JPH10312412A - Semiconductor integrated circuit - Google Patents

Semiconductor integrated circuit

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JPH10312412A
JPH10312412A JP10122444A JP12244498A JPH10312412A JP H10312412 A JPH10312412 A JP H10312412A JP 10122444 A JP10122444 A JP 10122444A JP 12244498 A JP12244498 A JP 12244498A JP H10312412 A JPH10312412 A JP H10312412A
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combinational
semiconductor integrated
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Abstract

PROBLEM TO BE SOLVED: To reduce the power consumption of a semiconductor IC without increasing the delay time of a critical path by using a 1st combinational circuit having a 2nd logical gate which suppresses the signal transmission delay time less than its upper limit value for a signal transmission line serving as the critical path. SOLUTION: A combinational circuit having the signal transmission delay time less than its upper limit value is synthesized with a 1st combinational circuit using a low voltage source 16 of 2V, and a combinational circuit having the signal transmission delay time more than its upper limit value is synthesized with a 2nd combinational circuit having a high voltage source 15 of 3V respectively. If the estimation result of the signal transmission delay time is less than the designed upper limit delay value, a combinational circuit, i.e., an aggregate of logical gates provided on a signal transmission line is mapped onto a combinational circuit of logical cell libraries of low voltage (2V). If the estimation result is more than the designed upper limit delay value, the combinational circuit, i.e., the aggregate is mapped onto a combinational circuit of high voltage (3Vlib).

Description

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

【0001】[0001]

【発明の属する技術分野】本発明は、レジスタトランス
ファーレベルから半導体集積回路を生成するための論理
合成方法の改良、特に、低消費電力な半導体集積回路を
生成する論理合成方法に関すると共に、そのようにして
得られる低消費電力な半導体集積回路に関する。
The present invention relates to an improved logic synthesis method for generating a semiconductor integrated circuit from a register transfer level, and more particularly to a logic synthesis method for generating a low power consumption semiconductor integrated circuit. The present invention relates to a low power consumption semiconductor integrated circuit obtained by the above method.

【0002】[0002]

【従来の技術】今日、半導体集積回路の設計において
は、開発対象の半導体集積回路をレジスタトランスファ
ーレベル(以下、RTLと記す)の機能記述により表現
し、このRTL記述を用いて論理合成することにより、
開発対象の半導体集積回路を生成するトップダウン設計
が採用されている。
2. Description of the Related Art Today, in the design of a semiconductor integrated circuit, a semiconductor integrated circuit to be developed is represented by a function description at a register transfer level (hereinafter, referred to as RTL), and the logic is synthesized using the RTL description. ,
A top-down design for generating a semiconductor integrated circuit to be developed is employed.

【0003】図24は従来のRTL記述、図25は前記
RTL記述を用いて論理合成により生成された論理回路
(半導体集積回路)を示す。
FIG. 24 shows a conventional RTL description, and FIG. 25 shows a logic circuit (semiconductor integrated circuit) generated by logic synthesis using the RTL description.

【0004】図24のRTL記述は、複数のレジスタ間
のデータ転送を機能レベルで明確に規定した記述であ
る。同図のRTL記述において、r1,r2,r3,r4 はレジス
タ、func1,func2,func3,func4 は前記レジスタ間の組合
せ回路の機能の記述、assign文とalways文は各レジスタ
と各組合せ回路との接続関係を記述したものである。
[0004] The RTL description in FIG. 24 is a description clearly defining data transfer between a plurality of registers at a functional level. In the RTL description shown in the figure, r1, r2, r3, and r4 are registers, func1, func2, func3, and func4 are descriptions of the function of a combinational circuit between the registers. It describes the connection relationship.

【0005】図24のRTL記述から論理を合成する場
合、面積又は速度の制約条件を与えることにより、面積
と速度のトレードオフの曲線上で回路が決定する。
When synthesizing logic from the RTL description of FIG. 24, a circuit is determined on a trade-off curve of area and speed by giving constraints on area or speed.

【0006】前記RTL記述から生成された図25に示
す論理回路において、101 ,103 ,105,及び107 は前記
RTL記述に明示されたレジスタr1,r2,r3,r4 が論理合
成によりマッピングされたフリップフロップ回路であっ
て、前記図24のRTL記述に明示されたレジスタr1,r
2,r3,r4 に直接対応する。108 はクロックバッファ、10
0 ,102 ,104 及び106 は図24のRTL記述のfunc1,
func2,func3,func4 に対応する組合せ回路である。前記
組合せ回路100 ,102 ,104 及び106 は、図24のRT
Lの機能記述から面積と速度とのトレードオフの曲線上
の1つの回路としてマッピングされたものである。
In the logic circuit shown in FIG. 25 generated from the RTL description, 101, 103, 105, and 107 are flip-flops in which registers r1, r2, r3, and r4 specified in the RTL description are mapped by logic synthesis. 24, the registers r1 and r specified in the RTL description of FIG.
Corresponds directly to 2, r3, r4. 108 is the clock buffer, 10
0, 102, 104, and 106 are func1, func1, of the RTL description in FIG.
This is a combinational circuit corresponding to func2, func3, and func4. The combinational circuits 100, 102, 104 and 106 correspond to the RT shown in FIG.
It is mapped from the function description of L as one circuit on the curve of trade-off between area and speed.

【0007】[0007]

【発明が解決しようとする課題】ところで、半導体集積
回路の消費電力Pは、動作周波数をf、負荷容量をC、
電圧をVとすると[式1]の通り、 [式1] P=f x C x V2 で示される。従って、半導体集積回路の消費電力を低減
するには、動作周波数の低下、負荷容量の低下、又は電
源電圧の低下の3方法があり、電源電圧の低下による場
合の低減効果が最も大きい。
By the way, the power consumption P of the semiconductor integrated circuit can be expressed as follows: operating frequency f, load capacitance C,
As the voltage and V [Equation 1], represented by [Equation 1] P = f x C x V 2. Therefore, there are three methods for reducing the power consumption of the semiconductor integrated circuit: lowering the operating frequency, lowering the load capacity, or lowering the power supply voltage. The reduction effect due to the reduction in the power supply voltage is the largest.

【0008】しかしながら、電源電圧を低く設定する
と、論理回路を構成する多数のパスの中で最大遅延時間
を持つクリティカルパスの遅延時間も増大する。
However, when the power supply voltage is set low, the delay time of the critical path having the maximum delay time among many paths constituting the logic circuit also increases.

【0009】そこで、例えば特開平5−299624号
公報に開示される技術、即ち、多数の論理ゲートのうち
低速動作で足りる論理ゲートを低電圧源により駆動し、
他の高速動作が必要な論理ゲートを高電圧源により駆動
する技術を利用して、前記クリティカルパスを構成する
論理ゲートのみを高電圧源で駆動し、他の論理ゲートを
低電圧源で駆動し、これによりクリティカルパスの最大
遅延時間の増大を招かずに半導体集積回路全体の消費電
流を低電圧電源の使用により低減して、低消費電力化を
図ることが考えられる。しかし、この考えでは、次の欠
点が生じる。
In view of the above, for example, a technique disclosed in Japanese Patent Laid-Open Publication No. Hei 5-299624, that is, a logic gate which operates at a low speed among a large number of logic gates is driven by a low voltage source,
Utilizing technology for driving other logic gates requiring high-speed operation by a high voltage source, only the logic gates constituting the critical path are driven by a high voltage source, and the other logic gates are driven by a low voltage source. Thus, it is conceivable to reduce the current consumption of the entire semiconductor integrated circuit by using a low-voltage power supply without increasing the maximum delay time of the critical path, thereby achieving low power consumption. However, this idea has the following disadvantages.

【0010】前記欠点の詳細は次の通りである。前記の
ように低電圧源で駆動される低速動作型の論理ゲートか
ら、高電圧源で駆動される高速動作型の論理ゲートにデ
ータを伝達する場合には、例えば特開平5−67963
号公報に開示されるように、その2つの論理ゲートの間
に、低電圧源で駆動される論理ゲートの出力レベルを高
く変換するレベル変換回路を配置する必要がある。しか
し、前記図25に示す各々の組合せ回路は、例えば図2
6又は図27に示すような多数の論理ゲートにより構成
される回路であるため、この各図の組合せ回路において
クリティカルパスが図中太線で示すパスであると仮定す
ると、このクリティカルパスを高電圧源で駆動するには
各図中記号〇で示す複数の位置(この位置の数は図26
では8箇所、図27では12箇所である)にレベル変換
回路を要すると判断し且つ配置する必要がある。集積度
の高い半導体集積回路では、組合せ回路の数は極めて多
数であると共に各組合せ回路を構成する論理ゲートの数
も極めて多い。従って、このような集積度の高い半導体
集積回路では、クリティカルパスを持つ1つの組合せ回
路においてレベル変換回路を要する位置の数は多数とな
り、またクリティカルパスを持つ組合せ回路の数も多い
ため、半導体集積回路の全体でレベル変換回路を要する
位置の数は膨大な数となる。その結果、集積度の高い半
導体集積回路の設計では、極く一部に限定した組合せ回
路で前記のようにレベル変換回路を要する位置を判断し
且つ配置することは可能であるが、半導体集積回路の全
体では前記レベル変換回路の配置位置の判断が繁雑で煩
わしく、また長時間を要し、設計が困難になる欠点があ
る。
The details of the above disadvantages are as follows. As described above, when data is transmitted from a low-speed logic gate driven by a low voltage source to a high-speed logic gate driven by a high voltage source, for example, Japanese Patent Laid-Open No. 5-67963
As disclosed in Japanese Patent Application Laid-Open Publication No. H10-115, it is necessary to arrange a level conversion circuit between the two logic gates for converting the output level of the logic gate driven by the low voltage source to a high level. However, each of the combinational circuits shown in FIG.
6 or a circuit composed of a large number of logic gates as shown in FIG. 27, if it is assumed that the critical path is a path shown by a bold line in the combination circuit of each figure, this critical path is connected to a high voltage source. In order to drive with a plurality of positions indicated by the symbol 位置 in each figure (the number of positions is
It is determined that a level conversion circuit is required at eight locations and at twelve locations in FIG. In a highly integrated semiconductor integrated circuit, the number of combination circuits is extremely large, and the number of logic gates constituting each combination circuit is also extremely large. Therefore, in such a highly integrated semiconductor integrated circuit, the number of positions requiring a level conversion circuit in one combinational circuit having a critical path is large, and the number of combinational circuits having a critical path is large. The number of positions requiring a level conversion circuit in the entire circuit is enormous. As a result, in the design of a highly integrated semiconductor integrated circuit, it is possible to determine and arrange the position where the level conversion circuit is required as described above using a combination circuit that is only partially limited. However, there are drawbacks in that the determination of the arrangement position of the level conversion circuit is complicated and troublesome, takes a long time, and makes the design difficult.

【0011】本発明は斯かる点に鑑みてなされたもので
あり、その目的は、RTL記述から半導体集積回路を生
成する論理合成方法において、開発の対象とする半導体
集積回路の各組合せ回路のクリティカルパスの遅延時間
の増大を招かずに、低消費電力な半導体集積回路を簡易
に生成できる論理合成方法、及びそのようなクリティカ
ルパスの遅延時間の増大が無く且つ低消費電力な半導体
集積回路を提供することにある。
SUMMARY OF THE INVENTION The present invention has been made in view of the above circumstances, and an object of the present invention is to provide a logic synthesis method for generating a semiconductor integrated circuit from an RTL description, the criticality of each combinational circuit of the semiconductor integrated circuit to be developed. Provided is a logic synthesis method capable of easily generating a low power consumption semiconductor integrated circuit without causing an increase in path delay time, and a low power consumption semiconductor integrated circuit without such an increase in critical path delay time. Is to do.

【0012】[0012]

【課題を解決するための手段】前記の目的を達成するた
め、本発明では、次の点に着目した。即ち、第1に、半
導体集積回路は、前記図25に示す通り、多数のレジス
タと、その各レジスタ間に位置する多数の組合せ回路と
から成るので、レジスタにレベル変換回路を配置すれ
ば、複数の組合せ回路には各所,即ちクリティカルパス
を高電源で駆動する場合にレベル変換回路を要する複数
の位置に、各々レベル変換回路を配置する必要が無く、
レベル変換回路の配置位置数が少なく低減できること、
第2に、前記の通りレジスタにレベル変換回路を配置す
れば、このレベル変換回路からデータが伝達される組合
せ回路では、その組合せ回路の全体を高電源で駆動する
必要が生じるものの、半導体集積回路では、クリティカ
ルパスに存在する論理ゲートの数は、集積回路全体を構
成する論理ゲートの数の約5%程度である統計からする
と、クリティカルパスを持つ組合せ回路の組合せ回路全
体に対する割合は少なく、従ってクリティカルパスを持
つ組合せ回路全体を高電源で駆動してもさほど消費電力
の増大を招かないことに着目した。
In order to achieve the above object, the present invention focuses on the following points. That is, first, as shown in FIG. 25, the semiconductor integrated circuit includes a large number of registers and a large number of combinational circuits located between the registers. It is not necessary to arrange the level conversion circuits at various places, that is, at a plurality of positions where the level conversion circuits are required when the critical path is driven by a high power supply.
That the number of level conversion circuits can be reduced
Second, if a level conversion circuit is arranged in a register as described above, in a combinational circuit to which data is transmitted from this level conversion circuit, it is necessary to drive the entire combinational circuit with a high power supply. According to statistics that the number of logic gates present on the critical path is about 5% of the number of logic gates constituting the entire integrated circuit, the ratio of the combinational circuit having the critical path to the whole combinational circuit is small, and We focused on the fact that even if the entire combinational circuit having a critical path is driven by a high power supply, the power consumption does not increase much.

【0013】即ち、請求項1記載の発明の論理合成方法
は、複数のレジスタと前記複数のレジスタの間に位置す
る複数の組合せ回路とから成る半導体集積回路を論理セ
ルの接続情報に基いて合成する論理合成方法であって、
前記何れかの組合せ回路の信号伝搬遅延時間が設計上の
遅延上限値以下の場合にはこの組合せ回路を低電圧源を
電圧源とする第1の組合せ回路に合成すると共に、前記
何れかの組合せ回路の信号伝搬遅延時間が設計上の遅延
上限値を越える場合にはこの組合せ回路を高電圧源を電
圧源とする第2の組合せ回路に合成する第1の工程と、
前記合成された何れかの第1の組合せ回路の出力が前記
合成された第2の組合せ回路に入力された形の混在の有
無を判断し、その混在が有る場合にはその第1の組合せ
回路を第2の組合せ回路に再合成する第2の工程と、前
記各レジスタが前記合成又は再合成された第2の組合せ
回路に信号を出力するレジスタか否かを判断し、何れか
のレジスタがそのレジスタである場合にはこのレジスタ
を高電圧源を電圧源とするレジスタに合成し、そのレジ
スタでない場合にはこのレジスタを低電圧源を電圧源と
するレジスタに合成する第3の工程とを有することを特
徴とするまた、請求項2記載の発明は、前記請求項1記
載の論理合成方法において、第1の工程は、最初に、第
1の組合せ回路及び低電圧源により駆動されるレジスタ
を用いて前記低電圧源により駆動されるレジスタ及び前
記第1の組合せ回路を合せた信号伝搬遅延時間を見積
り、次いで、前記見積り結果が設計上の遅延上限値以下
となる第1の組合せ回路が有る場合にはその第1の組合
せ回路を第1の組合せ回路に合成し、前記見積り結果が
設計上の遅延上限値を越える第1の組合せ回路が有る場
合にはその第1の組合せ回路を第2の組合せ回路に合成
する工程であることを特徴とする。
That is, according to the logic synthesis method of the present invention, a semiconductor integrated circuit composed of a plurality of registers and a plurality of combinational circuits located between the plurality of registers is synthesized based on connection information of logic cells. Logic synthesis method,
If the signal propagation delay time of any one of the combinational circuits is equal to or less than the designed delay upper limit, this combinational circuit is combined with a first combinational circuit using a low voltage source as a voltage source, and A first step of combining the combinational circuit with a second combinational circuit using a high voltage source as a voltage source if the signal propagation delay time of the circuit exceeds a design delay upper limit;
It is determined whether or not the output of any one of the combined first combinational circuits is mixed in the form of the input to the combined second combinational circuit. In the second combinational circuit, and determining whether each of the registers is a register for outputting a signal to the combined or recombined second combinational circuit. A third step of combining this register with a register using a high voltage source as a voltage source if the register is used, and combining this register with a register using a low voltage source as a voltage source otherwise. According to a second aspect of the present invention, in the logic synthesis method according to the first aspect, the first step is performed by first registering the register driven by the first combinational circuit and the low voltage source. Using the low power A signal propagation delay time obtained by combining the register driven by the power supply and the first combinational circuit is estimated. Then, if there is a first combinational circuit in which the estimation result is equal to or less than the designed delay upper limit value, One combinational circuit is combined with a first combinational circuit, and if there is a first combinational circuit whose estimation result exceeds the designed delay upper limit, the first combinational circuit is combined with a second combinational circuit. The process is characterized in that

【0014】更に、請求項3記載の発明では、請求項1
記載の論理合成方法において、第1の工程は、最初に、
全ての組合せ回路を第1の組合せ回路を用いて合成し、
次いで、前記組合せ回路の信号伝搬遅延時間が設計上の
遅延上限値を越えるか否かを判定し、設計上の遅延上限
値を越える第1の組合せ回路が有る場合にはその第1の
組合せ回路を第2の組合せ回路に再合成する工程である
ことを特徴とする。
Further, according to the third aspect of the present invention, there is provided the first aspect of the present invention.
In the described logic synthesis method, the first step comprises:
All the combinational circuits are synthesized using the first combinational circuit,
Next, it is determined whether or not the signal propagation delay time of the combinational circuit exceeds the design delay upper limit value. If there is a first combinational circuit exceeding the design delay upper limit value, the first combinational circuit is determined. Is recombined into a second combinational circuit.

【0015】加えて、請求項4記載の発明では、前記請
求項1記載の論理合成方法において、第2の工程は、第
1の組合せ回路を第2の組合せ回路に再合成した結果、
新たに、何れかの第1の組合せ回路の出力が前記合成さ
れた第2の組合せ回路に入力された形の混在が生じたか
否かを判断し、その混在が生じた場合にはその第1の組
合せ回路を第2の組合せ回路に再合成することを繰返す
工程を有することを特徴とする。
In addition, in the invention according to claim 4, in the logic synthesis method according to claim 1, the second step is a step of re-synthesizing the first combinational circuit into the second combinational circuit.
It is determined whether the output of any one of the first combinational circuits is mixed in the form of being input to the synthesized second combinational circuit or not. Characterized by a step of repeating re-combining the combinational circuit into the second combinational circuit.

【0016】更に加えて、請求項5記載の発明では、前
記請求項1記載の論理合成方法において、複数のレジス
タ及びその各レジスタ間に位置する複数の組合せ回路を
記述したレジスタトランスファーレベルの設計データを
入力し、第1の工程における論理セルの接続情報は、前
記入力したレジスタトランスファーレベルの設計データ
から生成されることを特徴とする。
According to a fifth aspect of the present invention, in the logic synthesis method of the first aspect, the register transfer level design data describing a plurality of registers and a plurality of combinational circuits located between the registers. And the logic cell connection information in the first step is generated from the input register transfer level design data.

【0017】また、請求項6記載の発明では、前記請求
項1記載の論理合成方法において、論理セルの接続情報
を記載したネットリストを入力し、第1の工程における
論理セルの接続情報は、前記入力したネットリストに記
載された論理セルの接続情報から生成されることを特徴
とする。
According to a sixth aspect of the present invention, in the logic synthesis method of the first aspect, a netlist describing connection information of the logic cells is input, and the connection information of the logic cells in the first step is: It is generated from the connection information of the logic cells described in the input netlist.

【0018】更に、請求項7記載の発明では、前記請求
項1記載の論理合成方法において、論理セルの接続情報
を表したスケマティックを入力し、第1の工程における
論理セルの接続情報は、前記入力したスケマティックに
表された論理セルの接続情報から生成されることを特徴
とする。
According to a seventh aspect of the present invention, in the logic synthesizing method according to the first aspect, a schematic representing connection information of the logic cell is input, and the connection information of the logic cell in the first step is set as the logic information. It is characterized by being generated from the input connection information of the logic cells represented in the inputted schematic.

【0019】加えて、請求項8記載の発明では、前記請
求項5、請求項6又は請求項7記載の論理合成方法にお
いて、入力されたレジスタトランスファレベル、入力さ
れたネットリスト、又は入力されたスケマティックに基
づく論理セルの接続情報を最適化し、前記最適化された
論理セルの接続情報を、第1の工程における論理セルの
接続情報として用いることを特徴とする。
In addition, in the invention according to claim 8, in the logic synthesis method according to claim 5, 6, or 7, the input register transfer level, the input netlist, or the input It is characterized in that the connection information of the logic cells based on the schematic is optimized, and the connection information of the optimized logic cells is used as the connection information of the logic cells in the first step.

【0020】更に加えて、請求項9記載の発明では、前
記請求項1、請求項2、請求項3又は請求項4記載の論
理合成方法において、第3の工程の後、各レジスタのタ
イミングを検証する工程を有することを特徴とする。
According to a ninth aspect of the present invention, in the logic synthesis method of the first, second, third or fourth aspect, after the third step, the timing of each register is adjusted. It is characterized by having a step of verifying.

【0021】また、請求項10記載の半導体集積回路
は、複数のレジスタ及び前記各レジスタの間に位置する
複数の組合せ回路を有する半導体集積回路であって、前
記複数の組合せ回路のうち一部の組合せ回路は、低電圧
源を電圧源とする第1の組合せ回路より成り、前記複数
の組合せ回路のうち他の組合せ回路は、高電圧源を電圧
源とする第2の組合せ回路より成り、前記複数のレジス
タのうち、入力側に第1の組合せ回路が位置すると共に
出力側に第2の組合せ回路が位置するレジスタは、低電
圧源を電圧源とするデータ一時記憶部と、高電圧源を電
圧源として前記データ一時記憶部の低電圧の出力信号を
高電圧の出力信号にレベル変換するレベル変換回路とを
有するレジスタにより構成されることを特徴とする。
According to a tenth aspect of the present invention, there is provided a semiconductor integrated circuit having a plurality of registers and a plurality of combinational circuits located between the registers, wherein a part of the plurality of combinational circuits is provided. The combinational circuit includes a first combinational circuit using a low voltage source as a voltage source, and the other combinational circuit among the plurality of combinational circuits includes a second combinational circuit using a high voltage source as a voltage source. Among the plurality of registers, the register in which the first combinational circuit is located on the input side and the second combinational circuit is located on the output side includes a data temporary storage unit using a low voltage source as a voltage source, and a high voltage source. It is characterized by comprising a register having, as a voltage source, a level conversion circuit for level-converting a low-voltage output signal of the data temporary storage section into a high-voltage output signal.

【0022】更に、請求項11記載の発明では、前記請
求項10記載の半導体集積回路において、複数のレジス
タのうち、入力側及び出力側に各々第1の組合せ回路が
位置するレジスタ、及び入力側に第2の組合せ回路が位
置すると共に出力側に第1の組合せ回路が位置するレジ
スタは、各々、低電圧源を電圧源としレベル変換回路を
有しないレジスタにより構成され、前記複数のレジスタ
のうち、入力側及び出力側に各々第2の組合せ回路が位
置するレジスタは、低電圧源を電圧源とするデータ一時
記憶部と、高電圧源を電圧源として前記データ一時記憶
部の低電圧の出力信号を高電圧の出力信号にレベル変換
するレベル変換回路とを有するレジスタにより構成され
ることを特徴とする。
Further, in the semiconductor integrated circuit according to the present invention, the register in which the first combinational circuit is located on the input side and the output side among the plurality of registers, and the input side. The second combinational circuit is located at the output side and the first combinational circuit is located at the output side. Each of the registers includes a low-voltage source as a voltage source and does not have a level conversion circuit. , A register in which the second combinational circuit is located on each of the input side and the output side is a data temporary storage unit using a low voltage source as a voltage source, and a low voltage output of the data temporary storage unit using a high voltage source as a voltage source. And a level conversion circuit for level-converting the signal into a high-voltage output signal.

【0023】加えて、請求項12記載の発明では、前記
請求項10又は請求項11記載の半導体集積回路におい
て、低電圧源を電圧源とし且つ各レジスタにクロックを
供給するクロック供給手段を有することを特徴とする。
According to a twelfth aspect of the present invention, in the semiconductor integrated circuit according to the tenth or eleventh aspect, the semiconductor integrated circuit includes a clock supply unit that uses a low voltage source as a voltage source and supplies a clock to each register. It is characterized by.

【0024】更に加えて、請求項13記載の発明では、
前記請求項10、請求項11又は請求項12記載の半導
体集積回路において、レベル変換回路を有するレジスタ
はフリップフロップ回路より成り、前記フリップフロッ
プ回路は、低電圧源を電圧源とし直列接続されたマスタ
ーラッチ及びスレーブラッチと、高電圧源を電圧源とす
る出力バッファーと、前記スレーブラッチと前記出力バ
ッファとの間に介在され前記スレーブラッチから入力し
た低電圧の信号を高電圧の信号にレベル変換して前記出
力バッファに出力するレベル変換回路とを有することを
特徴とする。
[0024] In addition, according to the invention of claim 13,
13. The semiconductor integrated circuit according to claim 10, wherein the register having the level conversion circuit comprises a flip-flop circuit, and the flip-flop circuit is a master connected in series with a low voltage source as a voltage source. A latch and a slave latch, an output buffer using a high voltage source as a voltage source, and a level conversion of a low voltage signal input from the slave latch interposed between the slave latch and the output buffer to a high voltage signal. And a level conversion circuit for outputting to the output buffer.

【0025】また、請求項14記載の発明では、前記請
求項11又は請求項12記載の半導体集積回路におい
て、レベル変換回路を有しないレジスタはフリップフロ
ップ回路より成り、前記フリップフロップ回路は、低電
圧源を電圧源とし直列接続されたマスターラッチ及びス
レーブラッチと、低電圧源を電圧源とし前記スレーブラ
ッチからの出力信号を入力する出力バッファーとを有す
ることを特徴とする。
According to a fourteenth aspect of the present invention, in the semiconductor integrated circuit according to the eleventh or twelfth aspect, the register having no level conversion circuit comprises a flip-flop circuit, and the flip-flop circuit operates at a low voltage. It has a master latch and a slave latch connected in series using a source as a voltage source, and an output buffer that uses a low voltage source as a voltage source and inputs an output signal from the slave latch.

【0026】更に、請求項15記載の発明では、前記請
求項10、請求項11又は請求項12記載の半導体集積
回路において、レベル変換回路を有するレジスタはラッ
チ回路より成り、前記ラッチ回路は、低電圧源を電圧源
とするラッチ部と、高電圧源を電圧源とする出力バッフ
ァーと、前記ラッチ部と前記出力バッファとの間に介在
され前記ラッチ部から入力した低電圧の信号を高電圧に
レベル変換して前記出力バッファに出力するレベル変換
回路とを有することを特徴とする。
Further, in the invention according to claim 15, in the semiconductor integrated circuit according to claim 10, 11, or 12, the register having the level conversion circuit comprises a latch circuit, and the latch circuit comprises A latch unit using a voltage source as a voltage source, an output buffer using a high voltage source as a voltage source, and a low voltage signal interposed between the latch unit and the output buffer and inputted from the latch unit to a high voltage. And a level conversion circuit for performing level conversion and outputting the result to the output buffer.

【0027】加えて、請求項16記載の発明では、前記
請求項11又は請求項12記載の半導体集積回路におい
て、レベル変換回路を有しないレジスタはラッチ回路よ
り成り、前記ラッチ回路は、低電圧源を電圧源とするラ
ッチ部と、低電圧源を電圧源とし前記ラッチ部からの出
力信号を入力する出力バッファーとを有することを特徴
とする。
In addition, according to the invention of claim 16, in the semiconductor integrated circuit of claim 11 or 12, the register having no level conversion circuit comprises a latch circuit, and the latch circuit comprises a low voltage source. And a output buffer for inputting an output signal from the latch unit using a low voltage source as a voltage source.

【0028】更に加えて、請求項17記載の発明では、
前記請求項10、請求項11又は請求項12記載の半導
体集積回路において、各レジスタは、スキャンテスト用
フリップフロップ回路により構成されることを特徴とす
る。
[0028] In addition, in the invention of claim 17,
The semiconductor integrated circuit according to claim 10, 11 or 12, wherein each register is constituted by a flip-flop circuit for scan test.

