KR900008795B1 - Monolithic semi-custom system lsi - Google Patents
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Abstract
내용 없음.No content.
Description
제1도는 본 발명의 1실시예에 따른 회로구성을 도시해 놓은 블록도.1 is a block diagram showing a circuit configuration according to an embodiment of the present invention.
제2도는 제1도에 도시된 실시에의 배치구성을 도시해 놓은 블록도.2 is a block diagram showing the arrangement of the embodiment shown in FIG.
제3도는 종래의 회로구성을 도시해 놓은 블록도이다.3 is a block diagram showing a conventional circuit configuration.
* 도면의 주요부분에 대한 부호의 설명* Explanation of symbols for main parts of the drawings
1'∼8' : 표준 LSI로직부 A∼D : 게이트어레이(게이트어레이의 블록)1 'to 8': Standard LSI logic section A to D: Gate array (block of gate array)
E : 패드영역(Pad Area)E: Pad Area
[산업상의 이용분야][Industrial use]
본 발명은 단일물품의 LSI로서 동작하도록 이미 완성되어 있는 논리구성부분과 배선패턴을 갖춘 복수종류의 표준 LSI로직부와, 이들 표준 LSI로직부의 주변회로를 구성하는 게이트어레이를 구비하고 있는 모놀리딕-반주문형 시스템LSI(monolithicsemi-custom system LSI)에 관한 것이다.The present invention provides a monolithic structure comprising a plurality of standard LSI logic portions having logic components and wiring patterns already completed to operate as LSIs of a single article, and gate arrays forming peripheral circuits of these standard LSI logic portions. It relates to a monolithics semi-custom system LSI (LSI).
[종래의 기술 및 그 문제점][Traditional Technology and Problems]
근래의 LSI설계기술은 게이트어레이(gate array)를 정점으로 하여 간단화 및 용이화가 진척되고 있는바, 이러한 기법을 이용함으로서 종래에는 반도체기술자만이 할 수 있었던 LSI 설계를 시스템 기술자도 비교적 용이하게 실시할 수 있게 되었고, 그 결과 시스템의 LSI화가 추진되어, 기기를 가벼우면서도 얇고 작게 만드는데 기여하게 되었다.In recent years, the LSI design technology has been simplified and facilitated by using a gate array as a vertex. By using such a technique, a system engineer can easily perform a LSI design that only a semiconductor engineer can conventionally perform. As a result, the system's LSI has been promoted, contributing to making the device light, thin and small.
한편, 근자에는 마이크로컴퓨터와 그 주변 LSI 패밀리의 사용이 성행하고 있는데, 이 경우 LSI화의 대상은 마이크로컴퓨터와 주변 LSI패밀리 이외의 글루우회로(Glue Circuit)라 칭하는 잡다한 회로(雜回路)가 해당되게 된다. 왜냐하면 게이트어레이나 표준셀에서는 마이크로컴퓨터나 주변 LSI패밀리회로와 같은 대규모회로를 수용할 수 없기 때문이다. 따라서, 현재 가장 콤팩트한 형태로 하드웨어논리회로를 구성하는 경우에는 그 소형화는 「 마이크로컴퓨터+주변패밀리칩+게이트어레이 또는 표준셀」에 그치고 그 이상의 호형화와 고집적화를 도모하는 것은 곤란하였다.On the other hand, in recent years, the use of microcomputers and the surrounding LSI family is prevalent, and in this case, the object of LSI is to include miscellaneous circuits called glue circuits other than the microcomputer and the surrounding LSI family. do. This is because gate arrays or standard cells cannot accommodate large circuits such as microcomputers or peripheral LSI family circuits. Therefore, in the case of constituting a hardware logic circuit in the most compact form, it has been difficult to reduce the size of the hardware logic circuit to a "microcomputer + peripheral family chip + gate array or a standard cell", and to achieve further arcing and high integration.
