JPS63205720A - 大規模半導体論理回路 - Google Patents
大規模半導体論理回路Info
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- JPS63205720A JPS63205720A JP62037951A JP3795187A JPS63205720A JP S63205720 A JPS63205720 A JP S63205720A JP 62037951 A JP62037951 A JP 62037951A JP 3795187 A JP3795187 A JP 3795187A JP S63205720 A JPS63205720 A JP S63205720A
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- 239000004065 semiconductor Substances 0.000 title claims description 13
- 239000000872 buffer Substances 0.000 claims abstract description 75
- 230000000630 rising effect Effects 0.000 claims description 2
- 238000010586 diagram Methods 0.000 description 6
- 230000000694 effects Effects 0.000 description 3
- 238000013508 migration Methods 0.000 description 2
- 230000005012 migration Effects 0.000 description 2
- 239000003795 chemical substances by application Substances 0.000 description 1
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- H—ELECTRICITY
- H03—ELECTRONIC CIRCUITRY
- H03K—PULSE TECHNIQUE
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- G—PHYSICS
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- Metal-Oxide And Bipolar Metal-Oxide Semiconductor Integrated Circuits (AREA)
- Manipulation Of Pulses (AREA)
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。
め要約のデータは記録されません。
Description
【発明の詳細な説明】
〔産業上の利用分野〕
本発明は大規模半導体論理回路に関し、特に高速ディジ
タル処理装置に用いる大規模半導体論理回路に好適なり
ロック分配に関する。
タル処理装置に用いる大規模半導体論理回路に好適なり
ロック分配に関する。
100にゲートクラスの大規模半導体論理回路において
は、チップ上の広い範囲に散在する多数のフリップフロ
ップ等の負荷回路に多相クロック信号をいかにしてスキ
ューを低減して等遅延時間で分配するかが大きな問題で
ある。特開昭55−80136号公報はチョッパ回路に
よる波形変換による高速クロックパルスの作成および相
間の位相調整手段について開示しており、チップ内の等
遅延時間については、等長配線のみとなっている。
は、チップ上の広い範囲に散在する多数のフリップフロ
ップ等の負荷回路に多相クロック信号をいかにしてスキ
ューを低減して等遅延時間で分配するかが大きな問題で
ある。特開昭55−80136号公報はチョッパ回路に
よる波形変換による高速クロックパルスの作成および相
間の位相調整手段について開示しており、チップ内の等
遅延時間については、等長配線のみとなっている。
従来、チップ内の多数の負荷回路へいかにして厳密に等
遅延時間でクロック信号を分配するかという点について
は配慮されておらず、負荷回路が極めて多い大規模半導
体論理回路においては特に問題があった。
遅延時間でクロック信号を分配するかという点について
は配慮されておらず、負荷回路が極めて多い大規模半導