【0029】また、請求項18記載の発明では、前記請
求項17記載の半導体集積回路において、スキャンテス
ト用フリップフロップ回路のうち、レベル変換回路を有
するスキャンテスト用フリップフロップ回路は、低電圧
源を電圧源とすると共に外部入力される制御信号により
複数の入力データのうち何れか1つのデータを選択する
マルチプレクサと、低電圧源を電圧源とし前記マルチプ
レクサからの信号を入力する直列接続されたマスターラ
ッチ及びスレーブラッチと、高電圧源を電圧源とする出
力バッファーと、前記スレーブラッチと前記出力バッフ
ァとの間に介在され前記スレーブラッチから入力した低
電圧の信号を高電圧の信号にレベル変換して前記出力バ
ッファに出力するレベル変換回路とを有することを特徴
とする。
In the invention according to claim 18, in the semiconductor integrated circuit according to claim 17, the scan test flip-flop circuit having a level conversion circuit among the scan test flip-flop circuits includes a low voltage source. A multiplexer for selecting any one of a plurality of input data in accordance with a control signal externally input as a voltage source, and a serially connected master latch for inputting a signal from the multiplexer using a low voltage source as a voltage source And a slave latch, an output buffer using a high voltage source as a voltage source, and a level conversion of a low voltage signal input from the slave latch interposed between the slave latch and the output buffer to a high voltage signal. A level conversion circuit for outputting to the output buffer.

【0030】更に、請求項19記載の発明では、前記請
求項17記載の半導体集積回路において、スキャンテス
ト用フリップフロップ回路のうち、レベル変換回路を有
するスキャンテスト用フリップフロップ回路は、低電圧
源を電圧源としクロックにより複数の入力データのうち
何れか1つのデータを選択するデータ入力選択回路と、
低電圧源を電圧源とし前記データ入力選択回路からの信
号を入力する直列接続されたマスターラッチ及びスレー
ブラッチと、高電圧源を電圧源とする出力バッファー
と、前記スレーブラッチと前記出力バッファとの間に介
在され前記スレーブラッチから入力した低電圧の信号を
高電圧の信号にレベル変換して前記出力バッファに出力
するレベル変換回路とを有することを特徴とする。
According to a nineteenth aspect of the present invention, in the semiconductor integrated circuit according to the seventeenth aspect, the scan test flip-flop circuit having the level conversion circuit among the scan test flip-flop circuits includes a low voltage source. A data input selection circuit for selecting any one of a plurality of input data by a clock as a voltage source;
A low voltage source as a voltage source, a series-connected master latch and a slave latch for inputting a signal from the data input selection circuit, an output buffer using a high voltage source as a voltage source, and the slave latch and the output buffer. A level conversion circuit interposed therebetween for converting a low-voltage signal input from the slave latch into a high-voltage signal and outputting the converted signal to the output buffer.

【0031】加えて、請求項20記載の発明では、前記
請求項13、請求項15、請求項18又は請求項19記
載の半導体集積回路において、レベル変換回路は、2個
のPMOS 型トランジスタと、2個のNMOS 型トランジス
タとにより構成され、一方のPMOS 型トランジスターの
ゲートは他方のPMOS 型トランジスターのドレインに接
続され、前記一方のPMOS 型トランジスターのドレイン
は前記他方のPMOS 型トランジスターのゲートに接続さ
れ、前記2個のPMOS 型トランジスターのソースは高電
圧源に接続され、前記2個のNMOS 型トランジスター
は、その両ゲートに、相補の信号を出力するスレーブラ
ッチの前記相補の信号が入力され、その各ドレインが前
記2個のPMOS 型トランジスターの各ドレインに接続さ
れ、前記2個のNMOS 型トランジスターの各ソースが接
地され、前記2個のNMOS 型トランジスターの各ドレイ
ンの電位を信号として出力することを特徴とする。
According to a twentieth aspect of the present invention, in the semiconductor integrated circuit of the thirteenth, fifteenth, eighteenth, or nineteenth aspect, the level conversion circuit includes two PMOS transistors, The gate of one of the PMOS transistors is connected to the drain of the other PMOS transistor, and the drain of the one PMOS transistor is connected to the gate of the other PMOS transistor. The sources of the two PMOS transistors are connected to a high-voltage source, and the two NMOS transistors receive, at their gates, the complementary signal of a slave latch that outputs a complementary signal. Each drain is connected to each drain of the two PMOS transistors, and the two NMOS transistors are connected. Each source of the NMOS transistor is grounded, and outputs the potential of each drain of the two NMOS transistors as a signal.

【0032】更に加えて、請求項21記載の発明では、
前記請求項13、請求項15、請求項18又は請求項1
9記載の半導体集積回路において、レベル変換回路は、
2個のPMOS 型トランジスタと、2個のCMOS 型インバ
ータとを備え、前記各CMOS 型インバータは、直列接続
された1個のPMOS 型トランジスタ及び1個のNMOS 型
トランジスタより成ると共に、前記PMOS 型及びNMOS
型の両トランジスターの両ゲートを入力端子とし、前記
PMOS 型及びNMOS 型の両トランジスターの直列接続部
を出力端子とするものであり、前記2個のCMOS 型イン
バータの入力端子には、相補の信号を出力するスレーブ
ラッチの前記相補の信号が入力され、前記2個のPMOS
型トランジスタは、その両ドレインが前記両CMOS 型イ
ンバータのPMOS 型トランジスタのソースに各々接続さ
れ、その各ソースは高電圧源に接続され、前記2個のC
MOS 型インバータのNMOS 型トランジスタのソースは接
地され、前記各CMOS 型インバータの出力端子は、直列
接続されない側のPMOS 型トランジスタのゲートに各々
接続され、前記2個のCMOS 型インバータの各出力端子
の電位を信号として出力することを特徴とする。
[0032] In addition, in the invention according to claim 21,
Claim 13, Claim 15, Claim 18, or Claim 1
9. The semiconductor integrated circuit according to item 9, wherein the level conversion circuit comprises:
It comprises two PMOS transistors and two PMOS inverters. Each of the PMOS inverters comprises one PMOS transistor and one NMOS transistor connected in series. NMOS
The two gates of both transistors are used as input terminals, and the serial connection of the PMOS and NMOS transistors is used as an output terminal. Complementary signal is input to the input terminals of the two PMOS inverters. The complementary signal of the slave latch that outputs
The type transistor has its two drains connected to the sources of the PMOS transistors of the two CMOS type inverters, the respective sources connected to a high voltage source, and the two C type transistors.
The source of the NMOS transistor of the MOS inverter is grounded, the output terminal of each of the PMOS transistors is connected to the gate of the PMOS transistor on the side not connected in series, and the output terminal of each of the two PMOS inverters is It is characterized by outputting a potential as a signal.

【0033】また、請求項22記載の発明では、前記請
求項10、請求項11又は請求項12記載の半導体集積
回路において、低電圧源及び高電圧源は各々外部から入
力されることを特徴とする。
According to a twenty-second aspect of the present invention, in the semiconductor integrated circuit of the tenth, eleventh or twelfth aspect, the low voltage source and the high voltage source are each input from outside. I do.

【0034】更に、請求項23記載の発明では、前記請
求項10、請求項11又は請求項12記載の半導体集積
回路において、入出力パッドの配置領域と、内部コア部
とを有し、前記内部コア部に、複数のレジスタと複数の
組合せ回路とが配置されると共にメモリのセル部が配置
されることを特徴とする。
According to a twenty-third aspect of the present invention, in the semiconductor integrated circuit according to the tenth, eleventh or twelfth aspect, the semiconductor integrated circuit further includes an input / output pad arrangement region and an internal core. A plurality of registers and a plurality of combinational circuits are arranged in the core section, and a cell section of the memory is arranged.

【0035】以上の構成により、請求項1ないし請求項
23記載の論理合成方法及び半導体集積回路は次の作用
を奏する。即ち、半導体集積回路は、多数のレジスタ
と、そのレジスタ間に位置する多数の組合せ回路とから
成り、その一部の組合せ回路がクリティカルパスを持
つ。そのクリティカルパスを持つ組合せ回路の前段に位
置するレジスタ、即ちこの組合せ回路にデータを伝達す
るレジスタにレベル変換回路を配置し、前記クリティカ
ルパスを持つ組合せ回路を高電圧源で駆動する。他のク
リティカルパスを持たない組合せ回路は低電圧源で駆動
する。
With the above configuration, the logic synthesizing method and the semiconductor integrated circuit according to claims 1 to 23 have the following operations. That is, the semiconductor integrated circuit includes a large number of registers and a large number of combinational circuits located between the registers, and some of the combinational circuits have a critical path. A level conversion circuit is arranged in a register located before the combinational circuit having the critical path, that is, a register for transmitting data to the combinational circuit, and the combinational circuit having the critical path is driven by a high voltage source. Other combinational circuits having no critical path are driven by a low voltage source.

【0036】ここに、クリティカルパスを持つ組合せ回
路の全体が高電源で駆動されるので、そのクリティカル
パスの時間遅延を設計上許容される遅延上限値未満に抑
えることができる。また、クリティカルパスを持つ組合
せ回路の前段に位置するレジスタに1個のレベル変換回
路を配置するので、クリティカルパスのみを高電圧源で
駆動する場合に比して、必要とするレベル変換回路の数
を少なく低減でき、従って半導体集積回路の設計が極め
て容易になる。しかも、クリティカルパスを持つ組合せ
回路の全体を高電圧源で駆動しても、そのクリティカル
パスを持つ組合せ回路の数は組合せ回路の全体から見て
極めて少いので、消費電力の増大は少なく抑制される。
一方、クリティカルパスを持たない多くの組合せ回路は
低電源で駆動されるので、消費電力が顕著に低減され
る。その結果、半導体集積回路全体では、低消費電力化
が図られる。
Here, since the entire combinational circuit having a critical path is driven by a high power supply, the time delay of the critical path can be suppressed to a value less than the delay upper limit allowable in design. Also, since one level conversion circuit is arranged in a register located in the preceding stage of the combinational circuit having a critical path, the number of required level conversion circuits is smaller than in the case where only the critical path is driven by a high voltage source. And the design of the semiconductor integrated circuit becomes extremely easy. Moreover, even if the entire combinational circuit having a critical path is driven by a high voltage source, the number of combinational circuits having the critical path is extremely small when viewed from the entire combinational circuit. You.
On the other hand, since many combinational circuits having no critical path are driven by a low power supply, power consumption is significantly reduced. As a result, low power consumption is achieved in the entire semiconductor integrated circuit.

【0037】[0037]

【発明の実施の形態】以下、本発明の実施の形態を図面
に基いて説明する。
Embodiments of the present invention will be described below with reference to the drawings.

【0038】図1は本発明の半導体集積回路を備えた画
像処理装置Aの全体構成を示す。同図において、10は
外部からの信号をアナログ/デジタル変換するA/D変
換器、11は汎用のDRAM、12は本発明の半導体集
積回路であり前記DRAM11からデータを取出し又は
データを記憶させつつ画像処理を行う第1の半導体集積
回路、13は前記第1の半導体集積回路12を制御する
汎用の制御用マイクロコンピュータ、14は前記第1の
半導体集積回路12から信号を受けて更に画像処理を行
う第2の半導体集積回路である。
FIG. 1 shows the overall configuration of an image processing apparatus A having a semiconductor integrated circuit according to the present invention. In FIG. 1, reference numeral 10 denotes an A / D converter for converting an external signal from analog to digital, 11 denotes a general-purpose DRAM, and 12 denotes a semiconductor integrated circuit of the present invention, which takes out data from the DRAM 11 or stores data. A first semiconductor integrated circuit 13 for performing image processing, 13 is a general-purpose control microcomputer for controlling the first semiconductor integrated circuit 12, and 14 receives a signal from the first semiconductor integrated circuit 12 to further perform image processing. This is a second semiconductor integrated circuit to be performed.

【0039】また、15は外部に配置された例えば3V
の高電圧源、16は同様に外部配置された例えば2Vの
低電圧源である。同図の画像処理装置Aは、前記高電圧
源15に接続された高電圧配線17と、前記低電圧源1
6に接続された低電圧配線18とを有する。画像処理装
置Aの低消費電力化を図るために低電圧源16は画像処
理用の第1及び第2の半導体集積回路12、14の電圧
源として使用され、低電圧配線18の低電圧が第1及び
第2の半導体集積回路12、14のみに供給される。一
方、高電圧配線17の高電圧は他の汎用の回路10、1
1、13に供給される。各回路10〜14間のインター
フェイス電圧を高電圧にする必要から、高電圧配線17
の高電圧は画像処理用の2個の半導体集積回路12、1
4にも供給される。
Reference numeral 15 designates, for example, 3 V
The high-voltage source 16 is also a low-voltage source, for example 2 V, externally arranged. The image processing apparatus A shown in FIG. 1 includes a high-voltage line 17 connected to the high-voltage source 15 and the low-voltage source 1.
6 connected to the low-voltage wiring 18. In order to reduce the power consumption of the image processing apparatus A, the low voltage source 16 is used as a voltage source for the first and second semiconductor integrated circuits 12 and 14 for image processing. It is supplied only to the first and second semiconductor integrated circuits 12 and 14. On the other hand, the high voltage of the high-voltage wiring 17 is applied to other general-purpose circuits 10, 1
1, 13 are supplied. Since the interface voltage between the circuits 10 to 14 needs to be high, the high voltage wiring 17
High voltage is applied to two semiconductor integrated circuits 12, 1 for image processing.
4 as well.

【0040】前記低電圧源16は高電圧配線17の電圧
を内部トランジスターでその閾値電圧分だけ降圧した内
部低電圧源としてもよい。その構成は例えば特開平4−
96369号公報に記載されるので、その詳細は省略す
る。この場合、外部に配置した低電圧源16は不要であ
る。
The low voltage source 16 may be an internal low voltage source in which the voltage of the high voltage wiring 17 is reduced by an internal transistor by the threshold voltage. The configuration is described in, for example,
96369, the details of which are omitted. In this case, the low voltage source 16 arranged outside is unnecessary.

【0041】前記画像処理用の第1の半導体集積回路1
2の内部構成を図2に示す。同図において、20はチッ
プ、21…は前記チップ20の外周に複数配置された入
力/出力パッド、22は前記複数の入力/出力パッド2
1…の配置領域を除いた内部コア部であって、前記内部
コア部22には5個の機能ブロックA〜Eが設けられて
いる。前記機能ブロックA〜Dは各々異なる演算処理を
行う演算処理回路であり、機能ブロックEは例えばROM
,RAM 等の小容量のメモリセル部である。
The first semiconductor integrated circuit 1 for image processing
FIG. 2 shows the internal configuration of No. 2. In the figure, reference numeral 20 denotes a chip, 21... Are a plurality of input / output pads arranged on the outer periphery of the chip 20, and 22 is the plurality of input / output pads 2.
The internal core portion 22 is provided with five functional blocks A to E except for the arrangement region of 1. The functional blocks A to D are arithmetic processing circuits that perform different arithmetic processing, and the functional block E is, for example, a ROM.
, A small-capacity memory cell such as a RAM.

【0042】本発明は、前記画像処理用の第1の半導体
集積回路12において、前記内部コア部22内の前記メ
モリセル部より成る機能ブロックE以外の機能ブロック
A〜Dに対して適用される。
The present invention is applied to the functional blocks A to D other than the functional block E including the memory cell section in the internal core section 22 in the first semiconductor integrated circuit 12 for image processing. .

【0043】図3は、前記第1の半導体集積回路12の
任意の1つの機能ブロック(例えばA)の論理回路図を
示す。
FIG. 3 shows a logic circuit diagram of any one of the functional blocks (for example, A) of the first semiconductor integrated circuit 12.

【0044】同図の機能ブロック(半導体集積回路の一
部)は、前記図24のRTL記述から論理合成した論理
回路を示す。同図において、2、4,6及び8は、各々
前記図24のRTL記述のレジスタr1,r2,r3,r4 を構成
するフリップフロップ回路である。1、3、5及び7は
各々前記図24のRTL記述の組合せ回路func1,func2,
func3 及びfunc4 を構成し各レジスタr1〜r4の間又は前
段に位置する組合せ回路である。図3では、説明を簡単
にするため、各組合せ回路の出力は次段のフリップフロ
ップ回路のみに入力されるが、他の組合せ回路に信号を
転送する場合もある。
The functional blocks (part of the semiconductor integrated circuit) shown in FIG. 14 show a logic circuit obtained by performing logic synthesis from the RTL description shown in FIG. In the figure, reference numerals 2, 4, 6, and 8 denote flip-flop circuits constituting registers r1, r2, r3, r4 described in the RTL of FIG. 24, respectively. Reference numerals 1, 3, 5 and 7 denote combination circuits func1, func2,
It is a combinational circuit that constitutes func3 and func4 and is located between the registers r1 to r4 or at the preceding stage. In FIG. 3, for the sake of simplicity, the output of each combinational circuit is input only to the flip-flop circuit at the next stage, but the signal may be transferred to another combinational circuit.

【0045】前記フリップフロップ回路2、6及び8は
前記2Vの低電圧源16を電圧源とする2V系であり、
残るフリップフロップ回路4は、2Vの低電圧源16及
び3Vの高電圧源15の両電源を電圧源とする2V/3
V系である。前記2V/3V系のフリップフロップ回路
4は後述するようにレベル変換回路を有し、2V系のフ
リップフロップ回路2、6及び8はレベル変換回路を有
しない。更に、前記組合せ回路1、3及び7は、2Vの
低電圧源16を電圧源とする2V系の組合せ回路(第1
の組合せ回路)であり、残る組合せ回路5は、高速動作
の要求から、3Vの高電圧電源15を電圧源とする3V
系の組合せ回路(第2の組合せ回路)である。
The flip-flop circuits 2, 6 and 8 are 2V systems using the 2V low voltage source 16 as a voltage source.
The remaining flip-flop circuit 4 has a voltage source of 2V / 3 using both power sources of a low voltage source 16 of 2V and a high voltage source 15 of 3V.
It is a V system. The 2V / 3V flip-flop circuit 4 has a level conversion circuit as described later, and the 2V flip-flop circuits 2, 6 and 8 do not have a level conversion circuit. Further, the combination circuits 1, 3 and 7 are 2V combination circuits (first circuit) using a 2V low voltage source 16 as a voltage source.
The remaining combinational circuit 5 has a 3V high-voltage power supply 15 and a 3V
This is a system combination circuit (second combination circuit).

【0046】加えて、9は2Vの低電圧源16を電圧源
とする2V系のクロックバッファ(クロック供給手段)
であって、前記4個のフリップフロップ回路2、4、
6、8にクロックを供給する。
In addition, 9 is a 2V clock buffer (clock supply means) using the 2V low voltage source 16 as a voltage source.
Wherein the four flip-flop circuits 2, 4,.
Clock is supplied to 6 and 8.

【0047】前記2V系のレベル変換回路を有しないフ
リップフロップ回路2、6、8の構成は図4に示され
る。同図において、30は1つの外部信号Dを受けるマ
スタラッチ、31は前記マスタラッチ30の出力側に直
列接続され且つ相補の2つの信号を出力するスレーブラ
ッチであって、この直列接続されたマスタラッチ30及
びスレーブラッチ31によりデータ一時記憶部36を構
成する。32は前記スレーブラッチ31の出力側に接続
された出力バッファ、33は外部から入力されるクロッ
クCLK から相補の内部クロックCK,NCK を生成する内部
クロック生成回路(クロック供給手段)であって、これ
等の回路30〜33は2Vの低電圧源16を電圧源とす
る2V系である。
FIG. 4 shows the configuration of the flip-flop circuits 2, 6, and 8 having no 2V level conversion circuit. In the figure, reference numeral 30 denotes a master latch for receiving one external signal D, and 31 denotes a slave latch which is connected in series to the output side of the master latch 30 and outputs two complementary signals. The slave latch 31 forms a temporary data storage unit 36. 32 is an output buffer connected to the output side of the slave latch 31, and 33 is an internal clock generation circuit (clock supply means) for generating complementary internal clocks CK and NCK from a clock CLK input from the outside. The circuits 30 to 33 are a 2V system using the 2V low voltage source 16 as a voltage source.

【0048】前記2V/3V系のレベル変換回路を有す
るフリップフロップ回路4の構成は図5に示される。同
図のフリップフロップ回路4は、前記図4に示した2V
系のフリップフロップ回路2と同一構成の直列接続され
たマスタラッチ30及びスレーブラッチ31と、内部ク
ロック生成回路33とを備えると共に、3Vの高電圧源
15を電圧源とする出力バッファー34と、前記スレー
ブラッチ31と前記出力バッファ34の間に介在された
レベル変換回路35とを備える。前記レベル変換回路3
5は、2V/3V系であって、2V系のスレーブラッチ
31の相補の信号間の電位差は低電圧(2V)である
が、この低電圧信号を入力し、この低電圧信号を、その
相補の信号間の電位差が高電圧(3V)である高電圧信
号にレベル変換して出力する機能を有する。
FIG. 5 shows a configuration of the flip-flop circuit 4 having the 2V / 3V system level conversion circuit. The flip-flop circuit 4 shown in FIG.
A master latch 30 and a slave latch 31 connected in series with the same configuration as the flip-flop circuit 2 of the system, an internal clock generation circuit 33, an output buffer 34 using the 3V high voltage source 15 as a voltage source, A level conversion circuit 35 is provided between the latch 31 and the output buffer 34. The level conversion circuit 3
Reference numeral 5 denotes a 2V / 3V system, in which the potential difference between complementary signals of the 2V system slave latch 31 is a low voltage (2V). Has a function of converting the level into a high voltage signal in which the potential difference between the signals is high voltage (3 V) and outputting the high voltage signal.

【0049】前記レベル変換回路35の具体的構成を図
6(a)及び(b)に示す。同図(a)のレベル変換回
路35において、40及び41はPMOS 型トランジス
タ、42及び43はNMOS 型トランジスタであって、一
方のPMOS 型トランジスタ40と一方のNMOS 型トラン
ジスタ42とは直列接続され、また他方のPMOS 型トラ
ンジスタ41と他方のNMOS 型トランジスタ43とは直
列接続され、この双方の直列回路は各々3Vの高電圧源
15と接地との間に配置される。前記一方のPMOS 型ト
ランジスタ40のゲートは、直列接続されない側のNMO
S 型トランジスタ43のドレインに、他方のPMOS 型ト
ランジスタ41のゲートはNMOS 型トランジスタ42の
ドレインに接続される。相補の出力は各NMOS 型トラン
ジスタ42、43のドレインから取り出される。前記の
構成により、PMOS 型トランジスタ40とNMOS 型トラ
ンジスタ42、PMOS 型トランジスタ41とNMOS 型ト
ランジスタ43は、各々インバータの機能を奏する。即
ち、図5のスレーブラッチ31の相補の出力により一方
のNMOS 型トランジスタ43のゲートに2Vの低電圧が
供給されると共に他方のNMOS 型トランジスタ42のゲ
ートに0Vが供給されると、前記一方のNMOS 型トラン
ジスタ43がONすると共に前記他方のN MOS 型トラ
ンジスタ42がOFFし、これに伴い一方のPMOS 型ト
ランジスタ40がONすると共に他方のPMOS 型トラン
ジスタ41がOFFするので、一方のNMOS 型トランジ
スタ42のドレインが3Vの高電圧源15に接続される
と共に他方のNMOS 型トランジスタ43のドレインが接
地されて、3Vの高電位差の相補の出力が得られる。図
6(a)の構成では、3Vの高電圧源15から2Vの低
電圧源16への貫通電流、及び3Vの高電圧源15から
0V(接地)への貫通電流を流すことなく、図5のスレ
ーブラッチ31の相補の出力を2Vの低電圧から3Vの
高電圧にレベル変換することができる。
FIGS. 6A and 6B show a specific configuration of the level conversion circuit 35. FIG. In the level conversion circuit 35 of FIG. 3A, reference numerals 40 and 41 denote PMOS transistors, and reference numerals 42 and 43 denote NMOS transistors. One PMOS transistor 40 and one NMOS transistor 42 are connected in series. The other PMOS transistor 41 and the other NMOS transistor 43 are connected in series, and both series circuits are arranged between the high voltage source 15 of 3V and the ground. The gate of the one PMOS transistor 40 is connected to the NMO on the side not connected in series.
The drain of the S-type transistor 43 is connected to the drain of the NMOS transistor 42, and the gate of the other PMOS transistor 41 is connected to the drain of the NMOS transistor 42. The complementary output is taken from the drains of the NMOS transistors 42 and 43. With the above configuration, the PMOS transistor 40 and the NMOS transistor 42, and the PMOS transistor 41 and the NMOS transistor 43 each perform the function of an inverter. That is, when a low voltage of 2 V is supplied to the gate of one NMOS transistor 43 and 0 V is supplied to the gate of the other NMOS transistor 42 by the complementary output of the slave latch 31 in FIG. The NMOS transistor 43 is turned on and the other NMOS transistor 42 is turned off, and accordingly, one PMOS transistor 40 is turned on and the other PMOS transistor 41 is turned off. Is connected to the 3V high voltage source 15 and the drain of the other NMOS transistor 43 is grounded, so that a complementary output having a high potential difference of 3V is obtained. In the configuration of FIG. 6A, the through current from the 3V high voltage source 15 to the 2V low voltage source 16 and the through current from the 3V high voltage source 15 to 0V (ground) do not flow. Can be level-converted from a low voltage of 2V to a high voltage of 3V.

【0050】図6(b)は前記とは異なる他の具体的構
成のレベル変換回路35´を示す。同図のレベル変換回
路35´は、前記図6(a)のレベル変換回路35の2
個のNMOS 型トランジスター42、43に代えて、2個
のCMOS 型インバータ45、46を配置したものであ
る。この両CMOS 型インバータ45、46は、各々、1
個のPMOS 型トランジスター47、49と1個のNMOS
型トランジスター48、50とを直列接続して成る。両
CMOS 型インバータ45、46の入力端子、即ち直列接
続されたPMOS 型及びNMOS 型の両トランジスター47,4
8 ,49,50 の両ゲートには、図5のスレーブラッチ31
の相補の出力信号が入力される。一方のCMOS 型インバ
ータ45の出力端子、即ちPMOS 型トランジスター47
とNMOS 型トランジスター48との接続部は、CMOS 型
インバータ45と直列接続されないPMOS 型トランジス
タ41のゲートに、他方のCMOS 型インバータ46の出
力端子は、CMOS 型インバータ46と直列接続されない
PMOS 型トランジスタ40のゲートに各々接続される。
両CMOS 型インバータ45、46の出力がレベル変換回
路35´の相補の出力である。以上の構成により、3V
の高電圧源15から2Vの低電圧源16への貫通電流及
び3Vの高電圧源15から接地への貫通電流を流すこと
なく、図5のスレーブラッチ31の相補の出力を2Vの
低電圧から3Vの高電圧にレベル変換することができ
る。更に、CMOS 型インバータ45、46を構成するP
MOS 型トランジスタは、過渡状態での3Vの高電圧源1
5から接地への貫通電流を抑制する。
FIG. 6B shows a level conversion circuit 35 'having another specific configuration different from the above. The level conversion circuit 35 'shown in FIG.
Instead of the NMOS transistors 42 and 43, two NMOS inverters 45 and 46 are arranged. The two PMOS inverters 45 and 46 each have one
PMOS transistors 47 and 49 and one NMOS
It is formed by connecting the type transistors 48 and 50 in series. The input terminals of both the PMOS inverters 45 and 46, that is, both PMOS and NMOS transistors 47 and 4 connected in series.
The gates 8, 49 and 50 have the slave latch 31 of FIG.
Are output. An output terminal of one of the PMOS inverters 45, that is, a PMOS transistor 47
Is connected to the gate of the PMOS transistor 41 not connected in series with the PMOS inverter 45, and the output terminal of the other PMOS inverter 46 is connected to the PMOS transistor 40 not connected in series with the PMOS inverter 46. Are connected to the respective gates.
The outputs of the two PMOS inverters 45 and 46 are complementary outputs of the level conversion circuit 35 '. With the above configuration, 3V
The complementary output of the slave latch 31 shown in FIG. 5 is supplied from the low voltage of 2V without flowing a through current from the high voltage source 15 to the low voltage source 16 of 2V and a through current from the high voltage source 15 of 3V to the ground. The level can be converted to a high voltage of 3V. Further, P which constitutes the CMOS inverters 45 and 46
The MOS transistor is a 3V high voltage source 1 in a transient state.
5 to suppress the through current from flowing to ground.

【0051】図3の半導体集積回路は、以上の説明から
判るように、入力及び出力共に2V系の組合せ回路1、
3を持つフリップフロップ回路2は、低電圧の2V系で
構成され、入力に2V系の組合せ回路3を持ち且つ出力
に3V系の組合せ回路5を持つフリップフロップ回路4
は、低電圧/高電圧系(2V/3V系)で構成され、ま
た入力に3V系の組合せ回路5を持ち且つ出力に2V系
の組合せ回路7を持つフリップフロップ回路6は、低電
圧の2V系で構成されている。
As can be seen from the above description, the semiconductor integrated circuit shown in FIG.
3 is a low-voltage 2V system, has a 2V combination circuit 3 at its input, and has a 3V combination circuit 5 at its output.
Is a low-voltage / high-voltage system (2 V / 3 V system), and a flip-flop circuit 6 having a 3 V system combination circuit 5 at the input and a 2 V system combination circuit 7 at the output is a low voltage 2 V system. It is composed of a system.