제3도는 종래의 LSI기법에 따른 시스템의 구성예를 도시해 놓은 블록도로서, 제3도에서 참조부호 30∼69는 각각 독립된 논리회로소자(반도체칩)로 구성된 기능블록이다.3 is a block diagram showing an example of the configuration of a system according to the conventional LSI technique. In FIG. 3,
또, 여기서 참조부호 30은 CPU이고, 31A와 50A는 발진기(OSC)이며, 31B는 클록발생회로(C-G), 32는 버스제어회로(BUS-CONT), 33과 34는 DMA제어회로(DMA-CONT), 35와 40, 47, 48 및 54는 래치회로(LATCH), 36은 타이머회로(TMR), 37은 인터럽트 제어회로(PIC), 38과 45는 마스크롬(MROM), 39는 램(RAM), 41과 46은 다이내믹램(D-RAM), 42는 다이내믹램 제어회로(DRAM-CONT)이다.Here,
또한, 참조부호 43과 49는 각각 게이트어레이(GA)로 구성된 글루우회로로서, 43은 CRT잡회로(GA-CRT), 49는 CPU잡회로(GA-CPU)이다. 그리고, 참조부호 44는 CRT제어회로(CRTC), 50B는 PLL회로(PLL), 51은 플로피디스크제어회로(FDC), 52는 플로피디스크인터페이스회로(FDD-IF), 53은 레지스터(REG), 55는 비디오구동회로(VIDEO-OUTPUT), 56∼60과 63은 구동회로(DRV), 61은 패리티발생회로(PAR-G), 62와 64, 65, 66 및 67은 구동회로/수신회로(D/R), 68은 키보드·스피커인터페이스회로(KB-SPK-SW), 69는 수치데이터프로세서, PJ1과 PJ2, PJ4∼PJ11은 커넥터의 핀접합부이다. 단, 상기한 회로요소에서 도면의 괄호안에 표기된 기호[예컨대, (8088)과 같은]는 대표적인 소자의 형명(type)을 나타낸 것이다.
상기와 같이, 종래에는 상기 각 기능회로(30∼69)가 각각 독립된 논리회로소자(반도체칩)로 구성되어 있기 때문에 회로설계상에 있어서 어느 정도의 자유도를 갖춘 반면에 시스템하드웨어를 소형화하거나 간소화하는데 어려움이 있다는 결점이 있었다.As described above, since each of the
[발명의 목적][Purpose of invention]
이에, 본 발명은 상기한 실정을 감안하여 발명된 것으로서, 마이크로컴퓨터 및 그 주변회로를 보다 더 고집적화하여 시스템구성의 간소화와 소형화 및 저가격화를 도모함과 더불어, 시스템기술자가 회로설계기술을 충분히 발휘할 수 있도록 함으로써 임의의 기능회로구성을 용이하게 실현할 수 있도록 된 모놀리딕-반주문형 시스템 LSI를 제공함에 그 목적이 있다.Accordingly, the present invention has been invented in view of the above-described circumstances, and the microcomputer and its peripheral circuits are more highly integrated, thereby simplifying system configuration, miniaturization, and low cost, and enabling a system engineer to fully exhibit circuit design technology. The aim is to provide a monolithic semi-custom system LSI that can easily realize any functional circuit configuration.
