JPH03225848A - Block circuit of semiconductor integrated circuit - Google Patents

Block circuit of semiconductor integrated circuit

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JPH03225848A
JPH03225848A JP2057090A JP2057090A JPH03225848A JP H03225848 A JPH03225848 A JP H03225848A JP 2057090 A JP2057090 A JP 2057090A JP 2057090 A JP2057090 A JP 2057090A JP H03225848 A JPH03225848 A JP H03225848A
Authority
JP
Japan
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block
circuit
transistor
transistors
gate
Prior art date
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Pending
Application number
JP2057090A
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Japanese (ja)
Inventor
Yuji Koizumi
小泉 雄二
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NEC Corp
Original Assignee
NEC Corp
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Publication date
Application filed by NEC Corp filed Critical NEC Corp
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Abstract

PURPOSE:To enable a fan-in capacity to be reduced and a block area to be reduced by using a transistor which is n times wider than a gate width W at a part whose load is large of an output stage and a next stage. CONSTITUTION:Compound gate elements 12-14 and an inverter 15 consist of a transistor with a gate width W of basic dimensions and an output stage logic element 16 consists of a transistor which is n times wider than the gate width W of basic dimensions, thus causing the number of elements to be reduced and area to be narrowed. Also, when a fan-in capacity which is an input capacity of a block is compared by setting the transistor with a gate width W of basic dimensions to fan-in = 1, it is equal to half the value when n is set to 2. Also, drive capacity is nearly equal, thus obtaining a circuit with a small block circuit fan-in capacity and a small block area.

Description

【発明の詳細な説明】 〔産業上の利用分野〕 本発明は半導体集積回路に関し、特にブロックの回路構
成に関する。
DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION [Field of Industrial Application] The present invention relates to a semiconductor integrated circuit, and particularly to a block circuit configuration.

〔従来の技術〕[Conventional technology]

従来、この種の半導体集積回路の基本機能を構成し、同
等の駆動能力を有するブロックの回路構成は、1種類の
トランジスタ幅Wで基本ブロックの回路を構成している
場合には、ブロックの出力段のトランジスタ幅Wと出力
段以外のトランジスタ@Wは同じ寸法のトランジスタを
使用していた。
Conventionally, the circuit configuration of a block that constitutes the basic functions of this type of semiconductor integrated circuit and has the same driving capacity is that when the circuit of the basic block is configured with one type of transistor width W, the output of the block is The transistor width W of the stage and the transistor @W other than the output stage were transistors having the same dimensions.

〔発明が解決しようとする課題〕[Problem to be solved by the invention]

上述した従来の半導体集積回路のブロック回路は、1種
類のトランジスタ幅Wでブロックの回路を構成している
場合には、ブロックの出力段のトランジスタ幅Wと出力
段以外のトランジスタ幅Wは同じ寸法のトランジスタを
使用しているため、入力の容量であるFan−in容量
が大きくなるという欠点がある。またブロックの面積も
大きくなるという欠点がある。
In the block circuit of the conventional semiconductor integrated circuit described above, when the block circuit is configured with one type of transistor width W, the transistor width W of the output stage of the block and the transistor width W of the transistors other than the output stage are the same size. Since a transistor is used, there is a drawback that the Fan-in capacitance, which is the input capacitance, becomes large. Another disadvantage is that the area of the block becomes large.

また、回路の負荷によりブロックの選択がなされないと
きには、ブロックの軽い場合1重い場合によりブロック
面積、ブロックの遅延時間、 Fann容金の最適化が
なされないという欠点もある。
In addition, when a block is not selected due to the circuit load, there is a drawback that the block area, block delay time, and fan capacity cannot be optimized depending on whether the block is light or heavy.

本発明の目的は、基本機能を構成し、同等の駆動能力を
有するブロック回路において、ブロック回路のFan−
in容量が小さくかつ、ブロックの面積が小さい回路を
提供することにある。また、本発明の他の目的はブロッ
クのAタイプ、Bタイツの選択を行ない、同一チップ上
にA、Bタイプを混在させて配置させることによりブロ
ック面積。
An object of the present invention is to provide a block circuit that has basic functions and has the same driving capacity.
An object of the present invention is to provide a circuit with a small in capacity and a small block area. Another object of the present invention is to select A-type and B-type blocks, and reduce the block area by arranging A and B types in a mixed manner on the same chip.

