JPH0521709A - Semiconductor integrated circuit device and mega cell - Google Patents
Semiconductor integrated circuit device and mega cellInfo
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- Semiconductor Integrated Circuits (AREA)
- Design And Manufacture Of Integrated Circuits (AREA)
Abstract
Description
【0001】[0001]
【産業上の利用分野】本発明は、半導体集積回路装置お
よびそのメガセルに関し、特にレイアウト方式の改良を
図った特定用途向けのLSIおよびそれに搭載されるメ
ガセルに関するものである。BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to a semiconductor integrated circuit device and its megacell, and more particularly to an LSI for a specific application having an improved layout system and a megacell mounted therein.
【0002】[0002]
【従来の技術】従来、特定用途向けのLSIの基本的な
ものとして図2,図3に示すものがあった。2. Description of the Related Art Conventionally, there have been basic LSIs for specific applications as shown in FIGS.
【0003】 図2の方式はセルベース方式と言われ
るもので、既に作成済みの、CPUコアやタイマ等の周
辺回路などの大規模回路セル(これをメガセルという)
1と、TTLレベルのセル(これをマクロセルあるいは
スタンダードセルという)2を組合せる方式であり、ト
ランジスタ部分以外に別途配線領域を設ける方式とな
る。The method shown in FIG. 2 is called a cell-based method, and is a large-scale circuit cell such as a peripheral circuit such as a CPU core or a timer that has already been created (this is called a mega cell).
This is a system in which 1 and a TTL level cell (this is called a macro cell or a standard cell) 2 are combined, and a wiring region is separately provided in addition to the transistor portion.
【0004】 図3の方式はゲートアレイにおいて、
複数のトランジスタを有する基本セル3を全面に敷き詰
めたゲート敷きつめ形アレイ、あるいはSOG(Sea of
gate) と呼ばれるものである。一般に、ゲートアレイ
は、トランジスタを構成する工程までをあらかじめ製造
しておき(これをマスター工程という)、配線工程以降
をユーザの回路構成により変える(これをスライス工程
という)ことによりカスタムLSIを製造する方式であ
り、SOG方式の場合は配線領域を設けず、全面がトラ
ンジスタで敷き詰められている。従って、メガセルを構
成する場合はこれらトランジスタを利用して配線を行う
ので、固定型のセルにはならない。The method shown in FIG.
A gate-layout type array in which a basic cell 3 having a plurality of transistors is spread over the entire surface, or an SOG (Sea of Sea)
It is called a gate). In general, a gate array is manufactured in advance up to the step of forming a transistor (this is called a master step), and the wiring step and the subsequent steps are changed according to a user's circuit configuration (this is called a slice step) to manufacture a custom LSI. In the case of the SOG method, no wiring region is provided and the entire surface is covered with transistors. Therefore, when forming a mega cell, since wiring is performed using these transistors, it is not a fixed type cell.
【0005】[0005]
【発明が解決しようとする課題】従来の特定用途向けの
LSIは以上のように構成されているが、図2に示した
セルベース方式における問題点はフルカスタムの設計で
あるためにプロセス工程が長くなり全体のLSI開発期
間が長くなってしまうこと、回路変更によりLSI開発
期間が長くなってしまうこと、および回路変更によりL
SIの改定を行う場合、全レイヤの改定が必要となって
しまうことである。Although the conventional LSI for a specific application is configured as described above, the problem with the cell-based method shown in FIG. 2 is that the process steps are It becomes longer and the whole LSI development period becomes longer, and the LSI development period becomes longer due to the circuit change.
When the SI is revised, it is necessary to revised all layers.
【0006】また図3のゲートアレイ方式での問題点は
ゲート使用率が低ければ低いほどチップ面積(実際はチ
ップ面積対使用トランジスタの比)が大きくなり、コス
トが上がってしまう。またメガセルもマクロセルを組み
合わせて作成するので、自動配置配線を行うたびにその
形状が変わり、この部分の特性が固定的でなくなるた
め、設計がやりにくくなる。The problem with the gate array system of FIG. 3 is that the lower the gate usage rate, the larger the chip area (actually the ratio of the chip area to the transistors used) and the higher the cost. Since the megacell is also created by combining macrocells, its shape changes every time automatic placement and routing is performed, and the characteristics of this portion are not fixed, which makes designing difficult.