体論理回路においては特に問題があった。
本発明の目的は多相のクロック信号を多数の負荷回路へ
等遅延時間で分配する大規模半導体論理回路を提供する
ことにある。
等遅延時間で分配する大規模半導体論理回路を提供する
ことにある。
本発明は、チップ入力ピンから多数の負荷回路へ少なく
とも3段のバッファ回路を介して多相のクロック信号の
分配を行う構成をとり、第1段バッファ回路をチップ入
力ビン周辺に、第2段バッファ回路をチップ中央部にそ
れぞれ配置し、各段バッファ回路の間を各クロック相が
同一遅延時間になるように等長1等容量配線を行い、さ
らにチップ全体に拡がる最終段バッファ回路と負荷回路
が、各クロックの各ネットがチップ中央部からいずれも
等遅延時間になるように、各回路を配置後に再構成を行
い、等負荷容量になるようにして配線を行う。
とも3段のバッファ回路を介して多相のクロック信号の
分配を行う構成をとり、第1段バッファ回路をチップ入
力ビン周辺に、第2段バッファ回路をチップ中央部にそ
れぞれ配置し、各段バッファ回路の間を各クロック相が
同一遅延時間になるように等長1等容量配線を行い、さ
らにチップ全体に拡がる最終段バッファ回路と負荷回路
が、各クロックの各ネットがチップ中央部からいずれも
等遅延時間になるように、各回路を配置後に再構成を行
い、等負荷容量になるようにして配線を行う。
第1段バッファ回路から第2段バッファ回路へ。
至るクロック信号の分配はクロック相数分だけで済むた
め、等遅延時間になるように当初から配置。
め、等遅延時間になるように当初から配置。
配線が可能である。しかし、最終段とその前段バッファ
回路から負荷回路への配線はクロック信号以外の通常信
号のための配置、配線により、チップ内の全体に敗って
しまい、この状態でクロック信号の等遅延配線を行うに
は適さない。同一クロック相内にてチップ内の接続情報
を変更し、負荷数および最終段のバッファ回路および負
荷回路の接続を再構成する。これによって負荷回路まで
の配線を等遅延時間になるように実施できるので。
回路から負荷回路への配線はクロック信号以外の通常信
号のための配置、配線により、チップ内の全体に敗って
しまい、この状態でクロック信号の等遅延配線を行うに
は適さない。同一クロック相内にてチップ内の接続情報
を変更し、負荷数および最終段のバッファ回路および負
荷回路の接続を再構成する。これによって負荷回路まで
の配線を等遅延時間になるように実施できるので。
クロック信号間の位相差を最小にすることができる。
本発明の実施例を図面を参照して説明する。
チップ6は大規模半導体論理回路により構成されている
。このチップ6の周辺部には入出力信号パッドが配置さ
れる。特に多相クロック信号の入力パッド(ピン)5は
位相差の生じないように、辺の中央部に集中して配置す
る。4相りロック信号の場合には、To、Tl、T2、
T3の4つの第1段目のバッファ回路1を使用する。8
相りロック信号の場合にはTo、T1.・・・・・・T
7の8つの第1段バッファ回路1を使用する。従って、
N相のクロック信号の場合はTo、Tl、・・・・・・
TN−1のN個の第1段バッファ回路1を用いる。
。このチップ6の周辺部には入出力信号パッドが配置さ
れる。特に多相クロック信号の入力パッド(ピン)5は
位相差の生じないように、辺の中央部に集中して配置す
る。4相りロック信号の場合には、To、Tl、T2、
T3の4つの第1段目のバッファ回路1を使用する。8
相りロック信号の場合にはTo、T1.・・・・・・T
7の8つの第1段バッファ回路1を使用する。従って、
N相のクロック信号の場合はTo、Tl、・・・・・・
TN−1のN個の第1段バッファ回路1を用いる。
第2段バッファ回路2はチップ6のはゾ中央部に配置さ
れ、第1段バッファ回路1から各相のクロック信号が位
相差を生じせしめないように、等長1等容量配線を実施
する。どのバッファ回路もCMO5論理回路とする場合
、最終段は第2図に示すごとく、p−MOSトランジス
タサイズをn−MOSトランジスタサイズより大きく取
り、立上りと立下りでの遅延時間が同じになるようにし
て、クロック信号のパルス巾を一定に保つ。
れ、第1段バッファ回路1から各相のクロック信号が位
相差を生じせしめないように、等長1等容量配線を実施
する。どのバッファ回路もCMO5論理回路とする場合
、最終段は第2図に示すごとく、p−MOSトランジス
タサイズをn−MOSトランジスタサイズより大きく取
り、立上りと立下りでの遅延時間が同じになるようにし
