JPS61198750A - 半導体集積回路 - Google Patents

半導体集積回路

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Publication number
JPS61198750A
JPS61198750A JP60037518A JP3751885A JPS61198750A JP S61198750 A JPS61198750 A JP S61198750A JP 60037518 A JP60037518 A JP 60037518A JP 3751885 A JP3751885 A JP 3751885A JP S61198750 A JPS61198750 A JP S61198750A
Authority
JP
Japan
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input
switch
lines
circuit block
block
Prior art date
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Pending
Application number
JP60037518A
Other languages
English (en)
Inventor
Yasuo Yamada
泰生 山田
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Toshiba Corp
Original Assignee
Toshiba Corp
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Filing date
Publication date
Application filed by Toshiba Corp filed Critical Toshiba Corp
Priority to JP60037518A priority Critical patent/JPS61198750A/ja
Publication of JPS61198750A publication Critical patent/JPS61198750A/ja
Pending legal-status Critical Current

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Classifications

    • HELECTRICITY
    • H01ELECTRIC ELEMENTS
    • H01LSEMICONDUCTOR DEVICES NOT COVERED BY CLASS H10
    • H01L21/00Processes or apparatus adapted for the manufacture or treatment of semiconductor or solid state devices or of parts thereof
    • H01L21/70Manufacture or treatment of devices consisting of a plurality of solid state components formed in or on a common substrate or of parts thereof; Manufacture of integrated circuit devices or of parts thereof
    • H01L21/77Manufacture or treatment of devices consisting of a plurality of solid state components or integrated circuits formed in, or on, a common substrate
    • H01L21/78Manufacture or treatment of devices consisting of a plurality of solid state components or integrated circuits formed in, or on, a common substrate with subsequent division of the substrate into plural individual devices
    • H01L21/82Manufacture or treatment of devices consisting of a plurality of solid state components or integrated circuits formed in, or on, a common substrate with subsequent division of the substrate into plural individual devices to produce devices, e.g. integrated circuits, each consisting of a plurality of components