【0007】本発明は上記2つの方式の問題点を同時に
解決するものであり、チップ面積を中程度以下におさえ
ながら、開発期間を短くして全体の開発,チップコスト
を下げるとともに、セル特性も固定化され、設計しやす
くなるという特性を持たせることができ、しかも配線の
容易化を達成できる半導体集積回路装置およびこれに搭
載されるメガセルを得ることを目的とする。The present invention solves the problems of the above two methods at the same time, and shortens the development period to reduce the overall development and the chip cost while keeping the chip area at a medium level or less. An object of the present invention is to obtain a semiconductor integrated circuit device that can be fixed and have a characteristic of being easy to design, and can achieve simplification of wiring, and a mega cell mounted therein.
【0008】[0008]
【課題を解決するための手段】本発明に係る半導体集積
回路装置はセルベース方式で用いたメガセルを固定形状
のままで用いるとともに、メガセルの内部に外部の配線
を配線できる領域を設け、メガセル以外の部分はトラン
ジスタで敷きつめるように構成したものである。In a semiconductor integrated circuit device according to the present invention, a megacell used in a cell-based system is used in a fixed shape, and an area where external wiring can be provided is provided inside the megacell, and the area other than the megacell is provided. The part of is configured to be covered with transistors.
【0009】また、本発明に係るメガセルは外部の配線
を配線可能な領域を設け、この配線可能領域を挟んで、
複数の領域で単一機能を実現する機能領域を配置するよ
うにしたものである。Further, the mega cell according to the present invention is provided with a region in which an external wiring can be wired, and sandwiches this wirable region,
The functional areas that realize a single function are arranged in a plurality of areas.
【0010】[0010]
【作用】本発明においては、セルベース方式におけるメ
ガセルをそのまま用いるとともに、その内部に外部の配
線を配線できる領域を設け、マクロセル部分と配線部分
に相当する部分はSOGと同様にトランジスタを敷きつ
めるように構成したことにより、チップ面積の縮小や開
発期間の短縮化が可能となり、コストダウンが可能にな
るとともに、セル特性が固定化され、設計が容易となる
新しいレイアウト方式を確立できる。またメガセルに設
けた配線可能領域により配線の引き回しを解消できる。In the present invention, the megacell in the cell base system is used as it is, and an area where external wiring can be wired is provided in the megacell, and the portion corresponding to the macrocell portion and the wiring portion is covered with transistors like SOG. With this configuration, the chip area can be reduced and the development period can be shortened, the cost can be reduced, the cell characteristics can be fixed, and a new layout method that facilitates the design can be established. In addition, wiring can be eliminated by the wirable area provided in the mega cell.
【0011】また、本発明においては、メガセルの内部
において、外部の配線を配線可能な領域を設けるように
したので、メガセル外部の配線をメガセル領域を貫通し
て配線することが可能となり、メガセル領域を迂回して
配線する必要がなくなるので、その配線が容易となる。Further, in the present invention, since the area in which the external wiring can be wired is provided inside the megacell, it becomes possible to wire the wiring outside the megacell through the megacell area. Since it is not necessary to make a detour to bypass the wiring, the wiring becomes easy.
【0012】[0012]
【実施例】以下、この発明の一実施例を図について説明
する。図1は本発明の一実施例による半導体集積回路装
置およびメガセルを示す。図において、1は半導体基板
上に配置された大規模固定型レイアウトライブラリであ
るメガセル、3は複数のトランジスタを有する基本セル
であり、半導体基板上のメガセル1が配置された領域以
外の領域に、特に配線領域を設けることなく配置されて
いる。DESCRIPTION OF THE PREFERRED EMBODIMENTS An embodiment of the present invention will be described below with reference to the drawings. FIG. 1 shows a semiconductor integrated circuit device and a mega cell according to an embodiment of the present invention. In the figure, 1 is a megacell which is a large-scale fixed layout library arranged on a semiconductor substrate, 3 is a basic cell having a plurality of transistors, and a region on the semiconductor substrate other than the region where the megacell 1 is arranged, In particular, they are arranged without providing a wiring region.
【0013】また、1aはメガセルの内部に形成された
配線可能領域、1b,1cは配線可能領域を挟んで形成
されたメガセルの機能領域であり、タイマ等、メガセル
の持つべき1つの機能をこの2つの領域1b,1cで実
現しているものである。Reference numeral 1a is a wirable area formed inside the megacell, and 1b and 1c are functional areas of the megacell formed so as to sandwich the wirable area. This is realized by the two areas 1b and 1c.