[발명의 구성][Configuration of Invention]
상기 목적을 실현하기 위한 본 발명은 단일물품의 LSI로서 기능하는 이미 완성된 논리구성 및 배선패턴을 갖춘 복수종류의 표준 LSI로직부와, 이들 표준 LSI로직부와 동일한 공정조건에 따른 설계기준을 갖추고 상기 표준 LSI로직부의 주변회로를 구성하기 위한 적어도 1블록의 게이트어레이 및, 상기 각 표준 LSI로직부의 각 단자 및 게이트어레이의 각 단자 상호간을 임의로 접속시키기 위한 배선영역을 구비하고 있는 마스크패턴부를 칩의 크기가 최소로 되도록 각각 배치함과 더불어; 상기 각 표준 LSI로직부 및 게이트어레이를 에워싸도록 외부접속인터페이스를 위한 입출력버퍼용 게이트어레이를 설치하고, 다시 이 입출력버퍼용 게이트를 에워싸도록 리이드단자접속용 본딩패트부를 설치해서, 이들 각 구성요소를 마스터로서 공통 하드웨어화하고; 상기 각 구성요소사이를 1층 내지 다층의 패턴배선으로 상호 접속함으로써 고집적도의 모놀리딕-반주문형 시스템 LSI를 구현하도록 한 것이다.In order to achieve the above object, the present invention has a plurality of standard LSI logic parts having already completed logic structure and wiring pattern functioning as LSI of a single article, and design criteria according to the same process conditions as those standard LSI logic parts. A mask pattern portion having at least one block of gate array for constituting a peripheral circuit of the standard LSI logic portion, and a wiring area for arbitrarily connecting each terminal of each standard LSI logic portion and each terminal of the gate array; Each arranged to have a minimum size; An input / output buffer gate array for an external connection interface is provided to surround each of the above standard LSI logic parts and a gate array, and a lead terminal connection bonding pad portion is provided to surround the gate for the input / output buffer. Make the element common hardware as a master; By interconnecting each of the components in a single-layer to multi-layered pattern wiring to implement a highly integrated monolithic semi-order system LSI.
[작용][Action]
상기한 구성으로 된 본 발명에 따른 반주문형 시스템 LSI를 이용하여 시스템을 구성하게 되면, 시스템구성을 간단화 및 소형화함은 물론 가격을 낮출 수 있게 되고, 또한 시스템기술자로 하여금 회로설계기술을 충분히 발휘케하여 임의의 기능회로구성을 갖는 시스템을 용이하게 구성할 수 있게 된다.When the system is configured using the semi-custom system LSI according to the present invention having the above-described configuration, the system configuration can be simplified and downsized, and the price can be lowered. Also, the system engineer can fully exhibit the circuit design technology. It is possible to easily configure a system having any function circuit configuration.
[실시예]EXAMPLE
이하, 도면을 참조하여 본 발명의 1실시예를 설명한다.Hereinafter, an embodiment of the present invention will be described with reference to the drawings.
제1도 및 제2도는 본 발명의 1실시예를 설명하기 위한 것으로서, 제1도는 회로블록도이고, 제2도는 회로배치도(평면도)이다.1 and 2 are for explaining one embodiment of the present invention, where FIG. 1 is a circuit block diagram and FIG. 2 is a circuit arrangement diagram (top view).
제1도에 있어서, 점선으로 둘러싸인 부분이 본 발명에서 LSI화의 대상으로 되는 내부 하드웨어블록으로, 이는 마이크로컴퓨터 주변 LSI와, 버스제어블록, 인터페이스로직, 어드레스래치, 데이터구동회로/수신회로등으로 구성된다.In Fig. 1, the portion enclosed by a dotted line is an internal hardware block that is the subject of LSI in the present invention, which includes a microcomputer peripheral LSI, a bus control block, an interface logic, an address latch, a data driving circuit / receiving circuit, and the like. It is composed.