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 〔発明の技術分野〕 本発明は、半導体集積回路装置に係わり、特に所望の論
理機能をもつ論理集積回路を容易に実現するための、集
積回路の構成方法に関する。
〔発明の技術的背景とその問題点〕
近年、少量多品種の要求に伴ない次の様なLSIが出現
している。
(1)標準セル方式 LSI内に使用される基本的な論理機能を有する回路ブ
ロックを予め計算機に登録しておき、計算機の自動処理
により、これらの回路ブロックを配置・配線し、所望の
最終製品を得る。
(2)  ゲートアレイ方式 論理ゲートを構成する基本回路を予めウェハー上にアレ
イ状に配置しておき、この上に標準セル方式と同じよう
に自動配線によって配線パターンを決定し、所望のLS
Iを得る。
これらは完全手設計のLSIに比べて開発期間が短いも
ののリソグラフィー技術を用いた製造工程が必要であり
、設計完了からLSI完成才で数週間〜数カ月かかると
いう問題がある。
これに対し本出願人により次の方法が提案されている(
特願昭58−157718号)。
即ち、第2図に示す如く、1つ以上の論理機能素子によ
り構成された複数の回路ブロック11a。
11b、・・・・・・、11Nが予め専用ICの手法に
より配線工程を終了して基板に作り込まれ、各回路ブロ
ックの入力信号及び出力信号が電気的にON 、 Ok
”F状態を書き込めるスイッチマトリクス上に導ひかれ
、各回路ブロックの全ての入力信号にE P)tOMや
1ビツトメモリーを備えたMOSFET等のスイッチ素
子12を介して接続可能となっている。
13はT字状の信号出力用配線、14は信号入力用配線
である。
この方法によれば、フィールドプログラマブルであるた
め、ユーザーが自分の手で論理機能を書き込むことによ
り、高い機能を備えた所望のLSIを著るしく早く手に
する事ができる。しかも、ある定まった論理機能を有す
る回路ブロックの入力信号と出力信号を接続するという
形式でLSIの設計を行なうことができ、ボード上での
論理設計に慣れた設計者にとっても理解し易い。
この方法によると、IC上に形成された多数(約100
万個)のスイッチ素子の中から、所望の素子を選択して
、それをON状態に設定しなければならない。これらス
イッチ素子は、マトリクス状に形成されているため、そ
の行線および列線を指定することにより、その交点にあ
る素子を選択して状態設定する。通常、これら多数の行
線および列線に遅番を付し、その番号をアドレスとして
与え、それをデコードすることにより対応する行線・列
線を選択する。今、仮に、1000本の行線から特定の
1本を選択することを考えると、1000本を区別する
ためには10ビツトのアドレス線が必要である。
ところが、この選択方法では、特定の行線および列線の
選択のために多くの入力ピンを必要とし、それがICチ
ップ面積の増大、ICパッケージの大型化を招き、ひい
てはICコストの増大につながる、という問題点がある
〔発明の目的〕
本発明は、上記のような従来構造の欠点を克服し、着る
しく少ない入力ピンで所望のスイッチ素子を選択できる
回路を提供するものである。
〔発明の概要〕
本発明は、前記特願昭58−157718で示されたI
C構成法を改良したもので、スイッチマトリクス内の所
望のスイッチ素子選択のためのアドレスデコーダをシフ
トレジスタ化することを生な特徴とする。
〔発明の効果〕
本発明によれば、スイッチ素子状態設定のために必要な
信号端子は、最低3信号のみでよい。そのうち2つは所
望のスイッチ素子を選択するものであり、残り1つは書
き込み信号である。また、デコーダ回路は不要になる。
たとえば、前記100万個のスイッチ素子が1000行
1000列のマトリクス状に並んでいる場合、アドレス
信号線は20本必要になるが、本発明によれば、大幅に
削減できる。
シフトクロックをl Q MHz とした場合、スイッ
チ素子選択データ(1000ビツト×2)をシフトイン
するのに必要な時間は200μ秒であり、スイッチ素子
をプログラムするのに要する時間(z数m秒)と比べて
小さいため、誓き込み時間が著しく長くなることはない
さらに、同一列線上または同一行線上で2つ以上のスイ
ッチ素子に書き込む場合には、スイッチ素子選択データ
中で、対応する2つ以上のヒツトを同時に活性化して与
えることにより、同時に書き込むことができる。
「発明の実施例〕 以下、本発明の実施例を図面を用いて詳述する。
先ず、レイアウトを第1図(a)を利用して説明する。
即ち、Sl ウェハーの一辺に回路ブロック11a。
11b、・・・・・・tillが作り込まれており、各
回路ブロックは、4インプツトNANDゲート等、論理
機能素子の1つ以上により構成されている。この論理機
能素子はCMO8構成を為し、専用IC即ち標準セル方
式における手書きの標準セル或いは配線済のゲートアレ
イである。複雑な論理機能素子は標準セル方式により標
準セルを相互配線により組み合わせて形成してもよい。
回路ブロックの構成は次の通りである。
■ 4インプツトNANDゲートを2つもつブロック 
                         
          ・・・ ・・・ 15イ固■ 2
インプツトNANDゲートを4つもつブロック    
                         
   ・・・・・・ 14イ向■ 8インプツトNkN
i)ゲートを1つもつブロック           
                        ・
・・ ・・・   11向14ノ4つのインバータをも
つブロック・・・100個(5)8ビツトレジスタのブ
ロック  ・・・・・・19個■ 2つのDタイプフリ
ップフロップをもつブロック            
 ・・・・・・19個(7)  4インプツトのAND
ゲートを2つもつブロック             
                       ・・
・ ・・・ 17個■ 2対1データセレクタを4つも
つブロック・・・・・・13個 ■ 4ビツトバイナリカウンタを2つもつブロック  
                         
          ・・・ ・・・ 11 個02−
4ラインデコーダを2つもつブロック・・・・・・ 7
個 ■ 3−8ラインデコーダをもつブロック・・・3個0
4−1セレクタを2つもつブロック・・・・・・5個θ
 8−1セレクタをもつブロック  ・−・・・・4個
08ビット直列人カー並列出力シフトレジスタをもつブ
ロック          ・・・・・・3個[相] 
8ビット並列入カー直列出力シフトレジスタをもつブロ
ック        ° ・・・・・・3個[相] 8
ビット直列人カー直列出力シフトレジスタをもつブロッ
ク         ・・・・・・ 2個0 単安定マ
ルチバイブレータを2つもつブロック        
                         