【0052】以上の説明では、レジスタr1,r2,r3,r4 を
フリップフロップ回路により構成したが、このフリップ
フロップ回路に代えて、ラッチ回路により構成してもよ
い。前記ラッチ回路の具体的構成を図7及び図8に示
す。図7は低電圧の2V系のラッチ回路51を示す。図
7のラッチ回路51は、1つの信号Dを入力し且つラッ
チして相補の出力を得るラッチ部(データ一時記憶部)
52と、前記ラッチ部52の出力側に接続された出力バ
ッファ53と、外部クロックGから内部クロックNGを
生成しこの内部クロックNGを前記ラッチ部52に出力
する内部クロック生成回路54とを備えると共に、外部
クロックGも前記ラッチ部52に与えられる。以上の回
路52〜54は2Vの低電圧源16を電圧源とする2V
系である。図8は低電圧/高電圧系(2V/3V系)の
ラッチ回路51´を示す。図8のラッチ回路51´は、
前記低電圧の2V系のラッチ回路の構成と同様に2Vの
低電圧源16を電圧源とするラッチ部52及び内部クロ
ック生成回路54と、3Vの高電圧源15を電圧源とす
る出力バッファ55と、前記ラッチ部52と前記出力バ
ッファ55との間に介在され入力信号を低電圧(2V)
から高電圧(3V)にレベル変換するレベル変換回路5
6を備える。このレベル変換回路56の具体的構成は前
記図6(a)又は(b)に示す具体的構成と同一であ
る。
In the above description, the registers r1, r2, r3, r4 are constituted by flip-flop circuits, but may be constituted by latch circuits instead of the flip-flop circuits. FIGS. 7 and 8 show a specific configuration of the latch circuit. FIG. 7 shows a low-voltage 2V-system latch circuit 51. A latch circuit 51 shown in FIG. 7 is a latch unit (temporary data storage unit) that receives and latches one signal D and obtains a complementary output.
52, an output buffer 53 connected to the output side of the latch unit 52, and an internal clock generation circuit 54 that generates an internal clock NG from the external clock G and outputs the internal clock NG to the latch unit 52. , An external clock G are also supplied to the latch unit 52. The above circuits 52 to 54 are 2V using the 2V low voltage source 16 as a voltage source.
System. FIG. 8 shows a low-voltage / high-voltage (2 V / 3 V) latch circuit 51 ′. The latch circuit 51 'in FIG.
Similarly to the configuration of the low-voltage 2V-system latch circuit, the latch unit 52 and the internal clock generation circuit 54 using the 2V low-voltage source 16 as a voltage source, and the output buffer 55 using the 3V high-voltage source 15 as a voltage source And an input signal interposed between the latch section 52 and the output buffer 55 to reduce the input signal to a low voltage (2 V).
Level conversion circuit 5 for converting the level from the high voltage (3V) to
6 is provided. The specific configuration of the level conversion circuit 56 is the same as the specific configuration shown in FIG. 6A or 6B.

【0053】次に、前記図3に示した半導体集積回路を
論理セルの接続情報に基いて論理合成する論理合成方法
のアルゴリズムを図9の論理合成装置並びに図13及び
図14のフローチャートを参照して説明する。
Next, an algorithm of a logic synthesis method for logic-synthesizing the semiconductor integrated circuit shown in FIG. 3 based on connection information of logic cells will be described with reference to the logic synthesis apparatus of FIG. 9 and the flowcharts of FIGS. Will be explained.

【0054】図9は、論理合成装置60の全体概略構成
を示す。同図において、61は読込み部、62は翻訳
部、63は最適化処理部、64はセル割付け部、65は
タイミング検証部、66は回路図生成部、67は出力部
である。前記読込み部61は前記図24若しくは図10
に示すRTL記述(ハードウェア記述言語)、前記RT
L記述に基いてレジスタ間の信号伝送関係を論理セルの
接続情報レベルで明確に規定した図11に示すネットリ
スト、又は前記ネットリストを図式化した図12に示す
スケマティックを入力する。前記翻訳部62は、読込み
部61から読み込んだRTL記述を状態遷移図、ブール
代数表記、タイミング図、並びにメモリのタイプ、ビッ
ト数及びワード数等のメモリの仕様に変換する。
FIG. 9 shows the overall schematic configuration of the logic synthesis device 60. In the figure, 61 is a reading unit, 62 is a translation unit, 63 is an optimization processing unit, 64 is a cell allocation unit, 65 is a timing verification unit, 66 is a circuit diagram generation unit, and 67 is an output unit. The reading unit 61 is the same as that shown in FIG.
RTL description (hardware description language) shown in
A netlist shown in FIG. 11 in which the signal transmission relationship between registers is clearly defined based on the connection information level of the logic cell based on the L description, or a schematic shown in FIG. The translation unit 62 converts the RTL description read from the reading unit 61 into a state transition diagram, a Boolean expression, a timing diagram, and memory specifications such as a memory type, the number of bits and the number of words.

【0055】前記最適化処理部63は、得られた状態遷
移図を最適化する状態遷移図最適化処理部63aと、最
適化された状態遷移図に対応する回路(ステートマシ
ン)を生成するステートマシン生成部63bと、得られ
たタイミング図をコンパイルするタイミング図のコンパ
イラ63cと、得られたメモリの仕様に基いてメモリを
合成するメモリの合成部63dと、前記コンパイルされ
たタイミング図及び合成されたメモリに基いてインター
フェイス部を合成するインターフェイス部の合成部63
eとを有する。また、最適化処理部63は、読込み部6
1への入力がRTL記述の場合には、前記得られたステ
ートマシン、得られたブール代数表記及び合成されたイ
ンターフェイス部に基いて論理を最適化して、最適化さ
れた論理セルの接続情報を生成する一方、読込み部61
への入力がネットリスト又はスケマティックの場合に
は、この入力されたネットリスト又はスケマティックの
論理を最適化して、最適化された論理の接続情報を生成
する論理最適化部63fを有する。
The optimization processing unit 63 includes a state transition diagram optimization processing unit 63a for optimizing the obtained state transition diagram and a state for generating a circuit (state machine) corresponding to the optimized state transition diagram. A machine generator 63b, a compiler 63c for compiling a timing diagram obtained for compiling the obtained timing diagram, a composing unit 63d for composing a memory based on the specification of the obtained memory, Combining unit 63 for combining the interface unit based on the stored memory
e. Further, the optimization processing unit 63 includes the reading unit 6
If the input to 1 is an RTL description, the logic is optimized based on the obtained state machine, the obtained Boolean expression and the synthesized interface unit, and the connection information of the optimized logic cell is obtained. While generating, the reading unit 61
In the case where the input to is a netlist or schematic, there is a logic optimization unit 63f that optimizes the logic of the input netlist or schematic and generates connection information of the optimized logic.

【0056】また、前記出力部67は、前記図3の論理
回路を示すネットリスト又はこのネットリストを図式化
した論理回路図(スケマティック)を外部出力する。
The output section 67 externally outputs a netlist indicating the logic circuit of FIG. 3 or a logic circuit diagram (schematic) obtained by schematizing the netlist.

【0057】本発明は、前記図9に示したセル割付け部
64に存在する。次に、このセル割付け部64によるセ
ルの割付け(セルマッピング)処理、即ち前記論理最適
化部63fにより得られたセルの接続情報に基いて図3
に示す半導体集積回路を論理合成するアルゴリズムを図
13のフローチャートに基いて説明する。尚、図13で
は本発明の特徴部分を主体に描いている。
The present invention exists in the cell allocating section 64 shown in FIG. Next, based on the cell allocation (cell mapping) processing by the cell allocation section 64, ie, the cell connection information obtained by the logic optimization section 63f, FIG.
The algorithm for logically synthesizing the semiconductor integrated circuit shown in FIG. 1 will be described with reference to the flowchart of FIG. Note that FIG. 13 mainly illustrates features of the present invention.

【0058】同図において、スタートして、ステップS
1〜S4(第1の工程)において、信号伝搬遅延時間が
設計上の遅延上限値以下の組合せ回路は、2Vの低電圧
源16を電圧源とする第1の組合せ回路に合成し、その
逆に信号伝搬遅延時間が設計上の遅延上限値を越える組
合せ回路は、3Vの高電圧源15を電圧源とする第2の
組合せ回路に合成する。
In the figure, starting and step S
In 1 to S4 (first step), the combinational circuit whose signal propagation delay time is equal to or less than the designed delay upper limit value is combined with the first combinational circuit using the 2V low voltage source 16 as a voltage source, and vice versa. The combinational circuit whose signal propagation delay time exceeds the designed delay upper limit value is combined with the second combinational circuit using the 3V high voltage source 15 as a voltage source.

【0059】前記第1の工程は、本実施の形態では次の
ように行う。即ち、最初に、前記論理最適化部63fか
らセルの接続情報を読み込んだ後、ステップS1で低電
圧(2V)系のフリップフロップ回路及び組合せ回路の
各信号伝搬遅延時間を用いて、任意のフリップフロップ
回路のクロック入力から次段のフリップフロップ回路の
データ入力までの信号伝搬経路における信号伝搬遅延時
間を各信号伝搬経路毎に見積る。この信号伝搬遅延時間
の見積りは、例えば用いられる論理(AND回路,NO
R回路又はNOT回路等)に関する情報、例えば論理の
種類、入力数及び論理の段数を抽出し、この論理に関す
る情報及びセルのテクノロジ等に基いて、その各論理を
セルにマッピングした場合の信号伝搬遅延時間を計算し
て推定することにより行う。次に、ステップS2で信号
伝搬遅延時間の見積り結果が設計上の遅延の上限値以下
か否かを判断し、上限値以下の場合は、ステップS3で
組合せ回路を低電圧(2V)の論理セルライブラリ(以
下、lib と記す)の組合せ回路(第1の組合せ回路)に
マッピングし、見積り結果が設計上の遅延の上限値を越
える場合は、ステップS4で組合せ回路を高電圧(3
V) libの組合せ回路(第2の組合せ回路)にマッピン
グすることにより行う。
The first step is performed as follows in the present embodiment. That is, first, after reading the cell connection information from the logic optimizing unit 63f, an arbitrary flip-flop is used in step S1 by using each signal propagation delay time of the low-voltage (2V) flip-flop circuit and the combinational circuit. The signal propagation delay time in the signal propagation path from the clock input of the flip-flop circuit to the data input of the next flip-flop circuit is estimated for each signal propagation path. The estimation of the signal propagation delay time is performed, for example, by using a logic (AND circuit, NO
(R circuit or NOT circuit, etc.), for example, the type of logic, the number of inputs, and the number of logic stages are extracted, and based on the logic-related information and the cell technology, signal propagation when each logic is mapped to a cell. This is performed by calculating and estimating the delay time. Next, in step S2, it is determined whether or not the estimation result of the signal propagation delay time is equal to or less than the upper limit value of the design delay. If the result is equal to or less than the upper limit value, the combinational circuit is switched in step S3 to the low voltage (2V) logic cell. Mapping to a combinational circuit (first combinational circuit) of a library (hereinafter, referred to as lib), and when the estimation result exceeds the upper limit of the delay in design, the combinational circuit is switched to a high voltage (3
V) This is performed by mapping to a combinational circuit of lib (a second combinational circuit).

【0060】続いて、ステップS5及びS6(第2の工
程)では次の処理を行う。即ち、ステップS5におい
て、低電圧系(2V系)の組合せ回路の出力が高電圧系
(3V系)の組合せ回路の入力となる形で2V系の組合
せ回路と3V系の組合せ回路とが混在するか否かを調
べ、前記の形の混在が存在する場合は、ステップS6で
前記2V系の組合せ回路(第1の組合せ回路)を3V l
ibの組合せ回路(第2の組合せ回路)により置換するよ
うに再度マッピングする。
Subsequently, the following processing is performed in steps S5 and S6 (second step). That is, in step S5, the combination circuit of the 2V system and the combination circuit of the 3V system are mixed so that the output of the combination circuit of the low voltage system (2V system) becomes the input of the combination circuit of the high voltage system (3V system). It is checked whether or not there is a mixture of the above shapes. In step S6, the 2V combination circuit (first combination circuit) is set to 3V
The mapping is performed again so as to be replaced by the combination circuit of ib (the second combination circuit).

【0061】その後は、レジスタではその入力側及び出
力側に位置する組合せ回路の電圧系が前述の論理合成に
より既に決まっているので、ステップS7〜S9(第3
の工程)では次の処理を行う。即ち、各レジスタが低電
圧(2V)の入力から高電圧(3V)の出力に電位をレ
ベル変換するか否かを調べ、レベル変換する場合は、ス
テップS8でそのレベル変換するレジスタ(フリップフ
ロップ回路又はラッチ回路)を図5の2V/3V系のフ
リップフロップ回路又は図8の2V/3V系のラッチ回
路にマッピングし、レベル変換しない場合は、ステップ
S9でそのレベル変換しないレジスタを図4の2V系の
フリップフロップ回路又は図7の2V系のラッチ回路に
マッピングする。
Thereafter, in the register, since the voltage systems of the combinational circuits located on the input side and the output side thereof have already been determined by the above-described logic synthesis, steps S7 to S9 (third step) are performed.
In step (3), the following processing is performed. That is, it is checked whether or not each register converts the level of the potential from the input of the low voltage (2 V) to the output of the high voltage (3 V). If the level is to be converted, the register (the flip-flop circuit) that performs the level conversion in step S8. 4 is mapped to the 2V / 3V-system flip-flop circuit of FIG. 5 or the 2V / 3V-system latch circuit of FIG. 8, and if the level is not to be converted, the register whose level is not converted is replaced with the 2V / 3V of FIG. 7 is mapped to the flip-flop circuit of the system or the latch circuit of the 2V system in FIG.

【0062】図14は前記図13に示す論理合成方法の
変形例を示す。図13の論理合成方法では、第1の工程
において信号伝搬遅延時間を見積り、その見積り結果に
応じて組合せ回路を低電圧(2V)の組合せ回路又は高
電圧(3V)の組合せ回路にマッピングしたのに代え、
本変形例は、最初にステップS10で2V libの組合せ
回路(第1の組合せ回路)にマッピングし、その後、ス
テップS11において前記合成した結果が設計上の遅延
上限値以下か否かを判断し、遅延上限値を越える場合の
みステップS12で前記合成した2Vlib の組合せ回路
(第1の組合せ回路)を3V libの組合せ回路(第2の
組合せ回路)で置換するように再度マッピングする。本
変形例の第2の工程及び第3の工程は、前記図13の論
理合成方法と同一であるので、その説明を省略する。
FIG. 14 shows a modification of the logic synthesis method shown in FIG. In the logic synthesis method of FIG. 13, the signal propagation delay time is estimated in the first step, and the combinational circuit is mapped to a low-voltage (2V) combinational circuit or a high-voltage (3V) combinational circuit according to the estimation result. Instead of
In the present modified example, first, in step S10, mapping is performed on a 2V lib combinational circuit (first combinational circuit), and then, in step S11, it is determined whether or not the result of the combination is equal to or less than a design delay upper limit value. Only when the delay exceeds the upper limit value, mapping is performed again in step S12 so that the combined circuit of 2Vlib (first combined circuit) is replaced with a combined circuit of 3Vlib (second combined circuit). The second and third steps of this modified example are the same as the logic synthesis method of FIG. 13 described above, and a description thereof will be omitted.

【0063】図15は前記図13に示した論理合成のア
ルゴリズムの一部をより具体化した変形例を示す。以
下、図15の論理合成のアルゴリズムを図13とは異な
る部分について説明する。第1の工程ではステップS1
3が追加される。このステップS13は、ステップS2
で信号伝搬遅延時間の見積り結果が上限値を越える場合
に、予め、その上限値を越える全ての低電圧(2V)li
b の組合せ回路(第1の組合せ回路)を抽出するステッ
プであり、このステップS13の後に、前記抽出した第
1の組合せ回路をステップS4で高電圧(3V)lib の
組合せ回路(第2の組合せ回路)にマッピングする。ま
た、第2の工程では、ステップS14が追加される。こ
のステップS14は、ステップS5で2V系の組合せ回
路と3V系の組合せ回路とが混在する場合に、予め、そ
の混在する2V系の組合せ回路(第1の組合せ回路)を
全て抽出するステップであり、このステップS14の後
に、前記抽出した第1の組合せ回路をステップ6で高電
圧(3V)lib の組合せ回路(第2の組合せ回路)に再
度マッピングする。また、この第2の工程では、前記ス
テップ6で第2の組合せ回路に再度マッピングした後、
ステップ5に戻るアルゴリズムが追加される。このアル
ゴリズムは、前記ステップ6での3V系の組合せ回路へ
のマッピングに起因して2V系の組合せ回路と3V系の
組合せ回路との混在が新たに生じることになる場合があ
る点を考慮して、この混在をステップ5で判断し、この
混在がある場合には、再度ステップS14及びS6で、
その混在する2V系の組合せ回路の抽出と、その抽出し
た第1の組合せ回路を高電圧(3V)lib の組合せ回路
(第2の組合せ回路)に再度マッピングすることを繰返
すためである。
FIG. 15 shows a modification in which a part of the logic synthesis algorithm shown in FIG. Hereinafter, the logic synthesis algorithm of FIG. 15 will be described with respect to portions different from FIG. In the first step, step S1
3 is added. This step S13 is equivalent to step S2
In the case where the estimation result of the signal propagation delay time exceeds the upper limit value, all the low voltages (2 V) li exceeding the upper limit value are set in advance.
b), and after this step S13, the extracted first combinational circuit is combined in step S4 with a high-voltage (3V) lib combinational circuit (the second combinational circuit). Circuit). In the second step, step S14 is added. This step S14 is a step of, in the case where the combination circuit of the 2V system and the combination circuit of the 3V system are mixed in step S5, extracting all of the mixed circuit (first combination circuit) of the 2V system in advance. After step S14, the extracted first combinational circuit is mapped again to the high-voltage (3V) lib combinational circuit (second combinational circuit) in step 6. Further, in the second step, after re-mapping to the second combinational circuit in the step 6,
An algorithm returning to step 5 is added. This algorithm takes into consideration that the combination of the 2V system combination circuit and the 3V system combination circuit may newly occur due to the mapping to the 3V system combination circuit in step 6 described above. This mixture is determined in step 5, and if there is this mixture, again in steps S14 and S6,
This is for repeating the extraction of the mixed circuit of the mixed 2V system and the re-mapping of the extracted first combination circuit to the combination circuit of the high voltage (3V) lib (the second combination circuit).

【0064】また、図16は、前記図14に示した論理
合成のアルゴリズムの一部をより具体化した変形例を示
す。本変形例も前記図15と同様に、信号伝搬遅延時間
が上限値を越える場合に(ステップS11)、予め、そ
の上限値を越える全ての低電圧(2V)lib の組合せ回
路(第1の組合せ回路)を抽出するステップ15が第1
工程に追加されると共に、2V系の組合せ回路と3V系
の組合せ回路とが混在する場合に(ステップS5)、予
め、その混在する2V系の組合せ回路(第1の組合せ回
路)を全て抽出するステップ16が第2の工程に追加さ
れると共に、この第2の工程には、3V系の組合せ回路
へのリマッピング(ステップ6)に起因して2V系の組
合せ回路と3V系の組合せ回路との混在が新たに生じる
ことになる場合がある点を考慮して、このステップS6
の処理後にその混在の有無の判断を行うステップ5に戻
るアルゴリズムが追加される。
FIG. 16 shows a modification in which a part of the logic synthesis algorithm shown in FIG. As in the case of FIG. 15, in this modification, when the signal propagation delay time exceeds the upper limit (step S11), the combination circuit (the first combination) of all low-voltage (2V) libs exceeding the upper limit is used in advance. Step 15 for extracting the circuit
If the combination circuit of the 2V system and the combination circuit of the 3V system are mixed together (step S5), all of the mixed 2V system combination circuits (first combination circuits) are extracted in advance. Step 16 is added to the second step. In this second step, the 2V-system combination circuit and the 3V-system combination circuit are added due to the remapping to the 3V-system combination circuit (step 6). In consideration of the fact that a mixture of
An algorithm is added to return to step 5 for determining the presence or absence of the coexistence after the processing of.

【0065】従って、図15及び図16に示した論理合
成方法の各アルゴリズムでは、例えば図17(a)に示
すように、信号伝搬遅延時間又はその見積り結果が上限
値を越える場合に第1の組合せ回路を図中ハッチングで
示す第2の組合せ回路にマッピングした後、2V系の組
合せ回路と3V系の組合せ回路とが混在する場合には、
同図(b)に示すようにその混在する第1の組合せ回路
を図中ハッチングで示す第2の組合せ回路にリマッピン
グし、続いて前記リマッピングにより2V系の組合せ回
路と3V系の組合せ回路との混在が新たに生じた場合に
は、同図(c)に示すようにその混在する第1の組合せ
回路を図中ハッチングで示す第2の組合せ回路にリマッ
ピングし、2V系の組合せ回路の出力が3V系の組合せ
回路の入力となる形の2V系の組合せ回路と3V系の組
合せ回路との混在がなくなれば、その後、各フリップフ
ロップ回路が低電圧(2V)の入力から高電圧(3V)
の出力に電位をレベル変換する場合に、同図(d)に示
すように、そのレベル変換するフリップフロップ回路を
図中ハッチングで示す2V/3V系のフリップフロップ
回路にマッピングすることになる。
Therefore, in each algorithm of the logic synthesis method shown in FIGS. 15 and 16, for example, as shown in FIG. 17A, when the signal propagation delay time or the estimation result exceeds the upper limit value, the first After mapping the combinational circuit to the second combinational circuit indicated by hatching in the figure, when the combination circuit of the 2V system and the combination circuit of the 3V system coexist,
As shown in FIG. 4B, the mixed first combinational circuit is remapped to a second combinational circuit indicated by hatching in the figure, and then the 2V-system combination circuit and the 3V-system combination circuit are re-mapped by the remapping. In the case where a new combination is generated, the first combinational circuit is re-mapped to a second combinational circuit indicated by hatching in the figure as shown in FIG. When the combination of the 2V-system combination circuit and the 3V-system combination circuit, in which the output of the flip-flop circuit becomes the input of the 3V-system combination circuit, is eliminated, then each flip-flop circuit receives the low voltage (2V) input from the high voltage 3V)
When the potential is level-converted to the output of (1), the flip-flop circuit for level conversion is mapped to a 2V / 3V-system flip-flop circuit indicated by hatching in the figure, as shown in FIG.

【0066】図18は、前記図13の論理合成方法を前
記図3の半導体集積回路とは異なる他の構成の半導体集
積回路に適用した実施の形態を示す。
FIG. 18 shows an embodiment in which the logic synthesis method of FIG. 13 is applied to a semiconductor integrated circuit having another configuration different from the semiconductor integrated circuit of FIG.

【0067】同図は、レジスタとしてスキャンテスト用
フリップフロップ回路を用いた半導体集積回路である。
スキャンフリップフロップ回路80、81、82、83
及び84は2V/3V系のスキャンフリップフロップ回
路であり、他のスキャンフリップフロップ回路は2V系
のスキャンフリップフロップ回路である。
FIG. 11 shows a semiconductor integrated circuit using a scan test flip-flop circuit as a register.
Scan flip-flop circuits 80, 81, 82, 83
And 84 are 2V / 3V scan flip-flop circuits, and the other scan flip-flop circuits are 2V scan flip-flop circuits.

【0068】2V系のスキャンフリップフロップ回路の
構成を図19に示す。同図のスキャンフリップフロップ
回路は、前記図4に示した低電圧(2V)系のフリップ
フロップ回路の構成に加えてマルチプレクサ90を備え
る。前記マルチプレクサ90は、2Vの低電圧源16を
電圧源とし、制御信号SEにより2つのデータD、DT
の何れか一方を選択して出力する。このマルチプレクサ
90で選択されたデータはマスタラッチ30に入力され
る。他の構成については、図4に示したフリップフロッ
プ回路の構成と同一部分に同一符号を付してその説明を
省略する。
FIG. 19 shows a configuration of a 2V-system scan flip-flop circuit. The scan flip-flop circuit shown in the figure includes a multiplexer 90 in addition to the configuration of the low-voltage (2 V) flip-flop circuit shown in FIG. The multiplexer 90 uses the low voltage source 16 of 2V as a voltage source, and receives two data D and DT by a control signal SE.
Is selected and output. The data selected by the multiplexer 90 is input to the master latch 30. About the other structure, the same code | symbol is attached | subjected to the same part as the structure of the flip-flop circuit shown in FIG. 4, and the description is abbreviate | omitted.

【0069】図21は他の構成の2V系のスキャンフリ
ップフロップ回路を示す。同図の2V系のスキャンフリ
ップフロップ回路は、前記図4に示したフリップフロッ
プ回路の構成に加えてデータ入力選択回路91を備え
る。前記データ入力選択回路91は、マスタラッチ30
が外部クロックCLK によりデータDを入力している時は
他のデータDTの入力を禁止し、マスタラッチ30がデ
ータDの入力を禁止している時は他のデータDTを他の
クロックCLKTにより入力して前記マスタラッチ30に出
力する。同図において、92は内部クロック生成回路で
あって、前記2種の外部クロックCLK 、CLKTを入力して
2種の内部クロックCK、NCK を生成し、この内部クロッ
クCK、NCK をマスタラッチ30及びスレーブラッチ31
に出力する。
FIG. 21 shows a 2V-system scan flip-flop circuit having another configuration. The 2V-system scan flip-flop circuit shown in FIG. 9 includes a data input selection circuit 91 in addition to the configuration of the flip-flop circuit shown in FIG. The data input selection circuit 91 is connected to the master latch 30
When the data D is input by the external clock CLK, the input of the other data DT is inhibited. When the master latch 30 inhibits the input of the data D, the other data DT is input by the other clock CLKT. Output to the master latch 30. In the figure, reference numeral 92 denotes an internal clock generation circuit which receives the two types of external clocks CLK and CLKT to generate two types of internal clocks CK and NCK, and applies the internal clocks CK and NCK to a master latch 30 and a slave. Latch 31
Output to

【0070】図20は2V/3V系のスキャンフリップ
フロップ回路を示す。同図のスキャンフリップフロップ
回路は、前記図19の2V系のスキャンフリップフロッ
プ回路のマスタラッチ30、スレーブラッチ31、内部
クロック生成回路33及びマルチプレクサ90と同一回
路を備えると共に、3Vの高電圧源を電圧源とする出力
バッファ95と、2V/3V系のレベル変換回路96と
を有する。前記2V/3V系のレベル変換回路96はス
レーブラッチ31と出力バッファ95との間に介在す
る。2V/3V系のレベル変換回路96の具体的構成は
前記図6(a)又は(b)と同一構成である。
FIG. 20 shows a scan flip-flop circuit of the 2V / 3V system. 19 includes the same circuits as the master latch 30, slave latch 31, internal clock generation circuit 33, and multiplexer 90 of the 2V-system scan flip-flop circuit in FIG. It has an output buffer 95 as a source and a level conversion circuit 96 of a 2V / 3V system. The 2V / 3V system level conversion circuit 96 is interposed between the slave latch 31 and the output buffer 95. The specific configuration of the 2V / 3V system level conversion circuit 96 is the same as that shown in FIG. 6A or 6B.

【0071】図22は他の2V/3V系のスキャンフリ
ップフロップ回路を示す。同図のスキャンフリップフロ
ップ回路は、前記図21の2V系のスキャンフリップフ
ロップ回路のマスタラッチ30、スレーブラッチ31、
内部クロック生成回路92及びデータ入力選択回路91
と同一回路を備えると共に、3Vの高電圧源を電圧源と
する出力バッファ97と、2V/3V系のレベル変換回
路98とを有する。前記2V/3V系のレベル変換回路
98はスレーブラッチ31と出力バッファ97との間に
介在する。2V/3V系のレベル変換回路98の具体的
構成は前記図6(a)又は(b)と同一構成である。
FIG. 22 shows another 2V / 3V scan flip-flop circuit. The scan flip-flop circuit shown in FIG. 21 includes the master latch 30, the slave latch 31, and the scan flip-flop circuit of the 2V system shown in FIG.
Internal clock generation circuit 92 and data input selection circuit 91
And an output buffer 97 using a 3V high voltage source as a voltage source, and a 2V / 3V system level conversion circuit 98. The 2V / 3V level conversion circuit 98 is interposed between the slave latch 31 and the output buffer 97. The specific configuration of the 2V / 3V level conversion circuit 98 is the same as that shown in FIG. 6A or 6B.

