる。この場
合、バッファ用インバータと後段のパストランジスタセ
レクタ内のインバータが直列に接続されるため、遅延時
間がどうしても遅くなってしまうということがわかっ
た。つまり、多段二分決定グラフからパストランジスタ
論理回路を合成するこの方法は、遅延時間の条件が厳し
い場合には、上記の遅延時間の問題がネックになって、
実用的ではない場合が存在することが判明した。
Furthermore, when a pass transistor logic circuit is synthesized from a multi-stage binary decision diagram by the method described in Reference 2, it is possible to further reduce the number of transistors. In some cases, it was late. The inventors independently analyzed this and found that there were the following problems. That is,
In a pass transistor logic circuit synthesized from a multi-stage BDD, a circuit having a configuration in which a certain pass transistor selector is connected to a control input of a subsequent pass transistor selector via a buffer inverter is formed. In this case, since the buffer inverter and the inverter in the subsequent pass transistor selector are connected in series, it has been found that the delay time is inevitably delayed. In other words, this method of synthesizing a pass transistor logic circuit from a multistage binary decision diagram, when the conditions of the delay time are severe, the above-mentioned problem of the delay time becomes a bottleneck,
It has been found that there are cases where it is not practical.

【0018】本発明の目的は、どんな種類の論理に対し
ても、パストランジスタ回路とCMOS回路の、それぞれの
長所をうまく組み合わせることにより、従来のパストラ
ンジスタだけで構成した論理回路あるいはCMOSだけで構
成した論理回路よりも、面積、あるいは遅延時間、消費
電力等の回路特性の優れたパストランジスタ/CMOS協調
論理回路を提供すると同時に、そのような性能の優れた
パストランジスタ/CMOS協調論理回路を計算機システム
で自動合成する方法を提供することである。
An object of the present invention is to provide a conventional logic circuit composed only of pass transistors or a CMOS circuit only by combining the advantages of pass transistor circuits and CMOS circuits for any kind of logic. Provide a pass transistor / CMOS cooperative logic circuit with better circuit characteristics such as area, delay time, power consumption, etc. than a logic circuit that has been improved, and also provide a pass transistor / CMOS cooperative logic circuit with such superior performance in a computer system. Is to provide a method of automatically synthesizing.

【0019】また、本発明の他の目的は、どんな種類の
論理に対しても、パストランジスタ回路とCMOS回路の、
それぞれの長所をうまく組み合わせることにより、従来
の多段二分決定グラフからパストランジスタだけで合成
した論理回路の遅延時間の問題を解決して、遅延時間が
小さくしかもトランジスタ数の少ない、面積、あるいは
遅延時間、消費電力等の回路特性の優れたパストランジ
スタ/CMOS協調論理回路とその合成方法を提供すること
である。
It is another object of the present invention to provide a pass transistor circuit and a CMOS circuit for any type of logic.
By properly combining the advantages of each, the problem of the delay time of a logic circuit synthesized only with pass transistors from the conventional multistage binary decision diagram is solved, and the delay time is small and the number of transistors is small, the area or the delay time, An object of the present invention is to provide a pass transistor / CMOS cooperative logic circuit having excellent circuit characteristics such as power consumption and a method for synthesizing the same.

【0020】また、本発明の他の目的は、面積、あるい
は遅延時間、消費電力等の回路特性あるいはそれらの組
合せにおいてより望ましい論理回路を、パストランジス
タ回路とCMOS回路をうまく組み合わせて合成する方法を
提供することである。
Another object of the present invention is to provide a method for synthesizing a logic circuit more desirable in terms of area, or circuit characteristics such as delay time and power consumption, or a combination thereof by successfully combining a pass transistor circuit and a CMOS circuit. To provide.

【0021】[0021]

【課題を解決するための手段】上記目的を達成するた
め、本発明の望ましい態様では、ゲートが第1の入力
(IN1)により制御され、第1の動作電位点(VD
D)と第1ノード(NP1)との間にソースドレイン経
路が接続された第1のpチャネル電界効果トランジスタ
(TP1)と、ゲートが第2の入力(IN2)により制
御され、第1の動作電位点(VDD)と第1ノード(N
P1)との間にソースドレイン経路が接続された第2の
pチャネル電界効果トランジスタ(TP2)と、ゲート
が第1の入力(IN1)により制御され、第1ノード
(NP1)と第4ノード(NP4)との間にソースドレ
イン経路が接続された第1のnチャネル電界効果トラン
ジスタ(TN1)と、ゲートが第2の入力(IN2)に
より制御され、第4ノード(NP4)と第2の動作電位
点(GND)との間にソースドレイン経路が接続された
第2のnチャネル電界効果トランジスタ(TN2)と、
ゲートが第1ノード(NP1)により制御され、第1の
動作電位点(VDD)と第2ノード(NP2)との間に
ソースドレイン経路が接続された第3のpチャネル電界
効果トランジスタ(TP3)と、ゲートが第1ノード
(NP1)により制御され、第2ノード(NP2)と第
2の動作電位点(GND)との間にソースドレイン経路
が接続された第3のnチャネル電界効果トランジスタ
(TN3)と、ゲートが第2ノード(NP1)により制
御され、第3入力(IN3)と第3ノード(NP3)と
の間にソースドレイン経路が接続された第5のnチャネ
ル電界効果トランジスタ(TN5)と、ゲートが第1ノ
ード(NP1)により制御され、第4入力(IN4)と
第3ノード(NP3)との間にソースドレイン経路が接
続された第6のnチャネル電界効果トランジスタ(TN
6)と、ゲートが第3ノード(NP3)により制御さ
れ、第1動作電位点(VDD)と第1の出力(OUT
1)との間にソースドレイン経路が接続された第4のp
チャネル電界効果トランジスタ(TP4)と、ゲートが
第3ノード(NP3)により制御され、第1の出力(O
UT1)と第2の動作電位点(GND)との間にソース
ドレイン経路が接続された第4のnチャネル電界効果ト
ランジスタ(TN4)を具備するブール処理付きセレク
タ論理を含む論理回路(図1)である。
To achieve the above object, in a preferred embodiment of the present invention, the gate is controlled by a first input (IN1) and a first operating potential point (VD
D), a first p-channel field-effect transistor (TP1) having a source-drain path connected between the first node (NP1) and a gate controlled by a second input (IN2), and a first operation The potential point (VDD) and the first node (N
P1), a second p-channel field-effect transistor (TP2) having a source-drain path connected thereto, a gate controlled by a first input (IN1), and a first node (NP1) and a fourth node (TP1). NP4), a first n-channel field-effect transistor (TN1) having a source-drain path connected thereto, a gate controlled by a second input (IN2), a fourth node (NP4) and a second operation. A second n-channel field-effect transistor (TN2) having a source-drain path connected to the potential point (GND),
A third p-channel field effect transistor (TP3) having a gate controlled by a first node (NP1) and a source / drain path connected between a first operating potential point (VDD) and a second node (NP2) And a third n-channel field-effect transistor whose gate is controlled by the first node (NP1) and whose source / drain path is connected between the second node (NP2) and the second operating potential point (GND). TN3) and a fifth n-channel field effect transistor (TN5) whose gate is controlled by the second node (NP1) and whose source / drain path is connected between the third input (IN3) and the third node (NP3). ), And a sixth n-channel whose gate is controlled by the first node (NP1) and whose source / drain path is connected between the fourth input (IN4) and the third node (NP3). Le field-effect transistor (TN
6), the gate is controlled by the third node (NP3), the first operating potential point (VDD) and the first output (OUT
1) the fourth p having a source-drain path connected between
The channel field effect transistor (TP4) and the gate are controlled by the third node (NP3), and the first output (O
A logic circuit including a Boolean selector logic comprising a fourth n-channel field effect transistor (TN4) having a source-drain path connected between UT1) and a second operating potential point (GND) (FIG. 1) It is.

【0022】本発明の他の望ましい他の態様は、ゲート
が第10の入力(IN10)により制御され、第1の動
作電位点(VDD)と第10ノード(NP10)との間
にソースドレイン経路が接続された第10のpチャネル
電界効果トランジスタ(TP10)と、ゲートが第10
の入力(IN10)により制御され、第10ノード(N
P10)と第2の動作電位点(GND)との間にソース
ドレイン経路が接続された第10のnチャネル電界効果
トランジスタ(TN10)と、ゲートが第10ノード
(NP10)により制御され、第11の入力(IN1
1)と第11ノード(NP11)との間にソースドレイ
ン経路が接続された第11のnチャネル電界効果トラン
ジスタ(TN11)と、ゲートが第10の入力(IN1
0)により制御され、第12の入力(IN12)と第1
1ノード(NP11)との間にソースドレイン経路が接
続された第12のnチャネル電界効果トランジスタ(T
N12)と、ゲートが第11ノード(NP11)により
制御され、第1の動作電位点(VDD)と第12ノード
(NP12)との間にソースドレイン経路が接続された
第15のpチャネル電界効果トランジスタ(TP15)
と、ゲートが第11ノード(NP11)により制御さ
れ、第12ノード(NP12)と第2の動作電位点(G
ND)との間にソースドレイン経路が接続された第15
のnチャネル電界効果トランジスタ(TN15)と、ゲ
ートが第12ノード(NP12)により制御され、第1
の動作電位点(VDD)と第10の出力(OUT10)
との間にソースドレイン経路が接続された第14のpチ
ャネル電界効果トランジスタ(TP14)と、ゲートが
第12ノード(NP12)により制御され、第10の出
力(OUT10)と第13ノード(NP13)との間に
ソースドレイン経路が接続された第14のnチャネル電
界効果トランジスタ(TN14)と、ゲートが第13の
入力(IN13)により制御され、第1の動作電位点
(VDD)と第10の出力(OUT10)との間にソー
スドレイン経路が接続された第13のpチャネル電界効
果トランジスタ(TP13)と、ゲートが第13の入力
(IN13)により制御され、第10の出力(OUT1
0)と第2動作電位点(GND)との間にソースドレイ
ン経路が接続された第13のnチャネル電界効果トラン
ジスタ(TN13)を具備するブール処理付きセレクタ
論理を含む論理回路(図2)である。
According to another preferred aspect of the present invention, the gate is controlled by the tenth input (IN10), and the source-drain path is provided between the first operating potential point (VDD) and the tenth node (NP10). A tenth p-channel field-effect transistor (TP10) connected to
Of the 10th node (N
P10) and a tenth n-channel field-effect transistor (TN10) having a source-drain path connected between the second operating potential point (GND) and a gate controlled by a tenth node (NP10), and an eleventh node (NP10). Input (IN1
1) and an eleventh n-channel field effect transistor (TN11) having a source / drain path connected between the eleventh node (NP11) and a gate connected to a tenth input (IN1).
0), the twelfth input (IN12) and the first
A twelfth n-channel field-effect transistor (T) having a source-drain path connected to one node (NP11).
N12) and a fifteenth p-channel field effect in which the gate is controlled by the eleventh node (NP11) and the source / drain path is connected between the first operating potential point (VDD) and the twelfth node (NP12). Transistor (TP15)
And the gate is controlled by the eleventh node (NP11), and the twelfth node (NP12) and the second operating potential point (G
ND) connected to the source / drain path
The n-channel field effect transistor (TN15) and the gate are controlled by the twelfth node (NP12).
Operating potential point (VDD) and the tenth output (OUT10)
And a gate controlled by a twelfth node (NP12), a tenth output (OUT10) and a thirteenth node (NP13). A gate of which is controlled by a thirteenth input (IN13), a first operating potential point (VDD), and a tenth operating potential point (VDD). A thirteenth p-channel field-effect transistor (TP13) having a source-drain path connected to the output (OUT10), and a gate controlled by a thirteenth input (IN13) to provide a tenth output (OUT1).
0) and a logic circuit (FIG. 2) including a Boolean selector logic comprising a thirteenth n-channel field effect transistor (TN13) having a source-drain path connected between the second operating potential point (GND). is there.

【0023】本発明の他の望ましい他の態様は、ゲート
が第20の入力(IN20)により制御され、第1の動
作電位点(VDD)と第20ノード(NP20)との間
にソースドレイン経路が接続された第20のpチャネル
電界効果トランジスタ(TP20)と、ゲートが第21
の入力(IN21)により制御され、第1の動作電位点
(VDD)と第20ノード(NP20)との間にソース
ドレイン経路が接続された第21のpチャネル電界効果
トランジスタ(TP21)と、ゲートが第20の入力
(IN20)により制御され、第20ノード(NP2
0)と第24ノード(NP24)との間にソースドレイ
ン経路が接続された第20のnチャネル電界効果トラン
ジスタ(TN20)と、ゲートが第21の入力(IN2
1)により制御され、第24ノード(NP24)と第2
の動作電位点(GND)との間にソースドレイン経路が
接続された第21のnチャネル電界効果トランジスタ
(TN21)と、ゲートが第22の入力(IN22)に
より制御され、第1の動作電位点(VDD)と第22ノ
ード(NP22)との間にソースドレイン経路が接続さ
れた第22のpチャネル電界効果トランジスタ(TP2
2)と、ゲートが第22の入力(IN22)により制御
され、第22ノード(NP22)と第2の動作電位点
(GND)との間にソースドレイン経路が接続された第
22のnチャネル電界効果トランジスタ(TN22)
と、ゲートが第22ノード(NP22)により制御さ
れ、第23入力(IN23)と第23ノード(NP2
3)との間にソースドレイン経路が接続された第23の
nチャネル電界効果トランジスタ(TN23)と、ゲー
トが第22の入力(IN22)により制御され、第20
のノード(NP20)と第23ノード(NP23)との
間にソースドレイン経路が接続された第24のnチャネ
ル電界効果トランジスタ(TN24)と、ゲートが第2
3ノード(NP23)により制御され、第1動作電位点
(VDD)と第20の出力(OUT20)との間にソー
スドレイン経路が接続された第25のpチャネル電界効
果トランジスタ(TP25)と、ゲートが第23ノード
(NP23)により制御され、第20の出力(OUT2
0)と第2の動作電位点(GND)との間にソースドレ
イン経路が接続された第25のnチャネル電界効果トラ
ンジスタ(TN25)を具備するブール処理付きセレク
タ論理を含む論理回路(図3)である。
According to another preferred aspect of the present invention, the gate is controlled by the twentieth input (IN20), and the source-drain path is provided between the first operating potential point (VDD) and the twentieth node (NP20). Is connected to the twentieth p-channel field effect transistor (TP20) and the gate is
A twenty-first p-channel field effect transistor (TP21) controlled by an input (IN21) of which the source and drain paths are connected between a first operating potential point (VDD) and a twentieth node (NP20); Is controlled by a twentieth input (IN20), and the twentieth node (NP2)
0) and a twentieth n-channel field-effect transistor (TN20) having a source-drain path connected between the twenty-fourth node (NP24) and a gate connected to a twenty-first input (IN2).
1) is controlled by the 24th node (NP24) and the 2nd node
A twenty-first n-channel field-effect transistor (TN21) having a source-drain path connected to the first operating potential point (GND), and a gate controlled by a twenty-second input (IN22). (P2) a p-channel field-effect transistor (TP2) having a source-drain path connected between (VDD) and the 22nd node (NP22).
2) a 22nd n-channel electric field whose gate is controlled by the 22nd input (IN22) and whose source / drain path is connected between the 22nd node (NP22) and the second operating potential point (GND) Effect transistor (TN22)
And the gate is controlled by the 22nd node (NP22), the 23rd input (IN23) and the 23rd node (NP2)
23) an n-channel field-effect transistor (TN23) having a source-drain path connected between it and the gate, the gate being controlled by a twenty-second input (IN22);
A twenty-fourth n-channel field-effect transistor (TN24) having a source-drain path connected between the node (NP20) and the twenty-third node (NP23);
A twenty-fifth p-channel field effect transistor (TP25) controlled by the three nodes (NP23) and having a source-drain path connected between the first operating potential point (VDD) and the twentieth output (OUT20); Is controlled by the 23rd node (NP23), and the twentieth output (OUT2
0) and a logic circuit including a Boolean selector logic comprising a twenty-fifth n-channel field effect transistor (TN25) having a source-drain path connected between the second operating potential point (GND) (FIG. 3) It is.

