JPS61198762A - 半導体集積回路 - Google Patents

半導体集積回路

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JPS61198762A
JPS61198762A JP60039288A JP3928885A JPS61198762A JP S61198762 A JPS61198762 A JP S61198762A JP 60039288 A JP60039288 A JP 60039288A JP 3928885 A JP3928885 A JP 3928885A JP S61198762 A JPS61198762 A JP S61198762A
Authority
JP
Japan
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circuit
switch element
wiring
decoder
block
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Pending
Application number
JP60039288A
Other languages
English (en)
Inventor
Seiji Niwa
丹羽 清司
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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Publication date
Application filed by Toshiba Corp filed Critical Toshiba Corp
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Publication of JPS61198762A publication Critical patent/JPS61198762A/ja
Pending legal-status Critical Current

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    • 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、チップの機能がプログラマブルな半導体集積
回路に関する。
C発明の技術的背景とその問題点〕 近年、半導体集積回路に対する少量多品種の要求に伴い
、次のようなLSIが出現している。
(1)標準セル方式 LSI内に使用され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・配線して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基板上にアレイ状
に配置形成しておき、この上に標準セル方式と同様に自
動配線により配線パターンを決定して所望のLSIを得
る。
これらは完全手設計のLSIに比べると開発期間が短い
という利点を有する。しかしこれらの方式でも、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完成まで数週間ないし数カ月かかるという問
題がある。
これに対して本出願人は先に、チップの機能を完全にフ
ィールド・プログラマブルとしたLSI方式を提案して
いる(特願昭58−157718号)。その基本構成は
第2図に示す通りである。
図において、一つ以上の論理機能素子により構成された
回路ブロック211,212.・・・、21Nは予め専
用ICの手法により配線工程を終了した状態で基板に作
り込まれる。この回路ブロック領域21に隣接して配線
領域が設けられ、ここに互いに交差する信号入力用配線
群24と信号出力用配線群23が配設される。各信号入
力用配線24はそのままそれぞれ回路ブロックの信号入
力端子に接続される。各信号出力用配線23はT字路を
なす分岐配線によりそれぞれ回路ブロックの信号出力端
子に接続される。そしてこの配線領域の信号出力用配線
群23と信号入力用配線群24の各交差部には、信号出
力用配線と信号入力用配線を接続するための電気的に○
N、OFF状態を書込むことのできるスイッチ素子22
が設けられている。スイッチ素子22は例えば、E2 
PROMやビットメモリを備えたMOSFET等である
この方式によれば、チップの機能がフィールド・プログ
ラマブルであるため、ユーザーは自分の手で電気的に論
理機能を書込むことにより、高い論理機能を備えた所望
のLSIを著しく速く手にすることができる。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
とっても理解しやすい。
ところでこの方式では、フィールドでユーザーが何度も
スイッチ素子の結線関係を変更して所望の論理機能を実
現するために、前述のように、スイッチ素子としてE2
 PROMのような素子を用いる。また回路ブロックと
してはMSルベルのものを想定しており、これを大規模
に集積した場合スイッチ・マトリクス上の結線情報は非
常に複雑なものとなる。この複雑なスイッチ素子による
結線情報を例えば集積回路動作中にリアルタイムでチェ
ックすることができれば、論理回路設計にとってもまた
設計完了後の回路動作チェックにとっても有用である。
〔発明の目的〕
本発明は上記した点に鑑み、プログラマブルLSIのス
イッチ素子による結線状態を回路動作中でもチェックす
ることができるようにした半導体集積回路を提供するこ
とを目的とする。
〔発明の概要〕
本発明は、前述したスイッチ・マトリクスによリチップ
の機能をプログラマブルとしたLSIについて、スイッ
チ素子のON、OFF状態を結線情報として記憶し、そ
の情報をチップ外部に読出し可能としたスイッチ素子情
報記憶部を備えたことを特徴とする。
〔発明の効果〕
本発明によるプログラマブルLSIは、回路動作を行わ
せながらリアルタイムで結線情報をチェックすることが
可能である。従って本発明によれば論理設計がし易くな
り、また論理設計完了後の回路動作特性のチェックをも
容易に行い得るプログラマブルLSIが得られる。
C発明の実施例] 以下本発明の詳細な説明する。
先ず第2図によりプログラマブルLSIの基本レイアウ
トを説明する。
図に示すようにSiウェーハの一辺に複数の回路ブロッ
ク211,212.・・・、21Nが作り込まれて回路
ブロック領域21が形成されている。
各回路ブロックは、4インプットNANDゲートなど、
論理機能素子の一つ以上により構成されている。この論
理機能素子は例えば0MO8構成であり、専用IC即ち
標準セル方式における手書きの標準セルあるいは配線済
みのゲートアレイである。複雑な論理機能素子は標準セ
ル方式により種々の標準セルを相互配線で組合わせて形
成してもよい。
具体的な回路ブロック領域の構成例は次の通りである。
(1)4インプツトNANDゲートを2つもつブロック
           ・・・・・・15個(2)2イ
ンプツトNANDゲートを4つもつブロック     
     ・・・・・・14個(3)8インプツトNA
NDゲートを1つもつブロック           
 ・・・・・・1個(4)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(6)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(8)2対1データ
・セレクタを4つもつブロック           
                ・・・・・・ 13
 個(9)4ビツト・バイナリカウンタを2つもつブロ
ック           ・・・・・・11個<10
)2−4ラインデコーダを2つもつブロック・・・・・
・7個 (11)3−8ラインデコーダをもつブロック・・・・
・・3個 (12)4−1セレクタを2つもつブロック・・・・・
・5個 (13)8−1セレクタをもつブロック ・・・・・・
4個(14)8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(1
5)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(16)8ビ
ット直列入カー直列出力シフトレジスタをもつブロック
       °−°−2個〈17)単安定マルチバイ
ブレータを2つもつブロック            
・・・・・・4個(18) 2インプツトORゲートを
4つもつブロック                 
           ・・・・・・4111(19)
2インプツトNORゲートを4つもつブロック    
          ・・・・・・3個<20)AND
−ORインバータを2つもつブロック        
                    ・・・・・
・311N(21)64ビットRAMのブロック  ・
・・・・・3個<22)2−+’ン7ットEXCLLI
S IVE−ORゲートを4つもつブロック    ・
・・・・・2個<23) 4ビツト・コンパレータのブ
ロック・・・・・・3個 (24)J−にフリップフロップを2つもつブロック 
                         