【0072】前記図18の半導体集積回路を論理合成す
る方法を説明する。組合せ回路86、87及び88はク
リティカルパスを有すると仮定する。前記図13の論理
合成方法のアルゴリズムによれば、組合せ回路の最初の
マッピングの段階(第1の工程)で組合せ回路86、8
7及び88は3V libの組合せ回路(第2の組合せ回
路)にマッピングされ、他の組合せ回路は2V libの組
合せ回路(第1の組合せ回路)にマッピングされる。
A method of logically synthesizing the semiconductor integrated circuit of FIG. 18 will be described. Assume that combinational circuits 86, 87 and 88 have a critical path. According to the algorithm of the logic synthesis method shown in FIG. 13, the combination circuits 86 and 8 are mapped in the first mapping stage (first step) of the combination circuit.
7 and 88 are mapped to a 3V lib combinational circuit (second combinational circuit), and the other combinational circuits are mapped to a 2V lib combinational circuit (first combination circuit).

【0073】次に、組合せ回路のリマッピングの段階
(第2の工程)で、組合せ回路89が3Vlib の組合せ
回路にリマッピングされる。その後、レジスタ(フリッ
プフロップ回路)のマッピングの段階(第3の工程)で
フリップフロップ回路80、81、82、83及び84
を2V/3V系フリップフロップ回路にマッピングし、
他のフリップフロップ回路を2V系のフリップフロップ
回路にマッピングする。
Next, in the remapping stage of the combinational circuit (second step), the combinational circuit 89 is remapped to the combinational circuit of 3 Vlib. Then, at the stage of register (flip-flop circuit) mapping (third step), the flip-flop circuits 80, 81, 82, 83 and 84 are formed.
Is mapped to a 2V / 3V flip-flop circuit,
Another flip-flop circuit is mapped to a 2V-system flip-flop circuit.

【0074】前記のようにして生成された図18の半導
体集積回路は、2Vの低電圧系の論理lib と3Vの高電
圧系の論理lib とが混在するが、各組合せ回路の電圧源
は2Vの低電圧源16又は3Vの高電圧源15の何れか
一方であり、2Vの低電圧から3Vの高電圧への電圧の
レベル変換は2V/3V系のスキャンフリップフロップ
回路内のレベル変換回路で行われる。
In the semiconductor integrated circuit of FIG. 18 generated as described above, a 2V low-voltage logic lib and a 3V high-voltage logic lib are mixed, but the voltage source of each combinational circuit is 2V. Of the low voltage source 16 or the high voltage source 15 of 3V, and the level conversion of the voltage from the low voltage of 2V to the high voltage of 3V is performed by a level conversion circuit in a scan flip-flop circuit of a 2V / 3V system. Done.

【0075】前記図18の半導体集積回路は、スキャン
テストモード時には、信号が組合せ回路を経ず複数のス
キャンフリップフロップ回路のみを経て伝達される図中
破線で示す8本のスキャンチェインを持つ。例えば入力
Si3 に繋がるスキャンチェインでは、2V/3V系のス
キャンフリップフロップ回路81は通常モード時と同じ
く2Vの低電圧から3Vの高電圧にレベル変換を行な
い、そのスキャンフリップフロップ回路81の次段のス
キャンフリップフロップ回路99が3Vの高電圧から2
Vの低電圧にレベル変換を行う。従って、図20又は図
22に示すスキャンフリップフロップ回路を用いていて
も、信号伝達経路が通常の経路(即ち、組合せ回路を経
る経路)とは異なるスキャンテストモード時にも、2V
の低電圧系と3Vの高電圧系とが混在する本発明の半導
体集積回路のスキャンテストは可能である。
The semiconductor integrated circuit of FIG. 18 has eight scan chains indicated by broken lines in the figure, in which signals are transmitted only through a plurality of scan flip-flop circuits without passing through combinational circuits in the scan test mode. For example, input
In the scan chain connected to Si3, the scan flip-flop circuit 81 of the 2V / 3V system performs level conversion from a low voltage of 2V to a high voltage of 3V, as in the normal mode, and the next stage scan flip-flop circuit of the scan flip-flop circuit 81 Circuit 99 from 3V high voltage to 2
Level conversion is performed to a low voltage of V. Therefore, even when the scan flip-flop circuit shown in FIG. 20 or FIG. 22 is used, even in the scan test mode in which the signal transmission path is different from the normal path (that is, the path passing through the combinational circuit), 2V
The scan test of the semiconductor integrated circuit of the present invention in which the low-voltage system and the 3V high-voltage system coexist is possible.

【0076】尚、以上の説明では、チップ20の内部コ
ア部22内に形成されたメモリセル部E以外を構成する
機能ブロックAに対して適用したが、他の機能ブロック
B〜Dに対しても同様に適用できるのは勿論のこと、メ
モリのセル部E以外を構成する複数の機能ブロックA〜
Dの相互間において同様に本発明を適用できるのは言う
までもない。
In the above description, the present invention has been applied to the functional block A constituting the memory cell unit E other than the memory cell unit E formed in the internal core unit 22 of the chip 20, but to the other functional blocks BD. It goes without saying that a plurality of functional blocks A to
Needless to say, the present invention can be similarly applied between D.

【0077】したがって、本実施の形態の論理合成方法
によれば、クリティカルパスを有する組合せ回路の全体
を3Vの高電圧系とし、その前段のレジスタ内にレベル
変換回路を配置したので、クリティカルパスを有する組
合せ回路内においてそのクリティカルパスのみを高電圧
源で駆動する場合のようにそのクリティカルパスを有す
る組合せ回路内に複数のレベル変換回路を配置する位置
を個々判断する必要が無いと共に、必要とするレベル変
換回路の個数を少なくできて、半導体集積回路の設計が
極めて容易になる。しかも、クリティカルパスを有する
組合せ回路の全体が3Vの高電圧源15で駆動されるも
のの、そのクリティカルパスを有する組合せ回路の個数
は半導体集積回路に備える組合せ回路の個数に比して極
く少数であるので、消費電流の増大は少なく抑えられる
一方、クリティカルパスを有しない全ての組合せ回路は
2Vの低電圧源16で駆動されるので、半導体集積回路
全体として消費電流を少なくできて、低消費電力化が可
能である。
Therefore, according to the logic synthesis method of the present embodiment, the entire combinational circuit having a critical path is a 3V high voltage system, and the level conversion circuit is arranged in the register at the preceding stage. Unlike the case where only the critical path is driven by the high voltage source in the combinational circuit having the critical path, it is not necessary and necessary to individually determine the positions of the plurality of level conversion circuits in the combinational circuit having the critical path. Since the number of level conversion circuits can be reduced, the design of a semiconductor integrated circuit becomes extremely easy. Moreover, although the entire combinational circuit having a critical path is driven by the high voltage source 15 of 3 V, the number of the combinational circuits having the critical path is extremely small compared to the number of the combinational circuits provided in the semiconductor integrated circuit. Therefore, while the increase in current consumption can be suppressed to a small level, all the combinational circuits having no critical path are driven by the low voltage source 16 of 2 V, so that the current consumption of the semiconductor integrated circuit as a whole can be reduced, and low power consumption can be achieved. Is possible.

【0078】図3の本実施の形態の半導体集積回路と、
図25の従来の半導体集積回路とを比較する。図25の
従来の半導体集積回路において、各組合せ回路100 ,10
2 ,104 及び106 の信号伝搬遅延時間は、図示の通り6n
s,12ns,18ns,8ns であるとし、フリップフロップ回路の
クロック入力時からデータ出力時までの遅延時間を
2ns とすると、組合せ回路の最大遅延は組合せ回路104
の18nsであるので、図25の回路の最高動作周波数は 1000 / (2 + 18) = 50MH となる。
The semiconductor integrated circuit according to the present embodiment shown in FIG.
A comparison is made with the conventional semiconductor integrated circuit of FIG. In the conventional semiconductor integrated circuit shown in FIG.
2, 104 and 106 have a signal propagation delay time of 6n
s, 12 ns, 18 ns, 8 ns, and the delay time from the clock input of the flip-flop circuit to the data output is
Assuming 2 ns, the maximum delay of the combinational circuit is 104
25, the maximum operating frequency of the circuit of FIG. 25 is 1000 / (2 + 18) = 50 MHz.

【0079】一方、図3の本実施の形態の半導体集積回
路において、クリティカルパスを有する組合せ回路5の
遅延時間は、従来と同様の電圧系(3V)であるので、
同一の遅延時間である18nsである。クリティカルパスを
有しない組合せ回路1、3及び7の遅延時間は、電源電
圧を3Vの高電圧から2Vの低電圧に低下させたので、
論理セルの遅延が大きくなるのに伴い大きくなる。尚、
図3の半導体集積回路では、設計上の遅延時間の上限を
20nsとし、3Vの高電圧源に対し2Vの低電圧源ではセ
ルの遅延時間は1.5倍になると仮定する。クリティカ
ルパスを有しない組合せ回路1、3及び7の遅延時間の
うち最大は、組合せ回路3の18nsである。
On the other hand, in the semiconductor integrated circuit of the present embodiment shown in FIG. 3, the delay time of the combinational circuit 5 having a critical path is the same as that of the conventional voltage system (3 V).
The same delay time is 18 ns. The delay time of the combinational circuits 1, 3 and 7 without a critical path reduced the power supply voltage from a high voltage of 3V to a low voltage of 2V,
It increases as the delay of the logic cell increases. still,
In the semiconductor integrated circuit shown in FIG.
It is assumed that the delay time of the cell is 1.5 times as large as that of the high voltage source of 3V with respect to the high voltage source of 3V. The maximum of the delay times of the combination circuits 1, 3 and 7 having no critical path is 18 ns of the combination circuit 3.

【0080】2Vの低電圧源16と3Vの高電圧源15
との2電源を備えた結果、組合せ回路の最大遅延は、ク
リティカルパスを有しない組合せ回路3及びクリティカ
ルパスを有する組合せ回路5の18nsになる。フリップフ
ロップ回路2及び4のクロック入力時からデータ出力時
までの各信号伝搬遅延時間が2ns,組合せ回路3及び5の
遅延時間が各々18nsであるので、本実施の形態の半導体
集積回路の最高動作周波数は 1000 / (2 + 18) = 50MH となり、クリティカルパスを有しない組合せ回路1、3
及び7を2Vの低電圧源16で駆動しても、従来の半導
体集積回路と同一の最高動作周波数が得られる。
The low voltage source 16 of 2V and the high voltage source 15 of 3V
As a result, the maximum delay of the combinational circuit is 18 ns for the combinational circuit 3 having no critical path and the combinational circuit 5 having the critical path. Since each signal propagation delay time from the clock input to the data output of the flip-flop circuits 2 and 4 is 2 ns, and the delay time of each of the combinational circuits 3 and 5 is 18 ns, the maximum operation of the semiconductor integrated circuit of this embodiment is The frequency is 1000 / (2 + 18) = 50 MHz, and the combinational circuits 1 and 3 without a critical path
And 7 are driven by the low voltage source 16 of 2 V, the same maximum operating frequency as that of the conventional semiconductor integrated circuit can be obtained.

【0081】図23は、図3の本実施の形態の半導体集
積回路と図25の従来の半導体集積回路において、フリ
ップフロップ回路のクロック入力時から次段のフリップ
フロップ回路のデータ入力時までの遅延、即ちレジスタ
と組合せ回路の遅延時間を合計した信号伝搬遅延時間の
分布を表している。同図(a) は従来の3Vの電圧系の半
導体集積回路の遅延分布、同図(b) は本実施の形態の2
V系及び3V系混在の半導体集積回路の遅延分布であ
る。従来の半導体集積回路において電源電圧のみを3V
の高電圧系から2Vの低電圧系に変更すると、最大遅延
時間が20nsから30nsになり、クリティカルパスの遅延時
間が設計上の遅延の上限値20nsを越えるのに対し、図3
の本実施の形態の半導体集積回路では、遅延時間が20ns
を越えるクリティカルパスを有する組合せ回路のみを3
Vの高電圧系に変更し、他のクリティカルパスを有しな
い組合せ回路は2Vの低電源系としているので、設計上
の遅延の上限値20nsを満たすことができる。同図(b) は
この時の遅延の分布を表している。
FIG. 23 shows the delay between the clock input of the flip-flop circuit and the data input of the next-stage flip-flop circuit in the semiconductor integrated circuit of this embodiment of FIG. 3 and the conventional semiconductor integrated circuit of FIG. That is, the distribution of the signal propagation delay time obtained by adding the delay times of the register and the combinational circuit is shown. FIG. 2A shows a delay distribution of a conventional 3 V voltage semiconductor integrated circuit, and FIG.
6 is a delay distribution of a V-type and 3V-type mixed semiconductor integrated circuit. In a conventional semiconductor integrated circuit, only the power supply voltage is 3 V
When the high voltage system is changed from a high voltage system to a low voltage system of 2 V, the maximum delay time is changed from 20 ns to 30 ns, and the delay time of the critical path exceeds the upper limit of the designed delay of 20 ns.
In the semiconductor integrated circuit of the present embodiment, the delay time is 20 ns
Only the combinational circuits with critical paths exceeding
Since the combinational circuit that is changed to the high voltage system of V and has no other critical path is a low power system of 2 V, the upper limit of the design delay of 20 ns can be satisfied. FIG. 11B shows the delay distribution at this time.

【0082】次に、消費電力を従来の半導体集積回路と
本発明の半導体集積回路とで比較する。従来の半導体集
積回路の消費電力をP、電源を3Vの高電圧源と2Vの
低電圧源との両電源、回路全体に占めるクリティカルパ
スの割合を10%、本発明の2V/3V系のフリップフ
ロップ回路が従来のフリップフロップ回路と回路構成が
異なることによる消費電力の増大分を10%とすると、
本発明の半導体集積回路の消費電力は次式に示すよう
に、 [Px (2/3)]2 x 0.9 + Px 1.1 x 0.1 = Px 0.51 になり、消費電力は49%も削減される。
Next, the power consumption of the conventional semiconductor integrated circuit is compared with that of the semiconductor integrated circuit of the present invention. The power consumption of the conventional semiconductor integrated circuit is P, the power supply is a dual power supply of a high voltage source of 3 V and a low voltage source of 2 V, the ratio of the critical path in the entire circuit is 10%, and the 2V / 3V flip-flop of the present invention. Assuming that the power consumption of the flip-flop circuit is different from that of the conventional flip-flop circuit by 10%,
As shown in the following equation, the power consumption of the semiconductor integrated circuit of the present invention is [Px (2/3)] 2 x 0.9 + Px 1.1 x 0.1 = Px 0.51, and the power consumption is reduced by 49%.

【0083】また、上述の条件で、回路全体に占めるク
リティカルパスの割合を5%とすると、本発明の半導体
集積回路の消費電力は次式に示すように、 [Px (2/3)]2 x 0.95 + Px 1.1 x 0.05 = P x 0.48 になり、消費電力は52%も削減される。
Further, assuming that the ratio of the critical path to the entire circuit is 5% under the above conditions, the power consumption of the semiconductor integrated circuit of the present invention is expressed by the following equation: [Px (2/3)] 2 x 0.95 + Px 1.1 x 0.05 = P x 0.48, and the power consumption is reduced by 52%.

【0084】続いて、回路規模を従来の半導体集積回路
と本発明の半導体集積回路とで比較する。
Next, the circuit scale of the conventional semiconductor integrated circuit is compared with that of the semiconductor integrated circuit of the present invention.

【0085】従来の半導体集積回路の回路規模をS、半
導体集積回路の中に占めるフリップフロップ回路の割合
を20%、フリップフロップ回路全体の中でレベル変換
回路を有するフリップフロップ回路が占める割合を10
%、本発明の2V/3V系のフリップフロップ回路が従
来のフリップフロップ回路と回路構成が異なることによ
る面積の増分を10%とすると、本発明の半導体集積回
路の回路規模は次式に示すように、 S x 0.8 +S x 0.18 + Sx 1.1 x 0.02 =S x 1.002 になり、回路規模の増加は0.2%に留まる。
The circuit scale of the conventional semiconductor integrated circuit is S, the proportion of the flip-flop circuit in the semiconductor integrated circuit is 20%, and the proportion of the flip-flop circuit having the level conversion circuit in the whole flip-flop circuit is 10
%, And if the 2V / 3V flip-flop circuit of the present invention has an area increase of 10% due to a difference in circuit configuration from the conventional flip-flop circuit, the circuit scale of the semiconductor integrated circuit of the present invention is expressed by the following equation. Then, S x 0.8 + S x 0.18 + S x 1.1 x 0.02 = S x 1.002, and the increase in the circuit scale is limited to 0.2%.

【0086】また、上述の条件で、フリップフロップ回
路全体の中でレベル変換回路を有するフリップフロップ
回路が占める割合を5%とすると、本発明の半導体集積
回路の回路規模は次式に示すように、 S x 0.8 +S x 0.19 + Sx 1.1 x 0.01 =S x 1.001 になり、回路規模の増加は0.1%に留まる。
Further, assuming that the ratio of the flip-flop circuit having the level conversion circuit in the whole flip-flop circuit is 5% under the above-mentioned conditions, the circuit scale of the semiconductor integrated circuit of the present invention is expressed by the following equation. , S x 0.8 + S x 0.19 + S x 1.1 x 0.01 = S x 1.001, and the increase in the circuit scale remains at 0.1%.

【0087】[0087]

【発明の効果】以上説明したように、請求項1ないし請
求項9記載の発明の論理合成方法によれば、クリティカ
ルパスを持つ組合せ回路の全体を高電源で駆動するよう
論理合成するので、そのクリティカルパスの信号伝搬遅
延時間を設計上許容される遅延上限値未満に抑えること
ができると共に、クリティカルパスを持つ組合せ回路の
前段に位置するレジスタに1個のレベル変換回路を配置
するよう論理合成するので、クリティカルパスのみを高
電圧源で駆動する場合に比して、必要とするレベル変換
回路の数を少なく低減しつつ、機能記述からのトップダ
ウン設計とスキャンテストとが可能であり、従って半導
体集積回路の設計を極めて容易にすることができる。
As described above, according to the logic synthesizing method according to the first to ninth aspects of the present invention, logic synthesis is performed so that the entire combinational circuit having a critical path is driven by a high power supply. Logic synthesis is performed so that the signal propagation delay time of the critical path can be suppressed to less than the upper limit of the delay allowed by the design, and one level conversion circuit is arranged in a register located in front of the combinational circuit having the critical path. Therefore, compared with the case where only the critical path is driven by a high voltage source, the number of level conversion circuits required is reduced and the top-down design and the scan test from the function description are possible. The design of the integrated circuit can be made extremely easy.

【0088】また、請求項10ないし請求項23記載の
発明の半導体集積回路によれば、この半導体集積回路
は、クリティカルパスを持つ極く一部の組合せ回路の全
体が高電圧源で駆動されるので、前記クリティカルパス
の信号伝搬遅延時間を設計上許容される遅延上限値未満
に抑えることができると共に、このようにクリティカル
パスを持つ組合せ回路の全体が高電圧源で駆動しても、
そのクリティカルパスを持つ組合せ回路の数は組合せ回
路の全体から見て極めて少なくて消費電力の増大は少な
く抑制される一方、他のクリティカルパスを持たない多
くの組合せ回路が低電圧源で駆動されるので、半導体集
積回路全体として消費電力が顕著に低減され、低消費電
力化を図ることができる。
According to the semiconductor integrated circuit according to the tenth to twenty-third aspects, in this semiconductor integrated circuit, only a part of the combinational circuits having a critical path is entirely driven by a high voltage source. Therefore, the signal propagation delay time of the critical path can be suppressed to less than the delay upper limit allowed by design, and even if the entire combinational circuit having the critical path is driven by a high voltage source,
The number of combinational circuits having the critical path is extremely small in view of the entire combinational circuit, and the increase in power consumption is suppressed to a small extent. On the other hand, many other combinational circuits having no critical path are driven by a low voltage source. Therefore, power consumption of the entire semiconductor integrated circuit is significantly reduced, and power consumption can be reduced.

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

【図1】画像処理システムの全体概略構成図である。FIG. 1 is an overall schematic configuration diagram of an image processing system.

【図2】半導体チップの全体概略構成図である。FIG. 2 is an overall schematic configuration diagram of a semiconductor chip.

【図3】本発明の実施の形態における半導体集積回路の
複数のレジスタ及び複数の組合せ回路の接続関係を示す
図である。
FIG. 3 is a diagram illustrating a connection relationship between a plurality of registers and a plurality of combinational circuits of the semiconductor integrated circuit according to the embodiment of the present invention;

【図4】レベル変換回路を有しないフリップフロップ回
路の構成図である。
FIG. 4 is a configuration diagram of a flip-flop circuit having no level conversion circuit.

【図5】レベル変換回路を有するフリップフロップ回路
の構成図である。
FIG. 5 is a configuration diagram of a flip-flop circuit having a level conversion circuit.

【図6】レベル変換回路の具体的構成を示す図である。FIG. 6 is a diagram showing a specific configuration of a level conversion circuit.

【図7】レベル変換回路を有しないラッチ回路の構成図
である。
FIG. 7 is a configuration diagram of a latch circuit having no level conversion circuit.

【図8】レベル変換回路を有するラッチ回路の構成図で
ある。
FIG. 8 is a configuration diagram of a latch circuit having a level conversion circuit.

【図9】論理合成装置の全体概略構成を示す図である。FIG. 9 is a diagram showing an overall schematic configuration of a logic synthesis device.

【図10】ハードウェア記述言語を示す図である。FIG. 10 is a diagram illustrating a hardware description language.

【図11】ネットリストを示す図である。FIG. 11 is a diagram showing a net list.

【図12】スケマティックを示す図である。FIG. 12 is a diagram showing a schematic.

【図13】半導体集積回路の論理合成方法を示す図であ
る。
FIG. 13 is a diagram illustrating a logic synthesis method of a semiconductor integrated circuit.

【図14】半導体集積回路の他の論理合成方法を示す図
である。
FIG. 14 is a diagram illustrating another logic synthesis method of the semiconductor integrated circuit.

【図15】図13の論理合成方法の変形例を示す図であ
る。
FIG. 15 is a diagram showing a modification of the logic synthesis method of FIG.

【図16】図14の他の論理合成方法の変形例を示す図
である。
FIG. 16 is a diagram illustrating a modification of the other logic synthesis method in FIG. 14;

【図17】第2の組合せ回路及びレベル変換回路を有す
るフリップフロップ回路にマッピングする説明図であ
る。
FIG. 17 is an explanatory diagram of mapping to a flip-flop circuit having a second combinational circuit and a level conversion circuit.

【図18】開発対象となる他の半導体集積回路を示す図
である。
FIG. 18 is a diagram showing another semiconductor integrated circuit to be developed.

【図19】レベル変換回路を有しないスキャンフリップ
フロップ回路の構成図である。
FIG. 19 is a configuration diagram of a scan flip-flop circuit having no level conversion circuit.

【図20】レベル変換回路を有するスキャンフリップフ
ロップ回路の構成図である。
FIG. 20 is a configuration diagram of a scan flip-flop circuit having a level conversion circuit.

【図21】レベル変換回路を有しない他のスキャンフリ
ップフロップ回路の構成図である。
FIG. 21 is a configuration diagram of another scan flip-flop circuit having no level conversion circuit.

【図22】レベル変換回路を有する他のスキャンフリッ
プフロップ回路の構成図である。
FIG. 22 is a configuration diagram of another scan flip-flop circuit having a level conversion circuit.

【図23】従来例及び本発明例における半導体集積回路
の信号伝搬遅延時間とその遅延時間を有する組合せ回路
の個数の分布を示す図である。
FIG. 23 is a diagram showing a signal propagation delay time of a semiconductor integrated circuit according to a conventional example and an example of the present invention and a distribution of the number of combinational circuits having the delay time.

【図24】レジスタトランスファーレベルの記述を示す
図である。
FIG. 24 is a diagram showing a description of a register transfer level.

【図25】従来の半導体集積回路の論理回路を示す図で
ある。
FIG. 25 is a diagram showing a logic circuit of a conventional semiconductor integrated circuit.

【図26】任意の半導体集積回路においてクリティカル
パスのみを高電圧源で駆動する場合のレベル変換回路の
配置位置を示す図である。
FIG. 26 is a diagram showing an arrangement position of a level conversion circuit when only a critical path is driven by a high voltage source in an arbitrary semiconductor integrated circuit.

【図27】他の任意の半導体集積回路においてクリティ
カルパスのみを高電圧源で駆動する場合のレベル変換回
路の配置位置を示す図である。
FIG. 27 is a diagram showing an arrangement position of a level conversion circuit in a case where only a critical path is driven by a high voltage source in another arbitrary semiconductor integrated circuit.

【符号の説明】[Explanation of symbols]

1、3、7 第1の組合せ回路 5 第2の組合せ回路 2、4、6、8 フリップフロップ回路(レジスタ) 9 クロックバッファ(クロック供給手
段) 15 高電圧源 16 低電圧源 22 内部コア部 30 マスタラッチ 31 スレーブラッチ 33、3354、92 内部クロック生成回路 35、3556、96、98 レベル変換回路 36 データ一時記憶部 40、41 PMOS 型トランジスタ 42、43 NMOS 型トランジスタ 45、46 CMOS 型インバータ 47、49 PMOS 型トランジスタ 48、50 NMOS 型トランジスタ 51、51´ ラッチ回路(レジスタ) 52 ラッチ部 65 タイミング検証部 80〜84 スキャンテスト用フリップフロッ
プ回路(レジスタ) 90 マルチプレクサ 91 データ入力選択回路
1, 3, 7 First combination circuit 5 Second combination circuit 2, 4, 6, 8 Flip-flop circuit (register) 9 Clock buffer (clock supply means) 15 High voltage source 16 Low voltage source 22 Internal core unit 30 Master latch 31 Slave latch 33, 3354, 92 Internal clock generation circuit 35, 3556, 96, 98 Level conversion circuit 36 Data temporary storage unit 40, 41 PMOS transistor 42, 43 NMOS transistor 45, 46 CMOS inverter 47, 49 PMOS Type transistors 48, 50 NMOS type transistors 51, 51 'Latch circuit (register) 52 Latch section 65 Timing verification section 80-84 Scan test flip-flop circuit (register) 90 Multiplexer 91 Data input selection circuit

─────────────────────────────────────────────────────
────────────────────────────────────────────────── ───

【手続補正書】[Procedure amendment]

【提出日】平成10年7月9日[Submission date] July 9, 1998

【手続補正1】[Procedure amendment 1]

【補正対象書類名】明細書[Document name to be amended] Statement

【補正対象項目名】全文[Correction target item name] Full text

【補正方法】変更[Correction method] Change

【補正内容】[Correction contents]

【書類名】 明細書[Document Name] Statement

【発明の名称】導体集積回路[Title of the Invention Semi-conductor integrated circuit

【特許請求の範囲】[Claims]

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

【0001】[0001]

【産業上の利用分野】本発明は、半導体集積回路の
良、特に、低消費電力で動作する半導体集積回路に関す
る。
The present invention relates to a modified <br/> good semi conductor integrated circuits, in particular, about the semiconductor integrated circuits that operate with low power consumption
You.

【0002】[0002]

【従来の技術】今日、半導体集積回路の設計において
は、開発対象の半導体集積回路をレジスタトランスファ
ーレベル(以下、RTLと記す)の機能記述により表現
し、このRTL記述を用いて論理合成することにより、
開発対象の半導体集積回路を生成するトップダウン設計
が採用されている。
2. Description of the Related Art Today, in the design of a semiconductor integrated circuit, a semiconductor integrated circuit to be developed is represented by a function description at a register transfer level (hereinafter, referred to as RTL), and the logic is synthesized using the RTL description. ,
A top-down design for generating a semiconductor integrated circuit to be developed is employed.

【0003】図24は従来のRTL記述、図25は前記
RTL記述を用いて論理合成により生成された論理回路
(半導体集積回路)を示す。
FIG. 24 shows a conventional RTL description, and FIG. 25 shows a logic circuit (semiconductor integrated circuit) generated by logic synthesis using the RTL description.

【0004】図24のRTL記述は、複数のレジスタ間
のデータ転送を機能レベルで明確に規定した記述であ
る。同図のRTL記述において、r1,r2,r3,r4 はレジス
タ、func1,func2,func3,func4 は前記レジスタ間の組合
せ回路の機能の記述、assign文とalways文は各レジスタ
と各組合せ回路との接続関係を記述したものである。
[0004] The RTL description in FIG. 24 is a description clearly defining data transfer between a plurality of registers at a functional level. In the RTL description shown in the figure, r1, r2, r3, and r4 are registers, func1, func2, func3, and func4 are descriptions of the function of a combinational circuit between the registers. It describes the connection relationship.

【0005】図24のRTL記述から論理を合成する場
合、面積又は速度の制約条件を与えることにより、面積
と速度のトレードオフの曲線上で回路が決定する。
When synthesizing logic from the RTL description of FIG. 24, a circuit is determined on a trade-off curve of area and speed by giving constraints on area or speed.