【0024】このようなパストランジスタ回路とCMOS回
路を組み合わせた論理回路を計算機システムで自動合成
するために、本発明では、論理関数から二分決定グラフ
あるいは多段二分決定グラフを作成して、そのノードを
すべて2入力1出力1制御入力のパストランジスタセレ
クタにマッピングしてパストランジスタ論理回路を作成
する。そのパストランジスタ論理回路で、2本の入力の
いずれか一方の入力が、論理定数1あるいは0に固定さ
れていて、NAND論理あるいはNOR論理(あるいはAND論
理、OR論理)として動作しているパストランジスタセレ
クタを、論理的に等価なNAND、NOR等のCMOSゲートに置
き換え、面積、遅延時間、消費電力等の回路特性の値を
計算して、CMOSゲートに置き換えた方が所定の回路特性
の値がより最適に近ければ、パストランジスタセレクタ
をCMOSゲートに置き換える。以上の操作をすべてのパス
トランジスタセレクタに試行して、所定の回路特性が最
適であるパストランジスタ/CMOS協調論理回路を合成す
る。このような最適化に使用する回路特性として、例え
ば、面積、遅延時間、あるいは消費電力、あるいはこれ
らの適当な組合せを使用する。
In order to automatically synthesize a logic circuit obtained by combining such a pass transistor circuit and a CMOS circuit with a computer system, the present invention creates a binary decision graph or a multi-stage binary decision graph from a logical function, and assigns the node to the node. A pass transistor logic circuit is created by mapping all the data to the pass transistor selector having two inputs, one output and one control input. In the pass transistor logic circuit, one of the two inputs is fixed to a logical constant of 1 or 0, and the pass transistor operates as NAND logic or NOR logic (or AND logic, OR logic) Replace the selector with a logically equivalent CMOS gate such as NAND or NOR, calculate the values of the circuit characteristics such as area, delay time, and power consumption. If closer to optimal, replace the pass transistor selector with a CMOS gate. The above operation is tried for all the pass transistor selectors to synthesize a pass transistor / CMOS cooperative logic circuit having predetermined circuit characteristics that are optimal. As the circuit characteristics used for such optimization, for example, area, delay time, power consumption, or an appropriate combination thereof are used.

【0025】本発明の他の望ましい他の態様は、論理関
数から二分決定グラフあるいは多段二分決定グラフを作
成して、そのグラフのノードのうち、2本の枝(0枝、
1枝)のどちらか一方だけが、論理定数1あるいは0に
固定されているノードには、そのノードと論理的に等価
なNAND、NOR等のCMOSゲートをマッピングする。また、
それ以外のノードには、2入力1出力のパストランジス
タセレクタをマッピングして、パストランジスタ/CMOS
協調論理回路を合成する。
In another desirable aspect of the present invention, a binary decision graph or a multistage binary decision graph is created from a logical function, and two branches (zero branches,
A CMOS gate such as a NAND or a NOR which is logically equivalent to the node is mapped to a node in which only one of them is fixed to the logical constant 1 or 0. Also,
For other nodes, a 2-input / 1-output pass transistor selector is mapped and a pass transistor / CMOS
Synthesize a cooperative logic circuit.

【0026】[0026]

【発明の実施の形態】以下、本発明のパストランジスタ
/CMOS協調論理回路とその合成方法を図面に示したいく
つかの実施例を参照してさらに詳細に説明する。なお、
以下においては、同じ参照番号は同じものもしくは類似
のものを表わすものとする。
DESCRIPTION OF THE PREFERRED EMBODIMENTS The pass transistor / CMOS cooperative logic circuit of the present invention and a method of synthesizing the same will be described in more detail with reference to some embodiments shown in the drawings. In addition,
In the following, the same reference numbers refer to the same or similar ones.

【0027】<実施例1>本発明のパストランジスタ/
CMOS協調論理回路の一実施形態を図5に従って説明す
る。図5のa、b、cは、それぞれ以下の論理関数で与
えられる論理を、本発明のパストランジスタ/CMOS協調
論理回路で構成した場合と、従来からあるパストランジ
スタ論理回路とCMOS論理回路で構成した場合を比較した
図である。なお、この図5で簡単化した記号で示したイ
ンバータとCMOSゲートは、図4に示すトランジスタ回路
で構成されるものである。 図5のa out = (B * (C * D) + A * C * D) b out = (A * (B * D + B * C)) c out = (B * (C * D) + B * A) 図5のaでは、本発明のパストランジスタ/CMOS協調論
理回路では、インバータI50、パストランジスタセレ
クタS50、CMOSゲートG50から構成される回路にな
る。一方、従来のパストランジスタ論理回路では、イン
バータI50、I51、パストランジスタセレクタS5
0、S51が必要である。また、CMOS論理回路では、イ
ンバータI52、I54、CMOSゲートG50〜G53が
必要になる。図5のaに示されるように、従来のパスト
ランジスタ論理回路では、パストランジスタ回路に適し
ていないNAND論理、NOR論理もパストランジスタ回路で
組まなければならない(S51)。また、従来のCMOS論
理回路では、CMOS回路で構成するのに適していないセレ
クタ論理もCMOS回路で構成しなければならない(G51
〜G53)。これに対し、本発明のパストランジスタ/C
MOS協調論理回路では、与えられた論理の中で、セレクタ
論理に相当する部分はセレクタ論理に適したパストラン
ジスタセレクタ(S50)で回路を組み、それ以外のNAN
D、NOR論理部分はそれに適したCMOSゲート(G50)で
回路を組むことが可能である。このように本発明のスト
ランジスタ/CMOS協調論理回路は、セレクタ論理とNAND
論理、NOR論理(AND論理あるいはOR論理)が組み合わさ
った論理をコンパクトな回路で実現できる。このため、
パストランジスタ論理回路ではトランジスタが14個、
CMOS論理回路ではトランジスタが20個必要であるのに
対し、本発明のパストランジスタ/CMOS協調論理回路で
はトランジスタ11個で目的の論理機能を実現でき、小
面積、低消費電力の性能の優れた回路であることがわか
る。さらに、本発明のパストランジスタ/CMOS協調論理
回路では、パストランジスタ論理回路のセレクタS5
1、インバータI51に相当する部分を一つのCMOSゲー
トG50に縮約することができるため、パストランジス
タ論理回路で、セレクタS51内のインバータ→セレク
タS51→バッファ用インバータI51でかかる遅延時
間を、CMOSゲートG50だけの遅延時間に短縮すること
ができる。さらに、パストランジスタ論理回路のセレク
タS51内の遅延時間の遅いインバータを経路から取り
除くことができるので、本発明のパストランジスタ/CM
OS協調論理回路は、パストランジスタ論理回路に比べて
遅延時間を大幅に小さくすることができる。また、CMOS
論理回路と比較しても、CMOS論理回路のG51〜G5
3、I52、I54の部分の経路を、本発明のパストラ
ンジスタ/CMOS協調論理回路ではS50、I50に短縮
できるので、本発明のパストランジスタ/CMOS協調論理
回路の方が遅延時間が小さい。この図5のaに示す本発
明のパストランジスタ/CMOS協調論理回路のレイアウト
例を図6に示す。この図6では、セル1がCMOS回路のNA
NDゲート(G50)に相当し、セル2がパストランジス
タセレクタ(S50)に相当する。この図6に示すよう
に、セル1の高さh1とセル2の高さh4、さらに、セ
ル1の電源線(VDDおよびGND)の幅であるh2お
よびh3と、セル2の電源線(VDDおよびGND)の
幅であるh5およびh6を等しくすることにより、はじ
めて、パストランジスタ回路とCMOS回路を一つの回路に
組み合わせた論理回路を実際に製作することが可能にな
る。このことは以下の実施例でも同様である。
<Embodiment 1> The pass transistor of the present invention /
One embodiment of the CMOS cooperative logic circuit will be described with reference to FIG. FIGS. 5A, 5B, and 5C show the case where the logic given by the following logical functions is configured by the pass transistor / CMOS cooperative logic circuit of the present invention and the configuration formed by the conventional pass transistor logic circuit and the CMOS logic circuit. It is the figure which compared the case where it did. Note that the inverters and CMOS gates indicated by the simplified symbols in FIG. 5 are configured by the transistor circuits shown in FIG. A out = (B * (C * D) + A * C * D) b out = (A * (B * D + B * C)) c out = (B * (C * D) + B in FIG. 5) * A) In FIG. 5A, the pass transistor / CMOS cooperative logic circuit of the present invention is a circuit including an inverter I50, a pass transistor selector S50, and a CMOS gate G50. On the other hand, in the conventional pass transistor logic circuit, the inverters I50 and I51 and the pass transistor selector S5
0 and S51 are required. In addition, a CMOS logic circuit requires inverters I52 and I54 and CMOS gates G50 to G53. As shown in FIG. 5A, in the conventional pass transistor logic circuit, NAND logic and NOR logic which are not suitable for the pass transistor circuit must be formed by the pass transistor circuit (S51). Further, in the conventional CMOS logic circuit, a selector logic that is not suitable for being constituted by a CMOS circuit must also be constituted by a CMOS circuit (G51).
To G53). In contrast, the pass transistor of the present invention / C
In the MOS cooperative logic circuit, a portion corresponding to the selector logic in the given logic is formed by a pass transistor selector (S50) suitable for the selector logic, and other NANs are provided.
The D and NOR logic parts can be formed into circuits with CMOS gates (G50) suitable for them. As described above, the S-transistor / CMOS cooperative logic circuit of the present invention has a selector logic and a NAND logic.
Logic and NOR logic (AND logic or OR logic) can be implemented in a compact circuit. For this reason,
In the pass transistor logic circuit, there are 14 transistors,
Whereas a CMOS logic circuit requires 20 transistors, the pass transistor / CMOS cooperative logic circuit of the present invention can achieve a desired logic function with 11 transistors, and has a small area and excellent performance with low power consumption. It can be seen that it is. Further, in the pass transistor / CMOS cooperative logic circuit of the present invention, the selector S5 of the pass transistor logic circuit is used.
1. Since the portion corresponding to the inverter I51 can be reduced to one CMOS gate G50, the delay time taken by the inverter in the selector S51 → the selector S51 → the inverter I51 for the buffer is reduced by the CMOS gate G50. The delay time can be reduced to only G50. Further, since the inverter having a slow delay time in the selector S51 of the pass transistor logic circuit can be removed from the path, the pass transistor / CM of the present invention can be removed.
The OS cooperative logic circuit can significantly reduce the delay time as compared with the pass transistor logic circuit. Also, CMOS
Compared to the logic circuit, the CMOS logic circuits G51 to G5
3, the paths of I52 and I54 can be shortened to S50 and I50 in the pass transistor / CMOS cooperative logic circuit of the present invention, so that the pass transistor / CMOS cooperative logic circuit of the present invention has a smaller delay time. FIG. 6 shows a layout example of the pass transistor / CMOS cooperative logic circuit of the present invention shown in FIG. 5A. In FIG. 6, cell 1 is a CMOS circuit NA.
Cell 2 corresponds to the ND gate (G50), and cell 2 corresponds to the pass transistor selector (S50). As shown in FIG. 6, the height h1 of the cell 1 and the height h4 of the cell 2, the widths h2 and h3 of the power lines (VDD and GND) of the cell 1, and the power line (VDD) of the cell 2 , And GND), it is possible to actually manufacture a logic circuit in which the pass transistor circuit and the CMOS circuit are combined into one circuit for the first time. This is the same in the following embodiments.

【0028】また、図5のbの論理では、本発明のパス
トランジスタ/CMOS協調論理回路では、インバータI6
0、パストランジスタセレクタS60、CMOSゲートG6
0から構成されるトランジスタ11個で目的の論理機能
を持った回路を構成できる。一方、パストランジスタ論
理回路では、インバータI60およびI61、パストラ
ンジスタセレクタS60、S61が必要であり、トラン
ジスタが14個必要である。また、CMOS論理回路では、
インバータI62、I64、CMOSゲートG60〜G63
が必要で、トランジスタが20個必要である。つまり、
この場合も、本発明のパストランジスタ/CMOS協調論理
回路が一番性能が良いことがわかる。また、遅延時間に
ついても、本発明のパストランジスタ/CMOS協調論理回
路では、パストランジスタ論理回路のセレクタS61、
インバータI61に相当する部分を一つのCMOSゲートG
60に縮約できるため、パストランジスタ論理回路のセ
レクタS61内のインバータ→セレクタS61→バッフ
ァ用インバータI61でかかる遅延時間を、CMOSゲート
G50だけの遅延時間に短縮することができ、特に、セ
レクタS61内の遅いインバータを取り除くことができ
るので、パストランジスタ論理回路よりも遅延時間を大
幅に小さくすることができる。また、CMOS論理回路と比
較しても、CMOS論理回路のG61〜G63、I62、I
64の部分の経路を、本発明のパストランジスタ/CMOS
協調論理回路ではS60、I60に短縮できるので、本
発明のパストランジスタ/CMOS協調論理回路の方が遅延
時間が小さい。
In the logic of FIG. 5B, in the pass transistor / CMOS cooperative logic circuit of the present invention, the inverter I6 is used.
0, pass transistor selector S60, CMOS gate G6
A circuit having a target logic function can be constituted by 11 transistors each including 0. On the other hand, the pass transistor logic circuit requires inverters I60 and I61 and pass transistor selectors S60 and S61, and requires 14 transistors. In CMOS logic circuits,
Inverters I62 and I64, CMOS gates G60 to G63
And 20 transistors are required. That is,
Also in this case, it can be seen that the pass transistor / CMOS cooperative logic circuit of the present invention has the best performance. Regarding the delay time, in the pass transistor / CMOS cooperative logic circuit of the present invention, the selector S61 of the pass transistor logic circuit,
The part corresponding to the inverter I61 is replaced by one CMOS gate G
60, the delay time required by the inverter in the selector S61 of the pass transistor logic circuit → the selector S61 → the buffer inverter I61 can be reduced to the delay time of the CMOS gate G50 alone. , The delay time can be greatly reduced as compared with the pass transistor logic circuit. Also, compared to the CMOS logic circuit, the CMOS logic circuits G61 to G63, I62, I62
The path of the portion 64 is a pass transistor / CMOS of the present invention.
Since the cooperative logic circuit can be shortened to S60 and I60, the pass transistor / CMOS cooperative logic circuit of the present invention has a smaller delay time.

