JPH1117626A - Signal distribution with low skew with respect to integrated circuit - Google Patents

Signal distribution with low skew with respect to integrated circuit

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JPH1117626A
JPH1117626A JP10160816A JP16081698A JPH1117626A JP H1117626 A JPH1117626 A JP H1117626A JP 10160816 A JP10160816 A JP 10160816A JP 16081698 A JP16081698 A JP 16081698A JP H1117626 A JPH1117626 A JP H1117626A
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signal
die
optical
integrated circuit
circuit
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William Eric Corr
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    • G06COMPUTING; CALCULATING OR COUNTING
    • G06FELECTRIC DIGITAL DATA PROCESSING
    • G06F1/00Details not covered by groups G06F3/00 - G06F13/00 and G06F21/00
    • G06F1/04Generating or distributing clock signals or signals derived directly therefrom
    • G06F1/10Distribution of clock signals, e.g. skew
    • G06F1/105Distribution of clock signals, e.g. skew in which the distribution is at least partially optical

Abstract

PROBLEM TO BE SOLVED: To allow the integrated circuit to distribute signals and to receive signals, while minimizing signal skew. SOLUTION: An integrated circuit device 10 includes a semiconductor die 14 and an optical signal-emitting diode 18 that communicates an optical signal, such as a clock signal or a trigger signal to each circuit on the die 14. Each circuit is placed on the die and an active device for photosensing performance is provided, which converts the received optical signal into an electrical signal clocking or triggering a local circuit (e.g. a data storage register). A translucent material 20 is used to seal the emitter diode 18 and the die 14. With the above constitution, the signal optically communicated has a vary low skew, and the skew becomes independent of the geometrical configuration of the die 14.

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、信号スキューを最
小に保ちながら、集積回路において、又は、集積回路に
対して、信号を分配(distribute)することに関する。
本発明は、クロック又はトリガ信号などの信号を分配す
ることに特に適しているが、それらに限定されるもので
はない。
FIELD OF THE INVENTION The present invention relates to distributing signals in or to an integrated circuit while minimizing signal skew.
The invention is particularly suitable for distributing signals such as clocks or trigger signals, but is not so limited.

【0002】[0002]

【従来の技術及び発明が解決しようとする課題】集積回
路の内部では、クロック信号は、金属の相互接続層によ
って、集積回路ダイの全体に分配されるのが通常であ
る。しかし、これには、クロック信号を分配するのに用
いられる金属層が、そのクロック信号ワイヤと平行に又
はそれと交差して配置されている他の層における信号経
路ワイヤからの影響を受ける可能性があるという、内在
的な短所がある。
2. Description of the Related Art Within an integrated circuit, clock signals are typically distributed throughout the integrated circuit die by metal interconnect layers. However, this has the potential for the metal layer used to distribute the clock signal to be affected by signal path wires in other layers that are located parallel to or across the clock signal wire. There are inherent disadvantages.

【0003】他の層におけるこれらのワイヤは、クロッ
ク・ワイヤと容量的に結合し、それによって、クロック
信号がダイの中を移動できる速度が変動することによ
り、問題を生じさせる。伝搬遅延(propagation dela
y)を、ここでは、「スキュー」(skew)と称すること
にする。クロック・パルスがダイの異なる部分に同時に
到達することを保証するのは非常に困難であり得るの
で、スキューは、非常に重要である。スキューは、集積
回路の最大動作速度を著しく制限する可能性のある要因
の1つであり、クロック信号のスキューが大きいために
集積回路の中のある部分が他の部分とは異なるように動
作している場合に、問題が生じ得る。
[0003] These wires at the other layers capacitively couple with the clock wires, thereby creating a problem by varying the speed at which the clock signal can travel through the die. Propagation delay
y) will be referred to herein as "skew". Skew is very important because it can be very difficult to guarantee that clock pulses reach different parts of the die simultaneously. Skew is one of the factors that can significantly limit the maximum operating speed of an integrated circuit, such that some parts of the integrated circuit behave differently from others due to the large skew of the clock signal. If so, problems can arise.