  ・・・ ・・・   4個。
@ 2インプツトORゲートを4つもつブロック・・・
・・・ 4個 o 2インプツトNO几ゲートを4つもつブロック・・
・・・・ 3個 [相] AND−ORインバータを2つもつブロック・
・・・・・ 3個 o 64ビットRAMのブロック   ・・・・・・ 
3個[相] 2インプットEXCLUSIVE−01r
’−トを4つもつブロック         ・・・・
・・ 2個04ビツトコンパレータのブロック・・・・
・・ 3個OJ−にフリップフロップを2つもつブロッ
ク・・・・・・ 4個 [相] 9ビツトの偶/奇パリティジェネレータ/チェ
ッカのブロック        ・・・・・・ 3個@
 4ビツトバイナリ全加算器のブロック・・・2個@ 
2インプツトマルチプレクサを4つもつブロック   
          ・・・・・・ 5個[相] S−
Bラッチを4つもつブロック・・・・・・ 2個@AL
Uのブロック        ・・・・・・ 1個08
ビツトアドレサプルラツチのブロック・・・・−1個 [相] ルックアヘッドキャリジエネレータのブロック
                         
          ・・・・・・   1 個即ち、
274個のM8Iからなる回路ブロックが備えられ、1
mのチップからあらゆる機能のLSIを作ることができ
るようにされている。そして各回路ブロックの平均入力
数は8、出力数は4である。
論理機能素子の入力部、出力部は、回路ブロックの入力
部、出力部を為している訳であるが、その出力部には出
力バッファが夫々設けられている(図示しない)。そし
て出力部はT字状の信号出力用配[13、入力部はこれ
と交わる信号入力用配線14に夫々接続されている。そ
して、その交点にはスイッチ素子12が設けられている
従−)て、入出力部間の結線は基本的に1スイツチで済
み、1つの電流バスに伴なう等車位置線長は第1図から
判る様に、チップの辺の長さをLとして平均2.51に
押えられ時定数による遅れが防止されている。
図中12はプログラマブルなスイッチ素子テ、行線σ9
、列線αθの両方が活性化された交点の素子が選択され
、ON状態が書き込まれるっ17はこれら行線・列線の
状態を足めるレジスタで、データ入出力端子とシフトク
ロック端子を持ち、シフトクロック19で動作するシフ
トレジスタを構成している。
所望のスイッチ素子の位置する行線・列線に対応するレ
ジスタの位置に活性化された論理値を配したスイッチ素
子選択データ列をあらかじめ作成しておく。そして、そ
れをシフトイン端子18からシフトクロック19により
順次シフトしながら送り込むことにより、所望のスイッ
チ素子を選択してON状態を書き込む。
=1図(blはスイッチ素子の例である。これはE2P
)LOMg成のNチャンネルMO8FETで、ソース(
S)、ドレイン(旬間のチャンネル領域上にフローティ
ングゲー1−(14”G)が設けられ、この上にFGと
容量結合して制御ゲー1− CG、 、 CG、が設け
られている。CG、、CG2は行線2列線に対応する。
また、FQはトンネル絶縁膜を介して書込み電極(EG
)と対向している。従ってCG、 =(:’Q、=正の
高’IEEEEu=o v テ電子が注入サレ、CG、
= CG、 = OV。
gQ==正の萬寛圧で電子がFGから抜ける。EGは全
セル共通である。
従って、シフトレジスタ17と行線15及び/又は列線
16群との間に夫々スイッチ(MO81’″ET)を設
けておき、シフトレジスタに情報を送り込んだ後、この
スイッチをONさせ、行線2列線にOV、20Vのパタ
ーンを送り込む事によりスイッチのプログラムができる
例えばスイッチマトリクスに対し書き込み(電子を注入
)を行なう場合、1つのスイッチ単位、又は行或いは列
単位で書込みを行なう。1つのスイッチ単位で行なうと
きは、au=oV (全セル)としておき、シフトレジ
スタ17と行線15及び/又は列線16群との間に夫々
設けた全スイッチ(以下SWと吾う)をOFFシ次いで
所望の交点に対応するX(行)及びY(列)シフトレジ
スタの出力をHigh 、他をLowにセットし、他の
出力はLOWにする。次に全SWをONすればそのスイ
ッチに書き込みが行なえる。以下、書込むべきスイッチ
単位で同様な操作を繰り返す。書込みを列線又は行線単
位で行なう事もできる。即ち、回路ブロックに隣接する
スイッチ列から順に書込みを行なう場合、先ず行及び/
又は列線群に設けた全SWをOFFとし、次いで回路ブ
ロックに隣接する列線に対応するXシフトレジスタの出
力をHigh、他をLow 1又Yシフトレジスタにつ
いてはONとすべきスイッチに対応する出力をHigh
、他をLowとする。そして全SWをONするとこれに
より、前記列スイッチがプログラムされる。以下この隣
りの列に書き込みをする場合も同様に操作する。
また、既に書き込まれたスイッチ列に対しては、以後の
審込みサイクルにおいては対応する列線上のXシフトレ
ジスタの出力をLowとする。
以上の例は電子を注入するモードを書込みとしたが、電
子を消去するモードを曹込みとする場合も同様である。
その場合は夫々の操作電位は逆にする。
また、以上の例において書き込み前に全スイッチアレイ
に対して、書込みが電子注入で行なわれる場合はCG、
= CG、= Q V 、 EG = High 、放
出で行なわれる場合はCG、= CO3−High 、
 E G = Lowとして書込みとは逆の操作を行な
っておいてもよい。
尚、格別にスイッチ(SW)を設けなくとも、シフトレ
ジスタに情報をセットした後、Q出力を書込みの閾値以
上に持ち上げる様にしてもよい。
尚、上記実施例ではプログラムするスイッチ素子として
E2FROMを用いたが、ダイオード破壊やヒユーズを
用いたスイッチ素子にも適用できる。
【図面の簡単な説明】
第1図(alはこの発明によるスイッチ素子選択回路を
示す平面図、第1図(b)はスイッチ素子の等価回路図
、第2図はスイッチ素子選択回路の比較例を示す平面図
である。 図において、 11a+11b、−−・−・−、IIN :回路ブロッ
ク、12:スイッチ素子、15:行線、16:タ1]線
、17:レジスタ、17:シフトクロック、18:シフ
トイン端子、21:アトルスデコータ゛、22ニアドレ
ス線。 代理人 弁理士 則 近 憲 佑((ヨ力)1名)第 
1 図(a) 第 1 図(b)