【0029】また、図5のcでは、本発明のパストラン
ジスタ/CMOS協調論理回路では、インバータI70、パ
ストランジスタセレクタS70、CMOSゲートG70から
構成されるトランジスタ11個で目的の論理機能を持っ
た回路を構成できる。一方、パストランジスタ論理回路
では、インバータI70およびI71、パストランジス
タセレクタS70、S71が必要であり、トランジスタ
が14個必要である。また、CMOS論理回路では、インバ
ータI72、I74、CMOSゲートG70〜G73が必要
で、トランジスタが20個必要である。つまり、この場
合も、本発明のパストランジスタ/CMOS協調論理回路が
一番性能が良いことがわかる。遅延時間についても図5
のa、bと同様の理由で本発明のパストランジスタ/CM
OS協調論理回路が一番小さい。
In FIG. 5C, in the pass transistor / CMOS cooperative logic circuit of the present invention, a circuit having an intended logic function is composed of 11 transistors each including an inverter I70, a pass transistor selector S70, and a CMOS gate G70. Can be configured. On the other hand, the pass transistor logic circuit requires inverters I70 and I71 and pass transistor selectors S70 and S71, and requires 14 transistors. Further, a CMOS logic circuit requires inverters I72 and I74 and CMOS gates G70 to G73, and requires 20 transistors. That is, also in this case, it can be seen that the pass transistor / CMOS cooperative logic circuit of the present invention has the best performance. Fig. 5 also shows the delay time.
Of the present invention for the same reason as a and b in FIG.
OS coordination logic circuit is the smallest.

【0030】<実施例2>以上の実施例では簡単な論理
を例にとって本発明のパストランジスタ/CMOS協調論理
回路を説明した。本実施例では、より複雑な論理に対し
て、面積、遅延時間、消費電力等の回路特性の優れた高
性能なパストランジスタ/CMOS協調論理回路を、図7お
よび図8に示す計算機システムにより自動合成する方法
を説明する。
<Embodiment 2> In the above embodiment, the pass transistor / CMOS cooperative logic circuit of the present invention has been described by taking simple logic as an example. In this embodiment, for a more complicated logic, a high-performance pass transistor / CMOS cooperative logic circuit having excellent circuit characteristics such as area, delay time, and power consumption is automatically formed by the computer system shown in FIGS. A method of synthesizing will be described.

【0031】(1)システムの全体構成 図8において、設計者は目的とする半導体集積回路の論
理機能の仕様を記述した論理回路仕様10を入力する。
論理回路仕様10には回路の論理機能を記述した論理関
数が記述されている。その他に、その回路の面積、遅延
時間、消費電力等の回路特性の目標値と、さらにどの回
路特性を優先させるかといった情報も記述されている。
本実施例に特有のパストランジスタ/CMOS協調論理回路
合成プログラム100は、論理回路仕様10に記載され
ている情報から、ライブラリ11を参照して、面積、遅
延時間、消費電力等の回路特性の目標値を満たすよう
に、論理回路仕様10の論理機能を持ったパストランジ
スタ/CMOS協調論理回路12を合成する。自動レイアウ
トプログラム160はライブラリ11を参照して、この
論理回路に最適なレイアウトを決定し、レイアウトデー
タ20を作成する。マスクデータ作成プログラム170
は、レイアウトデータ20に従って、上記合成された論
理回路を半導体集積回路技術を使用して生成するための
複数のマスクパターンを決め、それらのマスクパターン
を表すマスクデータ21を生成する。半導体製造装置1
80は、マスクデータ21を用いて目的の論理機能を持
った半導体集積回路を製造する。100、160、17
0の各プログラムは、それぞれに割り当てられた異なる
計算機上で実行される。もちろん、これらのプログラム
を同じ計算機上で実行させることもできる。
(1) Overall Configuration of System In FIG. 8, a designer inputs a logic circuit specification 10 in which a specification of a logic function of a target semiconductor integrated circuit is described.
The logic circuit specification 10 describes a logic function that describes the logic function of the circuit. In addition, it also describes target values of circuit characteristics such as the area, delay time, and power consumption of the circuit, and information on which circuit characteristics are to be prioritized.
The pass transistor / CMOS cooperative logic circuit synthesis program 100 unique to the present embodiment refers to the library 11 based on the information described in the logic circuit specification 10 and targets the circuit characteristics such as area, delay time, and power consumption. The pass transistor / CMOS cooperative logic circuit 12 having the logic function of the logic circuit specification 10 is synthesized so as to satisfy the value. The automatic layout program 160 refers to the library 11 to determine an optimal layout for the logic circuit, and creates layout data 20. Mask data creation program 170
Determines a plurality of mask patterns for generating the synthesized logic circuit using the semiconductor integrated circuit technology according to the layout data 20, and generates mask data 21 representing the mask patterns. Semiconductor manufacturing equipment 1
80 manufactures a semiconductor integrated circuit having a target logic function using the mask data 21. 100, 160, 17
Each program of 0 is executed on a different computer assigned to each program. Of course, these programs can be executed on the same computer.

【0032】図7は、本発明のパストランジスタ/CMOS
協調論理回路合成プログラム100の概略構造とこのプ
ログラムを実行するための計算機システムを示す。この
計算機システムは、入力装置、例えば、キーボード1、
中央処理装置(CPU)2、表示装置(CRT)3、磁
気テープ装置4および論理回路合成プログラム100を
格納する磁気ディスク装置5からなる。プログラム10
0は、二分決定グラフ作成ルーチン110、パストラン
ジスタセレクタマッピングルーチン120、CMOSゲート
割り当てルーチン130から構成される。このプログラ
ムは、設計者がキーボード1から指示を与えることによ
り、磁気ディスク装置5からCPU2にロードされて、
実行される。プログラム100により合成されたパスト
ランジスタ/CMOS協調論理回路はCRT3上に表示さ
れ、磁気テープ装置4等を経由して図8の自動レイアウ
トプログラム160に渡される。
FIG. 7 shows a pass transistor / CMOS of the present invention.
1 shows a schematic structure of a cooperative logic circuit synthesis program 100 and a computer system for executing the program. The computer system includes an input device, for example, a keyboard 1,
It comprises a central processing unit (CPU) 2, a display device (CRT) 3, a magnetic tape device 4, and a magnetic disk device 5 for storing a logic circuit synthesis program 100. Program 10
0 includes a binary decision diagram creation routine 110, a pass transistor selector mapping routine 120, and a CMOS gate assignment routine 130. This program is loaded from the magnetic disk device 5 to the CPU 2 by the designer giving an instruction from the keyboard 1, and
Be executed. The pass transistor / CMOS cooperative logic circuit synthesized by the program 100 is displayed on the CRT 3 and passed to the automatic layout program 160 in FIG.

【0033】本実施例では、二分決定グラフを作って、
パストランジスタセレクタをマッピングして合成したパ
ストランジスタ回路の中で、CMOS回路に変更した方が性
能が良くなる部分を見つけ出してその部分をCMOS回路で
組み直して、従来のパストランジスタ単独の論理回路あ
るいはCMOS単独の論理回路より性能の優れたパストラン
ジスタ/CMOS協調論理回路を合成する点に特徴がある。
具体的には、2本の入力のいずれか一方の入力が、論理
定数1あるいは0に固定され、NAND論理あるいはNOR論
理(AND論理あるいはOR論理)として動作しているパス
トランジスタセレクタを、論理的に等価なNAND、NOR等
のCMOSゲートに置き換え、面積、遅延時間、消費電力等
の回路特性の値を計算して、CMOSゲートに置き換えた方
が所定の回路特性の値がより最適に近ければ、パストラ
ンジスタセレクタをCMOSゲートに置き換えるという操作
により、CMOS回路にした方が性能が良くなる部分をCMOS
回路で組み直す。以下、次の論理関数を例にして本実施
例のそれぞれのルーチンについて説明する。
In this embodiment, a binary decision diagram is created,
Of the pass transistor circuits synthesized by mapping the pass transistor selectors, find a part where the performance is better if changed to a CMOS circuit, reassemble that part with a CMOS circuit, and use the conventional pass transistor alone logic circuit or CMOS The feature is that a pass transistor / CMOS cooperative logic circuit having better performance than a single logic circuit is synthesized.
Specifically, one of the two inputs is fixed to a logical constant of 1 or 0, and a pass transistor selector operating as a NAND logic or a NOR logic (AND logic or OR logic) is logically changed. Replace with CMOS gate equivalent to NAND, NOR, etc., calculate the values of circuit characteristics such as area, delay time, power consumption, etc. If the value of the predetermined circuit characteristic is closer to optimal if it is better to replace with CMOS gate By replacing the pass transistor selector with a CMOS gate, the part that performs better with a CMOS circuit is replaced with a CMOS circuit.
Reassemble with circuit. Hereinafter, each routine of the present embodiment will be described using the following logical function as an example.

【0034】 out1 = B * A + C * A + (I * F + D) * (D + (H + E)
* (E + G)) out2 = B + ((I * F + D) * (D + (H + E) * (E + G))) なお、この論理関数から、従来からある既存の公知の方
法でCMOS論理回路を合成すると、図10のG100〜G
111から構成される回路が得られる。
Out1 = B * A + C * A + (I * F + D) * (D + (H + E)
* (E + G)) out2 = B + ((I * F + D) * (D + (H + E) * (E + G))) When the CMOS logic circuit is synthesized by the method, G100 to G in FIG.
A circuit composed of 111 is obtained.

【0035】(2)二分決定グラフ作成ルーチン110 このルーチン110は、論理回路仕様10から二分決定
グラフを生成する。論理回路仕様10には、合成する論
理回路の入力信号と出力信号に対応する入力変数と出力
変数と、その回路の論理機能を表した論理関数が含まれ
る。
(2) Binary decision graph creation routine 110 This routine 110 generates a binary decision graph from the logic circuit specification 10. The logic circuit specification 10 includes input variables and output variables corresponding to input signals and output signals of a logic circuit to be synthesized, and a logic function representing a logic function of the circuit.

【0036】上に示した論理関数から二分決定グラフを
作成すると、図11のノードN100〜N111から構
成されるグラフが作成される。この図11の多段二分決
定グラフでは、ノードN104〜N109を共通化して
括り出して多段化することにより、普通の二分決定グラ
フよりノード数を削減している。なお、ノード数の少な
いサイズの小さい二分決定グラフを作成するためには、
グラフを作成する際の入力変数順序が大変重要な意味を
持つが、この入力変数順序は既存の公知の二分決定グラ
フ作成ツールを使用して決定できる。
When a BDD is created from the above logical functions, a graph composed of nodes N100 to N111 in FIG. 11 is created. In the multi-stage BDD shown in FIG. 11, the nodes N104 to N109 are shared and concatenated to form a multi-stage, thereby reducing the number of nodes compared to the ordinary BDD. To create a small BDD with a small number of nodes,
The order of the input variables when creating the graph is very important, and the order of the input variables can be determined using an existing well-known binary decision diagram creation tool.

【0037】(3)パストランジスタセレクタマッピン
グルーチン120 このルーチンは、図12のマッピングルールに従い、二
分決定グラフ作成ルーチン110で作成された二分決定
グラフの各々のノードを、ノードの種類に応じてパスト
ランジスタセレクタあるいはインバータ等にマッピング
してパストランジスタ論理回路を生成する。さらに、必
要に応じてバッファ用のインバータを挿入する。
(3) Pass Transistor Selector Mapping Routine 120 This routine converts each node of the BDD created by the BDD creation routine 110 according to the mapping rule of FIG. A pass transistor logic circuit is generated by mapping to a selector or an inverter. Furthermore, a buffer inverter is inserted as needed.

【0038】図12のaに示すノードN1のように、1
枝および0枝がつながっている先が論理定数1、0では
ない場合には、nチャネル電界効果トランジスタT0,
T1およびインバータI0から構成される2入力1出力
のパストランジスタセレクタS0を対応させる。このパ
ストランジスタセレクタS0の制御入力には、二分決定
グラフのノードに対応する入力変数Aを割り当て、その
制御入力が1の時に選択される入力in1には、1枝に
つながっているノードの出力を割り当てる。制御入力が
0の時に選択される入力in0には、0枝につながって
いるノードの出力を割り当てる。
As shown at node N1 in FIG.
If the branch and the zero branch are not connected to the logical constants 1 and 0, the n-channel field-effect transistors T0 and T0,
A two-input one-output pass transistor selector S0 composed of T1 and an inverter I0 is made to correspond. An input variable A corresponding to a node of the BDD is assigned to a control input of the pass transistor selector S0, and an output of a node connected to one branch is assigned to an input in1 selected when the control input is 1. assign. The output of the node connected to the 0 branch is assigned to the input in0 selected when the control input is 0.

【0039】図12のbのノードN2のように、1枝が
論理定数1に接続され、0枝が論理定数0に接続されて
いる場合には、このノードの出力は、そのノードの入力
変数Aが1の時は1が出力され、また入力変数Aが0の
時は0が出力される。つまり、入力信号Aをそのまま後
段の回路に接続すればよい。
When one branch is connected to the logical constant 1 and the 0 branch is connected to the logical constant 0 as in the node N2 in FIG. 12B, the output of this node is the input variable of the node. When A is 1, 1 is output, and when A is 0, 0 is output. That is, the input signal A may be directly connected to a subsequent circuit.