【0014】次に作用,効果について説明する。本実施
例による半導体集積回路装置は、セルベース方式のメガ
セルとゲート敷きつめ形アレイを併用したものである。Next, the operation and effect will be described. The semiconductor integrated circuit device according to this embodiment is a combination of a cell-based megacell and a gate-laying array.
【0015】メガセルはCPUや、乗算器,タイマ回路
など、所定の用途に限定されて使用される大規模回路の
セルであり、ゲートアレイ方式で実現することも可能で
あるが、ゲートアレイ方式で実現した場合のメガセルは
規則正しく配置された基本セルに展開されるので、回路
が冗長となってセル面積が大きくなり、長くなった配線
に負荷が生じて高速動作に適さなくなるなどの問題が生
じる。The mega cell is a cell of a large-scale circuit used for a limited purpose such as a CPU, a multiplier, and a timer circuit, and can be realized by a gate array system, but by the gate array system. When realized, the megacells are developed into regularly arranged basic cells, so that the circuit becomes redundant and the cell area becomes large, and a problem occurs such that a load is generated in the elongated wiring and it becomes unsuitable for high-speed operation.
【0016】これに対し、本実施例ではメガセルにより
実現できる回路は、これをそのパターン形状が固定され
た本来のメガセルのままで半導体基板上に搭載するよう
にしており、これによりメガセルの持つ特長をそのまま
利用することができる。On the other hand, in the present embodiment, the circuit that can be realized by the megacell is mounted on the semiconductor substrate as it is as the original megacell whose pattern shape is fixed. Can be used as is.
【0017】即ち、本来のメガセルはその回路パターン
が最適化されており、トランジスタサイズ等も個々の素
子毎に無駄なく設計されている。従って、本来のメガセ
ルはこれをゲートアレイ方式で実現した場合に比べてそ
のセル面積が小さくなり、チップ面積を縮小できるとと
もに、動作速度等の特性についても優れたものが得られ
るものであり、さらに好都合なことには、そのパターン
が固定されたものであるため、回路特性も固定化される
ことである。また、固定型レイアウトライブラリとして
登録されたメガセルを使用することにより、その開発期
間を短縮することもできる。That is, the circuit pattern of the original megacell is optimized, and the transistor size and the like are designed without waste for each individual element. Therefore, the original mega cell has a smaller cell area than the case where it is realized by the gate array method, and it is possible to reduce the chip area and obtain excellent characteristics such as operating speed. Advantageously, since the pattern is fixed, the circuit characteristics are also fixed. In addition, the development period can be shortened by using the mega cell registered as the fixed layout library.
【0018】従って、本来のメガセルを搭載することに
より、このメガセルに相当する部分を、SOG方式によ
り構成した場合に比べ、その設計が行ないやすくなり、
設計ミスが減少する。その理由は、SOG方式は自動配
置配線ツールの使用を前提としており、自動配置配線ツ
ールにより設計を行なった場合、その配置がその都度変
化するため回路特性に変動がありうるからである。Therefore, by mounting the original megacell, it becomes easier to design the portion corresponding to this megacell, as compared with the case where it is configured by the SOG method.
Design mistakes are reduced. The reason is that the SOG method is premised on the use of an automatic placement and routing tool, and when the design is performed by the automatic placement and routing tool, the placement changes each time, and therefore the circuit characteristics may vary.
【0019】また、メガセル同様フルカスタムで形成さ
れるスタンダードセルを形成すべき領域には、これに代
えて基本セルをSOG方式で配置するようにしたので、
配線工程を行なうだけで、回路を完成でき、基板上の全
ての領域をフルカスタムで形成するセルベースに比しそ
の開発期間を短縮することができる。また、回路を変更
する場合も、配線関係のみを変更することにより速やか
にこれに対応することができる。Further, in the same manner as the mega cell, the basic cell is arranged by the SOG method in the area where the standard cell, which is formed by full custom, is to be formed instead.
The circuit can be completed simply by performing the wiring process, and the development period can be shortened as compared with the cell base in which all the regions on the substrate are fully custom-made. Also, when changing the circuit, it is possible to deal with it promptly by changing only the wiring relationship.
