JPH1041393A - Semiconductor standard cell and method for layout and wiring - Google Patents

Semiconductor standard cell and method for layout and wiring

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JPH1041393A
JPH1041393A JP8192358A JP19235896A JPH1041393A JP H1041393 A JPH1041393 A JP H1041393A JP 8192358 A JP8192358 A JP 8192358A JP 19235896 A JP19235896 A JP 19235896A JP H1041393 A JPH1041393 A JP H1041393A
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cells
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Abstract

PROBLEM TO BE SOLVED: To provide a semiconductor standard cell which has an excellent noise-proof property and also provide a method for arranging and wiring the cells by which all the power lines can be connected to each other inside the cells just by locating the cells. SOLUTION: This semiconductor standard cell 2 has a logic gate section 8, power lines 4 which are connected to each other between the cells which are adjacent in the wiring direction and which supply supply voltage to the logic gate section 8, and power supply bridge lines 18 which are constituted of interconnect layers of different level from the power lines and which are connected to the power lines at right angles with them inside the cell. In this layout and wiring method, a plurality of the semiconductor standard cells 2 are located adjacently to each other in the direction at right angles with the wiring direction of the power lines 4. In a logic IC wherein such cells 2 are located suitably, no peripheral space is necessary for connecting the power lines to each other which has been necessary in conventional methods and the device does not malfunction even if where is a fluctuation in voltage level due to noise which is caused by applying the supply voltage evenly.

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、半導体スタンダー
ドセル及びその配置配線方法に係わり、特に、セル配置
領域内で全ての電源線を相互接続できるスタンダードセ
ル構造と、そのレイアウト方法に関する。
BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to a semiconductor standard cell and a method of arranging and wiring the same, and more particularly, to a standard cell structure in which all power supply lines can be interconnected in a cell arranging region, and a layout method thereof.

【0002】[0002]

【従来の技術】LSI設計方式の一つとしてのスタンダ
ードセル方式は、ゲートアレイ方式に比較して、配線や
ゲートを有効に利用しセルサイズを小さくでき、高性能
も得られやすいといった利点を有する。このセル方式
は、制御回路など、種類の異なるセルが回路構成に応じ
て不規則に配置される論理回路について以前から使用さ
れてきたが、最近では、上記利点が注目されて演算器と
いった規則正しいセル配置の論理回路にも、このスタン
ダードセル方式が多用されるようになってきた。
2. Description of the Related Art The standard cell system, which is one of the LSI design systems, has the advantage that the wiring and gates can be effectively used, the cell size can be reduced, and high performance can be easily obtained as compared with the gate array system. . This cell method has been used for a logic circuit in which cells of different types are irregularly arranged according to the circuit configuration, such as a control circuit. The standard cell method has come to be frequently used for logic circuits in the arrangement.

【0003】図8は、この規則正しくセルを配置させた
従来のスタンダードセル方式の論理回路について、電源
線の接続関係を示すブロックレイアウト図である。この
図8に示す従来の論理回路では、同じ構成のセル列が繰
り返し配列されている。すなわち、この例では、横方向
にA,B,C,D,E,A,E,F,B,Aの順にセル
が配置されてセル列が構成され、同じ構成のセル列が、
ここでは3段設けてある。
FIG. 8 is a block layout diagram showing a power line connection relationship in a conventional standard cell type logic circuit in which cells are regularly arranged. In the conventional logic circuit shown in FIG. 8, cell rows having the same configuration are repeatedly arranged. That is, in this example, cells are arranged in the horizontal direction in the order of A, B, C, D, E, A, E, F, B, and A to form a cell row.
Here, three stages are provided.

【0004】ここで、セル中の記号A〜Fは、例えばA
NDゲート,インバータ,ラッチ,フリップ・フロップ
等の論理ゲートの種類を示す。各セルは、例えばCMO
Sで構成されている。図9には、従来のスタンダードセ
ルの構成例として、ANDゲートのセル・パターン図を
示す。セル40の上下には電源電圧供給線42、GND
線44(以下、まとめて「電源線」と称する)がそれぞ
れ第1層目メタルで配線されている。この電源線42,
44の配線方向は、他の種類の論理ゲート(インバー
タ,ラッチ,フリップ・フロップ等)においても同様で
ある。
Here, symbols A to F in a cell are, for example, A
The types of logic gates, such as ND gates, inverters, latches, flip-flops, etc., are shown. Each cell is, for example, a CMO
S. FIG. 9 shows a cell pattern diagram of an AND gate as a configuration example of a conventional standard cell. Above and below the cell 40, a power supply voltage supply line 42, GND
The lines 44 (hereinafter collectively referred to as “power supply lines”) are each wired with the first layer metal. This power line 42,
The wiring direction of 44 is the same for other types of logic gates (inverters, latches, flip-flops, etc.).

【0005】電源電圧供給線42とGND線44との間
の領域には、複数のトランジスタが配置され、これらが
第1層目メタルや第2層目メタルで相互に結線されて、
所望の論理ゲート(ここでは、ANDゲート)が構成さ
れている。通常、電源供給線42に近い側にpチャネル
型トランジスタが配置され、GND線44に近い側にn
チャネル型トランジスタが配置される。そして、セル間
の信号線を接続するための入力端子46および出力端子
48が、例えば2層目メタルを用いてセルの中心部付近
に配置されている。
A plurality of transistors are arranged in a region between the power supply voltage supply line 42 and the GND line 44, and are connected to each other by a first layer metal or a second layer metal.
A desired logic gate (here, an AND gate) is configured. Normally, a p-channel transistor is arranged on the side near the power supply line 42 and n
A channel transistor is provided. An input terminal 46 and an output terminal 48 for connecting a signal line between cells are arranged near the center of the cell using, for example, a second-layer metal.