   ・・・・・・ 4 個<25)9ピツトの偶/奇
パリティ・ジェネレータ/チェッカのブロック    
 ・・・・・・3個(26)4ビツト・バイナリ全加算
器のブロック・・・・・・2個 (27) 2インプツト・マルチプレクサを4つもつブ
ロック          ・・・・・・5個(28)
S−Rラッチを4つもつブロック・・・・・・2個(2
9)ALtJのブロック       ・・・・・・1
個(30)8ビツト・アドレサプレラッチのブロック・
・・・・・1個 (31)ルックアヘッド・キャリージェネレータのブロ
ック          ・・・・・・1個以上、27
4個のMSIからなる回路ブロックが回路ブロック領域
21に形成されて、一種のチップからあらゆる機能のL
SIを作り出すことができるようになっている。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
部をなしている訳であるが、その出力部にはそれぞれ出
力バッファが設けられている(図示しない)。
回路ブロック出力部は1字路をなすように信号出力用配
線23に固定的に接続され、入力部はこの出力用配線2
3と交差する信号入力用配線24にそれぞれ接続されて
いる。信号出力用配線23と信号入力用配線24の各交
差部にはそれぞれスイッチ素子22が設けられている。
このスイッチ素子22は外部からの制御によりON、O
FF状態を電気的に書込めるE2 PROMであり、こ
れにより信号出力用配線23と信号入力用配線24の接
続を行ない得るようになっている。即ち入出力部の結線
は基本的に1スイツチで済み、1つの電流バスに伴う等
電位配線長は図から明らかなように、配線領域の辺の長
さをλとしたとき、平均2.52になる。
このようなプログラマブルLSIにおいて本発明では、
論理機能を実現するための信号入力用配線24と信号出
力用配線23の結成状態を記憶するスイッチ素子情報記
憶部を設ける。その構成を第1図に示す。第11図に示
す回路ブロック領域21及びスイッチ素子22はそれぞ
れ第2図の回路ブロック領域21及びスイッチ素子22
と同じである。第1図のX線17及びY選択線18はそ
れぞれスイッチ素子22を選択して書込みを行うXデコ
ーダ11及びYデコーダ12の出力端子に接続されてい
る。これら選択線17及び18はスイッチ素子22の書
込み制御端子につながるもので、第2図の信号出力用配
線23及び信号入力用配線24とは別のものであり、第
1図ではこれら信号出力用配線及び信号入力用配線は省
略しである。そしてこの実施例では、スイッチ素子22
による入出力配線の結線情報を記憶する手段として、こ
れらの選択線17及び18に与えられる制御出力信号、
即ちXデコーダ11及びYデコーダ12の出力信号をそ
のまま用いてスイッチ素子22のON、OFF状態を記
憶するスイッチ素子情報記憶部15を有する。このスイ
ッチ素子情報記憶部15は、スイッチ素子22と同じE
2 PROMを用いて構成されている。13はデコーダ
制御回路、14はYデコーダ12と同じデコーダ、16
は読出し回路であり、19は書込み制御信号入力端子、
20はスイッチ情報記憶部15の情報をチップ外部に読
み出すための出力端子である。
今、スイッチ素子22が、X方向1600個、Y方向8
00個のマトリクスとすると、入力端子19はXデコー
ダ11用に1本、Yデコーダ12用に10本、書込み信
号用に1本の計22本を要する。制御回路13は書込み
信号が与えれると、入力信号を各デコーダに出力する6
×デコーダ11の選択線17に乗せられた出力はそのま
まスイッチ素子情報記憶部15に伝達される。Yデコー
ダ12への入力は途中で分岐してデコーダ14に入り、
このデコーダ14の出力がスイッチ素子情報記憶部15
に供給される。
こうしてこの実施例では、スイッチ素子22による結線
情報のプログラムの際に同時に、スイッチ素子22のO