【0040】また、図12のcに示すノードN3のよう
に、1枝が論理定数0に接続され、0枝が論理定数1に
接続されている場合には、このノードの出力は、ノード
の入力変数Aが1の時は0が出力され、入力変数Aが0
の時は1が出力される。つまり、入力信号Aをインバー
タによって反転させ後段の回路に接続すればよい。
When one branch is connected to a logical constant 0 and the 0 branch is connected to a logical constant 1 as in a node N3 shown in FIG. 12C, the output of this node is When the input variable A is 1, 0 is output, and the input variable A is 0.
In the case of, 1 is output. That is, the input signal A may be inverted by an inverter and connected to a subsequent circuit.

【0041】このようにマッピングすることにより二分
決定グラフと同じ論理機能を持ったパストランジスタ論
理回路が合成される。図11の二分決定グラフからパス
トランジスタ論理回路を合成すると、図13に示す、パ
ストランジスタセレクタS100〜S105、インバー
タI100〜I105から構成されるパストランジスタ
論理回路が合成される。この回路で、I100、I10
3、I105はバッファ用インバータである。図11の
二分決定グラフでは、ノードN102、N103、N1
09が図12のマッピングルールのbに該当し、ノード
N106、N107、N111は図12のcに該当す
る。その他のノードは、図12のaに該当する。
By performing the mapping as described above, a pass transistor logic circuit having the same logic function as the BDD is synthesized. When a pass transistor logic circuit is synthesized from the BDD of FIG. 11, a pass transistor logic circuit composed of pass transistor selectors S100 to S105 and inverters I100 to I105 shown in FIG. 13 is synthesized. In this circuit, I100, I10
3, I105 is a buffer inverter. In the binary decision diagram of FIG. 11, nodes N102, N103, N1
09 corresponds to b in the mapping rule in FIG. 12, and the nodes N106, N107, and N111 correspond to c in FIG. Other nodes correspond to FIG.

【0042】(4)CMOSゲート割り当てルーチン130 このルーチンでは、パストランジスタセレクタマッピン
グルーチン120で生成されたパストランジスタ論理回
路の中で、CMOSゲートで組み直した方が面積、遅延時
間、消費電力等の回路特性が良くなると考えられる、NA
ND論理、NOR論理(あるいはAND論理、OR論理)として動
作しているパストランジスタセレクタをCMOSゲートで組
み直す。
(4) CMOS Gate Assignment Routine 130 In this routine, among the pass transistor logic circuits generated by the pass transistor selector mapping routine 120, the circuit having the area, the delay time, the power consumption, etc., which is reassembled with the CMOS gates is better. NA is thought to improve the characteristics
The pass transistor selector operating as ND logic or NOR logic (or AND logic or OR logic) is reconfigured with CMOS gates.

【0043】まず、パストランジスタ論理回路のうち、
図14のa〜dの変換パターンに該当するパストランジ
スタセレクタを選択する。この図14のa〜dに示すパ
ストランジスタセレクタは、2本の入力のいずれか一方
の入力がVDDあるいはGND電位に固定されて、つま
り論理定数1あるいは論理定数0に固定されている、NA
ND論理、NOR論理(あるいはAND論理、OR論理)として動
作しているセレクタである。処理131では、これらの
パストランジスタセレクタを、図14の変換パターンに
従ってCMOSゲートに変換する。なお、図14の変換パタ
ーンで簡単化した記号で示したCMOS回路の2入力NANDゲ
ート、2入力NORゲートおよびインバータは、それぞれ
トランジスタT10〜T13、T20〜T23、T30
〜31のトランジスタレベルの回路から構成される。
First, in the pass transistor logic circuit,
A pass transistor selector corresponding to the conversion patterns a to d in FIG. 14 is selected. In the pass transistor selectors shown in FIGS. 14A to 14D, one of the two inputs is fixed to VDD or GND potential, that is, NA is fixed to logical constant 1 or logical constant 0.
The selector operates as ND logic or NOR logic (or AND logic or OR logic). In the process 131, these pass transistor selectors are converted into CMOS gates according to the conversion pattern of FIG. The two-input NAND gate, the two-input NOR gate, and the inverter of the CMOS circuit shown by the symbols simplified by the conversion pattern in FIG. 14 are transistors T10 to T13, T20 to T23, and T30, respectively.
To 31 transistor level circuits.

【0044】図14の変換パターンからわかるように、
一つのパストランジスタセレクタは必ずしも一つのCMOS
ゲートに変換するされるわけではなく、通常、極性合わ
せためのインバータが必要になる。このため、図14の
変換パターンに従って、パストランジスタセレクタをCM
OSゲートに変換しただけでは、元から存在するインバー
タと、変換によって生じた極性合わせのためのインバー
タが2個直列に接続された冗長なインバータが生じてし
まう可能性がある。つまり、面積、遅延時間、消費電力
等の回路特性の優れたパストランジスタ/CMOS協調論理
回路を生成するためには、インバータ伝搬を行って、こ
のような無駄なインバータを回路から取り除く必要があ
る。また、パストランジスタセレクタをCMOSゲートに変
換することによって、パストランジスタセレクタが、CM
OSゲートを直接駆動する形の回路が生じる可能性も考え
られるが、この場合には、パストランジスタセレクタと
CMOSゲートの間にバッファ用インバータを挿入する必要
がある。以上のインバータ伝搬とバッファ挿入処理は互
いに相反する処理であるが、この二つの処理をひとまと
めにして同時に行うことによって、必要なところにはバ
ッファ用のインバータが挿入され、しかも冗長なインバ
ータは存在しない、面積、遅延時間、消費電力等の回路
特性の優れたパストランジスタ/CMOS協調論理回路を作
ることが可能になる(処理132)。
As can be seen from the conversion pattern of FIG.
One pass transistor selector is not necessarily one CMOS
It is not converted to a gate, but usually requires an inverter for polarity adjustment. Therefore, according to the conversion pattern shown in FIG.
The conversion to the OS gate alone may result in a redundant inverter in which two inverters, which are originally present, and two inverters for polarity matching generated by the conversion, are connected in series. In other words, in order to generate a pass transistor / CMOS cooperative logic circuit having excellent circuit characteristics such as area, delay time, and power consumption, it is necessary to carry out inverter propagation and remove such useless inverters from the circuit. Also, by converting the pass transistor selector to a CMOS gate, the pass transistor selector
It is possible that a circuit that directly drives the OS gate may occur, but in this case, a pass transistor selector and
It is necessary to insert a buffer inverter between the CMOS gates. Although the above-described inverter propagation and buffer insertion processing are mutually contradictory processing, by simultaneously performing these two processings at the same time, a buffer inverter is inserted where necessary and there is no redundant inverter. Thus, a pass transistor / CMOS cooperative logic circuit having excellent circuit characteristics such as area, delay time, and power consumption can be produced (process 132).

【0045】次に、インバータ伝搬およびバッファ挿入
が終わった回路に対して、回路の面積、遅延時間、消費
電力を計算する。これらの回路特性の値から、この回路
のコストを算出する。こうして求められた、CMOSゲート
に変換した後の回路のコストと、あらかじめ求めておい
たCMOSゲートに変換する前の回路のコストを比較する
(処理133)。CMOSゲートに変換した回路の方がコス
トが良ければCMOSゲートに変換した回路を選択し、CMOS
ゲートよりパストランジスタセレクタの方がコストが良
ければ回路をCMOSゲートに変換する前の回路に戻す。こ
のようにして、CMOSゲートとパストランジスタセレクタ
のうちでよりコストが良い方を選択する(処理13
4)。以上の処理131〜134を図14の変換パター
ンに該当するすべてのパストランジスタセレクタに対し
て行って、CMOSゲートで組み直した方が回路特性が良く
なるすべてのパストランジスタセレクタをCMOSゲートで
組み直して、面積、遅延時間、消費電力等の回路特性の
優れたパストランジスタ/CMOS協調論理回路を作成す
る。
Next, the circuit area, delay time, and power consumption are calculated for the circuit after the inverter propagation and buffer insertion. The cost of this circuit is calculated from the values of these circuit characteristics. The thus calculated cost of the circuit after conversion to the CMOS gate is compared with the previously calculated cost of the circuit before conversion to the CMOS gate (process 133). If the circuit converted to CMOS gate is more costly, select the circuit converted to CMOS gate and
If the cost of the pass transistor selector is higher than that of the gate, the circuit is returned to the circuit before conversion to the CMOS gate. In this way, the one with higher cost is selected from the CMOS gate and the pass transistor selector (process 13).
4). The above processes 131 to 134 are performed for all the pass transistor selectors corresponding to the conversion pattern in FIG. 14, and all the pass transistor selectors whose circuit characteristics are better when reassembled with CMOS gates are reassembled with CMOS gates. Create pass transistor / CMOS cooperative logic circuits with excellent circuit characteristics such as area, delay time, and power consumption.

【0046】本方法では、面積、遅延時間、消費電力か
ら決定されるコストの定義を変更することで、面積、遅
延時間、消費電力のどれに重点をおいてを、回路を合成
するかを制御することが可能である。例えば、図9の1
35で定義されるコストで、面積優先度α、遅延時間優
先度β、消費電力優先度γを、α=1、β=0、γ=0に設定
すると、遅延時間と消費電力は考慮されずに、ただ面積
だけを小さくするようにして、パストランジスタ/CMOS
協調論理回路の合成が行われる。また、α=0、β=0、γ
=1に設定すれば、消費電力を最優先にしたパストランジ
スタ/CMOS協調論理回路が合成される。もちろん、三つ
の回路特性をすべてが良くなるように合成することも可
能であり、α=1、β=1、γ=1に設定すれば、面積も遅延
時間も消費電力も考慮してパストランジスタ/CMOS協調
論理回路が合成される。
In this method, by changing the definition of the cost determined from the area, the delay time, and the power consumption, it is possible to control which one of the area, the delay time, and the power consumption is to be emphasized in synthesizing the circuit. It is possible to For example, 1 in FIG.
When the area priority α, the delay time priority β, and the power consumption priority γ are set to α = 1, β = 0, γ = 0 at the cost defined by 35, the delay time and the power consumption are not considered. In addition, pass transistor / CMOS
The synthesis of the cooperative logic circuit is performed. Α = 0, β = 0, γ
By setting = 1, a pass transistor / CMOS cooperative logic circuit with the highest priority on power consumption is synthesized. Of course, it is also possible to combine all three circuit characteristics so as to improve them. If α = 1, β = 1, and γ = 1 are set, pass transistors are considered in consideration of area, delay time, and power consumption. / CMOS cooperative logic circuit is synthesized.

【0047】本実施例では以下に、図13のパストラン
ジスタ論理回路から、面積最優先(図9の135で定義
されるコストでα=1、β=0、γ=0に設定)で、パストラ
ンジスタ/CMOS協調論理回路を合成する方法を説明す
る。図13の回路で、セレクタS100は図14の変換
パターンのaに該当するので、処理131によってCMOS
ゲートに変換され、図15の中間回路が作成される。図
15の中間回路では、パストランジスタセレクタS10
1が、そのままではCMOSゲートG100を直接駆動する
形になるため、バッファ用インバータI108が挿入さ
れる。また、このインバータI108の極性合わせのた
めに、インバータI107も挿入される。しかし、この
インバータI107はセレクタS101をはさんで、元
からあったインバータI101およびI102と2個直
列に接続された形の冗長なインバータであるので、処理
132のインバータ伝搬処理によって取り除かれる。ま
た、インバータI100、I106も冗長であるので取
り除くことができ、図16のパストランジスタ/CMOS協
調論理回路が得られる。この図16の回路の面積をライ
ブラリ11を参照して計算すると、992μ になり、
コストもこの面積の値と同じ値になる。一方、パストラ
ンジスタセレクタS100をCMOSゲートに組み直す前の
面積は、1164μ であり、コストもこの値になる。
つまり、CMOSゲートに変換した方がコストが良く、CMOS
ゲートに変換した回路が選択される。図16の回路の残
りのパストランジスタセレクタのうち、S104とS1
05は、図14の変換パターンのcに該当するので、同
様にCMOSゲートに変換されるが、パストランジスタセレ
クタS105については、パストランジスタセレクタで
回路を構成した方が面積が小さく、コストも良いため、
CMOSゲートには組み直されない。以上の処理により、最
終的には図17のパストランジスタ/CMOS協調論理回路
が合成される。
In the present embodiment, the pass transistor logic circuit shown in FIG. 13 is used in the following manner, with priority given to the area (α = 1, β = 0, γ = 0 at the cost defined by 135 in FIG. 9). A method for synthesizing a transistor / CMOS cooperative logic circuit will be described. In the circuit of FIG. 13, the selector S100 corresponds to the conversion pattern a of FIG.
It is converted to a gate, and the intermediate circuit of FIG. 15 is created. In the intermediate circuit of FIG. 15, the pass transistor selector S10
Since 1 directly drives the CMOS gate G100 as it is, the buffer inverter I108 is inserted. In addition, an inverter I107 is also inserted to match the polarity of the inverter I108. However, since the inverter I107 is a redundant inverter in which two inverters I101 and I102 are connected in series across the selector S101, the inverter I107 is removed by the inverter propagation process of process 132. Further, since the inverters I100 and I106 are redundant, they can be removed, and the pass transistor / CMOS cooperative logic circuit shown in FIG. 16 can be obtained. When the area of the circuit in FIG. 16 is calculated with reference to the library 11, it becomes 992 μ, and
The cost is also the same value as this area value. On the other hand, the area before reassembling the pass transistor selector S100 to the CMOS gate is 1164 μm, and the cost is also this value.
In other words, converting to a CMOS gate is more costly,
The circuit converted to the gate is selected. Of the remaining pass transistor selectors in the circuit of FIG.
Since 05 corresponds to the conversion pattern c in FIG. 14, it is similarly converted to a CMOS gate. However, the pass transistor selector S105 has a smaller area and is more costly if the circuit is configured by the pass transistor selector. ,
It is not reassembled into a CMOS gate. By the above processing, finally, the pass transistor / CMOS cooperative logic circuit of FIG. 17 is synthesized.

【0048】表1は、実施例2の論理関数から本発明に
よって合成されたパストランジスタ/CMOS協調論理回路
と、CMOS論理回路、パストランジスタ論理回路、および
CMOS論理回路をパストランジスタセレクタに置き換えて
作成された論理回路の、面積、遅延時間、消費電力を比
較した表である。
Table 1 shows pass transistor / CMOS cooperative logic circuits synthesized by the present invention from the logic functions of the second embodiment, CMOS logic circuits, pass transistor logic circuits, and
6 is a table comparing area, delay time, and power consumption of a logic circuit created by replacing a CMOS logic circuit with a pass transistor selector.