【0006】図8,9に示すように、従来のスタンダー
ドセル40では、電源線42,44が一方方向にのみ配
線され、その方向に配置されたセル間で電源線42,4
4が直列に接続される。そして、この図示例のようにセ
ル列が3本ある場合は、この直列に接続された電源線4
2,44を、セル配置領域の外側で、例えば2層目メタ
ル層50を用いて縦方向に相互に接続させている。
As shown in FIGS. 8 and 9, in a conventional standard cell 40, power supply lines 42 and 44 are wired only in one direction, and power supply lines 42 and 4 are provided between cells arranged in that direction.
4 are connected in series. When there are three cell columns as in the illustrated example, the power supply lines 4 connected in series
2 and 44 are connected to each other in the vertical direction by using, for example, a second metal layer 50 outside the cell arrangement region.

【0007】[0007]

【発明が解決しようとする課題】しかし、この従来のス
タンダードセル40を使用してブロックレイアウトを行
った場合、セル配置領域の外側に電源線42,44を相
互に接続させるための領域を必要とし、この領域が高集
積化の面からは無駄な領域として存在していた。また、
ブロックレイアウトの規模が大きくなりセル列が長くな
ると、それだけ電源線42,44を相互に接続させた両
端側のセルと中心部分のセルとでは、電源電圧やGND
電位のかかり方が不均一となり、これが論理回路全体の
耐ノイズ性を悪くする場合があった。したがって、この
従来のスタンダードセル40を使用する場合には、トラ
ンジスタサイズを大きくする等により個々のスタンダー
ドセルの動作マージンを確保する必要があり、この点で
も高集積化が阻害されていた。
However, when block layout is performed using the conventional standard cell 40, a region for interconnecting the power supply lines 42 and 44 is required outside the cell arrangement region. However, this region exists as a useless region in terms of high integration. Also,
As the scale of the block layout becomes larger and the cell column becomes longer, the power supply voltage and the GND at the both ends of the cell where the power supply lines 42 and 44 are connected to each other and the cell at the center are accordingly increased.
The manner in which the potential is applied becomes non-uniform, and this may degrade the noise resistance of the entire logic circuit. Therefore, when the conventional standard cell 40 is used, it is necessary to secure the operation margin of each standard cell by increasing the transistor size or the like, which also hinders high integration.

【0008】本発明は、このような実情に鑑みてなさ
れ、スタンダードセルを配置するだけで全ての電源線が
相互接続でき、電源線の相互接続のための周辺領域を不
要とし、しかも耐ノイズ性に優れた構造の半導体スタン
ダードセルおよびその配置配線方法を提供することを目
的とする。
The present invention has been made in view of such circumstances, and all power supply lines can be interconnected only by arranging standard cells, and a peripheral area for interconnection of power supply lines is unnecessary, and noise resistance is improved. It is an object of the present invention to provide a semiconductor standard cell having an excellent structure and a method of arranging and wiring the same.

【0009】[0009]

【課題を解決するための手段】上述した従来技術の問題
点を解消し、上記目的を達成するために、本発明の半導
体スタンダードセルおよびその配置配線方法では、電源
線の配線方向だけでなく、これと直交する方向に行なう
電源線の相互接続を、電源線と異なる階層の配線層を用
いてセル配置領域内部で行なうこととした。
SUMMARY OF THE INVENTION In order to solve the above-mentioned problems of the prior art and to achieve the above object, the semiconductor standard cell and the method of arranging and wiring the same according to the present invention provide not only the wiring direction of the power supply line, but also the following. The interconnection of the power supply lines in a direction orthogonal to this is performed inside the cell arrangement region using a wiring layer of a different hierarchy from the power supply lines.

【0010】すなわち、本発明の半導体スタンダードセ
ルは、論理ゲート部と、配線方向に隣接するセル間で相
互に接続され、論理ゲート部に電源電圧を供給する電源
線と、電源線と異なる階層の配線層を用いて構成され、
セル内で電源線に接続され、かつ、電源線に直交して配
線されていることによって、電源線と直交する方向に隣
接するセル間で相互に接続される電源橋絡線と、を有す
ることを特徴とする。
That is, the semiconductor standard cell of the present invention comprises a logic gate portion, a power supply line interconnected between cells adjacent in the wiring direction and supplying a power supply voltage to the logic gate portion, and a power supply line having a different level from the power supply line. It is configured using a wiring layer,
A power supply bridging line connected to the power supply line in the cell and connected to the power supply line at right angles to each other so as to be mutually connected between cells adjacent in the direction orthogonal to the power supply line. It is characterized by.