또한, 상기 마이크로컴퓨터 주변 LSI로서는 클록발생회로(C-G; 8284에 해당)(1)와, 버스제어회로(BUS CONT; 8288에 해당)(2), DMA제어회로(DMA; 8237에 해당)(3), 타이머회로(TMR; 8253에 해당)(4), 인터럽트제어회로(PIC; 8259에 해당)(5), CRT제어회로(CRTC; 505S에 해당)(6), 쌍방향 인터페이스회로(PPI; 8255에 해당)(7) 및, 플로피디스크제어회로(FDC; 765A에 해당)(8)등이 설치되어 있고, 또 그 주변회로로서 어드레스래치회로(LATCH)(9)와 어드레스버퍼(ADRS BUF)(10), 데이터버스구동회로/수신회로(DATA BUF)(11), DMA버스/CPU버스 타이밍제어부(DMA READY CPU WAIT)(12), 주변 LSI 메모리칩 선택로직(CHIP SEL)(13), DMA인터페이스부(DMA PAGE REG,GATE,LATCH)(14), FDC인터페이스부(FDC COM REG, FDC INTERFACE)(15), 패리티발생검사회로(PG & PC)(16), 키보드 스피커인터페이스회로(KB SPK DSW)(17)등이 설치되어 있다.The microcomputer peripheral LSI includes a clock generation circuit (CG; corresponds to 8284) (1), a bus control circuit (BUS CONT; corresponds to 8288) (2), and a DMA control circuit (DMA; corresponds to 8237) (3). ), Timer circuit (TMR; equivalent to 8253) (4), interrupt control circuit (PIC; equivalent to 8259) (5), CRT control circuit (CRTC; equivalent to 505S) (6), bidirectional interface circuit (PPI; 8255) 7) and a floppy disk control circuit (FDC; corresponding to 765A) 8 are provided, and as the peripheral circuits, an address latch circuit (LATCH) 9 and an address buffer (ADRS BUF) ( 10), data bus drive circuit / receive circuit (DATA BUF) 11, DMA bus / CPU bus timing controller (DMA READY CPU WAIT) 12, peripheral LSI memory chip select logic (CHIP SEL) 13, DMA Interface section (DMA PAGE REG, GATE, LATCH) (14), FDC interface section (FDC COM REG, FDC INTERFACE) (15), Parity Generation Test Circuit (PG & PC) (16), Keyboard Speaker Interface Circuit (KB SPK) DSW) 17 and the like are provided.
제2도는 상기 제1도에 도시된 LSI화 대상부분에 대한 실제의 LSI평면도로, 여기서 참조부호 1'∼8'는 제1도에 도시된 블록 1∼8에 대응되는 것으로서, 단일물품 LSI로서 기능하는 이미 완성된 논리구성 및 배선패턴을 갖춘 표준 LSI로직부이다. 또한, 참조부호 A, B, C, D는 게이트어레이(GA)로서, 여기서 A는 제1도에 있어서의 키보드 스피커 인터페이스회로(17) 및 클록 분주회로가 조합되어 있는 게이트어레이 블록이고, B는 상기 제1도에서의 어드레스래치회로(9)와 어드레스버퍼(10), 데이터버스 구동회로/수신회로(11), DMA버스/CPU버스 타이밍제어부(12), 주변 LSI 메모리칩 선택로직(13) 및 패리티발생검사회로(16)등이 조합된 게이트어레이의 블록이며, C는 상기 제1도에서의 DMA인터페이스부(14) 및 FDC인터페이스부(15)가 조합된 게이트어레이의 블록이고, D는 외부인터페이스를 위한 I/O버퍼영역으로 되는 게이트어레이의 블록이다. 또, 참조부호 E는 외부접속을 위한 패드(PAD)영역이다.FIG. 2 is an actual LSI plane of the LSI target portion shown in FIG. 1, wherein reference numerals 1 'through 8' correspond to
또한, 여기서 상기 제2도에서의 표준 LSI로직부(1'∼8')는 이미 단일물품 LSI로서 사용되고 있는 것과 완전히 동일한 패턴과 논리구성을 갖는 것으로서 성능도 변함이 없는 것이다.Here, the standard LSI logic portions 1 'to 8' in FIG. 2 have the same pattern and logic configuration as those already used as the single article LSI, and the performance is also unchanged.
그리고, 이들 각 LSI로직부(1'∼8')는 각각 동일한 설계기준으로 규격화되는 바, 즉 게이트의 길이, 선의 폭, 게이트산화막의 두께등은 각각 동일한 프로세스파라미터에 적합한 것이다. 또한, 종래의 각각의 LSI의 패드에 해당되는 부분 및 외부단자에 해당되는 부분은 배선이 인출될 만한 정도로 작게 되어 있고, 또 상기각 LSI로직부(1'∼8')의 기존 배선층의 수는 동일하며 A1으로 이루어진 1층이 사용되게 된다.Each of these LSI logic portions 1 'to 8' is standardized by the same design criteria, that is, the length of the gate, the width of the line, the thickness of the gate oxide film, and the like are suitable for the same process parameters. In addition, the portion corresponding to the pad of each conventional LSI and the portion corresponding to the external terminal are small enough to draw the wiring, and the number of existing wiring layers of each of the LSI logic portions 1 'to 8' is The same layer of A1 is used.