て、クロック信号のパルス巾を一定に保つ。
次に、第2段バッファ回路2から第3段バッファ回路3
への分配および第3段バッファ回路3から負荷回路4へ
の分配は以下のように行う。先ず、チップ6内全ての論
理接続情報により、チップ内の全ての配置を決定する。
への分配および第3段バッファ回路3から負荷回路4へ
の分配は以下のように行う。先ず、チップ6内全ての論
理接続情報により、チップ内の全ての配置を決定する。
この時クロック信号の接続情帽も含まれているので、通
常の論理と同様に配置されるが、負荷回路4および第3
段バッファ回路3は通常論理の接続関係により、チップ
内の全面に拡がることになり、この状態で等遅延配線を
行うことは不可能となる。クロック信号の論理接続情報
は通常論理のそれとは異なり、同相のクロック信号内に
おいてはバッファ回路3および負荷回路4の交換が可能
である。そこで第3段バッファ回路3および負荷回路4
の接続情報に変更を加えて、チップ6の中でクロック信
号分配の遅延時間が等しくなるように、バッファ回i1
3の数n2と負荷回路4の数03を揃え、且つ配線距離
が一定の範囲内に入るように新たなりロック信号の論理
接続情報を作成する。この新たな論理接続情報に基づい
てクロック信号の位相差が生じないように等容量配線、
つまり等遅延時間にする配線を行う。第1図に示すごと
く、各相の第2段バッファ回路2は各々n1個と等しく
設けられ、また、第2段バッファ回路2の各々に接続さ
れる第3段のバッファ回路3はn2個と等しい数である
。この第2、第3段バッファ回路の中には容量を合せる
ためのダミーバッファも含まれている。さらに、第3段
バッファ回路3の各々に接続される負荷回路4もn3個
と等しい数である。負荷回路4の中にもダミーの負荷回
路が含まれる。
常の論理と同様に配置されるが、負荷回路4および第3
段バッファ回路3は通常論理の接続関係により、チップ
内の全面に拡がることになり、この状態で等遅延配線を
行うことは不可能となる。クロック信号の論理接続情報
は通常論理のそれとは異なり、同相のクロック信号内に
おいてはバッファ回路3および負荷回路4の交換が可能
である。そこで第3段バッファ回路3および負荷回路4
の接続情報に変更を加えて、チップ6の中でクロック信
号分配の遅延時間が等しくなるように、バッファ回i1
3の数n2と負荷回路4の数03を揃え、且つ配線距離
が一定の範囲内に入るように新たなりロック信号の論理
接続情報を作成する。この新たな論理接続情報に基づい
てクロック信号の位相差が生じないように等容量配線、
つまり等遅延時間にする配線を行う。第1図に示すごと
く、各相の第2段バッファ回路2は各々n1個と等しく
設けられ、また、第2段バッファ回路2の各々に接続さ
れる第3段のバッファ回路3はn2個と等しい数である
。この第2、第3段バッファ回路の中には容量を合せる
ためのダミーバッファも含まれている。さらに、第3段
バッファ回路3の各々に接続される負荷回路4もn3個
と等しい数である。負荷回路4の中にもダミーの負荷回
路が含まれる。
第1段、第2段および第3段のバッファ回路の実用論理
回路を各々第3図、第4図および第5図に示す。第3図
に示される第1段バッファ回路は、チップ入力レベルと
チップ内部レベルとの変換と、駆動力を除々に大きくす
ることから、3段インバータ構造としている。第4図お
よび第5図に示される第2段、第3段バッファ回路には
、クロック信号停止機能を持たせるためのANDゲート
10を有する構造としている。また特に第5図の第3段
バッファ回路にはTnクロック停止時にスキャン動作を
させるためのTsクロックを与える構成もとっている。
回路を各々第3図、第4図および第5図に示す。第3図
に示される第1段バッファ回路は、チップ入力レベルと
チップ内部レベルとの変換と、駆動力を除々に大きくす
ることから、3段インバータ構造としている。第4図お
よび第5図に示される第2段、第3段バッファ回路には
、クロック信号停止機能を持たせるためのANDゲート
10を有する構造としている。また特に第5図の第3段
バッファ回路にはTnクロック停止時にスキャン動作を
させるためのTsクロックを与える構成もとっている。
第6図はクロックバッファ回路をチップ中央部に集中さ
せる場合に、多数のバッファ回路の同時動作による電源
および接地線のノイズおよび配線のマイグレーションを
起こさないように、異相のクロックバッファを集中させ
る構成を示している。
せる場合に、多数のバッファ回路の同時動作による電源