【0006】前記RTL記述から生成された図25に示
す論理回路において、101 ,103 ,105,及び107 は前記
RTL記述に明示されたレジスタr1,r2,r3,r4 が論理合
成によりマッピングされたフリップフロップ回路であっ
て、前記図24のRTL記述に明示されたレジスタr1,r
2,r3,r4 に直接対応する。108 はクロックバッファ、10
0 ,102 ,104 及び106 は図24のRTL記述のfunc1,
func2,func3,func4 に対応する組合せ回路である。前記
組合せ回路100 ,102 ,104 及び106 は、図24のRT
Lの機能記述から面積と速度とのトレードオフの曲線上
の1つの回路としてマッピングされたものである。
In the logic circuit shown in FIG. 25 generated from the RTL description, 101, 103, 105, and 107 are flip-flops in which registers r1, r2, r3, and r4 specified in the RTL description are mapped by logic synthesis. 24, the registers r1 and r specified in the RTL description of FIG.
Corresponds directly to 2, r3, r4. 108 is the clock buffer, 10
0, 102, 104, and 106 are func1, func1, of the RTL description in FIG.
This is a combinational circuit corresponding to func2, func3, and func4. The combinational circuits 100, 102, 104 and 106 correspond to the RT shown in FIG.
It is mapped from the function description of L as one circuit on the curve of trade-off between area and speed.

【0007】[0007]

【発明が解決しようとする課題】ところで、半導体集積
回路の消費電力Pは、動作周波数をf、負荷容量をC、
電圧をVとすると[式1]の通り、 [式1] P=f x C x V2 で示される。従って、半導体集積回路の消費電力を低減
するには、動作周波数の低下、負荷容量の低下、又は電
源電圧の低下の3方法があり、電源電圧の低下による場
合の低減効果が最も大きい。
By the way, the power consumption P of the semiconductor integrated circuit can be expressed as follows: operating frequency f, load capacitance C,
As the voltage and V [Equation 1], represented by [Equation 1] P = f x C x V 2. Therefore, there are three methods for reducing the power consumption of the semiconductor integrated circuit: lowering the operating frequency, lowering the load capacity, or lowering the power supply voltage. The reduction effect due to the reduction in the power supply voltage is the largest.

【0008】しかしながら、電源電圧を低く設定する
と、論理回路を構成する多数のパスの中で最大遅延時間
を持つクリティカルパスの遅延時間も増大する。
However, when the power supply voltage is set low, the delay time of the critical path having the maximum delay time among many paths constituting the logic circuit also increases.

【0009】そこで、例えば特開平5−299624号
公報には、多数の論理ゲートのうち低速動作で足りる論
理ゲートを低電圧源により駆動し、他の高速動作が必要
な論理ゲートを高電圧源により駆動する技術が開示され
るが、クリティカルパスを考慮に入れた低電圧源と高電
圧源との2電源の使用は開示されていない。
[0009] Therefore, for example, JP-A-5-299624, a logic gate sufficient in the slow operation of a number of logic gates driven by a low voltage source, the other high-speed operation of the logic gates required by the high-voltage source The driving technology is disclosed
Low voltage and high voltage
The use of dual power sources with a pressure source is not disclosed.

【0010】本発明の目的は、開発の対象とする半導体
集積回路の各組合せ回路のクリティカルパスの遅延時間
の増大を招かずに、低消費電力で動作する半導体集積回
路を提供することにある。
An object of the present invention is to provide a semiconductor to be developed.
Critical path delay time of each combinational circuit of integrated circuit
Semiconductor integrated circuits that operate with low power consumption without increasing
To provide a road.

【0011】[0011]

課題を解決するための手段即ち、本発明は、特開平
5−299624号公報に開示される技術を利用して、
前記クリティカルパスを構成する論理ゲートのみを高電
圧源で駆動し、他の論理ゲートを低電圧源で駆動し、こ
れによりクリティカルパスの最大遅延時間の増大を招か
ずに半導体集積回路全体の消費電流を低電圧電源の使用
により低減して、低消費電力化を図るものである。しか
し、この発明は、更に改良する余地がある。
That is, the present invention relates to a method disclosed in
Utilizing the technology disclosed in JP-A-5-299624,
Only the logic gates that make up the critical path
Driven by a voltage source and other logic gates driven by a low voltage source.
Causes the maximum delay time of the critical path to increase.
Uses a low-voltage power supply without increasing the current consumption of the entire semiconductor integrated circuit
To reduce power consumption. However, the present invention has room for further improvement.

【0012】前記改良点の詳細は次の通りである。前記
のように低電圧源で駆動される低速動作型の論理ゲート
から、高電圧源で駆動される高速動作型の論理ゲートに
データを伝達する場合には、例えば特開平5−6796
3号公報に開示されるように、その2つの論理ゲートの
間に、低電圧源で駆動される論理ゲートの出力レベルを
高く変換するレベル変換回路を配置する必要がある。し
かし、前記図25に示す各々の組合せ回路は、例えば図
26又は図27に示すような多数の論理ゲートにより構
成される回路であるため、この各図の組合せ回路におい
てクリティカルパスが図中太線で示すパスであると仮定
すると、このクリティカルパスを高電圧源で駆動するに
は各図中記号〇で示す複数の位置(この位置の数は図2
6では8箇所、図27では12箇所である)にレベル変
換回路を要すると判断し且つ配置する必要がある。集積
度の高い半導体集積回路では、組合せ回路の数は極めて
多数であると共に各組合せ回路を構成する論理ゲートの
数も極めて多い。従って、このような集積度の高い半導
体集積回路では、クリティカルパスを持つ1つの組合せ
回路においてレベル変換回路を要する位置の数は多数と
なり、またクリティカルパスを持つ組合せ回路の数も多
いため、半導体集積回路の全体でレベル変換回路を要す
る位置の数は膨大な数となる。その結果、集積度の高い
半導体集積回路の設計では、極く一部に限定した組合せ
回路で前記のようにレベル変換回路を要する位置を判断
し且つ配置することは可能であるが、半導体集積回路の
全体では前記レベル変換回路の配置位置の判断が繁雑で
煩わしく、また長時間を要し、設計が面倒になる。
The details of the improvements are as follows. As described above, when data is transmitted from a low-speed operation type logic gate driven by a low voltage source to a high-speed operation type logic gate driven by a high voltage source, for example, see Japanese Patent Application Laid-Open No. Hei 5-6796.
As disclosed in Japanese Unexamined Patent Application Publication No. 2003-163, a level conversion circuit for converting the output level of a logic gate driven by a low voltage source into a high level needs to be disposed between the two logic gates. However, since each of the combinational circuits shown in FIG. 25 is a circuit composed of a large number of logic gates as shown in, for example, FIG. 26 or FIG. Assuming that the path shown in FIG. 2 is driven by a high voltage source, the critical path is driven by a plurality of positions (in FIG.
It is determined that a level conversion circuit is required at eight locations in FIG. 6 and at twelve locations in FIG. In a highly integrated semiconductor integrated circuit, the number of combination circuits is extremely large, and the number of logic gates constituting each combination circuit is also extremely large. Therefore, in such a highly integrated semiconductor integrated circuit, the number of positions requiring a level conversion circuit in one combinational circuit having a critical path is large, and the number of combinational circuits having a critical path is large. The number of positions requiring a level conversion circuit in the entire circuit is enormous. As a result, in the design of a highly integrated semiconductor integrated circuit, it is possible to determine and arrange the position where the level conversion circuit is required as described above using a combination circuit that is only partially limited. In the whole, the determination of the arrangement position of the level conversion circuit is complicated and troublesome, and it takes a long time, and the design becomes complicated .

【0013】記の目的を達成するため、本発明では、
次の点に着目した。即ち、第1に、半導体集積回路は、
前記図25に示す通り、多数のレジスタと、その各レジ
スタ間に位置する多数の組合せ回路とから成るので、レ
ジスタにレベル変換回路を配置すれば、複数の組合せ回
路には各所,即ちクリティカルパスを高電源で駆動する
場合にレベル変換回路を要する複数の位置に、各々レベ
ル変換回路を配置する必要が無く、レベル変換回路の配
置位置数が少なく低減できること、第2に、前記の通り
レジスタにレベル変換回路を配置すれば、このレベル変
換回路からデータが伝達される組合せ回路では、その組
合せ回路を高電源で駆動する必要が生じるものの、半導
体集積回路では、クリティカルパスに存在する論理ゲー
トの数は、集積回路全体を構成する論理ゲートの数の約
5%程度である統計からすると、クリティカルパスを持
つ組合せ回路の組合せ回路全体に対する割合は少なく、
従ってクリティカルパスを持つ組合せ回路を高電源で駆
動してもさほど消費電力の増大を招かないことに着目し
た。
[0013] In order to achieve the previous Symbol purpose of, in the present invention,
We focused on the following points. That is, first, the semiconductor integrated circuit is
As shown in FIG. 25, it is composed of a large number of registers and a large number of combinational circuits located between the respective registers. Therefore, if a level conversion circuit is arranged in the register, the plurality of combinational circuits have various locations, that is, critical paths. When driving with a high power supply, there is no need to arrange a level conversion circuit at each of a plurality of positions where the level conversion circuit is required, and the number of arrangement positions of the level conversion circuit can be reduced and reduced. by arranging a conversion circuit, a combination circuit which data is transmitted from the level converting circuit, although necessary to drive the combination circuits at high power is generated, in the semiconductor integrated circuit, the number of logic gates that are present in the critical path According to statistics that are about 5% of the number of logic gates constituting the entire integrated circuit, a combination of combinational circuits having a critical path Ratio less for the entire circuit causes,
Thus by noting not significantly incurring an increase in power consumption even when the combination circuits with a critical path is driven at a high power.

【0014】即ち、請求項1記載の発明の半導体集積回
は、低電圧源で駆動される第1の論理ゲートと、高電
圧源で駆動される第2の論理ゲートとを備え、複数の信
号伝搬経路上に各々設けられた組合せ回路を有する半導
体集積回路であって、前記半導体集積回路は、クリティ
カルパスとなる特定の信号伝搬経路の信号伝搬遅延時問
が設計上の遅延上限値以下になるように設けられた前記
第2の論理ゲートを有する第1の組合せ回路を備えたこ
とを特徴とする。
That is, the semiconductor integrated circuit according to the first aspect of the present invention.
The circuit includes a first logic gate driven by a low voltage source and a high voltage circuit.
A second logic gate driven by a pressure source.
Having a combinational circuit provided on each signal propagation path
Body integrated circuit, wherein the semiconductor integrated circuit is
Signal propagation delay time of a specific signal propagation path that becomes a calpus
Is provided to be less than the design delay upper limit value
A first combinational circuit having a second logic gate;
And features.

【0015】また、請求項2記載の発明は、前記請求項
1記載の半導体集積回路において、前記半導体集積回路
は、前記第1の論理ゲートで全て構成され、かつ設計上
の遅延上限値を満たす第2の組合せ回路を有することを
特徴とする。
[0015] The invention according to claim 2 is the same as the above claim.
2. The semiconductor integrated circuit according to claim 1 , wherein
Are all composed of the first logic gates, and
Having a second combinational circuit that satisfies the delay upper limit of
Features.

【0016】更に、請求項3記載の発明は、前記請求項
1記載の半導体集積回路において、前記第1の組合せ回
路の信号伝搬経路上の論理ゲートは、前記第1の論理ゲ
ートと前記第2の論理ゲートとを含むことを特徴とす
る。
[0016] Further, the invention according to claim 3 is the above-mentioned claim.
2. The semiconductor integrated circuit according to claim 1 , wherein the first combination
The logic gate on the signal propagation path of the path is the first logic gate.
And a second logic gate.
You.

【0017】加えて、請求項4記載の発明は、前記請求
項3記載の半導体集積回路において、前記第1の組合せ
回路内で、第2の論理ゲートの出力に前記第1の論理ゲ
ートの入力が接続されることを特徴とする。
[0017] In addition, the invention according to claim 4 is the above-mentioned claim.
Item 4. The semiconductor integrated circuit according to Item 3 , wherein the first combination
In the circuit, the output of the second logic gate is connected to the first logic gate.
The input of the port is connected.

【0018】更に加えて、請求項5記載の発明は、前記
請求項1記載の半導体集積回路において、前記第1の組
合せ回路内の第2の論理ゲートの入力に他の前記第2の
論理ゲートの出力が接続され、前記第1の組合せ回路内
の第2の論理ゲートの出力に前記第1の論理ゲートの入
力が接続されることを特徴とする。
[0018] In addition, the invention according to claim 5 is characterized in that:
2. The semiconductor integrated circuit according to claim 1 , wherein the first set
The input of the second logic gate in the matching circuit
The output of the logic gate is connected to the first combinational circuit.
Input of the first logic gate to the output of the second logic gate
The power is connected.

【0019】また、請求項6記載の発明は、前記請求項
1記載の半導体集積回路において、前記第1の組合せ回
路の信号伝搬経路上の全ての論理ゲートが第2の論理ゲ
ートであることを特徴とする。
Further, the invention according to claim 6 is the same as the above claim.
2. The semiconductor integrated circuit according to claim 1 , wherein the first combination
All logic gates on the signal propagation path of the
It is characterized in that

【0020】更に、請求項7記載の発明は、前記請求項
6記載の半導体集積同路において、前記第1の組合せ回
路の信号伝搬経路上の全ての第2の論理ゲートの入力に
前記第2の論理ゲートの出力が接続されることを特徴と
する。
Further, the invention according to claim 7 is the same as the above claim.
6. The semiconductor integrated circuit as set forth in claim 6 , wherein:
To the inputs of all the second logic gates on the signal propagation path
The output of the second logic gate is connected.
I do.

【0021】加えて、請求項8記載の発明は、前記請求
項1記載の半導体集積回路において、前記第1の論理ゲ
ートの低電圧の出力信号を入力し、前記低電圧の信号を
高電圧の信号にレベル変換して前記第2の論理ゲートに
出力するレベル変換回路を有することを特徴とする。
[0021] In addition, the invention according to claim 8 is the above-mentioned claim.
Item 2. The semiconductor integrated circuit according to Item 1 , wherein the first logic gate
Input a low-voltage output signal of the
Level-converted to a high-voltage signal and
It has a level conversion circuit for outputting.

【0022】更に加えて、請求項9記載の発明は、前記
請求項8記載の半導体集積回路において、前記レベル変
換回路は、前記第1の論理ゲートの低電圧の出力信号を
入力して保持すると共に、この保持した低電圧の信号を
高電圧の信号にレベル変換して前記第2の論理ゲートに
出力するレベル変換機能付きレジスタであることを特徴
とする。
[0022] In addition, the invention according to claim 9 provides the above-mentioned invention.
9. The semiconductor integrated circuit according to claim 8 , wherein the level change is performed.
The conversion circuit outputs a low-voltage output signal of the first logic gate.
While inputting and holding, the held low-voltage signal is
Level-converted to a high-voltage signal and
Features a register with a level conversion function to output
And

【0023】また、請求項10記載の発明は、前記請求
項9記載の半導体集積回路において、前記レベル変換機
能付きレジスタは、低電圧源を電圧源とするデーター時
記憶部と、高電圧源を電圧源として前記データー時記憶
部の低電圧の出力信号を高電圧の出力信号にレベル変換
するレベル変換回路とを有することを特徴とする。
[0023] The invention according to claim 10 is the same as the above claim.
Item 10. The level converter according to Item 9,
Active registers are used for data from low voltage sources.
A storage unit, and storing the data at the time of using the high voltage source as a voltage source
Level conversion from low-voltage output signal to high-voltage output signal
And a level conversion circuit.

【0024】[0024]

【作用】以上の構成により、請求項1ないし請求項10
の半導体集積回路は次の作用を奏する。即ち、ク
ティカルパスを持つ組合せ回路では、そのクリティカル
パスとなる信号伝搬経路上の論理ゲートが高電圧で駆動
されるので、そのクリティカルパスの時間遅延を設計上
許容される遅延上限値未満に抑えることができる。しか
も、前記高電圧系で駆動される論理ゲートを信号伝搬経
路上に含む他の組合せ回路では、低電圧系で駆動される
論理ゲート又は他の高電圧系で駆動される論理ゲートを
含むものの、それ等の組合せ回路の数は半導体集積回路
に備える組合せ回路の全体から見て極めて少いので、消
費電力の増大は少なく抑制される。一方、残りの組合せ
回路は低電源で駆動されるので、消費電力が顕著に低減
される。その結果、半導体集積回路全体では、低消費電
力化が図られる。
According to the above construction, claims 1 to 10 are provided.
Semiconductors integrated circuit serial mounting exhibits the following effects. That is, in the combinational circuit having a click re <br/> Pharmaceuticals path, the critical
The logic gate on the signal propagation path that becomes the path is driven by high voltage
Therefore, the time delay of the critical path can be suppressed to less than the delay upper limit value allowable in design. In addition, the logic gate driven by the high voltage system passes through a signal propagation path.
In other combinational circuits including on the road, driven by low voltage system
Logic gates or logic gates driven by other high voltage systems
Includes, but the number of such combinational circuits is a semiconductor integrated circuit
Is extremely small as a whole from the viewpoint of the combination circuit provided in the above , the increase in power consumption is suppressed to a small extent. On the other hand, the remaining combinational circuits are driven by a low power supply, so that power consumption is significantly reduced. As a result, low power consumption is achieved in the entire semiconductor integrated circuit.

【0025】[0025]

【実施例】以下、本発明の実施例を図面に基いて説明す
る。
Embodiments of the present invention will be described below with reference to the drawings.

【0026】図1は本発明の半導体集積回路を備えた画
像処理装置Aの全体構成を示す。同図において、10は
外部からの信号をアナログ/デジタル変換するA/D変
換器、11は汎用のDRAM、12は本発明の半導体集
積回路であり前記DRAM11からデータを取出し又は
データを記憶させつつ画像処理を行う第1の半導体集積
回路、13は前記第1の半導体集積回路12を制御する
汎用の制御用マイクロコンピュータ、14は前記第1の
半導体集積回路12から信号を受けて更に画像処理を行
う第2の半導体集積回路である。
FIG. 1 shows the overall configuration of an image processing apparatus A having a semiconductor integrated circuit according to the present invention. In FIG. 1, reference numeral 10 denotes an A / D converter for converting an external signal from analog to digital, 11 denotes a general-purpose DRAM, and 12 denotes a semiconductor integrated circuit of the present invention, which takes out data from the DRAM 11 or stores data. A first semiconductor integrated circuit 13 for performing image processing, 13 is a general-purpose control microcomputer for controlling the first semiconductor integrated circuit 12, and 14 receives a signal from the first semiconductor integrated circuit 12 to further perform image processing. This is a second semiconductor integrated circuit to be performed.

【0027】また、15は外部に配置された例えば3V
の高電圧源、16は同様に外部配置された例えば2Vの
低電圧源である。同図の画像処理装置Aは、前記高電圧
源15に接続された高電圧配線17と、前記低電圧源1
6に接続された低電圧配線18とを有する。画像処理装
置Aの低消費電力化を図るために低電圧源16は画像処
理用の第1及び第2の半導体集積回路12、14の電圧
源として使用され、低電圧配線18の低電圧が第1及び
第2の半導体集積回路12、14のみに供給される。一
方、高電圧配線17の高電圧は他の汎用の回路10、1
1、13に供給される。各回路10〜14間のインター
フェイス電圧を高電圧にする必要から、高電圧配線17
の高電圧は画像処理用の2個の半導体集積回路12、1
4にも供給される。
Reference numeral 15 denotes an externally arranged, for example, 3 V
The high-voltage source 16 is also a low-voltage source, for example 2 V, externally arranged. The image processing apparatus A shown in FIG. 1 includes a high-voltage line 17 connected to the high-voltage source 15 and the low-voltage source 1.
6 connected to the low-voltage wiring 18. In order to reduce the power consumption of the image processing apparatus A, the low voltage source 16 is used as a voltage source for the first and second semiconductor integrated circuits 12 and 14 for image processing. It is supplied only to the first and second semiconductor integrated circuits 12 and 14. On the other hand, the high voltage of the high-voltage wiring 17 is applied to other general-purpose circuits 10, 1
1, 13 are supplied. Since the interface voltage between the circuits 10 to 14 needs to be high, the high voltage wiring 17
High voltage is applied to two semiconductor integrated circuits 12, 1 for image processing.
4 as well.

【0028】前記低電圧源16は高電圧配線17の電圧
を内部トランジスターでその閾値電圧分だけ降圧した内
部低電圧源としてもよい。その構成は例えば特開平4−
96369号公報に記載されるので、その詳細は省略す
る。この場合、外部に配置した低電圧源16は不要であ
る。
The low voltage source 16 may be an internal low voltage source in which the voltage of the high voltage wiring 17 is reduced by an internal transistor by the threshold voltage. The configuration is described in, for example,
96369, the details of which are omitted. In this case, the low voltage source 16 arranged outside is unnecessary.

【0029】前記画像処理用の第1の半導体集積回路1
2の内部構成を図2に示す。同図において、20はチッ
プ、21…は前記チップ20の外周に複数配置された入
力/出力パッド、22は前記複数の入力/出力パッド2
1…の配置領域を除いた内部コア部であって、前記内部
コア部22には5個の機能ブロックA〜Eが設けられて
いる。前記機能ブロックA〜Dは各々異なる演算処理を
行う演算処理回路であり、機能ブロックEは例えばROM
,RAM 等の小容量のメモリセル部である。
The first semiconductor integrated circuit 1 for image processing
FIG. 2 shows the internal configuration of No. 2. In the figure, reference numeral 20 denotes a chip, 21... Are a plurality of input / output pads arranged on the outer periphery of the chip 20, and 22 is the plurality of input / output pads 2.
The internal core portion 22 is provided with five functional blocks A to E except for the arrangement region of 1. The functional blocks A to D are arithmetic processing circuits that perform different arithmetic processing, and the functional block E is, for example, a ROM.
, A small-capacity memory cell such as a RAM.

【0030】本発明は、前記画像処理用の第1の半導体
集積回路12において、前記内部コア部22内の前記メ
モリセル部より成る機能ブロックE以外の機能ブロック
A〜Dに対して適用される。
The present invention is applied to the functional blocks A to D other than the functional block E composed of the memory cell section in the internal core section 22 in the first semiconductor integrated circuit 12 for image processing. .

【0031】図3は、前記第1の半導体集積回路12の
任意の1つの機能ブロック(例えばA)の論理回路図を
示す。
FIG. 3 shows a logic circuit diagram of an arbitrary one functional block (for example, A) of the first semiconductor integrated circuit 12.

【0032】同図の機能ブロック(半導体集積回路の一
部)は、前記図24のRTL記述から論理合成した論理
回路を示す。同図において、2、4,6及び8は、各々
前記図24のRTL記述のレジスタr1,r2,r3,r4 を構成
するフリップフロップ回路である。1、3、5及び7は
各々前記図24のRTL記述の組合せ回路func1,func2,
func3 及びfunc4 を構成し各レジスタr1〜r4の間又は前
段に位置する組合せ回路である。図3では、説明を簡単
にするため、各組合せ回路の出力は次段のフリップフロ
ップ回路のみに入力されるが、他の組合せ回路に信号を
転送する場合もある。
The functional block (part of the semiconductor integrated circuit) shown in FIG. 14 shows a logic circuit logically synthesized from the RTL description shown in FIG. In the figure, reference numerals 2, 4, 6, and 8 denote flip-flop circuits constituting registers r1, r2, r3, r4 described in the RTL of FIG. 24, respectively. Reference numerals 1, 3, 5 and 7 denote combination circuits func1, func2,
It is a combinational circuit that constitutes func3 and func4 and is located between the registers r1 to r4 or at the preceding stage. In FIG. 3, for the sake of simplicity, the output of each combinational circuit is input only to the flip-flop circuit at the next stage, but the signal may be transferred to another combinational circuit.

【0033】前記フリップフロップ回路2、6及び8は
前記2Vの低電圧源16を電圧源とする2V系であり、
残るフリップフロップ回路4は、2Vの低電圧源16及
び3Vの高電圧源15の両電源を電圧源とする2V/3
V系である。前記2V/3V系のフリップフロップ回路
4は後述するようにレベル変換回路を有し、2V系のフ
リップフロップ回路2、6及び8はレベル変換回路を有
しない。更に、前記組合せ回路1、3及び7は、2Vの
低電圧源16を電圧源とする2V系の組合せ回路(第1
の組合せ回路)即ち、この組合せ回路を構成する論理ゲ
ートが全て2Vの低電圧で駆動される組合せ回路であ
り、残る組合せ回路5は、高速動作の要求から、3Vの
高電圧電源15を電圧源とする3V系の組合せ回路(第
2の組合せ回路)即ち、この組合せ回路を構成する論理
ゲートが全て3Vの高電圧で駆動される組合せ回路であ
る。
The flip-flop circuits 2, 6 and 8 are 2V systems using the 2V low voltage source 16 as a voltage source.
The remaining flip-flop circuit 4 has a voltage source of 2V / 3 using both power sources of a low voltage source 16 of 2V and a high voltage source 15 of 3V.
It is a V system. The 2V / 3V flip-flop circuit 4 has a level conversion circuit as described later, and the 2V flip-flop circuits 2, 6 and 8 do not have a level conversion circuit. Further, the combination circuits 1, 3 and 7 are 2V combination circuits (first circuit) using a 2V low voltage source 16 as a voltage source.
A combinational circuit), that is, a logic circuit constituting this combinational circuit.
The combination circuit 5 is a combination circuit driven by a low voltage of 2V , and the remaining combination circuit 5 is a 3V combination circuit using a 3V high-voltage power supply 15 as a voltage source (second combination Circuit), that is, the logic constituting this combinational circuit
A combination circuit in which all gates are driven by a high voltage of 3V .

【0034】加えて、9は2Vの低電圧源16を電圧源
とする2V系のクロックバッファ(クロック供給手段)
であって、前記4個のフリップフロップ回路2、4、
6、8にクロックを供給する。
In addition, 9 is a 2V clock buffer (clock supply means) using a 2V low voltage source 16 as a voltage source.
Wherein the four flip-flop circuits 2, 4,.
Clock is supplied to 6 and 8.

【0035】前記2V系のレベル変換回路を有しないフ
リップフロップ回路2、6、8の構成は図4に示され
る。同図において、30は1つの外部信号Dを受けるマ
スタラッチ、31は前記マスタラッチ30の出力側に直
列接続され且つ相補の2つの信号を出力するスレーブラ
ッチであって、この直列接続されたマスタラッチ30及
びスレーブラッチ31によりデータ一時記憶部36を構
成する。32は前記スレーブラッチ31の出力側に接続
された出力バッファ、33は外部から入力されるクロッ
クCLK から相補の内部クロックCK,NCK を生成する内部
クロック生成回路(クロック供給手段)であって、これ
等の回路30〜33は2Vの低電圧源16を電圧源とす
る2V系である。
FIG. 4 shows the configuration of the flip-flop circuits 2, 6, and 8 having no 2V-system level conversion circuit. In the figure, reference numeral 30 denotes a master latch for receiving one external signal D, and 31 denotes a slave latch which is connected in series to the output side of the master latch 30 and outputs two complementary signals. The slave latch 31 forms a temporary data storage unit 36. 32 is an output buffer connected to the output side of the slave latch 31, and 33 is an internal clock generation circuit (clock supply means) for generating complementary internal clocks CK and NCK from a clock CLK input from the outside. The circuits 30 to 33 are a 2V system using the 2V low voltage source 16 as a voltage source.

【0036】前記2V/3V系のレベル変換回路を有す
るフリップフロップ回路4の構成は図5に示される。同
図のフリップフロップ回路4は、前記図4に示した2V
系のフリップフロップ回路2と同一構成の直列接続され
たマスタラッチ30及びスレーブラッチ31と、内部ク
ロック生成回路33とを備えると共に、3Vの高電圧源
15を電圧源とする出力バッファー34と、前記スレー
ブラッチ31と前記出力バッファ34の間に介在された
レベル変換回路35とを備える。前記レベル変換回路3
5は、2V/3V系であって、2V系のスレーブラッチ
31の相補の信号間の電位差は低電圧(2V)である
が、この低電圧信号を入力し、この低電圧信号を、その
相補の信号間の電位差が高電圧(3V)である高電圧信
号にレベル変換して出力する機能を有する。
FIG. 5 shows the configuration of the flip-flop circuit 4 having the 2V / 3V system level conversion circuit. The flip-flop circuit 4 shown in FIG.
A master latch 30 and a slave latch 31 connected in series with the same configuration as the flip-flop circuit 2 of the system, an internal clock generation circuit 33, an output buffer 34 using the 3V high voltage source 15 as a voltage source, A level conversion circuit 35 is provided between the latch 31 and the output buffer 34. The level conversion circuit 3
Reference numeral 5 denotes a 2V / 3V system, in which the potential difference between complementary signals of the 2V system slave latch 31 is a low voltage (2V). Has a function of converting the level into a high voltage signal in which the potential difference between the signals is high voltage (3 V) and outputting the high voltage signal.