【0049】[0049]

【表1】 [Table 1]

【0050】表1に示すように、本方法で面積最優先で
合成したパストランジスタ/CMOS協調論理回路は、CMOS
単独で構成した論理回路(図10)より、面積を40%
近く削減することに成功しており、遅延時間および消費
電力についても、それぞれ5%と60%近く削減できて
いる。また、パストランジスタ単独で構成した論理回路
(図13)と比較しても、遅延時間と消費電力では劣る
ものの、目的とする面積の小さいパストランジスタ/CM
OS協調論理回路が合成できていることがわかる。
As shown in Table 1, the pass transistor / CMOS cooperative logic circuit synthesized by giving priority to area by the present method is a CMOS.
40% less area than logic circuit (Fig. 10) configured alone
The delay time and power consumption have been reduced by 5% and 60%, respectively. Although the delay time and the power consumption are inferior to those of the logic circuit (FIG. 13) composed of the pass transistor alone, the pass transistor / CM having a small target area is used.
It can be seen that the OS cooperative logic circuit has been synthesized.

【0051】実施例1でも述べたように、パストランジ
スタセレクタが最も得意とするのは、NAND論理やNOR論
理ではなく、複数ある何かの信号を他の信号で選択する
というセレクタ論理である。本方法では、与えられた論
理関数から二分決定グラフを作り、パストランジスタ単
独で構成した論理回路を作ってから、その論理回路で、
NAND論理、NOR論理(あるいはAND論理、OR論理)として
機能しているパストランジスタセレクタをCMOSゲートに
変換して論理回路を組み直す。このような手順で論理回
路を合成することにより、与えられた論理関数のなか
で、セレクタ論理に相当する部分にはパストランジスタ
セレクタを割り当て、それ以外のNAND論理や、NOR論理
(あるいはAND論理、OR論理)に相当する部分にはCMOS
ゲートを割り当てることが可能になる。このようにし
て、パストランジスタセレクタとCMOSゲートを、それぞ
れに適した部分に上手に使い分けることにより、パスト
ランジスタセレクタとCMOSゲートの両方の長所をうまく
組み合わせたパストランジスタ/CMOS協調論理回路を生
成する。
As described in the first embodiment, what the pass transistor selector is best at is not the NAND logic or the NOR logic, but the selector logic that selects a certain signal with another signal. In this method, a BDD is created from a given logic function, a logic circuit composed of pass transistors alone is created, and the logic circuit uses
The pass transistor selector functioning as NAND logic or NOR logic (or AND logic or OR logic) is converted to a CMOS gate to reconfigure the logic circuit. By synthesizing a logic circuit in such a procedure, a pass transistor selector is assigned to a part corresponding to a selector logic in a given logic function, and the other NAND logic or NOR logic (or AND logic, OR logic) is equivalent to CMOS
Gates can be assigned. In this way, by properly using the pass transistor selector and the CMOS gate in appropriate portions respectively, a pass transistor / CMOS cooperative logic circuit that successfully combines the advantages of both the pass transistor selector and the CMOS gate is generated.

【0052】本発明の論理回路合成方法を使用しなくて
も、パストランジスタとCMOSゲートをただ組み合わせた
だけの論理回路を作ることは可能である。例えば、本方
法とは全く逆の手順で、CMOS単独の論理回路を作ってか
ら、その回路のCMOSゲートの中でパストランジスタセレ
クタに適している部分を見つけて、その部分をパストラ
ンジスタセレクタに変換して、パストランジスタとCMOS
ゲートを組み合わせた回路を作ることもできる。しか
し、CMOS論理回路では、すべての論理がNAND論理とNOR
論理(あるいはAND論理、OR論理)の組み合わせで構成
されているため、与えられた論理関数にパストランジス
タセレクタに適したセレクタ論理部分が存在したとして
も、それに対応する部分を見つけだすことは困難であ
る。実際、本実施例の論理関数から合成したCMOS論理回
路(図10)をパストランジスタセレクタに置き換えて
みると、図18に示すパストランジスタ回路が得られ
る。この回路では、すべてのパストランジスタセレクタ
が、2本の入力のいずれか一方の入力がVDDあるいは
GND電位に固定されており、パストランジスタセレク
タには適してないNAND論理、NOR論理として使用されて
いる。セレクタ論理として使用されているパストランジ
スタセレクタは一つとして存在しない。このため、表1
に示すように、図18の回路は、CMOS単独の論理回路
(図10)や、パストランジスタ単独で構成した論理回
路(図13)のいずれよりも、面積、遅延時間、消費電
力のすべての回路特性において劣っている。このよう
に、CMOS論理回路からは、パストランジスタとCMOSゲー
トの長所をうまく組み合わせた論理回路を作成すること
は困難であり、最悪の場合には、この例のように、CMOS
単独で構成した論理回路、パストランジスタ単独で構成
した論理回路のどちらよりも性能の劣った回路ができて
しまうことがわかる。
Even without using the logic circuit synthesizing method of the present invention, it is possible to make a logic circuit simply combining pass transistors and CMOS gates. For example, in the completely opposite procedure to this method, create a CMOS-only logic circuit, find a part of the CMOS gate that is suitable for a pass transistor selector, and convert that part to a pass transistor selector. And pass transistor and CMOS
A circuit combining gates can also be made. However, in CMOS logic circuits, all logic is NAND logic and NOR
Because it is composed of a combination of logic (or AND logic and OR logic), even if a given logic function has a selector logic part suitable for a pass transistor selector, it is difficult to find the corresponding part. . Actually, if the CMOS logic circuit (FIG. 10) synthesized from the logic function of this embodiment is replaced with a pass transistor selector, the pass transistor circuit shown in FIG. 18 is obtained. In this circuit, all of the pass transistor selectors have one of the two inputs fixed to VDD or GND potential, and are used as NAND logic and NOR logic which are not suitable for the pass transistor selector. . There is no single pass transistor selector used as the selector logic. Therefore, Table 1
As shown in FIG. 18, the circuit of FIG. 18 has all the circuits of the area, the delay time, and the power consumption more than any of the logic circuit using only CMOS (FIG. 10) and the logic circuit using only pass transistors (FIG. 13). Poor in properties. In this way, it is difficult to create a logic circuit that combines the advantages of pass transistors and CMOS gates from a CMOS logic circuit.
It can be seen that a circuit having lower performance than either the logic circuit constituted solely or the logic circuit constituted solely by the pass transistor is formed.

【0053】以上からわかるように、ただ単にCMOSゲー
トとパストランジスタセレクタを組み合わせただけで
は、パストランジスタセレクタとCMOSゲートのそれぞれ
の長所をうまく組み合せることは不可能であり、最悪の
場合にはそれらの短所だけが組み合わされた回路特性の
劣った論理回路ができてしまう。つまり、本方法に示し
た手順で回路を合成することによってはじめて、パスト
ランジスタセレクタとCMOSゲートのそれぞれの長所をう
まく組み合せたパストランジスタ/CMOS協調論理回路を
合成することが可能になる。
As can be seen from the above, it is impossible to successfully combine the advantages of the pass transistor selector and the CMOS gate simply by combining the CMOS gate and the pass transistor selector. A logic circuit with inferior circuit characteristics, which is a combination of only the disadvantages described above, is produced. That is, only by synthesizing the circuit according to the procedure shown in the present method, it becomes possible to synthesize a pass transistor / CMOS cooperative logic circuit that successfully combines the advantages of the pass transistor selector and the CMOS gate.

【0054】<実施例2の変形例>実施例2では、パス
トランジスタセレクタをnチャネル電界効果トランジス
タだけで構成した例を説明したが、pチャネル、nチャ
ネルの両方のタイプのトランジスタで構成したパストラ
ンジスタセレクタ(例えば図20に示したトランジスタ
T200〜T203、インバータI200から構成され
るセレクタ)でも、実施例2と全く同様にして、本方法
により、面積の小さいパストランジスタ/CMOS協調論理
回路を作ることが可能である。このことは、以下の実施
例でも全く同様である <実施例3>本実施例では、実施例2と同じ論理関数を
例にとって、実施例2と違って遅延時間を最優先(図9
の135のコストでα=0、β=1、γ=0に設定)にしてパ
ストランジスタ/CMOS協調論理回路を合成した例を説明
する。実施例2と同様に、二分決定グラフ作成ルーチン
110で二分決定グラフが作られ、パストランジスタマ
ッピングルーチン120により、図13のパストランジ
スタ論理回路が作られる。図13のパストランジスタ論
理回路で、まずパストランジスタセレクタS100が選
択され、処理131によりCMOSゲートに変換される。次
に、処理132により、セレクタS101の出力にバッ
ファ用インバータが挿入され、冗長なインバータが取り
除かれて、図16の中間回路が得られる。処理135で
は、実施例2の場合と違って、面積ではなく回路の遅延
時間が計算され、遅延時間の値がこの回路のコストにな
る。CMOSゲートに組み直す前の回路(図13)の遅延時
間は、入力F→セレクタS104→セレクタS102→
バッファ用インバータI103→セレクタS100内の
インバータ→セレクタS100→バッファ用インバータ
I100の経路の遅延時間である。一方、CMOSゲートで
組み直した回路(図16)で対応する経路は、入力F→
セレクタS104→セレクタS102→バッファ用イン
バータI103→CMOSゲートG100に短縮されるの
で、遅延時間は大幅に小さくなる。このため、CMOSゲー
トで組み直した回路の方がコストが良いので、処理13
4ではCMOSゲートで組み直した回路が選択される。
<Modification of Second Embodiment> In the second embodiment, an example in which the pass transistor selector is constituted by only n-channel field-effect transistors has been described. However, a pass transistor constituted by both p-channel and n-channel transistors is used. In a transistor selector (for example, a selector including transistors T200 to T203 and an inverter I200 shown in FIG. 20), a pass transistor / CMOS cooperative logic circuit having a small area can be formed by the method in the same manner as in the second embodiment. Is possible. This is exactly the same in the following embodiments. <Embodiment 3> In the present embodiment, taking the same logical function as the embodiment 2 as an example, unlike the embodiment 2, the delay time is given the highest priority (FIG. 9).
(Set to α = 0, β = 1, γ = 0 at the cost of 135) to synthesize a pass transistor / CMOS cooperative logic circuit. As in the second embodiment, a binary decision diagram is created by the binary decision diagram creation routine 110, and the pass transistor logic circuit of FIG. 13 is created by the pass transistor mapping routine 120. In the pass transistor logic circuit shown in FIG. 13, first, the pass transistor selector S100 is selected, and is converted into a CMOS gate by a process 131. Next, by the process 132, the buffer inverter is inserted into the output of the selector S101, the redundant inverter is removed, and the intermediate circuit of FIG. 16 is obtained. In the process 135, unlike the case of the second embodiment, the delay time of the circuit is calculated instead of the area, and the value of the delay time becomes the cost of the circuit. The delay time of the circuit (FIG. 13) before re-assembly into the CMOS gate is determined by the input F → selector S104 → selector S102 →
The delay time of the path from the buffer inverter I103 → the inverter in the selector S100 → the selector S100 → the buffer inverter I100. On the other hand, the corresponding path in the circuit reassembled by the CMOS gate (FIG. 16) is the input F →
Since the time is shortened to the selector S104 → the selector S102 → the buffer inverter I103 → the CMOS gate G100, the delay time is greatly reduced. For this reason, a circuit reassembled with CMOS gates is more costly.
In 4, the circuit reassembled by the CMOS gate is selected.

【0055】発明の解決すべき課題の項で説明したよう
に、多段二分決定グラフから構成されるパストランジス
タ単独の論理回路では、あるパストランジスタセレクタ
がバッファ用インバータを介して、後段のパストランジ
スタセレクタの制御入力に接続される構成の回路ができ
る(図13のS102→I103→S100内のインバ
ータ→S100)。この場合、バッファ用インバータと
後段のパストランジスタセレクタ内のインバータが直列
に接続されるので遅延時間がどうしても遅くなってしま
う。しかし、実施例1で既に説明したように、この例の
ように後段のパストランジスタセレクタをうまくCMOSゲ
ートで組み直すことができれば、パストランジスタセレ
クタ内の遅いインバータを省略することができるので、
遅延時間の小さい論理回路を作ることが可能になる。一
般に、パストランジスタ単独の論理回路をパストランジ
スタ/CMOS協調論理回路に組み直すことにより遅延時間
を小さくすることができる。
As described in the section to be solved by the invention, in a logic circuit of a single pass transistor composed of a multi-stage binary decision diagram, a certain pass transistor selector is connected to a subsequent pass transistor selector via a buffer inverter. (S102 → I103 → Inverter in S100 → S100 in FIG. 13). In this case, since the buffer inverter and the inverter in the subsequent pass transistor selector are connected in series, the delay time is inevitably delayed. However, as already described in the first embodiment, if the pass transistor selector in the subsequent stage can be successfully reassembled with CMOS gates as in this example, the slow inverter in the pass transistor selector can be omitted.
A logic circuit with a small delay time can be manufactured. Generally, the delay time can be reduced by reassembling a logic circuit including only a pass transistor into a pass transistor / CMOS cooperative logic circuit.

【0056】残りのパストランジスタセレクタのうち、
図14の変換パターンに相当するのはS104とS10
5である。面積最優先の実施例2ではS104のみがCM
OSゲートで組み直されたが、遅延時間最優先の本実施例
では、S105もCMOSゲートに変換される。理由は、S
100の場合と同様に、セレクタS105をCMOSゲート
に変換することによりセレクタS105内の遅いインバ
ータを取り除くことができ、遅延時間をさらに削減でき
るからである。以上の操作により、最終的には図19の
パストランジスタ/CMOS協調論理回路が得られる。表1
に示すように、本実施例でも、本方法でパストランジス
タ/CMOS協調論理回路を合成することにより、CMOS単独
で構成した論理回路(図10)より、遅延時間を20%
近く削減することに成功している。また、パストランジ
スタ単独で構成した論理回路(図13)と比較しても、
遅延時間を10%近く小さくすることに成功している。
Of the remaining pass transistor selectors,
S104 and S10 correspond to the conversion pattern of FIG.
5 In the second embodiment where the area is the highest priority, only S104 is CM
Although reassembled by the OS gate, in this embodiment where delay time is given the highest priority, S105 is also converted to a CMOS gate. The reason is S
This is because, as in the case of 100, by converting the selector S105 to a CMOS gate, the slow inverter in the selector S105 can be eliminated, and the delay time can be further reduced. By the above operation, the pass transistor / CMOS cooperative logic circuit of FIG. 19 is finally obtained. Table 1
As shown in FIG. 10, in this embodiment, the delay time is reduced by 20% compared with the logic circuit (FIG. 10) constituted by CMOS alone by synthesizing the pass transistor / CMOS cooperative logic circuit by this method.
We have succeeded in reducing it soon. In addition, when compared with a logic circuit (FIG. 13) constituted only by pass transistors,
The delay time has been successfully reduced by nearly 10%.