또한, 게이트어레이블록(A, B, C)은 각각 규모를 달리하고 있으면서 상기 LSI로직부(1'∼8')와 동일한 설계기준을 갖추고 있는 것으로 패드는 없는데, 이 게이트어레이블록(A, B, C)은 게이트나 플립플롭을 구성하여 회로를 실현하는 배선층으로서 1층과 2층의 A1을 사용할 수 있다.The gate array blocks A, B, and C are of different sizes and have the same design criteria as those of the LSI logic portions 1 'to 8'. There are no pads. , C) can be used as the wiring layer for forming a gate or flip-flop to realize a circuit.
그리고, 게이트어레이블록(D)은 상기 게이트어레이블록(A, B, C)과, LSI로직부(1'∼8')나 본 LSI외부와의 인터페이스용인 I/O버퍼부로 이루어진 게이트어레이이다.The gate array block D is a gate array including the gate array blocks A, B, and C and an I / O buffer portion for interfacing with the LSI logic portions 1 'to 8' or the outside of the LSI.
또한, 버퍼영역(E)에는 외부접속용 버퍼군이 설치된다. 이상의 각 기능블록(1'∼8', A∼E)을 칩의 크기가 최소로 되도록 제2도에 도시된 바와 같이 배치하여 공통 마스터로서 한 장의 웨이퍼상에 구성해 놓는다.In the buffer area E, an external connection buffer group is provided. Each of the above functional blocks 1 'to 8' and A to E is arranged as shown in FIG. 2 so that the size of the chip is minimized, and arranged on a single wafer as a common master.
상기한 LSI를 사용하는 시스템기술자는 소망하는 시스템에 따라, 즉 여기서는 제1도의 LSI대상부분(점선내)에 상응하여 글루우회로부를 상기 각 게이트어레이(게이트어레이의 블록 A∼D)의 부분에 실현하고, 또한 LSI로직부(1'∼8')와의 상호접속을 1층째의 A1배선영역(각 LSI로직부의 사이, 게이트어레이블록의 1층째배선영역)과 2층째의 A1배선영역(칩전체영역)을 이용하여 행함으로써 종래의 프린트기판설계와 동일레벨로 임의의 시스템구성의 모놀리딕 LSI를 실현할 수 있게 된다.The system engineer using the LSI realizes the glue circuit portion in each of the gate arrays (blocks A to D of the gate arrays) according to the desired system, that is, here, corresponding to the LSI target portion (dotted line) shown in FIG. In addition, the interconnection with the LSI logic portions 1 'to 8' is connected to the A1 wiring region on the first layer (between each LSI logic portion, the first-layer wiring region on the gate array block) and the A1 wiring region on the second layer (the entire chip region). By using the above method, the monolithic LSI of an arbitrary system configuration can be realized at the same level as the conventional printed board design.
상술한 바와 같이 이미 성능이 확인되어 있고, 또 동일 설계기준이 적용되어 있는 복수의 LSI블록과 게이트어레이(GA)를 한 장의 웨이퍼상에 가장 적당하게 배치하고, 이들 부분을 마스터로서 공통으로 하드웨어화한 후, 1층과 2층의 A1배선층을 설계자가 자유롭게 이용하도록 함으로써, 칩의 크기를 최소화하고, 각종 시스템의 상위성(相違性)에 대응할 수 있도록 된 반주문형 LSI를 제공할 수 있게 된다.As described above, a plurality of LSI blocks and gate arrays (GA) which have already been confirmed to have performance and are subjected to the same design criteria are most appropriately arranged on a single wafer, and these parts are commonly hardwareized as masters. Then, by allowing designers to freely use the A1 wiring layers of the first and second layers, it is possible to provide a semi-custom LSI that can minimize the size of the chip and cope with the differentiation of various systems.