【0037】前記レベル変換回路35の具体的構成を図
6(a)及び(b)に示す。同図(a)のレベル変換回
路35において、40及び41はPMOS 型トランジス
タ、42及び43はNMOS 型トランジスタであって、一
方のPMOS 型トランジスタ40と一方のNMOS 型トラン
ジスタ42とは直列接続され、また他方のPMOS 型トラ
ンジスタ41と他方のNMOS 型トランジスタ43とは直
列接続され、この双方の直列回路は各々3Vの高電圧源
15と接地との間に配置される。前記一方のPMOS 型ト
ランジスタ40のゲートは、直列接続されない側のNMO
S 型トランジスタ43のドレインに、他方のPMOS 型ト
ランジスタ41のゲートはNMOS 型トランジスタ42の
ドレインに接続される。相補の出力は各NMOS 型トラン
ジスタ42、43のドレインから取り出される。前記の
構成により、PMOS 型トランジスタ40とNMOS 型トラ
ンジスタ42、PMOS 型トランジスタ41とNMOS 型ト
ランジスタ43は、各々インバータの機能を奏する。即
ち、図5のスレーブラッチ31の相補の出力により一方
のNMOS 型トランジスタ43のゲートに2Vの低電圧が
供給されると共に他方のNMOS 型トランジスタ42のゲ
ートに0Vが供給されると、前記一方のNMOS 型トラン
ジスタ43がONすると共に前記他方のNMOS型トラン
ジスタ42がOFFし、これに伴い一方のPMOS 型トラ
ンジスタ40がONすると共に他方のPMOS 型トランジ
スタ41がOFFするので、一方のNMOS 型トランジス
タ42のドレインが3Vの高電圧源15に接続されると
共に他方のNMOS 型トランジスタ43のドレインが接地
されて、3Vの高電位差の相補の出力が得られる。図6
(a)の構成では、3Vの高電圧源15から2Vの低電
圧源16への貫通電流、及び3Vの高電圧源15から0
V(接地)への貫通電流を流すことなく、図5のスレー
ブラッチ31の相補の出力を2Vの低電圧から3Vの高
電圧にレベル変換することができる。
FIGS. 6A and 6B show a specific configuration of the level conversion circuit 35. FIG. In the level conversion circuit 35 of FIG. 3A, reference numerals 40 and 41 denote PMOS transistors, and reference numerals 42 and 43 denote NMOS transistors. One PMOS transistor 40 and one NMOS transistor 42 are connected in series. The other PMOS transistor 41 and the other NMOS transistor 43 are connected in series, and both series circuits are arranged between the high voltage source 15 of 3V and the ground. The gate of the one PMOS transistor 40 is connected to the NMO on the side not connected in series.
The drain of the S-type transistor 43 is connected to the drain of the NMOS transistor 42, and the gate of the other PMOS transistor 41 is connected to the drain of the NMOS transistor 42. The complementary output is taken from the drains of the NMOS transistors 42 and 43. With the above configuration, the PMOS transistor 40 and the NMOS transistor 42, and the PMOS transistor 41 and the NMOS transistor 43 each perform the function of an inverter. That is, when a low voltage of 2 V is supplied to the gate of one NMOS transistor 43 and 0 V is supplied to the gate of the other NMOS transistor 42 by the complementary output of the slave latch 31 in FIG. The NMOS transistor 43 is turned on and the other NMOS transistor 42 is turned off, and accordingly, one PMOS transistor 40 is turned on and the other PMOS transistor 41 is turned off. The drain is connected to the high voltage source 15 of 3V and the drain of the other NMOS transistor 43 is grounded, so that a complementary output having a high potential difference of 3V is obtained. FIG.
In the configuration of (a), the through current from the 3V high voltage source 15 to the 2V low voltage source 16 and the 3V high voltage source 15
The level of the complementary output of the slave latch 31 shown in FIG. 5 can be converted from a low voltage of 2V to a high voltage of 3V without passing through current to V (ground).

【0038】図6(b)は前記とは異なる他の具体的構
成のレベル変換回路35´を示す。同図のレベル変換回
路35´は、前記図6(a)のレベル変換回路35の2
個のNMOS 型トランジスター42、43に代えて、2個
のCMOS 型インバータ45、46を配置したものであ
る。この両CMOS 型インバータ45、46は、各々、1
個のPMOS 型トランジスター47、49と1個のNMOS
型トランジスター48、50とを直列接続して成る。両
CMOS 型インバータ45、46の入力端子、即ち直列接
続されたPMOS 型及びNMOS 型の両トランジスター47,4
8 ,49,50 の両ゲートには、図5のスレーブラッチ31
の相補の出力信号が入力される。一方のCMOS 型インバ
ータ45の出力端子、即ちPMOS 型トランジスター47
とNMOS 型トランジスター48との接続部は、CMOS 型
インバータ45と直列接続されないPMOS 型トランジス
タ41のゲートに、他方のCMOS 型インバータ46の出
力端子は、CMOS 型インバータ46と直列接続されない
PMOS 型トランジスタ40のゲートに各々接続される。
両CMOS 型インバータ45、46の出力がレベル変換回
路35´の相補の出力である。以上の構成により、3V
の高電圧源15から2Vの低電圧源16への貫通電流及
び3Vの高電圧源15から接地への貫通電流を流すこと
なく、図5のスレーブラッチ31の相補の出力を2Vの
低電圧から3Vの高電圧にレベル変換することができ
る。更に、CMOS 型インバータ45、46を構成するP
MOS 型トランジスタは、過渡状態での3Vの高電圧源1
5から接地への貫通電流を抑制する。
FIG. 6B shows a level conversion circuit 35 'having another specific configuration different from the above. The level conversion circuit 35 'shown in FIG.
Instead of the NMOS transistors 42 and 43, two NMOS inverters 45 and 46 are arranged. The two PMOS inverters 45 and 46 each have one
PMOS transistors 47 and 49 and one NMOS
It is formed by connecting the type transistors 48 and 50 in series. The input terminals of both the PMOS inverters 45 and 46, that is, both PMOS and NMOS transistors 47 and 4 connected in series.
The gates 8, 49 and 50 have the slave latch 31 of FIG.
Are output. An output terminal of one of the PMOS inverters 45, that is, a PMOS transistor 47
Is connected to the gate of the PMOS transistor 41 not connected in series with the PMOS inverter 45, and the output terminal of the other PMOS inverter 46 is connected to the PMOS transistor 40 not connected in series with the PMOS inverter 46. Are connected to the respective gates.
The outputs of the two PMOS inverters 45 and 46 are complementary outputs of the level conversion circuit 35 '. With the above configuration, 3V
The complementary output of the slave latch 31 shown in FIG. 5 is supplied from the low voltage of 2V without flowing a through current from the high voltage source 15 to the low voltage source 16 of 2V and a through current from the high voltage source 15 of 3V to the ground. The level can be converted to a high voltage of 3V. Further, P which constitutes the CMOS inverters 45 and 46
The MOS transistor is a 3V high voltage source 1 in a transient state.
5 to suppress the through current from flowing to ground.

【0039】図3の半導体集積回路は、以上の説明から
判るように、入力及び出力共に2V系の組合せ回路1、
3を持つフリップフロップ回路2は、低電圧の2V系で
構成され、入力に2V系の組合せ回路3を持ち且つ出力
に3V系の組合せ回路5を持つフリップフロップ回路4
は、低電圧/高電圧系(2V/3V系)で構成され、ま
た入力に3V系の組合せ回路5を持ち且つ出力に2V系
の組合せ回路7を持つフリップフロップ回路6は、低電
圧の2V系で構成されている。
As can be understood from the above description, the semiconductor integrated circuit shown in FIG.
3 is a low-voltage 2V system, has a 2V combination circuit 3 at its input, and has a 3V combination circuit 5 at its output.
Is a low-voltage / high-voltage system (2 V / 3 V system), and a flip-flop circuit 6 having a 3 V system combination circuit 5 at the input and a 2 V system combination circuit 7 at the output is a low voltage 2 V system. It is composed of a system.

【0040】以上の説明では、レジスタr1,r2,r3,r4 を
フリップフロップ回路により構成したが、このフリップ
フロップ回路に代えて、ラッチ回路により構成してもよ
い。前記ラッチ回路の具体的構成を図7及び図8に示
す。図7は低電圧の2V系のラッチ回路51を示す。図
7のラッチ回路51は、1つの信号Dを入力し且つラッ
チして相補の出力を得るラッチ部(データ一時記憶部)
52と、前記ラッチ部52の出力側に接続された出力バ
ッファ53と、外部クロックGから内部クロックNGを
生成しこの内部クロックNGを前記ラッチ部52に出力
する内部クロック生成回路54とを備えると共に、外部
クロックGも前記ラッチ部52に与えられる。以上の回
路52〜54は2Vの低電圧源16を電圧源とする2V
系である。図8は低電圧/高電圧系(2V/3V系)の
ラッチ回路51´を示す。図8のラッチ回路51´は、
前記低電圧の2V系のラッチ回路の構成と同様に2Vの
低電圧源16を電圧源とするラッチ部52及び内部クロ
ック生成回路54と、3Vの高電圧源15を電圧源とす
る出力バッファ55と、前記ラッチ部52と前記出力バ
ッファ55との間に介在され入力信号を低電圧(2V)
から高電圧(3V)にレベル変換するレベル変換回路5
6を備える。このレベル変換回路56の具体的構成は前
記図6(a)又は(b)に示す具体的構成と同一であ
る。
In the above description, the registers r1, r2, r3, r4 are constituted by flip-flop circuits, but may be constituted by latch circuits instead of the flip-flop circuits. FIGS. 7 and 8 show a specific configuration of the latch circuit. FIG. 7 shows a low-voltage 2V-system latch circuit 51. A latch circuit 51 shown in FIG. 7 is a latch unit (temporary data storage unit) that receives and latches one signal D and obtains a complementary output.
52, an output buffer 53 connected to the output side of the latch unit 52, and an internal clock generation circuit 54 that generates an internal clock NG from the external clock G and outputs the internal clock NG to the latch unit 52. , An external clock G are also supplied to the latch unit 52. The above circuits 52 to 54 are 2V using the 2V low voltage source 16 as a voltage source.
System. FIG. 8 shows a low-voltage / high-voltage (2 V / 3 V) latch circuit 51 ′. The latch circuit 51 'in FIG.
Similarly to the configuration of the low-voltage 2V-system latch circuit, the latch unit 52 and the internal clock generation circuit 54 using the 2V low-voltage source 16 as a voltage source, and the output buffer 55 using the 3V high-voltage source 15 as a voltage source And an input signal interposed between the latch section 52 and the output buffer 55 to reduce the input signal to a low voltage (2 V).
Level conversion circuit 5 for converting the level from the high voltage (3V) to
6 is provided. The specific configuration of the level conversion circuit 56 is the same as the specific configuration shown in FIG. 6A or 6B.

【0041】次に、前記図3に示した半導体集積回路を
論理セルの接続情報に基いて論理合成する論理合成方法
のアルゴリズムを図9の論理合成装置並びに図13及び
図14のフローチャートを参照して説明する。
Next, an algorithm of a logic synthesis method for logic-synthesizing the semiconductor integrated circuit shown in FIG. 3 based on the connection information of the logic cells will be described with reference to the logic synthesis apparatus of FIG. 9 and the flowcharts of FIGS. Will be explained.

【0042】図9は、論理合成装置60の全体概略構成
を示す。同図において、61は読込み部、62は翻訳
部、63は最適化処理部、64はセル割付け部、65は
タイミング検証部、66は回路図生成部、67は出力部
である。前記読込み部61は前記図24若しくは図10
に示すRTL記述(ハードウェア記述言語)、前記RT
L記述に基いてレジスタ間の信号伝送関係を論理セルの
接続情報レベルで明確に規定した図11に示すネットリ
スト、又は前記ネットリストを図式化した図12に示す
スケマティックを入力する。前記翻訳部62は、読込み
部61から読み込んだRTL記述を状態遷移図、ブール
代数表記、タイミング図、並びにメモリのタイプ、ビッ
ト数及びワード数等のメモリの仕様に変換する。
FIG. 9 shows the overall schematic configuration of the logic synthesis device 60. In the figure, 61 is a reading unit, 62 is a translation unit, 63 is an optimization processing unit, 64 is a cell allocation unit, 65 is a timing verification unit, 66 is a circuit diagram generation unit, and 67 is an output unit. The reading unit 61 is the same as that shown in FIG.
RTL description (hardware description language) shown in
A netlist shown in FIG. 11 in which the signal transmission relationship between registers is clearly defined based on the connection information level of the logic cell based on the L description, or a schematic shown in FIG. The translation unit 62 converts the RTL description read from the reading unit 61 into a state transition diagram, a Boolean expression, a timing diagram, and memory specifications such as a memory type, the number of bits and the number of words.

【0043】前記最適化処理部63は、得られた状態遷
移図を最適化する状態遷移図最適化処理部63aと、最
適化された状態遷移図に対応する回路(ステートマシ
ン)を生成するステートマシン生成部63bと、得られ
たタイミング図をコンパイルするタイミング図のコンパ
イラ63cと、得られたメモリの仕様に基いてメモリを
合成するメモリの合成部63dと、前記コンパイルされ
たタイミング図及び合成されたメモリに基いてインター
フェイス部を合成するインターフェイス部の合成部63
eとを有する。また、最適化処理部63は、読込み部6
1への入力がRTL記述の場合には、前記得られたステ
ートマシン、得られたブール代数表記及び合成されたイ
ンターフェイス部に基いて論理を最適化して、最適化さ
れた論理セルの接続情報を生成する一方、読込み部61
への入力がネットリスト又はスケマティックの場合に
は、この入力されたネットリスト又はスケマティックの
論理を最適化して、最適化された論理の接続情報を生成
する論理最適化部63fを有する。
The optimization processing unit 63 includes a state transition diagram optimization processing unit 63a for optimizing the obtained state transition diagram and a state for generating a circuit (state machine) corresponding to the optimized state transition diagram. A machine generator 63b, a compiler 63c for compiling the obtained timing diagram, and a memory composing unit 63d for composing a memory based on the obtained memory specifications; Combining unit 63 for combining the interface unit based on the stored memory
e. Further, the optimization processing unit 63 includes the reading unit 6
If the input to 1 is an RTL description, the logic is optimized based on the obtained state machine, the obtained Boolean expression and the synthesized interface unit, and the connection information of the optimized logic cell is obtained. While generating, the reading unit 61
In the case where the input to is a netlist or schematic, there is a logic optimization unit 63f that optimizes the logic of the input netlist or schematic and generates connection information of the optimized logic.

【0044】また、前記出力部67は、前記図3の論理
回路を示すネットリスト又はこのネットリストを図式化
した論理回路図(スケマティック)を外部出力する。
The output unit 67 externally outputs a netlist indicating the logic circuit of FIG. 3 or a logic circuit diagram (schematic) obtained by schematizing the netlist.

【0045】本発明は、前記図9に示したセル割付け部
64に存在する。次に、このセル割付け部64によるセ
ルの割付け(セルマッピング)処理、即ち前記論理最適
化部63fにより得られたセルの接続情報に基いて図3
に示す半導体集積回路を論理合成するアルゴリズムを図
13のフローチャートに基いて説明する。尚、図13で
は本発明の特徴部分を主体に描いている。
The present invention resides in the cell allocating section 64 shown in FIG. Next, based on the cell allocation (cell mapping) processing by the cell allocation section 64, ie, the cell connection information obtained by the logic optimization section 63f, FIG.
The algorithm for logically synthesizing the semiconductor integrated circuit shown in FIG. 1 will be described with reference to the flowchart of FIG. Note that FIG. 13 mainly illustrates features of the present invention.

【0046】同図において、スタートして、ステップS
1〜S4(第1の工程)において、信号伝搬遅延時間が
設計上の遅延上限値以下の組合せ回路は、2Vの低電圧
源16を電圧源とする第1の組合せ回路に合成し、その
逆に信号伝搬遅延時間が設計上の遅延上限値を越える組
合せ回路は、3Vの高電圧源15を電圧源とする第2の
組合せ回路に合成する。
Referring to FIG.
In 1 to S4 (first step), the combinational circuit whose signal propagation delay time is equal to or less than the designed delay upper limit value is combined with the first combinational circuit using the 2V low voltage source 16 as a voltage source, and vice versa. The combinational circuit whose signal propagation delay time exceeds the designed delay upper limit value is combined with the second combinational circuit using the 3V high voltage source 15 as a voltage source.

【0047】前記第1の工程は、本実施例では次のよう
に行う。即ち、最初に、前記論理最適化部63fからセ
ルの接続情報を読み込んだ後、ステップS1で低電圧
(2V)系のフリップフロップ回路及び組合せ回路の各
信号伝搬遅延時間を用いて、任意のフリップフロップ回
路のクロック入力から次段のフリップフロップ回路のデ
ータ入力までの信号伝搬経路における信号伝搬遅延時間
を各信号伝搬経路毎に見積る。この信号伝搬遅延時間の
見積りは、例えば用いられる論理(AND回路,NOR
回路又はNOT回路等)に関する情報、例えば論理の種
類、入力数及び論理の段数を抽出し、この論理に関する
情報及びセルのテクノロジ等に基いて、その各論理をセ
ルにマッピングした場合の信号伝搬遅延時間を計算して
推定することにより行う。次に、ステップS2で信号伝
搬遅延時間の見積り結果が設計上の遅延の上限値以下か
否かを判断し、上限値以下の場合は、ステップS3で
号伝搬経路上に配置される論理ゲートの集合体である
合せ回路を低電圧(2V)の論理セルライブラリ(以
下、lib と記す)の組合せ回路(第1の組合せ回路)に
マッピングし、見積り結果が設計上の遅延の上限値を越
える場合は、ステップS4で信号伝搬経路上に配置され
る論理ゲートの集合体である組合せ回路を高電圧(3
V) libの組合せ回路(第2の組合せ回路)にマッピン
グすることにより行う。
The first step is performed as follows in this embodiment. That is, first, after reading the cell connection information from the logic optimizing unit 63f, an arbitrary flip-flop is used in step S1 by using each signal propagation delay time of the low-voltage (2V) flip-flop circuit and the combinational circuit. The signal propagation delay time in the signal propagation path from the clock input of the flip-flop circuit to the data input of the next flip-flop circuit is estimated for each signal propagation path. The estimation of the signal propagation delay time is performed, for example, by using a logic (AND circuit, NOR
Circuit or NOT circuit), for example, the type of logic, the number of inputs, and the number of logic stages are extracted, and the signal propagation delay when each logic is mapped to a cell based on the logic-related information and the cell technology. This is done by calculating and estimating the time. Then, estimation result of the signal propagation delay time to determine whether more than the upper limit of the delay in the design step S2, in the case of more than the upper limit, Shin in step S3
Circuit, which is an aggregate of logic gates arranged on the signal propagation path, is changed to a combination circuit (first combination circuit) of a low-voltage (2 V) logic cell library (hereinafter, referred to as lib). If the estimation result exceeds the upper limit value of the delay in the design, it is arranged on the signal propagation path in step S4.
A combinational circuit, which is a set of logic gates, is connected to a high voltage (3
V) This is performed by mapping to a combinational circuit of lib (a second combinational circuit).

【0048】続いて、ステップS5及びS6(第2の工
程)では次の処理を行う。即ち、ステップS5におい
て、低電圧系(2V系)の組合せ回路の出力が高電圧系
(3V系)の組合せ回路の入力となる形で2V系の組合
せ回路と3V系の組合せ回路とが混在するか否かを調
べ、前記の形の混在が存在する場合は、ステップS6で
前記2V系の組合せ回路(第1の組合せ回路)を構成す
る2V系の論理ゲートのうち、3V系の組合せ回路の入
力となる論理ゲートを含む後段の論理ゲートを、3V l
ibの組合せ回路(第2の組合せ回路)を構成する3V系
の論理ゲートにより置換するように再度マッピングす
る。前記混在が無い場合には、2V系の論理ゲートを3
V系の論理ゲートに変換する必要はない。
Subsequently, the following processing is performed in steps S5 and S6 (second step). That is, in step S5, the combination circuit of the 2V system and the combination circuit of the 3V system are mixed so that the output of the combination circuit of the low voltage system (2V system) becomes the input of the combination circuit of the high voltage system (3V system). It is checked whether or not there is a mixture of the above shapes. In step S6, the 2V system combination circuit (first combination circuit) is formed.
Input of the 3V system combination circuit among the 2V system logic gates
The subsequent logic gates including the logic gates serving as power
3V system that composes ib combination circuit (second combination circuit)
Is again mapped so as to be replaced by the logic gate of. If there is no mixture, 3V logic gates should be 3
There is no need to convert to V-based logic gates.

【0049】その後は、レジスタではその入力側及び出
力側に位置する組合せ回路の電圧系が前述の論理合成に
より既に決まっているので、ステップS7〜S9(第3
の工程)では次の処理を行う。即ち、各レジスタが低電
圧(2V)の入力から高電圧(3V)の出力に電位をレ
ベル変換するか否かを調べ、レベル変換する場合は、ス
テップS8でそのレベル変換するレジスタ(フリップフ
ロップ回路又はラッチ回路)を図5の2V/3V系のフ
リップフロップ回路又は図8の2V/3V系のラッチ回
路にマッピングし、レベル変換しない場合は、ステップ
S9でそのレベル変換しないレジスタを図4の2V系の
フリップフロップ回路又は図7の2V系のラッチ回路に
マッピングする。
After that, since the voltage systems of the combinational circuits located on the input side and the output side of the register have already been determined by the above-described logic synthesis, steps S7 to S9 (third step) are performed.
In step (3), the following processing is performed. That is, it is checked whether or not each register converts the level of the potential from the input of the low voltage (2 V) to the output of the high voltage (3 V). If the level is to be converted, the register (the flip-flop circuit) that performs the level conversion in step S8. 4 is mapped to the 2V / 3V-system flip-flop circuit of FIG. 5 or the 2V / 3V-system latch circuit of FIG. 8, and if the level is not to be converted, the register whose level is not converted is replaced with the 2V / 3V of FIG. 7 is mapped to the flip-flop circuit of the system or the latch circuit of the 2V system in FIG.

【0050】図14は前記図13に示す論理合成方法の
変形例を示す。図13の論理合成方法では、第1の工程
において信号伝搬遅延時間を見積り、その見積り結果に
応じて組合せ回路を低電圧(2V)の組合せ回路又は高
電圧(3V)の組合せ回路にマッピングしたのに代え、
本変形例は、最初にステップS10で2V libの組合せ
回路(第1の組合せ回路)にマッピングし、その後、ス
テップS11において前記合成した結果が設計上の遅延
上限値以下か否かを判断し、遅延上限値を越える場合の
みステップS12で前記合成した2Vlib の組合せ回路
(第1の組合せ回路)を3V libの組合せ回路(第2の
組合せ回路)で置換するように再度マッピングする。本
変形例の第2の工程及び第3の工程は、前記図13の論
理合成方法と同一であるので、その説明を省略する。
FIG. 14 shows a modification of the logic synthesis method shown in FIG. In the logic synthesis method of FIG. 13, the signal propagation delay time is estimated in the first step, and the combinational circuit is mapped to a low-voltage (2V) combinational circuit or a high-voltage (3V) combinational circuit according to the estimation result. Instead of
In the present modified example, first, in step S10, mapping is performed on a 2V lib combinational circuit (first combinational circuit), and then, in step S11, it is determined whether or not the result of the combination is equal to or less than a design delay upper limit value. Only when the delay exceeds the upper limit value, mapping is performed again in step S12 so that the combined circuit of 2Vlib (first combined circuit) is replaced with a combined circuit of 3Vlib (second combined circuit). The second and third steps of this modified example are the same as the logic synthesis method of FIG. 13 described above, and a description thereof will be omitted.

【0051】図15は前記図13に示した論理合成のア
ルゴリズムの一部をより具体化した変形例を示す。以
下、図15の論理合成のアルゴリズムを図13とは異な
る部分について説明する。第1の工程ではステップS1
3が追加される。このステップS13は、ステップS2
で信号伝搬遅延時間の見積り結果が上限値を越える場合
に、予め、その上限値を越える全ての低電圧(2V)li
b の組合せ回路(第1の組合せ回路)を抽出するステッ
プであり、このステップS13の後に、前記抽出した第
1の組合せ回路をステップS4で高電圧(3V)lib の
組合せ回路(第2の組合せ回路)にマッピングする。ま
た、第2の工程では、ステップS14が追加される。こ
のステップS14は、ステップS5で2V系の組合せ回
路と3V系の組合せ回路とが混在する場合に、予め、そ
の混在する2V系の組合せ回路(第1の組合せ回路)を
全て抽出するステップであり、このステップS14の後
に、前記抽出した第1の組合せ回路をステップ6で高電
圧(3V)lib の組合せ回路(第2の組合せ回路)に再
度マッピングする。また、この第2の工程では、前記ス
テップ6で第2の組合せ回路に再度マッピングした後、
ステップ5に戻るアルゴリズムが追加される。このアル
ゴリズムは、前記ステップ6での3V系の組合せ回路へ
のマッピングに起因して2V系の組合せ回路と3V系の
組合せ回路との混在が新たに生じることになる場合があ
る点を考慮して、この混在をステップ5で判断し、この
混在がある場合には、再度ステップS14及びS6で、
その混在する2V系の組合せ回路の抽出と、その抽出し
た第1の組合せ回路を高電圧(3V)lib の組合せ回路
(第2の組合せ回路)に再度マッピングすることを繰返
すためである。
FIG. 15 shows a modified example in which a part of the logic synthesis algorithm shown in FIG. Hereinafter, the logic synthesis algorithm of FIG. 15 will be described with respect to portions different from FIG. In the first step, step S1
3 is added. This step S13 is equivalent to step S2
In the case where the estimation result of the signal propagation delay time exceeds the upper limit value, all the low voltages (2 V) li exceeding the upper limit value are set in advance.
b), and after this step S13, the extracted first combinational circuit is combined in step S4 with a high-voltage (3V) lib combinational circuit (the second combinational circuit). Circuit). In the second step, step S14 is added. This step S14 is a step of, in the case where the combination circuit of the 2V system and the combination circuit of the 3V system are mixed in step S5, extracting all of the mixed circuit (first combination circuit) of the 2V system in advance. After step S14, the extracted first combinational circuit is mapped again to the high-voltage (3V) lib combinational circuit (second combinational circuit) in step 6. Further, in the second step, after re-mapping to the second combinational circuit in the step 6,
An algorithm returning to step 5 is added. This algorithm takes into consideration that the combination of the 2V system combination circuit and the 3V system combination circuit may newly occur due to the mapping to the 3V system combination circuit in step 6 described above. This mixture is determined in step 5, and if there is this mixture, again in steps S14 and S6,
This is for repeating the extraction of the mixed circuit of the mixed 2V system and the re-mapping of the extracted first combination circuit to the combination circuit of the high voltage (3V) lib (the second combination circuit).

【0052】また、図16は、前記図14に示した論理
合成のアルゴリズムの一部をより具体化した変形例を示
す。本変形例も前記図15と同様に、信号伝搬遅延時間
が上限値を越える場合に(ステップS11)、予め、そ
の上限値を越える全ての低電圧(2V)lib の組合せ回
路(第1の組合せ回路)を抽出するステップ15が第1
工程に追加されると共に、2V系の組合せ回路と3V系
の組合せ回路とが混在する場合に(ステップS5)、予
め、その混在する2V系の組合せ回路(第1の組合せ回
路)を全て抽出するステップ16が第2の工程に追加さ
れると共に、この第2の工程には、3V系の組合せ回路
へのリマッピング(ステップ6)に起因して2V系の組
合せ回路と3V系の組合せ回路との混在が新たに生じる
ことになる場合がある点を考慮して、このステップS6
の処理後にその混在の有無の判断を行うステップ5に戻
るアルゴリズムが追加される。
FIG. 16 shows a modified example in which a part of the logic synthesis algorithm shown in FIG. As in the case of FIG. 15, in this modification, when the signal propagation delay time exceeds the upper limit (step S11), the combination circuit (the first combination) of all low-voltage (2V) libs exceeding the upper limit is used in advance. Step 15 for extracting the circuit
If the combination circuit of the 2V system and the combination circuit of the 3V system are mixed together (step S5), all of the mixed 2V system combination circuits (first combination circuits) are extracted in advance. Step 16 is added to the second step. In this second step, the 2V-system combination circuit and the 3V-system combination circuit are added due to the remapping to the 3V-system combination circuit (step 6). In consideration of the fact that a mixture of
An algorithm is added to return to step 5 for determining the presence or absence of the coexistence after the processing of.