【0057】<実施例4>本実施例では、実施例2、3
と異なり、消費電力を最優先(図9の135のコストで
α=0、β=1、γ=0に設定)にしてパストランジスタ/CM
OS協調論理回路を合成する方法を、実施例2、3と同じ
論理関数を例にして説明する。実施例2、3と同様に、
二分決定グラフ作成ルーチン110で二分決定グラフが
作られ、パストランジスタセレクタマッピングルーチン
120を経て、図13のパストランジスタ論理回路が作
られる。図13のパストランジスタ論理回路で、まずセ
レクタS100選択され、処理131、処理132を経
て、図16の中間回路が得られる。次の処理133で
は、実施例2、3と違って、回路の消費電力が計算さ
れ、消費電力の値が回路のコストになる。図16のパス
トランジスタ/CMOS協調論理回路の消費電力をライブラ
リ11を参照して計算すると、143μW/MHzにな
る。一方、CMOSゲートに変換する前の回路(図13)の
消費電力は、140μW/MHzであるので、実施例
2、3の場合と違って、パストランジスタセレクタで回
路を構成した方がコストが良い。つまり、処理134で
選択されるのはCMOSゲートで組み直した回路ではなく、
パストランジスタセレクタで構成した回路になる。図1
4の変換パターンに該当する残りのパストランジスタセ
レクタはS104、S105であるが、実施例2、3と
違って、この2つのセレクタについても、パストランジ
スタセレクタで構成した回路の方が消費電力が小さく、
コストが良い。このため、消費電力最優先の本実施例で
は、図13のパストランジスタ論理回路は、CMOSゲート
に全く組み直されることなくそのまま出力される。
<Embodiment 4> In this embodiment, Embodiments 2 and 3 will be described.
Contrary to this, the power consumption is made the highest priority (α = 0, β = 1, γ = 0 are set at the cost of 135 in FIG. 9) and the pass transistor / CM
A method of synthesizing an OS cooperative logic circuit will be described using the same logic function as in the second and third embodiments as an example. As in Examples 2 and 3,
The binary decision graph is created by the binary decision diagram creation routine 110, and the pass transistor logic circuit of FIG. 13 is created through the pass transistor selector mapping routine 120. In the pass transistor logic circuit of FIG. 13, first, the selector S100 is selected, and through the processes 131 and 132, the intermediate circuit of FIG. 16 is obtained. In the next process 133, unlike the second and third embodiments, the power consumption of the circuit is calculated, and the value of the power consumption becomes the cost of the circuit. The power consumption of the pass transistor / CMOS cooperative logic circuit in FIG. 16 is calculated to be 143 μW / MHz by referring to the library 11. On the other hand, the power consumption of the circuit (FIG. 13) before the conversion to the CMOS gate is 140 μW / MHz. Therefore, unlike the case of the second and third embodiments, the cost is better if the circuit is configured by the pass transistor selector. . In other words, what is selected in process 134 is not a circuit reassembled with CMOS gates,
This is a circuit composed of pass transistor selectors. FIG.
The remaining pass transistor selectors corresponding to the conversion pattern of No. 4 are S104 and S105. However, unlike the second and third embodiments, the circuit constituted by the pass transistor selector also consumes less power for these two selectors. ,
Good cost. For this reason, in this embodiment where power consumption is the highest priority, the pass transistor logic circuit of FIG. 13 is output as it is without being reassembled into a CMOS gate at all.

【0058】この理由は、図4のパストランジスタセレ
クタとCMOSゲートの比較結果にも示したように、パスト
ランジスタセレクタの消費電力はCMOSゲートよりも大幅
に小さいからである(CMOSゲートの半分以下)。これ
は、パストランジスタセレクタでは、セレクタ回路の大
半を占めるセレクタ部分をnチャネル電界効果トランジ
スタだけで構成して、より性能の劣るpチャネル電界効
果トランジスタの数を削減することにより、性能を劣化
させることなくパストランジスタセレクタ回路内のトラ
ンジスタのゲート幅の合計を押さえること可能であり、
このため、消費電力を小さくできるからである。
The reason for this is that the power consumption of the pass transistor selector is significantly smaller than that of the CMOS gate (less than half of that of the CMOS gate) as shown in the comparison result between the pass transistor selector and the CMOS gate in FIG. . This is because, in the pass transistor selector, the selector portion occupying the majority of the selector circuit is constituted only by the n-channel field-effect transistors, and the performance is degraded by reducing the number of inferior-performance p-channel field-effect transistors. It is possible to suppress the total gate width of the transistors in the pass transistor selector circuit without
This is because power consumption can be reduced.

【0059】<実施例5>本発明のパストランジスタ/
CMOS協調論理回路の合成方法では、CMOSゲートに変換し
た方が回路の性能が良くなると考えられる、NAND論理や
NOR論理(あるいはAND論理、OR論理)として動作してい
るパストランジスタセレクタを、CMOSゲートに変換する
のであるが、実際にCMOSゲートに変換するかどうかは、
パストランジスタセレクタをCMOSゲートに変換して、回
路の面積、遅延時間、消費電力から定義されるコストを
計算してコストが良くなるかどうかで判断する。このた
め、本方法では、以上の実施例2、3、4からわかるよ
うに、パストランジスタ/CMOS協調論理回路を合成する
際の、面積、遅延時間、電力で定義されるコストを変更
することで、パストランジスタセレクタとCMOSゲートの
割合を変化させて、合成される回路の諸特性を柔軟に制
御することが可能である。例えば、図21は、実施例
2、3、4よりも大規模な論理関数(CMOSゲート換算で
約1000ゲート)を例にして、図9の135のコスト
で面積優先度αと電力優先度γを0から1の間で変化さ
せることにより、面積最優先から消費電力最優先まで変
化させて、パストランジスタ/CMOS協調論理回路を合成
した結果である。図21の結果からわかるように、消費
電力の優先度が増加するに従って、消費電力を削減する
のに適したパストランジスタの割合が増加し、消費電力
優先のパストランジスタ/CMOS協調論理回路が合成され
ていることがわかる。このように、本方法で合成される
パストランジスタ/CMOS協調論理回路では、パストラン
ジスタセレクタとCMOSゲートの割合を制御することによ
って、合成される回路の特性を容易にコントロールする
ことが可能である。また、この結果から、実際の大規模
な論理でパストランジスタ/CMOS協調論理回路を組んだ
場合に、面積、遅延時間、消費電力の三つの回路特性が
最もバランスが良いのは、パストランジスタ回路の面積
比率が回路全体の10〜60%程度の場合であることが
初めて明らかになった。
<Embodiment 5> The pass transistor of the present invention /
In the method of synthesizing a CMOS cooperative logic circuit, it is considered that the performance of the circuit is better when converted to a CMOS gate.
The pass transistor selector operating as NOR logic (or AND logic or OR logic) is converted to a CMOS gate.
The pass transistor selector is converted to a CMOS gate, and a cost defined from the circuit area, delay time, and power consumption is calculated to determine whether the cost is improved. Therefore, according to the present method, as can be seen from the second, third, and fourth embodiments, the cost defined by the area, the delay time, and the power when the pass transistor / CMOS cooperative logic circuit is synthesized is changed. By changing the ratio between the pass transistor selector and the CMOS gate, it is possible to flexibly control various characteristics of the synthesized circuit. For example, FIG. 21 shows an example of a logic function (about 1000 gates in terms of CMOS gates) larger than those of the second, third, and fourth embodiments, and an area priority α and a power priority γ at a cost of 135 in FIG. Is changed from 0 to 1 to change the priority from the area priority to the power consumption priority, and synthesize the pass transistor / CMOS cooperative logic circuit. As can be seen from the results of FIG. 21, as the priority of power consumption increases, the ratio of pass transistors suitable for reducing power consumption increases, and a pass transistor / CMOS cooperative logic circuit that prioritizes power consumption is synthesized. You can see that it is. As described above, in the pass transistor / CMOS cooperative logic circuit synthesized by the present method, it is possible to easily control the characteristics of the synthesized circuit by controlling the ratio of the pass transistor selector and the CMOS gate. From this result, when a pass transistor / CMOS cooperative logic circuit is constructed with an actual large-scale logic, the three circuit characteristics of the area, the delay time, and the power consumption have the best balance. It became clear for the first time that the area ratio was about 10 to 60% of the entire circuit.

【0060】本方法では、 実際に回路の面積、遅延時
間、消費電力等の回路特性が良くなる場合だけ、パスト
ランジスタセレクタをCMOSゲートに変換する。このた
め、本方法では、どんな論理関数に対しても常にパスト
ランジスタ単独で構成した論理回路、あるいはCMOSゲー
ト単独で構成した論理回路よりも回路特性の優れたパス
トランジスタ/CMOS協調論理回路を合成することが可能
である。例えば、図22は、図21の論理よりさらに大
規模な12種類の論理(CMOSゲート換算で1000〜1
0000ゲート)に対して、本方法で合成したパストラ
ンジスタ/CMOS協調論理回路と、従来の方法で合成した
パストランジスタ単独の論理回路を、CMOS単独の論理回
路を基準にして比較した結果である。この結果からわか
るように、本方法では、どんな論理に対しても、従来の
パストランジスタ単独の論理回路およびCMOS単独の論理
回路よりも常に面積と消費電力の両方が優れたパストラ
ンジスタ/CMOS協調論理回路を合成することが可能であ
ることがわかる。
In the present method, the pass transistor selector is converted to a CMOS gate only when the circuit characteristics such as the area, delay time, and power consumption of the circuit are actually improved. For this reason, the present method synthesizes a logic circuit composed of only pass transistors for any logic function, or a pass transistor / CMOS cooperative logic circuit having better circuit characteristics than a logic circuit composed of only CMOS gates. It is possible. For example, FIG. 22 shows 12 types of logics (1000 to 1 in terms of CMOS gates) which are larger than the logic of FIG.
0000 gate) is a result of comparing a pass transistor / CMOS cooperative logic circuit synthesized by the present method with a pass transistor only logic circuit synthesized by the conventional method on the basis of a CMOS only logic circuit. As can be seen from the results, in the present method, for any logic, a pass transistor / CMOS cooperative logic that always has both the area and the power consumption superior to the conventional logic circuit using only the pass transistor and the logic circuit using only CMOS. It can be seen that the circuits can be synthesized.

【0061】<実施例6>以上の実施例では、図9のプ
ログラムによって、パストランジスタ/CMOS協調論理回
路を合成する手順を示した。本実施例では以下に、図2
3に示すプログラムによってパストランジスタ/CMOS協
調論理回路を合成する方法を説明する。これまでの実施
例2〜5と同様に、まず二分決定グラフ作成ルーチン1
10によって二分決定グラフが作られる。実施例2〜5
と違うのは、この二分決定グラフから、パストランジス
タセレクタ/CMOSゲートマッピングルーチン300によ
り、パストランジスタ論理回路を経由せずに、直接パス
トランジスタ/CMOS協調論理回路を合成する点である。
以下、図24の二分決定グラフを例にしてこのパストラ
ンジスタセレクタ/CMOSゲートマッピングルーチン30
0を説明する。まず処理301によって、ノードN30
1は図14のbに該当するので、図14の変換パターン
に従って、CMOSゲートにマッピングされる(図25のG
301、I300)。その他のノードN300、N30
2、N303は図12のマッピングルールに従ってパス
トランジスタセレクタおよびインバータにマッピングさ
れる(図25のS300、I301)。このようにして
図25の中間回路が生成される。図25の中間回路で、
インバータI300とI301は冗長なインバータであ
るので、処理302により除去され、最終的には図26
の回路が合成される。
Embodiment 6 In the above embodiment, the procedure for synthesizing the pass transistor / CMOS cooperative logic circuit by the program shown in FIG. 9 has been described. In this embodiment, FIG.
A method of synthesizing a pass transistor / CMOS cooperative logic circuit by the program shown in FIG. First, as in the second to fifth embodiments, first, the binary decision diagram creation routine 1
10 produces a binary decision diagram. Examples 2 to 5
The difference is that the pass transistor / CMOS cooperative logic circuit is directly synthesized from the BDD by the pass transistor selector / CMOS gate mapping routine 300 without passing through the pass transistor logic circuit.
The pass transistor selector / CMOS gate mapping routine 30 will now be described with reference to the binary decision diagram of FIG.
0 will be explained. First, in the process 301, the node N30
1 corresponds to b in FIG. 14 and is mapped to a CMOS gate according to the conversion pattern in FIG. 14 (G in FIG. 25).
301, I300). Other nodes N300, N30
2, N303 are mapped to the pass transistor selector and the inverter according to the mapping rule of FIG. 12 (S300, I301 of FIG. 25). Thus, the intermediate circuit of FIG. 25 is generated. In the intermediate circuit of FIG.
Since the inverters I300 and I301 are redundant inverters, they are removed by the process 302, and finally,
Are synthesized.

【0062】実施例2〜5のパストランジスタ/CMOS協
調論理回路合成プログラム(図9)では、一度パストラ
ンジスタ論理回路を作ってから、NAND論理やNOR論理(あ
るいはAND論理、OR論理)として動作しているパストラ
ンジスタセレクタを、回路の面積、遅延時間、消費電力
等の回路特性から定義されるコストを計算して、コスト
が良くなればCMOSゲートに変換する。このため、どんな
場合でも、回路特性の優れた論理回路を合成できること
が保証される。しかし、毎回、回路の面積、遅延時間、
消費電力等を計算する必要があるため、回路の合成に多
少時間がかかるという欠点がある。また、図4からわか
るように、たいていの場合、NAND論理やNOR論理(あるい
はAND論理、OR論理)として動作しているパストランジ
スタセレクタは、CMOSゲートに変換した方が合成される
回路の特性は良くなる。このため、本実施例のように、
コストを計算せずに、二分決定グラフから直接、パスト
ランジスタ/CMOS協調論理回路を作成しても、そこそこ
回路特性の優れた論理回路が合成できることが期待でき
る。実際、図24の二分決定グラフからパストランジス
タ論理回路を合成すると図27の回路が合成されるが、
この回路と比べてみると、本方法で合成されたパストラ
ンジスタ/CMOS協調論理回路(図25)の方がトランジ
スタ数が少なく、優れた論理回路が合成できていること
がわかる。このように、本方法によっても、パストラン
ジスタセレクタとCMOSゲートの長所をうまく組み合わせ
たパストランジスタ/CMOS協調論理回路を合成すること
が可能である。
In the pass transistor / CMOS cooperative logic circuit synthesis program of the second to fifth embodiments (FIG. 9), once the pass transistor logic circuit is created, it operates as NAND logic or NOR logic (or AND logic, OR logic). The calculated pass transistor selector calculates a cost defined from circuit characteristics such as a circuit area, a delay time, and power consumption, and converts the cost to a CMOS gate when the cost is improved. Therefore, in any case, it is guaranteed that a logic circuit having excellent circuit characteristics can be synthesized. However, every time, the circuit area, delay time,
Since it is necessary to calculate the power consumption and the like, there is a disadvantage that it takes some time to synthesize the circuits. Also, as can be seen from FIG. 4, in most cases, the pass transistor selector operating as NAND logic or NOR logic (or AND logic or OR logic) has the characteristics of a circuit synthesized by conversion to a CMOS gate. Get better. Therefore, as in this embodiment,
Even if a pass transistor / CMOS cooperative logic circuit is created directly from a BDD without calculating costs, it can be expected that a logic circuit with excellent circuit characteristics can be synthesized. Actually, when the pass transistor logic circuit is synthesized from the BDD of FIG. 24, the circuit of FIG. 27 is synthesized.
Comparing with this circuit, it can be seen that the pass transistor / CMOS cooperative logic circuit (FIG. 25) synthesized by the present method has a smaller number of transistors, and an excellent logic circuit can be synthesized. As described above, according to the present method, it is possible to synthesize a pass transistor / CMOS cooperative logic circuit that combines the advantages of the pass transistor selector and the CMOS gate.