【0020】さらに、以上のことから、本実施例は次の
ような極めて有用な効果を有することが分かる。即ち、
従来、所要の機能をLSI化するには、セルベース方式
とゲートアレイ方式の得失を考慮してその実現方式を決
定する必要があり、この決定は各方式により形成される
素子のスペックの相違により、レイアウト段階よりも前
の段階であるシミュレーション段階で行なっておく必要
があったが、本実施例によれば、機能の要めになる大き
なセルはセルベース方式で、それ以外はゲートアレイ方
式で形成することにより、シミュレーション段階でその
方式を決定する必要はなく、レイアウト段階で機械的に
決定できる。Further, from the above, it is understood that this embodiment has the following extremely useful effects. That is,
Conventionally, in order to implement a required function into an LSI, it has been necessary to decide an implementation method in consideration of advantages and disadvantages of a cell-based method and a gate array method, and this decision depends on a difference in specifications of elements formed by each method. According to the present embodiment, the cell-based method is used for a large cell whose function is required, and the gate array method is used for the other cells. By forming it, it is not necessary to decide the method in the simulation stage, and it can be decided mechanically in the layout stage.
【0021】表1に従来のセルベース方式,ゲートアレ
イ方式および本実施例のメリット,デメリットをまとめ
ている。Table 1 summarizes the merits and demerits of the conventional cell-based method, gate array method and this embodiment.
【0022】[0022]
【表1】 [Table 1]
【0023】さらに、上記実施例では、メガセルの内部
に配線可能領域1aを設けているので、メガセル外部の
配線を、この領域を用いて配線することにより、メガセ
ルが形成された領域を迂回して配線する必要がなくな
り、その配線が極めて容易となる。また、配線が長くな
ることによって余分な配線容量が付く等の問題も解消で
きる。Further, in the above embodiment, since the wirable region 1a is provided inside the mega cell, the wiring outside the mega cell is routed using this region to bypass the region where the mega cell is formed. Wiring becomes unnecessary, and the wiring becomes extremely easy. Further, it is possible to solve the problem that extra wiring capacitance is added due to the long wiring.
【0024】このように、上記実施例によれば、LSI
上にCPUやその乗算器,タイマ回路などの大規模回路
を搭載すべきときは、特性値,セル形状の決まっている
メガセルを配置し、その他の部分についてはSOG方式
により装置を構成するようにしたので、LSIのチップ
面積を小さく、開発期間を短くして全体のコストダウン
を図り、かつセル特性が固定化されることで設計ミスを
減らすことができ、しかもLSIのレイアウト方式をレ
イアウト段階で機械的に決定できるといった効果が得ら
れる。Thus, according to the above embodiment, the LSI
When a large-scale circuit such as a CPU, its multiplier, and a timer circuit is to be mounted on the top, mega cells of which characteristic values and cell shapes are determined are arranged, and the other parts are configured by the SOG system. As a result, the LSI chip area can be reduced, the development period can be shortened to reduce the overall cost, and the cell characteristics can be fixed to reduce design mistakes. The effect is that it can be determined mechanically.
【0025】なお、上記実施例では、メガセルに、配線
可能な領域を1箇所設けたものを示したが、2箇所以上
設けてもよい。In the above embodiment, the mega cell is provided with the wirable region at one location, but it may be provided at two or more locations.
【0026】また、配線可能な領域の形状は直線状に限
るものではなく、例えばL字状であってもよいことは言
うまでもない。Needless to say, the shape of the wirable area is not limited to the linear shape and may be, for example, an L shape.
【0027】さらに、上記実施例では、配線可能な領域
を設けたメガセル以外の領域はゲートを敷きつめるよう
にしたが、配線領域を有する通常のゲートアレイやそれ
以外のセルを形成するようにしてもよい。Further, in the above-mentioned embodiment, the gates are spread over the regions other than the mega cells provided with the wirable region. However, a normal gate array having a wiring region and other cells are formed. Good.