【0011】また、本発明の半導体スタンダードセルの
配置配線方法では、上記構成の半導体スタンダードセル
を、その電源線の配線方向と直交する方向に複数個隣接
させて配置し、配線方向に接続された電源線の列をセル
配置領域内で相互に接続することを特徴とする。
Further, in the method for arranging and wiring semiconductor standard cells of the present invention, a plurality of semiconductor standard cells having the above-described configuration are arranged adjacent to each other in a direction orthogonal to the wiring direction of the power supply lines and connected in the wiring direction. The power supply lines are connected to each other within the cell arrangement region.

【0012】同じ構成のセル列が複数段繰り返される場
合、好適なセル構成としては、電源線に接続される電源
橋絡線を、論理ゲート部内で電源線と直交する方向に配
線させるとよい。この場合、セル列と直交する方向には
同じセルが並ぶことから、この電源橋絡線を有した半導
体スタンダードセルを貫いて電源橋絡線が直列に接続さ
れ、これにより、セル列内で直列接続された電源線の列
がセル列と直交する方向にも相互に接続される。
When a cell row having the same configuration is repeated in a plurality of stages, as a preferable cell configuration, a power supply bridging line connected to a power supply line is preferably wired in a direction orthogonal to the power supply line in the logic gate portion. In this case, since the same cells are arranged in the direction orthogonal to the cell row, the power supply bridges are connected in series through the semiconductor standard cells having the power supply bridges. The columns of the connected power supply lines are also connected to each other in a direction orthogonal to the cell columns.

【0013】また、セルが不規則に配置される場合にお
いても、電源橋絡線が電源線との接続箇所からセル外側
に向かって配線されている半導体スタンダードセルを用
いることにより、電源線の配線方向と直交して隣接する
2セル間で電源線を互いに接続できる。そして、このよ
うな2セル間での電源線接続を段違いに設けたり、上記
した電源橋絡線が論理ゲート部を貫いたセルと組み合わ
せることにより、セル配置領域全体として電源線が全て
接続されるようにすることが可能である。
Further, even when the cells are arranged irregularly, the power supply bridging line is provided by using a semiconductor standard cell which is wired from the connection point with the power supply line to the outside of the cell. Power supply lines can be connected to each other between two cells that are orthogonal to the direction. Then, by connecting the power supply lines between the two cells at different levels, or by combining the power supply bridging lines with the cells penetrating the logic gate portion, all the power supply lines are connected as the entire cell arrangement region. It is possible to do so.

【0014】[0014]

【発明の実施の形態】以下、本発明の半導体スタンダー
ドセル及びその配置配線方法について、図面を参照しな
がら詳細に説明する。本発明は、スタンダードセル方式
で論理回路の設計が行なわれる半導体装置に適用され
る。ここで、「スタンダードセル方式」とは、物理レイ
アウト情報に基づいて、ブロックサイズの種類,電源線
や信号線の端子引出し位置等がルール化された論理的な
回路機能ブロックを複数種類、ライブラリとして予め用
意しておき、この回路機能ブロックをネットリスト(接
続情報)に基づいて配置し相互接続させて、所望の論理
回路を構築する半導体回路の設計方式をいう。また、
「スタンダードセル」とは、スタンダードセル方式の回
路設計に用いられる各回路機能ブロックをいう。
DETAILED DESCRIPTION OF THE PREFERRED EMBODIMENTS Hereinafter, a semiconductor standard cell and a method of arranging and wiring the same according to the present invention will be described in detail with reference to the drawings. The present invention is applied to a semiconductor device in which a logic circuit is designed by a standard cell method. Here, the “standard cell method” refers to a plurality of types of logical circuit function blocks in which the types of block sizes, the positions of power supply lines and signal lines from which terminals are drawn out based on physical layout information, and the like, are used as a library. A method of designing a semiconductor circuit that prepares in advance, arranges these circuit function blocks based on a netlist (connection information), and connects them to form a desired logic circuit. Also,
The “standard cell” refers to each circuit function block used for the standard cell circuit design.

【0015】一般に、スタンダードセル方式には、回路
機能ブロックが同一面状に配置され、同じ階層の配線層
を用いて全回路機能ブロックの電源線が構成できるポリ
セル方式と、回路機能ブロックが階層状に重ねられ、こ
の結果、同じ種類の回路機能ブロックでも異なる階層の
配線層を用いて電源線が構成され得るビルディングブロ
ック方式とがある。本発明の半導体スタンダードセル及
びその配置配線方法は、上記ポリセル方式,ビルディン
グブロック方式の何れについても適用できる。
In general, in the standard cell system, the circuit function blocks are arranged on the same plane, and the power lines of all the circuit function blocks can be formed using the same level of wiring layers. As a result, there is a building block system in which power supply lines can be configured using wiring layers of different levels even with the same type of circuit function block. The semiconductor standard cell and the method of arranging and wiring the same according to the present invention can be applied to both the polycell system and the building block system.