Claims (1)

    【特許請求の範囲】
  1. 基板に作り込まれた、それ自体論理機能を有し、かつ信
    号の入力部及び信号の出力部を有する複数の回路ブロッ
    クと、この複数の回路ブロックからなる回路ブロック領
    域に隣接し、前記基板上に形成された配線領域とを備え
    、前記回路ブロック領域は複数種の論理機能素子の集合
    から構成され、前記配線領域は互いに交わる信号入力用
    配線群及び信号出力用配線群から構成され、前記信号入
    力用配線群は各回路ブロックの信号入力部に夫々接続さ
    れ、前記信号出力用配線群は各回路ブロックの信号の出
    力部に夫々接続され、かつこれら接続はその回路ブロッ
    クが隣接する前記配線領域において行なわれ、前記信号
    入力用配線群と前記信号出力用配線群との交差部には夫
    々スイッチ素子が設けられ、このスイッチ素子のON、
    OFF状態を制御することにより各回路ブロック間の信
    号の入出力関係が決定され所望の集積回路が構築される
    事を特徴とする半導体集積回路であつて、スイッチ素子
    のON、OFF状態を書き込むために所望のスイッチ素
    子を選択する手段として、スイッチマトリクスの行線お
    よび列線上にそれぞれ設けられたシフトレジスタに情報
    を設定することで特定の行線および列線を活性化してそ
    の交点のスイッチ素子を選択することを特徴とする半導
    体集積回路。
JP60037518A 1985-02-28 1985-02-28 半導体集積回路 Pending JPS61198750A (ja)

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Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPH02110967A (ja) * 1988-10-19 1990-04-24 Nec Corp 半導体集積回路の製造方法

Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
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JPH02110967A (ja) * 1988-10-19 1990-04-24 Nec Corp 半導体集積回路の製造方法

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