【0004】非常に複雑なクロック信号ルーティング・
アルゴリズムが用いられている場合でも、クロック・ワ
イヤは、常に、他のワイヤの近くを通っている。特別の
ルーティング・アルゴリズムを用いることによって、相
互に非常に近接して位置しているワイヤの容量的な影響
を予測することは可能である。しかし、これらの予測
は、直流信号条件に対してだけ有効であり、ワイヤが直
流ラインとは異なる影響を有するスイッチング信号を搬
送する場合には、たとえ、単純な回路構成の場合であっ
ても、生じ得る実際の影響を予測することは、更に困難
である。非常に多数の内部ワイヤのために集積回路の複
雑性が増大すると、直流結合の効果を予測することでさ
え困難であり、実際の設計におけるタイムスケールにお
いて動的なスイッチングの効果を予測することは、実質
的に無理である。
[0004] Very complex clock signal routing
Even when an algorithm is used, the clock wire always runs close to other wires. By using special routing algorithms, it is possible to predict the capacitive effects of wires located very close to each other. However, these predictions are only valid for DC signal conditions, and if the wire carries a switching signal that has a different effect than the DC line, even for simple circuit configurations. Predicting the actual effects that can occur is even more difficult. As the complexity of integrated circuits increases due to the large number of internal wires, it is difficult to even predict the effects of DC coupling, and to predict the effects of dynamic switching on a time scale in a real design. Is virtually impossible.

【0005】上述の問題は、多くの場合、集積回路の開
発と設計とを遅延させ、開発費用を増大させる原因とな
る。クロック・ワイヤの異なる配列を試み、徐々に改良
していくことによって、予測できないスキューの効果に
対抗することができる。
The above problems often delay the development and design of integrated circuits and increase development costs. By trying different arrangements of the clock wires and gradually improving, the effects of unpredictable skew can be counteracted.

【0006】本発明は、上述の問題点を念頭において考
案されたものである。
The present invention has been devised with the above problems in mind.

【0007】[0007]

【課題を解決するための手段】広い意味では、本発明の
1つの特徴は、光学的な手段を用いて集積回路パッケー
ジに、及び/又は、集積回路パッケージの内部に信号を
通信する、及び/又は、分配し、更に、集積回路ダイの
上において光学的信号を電子的信号に変換することであ
る。ここで用いている「光学的」という言葉は、可視光
に限定されるものではなく、より広く、光学の法則に実
質的に従う放射(radiation)を意味するものとする。
SUMMARY OF THE INVENTION In a broad sense, one aspect of the invention is to communicate signals to and / or within an integrated circuit package using optical means, and / or Or distributing and further converting the optical signals to electronic signals on the integrated circuit die. As used herein, the term "optical" is not limited to visible light, but rather broadly refers to radiation that substantially conforms to the laws of optics.

【0008】この方法によれば、容量性結合や伝統的な
相互接続ワイヤに伴って生じるそれ以外の信号の干渉を
回避することができ、信号が最小の信号スキューで分配
されることを可能にする。信号伝搬速度を制限するの
は、光の速度(及び、光学的信号を発生し受け取るのに
用いられる回路素子のスイッチング速度、ただし、これ
は予測可能)だけである。例えば、15mmのダイの場
合には、達成可能なスキューは、約50ps程度まで小
さくできる。これは、従来型の分配ワイヤによって達成
されうる最小値である約400psと比較して、非常に
優れている。将来的な技術においては、約200psよ
りも小さなスキューが必要となることが予測されるが、
そのようなスキューは、従来型のワイヤ技術を用いてい
ては、達成が非常に困難であろう。
In this manner, capacitive coupling and other signal interferences associated with traditional interconnect wires can be avoided, and signals can be distributed with minimal signal skew. I do. Only the speed of light (and the switching speed of the circuit elements used to generate and receive the optical signal, which is predictable) limits the signal propagation speed. For example, for a 15 mm die, the achievable skew can be as low as about 50 ps. This is much better than the minimum achievable with conventional distribution wires, which is about 400 ps. Future technologies are expected to require skew less than about 200 ps,
Such skew would be very difficult to achieve using conventional wire technology.

【0009】更に、本発明は、クロック又はトリガ信号
などの信号を、分配ワイヤに伴うのと同じルーティング
及び設計上の制約なしに、集積回路ダイの異なる部分に
同時に分配するのに用いることができる。これは、ダイ
の設計者に設計上のより大きな融通性を与え、更には、
回路を、現時点では実際的であるとは考えられない相対
的な位置に配置することが可能になる。
Further, the present invention can be used to distribute signals, such as clocks or trigger signals, to different parts of an integrated circuit die simultaneously, without the same routing and design constraints associated with distribution wires. . This gives die designers greater design flexibility, and furthermore,
Circuits can be placed in relative positions that are not currently considered practical.

【0010】本発明は、ダイを横切る際のスキューを予
測可能な態様で生じさせることによって、開発時間を短
縮し開発コストを減少させることを可能にする。更に、
クロック信号の分配に金属ワイヤを用いないことによ
り、レイアウトのステップ数が減少され、従って、設計
を完了するのに必要な時間が更に短縮される。
The present invention allows for reduced development time and reduced development costs by causing skew across the die in a predictable manner. Furthermore,
By not using metal wires for clock signal distribution, the number of layout steps is reduced, thus further reducing the time required to complete the design.