【0016】以下、具体的な本発明の実施形態につい
て、ポリセル方式を例に説明する。第1実施形態 図1は、本発明の半導体スタンダードセルの一構成例を
示すANDゲートのセル・パターン図である。この半導
体スタンダードセル2は、そのセル内の上下には横方向
に電源電圧供給線4、GND線6(以下、まとめて「電
源線」ともいう)がそれぞれ第1層目メタルで配線され
ている。この電源線4,6の配線方向は、他の種類の回
路機能(インバータ,ラッチ,フリップ・フロップ等)
を有する半導体スタンダードセルと同様、物理レイアウ
ト情報に基づいて一方向に決められ、その配線幅や端子
引出し位置がルール化されている。
Hereinafter, a specific embodiment of the present invention will be described by taking a polycell system as an example. First Embodiment FIG. 1 is a cell pattern diagram of an AND gate showing one configuration example of a semiconductor standard cell of the present invention. In the semiconductor standard cell 2, a power supply voltage supply line 4 and a GND line 6 (hereinafter, also collectively referred to as “power supply line”) are wired in the first layer above and below the cell. . The wiring directions of the power supply lines 4 and 6 are different from those of other circuit functions (inverters, latches, flip-flops, etc.).
As in the case of the semiconductor standard cell having the above, it is determined in one direction based on physical layout information, and its wiring width and terminal lead-out position are ruled.

【0017】電源電圧供給線4とGND線6との間の領
域を、本発明では論理ゲート部と称し、この論理ゲート
部8には、複数のトランジスタが配置され、これらが第
1層目メタルや第2層目メタルで相互に結線されて、所
望の論理ゲート(ここでは、ANDゲート)が構成され
ている。
In the present invention, a region between the power supply voltage supply line 4 and the GND line 6 is referred to as a logic gate portion. In the logic gate portion 8, a plurality of transistors are arranged. And a second-layer metal to form a desired logic gate (here, an AND gate).

【0018】すなわち、論理ゲート部8内の電源供給線
4に近い側には、n型不純物が導入されるp型トランジ
スタ領域10が配置され、逆にGND線6に近い側に
は、p型不純物が導入されるn型トランジスタ領域12
が配置されている。そして、p型トランジスタ領域10
上には、第1層目メタルが延びてソース又はドレイン電
極が構成され、その間隔内にゲートメタルを配して、こ
れにより複数のpチャネル型トランジスタが配置されて
いる。同様にして、n型トランジスタ領域12にも、複
数のnチャネル型トランジスタが配置されている。そし
て、電源線4,6の間隔中央付近には、当該ANDゲー
トの2つの入力端子14と出力端子16とが、横方向に
並んで配置されている。この図では、これら入出力端子
14,16は、2層目メタルを用いて構成されている。
That is, a p-type transistor region 10 into which an n-type impurity is introduced is arranged on the side closer to the power supply line 4 in the logic gate portion 8, and conversely, a p-type transistor region on the side closer to the GND line 6 is N-type transistor region 12 into which impurities are introduced
Is arranged. Then, the p-type transistor region 10
Above the first-layer metal, a source or drain electrode is formed, and a gate metal is arranged within the interval, whereby a plurality of p-channel transistors are arranged. Similarly, a plurality of n-channel transistors are arranged in the n-type transistor region 12. In the vicinity of the center between the power supply lines 4 and 6, two input terminals 14 and output terminals 16 of the AND gate are arranged side by side in the horizontal direction. In this figure, these input / output terminals 14 and 16 are configured using a second-layer metal.

【0019】ここまでは、図9に示す従来型のスタンダ
ードセルと同じ構成であるが、本発明のスタンダードセ
ル2には、何れかの電源線(図1では、GND線6)に
コンタクト18aを介して接続され、電源線4,6の配
線方向と直交する方向に配線された電源橋架線18が、
新たに設けられている。この電源橋架線18は、電源線
4,6とは異なる階層の配線層(例えば、2層目メタ
ル)で構成され、本実施形態では、論理ゲート部8上を
縦方向に貫いて配線されている。図2には、この電源橋
架線18と、電源線4,6との接続関係を図1から抜き
出して示している。
Up to this point, the structure is the same as that of the conventional standard cell shown in FIG. 9, but the standard cell 2 of the present invention has a contact 18a connected to one of the power supply lines (the GND line 6 in FIG. 1). And a power supply bridge line 18 connected in a direction orthogonal to the wiring direction of the power supply lines 4 and 6,
It is newly provided. The power supply bridge line 18 is formed of a wiring layer (for example, a second-layer metal) of a different hierarchy from the power supply lines 4 and 6, and in the present embodiment, is wired so as to penetrate the logic gate unit 8 in the vertical direction. I have. FIG. 2 shows the connection relationship between the power supply bridge line 18 and the power supply lines 4 and 6 extracted from FIG.

【0020】本発明では、電源橋架線18の配線形態に
は、種々の変形が考えられる。すなわち、図3に示すよ
うに、電源橋架線18を電源電圧供給線4にコンタクト
18bを介して接続させてもよいし、図4に示すよう
に、電源電圧供給線4とGND線6にそれぞれ接続する
電源橋架線18を、2本設けてもよい。また、図5に示
すように、入出力端子12,14の配置に邪魔にならな
い程度に、電源橋架線18を幅広に形成してもよい。さ
らに、特に図示しないが、電源橋架線18を更に上層側
の配線層(例えば、第3層目メタル)を用いて構成する
こともでき、この場合、これを入出力端子14,16に
重ねて配線しても構わない。
In the present invention, various modifications are conceivable for the wiring configuration of the power bridge 18. That is, the power supply bridge line 18 may be connected to the power supply voltage supply line 4 via the contact 18b as shown in FIG. 3, or may be connected to the power supply voltage supply line 4 and the GND line 6 as shown in FIG. Two power supply bridge lines 18 to be connected may be provided. Further, as shown in FIG. 5, the power supply bridge line 18 may be formed wide so as not to hinder the arrangement of the input / output terminals 12 and 14. Further, although not particularly shown, the power supply bridge line 18 may be formed using a wiring layer (for example, a third-layer metal) on an upper layer side. In this case, the power supply bridge line 18 is superimposed on the input / output terminals 14 and 16. It may be wired.