N、OFF状態に対応する情報がそのままスイッチ素子
情報記憶部15に書込まれる。そしてユーザーは、所望
の論理回路を構成してこのプログラマブルLSIの回路
動作中であっても、読出し回路16によりスイッチ・マ
トリクスのプログラム情報をチップ外部に読み出してチ
ェックすることができる。
以上のようにこの実施例によれば、論理回路設計にとっ
ても、また論理回路設計後の回路動作チェックにとって
も有用なプログラマブルLSIが得られる。この実施例
の場合、スイッチ素子情報記憶部15は配線領域のスイ
ッチ・マトリクスと基本的に同じ構成であるが、ここは
回路ブロック領域21へのT字路をなす配線が必要でな
い分だけ占有面積が小さくて済む。
なお本発明は上記実施例に限られるものではなく、その
趣旨を逸脱しない範囲で種々変形実施することができる
【図面の簡単な説明】
第1図は本発明の一実施例のプログラマブルLSIの構
成を示す図、第2図はその基本となるプログラマブルL
SIの構成を示す図である。 211.212.・・・、21N・・・回路ブロック、
22・・・スイッチ素子、23・・・信号出力用配線、
24・・・信号入力用配線、11・・・Xデコーダ、1
2・・・Yデコーダ、13・・・制御回路、14・・・
デコーダ、15・・・スイッチ素子情報記憶部、16・
・・読出し回路、17・・・X選択線、18・・・Y選
択線、19・・・入力端子、20・・・出力端子。 出願人代理人 弁理士 鈴江武彦 第1図 第2図

Claims (2)

    【特許請求の範囲】
  1. (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
    ック領域に隣接して前記基板上に形成された配線領域と
    を有し、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それ
    ぞれ接続され、前記信号出力用配線群は各回路ブロック
    の信号出力部にそれぞれ接続され、かつこれらの接続は
    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
    交差部にはそれぞれ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
    路ブロック間の入出力関係が決定されて所望の論理回路
    が構築される集積回路であつて、前記スイッチ素子のO
    N、OFF状態を記憶し、その情報をチップ外部に読出
    し可能としたスイッチ素子情報記憶部を有することを特
    徴とする半導体集積回路。
  2. (2)スイッチ素子がE^2PROMであり、スイッチ
    素子情報記憶部の記憶セルがスイッチ素子と同じE^2
    PROMである特許請求の範囲第1項記載の半導体集積
    回路。
JP60039288A 1985-02-28 1985-02-28 半導体集積回路 Pending JPS61198762A (ja)

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Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPWO2008054028A1 (ja) * 2006-11-02 2010-02-25 トヨタ自動車株式会社 流体伝動装置

Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
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JPWO2008054028A1 (ja) * 2006-11-02 2010-02-25 トヨタ自動車株式会社 流体伝動装置

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