【0053】従って、図15及び図16に示した論理合
成方法の各アルゴリズムでは、例えば図17(a)に示
すように、信号伝搬遅延時間又はその見積り結果が設計
上の遅延上限値を越える場合に、このクリティカルパス
を持つ第1の組合せ回路を図中ハッチングで示すように
3Vの高電圧で駆動される4個の論理ゲート5a、5
b、5c、5dから成る第2の組合せ回路にマッピン
して、この第2の組合せ回路5の信号伝搬経路の信号
伝搬遅延時間が前記設計上の遅延上限値以下になるよう
にする。
[0053] Thus, in each algorithm logic synthesis method shown in FIGS. 15 and 16, for example, as shown in FIG. 17 (a), the signal propagation delay time or the estimated result design
When exceeding the maximum delay values above, the critical path
A first combining circuit, as shown in hatching with
Four logic gates 5a, 5a, 5b driven at a high voltage of 3V
b, 5c, and mapped to the second combining circuit 5 consisting 5d, the signal of the signal propagation path of the second combinational circuit 5
Propagation delay time should be less than the design delay upper limit
To

【0054】その後、低電圧源で駆動される論理ゲート
の出力が、高電圧源で駆動される論理ゲートの入力に入
力される形の混在の有無を判断し、この混在がある場合
には、同図(b)に示すようにその混在する第1の論理
ゲート100bを図中ハッチングで示すように高電圧源
で駆動される第2の論理ゲートにリマッピングする。こ
のリマッピングにより、更に低電圧源で駆動される第1
の論理ゲート100aの出力が、高電圧源で駆動される
第2の論理ゲート100bの入力に入力される形の混在
が生じるので、同様に、その混在する第1の論理ゲート
100aを図中ハッチングで示すように高電圧源で駆動
される第2の論理ゲートにリマッピングする。続いて
前記リマッピングにより、低電圧源で駆動される第1の
論理ゲート101aの出力が、高電圧源で駆動される第
2の論理ゲート100bの入力に入力される形の混在
新たに生じるので、同図(c)に示すようにその混在す
第1の論理ゲート101aを図中ハッチングで示す
うに高電圧源で駆動される第2の論理ゲートにリマッピ
ングする。
[0054] After that, a logic gate driven by a low voltage source
Output goes to the input of a logic gate driven by a high voltage source.
Determining whether the form of a mixed being force, if there is this mixed, first logic to the mix as shown in FIG. (B)
The gate 100b is connected to a high voltage source as shown by hatching in the figure.
Is re-mapped to the second logic gate driven by . This
, The first driven by a lower voltage source
Of the logic gate 100a is driven by a high voltage source
Mixed form input to input of second logic gate 100b
, So that the mixed first logic gate
100a is driven by a high voltage source as shown by hatching in the figure.
To a second logic gate to be mapped. Continued stomach,
By the remapping , the first driven by the low voltage source
The output of the logic gate 101a is driven by a high voltage source.
Shows a mixed form that is input to the input of the second logic gate 100b occurs newly Runode, the first logic gate 101a to the Mixed As shown in FIG. 5 (c) in hatching
To a second logic gate driven by a high voltage source .

【0055】そして、前記混在がなくなれば、その後、
各フリップフロップ回路が低電圧(2V)の入力から高
電圧(3V)の出力に電位をレベル変換する場合に、同
図(d)に示すように、そのレベル変換するフリップフ
ロップ回路を図中ハッチングで示す2V/3V系のフリ
ップフロップ回路にマッピングすることになる。
Then, when the mixture is eliminated,
When each flip-flop circuit converts the level of a potential from a low-voltage (2 V) input to a high-voltage (3 V) output, as shown in FIG. Is mapped to the 2V / 3V-system flip-flop circuit shown by.

【0056】ここで、前記図17(d)に示した半導体
集積回路から判るように、この半導体集積回路は、前記
クリティカルパス上に位置して高電圧で駆動される第2
の論理ゲート5bを持つ組合せ回路(請求項1に言う第
1の組合せ回路)110と、同様に、前記クリティカル
パス上に位置して高電圧で駆動される第2の論理ゲート
5dを自己の信号伝搬経路上に持つ組合せ回路(請求項
1に言う第1の組合せ回路)111とを有する。前記組
合せ回路110は、高電圧で駆動される第2の論理ゲー
ト100aと、その論理ゲート100aの高電圧の出力
が入力される第2の論理ゲート5bと、その論理ゲート
5bの高電圧の出力が入力される,低電圧で駆動される
第1の論理ゲート102とを持つ。また、前記他の組合
せ回路111では、自己の信号伝搬経路上に有する全て
の論理ゲートは、高電圧で駆動される3個の第2の論理
ゲート101a、101b、5dであり、低電圧で駆動
される第1の論理ゲートを持たない。この組合せ回路1
11では、これ等3個の第2の論理ゲート101a、1
01b、5dは直列に接続され、順次、第2の論理ゲー
トの高電圧の出力が次の第2の論理ゲートの入力に入力
される。
Here, the semiconductor shown in FIG.
As can be seen from the integrated circuit, this semiconductor integrated circuit
High voltage driven second located on the critical path
Circuit having a logic gate 5b of
1 as well as the critical circuit
High voltage driven second logic gate located on path
5d on its own signal propagation path.
1). The pair
The matching circuit 110 includes a second logic gate driven by a high voltage.
100a and the high voltage output of its logic gate 100a
Is input to the second logic gate 5b and the logic gate
5b high voltage output is input, driven by low voltage
And a first logic gate 102. In addition, the other union
The delay circuit 111 has all the signals on its own signal propagation path.
Logic gates are driven by three second logic
Gates 101a, 101b, 5d, driven at low voltage
Does not have a first logic gate. This combination circuit 1
11, the three second logic gates 101a, 1
01b and 5d are connected in series, and the second logic gate
High-voltage output is applied to the input of the next second logic gate
Is done.

【0057】図18は、前記図13の論理合成方法を前
記図3の半導体集積回路とは異なる他の構成の半導体集
積回路に適用した実施例を示す。
FIG. 18 shows an embodiment in which the logic synthesis method of FIG. 13 is applied to a semiconductor integrated circuit having a different configuration from the semiconductor integrated circuit of FIG.

【0058】同図は、レジスタとしてスキャンテスト用
フリップフロップ回路を用いた半導体集積回路である。
スキャンフリップフロップ回路80、81、82、83
及び84は2V/3V系のスキャンフリップフロップ回
路であり、他のスキャンフリップフロップ回路は2V系
のスキャンフリップフロップ回路である。
FIG. 9 shows a semiconductor integrated circuit using a flip-flop circuit for scan test as a register.
Scan flip-flop circuits 80, 81, 82, 83
And 84 are 2V / 3V scan flip-flop circuits, and the other scan flip-flop circuits are 2V scan flip-flop circuits.

【0059】2V系のスキャンフリップフロップ回路の
構成を図19に示す。同図のスキャンフリップフロップ
回路は、前記図4に示した低電圧(2V)系のフリップ
フロップ回路の構成に加えてマルチプレクサ90を備え
る。前記マルチプレクサ90は、2Vの低電圧源16を
電圧源とし、制御信号SEにより2つのデータD、DT
の何れか一方を選択して出力する。このマルチプレクサ
90で選択されたデータはマスタラッチ30に入力され
る。他の構成については、図4に示したフリップフロッ
プ回路の構成と同一部分に同一符号を付してその説明を
省略する。
FIG. 19 shows the configuration of the 2V-system scan flip-flop circuit. The scan flip-flop circuit shown in the figure includes a multiplexer 90 in addition to the configuration of the low-voltage (2 V) flip-flop circuit shown in FIG. The multiplexer 90 uses the low voltage source 16 of 2V as a voltage source, and receives two data D and DT by a control signal SE.
Is selected and output. The data selected by the multiplexer 90 is input to the master latch 30. About the other structure, the same code | symbol is attached | subjected to the same part as the structure of the flip-flop circuit shown in FIG. 4, and the description is abbreviate | omitted.

【0060】図21は他の構成の2V系のスキャンフリ
ップフロップ回路を示す。同図の2V系のスキャンフリ
ップフロップ回路は、前記図4に示したフリップフロッ
プ回路の構成に加えてデータ入力選択回路91を備え
る。前記データ入力選択回路91は、マスタラッチ30
が外部クロックCLK によりデータDを入力している時は
他のデータDTの入力を禁止し、マスタラッチ30がデ
ータDの入力を禁止している時は他のデータDTを他の
クロックCLKTにより入力して前記マスタラッチ30に出
力する。同図において、92は内部クロック生成回路で
あって、前記2種の外部クロックCLK 、CLKTを入力して
2種の内部クロックCK、NCK を生成し、この内部クロッ
クCK、NCK をマスタラッチ30及びスレーブラッチ31
に出力する。
FIG. 21 shows a 2V-system scan flip-flop circuit having another configuration. The 2V-system scan flip-flop circuit shown in FIG. 9 includes a data input selection circuit 91 in addition to the configuration of the flip-flop circuit shown in FIG. The data input selection circuit 91 is connected to the master latch 30
When the data D is input by the external clock CLK, the input of the other data DT is inhibited. When the master latch 30 inhibits the input of the data D, the other data DT is input by the other clock CLKT. Output to the master latch 30. In the figure, reference numeral 92 denotes an internal clock generation circuit which receives the two types of external clocks CLK and CLKT to generate two types of internal clocks CK and NCK, and applies the internal clocks CK and NCK to a master latch 30 and a slave. Latch 31
Output to

【0061】図20は2V/3V系のスキャンフリップ
フロップ回路を示す。同図のスキャンフリップフロップ
回路は、前記図19の2V系のスキャンフリップフロッ
プ回路のマスタラッチ30、スレーブラッチ31、内部
クロック生成回路33及びマルチプレクサ90と同一回
路を備えると共に、3Vの高電圧源を電圧源とする出力
バッファ95と、2V/3V系のレベル変換回路96と
を有する。前記2V/3V系のレベル変換回路96はス
レーブラッチ31と出力バッファ95との間に介在す
る。2V/3V系のレベル変換回路96の具体的構成は
前記図6(a)又は(b)と同一構成である。
FIG. 20 shows a 2V / 3V scan flip-flop circuit. 19 includes the same circuits as the master latch 30, slave latch 31, internal clock generation circuit 33, and multiplexer 90 of the 2V-system scan flip-flop circuit in FIG. It has an output buffer 95 as a source and a level conversion circuit 96 of a 2V / 3V system. The 2V / 3V system level conversion circuit 96 is interposed between the slave latch 31 and the output buffer 95. The specific configuration of the 2V / 3V system level conversion circuit 96 is the same as that shown in FIG. 6A or 6B.

【0062】図22は他の2V/3V系のスキャンフリ
ップフロップ回路を示す。同図のスキャンフリップフロ
ップ回路は、前記図21の2V系のスキャンフリップフ
ロップ回路のマスタラッチ30、スレーブラッチ31、
内部クロック生成回路92及びデータ入力選択回路91
と同一回路を備えると共に、3Vの高電圧源を電圧源と
する出力バッファ97と、2V/3V系のレベル変換回
路98とを有する。前記2V/3V系のレベル変換回路
98はスレーブラッチ31と出力バッファ97との間に
介在する。2V/3V系のレベル変換回路98の具体的
構成は前記図6(a)又は(b)と同一構成である。
FIG. 22 shows another 2V / 3V scan flip-flop circuit. The scan flip-flop circuit shown in FIG. 21 includes the master latch 30, the slave latch 31, and the scan flip-flop circuit of the 2V system shown in FIG.
Internal clock generation circuit 92 and data input selection circuit 91
And an output buffer 97 using a 3V high voltage source as a voltage source, and a 2V / 3V system level conversion circuit 98. The 2V / 3V level conversion circuit 98 is interposed between the slave latch 31 and the output buffer 97. The specific configuration of the 2V / 3V level conversion circuit 98 is the same as that shown in FIG. 6A or 6B.

【0063】前記図18の半導体集積回路を論理合成す
る方法を説明する。組合せ回路86、87及び88はク
リティカルパスを有すると仮定する。前記図13の論理
合成方法のアルゴリズムによれば、組合せ回路の最初の
マッピングの段階(第1の工程)で組合せ回路86、8
7及び88は3V libの組合せ回路(第2の組合せ回
路)にマッピングされ、他の組合せ回路は2V libの組
合せ回路(第1の組合せ回路)にマッピングされる。
A method of logically synthesizing the semiconductor integrated circuit of FIG. 18 will be described. Assume that combinational circuits 86, 87 and 88 have a critical path. According to the algorithm of the logic synthesis method shown in FIG. 13, the combination circuits 86 and 8 are mapped in the first mapping stage (first step) of the combination circuit.
7 and 88 are mapped to a 3V lib combinational circuit (second combinational circuit), and the other combinational circuits are mapped to a 2V lib combinational circuit (first combination circuit).

【0064】次に、組合せ回路のリマッピングの段階
(第2の工程)で、組合せ回路89が3Vlib の組合せ
回路にリマッピングされる。その後、レジスタ(フリッ
プフロップ回路)のマッピングの段階(第3の工程)で
フリップフロップ回路80、81、82、83及び84
を2V/3V系フリップフロップ回路にマッピングし、
他のフリップフロップ回路を2V系のフリップフロップ
回路にマッピングする。
Next, in the remapping stage of the combinational circuit (second step), the combinational circuit 89 is remapped to a combinational circuit of 3 Vlib. Then, at the stage of register (flip-flop circuit) mapping (third step), the flip-flop circuits 80, 81, 82, 83 and 84 are formed.
Is mapped to a 2V / 3V flip-flop circuit,
Another flip-flop circuit is mapped to a 2V-system flip-flop circuit.

【0065】前記のようにして生成された図18の半導
体集積回路は、2Vの低電圧系の論理lib と3Vの高電
圧系の論理lib とが混在するが、各組合せ回路の電圧源
は2Vの低電圧源16又は3Vの高電圧源15の何れか
一方であり、2Vの低電圧から3Vの高電圧への電圧の
レベル変換は2V/3V系のスキャンフリップフロップ
回路内のレベル変換回路で行われる。
In the semiconductor integrated circuit of FIG. 18 generated as described above, a low-voltage logic lib of 2 V and a high-voltage logic lib of 3 V are mixed, but the voltage source of each combinational circuit is 2 V. Of the low voltage source 16 or the high voltage source 15 of 3V, and the level conversion of the voltage from the low voltage of 2V to the high voltage of 3V is performed by a level conversion circuit in a scan flip-flop circuit of a 2V / 3V system. Done.

【0066】前記図18の半導体集積回路は、スキャン
テストモード時には、信号が組合せ回路を経ず複数のス
キャンフリップフロップ回路のみを経て伝達される図中
破線で示す8本のスキャンチェインを持つ。例えば入力
Si3 に繋がるスキャンチェインでは、2V/3V系のス
キャンフリップフロップ回路81は通常モード時と同じ
く2Vの低電圧から3Vの高電圧にレベル変換を行な
い、そのスキャンフリップフロップ回路81の次段のス
キャンフリップフロップ回路99が3Vの高電圧から2
Vの低電圧にレベル変換を行う。従って、図20又は図
22に示すスキャンフリップフロップ回路を用いていて
も、信号伝達経路が通常の経路(即ち、組合せ回路を経
る経路)とは異なるスキャンテストモード時にも、2V
の低電圧系と3Vの高電圧系とが混在する本発明の半導
体集積回路のスキャンテストは可能である。
The semiconductor integrated circuit of FIG. 18 has eight scan chains indicated by broken lines in the figure, in which signals are transmitted only through a plurality of scan flip-flop circuits without passing through combinational circuits in the scan test mode. For example, input
In the scan chain connected to Si3, the scan flip-flop circuit 81 of the 2V / 3V system performs level conversion from a low voltage of 2V to a high voltage of 3V, as in the normal mode, and the next stage scan flip-flop circuit of the scan flip-flop circuit 81 Circuit 99 from 3V high voltage to 2
Level conversion is performed to a low voltage of V. Therefore, even when the scan flip-flop circuit shown in FIG. 20 or FIG. 22 is used, even in the scan test mode in which the signal transmission path is different from the normal path (that is, the path passing through the combinational circuit), 2V
The scan test of the semiconductor integrated circuit of the present invention in which the low-voltage system and the 3V high-voltage system coexist is possible.

【0067】尚、以上の説明では、チップ20の内部コ
ア部22内に形成されたメモリセル部E以外を構成する
機能ブロックAに対して適用したが、他の機能ブロック
B〜Dに対しても同様に適用できるのは勿論のこと、メ
モリのセル部E以外を構成する複数の機能ブロックA〜
Dの相互間において同様に本発明を適用できるのは言う
までもない。
In the above description, the present invention has been applied to the functional block A which constitutes other than the memory cell section E formed in the internal core section 22 of the chip 20, but has been applied to the other functional blocks BD. It goes without saying that a plurality of functional blocks A to
Needless to say, the present invention can be similarly applied between D.

【0068】したがって、本実施例の半導体集積回路に
よれば、クリティカルパスを有する組合せ回路におい
て、そのクリティカルパス上の論理ゲート5a〜5dを
3Vの高電圧系で駆動するよう論理合成されるので、そ
のクリティカルパスの信号伝搬遅延時間を設計上許容さ
れる遅延上限値未満に抑えることができる。
Therefore, the semiconductor integrated circuit of this embodiment has
According to combinational circuits with critical paths
And the logic gates 5a to 5d on the critical path
Since the logic is synthesized so as to be driven by a high voltage system of 3 V,
Of critical path signal propagation delay time by design
To be less than the maximum delay value.

【0069】しかも、前記高電圧系で駆動される論理ゲ
ート5b、5dを信号伝搬経路上に含む他の組合せ回路
110、111では、低電圧系で駆動される論理ゲート
又は他の高電圧系で駆動される論理ゲートを含むもの
の、それ等の組合せ回路の個数は半導体集積回路に備え
る組合せ回路の個数に比して極く少数であるので、消費
電流の増大は少なく抑えられる一方、残りの全ての組合
せ回路は2Vの低電圧源16で駆動されるので、半導体
集積回路全体として消費電流を少なくできて、低消費電
力化が可能である。
In addition, the logic gate driven by the high voltage system
Another combinational circuit including ports 5b and 5d on a signal propagation path
110 and 111 are logic gates driven by a low voltage system
Or <br/> those containing logic gate driven by other high-voltage system, because the number of pairs combined circuits which such is a very small number compared to the number of combinational circuit provided in the semiconductor integrated circuit, While the increase in current consumption is kept small , all the remaining combinational circuits are driven by the low voltage source 16 of 2 V, so that the current consumption of the entire semiconductor integrated circuit can be reduced, and the power consumption can be reduced.

【0070】図3の本実施例の半導体集積回路と、図2
5の従来の半導体集積回路とを比較する。図25の従来
の半導体集積回路において、各組合せ回路100 ,102 ,
104及び106 の信号伝搬遅延時間は、図示の通り6ns,12n
s,18ns,8ns であるとし、フリップフロップ回路のクロ
ック入力時からデータ出力時までの遅延時間を2ns とす
ると、組合せ回路の最大遅延は組合せ回路104 の18nsで
あるので、図25の回路の最高動作周波数は 1000 / (2 + 18) = 50MH となる。
The semiconductor integrated circuit of this embodiment shown in FIG.
5 is compared with the conventional semiconductor integrated circuit of FIG. In the conventional semiconductor integrated circuit of FIG. 25, each of the combinational circuits 100, 102,.
Signal propagation delay times of 104 and 106 are 6 ns and 12 n as shown in the figure.
s, 18 ns, and 8 ns, and the delay time from the clock input to the data output of the flip-flop circuit is 2 ns. Since the maximum delay of the combinational circuit is 18 ns of the combinational circuit 104, the maximum delay of the circuit of FIG. The operating frequency is 1000 / (2 + 18) = 50MH.

【0071】一方、図3の本実施例の半導体集積回路に
おいて、クリティカルパスを有する組合せ回路5の遅延
時間は、従来と同様の電圧系(3V)であるので、同一
の遅延時間である18nsである。クリティカルパスを有し
ない組合せ回路1、3及び7の遅延時間は、電源電圧を
3Vの高電圧から2Vの低電圧に低下させたので、論理
セルの遅延が大きくなるのに伴い大きくなる。尚、図3
の半導体集積回路では、設計上の遅延時間の上限を20ns
とし、3Vの高電圧源に対し2Vの低電圧源ではセルの
遅延時間は1.5倍になると仮定する。クリティカルパ
スを有しない組合せ回路1、3及び7の遅延時間のうち
最大は、組合せ回路3の18nsである。
On the other hand, in the semiconductor integrated circuit of this embodiment shown in FIG. 3, the delay time of the combinational circuit 5 having a critical path is the same voltage system (3 V) as in the prior art. is there. The delay time of the combinational circuits 1, 3 and 7 having no critical path increases as the delay of the logic cell increases, since the power supply voltage is reduced from the high voltage of 3V to the low voltage of 2V. FIG.
Of semiconductor integrated circuits, the upper limit of the design delay time is 20 ns
It is assumed that the delay time of a cell is 1.5 times as large as that of a low voltage source of 2 V with respect to a high voltage source of 3 V. The maximum of the delay times of the combination circuits 1, 3 and 7 having no critical path is 18 ns of the combination circuit 3.

【0072】2Vの低電圧源16と3Vの高電圧源15
との2電源を備えた結果、組合せ回路の最大遅延は、ク
リティカルパスを有しない組合せ回路3及びクリティカ
ルパスを有する組合せ回路5の18nsになる。フリップフ
ロップ回路2及び4のクロック入力時からデータ出力時
までの各信号伝搬遅延時間が2ns,組合せ回路3及び5の
遅延時間が各々18nsであるので、本実施例の半導体集積
回路の最高動作周波数は 1000 / (2 + 18) = 50MH となり、クリティカルパスを有しない組合せ回路1、3
及び7を2Vの低電圧源16で駆動しても、従来の半導
体集積回路と同一の最高動作周波数が得られる。
The low voltage source 16 of 2V and the high voltage source 15 of 3V
As a result, the maximum delay of the combinational circuit is 18 ns for the combinational circuit 3 having no critical path and the combinational circuit 5 having the critical path. Since each signal propagation delay time from the clock input to the data output of the flip-flop circuits 2 and 4 is 2 ns, and the delay time of each of the combinational circuits 3 and 5 is 18 ns, the maximum operating frequency of the semiconductor integrated circuit of this embodiment is Is 1000 / (2 + 18) = 50MH, and the combinational circuits 1 and 3 having no critical path
And 7 are driven by the low voltage source 16 of 2 V, the same maximum operating frequency as that of the conventional semiconductor integrated circuit can be obtained.

【0073】図23は、図3の本実施例の半導体集積回
路と図25の従来の半導体集積回路において、フリップ
フロップ回路のクロック入力時から次段のフリップフロ
ップ回路のデータ入力時までの遅延、即ちレジスタと組
合せ回路の遅延時間を合計した信号伝搬遅延時間の分布
を表している。同図(a) は従来の3Vの電圧系の半導体
集積回路の遅延分布、同図(b) は本実施例の2V系及び
3V系混在の半導体集積回路の遅延分布である。従来の
半導体集積回路において電源電圧のみを3Vの高電圧系
から2Vの低電圧系に変更すると、最大遅延時間が20ns
から30nsになり、クリティカルパスの遅延時間が設計上
の遅延の上限値20nsを越えるのに対し、図3の本実施例
の半導体集積回路では、遅延時間が20nsを越えるクリテ
ィカルパスを有する組合せ回路のみを3Vの高電圧系に
変更し、他のクリティカルパスを有しない組合せ回路は
2Vの低電源系としているので、設計上の遅延の上限値
20nsを満たすことができる。同図(b) はこの時の遅延の
分布を表している。
FIG. 23 shows the delay between the clock input of the flip-flop circuit and the data input of the next-stage flip-flop circuit in the semiconductor integrated circuit of this embodiment of FIG. 3 and the conventional semiconductor integrated circuit of FIG. That is, the distribution of the signal propagation delay time obtained by adding the delay times of the register and the combinational circuit is shown. FIG. 3A shows the delay distribution of a conventional 3 V voltage semiconductor integrated circuit, and FIG. 3B shows the delay distribution of a 2 V and 3 V mixed semiconductor integrated circuit of the present embodiment. In a conventional semiconductor integrated circuit, when only the power supply voltage is changed from a high voltage system of 3V to a low voltage system of 2V, the maximum delay time is 20 ns.
In contrast, the delay time of the critical path exceeds the upper limit of the designed delay of 20 ns, whereas the semiconductor integrated circuit of this embodiment shown in FIG. Is changed to a high voltage system of 3V, and the other combinational circuits having no critical path are set to a low power system of 2V.
20ns can be satisfied. FIG. 11B shows the delay distribution at this time.

【0074】次に、消費電力を従来の半導体集積回路と
本発明の半導体集積回路とで比較する。従来の半導体集
積回路の消費電力をP、電源を3Vの高電圧源と2Vの
低電圧源との両電源、回路全体に占めるクリティカルパ
スの割合を10%、本発明の2V/3V系のフリップフ
ロップ回路が従来のフリップフロップ回路と回路構成が
異なることによる消費電力の増大分を10%とすると、
本発明の半導体集積回路の消費電力は次式に示すよう
に、 [Px (2/3)]2 x 0.9 + Px 1.1 x 0.1 = Px 0.51 になり、消費電力は49%も削減される。
Next, the power consumption of the conventional semiconductor integrated circuit is compared with that of the semiconductor integrated circuit of the present invention. The power consumption of the conventional semiconductor integrated circuit is P, the power supply is a dual power supply of a high voltage source of 3 V and a low voltage source of 2 V, the ratio of the critical path in the entire circuit is 10%, and the 2V / 3V flip-flop of the present invention. Assuming that the power consumption of the flip-flop circuit is different from that of the conventional flip-flop circuit by 10%,
As shown in the following equation, the power consumption of the semiconductor integrated circuit of the present invention is [Px (2/3)] 2 x 0.9 + Px 1.1 x 0.1 = Px 0.51, and the power consumption is reduced by 49%.

【0075】また、上述の条件で、回路全体に占めるク
リティカルパスの割合を5%とすると、本発明の半導体
集積回路の消費電力は次式に示すように、 [Px (2/3)]2 x 0.95 + Px 1.1 x 0.05 = P x 0.48 になり、消費電力は52%も削減される。
Further, assuming that the ratio of the critical path to the whole circuit is 5% under the above conditions, the power consumption of the semiconductor integrated circuit of the present invention is expressed by the following equation: [Px (2/3)] 2 x 0.95 + Px 1.1 x 0.05 = P x 0.48, and the power consumption is reduced by 52%.

【0076】続いて、回路規模を従来の半導体集積回路
と本発明の半導体集積回路とで比較する。
Subsequently, the circuit scale is compared between the conventional semiconductor integrated circuit and the semiconductor integrated circuit of the present invention.

【0077】従来の半導体集積回路の回路規模をS、半
導体集積回路の中に占めるフリップフロップ回路の割合
を20%、フリップフロップ回路全体の中でレベル変換
回路を有するフリップフロップ回路が占める割合を10
%、本発明の2V/3V系のフリップフロップ回路が従
来のフリップフロップ回路と回路構成が異なることによ
る面積の増分を10%とすると、本発明の半導体集積回
路の回路規模は次式に示すように、 S x 0.8 +S x 0.18 + Sx 1.1 x 0.02 =S x 1.002 になり、回路規模の増加は0.2%に留まる。
The circuit size of the conventional semiconductor integrated circuit is S, the proportion of the flip-flop circuit in the semiconductor integrated circuit is 20%, and the proportion of the flip-flop circuit having the level conversion circuit in the whole flip-flop circuit is 10
%, And if the 2V / 3V flip-flop circuit of the present invention has an area increase of 10% due to a difference in circuit configuration from the conventional flip-flop circuit, the circuit scale of the semiconductor integrated circuit of the present invention is expressed by the following equation. Then, S x 0.8 + S x 0.18 + S x 1.1 x 0.02 = S x 1.002, and the increase in the circuit scale is limited to 0.2%.

【0078】また、上述の条件で、フリップフロップ回
路全体の中でレベル変換回路を有するフリップフロップ
回路が占める割合を5%とすると、本発明の半導体集積
回路の回路規模は次式に示すように、 S x 0.8 +S x 0.19 + Sx 1.1 x 0.01 =S x 1.001 になり、回路規模の増加は0.1%に留まる。
Further, assuming that the proportion of the flip-flop circuit having the level conversion circuit in the whole flip-flop circuit is 5% under the above-mentioned conditions, the circuit scale of the semiconductor integrated circuit of the present invention is expressed by the following equation. , S x 0.8 + S x 0.19 + S x 1.1 x 0.01 = S x 1.001, and the increase in the circuit scale remains at 0.1%.

【0079】[0079]

【発明の効果】以上説明したように、請求項1ないし請
求項10記載の発明の半導体集積回路によれば、クリテ
ィカルパスを持つ組合せ回路内の論理ゲートを高電圧源
で駆動するので、消費電力の増大を少なく抑制して低消
費電力化を図りつつ、そのクリティカルパスの信号伝搬
遅延時間を設計上許容される遅延上限値未満に抑えるこ
とができる
As described in the foregoing, according to the semiconductor integrated circuit of the invention of claim 1 to claim 10, wherein the high voltage source logic gates in combinational circuit with a critical path
, Which suppresses the increase in power consumption and reduces power consumption.
It is possible to reduce the signal propagation delay time of the critical path to less than the delay upper limit allowed by design while reducing power consumption .