【0021】つぎに、このような構成の半導体スタンダ
ードセルを用いて行なう本発明の配置配線方法につい
て、説明する。図6は、本実施形態に係わるスタンダー
ドセル方式の論理回路について、特に電源線の接続関係
を示すブロックレイアウト図である。本配置配線方法で
は、一方方向(図の横方向)に回路機能の種類が異なる
セルを所定パターンで配置してセル列を構成し、このセ
ル列を複数段(この図では、3段)配列させて論理回路
全体が構成されている。図中、A〜Fの記号は、セルの
回路機能が相違することを意味する。このような規則正
しいセル配置の具体例としては、例えばCPU内の演算
器を構成するデータパスブロックなどを挙げることがで
き、この場合、各ビットが各セル列に割り当てられる。
このセル列の方向は、図1における電源線4,6の配線
方向と一致し、各セル列を構成した時点で、セル列内で
電源線4,6それぞれが直列に接続される。
Next, an arrangement and wiring method according to the present invention performed using the semiconductor standard cell having such a configuration will be described. FIG. 6 is a block layout diagram showing the connection relationship of the power supply lines in the standard cell type logic circuit according to the present embodiment. In this arrangement and wiring method, cells having different types of circuit functions are arranged in one direction (horizontal direction in the drawing) in a predetermined pattern to form a cell row, and the cell rows are arranged in a plurality of stages (three stages in this drawing). Thus, the entire logic circuit is configured. In the figure, the symbols A to F mean that the circuit functions of the cells are different. As a specific example of such a regular cell arrangement, for example, a data path block constituting an arithmetic unit in a CPU can be cited. In this case, each bit is assigned to each cell column.
The direction of the cell rows coincides with the wiring directions of the power supply lines 4 and 6 in FIG. 1, and when the respective cell rows are formed, the power supply lines 4 and 6 are connected in series in the cell row.

【0022】本発明の配置配線方法では、各セル列内に
上述した本発明の半導体スタンダードセルを適宜配置
し、これにより各セル列間の電源線4,6の相互配線
が、セル配置領域内で達成されている。すなわち、この
図示例では、先に説明した図2と同形態のスタンダード
セル2と、図3と同形態のスタンダードセル20と、図
4と同形態のスタンダードセル22とが、セル列途中に
挿入されている。このため、3本の電源電圧供給線4
は、スタンダードセル20,22を介して相互に接続さ
れ、3本のGND線6は、スタンダードセル2,22を
介して相互に接続されている。
In the placement and routing method of the present invention, the above-described semiconductor standard cells of the present invention are appropriately placed in each cell column, so that the interconnection of the power supply lines 4 and 6 between each cell column is made within the cell placement region. Has been achieved. That is, in this illustrated example, the standard cell 2 having the same configuration as that of FIG. 2 described above, the standard cell 20 having the same configuration as that of FIG. 3, and the standard cell 22 having the same configuration as that of FIG. Have been. For this reason, three power supply voltage supply lines 4
Are connected to each other via standard cells 20 and 22, and the three GND lines 6 are connected to each other via standard cells 2 and 22.

【0023】以上から明らかなように、規則正しいセル
配置の論理回路を設計するに際しては、電源橋架線18
を具備する本発明の半導体スタンダードセル2,20,
22,24をライブラリとして予め用意しておき、この
電源相互接続用のセル2,20,22,24を、セル列
内のどの位置に配置させかを決め、後は通常どおりセル
の配置を行なうだけで、セル配置領域内で電源線4,6
の相互結線を実現することができる。
As is apparent from the above, when designing a logic circuit having a regular cell arrangement, the power supply bridge 18
The semiconductor standard cell 2, 20,
The libraries 22 and 24 are prepared in advance as a library, and the positions of the cells 2, 20, 22 and 24 for power supply interconnection to be arranged in the cell row are determined. Thereafter, the cells are arranged as usual. Alone, the power supply lines 4 and 6
Can be realized.

【0024】本発明の半導体スタンダードセル及びその
配置配線方法によれば、図8に示す従来のスタンダード
セルを用いた場合のように電源線4,6の相互結線のた
めのスペースをセル配置領域の周囲に特別に確保する必
要がなく、その分だけ高集積化を図ることができる。
According to the semiconductor standard cell and the method of arranging and wiring the same according to the present invention, a space for interconnecting the power supply lines 4 and 6 is provided in the cell arranging area as in the case of using the conventional standard cell shown in FIG. There is no need to secure specially the surroundings, and high integration can be achieved by that much.