【0063】[0063]

【発明の効果】以上に示した実施例からわかるように、
本発明によれば、与えられた論理回路仕様がどんな論理
であっても、パストランジスタ回路とCMOS回路の両方の
長所をうまく組み合わせることにより、従来のCMOS単独
で構成した論理回路およびパストランジスタ単独で構成
した論理回路よりも、面積、遅延時間、消費電力等の回
路特性の優れたパストランジスタ/CMOS協調論理回路を
合成することが可能になる。
As can be seen from the embodiment described above,
According to the present invention, no matter what logic the given logic circuit specification is, by combining the advantages of both the pass transistor circuit and the CMOS circuit well, the logic circuit and the pass transistor alone configured by the conventional CMOS alone can be used. It becomes possible to synthesize a pass transistor / CMOS cooperative logic circuit having better circuit characteristics such as area, delay time, and power consumption than the configured logic circuit.

【0064】また、回路の面積、遅延時間、消費電力か
ら定義されるコストを調整することにより、パストラン
ジスタセレクタとCMOSゲートの割合を変化させて、合成
されるパストランジスタ/CMOS協調論理回路の面積、遅
延時間、消費電力等の回路特性を柔軟にコントロールす
ることが可能になる。
Further, by adjusting the cost defined by the circuit area, the delay time, and the power consumption, the ratio of the pass transistor selector to the CMOS gate is changed, and the area of the combined pass transistor / CMOS cooperative logic circuit is changed. It is possible to flexibly control circuit characteristics such as delay time and power consumption.

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

【図1】本発明の望ましい実施形態。FIG. 1 shows a preferred embodiment of the present invention.

【図2】本発明の他の望ましい実施形態。FIG. 2 shows another preferred embodiment of the present invention.

【図3】本発明の他の望ましい実施形態。FIG. 3 shows another preferred embodiment of the present invention.

【図4】パストランジスタセレクタでNAND論理およびNO
R論理を構成した場合と、CMOSゲートで構成した場合の
比較の図。
FIG. 4 shows NAND logic and NO in a pass transistor selector.
FIG. 4 is a diagram illustrating a comparison between a case where the R logic is configured and a case where a CMOS gate is configured.

【図5】本発明の第1の実施例によるパストランジスタ
/CMOS協調論理回路と、従来のパストランジスタ論理回
路およびCMOS論理回路を比較した図。
FIG. 5 is a diagram comparing a pass transistor / CMOS cooperative logic circuit according to the first embodiment of the present invention with a conventional pass transistor logic circuit and a CMOS logic circuit;

【図6】本発明の第1の実施例によるパストランジスタ
/CMOS協調論理回路のレイアウト例。
FIG. 6 is a layout example of a pass transistor / CMOS cooperative logic circuit according to the first embodiment of the present invention.

【図7】本発明の第2の実施例による、論理回路を合成
するための計算機システムとそこに使用される論理回路
合成プログラムの概略構成図。
FIG. 7 is a schematic configuration diagram of a computer system for synthesizing a logic circuit and a logic circuit synthesis program used therein according to a second embodiment of the present invention.

【図8】本発明の第2の実施例による、論理回路の合成
から半導体集積回路の製造までのフローチャート。
FIG. 8 is a flowchart from the synthesis of a logic circuit to the manufacture of a semiconductor integrated circuit according to a second embodiment of the present invention.

【図9】実施例2のパストランジスタ/CMOS協調論理回
路合成プログラムのフロチャート。
FIG. 9 is a flowchart of a pass transistor / CMOS cooperative logic circuit synthesis program according to the second embodiment.

【図10】実施例2の論理関数から既存の公知の方法で
合成されたCMOS論理回路の回路図。
FIG. 10 is a circuit diagram of a CMOS logic circuit synthesized from the logic function of the second embodiment by a known method.

【図11】図9の本発明のパストランジスタ/CMOS協調
論理回路合成プログラムの二分決定グラフ作成ルーチン
によって作成される多段二分決定グラフの例を示す図。
11 is a diagram showing an example of a multi-stage binary decision diagram created by the binary decision diagram creation routine of the pass transistor / CMOS cooperative logic circuit synthesis program of the present invention in FIG. 9;

【図12】パストランジスタセレクタのマッピングルー
ルを示す図。
FIG. 12 is a diagram showing a mapping rule of a pass transistor selector.

【図13】図9の本発明のパストランジスタ/CMOS協調
論理回路合成プログラムのパストランジスタマッピング
ルーチンによって、図11の多段二分決定グラフから作
成されるパストランジスタ論理回路の回路図。
13 is a circuit diagram of a pass transistor logic circuit created from the multi-stage binary decision diagram of FIG. 11 by a pass transistor mapping routine of the pass transistor / CMOS cooperative logic circuit synthesis program of the present invention in FIG. 9;

【図14】本発明の方法でパストランジスタ/CMOS協調
論理回路を合成する際に、CMOSゲートに変換されるパス
トランジスタセレクタのパターンと、その変換ルールを
示す図。
FIG. 14 is a view showing a pattern of a pass transistor selector which is converted into a CMOS gate when a pass transistor / CMOS cooperative logic circuit is synthesized by the method of the present invention, and a conversion rule thereof.

【図15】図9の本発明のパストランジスタ/CMOS協調
論理回路合成プログラムのCMOSゲート割り当てルーチン
の途中で作成される中間回路の回路図。
FIG. 15 is a circuit diagram of an intermediate circuit created during the CMOS gate assignment routine of the pass transistor / CMOS cooperative logic circuit synthesis program of the present invention in FIG. 9;

【図16】図9の本発明のパストランジスタ/CMOS協調
論理回路合成プログラムのCMOSゲート割り当てルーチン
の途中で作成される中間回路の回路図。
FIG. 16 is a circuit diagram of an intermediate circuit created during the CMOS gate assignment routine of the pass transistor / CMOS cooperative logic circuit synthesis program of the present invention in FIG. 9;

【図17】図9の本発明のパストランジスタ/CMOS協調
論理回路合成プログラムで面積最優先に設定した時に合
成されるパストランジスタ/CMOS協調論理回路の回路
図。
17 is a circuit diagram of a pass transistor / CMOS cooperative logic circuit synthesized when the area is given the highest priority in the pass transistor / CMOS cooperative logic circuit synthesis program of the present invention in FIG. 9;

【図18】図10のCMOS論理回路からCMOSゲートをパス
トランジスタセレクタに変換して作成される論理回路の
回路図。
FIG. 18 is a circuit diagram of a logic circuit created by converting a CMOS gate into a pass transistor selector from the CMOS logic circuit of FIG. 10;

【図19】図9の本発明のパストランジスタ/CMOS協調
論理回路合成プログラムで遅延時間最優先に設定した時
に合成されるパストランジスタ/CMOS協調論理回路の回
路図。
19 is a circuit diagram of a pass transistor / CMOS cooperative logic circuit synthesized when the delay time is set to the highest priority in the pass transistor / CMOS cooperative logic circuit synthesis program of the present invention in FIG. 9;

【図20】pチャネルとnチャネルの両方のタイプのト
ランジスタで構成したパストランジスタセレクタの回路
図。
FIG. 20 is a circuit diagram of a pass transistor selector composed of both p-channel and n-channel transistors.

【図21】本発明のパストランジスタ/CMOS協調論理回
路合成プログラムで、コストを面積最優先から遅延時間
最優先まで変化させた時の結果。
FIG. 21 shows the results when the cost is changed from the area priority to the delay time priority in the pass transistor / CMOS cooperative logic circuit synthesis program of the present invention.

【図22】12種類の異なった論理に対して、本発明の
パストランジスタ/CMOS協調論理回路合成プログラムで
合成される論理回路と、既存の公知の方法で合成したCM
OS論理回路およびパストランジスタ論理回路との、面積
と消費電力を比較した図。
FIG. 22 shows a logic circuit synthesized by the pass transistor / CMOS cooperative logic circuit synthesis program of the present invention and a CM synthesized by an existing known method for twelve different logics.
FIG. 5 is a diagram comparing the area and power consumption of an OS logic circuit and a pass transistor logic circuit.

【図23】本発明の第6の実施例によるパストランジス
タ/CMOS協調論理回路の合成プログラムのフロチャー
ト。
FIG. 23 is a flowchart of a synthesis program of a pass transistor / CMOS cooperative logic circuit according to a sixth embodiment of the present invention.

【図24】図23の本発明のパストランジスタ/CMOS協
調論理回路合成プログラムにより作成される二分決定グ
ラフの例を示す図。
24 is a diagram showing an example of a BDD created by the pass transistor / CMOS cooperative logic circuit synthesis program of FIG. 23 according to the present invention;

【図25】図23の本発明のパストランジスタ/CMOS協
調論理回路合成プログラムのパストランジスタセレクタ
/CMOSゲートマッピングルーチンの途中で作成される中
間回路の回路図。
FIG. 25 is a circuit diagram of an intermediate circuit created during the pass transistor selector / CMOS gate mapping routine of the pass transistor / CMOS cooperative logic circuit synthesis program of the present invention in FIG. 23;

【図26】図23の本発明のパストランジスタ/CMOS協
調論理回路合成プログラムにより合成されるパストラン
ジスタ/CMOS協調論理回路の回路図。
FIG. 26 is a circuit diagram of a pass transistor / CMOS cooperative logic circuit synthesized by the pass transistor / CMOS cooperative logic circuit synthesis program of the present invention in FIG. 23;

【図27】図24の二分決定グラフから合成されるパス
トランジスタ論理回路の回路図。
FIG. 27 is a circuit diagram of a pass transistor logic circuit synthesized from the BDD of FIG. 24;

Claims (15)