ブロックの遅延時間、 Fan−in容量の上で最適化
された回路を提供することにある。
The purpose of this invention is to provide a circuit that is optimized in terms of block delay time and fan-in capacity.

〔課題を解決するための手段〕[Means to solve the problem]

本発明によれば半導体集積回路の基本機能を構成し、同
等の駆動能力を有するブロック回路において、出力段以
外のトランジスタはゲート幅Wのトランジスタにより構
成され、出力段および次段の負荷の大きい部分には、ゲ
ート幅Wのn倍の寸法を有するトランジスタにより構成
されるブロック回路を有している半導体集積回路を得る
According to the present invention, in a block circuit that constitutes the basic functions of a semiconductor integrated circuit and has the same driving capacity, transistors other than the output stage are constituted by transistors with a gate width W, and the portions with a large load in the output stage and the next stage are To obtain a semiconductor integrated circuit having a block circuit constituted by transistors having a size n times the gate width W.

また、本発明によれば半導体集積回路の基本機能を構成
し、同等の駆動能力を有するブロック回路において、出
力段以外のトランジスタは、ゲート幅W1のトランジス
タにより構成され、出力段および次段の負荷の大きい部
分には、前記ゲート幅Wlのn倍の寸法を有するトラン
ジスタにより構成された第1のブロック回路とゲートl
lligW2の第1のトランジスタのゲート、ソース、
トレインの各々が、前記ゲート幅W2の第2のトランジ
スタのゲート、ソース、トレインおよび第m番目のトラ
ンジスタのゲ′−ト、ソース、ドレインのそれぞれに接
続された回路構成を組み合わせることにより、構成され
た第2のブロック回路とが混在して使用される半導体集
積回路を得る。
Furthermore, according to the present invention, in a block circuit that constitutes the basic functions of a semiconductor integrated circuit and has the same driving ability, transistors other than the output stage are configured with transistors having a gate width of W1, and the load of the output stage and the next stage is A first block circuit constituted by a transistor having a size n times the gate width Wl and a gate l
gate, source of the first transistor of lligW2,
Each of the trains is configured by combining circuit configurations connected to the gate, source, and train of the second transistor having the gate width W2, and the gate, source, and drain of the m-th transistor, respectively. A semiconductor integrated circuit is obtained which is used in combination with a second block circuit.

この後者の半導体集積回路においては、第1゜第2のブ
ロック回路の選択は、ブロックの負荷が重い場合、また
はブロックの負荷が軽い場合でも面積を小さくしたいが
、スピードは遅くてもよい場合には第1のブロック回路
を、ブロックの負荷が軽い場合には第2のブロック回路
を使用する。
In this latter type of semiconductor integrated circuit, the selection of the first and second block circuits is used when the load of the block is heavy, or when the load of the block is light and the area is desired to be small, but the speed may be slow. uses the first block circuit, and when the block load is light, uses the second block circuit.

口実流側〕 次に本発明について図面を参照して説明する。Pretext side] Next, the present invention will be explained with reference to the drawings.

第1図(a)は本発明の第1の実施例を示す論理レベル
の回路図、第1図(b)は本発明のこの第1の実施例を
示すトランジスタレベルの回路図であり、基本機能を構
成するブロックである。本実施例は、ブロックの入力端
子1,2,3,4,5゜6が複合ゲート素子12,13
.14の入力にそれぞれ接続されインバータエ5の入力
が複合ゲーごJ子12,13.14の出力に接続され、
インバータ16の入力がインバータ15の出力に接続さ
れ、インバータ16の出力がブロックの出力端子7に接
続されている。
FIG. 1(a) is a logic level circuit diagram showing a first embodiment of the present invention, and FIG. 1(b) is a transistor level circuit diagram showing this first embodiment of the present invention. It is a block that constitutes a function. In this embodiment, input terminals 1, 2, 3, 4, 5゜6 of the block are composite gate elements 12, 13.
.. The inputs of the inverter 5 are connected to the outputs of the compound game controllers 12, 13, and 14, respectively.
The input of inverter 16 is connected to the output of inverter 15, and the output of inverter 16 is connected to output terminal 7 of the block.