および接地線のノイズおよび配線のマイグレーションを
起こさないように、異相のクロックバッファを集中させ
る構成を示している。
上述の実施例ではクロックバッファ回路を3段とした例
を示したが、大規模半導体論理回路の規模に応じて4段
ないしそれ以上とすることができる。第7図はクロック
バッファ回路を4段にした例を示す。第1段バッファ回
路21はチップ6周辺部に、第2段バッファ回路22は
チップ中央部に第1図と同様に配置される。第3段バッ
ファ回路23はチップ6を6a〜6dで示すように4分
割し、その分割された領域のはゾ中央部に配置される。
を示したが、大規模半導体論理回路の規模に応じて4段
ないしそれ以上とすることができる。第7図はクロック
バッファ回路を4段にした例を示す。第1段バッファ回
路21はチップ6周辺部に、第2段バッファ回路22は
チップ中央部に第1図と同様に配置される。第3段バッ
ファ回路23はチップ6を6a〜6dで示すように4分
割し、その分割された領域のはゾ中央部に配置される。
そしてクロックバッファ回路として最終段となる第4段
バッファ回路24、および図示しない負荷回路は、第1
図で説明した第3段バッファ回路と負荷回路と同様に配
置、構成される。勿論、各バッファ回路間、バッファ回
路と負荷回路間は等長、等容量配線とされる。5段以上
となる場合も第7図と同様手法で構成することができる
。
バッファ回路24、および図示しない負荷回路は、第1
図で説明した第3段バッファ回路と負荷回路と同様に配
置、構成される。勿論、各バッファ回路間、バッファ回
路と負荷回路間は等長、等容量配線とされる。5段以上
となる場合も第7図と同様手法で構成することができる
。
上記実施例によれば、チップ内の全体に拡がる負荷回路
に対して、入力バッファ回路でチップ中央部まで配線し
ておき、この中央部のバッファ回路からチップ全体に拡
がるさらに次のバッファ回路および負荷回路に対して、
配置後に配線経路の長さが概ね等しくなるように同一ク
ロック相内でクロック信号の接続情報を再構成した後に
等容量配線を行うことにより、クロック信号の位相差を
極めて小さくできる効果がある。この時1等容量だけで
は回路駆動が立上り立下りで異なる場合には、クロック
パルス巾変化を生じるので、バッファ回路のトランジス
タサイズを最適に選ぶことにより、パルス巾変化を防ぐ
。また、位相差のない多くのバッファ回路が同時に動作
する場合に問題となるノイズや配線マイグレーションに
対しても、異相のクロックバッファ回路を集中させるこ
とにより解決できる。
に対して、入力バッファ回路でチップ中央部まで配線し
ておき、この中央部のバッファ回路からチップ全体に拡
がるさらに次のバッファ回路および負荷回路に対して、
配置後に配線経路の長さが概ね等しくなるように同一ク
ロック相内でクロック信号の接続情報を再構成した後に
等容量配線を行うことにより、クロック信号の位相差を
極めて小さくできる効果がある。この時1等容量だけで
は回路駆動が立上り立下りで異なる場合には、クロック
パルス巾変化を生じるので、バッファ回路のトランジス
タサイズを最適に選ぶことにより、パルス巾変化を防ぐ
。また、位相差のない多くのバッファ回路が同時に動作
する場合に問題となるノイズや配線マイグレーションに
対しても、異相のクロックバッファ回路を集中させるこ
とにより解決できる。
本発明によれば、大規模半導体論理回路の多数の負荷に
等遅延時間のクロックを供給することができるので、位
相差を極めて小さくすることができる。
等遅延時間のクロックを供給することができるので、位
相差を極めて小さくすることができる。
第1図は本発明の一実施例を示す図、第2図はバッファ
回路の一例を示す回路図、第3図は第1図の第1段バッ
ファ回路の例を示す論理回路図、第4図は第1図の第2
段バッファ回路の例を示す論理回路図、第5図は第1図
の第3段バッファ回路の例を示す論理回路図、第6図は
バッファ回路の集合構成を示す図、第7図は本発明の他
の実施例を示す図である。 1・・・・・・第1段バッファ回路、2・・・・・・第
2段バッファ回路、3・・・・・・第3段バッファ回路
、4・・・・・・負荷回路、5・・・・・・入力パッド
、6・・・・・・チップ、’、’7”+1 代理人弁理士 小 川 勝 男() 竿 1 圀 寥2凹 算5凹 寥4目 多6田 [□□−
回路の一例を示す回路図、第3図は第1図の第1段バッ
ファ回路の例を示す論理回路図、第4図は第1図の第2
段バッファ回路の例を示す論理回路図、第5図は第1図