【0011】光学的信号は、ダイ上に設けられる、又
は、ダイを含む集積回路パッケージの内部に設けられ
る、あるいは、パッケージに光学的入力を提供するよう
に外部に実装される、光学エミッタによって生じる。光
学信号は、実質的にダイの表面全体を、又は、ダイの1
又は複数の所定の領域を照射する。光学的な放射を受け
ることを意図していない(例えば、望まない光電効果を
減少させるために)ダイの領域をマスキングするため
に、不透明なマスクを用いることもできる。望むのであ
れば、光学的ガイド(すなわち、光ガイド)を提供し
て、光学的信号のための所定の光学的経路を定義するこ
とができる。そのようなガイドは、光を散乱することに
より優れた全方向的な照射を達成し陰影効果を回避する
ことができる半透明な材料によって、与えられる。
The optical signal is generated by an optical emitter provided on the die, or provided within an integrated circuit package containing the die, or mounted externally to provide optical input to the package. . The optical signal can be transmitted over substantially the entire surface of the die or over one of the die.
Alternatively, a plurality of predetermined regions are irradiated. Opaque masks can also be used to mask areas of the die that are not intended to receive optical radiation (eg, to reduce unwanted photoelectric effects). If desired, an optical guide (ie, a light guide) can be provided to define a predetermined optical path for the optical signal. Such a guide is provided by a translucent material that can achieve excellent omnidirectional illumination by scattering light and avoid shading effects.

【0012】複数のエミッタを用いて、より大きな光学
的信号や複数の異なる光学的信号を発生することができ
る。
A plurality of emitters can be used to generate a larger optical signal or a plurality of different optical signals.

【0013】それぞれの光学的信号は、それが表す信号
に直接的に等しく、デジタル・パルス(例えば、クロッ
ク・パルス)は、光学的パルスによって表されている。
また、光学的信号は、例えば変調によってエンコードさ
れる。
Each optical signal is directly equal to the signal it represents, and digital pulses (eg, clock pulses) are represented by optical pulses.
The optical signal is encoded by, for example, modulation.

【0014】光学的信号は、単一の信号を表すこともで
きるし、複数の信号を表すこともできる。例えば、これ
らの複数の信号は、多重化することができるし、又は、
特性の異なる搬送波又は変調周波数を有したり、異なる
放射波長によって表され、個別的な信号が光学的に又は
電子的に分離されることを可能にしている。
An optical signal can represent a single signal or a plurality of signals. For example, these multiple signals can be multiplexed, or
Having different carrier or modulation frequencies or represented by different emission wavelengths allows individual signals to be separated optically or electronically.

【0015】好適実施例では、光学的信号はクロック信
号であって、ダイの全体に分配され、例えばデータ記憶
レジスタなどの複数の回路素子をクロックするのに用い
られる。それぞれの回路素子は、それ自身の光学的受信
機を有しているか、又は、関連付けられている。また、
複数の素子をグループにまとめ、グループに対する光学
的受信機から入力を受け取ることもできる。このように
して、光学的な方法を用いて信号をダイのスケールで分
配し、その上で、ローカル(局所的)なワイヤを用い
て、ローカルな回路に信号を分配することができる。回
路を用いて、光学的信号とは異なるがそれから導かれた
ローカルなクロック信号を提供することもできる。この
ようにして、ローカルな回路を、ダイの全体で光学的信
号に同期しているローカルに発生された信号によって、
駆動することができる。
In a preferred embodiment, the optical signal is a clock signal distributed across the die and used to clock a plurality of circuit elements, such as, for example, data storage registers. Each circuit element has or is associated with its own optical receiver. Also,
Multiple elements may be grouped together and receive input from an optical receiver for the group. In this way, signals can be distributed at the die scale using optical methods, and then the signals can be distributed to local circuits using local wires. The circuit can also be used to provide a local clock signal that is different from, but derived from, the optical signal. In this way, the local circuit is driven by a locally generated signal that is synchronized to the optical signal throughout the die.
Can be driven.

【0016】ある特定の側面では、本発明は、集積回路
ダイと、クロック又はトリガ信号をダイの異なる領域に
分配する光学的手段と、を備えた集積回路デバイスを提
供する。
In one particular aspect, the present invention provides an integrated circuit device comprising an integrated circuit die and optical means for distributing a clock or trigger signal to different regions of the die.