第1 図b)のトランジスタレベルの回路図は、第1図
a)の論理レベルの回路をトランジスタレベルに変換し
たものである。複合ゲート素子12,13゜14とイン
バータ15は基本寸法のゲート幅Wのトランジスタによ
り構成され、出力段論理素子16は基本寸法のゲート幅
Wの2倍のトランジスタにより構成されている。同様の
構成を第3図(a)。
The transistor-level circuit diagram in FIG. 1b) is a conversion of the logic-level circuit in FIG. 1a) to the transistor level. The composite gate elements 12, 13.degree. 14 and the inverter 15 are constituted by transistors having a basic gate width W, and the output stage logic element 16 is constituted by a transistor having a gate width W twice the basic dimension. A similar configuration is shown in FIG. 3(a).

(b) 、 (c)に示すが、この従来例では24トラ
ンジスタで構成されているものが、本実施例では18ト
ランジスタで構成することができ、素子数が小さくなり
、面積もせまくなる。またブロックの入力容量であるF
an−in容量を基本寸法のゲート幅Wのトランジスタ
をFan−in= 1として比較すると、従来ブロック
の入力端子のFan−in容量が2”であるのに対し、
本特許の場合はFan−in容量が“1“となり半分の
値となる。しかも駆動能力については従来技術と本発明
ではほぼ同等である。
As shown in (b) and (c), the conventional example is made up of 24 transistors, but this embodiment can be made up of 18 transistors, reducing the number of elements and the area. Also, the input capacity of the block is F
Comparing the an-in capacitance of a transistor with the basic dimension gate width W assuming Fan-in = 1, the Fan-in capacitance of the input terminal of the conventional block is 2",
In the case of this patent, the Fan-in capacity is "1", which is half the value. Moreover, the driving ability of the conventional technology and the present invention are almost the same.

次に本発明の第2の実施例によれば、第1図(a) 、
 (b)に示す第1のブロック回路と第2図(a) 、
 (b)で示す第2のブロック回路とが同一チップ上で
混在して使用されている。すなわち、第1図(a)の回
路の接続は、ブロックの入力端子l。
Next, according to the second embodiment of the present invention, FIG. 1(a),
The first block circuit shown in FIG. 2(b) and FIG. 2(a),
The second block circuit shown in (b) is used in combination on the same chip. That is, the connection of the circuit of FIG. 1(a) is to the input terminal l of the block.

2.3,4,5.6が複合ゲート素子12,13゜14
0入力にそれぞれ接続されインバータ15の入力が複合
ゲート素子12,13.14の出力に接続され、インバ
ータ160入力がインバータ15の出力に接続され、イ
ンバータ16の出力がブロックの出力端子7に接続され
ている。なお12゜13.14,15素子はゲート幅W
1の寸法のトランジスタで構成され、インバータ16素
子はゲート幅Wlの2倍の寸法のトランジスタを構成さ
れている。
2.3, 4, 5.6 are composite gate elements 12, 13゜14
0 input, the input of the inverter 15 is connected to the output of the composite gate elements 12, 13, and 14, the input of the inverter 160 is connected to the output of the inverter 15, and the output of the inverter 16 is connected to the output terminal 7 of the block. ing. Note that the gate width W for 12°13.14 and 15 elements is
The inverter 16 element is composed of transistors having a size twice the gate width Wl.

第2図(a)の回路の接続は、基本寸法Wlの第1のト
ランジスタのゲート、ソース、ドレインが基本寸法W1
の第2のトランジスタのゲート。
The connection of the circuit shown in FIG. 2(a) is such that the gate, source, and drain of the first transistor of basic size Wl are connected to the basic size W1.
The gate of the second transistor.

ソース、ドレインにそれぞれ接続された回路構成をPc
h)ランジスタロ対、Nch)ランジスタロ対で作成し
組み合わせることによって6人力。
The circuit configuration connected to the source and drain respectively is Pc
h) Ranjistaro pair, Nch) Ranjistaro pair and combine them to create a six-man power system.