【0080】しかも、前記クリティカルパス上の高電圧
系で駆動される論理ゲートを信号伝搬経路に含む他の組
合せ回路では、低電圧系で駆動される論理ゲート又は他
の高電圧系で駆動される論理ゲートを含むものの、それ
等の組合せ回路の個数は半導体集積回路に備える組合せ
回路の個数に比して極く少数であるので、消費電流の増
大は少なく抑えられる一方、残りの全ての組合せ回路は
2Vの低電圧源16で駆動されるので、半導体集積回路
全体として消費電流を少なくできて、低消費電力化が可
能である。
In addition, the high voltage on the critical path
Sets including logic gates driven by the system in the signal propagation path
In matching circuits, logic gates driven by low voltage systems or other
Including logic gates driven by high voltage
The number of combination circuits, such as
Because the number is very small compared to the number of circuits, the current consumption increases.
While the size can be kept small, all the remaining combinational circuits
Since it is driven by the low voltage source 16 of 2V, the semiconductor integrated circuit
Overall current consumption can be reduced, reducing power consumption
Noh.

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

【図1】画像処理システムの全体概略構成図である。FIG. 1 is an overall schematic configuration diagram of an image processing system.

【図2】半導体チップの全体概略構成図である。FIG. 2 is an overall schematic configuration diagram of a semiconductor chip.

【図3】本発明の実施例における半導体集積回路の複数
のレジスタ及び複数の組合せ回路の接続関係を示す図で
ある。
FIG. 3 is a diagram illustrating a connection relationship between a plurality of registers and a plurality of combinational circuits of the semiconductor integrated circuit according to the embodiment of the present invention.

【図4】レベル変換回路を有しないフリップフロップ回
路の構成図である。
FIG. 4 is a configuration diagram of a flip-flop circuit having no level conversion circuit.

【図5】レベル変換回路を有するフリップフロップ回路
の構成図である。
FIG. 5 is a configuration diagram of a flip-flop circuit having a level conversion circuit.

【図6】レベル変換回路の具体的構成を示す図である。FIG. 6 is a diagram showing a specific configuration of a level conversion circuit.

【図7】レベル変換回路を有しないラッチ回路の構成図
である。
FIG. 7 is a configuration diagram of a latch circuit having no level conversion circuit.

【図8】レベル変換回路を有するラッチ回路の構成図で
ある。
FIG. 8 is a configuration diagram of a latch circuit having a level conversion circuit.

【図9】論理合成装置の全体概略構成を示す図である。FIG. 9 is a diagram showing an overall schematic configuration of a logic synthesis device.

【図10】ハードウェア記述言語を示す図である。FIG. 10 is a diagram illustrating a hardware description language.

【図11】ネットリストを示す図である。FIG. 11 is a diagram showing a net list.

【図12】スケマティックを示す図である。FIG. 12 is a diagram showing a schematic.

【図13】半導体集積回路の論理合成方法を示す図であ
る。
FIG. 13 is a diagram illustrating a logic synthesis method of a semiconductor integrated circuit.

【図14】半導体集積回路の他の論理合成方法を示す図
である。
FIG. 14 is a diagram illustrating another logic synthesis method of the semiconductor integrated circuit.

【図15】図13の論理合成方法の変形例を示す図であ
る。
FIG. 15 is a diagram showing a modification of the logic synthesis method of FIG.

【図16】図14の他の論理合成方法の変形例を示す図
である。
FIG. 16 is a diagram illustrating a modification of the other logic synthesis method in FIG. 14;

【図17】第2の組合せ回路及びレベル変換回路を有す
るフリップフロップ回路にマッピングする説明図であ
る。
FIG. 17 is an explanatory diagram of mapping to a flip-flop circuit having a second combinational circuit and a level conversion circuit.

【図18】開発対象となる他の半導体集積回路を示す図
である。
FIG. 18 is a diagram showing another semiconductor integrated circuit to be developed.

【図19】レベル変換回路を有しないスキャンフリップ
フロップ回路の構成図である。
FIG. 19 is a configuration diagram of a scan flip-flop circuit having no level conversion circuit.

【図20】レベル変換回路を有するスキャンフリップフ
ロップ回路の構成図である。
FIG. 20 is a configuration diagram of a scan flip-flop circuit having a level conversion circuit.

【図21】レベル変換回路を有しない他のスキャンフリ
ップフロップ回路の構成図である。
FIG. 21 is a configuration diagram of another scan flip-flop circuit having no level conversion circuit.

【図22】レベル変換回路を有する他のスキャンフリッ
プフロップ回路の構成図である。
FIG. 22 is a configuration diagram of another scan flip-flop circuit having a level conversion circuit.

【図23】従来例及び本発明例における半導体集積回路
の信号伝搬遅延時間とその遅延時間を有する組合せ回路
の個数の分布を示す図である。
FIG. 23 is a diagram showing a signal propagation delay time of a semiconductor integrated circuit according to a conventional example and an example of the present invention and a distribution of the number of combinational circuits having the delay time.

【図24】レジスタトランスファーレベルの記述を示す
図である。
FIG. 24 is a diagram showing a description of a register transfer level.

【図25】従来の半導体集積回路の論理回路を示す図で
ある。
FIG. 25 is a diagram showing a logic circuit of a conventional semiconductor integrated circuit.

【図26】任意の半導体集積回路においてクリティカル
パスのみを高電圧源で駆動する場合のレベル変換回路の
配置位置を示す図である。
FIG. 26 is a diagram showing an arrangement position of a level conversion circuit when only a critical path is driven by a high voltage source in an arbitrary semiconductor integrated circuit.

【図27】他の任意の半導体集積回路においてクリティ
カルパスのみを高電圧源で駆動する場合のレベル変換回
路の配置位置を示す図である。
FIG. 27 is a diagram showing an arrangement position of a level conversion circuit in a case where only a critical path is driven by a high voltage source in another arbitrary semiconductor integrated circuit.

【符号の説明】 1、3、7 第1の組合せ回路 5 第2の組合せ回路 2、4、6、8 フリップフロップ回路(レジスタ) 9 クロックバッファ(クロック供給手
段) 15 高電圧源 16 低電圧源 22 内部コア部 30 マスタラッチ 31 スレーブラッチ 33、3354、92 内部クロック生成回路 35、3556、96、98 レベル変換回路 36 データ一時記憶部 40、41 PMOS 型トランジスタ 42、43 NMOS 型トランジスタ 45、46 CMOS 型インバータ 47、49 PMOS 型トランジスタ 48、50 NMOS 型トランジスタ 51、51´ ラッチ回路(レジスタ) 52 ラッチ部 65 タイミング検証部 80〜84 スキャンテスト用フリップフロッ
プ回路(レジスタ) 90 マルチプレクサ 91 データ入力選択回路110、111 組合せ回路
[Description of Signs] 1, 3, 7 First combination circuit 5 Second combination circuit 2, 4, 6, 8 Flip-flop circuit (register) 9 Clock buffer (clock supply means) 15 High voltage source 16 Low voltage source 22 Internal core unit 30 Master latch 31 Slave latch 33, 3354, 92 Internal clock generation circuit 35, 3556, 96, 98 Level conversion circuit 36 Data temporary storage unit 40, 41 PMOS transistor 42, 43 NMOS transistor 45, 46 CMOS type Inverters 47, 49 PMOS transistors 48, 50 NMOS transistors 51, 51 'Latch circuit (register) 52 Latch section 65 Timing verification section 80 to 84 Scan test flip-flop circuit (register) 90 Multiplexer 91 Data input selection circuit 110 111 pairs To circuit

【手続補正2】[Procedure amendment 2]

【補正対象書類名】図面[Document name to be amended] Drawing

【補正対象項目名】図17[Correction target item name] FIG.

【補正方法】変更[Correction method] Change

【補正内容】[Correction contents]

【図17】 FIG.

Claims (23)

【特許請求の範囲】[Claims] 【請求項1】 複数のレジスタと前記複数のレジスタの
間に位置する複数の組合せ回路とから成る半導体集積回
路を論理セルの接続情報に基いて合成する論理合成方法
であって、 前記何れかの組合せ回路の信号伝搬遅延時間が設計上の
遅延上限値以下の場合にはこの組合せ回路を低電圧源を
電圧源とする第1の組合せ回路に合成すると共に、前記
何れかの組合せ回路の信号伝搬遅延時間が設計上の遅延
上限値を越える場合にはこの組合せ回路を高電圧源を電
圧源とする第2の組合せ回路に合成する第1の工程と、 前記合成された何れかの第1の組合せ回路の出力が前記
合成された第2の組合せ回路に入力された形の混在の有
無を判断し、その混在が有る場合にはその第1の組合せ
回路を第2の組合せ回路に再合成する第2の工程と、 前記各レジスタが前記合成又は再合成された第2の組合
せ回路に信号を出力するレジスタか否かを判断し、何れ
かのレジスタがそのレジスタである場合にはこのレジス
タを高電圧源を電圧源とするレジスタに合成し、そのレ
ジスタでない場合にはこのレジスタを低電圧源を電圧源
とするレジスタに合成する第3の工程とを有することを
特徴とする論理合成方法。
1. A logic synthesis method for synthesizing a semiconductor integrated circuit including a plurality of registers and a plurality of combinational circuits located between the plurality of registers based on connection information of a logic cell. If the signal propagation delay time of the combinational circuit is equal to or less than the design delay upper limit, this combinational circuit is combined with a first combinational circuit using a low voltage source as a voltage source, and the signal propagation A first step of combining this combinational circuit with a second combinational circuit using a high voltage source as a voltage source when the delay time exceeds a design delay upper limit value; It is determined whether the output of the combinational circuit is mixed with the form input to the second combined circuit, and if there is, the first combinational circuit is re-synthesized into the second combinational circuit. A second step; The register determines whether or not the register is a register that outputs a signal to the combined or recombined second combinational circuit. If any of the registers is the register, the register is set to a high voltage source as a voltage source. And synthesizing the register with a register that uses a low-voltage source as a voltage source if the register is not the register.
【請求項2】 第1の工程は、 最初に、第1の組合せ回路及び低電圧源により駆動され
るレジスタを用いて前記低電圧源により駆動されるレジ
スタ及び前記第1の組合せ回路を合せた信号伝搬遅延時
間を見積り、 次いで、前記見積り結果が設計上の遅延上限値以下とな
る第1の組合せ回路が有る場合にはその第1の組合せ回
路を第1の組合せ回路に合成し、前記見積り結果が設計
上の遅延上限値を越える第1の組合せ回路が有る場合に
はその第1の組合せ回路を第2の組合せ回路に合成する
工程であることを特徴とする請求項1記載の論理合成方
法。
2. The first step comprises first combining a register driven by the low voltage source and the first combination circuit using a first combinational circuit and a register driven by the low voltage source. Estimating the signal propagation delay time, and then, when there is a first combinational circuit in which the estimation result is equal to or less than the designed delay upper limit value, synthesizes the first combinational circuit with the first combinational circuit, 2. The logic synthesis according to claim 1, wherein when there is a first combinational circuit whose result exceeds the design delay upper limit value, the first combinational circuit is combined with the second combinational circuit. Method.
【請求項3】 第1の工程は、 最初に、全ての組合せ回路を第1の組合せ回路を用いて
合成し、 次いで、前記組合せ回路の信号伝搬遅延時間が設計上の
遅延上限値を越えるか否かを判定し、設計上の遅延上限
値を越える第1の組合せ回路が有る場合にはその第1の
組合せ回路を第2の組合せ回路に再合成する工程である
ことを特徴とする請求項1記載の論理合成方法。
3. The first step is to first synthesize all the combinational circuits using the first combinational circuit, and then determine whether the signal propagation delay time of the combinational circuit exceeds the designed delay upper limit value. Determining whether or not there is a first combinational circuit exceeding a design delay upper limit value and resynthesizing the first combinational circuit into a second combinational circuit. 2. The logic synthesis method according to 1.
【請求項4】 第2の工程は、 第1の組合せ回路を第2の組合せ回路に再合成した結
果、新たに、何れかの第1の組合せ回路の出力が前記合
成された第2の組合せ回路に入力された形の混在が生じ
たか否かを判断し、その混在が生じた場合にはその第1
の組合せ回路を第2の組合せ回路に再合成することを繰
返す工程を有することを特徴とする請求項1記載の論理
合成方法。
4. The second step is as follows: as a result of re-synthesizing the first combinational circuit into the second combinational circuit, the output of any one of the first combinational circuits is newly combined with the second combinational combination. It is determined whether or not a mixture of shapes input to the circuit has occurred.
2. The logic synthesizing method according to claim 1, further comprising the step of repeating the re-synthesis of the combinational circuit into the second combinational circuit.
【請求項5】 複数のレジスタ及びその各レジスタ間に
位置する複数の組合せ回路を記述したレジスタトランス
ファーレベルの設計データを入力し、 第1の工程における論理セルの接続情報は、前記入力し
たレジスタトランスファーレベルの設計データから生成
されることを特徴とする請求項1記載の論理合成方法。
5. A register transfer level design data describing a plurality of registers and a plurality of combinational circuits located between the respective registers, wherein the connection information of the logic cells in the first step is the inputted register transfer. 2. The logic synthesis method according to claim 1, wherein the logic synthesis method is generated from level design data.
【請求項6】 論理セルの接続情報を記載したネットリ
ストを入力し、 第1の工程における論理セルの接続情報は、前記入力し
たネットリストに記載された論理セルの接続情報から生
成されることを特徴とする請求項1記載の論理合成方
法。
6. A netlist describing connection information of a logic cell is input, and the connection information of the logic cell in the first step is generated from the connection information of the logic cell described in the input netlist. The logic synthesis method according to claim 1, wherein:
【請求項7】 論理セルの接続情報を表したスケマティ
ックを入力し、 第1の工程における論理セルの接続情報は、前記入力し
たスケマティックに表された論理セルの接続情報から生
成されることを特徴とする請求項1記載の論理合成方
法。
7. A schematic representing the connection information of the logic cell is inputted, and the connection information of the logic cell in the first step is generated from the connection information of the logic cell represented in the inputted schematic. The logic synthesis method according to claim 1, wherein
【請求項8】 入力されたレジスタトランスファレベ
ル、入力されたネットリスト、又は入力されたスケマテ
ィックに基づく論理セルの接続情報を最適化し、 前記最適化された論理セルの接続情報を、第1の工程に
おける論理セルの接続情報として用いることを特徴とす
る請求項5、請求項6又は請求項7記載の論理合成方
法。
8. A method for optimizing connection information of a logic cell based on an input register transfer level, an input netlist, or an input schematic, comprising: 8. The logic synthesis method according to claim 5, wherein the logic synthesis method is used as connection information of a logic cell.
【請求項9】 第3の工程の後、 各レジスタのタイミングを検証する工程を有することを
特徴とする請求項1、請求項2、請求項3又は請求項4
記載の論理合成方法。
9. The method according to claim 1, further comprising the step of verifying the timing of each register after the third step.
Logic synthesis method as described.
【請求項10】 複数のレジスタ及び前記各レジスタの
間に位置する複数の組合せ回路を有する半導体集積回路
であって、 前記複数の組合せ回路のうち一部の組合せ回路は、低電
圧源を電圧源とする第1の組合せ回路より成り、前記複
数の組合せ回路のうち他の組合せ回路は、高電圧源を電
圧源とする第2の組合せ回路より成り、 前記複数のレジスタのうち、入力側に第1の組合せ回路
が位置すると共に出力側に第2の組合せ回路が位置する
レジスタは、低電圧源を電圧源とするデータ一時記憶部
と、高電圧源を電圧源として前記データ一時記憶部の低
電圧の出力信号を高電圧の出力信号にレベル変換するレ
ベル変換回路とを有するレジスタにより構成されること
を特徴とする半導体集積回路。
10. A semiconductor integrated circuit having a plurality of registers and a plurality of combinational circuits located between the registers, wherein some of the plurality of combinational circuits use a low voltage source as a voltage source. And the other combinational circuit of the plurality of combinational circuits comprises a second combinational circuit using a high voltage source as a voltage source. The register in which the first combinational circuit is located and the second combinational circuit is located on the output side are a data temporary storage unit using a low voltage source as a voltage source, and a low-level data storage unit using a high voltage source as a voltage source. A semiconductor integrated circuit, comprising: a register having a level conversion circuit for level-converting a voltage output signal into a high-voltage output signal.
【請求項11】 複数のレジスタのうち、入力側及び出
力側に各々第1の組合せ回路が位置するレジスタ、及び
入力側に第2の組合せ回路が位置すると共に出力側に第
1の組合せ回路が位置するレジスタは、各々、低電圧源
を電圧源としレベル変換回路を有しないレジスタにより
構成され、 前記複数のレジスタのうち、入力側及び出力側に各々第
2の組合せ回路が位置するレジスタは、低電圧源を電圧
源とするデータ一時記憶部と、高電圧源を電圧源として
前記データ一時記憶部の低電圧の出力信号を高電圧の出
力信号にレベル変換するレベル変換回路とを有するレジ
スタにより構成されることを特徴とする請求項10記載
の半導体集積回路。
11. A register in which a first combinational circuit is located on each of an input side and an output side among a plurality of registers, a second combinational circuit is located on an input side, and a first combinational circuit is located on an output side. The registers located are each configured by a register having a low voltage source as a voltage source and having no level conversion circuit. Of the plurality of registers, a register in which a second combinational circuit is located on an input side and an output side is, A register having a data temporary storage unit using a low voltage source as a voltage source, and a level conversion circuit for level converting a low voltage output signal of the data temporary storage unit to a high voltage output signal using a high voltage source as a voltage source. The semiconductor integrated circuit according to claim 10, wherein:
【請求項12】 低電圧源を電圧源とし且つ各レジスタ
にクロックを供給するクロック供給手段を有することを
特徴とする請求項10又は請求項11記載の半導体集積
回路。
12. The semiconductor integrated circuit according to claim 10, further comprising clock supply means for using a low voltage source as a voltage source and supplying a clock to each register.
【請求項13】 レベル変換回路を有するレジスタはフ
リップフロップ回路より成り、 前記フリップフロップ回路は、 低電圧源を電圧源とし直列接続されたマスターラッチ及
びスレーブラッチと、高電圧源を電圧源とする出力バッ
ファーと、前記スレーブラッチと前記出力バッファとの
間に介在され前記スレーブラッチから入力した低電圧の
信号を高電圧の信号にレベル変換して前記出力バッファ
に出力するレベル変換回路とを有することを特徴とする
請求項10、請求項11又は請求項12記載の半導体集
積回路。
13. A register having a level conversion circuit comprises a flip-flop circuit, wherein the flip-flop circuit uses a low voltage source as a voltage source, a master latch and a slave latch connected in series using a low voltage source, and a high voltage source as a voltage source. An output buffer, and a level conversion circuit interposed between the slave latch and the output buffer for level-converting a low-voltage signal input from the slave latch into a high-voltage signal and outputting the high-voltage signal to the output buffer. 13. The semiconductor integrated circuit according to claim 10, wherein:
【請求項14】 レベル変換回路を有しないレジスタは
フリップフロップ回路より成り、 前記フリップフロップ回路は、 低電圧源を電圧源とし直列接続されたマスターラッチ及
びスレーブラッチと、低電圧源を電圧源とし前記スレー
ブラッチからの出力信号を入力する出力バッファーとを
有することを特徴とする請求項11又は請求項12記載
の半導体集積回路。
14. A register having no level conversion circuit comprises a flip-flop circuit, wherein the flip-flop circuit uses a low voltage source as a voltage source, a master latch and a slave latch connected in series, and a low voltage source as a voltage source. 13. The semiconductor integrated circuit according to claim 11, further comprising: an output buffer for receiving an output signal from the slave latch.
【請求項15】 レベル変換回路を有するレジスタはラ
ッチ回路より成り、 前記ラッチ回路は、 低電圧源を電圧源とするラッチ部と、高電圧源を電圧源
とする出力バッファーと、前記ラッチ部と前記出力バッ
ファとの間に介在され前記ラッチ部から入力した低電圧
の信号を高電圧にレベル変換して前記出力バッファに出
力するレベル変換回路とを有することを特徴とする請求
項10、請求項11又は請求項12記載の半導体集積回
路。
15. A register having a level conversion circuit, comprising a latch circuit, wherein the latch circuit includes a latch unit using a low voltage source as a voltage source, an output buffer using a high voltage source as a voltage source, and the latch unit. 11. The level conversion circuit interposed between the output buffer and a level conversion circuit for level-converting a low-voltage signal input from the latch unit to a high voltage and outputting the high-voltage signal to the output buffer. The semiconductor integrated circuit according to claim 11 or 12.
【請求項16】 レベル変換回路を有しないレジスタは
ラッチ回路より成り、 前記ラッチ回路は、 低電圧源を電圧源とするラッチ部と、低電圧源を電圧源
とし前記ラッチ部からの出力信号を入力する出力バッフ
ァーとを有することを特徴とする請求項11又は請求項
12記載の半導体集積回路。
16. A register having no level conversion circuit comprises a latch circuit, wherein the latch circuit uses a low voltage source as a voltage source, and outputs a signal from the latch unit using a low voltage source as a voltage source. 13. The semiconductor integrated circuit according to claim 11, comprising an output buffer for inputting.
【請求項17】 各レジスタは、スキャンテスト用フリ
ップフロップ回路により構成されることを特徴とする請
求項10、請求項11又は請求項12記載の半導体集積
回路。
17. The semiconductor integrated circuit according to claim 10, wherein each register is constituted by a scan test flip-flop circuit.
【請求項18】 スキャンテスト用フリップフロップ回
路のうち、レベル変換回路を有するスキャンテスト用フ
リップフロップ回路は、 低電圧源を電圧源とすると共に外部入力される制御信号
により複数の入力データのうち何れか1つのデータを選
択するマルチプレクサと、低電圧源を電圧源とし前記マ
ルチプレクサからの信号を入力する直列接続されたマス
ターラッチ及びスレーブラッチと、高電圧源を電圧源と
する出力バッファーと、前記スレーブラッチと前記出力
バッファとの間に介在され前記スレーブラッチから入力
した低電圧の信号を高電圧の信号にレベル変換して前記
出力バッファに出力するレベル変換回路とを有すること
を特徴とする請求項17記載の半導体集積回路。
18. A scan test flip-flop circuit having a level conversion circuit out of the scan test flip-flop circuits, which uses a low voltage source as a voltage source and receives any one of a plurality of input data in response to a control signal externally input. A multiplexer for selecting one of the data, a master latch and a slave latch connected in series to input a signal from the multiplexer using a low voltage source as a voltage source, an output buffer using a high voltage source as a voltage source, and the slave A level conversion circuit interposed between the latch and the output buffer, the level conversion circuit converting the level of a low voltage signal input from the slave latch into a high voltage signal and outputting the high voltage signal to the output buffer. 18. The semiconductor integrated circuit according to item 17.
【請求項19】 スキャンテスト用フリップフロップ回
路のうち、レベル変換回路を有するスキャンテスト用フ
リップフロップ回路は、 低電圧源を電圧源としクロックにより複数の入力データ
のうち何れか1つのデータを選択するデータ入力選択回
路と、低電圧源を電圧源とし前記データ入力選択回路か
らの信号を入力する直列接続されたマスターラッチ及び
スレーブラッチと、高電圧源を電圧源とする出力バッフ
ァーと、前記スレーブラッチと前記出力バッファとの間
に介在され前記スレーブラッチから入力した低電圧の信
号を高電圧の信号にレベル変換して前記出力バッファに
出力するレベル変換回路とを有することを特徴とする請
求項17記載の半導体集積回路。
19. A scan test flip-flop circuit having a level conversion circuit among the scan test flip-flop circuits, wherein one of a plurality of input data is selected by a clock using a low voltage source as a voltage source. A data input selection circuit, a series-connected master latch and a slave latch for inputting a signal from the data input selection circuit using a low voltage source as a voltage source, an output buffer using a high voltage source as a voltage source, and the slave latch 18. A level conversion circuit interposed between the output buffer and the output buffer for level-converting a low-voltage signal input from the slave latch into a high-voltage signal and outputting the high-voltage signal to the output buffer. A semiconductor integrated circuit as described in the above.
【請求項20】 レベル変換回路は、 2個のPMOS 型トランジスタと、2個のNMOS 型トラン
ジスタとにより構成され、 一方のPMOS 型トランジスターのゲートは他方のPMOS
型トランジスターのドレインに接続され、前記一方のP
MOS 型トランジスターのドレインは前記他方のPMOS 型
トランジスターのゲートに接続され、前記2個のPMOS
型トランジスターのソースは高電圧源に接続され、 前記2個のNMOS 型トランジスターは、その両ゲート
に、相補の信号を出力するスレーブラッチの前記相補の
信号が入力され、その各ドレインが前記2個のPMOS 型
トランジスターの各ドレインに接続され、前記2個のN
MOS 型トランジスターの各ソースが接地され、 前記2個のNMOS 型トランジスターの各ドレインの電位
を信号として出力することを特徴とする請求項13、請
求項15、請求項18又は請求項19記載の半導体集積
回路。
20. A level conversion circuit comprising two PMOS transistors and two NMOS transistors, wherein the gate of one PMOS transistor is connected to the other PMOS transistor.
Connected to the drain of the transistor
The drain of the MOS transistor is connected to the gate of the other PMOS transistor, and the two PMOS transistors are connected to each other.
The source of the transistor is connected to a high voltage source, and the two NMOS transistors receive the complementary signal of a slave latch that outputs a complementary signal to both gates, and each drain has two drains. Are connected to each drain of the PMOS transistor of
20. The semiconductor according to claim 13, wherein the sources of the MOS transistors are grounded, and the potentials of the drains of the two NMOS transistors are output as signals. Integrated circuit.
【請求項21】 レベル変換回路は、 2個のPMOS 型トランジスタと、 2個のCMOS 型インバータとを備え、 前記各CMOS 型インバータは、直列接続された1個のP
MOS 型トランジスタ及び1個のNMOS 型トランジスタよ
り成ると共に、前記PMOS 型及びNMOS 型の両トランジ
スターの両ゲートを入力端子とし、前記PMOS 型及びN
MOS 型の両トランジスターの直列接続部を出力端子とす
るものであり、 前記2個のCMOS 型インバータの入力端子には、相補の
信号を出力するスレーブラッチの前記相補の信号が入力
され、 前記2個のPMOS 型トランジスタは、その両ドレインが
前記両CMOS 型インバータのPMOS 型トランジスタのソ
ースに各々接続され、その各ソースは高電圧源に接続さ
れ、 前記2個のCMOS 型インバータのNMOS 型トランジスタ
のソースは接地され、前記各CMOS 型インバータの出力
端子は、直列接続されない側のPMOS 型トランジスタの
ゲートに各々接続され、 前記2個のCMOS 型インバータの各出力端子の電位を信
号として出力することを特徴とする請求項13、請求項
15、請求項18又は請求項19記載の半導体集積回
路。
21. A level conversion circuit comprising two PMOS transistors and two PMOS inverters, wherein each of the PMOS inverters comprises one PMOS transistor connected in series.
It comprises a MOS type transistor and one NMOS type transistor. Both gates of the PMOS type and NMOS type transistors are input terminals, and the PMOS type and N type
An output terminal is a serially connected portion of the two MOS type transistors. The complementary signal of a slave latch that outputs a complementary signal is input to input terminals of the two CMOS type inverters. The two PMOS transistors have their drains connected to the sources of the PMOS transistors of the two PMOS inverters, the respective sources connected to a high voltage source, and the NMOS transistors of the two PMOS inverters. The source is grounded, the output terminal of each of the PMOS inverters is connected to the gate of a PMOS transistor on the side not connected in series, and the potential of each output terminal of the two PMOS inverters is output as a signal. 20. A semiconductor integrated circuit according to claim 13, wherein the semiconductor integrated circuit is a semiconductor integrated circuit.
【請求項22】 低電圧源及び高電圧源は各々外部から
入力されることを特徴とする請求項10、請求項11又
は請求項12記載の半導体集積回路。
22. The semiconductor integrated circuit according to claim 10, wherein the low voltage source and the high voltage source are respectively input from outside.
【請求項23】 入出力パッドの配置領域と、内部コア
部とを有し、 前記内部コア部に、複数のレジスタと複数の組合せ回路
とが配置されると共にメモリのセル部が配置されること
を特徴とする請求項10、請求項11又は請求項12記
載の半導体集積回路。
23. An input / output pad arrangement area and an internal core part, wherein a plurality of registers and a plurality of combinational circuits are arranged and a memory cell part is arranged in the internal core part. 13. The semiconductor integrated circuit according to claim 10, wherein:
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