【0028】[0028]
【発明の効果】以上のように、この発明によれば、内部
に配線可能領域を有し、特性値,セル形状の決まったメ
ガセルを配置し、それ以外の部分をトランジスタを全面
敷きつめするSOG方式で半導体集積回路装置を構成す
るようにしたので、配線の引き回しを解消でき、LSI
のチップ面積を小さくでき、開発期間を短くして全体の
コストダウンを図ることができ、セル特性が固定化され
るので、設計ミスを減らすことができ、メガセル外部の
配線の引き回しを解消できるといった効果がある。As described above, according to the present invention, the SOG method is provided in which mega cells each having a wirable region inside and having a predetermined characteristic value and cell shape are arranged, and the other portions are covered with transistors all over the surface. Since the semiconductor integrated circuit device is configured with the
The chip area can be reduced, the development period can be shortened, the overall cost can be reduced, and the cell characteristics are fixed, so design mistakes can be reduced and the routing of wiring outside the megacell can be eliminated. effective.
【0029】また、メガセルの内部において、外部の配
線を配線可能な領域を設けるようにしたので、メガセル
外部の配線をメガセル領域を貫通して配線することが可
能となり、メガセル領域を迂回して配線する必要がなく
なるので、その配線が容易となり、余分な配線容量が付
く等の問題を解消できる。Further, since the area where the external wiring can be wired is provided inside the megacell, the wiring outside the megacell can be wired through the megacell area, and the wiring can be bypassed to the megacell area. Since it is not necessary to do so, the wiring becomes easy, and problems such as extra wiring capacitance can be solved.
【図1】この発明の一実施例による半導体集積回路装置
およびメガセルを示す図で、図1(a) はそのセル配置パ
ターンを示す図、図1(b) はメガセルの内部領域を示す
図である。FIG. 1 is a diagram showing a semiconductor integrated circuit device and a mega cell according to an embodiment of the present invention, FIG. 1 (a) is a diagram showing a cell arrangement pattern thereof, and FIG. 1 (b) is a diagram showing an internal region of the mega cell. is there.
【図2】従来の半導体集積回路装置のセル配置パターン
を示す図である。FIG. 2 is a diagram showing a cell arrangement pattern of a conventional semiconductor integrated circuit device.
【図3】従来の他の半導体集積回路装置のセル配置パタ
ーンを示す図である。FIG. 3 is a diagram showing a cell arrangement pattern of another conventional semiconductor integrated circuit device.
1 メガセル 1a 配線可能領域 1b,1c 機能領域 2 スタンダードセル 3 基本セル 1 mega cell 1a Wiring area 1b, 1c functional area 2 standard cells 3 basic cells
Claims (2)
域を挟んで配置された複数の領域により単一機能を実現
する機能領域とから構成された大規模回路セルであるメ
ガセルを半導体基板上に1つあるいは複数個配置し、 かつ上記半導体基板上のメガセル配置領域を除く領域
に、トランジスタ群のみを敷きつめて形成したゲート敷
きつめ形アレイを配置してなることを特徴とする半導体
集積回路装置。1. In an LSI layout system, a large area is constituted by an area in which wiring other than megacells can be wired and a functional area in which a plurality of areas arranged with the wirable area sandwiched therebetween realize a single function. One or more megacells, which are large scale circuit cells, are arranged on a semiconductor substrate, and a gate-layout array formed by laying only transistor groups is arranged in a region excluding the megacell arrangement region on the semiconductor substrate. A semiconductor integrated circuit device characterized by the above.
模回路セルであるメガセルにおいて、 メガセル以外の配線を配線可能な領域と、 該配線可能領域を挟んで配置された複数の領域により単
一機能を実現する機能領域とを備えたことを特徴とする
メガセル。2. In a mega cell, which is a large-scale circuit cell mounted in a semiconductor integrated circuit device, a single area is provided by a region in which wiring other than the mega cell can be wired and a plurality of regions arranged with the wirable region sandwiched therebetween. A mega cell characterized by having a functional area for realizing a function.
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP19712691A JPH0521709A (en) | 1991-07-09 | 1991-07-09 | Semiconductor integrated circuit device and mega cell |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP19712691A JPH0521709A (en) | 1991-07-09 | 1991-07-09 | Semiconductor integrated circuit device and mega cell |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH0521709A true JPH0521709A (en) | 1993-01-29 |
Family
ID=16369177
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP19712691A Pending JPH0521709A (en) | 1991-07-09 | 1991-07-09 | Semiconductor integrated circuit device and mega cell |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH0521709A (en) |
-
1991
- 1991-07-09 JP JP19712691A patent/JPH0521709A/en active Pending
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