1出力の複合ゲートを構成したものである。This is a composite gate with one output.

同一機能であるこれら2種類の基本ブロックはlチップ
上に混在して使用され、ブロックの負荷が重い場合、ま
たはブロックの負荷が軽い場合でも面積が小さくしたい
が、スピードは遅くテモよい場合には、第1図の基本ブ
ロックを使用する。
These two types of basic blocks, which have the same function, are used together on an l chip, and when the load of the block is heavy, or even when the load of the block is light, it is desirable to reduce the area, but the speed is slow. , using the basic blocks of FIG.

またブロックの負荷が軽い場合には第2図の基本ブロッ
クを使用し、ブロックの負荷等の条件により、ブロック
面積、ブロックの遅延時間、 Fan−in容量の条件
を最適化してlチップ上に2つの基本ブロックを混在す
ることができる。
In addition, when the block load is light, use the basic block shown in Figure 2, and optimize the block area, block delay time, and fan-in capacity conditions according to the block load and other conditions to create two blocks on one chip. The two basic blocks can be mixed.

第3図は本発明の第3の実施例を示す論理レベル回路図
である。第3図の回路の接続は、ブロックの入力端子1
,2,3,4,5.6が複合ゲート素子20,21.2
2の入力にそれぞれ接続され、インバータ、23の入力
が複合ゲート素子20゜21.22の出力に接続され、
インバータ240入力がインバータ23の出力に接続さ
れ、インバータ24の出力がブロックの出力端子7に接
続されている。複合ゲート素子20,21.22は基本
寸法のトランジスタで構成され、インバータ23は基本
寸法の2倍のトランジスタで構成され、インバータ24
は基本寸法の3倍のトランジスタで構成されている。上
述の回路を用いると第1の実施例の回路に比べ素子数を
少なくすることができ面積も小さくでき、Fan−in
容量を小さくすることができる。
FIG. 3 is a logic level circuit diagram showing a third embodiment of the present invention. The circuit connection in Figure 3 is the input terminal 1 of the block.
, 2, 3, 4, 5.6 are composite gate elements 20, 21.2
2 are connected to the inputs of the inverter, and the input of 23 is connected to the output of the composite gate element 20°21.22,
The inverter 240 input is connected to the output of inverter 23, and the output of inverter 24 is connected to output terminal 7 of the block. The composite gate elements 20, 21, 22 are made up of transistors of basic size, the inverter 23 is made of transistors of twice the basic size, and the inverter 24 is made up of transistors of twice the basic size.
consists of transistors three times the basic size. By using the above-mentioned circuit, the number of elements can be reduced compared to the circuit of the first embodiment, the area can also be reduced, and Fan-in
Capacity can be reduced.

〔発明の効果〕〔Effect of the invention〕

以上説明したように本発明は、基本機能を構成し、同等
の駆動能力を有するブロック回路において、出力段以外
のトランジスタにゲー)$1iWのトランジスタを使用
し、出力段および次段の負荷の大きい部分にゲート幅W
のn倍寸法を有するトランジスタを使用することにより
、ブロックの入力の容量であるFan−in容量が小さ
くすることができ、ブロックの面積を小さくできるとい
う効果がある。
As explained above, the present invention uses a $1iW transistor for transistors other than the output stage in a block circuit that constitutes the basic function and has the same driving capacity, and the output stage and the next stage have a large load. Gate width W in part
By using a transistor having a size n times as large as , the Fan-in capacitance, which is the input capacitance of the block, can be reduced, and the area of the block can be reduced.