の第3段バッファ回路の例を示す論理回路図、第6図は
バッファ回路の集合構成を示す図、第7図は本発明の他
の実施例を示す図である。 1・・・・・・第1段バッファ回路、2・・・・・・第
2段バッファ回路、3・・・・・・第3段バッファ回路
、4・・・・・・負荷回路、5・・・・・・入力パッド
、6・・・・・・チップ、’、’7”+1 代理人弁理士 小 川 勝 男() 竿 1 圀 寥2凹 算5凹 寥4目 多6田 [□□−
Claims (1)
- 【特許請求の範囲】 1、チップ入力ピンから多相のクロック信号を入力し、
チップ内の多数のフリップフロップ等の負荷回路までク
ロック信号を分配する大規模半導体論理回路において、
少なくとも3段のバッファ回路を介して上記負荷回路に
クロック信号を分配するよう構成し、上記チップ入力ピ
ン周辺に第1段バッファ回路を、第2段バッファをチッ
プ中央部にそれぞれ配置し、各段バッファ回路との間で
各クロック相が同一遅延時間になるように等長、等容量
配線を行い、さらにチップ内全体に拡がる最終段バッフ
ァ回路と上記負荷回路を仮論理接続情報によりチップ内
の仮配置を行った後に最終段の前段バッファ回路から最
終段バッファ回路及び負荷回路に至る部分を距離が概ね
同一になるように上記仮論理接続情報に変更を加えて等
長、等容量配線を行う事を特徴とする大規模半導体論理
回路。 2、上記バッファ回路をCMOS論理回路とし、p−M
OSトランジスタサイズをn−MOSトランジスタサイ
ズより大きくし、立上りと立下りの駆動特性を同一にし
たクロックバッファ回路を構成することを特徴とする特
許請求の範囲第1項記載の大規模半導体論理回路。 3、駆動力の大きなバッファ回路をチップ中央部に配置
する場合において、異なる相のバッファ回路を集中させ
ることを特徴とする特許請求の範囲第1項もしくは第2
項記載の大規模半導体論理回路。
Priority Applications (4)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP62037951A JPH083773B2 (ja) | 1987-02-23 | 1987-02-23 | 大規模半導体論理回路 |
US07/146,864 US4812684A (en) | 1987-02-23 | 1988-01-22 | Multiphase clock distribution for VLSI chip |
KR1019880000580A KR900008023B1 (ko) | 1987-02-23 | 1988-01-26 | 대규모 반도체 논리장치 |
CN88100886A CN1009520B (zh) | 1987-02-23 | 1988-02-15 | 大规模半导体逻辑器件 |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP62037951A JPH083773B2 (ja) | 1987-02-23 | 1987-02-23 | 大規模半導体論理回路 |
Publications (2)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
JPS63205720A true JPS63205720A (ja) | 1988-08-25 |
JPH083773B2 JPH083773B2 (ja) | 1996-01-17 |
Family
ID=12511856
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
JP62037951A Expired - Lifetime JPH083773B2 (ja) | 1987-02-23 | 1987-02-23 | 大規模半導体論理回路 |
Country Status (4)
Country | Link |
---|---|
US (1) | US4812684A (ja) |
JP (1) | JPH083773B2 (ja) |
KR (1) | KR900008023B1 (ja) |
CN (1) | CN1009520B (ja) |
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Families Citing this family (72)
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