【0017】別の側面では、本発明は、集積回路ダイ
と、光学的信号をダイの少なくとも第1及び第2の領域
に分配する光学的手段と、ダイの第1の領域において又
はその上で実現され、光学的信号に同期した第1の電子
的信号を生じさせる第1の光学的受信機と、ダイの第2
の領域において又はその上で実現され、光学的信号に同
期した第2の電子的信号を生じさせる第2の光学的受信
機と、を備えた集積回路デバイスを提供する。
In another aspect, the invention comprises an integrated circuit die, optical means for distributing optical signals to at least first and second regions of the die, and at or on the first region of the die. A first optical receiver implemented to produce a first electronic signal synchronized with the optical signal;
And a second optical receiver, which is implemented in or on the region and generates a second electronic signal synchronized with the optical signal.

【0018】更に別の側面では、本発明は、光学的にク
ロック可能又はトリガ可能なデータ信号処理回路であっ
て、光学的信号を受け取りそれから電子的なクロック又
はトリガ信号を生じる光学的受信機を備えているデータ
信号処理回路を含む集積回路を提供する。
In yet another aspect, the present invention is an optically clockable or triggerable data signal processing circuit, comprising: an optical receiver that receives an optical signal and generates an electronic clock or trigger signal therefrom. An integrated circuit including a data signal processing circuit provided.

【0019】更に別の側面では、信号を集積回路デバイ
スに通信する、及び/又は、信号を集積回路デバイスの
内部の複数の回路に分配する方法であって、信号を光学
的に通信するステップと、集積回路ダイ上の回路による
受信に応答して少なくとも1つの電子信号を発生するス
テップと、を含む方法を提供する。
In yet another aspect, a method for communicating a signal to an integrated circuit device and / or distributing the signal to a plurality of circuits within the integrated circuit device, wherein the signal is optically communicated; Generating at least one electronic signal in response to reception by a circuit on an integrated circuit die.

【0020】更に別の側面では、本発明は、集積回路デ
バイスの集積回路ダイの異なる領域にクロック又はトリ
ガ信号を分配する方法であって、集積回路デバイスにお
いて信号を光学的に通信するステップを含む方法を提供
する。
In yet another aspect, the invention is a method of distributing a clock or trigger signal to different regions of an integrated circuit die of an integrated circuit device, comprising the step of optically communicating the signal in the integrated circuit device. Provide a way.

【0021】[0021]

【発明の実施の態様】以下では、添付の図面を参照する
ことにより、本発明の実施例を説明する。
Embodiments of the present invention will be described below with reference to the accompanying drawings.

【0022】図1及び図2を参照すると、集積回路デバ
イス10は、集積回路ダイ14がその上に置かれている
パッケージ・ベース12を有している。この実施例で
は、ダイ14は、シリコン基板の上に置かれているが、
他の実施例では、別の半導体材料を用いてもかまわな
い。図1では、従来型のパッケージ端子ピン又はボール
や、ピン(又はボール)とダイとの間の接続は、明瞭さ
のために削除してあるが、このような要素は、当業者に
は周知である。図2では、ピンは、参照番号16によっ
て概略的に示されている。
Referring to FIGS. 1 and 2, an integrated circuit device 10 has a package base 12 on which an integrated circuit die 14 is placed. In this embodiment, die 14 is placed on a silicon substrate,
In other embodiments, another semiconductor material may be used. In FIG. 1, conventional package terminal pins or balls and the connections between the pins (or balls) and the die have been removed for clarity, but such elements are well known to those skilled in the art. It is. In FIG. 2, the pins are schematically indicated by reference numeral 16.

【0023】デバイス10には、ダイ14の上側表面1
4aの側に、ただし、僅かにその上方に、光学的エミッ
タ18が設置されている。エミッタ18は、パッケージ
・ベース12によってサポートされ、例えば、接着剤に
よって、それに付属している。ダイ14とエミッタ18
とは、半透明の封止材料20によって被覆され、エミッ
タ18が放出した光が、ダイ表面14a上に落下するこ
とを可能にしている。エミッタ18は、デバイス10の
1又は複数の「クロック入力」ピン16aを通して印加
される外部の信号によって駆動される。
Device 10 includes upper surface 1 of die 14.
On the side of 4a, but slightly above it, an optical emitter 18 is provided. Emitter 18 is supported by package base 12 and is attached thereto, for example, by an adhesive. Die 14 and emitter 18
Means that the light emitted by the emitter 18 is covered by the translucent encapsulating material 20 and can fall onto the die surface 14a. Emitter 18 is driven by an external signal applied through one or more "clock input" pins 16a of device 10.