また、基本機能を構成し、同等の駆動能力を有するフロ
ラ゛り回路において、回路の負荷等により基本ブロック
の選択を行なうことにより、ブロック面積、ブロックの
遅延時間、 Fan−in容量の上で最適化をはかるこ
とができるという効果がある。
In addition, by selecting the basic block based on the circuit load, etc., in a floor circuit that constitutes the basic function and has the same driving capacity, the optimum block area, block delay time, and fan-in capacity can be selected. It has the effect of being able to measure the

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

第1図(a)は本発明の第1の実施例および第2の実施
例の一部を示す論理レベルの回路図、第1図(b)は第
1図(a)のトランジスタレベルの回路図、第2図(a
)は従来例および本発明の第2の実施例の一部を示す論
理レベルの回路図、第2図(b)は第2図(a)のトラ
ンジスタレベルの回路図、第3図は本発明の第3の実施
例を示す論理レベルの回路図である。 1.2,3,4,5.6・・・・・・入力端子、7・・
・・・・出力端子、10・・・・・・電源端子、11・
・・・・・GND端子、12,13.14・・・・・・
シングル構成トランジスタを用いた複合ゲート素子、1
5.16・・・・・・ダブル構成トランジスタを用いた
インバータ、17゜18.19・・・・・・ダブル構成
トランジスタを用いた複合ゲート素子、20,21.2
2・・・・・・シングル構成トランジスタを用いた複合
ゲート素子、23・・タプル構成トランジスタを用いた
インバータ、24・・・・トリプル構成トランジスタを
用いたインバータ。
FIG. 1(a) is a logic level circuit diagram showing a part of the first embodiment and second embodiment of the present invention, and FIG. 1(b) is a transistor level circuit of FIG. 1(a). Figure, Figure 2 (a
) is a logic-level circuit diagram showing a part of the conventional example and the second embodiment of the present invention, FIG. 2(b) is a transistor-level circuit diagram of FIG. 2(a), and FIG. 3 is a circuit diagram of the present invention. FIG. 3 is a logic level circuit diagram showing a third embodiment of the present invention. 1.2, 3, 4, 5.6... Input terminal, 7...
...Output terminal, 10...Power supply terminal, 11.
...GND terminal, 12, 13.14...
Composite gate device using single configuration transistor, 1
5.16... Inverter using double configuration transistors, 17° 18.19... Composite gate element using double configuration transistors, 20, 21.2
2...Composite gate element using a single configuration transistor, 23...Inverter using a tuple configuration transistor, 24...Inverter using a triple configuration transistor.

Claims (1)

【特許請求の範囲】 1、基本機能を構成し、同等の駆動能力を有するブロッ
ク回路において、出力段以外のトランジスタはゲート幅
Wのトランジスタにより構成され、出力段および次段の
負荷の大きい部分には、ゲート幅Wのn倍の寸法を有す
るトランジスタにより構成されることを特徴とする半導
体集積回路のブロック回路。 2、基本機能を構成し、同等の駆動能力を有するブロッ
ク回路において、出力段以外のトランジスタは、ゲート
幅W1のトランジスタにより構成され、出力段および次
段の負荷の大きい部分には、前記ゲート幅W1のn倍の
寸法を有するトランジスタにより構成された第1のブロ
ック回路とゲート幅W2の第1のトランジスタのゲート
、ソース、ドレインの各々が、前記ゲート幅W2の第2
のトランジスタのゲート、ソース、ドレインおよび第m
番目のトランジスタのゲート、ソース、ドレインのそれ
ぞれに接続された回路構成を組み合わせることにより、
構成された第2のブロック回路とが混在して使用される
ことを特徴とする半導体集積回路のブロック回路。
[Claims] 1. In a block circuit that constitutes a basic function and has the same driving capacity, transistors other than the output stage are composed of transistors with a gate width W, and the transistors in the output stage and the next stage with large loads are 1. A block circuit of a semiconductor integrated circuit, characterized in that it is constituted by a transistor having a size n times the gate width W. 2. In a block circuit that constitutes a basic function and has the same driving ability, transistors other than the output stage are composed of transistors with a gate width W1, and portions with large loads in the output stage and the next stage have the gate width W1. Each of the gate, source, and drain of the first block circuit constituted by transistors having a size n times larger than W1 and the first transistor having a gate width W2 has a second block circuit having a gate width W2.
gate, source, drain and mth transistor of
By combining the circuit configurations connected to the gate, source, and drain of the second transistor,
A block circuit of a semiconductor integrated circuit, characterized in that it is used in combination with a configured second block circuit.
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