【0025】また、セル列の途中で電源線4,6の相互
結線を行なうことができることから、電源電圧の給電点
やGNDの接続点をセル列の途中に適宜設けることがで
き、これにより耐ノイズ設計が容易となる。すなわち、
例えば図6の本実施形態は、電源電圧を供給したりGN
Dを共通化する縦方向のラインがそれぞれ2本づつ設け
られているという点では、図8と同様であるが、これが
図6の本実施形態ではセル配置領域内に設けられている
ことによって、図8に比較して、各セルに対し電源電圧
(GND電位を含む)のかかり方が均一であり、その
分、ノイズによって電源電圧レベルが変動するようなこ
とがあっても、このレベル変動により論理回路の動作に
対する影響が低減されている。各セル列の配置パターン
によっては、セル列間の電源橋架線18を可能な限り数
多く配置できるため、更に優れた耐ノイズ性を達成する
ことも可能であり、耐ノイズ性設計の自由度が大きい。
Further, since the power supply lines 4 and 6 can be interconnected in the middle of the cell row, a power supply point of the power supply voltage and a connection point of the GND can be appropriately provided in the middle of the cell row. Noise design becomes easy. That is,
For example, the present embodiment shown in FIG.
8 is the same as that in FIG. 8 in that two vertical lines each sharing D are provided, but in the present embodiment in FIG. 6, this is provided in the cell arrangement region. As compared with FIG. 8, the manner in which the power supply voltage (including the GND potential) is applied to each cell is uniform, and even if the power supply voltage level fluctuates due to noise, this level fluctuation The influence on the operation of the logic circuit is reduced. Depending on the arrangement pattern of each cell column, as many power supply bridge lines 18 as possible between the cell columns can be arranged, so that even better noise immunity can be achieved, and the degree of freedom in noise immunity design is large. .

【0026】以上のことは、各セルの設計時にノイズマ
ージンを小さくしても問題ないことを意味し、従って、
ノイズマージンを考慮してトランジスタサイズを大きく
するといった対策も必要ないことから、この点でも高集
積化に寄与できる。
The above means that there is no problem even if the noise margin is reduced when designing each cell.
Since there is no need to take measures to increase the transistor size in consideration of the noise margin, this point can also contribute to high integration.

【0027】第2実施形態 上記した第1実施形態では、本発明を規則正しいセル配
置の論理回路設計に適用し、この結果、図6に示す論理
回路全体では、セル列間の電源橋架線18が単一ライン
状に形成された。これに対し、本第2実施形態は、セル
配置が不規則な場合でも本発明が適用できることを示す
ものである。
Second Embodiment In the above-described first embodiment, the present invention is applied to a logic circuit design having a regular cell arrangement. As a result, in the entire logic circuit shown in FIG. It was formed in a single line. On the other hand, the second embodiment shows that the present invention can be applied even when the cell arrangement is irregular.

【0028】図7は、本第2実施形態に係わるブロック
レイアウト図である。このレイアウト例においても、論
理ゲートC,Eについては、電源橋架線18の配置スペ
ース確保容易等の理由により、第1実施形態と同様に、
これを論理ゲート部8を貫いた電源橋架線18を具備す
る半導体スタンダードセル2,20,22で実現してい
る。
FIG. 7 is a block layout diagram according to the second embodiment. Also in this layout example, as for the logic gates C and E, as in the first embodiment, the layout space of the power supply bridge line 18 is easily secured and the like.
This is realized by semiconductor standard cells 2, 20 and 22 having a power supply bridge 18 penetrating the logic gate section 8.

【0029】とくに、この第2実施形態に係わるレイア
ウト例では、第1実施形態と異なり、電源橋架線18が
コンタクトから外側にのみ配線された半導体スタンダー
ドセル30,32を更に有し、これと半導体スタンダー
ドセル2,20との組み合わせて電源線4,6の相互接
続が達成されている。すなわち、半導体スタンダードセ
ル30では、GND線6にコンタクトを介して接続され
た電源橋架線18が、セル外側(図の下方側)にのみ配
線されている。加えて、半導体スタンダードセル32で
は、電源供給線4側にもコンタクトを介して電源橋架線
18が接続され、これがセル外側(図の上方側)に配線
されている。そして、これらセル外側にのみ配線された
電源橋架線18は、隣接する半導体スタンダードセル2
又は20の電源橋架線18に接続されている。そして、
この2つのセル間にまたがる電源橋架線18が、段違い
に設けられていることにより、各3本の電源線4,6そ
れぞれが、相互に接続されている。
Particularly, in the layout example according to the second embodiment, unlike the first embodiment, the power supply bridge line 18 further includes semiconductor standard cells 30 and 32 in which the power supply bridge lines 18 are wired only outside the contacts. The interconnection of the power supply lines 4 and 6 is achieved in combination with the standard cells 2 and 20. That is, in the semiconductor standard cell 30, the power supply bridge line 18 connected to the GND line 6 via a contact is wired only outside the cell (the lower side in the figure). In addition, in the semiconductor standard cell 32, the power supply bridge line 18 is also connected via a contact to the power supply line 4 side, and this is wired outside the cell (upper side in the figure). The power supply bridge 18 wired only outside these cells is connected to the adjacent semiconductor standard cell 2.
Or 20 power supply bridge lines 18. And
Since the power supply bridges 18 extending between the two cells are provided at different levels, the three power supply lines 4 and 6 are connected to each other.