【0024】特に図2を参照すると、ダイ14には、複
数の回路素子22が含まれているが、2つだけを図に示
してある。視覚的に明瞭にする目的で、それぞれの要素
の大きさは、著しく誇張されている。その意味で、この
図面は、純粋に概略的なものである。それぞれの回路素
子22は、フォトトランジスタ又はフォトダイオード2
4の形態を有しダイ14に配置され上側表面14aを通
して光学的放射を受け取る光学的受信機を含む。光学的
信号は、回路素子22の動作をクロックするクロック信
号として用いられる。
With particular reference to FIG. 2, the die 14 includes a plurality of circuit elements 22, but only two are shown. For the purpose of visual clarity, the size of each element has been greatly exaggerated. In that sense, this drawing is purely schematic. Each circuit element 22 includes a phototransistor or photodiode 2
4, including an optical receiver disposed on the die 14 for receiving optical radiation through the upper surface 14a. The optical signal is used as a clock signal for clocking the operation of the circuit element 22.

【0025】図3は、回路素子22の例である。フォト
ダイオード24からの出力は、条件付け(conditionin
g)回路26の入力に結合される。条件付け回路26
は、典型的には、増幅器26aとスレショルド(thresh
olding)回路26bとを含み、光学的に受け取られた信
号を条件付けする。条件付け回路26からの出力は、使
用可能なクロック信号を表し、データ記憶レジスタ28
へのクロック入力として提供され、レジスタをクロック
する。
FIG. 3 shows an example of the circuit element 22. The output from the photodiode 24 is conditional (conditionin).
g) Coupled to the input of circuit 26. Conditioning circuit 26
Is typically coupled to the amplifier 26a with a threshold
olding) circuit 26b to condition the optically received signal. The output from the conditioning circuit 26 represents the available clock signal and the data storage register 28
Provided as a clock input to clock the register.

【0026】この実施例では、半透明の封止20が、エ
ミッタ18からの光を散乱させるように機能するので、
エミッタ18の向きは、重要ではない。この散乱によっ
て、ダイが一様に照射されることが可能になり、そうで
なければエミッタ18の傾斜した位置の結果として生じ
うる陰影の発生を回避することができる。封止20は、
不透明な層30によって被覆され、外部の放射が光学的
なクロック信号に干渉することを防止する。また、散乱
によって、光は、エミッタ18から見える直線上にはな
いダイの上の又はダイにおける位置に達することができ
る。例えば、光は、いくつかのフォトダイオード24が
その上に形成されているダイ14のアクティブな下側層
まで貫通し、ダイの両側に到達する。
In this embodiment, the translucent seal 20 functions to scatter light from the emitter 18 so that
The orientation of the emitter 18 is not important. This scattering allows the die to be evenly illuminated and avoids the occurrence of shading that would otherwise result from the inclined position of the emitter 18. The seal 20
Coated with an opaque layer 30 to prevent external radiation from interfering with the optical clock signal. Also, scattering allows light to reach locations on or at the die that are not in a straight line visible from the emitter 18. For example, light penetrates to the active lower layer of die 14 over which some photodiodes 24 are formed, and reaches both sides of the die.

【0027】この実施例では、エミッタ18は、ダイ1
4に隣接して、また、ダイ14に対して対称的に位置決
めされ、信号スキューを減少させる。しかし、別の実施
例では、エミッタをダイから離れた距離に、また、ダイ
に対して非対称的に配置することもできる。
In this embodiment, the emitter 18 is connected to the die 1
4, and symmetrically positioned with respect to the die 14, to reduce signal skew. However, in other embodiments, the emitters can be located at a distance from the die and asymmetrically with respect to the die.

【0028】この実施例では、エミッタ18は、ダイ1
4とほとんど同じ平面に設置されており、デバイス10
の高さのプロフィールは、実質的に増加していない。更
に、デバイスの上側の領域は、望むのであればヒートシ
ンクを実装するために空けられている。別の実施例で
は、エミッタをダイ14の上側表面よりも下に設置し
て、半透明の封止20によって生じる散乱が、光がダイ
14を覆って拡大するようにできる。
In this embodiment, the emitter 18 is connected to the die 1
4 is installed on almost the same plane as
Height profile has not increased substantially. In addition, the upper region of the device is left open for mounting a heat sink if desired. In another embodiment, the emitter can be located below the upper surface of the die 14 so that the scattering caused by the translucent seal 20 causes the light to expand over the die 14.

【0029】更に別の実施例では、エミッタ18は、
(図1の点線32で示されるように)ダイ14の上方に
おいて下向きに設置することができる。このような構成
によれば、信号スキューを更に減少させることができ
る。しかし、ヒートシンクを取り付けることを望む場合
には、実際的ではないかもしれない。
In yet another embodiment, the emitter 18 comprises
It can be placed downward above the die 14 (as indicated by the dotted line 32 in FIG. 1). According to such a configuration, signal skew can be further reduced. However, if you want to install a heat sink, it may not be practical.