또한, 상기 공정에서 새롭게 발생되는 공정은 A1의 배선뿐이므로 제조기간이 대폭 단축화되고, 또 LSI주변의 회로를 게이트어레이로 실현하게 되므로 시스템에 대한 반응이 용이해질 수 있게 된다.In addition, since only the wiring of A1 is newly generated in the above process, the manufacturing period can be greatly shortened, and the circuit around the LSI can be realized by a gate array, thereby facilitating the reaction to the system.
또한, 상기한 실시예에 있어서는 표준 LSI로직이외에 게이트어레이만을 탑재대상으로 하고 있지만, 본 발명은 이에 한정되지 않고 게이트어레이와 예컨대 저항모듈등의 다른 소자를 조합한 구성으로 할 수도 있다.Incidentally, in the above embodiment, only the gate array is mounted in addition to the standard LSI logic. However, the present invention is not limited thereto, and the gate array and other elements such as a resistance module may be combined.
[발명의 효과][Effects of the Invention]
이상 설명한 바와 같이 본 발명에 의하면, 단일물품 LSI로서 기능하는 이미 완성되어 있는 논리 구성 및 배선패턴을 구비하고 있는 복수종류의 표준 LSI로직부와, 이들 표준 LSI로직부와 동일 프로세스조건에 따른 설계기준을 갖추고 상기 표준 LSI로직부의 주변회로를 구성하기 위한 최소한 1블록의 게이트어레이 및, 상기 각 표준 LSI로직부의 각 단자 및 게이트어레이의 각 단자 상호간을 임의로 접속시키기 위한 배선영역을 구비하고 있는 마스크패턴부를 칩의 크기가 최소로 되도록 각각 배치함과 더불어; 상기 각 표준 LSI로직부 및 게이트어레이를 에워싸도록 외부접속인터페이스를 위한 입출력버퍼용 게이트어레이를 설치하고, 다시 이 입출력버퍼용 게이트어레이를 에워싸도록 리이드단자접속용 본딩패드부를 설치해서, 이들 각 구성요소를 마스터로서 공통 하드웨어화하고; 상기 각 구성요소사이를 1층 내지 다층의 패턴배선으로 상호 접속함으로써 마이크로 컴퓨터 및 그 주변회로를 보다 더 고집적화할 수 있게 된다.As described above, according to the present invention, a plurality of standard LSI logic parts having already completed logic structures and wiring patterns functioning as single-item LSIs, and design criteria according to the same process conditions as those standard LSI logic parts A mask pattern portion having at least one block of gate array for constituting a peripheral circuit of the standard LSI logic portion, and a wiring area for arbitrarily connecting each terminal of each standard LSI logic portion and each terminal of the gate array; Each arranged so that the size of the chip is minimized; An I / O buffer gate array for an external connection interface is provided to surround each of the above standard LSI logic parts and a gate array, and a lead terminal connection bonding pad portion is provided to surround the I / O buffer gate array. Make the component common hardware as a master; By interconnecting each of the components in a pattern wiring of one layer to a plurality of layers, the microcomputer and its peripheral circuits can be more integrated.
따라서 시스템의 구성을 간소화하고 소형화할 수 있음은 물론 저가격화를 실현할 수 있게 되고, 또한 시스템기술자에 의한 회로설계기술을 충분히 살려서 임의의 기능회로구성을 용이하게 실현할 수 있도록 하는 모놀리딕-반주문형 시스템 LSI를 제공할 수 있게 된다.As a result, the system configuration can be simplified and downsized, as well as the price can be realized, and the monolithic semi-custom type system can easily realize any functional circuit configuration by fully utilizing the circuit design technology by the system engineer. LSI can be provided.
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JPS57100758A (en) * | 1980-12-16 | 1982-06-23 | Nec Corp | Semiconductor device |
-
1984
- 1984-09-29 JP JP59204456A patent/JPH06101550B2/en not_active Expired - Lifetime
-
1985
- 1985-09-05 KR KR1019850006492A patent/KR900008795B1/en not_active IP Right Cessation
Also Published As
Publication number | Publication date |
---|---|
KR860002873A (en) | 1986-04-30 |
JPS6182444A (en) | 1986-04-26 |
JPH06101550B2 (en) | 1994-12-12 |
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