【0030】このように、セル配置が不規則な場合で
も、本発明によって電源線4,6のセル配置領域内での
相互接続が達成され、上述した第1実施形態と同様な効
果が得られる。なお、このような電源線4,6の相互接
続は、相互接続を行なう部分でセルサイズが揃っていれ
ばよく、他の部分は図示のように各段でセルサイズが揃
っている必要は、必ずしもない。
As described above, even in the case where the cell arrangement is irregular, the interconnection of the power supply lines 4 and 6 within the cell arrangement region is achieved by the present invention, and the same effects as those of the first embodiment can be obtained. . In order to interconnect the power supply lines 4 and 6, it is sufficient that the cell size is the same at the portion where the interconnection is performed, and the other portions need to have the same cell size at each stage as shown in FIG. Not necessarily.

【0031】[0031]

【発明の効果】以上説明してきたように、本発明の半導
体スタンダードセル及びその配置配線方法によれば、こ
のセルが電源線と直交する方向に配線された電源橋架線
を具備することから、これを論理回路設計時に適宜、配
置するだけで電源線をセル配置領域内で相互接続するこ
とができ、論理回路の配置配線が容易である。しかも、
従来のようなセル列間の電源線の相互結線スペースをセ
ル配置領域の周囲に設ける必要がなく、レイアウト密度
を高めることができる。
As described above, according to the semiconductor standard cell and the method of arranging and wiring the same according to the present invention, since this cell is provided with the power supply bridge line wired in the direction orthogonal to the power supply line, The power supply lines can be interconnected in the cell arrangement region only by appropriately arranging the power supply lines when designing the logic circuit, and the arrangement and wiring of the logic circuit is easy. Moreover,
It is not necessary to provide a space for interconnecting power supply lines between cell columns as in the related art around the cell arrangement region, and the layout density can be increased.

【0032】さらに、このセル配置領域内におけるセル
列間の電源線の相互接続を、セル配置パターンに応じて
可能な限り数多く行え、この接続点が多いほど電流を分
流する効果があることから、各セルへの電源電圧(GN
D電位を含む)のかかり方を均一化できて耐ノイズ性に
優れた論理回路設計が可能となる。また、この高耐ノイ
ズ性を考慮した設計の自由度も高い。
Further, interconnection of power supply lines between cell columns in the cell arrangement region can be performed as many as possible in accordance with the cell arrangement pattern, and the greater the number of connection points, the more effective the current is shunted. Power supply voltage to each cell (GN
(Including the D potential) can be applied in a uniform manner, and a logic circuit with excellent noise resistance can be designed. In addition, the degree of freedom of design in consideration of the high noise resistance is high.

【0033】以上より、高集積化及び低電圧化の進展が
著しい半導体ロジックICの分野において、高密度,高
耐ノイズ性に優れた構造の半導体スタンダードセル及び
その配置配線方法を、本発明により提供することができ
る。
As described above, according to the present invention, a semiconductor standard cell having a structure excellent in high density and high noise immunity and a method of arranging and wiring the same in the field of semiconductor logic IC in which high integration and low voltage are remarkably advanced are provided. can do.

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

【図1】本発明の半導体スタンダードセルの一構成例を
示すANDゲートのセル・パターン図である。
FIG. 1 is a cell pattern diagram of an AND gate showing one configuration example of a semiconductor standard cell of the present invention.

【図2】図1から電源線および電源橋架線を抜き出して
示すパターン図である。
FIG. 2 is a pattern diagram showing a power supply line and a power supply bridge line extracted from FIG. 1;

【図3】図2に対する第1の変形例である。FIG. 3 is a first modification example of FIG.

【図4】図2に対する第2の変形例である。FIG. 4 is a second modification example of FIG. 2;

【図5】図2に対する第3の変形例である。FIG. 5 is a third modification example of FIG. 2;

【図6】本発明の第1実施形態に係わるブロックレイア
ウト図である。
FIG. 6 is a block layout diagram according to the first embodiment of the present invention.

【図7】本発明の第2実施形態に係わるブロックレイア
ウト図である。
FIG. 7 is a block layout diagram according to a second embodiment of the present invention.

【図8】従来の問題点を説明するためのブロックレイア
ウト図である。
FIG. 8 is a block layout diagram for explaining a conventional problem.

【図9】従来の半導体スタンダードセルの一構成例を示
すANDゲートのセル・パターン図である。
FIG. 9 is a cell pattern diagram of an AND gate showing one configuration example of a conventional semiconductor standard cell.

【符号の説明】[Explanation of symbols]

2,20,22,24…電源橋架線が論理ゲート部内を
配線されている半導体スタンダードセル,4…電源電圧
供給線(電源線),6…GND線(電源線),8…論理
ゲート部,10…p型トランジスタ領域,12…n型ト
ランジスタ領域,14…入力端子,16…出力端子,1
8…電源橋架線,18a,18b…コンタクト(接続箇
所),30,32…電源橋架線が電源線との接続箇所か
らセル外側に配線されている半導体スタンダードセル,
A〜I…論理ゲートの種類。
2, 20, 22, 24 ... a semiconductor standard cell in which a power supply bridge line is routed inside the logic gate portion, 4 ... a power supply voltage supply line (power supply line), 6 ... GND line (power supply line), 8 ... a logic gate portion, 10 ... p-type transistor region, 12 ... n-type transistor region, 14 ... input terminal, 16 ... output terminal, 1
Reference numeral 8: power supply bridge, 18a, 18b: contacts (connection points), 30, 32: semiconductor standard cell in which the power supply bridge is wired from the connection with the power supply line to the outside of the cell,
A to I: types of logic gates.