【0030】エミッタ18は、発光ダイオードやレーザ
・ダイオードとして、又は、所望のスイッチング速度で
の動作が可能な任意の他の適切なデバイスとして、実現
される。エミッタは、可視的な波長範囲の、又は、例え
ば、赤外波長範囲の放射を放出する。
Emitter 18 may be implemented as a light emitting diode or laser diode, or any other suitable device capable of operating at a desired switching speed. The emitter emits radiation in the visible wavelength range or, for example, in the infrared wavelength range.

【0031】フォトダイオード24は、非常に単純に集
積化することが可能であるが、その理由は、すべての金
属酸化物半導体(MOS)能動デバイスは、光電効果を
有するからである。この効果を最大にするために要求さ
れるのは、従来型のトランジスタとは異なるタイプのレ
イアウト構造だけである。他のMOSデバイスが光信号
によって影響されないことを保証するためには、追加的
な不透明層を、製造プロセスの間、ダイの上に追加する
ことができる。不透明な層にホールが生じて、フォトダ
イオードの領域への光の貫通が可能になる。この方法
は、MOSデバイスだけに限定されることはない。それ
以外の半導体デバイスも、同様の光感知性を示すからで
ある。
The photodiode 24 can be very simply integrated, since all metal oxide semiconductor (MOS) active devices have a photoelectric effect. All that is required to maximize this effect is a different type of layout structure than conventional transistors. To ensure that other MOS devices are not affected by the optical signal, an additional opaque layer can be added over the die during the manufacturing process. Holes are created in the opaque layer to allow light to penetrate into the area of the photodiode. This method is not limited to MOS devices. This is because other semiconductor devices show the same light sensitivity.

【0032】以上の説明は現在の好適実施例を例示する
だけのものであり、多くの修正が、本発明の原理から逸
脱することなく可能であることを理解すべきである。特
に、パッケージの構成、光学的エミッタ及び光学的受信
機の配列、そしてダイなどは、別のデバイスの形態及び
半導体の実現態様によって、変動し得る。
It is to be understood that the above description is only illustrative of the presently preferred embodiment, and that many modifications are possible without departing from the principles of the present invention. In particular, the configuration of the package, the arrangement of the optical emitters and receivers, and the dies, etc., may vary with different device configurations and semiconductor implementations.

【0033】本発明は、特に、好適実施例において説明
されたものとしての本発明によれば、信号を、集積回路
デバイスに通信する、又は集積回路において分配する際
に、相互接続ワイヤを用いる従来型の方法の場合より
も、はるかに小さな信号スキューを実現できる。また、
同様に重要なことであるが、スキューの大きさは、ダイ
の幾何学的配列(トポロジ)とはほとんど独立であり、
容易に予測することが可能である。本発明によれば、現
在の集積回路の動作速度を制限している問題の多くを克
服することができ、また、新たな集積回路の設計時間を
大幅に短縮することができる。
The present invention, particularly according to the present invention as described in the preferred embodiment, relates to the prior art of using interconnect wires in communicating or distributing signals to an integrated circuit device in an integrated circuit. Much smaller signal skew can be achieved than with the conventional method. Also,
Equally important, the magnitude of the skew is almost independent of the die geometry,
It can be easily predicted. According to the present invention, many problems that limit the operating speed of current integrated circuits can be overcome, and the design time of a new integrated circuit can be significantly reduced.

【0034】重要であると考えられ得る特徴が冒頭の特
許請求の範囲において識別されているが、出願人として
は、ここで説明され、及び/又は、添付の図面において
図解されている任意の新規な特徴及びそのような特徴の
組合せが、それが強調されているかどうかとは無関係
に、保護されることを求めるものである。
While the features which may be considered important are identified in the following claims, the applicant hereby assigns any novel features described herein and / or illustrated in the accompanying drawings. And any combination of such features, regardless of whether they are highlighted or not.

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

【図1】集積回路パッケージの概略的な断面図である。FIG. 1 is a schematic sectional view of an integrated circuit package.

【図2】図1の線II−IIに沿った面の概略図であ
る。
FIG. 2 is a schematic view of a plane along line II-II in FIG. 1;

【図3】集積回路ダイの上に実現された回路素子の回路
図である。
FIG. 3 is a circuit diagram of a circuit element implemented on an integrated circuit die.