【特許請求の範囲】[Claims] 【請求項1】ゲートが第1の入力により制御され、第1
の動作電位点と第1ノードとの間にソースドレイン経路
が接続された第1のpチャネル電界効果トランジスタ
と、 ゲートが第2の入力により制御され、第1の動作電位点
と第1ノードとの間にソースドレイン経路が接続された
第2のpチャネル電界効果トランジスタと、 ゲートが第1の入力により制御され、第1ノードと第4
ノードとの間にソースドレイン経路が接続された第1の
nチャネル電界効果トランジスタと、 ゲートが第2の入力により制御され、第4ノードと第2
の動作電位点との間にソースドレイン経路が接続された
第2のnチャネル電界効果トランジスタと、 ゲートが第1ノードにより制御され、第1の動作電位点
と第2ノードとの間にソースドレイン経路が接続された
第3のpチャネル電界効果トランジスタと、 ゲートが第1ノードにより制御され、第2ノードと第2
の動作電位点との間にソースドレイン経路が接続された
第3のnチャネル電界効果トランジスタと、 ゲートが第2ノードにより制御され、第3入力と第3ノ
ードとの間にソースドレイン経路が接続された第5のn
チャネル電界効果トランジスタと、 ゲートが第1ノードにより制御され、第4入力と第3ノ
ードとの間にソースドレイン経路が接続された第6のn
チャネル電界効果トランジスタと、 ゲートが第3ノードにより制御され、第1動作電位点と
第1の出力との間にソースドレイン経路が接続された第
4のpチャネル電界効果トランジスタと、 ゲートが第3ノードにより制御され、第1の出力と第2
の動作電位点との間にソースドレイン経路が接続された
第4のnチャネル電界効果トランジスタを具備するブー
ル処理付きセレクタ論理を含むことを特徴とする論理回
路。
A gate controlled by a first input;
A first p-channel field effect transistor having a source-drain path connected between the first operating potential point and the first node; a gate controlled by the second input; A second p-channel field-effect transistor having a source-drain path connected between the first node and a fourth node, the gate of which is controlled by the first input;
A first n-channel field-effect transistor having a source-drain path connected between the first node and a node, a gate controlled by a second input, a fourth node and a second
A second n-channel field effect transistor having a source / drain path connected between the first operating potential point and the second operating node; and a source / drain connected between the first operating potential point and the second node. A third p-channel field effect transistor having a path connected thereto, a gate controlled by the first node, and a second node connected to the second node.
A third n-channel field-effect transistor having a source-drain path connected to an operating potential point, and a gate controlled by a second node, and a source-drain path connected between a third input and the third node. Fifth n
A sixth field-effect transistor having a gate controlled by the first node and a source-drain path connected between the fourth input and the third node;
A fourth p-channel field-effect transistor having a gate controlled by a third node and having a source-drain path connected between the first operating potential point and the first output; Controlled by a first output and a second
A logic circuit comprising a selector logic with Boolean processing, comprising a fourth n-channel field-effect transistor having a source-drain path connected to the operating potential point.
【請求項2】ゲートが出力により制御され、第1動作電
位点と第3ノードとの間にソースドレイン経路が接続さ
れた第5のpチャネル電界効果トランジスタを具備する
ことを特徴とする請求項1の論理回路。
2. The semiconductor device according to claim 1, further comprising a fifth p-channel field-effect transistor having a gate controlled by an output and having a source-drain path connected between the first operating potential point and the third node. 1 logic circuit.
【請求項3】ゲートが第10の入力により制御され、第
1の動作電位点と第10ノードとの間にソースドレイン
経路が接続された第10のpチャネル電界効果トランジ
スタと、 ゲートが第10の入力により制御され、第10ノードと
第2の動作電位点との間にソースドレイン経路が接続さ
れた第10のnチャネル電界効果トランジスタと、 ゲートが第10ノードにより制御され、第11の入力と
第11ノードとの間にソースドレイン経路が接続された
第11のnチャネル電界効果トランジスタと、 ゲートが第10の入力により制御され、第12の入力と
第11ノードとの間にソースドレイン経路が接続された
第12のnチャネル電界効果トランジスタと、 ゲートが第11ノードにより制御され、第1の動作電位
点と第12ノードとの間にソースドレイン経路が接続さ
れた第15のpチャネル電界効果トランジスタと、 ゲートが第11ノードにより制御され、第12ノードと
第2の動作電位点との間にソースドレイン経路が接続さ
れた第15のnチャネル電界効果トランジスタと、 ゲートが第12ノードにより制御され、第1の動作電位
点と第10の出力との間にソースドレイン経路が接続さ
れた第14のpチャネル電界効果トランジスタと、 ゲートが第12ノードにより制御され、第10の出力と
第13ノードとの間にソースドレイン経路が接続された
第14のnチャネル電界効果トランジスタと、 ゲートが第13の入力により制御され、第1の動作電位
点と第10の出力との間にソースドレイン経路が接続さ
れた第13のpチャネル電界効果トランジスタと、 ゲートが第13の入力により制御され、第13ノードと
第2動作電位点との間にソースドレイン経路が接続され
た第13のnチャネル電界効果トランジスタを具備する
ブール処理付きセレクタ論理を含むことを特徴とする論
理回路。
3. A tenth p-channel field-effect transistor having a gate controlled by a tenth input and having a source-drain path connected between a first operating potential point and a tenth node; An n-channel field effect transistor having a source-drain path connected between the tenth node and the second operating potential point; a gate controlled by the tenth node; An eleventh n-channel field-effect transistor having a source-drain path connected between the source and the eleventh node, a gate controlled by the tenth input, and a source-drain path between the twelfth input and the eleventh node A twelfth n-channel field-effect transistor connected to the gate, a gate controlled by the eleventh node, and a source connected between the first operating potential point and the twelfth node. A fifteenth p-channel field-effect transistor having a source-drain path connected thereto, a fifteenth n-channel transistor having a gate controlled by an eleventh node, and a source-drain path connected between the twelfth node and a second operating potential point A fourteenth p-channel field effect transistor having a gate controlled by a twelfth node and having a source / drain path connected between the first operating potential point and the tenth output; A fourteenth n-channel field-effect transistor controlled by a twelfth node and having a source-drain path connected between a tenth output and a thirteenth node; a gate controlled by a thirteenth input; A thirteenth p-channel field-effect transistor having a source-drain path connected between the point and the tenth output; Including a Boolean selector logic having a thirteenth n-channel field-effect transistor controlled by an input of a third node and having a source-drain path connected between a thirteenth node and a second operating potential point. circuit.
【請求項4】ゲートが出力により制御され、第1動作電
位点と第11ノードとの間にソースドレイン経路が接続
された第11のpチャネル電界効果トランジスタを具備
することを特徴とする請求項3の論理回路。
4. An eleventh p-channel field effect transistor having a gate controlled by an output and having a source / drain path connected between a first operating potential point and an eleventh node. 3 logic circuit.
【請求項5】ゲートが第20の入力により制御され、第
1の動作電位点と第20ノードとの間にソースドレイン
経路が接続された第20のpチャネル電界効果トランジ
スタと、 ゲートが第21の入力により制御され、第1の動作電位
点と第20ノードとの間にソースドレイン経路が接続さ
れた第21のpチャネル電界効果トランジスタと、 ゲートが第20の入力により制御され、第20ノードと
第24ノードとの間にソースドレイン経路が接続された
第20のnチャネル電界効果トランジスタと、 ゲートが第21の入力により制御され、第24ノードと
第2の動作電位点との間にソースドレイン経路が接続さ
れた第21のnチャネル電界効果トランジスタと、 ゲートが第22の入力により制御され、第1の動作電位
点と第22ノードとの間にソースドレイン経路が接続さ
れた第22のpチャネル電界効果トランジスタと、 ゲートが第22の入力により制御され、第22ノードと
第2の動作電位点との間にソースドレイン経路が接続さ
れた第22のnチャネル電界効果トランジスタと、 ゲートが第22ノードにより制御され、第23入力と第
23ノードとの間にソースドレイン経路が接続された第
23のnチャネル電界効果トランジスタと、 ゲートが第22の入力により制御され、第20のノード
と第23ノードとの間にソースドレイン経路が接続され
た第24のnチャネル電界効果トランジスタと、 ゲートが第23ノードにより制御され、第1動作電位点
と第20の出力との間にソースドレイン経路が接続され
た第25のpチャネル電界効果トランジスタと、 ゲートが第23ノードにより制御され、第20の出力と
第2の動作電位点との間にソースドレイン経路が接続さ
れた第25のnチャネル電界効果トランジスタを具備す
るブール処理付きセレクタ論理を含むことを特徴とする
論理回路。
5. A twentieth p-channel field effect transistor having a gate controlled by a twentieth input and having a source / drain path connected between a first operating potential point and a twentieth node; A p-channel field effect transistor having a source-drain path connected between the first operating potential point and the twentieth node; a gate controlled by the twentieth input; A twentieth n-channel field-effect transistor having a source-drain path connected between the source and the twenty-fourth node; a gate controlled by the twenty-first input; and a source connected between the twenty-fourth node and the second operating potential point. A twenty-first n-channel field-effect transistor with a drain path connected thereto, a gate controlled by a twenty-second input, a node between the first operating potential point and the twenty-second node A twenty-second p-channel field-effect transistor having a source-drain path connected to the gate thereof, a gate controlled by the twenty-second input, and a source-drain path connected between the twenty-second node and the second operating potential point. A twenty-third n-channel field-effect transistor having a gate controlled by the twenty-second node, a source-drain path connected between the twenty-third input and the twenty-third node; A twenty-fourth n-channel field-effect transistor having a source-drain path connected between the twentieth node and the twenty-third node; a gate controlled by the twenty-third node; A twenty-fifth p-channel field-effect transistor having a source-drain path connected between it and a twentieth output; And a Boolean selector logic comprising a twenty-fifth n-channel field-effect transistor controlled by the logic mode and having a source-drain path connected between the twentieth output and the second operating potential point. Logic circuit.
【請求項6】ゲートが出力により制御され、第1動作電
位点と第23ノードとの間にソースドレイン経路が接続
された第23のpチャネル電界効果トランジスタを具備
することを特徴とする請求項5の論理回路。
6. The semiconductor device according to claim 1, further comprising a twenty-third p-channel field-effect transistor having a gate controlled by an output and a source-drain path connected between the first operating potential point and the twenty-third node. 5 logic circuits.
【請求項7】論理回路は、 少なくとも請求項1または3または5のブール処理付き
セレクタ論理を有し、 パストランジスタセレクタ部分とCMOS部分とを含み、 パストランジスタセレクタの面積比率が10〜60%で
あることを特徴とする論理回路。
7. A logic circuit having at least the selector logic with Boolean processing according to claim 1 or 3 or 5, including a pass transistor selector portion and a CMOS portion, wherein the area ratio of the pass transistor selector is 10 to 60%. A logic circuit, comprising:
【請求項8】請求項1の論理回路は、 半導体基板上に、少なくともセル1およびセル2を有
し、 セル1および2は、実質的に長方形の形状を有し、 セル1は、第1、2のpチャネル電界効果トランジスタ
と第1、2のnチャネル電界効果トランジスタとを有
し、 セル2は、第4のpチャネル電界効果トランジスタと第
4、5、6のnチャネル電界効果トランジスタとを有
し、 セル1およびセル2は水平方向に走る2本の電源線を有
し、 セル1とセル2の垂直方向の高さは実質的に等しく、 セル1とセル2の電源線の垂直方向の高さは実質的に等
しいことを特徴とする論理回路。
8. The logic circuit according to claim 1, comprising at least a cell 1 and a cell 2 on a semiconductor substrate, wherein the cells 1 and 2 have a substantially rectangular shape. Cell 2 includes a fourth p-channel field-effect transistor, fourth, fifth and sixth n-channel field-effect transistors, and a second n-channel field-effect transistor. Cell 1 and Cell 2 have two power lines running in the horizontal direction, the vertical heights of Cell 1 and Cell 2 are substantially equal, and the vertical power lines of Cell 1 and Cell 2 A logic circuit, wherein heights in directions are substantially equal.
【請求項9】合成すべき論理回路の一群の入力信号を表
す一群の入力変数と該論理回路の少なくとも一つの出力
信号を表す出力変数との間の関係を規定する論理関数に
基づいて、その論理回路を計算機システムにより合成す
る方法であって、その計算機システムにより実行される
次のステップを有するもの。 (a)論理関数から二分決定グラフを作成し、(b)そ
の二分決定グラフのノードを、一旦すべて、2入力1出
力1制御入力のパストランジスタセレクタ回路に置き換
えてパストランジスタ論理回路を作成し、(c)2本の
入力のいずれか一方の入力が、論理定数1あるいは0に
固定されているパストランジスタセレクタを、論理的に
等価なNAND、NOR等のCMOSゲートに置き換え、面積、遅
延時間、消費電力等の回路特性の値を計算して、CMOSゲ
ートに置き換えた方が所定の回路特性の値がより最適に
近ければ、パストランジスタセレクタをCMOSゲートに置
き換え、(d)上記ステップ(c)を、すべてのパスト
ランジスタセレクタに適用し、所定の回路特性を最適化
して、(e)以上のステップで得られたパストランジス
タ回路とCMOS回路を組み合わせてできた論理回路を上記
論理関数に対する論理回路として出力する。
9. A logic circuit defining a relationship between a group of input variables representing a group of input signals of a logic circuit to be synthesized and an output variable representing at least one output signal of the logic circuit, based on the logic function. A method for synthesizing a logic circuit by a computer system, comprising the following steps executed by the computer system. (A) creating a BDD from a logical function, and (b) creating a pass transistor logic circuit by replacing all nodes of the BDD with a pass transistor selector circuit having two inputs, one output and one control input. (C) A pass transistor selector in which one of the two inputs is fixed to a logical constant 1 or 0 is replaced with a logically equivalent CMOS gate such as NAND or NOR, and the area, delay time, If the value of the circuit characteristic such as power consumption is calculated and replaced with a CMOS gate, if the value of the predetermined circuit characteristic is closer to optimal, the pass transistor selector is replaced with a CMOS gate, and (d) the step (c) Is applied to all the pass transistor selectors, the predetermined circuit characteristics are optimized, and the pass transistor circuit obtained in the above steps (e) and the CMOS circuit are combined. The logic circuit Deki by outputting a logic circuit for the logic function.
【請求項10】上記所定の回路特性の値が最適な論理回
路は、面積が最小な論理回路である請求項9記載の論理
回路の合成方法。
10. The method of synthesizing a logic circuit according to claim 9, wherein the logic circuit having the optimum value of the predetermined circuit characteristic is a logic circuit having a minimum area.
【請求項11】上記所定の回路特性の値が最適な論理回
路は、遅延時間が最小な論理回路である請求項9記載の
論理回路の合成方法。
11. The method according to claim 9, wherein the logic circuit having the optimum value of the predetermined circuit characteristic is a logic circuit having a minimum delay time.
【請求項12】上記所定の回路特性の値が最適な論理回
路は、消費電力が最小な論理回路である請求項9記載の
論理回路の合成方法。
12. The method according to claim 9, wherein the logic circuit having the optimum value of the predetermined circuit characteristic is a logic circuit having the minimum power consumption.
【請求項13】上記所定の回路特性の値が最適な論理回
路は、面積と遅延時間と消費電力の組合せが最適な論理
回路である請求項9記載の論理回路の合成方法。
13. The method of synthesizing a logic circuit according to claim 9, wherein the logic circuit having an optimum value of the predetermined circuit characteristic is a logic circuit having an optimum combination of area, delay time, and power consumption.
【請求項14】合成すべき論理回路の一群の入力信号を
表す一群の入力変数と該論理回路の少なくとも一つの出
力信号を表す出力変数との間の関係を規定する論理関数
に基づいて、その論理回路を計算機システムにより合成
する方法であって、その計算機システムにより実行され
る次のステップを有するもの。 (a)論理関数から二分決定グラフを作成し、(b)そ
の二分決定グラフのノードのうち、2本の枝(0枝、1
枝)のどちらか一方だけが、論理定数1あるいは0に固
定されているノードは、そのノードと論理的に等価なNA
ND、NOR等のCMOSゲートに置き換え、それ以外のノード
は、2入力1出力1制御入力のパストランジスタセレク
タ回路に置き換えて、(c)以上のステップで得られた
パストランジスタ回路とCMOS回路を組み合わせてできた
論理回路を上記論理関数に対する論理回路として出力す
る。
14. A logic circuit defining a relationship between a group of input variables representing a group of input signals of a logic circuit to be synthesized and an output variable representing at least one output signal of the logic circuit. A method for synthesizing a logic circuit by a computer system, comprising the following steps executed by the computer system. (A) A binary decision diagram is created from a logical function, and (b) two branches (0 branch, 1 branch) among nodes of the binary decision graph
Branch) is a node whose logical constant is fixed to 1 or 0, the NA that is logically equivalent to that node
Replace with CMOS gates such as ND, NOR, etc., and replace the other nodes with pass transistor selector circuits with two inputs, one output and one control input, and combine the pass transistor circuit obtained by the above steps and the CMOS circuit. The resulting logic circuit is output as a logic circuit for the above logic function.
【請求項15】請求項1〜14記載のパストランジスタ
回路とCMOS回路を組み合わせた論理回路に基づいて、そ
の論理回路を生成するための複数のマスクパターンを生
成し、該複数のマスクパターンを用いて上記論理回路を
含む半導体集積回路を製造するステップを有する半導体
装置の製造方法。
15. A plurality of mask patterns for generating a logic circuit based on a logic circuit in which a pass transistor circuit and a CMOS circuit according to claim 1 are combined, and the plurality of mask patterns are used. A method of manufacturing a semiconductor device including a step of manufacturing a semiconductor integrated circuit including the above logic circuit.
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Cited By (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US6720797B2 (en) 2000-06-15 2004-04-13 Fujitsu Limited Pass transistor circuit with exclusive controls
US6721927B2 (en) * 2002-03-29 2004-04-13 International Business Machines Corporation Substituting high performance and low power macros in integrated circuit chips
US9348958B2 (en) 2011-08-15 2016-05-24 Fujitsu Limited Method and apparatus for calculating yield

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