Claims (6)

【特許請求の範囲】[Claims] 【請求項1】 論理ゲート部と、 配線方向に隣接するセル間で相互に接続され、論理ゲー
ト部に電源電圧を供給する電源線と、 電源線と異なる階層の配線層を用いて構成され、セル内
で電源線に接続され、かつ、電源線に直交して配線され
ていることによって、電源線と直交する方向に隣接する
セル間で相互に接続される電源橋絡線と、 を有する半導体スタンダードセル。
A logic gate portion, a power supply line interconnected between cells adjacent to each other in a wiring direction and supplying a power supply voltage to the logic gate portion, and a wiring layer of a different hierarchy from the power supply line; A power supply bridging line connected to the power supply line in the cell and being connected to the power supply line at right angles to each other so as to be mutually connected between cells adjacent in the direction orthogonal to the power supply line. Standard cell.
【請求項2】 前記電源線は、前記論理ゲート部を挟ん
で互いに平行に配線された第1の電源線と第2の電源線
とから構成され、 前記電源橋絡線は、第1の電源線と第2の電源線との何
れかに接続され、論理ゲート部内を電源線と直交する方
向に配線されている請求項1に記載の半導体スタンダー
ドセル。
2. The power supply line comprises a first power supply line and a second power supply line wired in parallel with each other with the logic gate portion interposed therebetween, wherein the power supply bridge line is a first power supply line. 2. The semiconductor standard cell according to claim 1, wherein the semiconductor standard cell is connected to one of the line and the second power supply line, and is wired in a direction orthogonal to the power supply line in the logic gate unit.
【請求項3】 前記電源線は、前記論理ゲート部を挟ん
で互いに平行に配線された第1の電源線と第2の電源線
とから構成され、 前記電源橋絡線は、第1の電源線と第2の電源線との何
れかに接続され、当該電源線との接続箇所からセル外側
に向かって配線されている請求項1に記載の半導体スタ
ンダードセル。
3. The power supply line includes a first power supply line and a second power supply line wired in parallel with each other with the logic gate portion interposed therebetween, and the power supply bridge line is a first power supply line. 2. The semiconductor standard cell according to claim 1, wherein the semiconductor standard cell is connected to one of the line and the second power supply line, and is wired from a connection point with the power supply line to the outside of the cell.
【請求項4】 スタンダードセルを縦横に複数個並べ
て、各セル間の相互配線を行なう半導体スタンダードセ
ルの配置配線方法であって、 論理ゲート部と、配線方向に隣接するセル間で相互に接
続され、論理ゲート部に電源電圧を供給する電源線と、
電源線と異なる階層の配線層を用いて構成され、セル内
で電源線に接続され、かつ、電源線に直交して配線され
ていることによって、電源線と直交する方向に隣接する
セル間で相互に接続される電源橋絡線と、を有するスタ
ンダードセルを、その電源線の配線方向と直交する方向
に複数個隣接させて配置し、配線方向に接続された電源
線の列をセル配置領域内で相互に接続する半導体スタン
ダードセルの配置配線方法。
4. A method of arranging and wiring semiconductor standard cells in which a plurality of standard cells are arranged vertically and horizontally to interconnect each other, wherein the logic cells are interconnected between adjacent cells in the wiring direction. A power supply line for supplying a power supply voltage to the logic gate unit,
It is configured using a wiring layer of a different hierarchy from the power supply line, is connected to the power supply line in the cell, and is wired orthogonally to the power supply line, so that cells between cells adjacent in the direction orthogonal to the power supply line A plurality of standard cells having mutually connected power supply bridging lines are arranged adjacent to each other in a direction orthogonal to the wiring direction of the power supply lines, and a column of the power supply lines connected in the wiring direction is arranged in a cell arrangement area. A method of arranging and wiring semiconductor standard cells that are connected to each other within a cell.
【請求項5】 前記電源線は、前記論理ゲート部を挟ん
で互いに平行に配線された第1の電源線と第2の電源線
とから構成され、 前記電源橋絡線は、第1の電源線と第2の電源線との何
れかに接続され、論理ゲート部内を電源線と直交する方
向に配線されている請求項4に記載の半導体スタンダー
ドセルの配置配線方法。
5. The power supply line includes a first power supply line and a second power supply line wired in parallel with each other with the logic gate portion interposed therebetween, and the power supply bridge line is a first power supply line. 5. The method according to claim 4, wherein the method is connected to any one of the first power supply line and the second power supply line, and wired in a direction perpendicular to the power supply line in the logic gate portion.
【請求項6】 前記電源線は、前記論理ゲート部を挟ん
で互いに平行に配線された第1の電源線と第2の電源線
とから構成され、 前記電源橋絡線は、第1の電源線と第2の電源線との何
れかに接続され、当該電源線との接続箇所からセル外側
に向かって配線されている請求項4に記載の半導体スタ
ンダードセルの配置配線方法。
6. The power supply line includes a first power supply line and a second power supply line wired in parallel with each other with the logic gate portion interposed therebetween, and the power supply bridge line is a first power supply line. 5. The method according to claim 4, wherein the semiconductor standard cell is connected to one of the first power supply line and the second power supply line, and is wired outward from a connection point with the power supply line.
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