Claims (23)

【特許請求の範囲】[Claims] 【請求項1】 集積回路ダイと、 クロック又はトリガ信号を前記ダイの異なる領域に分配
する光学的手段と、 を備えていることを特徴とする集積回路デバイス。
1. An integrated circuit device, comprising: an integrated circuit die; and optical means for distributing a clock or trigger signal to different areas of the die.
【請求項2】 請求項1記載のデバイスにおいて、前記
光学的手段は、 前記ダイの第1の領域において又はその上で実現されて
おり、光学的信号から第1の電子的信号を生じさせる第
1の光学的受信機と、 前記ダイの第2の領域において又はその上で実現されて
おり、前記光学的信号から第2の電子的信号を生じさせ
る第2の光学的受信機と、 を備えていることを特徴とするデバイス。
2. The device of claim 1, wherein the optical means is implemented in or on a first area of the die, the optical means generating a first electronic signal from the optical signal. An optical receiver, and a second optical receiver, implemented in or on a second region of the die, for generating a second electronic signal from the optical signal. A device comprising:
【請求項3】 集積回路ダイと、 光学的信号を前記ダイの少なくとも第1及び第2の領域
に分配する光学的手段と、 前記ダイの前記第1の領域において又はその上で実現さ
れており、前記光学的信号に同期した第1の電子的信号
を生じさせる第1の光学的受信機と、 前記ダイの前記第2の領域において又はその上で実現さ
れており、前記光学的信号に同期した第2の電子的信号
を生じさせる第2の光学的受信機と、 を備えていることを特徴とする集積回路デバイス。
3. An integrated circuit die, optical means for distributing optical signals to at least first and second regions of the die, and implemented in or on the first region of the die. A first optical receiver for producing a first electronic signal synchronized with the optical signal, wherein the first optical receiver is implemented in or on the second region of the die and is synchronized with the optical signal. A second optical receiver for producing a second electronic signal.
【請求項4】 請求項2又は請求項3記載のデバイスに
おいて、前記光学的受信機のそれぞれは、光感知性の能
動半導体素子を備えていることを特徴とするデバイス。
4. The device according to claim 2, wherein each of said optical receivers comprises a light-sensitive active semiconductor element.
【請求項5】 請求項2、請求項3又は請求項4記載の
デバイスにおいて、前記光学的受信機のそれぞれは、デ
ータ信号処理回路に結合されており、該データ信号処理
回路は、前記光学的受信機によって受信された前記光学
的信号に応答してクロック可能又はトリガ可能であるこ
とを特徴とするデバイス。
5. The device according to claim 2, wherein each of said optical receivers is coupled to a data signal processing circuit, said data signal processing circuit comprising: A device that is clockable or triggerable in response to the optical signal received by a receiver.
【請求項6】 請求項5記載のデバイスにおいて、前記
データ信号処理回路の中の少なくとも1つは、データ記
憶レジスタを備えていることを特徴とするデバイス。
6. The device according to claim 5, wherein at least one of said data signal processing circuits comprises a data storage register.
【請求項7】 請求項1ないし請求項6の任意の請求項
記載のデバイスにおいて、光学的信号を前記ダイに放出
する光学的エミッタを備えていることを特徴とするデバ
イス。
7. The device according to claim 1, further comprising an optical emitter for emitting an optical signal to the die.
【請求項8】 請求項7記載のデバイスにおいて、前記
光学的エミッタは、発光ダイオードを備えていることを
特徴とするデバイス。
8. The device according to claim 7, wherein said optical emitter comprises a light emitting diode.
【請求項9】 請求項7記載のデバイスにおいて、前記
光学的エミッタは、レーザ・ダイオードを備えているこ
とを特徴とするデバイス。
9. The device of claim 7, wherein said optical emitter comprises a laser diode.
【請求項10】 請求項7、請求項8又は請求項9記載
のデバイスにおいて、前記光学的エミッタは、前記ダイ
をサポートするデバイスが有していることを特徴とする
デバイス。
10. The device according to claim 7, 8 or 9, wherein the optical emitter comprises a device supporting the die.
【請求項11】 請求項7、請求項8、請求項9又は請
求項10記載のデバイスにおいて、前記光学的エミッタ
は、前記ダイを一方側から照射するように実装されてい
ることを特徴とするデバイス。
11. The device according to claim 7, 8, 9 or 10, wherein the optical emitter is mounted to illuminate the die from one side. device.
【請求項12】 請求項7ないし請求項11の任意の請
求項記載のデバイスにおいて、前記光学的エミッタは、
前記集積回路ダイの表面の上方に実装されることを特徴
とするデバイス。
12. The device according to any one of claims 7 to 11, wherein said optical emitter comprises:
A device mounted above a surface of the integrated circuit die.
【請求項13】 請求項7ないし請求項12の任意の請
求項記載のデバイスにおいて、前記光学的エミッタは、
この集積回路デバイスの1又は複数の外部端子を介して
印加される信号によって駆動されるように結合されてい
ることを特徴とするデバイス。
13. The device according to claim 7, wherein said optical emitter comprises:
A device coupled to be driven by a signal applied through one or more external terminals of the integrated circuit device.
【請求項14】 請求項1ないし請求項13の任意の請
求項記載のデバイスにおいて、前記光学的手段は、前記
光学的信号を前記ダイの表面に通信する光学的に透過的
又は半透過的な材料から成ることを特徴とするデバイ
ス。
14. The device according to any of claims 1 to 13, wherein said optical means comprises: an optically transparent or semi-transparent means for communicating said optical signal to a surface of said die. A device comprising a material.
【請求項15】 請求項14記載のデバイスにおいて、
前記ダイは、前記透過的又は半透過的な材料によって少
なくとも部分的に封止されていることを特徴とするデバ
イス。
15. The device according to claim 14, wherein
The device wherein the die is at least partially encapsulated by the transparent or translucent material.
【請求項16】 請求項1ないし請求項15の任意の請
求項記載のデバイスにおいて、前記ダイは、前記光学的
信号を受信する目的で前記ダイの領域を定義する開口を
有する不透明なマスクを有することを特徴とするデバイ
ス。
16. The device according to claim 1, wherein the die has an opaque mask having an opening defining an area of the die for receiving the optical signal. A device, characterized in that:
【請求項17】 光学的にクロック可能又はトリガ可能
なデータ信号処理回路を備えた集積回路であって、該デ
ータ信号処理回路は、光学的信号を受け取りそれから電
子的なクロック又はトリガ信号を生じる光学的受信機を
備えていることを特徴とする集積回路。
17. An integrated circuit comprising an optically clockable or triggerable data signal processing circuit, said data signal processing circuit receiving an optical signal and generating an electronic clock or trigger signal therefrom. An integrated circuit comprising a dynamic receiver.
【請求項18】 請求項17記載の集積回路において、
前記データ信号処理回路は、前記電子的なクロック又は
トリガ信号に応答するデータ記憶レジスタを備えている
ことを特徴とする集積回路。
18. The integrated circuit according to claim 17, wherein
The integrated circuit according to claim 1, wherein the data signal processing circuit includes a data storage register responsive to the electronic clock or trigger signal.
【請求項19】 請求項17又は請求項18記載の集積
回路において、前記光学的受信機の出力を受け取り条件
付けられた信号をそれから発生する条件付け回路を備え
ていることを特徴とする集積回路。
19. The integrated circuit according to claim 17, further comprising a conditioning circuit receiving the output of the optical receiver and generating a conditioned signal therefrom.
【請求項20】 請求項19記載の集積回路において、
前記条件付け回路は、スレショルド回路を備えているこ
とを特徴とする集積回路。
20. The integrated circuit according to claim 19, wherein
The integrated circuit according to claim 1, wherein the conditioning circuit includes a threshold circuit.
【請求項21】 信号を集積回路デバイスに通信する、
及び/又は、信号を集積回路デバイスの内部の複数の回
路に分配する方法であって、前記信号を光学的に通信す
るステップと、前記集積回路ダイ上の回路によるその受
信に応答して少なくとも1つの電子信号を発生するステ
ップと、を含むことを特徴とする方法。
21. Communicating a signal to an integrated circuit device.
And / or distributing a signal to a plurality of circuits within an integrated circuit device, the method comprising: optically communicating the signal; and at least one signal responsive to its reception by a circuit on the integrated circuit die. Generating two electronic signals.
【請求項22】 集積回路デバイスの集積回路ダイの異
なる領域にクロック又はトリガ信号を分配する方法であ
って、前記集積回路デバイスにおいて前記信号を光学的
に通信するステップを含むことを特徴とする方法。
22. A method for distributing a clock or trigger signal to different regions of an integrated circuit die of an integrated circuit device, the method comprising optically communicating the signal at the integrated circuit device. .
【請求項23】 この明細書において添付の図面の任意
のものを参照して実質的に記載された方法及び装置。
23. A method and apparatus substantially as herein described with reference to any of the accompanying drawings.
JP10160816A 1997-06-11 1998-06-09 Signal distribution with low skew with respect to integrated circuit Pending JPH1117626A (en)

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Application Number Priority Date Filing Date Title
GB9712177A GB2326277A (en) 1997-06-11 1997-06-11 Low skew signal distribution for integrated circuits
GB9712177.6 1997-06-11

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GB2326277A (en) 1998-12-16
GB9712177D0 (en) 1997-08-13

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